Ingeniaritza kimiko

Ingeniaritza kimikoak zientzia fisikoak (fisika eta kimika) eta natur zientziak (biologia, mikrobiologia, biokimika eta ingurugiro zientziak) matematika eta ekonomiarekin erlazionatzen ditu, lehengaiak erabilgarriagoak diren edo balio ekonomiko handiagoa duten produktu bihurtzeko. Gaur egun, material erabilgarriak lortzeaz gain, teknika eta prozesu berrien diseinuan ere lan egiten da, nanoteknologia edo bioingeniaritzan esaterako.

Eskala handiko eraldaketa kimiko edo biologikoak dituen edozein prozesuren diseinu, optimizazio, garapen eta mantentzea da ingeniaritza kimikoaren lan esparrua. Gainera, prozesu horien fabrikazioa langileentzat era seguruan, ingurugiroa errespetatuz eta kutsadura mota ezberdinak minimizatuz egitea du helburu. Normalean, azken lan hauetara emana dagoen pertsonari Prozesu Ingeniaria deritzo.

Aplikazioak

Ingeniaritza kimikoa produktu mota ugariren ekoizpenean erabiltzen da. Izan ere, industria kimikoak hedadura zabala du, hala nola, produktu industrial organiko (pneumatikoak) eta ez-organikoak (beira), material zeramikoak, erregaiak (biodiesela), petrolioaren kimikako produktuak (plastikoak), ongarriak, lehergailuak, xaboiak eta botikak bezalako produktuen ekoizpenean eragiten baitu zuzenean.

Horregatik, eguneroko bizitzan erabiltzen diren produktuetako asko Ingeniari kimiko baten zaintzapean ekoitziak izan direla baiezta daiteke.

Ikuspegi orokorra

Lehengaia lantegian sartzen den momentutik eta azken produktua saltokietara bidaltzen den arteko bide guztiari prozesu deritzo, zeinetan zehar eraldaketa kimiko zein fisikoak gerta daitezken. Ingeniari kimikoek prozesu horiekin lan egiten dute, berauek definitzen dituzten aldagaiak aurkitu, zehaztu, eta kontrolatuz. Hau, gainera, ahalik eta era ekonomikoenean egitea bilatzen da, eta horregatik prozesuaren etapa guztiak kontutan hartzen dira bai planifikatzerako orduan, bai prozesua bera kontrolatzeko orduan. Ingeniari kimikoak, beraz, prozesuaren aldagaien momentu bakoitzeko balio egokienak bilatuz prozesuaren optimizazioa egiten du. Etapa jakin bateko tenperatura eta presioa aldatzeak, esaterako, prozesu bat ezinezkoa izatetik ikuspegi ekonomiko batetik interesgarria izatera alda dezake.

Baina badira tenperatura eta presioaz gain beste hainbat aldagai, prozesu bakoitzeko etapa bakoitzean ezberdinak direnak, etapa motaren, oinarrizko eragiketaren, eta materialen arabera. Hauen adibide batzuk katalizatzaileak, birzirkulazioa, integrazio energetikoa edo faseen arteko kontaktu mota dira.

Ingeniaritza kimikoan erabiltzen diren prozesuen atal edo etapei Oinarrizko Eragiketa deritze, hala nola, distilazioa, absortzioa edo lehortzea. Oinarrizko eragiketa hauek materia, energia eta momentu transferentzia eta erreakzio kimikoen arteko konbinazioak dira, zeinak sintesi edo banantze kimikoa egiteko era ezberdinetan konbinatzen baitira.

Oinarri teorikoa

Ingeniaritza kimikoak 3 lege fisiko nagusi erabiltzen ditu prozesuen diseinuan: materiaren kontserbazioa, energiaren kontserbazioa eta momentuaren kontserbazioa. Prozesuan zehar materiak eta energiak duten bilakaera ikertzeko materia balantzeak eta energia balantzeak egiten dira, prozesu osoari edo bere atal jakin bati aplika daitezkeenak. Materia eta energia balantze hauek erabiltzeko orduan termodinamika, erreakzioen zinetika, jariakinen mekanika, eta garraio fenomenoen inguruko jakintza erabiltzen da.

Gaur egun, balantze hauek egiteko Prozesu simulatzaileak (ASPEN, HYSIS, PRO/II) erabiltzen dira, zeinak software eredu konplexuak baitira, materia eta energia balantzeak askatzeko tresnak dituztenak Oinarrizko Eragiketa bakoitzarentzat.

Diseinua

Distilazio zutabeak

Ingeniari kimikoek Oinarrizko Eragiketak egiteko ekipoak, prozesuak eta planta osoak diseinatzen dituzte:

• Hodi eta ponpen diseinu eta espezifikazioak

• Erreaktore kimikoak

1. Nahaste perfektuko erreaktoreak
2. Pistoi fluxuko erreaktoreak
3. Erreaktore katalitikoak

• Banantze prozesuak

1. Distilazioa
2. Absortzioa
3. Adsortzioa
4. Erauzketa
5. Iragazpena
6. Lurrunketa
7. Lehortzea
8. Alderantzizko osmosia

• Prozesu sistemen Ingeniaritza

1. Prozesuen kontrola
2. Prozesuen instrumentazioa

Prozesuen diseinua hainbat fasetan bereizten da. Lehenik eta behin prozesuaren nondik norakoak eta helburuak finkatzen dira, hau da, zein lehengaietatik hasita zein produktu lortu nahi den. Ondoren, hori posible izateko beharrezko erreakzio kimikoak aurkitu eta fluxu diagrama bat egiten da, zeinetan erreaktibo eta produktu guztien nondik norakoez gain, oinarrizko eragiketak ere adierazten diren. Oinarrizko Ingeniaritza egiten da orduan, kostu, toki eta ingurugiroaren baldintzak betetzen diren eta prozesuaren bideragarritasuna ikertzeko.

Ondorengo pausoetan prozesuko ekipo guztien espezifikazioak egiten dira zehaztasun handiagoa erabiliz, kostuen analisi sakona eta proiektuaren planifikazioarekin batera. Honi Xehetasun Ingeniaritza deritzo. Proiektua aurrera eraman ondoren, bere martxan jartzea, probatzea eta mantentzea ere egiten dira, baita prozesuaren hobetze lan jarraituak ere, prozesuaren bizitza osoan zehar. Amaitzeko prozesuaren gelditzea eta tokiaren garbitzea ere diseinuaren alorrean aurkitzen dira.

Ingeniaritza kimikoa gaur egun

Gaur egun Ingeniaritza Kimikoa Prozesu Ingeniaritza baino askoz gehiago ere bada. Izan ere, Ingeniari Kimiko asko produktu eta teknika berrien garapenean edo produktu klasikoen fintzean ari dira lanean. Produktu eta material hauek aplikazioak dituzte hainbat industria ezberdinetan, hala nola aeroespaziala, lurreko ibilgailuena, biomedikuntza, botikena, elektronikoa, ingurugiroa edo militarra.

Hauen hainbat adibide tenperatura aldaketa bortitzak ondo jasaten dituzten material arinak, ibilgailuetako konposatuak (karbonozko zuntzak) edo material biobateragarriak izan daitezke. Esan daiteke Ingeniaritza Kimikoak industria ezberdin askotan emaitzak ziurtatu ditzakeela, kimika, fisika eta matematikaren kontzeptuak erabiliz ideiak sortu, garatu eta eskala handian ekoizteko.

Arloak

Ingeniaritza kimikoa hainbat arlo edo espezialitate txikiagotan bereiz daiteke, esaterako:

• Prozesu Ingeniaritza
• Kontrol eta instrumentazio Ingeniaritza
• Bioingeniaritza
• Materialen zientzia

Kanpo estekak

• Datuak: Q83588
• Multimedia: Chemical engineering / Q83588