מה זה הנדסה כימית?

כתב: ד״ר יואב רוקמן, ראש המחלקה להנדסה כימית

הנדסה כימית עוסקת במעבר מפיתוח תהליכים בקנה מידה מעבדתי, דרך הקמת מתקני פיילוט לייצור ראשוני ועד לתפעול ושדרוג מתקני ענק בתעשייה הגדולה.

מהנדסי ומהנדסות כימיה עוסקים בפיתוח ראשוני ברמת המשורה, בהקמת מערכי ייצור "בינוניים" ללימוד בעיות תפעוליות ועד לניהול מערכי ייצור מלאים בתעשייה התהליכית, כל אחד ואחת בהתאם לנטיית ליבו/ליבה. 

המקצוע הינו רב-גוני - "מולטידיציפלינרי" - ומאפשר לבוגרי המחלקה להשתלב במגוון מאוד רחב של תעשיות ותפקידים.

איפה נמצא מהנדסי כימיה בתעשייה?

במעבדות פיתוח ומחקר, בחברות הזנק שהחלו לפתח תהליך חדשני, בחברות כימיה גדולות דוגמת כי"ל, רותם, חברות פארמה, חברות מזון, תעשייה צבאית, תעשיות עתירות ידע, מוליכים למחצה, חברות ממשלה, משרדי ממשלה, מכוני טיפול מים ושפכים, ועוד ועוד.....

אבל במה עוסק המקצוע?... אתם שואלים. כשאני בא לתאר את זה אני בד"כ מתחיל בשאלה מה המשותף בין:

  • ייצור תרופת הקופקסון בטבע (העוזרת לחולי תרשת נפוצה)
  • זיקוק נפט בבתי זיקוק
  • טיפול בשפכים עירוניים של מרחב ת"א
  • ייצור חטיף במבה משופר באסם
  • פיתוח של תא דלק חדשני לרכבים חשמליים

התשובה קודם כל היא שבכל הדוגמאות הללו עובדים מהנדסי ומהנדסות כימיה ☺ – ברור! 

אבל אם ננתח את הדוגמאות שתיארתי, בכולם יש משהו משותף ועמוק: לכולם יש משהו שנקרא "תהליך" ולא בכדי קוראים למהדנסי כימיה גם "מהנדסי תהליך".

ומה זה תהליך? למעשה כשבוחנים את כל הדוגמאות הללו, ועוד אלפי דוגמאות נוספות, רואים שיש פעולות יסוד שחוזרות על עצמן – אני קורא לזה אבני הבניין של המקצוע - ה"לגו" של ההנדסה הכימית. כשבוחנים לעומק את התהליכים רואים שבכולם יש את השלבים העיקריים הבאים:

  • שינוע: להעביר חומרים ממקום אחד לשני. במעבדה זה פשוט, ממלאים כוסית, ומעבירים ידנית ממקום א' למקום ב'. אבל בתעשייה מדובר בטונות של חומר, שצריכים לשנע אותם לעיתים עשרות קילומטר ממקום למקום. מהנדסי כימיה חייבים להבין היטב כיצד חומרים זורמים או מועברים ממקום למקום.
  • שליטה תרמית: ביטוי "מפוצץ" אבל למעשה מדובר בחימום ו/או קירור של זרמי תהליך על מנת לשלוט בטמפרטורות ומצב הצבירה של החומרים (גז, נוזל, מוצק). מהנדסות כימיה (וכמובן גם מהנדסים ☺) חייבות להבין כיצד חום עובר ממקום למקום, ובאילו ציודים נשתמש על מנת לשלוט בכך. 
  • ריאקציה: כאן נכנס לתמונה לב המקצוע של ההנדסה הכימית. חומר א' מגיב עם חומר ב' לתת חומר ג'. במעבדה זה "פשוט"- מכניסים את שני החומרים לכלי של כמה עשרות מ"ל, מערבבים ובוחנים את התוצרים. בתעשייה "ריאקטור" (כלי בו מבצעים את הריאקציה) יכל להיות בגודל של בניין (!). ברור שהבעיות שיש להתמודד איתם בקנה מידה גדול שונות מאלו במעבדה....
  • הפרדה: נניח שחומר א' הגיב עם ב' לתת ג'. אבל מה קורה אם העולם לא כל כך "נקי" וגם נוצר חומר ד' וה'? ומה קורה אם א' וב' לא מגיבים עד הסוף? אז בתוך הריאקטור תיווצר תערובת של א', ב', ג', ד', ו- ה'. ואני רציתי את ג' (המוצר!). אז חייבים לבצע תהליכי הפרדה על מנת לנקות את ג' משאר החומרים. מהנדסי כימיה לומדים את מגוון פעולות ההפרדה הקיימות בתעשייה על מנת לבצע את ההפרדה היעילה והטובה ביותר בהתאם לחומרים אותם יש להפריד.

בסופו של דבר עם ה"לגו" שתיארתי מעלה ניתן לבנות כל תהליך בתעשייה- בין אם זה תעשיית האנרגיה, הפארמה, המזון, הכימית או ההיי-טק.

מהנדסי כימיה מבינים לעומק את פעולות היסוד האלו, יודעים לערוך מאזני חומר ואנרגיה על מנת לחשב כמה חומר נכנס ויוצא, וכמה חום נדרש על מנת להפעיל את התהליך. הם לומדים כיצד לשלוט בתהליך בצורה אוטומטית, והם גם לומדים כיצד להעריך אם התהליך יהיה כלכלי או לא. 

רציונל ותיאור תוכנית הלימודים:

כשאני בא לתאר את שלבי הלימוד בתוכנית אני מתחיל בד"כ מהסוף: משנה רביעית והולך אחורה: 

בשנה רביעית הסטודנטים לומדים לבצע אינטגרציה של הידע שצברו: הם לומדים מקצוע בשם "תכן מפעלים" בו המרצה הינו מהנדס כימיה המגיע מהתעשייה. הסטודנטים מתחלקים לקבוצות ועובדים כ"קבוצות הנדסה" לתכנון קו ייצור שלם. השנה הם מבצעים תכנון של מתקן המרת גז טבעי (נושא "חם" בארץ) למתנול (ה"אחות" הענייה של האתנול- האלכוהול המוכר). המתנול מהווה חומר דלק וחומר גלם לתעשייה הכימית. בנוסף הם לומדים כיצד לבקר אוטומטית את התהליך, ואיך להעריך כלכליות של התהליך.

שנה שלישית הינה "שנת הדרקון" של הלימודים: שנה המתמקדת בלימוד אותו ה"לגו" שתיארתי מעלה. פעולות הפרדה, זרימה, מעבר חום ומסה, תרמודינמיקה ועוד. זו אחת השנים הקשות מבחינת מקצועות הלימוד והעומס.

על מנת להתמודד עם מקצועות הליבה הללו, אנחנו חייבים להרים את רמת המתמטיקה, פיזיקה וכימיה של הסטודנטים מרמה תיכונית עד לרמה אוניברסיטאית. את זה אנחנו עושים בשנים א-ב'. מלמדים מקצועות מתמטיקה, פיזיקה וכימיה במעגלים הולכים ועולים. אנחנו מקדישים הרבה תשומת לב ללימוד המתמטיקה והפיזיקה כי אלה מהווים את הבסיס לשפה ההנדסית. יצרנו שני קורסים מקדימים- מתמטיקה ופיזיקה 0 למי שמגיע ללא רקע מלא. ואנחנו מאפשרים למועמדים המתקבלים למחלקה ללמוד מקצועות אלו בקיץ לפני תחילת שנת הלימודים על מנת שיוכלו להיכנס ללא קושי ללימודים בהמשך. 

נושאים/ מקצועות שניתן להרחיב בהם בתואר הראשון:

בנוסף למקצועות הליבה אנחנו מרחיבים את הידע בתחומי ההתמחות של הסגל שלנו: בתחום הנדסת תהליך/ אנרגיה / וגז, בתחום איכות הסביבה והמים, והחומרים ויישומים בתחום תעשיית הקוסמטיקה והפארמה. סטודנטים נחשפים למקצועות אלה בשנה"ל השנייה – כולם לומדים קצת על סביבה ומים, קצת על אנרגיה, וקצת על חומרים וביולוגיה. בהמשך הסטודנטים יכלים לבחור להעמיק בתחומי הדעת השונים בקורסים שניתנים במהלך שנים ג' וד'. הבחירה לחלוטין של הסטודנטים. כל אחד עם מה שמעניין וקרוב לליבו/ה. מקצועות בחירה אלה מהווים כ 25 נקודות מתוך 160 נקודות לימוד של כלל התואר כך שהם אינם מהווים בחירת קריירה. יחד עם זאת מי שהעמיקה בתחום המים והסביבה, סביר שיהיה לה קל יותר לעבור ראיון אישי בחברת מקורות, ומי שהעמיק בתחום הפארמה/ קוסמטיקה ירגיש נוח יותר לפנות לחברות דוגמת טבע, תרו או ל'אוריאל. בנוסף ניתן לבחור מקצועות לימוד ממחלקות אחרות דוגמת הנדסת פלסטיקה והנדסת תעשייה וניהול בכפוף לזמינות ועמידה במקצועות קדם. 

התואר שניתן:

התואר שניתן זהה לכלל בוגרינו ללא קשר ללימודי ההרחבה שלמדו: תואר ראשון בהנדסה כימית B.Sc. (Bachelor of Science) – מוכר ע"י כל מוסדות ההשכלה הגבוהה ומשרד החינוך, ניתן לרישום בפנקס המהנדסים. 

מתעניינים/ות בלימודים בשנקר?

התקשרו עכשיו למרכז המידע והרישום 1-800-55-1111, או השאירו פרטים ונחזור אליכם >>

התקשרו אלינו 1-800-55-1111, או השאירו פרטים ונחזור אליכם >>