Course syllabus

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

Rådande osäkerheter i den pandemiska situationen vi befinner oss i försvårar avsevärt planeringen av kursen. Förra gången (VT 2021) gavs nästan alla kursmoment på distans. Inför 2022 finns en strävan att ge kursen på campus. Du som är frisk och kan uppmuntras att närvara på plats, men detta kan fort ändras om rekommendationer ändras. Vidare kan lärare såväl som studenter insjukna och/eller tvingas till karantän. Att stanna hemma vid minsta symptom är som bekant fortsatt en av de viktigaste åtgärderna mot smittspridning.

För att ta höjd för dessa osäkerheter gör vi följande:

1) Föreläsningar planeras att ges på campus. Föreläsningssalarna är anpassade för ca 200 personer och vi är tillsammans ca 50 personer . Så om vi alla ser till att går in/ut på ett sansat sätt med rimligt avstånd och sprider ut oss i salarna kommer rekommenderat avstånd kunna upprätthållas.

2) Varje föreläsning kommer strömmas via en zoom-länk som läggs upp på Canvas inför varje föreläsningstillfälle för de som ej kan närvara på campus.

3) Om föreläsare inte kan komma till campus meddelas detta via Canvas i så god tid som möjligt och föreläsningen ges om möjligt på distans via zoom. Två reservtillfällen finns schemalagda.

4) Inför de två obligatoriska momenten Seminarie och Övning kommer små studentgrupper skapas och schemaläggas för att undvika trängsel. Handsprit och munskydd kommer finnas tillgängligt i salen.

5) För datorövningar kommer vid behov hälften av studentgrupperna arbeta på distans och hälften på campus. Detta gjordes förra gången och fungerade väl enligt lärare och studenter, men såklart med en liten extra ansträngning från oss alla. Handsprit och munskydd kommer finnas tillgängligt i salen.

 

Efter denna röda introduktion kommer vi till kursen som ges av institutionen för Kemi och kemiteknik (K) i lp3 VT22 och motsvarar 7,5 hp. Den 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 institutioner och 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

Simon Harvey (simon.harvey@chalmers.se): föreläsare

Gregory Peters (petersg@chalmers.se): föreläsare

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

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

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

Alexander Nellessen (alexander.nellessen@chalmers.se): övningsledare för seminarium (S) och inlämningsuppgift (I3)

Guido de Reijer (guidod@chalmers.se): övningsledare för seminarium (S) och inlämningsuppgifter (I1 och I2)

Anna Nyström Claesson (anna.nystrom.claesson@chalmers.se): övningsledare för övning (Ö)

 

Kursens syfte

Kursen avser att ge redskap för hantering av kedjan funktion - produkt - process med ett hållbarhetsperspektiv och fokus på utformning av processtekniska lösningar där ekonomiska och miljömässiga hänsyn tas, och sociala aspekter beaktas. En utgångspunkt för kursen är kemiska ämnen i produkter och produk-tionskedjor, och ämnenas spridning och effekter i den omgivande miljön under produktens livscykel. Kursen avser också klargöra principerna inom ”Green Engineering” samt ge grunderna för processmodellering och processoptimering.

 

Schema

Schema (pdf-format) finns under Kursinformation på kursens startsida.

 

Kurslitteratur

• Product and Process Design Principles: Synthesis, Analysis & Evaluation, W. D. Seider, D. R. Lewin, J.D. Seader, S. Widagdo, R. Gani and K. M. Ng, 4th International Student Edition, Wiley, 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 (F1-13) samt fem obligatoriska moment:

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

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 om behov uppstår och kommer organiseras under kursen i sådana fall. 

 

Förändringar sedan förra kurstillfället

Kursen gavs i de flesta delar på distans 2021. För 2022 planeras kursen att ges på campus men förändringar kan ske med kort varsel.

Föreläsningsserien har fokuserats för att tydliggöra konceptet "Green Engineering" och stärka kopplingen till kurslitteraturen.  Samtidigt har den expanderats i de delar som behandlar bioraffinaderier. Returraffinaderier har inkluderats som ett nytt moment.

En reflektionsuppgift har lagts till för att täcka de nya områdena i föreläsningsserien. 

Lärandemål

Efter avslutad kurs så skall studenten kunna:

1. Förstå principerna bakom "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 bio- och returraffinaderikoncept 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