Kemiteknik

 

(fastställd av prorektor den 17 maj 2005, diarienummer C2005/604)

(reviderad den 21 maj 2008)

(reviderad den 18 april 2013, 2015-09-21)

(reviderad den 25 november 2016)

Forskningsområdet kemiteknik behandlar samverkan mellan kemiska och fysikaliska egenskaper i industriella kemiska processer och produkter. Forskningen omfattar både inomvetenskaplig grundforskning och tillämpad forskning. Målsättningen är att behärska industriella kemiska processer och produkter så att de kan utformas optimalt både miljömässigt och ekonomiskt.

Kemisk apparatteknik innefattar kemiska produktionsprocesser där impuls-, värme- och massöverföring är av betydelse. Forskningen är allmänt inriktad på utformning, uppskalning, dimensionering och utveckling av apparatur, samt matematisk modellering för analys och beräkning av dessa processer.

Forskningen vid avdelningen omfattar matematisk modellering på flera skalor, i nära interaktion med experiment, och med tillämpningar i kemi-, läkemedel-, livsmedel-, papper och massa-, och fordons-industri. Processerna är ofta flerfas innefattande partikulära och fiber system, och vi studerar både separation-och blandningsprocesser. Exempel på forskningsprojekt utgörs av: dragering i fluidiserad bädd, granulering (vått/torrt), spray- och pneumatisk torkning, suspendering/flockning, mikrovågs- och frys-torkning, strömning av massafibrer (vått/torrt), ångexplosion av vedmaterial, och storskalig kromatografi.

I modern kemisk industri eftersträvas hög produktkvalitet och minimering av oönskade biprodukter. Speciellt i processer där icke önskvärda produkter är ett miljöproblem (t ex NOx- och CO-utsläpp i bilavgaser) är selektiviteten i reaktorn viktig. I processer med höga krav på produktrenhet (till exempel i läkemedelsindustrin), där kostnaden för produktrening är väsentlig, är det viktigt att reaktorn utnyttjas på bästa möjliga sätt. Kunskap om kemiska reaktorers egenskaper och fördelar respektive nackdelar för olika typer av processer är därför väsentlig för alla kemiska eller biokemiska processer. Forskning inom kemisk reaktionsteknik omfattar kemiska och biokemiska processers kinetik och dynamik kopplade till molekylära transportfenomen. Andra viktiga forskningsområden är modellering av turbulent flöde kopplat till kemisk reaktion, fermentationsprocesser och katalysatordeaktivering, liksom kemiska processers styrning, stabilitet och optimering.

 

Forskningsprofiler är: Katalytiska reaktioner i flerfassystem, deaktivering av katalysatorer, nya katalysatorgeometrier för avsvavlings-katalysatorer, kemisk reaktion och strömningsbeteende i omrörda tankreaktorer, flerfasströmning, bilavgaskatalys, etanol och biogas produktion baserat på förnyelsebara råvaror och kemisk processdesign.

Livsmedelsindustrin är i hög grad en processinriktad industri. Då livsmedel är biologiska material som karaktäriseras av stor instabilitet krävs speciell hänsyn när man i industriella processer förändrar livsmedlets fysikaliska och/eller kemiska miljö. Forskningen är inriktad på tillämpning av milda processbetingelser för att bevara livsmedlets färskhet och mikrobiella säkerhet samt att tillämpa överkritiska processer för att förbättra produktkvalitet och processekonomi.

Målsättningen för Skogsindustriell kemiteknik är att ta fram kunskap i syfte att möjliggöra effektiv och hållbar användning av vedmaterial. Forskningen omfattar utveckling av processer för separation och vidare förädling av vedkomponenter med ett fokus på sulfatmassaprocessen i kombination med olika typer av bioraffinaderikoncept. Mer specifikt: förbehandlingsstrategier för att utvinna känsliga strukturer före sulfatmassakoket och heterogena reaktioners kinetik (ex.v. sulfatmassakokning, produktion av nanocellulosamaterial, fällning av lignin och krackning av lignin); nedströms separation och fraktionering (ex.v. filtrering, membranseparation och indunstning) samt vidare modifiering av vedkomponenter (ex.v. kemisk modifiering och regenerering).

Teknisk ytkemi omfattar tekniska tillämpningar av ytkemi. Ytkemi har sin teoretiska bas i fysikalisk kemi och kan delas in i yt- och kolloidkemi som huvudsakligen omfattar lösningar, samt i fasta ytors kemi. Ytkemi återfinns i tekniska lösningar inom många branscher, från livs- och läkemedelsindustri till pappers- och gruvindustri och inom branscher där fasta ytors beskaffenhet och reaktivitet är central, som till exempel inom stora delar av materialteknologin där superabsorbenter, katalysatorer, bränsleceller, batterier och biomaterial är exempel med omfattande forskning. Benämningen yt- och kolloidkemi innefattar tensiders och suspensioners fysikalisk-kemiska egenskaper och tillämpningar. Området är en central del av nanomaterialkemin vid tex framställning av nanomaterial med storlek och struktur kontrollerad på nanometerskala. Inom detta område är forskningstakten mycket hög och många högteknologiska material baseras på metoder inom detta område. Ett ytterligare område handlar om supramolekylär kemi och speciellt undersökningar av struktur och strukturdynamik av sådana system. Biopolymergeler och cellulosafibern är exempel på supramolekylära system som studeras. Transport av dels vatten, dels i vatten lösta ämnen i dessa system undersöks med hjälp av bland annat NMR diffusometri och olika mikroskopimetoder.

Den övergripande forskningsstrategin inom oorganisk miljökemi är att bidra med kemiska och materialkemiska aspekter för en hållbar samhällsutveckling.

Inom förbrännings- och förgasningskemi studerar vi metodik för rökgasrening samt miljövänlig användning av restprodukter. Askors innehåll av lösliga komponenter och tungmetaller begränsar möjliga användningsområden, varför vi studerar olika processer att stabilisera eller avskilja dessa komponenter, t ex i biobränsle- och avfallsförbränningsaskor.

Atmosfärisk korrosion studeras på laboratorium och inkluderar såväl bruksmetaller, lättmetallegeringar, stenmaterial som papper. Beständighet av olika typer av moderna och trditionella byggnadsmaterial är ett viktigt område, och vi samverkar nära med Göteborgs centrum för hållbar utveckling (före detta Göteborgs miljövetenskapliga centrum), GMV, inom byggnads- och kulturminnesvård. Ett betydelsefullt tillämpningsområde för teoretiska beräkningar inom oxidkemin är förbättrade egenskaper hos betong.

- Forskarutbildningen skall ge ett djup inom den egna disciplinen och en bredd inom hela det kemitekniska området.

- Forskarutbildningen skall ha sådan kvalitet att doktorerna och licentiaterna är attraktiva för svensk och internationell kemisk industri.

- Forskarutbildningen skall utveckla individens kreativitet och kritiska tänkande.

- Forskningen skall ha sådan kvalitet att resultaten kan publiceras i internationellt erkända vetenskapliga tidskrifter med refereegranskning.

- Forskarskolan skall även aktivt sprida forskningsresultaten utanför forskningssamhället till företag och intresserade enskilda.

För tillträde till forskarutbildningen fordras civilingenjörsexamen, filosofie magisterexamen eller annan likvärdig utbildning med inriktning mot kemi. Studenter med likvärdiga utbildningar kan antas till forskarskolan efter särskild prövning. Den studerande skall ha sådan förmåga i övrigt som bedöms vara nödvändig för att genomgå utbildningen. Beslut om antagning tas av proprefekt efter granskning och godkännande av studierektor för forskarskolan. Information om antagning till forskarutbildningen på KB finns i ett PM, se institutionens hemsida under utbildning/forskarutbildning.

För heltidsstuderande beräknas utbildningen kräva netto fyra år till doktorsexamen och två år till licentiatexamen. Den senare examen rekommenderas starkt som ett etappmål på väg mot doktorsexamen.

 

I utbildningen ingår lärarledda kurser, inläsning av litteratur på egen hand (”läskurs”), avhandlingsarbete och aktivt deltagande i forskarskolans och den egna ämnesinriktningens seminarier. Tyngdpunkten i forskarutbildningen skall ligga vid forskningsarbetet som skall leda fram till en doktorsavhandling eller en licentiatuppsats. Forskningsarbetet skall motsvara minst 75 % av den nominella utbildningstiden. Kunskapsprov efter kurser kan ske genom skriftlig eller muntlig tentamen, inlämningsuppgifter, uppsats och seminarium eller på annat sätt. På kurser ges endast betygen Godkänd eller Underkänd.

Aktuellt kursutbud, se institutionens hemsida under utbildning/forskarutbildning.

De Chalmersgemensamma kurserna,  pedagogik 3 högskolepoäng, etik 3 högskolepoäng och introduktionsdag för doktorander 0 högskolepoäng, är obligatoriska.

Doktorander, antagna fr.o.m. 1 september 2012, ska tillgodogöra sig 15 högskolepoäng inom området Generic and Transferable Skills under doktorandtiden. 9 högskolepoäng ska erhållas före Licentiatexamen. Före disputation ska ytterligare 6 högskolepoäng erhållas.

Utöver kurspaketet Generic and Transferable Skills ska doktoranden också delta i en introduktionsdag för doktorander (senast före licentiatexamen), genomföra en muntlig populärvetenskaplig presentation före disputation samt skriva en populärvetenskaplig presentation på baksidan av sin doktorsavhandling.

 

Det vetenskapliga arbetet skall presenteras i form av en rapport. Denna kan utformas antingen som en monografi eller en sammanläggning av artiklar sammanfattade i en inledning. Avhandlingen skall skrivas på engelska. Kraven på oberoende enskilt arbete och vetenskaplig stringens skall vara liknande som för en doktorsexamen, men de bör tillämpas i en något lägre grad. En licentiatavhandling presenteras vid ett offentligt seminarium i enlighet med de regler som stipuleras av Chalmers. En av refereerna (se nedan) kan bjudas in till licentiatseminariet för att ställa frågor kring uppsatsen. Licentiatuppsatsen skall granskas innan tryckningen av studierektor för forskarskolan om minst hälften av artiklarna är publicerade i refereegranskade tidskrifter. Om så ej är fallet, skall lic avhandlingen granskas av två referees. För ytterligare detaljer, se Chalmers allmänna anvisningar för forskarutbildning (Arbetsordning för forskarutbildningen) och Chalmers studiehandbok (Chalmers forskarutbildning – studiehandbok).

Det vetenskapliga arbetet skall presenteras i form av en rapport. Denna kan utformas antingen som en monografi eller en sammanläggning av artiklar sammanfattade i en inledning. Avhandlingen skall skrivas på engelska. Avhandlingen skall vara av sådan kvalitet att den skall kunna publiceras i en internationell tidskrift av hög standard och med vetenskaplig granskning. Avhandlingen skall uppvisa en hög grad av oberoende enskilt arbete och vetenskaplig stringens. Avhandlingen skall försvaras vid en offentlig disputation i enlighet med de regler som stipuleras av Chalmers.

 

Kvalitetssäkring av avhandlingar inför disputation ska ske genom att en preliminär version av avhandlingen förhandsgranskas av opponent och betygskommitté. Avhandlingen skall skickas för förhandsgranskning senast tre månader före disputation. Skriftliga utlåtanden skall vara institutionen tillhanda senast två månader före disputation.

 

Regler för doktorsavhandlingar vid K, se institutionens hemsida under utbildning/forskarutbildning.

 

För ytterligare detaljer, se Chalmers allmänna anvisningar för forskarutbildning (Arbetsordning för forskarutbildningen) och Chalmers studiehandbok (Chalmers forskarutbildning – studiehandbok).

En licentiatexamen omfattar 120 högskolepoäng. I examen ingår minst 30 och upp till 60 högskolepoäng kurser samt forskningsarbete omfattande minst 60 och vanligtvis 90 högskolepoäng.

En doktorsavhandling omfattar 240 högskolepoäng. I examen ingår minst 60 och upp till 120 högskolepoäng kurser samt forskningsarbete omfattande minst 120 och vanligtvis 180 högskolepoäng.

Den forskarstuderande har rätt till akademisk rådgivning och handledning under en tid motsvarande fyra års heltidsstudier för en doktorsexamen och två års heltidsstudier för en licentiatexamen. En examinator, en huvudhandledare och en biträdande handledare skall utses till varje forskarstuderande. Examinator och huvudhandledare kan vara en och samma person.

 

Den forskarstuderande skall tillsammans med examinator, handledare och studierektor utforma en individuell studieplan samt en tidplan för den forskarstuderandes utbildning. Ett uppföljningsmöte skall äga rum en gång per år, då studieplanen uppdateras.

Tentamen på kursdelen kan vara skriftlig eller muntlig. Endast betygen godkänd och icke godkänd finns.

Institutionens proprefekt är ansvarig för forskarutbildningsfrågorna. Till sin hjälp har proprefekten studierektorerna för respektive forskarskola och institutionens kanslichef. Institutionens forsknings- och forskarutbildningskommitté är ett diskussions- och samordningsforum och är beredande organ för övergripande frågor.