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Oggetto:
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CONTROLLO ANALITICO DEI PRODOTTI E DEI PROCESSI INDUSTRIALI

Oggetto:

ANALYTICAL CONTROL OF INDUSTRIAL PRODUCTS AND PROCESSES

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Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
MFN1232
Docenti
Marco Ginepro (Titolare)
Alessandra Bianco Prevot (Titolare)
Debora Fabbri (Titolare)
Corso di studio
Laurea Magistrale in Chimica Industriale
Laurea Magistrale in Chimica Industriale
Anno
1° anno
Periodo
Da definire
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
9
SSD attività didattica
CHIM/01 - chimica analitica
Erogazione
Mista
Lingua
Italiano
Frequenza
Lezioni frontali facoltative; laboratorio obbligatorio
Tipologia esame
Orale
Propedeutico a

Preparazione della tesi

Thesis writing
Oggetto:

Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L'insegnamento si colloca nel generale obiettivo del corso di studi di fornire una approfondita preparazione riguardo ai principi della chimica e delle sue applicazioni in ambito industriale. In particolare l'insegnamento prende in esame un ampio gruppo di materiali e processi di interesse industriale e si propone di fornire alla componente studentesca le conoscenze necessarie per ottimizzare il loro controllo dal punto di vista analitico, non solo in ambito laboratoriale ma anche nel controllo di processo inline sfruttando l'utilizzo di sensori chimici. Nel corso delle lezioni frontali vengono fornite le conoscenze teoriche relative al controllo dei processi produttivi con particolare attenzione agli aspetti di sostenibilità ambientale. Una parte rilevante dell'insegnamento si svolge attraverso esercitazioni in laboratorio, volte a fornire alla componente studentesca le conoscenze necessarie per pianificare ed eseguire l'analisi di diversi prodotti di interesse industriale applicando diverse metodologie analitiche.

This course is aligned with the learning objectives of this Laurea magistrale aiming to provide a deep expertise on the principles of Chemistry and of its industrial applications. More in details this course considers a wide group of materials and processes of industrial interest and aims to provide to the students the knowledge needed to optimize the analytical control, not only at laboratory level but also in the perspective of inline control by the use of chemical sensors. During the classroom lessons the fundamentals of process control are given, with special attention to their environmental sustainability. A relevant part of the course is developped through laboratory experiences aiming to provide to the students the expertise suitable to plan and execute the analyses of several products of industrial interest, using different analytical methodologies.

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Risultati dell'apprendimento attesi

L'insegnamento prevede di rafforzare le conoscenze chimico-analitiche della componente studentesca andando a completare la formazione di Chimico Industriale  con le seguenti competenze:

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: 

- descrivere i principali approcci all'analisi di processo

- conoscere i metodi di analisi adeguati alla caratterizzazione di alcuni materiali/processi di interesse industriale

- Conoscere i principi fondamentali della sostenibilità ambientale di un processo chimico e di un processo analitico in particolare

- comprendere il funzionamento della principale strumentazione utilizzata per il controllo di prodotto e di processo con particolare attenzione ai sensori chimici.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE

Alla fine di questo insegnamento la componente studentesca saprà utilizzare la conoscenza di base acquisita nel campo dei metodi chimico-analitici per gestire e sviluppare metodi di controllo qualità e di processo.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO:

- valutare la bontà di un metodo di analisi relativamente alle sue prestazioni ed alla sua sostenibilità ambientale

- valutare i dati ottenuti durante le esperienze in laboratorio in funzione dell'obiettivo dell'analisi

ABILITÀ COMUNICATIVE:

- essere in grado di stilare una relazione che sintetizzi e analizzi in modo critico i dati ottenuti in laboratorio, eventualmente confrontati con quelli disponibili in letteratura

- essere in grado di discutere le tematiche affrontate a lezione

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO

La componente studentesca sarà in grado di proseguire il suo percorso formativo in corsi di dottorato o master nel settore chimico-industriale relativamente alla conoscenze chimico-analitiche.

The course aims to strengthen the chemical-analytical knowledge of students by completing the training of Industrial Chemist with the following skills:

KNOWLEDGE AND CAPACITY OF COMPREHENSION:

- describe the main approaches to process analysis

- know the methods of analysis appropriate to the characterization of some materials / processes of industrial interest

- Know the fundamental principles of environmental sustainability of a chemical process and of an analytical process in particular

- understand the functioning of the main instrumentation used for product and process control with particular attention to chemical sensors.
 

CAPACITY TO APPLY KNOWLEDGE AND COMPREHENSION

At the end of this course the student will be able to use the basic knowledge acquired in the field of chimico-analitycal methods to apply and to develop quality control methods process monitoring.

AUTONOMY OF JUDGMENT

- to evaluate the goodness of a method of analysis with regard to its performance and its environmental sustainability

- to evaluate the data obtained during laboratory experiments according to the objective of the analysis

COMMUNICATIVE SKILLS:

- be able to draw up a report that summarizes and critically analyzes the data obtained in the laboratory, eventually compared with those available in the literature.

- to be able to discuss the issues addressed in class.
  LEARNING ABILITY   Students will be able to continue their training in PhD or master courses in the chemical-industrial field related to chimico-analytical knowledge.  
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Programma

- L'analisi di processo.

- Analisi per iniezione in flusso; principi, strumentazione, trattamento e preconcentrazione on-line del campione. 

- Sensori chimici per la rilevazione a distanza e l'analisi in continuo; sensori potenziometrici, amperometrici, di conducibilità, ottici, di massa e termici. Sensori a stato solido per gas.

- I sistemi sensoriali artificiali.

- Principi di "Chimica analitica verde"

- Tecniche di campionamento e solubilizzazione di campioni solidi mediante l'utilizzo di acidi forti e fusione alcalina.

- Criteri di scelta della miscela di attacco su campioni solidi. Effetto matrice.

- Analisi di matrici reali: olio d'oliva, combustibili solidi e liquidi, biomasse, leghe metalliche, cemento, fertilizzanti.

- Tecniche analitiche per via umida e analisi strumentale.

Esercitazioni di laboratorio; sono previste esperienze applicative di analisi di matrici reali quali:

- Olio d'oliva (acidità e perossidi)

- Cementi (composizione e moduli)

- Cosmetici (metalli pesanti)

- Vino (grado alcoolico, metalli, polifenoli, ecc.)

- Biomasse (ceneri, potere calorifico, metalli, sostanze volatili)

Elaborazione dei dati sperimentali ottenuti ed altri ricavati dalla letteratura o forniti dai docenti per simulazione.

- Process analysis.

- Analysis by flow injection: principles, instrumentation, on-line preconcentration of a sample. 
- Chemical sensors for the remote analysis; electrochemical, optical and mass sensors. Solid-state sensors for gas.
- Sampling for analysis on-line.

- The artificial olfactive system.

- Principles of "Green analytical chemistry"

- Sampling and solubilization techniques of solid samples by using of strong acids and alkaline fusion.

- Criteria for the choice of the attack mixture on solid samples. Matrix effect.

- Analysis of real matrices: olive oil, solid and liquid fuels, biomasses, metal alloys, cement, fertilizers.

- Analytical techniques by wet and instrumental analysis.

The laboratory experiences: application of real matrix analysis were performed such as:

- Olive oil (acidity and peroxides)

- Cements (composition and modules)

- Cosmetics (heavy metals)

- Wine (alcohol, metals, polyphenols, etc.)

- Biomass (ash, calorific value, metals, volatile substances)

Processing of data obtained in the laboratory and those available in the literature or provided by teachers for simulation.

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Modalità di insegnamento

L'insegnamento prevede 6 CFU di lezioni frontali (48 ore) e 3 CFU di attività di laboratorio (48 ore). La partecipazione alle lezioni è facoltativa, mentre si richiede la partecipazione obbligatoria ad almeno l'80% delle ore di laboratorio.

Per il corretto svolgimento del corso occorre che TUTTI gli studenti si registrino all'insegnamento sia su piattaforma Campusnet sia su Moodle.

The course consists of lectures (6 CFU; 48 Hours) and laboratory practice (3 CFU; 48 Hours). The participation to the lectures is optional, while the participation to the 80% of the hours of the laboratory is mandatory.

For organizational resasons, ALL students must register both on the Campusnet platform and on Moodle.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame orale

La verifica dell'apprendimento avverrà con la compilazione di una relazione scritta sull'attività di laboratorio e con lo svolgimento di una prova orale. La relazione scritta dovrà essere consegnata con qualche giorno d'anticipo rispetto alla data d'esame, verrà valutata in trentesimi e farà media pesata con il voto della prova orale anch'esso espresso in trentesimi.

 

Oral exam

The evaluation of the learning process will take place with the compilation of a laboratory report and with an oral test. The report must be submitted to the teachers with a few days in advance of the exam date and will be evaluated out of thirty. The final score will be the weighted average of the evaluation of the laboratory report and of the oral exam and will be expressed out of thirty.

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Attività di supporto

I/le docenti saranno a disposizione della componente studentesca, previa richiesta di appuntamento, sia nella fase di studio, sia nella fase di preparazione della relazione scritta.

 

Teachers will be available to students to help them in the study of the different topics and  in the compilation of the laboratory report.

Testi consigliati e bibliografia

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Slide e materiale integrativo disponibili sulla pagina web dell'insegnamento. Review ed articoli scientifici

Slides and supplementary material availables on the course webpage. Reviews and scientific papers.



Registrazione
  • Chiusa
    Apertura registrazione
    01/03/2022 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    31/12/2023 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 14/11/2023 13:24
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