CC8 - Risorse energetiche rinnovabili, tecnologie a basso impatto ambientale: caratteristiche e disponibilità, tecnologie consolidate e innovative di sfruttamento, sostenibilità energetica, economica ed ambientale.
CC10 - Contesto multidisciplinare dell'ingegneria energetica e orientamento al problem solving, che parte dal problema per risalire alle cause e alle possibili misure per affrontarle, tipicamente multidisciplinari., Processi ed impianti a biomassa
CA1 - Analisi e modellazione di componenti e sistemi meccanici/elettrici/propulsivi: problemi e modelli alla base dell'ingegneria industriale, con particolare riferimento all'ingegneria meccanica ed energetica.
CA5 - Identificare, formulare e risolvere problemi di ingegneria industriale, in particolare energetica.
CA7 - Analizzare, progettare e gestire sistemi integrati innovativi ad energie rinnovabili, sostenibilità e impatto ambientale ed economico, ca8: Tecnologie degli impianti, componenti e dei processi e metodi dell'ingegneria, implicazioni economiche.
CA9 - Combinare teoria e pratica per risolvere problemi di ingegneria multidisciplinari.
CA10 - Abilità comunicative per comunicare e trasferire informazioni, idee, soluzioni a specialisti e non, in italiano e inglese
Prerequisiti
Si consiglia la conoscenza degli esami di Chimica, Macchine, Impianti, ed Energie Rinnovabili
Metodi Didattici
LEZIONE IN AULA, Lucidi pdf forniti
Modalità di verifica apprendimento
Esame Orale.
Pretrattamenti delle biomasse lignocellulosici. Processi Termochimici (torrefazione, pirolisi, gassificazione e combustione, gas e exhaust cleaning) e Biochimici (digestione anerobica, fermentazione ed idrolisi) per produzione di energia e biocombustibili. Biocombustibili convenzionali ed avanzati per trasporti. Normativa Europea nel settore. Green Chemistry. Cenni sulla sostenibilità e sugli aspetti economici.
Conoscenza approfondita dei principi fisici e degli aspetti tecnologici. Conoscenza di base sulle possibili filiere bioenergetiche e sugli aspetti connessi.
Programma del corso
PARTE 1 LA RISORSA
1.1 Tipologie di biomasse. Principali componenti della biomassa.
1.2 Colture forestali ed agricole
1.3 Colture energetiche
1.4 Residui agroindustriali e residui agricoli
1.5 Microalghe e macroalghe
1.6 Caratteristiche chimico-fisiche della biomassa solida. Tecniche analitiche per la caratterizzazione dei biocombustibili solidi.
PARTE 2 LE TECNOLOGIE DI PRETRATTAMENTO
2.1 Essiccaggio: tecnologie, consumi energetici
2.2 La cippatura
2.3 Compattazione: pellets e briquettes
PARTE 3 LE TECNOLOGIE DI CONVERSIONE ENERGETICA
3.1 Combustione: tipologie di impianti domestici ed industriali
3.2 Torrefazione della biomassa.
3.3 Pirolisi della biomassa: pirolisi lenta, intermedia e veloce. Prodotti della pirolisi.
3.4 Gassificazione di biomassa. Processi, tecnologie ed impianti.
3.5 Digestione anaerobica e produzione di biogas. Materie prime, caratteristiche del biogas.
3.6 Utilizzo di biogas per la generazione di energia elettrica e la cogenerazione
3.7 Utilizzo di olii di pirolisi per la generazione di energia elettrica e la cogenerazione
3.8 Utilizzo di gas di gassificazione per la generazione di energia elettrica e la cogenerazione
PARTE 4 I BIOCARBURANTI
4.1 Richiami di Chimica Organica. I combustibili
4.2 Biocombustibili liquidi per trasporti. Introduzione ai biocarburanti di prima e seconda generazione (advanced biofuels).
4.3 Biocarburanti di prima generazione. Olio vegetale puro: materie prime, processi ed impianti.
4.4 Biocarburanti di prima generazione. Biodiesel: materie prime, processi ed impianti.
4.5 Biocarburanti di prima generazione. Bioetanolo: materie prime, processi ed impianti.
4.6 Biocarburanti di seconda generazione. Biocarburanti di sintesi (BTL) e Bioetanolo da lignocellulosico: materie prime, processi ed impianti.
4.7 Microalghe. Tecnologie di coltivazionie di biomasse algali tramite fotobioreattori e vasche aperte.
4.8 Utilizzo di biocarburanti in motori
4.9 La Chimica Verde