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Da química à economia: como a engenharia de processos está mudando a maneira como produzimos?
Na era atual de rápido desenvolvimento tecnológico, a engenharia de processos se tornou uma parte indispensável de todos os setores. Como transformar com precisão matérias-primas e energia nos produtos necessários à sociedade é o principal desafio enfrentado pelos engenheiros de processo. Esta disciplina não se refere apenas à otimização de reações químicas, mas também ao uso eficaz de recursos e à maximização de benefícios econômicos.
O cerne da engenharia de processos está na compreensão dos princípios básicos da natureza e na sua aplicação à produção prática.
Princípios básicos da engenharia de processos
A engenharia de processos envolve o desenvolvimento de métodos para sintetizar e purificar grandes quantidades de produtos químicos desejados usando forças motrizes naturais, como pressão, temperatura e gradientes de concentração, e confiando na lei de conservação de massa. Esta disciplina se concentra no projeto, operação, controle e otimização de processos químicos, físicos e biológicos.
Por exemplo, na produção de alimentos e laticínios, os engenheiros de processo precisam analisar profundamente a composição química de vários ingredientes, determinar as possíveis reações entre eles e projetar o processo de produção ideal. Além disso, outros campos, como processamento agrícola, fabricação farmacêutica e petroquímica, também precisam ser otimizados e sua eficiência melhorada sob a orientação da engenharia de processos.
Ferramentas de aplicação para engenharia de processos
À medida que a tecnologia avança, a engenharia de processos precisa utilizar uma variedade de ferramentas e métodos para atender às necessidades de diferentes sistemas. Para processos que envolvem mudanças de fase e equilíbrio de fases, os princípios da termodinâmica são usados para quantificar mudanças em energia e eficiência. Processos que se concentram no fluxo de matéria e energia exigem o uso das disciplinas de mecânica dos fluidos e fenômenos de transporte para análise.
No projeto de processo, o diagrama de fluxo de processo (PFD) e o diagrama de layout de instrumento (P&ID) são ferramentas essenciais que ajudam os engenheiros a descrever claramente o sistema geral de produção.
Principais tarefas da engenharia de processos
Com o desenvolvimento da indústria, as tarefas da engenharia de processos se diversificaram gradualmente, incluindo principalmente:
- Projeto de Processo: Sintetizar redes de recuperação de energia, projetar plantas de lote multiprodutos, etc.
- Controle de processo: controle preditivo de modelo, monitoramento de processo, etc.
- Operações de processo: reconciliação de dados, otimização em tempo real, etc.
- Economia de processos: Use software de simulação para realizar análises de custos e benefícios.
Contexto histórico da engenharia de processos
Embora várias tecnologias químicas tenham sido amplamente utilizadas muito antes da Revolução Industrial, a engenharia de processos como uma disciplina independente não foi estabelecida até o surgimento da termodinâmica e da lei da conservação da massa no século XVIII. À medida que as demandas de produção aumentaram, o conceito de engenharia de processos evoluiu e foi definido em 1980 como um corpo de conhecimento para projetar, analisar e otimizar mudanças de materiais.
No final do século XX, o escopo da engenharia de processos não se limitava mais à engenharia química, mas se expandiu para muitos campos, como engenharia metalúrgica e engenharia agrícola.
Conclusão
Em geral, a engenharia de processos não apenas desempenha um papel importante na produção industrial, mas sua influência também se estende a todos os níveis de desenvolvimento econômico, ecológico e até social. À medida que a tecnologia avança em ritmo acelerado, como a engenharia de processos do futuro impactará ainda mais nossos modelos de produção e estilos de vida?
