Relazione Sviluppo e ingegnerizzazione del prodotto

Fornitura acqua:

5. Con questa main function invece si intende la capacità

del sistema di fornire in automatico l’acqua necessaria e per

“automatico” non si intende per forza la necessità di un dispositivo

elettrico atto a soddisfare la funzione;

Estrarre gli aromi dal preparato:

6. In prima analisi avevamo considerato

“miscelare acqua e preparati”

come main function però solo con la

stesura della PSN ci siamo resi conto che un task di questo genere

design space

rendeva limitata l’esplorazione del in quanto circoscriveva

le soluzioni a tutte quelle che richiedevano a preparati e acqua di essere

miscelati. Per questo motivo in maniera più generica ma forse più

estrarre gli aromi

corretta, abbiamo deciso di modificare la function in “

dai preparati” lasciando libera scelta al progettista di esplorare tutte le

strade percorribili;

Esportare bevanda in output:

7. In tal senso ci si riconduce alla capacità del

sistema di provvedere automaticamente alla distribuzione dell’infuso

senza che sia necessaria l’azione da parte dell’utente. Anche qui per

“automatico” non si intende che l’esportazione debba obbligatoriamente

avvenire tramite un dispositivo elettrico;

Dopo questa breve introduzione alle main function le analizzeremo una ad una

per descrivere il ragionamento seguito nella fase generativa.

PSN – Problem Solution Network

Fase generativa

Per prima cosa cominciamo con la definizione del task generico e quindi il

problema più astratto che può essere formulato per il nostro prodotto. Nel

Dispositivo per la

nostro caso, dopo un’accurata analisi siamo giunti a “

preparazione automatica di bevande al gusto di erbe aromatiche” anche se in

dispositivo per la preparazione di

prima analisi era emerso un task del tipo: “

infusi” molto probabilmente vittime di una inerzia psicologica che ci ha portato

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a pensare agli infusi come l’unica bevanda ottenibile

dalle erbe aromatiche.

È doveroso fare una precisazione sul termine

“automatico” in quanto questa parola risulta fuorviante

ingegneristicamente parlando e necessita di un ulteriore

approfondimento per definirne con chiarezza il

significato: Con automatico intendiamo la possibilità di

far compiere al prodotto la fase di preparazione della

bevanda, gestendone sia gli input che gli output. In

particolare, non viene negata la possibilità che certe

funzioni possano essere avviate e/o regolate dall’utente

mediante leve o bottoni che comunque servono solo a

scopo di avviamento del processo, che poi viene gestito

interamente dalla macchina.

Nonostante si siano definite come main function “contenimento di preparati in

input” e “contenimento di preparati esausti in output” lo si vuole intendere

come un contenimento limitato ad un certo numero di utilizzi, oltre il quale lo

stakeholder di riferimento (in tal caso manutentore) dovrà provvedere al

riempimento e/o svuotamento del preparato/preparato esausto, in accordo con

quanto visto nella fase di product planning in cui per il target definito veniva

“mai senza”

individuato un nuovo attributo di prodotto che consente un

approvvigionamento programmato.

Nonostante le main-function siano numerose molte di queste sono adibite al

contenimento quindi per non risultare ripetitivi spiegheremo il ragionamento

logico relativo ad una sola operazione di contenimento estendendolo poi a tutte

le altre presenti nella PSN.

In questo caso il principio di azione e reazione è quello che permette l’equilibrio

del corpo e quindi ne garantisce il contenimento. Per contenimento intendiamo

una vera e propria separazione dall’ambiente esterno evitando la fuoriuscita di

input e/o output. Per assurdo anche un piatto sfrutterebbe lo stesso principio

della vaschetta rigida e del sacchetto ma non riuscirebbe a provvedere al

contenimento nello stesso modo. “contenimento dell’infuso in

Risulta differente il caso della main-function

output” che presentava un attributo di mantenimento della temperatura

stabilito in fase di product planning poi tradotto in requisito tecnico nella

matrice PPCD.

A nostro avviso nel mantenere la temperatura dell’infuso più a lungo possibile

si possono individuare due possibili strade da seguire, la prima è quella di

fornire calore all’infuso mentre la seconda è quella di ridurre al minimo le

perdite di calore. Andiamo adesso a sviscerarne i contenuti in modo da vedere

le soluzioni a cui i due diversi approcci apportano.

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Per quanto riguarda la riduzione del calore disperso abbiamo deciso di

sfruttare la conducibilità termica dei materiali. In fase generativa non abbiamo

specificato che essa debba essere necessariamente bassa per assolvere al

proprio compito ma abbiamo preferito attenerci ad una linea guida più formale

behavior

indicando il che ci ha portato alle soluzioni

mostrate in PSN (vedi figura). Per quanto riguarda la

fornitura di calore invece lo sviluppo della PSN ha

portato alla considerazione di due principali metodi

ovvero conduzione ed irraggiamento.

Iniziamo adesso con le main-function più articolate

della nostra fase compositiva partendo da quella

che poi contraddistingue il prodotto ovvero

l’estrazione degli aromi:

1. Estrazione degli aromi

Prima di cominciare con l’analisi delle metodologie utilizzabili per

l’estrazione degli aromi dalle piante aromatiche, vista la particolarità del

contesto, molto più legata all’ambito chimico che ingegneristico, è

doveroso fare una breve descrizione delle terminologie al fine di rendere

più chiara la spiegazione della metodologia di seguito riportata.

Fino ad ora abbiamo sempre parlato di preparato ma al fine di poter fare

determinate distinzioni nella stesura della PSN è stato necessario

considerare il preparato come una composizione di pareti cellulari

essiccate e aromi dove per aromi si intendono tutti quei composti

intermolecolari (polifenoli, aminoacidi, enzimi, pigmenti, carboidrati,

alcaloidi, minerali e sostanze volatili) che rendono il tè la bevanda che

conosciamo.

Non avendo sufficienti competenze nell’ambito delle dinamiche di

estrazione degli aromi ci siamo informati leggendo numerosi articoli

riguardanti questa tematica e alla luce di questo siamo riusciti a

formulare 4 principali metodologie di estrazione:

Cambiamento di fase dell’aroma: Sulla base delle conoscenze

o acquisite abbiamo potuto constatare che l’aroma per come

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descritto non possiede una vera e propria fase ma, trattandosi di

un composto intermolecolare necessità di un mezzo nel quale

coesistere, sia esso solido liquido o aeriforme; in tal senso

possiamo quindi ritenere questo ramo della PSN morto in partenza;

Moto relativo tra preparato e fluido ad alta temperatura: Un’altra

o tecnica che abbiamo appreso e che risulta essere quella più

largamente diffusa è quella che prevede un moto relativo tra il

preparato ed il fluido ad alta temperatura.

Per quello che siamo riusciti ad estrapolare dai documenti a noi

disponibili il meccanismo di estrazione mediante moto relativo si

basa sulla permeabilità delle pareti cellulari che consentono al

fluido di attraversarle e sulla base del fenomeno di diffusione

ottenere una soluzione di fluido ad alta temperatura e aromi.

Dalla generazione del moto relativo si diramano 2 meccanismi

necessari all’attuazione del task che prevedono il riscaldamento del

fluido al fine di massimizzare l’estrazione degli aromi, ed il fulcro

della function ovvero la generazione del moto relativo.

Nella generazione del moto relativo abbiamo individuato due

principali meccanismi che riguardano la possibilità o di muovere il

fluido attraverso il preparato oppure muovere il preparato.

Per un’analisi più accurata della nostra esplorazione del design

space si rimanda alla PSN.

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Cambiamento di fase delle pareti cellulari: Nel nostro tentativo di

o esplorazione approfondita del design space ci siamo addentrati

anche in questo ardito tentativo.

In generale, ci siamo imbattuti in più metodi che consentissero il

cambiamento di fase delle pareti cellulari liberando perlomeno

alcuni degli aromi presenti all’interno dei preparati.

Nonostante l’ossidazione non consista in un vero e proprio

cambiamento di fase, l’incenerimento del preparato porta

all’estrazione di aromi che sono quindi contenuti all’interno

dell’esalazione derivante dal processo.

Altra soluzione è quella dell’evaporazione che si differenzia

dall’ossidazione per essere un cambiamento di stato fisico e non

più chimico.

In particolare, nel nostro caso, l’evaporazione non risulta essere

una strada perseguibile in quanto, perlomeno a chi scrive, non

risulta possibile l’evaporazione di un composto organico.

Per quanto riguarda invece la liquefazione delle pareti cellulari,

questo peculiare meccanismo si basa sull’impiego di un solvente.

Per solvente però non si intende una sostanza in grado di estrarre

unicamente gli aromi, ma un agente chimico in grado di

decomporre la struttura molecolare dei preparati ottenendo una

vera e propria liquefazione. Esplorando affondo questa soluzione ci

siamo informati sull’eventuale esistenza di solventi di questo tipo e

in merito siamo arrivati alla conclusione che un meccanismo di

liquefazione delle pareti cellulari è possibile, ma non siamo in grado

di conoscere e studiare eventuali soluzioni in cui il solvente stesso

sia capace di liquefare le pareti cellulari e rendere allo stesso

tempo la bevanda commestibile per il beneficiario. Nonostante

questo dubbio, ci siamo comunque addentrati nell’ esplorazione del

design space consci del fatto che un sistema del genere sarebbe

potuto essere interessante anche in ottica dello sviluppo di un

nuovo sistema di estrazione industriale visto che a quanto pare i

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limiti dei processi classici sono principalmente legati ai bassi

rendimenti di estrazione.

Nella trattazione di questo metodo si è ritenuto giusto trattare

anche soluzioni più classiche come la fusione termica che però non

godono di una buona applicabilità in questo, infatti per un

composto organico è impossibile stabilire una temperatura di

fusione così come lo si fa per un metallo o un polimero;

Rottura delle pareti cellulari: La nostra esplorazione del design

o space si