Kimya Mühendisliği Nedir? Kimya Mühendisliği'nin Türkiye’de Gelişimi ve Tarihi...

Kimya mühendisliği, çeşitli ham maddelerin, kimyasalların çeşitli kimyasal işlemlerle daha değerli ve kullanışlı biçimlere dönüştürüldüğü mühendislik disiplinidir. Kimya mühendisleri tüm dünyada petrokimya, ilaç, gıda, yapı kimyasalları, kozmetik gibi pek çok sektörde ve endüstride görev almaktadırlar. 

Bu yazımızda kimya mühendisliğinin dünyayla beraber Türkiye’de nasıl geliştiğini ve tarihçesini ele alacağız.

İlk Gelişmeler ve Ortaya Çıkışı

Dünya'da kimya mühendisliğinin gelişimi 1800’lü yıllara dayanır. Bu tarihler aynı zamanda Sanayi Devrimi’nin yaşandığı ve seri üretim yöntemlerinin geliştirilmeye başlandığı yıllardır. Bu yıllarda kimya mühendisliği henüz ana mühendislik dalları arasındaki esaslı yerini almamıştı. Kaynakları incelediğimizde görüyoruz ki, o dönemlerde kimya sanayisinde çalışan ve kimya bilgilerini sektörde aktif olarak kullanan personele endüstri kimyageri adı veriliyor. Bu unvan, bugünün modern kimya mühendisliğinin kapsamına aldığı iş ve özellikleri açıklamakta oldukça yetersizdir. 

Sanayi Devrimi’nin yaşandığı yıllarda; boya, ilaç, gıda (özellikle şeker) gibi pek çok ürünün yüksek miktarlarda üretilmesi için birçok kimyasal işleme ihtiyaç duyuluyordu. Bugün de günlük hayatta kullandığımız pek çok ürünün üretiminde damıtma, ekstraksiyon, kimyasal reaksiyon gibi pek çok işlem kullanılmaktadır. Katma değeri yüksek ürünlerin üretilmesi için gerekli kimyasal işlemlere duyulan ihtiyaç, büyük ölçekli tesislerin kurulmasına ve farklı bilim ve teknik disiplinlerinin ortaya çıkmasına neden oldu.

Peki, kimya mühendisliğinin kurucusu veya kurucuları kimdi? Kimya mühendisliğinin ayrı bir mühendislik olarak değerlendirilmesi ve bugünkü konumunu alması yolundaki ilk temelleri atan kişi George E. Davis’tir. 1850 yılında İngiltere’de doğan Davis, dönemin kimyasal tesislerinde danışman, müfettiş gibi pozisyonlarda çalışmıştı. O dönemin çalışma koşulları doğal olarak oldukça kötüydü ve kullanılan teknolojiler de henüz emekleme aşamasındaydı. Swindin’in Davis hakkındaki sözleri bunu destekliyor:

Sıklıkla mühendislik ve kimyadan bihaber insanların idare ettiği işlere ve zayıf tasarıma hayret ederdi. [...] Müfettişlik görevinde edindiği bilgiler onu daha yetkin yöneticiler ve mühendislerin eğitimi için uğraşmaya, daha doğrusu kimya mühendisliği macerasına yönlendirmiş olmalı.

Microscopist.net

Davis’in bu kimya mühendisliği macerası gerçekten de dönemin kimya sanayisinin yetersizliklerinden kaynaklanmaktaydı. O döneme kadar endüstri kimyageri olarak anılan mesleğin köklü bir değişim geçirmesi gerekiyordu. Kimya sektörünün mühendislik yaklaşımına ihtiyacı vardı. Bunu, Davis’in o döneme ait bir dergi olan Chemical News editörüne 1880’de yazdığı bir mektuptan net olarak anlayabiliyoruz:

Birçok süreç kimyagerler tarafından laboratuvarlarda oldukça başarılı bir şekilde gerçekleştirilebilmekte ancak çok azı kimyasal süreçleri büyük ölçeklerde gerçekleştirebilir; bunun sebebi de basitçe, kimya bilgileriyle beraber fiziksel ve mekanik bilgiye sahip olmamalarıdır.

Bu düşünce ile Davis bir kimya mühendisliği derneği kurmak için yola çıkmıştı ancak derneğin ismi “Society of Chemical Industry” (Kimya Endüstrisi Derneği) olmuştu. Ancak 1922 yılına gelindiğinde, hayali olan “Institution of Chemical Engineers” (Kimya Mühendisleri Enstitüsü) kurulacaktı.

Davis’in kimya mühendisliğini bir meslek haline getirişi, 1887’de Manchester’daki teknik okulda verdiği dersler ile gerçekleşir. Bu derslerde Davis, öğrencilere o güne kadar oluşmuş sanayi bilgi birikiminden farklı bir şey öğretmiyordu. Ancak dersleri özel kılan da bu değildi. Davis, kimya sanayisinde o güne dek kullanılmış ve kullanılacak olan işlemlerin birçok ortak noktası olduğunu düşünüyordu. Bu ortak noktalar; birçok kimyasal işlemin tek bir işlem altında toplanmasını sağlayabilir, kimya mühendisliği disiplini için temel bir çıkış noktası oluşturabilirdi. Nitekim, öyle de oldu.

1901’de kaleme aldığı “A Handbook Of Chemical Engineering” (Bir Kimya Mühendisliği El Kitabı) büyük ilgi görmüştü ve 1904’te ikinci baskısı yapılmıştı. Davis kimya mühendisliğinin temelinde buhar üretimi ve dağılımı, katı, sıvı ve gazların taşınımı, ısı aktarımı, ayırma işlemleri, buharlaşma, kristalleştirme gibi kavramların olduğunu düşünüyordu. Bu düşünceleri, verdiği dersler ve kaleme aldığı el kitabı, kimya mühendisliğinin bir mesleki disiplin olarak tanınmasını sağlamıştır.

Kimya sanayisinin gelişimi ve teknolojik ilerlemeler sonucunda kimya mühendisliğinin kapsamı genişledi ve ana mühendislik dalları olan makine, elektrik ve inşaat mühendisliği disiplinlerinin yanındaki esaslı yerini aldı. Günümüzde kimya mühendisliği petrol ve metal gibi pek çok organik ve inorganik ham maddeden, günlük hayatımızda kullandığımız birçok ürünün üretim süreçleri ile ilgilenmektedir. Ham petrolün arıtılıp, çeşitli işlemlerden geçirilerek benzin, nafta, dizel, mazot gibi pek çok yakıt ve ürüne dönüştürüldüğü rafinerilerden tutun da, biyolojik ve kimyasal ilaçların üretildiği ve araştırıldığı tesis ve laboratuvarlara kadar pek çok yerde kimya mühendisliği ilkeleri kullanılır ve kimya mühendisleri çalışır.

1900’lerin başlarından itibaren petrokimya ve diğer pek çok kimya endüstrisinin gelişimi ile kimya mühendisliği dünyada tanınmaya başladığında, Türkiye’de de bu disiplinin kurulması kaçınılmaz olacaktı. 

Türkiye’nin Kimya Mühendisliği Serüveni

Kimya Mühendisliği Eğitiminin Tarihi

Türkiye’de ilk kimya dersleri Tıphane’de verilmiştir. Ancak modern kimya eğitiminin başlangıcı olarak 1917 senesi kabul edilir. 1917 yılına kadar Türkiye’de kimya eğitimi mühendislik, tıp gibi alanlar içinde dağınık olarak verilmekteydi. 1915’te yapılan reformlar sonucu kurulan Yerebatan Kimya Darülmesaisi’nden sonra, 1917 yılında “Kimya Enstitüsü” kurulmuş ve bu tarihe kadar dağınık bir görünüme sahip kimya eğitimi, modernleştirilmiş ve bütünleştirilmiştir.

Darülfünun’da kurulmuş olan Kimya Enstitüsü 1917 ile 1935 yılları arasında kimyager yetiştirmişti. 1933 yılında Türkiye genelinde gerçekleşen Üniversite Reformu ile Darülfünun’un ismi İstanbul Üniversitesi olarak değişmiş ve eğitim sisteminde köklü değişiklikler yapılarak modernleşme adımları atılmıştır. Bu reformların bir sonucu olarak 1935 yılı Nisan ayına gelindiğinde, Fen Fakültesi Meclisi tarafından alınan kararla bu 3 yıllık kimyager eğitimi, 4 yıllık kimya mühendisliği eğitimine çevrildi. Bu, Türkiye’deki kimya mühendisliği eğitimi açısından bir kilometre taşıdır. Fritz Arndt’ın o dönemlerde Türkiye’deki kimya mühendisliğine eğitimi katkısı büyüktür, Alman eğitiminde kullanılan sınav sistemini Türkiye’deki kimya mühendisliği eğitimine getirmiştir. Almanya’dan gelen Fritz Arndt gibi pek çok bilim insanı o dönemde Türkiye’deki kimya ve kimya mühendisliği eğitiminin yerleşmesi konusunda katkılar sağladılar. Bu sebeple kimya mühendisliğinde Türkiye’de Alman ekolünün etkisi olduğu yadsınamaz.

1950’lere kadar Türkiye’deki kimya mühendisliği eğitiminde devam eden Alman etkisi, II. Dünya Savaşı’nın sonuçlanması ile Amerikan ekolü ile tanışmıştır. Bu değişiklik sadece Türkiye’yi değil, tüm dünyayı etkilemiştir. Alman ekolünde genel kimya, organik ve anorganik kimya gibi dersler ağırlıktayken, Amerikan modelinde günümüzde de kimya mühendisliğinin esasını teşkil eden ünite operasyonları, ünite prosesleri, tasarım, kütle ve enerji denklikleri gibi mühendislik dersleri ağırlıktaydı. Bu bakımdan Amerikan modelinin tekniğe daha yakın olduğu söylenebilir.

1958 yılında İTÜ ve ODTÜ’de kimya mühendisliği bölümleri kurulmuştur. ODTÜ’de başlayan kimya mühendisliği eğitimi Amerikan sistemine yakındı. 1960’ların başlarına kadar Türkiye’de kimya mühendisliğinde hem Alman hem Amerikan ekolünün benimsendiği söylenebilir. Bu tarihlerde Türkiye modern kimya mühendisliği eğitimine henüz başlamıştı ve eğitim gelenekselleşmemişti.

1960’lardan sonraysa eğitim yerleşmeye başladı ve Türkiye’de gelişmeye başlayan petrokimya gibi pek çok kimya sanayisi kimya mühendisliğine olan talebi arttırdı.

Türkiye’de Kimya Sanayisinin Gelişimi 

Enerji ve petrokimya sanayisi kimya mühendislerine büyük istihdam alanı yaratmaktadır. Ancak sadece enerji ve petrokimya değil, ilaç, gıda, boya gibi pek çok endüstride kimya mühendisliği disiplini uygulama alanı bulmaktadır. Büyük ölçekli kimyasal tesislerinde gerçekleşen buharlaştırma, ekstraksiyon, damıtma, filtrasyon, kimyasal reaksiyon gibi pek çok işlemde kimya mühendisliği ilkeleri kullanılmaktadır. Bu işlemlerin en yoğun kullanıldığı yerlerin arasında petrol rafinerileri ve petrokimya tesisleri ilk sıralardadır.

Petrokimya

Türkiye'de 1954 yılında TPAO (Türkiye Petrolleri Anonim Ortaklığı), 1965 yılında Petkim, 1974 yılında BOTAŞ (Boru Hatları ile Petrol Taşıma A.Ş.), 1983 yılında Tüpraş (Türkiye Petrol Rafinerileri A.Ş.) kurulmuştur. Tüpraş İzmit, İzmir, Kırıkkale ve Batman'daki petrol rafinerilerini işletmektedir. Petkim'in Aliağa'da polipropilen, polietilen gibi birçok kimyasal ham maddeyi üretmekte olan petrokimya fabrikalarından oluşan bir kompleksi bulunmaktadır. TPAO günümüzde ulusal petrol ve doğalgaz aramaları ile sondaj faaliyetlerinde bulunurken, BOTAŞ da Türkiye genelindeki tesisleri ve hatlarıyla petrol ve doğalgazı istenilen bölgeye ulaştırmakla ilgilenmektedir.

Sayısız hidrokarbon bileşiğinin bir karışımı olan petrol günümüzde, hem enerji üretimi amacıyla hem de bir endüstriyel ham madde olarak insanlık tarafından kullanılmakta. Petrol kuyularından çıkarılan ham petrol, rafinerilere getirilir ve birçok işlemden geçerek günlük hayatımızda kullandığımız ürünlere dönüşürler. Enerji elde etmek için kullandığımız yakıtlar ve birçok malzemenin ham maddesi olan plastikler bu ürünlere örnektir.

Pixabay

LinkedIn

Türkiye’deki petrol sanayisinin gelişiminin kimya mühendisliğine katkısı olmuştur. Çünkü kimya mühendisleri, lisans ve yüksek lisanslarında edindikleri teorik bilgileri, bu yeni rafineri ve petrokimya komplekslerinde uygulayabilmiş ve mesleki tecrübe edinebilir hâle gelmişlerdi. 

Elbette kimya mühendisliğinin sanayi açısından Türkiye’deki gelişimini petrokimya ile sınırlandırmak yanlış olur. Türkiye’de petrokimya sanayisinin gelişimi buna sadece bir örnektir. Buna ek olarak devlet veya haricindeki özel girişimlerle kurulmuş pek çok gıda, temizlik ürünü, kozmetik, yapı kimyasalı, gübre, yapıştırıcı firması vardır.

Gıda

Türkiye'de kimya sanayisinden bahsederken gıda sektöründen bahsetmemek olmaz. Tarım ve hayvancılık gibi sektörlerden elde edilen ham maddelerin birçok ürüne dönüştürüldüğü gıda sanayisinde şeker önemli bir yer tutar. Türkiye'de şeker üretiminin cumhuriyetin ilk yıllarına dayanan bir geçmişi vardır.

Türkiye'deki ilk şeker fabrikası Uşak'ta kurulmuştur. Uşaklı Molla Ömeroğlu Nuri ve birçok girişimci tarafından 6 Aralık 1925 yılında temeli atılan Uşak Şeker Fabrikası, 17 Aralık 1926 yılında işletmeye alınmıştır. Ömeroğlu Nuri'nin adı Soyadı kanunu ile "Nuri Şeker" olmuştur. Uşak Şeker Fabrikası ilk olması bakımından Türk şeker sanayisi için kayda değer niteliktedir.

Eski Türkiye Fotoğrafları Arşivi

Mehmet Şeker

1925 yılında kurulan Uşak Şeker Fabrikası'nı yine aynı yıl 14 Haziran'da temeli atılan Kırklareli Alpullu Şeker Fabrikası takip etmiştir. Alpullu'da günde 500 ton şeker üretilmekteydi. 1933'te Eskişehir Şeker Fabrikası, 1934'te de Turhal Şeker Fabrikası kurulmuştur.

1935 yılında, Uşak, Alpullu, Eskişehir ve Turhal Şeker Fabrikası birleşerek Türkiye Şeker Fabrikaları kurulmuş ve zaman içinde açılan yeni şeker fabrikalarıyla üretim kapasitesi artırılmıştır.

Türkiye'de gıda sektöründe şeker fabrikaları dışında pek çok fabrika kurulmuştur. Sütten meyve suyuna, undan yağa kadar pek çok özel girişime ait fabrika vardır. Yazımızda örnek olarak şeker fabrikalarını tercih etmemizin sebebi, bu fabrikalarda yoğun olarak kullanılan difüzyon, buharlaştırma, kristallendirme süreçlerinin kimya mühendisliği kapsamına giriyor olmasıdır.

Mehmet Şeker

İlaç

İlaç sektörü, kimya sanayisinin en geniş kollarından biridir. Türkiye'de de ilaç sektörü kimya sanayisinde önemli bir yer teşkil etmektedir. 20. yüzyılda Türkiye'de ilaç üretimi laboratuvarlardan fabrikalara kaymaya başlamıştır.

Türkiye söz konusu olduğunda ilaç konusunda pek çok firmadan bahsedebiliriz. Türkiye'nin ilk ilaç firması 1903 yılında kurulan İbrahim Etem - Menarini'dir. İbrahim Etem'i, 1912 yılında kurulan Abdi İbrahim İlaç, 1923'te kurulan Mustafa Nevzat İlaç, 1942 yılında kurulan Eczacıbaşı ve 1953'te kurulan Bilim İlaç gibi firmalar takip etmiştir. Türkiye'de yerli girişimlerin yanında yabancı girişimler de bulunmaktadır.

İlaçta insan sağlığı söz konusu olduğundan, üretim faaliyetlerinin sıkı denetimlere tabi olduğu bir sektördür. Kimya mühendisliği ilkelerinin yoğun kullanıldığı ilaç sektörü kimya mühendisleri için Türkiye'de geniş istihdam alanı yaratmaktadır.

Seri üretimin steril bir biçimde gerçekleştirildiği ilaç üretim tesislerinde pek çok ilacın üretimi yapılmaktadır. Firmalar hem fason üretim hem de kendi geliştirdikleri ilaçların üretimini yapmaktadırlar.

Sonuç

Kimya mühendisliğinin dünyada başlangıcı, George E. Davis’ten, Türkiye’de kimya mühendisliğinin eğitim tarihinden ve kimya sanayisinden bahsettik. Tüm sanayi kollarını anlatmak yerine birkaç örnek vermekle yetindik. Anlattığımız ve anlatmadığımız kimya sanayisi kolları ve çalışmaları başka bir yazımızın konusu.

Yazımızı noktalarken kimya mühendislerinin ne kadar geniş bir aralıkta çalışma alanı olduğunu tekrar vurgulamak adına şu soruyu sormak istiyoruz: Kimya mühendislerinin vahşi doğadaki genetik mühendisliği ile üretilmiş organizmaları ayırt etmek için bir çeşit biyogüvenlik aracı geliştirdiğini biliyor muydunuz?

Kimya mühendisliği çok geniş bir alanı kapsayan bir mühendislik disiplinidir. Bu yazımızın kimya mühendisliği tarihi ve gelişimi hakkında fikir vermesini ümit ediyoruz.