Kemijsko inženjerstvo

Izvor: Wikipedija
Procesni inženjeri dizajniraju, konstruiraju i upravljaju proizvodnim postrojenjima.

Kemijsko inženjerstvo, inženjerska je disciplina koja se oslanja na temeljna znanja iz kemije, fizike i matematike radi rješavanja problematike kemijskih procesa. Ovo podrazumijeva industrijske procese u kojima se odigravaju kemijski ili fizikalni procesi razdvajanja, kao i kemijske reakcije (reakcijsko inženjerstvo).

Kemijsko inženjerstvo kao multidisciplinarna struka obuhvaća sljedeća znanstvena i strukovna područja:

Kemijski inženjeri[uredi | uredi kôd]

Kemijski inženjeri ovisno o vrsti posla dijele se na:

  • laboratorijski inženjeri - otkrivanje fizikalih i kemijskih zakonitosti kemijskih procesa pomoću pokusa i teorijskoga poznavanja procesa te njihova primjena u industriji (tzv. pilot-postrojenja),
  • inženjeri projektant - projektiranje opreme i/ili cijelih kemijskih procesa u skladu sa stečenim znanjem i iskustvom,
  • pogonski inženjeri - neposredno rješavanje problema koji nastaju u procesu, stalno unaprjeđujući proces.

Povijest kemijskog inženjerstva[uredi | uredi kôd]

Francuski fizičar Sadi Carnot u svom djelu O pokretnoj snazi vatre prvi je proučavao termodinamiku reakcija sagorijevanja 1824. godine u parnim strojevima. Pedesetih god. 19. st., njemački fizičar Rudolf Clausius počeo je primjenjivati Carnotova načela na kemijske sustave na atomskoj i molekularnoj razini. Tijekom 1873. i 1876. na Yaleu, američki matematičar i fizičar Josiah Williard Gibbs, koji je prvi u SAD-u stekao titulu doktora znanosti, razvio je grafičku metodologiju temeljenu na matematici za proučavanje kemijskih sustava pomoću Clausiusove termodinamike. 1882. godine, njemački fizičar Hermann von Helmholtz objavio je rad o termodinamici, sličan Gibbsovu, ali više temeljen na elektrokemiji, u kojemu je pokazao da je mjera kemijskog afiniteta odnosno »sila« kemijske reakcije određena mjerom slobodne energije kemijskoga procesa. Prateći ove rane razvitke, počela se razvijati nova znanost kemijskoga inženjerstva.

  • 1805. - John Dalton objavljuje atomske težine, omogućavajući izjednačavanje kemijskih jednadžbi i stvarajući osnovu kemijskog inženjerstva.
  • 1882. - otvara se smjer „kemijska tehnologija” na Sveučilišnom koledžu u Londonu.
  • 1883. - Osborn Reynolds definira bezdimenzionalnu grupu za protok fluida, koja vodi do razumijevanja protoka i prijenosa mase i topline.
  • 1885. - Henri E. Armstrong otvara smjer „kemijsko inženjerstvo” na Središnjemu (Carskom) koledžu u Londonu.
  • 1888. - Luis M. Norton otvara novi smjer „kemijsko inženjerstvo“ na MIT-u.
  • 1889. - Na Politehničkom institutu Rose diplomirala je prvi naraštaj kemijskih inženjera u SAD-u.
  • 1891. - MIT dodjeljuje diplomu iz kemijskoga inženjerstva Williamu Pageu Brianu i još šestorici studenata.
  • 1901. - George E. Davis izdaje Priručnik o kemijskom inženjerstvu.
  • 1905. - Oliver Paterson Watts dobiva titulu doktora tehničkih znanosti iz kemijskoga inženjerstva na Wisconsinskom sveučilištu.
  • 1908. - Osniva se Američki institut kemijskih inženjera.
  • 1922. - Osniva se Britanski institut kemijskih inženjera.

Glavni problemi kemijskoga inženjerstva[uredi | uredi kôd]

Tri su glavna problema kemijskoga inženjerstva, koji se često i ne mogu jasno odvojiti:

  • uravnoteženje procesa: podrazumijeva ravnoteže mase unutar procesa, ravnoteže količine kretanja i topline,
  • predviđanje fazne i/ili reakcijske ravnoteže u heterogenim ili homogenim sustavima te
  • projektiranje ili vođenje reaktora i separatora temeljem proračuna prvih dvaju problema i empirijskih korelacija.

Srodne znanosti i znanstvene discipline[uredi | uredi kôd]

Kemijsko inženjerstvo ne bi postojalo bez kemije. Kemijsku reakciju koju kemičari otkriju, a za čiju se proizvodnju ispostavi da bi bila isplativa, potrebno je razviti u proizvodni proces. Kemičari definiraju zakonitosti reakcije, dok kemijski inženjeri te zakonitosti primjenjuju u kontekstu industrijske proizvodnje.

Problemi fenomena prijenosa koji se javljaju u postupcima prijenosa, zagrijavanja, hlađenja, ili kemijske reakcije, često nisu izravno povezani s kemijom, nego s fizikalnim aspektom procesa. Ova dva područja vjerojatno su najtješnje povezana u području fenomena prijenosa. Matematičke formulacije ovoga područja često su složene. Nakon definiranja procesnoga problema, potrebno je takav proces odjelotvoriti, tj. izraditi industrijsko postrojenje, što se ostvaruje suradnjom kemijskih i strojarskih inženjera.

Kemijsko inženjerstvo je široko tehnološko polje, koje pokriva područje od biotehnologije i nanotehnologije do obrade minerala.

Suvremeno kemijsko inženjerstvo[uredi | uredi kôd]

Suvremeno kemijsko inženjerstvo obuhvaća mnogo više od samoga procesnoga inženjerstva. Kemijski inženjeri sudjeluju u razvoju i proizvodnji lepeze proizvoda, kao i posebnih kemikalija. Neki od ovih proizvoda su materijali potrebni za aero- i kozmonautiku, proizvodnju automobila, primjenu u biomedicinske svrhe, elektroniku, zaštitu okoliša, vojne potrebe itd. Neki od primjera su ultra jaka vlakna, tekstil, biokompatibilni materijali za implantate i proteze, gelovi za medicinsku primjenu, lijekovi, filmovi s posebnim dielektričnim, optičkim ili spektroskopskim osobinama koji se koriste kod optoelektroničkih uređaja. Mnogi kemijski inženjeri rade na biološkim projektima kao što je proučavanje biopolimera (bjelančevina) i ljudskoga genoma (genomika).

Literatura[uredi | uredi kôd]

Logotip Zajedničkog poslužitelja
Na Zajedničkom poslužitelju postoje datoteke vezane uz: Kemijsko inženjerstvo