أولاً: ما هي الهندسة الكيميائية؟
الهندسة الكيميائية هي فرع من فروع الهندسة تطبق العلوم الفيزيائية والكيميائية وعلوم الحياة مثل “علم الأحياء الدقيقة، والكيمياء الحيوية” مع تطبيق الرياضيات والإقتصاد لإنتاج المواد الكيميائية والمواد المستخدمة فى الحياة وإنتاج الطاقة. فهي تعمل على تحويل المواد الخام إلى مواد منتجة مفيدة للبشرية. فالمهندس الكيميائي يطور الطرق الاقتصادية لاستخدام المواد والطاقة وأيضاً يستخدم الهندسة والكيمياء لتحويل المواد الخام الى مواد منتجة ومفيدة للمجتمع.
ثانياً: بعض تطبيقات الهندسة الكيميائية فى حياتنا:
مما لاشك فيه أنّ تطبيقات الهندسة الكيميائية وتخصصات الهندسة الكيميائية متنوعة. هناك الصناعات الكيميائية الضخمة، والبتروكيماويات، والبلاستيك، والأطعمة، والبويات، والصبغات، والمجالات الطبية والصيدلانية، وأشباه الموصلات المستعملة في الدوائر الالكترونية، وأيضاً لها صلات بالهندسة الوراثية، والكيمياء الزراعية مثل الأسمدة، ومعالجة مياه الصرف الصحي، ومياه الشرب ..الخ
ثالثاً: كيف يفكر المهندس الكيميائي فى المصنع؟
توصلت أبحاث الكيميائي فى المصنع إلى تطوير المواد المنتجة مع عوامل الإنتاجية المختلفة. ويأتي دور المهندس الكيميائي فى هذه الحالة بالتفكير فى كيفية إنتاج وتطبيق هذا البحث وحل تلك المشكلة الكيميائية، وتكون آلية التفكير هنا:
- ما هو نوع المفاعل الواجب استعماله؟ شكل الأنابيب قصيره أم طويلة، خزانات كبيرة، أم خزانات صغيرة ومتعددة. ما هو الحجم المناسب؟ مما صنعت؟ ما هو تأثير الضغط والحرارة؟ هل يكون التسخين داخلي أم خارجي؟ هل يكون التسخين بمائع ساخن أم ماذا؟ وهل التفاعل يدعم تسخينه أم لا؟ قياسات التحكم؟ وهل الطريقة المستخدمة إقتصادية أم لا؟
- يختص بتصميم وتطوير العمليات الصناعية الكيميائية أو التحويلية، وتصميم وإدارة المصانع التى تعتمد على التفاعلات الكيميائية.
- يقرر هل يكون تشغيل المصنع عملية متقطعة أم مستمرة؟ والاستخدام الآمن والاقتصادي لكل منهم.
رابعاً: من هو المهندس الكيميائي؟
بعد تطور الصناعات الكيميائية وتطور الأبحاث العلمية في هذا المجال نشأت فروع في الهندسة الكيميائية والتي يمكن للمهندس الكيميائي العمل بها:
١. ميكانيكا الموائع “Fluid Mechanics”
هو دراسة خواص السوائل بنوعيها نيوتونية أو غير نيوتونية وأنواعها وسلوكها عند تسليط قوة معينة عليها. وأيضاً دراسة الأنابيبوكيفية تصميمها وتحمل الضغط والحرارة.
٢. انتقال المادة أو الكتلة “Mass Transfer”
هى عملية انتقال المادة من مكان إلى مكان آخر أو من مكان أعلى تركيز إلى مكان أقل تركيزاً. مثل: تبخير الماء، الامتصاص، التجفيف، التقطير وله تطبيقات عدة فى هندسة التفاعلات، وعمليات الفصل وغيرها.
٣. انتقال الحراره “Heat Transfer”
هو انتقال الحرارة من الجسم الأسخن إلى الجسم الأبرد، عندما يكون جسم ما له درجة حرارة مختلفة عن الوسط المحيط به فإنه يحدث انتقال في الطاقة الحرارية أو تبادل حراري حتى تصل الأجسام إلى توازن حراري فأصبحت ذات درجة حرارة واحدة، فدائماً تنتقل الحرارة من الجسم الساخن إلى الجسم البارد على حسب القانون الثاني للديناميكا الحرارية. إنّ انتقال الحرارة بين الأجسام القريبة لا يمكن إيقافه لكن يمكن إبطاؤه وتنتقل الحرارة بثلاقة طرق هي: التوصيل والحمل والاشعاع.
٤. الهندسه الحيوكيميائيه “Biochemical Engineering”
هو فرع من الهندسة الكيميائية أو الهندسة الحيوية الذى يتعامل مع تصميم وإنشاء وحدات معالجة تشمل الجسيمات والأحياء الدقيقة مثل البكتريا. تدرس الهندسة الجيوكيميائية كإضافة للهندسة الكيميائية والحيوية، فلها عدة تطبيقات مستخدمة فى الغذاء، الصيدلة، التقنية الحيوية ومعالجه المياه.
٥. الهندسه الحيو-جزئيه “Biomolecular Engineering”
هو تطبيق أساسيات علم الهندسة الكيميائية على العمليات الحيوية فى المستوى الجزيئي، وتطبيقاته: في فروع البيئة، الزراعة، الطاقة، الصناعة، تصنيع الأغذية، التقنية الحيوية والأدوية، فالمهندس الحيو-جزيئي يتعامل مع السكريات والبروتينات والدهون والأحماض الأمينية.
هناك العديد من الفروع الأخرى للهندسة الكيميائية؛ فالمهندس الكيميائي مرتبط بالمجالات الهندسية، فيكمن دوره فى المصنع كمهندس تفاعلات وإنتاج المواد الكيميائية وتحسين عملية إنتاج المواد الكيميائية وتحسين المنتج اقتصادياً.
المصدر:
Richard M. Felder and Ronald W. Rousseau. Elementary Principles of Chemical Processes, 3rd edition. ISBN-13: 978-0471687573
