Vom chemischen Versuch zur industriellen Produktion: So schafft Chemietechnik neue Erzeugnisse
(ra). Die Chemietechnik ist eine interdisziplinäre Wissenschaft, die sich mit der Umsetzung von Materialien und Chemikalien im technischen Maßstab beschäftigt. Sie ist eine relativ junge Disziplin, die erst am Anfang des 20. Jahrhunderts in Erscheinung trat.
Neue Anforderungen an Apparaturen
Bis in diese Zeit haben Chemiker und Techniker Hand in Hand gearbeitet, wenn es darum ging, chemische Verfahren zu entwickeln. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurden die Anforderungen an die Apparaturen so hoch, dass eine neue interdisziplinäre Wissenschaft ins Leben gerufen wurde. Ein Beispiel ist die Herstellung von Ammoniak, das aus der Reaktion von Stickstoff und Wasserstoff gewonnen wird. Für die industrielle Herstellung wurden besonders robuste Anlagen benötigt, für deren Entwicklung technische Kenntnisse nicht mehr ausreichten.
Mit dem Chemieingenieurwesen oder der Chemietechnik wurden Disziplinen ins Leben gerufen, die sich mit diesen Herausforderungen beschäftigten. Ergänzende Informationen stellt www.rct-online.de/magazin/was-ist-chemietechnik/ zur Verfügung. Entstanden ist die Chemietechnik aus dem Zusammenspiel von Chemikern und Technikern, die gemeinsam Reaktoren und Kessel entwickelten. Diese Apparaturen halten Temperaturen von bis zu 600 °C und einen Druck von 100 Bar aus.
Aus dieser Kooperation heraus entwickelte sich das Chemieingenieurwesen. Heute besetzen Absolventen dieser Disziplin viele wichtige Stellen in der chemischen Industrie.
Chemietechnik: Verbindung von Mathematik & Naturwissenschaft
Die Grundlagen der Chemietechnik sind in der Verbindung mathematischer und naturwissenschaftlicher Erkenntnisse zu finden. Dabei geht es darum, chemische Reaktionen auf einen industriellen Maßstab zu übertragen.
In der Chemietechnik werden Energie- und Stoffmengenströme analysiert und die Ergebnisse auf industrielle Anlagen übertragen. Dabei geht es darum, Daten zu gewinnen, die den Bau von Bauteilen, Anlagenteilen oder ganzen Fabriken ermöglichen. Außerdem kommen die Gesetze der Reaktionskinetik und Thermodynamik zur Anwendung. Für die Techniker gilt es, beim Bau der chemischen Anlage viele Details zu berücksichtigen. Sehr wichtig sind die Anforderungen an die Sicherheit einer solchen Anlage.
Die chemischen Reaktionen im Innern der Apparaturen verlangen von den Materialien eine hohe Belastbarkeit. Wichtig ist dies in Bezug auf die chemisch-korrosiven und mechanischen Eigenschaften. Hier ist es nicht verwunderlich, dass für das Studium des Chemieingenieurwesens neben Chemie und Mathematik auch gute Kenntnisse in der Physik vorausgesetzt werden. In den letzten Jahren erweiterte sich das Tätigkeitsgebiet. Zusätzlich zu den eigentlichen Verfahren entwickeln die Chemietechniker inzwischen auch maßgeschneiderte Produkte. Durch die Veränderung von Prozessparametern entstehen völlig neue Eigenschaften.
An Chemieanlagen werden hohe Anforderungen gestellt
Neben dem Teil, in dem die chemische Reaktion abläuft, besitzt eine chemische Anlage viele weitere Komponenten und Maschinen. Darunter befinden sich Antriebe, Pumpen und Kompressoren. Rohre und Schläuche dienen dem Transport der verschiedenen Stoffe. Sie müssen auch aggressiven Säuren und Laugen standhalten. Dies stellt die Entwickler vor enorme Herausforderungen bei der Auswahl des richtigen Materials für die Leitungen.
Auch für die Mischung oder Trennung von verschiedenen Stoffen benötigt die chemische Industrie widerstandsfähige Apparaturen. Nicht zuletzt geht es um eine effiziente und kostengünstige Produktion. Neue Entwicklungen gibt es aktuell bei der Vernetzung von Anlagenkomponenten und in der Biotechnik. Die Digitalisierung ermöglicht es, auf Rohstoffengpässe oder schwankende Nachfrage zu reagieren. Ein neues Verfahren zielt auf die Miniaturisierung von Prozessen ab. Kleinere Anlagen sollen exakte Steuerungen der Reaktionen ermöglichen.
Fazit
Die Chemietechnik verbindet verschiedene Wissensgebiete und sorgt dafür, dass zukunftsträchtige Verfahren und Produkte zur Verfügung stehen. Dabei leistet sie auch einen wichtigen Beitrag zu einem nachhaltigeren Umgang mit unseren Ressourcen.
