PRO-2501 Kjemi for prosess og prosessrelatert miljøkunnskap - 10 stp

Delemne 1 (Kjemi for prosess):

Emnet vil i store trekk bestå av grunnleggende pensum som omhandler de deler av generell kjemi som ikke behandles i IGR1603 (Fysikk/Kjemi), og som kan tenkes å være relevant for forståelsen og anvendelsen av kjemifaget innen prosessindustrien (olje & gass-, metall/mineral- og solcelleindustrien). Slike emner er:

• Bindingsteori og grunnleggende strukturforståelse
• Kovalent binding og Lewis modellen/geometri med VSEPR-modellen
• Atomradii og enkle potensialkurver
• Dipolmoment 
• Energiforhold og termokjemi (1. loven)
• Kjemisk termodynamikk med fokus på entropibegrepet (2. loven)
• Organisk kjemi 
• Intermolekylære krefter 
• Teori for væsker og løsningers egenskaper, samt faseendringer og data knyttet til dette 
• Spesialpensum som omhandler oktantallet for fossilt drivstoff, oljeindustri og industrielt relevante kjemikalier 
• Enkle beregninger og vurderinger gjennom det tilhørende øvingsopplegget

Delemne 2 (Prosessrelatert miljøkunnskap)

Delemnet vil i all hovedsak inneholde følgende elementer:

• Sammenheng mellom prosessindustriens aktiviteter og miljøkonsekvenser
• Aktuelle EU-direktiver, norske forskrifter og norsk lovverk
• Typiske forurensinger fra industrielle prosesser i Norge
• Analysemetoder brukt i sammenheng med avfall, forurensning og utslipp
• Håndtering av miljøgifter og avfall, akutt forurensing
• Renseteknologi i bruk i norske renseanlegg: kommunale, industrielle
• Ekskursjon til lokal virksomhet

Etter bestått emne skal studentene ha følgende læringsresultat:

Delemne 1 Kjemi for prosess:

Kunnskaper og forståelse:

Kandidaten:

• Skal tilegne seg kunnskaper innen generell kjemi med tema som spesielt retter seg mot prosessindustrien.
• Kandidatene skal ha basiskunnskap i sentrale temaer som bindingsteori og grunnleggende strukturforståelse. Dipolmoment og polaritet relatert til struktur av molekyler. Energiforhold og kjemisk rettet termodynamikk. Organisk kjemi. Intermolekylære krefter. Teori for væsker og løsningers egenskaper, samt faseendringer og behandling av data knyttet til dette.

Ferdigheter:

Kandidaten:

• Skal tilegne seg grunnleggende forståelse av strukturkjemi og dens relevans for organisk kjemi, samt skissere molekylstrukturer og korrekt vurdere på geometrisk basis kjemiske egenskaper som for eksempel polaritet, isomeriforhold og kiralitet 
• Skal tilegne seg en forståelse av termokjemi og grunnleggende behandling av termodynamiske tilstandsfunksjoner for å forstå reaksjonsenergi og varmeutvikling
• Skal være i stand til å håndtere ulike typer energidata og tabellverk for å anvende energistørrelser, ulike enheter og sentrale termodynamiske funksjoner.

Kompetanse:

Kandidaten:

• Vil være i stand til å kommunisere med andre fagpersoner på fagområdet som har med kjemirelaterte problemstillinger knyttet til prosessfag.
• Vil ha en utvidet forståelse av grunnleggende kjemi, inkludert en innføring i organisk kjemi, og kjemifagets betydning for ingeniørfaglig utvikling og kompetanse.
• Vil kunne utføre beregninger som er knyttet til både gasser, væsker og faste (kondenserte) stoffer og korrekt behandle data knyttet til kjemiske og termodynamiske forhold.

Delemne 2 Prosessrelatert miljøkunnskap:

Kunnskap og forståelse:

Kandidaten skal få innsikt i miljømessige, helsemessige, samfunnsmessige og økonomiske konsekvenser av produkter og løsninger innenfor norsk prosessindustri og kan sette disse i et etisk perspektiv og et livsløpsperspektiv. Spesielt forståelse om miljørelaterte problemstillinger knyttet til nordnorsk prosessindustri vil være et tema.

Kandidaten skal forstå ingeniørens rolle i samfunnet samt konsekvenser av utvikling og bruk av prosessindustriens teknologi. Viktigheten av prosessforståelse og prosessingeniørens ansvar for prosessens innflytelse på sluttproduktets kvalitet er en forutsetning for også å forstå prosessenes miljøpåvirkning.

Det vektlegges også bruk av reelle eksempler og ekskursjon til lokal virksomhet der det jobbes med prosessrelaterte miljøaktiviteter. Dette kan dreie seg om f.eks. aktiviteter innenfor utslippskontroll eller reduksjon, eller energieffektivisering.

• Kandidaten skal ha kunnskap om miljøpåvirkning av typiske industriprosesser og norske myndigheters miljøkrav for industrielt avfall og utslipp.
• Kandidaten skal ha kunnskap om prosedyrer for analyse av vanlig forurensing, og risikovurdering av miljøpåvirkning.
• Kandidaten skal ha grunnleggende kunnskap om alternativer for avhending og behandlingsmetoder ved akuttrespons og behandling av ulike typer avfall.
• Kandidaten skal forstå sammenhengen mellom råvarer og produkt i en prosess og hvordan denne kan brukes til å utrede potensielle miljøkonsekvenser.

Ferdigheter:

• Kandidaten skal få ingeniørfaglig digital kompetanse, kunne arbeide i relevante laboratorier og beherske metoder og verktøy som grunnlag for målrettet og innovativt arbeid innenfor prosessrelatert miljøarbeid.
• Kandidaten skal kunne jobbe tverrfaglig med prosessrelaterte miljøproblemer og løse yrkesrelevante oppgaver om drift og vedlikehold der miljøkonsekvenser er sentralt.
• Kandidaten skal kunne oppdatere sin kunnskap innenfor prosessrelatert miljøkunnskap, både gjennom informasjonsinnhenting og kontakt med myndigheter, fagmiljøer og praksis.
• Kandidaten skal kunne bestemme utslippsgrenser og evaluere graden av forurensing utfra lover og regler
• Kandidaten skal kunne spesifisere passende analysemetode for primærforurensingen
• Kandidaten skal kunne planlegge for aktivt å forebygge miljøpåvirkning av industriprosessene
• Kandidaten skal kunne evaluere alternativ håndtering og behandlingsmetoder for akutt forurensing og avløpsstrømmer fra industriprosesser

Generell kompetanse:

De industrielle områdene det vil fokuseres på er gruvedrift, smelteverk, annen mineralprosessering, kraftkrevende industri og petroleumsutvinning. I tillegg tas lokale forhold rundt utslipp og miljø opp som en generell del.

• Kandidaten skal opparbeide kompetanse om konsekvenser av utslipp til luft, vann og jord sett i et regionalt og globalt perspektiv.
• Kandidaten skal kunne evaluere en industriprosess miljøpåvirkning
• Kandidaten skal ha grunnleggende innsikt i hvordan håndtere en avløpsstrøm og minimere dens konsekvenser.
• Kandidaten skal ha innsikt og grunnleggende kunnskap om miljøteknologier som brukes for rensing av avløp og utslipp.

Delemne 1:

Forelesninger: Tavleundervisning av typen dokumentkamera/Mediasite. PC-presentasjoner hvor nødvendig/mulig. Video-leksjoner i opptaksform.

Øvinger: Øvingsoppgaver (8 sett). Enkle beregninger og kjemiske vurderinger (frivillig).

Delemne 2:

Forelesninger i klasserom/auditorium. Forberedt undervisningsmateriale vil bli plassert på Canvas. I tillegg vil det bli gitt flere innleveringsoppgaver om teorianvendelse og beregninger for å bedre teoriforståelsen. En ekskursjon søkes gjennomført for prosjektbasert gjennomgang av en konkret oppgave. En skriftlig teknisk rapport skal utarbeides i sammenheng med oppgaven. Denne rapporten karaktersettes.

Ved avslutningen av undervisningen av faget vil studentene få en prosjektoppgave. Denne bearbeides gruppevis under veiledning, og gruppa skal levere en prosjektrapport som karaktersettes.  

Arbeidskrav

Delemne 1 (Kjemi)

Sett med Quizspørsmål på Canvas vil bli gitt som obligatorisk arbeid for hvert deltema/modul (typisk 2 av 4 sett vil være obligatoriske). Disse må alle være bestått med minimum 50% score for å oppnå eksamensrett.

Delemne 2 (Miljø)

To (2) innleveringsøvinger som begge må være godkjent for å få eksamensrett. 

Eksamen og vurdering

Delemne 1

Skriftlig individuell deleksamen under tilsyn (3 timer). Teller 100 %.

Karakter: Bokstavkarakter A-F  

Delemne 2

Mappevurdering med følgende karaktergivende momenter med vekting:

Prosjektrapport (75 %)

Teknisk rapport fra ekskursjon (25 %)

Om ekskursjonen blir kansellert justeres vektfaktorene slik: 

Prosjektrapport (100 %)

Karakter: Bokstavkarakter A - F

 Hver deleksamen teller 50% på samlet karakter.

Det gis kontinuasjonsadgang for studenter som ikke har bestått siste ordinære arrangerte eksamen i dette emnet. Ved manglende vurdering i én av delene er det tilstrekkelig med kontinuasjon i den av delene som mangler. Tidspunkt for kontinuasjon publiseres særskilt.

Eksamensdato er foreløpig og vil kunne bli endret. Endelig eksamensdato kunngjøres ved oppslag på det enkelte fakultet primo mai for vårsemesteret og primo november for høstsemesteret.