مفهوم وتطبيقات الهندسة الكيميائية

نظرة عامة على الهندسة الكيميائية

تُعرف الهندسة الكيميائية (بالإنجليزية: Chemical Engineering) بأنها فرع هندسي يتعامل مع تصميم وإنشاء وتشغيل الآلات والعمليات المستخدمة في حل المشكلات العملية أو تصنيع المنتجات المفيدة من خلال التفاعلات الكيميائية. يمكن اعتبارها تطبيقًا عمليًا للكيمياء في الصناعة.

للهندسة الكيميائية تأثير كبير على التقنيات الحديثة. يقوم المهندسون الكيميائيون بتطوير وتصميم عمليات إنتاج المواد وتحويلها، بدءًا من التجارب المعملية وصولًا إلى التطبيقات التكنولوجية الواسعة. هناك طلب كبير على المهندسين الكيميائيين نظرًا لاعتماد معظم الصناعات على معالجة المواد الكيميائية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للمهندسين الكيميائيين العمل في مجالات متنوعة مثل الطاقة والنفط والتكنولوجيا الحيوية والأدوية والإلكترونيات والهندسة البيئية.

تعود جذور الهندسة الكيميائية إلى عمليات التخمير والتبخير القديمة. تطورت الهندسة الكيميائية كنظام مستقل في النصف الثاني من القرن التاسع عشر مع تطور عمليات التصنيع الكيميائية، مركزة على حل مشكلات تصميم وتشغيل المصانع الكبيرة لضمان استمرار الإنتاج.

البرامج الدراسية في الهندسة الكيميائية

يتعلم المهندسون الكيميائيون مجموعة واسعة من المواد التي تجمع بين المبادئ الهندسية والعلمية. تشمل المواد الأساسية التي تشكل أساس التعليم الهندسي العلوم الكيميائية والفيزيائية والبيولوجية. تشمل بعض أهم هذه المواد ما يلي:

• الرياضيات التطبيقية (بالإنجليزية: applied mathematics).
• توازن المواد والطاقة (بالإنجليزية: material and energy balances).
• الديناميكا الحرارية (بالإنجليزية: thermodynamics).
• ميكانيكا الموائع (بالإنجليزية: fluid mechanics).
• انتقال الطاقة والكتلة (بالإنجليزية: energy and mass transfer).
• تقنيات الفصل (بالإنجليزية: separations technologies).
• تقنيات حركة التفاعل الكيميائي وتصميم المفاعلات (بالإنجليزية: chemical reaction kinetics and reactor design).
• تصميم العمليات (بالإنجليزية: process design).

نطاقات العمل المتاحة للمهندسين الكيميائيين

يمكن للمهندس الكيميائي العمل في مجموعة متنوعة من المجالات، بما في ذلك:

• العمليات الحيوية (بالإنجليزية: Bio-processes): في الصناعات الدوائية والأطعمة والمشروبات.
• العمليات الكيميائية (بالإنجليزية: Chemical processes): في صناعة الأسمدة والمبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب والصودا الكاوية والزجاج والمواد الكيميائية المتخصصة.
• عمليات الاحتراق (بالإنجليزية: Combustion): في الأفران الصناعية الكبيرة التي تنتج المواد الصلبة أو تولد الطاقة من الفحم أو الغاز الطبيعي أو إعادة تدوير النفايات لاستخراج الطاقة.
• البيئة (بالإنجليزية: Environmental): في معالجة النفايات والمياه وتطبيق اللوائح البيئية لإعادة تدوير المواد بدلاً من التخلص منها.
• المعادن (بالإنجليزية: Minerals): في صناعات المعادن الأساسية مثل الألومنيوم والنحاس والرصاص والذهب.
• البتروكيماويات (بالإنجليزية: Petrochemicals): في تحويل النفط والغاز إلى بلاستيك ومطاط صناعي ومواد أخرى.
• التحكم في العمليات (بالإنجليزية: Process control): في أنظمة القياس التي تزيد من كفاءة وأمن عمليات التصنيع.
• البترول (بالإنجليزية: Petroleum): في إنتاج النفط والغاز الطبيعي وغاز البترول من الحقول البرية والبحرية.

المهام الوظيفية النموذجية لخريجي الهندسة الكيميائية

تشمل الأنشطة التي يمكن للمهندس الكيميائي العمل بها ما يلي:

• تصميم وتطوير العمليات والمعدات الكيميائية.
• تطوير ومراقبة العمليات الصناعية.
• تشغيل المصانع وإدارتها.
• إجراء الأبحاث الأساسية والتطبيقية على نطاق واسع، من المستوى الجزيئي إلى النطاق الصناعي الكامل.
• الإدارة البيئية، ومراقبة البيئة، ومكافحة التلوث.

نظرة عامة على رواتب المهندسين الكيميائيين

الحد الأدنى من المؤهلات المطلوبة لتصبح مهندسًا كيميائيًا هو درجة البكالوريوس في الهندسة الكيميائية. قد يطلب أصحاب العمل من المهندسين الحصول على شهادة حكومية كمهندس محترف (PE) للعمل معهم. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب المناصب الإدارية عادةً درجة الماجستير. التطورات التكنولوجية المستمرة تتطلب أيضًا تعليمًا وتدريبًا مستمرين. فيما يتعلق بالرواتب، يمكن توقع ما يلي:

• مهندس كيميائي حديث التخرج: من 53,493 دولارًا إلى 82,127 دولارًا.
• مهندس كيميائي متوسط ​​الخبرة (15 عامًا) + درجة الماجستير: من 72,520 دولارًا إلى 113,348 دولارًا.
• مهندس كيميائي ذو خبرة تزيد عن 15 عامًا أو حاصل على درجة الماجستير أو الدكتوراه: من 97,687 دولارًا إلى 144,016 دولارًا.

المراجع

1. Anne Helmenstine (24-12-2018),” What Is Chemical Engineering? “،/www.thoughtco.com, Retrieved 18-5-2019. Edited.
2. ” What is Chemical Engineering?”,cheme.stanford.edu, Retrieved 18-5-2019. Edited.
3. ” Chemical engineering”,/www.britannica.com, Retrieved 18-5-2019. Edited.
4. “CHEMICAL ENGINEERING CAREER PATHWAYS”,eng.unimelb.edu, Retrieved 21-7-2022. Edited.
5. “Job options”,prospects.ac, Retrieved 21-7-2022. Edited.
6. Jim Lucas (3-10-2014),”What Is Chemical Engineering?”،www.livescience.com, Retrieved 18-5-2019. Edited.