Chemie, Maschinenbau oder Ingenieurwesen? Alles in Einem! So lässt sich die Chemietechnik kurz umschreiben. Chemietechnik vereint verschiedene naturwissenschaftliche und ingenieurwissenschaftliche Disziplinen, um chemische Prozesse in die großen Anlagen zu bringen.
Inhaltsverzeichnis
- Was ist Chemietechnik?
- Wofür braucht man Chemietechnik?
- Wie funktioniert eine Chemieanlage?
- Was macht ein Chemietechniker/Chemieingenieur?
- Wie werde ich Chemietechniker?
- Wie werde ich Chemieingenieur?
Was ist Chemietechnik?
Chemietechnik, auch Chemieingenieurwesen genannt, ist ein Bereich der Ingenieurwissenschaften, der sich mit der technischen Umsetzung chemischer Prozesse befasst. Grundlage sind chemische Reaktionen, also Stoffumwandlungsprozesse. Die Chemietechnik bedient sich mathematitischer, physikalischer, ströungsmechanischer und thermodynamischer Methoden, um diese Prozesse zu beschreiben. Sie ist eine Querschnittsdisziplin aus Chemie, Physik, Mathematik und anderer Ingenieurwissenschaften und ist eng verwandt mit der Verfahrenstechnik.
Wofür braucht man Chemietechnik?
Die technische Beschreibung der chemischen Reaktionen wird genutzt, um diese Stoffumwandlungsprozesse im großtechnischen Maßstab darstellen zu können. Die Chemietechnik umfasst dazu eine breite Palette von Prozessen wie die chemische Reaktionstechnik, Katalyse, Destillation, Kristallisation, Wirbelschichttechnik, Mischen, Zerkleinern, Kompaktieren, Pressen, Gasphasenenabscheidung etc. für die Produktion von chemischen, petrochemischen und pharmazeutischen Produkten wie Arzneimittel, Pestizide, Dünger, Lacke und Farben, Kunststoffe, Lebensmittelzusätze und Kosmetika.
Mithilfe weiterer Ingenieurdisziplinen wie Anlagenbau, Konstruktionstechnik, Mess-Regel- und Automatisierungstechnik, Elektrotechnik und Werkstoffwissenschaften werden Apparaturen und Anlagen für die Produktion von chemischen Stoffen in großen Mengen ausgelegt und gebaut.
Bekannte technische Prozesse für Grundchemikalien sind z. B. das Haber-Bosch-Verfahren zur Herstellung von Ammoniak, das Ostwald-Verfahren zu Herstellung von Salpetersäure und der Claus-Prozess zur Herstellung von Schwefel aus Schwefelwasserstoff.
Chemietechnik dient auch der Optimierung von bekannten Produkten und Prozessen. Ziele sind:
- Produktqualität/Produktreinheit verbessern
- Produktausbeute erhöhen
- Wirkungsgrad der Reaktion erhöhen
- Energie einsparen
- Rohstoffe/Edukte einsparen
- Umweltschutz
Wie funktioniert eine Chemieanlage?
Eine Chemieanlage produziert chemische Grundstoffe oder hochwertige Endprodukte und setzt sich aus meheren Anlagenteilen und Komponenten zusammen.
- Die Reaktoren zur Duchführung der chemischen Reaktionen sind in der Regel große Rührkessel oder Strömungsrohre. Hier werden die Edukte, also Ausgangsstoffe zugegeben, unter vordefinierten Reaktionsparametern (Druck, Temperatur, Verweildauer) umgesetzt und die Reaktionsprodukte abgezogen. Chmeische Reaktoren können kontinuierlich oder diskontinuierlich (Batch-Betrieb) betrieben werden.
- Die Reaktionsprodukte müssen nach dem Verlassen des Reaktors häufig aufgereinigt, also von unerwünschten Nebenprodukten getrennt, und/oder aufkonzentriert werden. Hierfür werden sie Apparate zur Stofftrennung weitergeleitet. Das können Destillationskolonnen, Absorbtionskolonnen, Adsorptionskolonnen, Extraktionskolonnen, Kristallistoren, Wäscher oder Verdampfer sein.
- Soll das Endprodukt in fester Form vorliegen, können Filtrationsprozesse und Trocknungsprozesse sowie mechanische Verfahren wie Granulation, Zerkleinern und Sieben folgen
Anschließend werden die Produkte in Fässer, Säcke, IBCs oder Tanklaster abgefüllt. - Pumpen und Rohrleitungssysteme dienen dem Stofftransport innerhalb einer Anlage, Feste Produkte werden beispielsweise mit Vakuumföddersystem transportiert
Im Labor werden zum einen Versuche für die Prouktentwicklung, zum anderen Qualitätssicherungsmaßnahmen durchgeführt.
Über allen chemischen Prozessen sitzt in der Chemieanlage die Anlagenregelung und Anlagensteuerung. Hierfür werden die Reaktionsparameter mit geeigneter Messtechnik (Druckmesstechnik, Temperaturmesstechnik, pH-Messtechnik, Leitfähigkeitsmesstechnik) überwacht und an eine Steuerungsebene weitergegeben. Eine übergeordnete Automatisierungsebene (Prozessleitsystem) fürht alle Daten zusammen. In der zentralen Leitwarte können die Prozesse beobachtet werden.
Was macht ein Chemietechniker oder Chemieingenieur?
Chemietechniker und Chemieingenieure entwickeln oder optimieren chemische, biochemische, mechanische und thermische Verfahren und setzen diese großtechnisch um. Dazu beschreiben sie u.a. Stoffumwandlungsprozesse mit mathematischen Methoden und machen Versuche, wie sich Reaktionsparameter, Auswahl der Edukte, Reaktionshilfsmittel wie Lösemittel, Katalysator, Reaktionsatmosphäre oder des Reaktionsverfahrens auf das Produkt, die Produktausbeute und den Wirkungsgrad der Reaktion auswirken. Reaktionsparameter können Temperatur, Druck, Feuchtigkeit oder Konzentration der Edukte sein. Wird ein Katalysator für die Reaktion eingesetzt, kann dessen Körnung, Porenstruktor oder Porengröße einen großen Einfluss auf den Reaktionsablauf haben. Die Versuche werden im Labor- oder Technikumsmaßstab an einer geeigneten Appartur oder Anlage durchgeführt. Nicht selten erfolgt heutzutage auch eine Simulation der Reaktionsprozesse am PC. Dasselbe gilt für mechanische Verfahren wie Sieben, Granulieren, Zerkleinern etc. und thermische Prozesse.
Wie werde ich Chemietechniker?
Chemietechniker ist eine auf einer Berufsausbildung zum Chemisch-Technischen Assistenten (CTA), Chemielaboranten oder Chemikanten aufsetzende Fortbildung. In Deutschland dauert der Bildungsgang an Fachschulen zwei Jahre in Vollzeit oder berufsbegleitend vier Jahre. Andere Bezeichnungen sind Staatlich geprüfte Techniker der Fachrichtung Chemie bzw. auf speziellen Teilgebieten wie Labortechnik, Synthesetechnik. In der Industrie gibt es auch den Industriemeister Fachrichtung Chemie. (https://de.wikipedia.org/)
Die Weiterbildung bieten beispielsweise:
- Bundesagentur für Arbeit
- Hochschule Fresenius
- Fernakademie für Erwachsenenbildung
- Institut für Lernsysteme (ILS)
- sgd
Wie werde ich Chemieingenieur?
Chemieingenieurwesen kann an Fachhochschulen und Hochschulen oder im Fernstudium studiert werden. Der Studiengang wird auch technische Chemie oder chmische Verfahrentechnik genannt. Bekannte Unviersitäten für Chemieingenierwesen sind:
- KIT Karlsruhe
- Friedrich-Alexander-Universität-Erlangen-Nürnberg (FAU)
- Technische Universität Dortmund
- Technische Universität München
- Technische Universität Clausthal
- Technische Universität Berlin
- Universität Stuttgart
Eine Liste für Fachhochschulen für Chemieingenierwesen gibt es bei studis-online.de.
Autorin: Daniela Held, Redakteurin
