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.
Plastik enjeksiyon, temelde kapalı bir kalıbın içine plastik malzemenin eriyik sıcaklığının üstündeki bir sıcaklık aralığında yüksek hızda yolluk girişinden kalıp gözüne hızlı bir şekilde enjekte edilmesi sonrası, ütüleme fazı ve tutma fazı ile parçanın boyut ve görsel toleranslarının kabul edilebilir seviyeye getirdikten sonra plastiğin kalıptan çıkma sıcaklığının altına getirilerek kalıptan çıkarılması prensibine dayanan bir plastik parça imalat yöntemidir. Seri üretime uygun olması sebebiyle, birçok sektörde oldukça fazla kullanılan bir üretim yöntemidir. Bu metot ile en küçük komponentlerden, otomotiv, savunma sanayi ürünlerine kadar çok çeşitli ebat ve kategorilerde plastik parçalar imal edilebilir.
"International Organization for Standardization" İngilizce açılımı kısaltılınca "ISO", Fransızca da Organisation internationale de normalisation kısaltılırsa "OIN" olmasından dolayı yunanca "eşit" anlamına gelen "isos" tan türetilerek şu an kullanılan "ISO" olarak adlandırılmıştır. Uluslararası alanda uygulanacak kalite sistem standardı çalışmaları ilk kez merkezi Cenevre'de olan Uluslararası Standartlar Organizasyonu ISO (standart) tarafından başlatılmıştır. ISO (standart), 23 Şubat 1947 tarihinde kurulmuş olup, 135 üye ülkeden oluşmaktadır. Her ülkeden bir üye bulunmaktadır ve her üye eşit oy hakkına sahiptir. Bu amaçla ISO (standart)'nun aktif üyeleri olan ABD, İngiltere, Kanada tarafından bu çalışmaları yürütmek üzere Teknik Komite oluşturulmuştur. Bu komitenin çalışmaları sonucu ISO 9000 Kalite Sistem Standartları Mart 1987'de yayınlanmış ve birçok ülke tarafından benimsenerek uygulamaya geçilmiştir.
SCADA terimi, İngilizce "Supervisory Control and Data Acquisition" kelimelerinin ilk harflerinin okunması ile oluşturulan bir kısaltmadır. Kapsamlı ve entegre bir veri tabanlı kontrol ve izleme sistemi olan SCADA ile bir tesise veya işletmeye ait tüm ekipmanların kontrolünden üretim planlamasına, çevre kontrol ünitelerinden yardımcı işletmelere kadar tüm birimlerin otomatik kontrolü, gözetlenmesi ve sonuçların raporlanması sağlanabilir. Temel olarak SCADA yazılımından izleme, kontrol, veri toplama, verilerin kaydı ve saklanması işlevlerini gerçekleştirmesi beklenmektedir.
HACCP, gıda işletmelerinde, sağlıklı gıda üretimi için gerekli olan hijyen şartlarının belirlenerek bu şartların sağlanması, üretim ve servis aşamasında tüketici açısından sağlık riski oluşturabilecek nedenlerin belirlenmesi ve bu nedenlerin ortadan kaldırılması temeline dayanan bir ürün güvenilirliği sistemidir. HACCP, İngilizce Hazard Analysis and Critical Control Point - Tehlike Analizleri ve Kritik Kontrol Noktaları ifadesinin kısaltmasıdır. Sistem, ürün güvenliğini etkileyen tehlikelerin önceden belirlenmesi ve kontrol altına alınmasını sağlayan sistematik bir yaklaşımdır.
Kalite yönetim sistemleri felsefesi, sistemi bir bütün olarak kabul eden ve kaliteyi bu bütünün içindeki her elemanın müşteri odaklı ortak bir fonksiyonu olarak gören bütünsel bir anlayıştır. En genel anlamda, bir kuruluşta hedeflenen kalitenin gerçekleşmesi amacı ile sürdürülen planlı ve sistematik faaliyetlerin bütünüdür. Son zamanlarda kullanımına daha sık rastlanan kalite yönetim sistemleri (KYS), tarihsel gelişim sürecinde; az sayıda çalışanın bulunduğu işletmelerde, müşteri ilişkilerine odaklanan kalite kontrol uygulamaları yapılan Sanayi Devrimi Öncesi, fabrikaların kurulmasıyla birlikte üretimi yapılan ürünlerin kontrolünün yapıldığı Sanayi Devrimi sonrası, Japonya'da istatistiksel sonuçları baz alarak uygulanmaya başlanan Toplam Kalite Yönetimi'nin var olduğu II. Dünya Savaşı sonrası ve TKY'nin daha geniş çapta kullanılmaya başlandığı ve tüm işletmede kalite yönetiminin yapıldığı 1980 sonrası olmak üzere dört döneme ayrılmıştır.
Kontrol diyagramı, bir kalite izleme diyagramıdır. Doğada, toplumda ve insan etkisi ile meydana gelen tüm olaylarda değişkenlik bilinen bir olgudur. Bu nedenle üretim sürecinde çeşitli nedenlerin etkisi sonucu değişkenliğin ortaya çıkması, doğal ve kaçınılmaz kabul edilmektedir. Aslında kalite kontrol faaliyetlerinin temel amacı, üretim sürecinin ekonomik olması koşulu ile kontrol altında tutulmasıdır. Buradaki ekonomiklik ile ifade edilmek istenen husus, kontrolün gerçekleştirilmesi için harcanan çabalarla elde edilen yararlar arasında bir dengenin sağlanmasıdır.
Proje yönetimi, belirli bir projenin hedef ve amaçlarına ulaşıp bitirilmesi için kaynakların planlanması, organize edilmesi, tedarik edilmesi ve yönetilmesi disiplinidir.
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:
- Endüstride çeşitli kimyasal proseslere ait tesis ve makinelerinin tasarımı, üretimi ve işletimi.
- Gıda, içecek, kozmetik, temizlik malzemeleri ve ilaç gibi pek çok üründe kullanılan kimyasalların geliştirilmesi.
- Yakıt hücreleri, hidrojen enerjisi ve nanoteknoloji gibi pek çok yeni teknolojinin geliştirilmesi.
- Tamamen ya da kısmen kimya mühendisliğinden türemiş malzeme bilimi, polimer mühendisliği ve biyomedikal mühendisliği gibi alanlar.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Membran biyoreaktör (MBR) sistemi, biyolojik arıtım metotlarından biri olan aktif çamur prosesini membran ayırma prosesiyle birleştiren arıtım teknolojisidir.
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.
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.
İleri osmoz (FO), Ters osmoz (RO) gibi bir membran proses olup doğal osmozu kullanarak suyun az yoğun bir ortamdan daha yoğun bir ortama doğru oldukça seçici bir membrandan geçirerek taşınmasıdır.
