Insegnamento opzionale per la Laurea Magistrale in Ingegneria Chimica e dei Processi Sostenibili, collocato nel II periodo didattico.

Obiettivo del corso è fornire agli studenti la conoscenza di processi e di tecnologie dell’industria alimentare considerando alcuni casi di studio di particolare interesse (cioccolato, caramelle, marmellata, vino, birra, olio, prodotti lievitati, …). Completa il corso lo studio dei processi per la pulizia e la sanitizzazione degli impianti alimentari.

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 produzione di alcuni prodotti alimentari (ad es. cioccolato, caramelle, marmellata, vino, birra, olio, prodotti lievitati, …).
- conoscenza dei processi per la pulizia e la sanitizzazione degli impianti alimentari.

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 di 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.

- 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. 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 produttivo (fermentazione, essiccazione, tostatura, molitura, macinatura, raffinazione, concaggio, temperaggio, modellaggio). Tunnel di raffreddamento.

- 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 di marmellata e confetture: ingredienti e tipologie di impianto.

- 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, chiarificazione e stabilizzazione, invecchiamento, classificazione.

- Processi dell’industria della birra: ingredienti (acqua, orzo, luppolo, lievito), maltazione, ammostamento, filtrazione, bollitura, raffreddamento, fermentazione, invecchiamento.

- Processi dell’industria molitoria: Cereali e produzione di sfarinati. Impastamento, lievitazione, cottura. Raffreddamento prodotti. Processo di panificazione e prodotti da forno. Pastificazione. Tipi di pasta.

- Processi dell’industria olearia: composizione dell’oliva e dell’olio, tecniche di estrazione, olio dalle sanse, rettifica degli oli, classificazione.

- Processo di produzione di lievito alimentare.

- Sistemi di pulizia degli impianti alimentari (CIP).

- Sterilizzazione di impianti alimentari.

Il corso prevede inoltre:

- Visite ad impianti industriali del settore.

- Esercitazioni progettuali (con il contributo di professionisti esterni) finalizzate al dimensionamento di:
1) una linea per la movimentazione del cioccolato dalla conca ad un serbatoio di stoccaggio;
2) un tunnel di raffreddamento per un cremino;
3) un impianto di preparazione di fondant;
4) un impianto di preparazione di marmellata e di un impianto CIP per tale processo;
5) un impianto per la raffinazione di un olio.

- Esercitazioni di laboratorio
1) analisi sensoriale (visiva, olfattiva e gustativa) di vino;
2) determinazione delle proprietà reologiche del cioccolato;
3) valutazione di acidità di olio e vino.

Le lezioni del corso sono affiancate da esercitazioni in cui lo studente è chiamato a risolvere gli esercizi proposti dal docente. Sono previste inoltre esercitazioni di laboratorio. I risultati ottenuti dagli studenti nel corso delle esercitazioni di calcolo e di laboratorio 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 predisposto 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 e di laboratorio che saranno svolte durante il corso. La esercitazione relativa al dimensionamento di un impianto di raffinazione dell’olio dovrà essere consegnata al docente entro il termine indicato, e la sua valutazione concorrerà alla definizione del voto finale. Le altre esercitazioni scritte, individuali, in cui sono presentati i risultati ottenuti dagli studenti 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.

La valutazione dell’esame risulterà quindi dal concorso della valutazione dell’esame orale e della esercitazione progettuale. Se la valutazione dell'esercitazione progettuale è >= a 27, il voto dell'esame orale sarà aumentato di 1 punto, se >=23 e <= 26, il voto dell'esame orale non subirà variazioni, se la valutazione è < 23 il voto dell'esame orale sarà diminuito di 1 punto. Per gli studenti che non consegneranno alcuna esercitazione progettuale, il voto dell'esame orale sarà diminuito di 2 punti.