SCHEDA INSEGNAMENTO A.A. 2017/2018

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1 SCHEDA INSEGNAMENTO A.A. 207/208 CORSO DI LAUREA IN Scienze E Tecnologie Alimentari Insegnamento Operazioni Unitarie Docente Teresa DEPILLI S.S.D. dell insegnamento Anno di Corso AGR/5 Scienze e tecnologie alimentari II Crediti 7 Semestre II Semestre (dal 5/03/208 al 22/06/208) Propedeuticità Prerequisiti Impianti per le trasformazioni alimentari Nozioni di algebra (equazione di primo grado, risoluzione di sistemi a due incognite, operazione con i logaritmi, potenze e notazione scientifica). Nozioni di Fisica generale. ORGANIZZAZIONE DEL CORSO Lezioni frontali Numero ore: 44 (cfu 5,5) Esercitazioni in aula e/o laboratorio Numero ore: 8 (cfu,5)

2 PROGRAMMA DELL INSEGNAMENTO Obiettivi formativi Fornire agli studenti, dal punto di vista fenomenologico, le nozioni relative alle principali operazioni unitarie, con la finalizzazione applicativa alla comprensione delle interazioni tra le varie fasi dei processi dell industria alimentare e all'acquisizione di conoscenze e competenze sulle tecnologie alimentari tradizionali e innovative. Saper risolvere criticità e ottimizzare i sistemi produttivi mediante l acquisizione dei concetti alla base delle operazioni unitarie evidenziandone ambiti di impiego, vantaggi, limiti e criteri di scelta. Apprendimento e valutazione di casi reali mediante la soluzione di problemi relativi alle principali operazioni unitarie utilizzando il metodo del problem solving. Valutazione dell impatto ambientale delle diverse operazioni unitarie mediante lo studio del life cycle assesment. Risultati di apprendimento attesi Conoscenza e capacità di comprensione Lo studente acquisirà le conoscenze utili per comprendere i bilanci di materia ed energetici che sono alla base delle principali operazioni unitarie che costituiscono i principali processi di trasformazione degli alimenti. Capacità di applicare conoscenza e comprensione Lo studente attraverso lo studio delle tematiche trattate svilupperà la capacità di gestire e ottimizzazione le principali variabili di processo che governano le operazioni unitarie di stabilizzazione, separazione, trasformazione, ecc.. applicate nel corso dei processi produttivi. Autonomia di giudizio Attraverso lo studio teorico e pratico dei principi fisici, chimici e biologici che sono alla base delle operazioni unitarie, lo studente potrà migliorare la propria capacità di giudizio e di analisi del funzionamento dei modelli di intervento tecnico e delle specifiche misure per l ottimizzazione dei processi produttivi. Abilità comunicative La comprensione del ruolo del tecnologo alimentare all interno dell azienda alimentare e la presentazione e la comprensione dei principi teorici e pratici delle principali operazioni unitarie consentirà l acquisizione della padronanza di un linguaggio tecnico e di una terminologia specialistica adeguati; lo sviluppo di abilità comunicative, sia orali che scritte sarà

3 anche stimolata attraverso la discussione in classe, attraverso la prova scritta e orale finale. Capacità di apprendimento Lo studente svilupperà abilità di comunicare informazioni ed idee mediante discussione in aula finalizzata a verificare l effettiva comprensione degli argomenti trattati. Modalità di erogazione Tutti i risultati di apprendimento saranno raggiunti attraverso la partecipazione alle lezioni e alle esercitazioni, lo studio individuale sui testi consigliati e l ausilio dell attività tutoria. La verifica dei risultati di apprendimento avverrà attraverso la prova d esame, come più avanti dettagliato. Tradizionale Testi consigliati Modalità di verifica dell apprendimento Testo di riferimento generale: R. P. Singh, D. R. Heldman PRINCIPI DI TECNOLOGIA ALIMENTARE. AMBROSIANA. Editore (205). Pompei C. Operazioni Unitarie Tecnologia Alimentare. Ambrosiana Editore (2009) Lerici C.R. e Lerker G. Principi di tecnologia Alimentari. CLUEB Editore (983) Appunti presi durante le lezioni e slides presenti sul sito web della pagina personale del docente. La verifica del livello della conoscenza, comprensione, autonomia e capacità di comunicazione si articola attraverso una prova scritta da svolgere in 3 ore e composta 5 esercizi relativi alle operazioni di concentrazione, pastorizzazione, essiccamento, estrazione solido-liquido e distillazione (ogni esercizio svolto correttamente vale 6 punti) e una prova orale (con una durata di circa 30 minuti) in cui saranno poste generalmente tre domande su argomenti riguardanti le operazioni unitarie trattate durante il corso e i principi basi su cui si fondando. Per accedere alla prova orale bisogna aver superato quella scritta con un voto non inferiore a 8/30. Per la prova orale, la commissione stabilisce i criteri dei punteggi parziali tenendo conto della difficoltà dei singoli quesiti.

4 Programma dettagliato dell insegnamento Descrizione Argomenti del Corso Definizione delle tecnologie alimentari: differenziazione delle operazioni unitarie e dei processi (Slides presenti sul sito web nella pagina personale del docente). Obiettivi della tecnologia alimentare Classificazione delle principali operazioni unitarie. (Slides presenti sul sito web nella pagina personale del docente) - Nozioni elementari relative all'analisi dimensionale, bilanci di materie e di energia, cenni e richiami sul trasporto di calore, meccanismo trasporto dei fluidi e caratteristiche reologiche degli alimenti (R. P. Singh, D. R. Heldman PRINCIPI DI TECNOLOGIA ALIMENTARE. AMBROSIANA. Editore, 205, CAPITOLO, 2 e 3). Generalità sulle emulsioni. Ruolo degli emulsionanti sulla stabilità delle emulsioni. Generalità sulle schiume alimentari. (Slides presenti sul sito web nella pagina personale del docente). - Trattamenti termici finalizzati a modificazioni delle proprietà degli alimenti: cottura. (Slides presenti sul sito web nella pagina personale del docente). -Processi termici di conservazione: blanching, pastorizzazione, sterilizzazione, alte pressioni e campi elettrici pulsati (R. P. Singh, D. R. Heldman PRINCIPI DI TECNOLOGIA ALIMENTARE. AMBROSIANA. Editore, 205, CAPITOLO 6, Slides presenti sul sito web nella pagina personale del docente). - Cenni su estrusione-cottura. (R. P. Singh, D. R. Heldman PRINCIPI DI TECNOLOGIA ALIMENTARE. AMBROSIANA. Editore, 205, CAPITOLO 3, Slides presenti sul sito web nella pagina personale del docente). - Raffreddamento, congelamento e scongelamento. Principi base, cristallizzazione del ghiaccio, nucleazione ed accrescimento. Fattori che influenzano la velocità di congelamento. (R. P. Singh, D. R. Heldman PRINCIPI DI TECNOLOGIA ALIMENTARE. AMBROSIANA. Editore, 205, CAPITOLO 5, Slides presenti sul sito web nella pagina personale del docente). - Cristallizzazione. Principi base: solubilità, sovrasaturazione per concentrazione e/o raffreddamento. Crioconcentrazione. (Slides presenti sul sito web nella pagina personale del docente - Lerici C.R. e Lerker G. Principi di tecnologia Alimentari. CLUEB Editore, 983, CAPITOLO II pag e CAPITOLO III pag ). Concentrazione di fluidi per evaporazione. Fattori che influenzano lo scambio di calore e di materia. Funzionamento di un evaporatore. Evaporazione sotto vuoto in singolo e multiplo effetto. (Pompei C. Operazioni Unitarie Tecnologia Alimentare. Ambrosiana Editore, 2009, CAPITOLO 0). - Igroscopicità degli alimenti, definizione di attività dell'acqua. Essiccamento ad aria e conduttivo. Psicrometria: richiami alle caratteristiche dell aria ed alle condizioni di equilibrio con l alimento in fase di disidratazione. (Slides presenti sul sito web nella pagina personale del docente - R. P. Singh, D. R. Heldman PRINCIPI DI TECNOLOGIA ALIMENTARE. AMBROSIANA. Editore, 205, CAPITOLO 7 e 8) - La liofilizzazione. Influenza delle modalità di congelamento sulla qualità del liofilizzato. (Slides presenti sul sito web nella pagina personale del docente - Lerici CFU corrispon denti

5 C.R. e Lerker G. Principi di tecnologia Alimentari. CLUEB Editore, 983, CAPITOLO III pag ). Cenni sulle separazione solido liquido: l estrazione con solvente. Esempi di bilancio materiali. L estrazione in controcorrente. Estrazione con fluidi supercritici. (R. P. Singh, D. R. Heldman PRINCIPI DI TECNOLOGIA ALIMENTARE. AMBROSIANA. Editore, 205, CAPITOLO, Slides presenti sul sito web nella pagina personale del docente). -Separazione liquido liquido: la distillazione. (Slides presenti sul sito web nella pagina personale del docente - Pompei C. Operazioni Unitarie Tecnologia Alimentare. Ambrosiana Editore, 2009, CAPITOLO 4) -Separazione per filtrazione, ultrafiltrazione, sedimentazione/flottazione e centrifugazione. Principi alla base della separazione. (Slides presenti sul sito web nella pagina personale del docente - Pompei C. Operazioni Unitarie Tecnologia Alimentare. Ambrosiana Editore, 2009, CAPITOLO 9 e 5). Cenni sul confezionamento e condizionamento degli alimenti. (R. P. Singh, D. R. Heldman PRINCIPI DI TECNOLOGIA ALIMENTARE. AMBROSIANA. Editore, 205, CAPITOLO 4, Slides presenti sul sito web nella pagina personale del docente). Principi di controllo di processo e sostenibilità ambientale (R. P. Singh, D. R. Heldman PRINCIPI DI TECNOLOGIA ALIMENTARE. AMBROSIANA. Editore, 205, CAPITOLO 7, 8 e 9, Slides presenti sul sito web nella pagina personale del docente). ESERCITAZIONI Svolgimento di esercizi in aula al fine di acquisire la risoluzione dei problemi relative alle operazioni unitarie oggetto della prova scritta. 0,5,5 Bachelor Degree Programme: Food Science and Technology Academic Year: 207/208 Subject title: Unit Operation Lecturer: Teresa DE PILLI SSD (scientific area) AGR/5 Food Science and Technology CFU (Credits) 7 Programme year II year Academic period II Semester (from 5 March 208 to 22 June 208 TEACHING ORGANIZATION: Lectures /seminars Credits: 5,5 Hours: 44 Practical activities Credits:,5 Hours: 8

6 Objectives Expected learning results Textbooks Mode of delivery of teaching (traditional, at a distance, e- learning..) Examination method The principles introduced in this course will aim to study the more important unit operations in the food industry. The procedure used for each unit operation will involve the description of process, its applications, the effects on the food product and the appropriate process diagrams, mass and heat balances and flows and the solution of unit operation problems. Upon successful completion of this course, students will be able to solve different problems involving hydro-mechanical operations and expand their knowledge in these subjects. Students will increase their proficiency in oral and written communications. Students will have gained experience in working within a team of their colleagues. Fellows, P. (2000) Food Processing Technology, Principles and Practice. 2nd Edition, Woodhead, Cambridge. R. L. Earle, Unit Operations in Food Processing - the Web Edition, Traditional Written and oral examination TEACHING PROGRAMME (SUMMARY): - Material and Energy Balance; - Thermal treatments; - Refrigeration, cooling, dry freeze cooling; - Dehydration; - Evaporation; - Concentration by heat and cooling; - Emulsification; - Pasteurization and sterilizations; - Physical separation (leaching and distillation); - Study water mobility in foods, the planning of correct heat treatments in food industries, nonconventional dehydration techniques; - Packaging and preservation of food.