SCHEDA INSEGNAMENTO A.A. 2018/2019

Transcript

1 SCHEDA INSEGNAMENTO A.A. 2018/2019 CORSO DI LAUREA Magistrale in Scienze e Tecnologie Alimentari Insegnamento Operazioni Unitarie della Tecnologia Alimentare Docente Prof. Matteo Alessandro Del Nobile S.S.D. dell insegnamento Anno di Corso AGR/15 I Crediti 6 Semestre I Semestre (dal 1/10/2018 al 25/01/2019) Propedeuticità Eventuali prerequisiti nessuna basi di chimica, fisica e matematica ORGANIZZAZIONE DEL CORSO Articolazione in moduli Lezioni frontali numero ore: 24 Eventuali Seminari numero ore: 0 Esercitazioni in aula e/o laboratorio numero ore: 36 Visite guidate e/o attività di gruppo assistite numero ore: 0 Attività professionalizzante (solo per i CdS di numero ore: 0 Area Medica

2 PROGRAMMA DELL INSEGNAMENTO Obiettivi formativi L obiettivo fondamentale è quello di fornire le conoscenze indispensabili per: impostare e risolvere bilanci di massa e di energia in stazionario ed in transitorio; individuare i criteri di ottimizzazione delle varie operazioni; programmare, nei dettagli operativi, una prova sperimentale per valutare coefficienti o per validare i modelli delle operazioni unitarie. Risultati di apprendimento attesi Conoscenza e capacità di comprensione. Il corso intende fornire le conoscenze utili per comprendere gli aspetti principali delle Operazioni Unitarie applicati ai processi di produzione degli alimenti. Specifica attenzione sarà dedicata all'analisi qualitativa e quantitativa dei fenomeni fisici alla base delle operazioni unitarie prese in considerazione. Attraverso lo studio delle tematiche affrontate durante il corso lo studente sarà in grado di impostare e risolvere bilanci di massa e di energia in stazionario ed in transitorio; individuare i criteri di ottimizzazione delle varie operazioni; programmare, nei dettagli operativi, una prova sperimentale per valutare coefficienti o per validare i modelli delle operazioni unitarie. Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Il corso, attraverso lo studio della fisica dei fenomeni coinvolti nelle operazioni unitarie, è finalizzato a fornire strumenti di analisi e valutazione degli effetti delle variabili di processo sulle caratteristiche fisiche, microbiologiche e sensoriali degli alimenti processati. Autonomia di giudizio: Attraverso lo studio di diversi approcci teorici, lo studente potrà migliorare la propria capacità di giudizio e di proposta in relazione all analisi dei processi fisici coinvolti nelle diverse operazioni unitarie trattate nel corso. Abilità comunicative. Lo sviluppo di abilità comunicative, principalmente orali, sarà stimolata attraverso la discussione in classe delle diverse problematiche affrontate durante il corso. Capacità di apprendimento. La capacità di apprendimento sarà stimolata attraverso presentazioni power point e la discussione in aula, finalizzata anche a verificare l effettiva comprensione degli argomenti trattati. Modalità di erogazione tradizionale Testi consigliati R.T. Toledo, Fundamentals of Food Process Engineering, Van Norstrand Reinhold, New York Materiale didattico fornito a lezione dal docente

3 Modalità di verifica dell apprendimento 1. La verifica dell apprendimento avviene mediante prova orale della durata di circa 30 minuti. La valutazione dell apprendimento acquisito da parte dell esaminando è effettuata verificando se lo studente ha acquisito i concetti del corso. In particolare, all esaminando è richiesto di applicare i concetti acquisiti a casi concreti delle industrie alimentari, cioè di risolvere problemi inerenti le operazioni unitarie mettendo in pratica i concetti acquisiti. Per ogni esame sono affrontate al massimo tre tematiche. Se nelle prime due tematiche l esaminando manifesta gravi lacune la terza tematica non è affrontata e l esame è ritenuto non superato. Se la commissione dovesse rilevare delle criticità, all esaminando è data la possibilità di ritirarsi. Programma dettagliato dell insegnamento Descrizione Lezioni in aula 1 Definizione e classificazione delle operazioni unitarie (0,1CFU: 0,05 Lezioni frontali, 0,05 esercitazioni) 2 Bilanci di massa (0,5 CFU: 0,25 Lezioni frontali, 0,25 esercitazioni) - Principi di base - Problemi di bilancio di massa applicati ai casi di: diluizione, concentrazione e disidratazione - Miscelazione di ingredienti di alimenti - Processi multistadio - Bilancio di massa in transitorio 3 Bilanci si energia (0,5 CFU: 0,25 Lezioni frontali, 0,25 esercitazioni) - Principi generali - Bilanci di energia in stazionario 4 Meccanica dei fluidi (0,5 CFU: 0,25 Lezioni frontali, 0,25 esercitazioni) - Il concetto di viscosità - La reologia dei fluidi - Trasporto dei fluidi 5 Trasmissione del calore (1,5 CFU: 0,75 Lezioni frontali, 0,75 esercitazioni) - Meccanismi di trasmissione del calore - Trasmissione del calore in stato stazionario - Trasmissione del calore in regime transitorio

4 6 Processi termici (1 CFU: 0,5 Lezioni frontali, 0,5 esercitazioni) - Inattivazione dei microrganismi a temperatura costante - Effetto della temperatura sulla inattivazione termica dei microrganismi - Inattivazione dei microrganismi in condizioni di temperatura variabile 7 Operazioni Unitarie (1,9 CFU: 0,95 Lezioni frontali, 0,95 esercitazioni) - Evaporazione - Liofilizzazione - Filtrazione - Decantazione e centrifugazione - Estrazione - Essiccamento

5 Bachelor Degree or Master Degree Programme: Academic Year: 2018/2019 Subject title: Food Processing Unit Operations Lecturer: Prof. Matteo Alessandro Del Nobile Academic year 2018/2019 SSD (scientific area) AGR/15 CFU (Credits) 6 Programme year Academic period I I semester TEACHING ORGANIZATION: Lectures /seminars Credits 3 Hours 24 Practical activities Credits 3 Hours 36 Other activities Credits 0 Hours 0 Objectives Expected learning results Textbooks Mode of delivery of teaching (traditional, at a distance, e-learning..) Providing the basic knowledge on the unit operations of food industry is the main objective of the course. Actually, the course is aimed to provide the knowledge to solve simple problems related to mass and energy balance in transient state, to describe through mathematical models the kinetic of several phenomena that take place during food processing. Moreover, the optimization criteria of some of the unit operations studied will be also considered. Students will gain the ability to draw the scheme of some of food processing plants studied The student will be able to solve simple problems related to mass and energy balance in transient state, to describe by means of mathematical models the kinetic of several phenomena that take place during food processing. Moreover, the students will gain the ability to draw the scheme of simple food processing plants. R.T. Toledo, Fundamentals of Food Process Engineering, Van Norstrand Reinhold, New York Traditional

6 Examination method Oral TEACHING PROGRAMME (SUMMARY): 1 Unit operation definition and classification 2 Mass balance equation - Main principles - Mass balance equation used to solve the following cases: dilution, concentration, dehydration - Food ingredient mixing - Multi-step processes - Transient state mass balance 3 Energy balance equation - Main principle - Steady state energy balance equation 4 Fluid mechanics - Viscosity of a fluid - Main concept of rheology - Fluid transport through pipes 5 Heat transfer - Heat transfer mechanisms - Steady state heat transfer - Transient state heat transfer 6 Thermal processes - Microorganism inactivation kinetic at constant temperature - Microorganism inactivation kinetic as affected by temperature - Microorganism inactivation kinetic at changing temperature conditions 7 Unit operations - Evaporation - Filtration - Sedimentation and centrifugation - Extraction

7 - Dehydration