Kas ir vispārīgā ķīmijas tehnoloģija?

Ķīmijas tehnoloģija jeb ķīmijas inženierija [chemical engineering] ir inženierzinātņu nozare, kas pēta ķīmiskās ražošanas procesus, iekārtas un izstrādā matemātiskos modeļus ražošanas optimizācijai.

Ķīmiskās ražošanas procesi ir, piemēram, destilācija, ekstrakcija, sorbcija, ietvaice, žāvēšana un citi. Šor procesus būtiski ietekmē difūzija, siltums un reaģējošo vietu kontaktvirsma. Tāpēc svarīgi ir ne tikai saprast reakcijas vienādojumu, bet arī spēt piemeklēt atbilstošu aparatūru, kas nodrošina reakcijai nepieciešamos apstākļus - izejvielu pievadīšanu un aizvadīšanu, sajaukšanās intensitāti, siltuma pievadīšanu vai aizvadīšanu, produkta un blakusprodukta atdalīšanu, pH, t, p kontroli u.c.

Daži vispārīgās ķīmijas tehnoloģijas problemātikas piemēri:

  • laboratorijas mēroga sintēžu pārnešanu rūpnieciskā mērogā
  • reaģentu sajaukšanas procesu pētīšana optimālās lokālās koncentrācijas nodrošināšanai,
  • karsēšanas/dzesēšanas optimālo režīmu noteikšana,
  • piemērotāko iekārtu (reaktoru, maisītāju, sildītāju, smalcinātāju, filtru, sūkņu u.c.) izvēle konkrētajam ražošanas posmam,
  • ražošanas efektivitātes uzlabošana atbilstoši jaunākajām normatīvu prasībām un tehnoloģiskajiem sasniegumiem,
  • u.c.

Ražošanas procesa piemērs. Jauna produkta ražošanas uzsākšana (ļoti vienkāršots apraksts)

  1. Lai izgatavotu jaunu produktu, vispirms jāapzina tā nepieciešamās īpašības - ķīmiskās (piem., ar ko reaģē vai nereaģē?), fizikālās (piem., vai laiž cauri gaismu vai siltumu) un mehāniskās (cik stipram, elastīgam utt tam jābūt)
  2. Meklē vai kaut kas līdzīgs kaut kur, varbūt citā jomā vai citā veidā, netiek piedāvāts
  3. Neatkarīgi no 2. punkta rezultātiem, apzina kādas vielas vai materiāli šādu īpašību komplektu spēj nodrošināt, jo varbūt izdodas atrast veiksmīgāku risinājumu. Ne visas īpašības ir aditīvas (piemēram kā blīvums, kam rezultātā parasti iegūst abu komponentu vidējo), piemēram mehāniskās īpašības vai bioloģisko audu reakcija var būtiski mainītiesizmainot sastāvu vai tehnoloģiju salīdzinoši nedaudz. Piemēram destilēta ūdens elektorvadītspēja būtiski mainās pievienojot nedaudz sāļu.
  4. Kad ir zināmas vielas un materiāli, tad jāizdomā tehnoloģija - process un iekārtas kā savu ideju realizēt. Jāveic atbilstoši aprēķini. Piemēram, poraina materiāla izgatavošanai - kā veidosies poras - vai masā iejauks gaisu, vai skaidas, kuras vēlāk izdedzinās.
  5. Kad ir vielas un tehnoloģijas projekts, tad izmēģina iecerēto procesu laboratorijā, tad mērogo uz lielāku apjomu pilotiekārtās.
  6. Testē iegūto produktu
  7. Uzlabo, jo ar pirmo reizi reti, kad izdodas ideālais rezultāts
  8. Tālāk uzlabo tehnoloģiju, lai ražošanas process būtu lētāks, efektīvāks, videi draudzīgāks utt.
  9. Kad produkts un tehnoloģija ir tirdzniecībai atbilstošā līmenī, jāsagatavo visa nepieciešamā dokumentācija (sertifikāti u.tml.)
  10. Produkts ir gatavs tirdzniecībai

Minētos soļus veic ķīmijas tehnologi, daļēji arī ķīmiķi un materiālzinātnieki. Turpināt lasīt Kur strādā ķīmijas tehnologi?