TATA CARA Pembuatan Karya Tulis/Ilmiah

o
l
e
h
Setijo Bismo
Departemen Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas
Indonesia
2010
Intensifikasi Proses
• Pertama kali diperkenalkan sebagai suatu konsep dan
diaplikasikan dalam kegiatan perancangan pabrik ICI
di Inggris oleh Profesor Colin Ramshaw pada dekade
tahun 1970an sampai 1980an.
• Dianggap sebagai suatu revolusi konsep perancangan
pabrik kimia dengan beberapa metode pendekatan
yang memungkinkan untuk ”minimisasi” ukuran
peralatan proses dan sistem pemroses dalam pabrik
kimia yang sangat berarti, yang dirancang dengan
kapasitas produksi tertentu (Reay et al, 2009; Keil,
2007).
Tujuan Intensifikasi Proses
• Intensifikasi laju transport molekul-molekul (bahan-bahan kimia)
dalam proses-proses kimia yang mengikutinya,
• Memperbaiki teknik pengendalian dari kinetika reaksi kimia,
• Minimisasi produk samping dan limbah yang mungkin terjadi,
• Meningkatkan efisiensi penggunaan energi,
• Minimisasi biaya kapital dan pengoperasian pabrik,
• Minimisasi penggunaan ruangan gudang yang terlalu luas,
• Peningkatan keamanan pengoperasian dan perawatan pabrik,
• Memperbaiki waktu tanggap, jika terjadi keadaan darurat/bahaya.
Intensifikasi Proses: Konsep dan
Perangkat
REAKTOR
KIMIA
PERALATAN
(PIRANTI KERAS)
PERALATAN
OPERASI
NON-REAKSI
INTENSIFIKASI
PROSES
REAKTOR
MULTIFUNGSI
SEPARASI
HIBRIDA
METODE
(PIRANTI LUNAK)
SUMBER ENERGI
ALTERNATIF
METODE
LAIN
-
Spinning-disk reactor
Static mixer reactor
Monolithic reactor
Microreactor
Membrane reactor
Ultrasonic reactor
Plasma reactor
Static mixer
Compact heat exchanger
Rotating packed bed
Centrifugal absorber
-
Reverse-flow reactors
Heat-integrated reactor
Reactive separations
Reactive comminution
Reactive extrusion
Fuel cells
Chromatographic reactor
- Reverse-flow reactors
- Heat-integrated reactor
- Reactive separations
-
Medan centrifugal
Energi ultrasonik
Energi matahari
Gelombang mikro
Medan magnet dan liastrik
Teknologi plasma
- Fluida superkritis
- Operasi reaktor dinamik
(periodik)
- Sintesis proses
Teknologi Plasma
• Jenis materi keempat berbentuk lebih menyerupai gas yang berada
dalam keadaan terionisasi dan memiliki waktu keberadaan
(lifetime) yang relatif singkat,
• Partikel neutron, ion positif, ion negatif dan elektron yang sangat
terpengaruh oleh medan elektromagnetik,
• Atom atau molekul yang kehilangan elektron karena beberapa
elektron di orbit terluarnya telah terpisah dari atom (molekul)
asalnya,
• Proses penyisihan elektron dari atom dan atau molekul kimia
membutuhkan suatu tingkat energi tertentu, baik dalam bentuk
panas, listrik ataupun cahaya.
Klasifikasi Teknologi Plasma
1. Plasma Termal, yaitu jenis plasma yang memiliki suhu partikel
gas setara atau hampir sama dengan suhu elektronnya (Tgas ≈
Telektron). Dalam hal ini, suhu elektron dan partikel gas berada
dalam keadaan kesetimbangan (quasi-equilibrium) akibat adanya
pemanasan Joule (Joule heating). Contohnya adalah plasma
matahari.
2. Plasma Non-Termal (NTP), adalah plasma dengan suhu gas yang
lebih rendah daru suhu elektronnya (Tgas < Telektron). Suhu
elektron dapat mencapai harga sekitar 1 eV (elektron-Volt) atau
sekitar 10.000 K bahkan lebih tinggi lagi, sedangkan suhu partikel
gas berada di sekitar suhu ambien. Contohnya adalah Aurora
Borealis dan Aurora Australis.
Aplikasi Teknologi Plasma
1. Sebagai pemerkuat eksitasi sekaligus prekursor dalam sistem
produksi material adi dengan teknik PECVD,
2. Prekursor energi dalam sistem pengolahan limbah padat
menjadi bahan bakar gas, yang sangat potensial untuk
menggantikan alat insinerator,
3. Aplikasi plasma non-termal (NTP) untuk proses konversi gas
buang kendaraan bermotor (NOx dan SOx) menjadi bahan
kimia lain yang tidak berbahaya,
4. Aplikasi NTP untuk proses konversi gas-gas rumah kaca (CO2
dan CH4) dan uap air (kukus) menjadi hidrokarbon dengan
rantai C lebih panjang.
Teknologi Ozon dan Aplikasinya
‰ Penggunaan molekul ozon (O3) dalam proses-proses kimia oksidatif dalam
reaktor kontak, yaitu reaktor kimia fasa gas-cair,
‰ Secara alamiah, ozon dihasilkan melalui proses pemaparan sinar ultraviolet
(sinar UV), khususnya dengan panjang gelombang 242 nm,
‰ Sebagai bahan disinfektan dalam proses sterilisasi air (minum), teknologi
ozon dikenal paling unggul, selektif dan sangat efektif,
‰ Selain digunakan sebagai molekul disinfektan air minum, Teknologi Ozon
juga diaplikasikan untuk: pengolahan air limbah pabrik, remediasi dan
meningkatkan kualitas air danau, sungai, dan tambak (udang) yang tercemar
oleh berbagai macam zat renik (mikroorganisme) pathogen,
‰ Molekul ozon juga dapat digunakan untuk menghilangkan bau tidak sedap
di ruangan-ruangan (pabrik, rumah, kantor, dan mobil),
‰ Teknologi ozon juga dapat digunakan untuk proses-proses penyisihan zat
organik dan mineral yang berlebihan serta beracun dalam sistem perairan.
Sistem Industri Proses Kimia
‰ Reaktor kimia, sebagai wahana konversi bahan baku menjadi
produk yang diinginkan, merupakan ”jantung” dari sistem
proses kimia,
‰ Proses lain yang mengikuti (atau pun mendahului) sistem
reaksi kimia adalah Separasi (pemisahan).
Bahan-bahan
Baku
Proses
Pemisahan
(Separasi)
Limbah
Proses
Kimiawi
(Konversi)
Proses
Pemisahan
(Separasi)
Limbah
Produk Utama
Produk Samping
Kondisi Operasi, Katalis dan Produksi
Limbah
‰ Pemilihan kondisi operasi dan jenis
katalis (dan sistem aksesori produksi
kimia lainnya) sangat berpengaruh pada
kualitas perolehan produk yang
diinginkan,
‰ Efisiensi perpindahan massa dan panas
juga semakin ditingkatkan dan
diperbaiki sebagai suatu sistem pemroses
utama dalam industri proses kimia,
‰ Secara sistematis dapat berdampak
dalam produksi limbah proses (gas dan
atau cair) yang membahayakan kualitas
hidup manusia dan lingkungannya .
Fakta tentang Kondisi Kita
‰ Kita di Indonesia, masih jauh dari Industri Kimia
yang berkinerja tinggi,
‰ Kita bahkan masih belum banyak memiliki
Industri Kimia yang berwawasan lingkungan
sekaligus yang bertanggung-jawab terhadap
kualitas hidup manusia!
‰ Bahkan, berbagai teknologi yang kita miliki saat
ini khususnya di Industri Proses, merupakan
teknologi yang sudah ketinggalan 10 – 20 tahun
atau bahkan lebih !
Terobosan dan Sumbangsih Teknologi Alternatif (1)
Hal utama yang diperlukan dari seorang ilmuwan peneliti Teknik Kimia
adalah kejelian, intuisi dan imajinasi yang baik dalam implementasi sistem
produksi, minimisasi limbah (pengendalian pencemaran), yang diikuti dengan
aplikasi metode-metode baru (hibrida) dalam penanggulangan masalah yang
ada.
Konsep Sistem Reaktor Plasma Membran Katalitik, hasil ”Intensifikasi Proses”
Terobosan dan Sumbangsih Teknologi Alternatif (2)
Konsep Reaktor Monolith dengan
Eksitasi Reaktan Gas: konsep
sistem reaktor untuk
mengoptimalkan kebutuhan panas
yang tepat dengan waktu
implementasi sekejap
(instantaneous) dalam suatu proses
konversi kimiawi diyakini dapat
menghasilkan produk dengan
konversi perolehan dan
selektivitas yang tinggi
sedemikian sehingga
pembentukan limbah atau pun
produk-produk samping dapat
diminimisasi.
Konsep Sistem Reaktor Monolith dengan
Eksitasi Reaktan Gas
Teknologi Ozon untuk Teknologi Pengolahan Air
O2
Dielektrik
A
Generasi I
(OG/G1/VII/96)
A
B
B
C
H
DIMENSI RANCANGAN
PROTOTIPE OZONATOR (mm) :
C
Elektroda
Basah
Elektroda
Dalam
10 – 25 kV
h
Generasi II
(OG/G2/IX/97)
∅AA :
80,0
∅AA :
50,0
∅BB :
43,0
∅BB :
22,0
∅CC :
21,5
∅CC :
12,5
H
: 450,0
H
: 350,0
h
: 380,0
h
: 250,0
‰ Isolator : Gelas DURAN 3 mm
‰ Konduktor : Cu-SS314/306
‰ Elektroda : SS/CS/Ag/Ni/Mn
Dielektrik
dielektrik bergerak
O2
~
15 – 25 kV AC
corona discharge
O3
Elektroda dalam
O2
corona discharge
dielektrik bergerak
O3
Prototipe Ozonator (1996 ~ ) untuk Pengolahan Air Limbah
O3
Air Minum Sehat (Water Fontain) di Lobby FTUI
Sisi Barat
Sisi Timur
Tantangan di Masa Depan
‰ Perlu berbekal pada penguasaan berbagai konsep teknologi:
intensifikasi proses, pembangunan berkelanjutan, cradle-tocradle concept and design, eco-advantage, zero pollution
industry, chemical safety and waste-minimization, bio-based
fuel and products, low carbon energy, dan tentunya teknologi
plasma dan ozon
‰ Penguasaan sains fundamental beserta ilmu-ilmu lainnya dan
keterkaitannya dengan sektor ilmu lainnya, termasuk ekonomi,
lingkungan hidup, sosial dan politik, dan hukum,
‰ Segeralah mengubah perilaku yang tidak/belum efisien,
segeralah tinggalkan pemborosan dan kesia-siaan terhadap
segala hal, terutama pengelolaan alam dan sumber-dayanya.
Te ri ma Kasih