공업화학 [ 工業化學 , industrial chemistry ]과학 > 기술과학 > 화학공학 > 화학공학일반화학변화를 포함하는 조작에 의해 원료로부터 공업제품을 만드는 기계나 방법 등을 연구하는 화학의 한 분야.본문화학제조학이라고도 한다. 화학공업에서는 원료를 화학적으로 변환시켜서 효용가치를 만들어내는데, 여기서의 화학반응에는 유기화학·무기화학·분석화학·물리화학 등이 관계된다. 이론화학을 기초로 하고, 화학공업을 목표로 하여 행하여지는 연구분야가 공업화학이다.공업화학이라는 학문체계는 어디까지나 화학공업의 진보와 합리적인 개선을 목표로 하여 기초적 연구에 입각한 것이다. 이런 뜻에서 공장생산을 위한 가장 중요한 단계인 중간시험(공업화연구, 파일럿플랜트에 의한 시험)의 단계를 다루는 화학공업과는 본질적으로 다르다.Ⅰ. 화학공학자란 무엇인가?화학공학자란 어떤 사람이라고 생각하는가? ① 화학 약품을 제조하는 공학자, ② 공장에서 일하는 화학자, 혹은 ③ 미화된 배관공?정답은 ④ "보기 중 답 없음"이다. (유체역학에서 "관을 통한 흐름"에 관한 예제에 혹독하게 시달린 화학 공학도라면 ③를 선택하고 싶을지도 모르겠다.)처음의 두 오답은 단지 "화학공학자" 라는 이름 자체의 한정된 의미로만 본다면 그럴듯하다. 물론 말 그대로 "화학공학자"라면 "물건을 만드는 화학자"이거나 "화학약품을 만드는 공학자"임에 틀림없다. 그러나 언어란 항상 완전히 뜻이 통하지는 않는다. "화학공학자"가 그 적절한 예다.1. 그렇다면 화학공학자란?화학공학자가 화학과 친숙한 공학자인 것은 사실이지만 '그들이 하는 일은 화학에 대한 지식을 가지고 화학제품을 만드는 것이 고작'이라고 생각한다면 잘못이다. 명칭만 가지고 화학공학자들이 실제로 하는 일이 무엇인가를 판단하려고 하는 것은 매우 위험한 일이다. 화학공학자라는 말은 화학공학자가 하는 일의 유형을 설명하는 것이 아니라 이 분야가 어떤 면에서 다른 공학 부문과 다른가를 나타낸다.모든 공학자들은 안전하고 경제적으로 기술적인 문제를 극복하기 위해 수중인 것이다.Ⅱ. 화학공학과 그 기술의 역사 1: 자리잡기 - 1888년의 화학공학사실상 화학공학에 관련된 직업은 1888년에 나타났다. "화학공학자"라는 용어자체는 1880년대에 기술업계에서 떠돌았었으나 그에 대한 정식 교육이 없었던 것이다. 그 시대의 "화학공학자"란 화학 장치에 대한 약간의 지식을 가진 기계 공학자들이나 평생동안의 화학공학적 경험을 가지고 있으나 거의 교육을 못 받은 화학공장의 주임, 혹은 대규모 공업화학에 대한 지식을 가진 응용화학자 등을 일컫는 말이었다.1880년, "화학공학협회"를 통해 이런 다양한 전문 직업인들을 결속시키려던 George Davis의 시도는 성공적이지 못했으나 이런 혼란한 사태는 1888년 MIT의 Lewis Norton교수가 "Course X(ten)"을 도입하여 공식적인 학위를 통해 화학공학자들을 결속시킴으로써 변화했다. 펜실바니아 대학이나 Tulane대학과 같은 다른 학교들도 각각 1892년, 1894년에 4년제 화학공학 학과과정을 도입하였다.1. 영국에서 필요로 한 화학공학산업 혁명(18세기부터 오늘에 이르기까지)이 매우 빠르게 진척됨에 따라 성장을 유지하기 위해 몇 가지 기본적인 화학약품들이 급히 필요하게 되었다. "산업용 화학약품"이라 불리는 이들 중 첫 번째는 황산이었다. 한 국가의 산업은 그 나라의 황산 산업이 얼마나 활성화되어 있는가에 의해 평가될 수 있다고 할 정도다. 이렇다고 볼 때, 영국의 생산업자들이 황산 제조 공정을 개선하는데 수많은 시간, 돈, 노력을 쏟아 부은 것도 그리 놀랍지 않은 일이다. 공업에 의해 소비되는 거대한 양의 황산을 생각한다면, 제조시의 약간의 절감으로도 커다란 이득을 볼 수 있었을 것이기 때문이다.(1) 황산의 제조: 연실법(Lead-Chamber Method)은 1749년 이후로 오랫동안 사용되었으면서도 거의 이해되지 않은 황산 제조 방법이었다. 이 방법은 공기, 물, 이산화황, 질산염, 매우 큰 납 컨테이너를 필요로 하였는데 이 중 질산염은 대개 가장 비싼 재료이기 무엇인지조차도 불분명한 상태였다.살아남기 위해서 화학공학자들은 자신들의 직업에 대해 규정짓고 그들의 특성과 가치를 알림으로써 공업에 있어서의 영역을 천명해야만 했고, 1908년 6월, 미국 화학공학회(AIChE)는 이러한 목적으로 설립되었다. 그러나 화학공학이라는 직업자체와 마찬가지로 학회 또한 그 영역을 규정지음에 있어 어려움에 직면하게 되었다. 오랜 역사를 가진 (1876 설립) 강력한 (5000여명의 회원) 미국화학회가 이미 미국의 순수, 응용화학 두 부문 모두를 그들의 영역으로 내세우고 있었기 때문이다.AIChE가 설립된 지 몇 주 지나지 않아, ACS는 내부에 "공업 화학과 화학공학 부문"을 발족시킴으로써 새로운 분야의 공학자들을 끌어들이기 위해 AIChE와의 노골적인 경쟁에 뛰어들었다. 미국 내 화학공학의 확립은 생존을 위한 격렬한 투쟁을 수반하고 있었던 것이다.1. 독일의 화학공학자? "'Nein'! 이라고 말하다"20세기 초반경 미국의 화학 공업의 빠른 성장은 실험실의 공정과 실제 크기의 공업적 제조사이의 간격을 메울 것을 요구했다. 독일의 유명 대학에서 교육받은 많은 저명한 화학자들이 이미 이의 해결방법을 찾고자 하는 시도와 실험을 해왔다. 독일인들은 19세기에 급속한 성장의 시기(세계 최대의 화학 강국이 되게한)를 겪었는데, 공업적 규모확장을 위한 독일인의 해결책은 화학자와 기계 공학자의 협력 연구를 통해 실험대에서 공장까지의 전반적 상황에 대처하는 것이었다. 그들은 이 방법이 연구 전문 화학자를 공학적 실무라는 고된 일에 묶어두지 않음으로써 창조적인 일을 계속할 수 있도록 해 준다고 생각했다. 이러한 규모 확장의 방법 때문에 독일에서 화학공학자는 화학자와 기계 공학자로 대치되어 전혀 필요가 없었다.그러나 미국의 화학 공업은 몇가지 면에서 독일의 공업과 기본적으로 달랐다. 독일의 공업이 정밀 화학 약품이나 복잡한 색소 (화학자들에게 친숙한 회분식 반응기에서 만들어짐)에 정통한 반면, 미국의 공업은 황산이나 알칼리 (둘 다 화학자들이 거의 사성적인 불일치 때문이었다. 다시금 AIChE는 교과 과목의 일치와 질을 확실히 하기 위해 단체 중에서는 최초로 인증제도(accreditation)를 이용하였다. AIChE의 대의원들은 여러 지역을 여행하면서 화학공학과들을 평가하였으며 1925년에 이 노력은 최고조에 달해 14개 학교가 최초로 인증을 얻게 되었다. 이는 화학공학 교육을 통합, 정리하고 증진시키는데 매우 효과가 커서 다른 공학 분야들도 서둘러 이에 동참하였으며(1932년까지) 이는 후에 공학과 기술을 위한 Accreditation Board (ABET)가 되었다.Ⅳ. 화학공학과 그 기술의 역사 3: 공헌의 세기백여년 전 화학공학이 처음 뚜렷한 개념으로 정리된 것은 영국에서였으나 교육적으로나 산업적으로 가장 두드러진 발전은 미국에서 이루어졌다. 초기의 생존을 위한 투쟁이후에 화학공학은 공업 화학의 유산을 바탕으로 단위 조작 개념에 힘입어 모습을 드러내었다.그러나 화학공학의 변화는 거기에서 그치지 않았다. 물질 및 에너지 수지, 열역학, 화학반응속도론 등을 도입함으로써 현대의 화학공학에 근접하게 되었고 화학반응기 모델링과 이동현상에 대한 더 세부적인 조사를 하게됨에 따라 수학적 능력이 강조되면서 계속적으로 그 영역을 넓혀 갔다. 또한 공정자동화에 필요한 컴퓨터 능력은 오늘날 화학공학자들이 더욱 더 시간을 효율적으로 쓸 수 있도록 해 준다.이러한 교육적 강조사항의 변화는 화학공학자가 변화하는 산업적 요구를 충족시키고 그리하여 사회에 기여하는데 도움을 주었다. 화학공학의 광범위한 학문적 배경은 오늘날 촉매 작용, 콜로이드 과학, 연소, 전기 화학공학, 고분자기술, 생물공학 등과 같은 많은 분야간 영역에 기회를 제공하였다. 화학공학의 미래는 다양성을 추구하는 지속적인 추세에 따르는 듯하다.1. 1차 세계 대전(1) 전쟁의 발발과 미국의 상황: 1914년 6월 28일 보스니아(그 당시에는 오스트리아-헝가리의 한 지방)의 수도, 사라예보의 거리에는 Francis Ferdinand 대공과 그 부인 Sofia를 계 대전은 석유 자원을 차지하기 위한 싸움일 뿐이었다고 주장하기도 했다. 석유산업의 성공은 화학공학업에 크게 도움을 주었다.미국이 세계 화학 기술을 확고히 주도해감에 따라 화학공학 교육은 변화하기 시작했다. 어느새 화학 기술의 최신 정보를 얻는 가장 좋은 방법은 독일의 기술 잡지를 입수하는 것이 아니라 스스로 그러한 정보를 만드는 것이 되었다. 화학공학은 공학적 전통보다는 과학에 점차 촛점을 맞추어 가고 있었다.4. 오늘날의 여러 전문 분야 협력최근 화학 산업에는 커다란 변화가 일어났다. 석유 가공의 주된 공학적 문제점들이 대부분 극복되었고, 석유는 일용품이 되어 갔다. 이는 석유 산업에 있어서 공학자들의 고용 기회가 극히 드물어지고 있음을 뜻한다. 경쟁 또한 치열해졌다. 오늘날 세계에서 가장 규모가 큰 화학 회사 셋은 BASF, Bayer, Hoechst이다. (미국 정부의 경계는 괜한 것이 아니었던 셈이다. )그러나 화학공학 교육의 강력한 과학적, 수학적, 기술적 바탕은 여러 분야들 간의 새로운 영역을 개척할 수 있게 해 준다. 커다란 가능성을 보이고 있는 분야는 생물공학. 전자공학, 식품 가공, 제약, 환경정화, 생의학적 이식 등이며 이들 모두 화학공학자들에게 기회를 제공한다. 최근의 화학공학 교육의 중심은 이러한 기회를 실현하는 일을 돕는 데에 맞추어져 있다. 다시 한번, 화학공학 교육은 공업적 현실에 영향을 끼치고 응답을 한 것이다.Ⅴ. 오늘날의 화학공학1. 화학공학이란 무엇인가?화학공학은 물질이 화학적 또는 물리적으로 변화하는 공정을 포함하는 산업과 그 외 다른 부문들을 다루는 기본적인 학문 분야다. 화학공학의 특성은 생산 수준의 화학 반응에 관한 업무라는 것이다. - 어떤 때는 하루에 수천톤에 이르기도 한다! 화학공학에 컴퓨터, 생물 공학, 온도와 압력의 극한 조건, 전자 제어 시스템, 고급의 재료 등이 어떻게 사용될 것인지는 그리 상상하기 어렵지 않다.화학공학은 대체로 원료를 알맞은 상태로 준비하고, 반응이 일어날 수 있도록 하고, 증류나 그와 다.
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