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

240 7   Stoccaggio e linee di trasporto dei fluidi I rubinetti a maschio hanno l otturatore cilindrico o tronco-conico. I primi, decisamente poco usati, non hanno una buona tenuta poiché resta sempre una piccola tolleranza tra l otturatore e la sua sede, mentre i secondi, per la loro forma, possono essere forzati contro la sede. Sono adatti a diametri medio-piccoli e si prestano ad essere utilizzate come valvole deviatrici o miscelatrici nella conformazione a tre o quattro vie (v. Fig. 7.36). Con particolari disegni della luce di passaggio del fluido sono adatti anche per la regolazione (v. Fig. 7.37). a) Fig. 7.36 Rubinetti a maschio a più vie: a) a 4 vie; b) a 3 vie. a) Fig. 7.37 b) b) c) d) Otturatori tronco-conici per rubinetti a maschio con diverse luci di passaggio: a) 100%; b) 50%; c) 12,5%; d) a  V , per la regolazione. Le valvole a sfera (v. Fig. 7.38) hanno l otturatore sferico, opportunamente forato, che appoggia su guarnizioni ad anello. La ridotta superficie d appoggio sulle guarnizioni fa sì che la forza di serraggio si traduca in una più elevata pressione che migliora la tenuta, mentre l attrito non arriva a rendere difficoltosa la manovra dell otturatore. Per le temperature medio basse le guarnizioni sono in materiale polimerico, p.e. PTFE, mentre, per le alte temperature, sono metalliche. Adatte per diametri piccoli e medi, sono spesso preferite alle saracinesche. a) Fig. 7.38 b) c) Valvola a sfera: a) spaccato; b) esploso; c) valvole a sfera di grande diametro. 07a CAPITOLO_199-242_COLORE.indd 240 27/04/12 11.49 

241 7.2   Tubazioni, elementi di linea, valvole Oltre che per l intercettazione, con particolari conformazioni dell otturatore, p.e. a più canali di passaggio, con incisione a  V  o con luce a  V , sono adatte anche per la regolazione (v. Fig. 7.39). a) Fig. 7.39 b) c) Valvola di regolazione a sfera con luce di passaggio a  V : a) spaccato; b) e c) otturatori con incisione a  V . Le cieche sono dischi metallici pieni che si interpongo tra le estremità flangiate di una tubazione. Possono essere a codolo o reversibili (v. Fig. 7.40). Hanno la funzione di intercettare una tubazione con un operazione complessa, sì che sia praticamente impossibile ristabilire il collegamento accidentalmente. Il loro uso è solitamente previsto, p.e., durante la manutenzione e in tutti quei casi in cui un apertura accidentale è ad alto rischio di incidente; servono anche per isolare linee e apparecchiature non utilizzate. a) b) Fig. 7.40 Cieche: a) a codolo; b) reversibili. 7.2.4.3 Valvole di sicurezza, ritegno, respirazione n Valvole di sicurezza (v. Fig. 7.41). Sono valvole in cui l otturatore è tenuto chiuso dalla spinta di una molla o di un contrappeso. a) b) Fig. 7.41 Valvole di sicurezza: a) a molla; b) a contrappeso. 07a CAPITOLO_199-242_COLORE.indd 241 27/04/12 11.49 

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

Volume 1

Tecnologie chimiche industriali, Vol. 1

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