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Oggetto:
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Principi di ingegneria alimentare

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Principles of food engineering

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Anno accademico 2020/2021

Codice attività didattica
SAF0133
Docente
Prof. Paolo Gay (Affidamento interno)
Corso di studio
[001703] TECNOLOGIE ALIMENTARI
Anno
2° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
C - Affine o integrativo
Crediti/Valenza
4
SSD attività didattica
AGR/09 - meccanica agraria
Erogazione
Convenzionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Scritto più orale facoltativo
Tipologia unità didattica
modulo
Corso integrato
Tecnologie alimentari e principi di ingegneria alimentare (SAF0133)
Prerequisiti
Nozioni di base di Fisica e Matematica
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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

L'insegnamento concorre alla realizzazione degli obiettivi formativi del corso di studi in Tecnologie Alimentari nell'area di apprendimento relativa alle Tecnologie e impianti della trasformazione.

Questo insegnamento mira a consolidare le conoscenze di fisica specifiche alla descrizione dei principali processi di trasformazione degli alimenti. In particolare, la caratterizzazione delle operazioni unitarie da un punto di vista anche quantitativo, sulla base delle caratteristiche fisiche dei prodotti, dei bilanci di massa ed energia, anche nel contesto di processi che prevedano passaggi di stato. Questi elementi di base saranno fondamentali per la comprensione dei processi applicati analizzati nei successivi insegnamenti dell'area di apprendimento.

The teaching contributes to the realization of the educational objectives of the course in Food Technologies in the area of learning related to the Technologies and plants of the transformation.

This course aims to consolidate physics knowledge specific to the description of the main food transformation processes. In particular, the characterization of unitary operations from a quantitative point of view, on the basis of the physical characteristics of products, mass and energy balances. These basic elements will be fundamental for the understanding of the applied processes analyzed in the subsequent teachings of the same learning area.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Lo studente dovrà essere in grado di comprendere ed analizzare i principi che sottintendono alle principali operazioni di trasformazione e conservazione degli alimenti in ambito industriale e di adottare scelte consapevoli nella gestione degli impianti alimentari industriali. 

Conoscenza e capacità di comprensione

Alla fine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di:

- conoscere le grandezze necessarie per la descrizione delle caratteristiche fisiche dei prodotti alimentari e i parametri fisici coinvolti nei principali processi dell'ingegneria alimentare;

- conoscere le basi fisiche dei bilanci di massa ed energia che sottendono alle principali operazioni unitarie e processi per la trasformazione e conservazione degli alimenti;

- conoscere i fondamenti della termodinamica che regola i passaggi di stato delle sostanze pure, individuandone le principali applicazioni nell'ambito dell'ingegneria alimentare.

 

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Alla fine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di:

- individuare i principi fisici di base che possono regolare lo svolgimento di un processo di trasformazione nell'industria alimentare;

- valutare un'operazione unitaria, anche in termini quantitativi, sulla base dei fenomeni di trasporto di massa e di energia coinvolti;

- operare su grandezze fisiche di interesse all'ingegneria alimentare secondo gli standard internazionali.

Abilità comunicative 

Alla fine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di:

- utilizzare propriamente il linguaggio tecnico

The student will be able to understand and analyze the principles that underlie the main food processes in the industry and to make informed choices in the management of industrial food plants.

Knowledge and understanding skills

At the end of the course the student will be able to:

- know the entities necessary for the description of the physical characteristics of food products and the physical parameters involved in the main food engineering processes;

- know the physical bases of mass and energy balances that underlie the main unit operations and processes for food processing and preservation;

- know the fundamentals of thermodynamics that regulates the phase-change of pure substances, identifying the main applications in the field of food engineering.

Ability to apply knowledge and understanding

At the end of the course, the student will be able to:

- identify the basic physical principles that can regulate the development of a transformation process in the food industry;

- evaluate any unit operation, also in quantitative terms, on the basis of the mass and energy transport phenomena involved;

- operate on physical quantities of interest in food engineering according to international standards.

 Communicative Skills

At the end of the course the student will be able to:

- use the technical language properly

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Programma

Grandezze fisiche ed unità di misura 

Proprietà fisiche dei prodotti alimentari

Conservazione della massa: portata massica e volumetrica, bilanci di massa di processi a flusso stazionario, trasporto di energia mediante flusso di massa 

Energia, trasferimento di energia e analisi energetica: forme di energia, il lavoro, leggi della termodinamica, bilanci di energia

Trasformazione con cambiamento di fase di sostanze pure: passaggi di stato, entalpia, calore sensibile e latente, tabelle delle proprietà 

Il vapore nell'industria alimentare

Meccanica dei solidi e dei fluidi alimentari

Reologia dei fluidi alimentari

Proprietà dei materiali granulari e delle polveri

Physical quantities and units of measurement

Physical properties of food products

Mass transfert: mass and volumetric flow, mass balance of steady-flow processes, energy transport by mass flow

Energy, energy transfer and energy analysis: forms of energy, , laws of thermodynamics, energy balances;

Transformation with phase change of pure substances:  enthalpy, sensitive and latent heat, tables of properties

Steam in the food industry

Rheological properties of solids and food fluids

Properties of granular materials and powders

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Modalità di insegnamento

L'insegnamento consiste di 32 ore di lezione frontale e di 8 ore dedicate ad esercitazioni. Per le lezioni il docente si avvale di presentazioni e slide che sono a disposizione degli studenti sulla piattaforma Moodle. Le lezioni e le esercitazioni saranno anche trasmesse in diretta via Webex al medesimo orario. 

La frequenza è facoltativa, sebbene fortemente consigliata. La prova finale sarà uguale per frequentanti e non.

The course consists of 32 hours of frontal lessons and 8 hours dedicated to exercises. Lessons will be also available by Webex at the same time scheduling.

For the lessons the teacher makes use of presentations and slides that are available to the students on the Moodle platform. 

Attendance is optional, although strongly recommended. The final exam will be the same for attending and non-attending students.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame finale, della durata di due ore, è in forma scritta ed è costituito da domande di teoria e/o esercizi di calcolo in forma aperta (1-2) e da domande (5-6) a risposta multipla relative ai diversi argomenti svolti. Tali domande potranno richiedere, per la determinazione della risposta corretta, la soluzione di brevi calcoli. I punti totali (32) saranno suddivisi sulla base delle domande presenti nella prova e per importanza ed estensione.

In caso di esito positivo della prova scritta (voto maggiore o uguale a 18/30) lo studente potrà richiedere un colloquio orale opzionale, il quale, oltre alla discussione della prova scritta, prevederà la verifica approfondita della capacità di ragionamento e di collegamento tra le conoscenze acquisite. In questo caso il voto finale sarà determinato dalla media aritmetica tra il voto dello scritto e dell'orale, con arrotondamento all'intero più vicino.

Qualora sostenuto in modalità a distanza, l'esame sarà orale.

La modalità di svolgimento degli esami potrà subire variazioni in base alle limitazioni imposte dalla crisi sanitaria in corso. 

The final exam, lasting two hours, is written and consists of theoretical questions and / or calculation exercises in open form (1-2) and questions (5-6) multiple choice questions related to different arguments carried out. These questions may require, for the determination of the correct answer, the solution of short calculations. The total points (32) will be subdivided on the basis of the questions presented in the test and by importance and extension.

In case of positive outcome of the written test (grade greater than or equal to 18/30) the student may request an optional oral interview, which, in addition to the discussion of the written test, will provide for a thorough verification of the reasoning and connection skills between the acquired knowledge. In this case the final grade will be determined by the arithmetic average between the written and oral vote, with rounding to the nearest integer.

If held remotely, the exam will be oral.

The method of carrying out the exams may vary according to the limitations imposed by the current health crisis.

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Testi consigliati e bibliografia

Testi consigliati

 - Dario Friso, Ingegneria dell'industria alimentare, Volume I, Editore CLEUP, 2017. 

 Il volume è disponibile su ResearchGate alla pagina dell'autore (Dario Friso)

In alternativa

- Dario Friso, Ingegneria dell'industria alimentare, Editore CLEUP, 2013. (precedente versione editoriale del testo di riferimento) 

- R.P. Singh, D.R. Heldman, Principi di ingegneria alimentare, Casa Editrice Ambrosiana, 2015.

 

In lingua inglese:

- R.L. Earle, M.D. Earle, Unit operations in food processing, (scaricabile liberamente da http://www.nzifst.org.nz/unitoperations).

- R.P. Singh, D.R. Heldman, Introduction to Food Engineering, Academic Press, London.

Disponibile su ScienceDirect (vedere indicazioni sito web biblioteca)

Materiale utilizzato a lezione:

- Lucidi delle lezioni, materiale di approfondimento fornito dal docente (scaricare da sistema MOODLE).

 

Per approfondimenti:

- Y.A. Cengel,Termodinamica e trasmissione del calore, McGraw-Hill Education, 2013 (ISBN 978-88-386-6511-0)

There is  Italian textbooks (see the Italian section), but there are also these textbooks in English: 

- R.L. Earle, M.D. Earle, Unit operations in food processing, ( free download from http://www.nzifst.org.nz/unitoperations).

- R.P. Singh, D.R. Heldman, Introduction to Food Engineering, Edition, Academic Press, London.

Available on ScienceDirect.

Teching material:

- Slides and notes: free download from MOODLE system.

 

For additional insights:

- Y.A. Cengel, Termodinamica e trasmissione del calore, McGraw-Hill Education, 2013 (ISBN 978-88-386-6511-0)

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Note

Le modalità di svolgimento dell'attività didattica potranno subire variazioni in base alle limitazioni imposte dalla crisi sanitaria in corso. In ogni caso è assicurata la modalità a distanza per tutto l'anno accademico.

 

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    Ultimo aggiornamento: 05/10/2020 16:47
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