Prosessiteollisuuden ilmiöt ja taseajattelu (5 op)

Tavoitteet

Opiskelija pystyy hallitsemaan laskennallisesti prosessiteollisuuden aine- ja energiavirtoja. Tätä kautta hän pystyy tunnistamaan mahdollisten haitallisten sivuvirtojen syntymisen ja minimoimaan niiden riskit sekä pystyy löytämään energiatehokkuuden kannalta epäedulliset kohdat tuotannossa. Hän myös tutustuu käytännön laboratoriotöiden avulla kestävän tuotannon keskeisiin tasapaino- ja reaktionopeusilmiöihin ja saa käsityksen, miten niitä hallitsemalla voi vaikuttaa vastuullisesti tuotannon ekologisuuteen.

Sisältö

• Taseajattelun perusteet ja filosofia ja niiden soveltaminen kestävään tuotantoon
• Taseajattelun soveltaminen prosessitekniikkaan stationääritilanteissa:
- stationääritilan käsite
- kokonais- ja osamassataseet
- kierrätys keinona tehostaa raaka-aineiden käyttö
- ainemäärätaseet
- taseet, kun tapahtuu reaktioita
- energiataseet ja niiden hyödyntäminen energiatehokkuuden kannalta
- yhdistetyt aine- ja energiataseet
• Taselaskennassa tarvittavien yhtälöryhmien ratkaiseminen soveltuvilla ohjelmistoilla
• Kemian prosessitekniikan ilmiöihin liittyviä laboratoriotöitä, esim. seuraavat:
- reaktionopeuteen ja tuotannon tehokkuuteen vaikuttaminen
- reaktionopeusvakio ja aktivaatioenergia
- adsorption mallintaminen esim. puhdistustekniikoissa
- faasitasapainojen hallinta, esim. neste-höyrytasapaino
- nesteiden keskeiset ominaisuudet ja niiden merkitys kestävässä tuotannossa

Arviointiasteikko

0-5

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Opiskelija osaa muodostaa ja ratkaista prosessien aine- ja energiataseita lähinnä kaavaan sijoittamiseen perustuvia laskuja. Opiskelija osaa yhtälöparien ja matriisien peruslaskutoimitukset.
Opiskelija on tehnyt ja raportoinut laboratoriotyöt hyväksytysti.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Opiskelija osaa määritellä tai kuvata käsitteet ja ilmiöt omin sanoin; hän osaa selittää, mihin ilmiöön liittyvät kaavat perustuvat tai mitä ne tarkoittavat ilmiön kannalta; hän osaa ottaa kantaa saamiensa tulosten mielekkyyteen.
Opiskelija on tehnyt ja raportoinut laboratoriotyöt hyväksytysti annetun aikataulun mukaisesti.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija osaa muodostaa ja ratkaista prosessien aine- ja energiataseita sekä osaa soveltaa matriisilaskentaa ja ATK-ohjelmia niiden ratkaisemisessa. Lisäksi hän osaa analysoida, arvioida ja muokata ratkaisuja ja mallia tarvittaessa.
Opiskelija on tehnyt ja raportoinut laboratoriotyöt kiitettävästi annetun aikataulun mukaisesti.

Arviointikriteeri, hyväksytty/hylätty

Opiskelija osaa muodostaa ja ratkaista prosessien aine- ja energiataseita lähinnä kaavaan sijoittamiseen perustuvia laskuja. Opiskelija osaa yhtälöparien ja matriisien peruslaskutoimitukset.
Opiskelija on tehnyt ja raportoinut laboratoriotyöt hyväksytysti.

Esitietovaatimukset

Tasapainot ja kinetiikka