反応器や蒸留塔など装置内の温度、圧力、内容量などが常に安全な数値を示すよう、プロセスの制御を行う知識も必要となる。
また、工業製品は販売を前提しているものであるから低コストな製造が出来るか否かが重要となる。
廃棄物の排出に関し、規制をクリアして環境に対する配慮を行うことも重要である。
化学の領域では、これらを連続的に運転させることを学ばない。
また、化学プラントを設計し、安全に運転するためには、機械工学の知識だけでも不十分である。化学反応によってどのくらいの熱が発生するかが分からなければ、反応器の大きさや材質、肉厚などを決められない。
また、反応後の物質から製品を分離する際も、どんな操作で分離すればよいかも化学を学んだものでなければ決められない。
このように対象としている製品の製造工程を総合的に見て、最適な反応装置や分離装置を設計、選定し、最適な反応や分離の条件や手順を決定して、それを連続的に運転するための知識を深めていくことを目的としている。
化学工学は、従来化学機械学とよばれていたことからも、実験室における化学と、工業プラントにおける機械工学の橋渡しをする学問であるとみなすとわかりやすい。
化学工学に含まれる分野.
以下の五つを基礎として、化学工学はバイオ、環境、材料、医療などさまざまな分野に応用されて、徐々にその枠を広げている。
その他化学工学に分類されるものとして、
がある。これは化学工学の成り立ちから、生化学が特殊な位置づけにあるためこうして専門的に取り扱われている。
化学工学の歴史.
イギリスにおける産業革命の進展により、化成品の量と質に対する要求が急増し、結果として生産工程の効率化と大規模化が必要となったのが嚆矢である。
一方アメリカでは、第一次世界大戦の前後、内燃機関の発達とそれに伴う石油化学産業の必要性から、有機化学製品の大量生産が要求されるようになった。
しかし、プラントにおける実際の処理を研究対象とする学問はなく、それぞれが経験や勘に基づいた処理を行っていたため、最適なプラントを設計する学問が求められた。
これにより関連がなかった個々の製造体系を、単位操作の組み合わせであるとして同じ学問で研究することを可能にした。
日本の化学工学.