Modellazione, ottimizzazione ed innovazione di processo

A.A. 2017/2018
Insegnamento per
6
Crediti massimi
64
Ore totali
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Obiettivo del corso è far acquisire allo studente familiarità teorica e pratica con i metodi di modellazione e ottimizzazione più utilizzati nell¿industria alimentare e presentare una selezione di nuove tecnologie alternative a quelle tradizionali e descriverne i caratteri innovativi e le potenziali applicazioni.
Mediante l¿utilizzo di software dedicati al disegno sperimentale, lo studente sarà in grado di costruire modelli statistici che descrivano un processo produttivo al fine di ottimizzare le condizioni operative e prevedere le proprietà del prodotto finito. Avrà inoltre approfondito le conoscenze su alcune tecnologie innovative acquisendo la capacità di valutarne le potenzialità di applicazione nei diversi processi per le produzioni alimentari.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Esercitazioni in aula informatica: 32 ore
Lezioni: 32 ore
Programma
1. Introduzione alla modellazione di processo. Confronto tra approccio fondamentale e approccio empirico. Principi, definizioni, scopi, esempi applicativi. 2. I differenti metodi statistici utilizzati per la costruzione di un modello: regressione lineare, non lineare e pesata. Il metodo dei minimi quadrati per la stima dei parametri. 3. Principi, scopi e procedure del disegno sperimentale. I differenti disegni sperimentali e i criteri di scelta. L¿analisi della varianza. Il disegno comparativo a un fattore e il disegno a blocchi. Il disegno fattoriale completo e frazionario a due livelli. II concetto di confondimento degli effetti e di risoluzione. Metodi per il miglioramento della risoluzione del disegno frazionario. l disegni Plackett-Burman. L¿aggiunta dei punti centrali ai disegni fattoriali. 4. I disegni per le superfici di risposta: i Central Composite Design (inscritto, circoscritto, face centered) e il disegno Box-Behnken. 5. Le procedure di ottimizzazione per una o più variabili di risposta. La funzione di desiderabilità. 6. I disegni per le miscele: simplex lattice e simplex centroids. Trattare insieme variabili di processo e miscele: i D-optimal design. 7. Processi innovativi termici e non termici per l'industria alimentare. Il processo ad alte pressioni, i campi elettrici pulsati, le microonde e il riscaldamento ohmico. 8. Esercitazioni al computer in aula di informatica con esempi pratici di modellazione ed ottimizzazione di processo e di prodotto mediante l'impiego delle diverse metodologie trattate. Software utilizzati: Excel e Design Expert.
Informazioni sul programma
L'esame consta di due prove separate. Nella prima prova pratica che si svolge al computer lo studente dovrà risolvere problemi di modellazione/ottimizzazione di processo utilizzando il software dedicato e dovrà rispondere a un questionario inerente la prova e commentare per iscritto i risultati ottenuti.
Nella seconda prova, lo studente deve sostenere un esame scritto con risposte aperte atto a valutare le competenze teoriche acquisite in riferimento ai metodi di modellazione e ottimizzazione di processo e alle tecnologie innovative e loro potenziali applicazioni per le produzioni alimentari.
Per accedere alla seconda prova lo studente deve avere superato con almeno il 18 la prima prova. Il voto finale è la media aritmetica del voto del le due prove.
Propedeuticità
Nessuna
Prerequisiti e modalità di esame
E¿ richiesta la conoscenza delle operazioni unitarie fondamentali e dei principali processi applicati nell¿industria alimentare, nonché alcune nozioni di base di statistica.
Materiale didattico e bibliografia
The examination is comprised of two separate tests. In the first practical test, the student is asked to solve problems of process modeling/optimization using a dedicated software on a computer. Moreover he should reply in writing to a set of questions concerning the solved problem and give comments on the results obtained.
In the second test (written test), the student is asked to reply to a set of questions aimed at evaluating the theoretical skills acquired on the methods for process modeling and optimization and on the innovative technologies and their possible uses for food productions.
At least a 18 mark is required in the first practical test to have access to the second written test. The final mark is the arithmetic mean of the marks of the two tests.
Periodo
Primo semestre
Periodo
Primo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento