வேதிப் பொறியியல்

வேதிப் பொறியாளர்களின் வடிவமைப்பு, கட்டுமானம் மற்றும் செயல்முறையாக்கம் (தொழிலக வேதிப்பொருள் பகுக்கும் உருள்கலங்களின் காட்சி

வேதிப் பொறியியல் (Chemical engineering) என்பது வேதிப்பொருட்களையும் ஆற்றலையும் திறனுடன் உற்பத்தி செய்யவும், நிலை மாற்றவும், கொண்டு செல்லவும் வேதியியல், பயன்பாட்டு இயற்பியல், உயிர் அறிவியல் (நுண்ணுயிரியல் மற்றும் உயிர் வேதியியல்), பயன்பாட்டு கணிதவியல் மற்றும் பொருளியல் ஆகிய துறைகளின் கோட்பாடுகளைப் பயன்படுத்திக் கொள்கின்ற ஒரு பொறியியல் துறையாகும். வேதிப்பொருள்கள், மூலப்பொருள்கள், வாழும் செல்கள், நுண்ணுயிர்கள் மற்றும் ஆற்றல் ஆகியனவற்றை பயனுள்ள பொருள்களாகவும் உற்பத்திப் பொருட்களாகவும் மாற்றுவதற்குத் தேவையான பெரிய அளவிலான செயல்முறைகளை ஓர் இரசாயனப் பொறியியலாளர் வடிவமைக்கிறார். பாதுகாப்பு மற்றும் அபாய மதிப்பீடு, செயல்முறை வடிவமைப்பு மற்றும் பகுப்பாய்வு, கட்டுப்பாட்டு பொறியியல், வேதிவினைப் பொறியியல், கட்டுமான விவரக்குறிப்பு மற்றும் செயல்பாட்டு அறிவுறுத்தல்கள் உட்பட திட்ட வடிவமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டின் பல அம்சங்களில் வேதியியல் பொறியாளர்கள் ஈடுபடுகின்றனர்.

சொற்பிறப்பியல்

சியார்ச்சு இ டேவிசு

1996 ஆம் ஆண்டு பிரித்தானிய பத்திரிகை ஒன்றில் வெளிவந்த அறிவியல் கட்டுரையின் வரலாறு என்ற கட்டுரையில் யேம்சு எஃப். டொன்னல்லி என்பவர் கந்தக அமிலத்தின் உற்பத்தியுடன் தொடர்புடைய வேதிப்பொறியியல் பற்றிய 1839 ஆம் ஆண்டு குறிப்பொன்றைக் கொடுத்துள்ளார். இருப்பினும் அதே பத்திரிகையில் சியார்ச்சு இ டேவிசு என்ற ஆங்கில ஆலோசகரருக்கு வேதிப்பொறியியல் என்ற சொல்லை உருவாக்கிய பெருமை சேர்ந்ததாகக் கூறப்படுகிறது. வேதிப்பொறியியலுக்கான ஒரு சங்கத்தை நிறுவவும் டேவிசு முயற்சி செய்தார். ஆனால் 1881 ஆம் ஆண்டில் அச்சங்கத்திற்கு வேதியியல் தொழிற்சாலைச் சங்கம் என்று பெயரிடப்பட்டது. இச்சங்கத்தின் முதலாவது செயலாளராக டேவிசு செயற்பட்டார். அமெரிக்க அறிவியல் வரலாற்றில் இச்சொல்லின் காலம் 1890 என ஓரு கலைக்களஞ்சியம் குறிப்பிடுகிறது. 1850 ஆம் ஆண்டுக்குப் பின்னர் இங்கிலாந்தில் இரசாயனத் தொழிலில் இயந்திர உபகரணங்களை பயன்படுத்துவதை விவரிக்கும் ஒரு பொதுச் சொல்லாக வேதிப்பொறியியல் என்ற சொல் பயன்படத்தொடங்கியது . இதன் தொடர்ச்சியாக பிரித்தானியா மற்றும் அமெரிக்காவில் 1910 களில் இருந்தே வேதிப் பொறியாளர் என்ற தொழிலாளர் பெயர் பொதுப் புழக்கத்தில் இருந்தது.

வரலாறு

வேதிப்பொறியியல் என்பது அலகுச் செயற்பாடுகளின் வளர்ச்சியில் உருவானது என்ற கருத்து வேதிப் பொறியியல் துறை பின்பற்றும் ஓர் அடிப்படை கருத்து ஆகும்.அலகு நடவடிக்கைகள் என்ற தத்துவத்தை டேவிசு கண்டுபிடித்தார் என்பதை பெரும்பாலான ஆசிரியர்கள் ஒப்புக்கொள்கிறார்கள்.1887 ஆம் ஆண்டில் மான்செசுட்டர் பல்கலைக் கழகத்தின் ஒரு பிரிவான மான்செசுட்டர் தொழில்னுட்ப பள்ளியில் அலகு நடவடிக்கைகள் குறித்த தொடர்ச்சியான விரிவுரையை அவர் கொடுத்தார், இது வேதிப்பொறியியல் பற்றி ஆரம்பிக்கப்பட்ட ஒரு நிகழ்வாகும். டேவிசின் விரிவுரைகளுக்கு மூன்று ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, என்றி எட்வர்ட் ஆம்சுட்ராங்க் என்பவர் இலண்டன் நகரத்தில் வேதிப் பொறியியலில் ஒரு பட்டப் படிப்பை கற்பித்தார். ஆம்சுட்ராங்க்கின் இப்பட்டப் படிப்பு வெற்றி பெறவில்லை. ஏனெனில் இப்பிரிவில் பட்டம் பெற்றவர்களுக்கு உரிய வேலை கிடைக்கவில்லை. அக்காலத்தில் வேதியியல் பட்டதாரிகளுக்கும் இயந்திரப் பொறியிலாளர்களுக்கும் மட்டுமே அதிக தெவை இருந்தது. அமெரிக்காவின் மாசாசுசெட்சு தொழினுட்ப நிறுவனம், இங்க்கிலாந்தின் மான்செசுட்டரில் உள்ள ஓவன் கல்லூரி, இலண்டன் பல்கலைக்கழகக் கல்லூரி ஆகிய இடங்களில் நடத்தப்பட்ட வெதிப்பொறியியல் பட்டப்படிப்பும் இக்காரணத்தினால் பாதிக்கப்பட்டது

தொழிற்சாலை வேதியியல் ஆய்வகத்தில் மாணவர்கள்

1888 ஆம் ஆண்டு முதல் அமெரிக்காவில் இலூயிசு எம் நார்ட்டான் வேதிப்பொறியியலைக் கற்பிக்கத் தொடங்கினார். இவருடைய பட்டப்படிப்பு சமகாலத்திய ஆர்ம்சுட்ராங்க்கின் பட்டப்படிப்புடன் ஒத்திருந்தது. அவசியமானதாகவும் இருந்தது. இவ்விரண்டு படிப்புகளுமே வேதியியல் மற்றும் பொறியியல் பாடங்களை இணைத்து உருவாக்கப்பட்டிருந்தன. பொறியாளர்கள் வெறும் பொறியாளர்கள் மட்டுமே என்றும் வேதியியலர்கள் வெறும் வேதியியலர்கள் மட்டுமே என்று சமாதானப்படுத்துவது பயிற்சியாளர்களுக்கு கடினமாக இருந்தது. வில்லியம் அல்ட்சு வாக்கர் 1905 ஆம் ஆண்டில் அலகுச் செயல்பாடுகள் பிரிவை இப்பட்டப்படிப்பு பாடத்திட்டத்தில் அறிமுகப்படுத்தினார்.

அறிமுகம்

இயற்பியல், வேதியியல், கணிதம் முதலியவற்றின் கருத்துகளைப் பயன்படுத்தி, நேரடியாகப் பயன்பாடற்ற மூலப்பொருள்களையோ அல்லது மூல வேதிப்பொருள்களையோ, முடிந்த வரையில் குறைந்த ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி, விலைமதிப்புமிக்க, பயன்படுத்தக்கூடிய பொருள்களாக உருமாற்றுவது வேதிப்பொறியியலின் மூல நோக்கமாகும். இத்தோடு புதிய உத்திகள், புதிய தொழில்நுட்பஙகள், புதிய பொருள்கள் ஆகிவற்றைக் கண்டறிவதும் இத்துறையின் நோக்கத்தினுள் அடங்கும். முன்னது தொழில்முறைச் செயல்களை சார்ந்தது. பின்னது ஆராய்ச்சி மற்றும் வளர்ச்சியைச் சார்ந்தது. இத்துறையில் பணிபுரிவோரை வேதிப் பொறியாளர் என அழைப்பர்.

வேதிப் பொறியியல் பெரும்பாலும், பல்வேறு பொருள்களைப் பெரிய அளவில் உற்பத்தி செய்வதற்கான செயல்முறைகள், மற்றும் அதன் பராமரிப்பு போன்றவற்றோடு தொடர்புடையது. இதனுள் வேதிசார் தொழிற்சாலைகள் வடிமைத்தல் மற்றும் பராமரித்தல் ஆகியவையும் அடங்கும். வேதிப் பொறியியலின் இந்தப் பிரிவில் பணிபுரிபவரை செயல்முறைசார் பொறியாளர்(Process Engineer) என வேதிப்பொறியியல் துறையில் அழைப்பர். வணிகநோக்கில் ஒரு பொருளைப் பெரிய அளவில் உற்பத்தி செய்யும் போது அந்த பொருளைச் சார்ந்த வேதிவினைகளை மட்டுமல்லாது அதன் உற்பத்திக்குத் தேவையான ஆற்றல், மூலப்பொருள்களின் தன்மைகள், செயல்முறையின் செயல்திறன், அதற்கான செலவுகள் எனப் பல்முனைக்கூறுகளை ஆராய வேண்டும். இந்தச் செயலே வேதியியலையும் வேதிப் பொறியியலையும் வேறுபடுத்துகிறது. முன்னது ஆய்வுக்கூடத்தில் சிறிய அளவில் நடப்பது, பின்னது வணிகநோக்கில் தொழில்முறை சார்ந்து நடைபெறுவது.

பயன்பாடுகள்

வேதிப்பொறியியல் மிகப்பரந்த பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. காகிதம் (தாள்) தயாரித்தல், நீர் தூய்மைப்படுத்தல், பல விதமான வேதிப்பொருள்களை உற்பத்தி செய்தல், பீங்கான், சுடுமட் பொருள் (ceramic) தொடர்பான பொருள்களைத் தயாரித்தல், பெட்ரோலியம் தொடர்பான வேதியியல் தயாரிப்புகள், உழவார வேதிப்பொருள்கள், வேதிப்பொருள் உரங்கள், பூச்சிக்கொல்லிகள், வெடிமருந்துகள், வாசனைப் பொருள்கள் (நறுமணமிகள்), சுவைக்கூட்டும் பொருள்கள், நிறமூட்டிகள் (நிறமிகள்), மருந்துகள், நெகிழி தயாரித்தல் என மிகப்பல பயன்துறைகளைக் கூறலாம்.

அண்மைக்காலமாக, வேதிப் பொறியியலாளர்கள் உயிரித்தொழில்நுட்பம் சார்ந்த துறைகளிலும் பணி புரிகின்றனர். வேதிப் பொறியியலின் தாக்கம் உயிரித்தொழில்நுட்பத்திலும் காணப்படுகிறது. வேதிப் பொறியியலைச் சார்ந்து உயிர்வேதிப் பொறியியல் தற்காலத்தில் வேகமாக வளர்ந்து வரும் துறைகளுள் ஒன்றாக விளங்குகிறது.

பிரிவுகள்

வேதிப்பொறியியல் கீழ்க்கண்ட அடிப்படைத்துறைகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது

• பொருண்மைப் பரிமாற்றம் (Mass Transfer)
• வெப்பப் பரிமாற்றம் (Heat Transfer)
• பாய்ம இயக்கவியல் (Fluid Mechanics)
• வேதிப்பொறியியல் வெப்ப இயங்கியல் (Chemical Engineering Thermodynamics)
• வேதிவினைப் பொறியியல் (Chemical Reaction Engineering)
• போக்குவரத்து இயல்நிகழ்வு (Transport Phenomenon)
• ஏந்தம் வடிவமைப்பு (Equipment Design)
• செயல்முறைக் கட்டுபாடு (Process Control)

மேலும் காண்க

• உயிர்வேதிப் பொறியியல்
• உயிர்வினைகலன்

மேலும் படிக்க

• Kister, Henry Z. (1992). Distillation Design (1st Edition ). McGraw-Hill. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-07-034909-6. 
• Green, Don W. and Perry, Robert H. (deceased) (1997). Perry's Chemical Engineers' Handbook (7th Edition ). McGraw-Hill. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-07-049841-5. 
• Bird, R.B., Stewart, W.E. and Lightfoot, E.N. (August 2001). Transport Phenomena (Second Edition ). John Wiley & Sons. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-471-41077-2. 
• McCabe, W., Smith, J. and Harriott, P. (2004). Unit Operations of Chemical Engineering (7th Edition ). McGraw Hill. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-07-284823-5. 
• Seader, J. D., and Henley, Ernest J. (1998). Separation Process Principles. New York: Wiley. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-471-58626-9. 
• Chopey, Nicholas P. (2004). Handbook of Chemical Engineering Calculations (3rdEdition ). McGraw-Hill. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0071362622. 
• Himmelbau, David M. (1996). Basic Principles and Calculations in Chemical Engineering (6th Edition ). Prentice-Hall. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0133057984. 
• Editors: Jacqueline I. Kroschwitz and Arza Seidel (2004). Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology (5th Edition ). Hoboken, NJ: Wiley-Interscience. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-471-48810-0. 
• King, C.J. (1980). Separation Processes. McGraw Hill. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-07-034612-7. https://archive.org/details/separationproces0000king. 
• Coulson J. M. ; Richardson J. F. ; Backhurst J. R. ; Harker J. H. (1991). Chemical engineering. Volume 2 : Particle technology and separation processes. Pergamon Press - New York. xxvi+968pp. 
• Octave Levenspiel: The Chemical Reactor Omnibook, Osu, Oregon, 1993

வெளி இணைப்புகள்

• கணினிசார் வேதிப்பொறியியல்)
• வேதிப்பொறியியல் சஞ்சிகை