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Anno Accademico 2016/17
01QXGMW, 01QXGND
Utilizzo sostenibile delle biomasse a fini energetici
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Chimica E Dei Processi Sostenibili - Torino
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Energetica E Nucleare - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Pirone Raffaele ORARIO RICEVIMENTO PO ING-IND/27 48 12 0 0 8
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/27 6 D - A scelta dello studente A scelta dello studente
Presentazione
Il corso copre un campo emergente dell'ingegneria chimica moderna, centrato sulla revisione critica ed innovativa della chimica industriale al fine non tanto di ridurre l'impatto sulla salute umana e sull'ambiente dei prodotti e processi, quanto piuttosto di "ripensare" al processo e alla tecnologia perché sia intrinsecamente sostenibile. Il modulo mira inoltre a dare una panoramica sui processi più innovativi della chimica, soprattutto a fini energetici e intende fornire linee guida e tools scientifici per misurare e incrementare la "sostenibilità" di un processo o di un prodotto.
Programma
L’era del petrolio (risorse, sfruttamento, problematiche). L’età della Sostenibilità.
Materie prime ed energia. Biomasse come alternativa ai combustibili fossili. Composizione chimica dei combustibili tradizionali e delle biomasse. Potere calorifero. Sfruttamento delle risorse ai fini energetici. Ruolo della catalisi e della biocatalisi.
Biomasse agricole e forestali; Rifiuti organici; Colture di microrganismi fotosintetici (microalghe, cianobatteri) e fotobioreattori quali produttori di energia. La produzione microbica di idrogeno. Microbial Fuel Cell per la produzione diretta di energia elettrica.
Applicazioni industriali di processi sostenibili (bioraffineria): produzione di bioetanolo, bio-olio; biodiesel e biogas da biomasse di differente natura (ligno-cellulosiche, zuccherine, oleaginose).
Processi e impianti di conversione "a caldo": combustione, gassificazione e pirolisi.
Processi e impianti di conversione "a freddo": fermentazione e digestione anaerobica; processo di produzione di biodiesel.
Analisi e valutazione della spesa energetica nell’impiantistica associata ai processi. Definizione dei parametri di sostenibilità energetica e loro uso: ESI (Enegy Sustainability Index) ed EROI (Energy Return On Investement).
Analisi di ciclo vita (LCA) e sostenibilità energetica. Criteri tecnico-economici per la corretta analisi di fattibilità di processi innovativi. Il bilancio di energia sull’intero ciclo di produzione di energia da biomasse, e la valutazione della CO2 fossile e rinnovabile associata.
Esercitazioni: Bilanci di materia e di energia sugli schemi di processo. LCA di prodotti e/o processi: case studies di problematiche peculiari in ambito energetico nello sfruttamento di biomasse. Valutazioni quantitative
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
- Tracy C. Williamson, Green Chemistry: Frontiers in Benign Chemical Synthesies and Processes by Paul Anastas Ed, October 1998, Oxford University Press, ISBN: 019850170
- John C. Warner, Green Chemisry: Theory and Practice, Paul Anastas Ed., Oxford University Press, 2000, ISBN: 0198606988
- Stephen C., Garrett R.L., Designing safer chemicals: green Chemistry for Pollution Prevention, American Chemical Society, Washington D.C., 1996, ISBN 0-8412-3443-4
- Tundo P., Anastas P.T., Green chemistry: challenging perspectives, Oxford University Press, 2000, ISBN 0-19-850455-1
- E.S. Stevens, Green Plastics: An Introduction to the New Science of Biodegradable Plastics.
- Wool R., Sun X.-S., Biobased Polymers and Composites, Elsevier, August 2005, ISBN 0127639527
Criteri, regole e procedure per l'esame
L’esame è esclusivamente costituito da una prova scritta: un problema di calcolo che analizzi la sostenibilità di un processo concreto reale di tipo innovativo, solitamente legato allo sfruttamento di risorse rinnovabili, corredato da qualche domanda di tipo nozionistico/descrittiva sui fondamenti di sostenibilità di processo appresi.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2016/17
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