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Anno Accademico 2009/10
05CDDEU
Reattori chimici
Corso di Laurea in Ingegneria Chimica - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Mazzarino Italo   AC ING-IND/24 36 16 4 0 9
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/24 5 B - Caratterizzanti Ingegneria chimica
Obiettivi dell'insegnamento
L'obiettivo formativo consiste nel fornire agli allievi le nozioni e gli strumenti essenziali per il progetto e la gestione dei reattori chimici.
Il corso prevede sia lezioni teoriche sia esercitazioni nelle quali gli allievi applicheranno le conoscenze acquisite per il dimensionamento delle apparecchiature e per l'identificazione delle condizioni ottimali di esercizio.
Competenze attese
Capacitą di:
dimensionare reattori chimici omogenei in funzione delle specifiche di processo;
identificare le condizioni operative ottimali dei reattori in relazione alla produttivitą ed alla sicurezza di esercizio.
Prerequisiti
E' necessaria la conoscenza degli argomenti trattati nei corsi di Termodinamica
e di Fenomeni di trasporto
Programma
Definizione delle grandezze fondamentali. Reattori chimici ideali isotermi. Fluidodinamica di reattori continui. Reattori con effetti termici rilevanti. Sicurezza termica di reattori chimici. Sistemi eterogenei fluido-fluido e fluido solido.
Programma: informazioni integrative
Definizione delle grandezze fondamentali
Grado di conversione, conversione relativa, equazioni cinetiche, resa e selettivitą

Cinetica di reazioni catalitiche eterogenee
Ipotesi semplificative di Langmuir, modello LHHW, equazione cinetica generale, stadi cineticamente controllanti e semplificazione dell'equazione cinetica

Reattori omogenei ideali
Reattore discontinuo miscelato: bilanci di materia ed energia, processi con cinetiche di reazione elementari, incremento adiabatico di temperatura, miscelatori meccanici, parametri di progetto e scale-up di recipienti miscelati, sistemi di misura e di controllo per reattori miscelati
Reattori tubolari continui con flusso a pistone: bilanci di materia ed energia, processi con cinetiche di reazione elementari, profili assiali di conversione e temperatura in sistemi adiabatici ed in sistemi con refrigerazione esterna
Reattore continuo perfettamente miscelato (CSTR): bilanci di materia ed energia, processi con cinetiche di reazione elementari, reattore autotermico, molteplicita' e stabilita' di stati stazionari
Cascata di reattori perfettamente miscelati continui
Reattore tubolare con ricircolo

Processi con schemi di reazione in serie e in parallelo
Selettivitą e resa in funzione delle condizioni operative e del tipo di reattore

Ottimazione della temperatura per processi reversibili esotermici
Profili termici ottimali, reattore tubolare continuo a stadi adiabatici inter-refrigerati e con iniezione intermedia di reagenti.

Reattori per processi enzimatici
Modelli cinetici semplici per reazioni enzimatiche, identificazione dei parametri cinetici mediante analisi di dati sperimentali,effetto della temperatura e del pH sulla cinetica di reazioni enzimatiche, fenomeni di inibizione competitiva e non competitiva, conversione in reattori miscelati continui e discontinui

Reattori per processi microbioloogici
Modelli cinetici semplici per processi di crescita di biomasse, produttivita' di reattori miscelati continui e discontinui, processi con inibizione da prodotto.

Problematiche di sicurezza nella gestione di reattori chimici
Laboratori e/o esercitazioni
Dimensionamento di massima di reattori chimici omogenei per processi con cinetica semplice
Calcolo della selettivitą in reattori chimici con processi a cinetica complessa
Profili assiali di temperatura in reattori continui in presenza di processi esotermici
Bibliografia
Il docente fornisce agli allievi un testo (disponibile su supporto cartaceo e sulle pagine del corso accessibili attraverso il portale della didattica) nel quale sono presentati tutti gli argomenti svolti nel corso. 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
Verifica la disponibilita in biblioteca
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2009/10
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