Pertemuan Ke-2 (Konsep Analisis & Sintesa Proses)

8/19/2019 Pertemuan Ke-2 (Konsep Analisis & Sintesa Proses)

http://slidepdf.com/reader/full/pertemuan-ke-2-konsep-analisis-sintesa-proses 1/15

15 September 2011

Jurusan Teknik Kimia,

Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya

Pertemuan ke-2

K!S"P #!#$%S%S &#! S%!T"S# P'S"SDosen : Dr. Ir. Hj. Sri Haryati, DEA & David Bahrin, ST., MT



K(nsep #nalisis ) Sintesa Pr(sesK(nsep #nalisis ) Sintesa Pr(ses

Proses Fisika adalah proses yang melibatkan perubahan secarafisik produk yang dihasilkan seperti perubahan fase, titik leleh,titik beku, titik didih, rapatan/densitas, viskositas, kalor jenis,kekerasan, kekenyalan serta sifat-sifat lain yang menyangkut fisiksuatu zat

Proses dalam Indutri Kimia terbagi menjadi yaitu!

"# Proses Kimia# Proses Fisika

Proses Kimia adalah proses yang melibatkan reaksi kimia dimanaproduk yang dihasilkan memiliki sifat yang berbeda dengansenya$a asal/bahan baku %&eaktan'

(abungan beberapa Peralatan yang melibatkan proseskimia ) proses fisika sangat dibutuhkan sekali dalamproses pembuatan bahan kimia

(abungan beberapa peralatan tersebut membentuk

suatu pabrik kimia



*spek +ngineering/proses artinya pabrik kimia tersebut harus

mampu menghasilkan produk sesuai dengan spesifikasi yangdiinginkan %produk berkualitas', pabrik tersebut dapat beroperasidengan baik, tahan lama/tidak cepat rusak, mudah dalampemeliharaan, peralatan proses dapat di rancang/teknologipembuatan peralatan tersedia, bahan baku, katalis ) bahan

pendukung tersedia berlimpah dll#

Pabrik Kimia yang akan didirikan harus memenuhi *spek

berikut ini!"# *spek +ngineering/proses# *spek +konomi

# *spek +kologi/ingkungan

*spek +konomi artinya Pabrik kimia yang akan didirikanlayak secara ekonomi artinya biaya investasi dan biayaoperasional yang murah, dapat beroperasi secara efisien,produk yang dihasilkan mampu bersaing dipasaran )

dapat mendatangkan laba yang cukup besar#




*spek +kologi/ingkungan artinya apakah proses pada pabrik kimiatersebut menghasilkan limbah yang tidak mencemari/tidak

membahayakan kelangsungan hidup ekosistem jika dibuang kelingkungan, penanganan/teknologi pengolahan limbah tersedia,tenaga ahli mampu merancang, membangun dan mengoperasikanistalasi pengolah limbah %IP', biaya pengolahan limbah yang tidakterlalu mahal dll#

.ika elah memenuhi ketiga *spek tersebut maka Pabrikkimia tersebut siap dibangun/didirikan

0ntuk menjaga kelangsungan proses produksi sertaproduk yang akan dijual, maka pihak pabrik harus mampumenyiapkan perencanaan pengembangan produk,merancang strategi pemasaran produk, memvariasikan

jenis produk yang dihasilkan, menciptakan proses yangefisien serta bebas limbah, suku cadang peralatan pabrikdapat diperoleh dengan mudah dan harga yang murah,mencari alternatif penyediaan bahan baku, sarana utilitas

seperti listrik, air tersedia berlimpah dll#




*eberapa Pr(ses Kimia+Fisika Utama*eberapa Pr(ses Kimia+Fisika Utama

"# *lkilasi

# *lkoholisis

# *minasi

1# *monolisis

2# *romatisasi

3# *silasi4# 5ehidrasi

6# 5ehidrogenasi

7# 5ekomposisi rangkap

"8#5iazotisasi/Kopeling""#+lektrolisis

"#+sterifikasi

"#Fermentasi

"1# Fisher-ropsch

%reaksi'

"2#Friedel-9rafts %&eaksi'

"3# :alogenolisis

"4# :idroformilasi %;kso'

"6# :idrogenasi"7# :idrogenolisis

8# :idrolisis dan

:idrasi %safonifikasi,

eburan alkali'"# Isomerisasi

# Kalsinasi

# Karboksilasi

1# Kaustisisasi

2# Kondensasi

3# <etralisasi

4# <itrasi

6# ;ksidasi

%terkendali'

7# ;ksidasi %tanpaterkendali/pembakar

an'

8# Pembentukan =ilikat

"# Pertukaran ion

# Pirolisis dan

Perengkahan

# &eduksi

1# =ulfonasi dan

sulfasi



*eberapa al yan berkaitan .enan*eberapa al yan berkaitan .enan

Pr(ses KimiaPr(ses Kimia"# &eaksi Kimia dapat bervariasi, memiliki kondisi proses yang berbeda

seperti temperatur dan tekanan, $aktu reaksi yag cepat/lambat,bahan baku bervariasi#

# 0ntuk memproduksi bahan kimia yang berbeda, biasanya dibutuhkan

instalasi pabrik yang berbeda untuk menghindari pengotoran produk

# 5alam satu Proses biasanya dapat dihasilkan berbagai jenis produk#

1# &eaktor yang akan dirancang hendaknya memiliki multifungsi )berukuran kecil %untuk pabrik skala kecil' serta tahan korosi tetapi

untuk pabrik berukuran besar dan hanya menghasilkan " jenis produk

biasanya reaktor berukuran besar#

2# :ubungan antara laju reaksi dengan konversi kimia merupakan

masalah pokok dalam perancangan pabrik# =emakin besar laju reaksi

maka akan semakin berkurang konversi kimia dan sebaliknya#

3# =emakin dalam pemahaman tentang kimia fisika dan kinetika yang

berhubungan dengan konversi kimia, maka akan semakin baik konsep

pabrik yang akan di rancang#

4# Konversi kimia berhubungan dengan reaksi kimia#



Untuk mema/ami mata Kulia/ Pr(ses %n.ustri KimiaUntuk mema/ami mata Kulia/ Pr(ses %n.ustri Kimia

a/asiswa /arus mema/ami beberapa /al berikuta/asiswa /arus mema/ami beberapa /al berikut"# Komposisi kimia bahan >aku atau produk utama/produk samping#

# =ifat Fisika ) =ifat Kimia %9hemical ) Physical Properties' bahanbaku atau produk sebagai 5ata 5asar Kimia#

# Kinetika kimia, laju reaksi Kimia yang berhubungan dengan ?aktu&eaksi ) konversi bahan baku serta kondisi proses seperti

temperatur ) tekanan#1# <eraca >ahan/@assa, neraca Panas/+nergi, hermodinamika

proses/perubahan +nergi

2# >lok 5iagram ) 5iagram *lir %Flo$ 9hart' proses

3# Pengembangan/Pemilihan/Perancangan/Pengoperasian prosesKimia/Pabrik Kimia

4# Instrumentasi ) Pengendalian Proses Kimia

6# +konomi Proses Kimia

7# =trategi Pemasaran produk ) manajemen Pengelolaan Pabrik Kimia



Komposisi kimia bahan >aku %Input &eaktor' dan produk %;utput&eaktor'#

- Komposisi kimia >ahan >aku bervariasi tergantung sumber bahan baku#- Komposisi Kimia bahan baku menentukan preparasi bahan baku sesuai

# dengan spesifikasi yang diinginkan untuk input reaktor#- =emakin tinggi kemurnian bahan baku,

umumnya akan semakin besar # konversi bahan baku#- Komposisi produk %;utput

reaktor' akan menentukan jenis proses # pemisahan %peralatanfurifikasi' untuk mendapatkan produk yang # 5iinginkan dengankemurnian tertentu#

- Komposisi Produk %;utput &eaktor' dipengaruhi jenis reaksi dankonversi # bahan baku menjadi produk didalam reaktor#=ifat Fisika ) =ifat Kimia %9hemical ) Physical Properties' bahan baki atauproduk sebagai 5ata 5asar Kimia#-=ifat fisika ) sifat kimia senya$a murni dengan campuran berbeda#

- =ifat fisika ) sifat kimia menentukan!"# kondisi operasi peralatan industri kimia seperti reaktor, jenis/bentuk

# ) kondisi operasi peralatan furifikasi yang digunakan## =arana utilitas atau peralatan pendukung yang akan digunakan#

- Proses yang akanberlangsung, kontinu, semi kontinu/semi batch atau # >atc#

# -Penan anan/ en im anan/ emindahan bahan baku/ roduk#



Kinetika kimia, laju reaksi Kimia yang berhubungan dengan ?aktu &eaksi )konversi bahan baku serta kondisi proses seperti temperatur ) tekanan#

- @enentukan ipe/jenis, volum/ukuran reaktor yang akan digunakan#- @enentukan ?aktu/kecepatan reaksi, konversi bahan

baku, jumlah bahan # baku ) produk, Kemurnian/komposisi bahan bakuatau produk # - .enis katalis yang akan digunakan#

- Kinetika dankatalisa akan dipelajari pada mata kuliah tersendiri#<eraca >ahan/@assa, neraca Panas/+nergi, hermodinamikaproses/perubahan +nergi- @enentukan jumlah bahan baku yang dibutuhkan#- @enentukan produk yang akan dihasilkan- @enentukan kebutuhan sarana utilitas seperti steam sebagai pemanas )

- *ir sebagai media pendingin atau refrigeran lainnya#- @enentukan volume/ukuran peralatan furifikasi yang akan digunakan#- @enentukan daya/energi pompa, kompressor atau blo$er yang akan# 5igunakan#- @enentukan volume dan ukuran tanki penyimpanan bahan baku atau# produk#

- <eraca massa ) panas akan dipelajari pada mata kuliah khusus#



>lok 5iagram ) 5iagram *lir %Flo$ 9hart' proses

- >lok 5iagram adalah penyederhanaan dari diagram alir %Flo$ 9hart'#- >lok diagaram dibuat agar lebih mudah memahami proses#- >lok diagram berupa kotak-kotak yang menunjukan aliran bahandan # energi, kadang-kadang dilengkapi kondisi operasi dan nama-namakelompok # peralatan#

- >lok diagram umumnya terbagi menjadi 1 bagian utama yaitu!# "# >agian preparasi bahan baku#

# # >agian sintesa bahan baku menjadi produk#

# # >agian furifikasi produk# 1# >agian penyimpanan produk

- Flo$chart %5iagram alir' proses menunjukkan diagram alir yangmenggambarkan proses secara lebih mendetail, biasanya dilengkapi dengannama alat, kondisi operasi, tempat masukan bahan baku dan keluar produk

utama ) produk samping, alat-alat pedukung#- Kebanyakan diagram alir memuat sistem proses secara keseluruhan dandapat berfungsi sebagai sarana evaluasi atau usul perubahan/modifikasisistem pemrosesan#

- Fungsi/manfaat peralatan akan dipelajari pada mata kuliah *lat Industri

Kimia %*IK'



Pengembangan/Pemilihan/Perancangan/Pengoperasian proses Kimia/PabrikKimia

- Proses dipilih adalah proses kontinu, semikontinu/semi batch atau batch- 0ntuk reaksi kimia spontan, umumnya proses berlangsung secara kontinu#

- 0ntuk rekasi kimia yang membutuhkan $aktu yang lamaseperti proses # fermentasi umumnya proses dibuat semi kontinu/semibatch, reaktor yang # digunakan umumnya lebih dari satu# #

- Pengalaman sarjana teknik kimia , konsultan teknik kimia dan hasil risetlembaga penelitian pemerintah maupun s$asta sangat dibutuhkan sekalidalam merancang pabrik dan pengalaman pemerintah/pemegang kebijakansangat diperlukan dalam rangka mendukung pengembangan sektor industrikimia

- Pabrik kimia sebelum mencapai skala komersial melalui beberapa ahappengembangan diantaranya!

"# &iset/eksperimen skala laboratorium %erlenmeyer, tabung reaksi dsb'## &iset/eksperimen skala bench

%semi pilot plant' #&iset/eksperimen skala pilot plant %pabrik percontohan'

1# &iset/eksperimen skala mini plant %pabrik skala kecil'2# &iset/eks erimen skala komersial lant abrik komersial



ahap Pengembangan Pabrik Kimia

- &iset/eksperimen skala laboratorium %erlenmeyer, tabung reaksi dsb'#Pada tahap ini penelitian

dilakukan untuk mendapatkan kondisi operasi yang sesuai seperti temperatur) tekanan, konversi bahan baku dan untuk mendapatkan data kinetika maupuntermodinamika lainnya

- &iset/eksperimen skala bench %semi pilot plant'Pada tahap ini, penelitian dilakukan untuk mendapatkan kondisi proses lainnyaseperti laju alir, peralatan furifikasi dan preparasi, merancang sistem proses

yang kontinu, penentuan posisi/letak peralatan utama maupun peralatan

pembantu agar rancangan bersifat kompak dan efisien, material/bahankonstruksi alat, metode penentuan kemurnian produk dsb#

- &iset/eksperimen skala pilot plant %pabrik percontohan'0ntuk mengetahui mengetahui variabel proses lainnya yang tidak didapatkanpada skala bench seperti keekonomian pabrik, metode penyimpanan atau

pengaliran bahan baku/produk, instrumentasi penunjuk %indikator' )instrumentasi perekam %rekorder' serta instrumentasi pengendali dsb#

- &iset/eksperimen skala mini plant %pabrik skala kecil', lay out pabrik agardapat berjalan lebih efisien, peluang pengembangan atau perbaikan sistempemrosesan, peluang penghematan bahan baku dan peluang penguranganlimbah serta pengurangan energi yang digunakan#

- &iset/eksperimen skala komersial plant %pabrik komersial', pabrik siap



*+&<*IF &I=+/P+<+II*< ) @*<F** P+<(+@>*<(*<

- @encari alternatif bahan baku ) Proses yang lebih efisien ) konversi tinggi

- Perbaikan kondisi operasi sehingga didapatkan kondisi operasi yang benar-

benar optimum- @encari peluang pengembangan varian dan kemurnian/kualitas produk yang

lebih baik#

- @encari peluang penghematan bahan baku dan penghematan energi#

- Perbaikan proses kontrol/sistem pengendalian pabrik kimia#

- @encari peluang teknologi pemurnian/furifikasi produk yang lebih efisien#

- Perbaikan metode transportasi bahan baku dan produk#

- Perbaikan metode pengemasan ) pemasaran produk#

- @etode penanganan limbah yang lebih tepat#- Pencarian @aterial/bahan kontruksi yang lebih tahan/yang lebih a$et namun

berbiaya murah#

- @engembangkan teknologi sendiri dan mengurangi ketergantungan padateknologi luar negeri#

- Kestabilan usaha dan lapangan kerja#



P+<(+&I*< P*+< ) @*<F** P*+<

- Paten adalah hak khusus yang diberikan kepada penemu atas hasilpenemuannya itu untuk jangka $aktu tertentu#

- >eda paten dan penemuan# Penemuan adalah kegiatan menemukan sesuatu

yang baru sedangkan pada paten, penemuan tidak harus produk yang baruataupun patent tidak menghasilkan produk#

- 0ntuk menghasilkan produk yang dapat dipasarkan, gagasan baru yangberbentuk penemuan itu harus dikembangkan dan dibuat proses yang cocokberupa peralatan industri kimia sehingga produk tersebut dapat dibuat

dengan biaya yang terjangkau oleh masyarakat#- Fungsi patent adalah melindungi penemu dan mereka yang mengembangkan,

membuat dan menjual produk tersebut dari persaingan yang tidak sehat olehorang-orang yang tidak bertanggung ja$ab yang tidak menanggung bebanpenemuan dan komersialisasinya#

- Patent sangat penting sekali diera persaingan bebas, karena biaya penelitiandapat dialihkan untuk memperbaiki proses yang sudah usang sertamendapatkan penemuan baru yang biayanya dapat terjamin pengembaliannya#

- =istem patent mencegah adanya proses rahasia dengan memberikan jaminananti monopoli jika penemuan itu diumumkan segera#

- =istem Patent pertama kali dikembangkan dinegara *=, saat ini patent yangtelah ada dapat diakses melalui internet dengan alamat! $$$#uspto#gov#

Pertemuan Ke-2 (Konsep Analisis & Sintesa Proses)

Documents

Transcript of Pertemuan Ke-2 (Konsep Analisis & Sintesa Proses)