[{ملكة بديني}]

الهندسة الكيميائية أو تكتب الهندسة الكيماوية وهي ذلك الفرع من العلوم الهندسيه الذي يختص بتصميم وتطوير العمليات الصناعية الكيميائية أو التحويلية, وبتصميم وبناء وإدارة المصانع التي تكون العملية الأساسية فيها هي التفاعلات الكيميائية وتندرج تحت هذا التخصص عمليات انتقال المادة والحراره والكتله ,كما تشمل التفاعلات وعمليات الفصل متعددة المراحل.

وضعت المفاهيم الأساسية للهندسة الكيميائية لأول مرة في إنجلترا خلال القرن التاسع عشر.بينما البداية الفعلية للتخصص برزت في الولايات المتحدة خلال العام 1888م. حيث قام البروفيسور لويس نورتن من جمعية ماساشوستس للتكنولوجيا باستحداث مساق متعلق بالهندسة الكيميائية و إضافته للمتطلبات الإجبارية للشهادة العلمية. بعد ذلك قامت كل من جامعة بنسلفانيا و جامعة تولين بإضافة برنامج من أربع سنوات لدراسة الهندسة الكيميائية و تم ذلك خلال العامين 1892 و 1894 على التوالي.

يهتم المهندسون الكيميائيون بتطبيقات المعرفة المكتسبة من العلوم الأساسية والتجارب العملية. كما يهتمون بتصميم العمليات الصناعية وتطويرها وإدارة المصانع بهدف تحويلٍ آمنٍ واقتصادي للمواد الكيميائية الخام إلى منتجات نافعة. الهندسة الكيميائية هي العلم الهندسي ذو القاعدة الأوسع بين علوم الهندسة كلها، ويؤدي هذا إلى أن تكون المؤسسات والشركات في سعي دائم لتوظيف مهندسين كيميائيين في المجالات التقنية المتنوعة وفي مواقع الإشراف في أنواع الصناعات المختلفة. وتصنَّف رواتب الخريجين الحديثين من المهندسين الكيميائيين مع الرواتب العليا التي يتقاضاها خريجو الجامعات الحديثون.

إن المجالات الصناعية التي يشرف عليها المهندسون الكيميائيون واسعة جداً، تعد أهمها الصناعات الكيميائية والنفطيه والبتروكيماويه . ،وتعتبر المملكة العربية السعودية مثلا من أكبر الدول في الإنتاج البتروكيميائي الذي يعتمد بشكل كبير على المهندسيين الكيميائيين.

كما إن الصناعات الغذائية والصيدلية، وهندسات الكيمياء الحيوية والطب الأحيائي هي مجالات تعتمد كثيراً على المهندسين الكيميائيين. ويضاف إلى ذلك التحكم بالتلوث والحد منه، وعلم التآكل البيئي والتحكم البيئي، وعلم الأتمتة وعلم الآلات وتطويرها، وعلم الفضاء والمواد النووية، وتقانة الحاسب ومعالجة البيانات.

تعنى الهندسة الكيمياوية بدراسة التصاميم الهندسية المتعلقة بالصناعات الكيمياوية المختلفة حيث ات التصميم الكيميائي يمثل هدف إنتاجي وتجاري وهو عبارة عن علم تجميع المعلومات للوصول إلى التصميم الامثل من خلال اختيار العملية الصناعية وظروفها والمواد الكيميائية المستخدمة فيها والأجهزة اللازمة لاتمام العملية الصناعية

وبسبب العدد الكبير للمواد الكيميائية التي يتم التعامل معها فإن التوجه للهندسة الكيميائية هو العمليات التي تتم على هذه المواد مثل: الطحن للمواد الصلبة أو الخلط ورغم تطور عدد كبير من العمليات الا أن المكانة الأولى لا زالت لعملية التقطير ولعمليات أخرى مثل البلورة والترشيح والتذويب والاستخلاص، وفي أي عملية يكون اهتمام المهندس الكيميائي بالعملية منطلقا من أربع مبادئ أساسية :

1. قانون حفظ المادة : موازنة كمية المواد الداخلة إلى الوحدة والخارجة منها والمتراكمة في الوحدة والمتحولة أثناء التفاعل
2. قانون حفظ الطاقة : موازنة الطاقة المستهلكة في الوحدة والناتجة عنها
3. قانون الاتزان الكيميائي
4. مبدأ التفاعلات الكيمائية

إضافة إلى مسؤولية المهندس الكيميائي في تنظيم ترتيب وتتابع الوحدات بشكل صحيح وحساب الجدوى الاقتصادية لكامل العمليات الداخلة في الإنتاج.

أهم المساقات الدراسية للهندسة الكيميائية :ميكانيكا الموائع, حركية التفاعلات الكيميائية, الديناميكيه الحراريه ،هندسة التفاعلات الكيمائية, انتقال المادة, انتقال الحرارة, عمليات المواد الصلبة, هندسة التحكم, هندسة التآكل, هندسة البيئه ومعالجة المياة , هندسة البترول والبتروكيماويات, هندسة الكيماء الحيوية, تقنية النانو (المواد متناهية الصغر),تصميم مصانع, تصميم المعدات، صناعات متفرقة, الكيمياء العامة والعضوية والتحليلية والفيزياء العامة والرياضيات والمعادلات التفاضلية.

الانجازات حققتها الهندسة الكيميائية:

1-فصل النظائر:علم الاحياء ، الطب ، المعادن و مولدات الطاقة تطورت بشكل واضح من ناحية فصل النظائر.ساعد مهندسو الكيمياء في فصل النظائر لاستخدامها لمولدات الطاقة النووية و لاغراض طبيه.

2-البلاستيك:في القرن التاسع عشر حدث تطور هائل في علم كيمياء البوليمرات polymers chemistry و صناعة البلاستيك و هذا ما تطلب وجود مهندسين كيميائين خلاال القرن العشرين لعمل منتجات تجارية و اقتصاديه بنفس الوقت من الصناعات البلاستيكية المختلفة التي تستعمل في عزل الكهرباء و في الساعات و مفبابض الطبخ و بعضا من الاكسسورات و غيرها .هل تستطيع ان تتجاهل اهمية البلاستيك في حياتك اليومية؟اذا كانت الاجابة بلا فهذا يعني انك لا تستطيع العيش بدون المهندس الكيميائي.

3-المفاعلات البشرية:لاحظ مهندسو الكيمياء ان جسم الانسان عبارة عن وحدات صغرة تؤدي وظائف مححدة من مثل heat exchanger و نعني به الجلد و المنقيات و نعني بها رموش العين و المضخات و نعني بها القلب و الاغشية و نعني بها الكلية و المفاعلات الكيميائية و نعني بها نظام الهضم.هذه المعلومات البسيطة ساعدت هؤلاء المهندين مع استشارة الاطباء لكي يبنوا و يركبوا مركبات اصطناعية ( مخلقه ).المركبات العضوية الاصطناعيه هي منتجات نتجت بواسطة مهندس الكيمياء.

4-العقاقير الطبية:استطاع مهندسو الكيمياء ان ياخوا كميات صغيره من المضادات الحيوية التي طورت بواسطة الاحيائيت و زادوا انتجاها الطبيعي آلاف المرات.السعر الرخيص و الحجم الهائل من هذه العقاقير نعزي وجودهم لوجود مهندسين كيميائين.

5-الانسجة الاصطناعية:من البطكانيات للملابس وصولا الا الاسرة و الوسائد الالياف الاصطناعية ساعدت في تقليل اعتمادنا على المصادر الطبيعية من قطن و صوف.صناعة هذه الانسجة الليفية الاصطناعية هي صناعة هندسية كيميائية.

6-فصل الهواء:عندما يبرد الهواء لدرجات حرارة منخفضة سيتحول الى سائل و من ثم يستطيع مهندسو الكيمياء ان يفصلوا النيتروجين.النيتروجين المنقى يستعمل لتبريد الطعام و لانتاج اشباه الموصلات و لانقاذ حياة المرضى في المستشفيات.غن عملية انتاج النيتروجين و الاكسجين النقي من الهواء ما هي الا عملية هندسية كيميائية.

7-البيئة:أجاب مهندسو الكيمياء اجابات اقتصاديه بخصوص تنظيف القمامه و حمايه البيئة من التلوث.سيحمي مهندسو الكيمياء البيئة في المستقبل

8-الطعام:تحتاج النباتات لكمية هائلة من النيتروجين ، البوتاسيوم و الفسفور لتنمو بوفره.السماد الكيميائي يمكنه ان يساعد لتزويد هذا الغذاء للمحاصيل.من صنع هذه الاسمدة الكيميائية هم مهندسو الكيمياء.و بالاضافة الى هذا فان المعلبات و الاطعمة المثلجة يمكن ان نعزي سبب وجودها الى مهندس الكيمياء.

9-البرتوكيماويات:ساعد مهندو الكيمياء في عمليه تطوير التكسير الحراري الحفزي catalytic cracking ليحول الزيت الخام الى اجزاء ابسط.هذه الاجزاء تفصل فيما بعد و يعاد تركيبها لتشكل منتجات لها فائدتها من مثل الجازولين و الزيوت و البلاستيك و الالياف الصناعيه .
لا يوجد هناك ادنى شك ان للهندسة الكيميائية دور في صناعات النفط و البتروكيماويات.بدون هؤلاء المهندسين لا يوجد كفاءة في استخدام البترول.

10-المطاط الصناعي:يعلب معندسو الكيمياء دور بارز في تطور صناعة المطاط الصناعي اليوم.

لكي يكون الطالب مهندسا كيميائيا ناجحاً يجب أن تتوفر فيه بعض المواصفات الرئيسية منها:

أن يكون محبا للرياضيات و الكيمياء و الفيزياء.

أن تكون لديه القابلية لدراسة ظواهر الانتقال و الديناميكا الحرارية للمواد.

أن تكون له القدرة على إجادة العمليات الرياضية الطويلة.

له القدرة على العمل لساعات طويلة.

الدقة و التفكير المنطقي و سرعة البديهة.

مجالات العمل

1. مشرف على الإنتاج و زيادته و كما يجد الوسائل لتقليل تكاليف الإنتاج.

2. المجال البيئي و يقوم بالتحقق من الضرر البيئي و إيجاد الوسائل للحد من انتشار التلوث و تقليله.

3. مهندس تحكم في مختلف المصانع و يساعد على إيجاد حلول لمشاكل الإنتاج.

4. مهندس في محطات البترول و الغاز.

5. يعمل على التخطيط و تصميم المصانع.

6. محطات تحلية المياه ومعالجته.

7. وظائف إدارية

الفرق بين المهندس الكيميائي والكيميائي

(هذا الشرح منقول عن المهندس عزيز ابوخلف من كلية الهندسة الكيميائي بجامعة الملك سعود)

الهندسة عموما تعني التصميم ، واي مهندس في الدنيا لا بد ان يتخرج وهو على علم بالتصميم في مجاله .

وعليه فالمهندس الكيميائي مهمته الاصلية هي التصميم اي تصميم المصانع الكيميائية . هذا بالاضافة طبعا الى تشغيلها واجراء البحوث وغير ذلك من المهمات الاخرى .

فهنا الفرق الجوهري اذن ، وهو ان المهندس الكيميائي وظيفته الاساسية تصميم المصانع . اما الكيميائي فانه يمكنه كذلك تشغيل المصانع مثل المهندس الكيميائي ، بل ويمكنه انتاج المواد الكيميائية بشكل افضل من المهندس ، لكن الفرق هو التصميم وبناء المصانع والانتاج الكبير

سوف ازيد الامر توضيحا فاقول : الكيميائي يعلم خبايا التفاعلات الكيميائية لانه يمكنه اجراء البحوث والدراسات في المعمل والحصول على النتائج المتعلقة بالتفاعل من حيث النواتج وطبيعتها الكيميائية ، وكذلك تحديد رتبة التفاعل وثابت التفاعل وغير ذلك من الامور المتعلقة بذلك .

وهنا لا بد لنا من وقفة . اين فعل الكيميائي كل هذا؟ اليس المفروض ان ذلك يجري في مفاعل كيميائي؟

نعم ، هذا صحيح . والمفاعل الذي يستخدمه الكيميائي قد يكون دورقا عاديا ، او جهازا مطورا من الزجاج او حتى من احد المعادن . ولنقل انه يريد انتاج الصابون العادي . فماذا يفعل؟ يحتاج الى حسبة بسيطة يتمكن من خلالها معرفة كمية زيت الزيتون مثلا وكمية الصودا الكاوية ثم يضيفها الى بعضها ثم يسخن مع التقليب الهادئ ثم يفصل المواد بعد حصول التفاعل باضافة شيء من الملح يعمل على تسهيل عملية الفصل . ويمكن لاي واحد منكم ان ينجز هذه العملية لكن مع معرفة التفاصيل بالضبط ويمكن فيما بعد كتابة شيء من التفصيل عن ذلك لمن يرغب فيه .

الآن لو اردنا ان ننتج كميات كبيرة من الصابون فهل يكفي جهاز الكيميائي هذا؟ بالطبع لا ... هنا دورك ايها المهندس الكيميائي البطل ! تحتاج الى تحديد موقع المصنع وعمل المخطط مع المهندسين المدنيين والمعماريين ثم دراسة التمديدات اللازمة ، ثم يبدأ ينحصر الامر بك في تصميم العمليات والاجهزة اللازمة للتفاعلات وعمليات الفصل والانتاج وهكذا .

وهذا بالطبع امر ليس باليسير فهناك مواد في تخصص الهندسة الكيميائية تحت مسمى تصميم المصانع والعمليات الكيميائية يدرسها طلبة الهندسة الكيميائية ولا يدرسها طلبة الكيمياء . وهذا المقرر يمكنك من عمل مخطط شامل لمصنع ما .

************

----------
مصدر الموضوع

https://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%87%...A6%D9%8A%D8%A9

https://www.tkne.net/vb/t5831.html

جمعيات متخصصه
https://portal.acs.org/portal/acs/corg/content
https://www.aiche.org/

[libyan-ame]

تحياتي أخي

أعتقد إن هذا الموضوع لا يهم هندسة صيانة الطائرات