Progettazione e gestione degli impianti nell'impresa alimentare

A.A. 2020/2021
6
Crediti massimi
64
Ore totali
SSD
AGR/09
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti gli strumenti concettuali per l'analisi, la scelta e la gestione degli impianti produttivi. L'insegnamento si propone inoltre di far conoscere agli studenti le problematiche operative di sistemi complessi e le principali metodiche di dimensionamento e di analisi degli impianti dell'industria agro-alimentare.
Risultati apprendimento attesi
Al termine dell'insegnamento gli studenti sapranno ideare, progettare e gestire sistemi produttivi e processi. Gli studenti sapranno effettuare analisi di convenienza economica e funzionale su linee di produzione industriale e intervenire ottimizzando la loro funzionalità e il loro rendimento.
Programma e organizzazione didattica

Single session

Responsabile
Periodo
Primo semestre
Metodi didattici:
Le lezioni si terranno sulla piattaforma Microsoft Teams e potranno essere seguite sia in sincrono sulla base dell'orario del primo semestre, sia in asincrono perché saranno registrate e lasciate a disposizione degli studenti sulla piattaforma ARIEL.
Le modalità e i criteri per partecipare ad alcune lezioni di approfondimento in presenza, che prevedono una prenotazione con un'apposita app, saranno pubblicate per tempo nelle pagine ARIEL dell'insegnamento, come pure tutto il materiale di cui sopra e gli avvisi relativi a qualsiasi aggiornamento legato all'evoluzione della normativa imposta dal Covid-19. Anche le lezioni in presenza, comunque, verranno registrate e rese disponibili sul sito ARIEL.

Programma e materiale di riferimento
Il programma e il materiale di riferimento non subiranno variazioni.

Modalità di verifica dell'apprendimento e criteri di valutazione:
L'esame si articola in una prova scritta ed una prova orale; in caso emergenziale entrambe possono essere svolte telematicamente.
Per la prova scritta è necessario avere una webcam per inquadrare il tavolo di lavoro ed uno scanner (o applicativo tipo CamScan per smartphone) per inviare in formato .pdf il risultato dello scritto al docente
Gli obiettivi della verifica dell'apprendimento ed i criteri di valutazione sono analoghi a quelli riportati nella specifica sezione.
Programma
Criteri generali di scelta tecnico-economica degli impianti: cenni di economia dell'impresa industriale; la struttura dei costi di produzione; la funzione di produzione; i fattori di produzione; l'analisi marginale. Analisi di rischio, affidabilità e disponibilità; economie di dimensione; unità di riserva; dimensionamento degli accumulatori.
Produzione e distribuzione dell'energia nell'industria alimentare: tipologie, impieghi, rendimento. Gli impianti di produzione e di distribuzione di energia termica: i generatori di vapore, regolazione della temperatura e della pressione; la distribuzione (dimensionamento delle tubazioni, le valvole di regolazione, i desurriscaldatori, le valvole di sicurezza, gli scaricatori di condensa). Gli impianti di produzione e distribuzione di energia elettrica: la potenza attiva, reattiva ed apparente; i motori elettrici (caratteristiche, collegamenti, regolazione di velocità, i rendimenti); il rifasamento; il dimensionamento degli impianti elettrici; la sicurezza degli impianti elettrici.
Movimentazione dei prodotti liquidi: lo studio del lay-out, la potenza idraulica, curve caratteristiche delle pompe, i diagrammi a fazzoletto, calcolo della caratteristica d'impianto (pompe in serie ed in parallelo, effetto delle viscosità, il problema della cavitazione), punto di funzionamento, regolazione della portata. Pompe centrifughe e volumetriche: caratteristiche strutturali e tipologie.
Tecnologie del freddo: il ciclo frigorifero; i fluidi frigorigeni; i compressori (alternativi e centrifughi); i sistemi di espansione; i condensatori (ad aria, ad acqua, torri di raffreddamento, il condensatore evaporativo); gli evaporatori. Il ciclo ad assorbimento.
Sistemi di condizionamento degli ambienti; i magazzini frigoriferi. Il trasporto frigorifero; impianti refrigerati per la distribuzione.
Controllo di processo e regolazione: il problema del controllo, sistemi di controllo in anello aperto e in anello chiuso; le componenti del sistema: sensori, regolatori, attuatori; il trattamento del segnale: precisione, stabilità e velocità. La misura delle principali grandezze fisiche di processo. I controlli di tipo lineare, logiche di funzionamento: a due posizioni (on - off), ad azione proporzionale, ad azione integrale, ad azione derivativa.
Prerequisiti
lo studente, in possesso della laurea di primo livello, deve avere una adeguata conoscenza delle principali grandezze fisiche e delle loro unità di misura, nonchè dei principali processi che interessano l'industria agro-alimentare.
Metodi didattici
Il corso prevede lezioni frontali finalizzate fornire le basi e gli elementi teorico-applicativi per comprendere il funzionamento degli impianti nel settore agroalimentare ed una parte di esercitazioni numeriche utili per comprendere come dimensionare correttamente le componenti di impianto. Durante le esercitazioni vengono forniti anche testi di problemi da svolgere non a lezione.
Materiale di riferimento
Appunti delle lezioni ed esercitazioni.
Dispense presenti sul sito ARIEL del Corso: slides e brani di testi di riferimento

Testi di riferimento:
F. Turco - Principi generali di progettazione degli impianti industriali - Clup, Milano.
P. Parolini - Impianti industriali meccanici : produzione e distribuzione del calore, trasporto dei fluidi - Clup, Milano.
O. Pierfederici - Impianti meccanici - Pitagora Editrice, Bologna.
Monte - Elementi di Impianti Industriali - Edizioni Libreria Cortina, Torino
A. Pareschi - Impianti Industriali - Edizioni Progetto Leonardo, Bologna
L. Donati - La refrigerazione nell'industria alimentare - Tecniche Nuove, Milano
R. Cyssau - Manuale della regolazione e della gestione dell'energia - Tecniche Nuove, Milano.
R.P. Singh, D. R. Heldman - Principi di Tecnologie Alimentari - Casa Editrice Ambrosiana
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame si articola in una prova scritta ed una prova orale.
La prova scritta (durata: 1 ore) mira ad accertare le conoscenze dello studente sugli aspetti pratici dell'uso delle machine (scelta, dimensionamento, etc.) ed è costituita da una serie di esercizi numerici aventi difficoltà e contenuti analoghi a quelli svolti durante le esercitazioni. Durante la prova non è consentita la consultazione di testi e viene considerata superata se si ottiene una votazione di almeno 16/30.
Nel corso dell'anno sono previste due prove in itinere (durata: 1 ora/prova) che permettono di passare direttamente alla prova orale durante tutti gli appelli dell'anno accademico.
La prova orale consiste nella discussione del compito scritto (o delle prove in itinere) e in un colloquio su tutti gli argomenti trattati durante le lezioni per accertare il reale livello di conoscenze acquisito. Per sostenere l'orale, se non si sono svolte le prove in itinere, è necessario aver superato lo scritto in un appello precedente (lo scritto permette di sostenere l'orale in uno degli appelli dei tre mesi successivi).
All'orale, facoltativamente e previo accordo con il docente, lo studente, o un gruppo di studenti formato da massimo 5 persone, può presentare un progetto di un impianto per un'industria agro-alimentare. Il progetto viene presentato in sede di orale ma non esclude domande su altri argomenti svolti a lezione, anche se la discussione del progetto risulta basilare.
Per sostenere l'esame è necessario iscriversi entro il termine previsto sulla piattaforma UNIMIA (http://www.unimi.it/).
La valutazione si esprime mediante voto in trentesimi. Il voto viene comunicato ad ogni singolo studente mediante e-mail automatizzata dal sistema di verbalizzazione di ateneo.
Gli studenti con DSA e con disabilità sono pregati di contattare via mail il Docente almeno 10 giorni prima della data di esame prevista per concordare le eventuali misure individualizzate. Nella mail indirizzata al docente è necessario mettere in CC i rispettivi Servizi di Ateneo: serviziodsa@unimi.it (per studenti con DSA) e ufficiodisabili@unimi.it (per studenti con disabilità).
AGR/09 - MECCANICA AGRARIA - CFU: 6
Esercitazioni: 32 ore
Lezioni: 32 ore
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento
Dipartimento di Ingegneria Agraria