آشنایی جامع با مهندسی شیمی و گرایش‌های آن

مهندسی شیمی به عنوان یک رشته‌ی برجسته در علوم مهندسی به شمار می‌رود که در آن طراحی، شبیه‌سازی و بهینه‌سازی فرآیندهای شیمیایی صورت می‌گیرد. مباحث مهندسی، فیزیک، زیستی، ریاضیات و اقتصاد از مهم‌ترین رکن‌های آن محسوب می‌گردند. در آن برای تبدیل مواد خام یا مواد شیمیایی به مواد مفید و بسیاری فرآیندهای ارزشمندی به کار می‌رود. در این مقاله به معرفی دقیق و اصولی مهندسی شیمی به همراه ارائه‌ی توضیحاتی درباره‌ی گرایش‌ها پرداخته خواهد شد. برای کسب اطلاعات بیشتر می‎‌توانید AIChE را نیز مطالعه کنید.

مهندسی شیمی چیست؟

در رشته‌ی پرطرفدار مهندسی شیمی (Chemical engineering) به تولید و ساخت محصولات از طریق فرآیندهای شیمیایی پرداخته می‌شود. این فرآیندها شامل طراحی تجهیزات، سیستم‌ها و مراحلی برای تصفیه مواد اولیه و ترکیب کردن مواد شیمیایی می‌گردد. مهندسی شیمی تقریبا در تمام مشاغل حاضر در صنعت کاربرد دارد. یک مهندس حاذق باید توانایی لازم برای کار در محیط آزمایشگاه و خطوط تولید مواد شیمیایی را داشته باشد.

مهندسین شیمی پس از گذراندن دوران تحصیل خود می‌توانند در حیطه‌های زیر فعالیت خود را آغاز نمایند:

تولید مواد مورد نیاز در صنعت
تغذیه
پتروشیمی
کشاورزی
داروسازی
انرژی تجدیدپذیر
فناوری نانو
سلول‌های سوختی
زیست پزشکی
بازیافت محصولات

مهندس شیمی فردی حرفه‌ای و مجهز به دانشی است که عمدتاً در صنایع شیمیایی برای تبدیل مواد خام به محصولات متنوع و با طراحی و بهره برداری از کارخانه‌ها و تجهیزات کار می‌کند. به طور کلی، مهندس شیمی کسی است که اصول مهندسی شیمی را در هر یک از کاربردهای عملی مختلف آن به کار می‌گیرد و استفاده می‌کند.

گرایش‌های مهندسی شیمی

گرایش های شیمی

همانطور که در مقاله مهندسی شیمی چیست مطالعه کردید مهندسی شیمی نیز مانند رشته‌های دیگری که در صنعت فعالیت دارند از گرایش‌های مفید و تخصصی تشکیل شده که در دوران کارشناسی ارشد و دکتری به صورت تخصصی‌تر دنبال می‌شوند. برخی از مهم‌ترین این گرایش‌ها در ادامه معرفی گشته‌اند:

طراحی فرآیند: طراحی فرآیند در مهندسی شیمی، به انتخاب و توالی واحدها برای تبدیل فیزیکی یا شیمیایی مطلوب مواد اشاره دارد. طراحی فرآیند، مرکزی برای مهندسی شیمی به شمار می‌رود و همچنین می توان آن را قله گرایش‌های مهندسی شیمی نیز در نظر گرفت که بقیه گرایش‌ها را گرد هم می‌آورد. طراحی فرآیند می‌تواند طراحی امکانات جدید و یا اصلاح یا گسترش امکانات موجود باشد. طراحان فرآیند معمولاً دستورالعمل‌های عملیاتی را در مورد نحوه راه‌اندازی، عملکرد و خاموش کردن فرآیند می‌نویسند. آن‌هادر انتقال ایده‌ها و برنامه‌ها به سایر مهندسان درگیر با طراحی، فروشندگان تجهیزات و پیمانکاران ساخت و ساز مفید هستند.
پلیمر: در گرایش پلیمر دانش تولید و پردازش مواد پلیمری به محصولات مورد نیاز در زندگی و صنعت با ساختار و خواص مطلوب مورد بحث قرار می‌گیرد. مهندسین پلیمر به درک وسیعی از شیمی، فیزیک و اصول مهندسی پلیمر نیاز دارند. کسب این دانش برای طراحی مواد با ساختارهای مولکولی خاص و بهینه‌سازی شرایط پردازش بسیار مهم است. تکنیک‌های پردازش مختلفی نیز مهندسی مشخص پلیمر مورد استفاده قرار می‌گیرد که می توان موارد زیر را نام برد:

گرم کردن
خنک کردن
ذوب شدن
اکستروژن

تزریق
قالب‌گیری
کلندرینگ
قالب‌گیری فشاری

قالب‌گیری انتقالی رزین

ریخته‌گری مایع

مهندسی شیمی

پدیده‌های انتقال: در این گرایش مهندسان شیمی سه حیطه‌ی مطالعاتی مکانیک سیالات، انتقال حرارت و انتقال انبوه را کنار هم قرار می‌دهند. کسانی که در این رشته فارغ‌التحصیل می‌شوند با عملکرد انواع فرایندهای جداسازی و مباحث مربوط به طراحی این فرایندها آشنا می‌گردند. آن‌هاضمن آشنایی با تجهیزات متنوع، یادگیری اصول آن‌هابرای تولید و تبدیل مواد و کار کردن با نرم افزارهای مهندسی شیمی را آموزش می‌بینند.
فرآیندهای جداسازی: در گرایش فرآیندهای جداسازی به بررسی عملکرد و طراحی فرآیندهای جداسازی مانند تقطیر، استخراج، تبلور پرداخته می‌شود و جدیدترین متدهای جداسازی مثل فرآیندهای الکتروشیمیایی، جداسازی واکنش‌های شیمیایی، حذف آلاینده‌های زیست‌محیطی نیز مورد بررسی قرار می‌گیرد. فرآیند جداسازی در اصل روشی است که مخلوط یا محلولی از مواد شیمیایی را به دو یا چند مخلوط و محصول مجزا تبدیل می‌کند. جداسازی‌ها از تفاوت در خواص شیمیایی یا خواص فیزیکی (مانند اندازه، شکل، جرم، چگالی یا میل ترکیبی شیمیایی) بین اجزای تشکیل دهنده یک مخلوط استفاده می‌کنند.

پتروشیمی: در مهندسی پتروشیمی تبدیل بخشی از فراورده‌های نفتی به غیر نفتی توسط مهندسین این شاخه صورت می‌گیرد. مواد مختلفی مانند لاستیک‌ها، الیاف، شوینده‌ها، انواع کودهای شیمیایی و طراحی و راه‌اندازی تجهیزات تولید از جمله وظایف مهندسین این شاخه به شمار می‌رود. این گرایش از لحاظ وسعت و بعضی موارد تخصصی به مهندسی طراحی فرآیند شباهت دارد. فارغ التحصیلان این گرایش در مجتمع‌های پتروشیمی و پالایشگاه‌ها مشغول به کار خواهند شد.

صنایع غذایی: مهندسین این گرایش با در دست داشتن اطلاعاتی به طراحی، تولید، کنترل کیفیت و بهینه سازی فرآیندهایی برای تبدیل شدن مواد خوراکی به محصولاتی سالم و مغذی می‌پردازند. طراحی‌ دستگاه‌های‌ فرآیند خشك‌ نمودن، دستگاه‌های‌ استریلیزه‌، پاستوریزه‌ و منجمدكننده‌ برعهده‌ متخصصین‌ این‌ رشته‌ خواهد بود. فارغ التحصیلان صنایع غذایی نقش مهمی در سلامت و رشد جامعه ایفا می‌نمایند.
صنایع شیمیایی معدنی: در این گرایش از مهندسی شیمی به طراحی و برنامه‌ریزی فرآیندهای تولید مواد شیمیایی از طریق مواد معدنی می‌پردازد. نحوه بهره‌برداری از مواد شیمیایی از طریق منابع معدنی نیز در این گرایش صورت می‌گیرد. محصولات شیمیایی معدنی مانند سیمان، گچ، انواع کاشی‌ها، گازهای صنعتی و اسیدها در این گرایش تبدیل و استخراج می‌شوند.

نانوفناوری: تکنولوژی نانو در تمامی علوم کاربرد فراوانی دارد و در مهندسی شیمی نیز به طور اختصاصی به آن پرداخته شده است. در کارشناسی ارشد نانو با رویکرد شیمیایی به مسائل می‌نگرند. از کاربردهای این گرایش می توان به زمینه‌هایی مانند رنگ، پوشاک و دارو اشاره کرد که با نتیجه‌های چشمگیری نیز همراه بوده‌اند. در گرایش نانو برای دستیابی به فرآورده‌هایی با کیفیت و کمیت مناسب و قابل قبول پرداخته می‌شود و فرآورده‌های قبلی به فرآورده‌هایی ارزان‌تر, کاراتر و مفیدتر تبدیل می‌گردد.

بازارکار و آینده شغلی مهندسی شیمی

بازارکار مهندسی شیمی

مهندسی شیمی نیز مانند مشاغل دیگر و با توجه به گرایش‌های متنوع آن در صنعت و زندگی روزمره کاربرد فراوانی دارد. افراد شاغل در این رشته در موقعیت‌های شغلی متفاوتی مشغول به کار می‌شوند. برخی از عناوین همراه با میانگین حقوق ماهیانه در زیر آورده شده است:

موقعیت شغلی	حقوق ماهیانه
کارشناس طراحی فرآیند	15 الی 35 میلیون
مدیر مهندسی	25 الی 45 میلیون
مهندس پلیمر	18 الی 30 میلیون
اپراتور آزمایشگاه	20 الی 30 میلیون
کارشناس آزمایشگاه آنالیز	20 الی 40 میلیون

طبق نظرسنجی‌ها پیش بینی می‌شود که استخدام مهندسان شیمی از سال 2023 تا 2033 ده درصد رشد کند که بسیار سریع‌تر از میانگین برای همه مشاغل خواهد بود. به طور متوسط ‌در طول یک دهه، سالانه حدود 1400 موقعیت شغلی برای مهندسان شیمی در نظر گرفته خواهد شد. انتظار می‌رود بسیاری از این فرصت‌ها ناشی از نیاز به جایگزینی کارگرانی باشد که به مشاغل مختلف منتقل می‌شوند یا از نیروی کار برای مسائلی مانند بازنشستگی خارج می‌شوند.

مهارت‌های لازم برای موفقیت در این رشته

برای به موفقیت رسیدن در مسیر شغلی همواره کسب مهارت‌ها و تجربه‌هایی لازم است که باید گذرانده شوند تا فرد بتواند به سطح بالایی از توانایی دست پیدا کند. در مهندسی شیمی نیز علاوه بر کسب مهارت‌های عمومی و اجتماعی، مهندسین باید با توجه به گرایش انتخابی توانایی‌های خود را در آن حیطه افزایش دهند. برخی از این مهارت‌ها را در ادامه مشاهده می‌نمایید:

دانش فنی پیشرفته
مهارت‌های حل مسئله و تحلیلی
مدیریت پروژه و سازمان‌دهی
خلاقیت
توانایی انجام آزمایشات
آگاهی از محیط زیست ایمنی
مهارت‌های اخلاقی و کار گروهی

یک مهندس شیمی ماهر علاوه بر داشتن مهارت در دروس دانشگاهی، به دنبال یادگیری از طریق کارآموزی، شرکت در دوره‌های آموزشی و کسب تجربه از افراد موفق این رشته خواهد بود. گروه آموزشی پارس پژوهان با ارائه‌ی دوره‌های تخصصی برای مهندسین شیمی در گرایش‌های مختلف مسیر موفقیت و پیوستن به صنعت را برای فارغ التحصیلان و دانشجویان این رشته هموار نموده است. شما می‌توانید با شرکت در دوره‌های مهندسی شیمی علاوه بر بهره‌مندی از تجارب اساتید مجموعه، مدرک فنی و حرفه‌ای نیز کسب نمایید. برخی از مهم‌ترین دوره‌ها را در ادامه مشاهده می‌نمایید:

جمع بندی

مهندسی شیمی یک رشته‌ی پرطرفدار اما پر چالش در بین دانشجویان محسوب می‌گردد. متخصصین این رشته در گرایش‌های مختلف این رشته در صنایع بسیاری مشغول به کار هستند. در ایران و جهان موقعیت‌های شغلی متعددی برای مهندسی شیمی فراهم شده است که این موقعیت‌ها طبق آمار و نیاز صنعت در حال افزایش است. علاقه‌مندان شیمی می‌توانند با شرکت در دوره‌های آموزشی و کارورزی در آزمایشگاه‌ها مهارت‌های خود را در این حیطه افزایش دهند.

نویسنده: فائزه کاظمی نژاد، کارشناس ارشد مهندسی شیمی. صالحه علی پور کارشناس ارشد مهندسی پزشکی.