Università di Perugia - Dipartimento di Ingegneria Industriale
Prof. Francesco Castellani - Email: [email protected]
Università di Perugia
Corso di Laurea Magistrale in Biotecnologie Molecolari-Industriali
Anno Accademico 2010-2011
Corso di IMPIANTI INDUSTRIALI IN BIOTECNOLOGIE
Docente:
Prof. Francesco Castellani
Dipartimento di Ingegneria Industriale
Università di Perugia
Via Duranti 67 - 06125 Perugia (ITALY)
Interno sede: 075-5853709
Email: [email protected]
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PROGRAMMA
Generalità sugli impianti industriali
Gestione di un impianto industriale
Diagrammi di flusso di un processo
I bilanci di massa e di energia per un processo biotecnologico
I processi di pre-trattamento e post-trattamento
Ingegneria dei Bioreattori
Classificazione dei bioreattori
Scelta della configurazione
Analisi dei fattori di scala
Il moto dei fluidi all'interno dei bioreattori
Gli scambi di calore nei bioreattori
Monitoraggio e controllo
Metodi numerici per il dimensionamento di un processo
Risoluzione dei bilanci di massa e di energia
Dimensionamento dei sistemi di agitazione e degli scambiatori di calore
Analisi di alcune applicazioni.
Esempi di impianti di fermentazione industriale
Processi di produzione di prodotti di largo consumo nell'industria farmaceutica ed alimentare.
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LIBRI DI RIFERIMENTO
BIOTECNOLOGIE DI BASE
RATLEDGE COLIN; KRISTIANSEN BJORN
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MODALITA’ D’ESAME
1. Breve prova scritta (max 1 ora)
2. Colloquio orale
MATERIALE DIDATTICO
Appunti messi a disposizione dal docente
LAVORO ANNUALE CON DISCUSSIONE ORALE
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IMPIANTI INDUSTRIALI
• Aspetti tecnici Impianti di servizio, sistemi di
produzione, sicurezza ….
• Aspetti gestionali Studio del layout, gestione
scorte, logistica …..
• Aspetti economici Studio di fattibilità, flusso di
cassa, project financing
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IMPIANTO INDUSTRIALE (AZIENDA)
 organizzazione di uomini, macchinari, materiali, denaro che
produce derivati e prodotti finiti dalle materie in ingresso;
 attività di un soggetto giuridico per ottenere profitto dal
capitale investito;
 complesso di beni organizzati dall’imprenditore per
l’esercizio dell’impresa;
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IMPIANTO INDUSTRIALE
 Parte dell’azienda nella quale si eseguono trasformazioni di
natura tecnica su materie in ingresso per ottenere i prodotti
in uscita;
 È quindi un complesso di mezzi tecnici organizzati
(macchine, apparecchiature, servizi) per effettuare
determinate trasformazioni (aspetto operativo);
 Appartiene ad un sistema più ampio (azienda).
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STRUTTURA IMPIANTI
 impianti di produzione o tecnologici: nei quali avvengono le
trasformazioni tecniche (variazioni composizione chimica,
stato fisico, forma, dimensioni) delle materie prime;
 impianti complementari di servizio: per soddisfare esigenze
di processo (impianto idraulico, elettrico, aria compressa,
vapore ecc.)
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CLASSIFICAZIONE
 Tipo di trasformazione
 Dimensione: (numero di addetti, capitale investito,
capacità o potenzialità produttiva)
 Ruolo nel ciclo produttivo (prodotti finiti, semilavorati
…)
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CLASSIFICAZIONE IN BASE AL CAPITALE
R = capitale fisso/capitale variabile
 capital intensive (elevato valore di R)
 labour intensive (basso valore di R)
N.B. - Con automazione si alza R
- R elevati nell’economia capitalistica
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CLASSIFICAZIONE IMPIANTI DI PRODUZIONE
1) Natura delle trasformazioni e
del prodotto finito
Impianti
ceramici
meccanici
tessili
chimici
elettrici
siderurgici
etc.
grande industria (ciclo integrale)
media industria
2) Dimensioni
piccola industria
3) Capitale e Lavoro (composizione organica del capitale)
4) Processo
produttivo
5) Continuità del processo
produttivo
monolinea
sintetico o convergente
analitico o divergente
a ciclo continuo
a ciclo
intermittente
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CLASSIFICAZIONE DEGLI IMPIANTI DI SERVIZIO
• entità servita
• tipo di servizio
mezzi produttivi
persone addette
di alimentazione
di scarico
produzione e distribuzione energia
• funzione svolta
controllo condizioni ambiente di lavoro
trasporto materiali solidi e liquidi
interazione impianto – ambiente esterno
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TIPI DI PRODUZIONE
Classificazione secondo il modo di
rispondere alla domanda
Produzione per il
magazzino
Classificazione secondo il modo di
realizzare il volume di produzione
ripetitive
Produzione su
singole
commessa
unitaria
fabbricazione
montaggio
Classificazione secondo il
modo di realizzare il prodotto
intermittente
a lotti
continua
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REALIZZAZIONE PRODOTTO
 Per parti (automobili,

elettrodomestici, ecc..)
Fabbricazione (linee reparti)
Montaggio o assemblaggio
 Per processo
Fabbricazione (cemento,
acciaio, prodotti chimici,
prodotti ceramici, ecc..)
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MODO DI RISPONDERE ALLA DOMANDA
 Su commessa (attività produttiva intrapresa sulla base degli
ordini dei clienti)
Rischi di esercizio
 A magazzino (attività produttiva viene effettuata prima di
avere ricevuto gli ordini dei clienti e quindi sono necessari
magazzini per collocare i prodotti finiti)
Rischi di mercato