Insegnamento opzionale per la Laurea Magistrale in Ingegneria Chimica, collocato nel II periodo didattico. Obiettivo del corso è fornire agli studenti la conoscenza di alcuni processi e di alcune tecnologie tipiche dell’industria alimentare. La prima parte del corso è focalizzata sulle tecnologie di trasformazione di prodotti di originale animale o vegetale.
La seconda parte del corso prende in esame le problematiche legate alla natura reologica dei fluidi coinvolti in molte lavorazioni dell’industria alimentare (fluidi non-newtoniani, fluidi multifasici, puree, sughi, creme, emulsioni, sospensioni,...) con particolare riferimento al trasporto ed alla miscelazione di tali fluidi.
Completa il corso l’analisi di alcuni processi produttivi dell'industria dolciaria, con particolare attenzione alle apparecchiature coinvolte.
Sono previste durante il corso visite ad alcune aziende del settore alimentare.

Obiettivo del corso è far sì che l'allievo acquisisca le seguenti conoscenze:
- conoscenza dei processi di trasformazione di prodotti alimentari;
- problematiche legate al trasporto ed alla miscelazione di fluidi newtoniani e non newtoniani;
- conoscenza dei processi di produzione di alcuni prodotti alimentari (ad es. olio, conserve, vino, birra, caffé, caramelle, cioccolato, marmellata,...).
Le abilità che lo studente deve acquisire sono pertanto le seguenti:
- identificare le problematiche connesse ai processi di lavorazione tipici dell’industria alimentare e definire le apparecchiature più idonee.
- essere in grado di sviluppare il progetto di base per impianti dell'industria alimentare
Per quanto riguarda le abilità comunicative, lo studente dovrà essere in grado di presentare i risultati ottenuti nel corso delle esercitazioni in modo chiaro ed efficace.

Lo studente deve essere a conoscenza dei seguenti argomenti:
- meccanismi di trasporto di quantità di moto, materia ed energia
- modalità di funzionamento e tipologia di apparecchiature per trasferimento di calore e/o di materia

TECNOLOGIE DI TRASFORMAZIONE:
- Processi dell’industria olearia: Olio di oliva (composizione dell’oliva e dell’olio, tecniche di estrazione, olio dalle sanse, rettifica degli oli, classificazione), Olio di semi (generalità, tecniche di estrazione, principali oli di semi), Margarine (composizione, idrogenazione degli oli, preparazione e classificazione.)
- Tecnologie per la produzione di conserve vegetali: Conservazione di verdura e frutta, conservazione e trasformazione del pomodoro, frutta sciroppata, succhi di frutta.
- Processi dell’industria enologica: Generalità sulle bevande alcoliche, Vino (composizione dell’ uva e del mosto, analisi e correzione del mosto, l’uso dell’ anidride solforosa in enologia, vinificazione, composizione del vino, correzioni vino nuovo, chiarificazione e stabilizzazione, invecchiamento, classificazione), Aceto
- Processi dell'industria della birra: Il malto, preparazione del mosto, la fermentazione, condizionamento, i diversi tipi di birra, alterazioni.
- Processi dell'industria della carne e dei salumi.
- Processi dell'industria del caffè e del cacao.

PROBLEMATICHE REOLOGICHE NELL’INDUSTRIA ALIMENTARE:
- Pompaggio ed agitazione di fluidi alimentari: cenni alla reologia dei fluidi (curva di flusso, fluidi newtoniani e non-newtoniani, tissotropici ed anti-tissotropici).
- Modelli reologici di interesse nei processi dell’industria alimentare. Viscoelasticità. Determinazione di parametri reologici (cenni).
- Moto di fluidi in tubazioni (calcolo delle perdite di carico, scambio termico con la parete). Miscelazione in sistemi liquidi monofase (meccanismi di agitazione, tipologia di agitatori, calcolo della potenza necessaria, tempi di miscelazione, scambio termico), in sistemi liquido-liquido (emulsificazione), in sistemi solido-liquido, miscelazione di solidi.

PROCESSI DELL'INDUSTRIA DOLCIARIA:
- Processo di produzione di caramelle: ingredienti e tipologie di zuccheri, tipologie di caramelle, processi di produzione (continui e discontinui), apparecchiature (con particolare riferimento al sistema di concentrazione ed ai tunnel di raffreddamento).
- Processo di produzione del cioccolato e di prodotti a base cacao: caratteristiche e composizione del cacao e del burro di cacao (polimorfismo). Tipologie di cioccolato. Processo produttivo (fermentazione, essiccazione, tostatura, molitura, macinatura, raffinazione, concaggio, temperaggio, modellaggio). Tunnel di raffreddamento. Reologia del cioccolato (modello di Casson, modello di Casson generalizzato, modello di Windhab); influenza della temperatura, del contenuto di grassi, di emulsionante e di umidità, e della distribuzione delle dimensioni delle particelle solide sui parametri reologici.
- Processo di produzione di marmellata e confetture: ingredienti e processo di produzione. Tipologie di impianto. Sistemi di pulizia degli impianti alimentari (CIP).

Il corso prevede inoltre:
- Visite ad impianti industriali del settore.
- Esercitazioni progettuali (con il contributo di professionisti esterni) finalizzate al dimensionamento di:
1) uno sterilizzatore per una salsa di pomodoro realizzato mediante uno scambiatore di calore a tubi coassiali e mediante un recipiente agitato;
2) un impianto di preparazione di fondant;
3) un impianto di preparazione di marmellata e di un impianto CIP per tale processo;
4) una linea per la movimentazione del cioccolato dalla conca ad un serbatoio di stoccaggio;
5) un tunnel di raffreddamento per un cremino

Le lezioni del corso sono affiancate da esercitazioni in cui lo studente è chiamato a risolvere gli esercizi proposti dal docente. In questa fase viene fornita assistenza continua da parte del docente. I risultati ottenuti dagli studenti nel corso delle esercitazioni dovranno essere presentati al docente sotto forma di relazione scritta (individuale).

Poiché questo insegnamento è una sintesi di molti aspetti legati alle tecnologie ed ai processi dell’industria alimentare, è stato sviluppato materiale didattico apposito che non coincide con testi disponibili sul mercato. A questi si fa comunque esplicito riferimento nel materiale fornito, dove vengono consigliati testi per approfondimenti. Dispense con i contenuti delle lezioni ed i testi degli esercizi proposti vengono messi a disposizione agli studenti iscritti all’insegnamento mediante il Portale della Didattica all’inizio delle lezioni.

La verifica dell'apprendimento avverrà mediante un esame orale che verterà su tutti gli argomenti del corso.
Per sostenere l’esame è richiesta la frequenza a esercitazioni di calcolo che saranno svolte durante il corso e che saranno focalizzate alla progettazione di base di apparecchiature e processi dell’industria alimentare. Tali relazione dovranno essere consegnate in sede di esame e saranno oggetto dell’esame per verificare l’effettiva comprensione da parte dello studente dei calcoli eseguiti.
Il resto dell’esame orale sarà finalizzato a valutare la conoscenza e la comprensione della materia, ovvero l’acquisizione delle conoscenze/competenze attese e la capacità di applicare le conoscenze acquisite.
In particolare, potrà essere richiesta la descrizione dei processi presentati a lezione, l’analisi del funzionamento di apparecchiature e processi, la valutazione di differenti alternative processistiche e impiantistiche. Potrà essere richiesta anche l’esecuzione di semplici calcoli di dimensionamento di apparecchiature e processi mediante la scrittura di bilanci di materia e energia