Hvad er kemisk procesteknik?

Kemisk procesteknik er praksis med at studere, designe og / eller analysere de midler, hvormed materialer produceres gennem styring af kemiske reaktioner. Materialer som øl, benzin, maling, rengøringsmidler, farmaceutiske stoffer og glas er alle fremstillet ved hjælp af kemisk procesteknik under kontrollerede forhold for at skabe ensartede produkter af høj kvalitet. De midler, hvormed disse materialer fremstilles, består af flere individuelle trin, hver kaldet en proces. Under hver proces kombinerer, adskiller reaktanter, adskiller eller skifter på anden måde til dannelse af produkter, det ønskede resultat og biprodukter, der måske eller måske ikke kan være nyttige. En kemisk procesingeniør skal kontrollere betingelserne for hvert trin for at begrænse ikke-nyttige reaktioner og fremme ønskede reaktioner.

Faciliteter såsom petrokemiske anlæg, spildevandsrensningsanlæg, kommercielle bagerier, kernekraftværker og tandpastafabrikker blev designet af et team af kemiske procesingeniører. Disse mennesker bruger færdigheder opnået gennem college og kandidatniveau kurser i varmeoverførsel, masseoverførsel, væskedynamik, processtyring, reaktionsteknik og ingeniørøkonomi, blandt mange andre, til at designe et anlæg, der vil producere et materiale, der kan sælges i orden at give et afkast til investorerne. Kemisk processteknik har som mål at designe et anlæg, der giver et godt produkt såvel som en god fortjeneste.

Hver kemiske fabrik er individuelt designet og er en unik skabelse, selvom processen er godt forstået. Lokale variationer i ting som vandkvalitetsforsyning, tilladte udledninger og transportomkostninger kan påvirke designet af et anlæg, der tidligere blev bygget på et andet sted. De enkelte procestrin kan være kendt i forskellige grader. Ved opskalering af processen fra en laboratorieskala eller et pilotanlæg kan små variationer i koncentration eller temperatur eller andre driftsparametre, der ikke engang blev observeret i den lille skala, forårsage uforudsete og uønskede reaktioner i større skala, der skal afhjælpes.

Kemisk procesteknik tilbyder typisk to valgmuligheder for hvert procestrin. Den første er batchbehandling i en tank af en eller anden art, og den anden er plug-flow-behandling, hvor reaktanten strømmer gennem rør af en eller anden art og reagerer langs reaktorens længde. Hver har sine fordele og ulemper, og de fleste processer bruger en kombination af de to.

I løbet af deres uddannelse udsættes kemiske ingeniører for en række standardreaktioner og processer. Generelt vil en kemisk proces bestå af forberedende trin af de individuelle reaktanter; reaktionernes trin, som kan omfatte introduktion af en katalysator, samlingen af ​​reaktanterne eller en ændring i reaktantens betingelser; adskillelses- og oprensningstrin for at skabe materiale af en bestemt kvalitet; og endelig behandling og udledning af affaldsstrømme og energi i henhold til miljøstandarder. Biokemisk procesteknik er den nyeste specialitet inden for dette felt, hvor levende biologiske systemer - ofte bakterier - bruges til at fremstille produkter. Selvom denne proces bestemt ikke er ny, som bryggerier og ostefabrikker viser, har gevinster inden for genteknologi og mikrobiologi skabt nye veje for kemiske processingeniører at forfølge.