Projektkurs i design av biotekniska process- och produktionssystem, 6 hp

Huvudområde

Utbildningsnivå

Fördjupningsnivå

Kursen ges för

• Civilingenjör i kemisk biologi - med valbar utgång till naturvetenskaplig kandidat
• Civilingenjör i teknisk biologi

Förkunskapskrav

OBS! Tillträdeskrav för icke programstudenter omfattar vanligen också tillträdeskrav för programmet och ev. tröskelkrav för progression inom programmet, eller motsvarande.

Rekommenderade förkunskaper

För att kunna genomföra projektkursen och bidra till gruppens arbete fordras kunskaper från kurserna Industriell bioteknik, Biotekniska produktionssystem, Bioteknisk tillverkningsteknik, Läkemedelsutveckling samt Kvalitetsledning (de fyra sistnämnda läses parallellt med projektkursen).

Lärandemål

I projektarbetsform uppnå ingenjörsteknisk färdighet att analysera och utföra design av industriella biotekniska verktyg, process- och produktionssystem samt bedöma och utvärdera produktions- och processekonomiska förutsättningar. Efter kursen skall studenten i projektarbetsform kunna:

• Uppvisa förmåga att arbeta resultatorienterat i projektgrupp med produktions- och processtekniska uppgifter som överensstämmer med krav- och arbetssätt i en avancerad bioteknisk industri.
• Inhämta och värdera information som är relevant för utformning och drift av ett industriellt biotekniskt process- och produktionssystem. Utifrån den informationen utföra beräkningar för kalkylering av processen, prioritera mellan alternativ, verifiera trovärdighet i påståenden, samt kritisera informationen.
• Använda biomekatroniska metoder för att bedöma förutsättningarna för ett industriellt biotekniskt produktionssystem, och dra slutsatser angående dess förutsättningar.
• Leverera realistiska tekniska lösningar för produktionssystemet för en bioteknisk produkt, inklusive de biotekniska processtegen så att de uppfyller regulatoriska krav och kvalitetsledningssystem.
• Analysera det biotekniska produktionssystemets ekonomiska och driftsmässiga förutsättningar.

Kursinnehåll

Kursinnehållet överenstämmer med specifikationen för projektgruppens uppdrag. Varje projektgrupp erhåller vid kursstart en detaljerad uppdragsbeskrivning inklusive guideline för CDIO-projekt. Projektarbetet ska leverera utförliga utvecklings/utredningsresultat avseende:
Under Fas 1 (konceptualisering):

• Kartläggning och analys av kundföretagets samt konsultbolagets organisation (redovisas vid seminarium)
• Projektets målbeskrivning
  • vad kunden vill uppnå
  • hur projektgruppen omformulerat kundens önskemål i operationella termer
  • specifikationer för utvecklingsarbetet
  • beskriva krav på kvalitetsledningssystem
  • avsaknad av mål som bör diskuteras med kund innan beslut om slutlig utvecklingsplan
• Systemlösning
  • Tekniska alternativ (inkl. förutsättningar)
  • Biologiska alternativ (inkl. förutsättningar)
  • Användargränssnitt (inkl. operatörssäkerhet)
  • Informationsöverföring
  • Ledningsfunktioner och målhierarkier
  • Väsentliga omgivningsfaktorer
  • Andra systemfrågor som är specifika för det enskilda CDIO-projektet
• Kritisk granskning av att identifierade funktioner och funktionssamband är realistiska i relation till målbeskrivningen.
  • Är förväntad output möjlig baserat på beskriven input?
  • Finns det risker eller svagheter i ett alternativ?
• Designalternativen i sammanfattning
  • Vad är alternativt till vad?
  • Prioriteringsgrunder och ranking av alternativ
• Förslag till beslut av 2 huvudlösningar som skall jämföras (genom ett fortsatt iterativt designarbete)

Under Fas 2 (design av operationell lösning)

• Produkten och dess tillverkning: Beräkningar och modellering av processalternativen där avgörande processparametrar uppskattas. Beskriv processens volym, batchtid, utbyten och antal batcher per år som krävs för att nå produktionsmålet. Uppskattningarna bör utföras med hjälp av beräkningar/simuleringar i lämplig programvara (t.ex. Excel, JModelica, Matlab, Berkeley Madonna) och antagande av grundläggande massbalanser och cellulär kinetik.Produktionen presenteras ”timme för timme” för en hel produktionssekvens (från start av sekvensens till start av den nästkommande produktionen). Uppskattningar redovisas lämpligen i diagram och tabeller. Processalternativ redovisas med processdiagram (flödesscheman) där produkter, råmaterial, in- och utflöden och enhetsoperationer framgår och processförlopp kalkylerats. Materialet kommenteras och diskuteras i texten.
• Ekonomi och resurser: Processens ekonomi uppskattas utifrån valt/valda processalternativ. Skattningar av investeringskostnader och driftskostnader presenteras för utrustning, råmaterialkostnader samt personalkostnader. Beräkningarna används för att därefter uppskatta avskrivningstid, salupris och, i förekommande fall, känslighetsanalys med avseende på kostnader och salupris. Lämpligen används beräkningsmallar i excel eller motsvarande. Resultaten redovisas i tabell- och diagramform med förklarande och diskuterade text.
• Kvalitetsledningssystem: Processalternativens behov av kvalitetsinsatser bedöms. Behoven redovisas på operativ nivå (d.v.s. vilka kvalitetsstyrningsmetoder som ska tillämpas och för vilka syften) samt på systemnivå (d.v.s. hur arbetet med kvalitetsutveckling bör organiseras för att säkerställa att processens prestanda och att produkten uppfyller myndighetskrav).

Undervisnings- och arbetsformer

I projektet ska studenterna, i projektgrupper om fyra till fem personer, använda kunskaper som inhämtas i kurserna Biotekniska produktionssystem, Bioteknisk tillverkningsteknik, Bioteknik och läkemedel och Offensiv kvalitetsutveckling, till en utvald bioteknisk produkt som tillverkas i en bioteknisk industri. Projektarbetets genomförande är tillämpligt på viktiga delar av CDIO-projektmodellen, se referenslitteratur. Projektgruppens arbete ska likna utvecklings/utredningsarbete vid en FoU-avdelning vid ett större bioteknikföretag eller ett konsultföretag som ges uppdrag att leverera en teknisk lösning till en extern eller intern kund. Uppdraget specificeras vid projektets start. Deltagarna ska för projektets genomförande utnyttja kunskaper och färdigheter som ges vid seminarier och övningar samt som inhämtas i kurslitteratur och databaser. Projektarbetet ska resultera i en produktions- och processteknisk analys och teknisk lösning för process- och produktionsystemet. Projektet genomförs i två faser. Fas 1 genomförs under Läsperiod 1 och Fas 2 genomförs under Läsperiod 2.
Projektet avrapporteras muntligt och kontinuerligt till handledare. Redovisning för examination sker vid obligatoriska seminarier vid slutet av varje fas/läsperiod, där varje projektgrupp som deltar i kursen utförligt redogör för sitt arbete inför övriga projektgrupper. Därutöver redovisas projektgruppens resultat i två skriftlig rapporter (en rapport för varje fas som inlämnas i samband med den muntliga redovisningen).
Kursen pågår under hela vårterminen.

Observera att kurserna TMMT03 Biotekniska produktionssystem och TFTB39 Bioteknisk tillverkningsteknik bör läsas samtidigt som TFTB32, dvs under samma termin. 

Examination

Betygsskala

Övrig information

Kursen ges på svenska, men den mesta litteraturen är på engelska.

Om undervisningsspråk

Undervisningsspråk visas på respektive kurstillfälle på fliken "Översikt".

• Observera att även om undervisningsspråk är svenska kan delar av kursen ges på engelska.
• Om undervisningsspråk är Svenska/Engelska kan kursen i sin helhet ges på engelska vid behov.
• Om undervisningsspråk är Engelska ges kursen i sin helhet på engelska. 

Övrigt

Kursen bedrivs på ett sådant sätt att både mäns och kvinnors erfarenhet och kunskaper synliggörs och utvecklas.

Planering och genomförande av kurs skall utgå från kursplanens formuleringar. Den kursvärdering som ingår i kursen skall därför genomföras med kursplanen som utgångspunkt. 

Institution

Studierektor eller motsvarande

Examinator

Undervisningstid

Kurslitteratur