Naš svet se sastoji od materije, a jedan od načina na koji proučavamo materiju je upravo hemija.

Način na koji koristimo to znanje vodi nas do hemijskog inženjerstva.

Hemijsko inženjerstvo je jedno od najširih inženjerskih polja, fokusirano ne samo na hemikalije – koje čine sve – već i na razvoj i projektovanje postrojenja i procesa za hemikalije za proizvodnju.

Sada, hajde da zamislimo da smo smislili neverovatan novi proizvod koji moramo da kreiramo kroz hemijski proces.

On bi mogao služiti za novu vrstu ličnog prečišćivača vode, ili šminke koja traje koliko god želite, ili bi mogao biti revolucionarni odevni materijal.

Šta god da je, moraćemo da prođemo kroz neke korake pre nego što se svi obogatimo!

Kada dizajniramo naš proizvod, moraćemo da napravimo objekat gde možemo da ga stvorimo.

A da biste znali kako to da uradite, pomoglo bi ako se malo razumete i istoriju hemijskog inženjerstva.

Za početak, hajde da odbacimo uobičajenu pretpostavku: hemijsko inženjerstvo je jednostavno hemija primenjena na inženjering.

Naravno, mnogo je hemije uključeno, ali inženjerska strana ima  velike veze sa odgovorom na

pitanja, poput: „Šta možemo da uradimo sa ovim hemikalijama? Kako da ih napravimo? Gde možemo ići odavde i koje su mogućnosti?“.

 

Hemijsko inženjerstvo je dobilo svoj nezvanični početak otprilike u vreme Američkog revolucionarnog

rata. Tokom rata postavljene su blokade kako bi se zaustavila trgovina između američkih kolonija i Evrope.

Francuska je bila posebno pogođena ovim blokadama, jer je Amerika bila njihov glavni dobavljač natrijum-karbonata, takođe poznatog kao soda pepela. U to vreme, soda se koristila za bezbroj stvari, od kuvanja, do proizvodnje stakla i papira, kao i za pravljenje sapuna.

Pošto Francuska nije mogla da dobije natrijum-karbonat sa svojih ustaljenih trgovačkih puteva,

Francuska kraljevska akademija ponudila je nagradu 1775. svakom ko bi mogao da napravi natrijum-karbonat od natrijum-hlorida – koji poznajemo kao običnu kuhinjsku so.

Nakon skoro 15 godina, francuski hemičar i lekar po imenu Nikola Leblanc konačno je  shvatio kako to učiniti oko 1789. godine. Leblancov proces postao je preteča moderne hemijske proizvodnje i otvorio put budućim hemijskim inženjerima.

Do 1791. otvorio je malu fabriku u Sen Deniju i započeo veliku proizvodnju soda pepela, ali njegovu fabriku su ubrzo preuzeli revolucionari tokom Francuske revolucije, koji su takođe pustili

njegove poslovne tajne.

Iako je ovaj proces bio revolucionaran sam po sebi, bio je prilično loš za životnu sredinu. Proizveo je tonu otpada koji je izuzetno loše mirisao. Pošto hemijski procesi često mogu imati gadne nusproizvode,

vlade često mogu donositi zakone o zagađenju, posebno oko velikih gradova i vodnih tela.

Ali ništa od ovoga nije zaustavilo hemijsku industriju da raste.

 

Krajem 19. veka, britanski hemičar Džordž Dejvis radio je kao inspektor za Zakon o alkalijama,

koji je bio rani deo ekološkog zakonodavstva kao odgovor na Leblancov proces. Zakon je zahtevao od proizvođača sode da smanje količinu gasa hlorovodonične kiseline koji su

pušteni u atmosferu. Oko 1887. Dejvis je održao seriju predavanja na Mančesterskoj školi tehnologije.

Njegovi govori su bili osnova za njegov dvotomni Priručnik hemijskog inženjerstva, koji je bio prvi

svoje vrste. Već su postojale knjige o hemiji napisane za određene industrije, poput proizvodnje kiseline i pivarstva, ali ono što je Dejvisov rad učinilo jedinstvenim je to što je organizovao osnovne operacije koje su zajedničke mnogim industrijama, poput transporta tečnosti i gasova ili destilacije.

U SAD je njegov rad pomogao da se stimulišu novi načini razmišljanja o hemijskim procesima i podstakao je stvaranje diploma hemijskog inženjerstva na univerzitetima širom zemlje.

Svi hemijski inženjeri sa kojima radimo da bismo pomogli u razvoju našeg proizvoda će verovatno imati svoje obrazovanje ukorenjeno u Dejvisovim učenjima.

Na prelazu iz 20. veka, automobili su počeli da postaju redovan deo modernog života. I ubrzo su hemijski inženjeri igrali važnu ulogu u njihovoj upotrebi, praveći benzin.

Sa poboljšanjima proizvodnje kao što su kreking, polimerizacija itd., benzin je postao ekonomski isplativiji, što je gas učinilo jeftinijim i posedovanje automobila priuštivijim.

Sada, ovakva hemijska proizvodnja velikih razmera zahteva mnogo planiranja.

Dakle, kako se hemijska postrojenja razvijaju, veliki deo hemijskog inženjeringa postaje ono što ćemo nazvati „Jedinica Operacije“.

Ovo je prvi uveo Amerikanac Artur D. Litl 1915. i razložio svaki deo hemijskog postrojenja u pojedinačne celine.

Jednom kada su inženjeri shvatili – delimično zahvaljujući Arturovom radu – da su sve jedinice operacije zasnovane na osnovnim principima, kao što su prenos momenta, masa transfera i termodinamika,

tada su postali kreativniji u tome kako su proizvodili hemikalije. Više nisu morali da koriste istu opremu za iste ograničene svrhe. Umesto toga, mogli su da osmisle nove načine korišćenja svojih alata i mašina.

To je omogućilo da hemijsko inženjerstvo preraste u jedno od najširih inženjerskih oblasti.

Još 1970-ih, polje je bilo mnogo uže nego sada. Tada se oko 80% diplomiranih hemijskih inženjera zaposlilo u hemijskoj procesnoj industriji i vlada. Do 2000. godine, tih 80% je palo na oko 50%.

Jedan od razloga za to bila je pojava biotehnologije.

U velikoj meri fokusiran na istraživanje i razvoj, biotehnološko inženjerstvo primenjuje tehnologiju na logičkih sistema i živih organizama.

Kada saznamo kako i zašto biološki procesi funkcionišu, možemo pronaći načine da se promenimo, prilagodimo i kontrolišemo ih, sa ciljem da živote učinimo boljim.

Na sličan način, farmaceutske i zdravstvene kompanije takođe su igrale veliku ulogu u širenju onoga što rade hemijski inženjeri. Svaki dan se prave i unapređuju novi lekovi. Hemijski inženjeri takođe rade na tome kako najbolje da isporuče ove lekove u naše telo. Neki bi se mogli najbolje ubrizgati, poput insulina ili epipena, dok drugi dobro deluju u obliku spreja, poput inhalatora.

Primenu hemijskog inženjerstva vidimo i u mnogim namirnicama koje jedemo takođe. Morali smo da shvatimo takvu mračnu magiju kao što je dobijanje kukuruznog sirupa od kukuruza i pravljenje veštačkih

zaslađivača. Pronašli smo zamene za mlečne proizvode i koristili biljke za pravljenje veganskog i vegetarijanskog mesa koje ima sličan ukus onom koji potiče od životinjskih vrsta.

Sve ovo je učinilo čuda za ljude sa alergijama na hranu i ograničenjima u ishrani.

Takođe postoji rastući fokus na životnu sredinu i održivu energiju u oblasti hemijskog

inženjerstva. Želimo i da sačuvamo ono što već imamo i da pronađemo izvore energije koji neće ostati bez struje. Dakle, jedan izvor koji je usko povezan sa hemijskim inženjeringom je biomasa; obnovljivi organski materijal koji potiče od biljaka i životinja. Ovo se kreće od drveta i ostataka useva, do smeća i stajnjaka. I hemijski inženjeri igraju veliku ulogu u otkrivanju šta se može koristiti kao biomasa i kako je najefikasnije upotrebiti kako biste dobili energiju iz nje.

Svi ovi razvoji u hemijskom inženjerstvu su ono što će nam zaista dati znanje da napravimo naš divan novi proizvod, kakav god da je. Možemo poboljšati ono što već postoji ili napraviti nešto zaista revolucionarno. Kada ste kreator, mogućnosti su beskrajne!

 

 

 

Dakle, danas smo naučili mnogo o istoriji hemijskog inženjerstva, počevši od njegovog porekla u natrijum-karbonatu. Zatim smo razgovarali o Džordžu Dejvisu, ocu hemijskog inženjerstva, i njegovim učenjima. Prešli smo na rafinerije nafte i hemijske fabrike, upoznajući se i sa Arturom D. Malim..

Naš tekst smo završili razgovorom o novijim i nadolazećim oblastima biotehnologije,

farmaceutskog inženjerstva i hrane, i konačno obnovljive energije.

 

 

Koji biste proizvod baš VI napravili da možete?