İçeriğe atla

Kimya mühendisliği

Damıtma kolonları

Kimya mühendisliği, kimya, matematik, fizik, biyoloji, mikrobiyoloji, biyokimya,ve ekonomi bilimlerini, ham maddelerin ya da kimyasalların daha kullanışlı ve değerli biçimlere dönüştürüldüğü proseslere uygulayan mühendislik dalıdır. Kimya mühendislerinin çalışma alanı nanoteknolojinin ve nanomalzemelerin laboratuvarda kullanımından, kimyasalları, ham maddeleri, canlı hücreleri, mikroorganizmaları ve enerjiyi kullanışlı ürünlere dönüştüren büyük ölçekli endüstriyel işlemlere kadar değişebilir.

Kimya mühendisleri, güvenlik ve tehlike değerlendirmeleri, işletme talimatları, yapım tanımlamaları, proses tasarımı ve analizi, ünite operasyonları, modelleme, kontrol mühendisliği, kimyasal reaksiyon mühendisliği, nükleer mühendislik ve biyomühendislik gibi tesis tasarım ve işletmesinin birçok alanında yer almaktadır.

Kimya mühendisleri genellikle "kimya mühendisliği" veya "proses mühendisliği" alanında diploma sahibidir. Kimya mühendisleri uzmanlık sertifikaları alabilir ve profesyonel kuruluşların akredite edilmiş üyeleri olabilirler. Bu kurumlar arasında Kimya Mühendisleri Enstitüsü (IChemE), Amerikan Kimya Mühendisleri Enstitüsü (AIChE) gibi birçok kurum bulunmaktadır. Kimya mühendisliği diploması, diğer tüm mühendislik disiplinleriyle çeşitli kapsamlarda doğrudan bağlantılıdır.

Kelime kökeni

George E. Davis

1996 tarihli bir British Journal for the History of Science makalesi, 1839 yılında sülfürik asitin üretimi ile alakalı olarak kimya mühendisliği teriminden bahsetmesi dolayısıyla James F. Donnelly'ye atıfta bulunur.[1] Ancak yine aynı makalede, kimya mühendisliği teriminin ilk olarak bir İngiliz danışman olan George E. Davis tarafından bulunduğu bahsedilmektedir.[2] Davis aynı zamanda bir Kimya Mühendisliği Derneği kurmaya çalışmıştı ancak bunun yerine derneğin ismi Kimya Endüstrisi Derneği olmuştu, kendisi de derneğin ilk sekreteriydi.[3][4] The History of Science in United States: An Encyclopedia, kimya mühendisliği teriminin ilk kullanımını 1890'lara tarihler.[5] Kimya endüstrisinde mekanik ekipmanların kullanımı olarak tanımlanan "kimya mühendisliği", 1850'den sonra İngiltere'de yaygın olarak kullanılan kelimelerden biri haline geldi.[6] 1910'a gelindiğindeyse, “kimya mühendisi” artık İngiltere ve Amerika'da yaygın olarak kullanılan bir kalıptı.[7]

Tarihçe

MIT'de bir endüstriyel kimya laboratuvarındaki öğrenciler, 1893

Kimya mühendisliği, günümüzde bu disiplinin temel bir kavramı olan ünite operasyonlarının gelişmesiyle ortaya çıkmıştır. Yazarların çoğu, Davis'in ünite operasyonları kavramını esasen kendisi geliştirmemiş olsa da, icat ettiğini kabul eder.[8] Davis, kimya mühendisliği konusunda en eskilerden biri olarak kabul edilen Manchester Teknik Okulu'nda (daha sonra Manchester Üniversitesi'nin bir parçası haline gelecekti) 1887'de ünite operasyonları üzerine bir dizi ders verdi.[9] Davis'in derslerinden üç yıl önceyse, Henry Edward Armstrong, City and Guilds of London Institute'te kimya mühendisliği alanında lisans dersi verdi. Armstrong'un kursu başarısız olmuştu, çünkü mezunları işverenlerin ilgisini çeker nitelikte değildi. Zamanın işverenleri, kimyagerleri ve makine mühendislerini işe almayı tercih ediyorlardı.[5] Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT), İngiltere'deki Owens College ve University College London tarafından sunulan kimya mühendisliği dersleri de benzer koşullar altında mağdur konumdaydılar.[10]

Lewis M. Norton, 1888'den itibaren[11] MIT'de ABD'deki ilk kimya mühendisliği dersini vermeye başladı. Norton'un verdiği kurs günceldi ve esasen Armstrong'un kursuna benziyordu. Fakat her iki kursta da yapılan, ürün tasarımı ile kimya ve mühendislik konularını birleştirmekten ibaretti. “İlk kimya mühendisleri, diğer mühendisleri kendilerinin de birer mühendis olduğu konusunda; kimyagerleri ise sadece birer kimyager olmadıkları konusunda ikna etmekte zorlanmışlardı."[5] Ünite operasyonları 1905 yılında ilk kez William Hultz Walker tarafından kimya mühendisliği eğitimine eklendi.[12] 1920'lerin başlarındaysa ünite operasyonları MIT'de, diğer ABD üniversitelerinde ve Imperial College London'da kimya mühendisliğinin önemli bir parçası hâline geldi.[13] 1908 yılında kurulan Amerikan Kimya Mühendisleri Enstitüsü (AIChE), kimya mühendisliğinin bağımsız bir bilim dalı olarak değerlendirilmesinde ve kimya mühendisliğinin merkezine ünite operasyonlarının yerleştirilmesinde kilit rol oynadı. Örneğin Amerikan Kimya Mühendisleri Enstitüsü, 1922 tarihli bir raporunda kimya mühendisliğini "temeli ... ünite operasyonları olan, kendi başına bir mühendislik dalı" olarak tanımlamıştı ve “talebi karşılayan” kimya mühendisliği dersleri veren bir akademik kurumlar listesi yayınlamıştı.[14] Bu sırada İngiltere'de kimya mühendisliğinin ayrı bir mühendislik dalı olarak tanıtılması, 1922'de Kimya Mühendisleri Enstitüsü'nün (IChemE) kurulmasının yolunu açmıştı.[15] Kimya Mühendisleri Enstitüsü de, aynı şekilde ünite operasyonlarının bu disiplinin bir temeli olarak görülmesinde yardımcı oldu.[16]

Yeni kavramlar ve gelişmeler

Sürekli karıştırmalı tank reaktörün içi

1940'larda, kimyasal reaktörlerin geliştirilmesinde tek başına ünite operasyonlarının yetersiz kaldığı ortaya çıkmıştı. İngiltere ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki kimya mühendisliği derslerinde ünite operasyonlarının baskınlığı 1960'lara kadar devam etmiş olsa da, taşınım olayı üzerinde çok daha fazla çalışma gerçekleştirilmeye başlanmıştı.[17] Taşınım olayları, proses mühendisliği gibi diğer yeni kavramlarla birlikte "ikinci bir paradigma" olarak ortaya konulmuştu.[18][19] Taşınım olayları kimya mühendisliğine analitik bir yaklaşım sunarken,[20] proses mühendisliği, kontrol sistemi ve proses tasarımı gibi kimya mühendisliğinin daha suni unsurlarına odaklandı.[21] II. Dünya Savaşı öncesi ve sonrasında kimya mühendisliğindeki gelişmeler temel olarak petrokimya endüstrisinin teşviki ile gerçekleşmiştir[22] ancak diğer alanlarda da gelişmeler kaydedilmiştir. 1940'larda biyokimya mühendisliğindeki gelişmelerin ilaç endüstrisinde uygulama alanı bulması ve bu gelişmelerin penisilin, streptomisin gibi birçok antibiyotiğin seri üretiminin yolunu açması diğer alanlardaki gelişmelere örnek olarak gösterilebilir.[23] Tüm bunlar gerçekleşirken, 1950'lerde polimer bilimindeki ilerlemeler de “plastik çağına” giden yolu açtı.[24]

Güvenlik ve tehlikede gelişmeler

Bhopal felaketi sonrasında eylem düzenleyenler

Bu dönemde, büyük ölçekli kimyasal üretim tesislerinin güvenliği ve çevresel etkileri ile ilgili kaygılar da dile getiriliyordu. 1962'de yayınlanan ve o dönem ses getiren Rachel Carson'ın kaleme aldığı Sessiz Bahar adlı kitap, okuyucularını güçlü bir böcek ilacı olan DDT'nin zararlı etkilerine karşı uyarmaktaydı.[25] Birleşik Krallık'ta gerçekleşen 1974 tarihli Flixborough felaketi, 28 ölüme sebep olmuştu, bunun yanı sıra bir kimyasal tesisi ile yakınlardaki üç köyde büyük hasar meydana gelmişti.[26] 1984 yılında, Hindistan'da gerçekleşen Bhopal felaketi, neredeyse 4.000 ölümle sonuçlanmıştı.[27] Gerçekleşen bu kazalar, diğer olaylarla birlikte yapılan işin itibarını lekelediğinden endüstriyel güvenliğe ve çevrenin korunmasına daha fazla odaklanılmaya başlandı.[28] Buna cevaben IChemE, güvenlikle ilgili derslerin 1982'den sonra akredite edilen tüm lisans programlarına eklenmesi zorunluluğunu getirdi. 1970'lerde Fransa, Almanya ve ABD gibi çeşitli ülkelerde mevzuat ve denetleme acenteleri kuruldu.[29]

Yakın zamandaki ilerlemeler

Bilgisayar bilimindeki gelişmeler, tesislerin tasarımı ve yönetimi konusunda uygulama alanı buldu. Önceden elle yapılan çizimler ve hesaplamaları kolaylaştırdı. İnsan Genom Projesi'nin tamamlanması, sadece kimya mühendisliğinin gelişimi ile değil, aynı zamanda genetik mühendisliği ve genom biliminin de son dönemlerdeki gelişiminin sonucu olarak görülmektedir.[30] Projede DNA dizilerini büyük oranlarda üretmek için kimya mühendisliğinin ilkeleri kullanıldı.[31]

Kavramlar

Kimya mühendisliği çeşitli prensiplerin uygulamasını kapsar. Bu kavramlar aşağıda görüldüğü gibidir:

Tesis tasarımı ve inşası

Kimya mühendisliği tasarımı, pilot tesisler, yeni tesisler veya tesis modifikasyonları için plan, şartname ve ekonomik analiz oluşturmak ile ilgilenir. Tasarım mühendisleri genellikle müşterilerin ihtiyaçlarını karşılayacak tesisler tasarladıkları danışmanlık rolünde çalışırlar. Bir tesisin tasarımı finansman, devlet düzenlemeleri ve güvenlik standartları gibi birçok faktörle sınırlanır. Bu kısıtlamalar bir tesisin proses, malzeme ve ekipman seçimini belirler.[32]

Tesis inşası, yatırımın büyüklüğüne bağlı olarak proje mühendisleri ve proje müdürleri tarafından koordine edilmektedir.[33] Bir kimya mühendisi, tam zamanlı veya yarı zamanlı olarak proje mühendisliği yapabilir fakat bunu yapabilmek için yeterli ek eğitim ve iş becerilerine sahip olması ya da bir proje grubunda danışman olarak önceden rol almış olması gerekir. ABD'de ABET tarafından onaylanmış lisans programlarından mezun kimya mühendislerinin eğitiminde proje mühendisliği eğitimi genellikle zorunlu değildir. Proje mühendisliği eğitimi özel eğitim programlarıyla, seçmeli derslerle veya yüksek lisansla edinilebilir. Proje mühendisliği işi, kimya mühendisleri için dünya çapında en büyük istihdam alanlarından biridir.[34]

Proses tasarımı ve analizi

Bir petrol rafinerisinin proses akış şeması

Ünite operasyonu, bir kimya mühendisliği prosesinin fiziksel bir adımıdır. Ünite operasyonları (kristalleştirme, filtrasyon, kurutma ve buharlaştırma gibi), reaktanların hazırlanması, reaksiyon ürünlerinin saflaştırılması ve ayrılması, artan reaktanların geri kazanımı ve reaktörlerde enerji aktarımının kontrol edilmesi gibi fiziksel işlemler için kullanılan bir terimdir.[35] Ünite prosesleri ise kimyasal değişim içeren süreçler için kullanılan bir terimdir. Materyallerin biyokimyasal, termokimyasal ve çeşitli diğer kimyasal yollarla işlenmesi, ünite prosesleri kapsamına girer. Ünite prosesleri, ünite operasyonlarıyla birlikte bir "kimyasal proses" oluştururlar. Tüm bunlardan sorumlu kimya mühendislerine proses mühendisi adı verilir.[36]

Proses tasarımı, kullanılacak ekipman tiplerinin ve boyutlarının tanımlanmasının yanı sıra bunların birbirlerine nasıl bağlanacaklarının ve inşasında kullanılacak malzemelerinin de belirlenmesini gerektirir. Detaylar genellikle yeni veya modifiye edilmiş bir kimya fabrikasının kapasitesini ve güvenilirliğini kontrol etmek için kullanılan bir proses akış şemasında gösterilir.

Kimya mühendisliği eğitiminin lisans programları, proses tasarımı ilke ve uygulamalarını zorunlu kılar. Bu beceriler, mevcut kimyasal tesislerinde verimliliği değerlendirmek ve iyileştirmeler için önerilerde bulunmak için kullanılır.

Taşınım olayı

Taşınım olaylarının modellenmesi ve analizi birçok endüstriyel uygulama için birer esastır. Akışkanlar mekaniği, ısı aktarımı ve kütle aktarımı gibi dallar taşınım olayları kapsamına girer. Bu sayılan olaylar esas olarak momentum aktarımı, enerji transferi ve kimyasal türlerin taşınımı ile gerçekleşirler. Taşınım modelleri genellikle makroskobik, mikroskobik ve moleküler seviyedeki olaylar için farklı varsayımlardan oluşur. Bu sebepten ötürü taşınım olaylarının modellenmesi, uygulamalı matematiğin anlaşılmasını gerektirmektedir.[37]

Uygulamalar ve pratik

Kimya mühendisleri, tesislerdeki otomatik sistemleri kontrol etmek için bilgisayarları kullanırlar.[38]
Bir kimyasal tesisindeki operatörler eski bir analog kontrol sistemi kullanıyorlar (Doğu Almanya, 1986).

Kimya mühendisleri, "malzemelerin ve enerjinin kullanımının ekonomik yollarını geliştirir".[39] Kimya mühendisleri, ham maddeleri büyük ölçekli endüstriyel ortamlarda ilaçlara, petrokimyasallara ve plastik gibi kullanılabilir ürünlere dönüştürmek için kimyayı kullanırlar. Ayrıca atık yönetimi ve araştırmalarında da rol oynarlar. Hem araştırmalarda hem de uygulamalarda bilgisayarlar oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır.[38]

Kimya mühendisleri, daha iyi ve güvenli üretim yöntemleri, çevre kirliliği kontrolü ve kaynakları koruma amacıyla tasarım yapacakları ve deneyler gerçekleştirecekleri endüstri kollarında veya üniversite araştırmalarında rol alabilirler. Bir proje mühendisi olarak tesislerin tasarlanması ve inşasında yer alabilirler. Proje mühendisleri olarak çalışan kimya mühendisleri, bilgilerini maliyetleri en aza indirmek, güvenlik ve ekonomik kârı en üst düzeye çıkartmak için optimum üretim yöntemlerini ve tesis ekipmanlarını seçmekte kullanır. Tesis yapımından sonra, kimya mühendisliği proje yöneticileri, ekipmanların geliştirilmesinde, proses değişikliklerinde, sorun gidermede ve günlük operasyonlarda tam zamanlı olarak çalışabilir veya danışmanlık pozisyonunda görev alabilir.[40]

Ayrıca bakınız

İlgili alanlar ve kavramlar

Kuruluşlar

  • Amerikan Kimya Mühendisleri Enstitüsü (AIChE)
  • Avrupa Kimya Mühendisleri Federasyonu (EFCE)
  • Kimya Mühendisleri Enstitüsü (IChemE)
  • TMMOB Kimya Mühendisleri Odası

Kaynakça

  1. ^ Cohen 1996, s. 172.
  2. ^ Cohen 1996, s. 174.
  3. ^ Swindin, N. (1953). "George E. Davis memorial lecture". Transactions of the Institution of Chemical Engineers. 31.
  4. ^ Flavell-While, Claudia (2012). "Chemical Engineers Who Changed the World: Meet the Daddy"(PDF). The Chemical Engineer. 52-54. Archived from the original (PDF) on 28 October 2016. Retrieved 27 October 2016.
  5. ^ a b c Reynolds 2001, s. 176.
  6. ^ Cohen 1996, s. 186.
  7. ^ Perkins 2003, s. 20.
  8. ^ Cohen 1996, ss. 172-173.
  9. ^ Cohen 1996, s. 175.
  10. ^ Cohen 1996, s. 178.
  11. ^ Cohen 1996, s. 180.
  12. ^ Cohen 1996, s. 183.
  13. ^ Cohen 1996, s. 184.
  14. ^ Cohen 1996, s. 187.
  15. ^ Cohen 1996, s. 189.
  16. ^ Cohen 1996, s. 190.
  17. ^ Cohen 1996, s. 185.
  18. ^ Ogawa 2007, s. 2.
  19. ^ Perkins 2003, s. 29.
  20. ^ Perkins 2003, s. 30.
  21. ^ Perkins 2003, s. 31.
  22. ^ Reynolds 2001, s. 177.
  23. ^ Perkins 2003, ss. 32-33.
  24. ^ Kim 2002, s. 7S.
  25. ^ Taylor, Paul (20 Haziran 2016). "'Silent Spring' Triggered an Environmental Movement". Permaculture Research Institute. 29 Kasım 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Temmuz 2020. 
  26. ^ Health and Safety Executive, ‘The Flixborough Disaster : Report of the Court of Inquiry’, HMSO, ISBN 0113610750, 1975.
  27. ^ Edward Broughton, The Bhopal disaster and its aftermath: a review 29 Temmuz 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., 2005.
  28. ^ Kim 2002, s. 8S.
  29. ^ Perkins 2003, s. 35.
  30. ^ Kim 2002, s. 9S.
  31. ^ Amerikan Kimya Mühendisleri Enstitüsü 2003a.
  32. ^ Towler & Sinnott 2008, ss. 2-3.
  33. ^ Herbst, Andrew; Hans Verwijs (Oct. 19-22). "Project Engineering: Interdisciplinary Coordination and Overall Engineering Quality Control". Proc. of the Annual IAC conference of the American Society for Engineering Management 1 (ISBN 9781618393616): 15–21
  34. ^ Helmenstine, Anne Marie (24 Aralık 2018). "What Is Chemical Engineering?". Thought.co. 25 Haziran 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  35. ^ McCabe, Smith & Hariott 1993, s. 4.
  36. ^ Sila 2003, ss. 8-9.
  37. ^ Bird, Stewart & Lightfoot 2002, ss. 1-2.
  38. ^ a b Garner 2003, ss. 47-48.
  39. ^ Amerikan Kimya Mühendisleri Enstitüsü 2003, Madde III.
  40. ^ Garner 2003, ss. 49-50.

Bibliyografya

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Mühendislik</span> tasarımdan ekipman imalatına kadar ilerleyişi sağlayan işlevler kümesi, uygulamalı bilim

Mühendislik, köprüler, tüneller, yollar, araçlar ve binalar dahil olmak üzere makineler, yapılar ve diğer öğeleri tasarlamak ve inşa etmek için bilimsel ilkelerin kullanılmasıdır. Mühendislik disiplini, her biri uygulamalı matematik, uygulamalı bilim ve uygulama türlerinin belirli alanlarına özel vurgu yapan, geniş bir yelpazede uzmanlaşmış mühendislik alanları’nı kapsar.

<span class="mw-page-title-main">İnşaat mühendisliği</span> altyapıların tasarımı, planlanması, inşası ve yönetimi ile ilgilenen profesyonel disiplin

İnşaat mühendisliği, malzeme ve tekniği en iyi şekilde bir araya getiren, yapıların plan, proje, yapım ve denetlenmesiyle uğraşan temel mühendislik dalıdır. İnşaat mühendisleri her türlü bina, baraj, havaalanı, köprü, yol, su kemerleri, liman, kanalizasyon, su şebekesi, tünel, konvansiyonel ve yüksek hızlı demiryolu projeleri, metro vb. hizmet ve endüstri yapılarının planlanması, projelendirilmesi, yapımı ve denetimi konuları ile ilgili eğitim ve araştırma yapar. Mühendisliğin anası olarak da kabul edilen inşaat mühendisliği askerî mühendislikten sonra gelen en eski temel mühendislik dalıdır ve İngilizce kelime anlamı civil engineering ilk olarak 18.yy. da askerî olmayan mühendislik çalışmalarını askerî mühendislikten ayırabilmek için kullanılmıştır. İnşaat mühendisliği kurucu mühendislik alanlarının başında gelir. İnşaat mühendisliği geniş bir alanı kapsadığından çeşitli dallarda uzmanlaşma gereği duyulmaktadır. Bu alanların başlıcaları, çevre mühendisliği, geoteknik, belediye ya da kentsel mühendislik, kıyı mühendisliği, ölçme bilgisi, yapı mühendisliği, temel mühendisliği, su mühendisliği, malzeme bilimi, ulaştırma mühendisliği vb. konulardır.

<span class="mw-page-title-main">Biyomühendislik</span> Yararlı ürünler yaratmak için biyoloji ve mühendisliğin uygulanması

Biyomühendislik veya biyoloji mühendisliği, kullanılabilir, somut ve ekonomik olarak uygulanabilir ürünler yaratmak için biyoloji ilkelerinin ve mühendislik araçlarının kullanımıdır. Biyolojik yapıların mühendislik bakış açısıyla birleştirilip sağlık, çevre, gıda ve tarım gibi birçok alanda yaşanan problemlere çözüm arar. Biyomühendislik, kütle ve ısı aktarımı, kimyasal kinetik, biyokatalizörler, biyomekanik, biyoenformatik, ayırma ve saflaştırma süreçleri, biyoreaktör tasarımı, yüzey bilimi, akışkanlar mekaniği, termodinamik ve polimer bilimi gibi bir dizi kuramsal ve uygulamalı bilim dalının bilgisini ve uzmanlığını kullanır. Tıbbi cihazlar, teşhis aletleri, biyouyumlu malzemeler ve kataliz tasarımında, yenilenebilir enerji, ekoloji mühendisliği, ziraat mühendisliği, proses mühendisliğinde ve toplumların yaşam standartlarını iyileştiren diğer alanlarda biyomühendislik uygulamaları kullanılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Makine mühendisliği</span> Mühendislik

Makine mühendisliği, mekanik sistemlerin tasarım, analiz, imalat ve bakımı için mühendislik fiziği ve mühendislik matematiği ilkelerini malzeme bilimi ile birleştiren bir mühendislik dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Kimya mühendisi</span>

Kimya mühendisi, kimya endüstrisinde hammaddeleri çeşitli ürünlere çevirme konusunda çalışan, tesis ve ekipmanların tasarımı ve işletimi ile uğraşan ve tüm bunları gerçekleştirirken kimya mühendisliği bilgilerini kullanan kişilerin mesleki unvanıdır. Kısaca, kimya mühendisi kimya mühendisliği ilkelerini ilgili uygulama alanlarında kullanan ve hayata geçiren kişidir. Bu alanlar şu şekilde sıralanabilir:

  1. Endüstride çeşitli kimyasal proseslere ait tesis ve makinelerinin tasarımı, üretimi ve işletimi.
  2. Gıda, içecek, kozmetik, temizlik malzemeleri ve ilaç gibi pek çok üründe kullanılan kimyasalların geliştirilmesi.
  3. Yakıt hücreleri, hidrojen enerjisi ve nanoteknoloji gibi pek çok yeni teknolojinin geliştirilmesi.
  4. Tamamen ya da kısmen kimya mühendisliğinden türemiş malzeme bilimi, polimer mühendisliği ve biyomedikal mühendisliği gibi alanlar.
<span class="mw-page-title-main">Birim işlem</span> bir süreçteki temel adım. birim işlemler, ayırma, kristalizasyon, buharlaştırma, filtreleme, polimerizasyon, izomerizasyon ve diğer reaksiyonlar gibi fiziksel bir değişim veya kimyasal dönüşümü içerir.

Kimya mühendisliğinde ve ilgili alanlarında, ünite operasyonu (veya birim işlem) bir prosesin her bir temel adımına verilen isimdir. Ünite operasyonları ayırma, kristallendirme, buharlaştırma, polimerizasyon, izomerizasyon gibi birçok fiziksel veya kimyasal dönüşümü kapsar. Örneğin sütü işlerken kullanılan homojenizasyon, pastörizasyon ve ambalajlama proseslerinin her biri birer ünite operasyonudur ve hepsi birlikte prosesin bütününü meydana getirirler. Bir proseste, istenilen ürünü başlangıçtaki malzemelerden veya ham maddeden elde etmek için birçok ünite operasyonu gerekebilir. Ünite operasyonları bazı kimyasal değişimleri bünyesinde barındırıyor olsa da, büyük çoğunlukla sadece fiziksel değişimlerin gerçekleştiği durumlar için kullanılan bir ifadedir. Kimyasal dönüşümleri kapsayan süreçlere ise ünite prosesi adı verilir.

<span class="mw-page-title-main">Kimya mühendisliği tarihi</span>

Kimya mühendisliği, 19. yüzyılda "endüstri kimyası" ile uğraşanlar tarafından geliştirilmiş bir disiplindir. Sanayi Devrimi'nin öncesinde, endüstri kimyasalları ve tüketici malları ağırlıklı olarak kesikli üretim yöntemiyle üretiliyordu. Kesikli üretim emek yoğun bir işlemdir. Bunun başlıca sebebi kesikli üretim yöntemi kullanan üretim tesislerinde bulunan pek çok ünite operasyonunun manüel kullanım gerektirmesi ve sonuç olarak iş gücüne ihtiyaç duyulmasıdır. Kesikli üretim boyu gerçekleştirilen fiziksel ve kimyasal işlemlerin sonunda satılabilir bir ürün sağlamak için elde edilen ürün izole edilebilir, saflaştırılabilir ve test edilebilir. Kesikli üretim işlemleri iş ve ekipman kullanımında verimsiz olmasına rağmen bugün hâlâ farmasötikal ara ürünler gibi değerli ürünlerin, parfüm ve boya gibi özel ve formüle edilmiş ürünlerin üretiminde kullanılmakta ve kâr elde edilebilmektedir. Kimya mühendisliği tekniklerinin üretim prosesi geliştirmesi üzerine uygulanması ile kimyasallar artık sürekli bir üretim hattında kimyasal işlemler ile daha büyük miktarlarda imal edilebilmektedir. Sanayi Devrimi, kesikli üretimden sürekli üretime geçişin başladığı dönemde ortaya çıkmıştı. Bugün ticari kimyasallar ve petrokimyasallar büyük çoğunlukla sürekli üretim prosesleri ile imal edilirken, özel kimyasallar, ince kimyasallar ve ilaçlar kesikli üretim yöntemleri ile üretilmektedir.

Bir ''ünite prosesi'', bir üretim sisteminde tanımlanabilen ve diğerlerinden ayrılabilen bir veya birden fazla gruplandırılmış işleme verilen addır. Kimyasal tesislerinde gerçekleştirilen işlemlerdeki kimyasal değişimlerin her birine ünite prosesi adı verilir.

<span class="mw-page-title-main">Proses tasarımı</span>

Kimya mühendisliğinde maddelerin istenilen fiziksel ve kimyasal dönüşümü için ünitelerin seçimi ve sıralanmasına proses tasarımı adı verilir. Proses tasarımı kimya mühendisliğinin esasını oluşturan merkezidir. Bu alanın tüm unsurlarını bir araya getirdiğinden kimya mühendisliğinin zirvesi olarak düşünülebilir.

<span class="mw-page-title-main">George E. Davis</span>

George Edward Davis (1850–1907), kimya mühendisliği disiplininin kurucusudur.

<span class="mw-page-title-main">Kimyasal süreç</span>

Bilimsel açıdan kimyasal proses, bir veya birden fazla kimyasalın veya kimyasal bileşiğin farklı biçimlere dönüştürüldüğü süreçlere verilen isimdir. Kimyasal prosesler kendiliğinden veya dış etkiler yoluyla gerçekleşebilir. Çoğu kimyasal proseste kimyasal reaksiyon aşamaları bulunur. Teknik açıdan bakıldığında bir kimyasal proses, istenilen kimyasallar ve materyallerin kimyasal tesislerinde üretimi ve imalatında kullanılan süreçler bütünü olarak açıklanabilir.

Margaret Hutchinson Rousseau ilk ticari penisilin üretim fabrikasını tasarlayan Amerikan kimya mühendisi. Amerikan Kimya Mühendisleri Enstitüsü'nün ilk kadın üyesidir.

<span class="mw-page-title-main">Kimyasal tesisi</span>

Kimyasal tesisi, genellikle büyük ölçekte kimyasallar üreten bir endüstriyel proses tesisidir. Bir kimyasal tesisinin genel amacı, maddelerin kimyasal veya biyolojik dönüşümü ve birbirlerinden ayrılması yoluyla maddi zenginlik yaratmaktır. Kimyasal tesisleri üretim sürecinde özel ekipmanlar, üniteler ve teknolojiler kullanırlar. Polimer, ilaç, gıda, bazı içecek üretim tesisleri, enerji santralleri, petrol rafinerileri veya diğer rafineri çeşitleri, doğal gaz işleme ve biyokimya tesisleri, su ve atık su arıtım tesisleri, kirlilik kontrol ekipmanları gibi diğer tesis çeşitlerinin hepsi, akışkan sistemleri ve kimyasal reaktör sistemleri gibi kimyasal tesis teknolojilerine benzer teknolojiler kullanmaktadır. Bazı kaynaklar bir petrol rafinerisinin, bir ilaç veya bir polimer üreticisinin de bir kimyasal tesisi olarak kabul etmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Kimyasal reaksiyon mühendisliği</span>

Kimyasal reaksiyon mühendisliği, kimya mühendisliği ve endüstriyel kimya alanında kullanılan kimyasal reaktörler ve tepkime kinetiği ile ilgilenen bir uzmanlık alanıdır. Tepkime kinetiği ve reaktör tasarımını birleştiren kimyasal reaksiyon mühendisliği, birçok endüstriyel kimyasalın üretimi için gerekli temel bir unsurdur. Kimyasal reaksiyon mühendisliği disiplininin günlük hayatta pek çok uygulama alanı bulunur. Kimyasal üretimi, ilaç üretimi ve atık arıtımı faaliyetlerinde reaksiyon mühendisliği kullanılır. Enzim kinetiği, farmakokinetik, ısı etkileri, ani reaksiyonlar ve tesis güvenliği gibi konularda da kimyasal reaksiyon mühendisliği disiplininden faydalanılır. Kimyasal reaksiyon mühendisliği ilk kez 1940'lar ve 1950'lerde hızla büyüyen kimya ve petrokimya sanayisinin ihtiyaçlarını karşılamak için ortaya çıkmış ve günümüze kadar plastiklerin, kimyasalların, ilaçların ve diğer pek çok maddenin üretim süreçlerinde kullanılan bir yöntem olmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Kimyasal proses modelleme</span>

Kimyasal proses modelleme kimya mühendisliği tasarımında kullanılan bir bilgisayar destekli modelleme tekniğidir. Bu teknikte kullanım amacına yönelik hazırlanmış yazılımlar kullanılarak istenilen proses birbirine bağlı üniteler hâlinde tasarlanır ve yazılım yardımıyla simüle edilerek sistemin yatışkın hâl veya dinamik davranışı tahmin edilebilir. Sistemdeki üniteler ve bağlantılar bir proses akış şeması şeklinde gösterilir. Simülasyonlar bir tankta iki maddeyi karıştırmak kadar basit olabileceği gibi, bir biyodizel tesisinin, petrol rafinerisinin, alüminyum oksit rafinerisinin, doğal gaz işleme tesisinin veya bir biyoetanol saflaştırma ünitesinin tasarım ve kontrolü kadar karmaşık olabilir.

<span class="mw-page-title-main">Kimyasal reaktör</span> içerisinde kimyasal reaksiyon gerçekleştirmek için tasarlanmış tanklar

Kimyasal reaktörler bir kimyasal reaksiyonun gerçekleştirildiği proses ekipmanlarıdır. Kimya mühendisliğinde proses tasarımı ve analizinde sık kullanılan klasik bir ünite prosesidir. Bir kimyasal reaktörün tasarımı, kimya mühendisliğinin birden fazla unsurunun kullanılmasını gerektirir. Reaktörler proseste ham maddelerin ürünlere dönüştüğü oldukça temel bir ekipman olduğundan proses tasarımı açısından büyük önem arz eder. Kimya mühendisleri bir reaksiyonun net bugünkü değerini en üst düzeye çıkarmak için reaktörler tasarlar. Tasarımcılar satın alma ve işletme maliyetini en düşük seviyelerde tutarken bir yandan da üretilen ürün miktarını en yüksek seviyede tutmak için reaksiyonun ürünler yönünde mümkün olan en yüksek verimle devamlılığını sağlarlar. Enerji girişi, enerji çıkışı, ham madde maliyetleri, işçilik vb. işletme giderlerine örnek olarak verilebilir. Isıtma, soğutma, basıncı artırmak için pompalama, sürtünmeden kaynaklı basınç düşüşü ve çöktürme gibi durumlar da enerji değişimlerine birer örnektir.

Bu liste dünyadaki kimya mühendisliği derneklerinin listesidir. Listedeki dernekler kıtalara göre alfabetik olarak sıralanmıştır. Ulusal veya uluslararası topluluklar listede yer almaktadır. Belli bir üniversite veya kurumla sınırlı dernekler ve öğrenci toplulukları listede bulunmamaktadır.

Bu liste kimyasal proses tesislerinin kütle ve enerji dengelerini simüle etmek için kullanılan yazılımların bir listesidir. Bu simülasyon yazılımları ile yapılabilen uygulamalar arasında tasarım çalışmaları, mühendislik çalışmaları, tasarım denetimleri, darboğaz giderme çalışmaları, kontrol sistemi doğrulanması, proses tasarımı, proses modelleme, proses simülasyonu, dinamik simülasyon, operatör eğitim simülatörleri, boru hattı yönetim sistemleri, üretim yönetim sistemleri ve dijital ikizler gibi çeşitli çalışmalar bulunmaktadır.

Proses akış şeması, bir endüstriyel süreçteki kütle ve enerji dengelerinin görselleştirilmiş halidir. Proses akış şemaları, çeşitli endüstriyel süreçlerin madde ve enerji akımlarını, bu akımların ekipmanlar arasındaki bağlantılarını, akım debilerini ve kimyasal bileşimlerini göstermekle beraber, süreçte kulanılan ekipmanların operasyon koşullarını da gösterir. ISO 10628 gibi uluslararası standartlara göre çizilen proses akış şemaları, ekipmanları ve akımları gösteren semboller ve çizimlerden oluşur.

<span class="mw-page-title-main">Süreç mühendisliği</span> ham veya başlangıç maddesinin kimyasal-fiziksel ya da biyolojik işlemler kullanılarak başka bir ürüne dönüştürüldüğü tüm teknik işlemler

Süreç mühendisliği, insanların hammaddeleri ve enerjiyi endüstriyel düzeyde toplum için yararlı ürünlere dönüştürmesini sağlayan temel ilkelerin ve doğa kanunlarının anlaşılması ve uygulanmasıdır. Süreç mühendisleri, basınç, sıcaklık ve derişim gradyanları gibi doğadaki itici güçlerden ve kütlenin korunumu yasasından yararlanarak, istenilen kimyasal ürünleri büyük miktarlarda sentezlemek ve saflaştırmak için yöntemler geliştirebilirler. Süreç mühendisliği, kimyasal, fiziksel ve biyolojik süreçlerin tasarımı, işletimi, kontrolü, optimizasyonu ve yoğunlaştırılmasına odaklanır. Süreç mühendisliği, tarım, otomotiv, biyoteknik, kimya, gıda, malzeme geliştirme, madencilik, nükleer, petrokimya, ilaç ve yazılım geliştirme gibi çok çeşitli endüstrileri kapsamaktadır. Sistematik bilgisayar tabanlı yöntemlerin süreç mühendisliğine uygulanmasına "süreç sistemleri mühendisliği" adı verilir.