Proses Industri Kimia 1

 

Materi :

Dasar Proses Industri Kimia

• Pengertian 

Dasar proses industri kimia melibatkan beberapa langkah penting yang memungkinkan pengolahan bahan mentah menjadi produk jadi. Berikut adalah beberapa aspek dasar proses industri kimia:

1. Bahan Baku: Industri kimia menggunakan berbagai bahan baku, termasuk bahan kimia alamiah, bahan baku petrokimia, logam, mineral, dan lain-lain. Bahan-bahan ini diolah menjadi produk kimia yang lebih kompleks melalui serangkaian reaksi kimia
2. Proses Kimia: Proses kimia adalah inti dari kimia industri. Proses ini mencakup serangkaian reaksi kimia dan pemisahan untuk mengubah bahan baku menjadi produk jadi. Proses ini sering kali melibatkan penggunaan reaktor kimia, penukar panas, kolom distilasi, dan peralatan lainnya
3. Produk Kimia Dasar: Industri kimia menghasilkan berbagai produk kimia dasar, seperti asam sulfat (H2SO4), amoniak (NH3), etanol/alkohol, asam sulfat, asam cuka, soda kue, soda api (NaOH), dan produk kimia dasar lainnya
4. Pengolahan Bahan Mentah: Industri kimia memproses bahan mentah dari berbagai sumber, menjadi bahan intermediate dan produk jadi. Proses ini melibatkan reaksi kimia, pemisahan berdasarkan titik didih, kelarutan, berat jenis, serta melibatkan proses kesetimbangan, perubahan suhu, tekanan, dan kondisi proses lain
5. Klasifikasi Industri Kimia: Industri kimia dapat diklasifikasikan menjadi beberapa sub-kategori, seperti industri kimia anorganik, industri kimia organik, industri specialty chemicals, dan lain-lain. Contoh industri kimia anorganik adalah industri soda, baja, dan semen, sedangkan contoh industri kimia organik adalah industri farmasi, cat, sabun, perekat, kosmetika, dan pestisida

Dengan demikian, dasar proses industri kimia melibatkan pengolahan bahan mentah menjadi produk jadi melalui serangkaian reaksi kimia dan pemisahan, serta menghasilkan berbagai produk kimia dasar dan bahan kimia industri yang digunakan dalam berbagai industri lain.

• Industri Proses Kimia

Industri proses kimia adalah suatu industri yang menghasilkan produk zat kimia dasar melalui proses kimia dan fisik. Proses-proses kimia yang dilakukan dalam industri proses kimia meliputi reaksi kimia dan peristiwa kimia fisik seperti pencampuran molekuler, pengubahan fase, dan pemisahan campuran menjadi zat-zat penyusunnya yang lebih murni

Industri proses kimia dapat dibedakan menjadi beberapa jenis, seperti:

1. Industri kimia dasar: Menghasilkan produk zat kimia dasar seperti asam sulfat, amoniak, etanol, asam sulfat, asam cuka, soda kue, soda api, dan produk kimia dasar lainnya.
2. Industri pengolahan minyak bumi (petroleum refinery): Menghasilkan produk-produk bahan bakar minyak seperti bensin, solar, LPG, kerosene, bahan bakar penerbangan, dan minyak diesel, serta produk non-bahan bakar seperti pelumas, lilin, aspal, dan bahan baku kaca/gelas

Industri kimia juga mencakup petrokimia, agrokimia, farmasi, polimer, cat, dan oleokimia, serta menggunakan proses kimia seperti reaksi kimia, pemisahan berdasarkan sifat, distilasi, transformasi oleh panas, dan metode lain

Produk industri kimia digunakan dalam berbagai industri dan aplikasi, seperti pembuatan barang rumah tangga, pertanian, konstruksi, dan industri jasa. Beberapa contoh produk industri kimia yang langsung digunakan konsumen adalah pelarut, pestisida, natrium karbonat, dan semen.Perusahaan kimia besar, menengah, dan kecil di seluruh dunia termasuk dalam industri kimia, seperti Pertamina di Indonesia yang mengolah minyak mentah menjadi bahan bakar

Dalam industri kimia, perhatian diberikan pada kelestarian lingkungan dan pengolahan bahan industri yang aman terhadap lingkungan, serta produk yang dihasilkan ramah lingkungan

Lembar Kerja Peserta Didik kimia industri :

1. Pengembangan LKPD Kimia Industri:Tujuan: Membantu peserta didik memahami alur proses bisnis bidang kimia industri dan mengembangkan keterampilan proses yang diperlukan dalam industri kimia
2. Membahas tiga proses industri yang didasarkan pada reaksi kesetimbangan, yaitu proses Haber-Bosch, proses Kontak, dan proses Ostwald

Diagram Alir Proses 

Diagram alir proses adalah sebuah diagram yang merepresentasikan langkah-langkah dalam proses atau alur kerja secara visual. Diagram ini umum digunakan sebagai alat bantu untuk mengambil keputusan, menyelesaikan masalah, merancang sistem, dan pendidikan. Berikut adalah beberapa jenis diagram alir proses yang umum :

1. Diagram Alir Input-Output : Merepresentasikan bahan baku yang masuk dan produk yang keluar dari proses. Bahan baku masuk dari sebelah kiri, dan produk keluar dari kanan. Jumlah atau laju alir input dan output dapat ditampilkan langsung dalam diagram atau dalam tabel yang menyertai.
2. Diagram Alir Blok (Kotak): Mempunyai beberapa fitur, seperti proses kimia yang direpresentasikan sebagai kelompok blok (kotak) terhubung. Setiap satuan proses menggambarkan fungsi proses secara spesifik, dimana bahan mengalami perubahan fisika dan/atau kimia. Garis dengan panah menghubungkan kotak dan menggambarkan aliran proses: input dan output.
3. Diagram Alir Proses (Process Flow Diagram): Merupakan langkah berikutnya yang lebih kompleks dan detail. Mempunyai fitur seperti neraca energi, kondisi proses (T dan P), dan spesifikasi peralatan proses utama. Diagram ini digunakan untuk mendokumentasikan proses kimia dengan lebih banyak informasi.

Diagram alir proses membantu dalam mendefinisikan maksud dan cakupan dari sebuah alur kerja dan secara kronologis menggambarkan langkah-langkah yang terjadi dalam proses.

Fungsi Diagram Alir Proses Industri Kimia

1. Menguraikan Proses : Diagram alir proses membantu dalam menguraikan proses kimia menjadi langkah-langkah yang lebih mudah dipahami.
2. Mendokumentasikan Proses : Diagram alir proses digunakan untuk mendokumentasikan suatu proses, sehingga dapat dijadikan sebagai referensi dalam desain proses.
3. Mengantisipasi Masalah : Diagram alir proses membantu dalam mengantisipasi masalah yang mungkin timbul dalam proses kimia.
4. Membantu Keputusan : Diagram alir proses dapat membantu dalam mengambil keputusan yang tepat dalam desain proses kimia.

Contoh Diagram Alir Proses Industri Kimia

Contoh diagram alir proses industri kimia dapat ditemukan dalam berbagai industri, seperti pembuatan amonia dari gas alam atau pembuatan sabun batang. Diagram alir proses ini membantu dalam memvisualisasi suatu proses dan memudahkan analisis sistem yang dapat menggambarkan proses dalam suatu prosedur.

Lembar Kerja Peserta Didik

Cara menyusun diagram alir proses yang efektif meliputi beberapa langkah penting. Berikut adalah langkah-langkah yang harus diikuti:

1. Tentukan Tujuan dan Ruang Lingkup:Definisikan tujuan dan ruang lingkup diagram alir. Tentukan apa yang harus dicapai dan apa yang tidak termasuk dalam proses
2. Urutkan Tugas Secara Kronologis:Urutkan tugas dalam urutan kronologis yang tepat. Dokumentasikan langkah-langkah yang diperlukan untuk menyelesaikan proses
3. Atur Tugas Menurut Jenis dan Simbol:Atur tugas Anda menurut jenis dan simbol yang sesuai. Gunakan simbol standar untuk mewakili langkah, keputusan, dan operasi dalam proses
4. Gambar Diagram Alir:Gambar diagram alir dengan menggunakan aplikasi seperti Microsoft Visio atau Creately. Seret bentuk diagram alir ke gambar dan sambungkan dengan panah untuk menunjukkan alur kerja
5. Konfirmasikan dan Perbaiki:Konfirmasikan dan perbaiki diagram alir dengan mendapatkan pandangan dari tim dan memperbaiki hambatan atau masalah potensial
6. Gunakan Simbol Standar:Gunakan simbol standar untuk mewakili langkah, keputusan, dan operasi dalam proses. Simbol ini membantu dalam memahami diagram alir dengan lebih cepat
7. Pertahankan Diagram Alir yang Jelas dan Terstruktur:Pertahankan diagram alir yang jelas dan terstruktur dengan menggunakan warna, simbol, dan bentuk yang sesuai. Hal ini membantu dalam memahami proses dengan lebih efektif
8. Gunakan Aplikasi yang Tepat:Gunakan aplikasi yang tepat seperti Microsoft Visio atau Creately untuk membuat diagram alir. Aplikasi ini membantu dalam membuat diagram alir yang jelas dan terstruktur
9. Perbarui Diagram Alir:Perbarui diagram alir sesuai dengan perubahan proses. Hal ini membantu dalam memantau dan mengoptimalkan proses dengan lebih efektif
10. Gunakan Diagram Alir untuk Analisis dan Dokumentasi:Gunakan diagram alir untuk analisis dan dokumentasi proses. Diagram alir membantu dalam memahami proses dengan lebih cepat dan memudahkan dokumentasi

Dengan mengikuti langkah-langkah ini, Anda dapat membuat diagram alir proses yang efektif dan membantu dalam meningkatkan efisiensi dan kualitas proses.

Simbol Alat Industri Kimia

Simbol alat industri kimia adalah simbol yang digunakan untuk mewakili peralatan dan mesin yang digunakan dalam industri kimia. Berikut adalah beberapa contoh simbol alat industri kimia:

1. Pompa : Pompa Sentrifugal
2. Kondensor : Kondensor
3. Pemanas : Heater
4. Pendingin : Cooler
5. Tanki : Tanki
6. Decanter : Decanter
7. Evaporator : Evaporator
8. Vessel : Vessel
9. Destilasi : Destilasi
10. KKA (Katup Kontrol Arah) : KKA
11. Actuator Cylinder : Actuator Cylinder
12. Sistem Sumber Udara Pneumatic : Sistem Sumber Udara Pneumatic

Dengan demikian, simbol alat industri kimia digunakan untuk mewakili berbagai peralatan dan mesin yang digunakan dalam industri kimia, memudahkan komunikasi dan penggunaan peralatan tersebut.

Lembar Kerja Peserta Didik

Identifikasi Simbol Alat Industri Kimia

1. Peserta didik diberikan gambar-gambar simbol alat industri kimia dan diminta untuk mengidentifikasi nama alatnya.
2. Peserta didik juga diminta untuk menjelaskan fungsi masing-masing alat.

Utilitas 

Utilitas pabrik adalah unit-unit atau bagian dari sebuah pabrik yang berfungsi untuk menyediakan kebutuhan penunjang proses produksi. Utilitas ini meliputi air, steam, listrik, refrigerant, dan bahan bakar, serta beberapa unit pendukung proses yang membantu pelaksanaan proses dan operasi pabrik agar bekerja sesuai dengan yang diinginkan.

Komponen Utilitas Pabrik

Air :

Digunakan untuk keperluan sanitasi, pencucian, dan pembersihan peralatan pabrik, laboratorium, dan lain-lain.

Syarat fisis air sanitasi: tidak berwarna, tidak berbau, tidak berbuih, dan tingkat kekeruhan < 1 mg SiO2/liter.

Steam:

Digunakan sebagai media pemanas dalam pabrik.

Jenis steam yang digunakan adalah saturated steam dengan temperatur 330°C.

Peralatan yang menggunakan steam, seperti heater, reboiler, dan evaporator.

Listrik:

Digunakan untuk penerangan dan pengoperasian peralatan pabrik.

Kebutuhan listrik dipenuhi oleh generator listrik.

Peralatan yang menggunakan listrik, seperti pompa dan kompresor.

Refrigerant:

Digunakan untuk pendinginan dalam pabrik.

Jenis refrigerant yang digunakan tidak disebutkan.

Bahan Bakar:

Digunakan sebagai sumber energi untuk pabrik.

Jenis bahan bakar yang digunakan tidak disebutkan.

Fungsi Utilitas Pabrik

1. Membantu Pelaksanaan Proses:
2. Membantu pelaksanaan proses produksi agar bekerja sesuai dengan yang diinginkan.
3. Menyediakan Kebutuhan Penunjang:
4. Menyediakan kebutuhan penunjang proses produksi, seperti air, steam, listrik, refrigerant, dan bahan bakar.

Pentingnya Utilitas Pabrik

Ketepatan Pemilihan Lokasi:

Pemilihan lokasi pabrik harus direncanakan dengan berbagai pertimbangan, termasuk pengadaan bahan baku, utilitas, dan faktor penunjang lain-lain.

Kemudahan Pengoperasian:

Kemudahan dalam pengoperasian pabrik dan perencanaan di masa yang akan datang merupakan faktor yang perlu mendapat perhatian dalam penetapan lokasi suatu pabrik.

Soal Utilitas Pabrik:

1. Tulis dan jelaskan permasalahan yang sering muncul pada industri kimia berkaitan dengan : Steam, Air, Tenaga listrik, Bahan bakar.
2. Berapa kebutuhan daya listrik pada pabrik heksametilendiamin untuk penerangan dan alat-alat produksi?
3. Identifikasi tempat mana saja yang menggunakan penerangan dengan menggunakan listrik dan hitung berapa banyak daya yang perlu disupply sebagai daya listriknya.
4. Berapa kebutuhan steam pada pabrik heksametilendiamin untuk proses produksi dan alat-alat produksi?
5. Hitung kebutuhan utilitas pabrik yang terdiri dari empat unit: penyediaan steam, penyediaan air, penyediaan tenaga listrik, dan penyediaan bahan bakar.
6. Jelaskan perbedaan antara sistem utilitas pabrik yang menggunakan air pendingin dan sistem utilitas pabrik yang menggunakan air umpan boiler.
7. Berapa jumlah bakteri yang diperbolehkan di sistem air pendingin dengan open sistem?
8. Jelaskan masalah yang paling sering timbul dari sistem closed CWS dan bagaimana cara mengatasi masalah tersebut.
9. Berapa kebutuhan scale inhibitor yang umum digunakan di dalam CWS dan apa fungsi scale inhibitor tersebut?
10. Jelaskan bagaimana mikroorganisme dapat masuk ke CWS dan bagaimana cara mengatasi pertumbuhan mikroorganisme yang tidak terkontrol.
11. Berapa kebutuhan dealkalizer yang digunakan untuk mengatasi dissolved gas di boiler dan apa fungsi dealkalizer tersebut?
12. Jelaskan bagaimana pengolahan air secara kimia dapat dilakukan dan apa tujuan pengolahan air secara kimia.
13. Berapa kebutuhan demineralizer yang diregenerasi dengan menggunakan hydrochloric acid dan sodium hydroxide untuk bed kation dan bed anion?
14. Jelaskan bagaimana korosi dapat timbul di dalam sistem utilitas pabrik dan bagaimana cara mengatasi korosi.
15. Berapa kebutuhan polymer dan phosphonat yang digunakan sebagai scale inhibitor di dalam CWS?
16. Jelaskan bagaimana aspergilus dapat menyebabkan fouling di dalam sistem utilitas pabrik.
17. Berapa kebutuhan sodium lignin sulfonate yang digunakan sebagai scale inhibitor di dalam CWS?
18. Jelaskan bagaimana mikroorganisme dapat masuk ke CWS hanya melalui angin saja.
19. Berapa kebutuhan koagulan yang digunakan untuk pengendapan zat terlarut/tersuspensi di dalam pengolahan air?
20. Jelaskan bagaimana pengolahan air secara fisika dapat dilakukan dan apa tujuan pengolahan air secara fisika.

Industri Kimia

• Industri sabun dan deterjen 
• Industri gula
• Industri cat, pewarna, dan coating
• Industri Fermentasi 
• Industri Pulp dan kertas 
• Industri pengolahan pangan