ما هو تخصص الهندسة الكيميائية؟

الهندسة الكيميائية (بالإنجليزيّة: Chemical Engineering) فرع من فروع الهندسة المتنوّعة، وتقوم على دراسة تصميم الآلات وبنائها وكيفية تشغيلها، وتشمل الآليات التي تقوم بتنفيذ التفاعلات الكيميائية التي تعمل على حل جميع المشاكل العلمية بالإضافة إلى صناعة منتجات مفيدة. يرجع تاريخ الهندسة الكيميائية لعمليات التبخّر والتخمير (بالإنجليزيّة: Fermentation and Evaporation Processes) والتي كانت موجودة في الحضارات القديمة، وفي النصف الثاني من القرن التاسع عشر الميلادي الماضي ومع التطوّر الحاصل في عمليّات التصنيع الكيميائية تمّ إنشاء الهندسة الكيميائية وتطويرها كنظام مستقل، ويقوم تخصص الهندسة الكيميائية على المبادئ العلمية والهندسية التي يتم تدريسها لطلاب الهندسة الكيميائية.

الهندسة الكيميائية

الهندسة الكيميائية (بالإنجليزيّة: Chemical Engineering) فرع من فروع الهندسة المتنوّعة، وتقوم على دراسة تصميم الآلات وبنائها وكيفية تشغيلها، وتشمل الآليات التي تقوم بتنفيذ التفاعلات الكيميائية التي تعمل على حل جميع المشاكل العلمية بالإضافة إلى صناعة منتجات مفيدة، والهندسة الكيميائية من الممكن تصنيفها على أنّها كيمياء تطبيقيّة، وهي تؤثر على العديد من النواحي التكنولوجية، والمهندسون الكيميائيون يقومون بتصميم عمليات إنتاج المواد وتخطيطها وتغيير شكلها من شكل إلى آخر، وذلك بعد تطبيق التجارب في المختبرات وتطوير هذه التكنولوجيا حتى تصبح تكنولوجيا مطبّقة بشكل فعلي.

الطلب على مهندسي الكيمياء كبير جداً خاصّة في الدول الصناعية، فالصناعات جميعها تعتمد على تركيب الكيماويات ومعالجتها مع المواد الأخرى العديدة، ومن الممكن أيضاً أن يعمل مهندسو الكيمياء في مجالات الطاقة والنفط والمستحضرات الصيدلانية، بالإضافة إلى التكنولوجيات الحيوية والهندسة البيئية.

يرجع تاريخ الهندسة الكيميائية لعمليات التبخّر والتخمير (بالإنجليزيّة: Fermentation and Evaporation Processes) والتي كانت موجودة في الحضارات القديمة، وفي النصف الثاني من القرن التاسع عشر الميلادي الماضي ومع التطوّر الحاصل في عمليّات التصنيع الكيميائية تمّ إنشاء الهندسة الكيميائية وتطويرها كنظام مستقل، وتمّ توجيهها لحل مشاكل التشغيل والتصميم للمصانع الكبيرة لضمان استمرارية الإنتاج فيها.

دراسة الهندسة الكيميائية

يقوم تخصص الهندسة الكيميائية على المبادئ العلمية والهندسية، بالإضافة إلى مجالات العلوم الكيميائية والفيزيائية والبيولوجية التي يتم تدريسها لطلاب الهندسة الكيميائية، ودراسة هذا التخصص تفتح للمهندس آفاق العمل الواسعة في المصانع وغيرها من الأماكن التي تحتاجه في عمليات الإنتاج وتصميم الآليات وتشغيلها.

وصف التخصص

يهتم التخصص بالعمليات الصناعية مثل البتروكيماويات والأسمدة وصناعات الدواء التي يقوم من خلالها المهندس الكيميائي بتحويل المواد الخام رخيصة الثمن إلى مواد، وهي تطبيق عملي لعلوم الكيمياء والفيزياء والرياضيات، ويهتم التخصص بتصميم الأجهزة المختلفة مثل المفاعلات الكيميائية وأبراج التكرير والامتصاص والفصل والمبادلات الحرارية.

المواد التي تدرس في الهندسة الكيميائية

• مواد الجامعة الإجبارية التي يقوم بدراستها جميع طلاب الكليات في الجامعة بمختلف التخصصات، وتختلف هذه المواد بناءً على اختلاف الدولة والجامعة ومن الأمثلة عليها التربية الوطنية والحضارة الإنسانية.
• مواد الجامعة الاختيارية والتي يجب على جميع طلاب الجامعة إنهاء عدد معين منها، ومن الأمثلة عليها مادة وسائل التواصل الاجتماعي.
• متطلبات الكلية الاختيارية والإجبارية والتي تشتمل على دراسة على عدد ساعات معينة يجب على طلاب التخصص اختيار ما يناسبهم منها مثل العلوم الأساسية كالتفاضل والتكامل والفيزياء والرسم الهندسي وغيرها.
• متطلبات التخصص الإجبارية التي يجب على طلاب التخصص إنهاء جميع الساعات الدراسية فيها والتي من الممكن أن تختلف باختلاف الجامعة، ومن أهم هذه المواد ما يلي: 
  • الكيمياء التحليلية العملية (بالإنجليزيّة: Experimental Analytical Chemistry).
  • الكيمياء التحليلية (بالإنجليزيّة: Analytical Chemistry).
  • هندسة البيئة (بالإنجليزيّة: Environmental Engineering).
  • تصميم المصانع الكيميائية (بالإنجليزيّة: Chemical Plant Design).
  • الصناعات الكيميائية المحلية (بالإنجليزيّة: Local Chemical Industries).
  • الطرق العددية في الهندسة الكيميائية (بالإنجليزيّة: Numerical Methods in Chemical Engineering).
  • توازن المواد والطاقة (بالإنجليزية: Material and Energy Balances).
  • انتقال الطاقة والكتلة (بالإنجليزية: Energy and Mass Transfer).
  • ميكانيكا الموائع (بالإنجليزية: Fluid Mechanics).
  • تقنيات حركة التفاعُل الكيميائي وتصميم المُفاعلات (بالإنجليزية: Chemical Reaction Kinetics and Reactor Design).
  • الرياضيات التطبيقية (بالإنجليزية: Applied Mathematics).
  • تقنيات الفَصِل (بالإنجليزية: Separations Technologies).
  • تصميم العمليات (بالإنجليزية: Process Design).
  • الديناميكا الحرارية (بالإنجليزية: Thermodynamics).
  • الدقائق الصلبة (بالإنجليزيّة: Solid Particulates).
  • أسس الهندسة الكيميائية (بالإنجليزيّة: Chemical Engineering Principles).
  • الكيمياء الفيزيائية (بالإنجليزيّة: Physical Chemistry).
  • هندسة السلامة الصناعيّة (Process Safety Engineering).

كم سنة تخصص الهندسة الكيميائية؟

يكون الحصول على درجة البكالوريوس في تخصص الهندسة الكيميائية في أغلب الجامعات عبارة عن 162 ساعة معتمدة أي ما يعادل خمس سنوات تقريباً في مختلف الجامعات، وربما تختلف عدد الساعات المعتمدة باختلاف الجامعة.

فروع الهندسة الكيميائية

بعد التطور الذي شهدته الصناعات الكيميائية والتقدّم في الأبحاث العلمية في مجال الهندسة الكيميائية ظهرت الفروع المختلفة لها في بعض الجامعات، وهذه الفروع هي:

• انتقال الحرارة.
• ميكانيكا الموائع.
• الهندسة الجيوكيميائية.
• انتقال المادة أو انتقال الكتلة.
• الهندسة الجيو جزئية.

إيجابيات وسلبيات دراسة تخصص الهندسة الكيميائية

الإيجابيات

• الطلب على التخصص في الدول الصناعية والمتقدمة.
• من غير الممكن التخلي عن الكيمياء لأنّها علم أساسي ضمن العلوم الموجودة في حياتنا اليومية.
• وجود نقابة مهندسين لهذا التخصص.
• ارتباط الكيمياء مع العلوم الأخرى المختلفة مثل علم الفيزياء.
• الدخل السنوي لمهندس الكيمياء يصل إلى نسبة مرتفعة جداً بعد أن يحصل المهندس الكيميائي على الخبرة الكافية.

السلبيات

• استغلال هذا التخصص في صناعة الأسلحة والقنابل وتطويرها خاصّةً في أوقات الحروب.
• يحتاج المهندس إلى اتباع قواعد السلامة والأمان ليستطيع تجنّب أي من المخاطر التي من الممكن أن تؤثر على حياته.
• يعتقد بعض الناس أنّ هذا التخصص مناسب للذكور فقط وغير مناسب للإناث، ولكن الحقيقة أنه مناسب للطرفين.
• يتعرّض تخصص الهندسة الكيميائية القوية من قبل التخصصات الهندسية الأخرى مثل الهندسة البيئية.
• الشركات والمؤسسات بشكل عام تفضِّل توظيف خريجي تخصص الكيمياء عن خريجي تخصص الهندسة الكيميائية من أجل إعطائهم رواتب أقل، وهذا يساعد في تخفيض تكلفة ميزانية الشركة أو المؤسسة.

مجالات عمل تخصص الهندسة الكيميائية

• مجال معالجة الأغذية (بالإنجليزيّة: Food Processing): المهندس الكيميائي في محال الأغذية يقوم بتطوير وتحسين التقنيات التي يتم استخدامها في صناعة الأغذية بشكل يغطي ويشمل جميع طرق إنتاج الأسمدة التي تلزم لتحسين جودة الأغذية المسموحة والمتاحة للاستهلاك البشري وتحسين كميّتها، بالإضافة إلى تغيير جميع المكونات التي يتم إدخالها في صناعات الغذاء من أجل الحصول على النكهات الأفضل، ويقوم أيضاً بتجميد المنتجات الجافّة وتصميم عبوات معقّمة تضمن بقاء المنتجات التي يتم وضعها فيها صالحة للاستخدام بشكل آمن لفترة أطول من الزمن.
• مجال الألياف الاصطناعية (The Synthetic Fibers): المهندسون الكيميائيون يعملون في مجال الألياف الاصطناعية لبناء الألياف الاصطناعية وتصنيعها بشكل مناسب بحيث يمكن استخدامها في صناعة الملابس التي تتمتّع بمواصفات عالية، وبهذا تكون أكثر مقاومة للماء وراحة لمن يستخدمها.
• مجال إنتاج الأدوية (Produce Drugs): يعمل المهندسون الكيميائيون على تطوير وابتكار طرق متنوعة لإنتاج الأدوية اللازمة لعلاج الأمراض المختلفة بكميات كبيرة، الأمر الذي يجعل تكلفتها مناسبة للمشترين، بالإضافة إلى إيجاد طرق آمنة وفعالة لتكرير المنتجات البترولية، لتحسين إنتاجية مصادر الطاقة والمواد الكيميائية وجعلها ذات تكلفة معقولة.
• مجال البيئة (بالإنجليزيّة: Environment): يقوم المهندسون الكيميائيون في مجال البيئة على الحفاظ على البيئة الطبيعية عن طريق إجراء الأبحاث التي تختص في حل مشاكل البيئة المختلفة، ومن الأمثلة على هذه الحلول مكافحة التلوث وعلاجه ومحاولة تقليل آثاره السلبيّة على البيئة التي تحيط بالبشر، فالمهندس الكيميائي يقوم بالبحث على استخدام مناسب للمواد الخام التي تصاحب كل عملية من إنتاج المنتجات الثانوية، ويعمل على تقليل هذه المواد الخام قدر المستطاع ومعالجتها قد الإمكان.
• مجال معالجة المواد الكيميائية (بالإنجليزيّة: Process Chemicals): يعمل المهندسون الكيميائيون في هذا المجال على معالجة المواد الكيميائية التي يتم استخدامها في صناعة وتحسين المنتجات المتنوعة في سبيل تلبية احتياجات البشر المختلفة.
• مجال التكنولوجيا الحيوية (بالإنجليزيّة: Biotechnology): المهندسون الكيميائيون الذين يتخصّصون في هذا المجال يعملون على تصميم عمليات زراعة الكائنات الحية وتصميمها، وتحسين منتجاتها الثانوية والتعامل معها بطريقة ملائمة، والتكنولوجيا الحيوية ترتكز على أفكار استخدام الخلايا الحية ومنتجات هذه الخلايا في مختلف الصناعات الحيوية، ومنها إنتاج المضادات الحيوية مثل الأنسولين وغيرها من المضادات
• مجال التصميم والبناء (بالإنجليزيّة: Design and Construction): المهندس الكيميائي في هذا المجال يساهم في بناء وتصميم التقنيات الصناعية المتنوّعة بالتعاون مع التخصصات الهندسية الأخرى، بالإضافة إلى ابتكاره لطرق تشغيل المصانع بشكل فعّال وآمن، ويقوم أيضاً بإدارة المشاريع في هذا المجال.
• مجال صناعة الإلكترونيات (بالإنجليزيّة: Electronics Industry): المهندس الكيميائي الذي يعمل في مجال صناعة الإلكترونيات يقوم بالمساهمة في تصنيع الرقائق الإلكترونية الدقيقة والدوائر المعقّدة عن طريق تطبيق مهاراته في تطوير المواد والعمليات المتنوّعة من أجل ضمان تجميع الدوائر بشكل صحيح وفعّال.
• مجال الأعمال والتمويل والتأمين (بالإنجليزيّة: Business, Finance and Insurance): عمل المهندس الكيميائي لا يتوقف على الصناعات الكيميائية وحسب، وإنّما يستطيع العمل في مجال الأعمال وتأمينها وتمويلها وإدارتها، وبالأخصّ تلك الأعمال التي تهتم بالصناعات الكيميائية.
• مجال القانون (بالإنجليزيّة: The Law): المهندسون الكيميائيون يساهمون في هذا المجال عن طريق عملهم كمحامين لبراءات الاختراع وتطبيق معرفتهم النظرية في سبيل حماية المُلكيّة الفكريّة، وفي الوزارات الحكوميّة بالدول مثل وزارة الطاقة ووزارة الزراعة وغيرها من الوزارات يتم تعيين المهندسين الكيميائيين في مجال القانون.
• مجال التعليم (بالإنجليزيّة: Education): يستطيع المهندس الكيميائي بعد حصوله على درجة البكالوريوس والماجستير وبعدها درجة الدكتوراة في تخصص الهندسة الكيميائية العمل في المجال الأكاديمي أو مجال التعليم من أجل تدرسي التخصص في المعاهد العلمية والكليات والجامعات المختلفة، إضافةً إلى قيامه بإجراء الأبحاث المختلفة في مجال الهندسة الكيميائية وما يتعلّق بها.

أفضل تخصص ماجستير في تخصص الهندسة الكيميائية

• الهندسة المدنية – مياه وبيئة.
• الهندسة المدنية – التربة والري.
• الهندسة الكيميائية.
• التكنولوجيا البيئية.
• التغيرات المناخية.
• الهندسة الصناعية.
• الطاقة المتجددة.
• هندسة الصيانة.
• إدارة المشاريع.
• هندسة المياه والبيئة.
• موارد المياه والبيئة.
• الأراضي ومياه البيئة.
• علم التربة والري.
• وقاية النبات.
• التغيّرات المناخية.
• العلوم البحرية.
• إدارة الجودة.
• الطاقة المتجددة.
• علم وتكنولوجيا الغذاء.
• وقاية النبات.
• إدارة الطاقة.
• علوم البيئة.
• هندسة المياه والبيئة.
• الهندسة البيئية.
• تخصصات متنوّعة أخرى.

ملاحظة: هذه التخصصات قد لا تكون متاحة في جميع الدول ومن الممكن للطالب اختيار دولة معينة في سبيل الحصول على درجة الماجستير في تخصص مناسب له.

الجامعات التي توفر تخصص الهندسة الكيميائية

فيما يلي ذكر لأفضل الجامعات التي تقوم بتدريس تخصص الهندسة الكيميائية في العالم بناءً على تصنيف QS العالمي للجامعات لعام 2019: 

• جامعة ستانفورد (بالإنجليزيّة: Stanford University).
• جامعة كامبريدج (بالإنجليزيّة: University of Cambridge).
• جامعة أكسفورد (بالإنجليزيّة: University of Oxford).
• معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (بالإنجليزيّة: Massachusetts Institute of Technology).
• جامعة كاليفورنيا في بيركلي (بالإنجليزيّة: University of California, Berkeley).
• معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (بالإنجليزيّة: Caltech Institute of Technology).
• المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ (بالإنجليزيّة: Swiss Federal – ETH Zurich Institute of Technology).
• جامعة دلفت للتكنولوجيا (بالإنجليزيّة: Delft University of Technology).
• الجامعة الوطنية في سنغافورة (بالإنجليزيّة: National University of Singapore).
• كلية لندن الإمبراطورية (بالإنجليزيّة: London Imperial College).

أسئلة شائعة

فيديو عن تخصص الهندسة الكيميائية