Jumat, 17 Juli 2009

Heuristics Rules for Process Equipment

When we were asked by our manager or supervisor to make process design or asked by our lecturer to make a preliminary plant design, we often spend so much time reading a bunch of literatures. This is the summary of article that I found in chemical engineering magazine (www.che.com). If applied with thought and care, heuristics like these can make life much easier during project scoping, preliminary plant design, process design, equipment specification and similar tasks.

Fluid handling

  • Fans are suitable for raising gas pressures moderately (for instance, by 3%, or by 12 in. of water); for higher pressures up to about 40 psig, blowers are suitable; for yet higher pressures, employ compressors (however there is overlap between the operating ranges of blowers and compressors)
  • Typical polytropic efficiencies for large centrifugal compressors are about 76 to 78%; rotary compressors normally have efficiencies around 70%, except for liquid-sealed ones, which have efficiencies around 50%
  • For pipe lines of diameter D in inches, typical fluid velocities and pressure drops are as follows:
    1. for pump discharge (liquid): (5 + D/3) ft/s, and 2 psi/100 ft;
    2. at pump suction (liquid): (1.3 + D/6) ft/s and 0.4 psi/100 ft;
    3. for steam or gas, 20D ft/s and 0.5 psi/100 ft
  • Control valves function best if the pressure drop through them is at least 10 psi
  • Single-stage centrifugal pumps can operate at rates of up to about 5,000 gal/min, (and to maximum heads of 500 ft); multistage pumps can operate to about 11,000 gal/min.

Conveying of particulate solids

  • Screw conveyors:
    1. Can transport solids that are abrasive or sticky
    2. Typical incline is about 20 deg
    3. Most are 150 ft or less in length
    4. With a conveyor of 12-in. diameter, throughputs of up to about 3,000 ft3/h are feasible; typically, screw rotation rates are up to about 60 rev/min
    5. Power consumption relatively low
  • Bucket elevators:
    1. Vertical transport of abrasive or sticky materials is feasible
    2. Typically, speeds can reach 100 to 300 ft/min; at 100 ft/min, bucket elevators with 20X20-in. buckets can convey about 1,000 ft3/h
  • Drag type conveyors:
    1. Can convey for relatively short distances in any direction
    2. Have high power requirements
    3. Typical speeds are 30 ft/min (for,e.g., fly ash) to 250 ft/min (for grains)
  • Pneumatic conveyors:
    1. They offer high capacity
    2. Usually employed with convey-ing distances of 400 ft or less
    3. Can transport simultaneously to several destinations
    4. Operate under vacuum or low pressures
    5. Typical conveying-gas velocities are 35 to 120 ft/s

Cooling towers

  • In full-scale units, air saturation can reach 90%
  • To minimize pressure drop (ordinarily a maximum of 2 in. water), employ an open structured material for the tower fill
  • Typical water circulation rates are 1 to 4 gal/min per square foot, whereas the air rates are 1,300 to 1,800 lb/h per square foot, or 300 to 400 ft/min
  • Countercurrent induced-draft towers, which can cool water to about 2°F above the wet-bulb temperature, are the most prevalent version of tower used in the process industries
  • For a given service, the required size (volume) of a given tower is a function of the difference between the wet-bulb and the exit temperatures; the smaller the difference, the larger the required volume
  • Evaporation losses are typically 1% of the circulation for every 100°F of cooling range. Windage or drift losses in mechanical-draft towers typically amount to 0.1 to 0.3%. To keep salt from building up exces-sively, it is typical to blow down 2.5 to 3% of the circulation Heat exchangers; refrigeration
  • In a shell-and-tube exchanger, the tube side is for corrosive, fouling, scaling and/or high-pressure fluids; the shell side is for viscous and/or condensing fluids
  • Typical minimum temperature approaches are 20°F with normal coolants, or 10°F or less with refrigerants
  • Ordinarily, the maximum heat transfer area for shell and tube heat exchangers is about 5,000 ft2
  • When refrigerating to temperatures below about – 80°F, it is customary to use cascades of two or more refrigeration stages

Evaporators

  • The maintaining of a suitable temperature gradient (for instance, about 45°F) can minimize film-related efficiency losses. From an efficiency standpoint, about 250 Btu/(h)(ft2) is a suitable overall coefficient of heat transfer
  • In countercurrent evaporation systems, a suitable temperature approach between the inlet (hot) and output (cold) streams is about 30°F. In multistage operation, the typical minimum value is 10°F
  • In a well-designed evaporator system, it should be possible to achieve heat recoveries of more than 75%

Pemilihan Lokasi Industri Kimia

Lokasi suatu pabrik kimia memberikan kontribusi yang besar bagi kesuksesan bisnis berbasis kimia. Dibutuhkan pertimbangan lebih terhadap faktor-faktor tertentu dalam memilih lokasi suatu pabrik. Sebuah pabrik idealnya memiliki lokasi yang memberikan biaya produksi dan distribusi minimum. Selain itu kemungkinan adanya ekspansi pabrik serta lingkungan yang kondusif juga harus dipertimbangkan agar operasi pabrik dapat berjalan lancar. Akan tetapi, faktor-faktor seperti tempat tinggal pekerja dan komunitas sekitarnya juga merupakan hal yang penting untuk diperhatikan.

Secara garis besar, lokasi suatu pabrik ditentukan oleh faktor-faktor berikut ini:

  1. Ketersediaan bahan baku
  2. Ketersediaan sumber energi
  3. Lokasi pasar
  4. Sarana transportasi
  5. Pembuangan limbah
  6. Ketersediaan tenaga kerja
  7. Komunitas
  8. Pajak dan regulasi

Ketersediaan Bahan Baku

Jarak antara tempat produksi dan lokasi pengambilan bahan baku dapat mempengaruhi kemampuan bersaing dari produk-produk yang dibuat, terutama bila produk tersebut merupakan produk missal yang tidak melalui proses yang rumit. Sebagai contoh, untuk penghematan biaya transportasi pada industri aluminium Swiss, pabrik-pabrik pengolahan tanah liat diletakkan berdekatan dengan tambang bauksit di belahan bumi yang lain dan aluminium oksida yang dihasilkan di sana diimpor untuk proses pengolahan selanjutnya. Selain itu kebutuhan tempat penyimpanan bahan baku juga perlu diperhitungkan.

Ketersediaan Sumber Energi

Kebutuhan tenaga dan steam sangatlah tinggi pada sebagian besar pabrik kimia, dan biasanya dibutuhkan ketersediaan bahan bakar untuk memenuhi kebutuhan ini. Tenaga dan bahan bakar merupakan kombinasi yang sangat krusial dalam pemilihan lokasi dari suatu pabrik. Apabila suatu pabrik membutuhkan batu bara atau minyak dalam jumlah jumlah besar, maka sebaiknya dipilih lokasi yang dekat dengan sumber bahan bakar untuk operasi yang ekonomis. Biaya tenaga lokal dapat membantu menentukan apakah tenaga sebaiknya tenaga dibeli atau dibangkitkan sendiri.

Lokasi Pasar

Lokasi pasar atau pusat distribusi mempengaruhi biaya distribusi produk dan waktu yang dibutuhkan untuk pengiriman. Kedekatan dengan pasar merupakan salah satu pertimbangan yang penting karena bagi konsumen lebih menguntungkan untuk membeli produk dari sumber yang dekat. Harus diingat bahwa pasar yang dibutuhkan bukan hanya untuk produk akhir utama, akan tetapi juga untuk produk samping dari proses.

Sarana Transportasi

Saran transportasi yang baik dapat menunjang keberhasilan suatu pabrik kimia. Saran transportasi yang dimaksud adalah jalan yang nyaman untuk pekerja, transportasi bahan-bahan dan peralatan yang efisien, serta pengiriman secara cepat dan ekonomis. Untuk produk-produk missal, penggunaan transportasi air dan kereta api lebih cocok, sedangkan untuk produk khusus yang lebih mahal digunakan transportasi dan jalan biasa.

Pembuangan Limbah

Peraturan-peraturan yang membatasi metode pembuangan limbah dari industry proses telah banyak dibuat. Lokasi yang dipilih sebaiknya memiliki kapasitas dan fasilitas yang memadai untuk melakukan pembuangan limbah secara benar. Dalam pemilihan lokasi, tingkat toleransi dari berbagai metode pembuangan harud diperhatikan dengan hati-hati.

Ketersediaan Tenaga Kerja

Ditinjau dari segi ini, lokasi yang dipilih sebaiknya berada dekat dengan lingkungan pendidikan dan sekolah yang baik. Namun situasi lapangan kerja di daerah seperti itu sering terlalu kompetitif, sehingga tenaga ahli sangat sulit didapat walaupun upah yang ditawarkan tinggi. Problem ini dapat dihindarkan dengan cara pemindahan tempat produksi ke daerah yang industrinya tidak terlalu padat. Jika hal ini dilakukan maka suatu pendidikan internal yang intensif (pelatihan) diperlukan.

Komunitas

Keadaan alam dan fasilitas yang ada di komunitas juga menentukan. Pabila jumlah fasilitas yang dapat memenuhi kebutuhan hidup dari pekerja pabrik tidak tersedia, maka akan menjadi tanggungan dari pabrik untuk mensubsidi fasilitas-fasilitas tersebut.

Pajak dan Regulasi

Pajak pendapatan, insuransi pekerja, dan regulasi lainnya berbeda-beda untuk setiap lokasi. Selain itu peraturan-peraturan lain seperti kode pembangunan, aspek ganguan, dan fasilitas transportasi dapat menjadi pengaruh yang besar dalam pemilihan akhir lokasi suatu pabrik.

Referensi:
Selection of Plant Llocation for Establishing a Chemical Industry – Prashantkumar Kudli Shrinivas
Bernasconi, et all. 1995. Chemische Technologie. Diterjemahkan oleh: Dr. Ir. Lienda Handojo, M. Eng.

EPC? Engineering, Procurement, and Construction

Kerja di mana setelah lulus? Oil and Gas? Konsultan? Peneliti? Bank? Oil Services? EPC? Teman-teman semua pastinya sudah mempunyai ancang-ancang bagian industri mana yang teman-teman ingin terjuni. Artikel berikut ini disadur dari KampungMelayu’s Weblog yang sedang berbagi cerita tentang engineer’s life di EPC Company.

EPC ialah singkatan dari Engineering, Procurement, Construction. Terkadang ditambahkan Installation sehingga singkatannya menjadi EPCI (EPCI biasanya berkecimpung di offshore/platform). Terkadang juga ditambahkan C (menjadi EPCC) jika perusahaannya menggeluti bagian Commissioning (test unjuk kerja).

Dari singkatannya sudah jelas bahwa tugas dari EPC adalah untuk melakukan rekayasa (engineering) dari suatu plant, melakukan pembelian (procurement) barang-barang dan equipment yang terkait dan kemudian mendirikan/membangun (construction) plant tersebut. EPC terkadang disebut sebagai ‘integrator’ karena EPC lah yang menjembatani dan mengkordinasikan seluruh bagian yang terkait dalam pembangunan suatu plant; mulai dari licensor (yang memiliki lisensi), vendor (yang menjual barang), shipper (yang mengirim barang), bahkan sampai operator (yang mengoperasikan plant).

Dalam prakteknya, suatu perusahaan EPC tidak harus melakukan E-P-C nya sekaligus, bisa aja hanya salah satu atau salah duanya. Jadi sangat normal jika ada EPC yang hanya mengambil E-nya saja (bertindak sebagai konsultan engineering saja), E dan P atau malah C (hanya memasang saja) nya saja.

Untuk yang masih belum familiar, berikut ialah penjabaran satu persatu siklus pekerjaan di dalam EPC:

  1. Owner mengumumkan rencana pendirian plant baru (misalkan: Pertamina ingin membangun kilang minyak dengan kapasitas 100ribu barel per day).
  2. Owner mengundang EPC Company yang berminat untuk menyampaikan profil perusahaan (fase Pra Kualifikasi).
  3. Owner mengumumkan EPC Company yang lolos dari Pra Kualifikasi dan berhak mengikuti proses tender EPC dan melakukan proses Invitation To Bid (ITB).
  4. EPC Company yang lolos mengambil dokumen tender dari Owner dan mendapat penjelasan tentang rule-of-the game.
  5. Dalam rentang tertentu, EPC Company tersebut menyampaikan proposal teknis dan rencana bagaimana merancang, membeli, dan mengkonstruksi.
  6. Jika lolos, maka EPC Company harus menyampaikan proposal komersial (berapa estimasi ongkos dan harga pembangunan plant tersebut).
  7. Siapa yang terbaik (belum tentu termurah) akan ditentukan sebagai pemenang tender.
  8. Jika menang, maka Owner akan menyerahkan project tersebut ke EPC Company terpilih dengan kesepakatan harga yang di point 6 (masih dimungkinkan untuk bernegosiasi) sesuai dengan kualifikasi teknis dan rencana/waktu di point 5 (juga negotiable).
  9. EPC Company yang memenangkan tender mulai mengerjakan proses E-P-C nya yang jauh lebih mendetail daripada saat proposal tadi. Jika dalam proses detailing, EPC Company tersebut mampu berhemat maka profit tentunya akan bertambah (dari perkiraan saat proposal).


Berikut ini sedikit nama-nama EPC Company yang beroperasi (memiliki kantor) di Indonesia, juga sedikit backgroundnya. Sebagian besar di Jakarta tentunya. Berikut daftar yang diurutkan secara alfabetik:

  1. AMEC Berca. Memiliki headquarter di UK. Perusahaan ini di Indonesia joint-venture dengan grup Berca (grup Murdaya). Project mereka saat ini banyak untuk TotalFinaElf (d/h Total Indonesie).
  2. Bechtel Indonesia. Dulu memakai nama PT Purna Bina Indonesia.
  3. Citra Panji Manunggal. Local EPC dengan spesial di pipeline dan Stations.
  4. Inti Karya Persada Teknik. Secara ‘tradisi’ IKPT adalah ‘raja’nya LNG. Ini dikarenakan IKPT menerima banyak repeat order untuk Train-train LNG PT Badak. IKPT adalah salah satu anak perusahaan dari grupnya Bob Hassan. Salah satu project mereka yang cukup besar adalah Ujung Pangkah Amerada Hess.
  5. Kellog Brown and Root (KBR Indonesia). Adalah ‘branch’ KBR (giant group di bawah Halliburton) di Jakarta. Di South East Asia pusatnya di Singapore. Kalau tidak salah, KBR Jakarta mengerjakan banyak sub project baik dibawah KBR Singapore maupun Houston. Reputasi KBR di LNG (baik liquefaction maupun terminal) sudah tidak perlu diragukan lagi. In fact KBR ’sangat dekat’ dengan IKPT.
  6. McDermott. McDermott perusahaan EPCI yang cukup memimpin dengan spesialisasinya di bidang manufacturing and service. Memiliki proyek yang umumnya merupakan industri energi dan pembangkit listrik. McDermott beroperasi di 23 negara dan memiliki lebih dari 20.000 karyawan.
  7. Rekayasa Industri. Secara struktur sebenarnya berada di holding PT Pupuk Sriwijaya dan memang traditionally dikenal sebagaia ‘raja’ dan ’spesialis’ seluruh EPC fertilizer di Indonesia. Saat ini cukup expansif termasuk ‘menyerbu’ proyek proyek migas dan bio-diesel.
  8. Saipem Indonesia. Berada di bawah grup ENI International (Italy) dan yang ada di Jakarta adalah hasil merger dengan Sofresid. Grup mereka berspesialis di platform dan offshore.
  9. Technip Indonesia. Untuk South Eas Asia, Technip berpusat di Kuala Lumpur. Sebagai raksasa EPC dunia berbasis di Paris, Technip mengerjakan project-project di seluruh dunia mulai dari migas dan infrastructure.
  10. Tripatra. Dikenal sebagai perintis EPC di bidang migas, mendahului EPC lain di Indonesia termasuk mengerjakan giant NSO MobilOil dan jejak kaki mereka di Caltex sangat impresif. Tripatra didirikan oleh Pak Iman Taufik (perintis industri migas dan pendiri Guna Nusa). Tripatra sempat ‘terpuruk’ namun saat ini dikabarkan sedang bangkit lagi (suntikan dana luar?) termasuk mendapatkan mega project di Amerada Hess.
  11. WorleyParsons. Di Indonesia berbendera CeriaWorley. WorleyParsons adalah spesialis engineering dan sudah berkaliber internasional dan menangani mulai dari mining (core bisnis mereka di Australia) sampai infrastructure.

Note:
Jika EPC bermodal asing tidak dihitung, big-three dari EPC lokal di Indonesia (sekali lagi secara alfabetik) adalah IKPT, Rekayasa Industri, dan Tripatra.

Artikel diatas disadur dari KampungMelayu’s Weblog.
http://kampungmelayu.wordpress.com/2007/09/28/apakah-itu-industri-epc/
http://kampungmelayu.wordpress.com/2007/09/29/epc-company-di-indonesia/

Belajar Merancang Pabrik Kimia (Bagian III): Sistem Pengendalian dan Sistem Manajemen Pabrik serta Kajian Kelayakan Ekonomi

Suatu pabrik dirancang dan dibangun dengan tujuan untuk meningkatkan nilai guna barang. Bahan baku yang awalnya memiliki nilai guna rendah jika diolah dalam pabrik akan menghasilkan suatu produk, baik produk akhir maupun produk intermediate, yang nilai gunanya lebih tinggi. Dengan mengubah nilai guna suatu bahan maka nilai jualnya juga berubah. Nilai jual yang tinggi tentu saja sangat diharapkan oleh semua pabrik karena dari situ perusahaan pengolah mendapatkan laba (profit).

Sistem Pengendalian

Untuk mendapatkan laba yang banyak maka barang yang dihasilkan tentulah harus mempunyai kualitas yang bagus. Kondisi selama proses produksi sangat mempengaruhi kualitas produk. Suatu proses akan berjalan dengan baik jika dioperasikan pada kondisi optimumnya. Oleh karena itu dibutuhkan suatu alat pengendali (controller).

Tugas controller adalah mereduksi signal kesalahan yaitu perbedaan antara signal setting dengan signal aktual. Hal ini sesuai dengan tujuan sistem pengendalian adalah mendapatkan signal aktual (yang diinginkan) sama dengan signal setting. Semakin cepat reaksi sistem mengikuti signal aktual dan semakin kecil kesalahan yang terjadi maka semakin baik kinerja sistem pengendali yang diterapkan.

Jika perbedaan antara nilai setting dengan nilai keluaran relatif besar maka controller yang baik seharusnya mampu mengamati perbedaan ini untuk segera menghasilkan signal keluaran untuk mempengaruhi proses. Dengan demikian sistem secara cepat mengubah keluaran proses sampai diperoleh selisih antara setting dengan keluaran yang diatur sekecil mungkin.

Jenis controller ada beberapa macam. Pertama proportional controller (P) yang memiliki keluaran yang sebanding dengan besarnya kesalahan signal (selisih antara besaran yang diinginkan dengan harga aktualnya). Keluaran proportional controller merupakan perkalian antara konstanta-konstanta proporsional dengan masukannya. Perubahan pada signal masukan akan segera menyebabkan sistem secara langsung mengubah keluarannya sebesar konstanta pengalinya. Apabila nilai konstanta proporsionalnya kecil, proportional controller hanya mampu melakukan koreksi kesalahan yang kecil sehingga akan menghasilkan respon sistem yang lambat. Jika nilai konstanta proporsional dinaikkan, respon sistem menunjukkan semakin cepat mencapai keadaan tunaknya. Akan tetapi jika nilai tersebut diperbesar sehingga mencapai harga yang berlebihan, akan mengakibatkan sistem bekerja tidak stabil atau respon sistem akan berosilasi. Jenis proportional controller biasanya digunakan untuk mengendalikan ketinggian cairan dalam tangki.

Kedua adalah integral controller yang berfungsi menghasilkan respon sistem yang memiliki kesalahan keadaan tunak . Kalau sebuah pabrik tidak memiliki unsur integrator (1/s), proportional controller tidak akan mampu menjamin keluaran sistem dengan kesalahan kondisi tunaknya nol. Integral controller memiliki karakteristik seperti halnya sebuah integral. Keluaran controller sangat dipengaruhi oleh perubahan yang sebanding dengan nilai signal kesalahan. Keluaran controller ini merupakan jumlahan yang terus menerus dari perubahan, keluaran akan menjaga keadaan seperti sebelumnya terjadi perubahan masukan. Dalam pemakaiannya biasanya proportional controller digabungkan dengan integral controller menjadi proportional integral controller (PI). Hasilnya berupa kurva berbentuk gelombang. Controller jenis ini biasanya digunakan untuk mengendalikan tekanan.

Ketiga adalah differential controller yang memiliki sifat seperti halnya suatu operasi derivatif. Perubahan yang mendadak pada masukan controller akan mengakibatkan perubahan yang sangat besar dan cepat. Ketika masukannya tidak mengalami perubahan, keluaran controller juga tidak mengalami perubahan. Differential controller umumnya dipakai untuk mempercepat respon awal suatu sistem, tetapi tidak memperkecil kesalahan pada kondisi tunak. Kerja differential controller hanya efektif pada lingkup yang sempit yaitu pada periode peralihan. Oleh karena itu differential controller tidak pernah digunakan tanpa ada controller lain dalam sebuah sistem.

Setiap kekurangan dan kelebihan dari masing-masing proportional controller, integral dan diferensial dapat saling menutupi dengan menggabungkan ketiganya secara paralel menjadi proportional integral differential controller (controller PID). Elemen-elemen proportional controller, integral dan diferensial masing-masing secara keseluruhan bertujuan untuk mempercepat reaksi sebuah sistem, menghilangkan offset dan menghasilkan perubahan awal yang besar. Controller jenis ini biasanya digunakan untuk mengendalikan suhu dan laju alir dalam sebuah reaktor.

Sistem Manajemen Sumber Daya Manusia

Guna menjalankan suatu proses di pabrik tidak hanya dibutuhkan teknologi yang canggih dan instrumentasi yang terkendali. Tetapi juga sumber daya manusia sebagai perancang, pelaksana dan pengendali proses. Secara fungsional suatu perusahaan dipimpin oleh seorang direktur utama yang bertugas menjalankan kepemimpinan perusahaan, menetapkan sistem dan tata kerja perusahaan dan menentukan kebijaksanaan perusahaan. Direktur utama memegang kekuasaan tertinggi di perusahaan.

Seorang direktur utama dibantu oleh beberapa direktur, kepala bagian, kepala seksi dan koordinator shift. Jumlah karyawan dari tingkat operator ke tingkatan lebih tinggi akan membentuk sebuah piramida. Artinya semakin ke atas jumlahnya semakin kecil.

Untuk pabrik-pabrik yang menggunakan sistem Continue (24 jam sehari dan 330 hari dalam setahun), karyawannya dibedakan menjadi 2 macam. Pertama karyawan regular yang mempunyai jam kerja tetap. Mereka bekerja setiap hari kerja dan libur pada hari Sabtu, Minggu dan hari besar. Kedua adalah karyawan shift yang terbagi dalam 4 regu dan dalam sehari terdapat 3 regu shift sedangkan 1 regu shift libur. Pembagian shift diatur sedemikian rupa sehingga sehabis shift malam, karyawan mendapat libur 2 hari. Biasanya dalam 1 kelompok shift terdapat seksi proses, utilitas, logistik, listrik dan instrumentasi, bengkel, safety dan keselamatan kerja. Ini biasanya berlaku pada pabrik-pabrik besar, seperti pabrik pembuatan keramik, atau pabrik-pabrik kimia lainnya.

Sedangkan untuk pabrik yang menggunakan sistem Batch, seperti pabrik-pabrik pembuatan makanan (tempe, tahu), tidak diberlakukan karyawan shift, artinya karyawan bekerja secara regular setiap hari.

Uji Kelayakan Ekonomi

Suatu pabrik layak didirikan jika telah memenuhi beberapa syarat antara lain safety-nya terjamin dan tentu saja dapat mendatangkan profit. Dalam hal ini kita akan memfokuskan pada kelayakan secara ekonomi saja. Untuk mendirikan suatu pabrik diperlukan modal yang cukup besar. Modal ini bisa berasal dari investor maupun dari pinjaman bank. Modal yang digunakan ada 2 macam yaitu modal tetap dan modal kerja. Modal tetap meliputi pembelian alat-alat, instalasi, pemipaan, instrumentasi, isolasi (jika perlu), listrik, utilitas, bangunan, tanah, engineering and construction, contractor’s fee dan contingency. Modal kerja besarnya tergantung pada jenis pabrik dan kapasitasnya. Modal kerja ini meliputi raw material inventory, in process inventory, product inventory, extended credit dan available cash.

Kedua modal di atas digunakan untuk biaya produksi yang terbagi menjadi 3 macam yaitu biaya produksi langsung, biaya produksi tidak langsung dan biaya tetap. Biaya produksi langsung adalah biaya yang harus dikeluarkan untuk pembiayaan langsung suatu proses, seperti bahan baku, buruh dan supervisor, perawatan, plant supplies, paten dan royalty dan utilitas. Biaya produksi tidak langsung adalah biaya yang dikeluarkan untuk mendanai hal-hal yang secara tidak langsung membantu proses produksi, antara lain payroll overhead (seperti rekreasi karyawan), laboratorium, plant overhead, packing dan pengapalan. Biaya tetap adalah biaya yang tetap dikeluarkan baik pada saat pabrik berproduksi maupun tidak. Biaya ini mencakup depresiasi, pajak dan asuransi. Selain itu ada juga biaya umum yang meliputi administrasi, sales expenses, penelitian dan finance. Laba atau profit diperoleh dari hasil pengurangan harga jual dengan biaya produksi.

Selain berorientasi pada perolehan profit, perusahaan juga harus bisa mengembalikan modal apalagi jika modal itu berasal dari pinjaman. Waktu untuk pengembalian modal dinyatakan dengan persentase Return On Investment (ROI) yang dirumuskan sebagai perbandingan laba dengan modal tetap. Bisa juga dinyatakan dalan Pay Out Time (POT). Besarnya Return On Investment dan Pay Out Time berbeda untuk tiap jenis pabrik tergantung dari resiko yang ditimbulkan oleh proses dalam pabrik .

Uji kelayakan ekonomi juga dinyatakan dalam bentuk grafik hubungan kapasitas produksi dan biaya yang harus dikeluarkan. Akan terbentuk 2 buah titik yaitu Shut Down Point dan Break Even Point. Shut Down Point adalah suatu titik di mana pada kondisi itu jika proses dijalankan maka perusahaan tidak akan mendapatkan laba tetapi juga tidak menimbulkan kerugian. Jika pabrik beroperasi pada kapasitas di bawah titik Shut Down Point maka pabrik akan mendapatkan rugi. Titik Break Even Point adalah keadaan yang timbul jika pabrik beroperasi pada kapasitas penuh. Nilai Break Even Point yang baik untuk pabrik kimia biasanya berkisar antara 40% – 60%.

Dengan memperhatikan semua unsur, dari pemilihan lokasi, pemilihan teknologi, kapasitas, teknologi proses dan pemroses serta ditunjang dengan pengendalian proses dan sistem manajemen sumber daya manusia yang baik, maka dapat diperoleh laba yang optimum.

Ucapan terima kasih kepada:
Fauzan Aulia dan S. Tursilo Adi yang sudah menyempurnakan tulisan ini.

Bacaan selanjutnya:

* Aries, R.S. and Newton,R.D.,"Chemical Engineering Cost Estimation"
* Peters,M.S. and Timmerhous,K.D., "Plant design and Economic for Chemical Engineers"
* Ulrich,G.D, "Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics"
* Rusli, Muhammad, "Sistem Kontrol" Johnson, Curtis, "Process Control Instrumentation Technology"

Belajar Merancang Pabrik Kimia (Bagian II): Menghitung Kapasitas Produksi serta Memilih Sistem Proses dan Sistem Pemroses

Tujuan utama usaha merancang dan membangun pabrik kimia adalah mendapatkan nilai tambah dari segi ekonomi dari suatu bahan baku. Peningkatan nilai ekonomi dilakukan dengan cara mengolah bahan baku menjadi suatu produk yang memiliki nilai jual yang lebih tinggi sehingga perusahaan pengolah memperoleh laba (profit). Pada pabrik yang memproduksi barang kimia dasar seperti pupuk urea, asam sulfat, etanol dan sejenisnya, patokan mutunya semata-mata hanyalah komposisi dan kemurnian. Harga jual produk dan bahan baku untuk masing-masing kemurnian tertentu dan tetap. Bagi pabrik-pabrik seperti ini, pilihan untuk mendapatkan laba lebih banyak bukan dengan meningkatkan mutu melainkan dengan cara menghemat ongkos produksi dan memperbanyak jumlah produk yang dihasilkan per tahunnya. Jumlah produk yang dihasilkan per satuan waktu tertentu inilah yang dinamakan kapasitas produksi.

Perhitungan kapasitas produksi yang cermat menjadi aspek yang sangat penting dalam usaha memperoleh laba lebih banyak. Tentu saja perhitungan ini harus didukung dengan analisa kebutuhan pasar yang cermat pula sebagaimana yang telah disinggung pada bagian 1. Meningkatkan kapasitas produksi dapat dilakukan dengan cara menambah dan atau modifikasi peralatan yang ada agar bisa beroperasi lebih optimal dan efisien. Usaha modifikasi ini membutuhkan pemahaman tentang sistem proses dan sistem pemroses.

Andaikan Anda ingin mengawetkan ikan bandeng. Anda memiliki beberapa pilihan cara pengawetan: dikeringkan, diasinkan atau diasapkan. Cara-cara pengawetan ini dinamakan sistem proses. Jika Anda memilih sistem proses pengasapan untuk mengawetkan bandeng, untuk selanjutnya hanya dinamakan sistem pengasapan. Produk Anda adalah bandeng asap. Untuk membuat bandeng asap, sekali lagi Anda menjumpai pilihan sistem proses, menggunakan asap dalam bentuk gas atau asap cair. Jika Anda memilih menggunakan asap gas, Anda membutuhkan tungku untuk menghasilkan asap dan ruang pengasapan. Jika Anda memilih menggunakan asap cair, Anda membutuhkan wadah, ember misalnya, untuk merendam bandeng dalam asap cair. Tungku penghasil asap, ruang pengasapan dan ember adalah sistem pemroses. Ilustrasi mengenai bandeng asap ini diharapkan dapat memantapkan pemahaman terhadap sistem proses dan sistem pemroses.

Usaha produksi dalam pabrik kimia membutuhkan berbagai sistem proses dan sistem pemroses yang dirangkai dalam suatu sistem proses produksi yang terkendali. Untuk lebih mudah, rangkaian sistem proses produksi ini dinamakan teknologi proses. Selain permintaan pasar dan ketersediaan bahan baku serta utilitas, sebagaimana telah disinggung pada bagian 1, kinerja teknologi proses juga menjadi patokan dalam menetapkan kapasitas produksi karena bisa jadi suatu teknologi proses memiliki batas kapasitas minimum agar perusahaan tetap mendapat laba.

Teknologi proses yang dijual dalam bentuk lisensi biasanya ditampilkan dalam bentuk rangkaian sistem proses yang dinamakan diagram alir atau block diagram. Diagram alir yang lebih rinci menampilkan rangkaian sistem pemroses dan dinamakan flow chart. Segala lisensi yang dipatenkan dan diperdagangkan merupakan lisensi atau paten untuk rancangan teknologi proses. Anda mungkin sering mendengar proses Kraft untuk teknologi proses produksi keju, proses Richard untuk pemurnian garam dapur, proses Kelloggs untuk teknologi proses produksi susu bubuk, proses Faurchild untuk proses produksi kaca jendela. Ibarat penghargaan Nobel untuk ilmuwan, penghargaan Pulitzer untuk jurnalis, maka Kirkpatrick Award adalah penghargaan bertaraf internasional bagi para perancang teknologi proses produksi pabrik kimia yang dianggap memberikan kontribusi atau terobosan baru yang paling kreatif di dunia perancangan teknologi proses. Diagram Alir dan Neraca Massa & Energi

Usaha membuat block diagram menjadi flow chart memerlukan perhitungan neraca massa dan energi. Neraca massa adalah kajian jumlah material yang masuk, keluar dan yang terakumulasi dari tiap-tiap sistem proses. Neraca energi adalah rangkaian proses keseluruhan serta kajian tentang jumlah energi (panas) yang harus dipasok atau dikeluarkan dari tiap-tiap sistem proses dan rangkaian proses secara keseluruhan. Perkembangan teknologi komputasi telah banyak membantu dalam penyediaan berbagai software untuk perhitungan neraca massa dan energi, di antaranya Hisys dan ChemCad.

Data yang paling menarik dari neraca massa dan energi adalah jumlah masing-masing bahan baku, serta bahan bakar yang dibutuhkan untuk memproduksi produk per satuan jualnya, misalnya per kilo atau per liter. Perhitungan perolehan produk dapat ditentukan dari data tersebut. Perolehan bermakna, berapa persen bahan baku yang diumpankan berubah menjadi produk. Perhitungan laba per satuan jual juga dapat ditentukan dari data ini. Jika Anda ingin modal investasi untuk membangun pabrik didapat kembali setelah pabrik beroperasi dalam kurun waktu tertentu, Anda bisa memperkirakan seberapa banyak produk yang harus dibuat dalam kurun waktu tersebut dengan data ini. Dengan kata lain, Anda telah menetapkan kapasitas produksi Anda.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam menghitung neraca massa dan energi adalah penggunaan dasar perhitungan dalam kaitannya dengan teknologi proses. Pabrik yang menyelenggarakan proses produksi secara sinambung (continuous) 24 jam sehari 300 hari setahun seperti pabrik pupuk dan pabrik pengilangan minyak bumi menggunakan dasar perhitungan laju produksi, laju material yang masuk dan keluar sistem proses per satuan waktu yang singkat, misalnya per jam atau per menit.

Penggunaan dasar perhitungan ini tidak cocok digunakan pada sistem proses yang beroperasi partaian (batch) atau proses yang membutuhkan waktu lama dalam beroperasi, misalnya proses fermentasi. Misalnya Anda mampu membuat tape (peuyeum) 480 kg dalam sekali proses dengan lama proses fermentasi 2 hari. Perhitungan Anda akan lebih akurat jika mengunakan dasar perhitungan 1440 kg per minggu daripada 10 kg per jam, dengan anggapan seminggu 6 hari kerja.

Penggunaan dasar perhitungan juga perlu memperhatikan rentang waktu antar pengiriman bahan baku dan penjualan produk. Apakah bahan baku dikirim dalam jumlah tertentu seminggu sekali, sebulan sekali atau tiga bulan sekali. Pertimbangan ini juga mempengaruhi besar gudang yang dibutuhkan. Sistem Pereaksian dan Sistem Pemisahan & Pemurnian

Pemilihan sistem pemroses yang menjadi unit-unit teknologi proses sangat bergantung pada beban kerja sistem pemroses yang diketahui dari perhitungan neraca massa dan energi. Secara garis besar, sistem proses utama dari sebuah pabrik kimia adalah sistem proses pereaksian, yang untuk kemudian dinamakan sistem pereaksian, dan sistem proses pemisahan & pemurnian, yang untuk kemudian dinamakan sistem pemisahaan & pemurnian. Walaupun ada pabrik yang sistem proses utamanya hanya terdiri dari sistem pemisahan & pemurnian saja seperti pabrik gula dan pabrik garam, atau hanya sistem pereaksian saja seperti pabrik sabun.

Sistem pereaksian merupakan ciri khas pabrik kimia. Proses perubahan bahan baku menjadi produk terjadi dalam sistem ini. Pertanyaan-pertanyaan yang perlu dijawab sebelum merancang sistem pereaksian adalah bagaimana persamaan reaksi dan stoikiometrinya, pada suhu dan tekanan berapa reaksi akan diselenggarakan, apakah bahan yang akan direaksikan pada fasa padat, cair atau gas, apakah reaksi tersebut memerlukan katalis, apakah fasa katalis yang digunakan padat atau cair, apakah reaksi tersebut menghasilkan panas atau membutuhkan pemanasan dan berapa lama reaksi itu berlangsung.

Sistem pemroses bagi sistem proses pereaksian adalah reaktor. Ada dua model teoritis paling populer yang digunakan dalam merancang reaktor yang beroperasi dalam keadaan tunak, yaitu Continous Stirred Tank Reactor (CSTR) dan Plug Flow Reactor (PFR). Perbedaannya adalah pada dasar asumsi konsentrasi komponen-komponen yang terlibat dalam reaksi. CSTR adalah reaktor model berupa tangki berpengaduk dan diasumsikan pengaduk yang bekerja dalam tanki sangat sempurna sehingga konsentrasi tiap komponen dalam reaktor seragam sebesar konsentrasi aliran yang keluar dari reaktor. Model ini biasanya digunakan pada reaksi homogen di mana semua bahan baku dan katalisnya berfasa cair, atau reaksi antara cair dan gas dengan katalis cair. Untuk reaksi heterogen, misalnya antara bahan baku gas dengan katalis padat menggunakan model PFR. PFR mirip saringan air dari pasir. Katalis diletakkan pada suatu pipa lalu dari sela-sela katalis dilewatkan bahan baku seperti air melewati sela-sela pasir pada saringan. Asumsi yang digunakan adalah tidak ada perbedaan konsentrasi tiap komponen yang terlibat di sepanjang arah jari-jari pipa.

Sistem pemisahan dan pemurnian bertujuan agar hasil dari sistem pereaksian sesuai dengan permintaan pasar sehingga layak dijual. Sistem pemisahan kadang juga diperlukan untuk menyiapkan bahan baku agar konsentrasi atau keadaannya sesuai dengan katalis yang membantu penyelenggaraan reaksi.

Pemilihan sistem pemisahan dan pemurnian tergantung pada perbedaan sifat fisik dan sifat kimia dari masing-masing komponen yang ingin dipisahkan. Perbedaan sifat fisik yang bisa dimanfaatkan untuk memisahkan komponen-komponen dari satu campuran adalah perbedaan fasa (padat, cair atau gas), perbedaan ukuran partikel, perbedaan muatan listrik statik, perbedaan tekanan uap atau titik didih dan perbedaan titik bekunya. Perbedaan sifat kimia yang bisa dimanfaatkan untuk memisahkan komponen-komponen suatu campuran adalah kelarutan dan tingkat kereaktifan.

Sistem pemroses yang dibangun tergantung pada jenis perbedaan apa yang ingin dimanfaatkan untuk memisahkan komponen tersebut. Sistem pemroses alat penyaring dan ruang pengendapan bisa digunakan untuk menyelenggarakan sistem proses pemisahan padatan dari cairan atau gas, sementara untuk memisahkan dua fasa cair tak larut hanya bisa menggunakan ruang pengendapan. Sistem pemroses alat penyaring juga bisa digunakan untuk memisahkan bahan padat dengan ukuran partikel yang berbeda. Sistem pemroses pemisahan dan pemurnian yang paling lazim di pabrik kimia adalah distilasi dan ekstraksi. Distilasi memanfaatkan perbedaan perbedaan tekanan uap masing-masing komponen sedangkan ekstraksi memanfaatkan perbedaan derajat kelarutan komponen terhadap satu jenis atau satu campuran pelarut.

Sistem Penukar Panas dan Sistem Utilitas

Kedua sistem proses utama di atas, baik sistem pereaksian maupun sistem proses pemisahan & pemurnian membutuhkan kondisi operasi pada suhu dan tekanan tertentu. Menaikkan atau menurunkan tekanan biasanya dilakukan dengan cara menaikkan suhu pada suatu ruang yang volum dan isinya dijaga tetap. Suatu sistem penukar panas dibutuhkan agar sistem proses utama bisa berlangsung.

Sistem pemroses untuk sistem penukar panas adalah alat pemindah panas ataau dikenal dengan heat exchanger. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam merancang dan memilih heat exchanger adalah suhu dan tekanan saat proses pemindahan panas terjadi, fasa fluida yang memberi dan menerima panas serta apakah terjadi perubahan fasa pada fluida pemanas atau yang dipanaskan, dan sifat fisik masing-masing fluida. Sifat fisik fluida meliputi kapasitas panas (Cp), kalor penguapan, dan besaran kecepatan pindah panas. Hal-hal di atas dipertimbangkan untuk menentukan luas permukaan sentuh antara fluida pemanas dan yang dipanaskan agar proses pemindahan panas sempurna.

Dalam pabrik, panas biasanya ‘disimpan’ dalam fluida yang dijaga pada suhu dan tekanan tertentu. Fluida yang paling umum digunakan adalah air panas dan uap air karena alasan murah dan memiliki kapasitas panas tinggi. Fluida lain biasanya digunakan untuk kondisi pertukaran panas pada suhu di atas 100 C pada tekanan atmosfer. Air atau uap air bertekanan (dinamakan kukus) mendapatkan panas dari tungku pembakaran atau boiler.

Sistem pemindahan panas tidak hanya bertugas memberikan panas tetapi juga menyerap panas. Misalnya, menyerap panas dari sistem proses yang menghasilkan energi misalnya sistem proses yang melibatkan reaksi eksotermik atau menyerap panas agar kondisi sistem di bawah suhu ruang atau suhu sekitar. Untuk penyerap panas agar suhu di bawah suhu ruang biasanya pabrik menggunakan refrigerant, bahan yang sama dengan yang bekerja pada lemari es Anda. Penggunaan air sebagai media pendingin juga dibatasi sifat fisiknya yaitu titik didih dan titik beku. Suhu air pendingin perlu dikembalikan ke suhu sekitar atau suhu ruang agar bisa difungsikan kembali sebagi pendingin. Sistem pemroses yang melakukan ini adalah cooling tower.

Cooling tower, boiler dan tungku pembakaran merupakan sistem-sistem pemroses untuk sistem penyedia panas dan sistem pembuang panas. Kedua sistem proses ini bersama-sama dengan sistem penyedia udara bertekanan, sistem penyedia listrik dan air bersih untuk kebutuhan produksi merupakan sistem penunjang berlangsungnya sistem proses utama yang dinamakan sistem utilitas. Kebutuhan sistem utilitas dan kinerjanya tergantung pada seberapa baik sistem utilitas tersebut mampu ‘melayani’ kebutuhan sistem proses utama dan tergantung pada efisiensi penggunaan bahan baku dan bahan bakar.

Pabrik tidak harus mempunyai sistem pemroses utilitas sendiri. Listrik misalnya, pabrik bisa membelinya dari PLN jika kapasitas PLN setempat mencukupi atau membeli dari pabrik tetangga. Demikian pula untuk unit pengolahan limbah, unit penyedia kukus & air pendingin dan unit penyedia udara bertekanan. Pada suatu kawasan industri, misalnya di Singapura, beberapa unit utilitas untuk seluruh kawasan dikelola oleh negara. Layaknya PLN & PDAM di Indonesia, Singapura memiliki perusahaan pengolahan limbah, perusahaan penyedia gas bahan bakar & udara bertekanan. Pada beberapa kawasan yang masih belum terjangkau jaringan perusahaan tersebut, ada perusahaan swasta yang ditunjuk pemerintah untuk menjual kebutuhan utilitas. Ini menjadi salah satu keunggulan yang lebih memikat para investor untuk menanamkan modalnya di Singapura.

Jika suatu pabrik ingin menyediakan sistem utilitasnya sendiri, sistem pemroses untuk sistem utilitas mudah didapat di pasar. Banyak perusahaan yang menjual boiler atau tungku pembakaran dalam berbagai kapasitas panas. Sama seperti generator listrik dan alat penjernihan air. Anda tinggal menentukan berapa banyak panas yang dibutuhkan pabrik per jam atau per harinya, sama seperti menentukan berapa kWh listrik yang Anda butuhkan. Pihak penjual akan merekomendasikan boiler atau generator listrik yang sesuai kebutuhan Anda bahkan memasangkannya pada pabrik Anda.

Memang merancang sistem pemroses untuk utilitas tidak serumit merancang sistem proses dan sistem pemroses utama. Kedua sistem ini membutuhkan pengetahuan kimia dan teknik kimia yang mendalam terhadap teknologi proses yang akan dibangun. Jika Anda membeli lisensi teknologi proses, Anda bisa mempercayakan perancangan dan pembangunan pabrik pada pihak penjual lisensi, tentunya dengan harga beli yang lebih tinggi. Anda bisa menggunakan jasa perusahaan konsultan dalam merancang dan membangun sistem proses dan sistem pemroses utama jika ingin merancang teknologi proses sendiri. Perusahaan yang bergerak di jasa perancangan pabrik kimia yang ada di Indonesia diantaranya adalah PT Rekayasa Industri (ReKin) dan PT Inti Karya Persada Teknik (IKPT).

Setelah proses perancangan dan pembangunan pabrik selesai, pabrik tersebut harus dioperasikan dalam keadaan yang terkendali dan menghasilkan produk dengan mutu yang terkendali pula. Untuk itu, pabrik perlu dilengkapi dengan sistem pengendalian dan sistem management sumber daya manusia yang terlibat, yang akan mengatur dan mengendalikan proses produksi. Gambaran secara umum tentang sistem pengendalian dan sistem management suatu pabrik akan dimuat pada tulisan selanjutnya, bersama dengan gambaran umum mengenai kajian kelayakan ekonomi suatu pabrik.

Ucapan terima kasih kepada:
Erna Mulyani, Donna Sulistia Kusuma & S. Tursilo Adi yang sudah menyempurnakan tulisan ini.

Further reading:
* Turton, Bailie, Whiting & Shaelwitz “Analysis Synthesis and Design of Chemical Processes”
* Smith “Chemical Process Design”
* Bowman “Applied Economic Analysis for Technologists, Engineers and Managers”
* Martyn.S.Ray & Martin.G.Sneesby “Chemical Engineering Design Project”
* Tarek.M. Khalil “Management of Technology”
* Dutta & Manzoni “Process Reengineering, Change & Performance Improvement”
* Kunto Mangkusubroto & Listiarini Trisnadi “Analisa Keputusan”
* Soesilo & Wilson “Site Remediation, planning & management”
* Himmelblau “Basic Principles and Calculation in Chemical Engineering” 5th edition. Prentice Hall
* Treybal “Mass Transfer Operation” 3rd edition Mc Graw Hill
* Klaus Sattler & H.J.Feindt “Thermal Separation Process” Willey International Edition
* Humprey & Keller “Separation Process Technology” Mc Graw Hill
* Froust, Menzel, Clump, Andersen “Principles of Unit Operation” Jhon Willey & sons
* Cheremisinoff “Handbook of Chemical Process Equipment” Butterworth * Heinennman
* Perry Green “Perry’s Chemical Engineering Handbook” 5th edition. Mc Graw Hill
* Branan “Rules of Thumb for Chemical Engineers”
* Austin Shreve “Shreve’s Chemical Process Industries” 5th edition. Mc Graw Hill
* Mc Ketta “Unit Operations Handbook; Vol 1 & 2” Dekker

Belajar Merancang Pabrik Kimia (Bagian I): Memilih Teknologi untuk Pabrik dan Lokasi Pabrik

Kata ‘pabrik’ bukan hanya milik para insinyur atau buruh semata. Bukan pula selalu mewakili sebuah sistem yang rumit, canggih dan sulit dipahami. Pabrik adalah sarana untuk memproduksi barang kebutuhan manusia. Tujuan pendirian pabrik adalah untuk bisa mendapatkan nilai tambah, biasanya nilai tambah secara ekonomi, dari bahan baku yang diolah menjadi produk baru yang memiliki nilai jual yang lebih tinggi. Pabrik bisa digolongkan dalam dua kelompok besar berdasarkan sejauh mana sebuah reaksi kimia terlibat dalam proses produksi, yaitu pabrik manufaktur atau pabrik perakitan dan pabrik sintesis atau pabrik kimia.

Pabrik perakitan tidak mengubah bahan baku menjadi produk dengan reaksi kimia sebagai proses utama. Perubahan bahan baku menjadi produk bukan sebuah reaksi kimia. Pabrik perakitan mobil, pabrik konveksi dan pabrik rokok adalah beberapa contoh pabrik yang termasuk dalam kelompok ini. Pabrik kimia atau pabrik sintesis menyelenggarakan sebuah atau serangkaian reaksi kimia untuk mengubah bahan baku menjadi produk. Beberapa anggota kelompok ini misalnya pabrik sabun, pabrik alat-alat kosmetik dan pabrik gula. Pabrik-pabrik yang kerja utamanya membuat formulasi, hanya mencampurkan bahan-bahan kimia menjadi satu larutan atau campuran juga digolongkan sebagai pabrik kimia.

Tulisan ini ditujukan untuk menjadi gambaran umum mengenai alur pikir secara umum dalam merancang sebuah pabrik kimia. Namun demikian beberapa nilai yang perlu diperhatikan dalam merancang pabrik kimia seperti yang akan dibahas lebih lanjut bisa juga diterapkan dalam merancang pabrik perakitan.

Tulisan ini dibagi menjadi tiga bagian. Bagian pertama akan memberikan panduan tentang apa saja hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan teknologi proses produksi dan penentuan lokasi pabrik yang kemudian dilanjutkan dengan panduan menghitung laba kotor dan kebutuhan bahan baku per satuan kilogram produk. Panduan memilih dan merancang alat-alat yang akan digunakan pabrik akan dituangkan pada tulisan bagian kedua. Tulisan ini akan ditutup dengan panduan merencanakan tata letak pabrik serta perhitungan kelayakan ekonomi yang memperhitungkan seluruh pengeluaran yang akan dan mungkin, termasuk cicilan bunga bank, pada bagian ketiga.

Pemilihan Pabrik Yang Akan Dibangun Serta Teknologi Yang Akan Digunakan

Pemilihan pabrik yang akan dibangun secara umum digolongkan menjadi tiga motivasi. Karena permintaan pasar, karena ketersediaan bahan baku yang berlimpah serta karena tersedianya teknologi baru. Bisa jadi motivasi untuk dibangunnya sebuah pabrik merupakan kombinasi dua jenis motivasi di atas atau bahkan kombinasi ketiga-tiganya sekaligus.

Pembangunan pabrik karena permintaan pasar yang meningkat merupakan motivasi yang sangat lazim dan sesuai dengan hukum ekonomi. Hal yang perlu diselidiki lebih lanjut adalah apakah lonjakan permintaan pasar tersebut akan stabil terus meningkat di masa datang, atau ada alasan-alasan khusus yang mempengaruhi pasar, seperti alasan tidak stabilnya politik negara, embargo ekonomi, atau kecelakaan-kecelakaan yang dialami produsen lain, calon saingan, yang menyebabkan produsen tersebut menurunkan produksi. Perlu data akurat dan analisis pasar yang jeli dari orang-orang yang berpengalaman untuk memastikan kestabilan peningkatan permintaan pasar. Hal lain yang perlu diperhatikan adalah kapasitas produksi calon-calon saingan dari pabrik yang akan dibangun. Bisa jadi saingan tersebut sudah mengantisipasi lebih dahulu dan sudah mulai meningkatkan kapasitas produksi sebagai usaha mencuri start.

Motivasi membangun pabrik karena ketersediaan bahan baku merupakan motivasi yang sangat diharapkan dan didukung oleh pemerintah Indonesia. Fakta bahwa negara Indonesia punya sumber daya alam yang beraneka ragam dan berlimpah tidak perlu dipertanyakan lagi. Penggunaan bahan baku yang hanya ada di Indonesia akan meningkatkan daya saing pabrik tersebut. Bahan baku dari bidang pertanian menjanjikan keunggulan tersebut karena ada banyak jenis tumbuhan yang hanya bisa tumbuh alami di Indonesia. Hanya saja motivasi seperti ini memerlukan pemikiran yang kreatif, pemahaman terhadap teknologi kimia yang handal serta orang-orang yang memiliki visi tangguh. Tantangan lain adalah teknologi yang akan digunakan bisa jadi teknologi yang benar-benar baru atau teknologi lama yang perlu banyak modifikasi. Literatur juga terbatas disebabkan negara-negara maju jarang menyelenggarakan penelitian pengembangan teknologi untuk mengolah bahan baku yang tidak ada di dalam negerinya. Karena itu motivasi jenis ini memerlukan serangkaian penelitian dan pengkajian teknologi sebelum pabrik yang dicita-citakan akan didirikan.

Negara-negara maju saat ini berlomba-lomba membangun pabrik karena motivasi tersedianya suatu teknologi baru. Ketersediaan teknologi baru tidak hanya sekadar menyuguhkan suatu teknologi proses yang lebih hemat tapi bisa juga suatu produk baru. Hal ini bisa meningkatkan prestise negara tersebut di mata dunia. Pembangunan pabrik Compact Disc (CD) misalnya, adalah sebuah contoh pabrik yang dibangun karena ketersediaan suatu teknologi dan pengetahuan yang menyeluruh mengenai sinar laser dan apa yang mampu sinar laser akibatkan pada struktur kristal. Tapi tetap saja motivasi jenis ini butuh ide-ide yang cemerlang dan inovatif, yang percaya kalau fenomena sinar laser bisa digunakan sebagai sarana penyimpanan dan pembacaan data digital. Tidak semua teknologi baru bisa dikembangkan menjadi pabrik dengan produk baru.

Intinya, ketiga motivasi itu bisa berbuah menjadi sebuah pabrik apabila motivasi itu terdapat pada diri orang yang paham teknologi, punya visi tangguh, berani bersaing, memperhitungkan resiko dan berani menerima resikonya serta mau bekerja keras.

Pemilihan Lokasi Pabrik

Pemilihan lokasi pabrik secara umum bisa dikelompokkan berdasarkan dua alasan pemilihan, mendekati tempat bahan baku berada atau mendekati tempat pasar berada. Alasan pemilihan tersebut perlu mempertimbangkan biaya pengiriman dan transportasi, sarana dan prasarana di daerah sekitar serta kebijakan pemerintah daerah setempat.

Pabrik biasanya didirikan di sekitar tempat bahan baku berada karena alasan bahan baku memiliki konsentrasi yang terlalu rendah. Freeport rela membangun pabriknya di tengah hutan Papua walaupun perusahaan tersebut harus mengeluarkan biaya besar untuk melengkapi sarana transportasi, pembebasan tanah, perumahan karyawan dan lain-lain karena biaya produksi akan jauh lebih mahal jika tanah yang mengandung emas dan tembaga tersebut dibawa ke tanah Jawa dan didulang di Jawa. Alasan lain adalah bahan baku berupa gas atau cair yang perlu penanganan khusus dalam pemindahan dan transportasinya. Inilah sebabnya lokasi pengilangan gas alam dan minyak bumi berada di tempat terpencil. Pabrik yang menggunakan hasil pertanian sebagai bahan baku juga sering dibangun di dekat kawasan pertaniannya untuk menghindari kerusakan bahan baku karena busuk. Pabrik pengalengan ikan juga biasanya di dekat dermaga. Malah ada pabrik yang dibangun di atas kapal untuk menghindari ikan menjadi busuk dan menghemat biaya transportasi untuk pasar ekspor.

Istilah ‘mendekati pasar’ di sini bukan semata-mata berarti harus berjarak dekat dengan pasar, tapi maksudnya adalah memiliki akses yang mudah, murah dan cepat ke konsumen karena tersedianya sarana transportasi yang memadai. Pemilihan lokasi pabrik yang mendekati pasar adalah alasan yang lebih lazim digunakan. Bagi pabrik yang memproduksi produk yang rentan dan perlu penanganan khusus, seperti pabrik es krim, membangun pabrik di dekat pasar yang ditargetkan menjadi sangat penting. Pabrik yang memiliki banyak saingan juga perlu berada di daerah yang memiliki akses yang mudah dan cepat ke pasar. Pabrik-pabrik minuman ringan (soft drink) membangun pabrik pengemasan dalam botol (bottling company) di berbagai tempat untuk memperluas pasarnya dan untuk menjaga agar konsumennya tidak beralih ke produk lain yang sejenis. Istilah pasar sendiri tidak semata-mata pasar domestik namun juga berarti pasar mancanegara jika perusahaan berorientasi pada produk ekspor. Bagi pabrik seperti ini, lokasi di dekat dermaga atau bandar udara menjadi contoh lokasi pabrik yang mendekati pasar. Bahkan kadang-kadang ada pabrik yang membangun dermaganya sendiri untuk kebutuhan ekspor bila dermaga umum tidak layak atau terlalu ramai.

Pemilihan lokasi mendekati pasar biasanya lebih disukai apabila pemerintah daerah setempat memiliki dan mengatur tata kota dengan visi sebagai kota kawasan industri. Segala sarana perhubungan seperti jalan raya dan jalan bebas hambatan, dermaga dan bandara serta sarana utilitas seperti listrik dan air bersih adalah milik umum yang diusahakan oleh pemerintah. Sarana perumahan untuk karyawan juga akan mudah terjangkau dari kawasan pabrik jika kota tersebut memiliki tata kota yang baik sebagai kota industri. Sarana hiburan bagi karyawan tidak perlu disediakan oleh perusahaan karena pihak swasta akan berlomba-lomba untuk membangunnya di kota tersebut.

Akan lain halnya jika lokasi pabrik mendekati bahan baku dan harus didirikan di lokasi terpencil. Segala sarana perhubungan, sarana utilitas, perumahan karyawan berikut sarana hiburan dan peribadatannya perlu menjadi perhatian perusahaan pemilik pabrik. Hal ini akan berarti tambahan biaya investasi. Tetapi perusahaan yang didirikan di lokasi mendekati bahan baku biasanya memiliki keuntungan biaya operasional yang lebih ringan serta dukungan pemerintah daerah setempat. Bahkan kadang-kadang perusahaan bisa mendesak pemerintah daerah untuk mengeluarkan kebijakan yang menguntungkan perusahaan misalnya kelonggaran peraturan mengenai lingkungan hidup dan ketenagakerjaan. Kebijakan pemerintah menjadi faktor yang sangat mempengaruhi perolehan profit dan benefit bagi perusahaan. Pemerintah daerah kawasan industri akan menetapkan upah minimum regional yang tinggi serta peraturan lingkungan yang ketat. Kebijakan ini berani dilakukan karena pemerintah daerah tersebut sadar akan nilai tawar dari kawasannya. Oleh sebab itu perusahaan yang akan membangun pabrik di kawasan industri harus menghadapi biaya operasional yang lebih besar untuk pengeluaran sosial (social cost).

Pada akhirnya pemilihan lokasi mendekati bahan baku atau mendekati pasar juga berdasarkan keuntungan ekonomi (profit) dan keuntungan sosial kemasyarakatan (benefit) dari akibat pemilihan lokasi. Dalam rangkaian tulisan ini hanya dibahas analisis keuntungan ekonomi (profit). Untuk keperluan tersebut perlu perhitungan yang cermat dalam neraca massa dan energi pabrik produksi serta pemilihan sistem proses dan sistem pemroses yang paling efisien. Panduan mengenai perhitungan dan perancangan sistem proses dan sistem pemroses akan disampaikan pada bagian berikutnya.

Bacaan lebih lanjut:
*Turton,Bailie, Whiting& Shaelwitz “ Analysis Synthesis and Design of Chemical Processes”
*Smith “ Chemical Process Design”
*Bowman “ Applied Economic Analysis for Technologiest, Engineers and Managers”
*Martyn.S.Ray & Martin.G.Sneesby “ Chemical Engineering Design Project”
*Tarek.M. Khalil “ Management of Technology “
*Dutta & Manzoni “ Process Reengineering, Change&Performance Improvement”
*Kunto Mangkusubroto & Listiarini Trisnadi “ Analisa Keputusan”
*Soesilo & Wilson “ Site Remediation, planning & management”

5 Tips for Fresh Process Engineers

sumber : http://chem-eng.blogspot.com/2009/05/5-tips-for-fresh-process-engineers.html
Now, I'm going to share some of my experiences when I started working as a process engineer. Some of them might be OK for you to follow, while some others might not. Judge and justify them yourself.

1. Get to know everybody as soon as possible. When I first be a process engineer, I make sure I know all engineers, executives, supervisors, technicians, fitters, plant operators and event store clerk as soon as possible. Why? Simply because I'll be dealing with them all the time throughout my daily job. At least you know their name and create a common interest with them. This will ease and create good relationship with them. However, do not be too close with your down line manpower. There's a reason for this which I'll cover some other day (please remind me if I forgot).

2. Get to know the process of your plant. This is very important because you are a process engineer and you need to know the detail of the processes in your plant. First of all, you need to get the PID diagram of your plant. Identify and learn the lines, pumps, valves, heat exchangers, tanks and other important units in the PID diagram. Then, go to the plant and trace the lines and compare it with the PID diagram. If it is difficult for you to trace the lines (pipelines), ask a supervisor or plant operator to help and guide you. This is also the reason why I provide tips #1. The job will be easier if you know the right people to help you. As for me, I was assiged to traced each and every valve in my plants. In order to do that, I need not only to trace the lines but also identify all types of valves in the plant. There are basically hundreds of valves installed in the plant. It was tough but after the exercise, I was able to trace the lines, process and know all type of valves.

3. Learn everything as fast as possible. This is very important and is too much to elaborate. You need to be able to pick up everything you learn from your manager, other engineers and executives. Don't be shy to ask from your supervisors, plant operators, technicians and fitters. They have the skill and knowledge that you don't have when you first enter the plant. Learn from all of them. Integrate what they know with what you've learn during your degree. Create and maintain a log book to record everything that is important. Avoid remembering because you might forget. Another way of learning is by asking to the suppliers or vendors. They are the expert of the product or service that they are selling. Hence, don't be shy to asked from them. They'll provide technical information that is important for you. I've done this a lot of time and I appreciate their explanation and teachings. Some times, suppliers / vendors will offer in house training for you and your colleagues. At the end of the day, if you are able to perform your duty as a process engineer smoothly, effectively and efficiently, you'll get good reward from your boss...

Being a process engineer, you need to be able to prepare and produce reports to be presented to your superiors. Understanding the report and preparing them is crucial. Normally, you have various types of reports to prepare such as daily report, monthly report, costing report, meeting minutes reports and others. So, make sure you prepare good report.

4. Understand the politics in your workplace. This is very important. You need to know how things are going on in your plant/factory. This is very subjective and not thought in any chemical engineering text book. You need to get the information and knowledge from various people in your organization. That's why point #1 (above) is vital. Some companies have a culture which will blame somebody else for any errors occuring and this is not healthy. Some other cultures are professional and will accept responsibility of any problem.

5. Communicate properly. This is very important as a process engineer because you'll receive instruction and also provide instruction to your supervisors and plant operators. You need to possess good communication skills to ensure all mesagges and directions are conveyed correctly. Delegate your jobs to your downline with clear cut informations. What we practice in our plant is to have an instruction recording book. Every shifts should refer and sign the book to ackhowledge that they read the instruction. This is different from the quality and recording books. If they have problem comprehending the instruction, they should call us for further clarification. Failure to receive and provide correct instruction will lead to massive errors which will make your life misserable in later stage. So, please, ensure you communicate properly.


Conclusion

Those are just 5 tips for me to share for the time being. I never asked anybody for the tips. I figured them myself and I compile it (in this post) for the benefit of new process engineers. I'm glad that I managed to know everybody and learn lots of thing quickly. Being a successful engineer is critical for your career development. In later stage, you'll get promoted as a senior engineer before becoming a manager. If you are lucky, somebody (head/job hunter) will search you because they know you are an engineer with such a great caliber and offer you better remuneration.

Some of you might want to share your experiences as a new process engineers. If you have something, please share it with us in the comment area or by shooting me an email.

Teknik Kimia itu sebenarnya makhluk apaan, sih?

Pengertian secara harfiah dikatakan bahwa teknik kimia adalah ”suatu ilmu rekayasa/teknik yang mengkonversi/ merubah bahan-bahan baku menjadi bahan/produk jadi yang berdaya guna dan memiliki nilai tambah ekonomis melalui proses-proses kimia, fisika, maupun biologi skala besar”. Dapat pula dikatakan bahwa ”suatu ilmu untuk melaksanakan proses-proses pengubahan bahan baku utama ke dalam produk-produk fungsional”

Dari pengertian di atas, teknik kimia merupakan suatu ilmu yang sangat aplikatif yang memadukan antara konsep-konsep dasar bidang ilmu sains seperti matematika, fisika, kimia, maupun biologi dengan ilmu-ilmu rekayasa (teknologi) dan sistem industri. Dalam konteks ini, ilmu teknik kimia secara prinsipil sangat berbeda dengan ilmu kimia murni maupun teknik industri (teknik dan manajemen industri).

Dalam kehidupan sehari-hari, kita senantiasa dihadapkan para peristiwa-peristiwa penting dalam lingkup ilmu teknik kimia. Satu contoh kegiatan keseharian yang saya berikan di sini adalah menyeduh teh atau kopi.

Ketika menyeduh kopi/teh, apa yang diharapkan oleh orang yang meminumnya? Tentunya adalah cita rasa, supaya tidak ngantuk, atau memang sengaja untuk minum karena haus. Baiklah mari kita bahas peristiwa atau konsep teknik kimia apa saja yg terjadi dari aktivitas menyeduh teh/kopi.

Proses perubahan ukuran
Pernah melihat orang menyeduh teh/kopi tetapi menggunakan kopi kering yang masih bulat utuh atau daun teh yang masih lebar-lebar? Memang ada beberapa orang yang melakukan itu, tetapi hal ini bukanlah sesuatu yang lazim. Di antara kita pastilah lebih banyak melihat orang menyeduh teh/kopi dimana biji kopinya sudah ditumpuk halus atau daun tehnya sudah dicincang kecil-kecil. Ini juga sebuah proses dalam ilmu teknik kimia. Mengapa harus diperkecil ukurannya? Silakan temukan jawaban anda di rimba ”teknik kimia”

Proses pemanasan, perpindahan energi, dan konversi energi.
Kita menyeduh kopi/teh biasanya menggunakan air panas, bukan? Bagaimana supaya air yang kita gunakan menjadi panas? Tentu saja harus dipanaskan menggunakan beberapa metode yang semuanya membutuhkan energi dari luar. Bisa menggunakan kompor/pemanas listrik alias memanfaatkan energi listrik, atau menggunakan kompor minyak tanah/LPG alias memanfaatkan energi kimia dalam bakar tersebut yang kemudian dibakar untuk mendapatkan energi panas. Dalam teknik kimia, inilah yang dinamakan proses perpindahan energi dan perubahan (konversi) energi.

Proses pelarutan dan ekstraksi.
Mengapa kita menyeduh kopi/teh dalam keadaan panas? Apa jadinya kalau kita menyeduh teh/kopi dengan air dingin? Tentu saja teh/kopi tersebut tidak akan larut, bukan? Akibatnya cita rasanya menjadi tidak nikmat karena komponen-komponen yang mengakibatkan aroma harum dan rasa nikmat pada teh/kopi menjadi tidak larut dalam air dingin. Proses pemanasan di atas membantu mempercepat pelarutan komponen-komponen ”nikmat” ini sehingga teh/kopi bisa kita nikmati seperti hal sekarang ini. Komponen-komponen nikmat tersebut akan keluar dari dalam biji kopi atau daun teh dan terlarut ke dalam air panas. Dalam teknik kimia, proses ini dinamakan ”ekstraksi”. Mengapa bisa demikian? Hal-hal seperti itulah kelak yang akan dipelajari di jurusan teknik kimia.

Proses penyaringan
Terkadang karena adanya ampas kopi/teh yang masih terdapat dalam campuran seduhan ini, orang menjadi merasa tidak nyaman atau terganggu saat meminumnya. Untuk menghilangkan ampas ini, perlu dilakukan penyaringan. Dalam teknik kimia, peristiwa tersebut dinamakan ”filtrasi”. Kalau kita menggunakan teh celup, maka kertas untuk wadah teh yang kita celupkan tersebutlah yang berfungsi sebagai alat penyaring sehingga serbuk teh tidak ikut bercampur dengan air seduhan teh. Kita bisa lebih nyaman meminumnya, bukan?

Proses pengadukan dan pencampuran
Apa jadinya kalau kita minum kopi/teh tanpa diaduk. Alias serbuk kopi/teh dimasukkan begitu saja ke dalam air panas dan langsung diminum. Pasti rasanya kurang nikmat. Proses pengadukan membuat semua bahan tercampur dengan baik dan merata (homogen). Bisa juga untuk mempercepat proses pelarutan seperti yang sudah disebutkan di atas. Supaya teh/kopi yang kita minum lebih nikmat, banyak orang menambahkan gula ke dalamnya dengan takaran tertentu sesuai selera orang yang akan meminumnya. Nah, inilah yang dimaksudkan dengan proses pencampuran. Dengan takaran tertentu, kopi/teh dan gula dicampurkan dan dimasukkan ke dalam air panas lalu diaduk-aduk menggunakan sendok (sebagai alat pengaduk) selama waktu tertentu. Setelah itu diminum, deh. Mmmh…. nikmatnya!!

Nah, sudah paham bukan? Sekarang kita tarik benang merah antara peristiwa orang menyeduh teh/kopi ini menuju aplikasi lainnya yang bersifat industrial tetapi identik. Contohnya adalah pabrik cat, pabrik tinta/pewarna, pabrik detergent, pabrik aneka jenis minuman, pabrik aneka jenis makanan, dsb.

Jika kita tinjau dari sisi pengertian teknik kimia seperti yang telah disebutkan di atas jadinya menjadi seperti ini. Bahan baku adalah kopi/teh, gula, dan air. Lalu diproses dan diubah menjadi produk fungsional lainnya berupa seduhan kopi/teh siap minum. Proses-proses yang terjadi di atas kebanyakan adalah peristiwa fisika karena tidak ada reaksi kimia yang terlibat di dalamnya. Lalu apakah ada nilai tambah ekonomisnya? Ya, so pasti dong. Coba deh beli kopi/teh di warung kopi. Kalau dihitung-hitung harganya pasti akan lebih mahal daripada harga bahan bakunya…hehe. . Kalau ngga gitu khan, namanya kerja keras aja alias ngga dapat untung. Tapi itulah teknik kimia, kita bicara industri pastinya kita bicara masalah ekonomi. Siapa sih yang mau bikin pabrik untuk membuat produk tertentu meskipun dia tahu bahwa nantinya akan merugi?

Itu tadi baru membuat kopi/teh skala kecil untuk misalnya satu atau sekelompok orang yang hanya butuh beberapa gelas. Sedangkan kalau kita kembali pada pengertian teknik kimia, ada satu kata yang harus digarisbawahi yaitu skala besar. Saat ini khan tersedia di supermarket atau warung pinggir jalan beberapa produk kopi dan teh siap minum dengan aneka kemasan yang diproduksi oleh berbagai industri. Tentu saja pabrik itu tidak membuat kopi/teh tersebut gelas per gelas, bukan? Wah, bisa makan waktu bertahun-tahun untuk menyediakan satu juta gelas…hehe. Jadinya menjadi tidak efektif dan efisien. Membuat kopi/teh satu gelas dengan membuat satu juta gelas metode produksinya pasti akan berbeda meskipun proses dan prinsip membuatnya sama saja. Nah, that’s the point. Di sinilah seorang insinyur kimia yang paham proses dan perancangannya akan sangat berperan.

Banyak pertanyaan yang harus dijawab oleh seorang sarjana teknik kimia untuk keperluan ini. Contohnya adalah :
  • Bagaimana alur prosesnya supaya efektif dan efisien.
  • Berapa jumlah bahan baku yang dibutuhkan untuk membuat satu juta liter seduhan kopi/teh siap minum.
  • Berapa ukuran tangki bahan baku dan bagaimana cara penyimpanan bahan baku tersebut.
  • Berapa ukuran gelas….eh. . tangki untuk mencampurkan kopi/teh, gula, air, atau bahan lainnya yang dianggap perlu untuk meningkatkan cita rasa.
  • Bagaimana cara bahan-bahan baku tersebut dimasukkan ke dalam tangki pencampur.
  • Apakah material yang sesuai untuk tempat pencampuran supaya aman bagi kesehatan.
  • Berapa listrik atau energi yang dibutuhkan untuk mengaduk campuran-campuran tersebut.
  • Berapa besar ukuran alat pengaduknya dan apa jenisnya supaya menghasilkan proses pengadukan yang efisien.
  • Berapa lama waktu yang dibutuhkan selama proses pengadukan
  • Berapa suhu pengadukan dan kecepatan pengadukan yang optimum supaya dihasilkan seduhan kopi/teh dengan cita rasa terbaik.
  • Bagaimana supaya pengadukan dan suhu di dalam tangki pencampur tetap stabil (tidak berubah-ubah) .
  • Berapa bahan bakar yang dibutuhkan untuk membuat air panasnya
  • Bagaimana mekanisme pemasanannya.
  • Bagaimana cara dan mekanisme pendinginannya
  • Berapa ukuran pipa yang pas supaya cairan tersebut dapat mengalir dengan baik.
  • Bagaimana cara menyaring ampas-ampasnya dan berapa ukuran alat penyaring tersebut.
  • Mau diapakan limbah-limbah ampas tadi dan bagaimana caranya supaya aman dibuang ke lingkungan.
  • Berapa keuntungan yang bisa diperoleh per liter seduhan kopi/teh yang dihasilkan.
Dan masih banyak lagi pertanyaan-pertanya an apa, bagaimana, berapa, mengapa, dll.

Tenang saja, pertanyaan-pertanya an di atas bukanlah momok yang menakutkan. Di jurusan teknik kimia, semua konsep dan teori dasar untuk menjawab pertanyaan-pertanya an tersebut tersedia secara blak-blakan dan pastinya akan dipelajari.

Setelah pabrik bisa beroperasi dan berjalan dengan baik, bereslah sudah tugas seorang insinyur kimia. Uppss…. siapa bilang sudah beres. Saat pabrik sudah mulai berjalan, pasti akan ada masalah-masalah dalam proses tersebut. Atau pastilah juga pabrik ingin keuntungannya supaya lebih besar, maka dilakukan upaya-upaya seperti penghematan energi/bahan bakar, memaksimalkan penggunaan bahan baku, memotong alur proses yang tidak efisien, mengganti peralatan-peralatan yang kinerjanya tidak maksimal, meningkatkan kualitas produk, atau bahkan mengembangkan produk sesuai dengan kebutuhan dan selera konsumen. Nah, aktivitas-aktivitas ini tentu saja masih membutuhkan pengetahuan dan kemampuan seorang insinyur kimia. Jadi don’t be afraid OK, alias jangan takut untuk tidak mendapatkan pekerjaan ya.

Wah, ngga nyangka ya ternyata dari bikin kopi/teh saja demikian banyak ilmu teknik kimia yang bisa dipetik. Padahal ada ribuan produk-produk di jagat raya ini yang dibuat atas dasar/prinsip ilmu teknik kima dan membuat dunia terasa lebih indah. So, kalau mau bikin produk yang aneh-aneh dari bahan-bahan baku yang tersedia di sekitar kita, kalian-kalian bisa belajar di bidang ini untuk mengetahui dasar-dasarnya.

Masih banyak aktivitas/peristiwa sehari-hari yang juga bisa ditelaah seperti halnya menyeduh kopi/teh di atas.
  • Memasak
Ada proses pencampuran, pertukaran panas (pemanasan), pengadukan, perubahan fasa (penguapan), perubahan ukuran, rekayasa produk.
  • Membuat tape
Ada proses reaksi kimia dan fermentasi
  • Menjemur pakaian
Wah, kok bisa ya? Apa kaitannya dengan ilmu teknik kimia? Tentu bisa karena orang menjemur pakaian hingga kering itu adalah peristiwa pengeringan yang dalam teknik kimia disebut ”drying”. Ini adalah peristiwa perpindahaan bahan (yaitu air) dari permukaan pakaian yang basah menuju udara bebas. Mengapa bisa berpindah? Karena perbedaan jumlah (konsentrasi) air dalam pakaian basah dengan udara sekitarnya sehingga air ini akan berpindah dari yang konsetrasi tinggi menuju ke lingkungan dengan konsentrasi yang lebih rendah. Terus gimana kalau malam-malam saya jemur pakaian, tapi tiba-tiba besok pagi pakaian saya sudah agak kering meskipun masih sedikit lembab padahal khan tidak ada sinar matahari di waktu malam. Tapi kalau di siang hari kok keringnya lebih cepat ya? Mengapa... mengapa... dan sejuta mengapa...

Dalam dunia industri, peristiwa sederhana ini banyak dipakai lho. Sebut saja pabrik keripik dimana bahan yang akan dijadikan kripik biasanya harus dikeringkan terlebih dahulu. Pabrik mie instan juga menggunakan konsep ini untuk mengeringkan mie sebelum dikemas dalam bungkus-bungkus plastik. Pabrik susu bubuk, detergent bubuk, pemanis buatan, penyedap rasa, tepung tapioka, juga menggunakan teknik ini pada salah satu tahap pembuatannya.

Siap-siap deh kalau kerja di pabrik makanan yang butuh proses pengeringan, prinsip dasar teknik pengeringan harus sudah ngelotok, lho. Supaya nanti pengeringannya cepat, butuh energi sedikit, dan kualitas hasilnya baik.
  • Jaringan pipa air PDAM
Ada mekanisme perubahan tekanan (pemompaan) dan sistem aliran fluida serta sistem penyimpanan/ storage.
  • Membakar sampah

Konversi energi dan reaksi pembakaran

  • Metabolisme tubuh manusia

Mulai dari mulut hingga anus. Disebut-sebut sebagai miniatur atau ilustrasi pabrik yang sangat kompleks.
  • Timbulnya embun pagi dan kabut
  • Pembusukan sampah-sampah organik
  • Menyaring air kotor
  • Memompa ban mobil/motor

Dan masih…..masih. ..banyak lagi hal lain yang cukup panjang daftarnya apabila disebutkan satu-persatu

Sudah cukup memberikan gambaran awal mengenai teknik kimia, bukan? Kalau kurang, tunggu saja tulisan-tulisan berikutnya dengan topik yang lebih dalam tetapi tetap dikemas dalam suasana ringan dan informal. Pokoknya teknik kimia itu rentang jelajah aplikasinya sangat lebar, mulai dari kehidupan sehari-hari, industri kecil dan menengah, hingga industri-industri besar yang rumit dan kompleks.
Salam teknik kimia !!

Sumber : http://blog.bkkmtki.org

Profesi Teknik Kimia

Apabila dipahami lebih jauh mengenai definisi Teknik Kimia, jelaslah bahwa tujuan utama dari pendidikan Teknik Kimia adalah mencetak sarjana yang mampu merancang dan mengoperasikan peralatan proses secara handal, efisien dan produktif. Karena itu tidaklah terlalu mengherankan bahwa pemakai terbesar sarjana Teknik Kimia adalah industri proses, khususnya industri kimia.
Indonesia berusaha meningkatkan peran industri di dalam menopang perekonomian nasional yang sebelumnya didominasi oleh bidang pertanian. Industri, khususnya industri kimia yang dikembangkan di Indonesia ini diarahkan antara lain untuk:

Menyokong bidang pertanian :

  • Industri berbagai macam pupuk :Urea, TSP, ZA
  • Industri berbagai macam pestisida
Mengolah bahan baku menjadi produk jadi atau setengah jadiuntuk bahan baku

industri yan lain, baik untuk konsumen dalam negeri maupun ekspor:

  • Hasil hutan/Perkebunan :Pulp, Kertas, Karet Ban.
  • Hasil minyak bumi (Gas) : LNG, LPG, Methanol, PTA, Serat sintetis, Berbagai macam bahan baku plastik dan polimer, benzene dan lain-lain hasil produk industri produk industri petrokimia, amonia, carbon black, dll.
  • Hasil tambang : Semen, tawas
Menyediakan bahan baku industri lainnya

  • Industri soda dan khlor serta asam khlorida
  • Industri asam sulfat
  • Industri alkohol dan asam asetat
  • Industri asam sitrat, asam glutamat
  • Industri asam nitrat
  • Industri aneka gas : Oksigen, Nitrogen, Karbon Dioksida, Argon, Hidrogen dll.

Melihat perkembangan industri kimia di Indonesia akhir-akhir ini yang sangat pesat karena didukung bahan baku yang melimpah antara lain seperti Pulp kertas, semen, pupuk urea, serat sintetis, dan produk industri petrokimia lainnya, ruang lingkup tugas tersebut meliputi :

  • Penelitian dan pengembangan

  • Perancangan proses dan alat proses

  • Produksi dan operasi pabrik

  • Management proyek dan konstruksi pabrik

  • Management lembaga swasta dan pemerintah

  • Konsultasi teknik

  • Pendidikan dan pelatihan

  • Pemasaran bahan kimia dan peralatan proses

  • dll

Tugas Sarjana Teknik Kimia pada Industri Teknik Kimia

Industri proses seperti telah dijelaskan di atas merupakan pemakai terbanyak dari sarjana Teknik Kimia. Tugas seorang insinyur/sarjana Teknik Kimia yang bergerak dibidang ini antara lain :

  • Penelitian Proses

  • Pengembangan Proses

  • Rekayasa Proses

  • Analisa Ekonomi

  • Rekayasa Proyek dan Konstruksi

  • Operasional Pabrik

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, dimana data-data teknik yang diperlukan diperoleh dari penelitian-penelitian yang terpisah satu dengan yang lainnya, baik diunit 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.

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 perlatan-peralatan proses yang diperlukan dilanjutkan dengan evaluasi ekonomi.

Untuk mendapatkan data-data teknis-operasional yang akurat, perlu dibuat pabrik berskala pilot, yang ukurannya sudah terskala dengan teliti. Dengan data-data dari pabrik berskala pilot inidiadakan reevaluasi 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.

Rekayasa Proses

Untuk memastikan berapa ongkos produksi yan diperlukan apabila hasil pengembangan proses diterapkan pada skala pabrik perlu adanya rekayasa proses, dimana 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 upa pemanas pada saat itu, berapa biaya proses pendinginan air dengan peralatan pendingin air dengan peralatan pendingin yan tersedia di pasar waktu itu, berapa harga evaporator, pompa dan sistem vacuum, 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.

Analisa Ekonomi

Perusahaan didirikan dengan tujuan utama mencari keuntungan, karena itu faktor ekonomi memegang peranan penting. Seoran insinyur teknik kimia diindustri proses harus berfikir dengan orientasi ekonomi, bagaimana caranya agar perusahaan mendapat keuntungan sebesar mungkin tanpa meninggalkan kode etik (Peersatuan 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 dipasaran 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.

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 yan 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 eknomis, kemudian dibuatkan gambar konstruksinya dengan bangunan insinyur sipil dan arsitek serta sekaligus mengestimasi ongkos bangunannya. Kemudian dia harus membuat jadual 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.

Operasi 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 mejamengamati 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.

Namun demikian, sebetulnya masih ada tugas lain yang membutuhkan pemikiran mendalam, kadang-kadang perhitungan rumit yaitu selalu berusaha agar pabrik yang ditanganinya berjalan mulus dan efisien, mungkin dengan cara menambah peralatan atau mengubah kondisikondisi operasi ataupun mengefisienkan anak buahnya. Dengan selalu berupaya agar lebih baik dan efisien ini justru pengalamannya akan bertambah, bisa dimanfaatkan untuk menangani perancangan pabrik baru yang sejenis, yang pasti lebih efisien dibandingkan yang lama yang telah dia ketahui kelemahan-kelemahannya, sehingga bisa diperbaiki pada pabrik yang baru.

Dengan melihat tugas yang berat tersebut, seorang mahasiswa calon insinyur Teknik Kimia haruslah menyadari, bahwa masa kuliah adalah masa pembekalan dirinya sendiri dengan ilmu keteknikan dan pengalaman dalam bidang yang lain, pengalaman ini sering menjadi bekal utama untuk sukses berkarya setelah lulus. Oleh karena itu pengalaman yang dapat membentuk pribadi perlu dikembangkan misalnya, kepemimpinan dan hubungan antar manusia.

Pengertian Ilmu Teknik Kimia

“Anda menciptakan semesta Anda sendiri saat Anda memulainya.”
( Winston Churchill )


Sumber : Buku "Jurusan Apa Buat Kamu" ( 275 - 290 )

1. Apa sih yang dimaksud dengan teknik kimia ?
Teknik kimia adalah cabang teknik yang memproses bahan - bahan, sehingga mengalami perubahan tingkat wujud, kandungan energi, atau komposisi. Selain itu, teknik kimia juga merupakan cabang teknik yang mengubah atau memisahkan bahan - bahan menjadi produk yang bermanfaat. Sehingga dapat disimpulkan, teknik kimia adalah bidang teknik yang mempelajari pengubahan bahan - bahan menjadi produk yang bermanfaat dan secara ekonomis menguntungkan.

2. Teknik kimia itu berhubungan dengan apa aja sih ?
Teknik kimia berhubungan dengan desain, konstruksi, dan operasi mesin dan peralatan untuk membuat suatu produk. Seperti obat, plastik, dan karet sintetis dengan menggunakan reaksi kimia untuk produksi berskala besar. Karena berhubungan dengan hal - hal tersebut, maka ahli teknik kimia harus memahami kimia dan teknik mesin.

3. Jadi, apa yang dipelajari dalam teknik kimia ?
Disini kamu akan belajar tentang berbagai hal yang berhubungan dengan konversi bahan menjadi produk, mulai dari kondisi operasi yang sesuai, alat - alat pendukung, operasi - operasi yang tepat, reaksi kimia untuk menghasilkan konversi produk itu, dan lain - lain. Selain itu, kamu juga akan mempelajari listrik, bahan konstruksi dan kerja mesin sebagai pengetahuan pendukung.

4. Apa sih prinsip dasar dalam teknik kimia ?
Prinsip fundamental teknik kimia yang terangkum dalam chemical engineering tools, merupakan cara berpikir dalam teknik kimia yang mencakup neraca massa, neraca panas, kesetimbangan, proses - proses kecepatan, ekonomi dan humanitas

5. Apa sih manfaat teknik kimia secara umum ?
Secara umum teknik kimia dapat digunakan untuk perancangan pabrik kimia secara tepat dengan pemahaman dan analisis dari kemampuan - kemampuan, seperti neraca massa dan neraca panas, termodinamika, operasi - operasi pemisahan bahan, proses - proses industri secara umum, kinetika dan reaktor kimia, perpindahan panas, pengendalian proses, perancangan alat, dsb.

6. Apa yang diolah di dalam pabrik di dalam teknik kimia ?
Dalam suatu pabrik kimia, inputnya adalah bahan baku yang disiapkan pada unit feed preparation. Sedangkan, yang digunakan untuk tempat berlangsungnya reaksi kimia adalah reaktor dengan suhu tertentu dan dengan memperhatikan kesetimbangan reaksinya.

7. Terus, gimana proses yang terjadi pada reaktor tersebut ?
Di dalam reaktor terjadi proses konversi yang disebut sintesis bahan. Proses yang terjadi, yaitu konversi, pemisahan ( pemurnian ), sampai penyimpanan dan pengepakan ( packing ) untuk di jual kepada konsumen. Secara umum proses tersebut terjadi di semua pabrik kimia. Untuk mendapatkan produk yang banyak, maka harus memperhatikan suhu reaktor. Kesetimbangan dan jenis reaksinya ( eksotermis atau endodermis ), sehingga akan didapatkan produk yang optimum.

8. Apa sih yang didapat dari proses tersebut ?
Hasil dari pabrik kimia tersebut bermacam - macam, mulai dari semen, obat, plastik, dan lain - lain.

9. Output tersebut digunakan untuk apa ?
Secara umum teknik kimia digunakan untuk merancang alat atau proses yang lebih efektif dan ekonomis, sehingga dapat meningkatkan keuntungan suatu pabrik. Sebenarnya hasil dari aplikasi teknik kimia sangat beragam.

10. Jadi, secara umum apa yang dihasilkan dari teknik kimia ?
Secara umum teknik kimia menghasilkan proses industri dan desain alat yang berguna pada pabrik

11. Sebagai lulusan teknik kimia kamu harus dapat menganalisis kelayakan operasi suatu pabrik, dan dapat mengendalikan jalannya pabrik. Kamu juga harus dapat mencari ide proses yang lebih ekonomis sekaligus merancang alatnya, sehingga dapat meningkatkan keuntungan pabrik kimia tersebut.

12. Penelitian - penelitian apa aja yang dipelajari di teknik kimia ?
Penelitian Eksploratif : Penelitian ini bersifat coba - coba dan biasanya dilakukan untuk mengganti komponen lama dengan komponen baru pada suatu proses atau unit operasi, misalnya mengganti pelarut ( solvent ) untuk ekstraksi, mengganti katalis, dan lain - lain. Dalam penelitian ini data - data pendukung yang tepat sangat membantu keberhasilan penelitian.

Penelitian Fundamental : Ini adalah jenis penelitian yang sangat disarankan untuk mahasiswa strata-1. Hasil penelitian ini berkaitan erat dengan teknik kimia sebagai ilmu, diantaranya mencari koefisien transfer panas suatu emulsi, mencari koefisien transfer massa suatu larutan, mencari permodelan peristiwa kristalisasi. Selain itu, penelitian ini lebih mudah karena media penelitiaanya sudah tertentu.

Penelitian Proses : Ini merupakan jenis penelitian yang sulit karena mencari bagaimana proses yang lebih baik, sehingga dapat menemukan biaya produksi, meningkatkan hasil dan sebagainya.

13. Apa saja sih bidang lain yang bisa dijadiin objek penelitian dalam teknik kimia ?
- Polimer
- Minyak Bumi
- Bahan makanan
- Keramik
- Operasi Teknik Kimia
- Proses Kimia

14. Gelar apa sih yang disandang sebagai lulusan teknik kimia ?
Gelar yang akan diperoleh adalah Sarjana Teknik atau lebih sering disingkat dengan ST.

15. Karier dan Dunia nyata teknik kimia
- Industri
- Akademisi
- Pemerintahan
- Konsultan
- Pengusaha
- Bank
- Ekonom Industri Kimia
- Pakar / Ahli / Spesialis / desainer dalam bidang teknik kimia
- Militer
- Polisi

16. Kemampuan Penunjang
- Matematika : penting karena di teknik kimia kamu akan sering menggunakan rumus - rumus dan persamaan. Untuk itu kamu harus sering berlatih, maka lambat laun kamu akan terlatih dalam penggunaan rumus yang tepat untuk penyelesaian suatu masalah

- Fisika : mungkin kamu bingung, tetapi teknik kimia banyak mempelajari fisika. Dengan memahami fisika memudahkan kamu untuk mengerti proses fisis suatu peristiwa, sehingga dapat menentukan rancangan yang tepat untuk suatu alat.

- Kimia : seperti yang telah disebutkan dia atas, di teknik kimia kamu banyak mempelajari fisika, bahkan lebih banyak dari mempelajari kimia. Pemahaman akan kimia berguna bagi kamu dalam hal larutan zat dan proses reaksi kimia.

- Bahasa Inggris : seperti bidang ilmu lainnya, banyak literatur teknik kimia berbahasa inggris karena itu, kemampuan berbahasa inggris sangat membantu kamu untuk memahami suatu buku atau artikel, sehingga ilmu kamu dapat berkembang

- Kemampuan Berkomunikasi dan Berorganisasi : kedua hal tersebut dibutuhkan karena biasanya kamu tidak bekerja sendiri, tetapi dituntut untuk dapat bekerja sama dengan berbagai orang dari berbagai disiplin ilmu. selain itu, kemampuan ini juga sangat berguna ketika kamu mengganti informasi untuk merancang sebuah pabrik atau proses yang efisien dan aman

17. Sepuluh peran besar teknik kimia
- Atom
- Plastik
- Reaktor Tubuh
- Obat - obatan
- Sintesis Serat
- Pencairan Udara
- Lingkungan
- Makanan
- Petrokimia
- Karet sintetis