Mariano Calatozzolo

Silvestro Natoli

Le nuove indicazioni ministeriali dell’indirizzo “Chimica,&nbsp;Materiali e Biotecnologie”&nbsp;articolazione&nbsp;“Chimica e Materiali” mostrano una tendenza alla compressione dei contenuti ispirandosi ad una logica di “razionalizzazione” delle risorse umane ed economiche anziché alle esigenze della società ed agli obiettivi del processo formativo. In particolare, sono state sacrificate 4 ore settimanali di materie di indirizzo, rendendo necessaria la soppressione di “Chimica-Fisica” per evitare un’eccessiva frammentazione delle discipline chimiche in relazione alle ore a disposizione. La nuova edizione del manuale accoglie queste indicazioni, assicurando una stretta connessione con la scansione dei programmi ministeriali ma, allo stesso tempo, gli argomenti centrali della disciplina sono sviluppati in maniera da consentire al docente di scegliere le conoscenze da trasmettere, tra tutte quelle indicate nelle indicazioni ministeriali, in base agli obiettivi formativi fissati e di sviluppare gli opportuni approfondimenti. Le principali novità riguardano i contenuti di “Chimica-Fisica” direttamente correlate alla disciplina di Tecnologie Chimiche che sono state incluse nel piano dell’opera. In particolare: <ul><li>lo studio degli equilibri tra fasi diverse che sono collegati alla trattazione di tutte le operazioni unitarie basate sul raggiungimento di condizioni di equilibrio tra fasi diverse;</li><li>lo studio della termodinamica e della cinetica chimica, ovvero i cardini teorici che consentono la corretta rappresentazione dei bilanci di materia e di energia e la definizione delle migliori condizioni operative di una reazione, sia per quanto riguarda le rese che le velocità di reazione.</li></ul>

1. Operare con le grandezze fisiche: il Sistema Internazionale

1.1 Il sistema internazionale

1.2 Il calcolo dimensionale e il principio di omogeneità

1.3 La conversione tra unità di misura

Glossario

Esercizi

2. Materiali per le tecnologie chimiche

2.1 Le caratteristiche meccaniche dei materiali

2.2 Gli acciai e le ghise

2.3 Materiali metallici non ferrosi

2.4 Materiali polimerici

2.5 Altri materiali

2.6 Uno sguardo al futuro: i nanomateriali

2.7 I processi corrosivi e la degradazione dei materiali

2.8 Prevenzione della corrosione

3. Le basi chimico-fisiche delle operazioni unitarie: diagrammi di stato e materiali

3.1 Gli equilibri di fase e i diagrammi di stato

3.2 Diagrammi di stato per soluzioni solide parzialmente miscibili

3.3 Il diagramma di stato ferro-carbonio

4. Stoccaggio e movimentazione dei solidi

4.1 Proprietà caratteristiche dei solidi

4.2 Stoccaggio dei solidi

4.3 Movimentazione dei solidi

5. Statica e dinamica dei liquidi

5.1 Statica dei liquidi

5.2 I liquidi in movimento

5.3 Dinamica dei liquidi ideali

5.4 I liquidi reali e le dissipazioni

5.5 Misura delle portate

6. Il trasporto dei liquidi

6.1 La prevalenza

6.2 Classificazione e campi d’impiego delle pompe

6.3 Pompe centrifughe

6.4 Pompe volumetriche

6.5 Pompe per applicazioni particolari

7. Stoccaggio e linee di trasporto dei fluidi

7.1 Stoccaggio dei fluidi

7.2 Tubazioni, elementi di linea, valvole

7.3 La direttiva "ped"

8. Separazione solido-liquido

8.1 La separazione solido-liquido

8.2 Il moto relativo dei solidi in un liquido

8.3 Impiego di flocculanti e polielettroliti

8.4 I sedimentatori

8.5 La filtrazione

8.6 La centrifugazione

9. Trattamenti delle acque grezze

9.1 Fonti di approvvigionamento delle acque grezze

9.2 Caratteristiche delle acque grezze

9.3 Requisiti per l’impiego delle acque

9.4 trattamenti delle acque

9.5 Adsorbimento su carboni attivi

9.6 Osmosi inversa

9.7 L'eliminazione dei gas disciolti

9.8 Cicli di trattamento completi

esercizi

10. Le basi chimico-fisiche delle operazioni unitarie: la teoria cinetica dei gas

10.1 Le leggi empiriche dei gas ideali

10.2 Il comportamento dei gas ideali secondo la teoria cinetico-particellare

10.3 Il comportamento dei gas reali

10.4 I diagrammi di andrews

11. Separazioni gas-solido e gas-liquido

11.1 Principi operativi e ambiti applicativi

11.2 Depolveratori inerziali

11.3 Separatori a umido

11.4 Depolveratori elettrostatici

11.5 Depolveratori a tessuto

12. Misura e controllo nei processi chimici

12.1 Generalità sul controllo automatico

12.2 Definizioni principali

12.3 L'anello di regolazione in retroazione

12.4 I controllori ed il controllo on-off

12.5 Rappresentazione degli anelli di regolazione

12.6 Gli elementi di misura

Appendici

Dizionario tecnico

Indice analitico

Bibliografia

Riferimenti

108 4   Stoccaggio e movimentazione dei solidi esercizio 3 Si richiede l analisi granulometrica di un campione di sabbia. Dopo essiccamento, si pesa esattamente un aliquota e si sottopone a setacciatura. La massa totale di campione setacciata è di 231,28 g. Il trattenuto parziale è riportato nella tabella sottostante. Completare l elaborazione dei dati della tabella e costruire le curve di distribuzione differenziale e integrale come nel § 4.1 (v. Tab. 4.1 e Fig. 4.4). SETACCI UNI (LUCE, mm) TRATTENUTO TRATTENUTO DIMENSIONE TRATTENUTO CU- TRATTENUTO PARZIALE (g) PARZIALE (%) MEDIA (mm) MULATIVO (g) CUMULATIVO (%) 8 0 0,00% 0 0,00% 5,6 3,30 1,43% 3,30 1,43% 4 42,21 2 95,94 1 48,17 0,5 18,84 0,25 10,31 0,125 8,22 0,063 3,47 Fondo 0,82 6,8 esercizio 4 Nella seguente tabella sono indicate alcune caratteristiche tipiche dei trasportatori di solidi. Indicare, per le tipologie di trasportatori riportate, se le caratteristiche sono vere o false. CARATTERISTICHE TRASPORTATORI A NASTRO TRASPORTATORI TRASPORTATORI PNEUMATICI A CATENA (FASE DILUITA) (A SPINTA) ELEVATORI A TAZZE Sono adatti a trasportare anche materiali umidi Possono operare solo in orizzontale Possono operare anche in verticale Sono adatti a percorsi curvilinei Possono trasportare anche materiali di grossa pezzatura   possibile il carico e scarico in vari punti del percorso esercizio 5 Tre diversi prodotti granulari, stoccati in appositi sili, si devono periodicamente trasportare nello stesso serbatoio di polmonazione che alimenta un processo di lavorazione. Allo scopo si utilizza un sistema di trasporto pneumatico in compressione utilizzando aria atmosferica. Tracciare, utilizzando per quanto possibile le norme UNICHIM, lo schema di processo relativo al trasporto dai serbatoi di stoccaggio al serbatoio di polmonazione. 04b CAPITOLO_107-108.indd 108 27/04/12 11.32 

5 Statica e dinamica dei liquidi ABILIT  COGNITIVE                 Saper ricavare l equazione fondamentale della statica. Descrivere le trasformazioni di energia in un liquido fermo. Descrivere il significato della viscosità secondo il modello particellare. Dimostrare la Legge di Stevin. Dimostrare l equazione fondamentale della statica dei liquidi. Descrivere le caratteristiche dei regimi di moto. Descrivere la relazione tra perdite di carico e forme di energia. Descrivere l Abaco di Moody.   Descrivere i principi di funzionamento dei misuratori di portata. ABILIT  PRATICHE   Saper impostare e risolvere problemi di statica dei liquidi.   Utilizzare le relazioni dimensionali tra grandezze.   Applicare l equazione di continuità. 05a CAPITOLO_109-146.indd 109 27/04/12 11.33 

“Chimica, Materiali e Biotecnologie” con le nuove indicazioni ministeriali dell’indirizzo ispirandosi ad una logica di “razionalizzazione”

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Tecnologie chimiche industriali, Vol. 1

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