2010 대한민국학술원 우수학술도서 선정
과거 경제개발 5개년 계획과 중화학공업의 육성으로 우리나라의 화학공업은 급속도로 발달하여 오늘에 이르게 되어 생활양식과 사고방식까지도 가히 변혁을 가져왔다. 과거에 화학공학자들은 인류 복지 향상을 위해 실로 많은 공헌을 해 왔음을 부인할 사람은 아무도 없을 것이다. 지난 세기의 중요한 공헌 가운데 특히 생활용품 식품 의약품 의생활 반도체 에너지 등과 이에 따른 생활환경의 변화 등은 현재 우리가 누리고 있는 풍요로운 삶이 화학공학의 공헌 때문에 가능했다고 해도 과언은 아닐 것이다. 인간이 필요로 하는 것의 부족함과 인류가 당면한 제반 문제를 해결하는데 주도적인 역할을 해 온 화학공학은 미래의 세상을 변화시키고 또다시 이끌어 갈 기술을 구현하는데 더욱 중추적인 역할을 계속하게 될 것이다.
지난 세기 순수학문 분야에서는 물리학의 세기로서 양자역학의 효시라 할 수 있는데 이것은 공학 분야에 있어서 전기‧전자 및 소재공학 등의 발전으로 정보기술혁명이 가능하게 되었고 또 지놈(genome)프로젝트의 성과가 생명과학의 발전으로 인류의 건강과 복지 향상을 위해 그리고 미래의 세계를 선도할 첨단 기술을 구현함에 있어서도 핵심적인 역할은 물론 실질적인 기여를 할 화학공학분야가 그 중심에 서있다. 또한 21세기 첨단기술로 분류되는 IT(정보‧지식기술)분야를 위시하여 ET(환경‧에너지기술) BT(생명공학기술) NT(나노기술) ST(우주‧항공기술) 및 CT(문화기술) 등의 융합기술 발전에 중요한 역할을 하고 차세대 성장산업의 기반 기술에 대한 기본적 역할을 담당하는 중심 분야가 바로 화학공학이다.
이러한 관점에서 보면 화학공학은 기초과학과 응용공학을 접목시켜 이론과 실제 그리고 경제 및 인간관계의 원리를 응용하는 복합적인 종합학문이다. 여기에 주도적인 역할을 해온 분야가 단위조작(Unit Operations)이며 이것의 이론은 매우 뚜렷하고 또 잘 이해된 법칙을 기초로 하고 있기 때문에 화학공업의 전 과정에 있어 제조공정단위로서 생산되는 물질에 관하여 주로 물리적인 제반 조작의 일반원리를 체계적으로 조직화한 핵심적인 분야이기도 하다.
따라서 본 저서는 화학공업을 공부하는 학생들을 위한 화학공학의 기본 중심인 단위조작의 입문서로서 수학 물리 화학 등의 기초과학과 화공양론 기계공학 등을 기본 내용으로 하여 기술하였다. 또 이 분야와 관련된 학과로서는 화학공학과를 비롯하여 공업화학과 화공시스템공학과 생명화학공학과 응용고분자공학과 재료화학공학과 환경화학공학과 세라믹공학과 및 신소재화학공학과 등이 있는데 이들의 여러 교과내용과 연관시켜 보다 쉽게 이해할 수 있도록 각 영역을 폭넓게 취급하였다.
이와 같이 화학공학은 그 영역이 대단히 광범위 하여서 이들 모두를 취급한다는 것은 마치 두 마리 토끼를 쫒는 격이 될 염려가 있으므로 주로 단위조작의 분야만을 중심으로 핵심적인 내용을 종합적으로 다루었으나 지면이나 수준 때문에 이 책의 취급범위는 반드시 일정한 제한을 받게 된다는 관점에 입각하여 집필하였다. 여기에 사용된 용어는 화학공학회 및 대한화학회의 제정술어집과 이 분야와 관련된 여러 이공학용어사전 등을 참고로 하였고 부분적으로는 저자 임의로 사용하였음을 밝혀둔다.
이 책을 집필하는데 있어서 각종 참고문헌 및 자료의 활용과 이론에 관한 명확한 해석을 추구하기에는 미흡한 점이 있으나 본서에서는 가급적 많은「예제」와 「참고」란을 각 장에 삽입하여 그 장의 내용을 보다 쉽게 이해할 수 있도록 하였고 특히 많은「연습문제」를 수록하여 각종 국가기술자격시험 및 입사시험 등의 준비에 도움이 되도록 참작하여 수록하였다. 특히 각 장의 말미에 수록한「연습문제」는 독자들이 십분 이용할 수 있도록 하기 위해 적절한 시기에 해설판을 내놓을 예정이다.
그러나 이 책을 펴냄에 있어서 몇 가지의 난점이 없지 않았으며 각 장의 번간은 적절하다고는 할 수 없고 부분적으로 내용에 따라서는 얼마간의 중복성과 다양한 용어의 통일성 그림의 해석도 다소 결여되어 있다고 생각되지만 무엇보다도 가장 두려워하는 바는 저자의 뜻하지 않은 과오가 스며들지 않았나 하는 점이다.
본 저서는 저자가 대학교에서 학생들을 가르치고 연구하고 또한 현장에서 경험한 내용을 토대로 하여 구성되었으며 특히 단위조작을 처음 배우려는 학생이나 또는 현장에서 참고자료로 이용할 수 있도록 기본원리를 알기 쉽게 해설한 안내서이므로 고도의 이론을 요하는 내용은 가급적 취급하지 않았으며 가능한 한 기본적인 수준을 유지하는데 노력하였다.
끝으로 이 책을 출간함에 있어서 항상 그랬듯이 본 저서가 대학교재용으로서의 학문적 가치가 인정되기를 기대하며 또 이 분야는 기술적 지식의 학문체계를 내포하고 있어 이론교육으로부터 산업현장에 이르기까지 직접 응용할 수 있는 실용적이고 실무적인 기술경영으로 자리매김할 수 있도록 독자들에게 널리 활용되어 많은 도움이 되기를 바라며 이를 통하여 산업발전에 기여하는데 일익을 담당할 수 있게 될 것을 기대한다.
터너 비숍홀에서
CONTENTS
Chapter 1_서론
1. 화학공학의 대요
2. 차원과 단위계
▪연습문제
Chapter 2_유체의 흐름
1. 유체의 본성
2. 유동의 기구
3. 유동에서의 전 에너지수지
4. 유동에서의 기계적 에너지수지
5. 유체의 수송
6. 유량의 측정
▪연습문제
Chapter 3_열전달
1. 열전달기구
2. 열전도
3. 대류전열
4. 열교환기
5. 복사전열
▪연습문제
Chapter 4_증발
1. 증발의 이론
2. 증발장치
3. 증발능력
4. 다중효용증발기의 원리
▪연습문제
Chapter 5_증류
1. 이성분계의 기액 평형관계
2. 증류의 방법
3. 정류장치
4. 공비혼합물의 증류
▪연습문제
Chapter 6_추출
1. 일반적 고찰
2. 추출장치
3. 추출이론
4. 3성분계 액액평형
5. 다단액액추출
▪연습문제
Chapter 7_습도 및 공기조화
1. 습윤공기의 특성
2. 습도도표
3. 습도의 측정
4. 공기조습조작
5. 냉수조작
▪연습문제
Chapter 8_기체흡수
1. 일반적 고찰
2. 기체흡수의 평형과 물질수지
3. 기체흡수의 이동속도
4. 충전탑
▪연습문제
Chapter 9_건조
1. 건조의 이론
2. 건조기구와 수분분포
3. 건조속도식과 건조시간
4. 건조장치
5. 분무건조
▪연습문제
Chapter 10_흡착
1. 일반적 고찰
2. 흡착제와 흡착공정
3. 흡착평형관계
4. 흡착장치
5. 고체에 대한 기체 및 증기의 흡착
6. 기체흡착연구의 실험방법
7. 흡착등온선의 분류
8. 모세관응축의 이론
9. 흡착등온식
10. 흡착에너지
11. 표면적
12. 흡착원리
13. 고정층에서의 등온흡착에 대한 기본식
▪연습문제
Chapter 11_결정화
1. 일반적 고찰
2. 결정구조
3. 결정화장치
4. 결정화이론
▪연습문제
Chapter 12_여과
1. 여과의 종류
2. 여과재
3. 여과이론
4. 여과장치
5. 응집제의 사용
6. 원심분리
7. 집진 및 집진장치
▪연습문제
Chapter 13_혼합
1. 혼합의 정의
2. 고체의 혼합
3. 혼합장치
4. 교반장치
▪연습문제
Chapter 14_기계적 분리공정
1. 분리공정
2. 분리효율
3. 체분조작
4. 입도분리
5. 분쇄
6. 분립체
▪연습문제
▪참고문헌
▪부록
▪컴퓨터를 이용한 Program 처리
▪찾아보기
▪전국 대학교 화학공학 관련 학과
