1. Definisi Teknik Kimia

Teknik kimia (Inggris: chemical engineering) adalah ilmu teknik atau rekayasa

yang mempelajari pemrosesan bahan mentah menjadi barang yang lebih berguna,

dapat berupa barang jadi ataupun barang setengah jadi. Ilmu teknik kimia

diaplikasikan terutama dalam perancangan dan pemeliharaan proses-proses kimia,

baik dalam skala kecil maupun dalam skala besar seperti pabrik. Insinyur teknik

kimia yang pekerjaannya bertanggung jawab terhadap perancangan dan perawatan

proses kimia pada skala pabrik dikenal dengan sebutan "insinyur proses" (process

engineer). Selain itu, insinyur teknik kimia juga terkait dengan penelitian dan

pengembangan proses kimia (Che.ITB.ac.id, 2015).

2. Peranan Seorang Insinyur Teknik Kimia

Secara umum seorang insinyur teknik kimia selalu menitikberatkan pekerjaannya

untuk menghasilkan proses yang ekonomis. Untuk mencapai tujuan ini, seorang

insinyur teknik kimia dapat menyederhanakan atau memperumit aliran proses

produksi untuk memperoleh proses yang ekonomis. Selain melalui perancangan

aliran proses produksi, seorang insinyur teknik kimia juga dapat menghasilkan

proses yang ekonomis dengan merancang kondisi operasi. Beberapa reaksi kimia

memiliki laju reaksi yang lebih tinggi pada tekanan atau temperatur operasi yang

lebih tinggi. Proses produksi amonia adalah contoh dari pemanfaatan tekanan tinggi.

Agar laju pembentukan amonia cepat, reaksi dilangsungkan dalam suatu reaktor

bertekanan tinggi (Che.ITB.ac.id, 2015).

Proses-proses kimia berlangsung dalam peralatan proses. Peralatan proses

umumnya merupakan satu unit operasi. Unit-unit operasi kemudian dirangkaikan

untuk melakukan berbagai kebutuhan dari sintesis kimia ataupun dari proses

pemisahan. Pada beberapa unit operasi, peristiwa sintesis kimia dan proses

pemisahan berlangsung secara bersamaan. Penggabungan dari keduanya ini bisa

dilihat dari proses distilasi reaktif (Che.ITB.ac.id, 2015).

Berikut ini adalah contoh yang mengilustrasikan peran seorang insinyur teknik

kimia di pabrik:

“Perbedaan antara teknik kimia dan kimia dapat diilustrasikan dengan

mengambil contoh proses produksi jus jeruk. Seorang ahli kimia akan berusaha

untuk meneliti metode-metode ekstraksi jus jeruk. Metode yang paling

sederhana yang mungkin ditemukan adalah memotong jeruk menjadi dua

bagian dan kemudian memerasnya. Metode yang lebih rumit adalah dengan

cara mengupas kulit jeruk dan kemudian menghancurkan jeruk untuk

memperoleh jusnya.

Sebuah perusahaan kemudian menginstruksikan seorang insinyur teknik

kimia untuk merancang pabrik penghasil jus jeruk dengan kapasitas produksi

beberapa ribu ton jus per tahun. Insinyur tersebut akan menganalisis proses-

proses produksi yang mungkin dan kemudian mengevaluasi keekonomisan

setiap proses yang mungkin. Walaupun metode produksi jus dengan cara

memeras sangat sederhana, proses ini tidak ekonomis karena memerlukan

ribuan orang untuk mencapai target produksi. Oleh karena itu, metode lain

akan dipilih (mungkin metode pengupasan dan penghancuran). Dari contoh ini,

dapat dilihat bahwa proses produksi yang paling sederhana dalam skala

laboratorium belum tentu merupakan metode paling ekonomis pada suatu

pabrik."

(Che.ITB.ac.id, 2015)

3. Ilmu-ilmu Pendukung yang Diperlukan Insinyur Teknik Kimia :

Ilmu-ilmu yang menjadi dasar dalam teknik kimia, antara lain adalah:

1. Neraca massa

2. Neraca energi

3. Peristiwa perpindahan massa, energi, momentum

4. Reaksi kimia

5. Termokimia

6. Termodinamika

Terdapat pula ilmu-ilmu pendukung yang teknik kimia, antara lain:

1. Mekanika fluida

2. Ilmu tentang material

Selain ilmu dasar dan ilmu pendukung, terdapat pula kemampuan-kemampuan

dan pengetahuan-pengetahuan aplikatif yang perlu dikuasai oleh seorang insinyur

teknik kimia, antara lain:

1. Pengendalian proses kimia

2. Instrumentasi Analitik

3. Perancangan proses kimia

4. Penanganan limbah pabrik

5. Prosedur keselamatan pabrik kimia

6. Evaluasi ekonomi pabrik kimia

7. Manajemen proyek

(Che.ITB.ac.id, 2015)

4. Tugas seorang Insinyur Teknik Kimia

Tugas seorang insinyur/sarjana Teknik Kimia yang bergerak dibidang ini antara

lain :

1. Penelitian Proses

Penelitian proses adalah penelitian awal, skala bangku (bench scale) yang

dilakukan di laboratorium yang bertujuan untuk meneliti kelayakan suatu proses

baru dari segi teknis dan ekonomis, pengumpulan data-data yang diperlukan

untuk membuat pabrik skala pilot dan untuk pembuatan simulasi proses dengan

komputer. Jadi penelitian proses adalah satu langkah lebih maju dari penelitian

eksplorasi dasar yang biasanya dilakukan oleh ahli kimia murni. Tahap dari studi

ini adalah sebagai berikut :

Penelitian Proses

Rekayasa Proses Awal

Evaluasi Proses Awal

Studi ini dilakukan, dimulai dari penelitian awal laboratorium dan disertai

perhitungan-perhitungan teknik ekonomis, di mana data-data teknik yang

diperlukan diperoleh dari penelitian-penelitian yang terpisah satu dengan yang

lainnya, baik di unit proses maupun di unit-unit operasionalnya, dan dibantu pula

dengan data-data sekunder dari literatur. Karena itu hasil dari penelitian proses

perlu dievaluasi dengan cara membuat pabrik skala pilot untuk mengembangkan

proses.

2. Pengembangan Proses

Tahap-tahap pekerjaan pengembangan proses adalah sebagai berikut :

Pengembangan Proses

Rekayasa final

Evaluasi Proses Final

Program pengembangan proses yang baik seharusnya sudah bisa memberikan

kepastian baik dari segi teknis operasional maupun ekonomis, karena dengan

pengembangan proses ini akan didapatkan data-data kondisi operasi yang lengkap

serta kebutuhan jenis dan ukuran peralatan-peralatan pembantu dan peralatan

kontrolnya. Perhitungan perancangan peralatan-peralatan proses yang diperlukan

dilanjutkan dengan evaluasi ekonomi.

Untuk mendapatkan data-data teknis operasional yang akurat, perlu dibuat

pabrik berskala pilot, yang ukurannya sudah terukur dengan teliti. Dengan data-

data dari pabrik berskala pilot ini diadakan evaluasi ulang perhitungan-

perhitungan teknik dan ekonomis yang merupakan evaluasi proses final.

Hasil dari pengembangan proses ini juga belum bisa memberikan kepastian

tentang seberapa besar keuntungan yang akan didapat bila hasil dari

pengembangan proses ini diterapkan ke skala pabrik.

3. Rekayasa Proses

Untuk memastikan berapa ongkos produksi yang diperlukan apabila hasil

pengembangan proses diterapkan pada skala pabrik perlu adanya rekayasa proses,

di mana perhitungan yang diperoleh dari pengembangan proses diulang, neraca

massa dan energi serta ukuran alat dihitung lagi untuk kapasitas pabrik yang

diinginkan (scale up), kemudian evaluasi ekonomi dilakukan lagi tetapi dengan

menggunakan data yang berlaku saat ini. Misalnya perlu dihitung biaya di unit

evaporasi : perlu diketahui berapa harga per kilogram uap pemanas pada saat itu,

berapa biaya proses pendinginan air dengan peralatan pendingin air dengan

peralatan pendingin yang tersedia di pasar waktu itu, berapa harga evaporator,

pompa dan sistem vakum, pipa-pipa, isolasi, sistem kontrol, tenaga kerja, bahan

baku, bahan pembantu dan lainnya pada waktu itu. Itu semua adalah contoh

komponen yang harus dihitung untuk kepastian berapa nantinya ongkos produksi

di unit evaporasi yang dibutuhkan.

4. Analisa Ekonomi

Perusahaan didirikan dengan tujuan utama mencari keuntungan, karena itu

faktor ekonomi memegang peranan penting. Seoran insinyur teknik kimia di

industri proses harus berpikir dengan orientasi ekonomi, bagaimana caranya agar

perusahaan mendapat keuntungan sebesar mungkin tanpa meninggalkan kode etik

(Persatuan Insinyur Teknik Kimia Amerika Serikat sudah mempunyai yang harus

dipegang teguh yang mencakup berbagai bidang kemanusiaan dan lingkungan).

Karena itu hasil perhitungan dari insinyur rekayasa proses perlu faktor eksternal

di dalam perhitungan ekonomi.

Beberapa faktor eksternal yang perlu dimasukkan antara lain harga dan

kualitas bahan baku dan bahan pembantu, harga produk sejenis di pasaran beserta

perbandingan kualitasnya, bunga bank, berapa besar depresiasi alat, ongkos

transportasi dan lainnya selengkap mungkin untuk bisa menghitung dan

menyajikan berbagai kemungkinan yang nantinya bisa dipakai sebagai bahan

pertimbangan dalam mengambil keputusan, untuk memperoleh proses yang bisa

menghasilkan keuntungan terbesar bagi perusahaan.

5. Rekayasa Proyek dan Konstruksi

Setelah diputuskan untuk disetujui, suatu rancangan pabrik perlu dipelajari

oleh para insinyur Teknik Kimia yang bekerja di bidang rekayasa proyek dan

konstruksi. Insinyur tersebut harus meneliti setiap bagian rancangan. Mungkin

juga harus mengubah lagi tipe peralatan, jenis material yang paling cocok dan

ekonomis pada proyek. Menentukan bentuk bangunan yan diperlukan,

penempatan peralatan dan bangunan (lay out alat dan bangunan) agar operasi

dan pengontrolan pabrik bisa dengan mudah dilakukan serta ekonomis,

kemudian dibuatkan gambar konstruksinya dengan bangunan insinyur sipil dan

arsitek serta sekaligus mengestimasi ongkos bangunannya. Kemudian dia harus

membuat jadwal pembelian peralatan dan material proses serta utilitasnya,

menjadwalkan pembangunan gudang peralatan yang ada pada saat konstruksi

sangat diperlukan untuk mengamankan peralatan yang sudah dibeli,

menjadwalkan pembangunan gedung untuk pabriknya sendiri.

6. Operasional Pabrik

Pabrik selesai dibuat dan siap dijalankan, tapi apakah bisa langsung

beroperasi secara mulus, operator duduk dan mencatat data di ruang kontrol (di

belakang meja saja), supervisor setiap malam pulas tidur di rumah. Hal yang

terjadi jauh dari pekerjaan enak tersebut, tetapi bisa sangat menarik karena

penuh dengan hal-hal baru dan kadang-kadang tak terduga, bahkan kadang perlu

diadakan perubahan peralatan di sana-sini.

Seorang insinyur Teknik Kimia yang bekerja sebagai operator pabrik, pada

saat trial run (uji jalannya pabrik baru) mungkin harus bekerja 24 jam sehari

selama berhari-hari sampai beberapa minggu, hingga tidak timbul masalah-

masalah baru, sambil melatih anak buahnya semua (yang bekerja 3 shift).

Setelah anak buahnya sudah tahu dan lancar mengerjakan apa yang harus

dilakukan secara rutin, dan mengetahui tindakan-tindakan apa yang harus

diambil bila terjadi suatu masalah, mulai saat itu sang insinyur bisa sedikit

santai, banyak duduk di belakang meja mengamati dan mempelajari data-data

operasi yang dilaporkan anak buahnya. Dengan data-data operasi harian,

insinyur Teknik Kimia harus bisa mengevaluasi kinerja alat dan proses dan

mengambil keputusan-keputusan seperti mengubah kondisi operasi : suhu,

tekanan, konsentrasi komponen dan sebagainya. Bahkan kalau perlu harus

membongkar dan memperbaiki/membersihkan peralatan-peralatan yang dinilai

sudah tidak ekonomis lagi kinerjanya. Semua itu dilakukan agar operasi pabrik

berjalan pada kondisi optimal dan ongkos produksi yang minimal.

(Tkundip.tripod.com, 2015)

Daftar Pustaka :

Che.ITB.ac.id., 2015. Program Studi Teknik Kimia.

http://www.che.itb.ac.id/info2/umum.php. Diakses pada tanggal 14

Oktober 2015.

Tkundip.tripod.com, 2015. Profesi Teknik Kimia.

http://www.tkundip.tripod.com/profesi.htm. Diakses pada tanggal 14

Oktober 2015