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Anno Accademico 2012/13
01NFFMB
Reattori e cinetiche chimiche
Corso di Laurea in Ingegneria Chimica E Alimentare - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Mazzarino Italo       48 10.5 1.5 0 9
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/24 6 D - A scelta dello studente A scelta dello studente
Presentazione
Scopo del corso č fornire agli allievi gli strumenti fondamentali per il progetto delle apparecchiature utilizzate nei processi di trasformazione chimica della materia. Nel corso sono presentati i principali tipi di reattori omogenei ideali e sono ricavate le relazioni che ne descrivono il comportamento al variare delle condizioni operative.
Risultati di apprendimento attesi
Conoscenze da acquisire:
cinetica dei processi chimici omogenei, eterogenei catalitici, enzimatici e microbiologici;
bilanci di materia ed energia in sistemi reattivi stazionari e non stazionari;
applicazione delle equazioni di bilancio al progetto dei reattori ed allo studio della cinetica dei processi.

Capacitā da conseguire:
scegliere il tipo di reattore ed identificare le condizioni operative ottimali in relazione alle caratteristiche del processo chimico;
Programma
Grandezze fondamentali: composizione, velocitā di reazione, conversione, selettivitā e resa
Equazioni cinetiche: cinetica di reazioni omogenee, effetto della temperatura (eq. di Arrhenius), cinetica di
processi catalitici eterogenei (modello LHHW, eq. cinetica generalizzata, modello Eley-Rydeal)
Reattore discontinuo perfettamente miscelato: conversione in funzione del tempo per reazioni con cinetica
elementare in condizioni isoterme, produttivitā e tempo di reazione ottimale, reattore non isotermo
(incremento adiabatico di temperatura)
Reattore continuo tubolare con flusso a pistone: conversione in funzione del tempo per reazioni con cinetica
elementare in condizioni isoterme, reattore non isotermo (profili termici in condizioni adiabatiche e non
adiabatiche)
Reattore continuo perfettamente miscelato: conversione in funzione del tempo per reazioni con cinetica
elementare, molteplicitā e stabilitā degli stati stazionari in presenza di processi esotermici.
Sistemi ibridi: reattori perfettamente miscelati in serie (cascata), reattore tubolare con ricircolo
Processi con schema di reazione complesso: reazioni consecutive e parallele, selettivitā e resa in relazione
al tipo di reattore ed alle condizioni operative.
Ottimazione di temperatura per processi esotermici reversibili: temperatura ottimale e temperatura di
equilibrio, reattore tubolare a stadi adiabatici inter-refrigerati.
Run-away in reattori chimici: MTSR e TMR, reazioni secondarie, stima della criticitā del processo,
metodologie di studio.
Reattori per processi enzimatici: cinetica dei processi enzimatici, equazione di Michaelis-Menten, regimi
cinetici, valutazione sperimentale dei parametri cinetici, effetti della temperatura e del pH, conversione in
reattori continui e discontinui, fenomeni di inibizione competitiva e non competitiva.
Reattori per processi micro-biologici: modello cinetico di Monod, evoluzione temporale di sistemi biologici,
crescita di biomasse in reattori continui e discontinui, washout, digrammi operativi, inibizione da prodotto.
Aspetti impiantistici di reattori miscelati: corpi miscelanti, numero di potenza, criteri di dimensionamento e di scale-up.
Organizzazione dell'insegnamento
In aula saranno svolti esercizi di calcolo analoghi a quelli dei temi d'esame (dimensionamento di reattori ideali omogenei e definizione delle condizioni operative in relazione alle specifiche di processo).
In laboratorio verrā realizzata un'esperienza di processo chimico omogeneo in reattori sperimentali continui e
discontinui al fine di identificare i parametri cinetici.
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
Le dispense delle lezioni ed una raccolta di esercizi saranno disponibili sul portale dell'insegnamento.
I seguenti riferimenti bibliografici sono consigliati come testi di riferimento per gli ingegneri chimici in materia
di reattoristica:
K. .R. Westerterp et al. Chemical reactors design and operation
editore John Wiley & Sons ISBN 0471917303
O. Levenspiel Chemical Reaction Engineering
editore Wiley Text Books ISBN 047125424X
H. S Fogler Elements of Chemical Reaction Engineering
editore Prentice Hall ISBN 0132532204
Criteri, regole e procedure per l'esame
prova scritta divisa in due parti, la prima con quesiti teorici, la seconda con problemi di calcolo
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma provvisorio per l'A.A.2012/13
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