راهنمای ورود به بازار کار شیمی ( تجهیزات و مهارت‌های مورد نیاز)

اگر فارغ‌التحصیل شیمی هستید و قصد دارید وارد بازار کار شوید، شناخت تجهیزات تخصصی و مهارت‌های مربوط به هر صنعت به شما کمک می‌کند سریع‌تر مسیر حرفه‌ای خود را پیدا کنید. در این راهنما، صنایع مختلف با بیشترین تقاضا برای نیروی کار متخصص در زمینه ی شیمی رو بررسی کردیم و ابزارهای رایج در این‌ صنایع و همینطور مهارت‌های لازم برای استفاده از این تجهیزات رو توضیح دادیم. (منبع صحبت هامون بر اساس گزارش  انجمن شیمی آمریکا در مورد وضعیت شغلی دانش آموخته های شیمیه.)

۱ .  صنایع دارویی (۲۲.۲٪ از مشاغل صنعتی)

ابزارها و تجهیزات رایج

• اگه بخوای تو صنعت داروسازی کار کنی، باید حسابی با دستگاه‌های آنالیز آشنا باشی، چون اینجا همه‌چی به دقت و استانداردهای سخت‌گیرانه وابسته‌ست. مثلا HPLC  (کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا) یکی از پرکاربردترین دستگاه‌ها تو این حوزه‌ست که برای جداسازی و اندازه‌گیری ترکیبات دارویی استفاده می‌شه و باهاش می‌تونی خلوص دارو رو بررسی کنی، ناخالصی‌ها رو شناسایی کنی و حتی پایداری فرمولاسیون رو تست کنی. اما کار کردن با HPLC فقط زدن یه دکمه نیست! باید بدونی که چطور فاز متحرک (حلال‌ها، بافرها، کنترل pH) رو انتخاب کنی، چه نوع ستونی (C18، C8، تبادل یونی و …) برای آنالیزت مناسبه، چطور پیک‌های کروماتوگرام رو تفسیر کنی و مشکلات رایج مثل دنباله‌دار شدن پیک‌ها یا ایجاد پیک‌های فانتوم رو رفع کنی. در ضمن، برای معتبر بودن نتایج، باید مطابق استانداردهای ICH روش آزمایشت رو اعتبارسنجی کنی.
• یکی دیگه از ابزارهای قدرتمند تو داروسازی GC-MS  )کروماتوگرافی گازی-طیف‌سنج جرمی ( هست که برای شناسایی ترکیبات فرّار استفاده می‌شه. مثلا اگه بخوای بقایای حلال‌ها رو توی یه دارو بررسی کنی، GC-MS  بهترین گزینه‌ست. اینجا مهارت‌هایی مثل آماده‌سازی نمونه (مشتق‌سازی، هداسپیس‌گیری)، انتخاب ستون مناسب (قطبی یا غیرقطبی) و تفسیر طیف جرمی خیلی اهمیت داره.

• ممکنه در مسیر شغلیت در حوزه ی داروسازی گذرت به دستگاه‌های بررسی ساختاری مواد مثل NMR ) رزونانس مغناطیسی هسته‌ای ( بخوره! این دستگاه کمک می‌کنه ساختار مولکولی داروها رو تشخیص بدی. برای اینکه متخصص این کار بشی، باید مفاهیمی مثل chemical shift و ثابت‌های کوپلینگ رو درک کرده باشی، تفاوت‌های NMR هیدروژن و کربن-۱۳ رو بدونی و اثر حلال‌ها روی طیف‌ها رو بررسی کنی.
• یه دستگاه مهم دیگه تو داروسازی تستر انحلال (Dissolution Tester) هست که نشون می‌ده دارو چقدر سریع و تو چه شرایطی توی بدن حل می‌شه. اگه تو بخش کنترل کیفیت دارویی کار کنی، باید روش‌های USP برای آزمون‌های انحلال، انتخاب محیط مناسب و تأثیر عواملی مثل pH و فرمولاسیون روی سرعت حل شدن رو یاد بگیری.
• سایر دستگاه های مورد استفاده در این صنعت عبارتند از:

FTIR  (طیف‌سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه) : جهت شناسایی گروه‌های عاملی در ترکیبات دارویی.

اتوکلاو و تجهیزات اتاق تمیز : برای استریل‌سازی داروها و محیط‌های تولید دارویی ضروری هستند.

مهارت‌های موردنیاز

• تسلط بر تکنیک‌های شیمی تجزیه‌ای مانند HPLC و GC-MS
• آشنایی با اصول GMP (شیوه‌های تولید خوب) و استانداردهای دارویی
• شناخت الزامات سازمان‌های نظارتی مثل غذا و دارو و سازمان استاندارد
• توانایی تفسیر داده‌های آنالیزی و نگارش گزارش‌های فنی
• رعایت نکات ایمنی و تکنیک‌های استریل‌سازی در آزمایشگاه

۲ .  مواد شیمیایی خاص و تخصصی (۸.۳٪ از مشاغل صنعتی)

ابزارها و تجهیزات رایج

• صنعت مواد شیمیایی ظریف (fine chemicals) شامل تولید مواد پیشرفته، مواد اولیه دارویی و ترکیباتی با ارزش بالاست. در این حوزه بیشتر با راکتورهای شیمیایی (بچ و پیوسته) سر و کار داری، که توی اون‌ها سنتز مواد تحت شرایط کنترل‌شده انجام می‌شه. اگه بخوای تو این صنعت حرفه‌ای بشی، باید سینتیک و ترمودینامیک واکنش‌ها، انتخاب کاتالیست و تکنیک‌های مقیاس‌گذاری تولید رو خوب بلد باشی.
• اگه بخوای با مواد حساس کار ‌کنی، تیتراتور کارل فیشر یکی از دقیق ترین دستگاه ها برای اندازه‌گیری میزان رطوبت‌ه. ولی برای گرفتن نتایج درست، باید تفاوت تیتراسیون کولومتری و حجم‌سنجی رو بدونی و الکترودها و معرف‌ها رو به‌درستی مدیریت کنی.
• برای بررسی پایداری حرارتی و تجزیه مواد، دستگاه TGA  (آنالیز گرماوزنی) استفاده می‌شه. این دستگاه بهت نشون می‌ده که یه ماده تو چه دمایی شروع به تجزیه می‌کنه و چطور جرمش تغییر می‌کنه. این اطلاعات توی طراحی مواد مقاوم در برابر حرارت خیلی کاربردیه.
• تو آزمایشگاه‌های شیمی این حوزه همیشه با روتاری اواپراتور سروکار داری، که برای حذف حلال‌ها تحت خلأ استفاده می‌شه. اگه می‌خوای کار باهاش رو حرفه‌ای یاد بگیری، باید بدونی که چطور دمای جوش تحت فشار کم تغییر می‌کنه و روش‌های بازیابی حلال‌ها رو بلد باشی.

• سایر دستگاه های مورد استفاده در این صنعت عبارتند از:

XRF (طیف‌سنجی فلورسانس اشعه ایکس) : برای تعیین ترکیب عنصری مواد.
 پمپ‌های خلأ و واحدهای تقطیر : برای فرآیندهای جداسازی و خالص‌سازی.

مهارت‌های موردنیاز

• آشنایی با تکنیک‌های سنتز شیمیایی مواد آلی و معدنی
• شناخت فرآیندهای شیمیایی صنعتی و نحوه مقیاس‌بندی آن‌ها
• ایمنی در کار با مواد شیمیایی خطرناک (MSDS، تجهیزات حفاظتی)
• مهارت در روش‌های تجزیه دستگاهی مانند TGA، XRF  و  NMR
• رعایت نکات ایمنی کار با مواد شیمیایی خطرناک و توانایی استفاده از وسایل حفاظتی
• آشنایی با سیستم‌های کنترل کیفیت و استانداردهای آزمایشگاهی

۳.  صنایع نفت و گاز (۴.۷٪ از مشاغل صنعتی)

ابزارها و تجهیزات رایج

• صنعت نفت و گاز پر از تجهیزات آنالیزه که برای بررسی کیفیت محصولات نفتی استفاده می‌شن. مثلا تو آنالیز سوخت‌ها، GC-FID   (کروماتوگرافی گازی با آشکارساز یونیزاسیون شعله‌ای) و  GC-TCD، GC-MS به کار می‌ره که برای اندازه‌گیری ترکیبات هیدروکربنی خیلی دقیقه. موقع استفاده از این دستگاه ها باید بدونی که چطور نرخ جریان، نسبت تقسیم و تفسیر کروماتوگرام رو تنظیم کنی.
• اگه تو بخش پالایشگاه کار کنی، حتماً با برج‌های تقطیر سروکار خواهی داشت که نفت خام رو به محصولات مختلف مثل بنزین و گازوئیل تبدیل می‌کنه. اینجا دانش تقطیر جزء به جزء، نسبت بازگشت و شرایط عملیاتی خیلی مهمه.
• یکی دیگه از دستگاه‌های کلیدی ویسکوزیمتر هست که برای اندازه‌گیری گرانروی سوخت‌ها و روان‌کننده‌ها استفاده می‌شه. موقع استفاده از این دستگاه باید تفاوت مایعات نیوتنی و غیرنیوتنی رو بدونی تا بتونی داده‌ها رو به درستی تفسیر کنی.
• برای بررسی کیفیت سوخت‌ها، دستگاه‌های آنالیز نیتروژن و گوگرد به کار می‌رن که طبق روش‌های استاندارد ASTM سطح ناخالصی‌ها رو اندازه‌گیری می‌کنن.
• سایر دستگاه های مورد استفاده در این صنعت عبارتند از:

دستگاه تست نقطه اشتعال (Flash Point Tester) : برای تعیین میزان ایمنی سوخت‌ها از نظر اشتعال‌پذیری.
طیف‌سنج‌های ICP-OES و XRF : برای تعیین ترکیب عنصری و فلزی موجود در مواد نفتی.

مهارت‌های موردنیاز

درک فرآیندهای پالایش نفت و تولید گاز طبیعی
آشنایی با تکنیک‌های شیمی تجزیه مثل کروماتوگرافی (مثل GC-MS) و طیف‌سنجی (مثل IR و UV-Vis)
تسلط بر استانداردهای ASTM برای ارزیابی کیفیت سوخت
شناخت ایمنی مواد قابل اشتعال و دستورالعمل‌های کار در محیط‌های پرخطر
دانش زیست‌محیطی و رعایت قوانین کنترل آلاینده‌های نفتی

۴.  صنایع رنگ، پوشش‌ و جوهر (۳.۶٪ از مشاغل صنعتی)

ابزارها و تجهیزات رایج

• اگه تو صنعت رنگ و پوشش‌های صنعتی فعالیت کنی، با دستگاه‌هایی کار می‌کنی که ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی محصولات رو بررسی می‌کنن. یکی از مهم‌ترین دستگاه‌ها رئومتر و ویسکومتر هست که رفتار جریانی و ویسکوزیته رنگ‌ها رو اندازه‌گیری می‌کنه. تفاوت تنش برشی و نرخ برش توی فرمولاسیون رنگ خیلی مهمه، چون تأثیر مستقیمی روی روش اعمال رنگ داره.
• اگه بخوای رنگ‌ و جوهر رو تولید یا کنترل کیفیت کنی، اسپکتروفوتومتر رنگ یکی از ابزارهای کلیدیه که میزان تطابق رنگ و یکنواختی اون رو بررسی می‌کنه. تو این کار باید سیستم CIE Lab  رو بشناسی که معیارهای دقیقی برای توصیف رنگ داره.
• برای بررسی دوام پوشش‌ها در برابر شرایط محیطی، محفظه‌های تسریع‌کننده فرسایش (Weathering Chambers) استفاده می‌شن. تو این تست‌ها رنگ‌ها و پوشش‌ها تحت نور UV، دما و رطوبت شدید قرار می‌گیرن تا مقاومتشون ارزیابی بشه. استانداردهای ASTM روش‌های دقیقی برای این آزمایش‌ها ارائه می‌کنن.

• سایر دستگاه های مورد استفاده در این صنعت عبارتند از:

آسیاب‌های پخش‌کننده (Ball Mills, Bead Mills) : برای پخش کردن کردن رنگ‌دانه‌ها.
 FTIR و UV-Vis Spectrophotometers : برای بررسی ترکیب شیمیایی پوشش‌ها

مهارت‌های موردنیاز

آشنایی با شیمی پلیمرها و شیمی سطح
آشنایی با روش‌های تست کیفیت پوشش‌ها مثل چسبندگی و دوام
تسلط بر استانداردهای زیست‌محیطی (EPA، REACH)

۵. صنایع غذایی (۳.۶٪ از مشاغل صنعتی)

ابزارها و تجهیزات رایج

• HPLC  و GC-MS : برای آنالیز مواد افزودنی و آلاینده‌های غذایی. اپراتور این دستگاه ها باید به آماده‌سازی نمونه (استخراج فاز جامد، مشتق‌سازی) مسلط باشه.
• انکوباتورهای میکروبیولوژیکی : برای بررسی وجود میکروب‌ها در مواد غذایی. اپراتور این دستگاه ها باید با تکنیک‌های استریل و آسپتیک آشنایی داشته باشه.
• آنالایزرهای بافت (Texture Analyzers) : سنجش کیفیت فیزیکی مواد غذایی (مانند نرمی نان یا استحکام و قوام شکلات). اپراتور این دستگاه ها باید با تست خواص مکانیکی (فشار، استحکام کششی) آشنایی داشته باشه.
• طیف‌سنج‌های NIR و FTIR:  آنالیز ترکیبات مُغذی و بررسی اصالت مواد.
• pH  متر و رطوبت‌سنج :  ارزیابی ثبات مواد غذایی در شرایط مختلف.

مهارت‌های موردنیاز

آشنایی با ترکیبات شیمیایی مواد غذایی و میکروبیولوژی
آشنایی با استانداردهای ایمنی مواد غذایی (HACCP)
تسلط بر روش‌های آنالیز کنترل کیفیت مواد غذایی
مهارت در ارزیابی حسی مواد غذایی
تجربه در انجام آزمایش‌های مربوط به ماندگاری و پایداری محصولات غذایی

۶.  تجهیزات پزشکی و محصولات تشخیصی (۳.۶٪ از مشاغل صنعتی)

دستگاه‌ها و کاربردها:

اگه وارد صنعت تجهیزات پزشکی و محصولات تشخیصی بشی، با یه سری دستگاه‌های تخصصی سروکار داری که هر کدوم برای یه بخش مهم از کار طراحی شدن. مثلاً:

• بیورآکتورها (واکنش‌گاه های زیستی) برای کشت سلولی و تولید مواد زیستی استفاده می‌شن، که توی ساخت داروها و مواد پزشکی کلی کاربرد دارن.
• دستگاه PCR که برای تکثیر DNA برای تشخیص بیماری‌ها به کار میره همونایی که توی آزمایشگاه‌های پزشکی می‌بینیش و موقع کرونا خیلیامون به کمک این دستگاه پی به داشتن این بیماری بردیم. استفاده از این دستگاه نیازبه داشتن دانش تخصصی در طراحی پرایمر و بهینه‌سازی واکنش داره.
• دستگاه ELISA Reader (الایزا ریدر) که برای تشخیص مولکول‌های زیستی با استفاده از روش ایمنی‌سنجی آنزیمی به کار می رود. استفاده از این دستگاه نیاز به داشتن دانش تخصصی در بررسی واکنش‌های آنتی‌بادی-آنتی‌ژن داره.

• اگه وارد حوزه تحقیق و توسعه بشی، احتمالاً با میکروسکوپ الکترونی (SEM/TEM) سروکار داری که برای تصویربرداری با وضوح بالا و در ابعاد نانومتری از مواد زیستی به کار میره. استفاده از این دستگاه نیازبه داشتن دانش تخصصی در روش‌های آماده‌سازی نمونه (روکش‌دهی، برش مقاطع نازک) داره.

• XRD (X-ray Diffraction) که برای بررسی بلورینگی مواد کاربرد داره و برای تحلیل ساختار مواد زیستی و پزشکی خیلی مهمه.
• یه بخش دیگه هم بحث کنترل کیفیه، که توش از محفظه‌های تست استریل برای بررسی کیفیت و ایمنی تجهیزات پزشکی استفاده می‌شه.

مهارت‌های موردنیاز

حالا اگه بخوای تو این حوزه قوی بشی، باید روی یه سری مهارت حسابی کار کنی. مثلاً :

• زیست‌شناسی و شیمی مواد زیستی رو باید بشناسی تا بفهمی این دستگاه‌ها دقیقاً دارن چی رو اندازه‌گیری می‌کنن.
• استانداردهای تولید تجهیزات پزشکی مثل ISO 13485  رو باید یاد بگیری، چون کیفیت و ایمنی این محصولات اهمیت زیادی داره.
• روش‌های استریلیزاسیون مثل گاما، اتوکلاو و فیلتراسیون رو باید بدونی، چون همه وسایل پزشکی باید از لحاظ میکروبیولوژیکی کنترل بشن.
• باید با قوانین نظارتی مثل استانداردهای FDA و CE Marking آشنا بشی تا مطمئن بشی محصولی که تولید می‌کنی، مجوز ورود به بازار رو داره.
• مهارت‌های کنترل کیفیت و تضمین کیفیت خیلی مهمه، چون کوچک‌ترین نقص توی یه دستگاه پزشکی می‌تونه جون آدم‌ها رو به خطر بندازه.

چطور توی این صنایع مرتبط با شیمی موفق بشیم؟

اگه می‌خوای تو هر کدوم از این حوزه‌ها موفق باشی، باید روی یه سری مهارت کلیدی تمرکز کنی:

کار عملی با تجهیزات آزمایشگاهی: فقط دونستن تئوری کافی نیست، باید یاد بگیری نمونه ها رو پیش از آنالیز آماده کنی. چطوری دستگاه‌ها رو تنظیم و کالیبره کنی، نمونه‌برداری درست انجام بدی و نتایج رو تحلیل کنی.
تحلیل داده و نوشتن گزارش‌های فنی:  خروجی هر تستی که انجام می‌دی باید درست تحلیل بشه، پس یاد گرفتن نحوه نوشتن گزارش‌های علمی و فنی خیلی مهمه.
آشنایی با قوانین و استانداردهای صنعتی: هر صنعتی یه سری قوانین خاص خودش رو داره، از GMP و FDA گرفته تا REACH  و ASTM.
رعایت اصول ایمنی و GLP (روش‌های خوب آزمایشگاهی): ایمنی همیشه اولویت داره، چه توی کار با مواد خطرناک باشه، چه توی کار با دستگاه‌های پرخطر.
یادگیری مداوم و گرفتن گواهینامه‌های تخصصی: صنعت همیشه در حال تغییره، پس اگه می‌خوای همیشه توی اوج باشی باید با روندها و تکنولوژی های جدید آشنا باشی ، در این زمینه باید به سراغ دوره‌های آموزشی، کارگاه‌ها و گواهینامه‌های تخصصی بری.