Kemiantekniikka - Chemical Engineering

Overview of the fundamentals of adsorption and ion exchange. Dynamics of adsorption and ion exchange columns and the use of equilibrium theory in process design. Industrial scale chromatography. Single column and multicolumn chromatography process concepts, design methods, and process performance. Application examples in biorefining.

Learning principles of different types of advanced oxidation processes (AOPs) and electrochemical methods for water treatment. Learning how these methods and technologies can be utilized in different applications, particularly for water purification. Economical, technical, and sustainability aspects of the methods will be considered. Real case examples and seminar work will be effectively implemented in order to give a depth understanding of the methods.

The course considers carbon emissions, global warming, renewable electricity, hydrogen generation and storage, carbon capture, storage and utilization, Power-to-X processes, and life cycle analysis of P2X products.

Synteettisten polymeerien: valmistus (polymerointi, polymerointireaktioiden kinetiikka ja moolimassat), muokkaus (polymeerien rakenne ja ominaisuudet, polymeeriliuokset ja -seokset, kopolymeerit), tuotteiden valmistus (muoviteknologia, kumien teknologia, polymeerien reologia). Biopolymeerit. Huom! Kurssin sisältö on suurelta osin aiemmin ollut kurssilla BJ01A1040 orgaanisen kemian perusteet, kts. lisätiedot!

Kurssilla kerrotaan miten laboratoriossa työskennellään turvallisesti ja mitä vaaratekijöitä tulee huomioida. Lisäksi kerrotaan, mitä kemikaaliketju tarkoittaa ja tutustutaan kemikaalien käyttöturvatiedotteisiin. Erilaiset suojavälineet ja niiden valintaperusteet esitellään. Tutustutaan toimintaan hätä- ja poikkeustilanteissa sekä keskustellaan organisaation eri henkilöiden rooleista sekä velvollisuuksista ja vastuista.

Learning the principles of water treatment techniques such as biological methods, coagulation/flocculation, adsorption/ion exchange, advanced oxidation processes (AOPs), membrane technology, and electrochemical methods. Comparison of different water treatment techniques will be considered in the course from economic, environmental and technical perspectives. Problem-based learning (PBL) using real case scenarios will be conducted as a group work. Weekly homework assignments related to the topic of each week will be proposed (to be prepared individually or in groups).

The course covers the most typical biorefining-processes currently in use as well as some selected future processes. Topics include - The globally most common bio-based raw materials for biorefineries - Processes and process conditions including raw material behavior in the process -Feasibility of biorefinery processes -Integration of biorefineries to other industrial processes such as energy production and oil refineries - Most common biorefinery products and their value chain

Kurssin sisältä koostuu neljästä osa-alueesta · Metsävarat biojalostamoiden raaka-aineena, Skandinaviassa ja globaalisti ja erilaisten biopohjaisten raaka-aineiden kemiallisen ja morfologisen rakenteen · Keskeisimmät nykyisin käytössä olevat biojalostamoprosessit: sellun valmistusprosessit, paperin ja kartongin valmistusprosessit, sekä uudet biojalostamoprosessit, nykyiset ja potentiaaliset uudet tuotteet ja niiden keskeisimmät tuotantoprosessit, sekä niiden yhdistäminen muuhun teollisuuteen · Nykyisen biojalostamoteollisuuden, sen merkityksen taloudelle ja joitakin vaihtoehtoisia tulevaisuuden skenaarioita 

Aineiden vaaralliset ominaisuudet ja materiaalivalintojen pääperiaatteet. Prosessiturvallisuus, turvallisuustoimenpiteet ja riskin käsite. Prosessien vaarojen arviointimenetelmät. Työturvallisuuden perusteet prosessityössä. Henkilökohtaisessa harjoitystyössä opiskelija tutustuu tarkemmin vaarojen arviointiin.

Kurssi pitää sisällään tieteellisen tiedon hakuun, käsittelyyn ja raportointiin liittyvien käytäntöjen läpikäynnin ja soveltamisen tekniikan kandidaatintyön kirjoittamisen yhteydessä. Opiskelija valitsee itse kandidaatintyön aiheensa aineopintojensa aihepiirien sisältä. Lisäksi kurssilla käydään läpi tutkimusaiheen valintaan, tutkimuksen suunnitteluun ja tiedon referoinnin ja raportoinnin etiikkaan liittyviä näkökulmia.

Use of fibers, cellulose (derivatives), lignin in various non-paper applications. Fundamentals about biomaterial design, modification, synthesis and use in various products. Chemical and mechanical modification, separation methods, mixing and drying methods. Product specification requirements and characterization methods.

Biomass treament and fractionation methods. Thermochemical treatment and fractionation methods (acid and alkaline hydrolysis, steam explosion, organosolv treatment, torrefaction, pyrolysis, etc.). Biochemical treatment and conversion using e.g. enzymes and fermentation.

Membrane processes for treating different biorefinery streams. Membrane materials and modules. Basic phenomena in membrane processes (fouling, concentration polarisation, osmotic pressure), Separation mechanisms and tailoring of separation, Basic tools for characterisation of membranes and fouling, Applications in biorefineries.

Overview of the fundamentals of adsorption and ion exchange. Dynamics of adsorption and ion exchange columns and the use of equilibrium theory in process design. Industrial scale chromatography. Single column and multicolumn chromatography process concepts, design methods, and process performance. Application examples in biorefining.

Biological wastewater treatment methods, professional terminology, built-up ecosystem, desired metabolism and reactor types, selection of microbes and enrichment, influence of temperature and other conditions on above-mentioned factors, basic knowledge on the biological methods used in removal of carbon, nitrogen and phosphorous, aerobic and anaerobic wastewater treatment, process alternatives and technologies, designing and operating modes of processes, controlling and optimization of processes, novel technologies, recovery of valuable products from waste originating (secondary raw materials) raw materials, aerobic and anaerobic technologies in the treatment of sewage sludges and organic wastes, biological wastewater treatment processes in biorefining.

The study entities are: The multidimensional impact of bioeconomy on Europe, the implementation of bioeconomy, the sustainability – all three dimensions - aspects of bioeconomy. The course is carried as assignments based on selected topics from the book or own topic related to your current working environment and additional material. Course is planned for distance learning.