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

506 Tab. A1.3 13 APPENDICI_501-544.indd 506 Acqua da trattare Coagulanti Schema semplificato di un impianto di potabilizzazione acque. 1 D1 Ozono D2 Fanghi all ispessimento 2 D3 Fanghi all ispessimento Acqua di lavaggio Acqua alla rete D4 Acqua limpida Acqua di lavaggio C1 C2 D6 D5 BF G1 1 F1 D7 Surnatante a riciclo Fanghi all'ispessimento Fanghi a smaltimento Fanghi ispessiti a disidratazione Acque a riciclo G2 Presedimentazione Ozonizzazione in vasca chiusa Chiari occulazione Filtro a gravità D5 D6 D7 C1, C2 Vasca di accumulo Postclorazione Ispessitore Carboni attivi G1 G2 F1 Pompa centrifuga Pompa a lobi Filtropressa 1 Coagulanti 2 ClO2 BF Aria compressa Appendice 1 D1 D2 D3 D4 27/04/12 12.09 

507 Appendice 1 Lo schema di processo è una rappresentazione ancora più completa che deve comunque essere di facile leggibilità e, allo stesso tempo, riportare tutte le informazioni utili a comprendere le caratteristiche specifiche del processo. Come riportano le Norme UNICHIM, uno schema di processo deve riportare: n le apparecchiature principali; n le linee di processo (escluse quelle secondarie, di avviamento, svuotamento, sfiato, ecc); n le strumentazioni per il controllo automatico (comprendente gli apparecchi di misura e di regolazione finale, ma senza riportare i trasduttori, trasmettitori, ecc.); n il bilancio dei materiali, eventualmente in un foglio allegato; n gli indicatori di stato fisico (temperature e pressioni nei punti principali); n l indicazione dell elevazione minima delle apparecchiature; n le eventuali prescrizioni da rispettare in fase di progetto meccanico e/o montaggio. In questo corso lo studente dovrà essere in grado di interpretare e realizzare schemi di processo almeno di parti di un processo relative a particolari operazioni. Nella figura successiva viene riportato un semplice esempio di schema di processo relativo al trattamento di degasaggio, uno dei trattamenti di cui si compone il processo di produzione acque per caldaie. Acqua degasata Incondensabili C1 Colonna di degasaggio D1 Separatore acqua degasata G1 Pompa centrifuga 70 Scambiatore di calore FC Controllore di portata PC Controllore di pressione TC Controllore di temperatura PSV Valvola di sicurezza TI Indicatore di temperatura LC Controllore di livello VB Vapore a bassa pressione 2 Pressione bar 107 Temperatura °C Tab. A1.4 E1 2 TC E1 Acqua da degasare PC FC C1 VB PSV 107 TI D1 LC 100 G1 Schema di processo degasaggio acqua per caldaie. La rappresentazione più completa è lo schema di marcia che comprende proprio tutte le apparecchiature e le linee presenti nell impianto. In particolare vanno riportate: n le linee di processo; 13 APPENDICI_501-544.indd 507 27/04/12 12.09 

“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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