วิศวกรรมกระบวนการเคมีคืออะไร?

วิศวกรรมกระบวนการทางเคมีเป็นแนวปฏิบัติในการศึกษาการออกแบบและ/หรือการวิเคราะห์วิธีการที่วัสดุที่ผลิตผ่านการควบคุมปฏิกิริยาทางเคมีวัสดุเช่นเบียร์, น้ำมันเบนซิน, สี, ผงซักฟอก, ยาและแก้วล้วนทำโดยใช้วิศวกรรมกระบวนการเคมีภายใต้เงื่อนไขที่ควบคุมเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูงและสอดคล้องกันวิธีการที่วัสดุเหล่านี้ทำประกอบด้วยหลายขั้นตอนแต่ละขั้นตอนเรียกว่ากระบวนการในแต่ละกระบวนการสารตั้งต้นรวมแยกกันแยกหรือเปลี่ยนเป็นรูปแบบผลิตภัณฑ์ผลลัพธ์ที่ต้องการและผลพลอยได้ที่อาจหรืออาจไม่มีประโยชน์วิศวกรกระบวนการทางเคมีจะต้องควบคุมเงื่อนไขของแต่ละขั้นตอนเพื่อ จำกัด ปฏิกิริยาที่ไม่ใช้ประโยชน์และส่งเสริมปฏิกิริยาที่ต้องการ

สิ่งอำนวยความสะดวกเช่นสิ่งอำนวยความสะดวกปิโตรเคมีโรงงานบำบัดน้ำเสียร้านเบเกอรี่เชิงพาณิชย์โรงไฟฟ้านิวเคลียร์และโรงงานยาสีฟันได้รับการออกแบบโดยทีมงานของวิศวกรกระบวนการทางเคมีคนเหล่านี้ใช้ทักษะที่ได้รับจากวิทยาลัยและหลักสูตรระดับบัณฑิตศึกษาในการถ่ายเทความร้อนการถ่ายโอนมวลการเปลี่ยนแปลงของของไหลการควบคุมกระบวนการวิศวกรรมปฏิกิริยาและเศรษฐศาสตร์วิศวกรรมและอื่น ๆ อีกมากมายเพื่อออกแบบโรงงานที่จะผลิตวัสดุที่สามารถขายได้ตามลำดับเพื่อให้ผลตอบแทนแก่นักลงทุนวิศวกรรมกระบวนการทางเคมีมีเป้าหมายในการออกแบบโรงงานที่ทำผลิตภัณฑ์ที่ดีรวมถึงผลกำไรที่ดี

โรงงานเคมีทุกแห่งได้รับการออกแบบเป็นรายบุคคลและเป็นการสร้างที่เป็นเอกลักษณ์แม้ว่ากระบวนการจะเป็นที่เข้าใจกันดีการเปลี่ยนแปลงในท้องถิ่นในสิ่งต่าง ๆ เช่นการจัดหาคุณภาพน้ำการปล่อยและค่าใช้จ่ายในการขนส่งสามารถมีผลต่อการออกแบบโรงงานที่สร้างขึ้นก่อนหน้านี้ในสถานที่อื่นขั้นตอนกระบวนการแต่ละขั้นตอนอาจเป็นที่รู้จักกันว่ามีองศาที่แตกต่างกันในการปรับขนาดกระบวนการจากระดับห้องปฏิบัติการหรือโรงงานนำร่องการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในความเข้มข้นหรืออุณหภูมิหรือพารามิเตอร์การทำงานอื่น ๆ ที่ไม่ได้สังเกตในระดับเล็ก ๆ อาจทำให้เกิดปฏิกิริยาที่ไม่คาดฝันและไม่พึงประสงค์ในระดับที่ใหญ่ขึ้น

โดยทั่วไปแล้ววิศวกรรมกระบวนการทางเคมีมีสองตัวเลือกสำหรับแต่ละขั้นตอนกระบวนการครั้งแรกคือการประมวลผลแบบแบทช์ในถังบางชนิดและที่สองคือการประมวลผลแบบปลั๊กแบบไหลซึ่งสารตั้งต้นไหลผ่านท่อที่มีลักษณะบางอย่างและทำปฏิกิริยาตามความยาวของเครื่องปฏิกรณ์แต่ละคนมีข้อดีและข้อเสียและกระบวนการส่วนใหญ่ใช้การรวมกันของทั้งสอง

ในระหว่างการศึกษาของพวกเขาวิศวกรเคมีได้สัมผัสกับปฏิกิริยาและกระบวนการมาตรฐานจำนวนมากโดยทั่วไปกระบวนการทางเคมีจะประกอบด้วยขั้นตอนการเตรียมการของสารตั้งต้นแต่ละตัวขั้นตอนปฏิกิริยาซึ่งอาจรวมถึงการแนะนำตัวเร่งปฏิกิริยาการรวมตัวกันของสารตั้งต้นหรือการเปลี่ยนแปลงในเงื่อนไขของสารตั้งต้น;ขั้นตอนการแยกและการทำให้บริสุทธิ์เพื่อสร้างวัสดุที่มีคุณภาพบางอย่างและในที่สุดการบำบัดและการปล่อยของเสียและพลังงานตามมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมวิศวกรรมกระบวนการทางชีวเคมีเป็นพิเศษล่าสุดของสาขานี้ซึ่งระบบชีวภาพที่มีชีวิต mdash;มักจะแบคทีเรีย mdash;ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์แม้ว่ากระบวนการนี้จะไม่ใช่เรื่องใหม่อย่างแน่นอนเนื่องจากโรงเบียร์และโรงงานชีสแสดงให้เห็น แต่ผลกำไรทางพันธุวิศวกรรมและจุลชีววิทยาได้สร้างช่องทางใหม่สำหรับวิศวกรกระบวนการเคมีที่จะติดตาม