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

414 11   Separazioni gas-solido e gas-liquido tate sulle pareti trascinando anche il particolato di dimensioni relativamente più ridotte (v. Fig. 11.7). Anello spruzzatore acqua Fig. 11.7 Scrubber a tubo di Venturi Cicloni a umido. Negli scrubber a tubo di Venturi la miscelazione dell acqua alla corrente gassosa avviene in un tubo di Venturi, posto immediatamente prima dell apparecchiatura, in cui il gas viene alimentato dall ingresso assiale, mentre l acqua entra lateralmente. Come è noto la tipica geometria comporta un aumento della velocità nella sezione convergente, sino un centinaio di m/s, che agevola la miscelazione tra gas e acqua. Il divergente sbocca nella zona di separazione dove l acqua ed il particolato ricadono. Nella zona superiore un demister rimuove gli eventuali trascinamenti. Con questa tecnica si possono rimuovere particelle sino a pochi micron (v. Fig. 11.8). Ingresso gas Uscita gas depolverato Rete separazione trascinamenti Riciclo acqua al tubo di Venturi Uscita acqua e particolato Fig. 11.8 Scrubber a tubo di Venturi. Scrubber ad eiettore Una diversa alternativa è lo scrubber ad eiettore. Questo è un dispositivo derivato dal tubo di Venturi, in cui la sezione contratta si ottiene tramite un ugello posto sul percorso assiale. Come è noto la contrazione provoca un aumento della velocità ed una diminuzione della pressione nella camera in cui sfocia il flusso di acqua. A questa camera è collegata l alimentazione del gas, che viene richiamato per depres- 11 CAPITOLO_407-420.indd 414 27/04/12 12.04 

415 11.3   Separatori a umido sione e si miscela perfettamente con il liquido che trattiene le particelle. All uscita della sezione divergente il liquido si separa dalla corrente gassosa in una camera di calma (v. Fig. 11.9). Ingresso acqua in pressione Uscita gas depolverato Ingresso gas Gas Uscita acqua e particolato Fig. 11.9 Scrubber ad eiettore. Ancora più semplici sono gli spray scrubber, in cui il contatto tra liquido e gas avviene in una torre cilindrica munita di spruzzatori per l acqua. La separazione può essere agevolata da percorsi obbligati e da reti. Queste apparecchiature offrono basse perdite di carico e bassi costi di esercizio, a fronte di un efficienza relativamente minore (v. Fig. 11.10). Uscita gas depolverato Separatore a nebbia Setto deviatore Spruzzatori acqua Ingresso gas da depolverare Fig. 11.10 11 CAPITOLO_407-420.indd 415 Spray scrubber. Uscita acqua 27/04/12 12.04 

“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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