Kemijsko inženjerstvo

Izvor: Wikipedija
Prijeđi na navigaciju Prijeđi na pretraživanje
Procesni inženjeri dizajniraju, konstruiraju i rukovode postrojenjima

Kemijsko inženjerstvo je inženjerska disciplina koja se oslanja na fundamentalna znanja iz kemije, fizike i matematike. Ono što kemijsko inženjerstvo čini drugačijim od drugih inženjerskih disciplina je rješavanje problematike kemijskih procesa. Ovo podrazumijeva industrijske procese u kojima se odigravaju kemijske ili fizičke separacije materije, kao i kemijske reakcije.

kemijsko inženjerstvo kao multidisciplinarna struka koja obuhvaća sljedeća znanstvena područja: Predložak:Columns-list

Postoje tri osnovna tipa kemijskih inženjera koji odražavaju vrte posla:

  • Inženjer u laboratoriju - onaj profil se bavi otkrivanjem fizičkih i kemijskih zakonitosti kemijskih procesa. Putem eksperimenata i teorijskog poznavanja procesa se vrši prijelaz sa eksperimentalne na industrijsku skalu, često uz pomoć pilot postrojenja. Za ovaj profil kemijskog inženjera najbitnija osobina je inventivnost.
  • Inženjer projektant - ovaj profil kemijskog inženjera projektira opremu i/ili cijeli kemijski proces u skladu sa stečenim znanjem i iskustvom. Obično se posao ovakvog inženjera sprovodi već dokazanim postupkom projektiranja.
  • Inženjer u pogonu - je najčešći slučaj. Ovaj tip inženjera neposredno rješava probleme koji nastaju u procesu, i kontinualno vodi i unapređuje proces. U ovom slučaju fundamentalno znanje je od manjeg značaja u odnosu na prethodna dva slučaja. Najbitnija osobina ovakvog inženjera je iskustvo.

Povijest kemijskog inženjerstva[uredi VE | uredi]

Francuski fizičar Sadi Karno u svom djelu „O pokretnoj snazi vatre“ prvi je proučavao termodinamiku reakcija sagorijevanja 1824. godine u parnim strojevima. U 1950-im godinama, njemački fizičar Rudolf Klauzijus počeo je primjenjivati principe koje je razvio Karno na kemijske sustave na atomskom i molekularnom nivou. Tokom 1873. i 1876. na Univerzitetu Yale, američki matematičar i fizičar Josiah Williard Gibs, koji je prvi u SAD stekao titulu doktora znanosti, razvio je grafičku metodologiju baziranu na matematici za proučavanje kemijskih sustava pomoću Klauzijusove termodinamike. 1882. godine, njemački fizičar Herman fon Helmholc objavio je rad o termodinamici, sličan Gibsovom, ali više baziran na elektrokemiji, u kojem je pokazao da je mjera kemijskog afiniteta odnosno "sila" kemijske reakcije određena mjerom slobodne energije kemijskog procesa. Prateći ove rane razvitke, počela se razvijati nova znanost kemijskog inženjerstva. Slijede ključni koraci u razvoju znanosti kemijskog inženjerstva u svijetu i kod nas: Predložak:Columns-list

Tipični problemi kemijskog inženjerstva[uredi VE | uredi]

Postoje tri tipična problema kemijskog inženjerstva, koji se često i ne mogu jasno odvojiti.

  • Prvi je bilansiranje procesa. Ovo podrazumijeva bilanse mase unutar procesa, bilanse količine kretanja i bilanse topline. Ovakvi problemi ovise od stupnja aproksimacije, i kreću se od vrlo jednostavnih do veoma složenih.
  • sljedeći problem je predviđanje fazne i/ili reakcione ravnoteže u heterogenim ili homogenim sustavima.
  • Treći problem je projektiranje ili vođenje reaktora i separatora na osnovu proračuna prva dva problema i empirijskih korelacija.

Srodne znanosti i naučne discipline[uredi VE | uredi]

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 procesu transporta, zagrijavanja, hlađenja, ili kemijske reakcije, često nisu direktno povezani s kemijom, nego sa fizičkim aspektom procesa. Ova dva područja su vjerojatno najtješnje povezana u području fenomena prijenosa. Matematičke formulacije ovog područja su često kompleksne. Nakon definiranja procesnog problema, potrebno je takav proces fizički ostvariti, tj. izraditi industrijsko postrojenje. Taj posao se realizira zajedničkim radom kemijskih i strojarskih inženjera.

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

Moderno kemijsko inženjerstvo[uredi VE | uredi]

Moderna disciplina kemijskog inženjerstva obuhvaća mnogo više od samog inženjerstva procesa. Kemijski inženjeri sudjeluju u razvoju i proizvodnji širokog asortimana proizvoda, kao i posebnih kemikalija. Neki od ovih proizvoda su materijali potrebni za aero- i kozmonautiku, proizvodnju automobila, primjenu u biomedicinske svrhe, elektroniku, zaštitu životne sredine, vojne potrebe itd. Neki od primjera su ultra jaka vlakna, tekstil, biokompatibilni materijali za implantate i proteze, gelovi za medicinsku primjenu, lijekovi, filmovi sa posebnim dielektričnim, optičkim ili spektroskopskim osobinama koji se koriste kod optoelektroničkih uređaja. Mnogi kemijski inženjeri rade na biološkim projektima kao što je proučavanje biopolimera (proteina) i dešifriranje ljudskog genoma.

Budućnost kemijskog inženjerstva[uredi VE | uredi]

Budućnost kemijskog inženjerstva je svjetla. Na primer, početkom 2007. godine otkriven je laboratorijski postupak dobivanja vodnika i kisika iz vode pomoću solarne energije, što nagovještava početak industrijske proizvodnje čistog goriva. kemijski inženjeri će biti neophodni i u proizvodnji gorivnih ćelija, goriva budućnosti. Napuštanjem nafte kao energetskog resursa, morat će se usavršiti Fischer-Tropschova sinteza da bi se održala svjetska proizvodnja plastike i petrokemijska industrija. Farmaceutska i prehrambena industrija će nastaviti raditi s maksimalnim kapacitetima da bi bio moguć održivi razvoj. Kemijska industrija je bazična industrija, te je preduvjet progresa mnogih drugih primarnih, sekundarnih i tercijarnih djelatnosti. Trenutno, na našim prostorima postoji više tehnoloških fakulteta, na kojima se izučava kemijsko inženjerstvo.

Literatura[uredi VE | uredi]

Vanjske veze[uredi VE | uredi]

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