Tačno je da je hemijski inženjer
povezan sa hemijom,ali on čini mnogo više sa ovim znanjem nego da prosto proizvodi hemijske
proizvode.On nije ni hemičar, jer hemičar nije inženjer.
Mada studenti hemijskog inženjerstva,
između ostalog, proučavaju i proticanje fluida
kroz cjevovode oni ne postaju visokoobrazovani
vodoinstalateri.
Pa dobro, šta je onda hemijski inženjer
?
Da bi pravilno odgovorili na ovo
pitanje potrebno je da razlikujemo pojmove: nauka,
tehnologija i inženjerstvo.
Nauka ispituje svijet koji nas okružuje i
stvara teorije koje ga opisuju, pri tome
koristeći fundamentalne pojmove kao što su gravitacija, hemijska veza, elektromagnetizam itd. i
pokušava da odgovori na pitanja „zašto”.
Tehnologija se posmatra kao praktična realizacija nauke u cilju dobijanja nekog
proizvoda,
koristi mjerljive veličine kao što su
pritisak, temperatura, protok fluida itd. i
odgovara na
pitanja „kako”.
Inženjerstvo
Inženjerska profesija koristi prirodne nauke i praktična (inženjerska) znanja
radi rešavanja tehničkih problema na siguran i ekonomičan način u cilju razvoja i korišćenja
tehnologije.
Uobičajeno je da se kao kao četiri glavne smatraju: građevinsko, mašinsko, elektro i hemijsko inženjerstvo. Jedino hemijsko koristi hemiju, kao u rešavanju širokog spektra
problema u sklopu i
Drugim riječima, hemijski inženjer na kreativan način rješava mnogobojne
probleme pri osvajanju proizvodnje nekog
hemijskog proizvoda . U praksi industrijski razvijenih zemalja se pokazalo da te
probleme nije u stanju da na adekvatan način reši
tim hemičara (laboratorija) i mašinskog inženjera (projektovanje procesa). Spoj nauke i
tehnologije čini hemijskog inženjera „univerzalnim inženjerom” a ne specijalizovanu
profesiju (vezanu za hemiju), kako bi se na
osnovu imena dalo zaključiti.
Hemijski inženjer uočava i proučava nove i postojeće proizvode, hemijske reakcije i projektovanje
procesa.Tako, bilo koji proces proizvodnje
hemijskog proizvoda se može raščlaniti na niz međusobno
povezanih.
Primjeri jediničnih tehnoloških
operacija su:
transport fluida i čvrstih materijala
procesi razdvajanja supstanci iz smješe
(filtracija, destilacija, apsorpcija,
adsorpcija)
hemijske reakcije u reaktorima itd.
•
•
•
Zato student hemijskog inženjerstva
proučava fenomene transporta (količina kretanja,
masa
i energija) termodinamiku (energetska
efikasnost) i hemijsku kinetiku i katalizu (brzine
odvijanja
hemijskih reakcija) da bi, kao budući
inženjer, mogao da unapređuje i razvija hemijsko-
tehnološke procese.
Pa šta onda ovaj „univerzalni inženjer”radi?
Hemijski inženjer se bavi nizom aktivnosti kojim se materija fizičko-hemijskim procesima od sirovina transformiše u proizvod
Okruženi smo raznovrsnim hemijskim proizvodima, te je ova profesija vrlo široko zastupljena.
Hemijski inženjer projektuje, testira,
vodi, kontroliše, optimizuje, bavi se
uticajem tehnološkog procesa na okolinu itd.
Hemijski inženjer intenzivno koristi računare jer se većina hemijsko-tehnoloških
procesa
mogu opisati matematičkim jednačinama.
Gde može da radi hemijski inženjer?
Gde god hoćete! Hemijski inženjer može
da radi u najrazličitijim proizvodnim
pogonima i
razvojnim centrima u prehrambenoj,
farmaceutskoj, naftno-petrohemijskoj, hemijskoj
industriji,
metalurgiji,
industriji građevinskih materijala i dr.
Zašto hemijsko inženjerstvo?
Na Imperial College – London departmanu za Hemijsko inženjerstvo i Hemijsku tehnologiju se na pocetku studija studentima prve godine prezentuje izmišljeni sastanak strucnjaka u jednoj hemijskoj fabrici. Ovo je slobodan prevod tog teksta (doraden sa malo improvizacija). Originalan tekst se može naci na internet stranici http://www3.imperial.ac.uk/ Prisutni na sastanku G-din T.Ender – predsjedavajuci G-din A.Tom – industrijski hemicar G-dica N.Avrtka – procesni inženjer G-din E.Vro – poslovni menadžer G-da E.Kologija – ekološki inženjer
G-din T.Ender (predstavnik inostrane kompanije Apex koja je kupila doticno postrojenje zbog nerentabilnog poslovanja – postrojenje se inace nalazi u zemlji opterecenoj tzv. tranzicijom. Inace, sastanak se odvija na engleskom jeziku - ovo je poprilicno slobodan prevod)
Dame i Gospodo. Hvala vam što ste prisutni ovom važnom sastanku, na kome cemo donijeti veoma važnu odluku o buducnosti ovog postrojenja. Kao što sam vas e-mailom obavijestio, moramo u kratkom roku da donesemo odluku da li da odustanemo od naše tradicionalne tehnologije proizvodnje sircetne kiseline u korist novog procesa koji je nedavno razvijen u našoj laboratoriji. Od svih naših postrojenja u svieetu, izabrali smo baš vašu fabriku za primjenu nove tehnologije. Ipak, pored svega, medu našim zaposlenim "ekspertima” u Apex-u postoje razlike u mišljenjima povodom toga, te sam mislio da bi bilo korisno da cujem neka vaša videnja ove problematike. Dajem rec G-dinu A.Tomu, šefu naše glavne laboratorije Apex-a. (Pocinje raprava u kome svaki "ekspert” upada drugom u rec) G-din A.Tom (drži bocicu neke tecnosti boje izmedu jarko ljubicaste i šokantno zelene, koja malo isparava i usput malo i smrduca) Hvala G-dine T.Enderu. Pokušacu da budem kratak. Dame i Gospodo. Vi ste svi svjesni da vaš sadašnji proces proizvodnje sircetne kiseline ima nekoliko ozbiljnih nedostataka (pokazuje neke grafike i objašnjava) što prouzrokuje nerentabilnost ovog postrojenja. Vi kao sirovinu koristite frakciju nafte, smjesu ugljovodonika, i u smesi sa vazduhom je uvodite u hemijski reaktor radne temperature 1700C i radnog pritiska 30bar. Koristeci naš ranije razvijeni katalizator, koji inace koristite u sadašnjem procesu, na izlazu dobijamo pored željenog produkta - sircetne kiseline - smesu raznih nusprodukata kao što su razne druge kiseline pocev od mravlje, propionske, buterne kiseline i neke lakše produkte (voda i formaldehid uglavnom). Ovaj produkt na izlazu se uvodi u seriju od 4 separacione kolone koji na kraju daje željeni proizvod (sircetnu kiselinu) i veci broj sporednih proizvoda. Novi platina/rodijum stabilisani katalizator (pokazuje bocicu), koje su moje kolege usavršile u laboratoriji ima zapanjujuce performanse tj. pomocu njega možemo dobiti skoro cistu sircetnu kiselinu direktnom reakcijom metanola i ugljenmonoksida na slicnim uslovima (200°C i 50bar). I sa zadovoljstvom mogu da vam kažem da je brzina reakcije mnogo veca nego sa starim katalizatorom!. Vec smo u laboratoriji proizveli nekoliko stotina grama pomocu ovog katalizatora. Imamo još par stvari da razbistrimo, ali je evidentno da prakticno nema sporednih proizvoda i potrebna nam je samo jedna separaciona kolona za dobijanje sircetne kiseline željene cistoce. Mišljenja sam da možemo vaše postrojenje da modifikujemo i koristimo novi katalizator. Tako možemo da ukinemo medukorake i povecamo efikasnost pored... G-da N.Avrtka (iskljucuje mobilni telefon i nervozno prekida G-dina A.Tomica i izbacuje pitanje za pitanjem i komentare za komentarom - malo konfuzno mora se priznati) Nemam vremena da slušam ovo jer me drndaju iz kontrolne sobe i moracu da vas napustim i odem da rješavam probleme u procesu, ali samo ovo da kažem. Možda cu zbog ovoga da popijem otkaz, ali nema veze. Šta sam od hemicara drugo mogla da ocekujem!. Imaš li ti pojma o cemu pricaš? Nemaš ti blage veze o procesima! Ti misliš da ako si dobio nekoliko grama sirceta u blablatoriji, da ce sve to da radi na isti nacin ako treba da proizvedemo 100 tona na dan?. Da mienjamo postojeci proces? Nema šanse!. Odakle ti samo ta ideja? Jesi li ti uopšte konsultovao projektanta ovog procesa ili izveo neku simulaciju buduceg procesa? Kakvi slicni uslovi? Jesi li razmišljao o energetskim zahtjevima za ovakvu proizvodnju ili si se sa nekim konsultovao? Naravno da nisi. Da li treba hladjenja, zagrijevanja ili i jedno i drugo? Pretpostavljam da prvo treba da zagrejemo smesu a onda žestoko da je hladimo u toku reakcije, a i kasnije. Znaš, brzina reakcije je bitna za vas hemicare ali iz ugla realnih radnih uslova ovo unosi žešce probleme u vodenju i kontroli procesa. Ima još stvari na koje nisi ni pomislio. Kako cemo, na primjer, ostvariti kontakt reaktanata sa katalizatorom. Ako je to u reaktoru sa mešalicom, kako cemo to izvesti jer mi taj tvoj uzorak djeluje viskozno! Vec godinama radim u ovom postrojenju i niko nece da me ozbiljno sasluša u vezi konkretnih izmena u procesu što bi ga ucinilo rentabilnijim. Nadam se da cete vi, kao novi vlasnici, imati malo više sluha za to. Samo još jedno da ti kažem, što se tice tvog platina/rodijum katalizatora... G-din E.Vro (prekida rad na laptopu i u svom uobicajenom smirenom, kurtoaznom tonu prekida G-dicu N.Avrtku) Izvinite što vas prekidam G-dice N.Avrtka (morao je kraj recenice malo da naglasi jer je G-dice N.Avrtka vec bila na izlaznim vratima objašnjavajuci nešto u mobilni telefon) . Da,da...”platina”, "rodijum” su reci koje volim da cujem i izazivaju osmeh na mom licu. Sada, kada bi tu dodali malo zlata, imali bi ste stvarno interesantan katalizator. Mogli bi smo da zaboravimo ovu frku oko sirceta i da otvorimo juvelirnicu i da zgrnemo dobre pare. Šalu na stranu, treba imati u vidu da je tržište plemenitih metala dosta fluktuentno ovih dana, uzimajuci nestabilnu politicku situaciju u zemljama glavnim proizvodacima ovih metala. Još nešto bitnije. Uzmimo prostu ekonomsku racunicu (pokazuje dijagrame): profit = prihodi - troškovi. Pored toga, da li vam se isplati ulagati kapital za novu fabriku uzimajuci u obzir operativne troškove tekuce proizvodnje. Medutim, vaš kapital je u pitanju pa je na vama da odlucite... (zvoni mobilni telefon). Izvinjavam se, ocekujem važan poziv. Da?. Oh, daaa...(veoma blago i tiho da ga ostali ne cuju). Molim vas prodajte mojih 1000 akcija u Apex-u jer sam nešto nacuo da hoce da grade neku fabriku koja ce ih utamaniti. Ovo je samo trac, prema tome nikom ni reci molim vas. (prekida razgovor). Gde sam ono stao? Ah, da. Što se tice cijene... G-da E.Kologija (prilicno potreseno i pomalo ocajno) Cijene, Cijene, Cijene!!!. Ništa vas drugo ne interesuje osim para?. Zar do sada niste skontali da su kljucni faktori odlucivanja ekološki efekti ova dva procesa koja se razmatraju? Da li ikad pomislite o održivom razvoju? Da li ikad pomislite o svetu u kome ce vaša djeca i unuci za 50 godine da se bore za opstanak? Niko nije spomenuo relativne pokazatelje uticaja ovih procesa na okolinu. Da li stvarno želimo da se upustimo u proces koji koristi ugljen monoksid na visokim pritiscima i temperaturama kada nam je fabrika blizu gusto naseljene sredine? Da li ste razmatrali svu onu energiju koju treba uložiti u proces dobijanja sirovine (metanola i ugljen monoksida)?. Zar ne razmišljate o ogranicenim izvorima energije? S druge strane, to je energija je iz fosilnih goriva? Pitate se što je tako toplo danas, najtopliji dan u poslednjih 100 godina. Šta je sa emisijom gasova koji uzrokuju efekat staklene bašte? Zar mislite da se to vas ne tice? Ako mislite da eksperimentišete ovde kod nas, iako smo zemlja treceg sveta, a da to ne utice na vas tamo daleko – grdno se varate. Zapanjena sam, vec po ne znam koji put, vašim kratkorocnim razmišljanjima u stilu – posle mene, potop. Rasprava se nastavlja (ili prekida?)... Sada bi ste mogli da se zapitate ko od ovih profesija (industrijski hemicar, procesni inženjer, poslovni menadžer, ekološki inženjer) pojedinacno ima odlucujucu ulogu za ili protiv implementacije novog procesa. Možete da se poslužite i navedenom listom o tome cime se sve, izmedu ostalog, bave pojedine navedene profesije. Verujem da ne možete dati konacan odgovor. Naka polja delovanje pojedinih profesija kada se razmatra novo ili vodi postojece postrojenje Industrijski hemicar • Ravnotežna ogranicenja procesa kao funkcija temperature i pritiska • Brzina hemijske reakcije • Aktivnost i trajnost katalizatora • Uticaj necistoca na aktivnost katalizatora • Identifikacija sporednih proizvoda reakcije, itd. Procesni inženjer • Problemi, ako postoje, u korištenju raznih vrsta energije u procesu • Zahtjevi pri mešanju reaktanata u reaktoru • Kontrola i upravljanje reaktorima i ostalim uredajima • Raspoloživost eventualnih sirovina iz ostalih delova postrojenja • Separaciona strategija posle reaktora, na primer itd. Poslovni menažer • Kapitalni troškovi novog postrojenja • Odnos kapitalnih i operativnih troškova • Cijena katalizatora • Raspoloživost sirovina • Tržište finalnih proizvoda • Valorizacija nusproizvoda postojecih postrojenja itd. Ekološki inženjer • Bezbedonosni aspekti pri radu postrojenja • Odlaganje otpadnih supstanci • Ekološki aspekti i uticaj emisije na okolinu • Energetska efikasnost itd... Postavlja se pitanje:”Ko je od ovih eksperata hemijski inženjer”??? Odgovor: Svi oni zajedno. Cilj ovog teksta je da vas ubedi da uspešni hemijski inženjer mora da kombinuje znanja i veštine navedenih profesija u tekstu (i još mnogo drugih profesija). Nekada ce eksperti iz pojedinih profesija jednoglasno doci do nekih odluka razmatrajuci projektovanje novih i/ili vodenje postojecih procesa i postrojenja a nekada ce doci do nepomirljivih neslaganja (kao u ovom slucaju). Na primer, najaktivniji katalizator osmišljen od strane industrijskog hemicara nije najpogodniji u smislu razmjene toplote i toplote reakcije u konkretnom procesu; takode, troškovi maksimizovanja profita mogu biti (što je vrlo cest slucaj) u kontradikciji sa minimizacijom uticaja na covjekovu okolinu tj. ekološku opravdanost. Hemijski inženjer mora da kvantifikuje sve ove faktore u cilju donošenja racionalne odluke. To se odnosi na odluke u smislu projektovanja "najboljih” novih procesa i "najbolje” funkcionisanje aktuelnih postrojenja. U svakom slucaju, to zahteva sposobnost razumevanja i analize razlicitih faktora koji uticu na konkretni ili hipoteticki tehnološki proces. Mnogo vremena buducih hemijskih inženjera se posvecuje ovim faktorima u cilju njihovog osposobljavanja za kompetentne, profesionalne hemijske inženjere.
