Kemian tekniikan suunnitteluprojektista molemminpuolista hyötyä yrityksille ja opiskelijoille

Kemian tekniikan suunnitteluprojektissa (Design project in chemical engineering) opiskelijaryhmät laativat alustavan toteutettavuussuunnitelman kurssilla mukana olevien yhteistyöyritysten tarjoamista aiheista.

Kurssilla perehdytään prosessien lähtötietojen hankkimiseen, käytännön prosessisuunnitteluun ja laitemitoituksiin, turvallisuuteen ja kestävän kehityksen näkökohtiin, sekä kustannusten ja kannattavuuden arviointiin ja suunnittelutyön tulosten esittämiseen. Tavoitteena on sen lisäksi hakea ja hyödyntää uusia ideoita. 

Kurssi alkoi jo 1990-luvulla tehdassuunnittelun kurssina, mutta nykyisessä muodossaan se on vuodesta 2016, kun professori Pekka Oinas alkoi vetää kurssia. Oinas uudisti kurssia ja lisäsi suunnittelutyön rinnalle aidon liiketoiminnallisen ulottuvuuden.

”Opiskelijat tekevät kurssin aikana työtä samalla tavalla kuin sitä tehtäisiin oikeasti yrityksissä. Suunnitteluprojektin tavoitteena on tuottaa yrityksille aitoa lisäarvoa, olipa se sitten taloudellista tai esimerkiksi ympäristönsuojeluun liittyvää”, Oinas kertoo.

Yritykset ovat suunnittelukurssilla mukana neuvonantajan ja ohjaajan roolissa: projektityö on rakentunut heidän antamansa haasteen ympärille ja opiskelijat ovat saaneet suunnitella prosessin tämän ratkaisemiseksi. Opiskelijaryhmien ohjauksessa on myös mukana Aallon omaa henkilökuntaa, lehtoreita, tutkijoita ja tehdassuunnittelun jatko-opiskelijoita. Vuoden 2023 projektikurssilla yrityksinä mukana olivat AFRY, Andritz, Fazer, Kemira, Metso ja Neste. 

”Vuosien saatossa ovat kymmenet suomalaiset teollisuusyritykset tuoneet aiheitaan tälle kurssille ja suomalaisissa yrityksissä on kurssin läpikäyneitä prosessi-insinöörejä satamäärin. Tämä osaltaan antaa pohjaa Kemiantekniikan korkeakoulun ja teollisuuden jatkuvalle yhteistyölle ja sen kehittämiselle”, Oinas toteaa.

Kurssi on ollut perinteisesti hyvin suosittu, sillä yritykset yleensä hyötyvät opiskelijaprojektien tuloksista merkittävästi. 

”Yritysten tavoitteena on tämä kurssin kautta esiarvioida uusien prosessien tekninen ja liiketaloudellinen toteutettavuus (TEA). Joidenkin ryhmien työ on johtanut yhteistyön jatkumiseen yritysten investointiprojekteina”, Oinas kertoo.

Johtamiskokemusta aidossa projektiympäristössä

Kemian tekniikan projektikurssille on vuosien varrella osallistunut myös muiden Aallon korkeakoulujen opiskelijoita. Aikataulupaineista, kokousten johtamisesta ja aidosta vastuusta johtuen kurssi on opiskelijoille vaativa. Ryhmien jäsenet toimivat jokainen vuorollaan projektipäällikkönä ja saavat johtamiskokemusta oikeaa työelämää muistuttavassa ympäristössä.

Kemian tekniikan maisteriopiskelija Aleksi Toivanen toimi kurssin ajan Fazerin ryhmässä. Muista opiskelijaryhmistä poiketen Toivasen ryhmän jäsenet eivät vaihtaneet tehtäviä keskenään projektin aikana, vaan Toivanen toimi projektipäällikkönä koko kurssin ajan. 

Toivanen johti kokouksia, aikataulutti projektia, ja pyrki pitämään työn tuloksen mahdollisimman johdonmukaisena. Tämä mahdollisti sen, että jokainen ryhmän jäsen sai keskittyä osaamisensa hiomiseen omien ammatillisten kiinnostuksen kohteidensa puitteissa.

”Harvoilla kursseilla tehdään näin pitkää ryhmätyötä. Vaikka olen tuntenut tehdassuunnitteluprojektin ryhmäni jäsenet vuosia, projektin kesto vaati erilaista lähestymistä kuin normaalimittaisten kurssien ryhmätyöt. Vuoden mittainen tiivis yhteistyö edellyttää pitkäjänteisyyttä, hermoja ja hyviä kommunikointitaitoja”, Toivanen sanoo.

Toivanen lisää, että tehdassuunnitteluprojekti vertautuu jo pelkästään kestonsa puolesta hyvin todellisiin projekteihin. Tehdassuunnitteluprojektit ovat poikkeuksellisia harjoituksia koulun ympäristössä, koska yritysten tarjoamiin tilanteisiin ei ole yhtä oikeaa ratkaisua, toisin kuin usein kotitehtävissä tai tenteissä.

"Opin eniten suunnittelutyön aikatauluttamisesta ja kommunikoinnista projektiryhmän ulkopuolella. Kokousten järjestäminen osoittautui erinomaiseksi oppimistilaisuudeksi, ja koen koko ryhmäni oppineen eniten jutellessamme koulun ja firman ohjaajien kanssa”, Toivanen kertoo.

Monipuolista käytännön oppia prosessisuunnittelusta

Kurssin opiskelijat ovat enimmäkseen maisteriopiskelijoita, mutta toisinaan kurssilla on mukana myös akateemisesti jo pidemmällä olevia opiskelijoita. Väitöskirjatutkija Sahar Babaeipour toi omalle ryhmälleen laboratoriokokeisiin liittyvää asiantuntemustaan ja osaamistaan kestävän kehityksen käytännöistä. 

Babaeipourin vastuulla oli kurssin aikana muun muassa fermentointiprosessin ja sen ympärillä olevien prosessien suunnittelua, ainetaselaskelmia, turvallisuusarviointia ja liiketoimintamallien hahmotusta.

Projektikurssi antoi Babaeipourille arvokasta johtamiskokemusta ja lisäsi hänen ymmärrystään prosessisuunnittelun keskeisistä näkökohdista, sekä simulointityökalujen perustason hallinnasta. Myös tiivis yhteistyö yritysedustajien kanssa oli Babaeipourin mukaan merkittävää.

"Vuorovaikutus todellisten asiakkaiden kanssa oli tärkeä osa kurssia, sillä sen kautta saimme kokemusta dynaamisten odotusten hallinnasta, määräaikojen noudattamisesta ja alan standardeihin sopeutumisesta. Altistuminen reaalimaailman rajoitteille terävöitti ongelmanratkaisutaitojani ja laajensi ymmärrystäni kemian tekniikan alasta", Babaeipour kertoo.

Nesteen ryhmä tuotti yritykselle arvokasta taustatietoa

Nesteen ryhmän aiheena oli monomeerien tuotanto biopohjaisesta raaka-aineesta. Aihetta on Nesteen vanhemman tutkijan Jukka Hietalan mukaan tutkittu aiemmin ainoastaan katalyysin kehittämisen näkökulmasta. Hietala ehdotti aihetta kurssille eräänlaisena oikotienä selvittää, miltä prosessi voisi päällisin puolin näyttää ja voisiko sillä olla taloudellisia edellytyksiä.

Nesteeltä mukana olivat Hietalan lisäksi prosessisuunnittelun asiantuntija Joonas Hyvärinen, kannattavuusarvioihin perehtynyt Anja Leminen ja prosessi-insinööri Kia Lehti.

Projektin hahmoteltu alkuasetelma osoittautui pian turhan laajaksi ja työ rajattiin koskemaan kahden reaktorin sijaan pelkästään kaksivaiheisen reaktion ensimmäistä osaa, jossa uusiutuva raaka-aine pilkkoutuu katalyyttisesti välituotteeksi. 

”Aallon ryhmä pystyi näkemään nopeasti useita teknisiä pullonkauloja ja kustannuksia lisääviä tekijöitä. He rakensivat tehdassuunnitelman peruskonseptille ja arvioivat sen. He totesivat investoinnin hyvin riskialttiiksi, mutta sen lisäksi, ikään kuin vapaa-ajan harrasteena, kehittelivät myös parannetun version. Koska työssä pyydettiin suunnittelemaan vain yksi tehdas, se versio jätettiin työn liitteeksi”, Hietala kertoo.

Hietalan mukaan opiskelijoiden työ tuotti äärimmäisen arvokasta taustatietoa, mikäli Neste päättää jatkaa konseptin kehittelyä.

”Toteutuessaan kyseessä olisi täysin uusi tuote ja pitkälti uusi teknologia, joten se joutuu läpäisemään talon sisällä vielä monta seulaa ennen kuin se voisi nähdä päivänvalon. Joka tapauksessa Aallon suunnitteluprojektin ansiosta saavutimme huiman loikan tämän aiheen ymmärryksessä”, Hietala sanoo.

Andritz perehdytti opiskelijoita selluteollisuuteen

Andritzin ryhmän aiheena oli “Alkoholien talteenotto sellutehtaan sivuvirrasta”. Prosessia suunniteltiin sellutehtaalle ja Andritzin tehtäviin kuului opiskelijoiden perehdytys selluteollisuuden alan prosesseihin. Andritzin ohjaajina kurssilla olivat mukana kehitysinsinööri Aino Pesola ja prosessikehityspäällikkö Juha Pohjantähti.

”Kurssin aikana saimme antaa neuvoja liittyen esimerkiksi prosessisuunnitteluun tai kannattavuuden laskemiseen, jotta opiskelijat pääsevät työssään eteenpäin. Kurssiin liittyi meidän osaltamme projektipalavereita, tulosten läpikäyntiä, raporttien kommentointia, ekskursion järjestämistä sekä tietysti seminaareihin osallistumista”, kertoo Aino Pesola.

Pesolan mukaan kurssista oli Andritzille selkeää hyötyä – yhteistyö yliopistojen sekä opiskelijoiden kanssa tuottaa yleensä uusia ideoita ja innovaatioita. 

“Osallistuminen kurssille mahdollisti meille tutustumisen koulutusohjelmiin sekä opiskelijoihin, ja saimme nähdä myös millaisia taitoja ja osaamista opiskelijoilla on. Usein nämä kurssit ovat myös hyvä reitti saada yritystämme tutummaksi opiskelijoiden keskuudessa, sekä löytää motivoituneita diplomityöntekijöitä tai vakituisia työntekijöitä”, Pesola kertoo.

Maaliskuusta joulukuuhun kestävä kurssi huipentuu marras-joulukuun vaihteessa ”Design Project Gala” - tapahtumaan, jossa opiskelijaryhmät esittelevät suunnittelutyönsä tulokset. Tapahtuman lopuksi ryhmät vielä kilpailevat iltatilaisuudessa kiertopalkinnosta. Tänä vuonna kiertopalkinnon vei Nesteen suunnitteluryhmä.

Tutustu kurssiin: Design Project in Chemical Engineering | Aalto University