化学はプラスチックや半導体などの付加価値の高い物質を生み出して生活を便利にするだけでなく、環境問題やエネルギー問題といった課題の解決に大きく貢献できる学問です。化学の能力を十分に発揮させるため、反応や分離などの現象を解析して高い性能を示す装置やプロセスの開発を行っている学問分野があります。これを化学工学といいます。
化学工学が活躍しているのは化学産業だけではありません。化学工学の手法を使うと化学に限らず様々な現象を解析して工学的に応用できるため、バイオ、医薬、食品、ナノテクノロジー、エネルギー産業をはじめとする広い分野で重要な役割を担っています。
私が専門とするのは化学工学の中でもプロセスシステム工学と呼ばれる分野です。この分野の重要な役割の１つは装置やプロセスを目的に合わせて最適化する技術の開発です。ここで用いられる最適化の技術は応用範囲が広く、装置での性能最大化、化学工場での消費エネルギーや環境負荷の最小化はもちろん、社会における炭素循環システムの研究にも応用が可能です。
1ミリ以下の微小空間で化学反応を進行させるマイクロリアクタが、物質生産を変える！
新しい化学プロセス技術として、微小空間で化学反応を行うマイクロリアクタが注目されています。マイクロリアクタとは、１ミリサイズの流路の中で反応を行う技術で、従来の装置に比べて反応条件を格段に制御しやすいことがわかっています。昔ながらのフラスコでは合成が難しい物質がマイクロリアクタでは容易に合成できることを証明した論文が数多く報告されています。
私の研究テーマの１つは次世代の化学技術ともいえるこのマイクロリアクタの解析とその応用技術の開発です。化学工学の手法で現象の解析を進め、さらにプロセスシステム工学の見地から、マイクロリアクタを使った物質生産の最適な姿を明らかにするための研究を行っています。
一般的な傾向は？
- ●主な業種は→製造業
- ●主な職種は→化学プロセス技術開発、化学製品製造
- ●業務の特徴は→環境やエネルギーのことを考えながら新しい化学プロセス技術の開発、設計、運転をしています。
分野はどう活かされる？
化学メーカー、医薬品メーカーなどで、製造プロセスの開発研究や設計などに携わっています。このような仕事は、反応工学やプロセスシステム工学といった化学工学の知識を習得している技術者が主役です。
化学工学という学問は高校生にはなじみが薄いと思いますが、産業では極めて重要です。化学をはじめエネルギーや環境など応用範囲が広く非常に面白い分野ですので、ぜひとも興味を持ってほしいと思います。
マイクロリアクタが登場したように化学のカタチはどんどん変わると思います。例えばこれからは、化学の分野で人工知能などの情報技術が一層活用されることは間違いないでしょう。そのような時代には、化学工学やプロセスシステム工学が活躍する場面が一層増えると思います。
京都大学工学部工業化学科化学プロセス工学コースは化学工学の教育研究の拠点となっていて、化学工学を専門とする教員が多く集まっています。基礎から応用まで、化学工学の知識や技術を広く学習することができます。
興味がわいたら～先生おすすめ本
はじめて学ぶ化学工学
草壁克己、外輪健一郎
化学工学は化学物質を効率的に製造するための学問として誕生しました。いまでは化学産業だけでなく医薬、食品、鉄鋼、自動車をはじめとする幅広い産業分野でなくてはならないものになっています。本書では、化学工学の基礎となる項目を身近な現象を例にとってわかりやすく解説しており、高校生にも理解できる内容になっています。この本を通じ、大量の薬品の効率的な加熱、混合、反応の方法、さらに反応後の混合物から目的の物質を高い純度で取り出すための技術といった世界を覗いてみてください。 （丸善出版）
化学 モノづくり動画
塩、鉄、合成ゴム、ポリエチレンや光触媒など、いくつもの物質について、具体的な製造プロセスの解説と動画が掲載されています。単純な物質でも、多様な工夫を凝らした装置で製造されていることがよくわかります。動画の内容をまとめた簡単なレジュメ付き。
（化学工学会）
