Temi e competenze acquisite. modalità di svolgimento del corso, contenuti, collegamenti con altri corsi, modalità di valutazione del profitto.

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1 Temi e competenze acquisite Introduzione al corso. FISICA DI BASE PER L INDUSTRIA FRIGORIFERA (tot. 7 ore) Consolidamento e approfondimento delle conoscenze indispensabili per la comprensione, lo studio e l analisi di una macchina e di un processo frigoriferi. Insegnamento: Impianti frigoriferi ed elementi di sicurezza (cod ; n. CFU: 6; n. ore: 60) Corso di laurea: Scienze e tecnologie alimentari (STA) Scuola di Agraria e Medicina Veterinaria - Campus di Cesena Luigi Ragni LEZIONI Argomenti Contenuti specifici Ore Diagrammi di stato Grandezze fisiche ed unità di misura Descrittori della fisica frigorifera Illustrazione programma, modalità di svolgimento del corso, contenuti, collegamenti con altri corsi, modalità di valutazione del profitto. Diagrammi di stato pressione-volume, pressione-temperatura, pressione volumetemperatura delle sostanze pure. Le principali grandezze fisiche, e loro unità di misura. Sistema internazionale, grandezze fondamentali e derivate, equivalenze con altri sistemi. Condizioni di saturazione. Entalpia. Entropia. Volume specifico. Trasformazioni isoentropiche. Calore specifico. Capacità termica. Calore latente. Coefficiente di scambio termico. Conducibilità termica. Equazioni di scambio termico negli evaporatori. Equazioni empiriche di condensazione. Umidità assoluta e relativa. Temperature a bulbo secco e bagnato. Diagramma psicrometrico dell aria umida. Titolo di una miscela 4

2 . I CICLI FRIGORIFERI (tot. 7 ore) conoscenze teoriche, tecniche e pratiche sui cicli frigoriferi e sui modi per accrescerne l efficienza.. L IMPIANTO FRIGORIFERO (tot. 6 ore) competenze tecniche sulle componenti dell impianto frigorifero, sulla loro scelta, dislocazione, criticità, e sulla conduzione dell impianto. Ciclo di Carnot per la macchina frigorifera Ciclo standard a compressione di vapore Variazioni sul ciclo standard Compressori Evaporatori e sue relazioni con entalpia ed entropia. Componenti meccaniche. Diagramma entalpico ed entropico. Coefficiente di prestazione. Limiti all applicabilità del ciclo di Carnot. Compressione secca e bagnata, variazioni rispetto al ciclo standard, componenti meccaniche, diagramma entalpico, perdite di carico, ciclo teorico e reale. Rimozione delle bolle di vapore ( flash gas ), interraffreddamento, combinazione rimozione delle bolle di vaporeinterraffreddamento: principi di funzionamento, componenti meccaniche, diagrammi entalpici, efficienze, risposta dei refrigeranti ai diversi cicli. Tipologie: alternativo e vite, aspetti meccanici e principi di funzionamento, confronti, prestazioni e scelta del compressore, rendimento volumetrico, influenza della temperatura di evaporazione e condensazione sulla capacità frigorifera, regolazione della capacità, lubrificazione, raffreddamento dell olio. Tipologie: ad aria e ad acqua, a piastre, allagato, a ricircolazione forzata, a tubi spruzzati. Controllo dell umidità attraverso l evaporatore, posizionamento degli evaporatori, metodi di sbrinamento. Temperatura 4

3 4. TECNICHE DI FRIGO- CONSERVAZIONE (tot. 5 ore) competenze sulla scelta della modalità di conservazione tramite freddo ed il dimensionamento degli impianti 5.SICUREZZA (tot. 5 ore ) conoscenze sui riferimenti normativi e legali in tema di sicurezza delle macchine e del lavoro, e sui processi di messa in sicurezza. Condensatori Refrigeranti Refrigerazione e surgelazione Dimensionamento di un impianto Strutture Direttive, norme e leggi Direttiva macchine 4/006/CE Direttiva 89/9/CE punto di rugiada, legge della linea retta. Scelta dell evaporatore con dati di catalogo. Tipologie: ad aria, ad acqua, evaporativo. Torri di raffreddamento, posizionamento dei condensatori. Rapporto di smaltimento del calore. Classi chimiche, nomenclatura, standard di sicurezza, compatibilità con i materiali. Temperature, tempi di conservazione, atmosfera controllata. Carichi termici per celle di conservazione e per surgelazione. Calori specifici e latenti di prodotti agroalimentari. Coefficienti di scambio termico nelle strutture frigorifere. Celle frigorifere in muratura e prefabbricate. Impianti per la surgelazione industriale. Impianto normativo e legale in materia di sicurezza, in ambito comunitario e nazionale. Il processo di normazione. Enti di normazione. Le norme EN. Principi ispiratori e considerazioni, impianto della direttiva, processo di attestazione di conformità e di marcatura CE, fonti di rischio delle macchine, in generale, ed alimentari, in particolare. Recepimento nazionale della direttiva. Principi ispiratori e considerazioni, figure ed obblighi, servizi di prevenzione, protezione, soccorso, informazione,

4 6. TECNICHE PER IL CONTROLLO E LA SICUREZZA DEGLI IMPIANTI (tot 6 ore) conoscenze sui materiali e metodi impiegati per effettuare la misura e l analisi di grandezze fisiche relative a parametri di sicurezza di un macchinario o di un impianto Esercitazioni/Seminari Normativa sicurezza impianti frigoriferi Sensori Catene strumentali Rumore consultazione e partecipazione dei lavoratori. La direttiva PED 97//CE. Cenni alle norme EN 78 sui requisiti di sicurezza ed ambientali. Parametri statici e dinamici dei sensori. Tipologie di sensori per misure di temperatura, pressione, forza, spostamento, accelerazione, rumore. Principi fisici di funzionamento. Condizionamento del segnale (conversione, amplificazione, filtraggio), conversione analogico digitale. Cenni sulla fisica del rumore, strumenti e metodi di misura, effetti del rumore sulla salute. 4 Temi e competenze acquisite Rif. TEMI -4 (tot. ore) Acquisizione della capacità di analizzare, con metodi numerici, l efficienza di un impianto frigorifero e di effettuarne il dimensionamento in funzione del prodotto da refrigerare Argomenti Contenuti specifici Ore Analisi di cicli frigoriferi Determinazioni psicrometriche Determinazione delle potenze e confronti di efficienza, con calcolo numerico e con l ausilio di dati grafici e tabellari, dei seguenti cicli frigoriferi impieganti diversi refrigeranti: Carnot, standard a compressione di vapore, con rimozione delle bolle di vapore ( flash gas ), con interraffreddamento, combinato con flash gas ed interraffreddamento. Determinazioni dei parametri psicrometrici (temperatura a bulbo secco e bagnato, umidità assoluta 5

5 e relativa, volume specifico, entalpia) dell aria umida a pressione atmosferica, a bassa ed alta temperatura. Rif. TEMA 5 (tot 9 ore) Approfondimenti su temi di interesse generale e specifico in materia di sicurezza Determinazioni sullo scambio termico Calcolo carichi termici e dimensionamento Testo unico per la sicurezza nei luoghi di lavoro (D. Lgs. 008/8) Determinazione del rumore occupazionale e stima del danneggiamento dell apparato uditivo indotto dal rumore (ISO 999/990) Calcolo coefficiente di scambio termico di un evaporatore ad aria. Calcolo carichi termici dovuti all aria di infiltrazione in una cella frigorifera. Calcolo calore scambiato in un condensatore raffreddato ad acqua. Calcolo dei carichi termici e dimensionamento evaporatore per: cella in muratura e prefabbricata per la conservazione di prodotti agroalimentari ad alta e bassa temperatura e per cella di surgelazione. Finalità e campo di applicazione del Decreto, figure principali e misure generali di tutela; valutazione dei rischi; documento di valutazione dei rischi; disposizioni generali riguardanti i luoghi di lavoro, l uso delle attrezzature di lavoro e dei dispositivi di protezione individuale, e le attività comportanti esposizione a rumore e vibrazioni meccaniche. Scopo dello standard, definizioni di livello di pressione acustica in curva di ponderazione A, di livello equivalente di pressione acustica, e di livello di esposizione al rumore normalizzato ad una giornata lavorativa di 8 ore. Descrizione e misura dell esposizione al rumore.

6 Stima degli effetti dell esposizione al rumore sul livello di soglia d udito e valutazione del rischio. Sicurezza della macchina. Principi generali per la progettazione. Determinazione e riduzione del rischio (ISO 00/00) Scopo dello Standard; termini e definizioni; strategie per la determinazione del rischio (determinazione del limiti della macchina, identificazione dei pericoli, stima e valutazione del rischio); strategie per la riduzione del rischio ( three step method ). Rif. TEMA 6 (tot. ore) capacità, anche manuali, di allestimento di una catena strumentale ed elaborazioni numerico/statistiche per misure di parametri fisici legati alla sicurezza delle macchine e degli impianti Laboratorio Calcolo funzione di trasferimento di un trasduttore di temperatura. Misura ed analisi del rumore.