Co je inženýrství chemických procesů?
Chemické procesní inženýrství je praxe studia, navrhování a / nebo analýzy prostředků, kterými jsou materiály vytvářeny kontrolou chemických reakcí. Materiály, jako je pivo, benzín, barvy, čisticí prostředky, léčiva a sklo, jsou vyráběny pomocí chemického procesu za kontrolovaných podmínek a vytvářejí tak konzistentní a vysoce kvalitní výrobky. Prostředky, kterými se tyto materiály vyrábějí, sestávají z několika jednotlivých kroků, z nichž každý se nazývá proces. Během každého procesu reaktanty kombinují, disociují, oddělují nebo jinak mění za vzniku produktů, požadovaného výsledku a vedlejších produktů, které mohou nebo nemusí být užitečné. Technik chemického procesu musí kontrolovat podmínky každého kroku, aby omezil nežádoucí reakce a podpořil požadované reakce.
Zařízení jako petrochemická zařízení, čistírny odpadních vod, komerční pekárny, jaderné elektrárny a továrny na zubní pasty byly navrženy týmem techniků chemických procesů. Tito lidé využívají dovedností získaných prostřednictvím univerzitních a postgraduálních kurzů v oblasti přenosu tepla, přenosu hmoty, dynamiky tekutin, řízení procesů, reakčního inženýrství a inženýrské ekonomiky, mimo jiné při navrhování závodu, který bude produkovat materiál, který lze prodat v pořádku přinést návratnost pro investory. Cílem chemického výrobního procesu je navrhnout zařízení, které vytvoří dobrý produkt i dobrý zisk.
Každá chemická továrna je navržena individuálně a je jedinečným výtvorem, i když je proces dobře pochopen. Místní změny ve věcech, jako je zásobování vodou, povolené vypouštění a náklady na dopravu, mohou ovlivnit návrh zařízení, které bylo dříve postaveno na jiném místě. Jednotlivé kroky procesu mohou být známy v různé míře. Při rozšiřování procesu z laboratorního měřítka nebo z pilotního zařízení mohou malé změny koncentrace nebo teploty nebo jiné provozní parametry, které nebyly v malém měřítku dokonce pozorovány, způsobit nepředvídané a nežádoucí reakce ve větším měřítku, které je třeba zmírnit.
Technika chemického procesu obvykle nabízí dvě možnosti pro každý krok procesu. Prvním je dávkové zpracování v nádrži jakéhokoli druhu a druhým je zpracování pomocí zátokového toku, ve kterém reaktant protéká trubkami nějaké povahy a reaguje po celé délce reaktoru. Každý má své výhody a nevýhody a většina procesů používá kombinaci obou.
Během jejich vzdělávání jsou chemičtí inženýři vystaveni řadě standardních reakcí a procesů. Obecně bude chemický proces sestávat z přípravných kroků jednotlivých reakčních složek; reakční kroky, které mohou zahrnovat zavedení katalyzátoru, sloučení reakčních složek nebo změnu podmínek reakčních složek; kroky separace a čištění pro vytvoření materiálu určité kvality; a konečně, zpracování a vypouštění odpadních toků a energie podle environmentálních standardů. Biochemické procesní inženýrství je nejnovější specializací v této oblasti, ve které jsou živé biologické systémy - často bakterie - využívány k výrobě produktů. Ačkoli tento proces rozhodně není nový, jak ukazují pivovary a továrny na sýr, zisky v oblasti genetického inženýrství a mikrobiologie vytvořily nové cesty, které mohou inženýři chemických procesů sledovat.