KURS-PM

 KURS:        Separations- och apparatteknik            (6 hp)            KAA095

LÄSÅR:       2019/2020     Läsperiod 1 

FÖR:            Civilingenjörsprogram kemiteknik, 300 hp

                      Civilingenjörsprogram kemiteknik med fysik, 300 hp

EXAMINATOR och KURSANSVARIG:                Krister Ström                                                                                                           

FÖRKUNSKAPSKRAV

Separations- och apparatteknik, SAT, är ett tillämpat kemiteknikämne som traditionellt är placerat i de högre årskurserna på kemiteknikutbildningar. Mellan separationstekniken och grundläggande kemiämnen och tillämpade kemiteknikämnen finns tydliga röda trådar. Centrala begrepp och kunskaper från fysikalisk kemi och teknisk termodynamik tillsammans med transportprocesser utgör hörnstenar som SAT-kursen bygger vidare på. Från organisk kemi hämtas exempel på separationsmetoder vilkas industriella utformning studeras inom ramen för denna kurs.

SYFTE

Studier i Separations- och apparatteknik, SAT, syftar till att ge förtrogenhet med de viktigaste kemitekniska operationerna i processindustrin. Moment som tas upp är apparaters funktion, dimensionering, konstruktion och ekonomiska drift. En korrekt utformning av separations-utrustning spelar en avgörande roll för en miljö- och energitekniskt korrekt utformning av alla typer av industriella processer.

INNEHÅLL

I denna kurs tillämpas de principer och metoder som studerats i kursen ”Grundläggande kemiteknik”. Separationsmetoder kan indelas i homogena och heterogena operationer. Exempel på homogena metoder är destillation, absorption och extraktion och exempel på heterogena metoder är olika avvattningsoperationer. Destillation och absorption är vanliga i raffinaderier och processindustrin medan avvattningsoperationer är mycket vanliga i exempelvis cellulosaindustrin, biotekniska processer och vatten- och avloppsrening. Operationerna kan vara stegvisa eller kontinuerliga, båda typerna tas upp i kursen.
Det finns två huvudtyper av avvattningsoperationer - termiska och mekaniska. Exempel på termiska avvattningsoperationer som tas upp är indunstning och torkning, två operationer som tillsammans med destillation är de mest energikrävande operationerna i svensk processindustri. Exempel på mekaniska avvattningsoperationer som tas upp är filtrering och sedimentation. I kursen behandlas också operationen fluidisation.

ALLMÄN BESKRIVNING OCH ORGANISATION

Undervisningen i Separations- och apparatteknik, SAT, består av föreläsningar för att belysa olika tema som kursen behandlar som sedan fördjupas ytterligare inom ramen för övningar och laborationer. Övningarna är av två slag;

1. Demonstrationsövningar avser att i helklass visa på olika beräkningsmetoder och illustrera beräkningsförfarande.
2. Räknestuga avser ge möjlighet att självständigt arbeta med olika problem samt viss handledarledd verksamhet. Övningsledarna kommer att gå igenom ett introducerande övningsexempel, hämtade från tidigare givna tentamina, vid de schemalagda tillfällena.
3. Ej fullgjorda obligatoriska laborationer kan endast fullgöras nästa läsår.

LÄRANDEMÅL

• Beskriva enhetsoperationer med mekanisk inverkan och med värme- och/eller materieöverföring mellan faser.
• Redogöra för apparatur och dess funktion samt uppbyggnad för enhetsoperationerna indunstning, torkning, filtrering, lakning, vätska-vätskaextraktion samt sedimentering.
• Förklara bakomliggande fenomen som ligger till grund för separationsmetoderna.
• Formulera och använda fasjämviktsamband för system av vätska-vätska, fast fas-vätska samt ånga(gas)/vätska.
• Kunna tillämpa metoder för att dimensionera och beräkna kapacitet för separationsutrustningar.
• Identifiera och värdera lämpligt förbehandlingssteg samt lämplig separationsmetod utifrån aspekter som blandningens egenskaper respektive separationskrav.
• Konstruera en lämplig sekvens av separationsmetoder för att uppnå önskvärda separationskrav.

LITTERATUR

Kursmaterialet baseras på kursboken Separation Process Principles av J. D. Seader och Ernest J. Henley. Kurslitteraturen finns att köpa på STORE. Kompletterande kursmaterial för varje tema finns att hämta på kurshemsidan som finns publicerade på Canvas.

EXAMINATION

Examinationen omfattar en skriftlig tentamen och tre laborationer. För godkänd kurs krävs godkända prestationer på dessa moment. Tentamen består av två delar. Del A är en teoridel, omfattande 20 p av tentamens 50 p, samt en del B, omfattande 30 p, är en problemdel med vanligtvis fyra räkneuppgifter. Räknedelen består av uppgifter för beräkning av dimensioner och/eller kapacitet för de studerade separationsutrustningarna. Tentamens teoriavsnitt består av uppgifter som behandlar beskrivningar av separationsutrustningars uppbyggnad och inre funktion samt dess för- och nackdelar och hur beräkningar genomförs. För godkänd tentamen fordras 40% av tentamens totalpoäng. Slutbetyg skala 3-5 ges baserat på tentamen. Betyg 3 ges i intervallet 20-29p, 4 i intervallet 30-39p samt betyg 5 i intervallet 40-50p. Samtliga diagram och bilagor skall bifogas lösningen av tentamensuppgiften. Diagram och bilagor kan ej kompletteras med vid senare tillfälle. Det är Ditt ansvar att Du besitter nödvändiga kunskaper och färdigheter. Det material som Du lämnar in för rättning skall vara väl läsligt och förståeligt. Material som inte uppfyller detta kommer att utelämnas vid bedömningen. Tentamen är på fem timmar.

På tentamen är följande hjälpmedel godkända; "Tabeller och Diagram" av Gunnar Hellsten samt ”Data och Diagram” av Sven-Erik Mörtstedt och Gunnar Hellsten, "Physics Handbook" av Carl Nordling/Jonny Österman, "BETA " av Lennart Råde/Bertil Westergren samt valfri Kalkylator/Räknare med tömt minne. Egna anteckningar och kursmaterial är ej godkänt hjälpmedel. Tentamenstillfällen finns annonserade på Studieportalen.

 

Gällande visning av tentamen följer det de riktlinjer som finns angivna i dokumentet ”Föreskrifter och riktlinjer för examination på grund- och avancerad nivå”. Dessa kan sammanfattningsvis formuleras enligt följande. Studenten erbjuds visningstillfälle angivet på tentamentesens frontsida. Detta tillfälle sammanfaller normalt inte med schemalagd undervisning. Student får endast då särskilda skäl finns, diskutera rättelse av betyg med examinator vid annat tillfälle än visningstillfället. Begäran om rättelse görs skriftligen och ska ha inkommit senast två veckor efter visningstillfället. Tentamina sparas vid institutionen minst två år efter det att betyg på tentamen är satt. Alternativt får tentamen lämnas tillbaka till den studerande efter rättning och de båda granskningstillfällena. Om originaltentamen hämtats ut upphör all möjlighet till rättelse av betyg.

 LABORATION

I kursen ingår följande, 3 st, obligatoriska laborationer:

 

L1. Indunstning (4h)

L2. Filtrering (2h)             

L3. Fluidisation (2h)

                     

Det är av flera skäl viktigt att laborationerna kommer i gång på avsedd tidpunkt! Vi kräver därför att Du som laborant respekterar starttider enligt schema för laborationerna. För sen ankomst innebär att Du kommer att avstängas från det aktuella laborationstillfället. Den student som ej fullgjort laborationskursen får komplettera den nästkommande läsår.

Eftersom det är i det närmaste omöjligt att ha fler än sju studenter i varje laborationsgrupp måste byte av laborationstillfälle ske efter enskild överenskommelse mellan två studenter. Bytet ska också meddelas laborationshandledaren.

LABORATIONSGRUPPER

Laborationerna genomförs i grupper om sex teknologer. Anmälan till laborationsgrupper görs via kurshemsidan för Separations- och apparatteknik. Grupperna K1 till K6 är för K-teknologer och Kf1 till Kf4 för teknologer på Kf-programmet. Kontakta Krister Ström mail ledes om laborationsgrupperna skulle fyllas och lediga platser inte finns.

PERSONAL

Föreläsningar:	Krister Ström Gunnar Eriksson	KS GE	Tel: 772 5708 Tel: 772 5704
Övningar:	Sandra Hultmark	SH
Laborationer:	Oliver Olsson Viktor Eriksson	OO VE

Tema Föreläsn. Lärare Demo. Lärare. Lab Lärare Indunstning F1, F2 KS D1 SH L1 OO Luft-vatten F3 GE D2 SH   Torkning F4 GE D3 SH   Filtrering F5 GE D4 SH L2 VE Lakning F6 KS D5 SH   Vätska- vätskaextraktion F7 KS D6 SH   Fluidisation         L3 VE Sedimentation F8 KS D7 SH

I tabellen nedan visas vilka teman och moment

 

KURSVÄRDERING

Mittmöte för kursen är den 26 september kl. 12.30–13.00. Lokal är seminarierummet på KAT/KRT, plan 2 i Forskarhus 2. Detta kommer sedan att följas av kursnämnd i läsperiod två.

LITTERATURHÄNVISNINGAR

 

Tema	Kurslitteratur
Indunstning	SH1):avsnitt 17.10 sid 681-689 HSR2): avsnitt 17.10 sid 766-773 SHR3): avsnitt 17.10 sid 704-711
Luft-Vatten	SH: sid. 711-718 HSR: sid 807-814 SHR: sid 741-748
Torkning	SH: sid. 695-709, 719-721, 734-735 HSR: sid 830-831, 790-803, 814-817, 830-831 SHR: 726-738, 748-751, 763-764
Filtrering	Kompendium Filtrering. HSR: sid. 858-859 SHR: sid. 787-789
Lakning	SH: sid 623-632. HSR: sid. 708-717 SHR: sid. 650-658
Vätska-vätskaextraktion	SH: sid 295-309, 309-314 Kursivt, sid 315-322 HSR: sid. 323-337, 337-344, Kursivt sid 344-351 SHR: sid. 299-312, Kursivt sid 312-322
Sedimentation	Kompendium Sedimentation.
1)      SH Seader/Henly Second edition 2)      HSR Henley/Seader International student Version 3)      SHR Seader/Henley/Roper Third Edition

 

 

 

 

SCHEMA – Kurskalender

SCHEMA – Kurskalender

 

Vecka	Datum	Tid	Moment	Lokal
36	4/9	08-10	Introduktion. Föreläsning F1: Indunstning.	KB
	5/9	13-15	Föreläsning F2: Indunstning.	GD
	5/9	15-17	Demonstrationsövning D1: Indunstning.	GD
	6/9	10-12	Räknestuga: Indunstning. Grp. K.	FL61
37	10/9	08-10	Föreläsning F3: Systemet luft/vatten	KA
	10/9	10-12	Räknestuga: Indunstning. Grp. Kf.	SB-L200
	11/9	08-10	Demonstrationsövning D2: Systemet luft/vatten.	KB
	13/9	10-12	Räknestuga: Systemet luft/vatten. Grp. K.	SB-L200
38	17/9	08-10	Föreläsning F4: Torkning.	KE
	17/9	10-12	Räknestuga: Systemet luft/vatten. Grp. Kf.	SB-L200
	18/9	08-10	Demonstrationsövning D3: Torkning.	KB
	18/9	13-17	Laboration L1: Grp. K5, K6.	Apphall
	19/9	13-17	Laboration L1: Grp. Kf3, Kf4.	Apphall
	20/9	08-10	Räknestuga: Torkning. Grp. Kf.	SB-L200
	20/9	10-12	Räknestuga: Torkning. Grp. K.	SB-L200
39	24/9	08-10	Föreläsning F5: Filtrering.	KA
	25/9	08-10	Demonstrationsövning D4: Filtrering.	KB
	25/9	13-17	Laboration L2 & L3: Grp. Kf1, Kf2.	Apphall
	26/9	08-12	Laboration L2 & L3: Grp. K1, K2.	Apphall
	26/9	13-15	Räknestuga: Filtrering. Grp. Kf.	SB-L200
	27/9	08-12	Laboration L2 & L3: Grp. K3, K4.	Apphall

 

 

 

 

 

Vecka	Datum	Tid	Moment	Lokal
40	1/10	08-10	Föreläsning F6: Lakning.	KA
	1/10	10-12	Demonstrationsövning D5: Lakning.	SB-L200
	2/10	08-10	Räknestuga: Filtrering. Grp. K.	KB
	2/10	13-17	Laboration L2 & L3: Grp. Kf3, Kf4.	Apphall
	3/10	10-12	Räknestuga: Lakning. Grp K.	EL42
	4/10	08-12	Laboration L2 & L3: Grp.   K5, K6.	Apphall
41	8/10	08-10	Föreläsning F7: Vätska-vätskaextraktion.	KA
	8/10	10-12	Räknestuga: Lakning. Grp. Kf.	SB-L200
	8/10	13-17	Laboration L1: Grp. K7, K8.	Apphall
	9/10	08-10	Demonstrationsövning D6: Vätska-vätskaextraktion.	KB
	9/10	13-17	Laboration L1: Grp. Kf1,Kf2.	Apphall
	10/10	08-12	Laboration L2 & L3: Grp.   K7, K8.	Apphall
	10/10	10-12	Räknestuga: Vätska-vätskaextraktion. Grp. K.	KS11
42	14/10	08-12	Laboration L2 & L3: Grp. Kf5, Kf6.	Apphall
	15/10	08-10	Föreläsning F8: Sedimentering	KB
	15/10	10-12	Räknestuga: Vätska-vätskaextraktion. Grp. Kf.	SB-L200
	16/10	08-10	Demonstrationsövning D7: Sedimentering.	KE
	18/10	10-12	Räknestuga: Sedimentering. Grp. K & Kf.	SB-L200
42	21/10	10-12	Konsultation.	KB
	22/10	08-10	Laboration L1: Grp. K1, K2.	Apphall
	23/10	13-17	Laboration L1: Grp. K3, K4.	Apphall