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Ingegneria delle produzioni alimentari industriali

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Food Engineering

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Anno accademico 2020/2021

Codice attività didattica
AGR0112
Docente
Prof. Paolo Gay (Affidamento interno)
Corso di studio
[001703-101] TECNOLOGIE ALIMENTARI - curr. Industrie alimentari
Anno
3° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
B - Caratterizzante
Crediti/Valenza
8
SSD attività didattica
AGR/09 - meccanica agraria
Erogazione
Convenzionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Scritto più orale facoltativo
Prerequisiti
Nozioni di base di matematica e fisica; si consiglia di aver frequentato il corso di Principi di Ingegneria Alimentare
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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

L'insegnamento si colloca nell'area di apprendimento relativa alle Tecnologie e impianti della trasformazione.

L'insegnamento ha come obiettivo fornire allo studente le nozioni di base dell'ingegneria applicata all'industria alimentare, nonché gli elementi necessari alla comprensione dei processi fisici alla base delle principali operazioni unitarie dei processi produttivi. Si propone quindi di educare lo studente verso un approccio quantitativo e non soltanto descrittivo ai temi della tecnologia attraverso un insegnamento integrato delle nozioni di fisica tecnica, ingegneria e biologia, finalizzato all'ottimizzazione dei processi di trasformazione.

 

The learnig goal is to acquire the fundamental notions of food engineering, as well as the primary elements of physical processes that govern unit operations. The objective is to lead the student to a quantitative approach to food processes, based on thermophysisc and engineering laws.

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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 i principi che sottendono alle principali operazioni unitarie e processi per la trasformazione e conservazione degli alimenti;

- conoscere i principali dettami della fisica tecnica applicata ai processi di refrigerazione, riscaldamento, trasporto, sterilizzazione, essicazione e concentrazione;

- conoscere le principali tecnologie di impianto nell'ambito della pastorizzazione, sterilizzazione, concentrazione, conservazione, surgelamento e trasporto degli alimenti;

- analizzare e comprendere schemi di impianto industriale per la produzione di alimenti;

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

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

- valutare da un punto di vista anche quantitativo il funzionamento di un impianto;

- progettare, quanto meno a livello macro, un impianto o una sua parte;

- analizzare il layout di un impianto industriale alimentare, identificando e caratterizzando le varie componenti, ricavando i principali parametri di funzionamento;

- progettare i principali componenti di impianto (scambiatori termici, piping ecc.), così come dimensionare i flussi di energia e massa;

- proporre modifiche/ottimizzazioni a impianti esistenti sulla base delle tecnologie più recenti.

- riconoscere le componenti di un impianto industriale e il ruolo all'interno del processo di produzione.

Autonomia di giudizio

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

- valutare l'adeguatezza e l'efficienza di un impianto per l'attuazione di un'operazione unitaria 

Abilità comunicative

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

- utilizzare propriamente il linguaggio tecnico

- interpretare e produrre schemi tecnici secondo gli standard industriali di riferimento

 

Students will be able to analyze and understand the main principles of food engineering and to able to act decisions in food plant management. 

Knowledge and understanding skills

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

- know the principles underlying the major unitary operations and processes for food processing and preservation;

- know the main concepts of technical physics applied to the processes of refrigeration, heating, transport, sterilization and concentration;

- know the main planting technologies in the field of drying, pasteurization, sterilization, concentration, storage, freezing and transport of food;

- analyze and understand layouts of industrial plants for food production;

Ability to apply knowledge and understanding

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

- evaluate, from a quantitative point of view, the plant for an unit operation;

- design, at least on a macro level, a plant or part of it;

- analyze the layout of an industrial food plant, identifying and characterizing the various components, designing the main operating parameters;

- design the main plant components (heat exchangers, piping, etc.), as well as dimensioning the energy and mass flows;

- propose modifications/optimizations to existing plants based on the newest technologies.

- recognize the components of an industrial plant.

Judgment autonomy

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

- assess the adequacy and efficiency of a plant for the implementation of a unitary operation

Communicative Skills

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

- use the technical language

- interpret and designing technical diagrams according to industry standard references.

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Programma

Sono trattati i seguenti argomenti:

- Brevi richiami di fisica tecnica e matematica propedeutici al corso.

- Trasporto di materia.

- Trasmissione del calore: conduzione, convenzione, irraggiamento. Scambiatori di calore.

- Riscaldamento e decongelamento mediante microonde.

- Impiego del calore nel trattamento degli alimenti: pastorizzazione, sterilizzazione, tempo di morte termica, pastorizzatori e sterilizzatori.

- Impiego delle basse temperature: azione del freddo su sistemi biologici. Refrigerazione, congelamento, surgelazione.

- I moderni sistemi di congelamento.  

- Concentrazione per evaporazione ed evaporatori mono e multistadio.

- Termodinamica dell'aria umida. Essiccamento: principi teorici, carte psicrometriche, misura dell'umidità, umidità di equilibrio, essiccatori. Principi di base del'evaporazione.

- Esempi di calcolo e di dimensionamento di evaporatori, essiccatori, pastorizzatori.

- Esercitazioni su bilanci di massa e di energia nelle operazioni e nei processi dell'industria agroalimentare.

  

The main arguments are:

- Mass transport.

- Heat transmission: conduction, convection, radiation. Heat exchanger.

- Microwaves for heating processes.

- Thermal processes for: pasteurisation, sterilization, plants.

- Refrigeration and cooling.

-  Freezing.

- Concentration and evaporators.

- Drying: theory, psicrometry, Mollier chart.

- Examples and exercizes on evaporators, dryers, pasteurizators and refrigerators. Design case-studies.

- Mass and energy balances.

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Modalità di insegnamento

L'insegnamento consiste di 60 ore di lezione frontale e di 20 ore dedicate ad esercitazioni ed all'analisi di casi pratici di studio e di progetto. Per le lezioni il docente si avvale di slide che sono  a disposizione degli studenti fin dall'inizio dell'insegnamento su piattaforma Moodle. Le lezioni e le esercitazioni saranno anche trasmesse in diretta via Webex (https://unito.webex.com/meet/paolo.gay) al medesimo orario.

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

The course consists of 60 hours of lectures and 20 hours devoted to exercises and analysis of real case studies. Lessons will be also available by Webex (https://unito.webex.com/meet/paolo.gay) at the same time scheduling.

For lectures the teacher makes use of slides that are available to students on Moodle since the beginning of lessons.

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, qualora sostenuto in presenza, sarà scritto con orale facoltativo. Sarà costituito da 3-5 esercizi di progetto e/o domande di teoria. L'esame sarà orale qualora sostenuto in modalità a distanza. La modalità di svolgimento degli esami potrà subire variazioni in base alle limitazioni imposte dalla crisi sanitaria in corso. 

The exam will be written with an optional oral exam; it will be constituted by 3-5 design exercizes and /or theoretical questions. If held remotely, it 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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Attività di supporto

-

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Testi consigliati e bibliografia

Testo consigliato:

- Dario Friso, Ingegneria dell'industria alimentare, Volumi I e II, Editore CLEUP, 2017 

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

In alternativa: 

- Dario Friso, Ingegneria dell'industria alimentare, Editore CLEUP, 2013 (edizione precedente del testo consigliato)

- 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 lezione, materiale di approfondimento fornito dal docente (scaricare da sistema MOODLE).

Sulla piattaforma Moodle sono indicati in dettaglio i capitoli/pagine del testo di riferimento (e delle sue precedenti edizioni) trattati nel corso.

Per approfondimenti:

Y.A. Cengel, J.M. Cimbala, Meccanica dei fluidi, Mc-Graw-Hill Education, 2015 (ISBN 978-88 386-6884-5)

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

There is an Italian textbook (see the italian section), but there are also this 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, J.M. Cimbala, Meccanica dei fluidi, Mc-Graw-Hill Education, 2015 (ISBN 978-88 386-6884-5)

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

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Note

L'insegnamento è tenuto presso la sede di Cuneo.

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.

 

Classes are taught  at the heartquarter of Cuneo.

The methods of carrying out the teaching activity may vary according to the limitations imposed by the current health crisis. In any case, the remote mode is ensured througouth the academic year.

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    Ultimo aggiornamento: 05/10/2020 17:05
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