Course syllabus

Välkommen till KBT201 Produkter och processer i ett hållbart samhälle (PPHS)!

Kursen ges av institutionen för Kemi och kemiteknik (K) i lp3 VT21 och motsvarar 7,5 hp

Kursen introducerar Er till ett stort och spännande område inom kemitekniken nämligen design av processer och produkter. Här ges möjligheten att använda de ämneskunskaper Ni inhämtat i tidigare kurser inom termodynamik, energiteknik, kemisk apparatteknik och kemisk reaktionsteknik. PPHS-kursen kan därmed ses som en syntes av tidigare kurser i K-utbildningen men med betoning på vad en hållbar utveckling ställer för krav på kemiska produkter och processer. Detta betyder att vi dels måste ta hänsyn till de traditionella tekniska och ekonomiska kraven på en process eller produkt och dels ta hänsyn till miljö-, säkerhet- och samhälleliga krav när vi skapar denna process eller produkt. Som bekräftelse på att det krävs kunskaper från många områden består kursens lärarlag av personer från flera olika forskargrupperingar.

För att kunna lösa designproblem kommer Ni att introduceras till ett antal verktyg som en kemitekniker behöver. Exempel på dessa verktyg är flowsheeting och livscykelanalys. Kortfattat kan man säga att denna kurs lär Er grunderna i utvecklingskedjan funktion-produkt-process utifrån ett hållbarhetsperspektiv som tar hänsyn till tekniska, ekonomiska, miljömässiga och samhälleliga krav.

 

Kontaktuppgifter

Per-Anders Carlsson (per-anders.carlsson@chalmers.se): examinator och föreläsare (F1-4 samt F14)

Simon Harvey (simon.harvey@chalmers.se): föreläsare (F5, F7, F9-10 samt F12-13)

Gregory Peters (petersg@chalmers.se): föreläsare (F6 och F8)

Merina Hasani (merima.hasani@chalmers.se): föreläsare (F11)

Shirin Naserifar (shirin.naserifar@chalmers.se): övningsledare för inlämningsuppgift (I3)

Kenneth Arandia (kenneth.arandia@chalmers.se): övningsledare för inlämningsuppgifter (I1 och I2)

Beatrice Swensson (beatrice.swensson@chalmers.se): övningsledare för seminarium (S) och inlämningsuppgift (I3)

Axel Martinsson (axel.martinsson@chalmers.se): övningsledare för seminarium (S) och inlämningsuppgifter (I1 och I2)

Carla Coelho (carla.coelho@chalmers.se): övningsledare för övning (Ö)

 

Kursens syfte

Kursen avser att ge redskap för hantering av kedjan funktion - produkt - process i ett hållbarhetsperspektiv och har ett focus på utformning av processtekniska lösningar, guidad av ekonomiska, social och miljömässiga hänsyn. En utgångspunkt för kursen är kemiska ämnen i produkter och deras respektive produktionskedjor, och ämnenas spridning och effekter i den omgivande miljön under produktens livscykel.

Grundläggande principer för "Green Chemistry" och "Green Engineering", grunderna för processmodellering och processoptimering samt livscykelanalys och miljöriskanalys utgör viktiga kursinslag. En viktig del kommer att vara att ta fram relevanta processdata för livscykelutvärdering, vilket kopplar samman kursdelarna.

 

Schema

Schema (pdf-format) samt med zoom-länkar finns under Kursinformation på kursens startsida.

 

Kurslitteratur

• Product & Process Design Principles: Synthesis, Analysis & Evaluation, W. D. Seider, J.D. Seader, D. R. Lewin & S. Widagdo, 3rd/4th International Student Edition, Wiley, 2009/2017.
• Environmental Sustainability for Engineers and Applied Scientists, G Peters & M Svanström, Cambridge University Press, 2019.
• Kompletterade material

Böckerna finns beställda till Cremona. Kompletterande material distribueras via Canvas.

 

Kursens upplägg

Kursen består av en föreläsningsserie (F1-14) samt fyra obligatoriska moment:

• ett seminarium (S)
• en övning (Ö)
• tre inlämningsuppgifter (I1-I3)
• en skriftlig tentamen

Kursen ges som en distanskurs via Zoom. Obligatoriska inlämningar görs via Canvas. Kommunikation med lärare kan ske via Canvas eller e-post.

Utöver Excel och Matlab kommer processimuleringsverktyget Aspen HYSYS användas för inlämningsuppgifterna. Aspen HYSYS finns installerad på K's studentdatorer och kan nås via distansinloggning. Hur detta kommer organiseras kommer inom kort. 

 

Förändringar sedan förra kurstillfället

Kursen har ny examinator och har anpassats för distansundervisning.

Lärandemål

Efter avslutad kurs så skall studenten kunna:

1. Förstå principerna bakom Green Chemistry och Green Engineering och kunna tillämpa dessa i utformningen av en process. De ska kunna använda dessa principer som bas för att göra utvärderingar av produktval, syntesväg och processdesign.
2. Kritiskt granska och utvärdera processer med avseende på såväl produktens funktionalitet som processens och produktens hållbarhetsaspekter och miljöpåverkan.
3. Använda beräkningsmetoder för processverkningsgrad (material, energi) samt ekonomisk analys för att utvärdera en process. I detta ingår att studenterna ska kunna använda sig av processberäkningsprogram för estimering av processdata.
4. Redogöra för olika bioraffinaderikoncept och hur dessa skiljer sig med avseende på råmaterial, process och produkt, samt kunna diskutera hur dessa skillnader påverkar olika hållbarhetsaspekter.
5. Utföra en enkel livscykelanalys (LCA) inkluderande allokering.
6. Välja lämpliga energiomvandlingskedjor vid beräkningar av energiflöden i LCA-studier.
7. Redogöra övergripande för de huvudsakliga ekonomiska styrmedel som påverkar industrins val av energislag och processteg.

 

Examination

Länk till kursplanen i Studieportalen Studieplan