Википедија

Хемијско инжењерство

Хемијско инжењерство је инжењерска дисциплина која се ослања на фундаментална знања из хемије, физике и математике. Оно што хемијско инжењерство чини другачијим од других инжењерских дисциплина је решавање проблематике хемијских процеса. Ово подразумева индустријске процесе у коме се одигравају хемијске или физичке сепарације материје, као и хемијске реакције.

Процесни инжењери дизајнирају, конструишу и руководе постројењима

Хемијско инжењерство као мултидисциплинарна струка која обухвата следеће научне области:

Постоје три основна типа хемијских инжењера који одражавају врте посла:

  • Инжењер у лабораторији - онај профил се бави откривањем физичких и хемијских законитости хемијских процеса. Путем експеримената и теоријског познања процеса се врши прелаз са експерименталне на индустријску скалу, често уз помоћ пилот постројења. За овај профил хемијског инжењера најбитнија особина је инвентивност.
  • Инжењер пројектант - овај профил хемијског инжењера пројектује опрему и/или цео хемијски процес у складу са стеченим знањем и искуством. Обично се посао оваквог инжењера спроводи већ доказаним поступком пројектовања.
  • Инжењер у погону - је најчешћи случај. Овај тип инжењера непосредно решава проблеме који настају у процесу, и да континуално води и унапређује процес. У овом случају фундаментално знање је од мањег значаја у односу на претходна два случаја. Најбитнија особина оваквог инжењера је искуство.

Етимологија уреди

 
Џорџ Е. Дејвис[1][2][3]

Један чланак из 1996. цитира Џејмса Ф. Донелија, јер је помињао референцу хемијског инжењерства из 1839. у вези са производњом сумпорне киселине.[4] У истом раду, међутим, Џорџ Е. Дејвис, енглески консултант, је заслужан за формирање термина.[5] Дејвис је такође покушао да оснује Друштво хемијског инжењерства, али је уместо тога названо Друштво хемијске индустрије (1881), са Дејвисом као првим секретаром.[6][7] Историја науке у Сједињеним Државама: Енциклопедија наводи да је употреба термина почела око 1890. године.[8] „Хемијско инжењерство“, који описује употребу механичке опреме у хемијској индустрији, постало је уобичајен назив у Енглеској након 1850. године.[9] До 1910. године, професија „хемијског инжењера“ је већ била у уобичајеној употреби у Британији и Сједињеним Државама.[10]

Историја хемијског инжењерства уреди

Француски физичар Сади Карно у свом делу „О покретној снази ватре“ први је проучавао термодинамику реакција сагоревања 1824. године у парним машинама. У 1950-им годинама, немачки физичар Рудолф Клаузијус почео је да примењује принципе које је развио Карно на хемијске системе на атомском и молекуларном нивоу. Током 1873. и 1876. на Универзитету Јејл, амерички математичар и физичар Џозаја Вилијард Гибс, који је први у САД стекао титулу доктора наука, развио је графичку методологију базирану на математици за проучавање хемијских система помоћу Клаузијусове термодинамике. 1882. године, немачки физичар Херман фон Хелмхолц објавио је рад о термодинамици, сличан Гибсовом, али више базиран на електрохемији, у којем је показао да је мера хемијског афинитета односно "сила" хемијске реакције одређена мером слободне енергије хемијског процеса. Пратећи ове ране развитке, почела је да се развија нова наука хемијског инжењерства. Следе кључни кораци у развоју науке хемијског инжењерства у свету и код нас:

  • 1805. - Џон Далтон објављује атомске тежине, омогућавајући изједначавање хемијских једначина и стварајући основу хемијског инжењерства
  • 1882. - отвара се смер „Хемијска технологија“ на Јуниверзити Колеџу у Лондону
  • 1883. - Озборн Рејнолдс дефинише бездимензионалну групу за проток флуида, која води до разумевања протока и трасфера масе и топлоте
  • 1885. - Хенри Е. Армстронг отвара смер „Хемијско инжењерство“ на Централ Колеџу у Лондону (потоњи Империјални Колеџ)
  • 1888. - Луис M. Нортон отвара нови смер „Хемијско инжењерство“ на Масачусетском институту за технологију (МИТ)
  • 1889. - На Политехничком институту Роуз дипломира прва генерација хемијских инжењера у САД
  • 1891. - МИТ додељује диплому из хемијског инжењерства Вилијаму Пејџу Брајану и још шесторици кандидата
  • 1901. - Џорџ Е. Дејвис издаје Приручник о хемијком инжењерству
  • 1905. - Оливер Патерсон Ватс добија титулу доктора техничких наука из хемијског инжењерства на Универзитету у Висконсину
  • 1908. - оснива се Амерички институт хемијских инжењера
  • 1922. - оснива се Британски институт хемијских инжењера
  • 1948. - оснива се Технолошко-металуршки факултет Универзитета у Београду
  • 1959. - оснива се Технолошки факултет Универзитета у Новом Саду

Типични проблеми хемијског инжењерства уреди

Постоје три типична проблема хемијског инжењерства, који се често и не могу јасно одвојити.

  • Први је билансирање процеса. Ово подразумева билансе масе унутар процеса, билансе количине кретања и билансе топлоте. Овакви проблеми у зависни од степен апроксимације, и крећу се од врло једноставних до веома сложених.
  • Следећи проблем је предвиђање фазне и/или реакционе равнотеже у хетерогеним или хомогеним системима.
  • Трећи проблем је пројектовање или вођење реактора и сепаратора на основу прорачуна прва два проблема и емпиријских корелација.

Сродне науке и научне дисциплине уреди

Хемијско инжењерство не би постојало без хемије. Хемијску реакцију коју хемичари открију, а за чију се производњу испостави да би била исплатива, потребно је развити у производни процес. Хемичари дефинишу законитости реакције, док хемијски инжењери те законитости примењују у контексту индустријске производње.

Проблеми феномена преноса који се јављају у процесу транспорта, загревања, хлађења, или хемијске реакције, често нису директно повезани са хемијом, него са физичким аспектом процеса. Ове две области су вероватно најтешње повезане у области феномена преноса. Математичке формулације ове области су често комплексне. Након дефинисање процесног проблема, потребно је такав процес физички остварити, тј. израдити индустријско постројење. Тај посао се реализује заједничким радом хемијских и машинских инжењера.

Хемијско инжењерство је широко технолошко поље, које покрива области од биотехнологије и нанотехнологије до обраде минерала.

Модерно хемијско инжењерство уреди

Модерна дисциплина хемијског инжењерства обухвата много више од самог инжењерства процеса. Хемијски инжењери учествују у развоју и производњи широког асортимана производа, као и посебних хемикалија. Неки од ових производа су материјали потребни за аеро- и космонаутику, производњу аутомобила, примену у биомедицинске сврхе, електронику, заштиту животне средине, војне потребе итд. Неки од примера су ултра јака влакна, текстил, биокомпатибилни материјали за имплантате и протезе, гелови за медицинску примену, лекови, филмови са посебним диелектричним, оптичким или спектроскопским особинама који се користе код оптоелектроничких уређаја. Многи хемијски инжењери раде на биолошким пројектима као што је проучавање биополимера (протеина) и дешифровање људског генома.

Будућност хемијског инжењерства уреди

Будућност хемијског инжењерства је светла. На пример, почетком 2007. године откривен је лабораторијски поступак добијања водоника и кисеоника из воде помоћу соларне енергије, што наговештава почетак индустријске производње чистог горива. Хемијски инжењери ће бити неопходни и у производњи горивних ћелија, горива будућности. Напуштањем нафте као енергетског ресурса, мораће се усавршити Фишер-Тропшова синтеза да би се одржала светска производња пластике и петрохемијска индустрија. Фармацеутска и прехрамбена индустрија ће наставити да раде са максималним капацитетима да би био могућ одрживи развој. Хемијска индустрија је базична индустрија, те је предуслов прогреса многих других примарних, секундарних и терцијарних делатности. Тренутно, на нашим просторима постоји више технолошких факултета, на којима се изучава хемијско инжењерство.

Референце уреди

  1. ^ Фресхwатер, Дон (2004). „Оxфорд Дицтионарy оф Натионал Биограпхy”. Оxфорд Дицтионарy оф Натионал Биограпхy (онлине изд.). Оxфорд Университy Пресс. дои:10.1093/реф:однб/37345.  (Субсцриптион ор УК публиц либрарy мемберсхип реqуиред.)
  2. ^ „Георге Е. Давис”. Сциенце Хисторy Институте. јун 2016. Приступљено 21. 3. 2018. 
  3. ^ Боwден, Марy Еллен (1997). „Георге Е. Давис”. Цхемицал ацхиеверс : тхе хуман фаце оф тхе цхемицал сциенцес . Пхиладелпхиа, ПА: Цхемицал Херитаге Фоундатион. стр. 143–144. ИСБН 9780941901123. 
  4. ^ Цохен 1996, стр. 172.
  5. ^ Цохен 1996, стр. 174.
  6. ^ Сwиндин, Н. (1953). „Георге Е. Давис мемориал лецтуре”. Трансацтионс оф тхе Институтион оф Цхемицал Енгинеерс. 31. 
  7. ^ Флавелл-Wхиле, Цлаудиа (2012). „Цхемицал Енгинеерс Wхо Цхангед тхе Wорлд: Меет тхе Даддy” (ПДФ). Тхе Цхемицал Енгинеер. 52-54. Архивирано из оригинала (ПДФ) 28. 10. 2016. г. Приступљено 27. 10. 2016. 
  8. ^ Реyнолдс 2001, стр. 176.
  9. ^ Цохен 1996, стр. 186.
  10. ^ Перкинс 2003, стр. 20.

Литература уреди

Спољашње везе уреди

 
Хемијско инжењерство на Викимедијиној остави.
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Hemijsko_inženjerstvo&oldid=27553156”