تلعب الهندسة الكيميائية دوراً محورياً فى عمليات التصنيع وفى الإنتاج والتطوير، فماذا نعرف عن الهندسة الكيميائية، وما هى مجالات عملها، وما هى المواد العلمية والدراسية المرتبطة بها،وكيف يمكن للمهندس الكيميائى أن ينمى من مهاراته فى هذا المجال ؟ هذا ما سوف نعرفه فى مقالنا هذا.
ما هى الهندسة الكيميائية ؟
الهندسة الكيميائية هى هندسة إنتاج وتصنيع المواد والمنتجات عن طريق العمليات الكيميائية، وتشمل تصميم الأنظمة والمعدات والعمليات اللازمة لإنتاج المواد الخام، وأيضاً العمليات الخاصة بتطبيق المعادلات الكيميائية صناعياً عن طريق خلط المواد الكيميائية وتركيبها ومعالجتها.
تعريف البوليمرات وأهميتها في حياتنا
نشأة علم الهندسة الكيميائية
بدأت ممارسة الهندسة الكيميائية فى أواخر القرن التاسع عشر وقبل الثورة الصناعية، وكانت نتيجة لتطور الكيمياء الصناعية والتطبيقية، حيث كان نظام الإنتاج السائد فى ذلك الوقت هو نظام الدفعات وهو نظام مكلف ويستغرق وقتاً كبيراً، لذلك تم تطوير ذلك المجال ليتم وضع أسس للهندسة الكيميائية تحقق الأغراض المطلوبه منها.
وكان أول اعتراف وتطبيق للهندسة الكيميائية فى بريطانيا سنه ١٨٨٧م، وتم تدريسها لأول مرة على يد العالم جورج إيدوارد ديفيس فى جامعة مانشستر.
مجالات عمل الهندسة الكيميائية
فى الهندسة الكيميائية يقوم المهندسون بترجمة وتطبيق التجارب الكيميائية الناجحة التى تم إجراؤها فى المعامل لتدخل فى حيز التصنيع، حيث يتم تطبيق نفس المعادلات الكيميائية والتفاعلات ولكن على أنظمة وعمليات موسعة لتناسب الإنتاج التجارى والإقتصادى.
- تشمل أيضاً الهندسة الكيميائية معالجة وتصليح الأجهزة والأنظمة الهندسية المُطبقة سابقاً فى عملية الإنتاج، والبحث فى تطويرها وإجراء التعديلات عليها حسب الحاجة.
- وبشكل أساسى تعمل الهندسة الكيميائية على معالجة وتطوير العمليات الخاصة بإنتاج المواد الكيميائية والوقود والأغذية والمستخضرات الصيدلانية والمواد البيولوجية.
- ويهتم المهندس الكيميائى أيضاً بهندسة وتطوير الأجهزة المعملية وأجهزة التحليل الكيميائى، فتجده دائما متواجداً لاستشارته بشأن إصلاح وتشغيل الأجهزة المعملية.
- يقوم أيضاً المهندس الكيميائى بإجراء تخطيط ووضع نظرة حول تصميم المفاعلات التى يتم فيها إجراء التفاعلات التفاعلات الكيميائية الخاصة بعملية التصنيع ووضع الإحتياطات اللازمة للتعامل مع المواد الخطرة، وأيضاً يساعد فى وضع خطة تكلفة إنشاء تلك المفاعلات طبقاً للمواد المستخدمة التى تناسب العملية والمواصفات المطلوبة.
ويكون الهدف الرئيسى للمهندس الكيميائى هو زيادة الإنتاج فى المصانع مع خفض التكلفة والمحافظة على جودة المنتجات، وأيضاً من ضمن المجالات التى لابد من تواجد المهندس الكيميائى بها صناعة السيارات ومركبات الفضاء وأيضاً له دور أساسى فى المجالات الطبية والعسكرية.
نلخص ما سبق فى أن للهندسة الكيميائية يكون اهتمامها فى البحث فى العمليات والأنظمة اللازمة لتطبيق التفاعلات الكيميائية التى تم إجراؤها فى المختبرات والمعامل ولكن على نطاق واسع يناسب عملية التصنيع والإنتاج، ويشمل ذلك أيضاً صيانة تلك الأنظمة وتطويرها عند الحاجة مع مراعاة تخفيض التكلفة قدر الإمكان والحفاظ على الجودة والسلامة.
الكيمياء الخضراء وأثرها على البيئة
ما هى المجالات العلمية والمودا الدراسية المرتبطة بالهندسة الكيميائية؟
بشكل أساسى نجد أن تخصص الكيمياء يرتبط ارتباطاً مباشراً بعلم الرياضيات والفيزياء والكيمياء، وأيضاً قد يرتبط بعلوم الأحياء فى كثير من الأحيان.
- أما عن علم الرياضيات فضرورى لإجراء الحسابات الجبرية والهندسية قبل إنشاء الأنظمة الصناعية.
- والفيزياء أساسية لدراسة حالة المواد المستخدمة ومعرفة أنسب طرق للتعامل معها.
- والكيمياء أساسية لأن الإجراءات التى تتم جميعها عبارة عن استخدام موسع للمواد الكيميائية.
وبمعنى عام الهندسة الكيميائية تجمع بين ثلاث علوم أساسية ( علم الرياضيات وعلم الكيمياء وعلم الفيزياء )
كيف يطور المهندس الكيميائى من نفسه وينمى مهاراته؟
هناك بعض العلوم التى يجب أن يدرسها المهندس الكيميائى بجانب العلوم الأساسية التى ذكرناها، من هذه العلوم دراسة علم الطاقة والإتزان الكيميائى، ودراسة الديناميكة الحرارية، وميكانيكا الموائع، وعمليات نقل الطاقة والكتلة وتقنيات الفصل والتحليل.
وأيضاً المعرفة الجيدة لعلوم الحاسب وبرمجة الأجهزة حتى يتمكن من التعامل معها بشكل جيد.
بعض التطبيقات الحديثة للهندسة الكيميائية
فى الآونة الأخيرة ازداد اهتمام العالم بالهندسة الكيميائية لكونها الملجأ للتغيير واستبدال الطرق القديمة للتصنيع بطرق حديثة آمنة وصديقة للبيئة فنجد مثلاً الإهتمام العلمى الكبير بصناعة وتطوير البطاريات وخلايا الوقود والخلايا الشمسية والبحث فى مصادر طاقة جديدة بديلة للوقود الأحفورى كاستخدام الهيدروجين وتوظيف المفاعلات النووية فى إنتاج الطاقة كل ذلك يتم تحت بحث وإشراف المهندسين الكيميائيين.
إلى هنا ينتهى مقالنا حول علم الهندسة الكيميائية ومدى أهميته، ولكن مقالاتنا حول المعرفة لم تنتهى بعد تابعونا على الفيسبوك.
