معرفی رشته مهندسی شیمی، مقطع کارشناسی

کارشناسی مهندسی شیمی

رشته مهندسی شیمی یکی از کاربردی ترین رشته های دانشگاهی است. شاید به جرات بتوان گفت که تمام محصولات و موادی که روزانه با آن ها سر و کار داریم،‌ یک مهندس شیمی در تولید آن ها نقش داشته است. از مواد غذایی گرفته تا پوشاک ما مراحل مختلفی را پشت سر گذاشته اند تا مورد استفاده قرار گیرند. از انواع فلزات مورد استفاده در بخش های مختلف تا قسمت های مختلف ماشین و سوخت خودرو ها هم در فرایند تولید از علم مهندسی شیمی بهره برده اند.

مقدمه و تاریخچه

همواره اولین سوال برای کسانی که می خواهند با مهندسی شیمی آشنا شوند،‌ تفاوت این رشته با "شیمی" است. در رشته شیمی (رشته علوم پایه)، افراد بیشتر با آزمایشگاه سروکار دارند. شرایط کار در آزمایشگاه و بررسی واکنش های شیمیایی در مقیاس کوچک با تولید در مقیاس صنعتی متفاوت است. واکنش های شیمیایی در مقیاس صنعتی نیازمند تجهیزات خاص و ابزار کنترلی پیچیده ای می باشند که طراحی و به کاربردن آن ها وظیفه یک مهندسی شیمی است. پس می توان گفت یک مهندس شیمی باید از علم شیمی به اندازه کافی اطلاعات داشته باشد. اما در کنار آن باید توانایی طراحی و تجهیزات صنعتی برای تبدیل، خاص سازی و فراوری مواد شیمیایی را داشته باشد.

بر اساس تعریف کمیته مهندسی شیمی ستاد انقلاب فرهنگی،‌ این رشته عبارت است از:“مهندسی شیمی فن کاربرد علوم پایه جهت پیاده سازی فرایندهای شیمیایی و فیزیکی در مقیاس صنعتی می باشد.” انجمن مهندسین شیمی آمریکا نیز تعریف زیر را مطرح کرده است: “مهندسی شیمی تلفیقی از به کارگیری اصول علم شیمی و فیزیک با توجه به جنبه های اقتصادی حاکم بر فرآیندهای مربوط به تغییر حالت فرایند های ترکیبی و فرایندهای انتقال انرژی می باشد.”

مهندسی شیمی در جهان با توسعه جدی این صنایع از قرن نوزدهم میلادی آغاز شده است. تا قبل از نیمه دوم قرن نوزدهم تولید بسیاری از مواد با تکیه بر تجربه های افراد و در مقیاس محدود صورت می‌گرفت. از نیمه دوم قرن یادشده تعدادی از افراد تعلیم یافته در رشته شیمی با تلفیق اطلاعات علمی و صنعتی خویش در تولید صنعتی بعضی مواد مهارت و تبحر لازم را پیدا نمودند.

اصطلاح مهندسی شیمی نخستین بار در سال ۱۸۸۰ میلادی توسط جورج دیویس در شهر منچستر انگلستان مطرح گردید. در صنعت کم کم نیاز به مراکزی جهت پرورش نیروی متخصص در این رشته به وجود آمد. برای اولین بار، سال ۱۸۸۸ در دانشگاه MIT آمریکا، رشته مهندسی شیمی پایه گذاری شد. در این رشته جنبه هایی از کاربری همزمان علم شیمی و مهندسی مکانیک و فرآیندهای شیمیایی تدریس می‌شد. سال‌های اولیه قرن بیستم مهندسی‌ شیمی تقریباً به صورت یک حرفه ای مشخص مطرح گردید.

اولین متولی تعلیم و تربیت مهندسین شیمی در ایران شرکت نفت سابق بود. شرکت مزبور برای رفع نیازهای تخصصی خویش در بهره وری از صنایع نفت و گاز اقدام به این مهم نمود. با گسترش صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و کارخانه های متعدد قند، سیمان، داروسازی و غیره از اواخر دهه ۴۰ هجری شمسی علاوه بر دانشکده نفت آبادان تعدادی دیگر از دانشگاه‌های کشور نیز اقدام به تاسیس دوره های مهندسی شیمی در مقطع کارشناسی نمودند. تا بتوانند پاسخگوی نیاز تخصصی صنایع مختلف شیمیایی کشور باشد. از جمله دانشگاه هایی که اقدام به این کار نموده اند می توان به دانشکده فنی دانشگاه تهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشگاه شیراز، دانشگاه صنعتی شریف و دانشگاه صنعتی اصفهان اشاره نمود.

دروس تخصصی در مقاطع مختلف تحصیلی

دروس رشته مهندسی شیمی در دوره کارشناسی

دروس تخصصی رشته مهندسی شیمی در دوره کارشناسی به شرح زیر می باشند؛

آشنایی با مهندسی شیمی
موازنه انرژی و مواد
ترمودینامیک مهندسی شیمی (1 و 2)
شیمی فیزیک مهندسی شیمی
مکانیک سیالات (1 و 2)
آزمایشگاه مکانیک سیالات
انتقال حرارت (1 و 2)
آزمایشگاه انتقال حرارت
انتقال جرم
عملیات واحد (1 و 2)
آزمایشگاه عملیات واحد
کنترل فرآیند (1 و 2)
آزمایشگاه کنترل فرآیندها
آزمایشگاه شیمی فیزیک
سینتیک و طرح راکتور
کاربرد ریاضیات درمهندسی شیمی
کارگاه نرم افزارمهندسی شیمی
طرح و اقتصاد کارخانه

دروس اختیاری نیز به صلاحدید و اختیار دانشکده ها یا گروه های مهندسی شیمی مختلف مطابق امکانات موجود و سرفصل مصوب در شورای آموزش دانشگاه از دروس ذیل اخذ می گردد.

فرایندهای پتروشیمی
فرایندهای پالایش
فرایندهای صنایع گاز
تعیین مشخصات و انتخاب دستگاه ها
روش های اندازه گیری کمیت های مهندسی
مهندسی محیط زیست
مهندسی صنایع غذایی
مهندسی احتراق
توزیع و انتقال گاز
مکانیک سیالات دو فازی
مهندسی بیوشیمی
میکروبیولوژی عمومی
تکنولوژی نگهداری مواد غذایی
صنایع غذایی (1 و 2)
کنترل کیفیت مواد غذایی
اصول حفاظت محيط زيست
تصفیه آب های صنعتی
مقدمه ای بر مهندسی مخازن
نانو تکنولوژی و کاربرد آن با مقدمه بر نانو فناوری
آزمایشگاه کنترل کیفیت
میانی مهندسی پلیمر
مبانی صنایع شیمی معدنی
طراحی دستگاه های تبادل جرمی و حرارت
جداسازی غشایی
کاتالیزورهای صنعتی
مبانی اقتصاد تجزیه و تحلیل سیستم ها
آمار و احتمال مهندسی
بیوشیمی مواد غذایی
بیوتکنولوژی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
میکروبیولوژی صنعتی
انرژی و محیط زیست
تصفیه آب و فاضلاب
مقدمه رئولوژی و شکل دهی پلیمرها
ساخت و کاربرد پلیمر
تعیین خصوصیات و طراحی
محاسبات مهندسی پالایش
مقدمات مهندسی نفت
آزمایشگاه میکربیولوژی عمومی
آزمایشگاه پلیمر
آزمایشگاه نفت
ایمنی در صنایع
مدیریت صنعتی
آمار و طراحی آزمایش ها
موارد ویژه نفت و گاز پتروشیمی
مهندسی نفت
طراحی راکتور کاتالیستی
شیمی و سینتیک پلیمریزاسیون
خواص فیزیکی مکانیکی پلیمرها
خواص مواد
خوردگی
پدیده های انتقال در محیط متخلخل
تغذیه و بهداشت
آزمایشگاه میکروبیولوژی مواد غذایی
فرایندهای مواد معدنی
رزین های صنعتی
فرایندهای نو در مهندسی شیمی
پلاستیک الاستومر با کامپوزیت
شبیه سازی فرایند
طراحی فرایند
فناوری پودر
سیستم های انرژی
مبانی کارآفرینی
میکروبیولوژی مواد غذایی

برای دریافت برنامه درسی این رشته در دوره کارشناسی اینجا را کلیک کنید.

دروس رشته مهندسی شیمی در دوره کارشناسی ارشد

در دوره کارشناسی ارشد مهندسی شیمی،‌ 11 گرایش وجود دارد. کلیه دانشجویان با هر گرایشی موظف به گذراندن دروس زیر می باشند.

ترمودینامیک پیشرفته
طرح راکتور پیشرفته
ریاضیات مهندسی پیشرفته
مکانیک سیالات پیشرفته
انتقال حرارت پیشرفته
انتقال جرم پیشرفته

1- دروس اختیاری کارشناسی ارشد مهندسی شیمی گرایش پدیده های انتقال

پدیده های انتقال در محیط های متخلخل
انتقال جرم چند جزئی
مدل سازی و شبیه سازی
بهینه سازی
دنیامیک سیالات محاسباتی (CFD)
طراحی آزمایش ها و تحلیل آماری نتایج
پدیده های خشک کردن
پدیده های سطحی

2-دروس اختیاری کارشناسی ارشد مهندسی شیمی گرایش پلیمر

شیمی فیزیک پیشرفته پلیمرها
رئولوژی پیشرفته پلیمرها
خواص مهندسی پلیمرها
مهندسی فرایندهای پلیمریزاسیون
ساختار و خواص فیزیکی و مکانیکی پلیمرها
فرایندهای شکل دهی پلیمرها
طراحی و تکنولوژی قطعات لاستیکی
پلاستیک های تقویت شده با الیاف (کامپوزیت)
پدیده های انتقال در سامانه های پلیمری
هویت شناسی پیشرفته پلیمرها

3- دروس اختیاری کارشناسی ارشد مهندسی شیمی گرایش ترموسینتیک و کاتالیست

ترمودینامیک محلول های الکترولیت
مدل سازی ترمودینامیکی سامانه های خاص
ترمودینامیک آماری
مهندسی احتراق پیشرفته
کاتالیست های غیر همگن
طراحی راکتور های چند فازی غیر کاتالیستی
طراحی و تحلیل راکتورهای بستر سیال
پیش بینی خواص ترمودینامیکی سیالات
طراحی راکتور های کاتالیستی
پدیده های سطحی

4- دروس اختیاری کارشناسی ارشد مهندسی شیمی گرایش محیط زیست

کنترل آلودگی هوا
مدیریت پسماندهای جامد
زیست فناوری زیست محیطی
تصفیه آب و فاضلاب

5- دروس اختیاری کارشناسی ارشد مهندسی شیمی گرایش صنایع غذایی

پدیده های انتقال در صنایع غذایی
طراحی عملیات فرایندهای صنایع غذایی
رئولوژی مواد غذایی
فرایندهای پیشرفته مواد غذایی
بیوتکنولوژی غذایی
میکروبیولوژی صنعتی و فرایندهای تخمیر
بسته بندی مواد غذایی
افزودنی ها، آلاينده ها و سموم در مواد غذایی
طراحی ماشین الات صنایع غذایی
تصفیه آب و فاضلاب صنایع غذایی
جداسازی پیشرفته در صنایع غذایی
فناوري آنزيم ها
مدل سازی و شبیه سازی در صنایع غذایی
اندازه گیری و ابزار دقیق در صنایع غذایی
روش های پیشرفته نگهداری مواد غذایی
آزمایشگاه تکمیلی فرایند های غذایی
طراحی آزمایش ها و تحلیل آماری نتایج

6- دروس اختیاری کارشناسی ارشد مهندسی شیمی گرایش صنایع شیمیایی معدنی

روش های شناسایی و آنالیز مواد معدنی
طراحی آزمایش ها و تحلیل آماری نتایج
فناوری چسباننده های معدنی
فناوری صنایع شیمیایی معدنی
گرمایش و سرمایش در صنایع شیمیایی معدنی
نانو مواد معدنی

7- دروس اختیاری کارشناسی ارشد مهندسی شیمی گرایش طراحی فرایند

طراحی تجهیزات فرایندی
طراحی پایه و تفصیلی فرایندهای شیمیایی
بازیافت انرژی در فرایندهای شیمیایی
آنالیز اکسرژی فرایندهای شیمیایی
بهینه سازی
افزایش مقیاس در فرآیندهای شیمیایی
مدل سازی و شبیه سازی فرایندهای شیمیایی
ایمنی در صنایع شیمیایی
استاندارد سازی
کارآفرینی
یکپارچه سازی فرایند
انرژی های پایدار
کاهش ضایعات فرایندی
طراحی به کمک کامپیوتر
دینامیک سیالات محامیانی (CFD)
طراحی آزمایش ها و تحلیل آماری نتایج

8- دروس اختیاری کارشناسی ارشد مهندسی شیمی گرایش فرایند های جداسازی

پدیده های خشک کردن
فرایند های جذب سطحی
غشاها و فرایند های غشایی
پدیده های سطحی
تبلورسازی صنعتی
جداسازی چند جزئی
استخراج فوق بحرانی
طراحی آزمایش ها و تحلیل آماری نتایج

9- دروس اختیاری کارشناسی ارشد مهندسی شیمی گرایش فراوری و انتقال گاز

طراحی و شبیه سازی فرایند های صنعت گاز
عملیات فراوری، انتقال و توزیع
دینامیک گاز
هیدرات های گازی

10- دروس اختیاری کارشناسی ارشد مهندسی شیمی گرایش مدل سازی، شبیه سازی و کنترل

کاربرد هوش مصنوعی در مهندسی شیمی
کنترل غیرخطی فرایندهای شیمیایی
کنترل تطبیقی
کنترل دیجیتال
کنترل پیشرفته و بهینه
بهینه سازی فرایندها
مدل سازی و شبیه سازی فرایند ها
دینامیک سیالات محاسباتی

11- دروس اختیاری کارشناسی ارشد مهندسی شیمی گرایش نانوفناوری

پدیده های انتقال در نانوفناوری
مکانیک کوانتومی
ترمودینامیک آماری
پدیده های سطحی در مقیاس نانو
شبیه سازی مولکولی
مقدمه ای بر نانو فناوری
شیمی و نانو فناوری
ساخت و کاربرد نانو مواد
روش های اندازه گیری در مقیاس نانو
نانو زیست فناوری

دروس رشته مهندسی شیمی در دوره دکتری

انتقال حرارت پیشرفته
مکانیک سیالانه پیشرفته
کنترل پیشرفته
محاسبات عددی پیشرفته
جداسازی چند جزئی
بهینه سازی در مهندسی شیمی
مدل سازی و شبیه سازی فرايندها
ترمودینامیک مخلوط ها
طراحی راکتورهای صنعتي و ويژه
پدیده های سطحی
رئولوژی پیشرفته و سیالات غیرنیوتونی
کاربرد مهندسی شیمی در پزشکی
طراحی مفهومی فرایندها
پدیده های انتقال پیشرفته
مهندسی بیوشیمیایی پیشرفته
مهندسی فرایندهای پلیمری
مهندسی آلودگی هوا
کنترل بهینه
مهندسی سیال شدن
استخراج فوق بحرانی
اصول فناوری تخمیر
افزایش مقياس فرایندها
اکسرژی
بهینه سازی انرژی
مهندسی احتراق پیشرفه
انتقال جرم پیشرفته
مهندسی سیمان
مهندسی مخازن هیدرو کربنی
تجزیه و تحلیل آماری فرایندها
تصفیه آب و فاضلاب پیشرفته
فناوري آنزیم ها
تئوری لایه مرزی
مهندسی محیط زیست پیشرفته
جداساری در سامانه های بیولوژیک
جریان های چند فازی
جریان های متلاطم
خواص مهندسی پلیمرها
دفع و مدیریت مواد زائد جامد
روش اجزاء (المان های) محدود
روش های خاص جداسازی
مدل سازی و شبیه سازی
هیدرودینامیک ماکرومولکول ها
سینتیک و راکتورهای پلیمریزاسیون
سینتیک و طراحی راکتورهای پیشرفته
طراحی به کمک کامپیوتر (CAD)
طراحی تجهیزات فرایندی
طراحی راکتور های بیوشیمیایی
کنترل واحدهای صنعتی
طراحی فرایندهای شیمیایی
فرایند های پالایش پیشرفته
فرایندهای جداسازی غشایی

برای دریافت برنامه درسی مقاطع تحصیلات تکمیلی (کارشناسی ارشد و دکتری) رشته مهندسی شیمی، اینجا را کلیک کنید.

بازار کار و آینده شغلی

با توجه به صنایع مختلفی که گرایش های مهندسی شیمی در آن ها نقش دارد،‌ تا حدودی می توان با محیط کار و موقعیت های شغلی آشنا شد. هرچند با گسترش روز افزون صنایع شیمیایی، وظایف مهندس شیمی تخصصی تر شده است. محورهای اصلی وظایف یک مهندس شیمی در هر یک از صنایع ذکر شده در بخش قبل را می‌توان به صورت زیر برشمرد؛

تحقیقات
توسعه فرآیند
طرح‌ و برآورد فرایند
طرح کارخانه
ساختمان نظارت بر تولید
سرویس فنی کارخانه
فروش محصول
بخش ایمنی،‌ محیط زیست و انرژی

یک مهندس شیمی در یک واحد بزرگ صنعتی فقط در یکی از این قسمت ها مشغول به کار می‌شود. در صورتی که در واحدهای کوچک امکان اشتغال آن در چندین زمینه یا بیشتر می باشد. هرچند که انتقال از قسمتی به قسمت دیگر بسیار ساده و بستگی به علاقه مهندس یا احتیاج کارخانه دارد. برخی صنایع که مهندسان شیمی در آن ها مشغول به فعالیت هستند عبارت اند از ؛

صنایع فرآوری نفت
پتروشیمی
صنایع گاز
صنایع دارویی
صنایع رنگ و پلیمر
تولید مواد شوینده
صنایع سموم و کودهای شیمیایی
صنایع معدنی (از قبیل سیمان، شیشه، سرامیک و کاشی)
صنایع سلولزی (از قبیل کاغذ و مقوا)
صنایع غذایی (از قبیل قند، شکر، مواد تخمیری، فراورده های لبنی، انواع نوشیدنی ها، روغن ها و …)
صنایع نساجی
مواد منفجره
تصفیه پساب ها
علوم زیست محیطی، زیست پزشکی، بیوتکنولوژی و نانوتکنولوژی

HSE و مهندسی شیمی

دانشجویان رشته مهندسی شیمی در حین تحصیل، باید واحد های آزمایشگاهی و کارگاهی متفاوتی بگذارنند. در آزمایشگاه های شیمی و مهندسی شیمی، رعایت اصول ایمنی یکی از مهم ترین مواردی است که دانشجویان باید به آن توجه کنند.