Apa yang Dipelajari Di Program Studi Teknik Kimia?

Dibandingkan profesi insinyur lainnya, profesi insinyur Teknik Kimia dapat dikatakan unik, karena menangani berbagai jenis bahan baku yang ada di alam untuk memproduksi bahan yang tidak ada di alam. Karena sifat dari profesinya ini, pola pendidikan dalam program studi ini sifatnya sangat fundamental. Tujuannya adalah agar lulusan program studi Teknik Kimia memiliki pemahaman yang mantap mengenai ilmu-ilmu sains dasar dan teori ilmu rekayasa (engineering), dan tidak semata-mata mempelajari mengenai teknologi. Di sisi lain, pekerjaan seorang insinyur Teknik Kimia sangat terkait dengan aplikasi ilmu dan teknologi yang bersifat komersial dan memperhitungkan untung-rugi, sehingga masalah peralatan, prosedur perancangan proses secara empiris, estimasi biaya, dan hal-hal lain terkait ekonomi dan manajemen juga harus dipertimbangkan sebagai bagian dari pendidikan di program studi Teknik Kimia. Oleh sebab itu, pola pendidikan dalam program studi ini sifatnya cenderung generalis dan komprehensif.

Seperti telah disebutkan sebelumnya, seorang insinyur teknik kimia memiliki kemampuan mengembangkan proses produksi secara ekonomis/berskala niaga dengan melakukan rekayasa terhadap bahan/material dan energi berdasarkan ilmu sains dan engineering. Proses produksi tersebut akan berlangsung dalam peralatan proses, yang dapat dinyatakan sebagai satu unit operasi. Beberapa unit operasi dirangkai sedemikian rupa untuk menghasilkan produk yang diinginkan, mulai dari proses fisika (seperti proses pemisahan, pemanasan atau pendinginan) hingga proses sintesis kimia (proses reaksi material).

 

Konsep dasar ilmu teknik Kimia berkembang pertama kali untuk pengembangan unit operasi. Seiring dengan perkembangan ilmu dan teknologi, konsep ini kemudian berkembang menjadi beberapa ilmu dasar sebagai berikut:

  • Peristiwa Perpindahan
    Yang dimaksud peristiwa perpindahan dalam bidang ilmu Teknik Kimia mencakup dinamika fluida, perpindahan massa, perpindahan energi, dan perpindahan momentum.
  • Neraca Massa dan Neraca Energi
    Dalam berbagai sistem proses kimia, baik di dalam unit proses, reaktor, maupun peralatan lainnya, harus dilakukan perhitungan terhadap massa dan energi dari aliran bahan yang masuk dan keluar dalam sistem, serta memperhitungkan massa dan energi yang terbentuk atau digunakan dalam sistem tersebut.Dalam membuat neraca massa (material balance), jumlah massa bahan yang masuk ke dalam sistem proses kimia harus sama dengan jumah massa bahan yang keluar sistem proses tersebut, serta memperhitungkan apakah ada massa yang terbentuk atau terkonsumsi akibat proses dalam sistem. Neraca massa untuk sistem tanpa reaksi kimia (misalnya dalam peralatan pemisahan) akan berbeda dengan neraca massa untuk sistem dengan reaksi kimia (misalnya dalam reaktor), karena dalam sistem dengan reaksi kimia terjadi pembentukan zat baru sehingga massa zat baru yang terbentuk akan berpengaruh dalam perhitungan neraca massa.Neraca energi (energy balance) sangat berkaitan dengan neraca massa, karena perhitungan keekonomian sebuah proses tidak hanya dipengaruhi oleh bahan yang terlibat dalam proses, melainkan juga oleh jumlah energgi yang dibutuhkan untuk melangsungkan proses kimia tersebut. Serupa dengan neraca massa, prinsip neraca energi adalah jumah energi yang masuk ke dalam proses harus sama dengan jumlah energi yang meninggalkan proses. Melalui perhitungan neraca energi, akan diketahui berapa energi yang perlu dimasukkan (misalnya dengan pemanasan) atau bebrapa energi yang harus dikeluarkan (misalnya dengan pendinginan).
  • Perancangan Proses Kimia
    Perancangan proses kimia mencakup perancangan unit operasi dan unit proses. Unit operasi adalah unit peralatan untuk melakukan perubahan fisis pada bahan baku, sedangkan unit proses adalah unit peralatan yang melibatkan reaksi kimia. Unit operasi (seperti proses filtrasi, sedimentasi, distilasi, evaporasi, ekstraksi, dan kristalisasi) digunakan untuk mempersiapkan bahan baku, memurnikan dan memisahkan produk, mendaur ulang material yang belum terpakai, tanpa mengubah sifat kimia dari bahan baku. Unit proses (seperti pembakaran, reaksi kimia seperti nitrasi atau oksidasi dan fermentasi) digunakan untuk mengubah sifat kimia dari bahan baku dengan proses biokimia, termokimia, dan proses-proses lain yang melibatkan reaksi kimia.
  • Rekayasa Reaksi Kimia (Chemical Reaction Engineering)
    Rekayasa reaksi kimia digunakan untuk mempelajari kinetika sebuah reaksi kimia dan proses yang terjadi dalam berbagai jenis reaktor, seperti reaktor yang beroperasi secara batch atau yang beroperasi secara berkesinambungan (continue). Implementasi dari ilmu ini adalah perancangan reaktor dan untuk memprediksi kinerja reaktor berdasarkan data laboratorium dan parameter kondisi proses. Ilmu yang terlibat dalam rekayasa reaksi kimia antara lain adalah termodinamika, kinetika kimia, mekanika fluida, perpindahan panas, perpindahan massa, dan keekonomian.
  • Perancangan Pabrik
    Bidang ilmu Teknik Kimia menaruh perhatian pada perencanaan, spesifikasi, dan analisa pilot plant, pabrik baru, atau modifikasi pabrik. Perancangan pabrik biasanya dibatasi oleh beberapa faktor, termasuk pendanaan, peraturan pemerintah, dan standar keselamatan. Keterbatasan ini akan berpengaruh pada pilihan langkah proses produksi, bahan baku, dan peralatan yang digunakan.

Konsep ilmu dasar teknik kimia ini kemudian dikembangkan menjadi berbagai mata kuliah yang dipelajari dalam program studi Teknik Kimia. Di antara mata kuliah yang diajarkan di program studi Teknik Kimia, beberapa mata kuliah merupakan penjabaran detail dari konsep ilmu dasar tersebut. Adapun mata kuliah lainnya berisi materi yang menggabungkan aplikasi dari konsep-konsep ilmu dasar tersebut secara komprehensif. Salah satu mata kuliah yang menggabungkan aplikasi ilmu-ilmu dasar tersebut adalah mata kuliah Proses Industri Kimia yang mengulas begaimana sebuah produk dibuat dalam skala industri, tahapan proses yang harus dilakukan, bahan baku yang digunakan, reaksi yang terlibat, peralatan yang digunakan, kondisi operasi (suhu dan tekanan), katalis yang digunakan, dan utilitas apa yang digunakan (bahan bakar, kukus).

Sumber : Kuliah jurusan apa ? Fakultas Teknik Jurusan Teknik Kimia, Arini Tathagati Gramedia , Jakarta, 2015

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *