化学プロセス工学とは何ですか？

化学プロセス工学とは、化学反応の制御を通じて材料が生産される手段を研究、設計、および/または分析することです。 ビール、ガソリン、塗料、洗剤、医薬品、ガラスなどの材料はすべて、一貫した高品質の製品を作成するために、制御された条件下で化学プロセスエンジニアリングを使用して作られています。 これらの材料を作成する手段は、それぞれプロセスと呼ばれるいくつかの個別のステップで構成されています。 各プロセス中に、反応物は結合、解離、分離、またはその他の方法で変化して、生成物、所望の結果、および有用であるかもしれない副生成物を形成する。 化学プロセスエンジニアは、各ステップの条件を制御して、有用でない反応を制限し、望ましい反応を促進する必要があります。

石油化学施設、廃水処理プラント、商業ベーカリー、原子力発電所、歯磨き粉工場などの施設は、化学プロセスエンジニアのチームによって設計されました。 これらの人々は、熱伝達、物質移動、流体力学、プロセス制御、反応工学、工学経済学などの大学および大学院レベルのコースで得られたスキルを利用して、順番に販売できる材料を生産するプラントを設計します投資家に利益をもたらすため。 化学プロセス工学には、良い製品と良い利益をもたらすプラントを設計するという目標があります。

すべての化学工場は個別に設計されており、プロセスが十分に理解されていても、独自の創造物です。 水質の供給、許可された排出、輸送コストなどの事柄の局所的な変動は、以前に別の場所に建設されたプラントの設計に影響を与える可能性があります。 個々のプロセスのステップは、程度が異なる場合があります。 実験室規模またはパイロットプラントからプロセスをスケールアップする際、濃度や温度の小さな変動、または小規模では観測されなかったその他の操作パラメーターは、大規模で予期しない望ましくない反応を引き起こす可能性があり、これを緩和する必要があります。

化学プロセスエンジニアリングでは通常、各プロセスステップに2つの選択肢があります。 1つ目はある種のタンクでのバッチ処理で、2つ目は反応物が何らかの性質のチューブを流れて反応器の長さに沿って反応するプラグフロー処理です。 それぞれに長所と短所があり、ほとんどのプロセスは2つの組み合わせを使用します。

教育中、化学技術者は多くの標準的な反応とプロセスにさらされます。 一般に、化学プロセスは個々の反応物の準備ステップで構成されます。 反応のステップ。これには、触媒の導入、反応物の結合、または反応物の条件の変化が含まれる場合があります。 特定の品質の材料を作成するための分離および精製ステップ。 そして最後に、廃棄物の流れとエネルギーの環境基準への処理と排出。 生化学プロセスエンジニアリングは、この分野の最新の専門分野であり、そこでは生物を含む生体システムが製品の製造に利用されます。 醸造所とチーズ工場が示すように、このプロセスは確かに新しいものではありませんが、遺伝子工学と微生物学の進歩により、化学プロセスエンジニアが追求する新しい道が開かれました。