SEMESTER 5
Di semester 5, mahasiswa Teknik Kimia akan dibagi menjadi
empat minat yang ada, yaitu Teknologi Hayati dan Bioproses, Energi dan
Lingkungan, Teknik Material dan Teknologi Mutakhir, serta Perancangan dengan
Komputer dan Teknik Keselamatan. Mata kuliah pilihan minat nantinya bakal aku
bahas di postingan berbeda, jadi di sini hanya dibahas 16 sks saja yang
merupakan mata kuliah wajib.
Operasi Pemisahan
Bertingkat
OPB adalah mata kuliah kedua dari rangkaian mata kuliah
Operasi Teknik Kimia (OTK) setelah TBS.
Di sini akan dibahas aplikasi dari konsep kesetimbangan fasa yang sudah
dipelajari di Termo 2, yaitu untuk perancangan alat-alat pemisah di industri
dengan sistem stage-wise, seperti menara distilasi, absorber, stripper, dan
ekstraktor. Alat pemisah di industri sendiri sebenarnya ada dua macam, yaitu
stage-wise (bertingkat) yang dipelajari di OPB dan kontinu yang dipelajari di
OPMP. Apa aja contoh alat pemisah yang kontinu? Ada absorber, stripper,
ekstraktor, bahkan menara distilasi. Lah kok sama?Terus perbedaannya di mana?
Temukan jawabannya di kuliah OPB dan OPMP nanti ya.
Paruh pertama OPB akan menekankan pembahasan tentang menara
distilasi. Materi dibuka tentang review konsep kesetimbangan fasa, pengenalan
proses dan peralatan alat pemisah, metode kalkulasi menara distilasi stage-wise
berbasis neraca massa dan kesetimbangan (metode McCabe-Thiele), metode
kalkulasi menara distilasi stage-wise berbasis neraca massa, neraca energi, dan
kesetimbangan (metode Ponchon-Savarit) dan metode kalkulasi menara distilasi
dengan plate to plate calculation (yang digunakan untuk perancangan detail
menara distilasi), plus beberapa istilah penting tentang kestabilan aliran
dalam menara distilasi seperti entrainment, weeping, dan flooding.
Paruh kedua OPB akan membahas metode kalkulasi untuk alat
lain, yaitu absorber, stripper, dan ekstraktor. Nantinya OPB ini akan banyak
menggunakan gambar dan grafik untuk menentukan jumlah stage, refluks minimum,
dll. Jadi siapkan penggaris, pensil, dan penghapusmu.
Pustaka :
Foust, A.S., 1979, “Principles
of Unit Operations”, 2 ed., John Wiley & Sons, New York.
McCabe, W.L., Smith, J.L, and
Harriot, P., 2001, “Unit Operations of Chemical Engineering”, 6 ed., Mc
GrawHill Book Co, New York.
Perpindahan Panas
Perpindahan panas sebenarnya bukan mata kuliah yang terlalu
sulit, asalkan mengerti betul tentang konsep fundamentalnya. Apa saja konsep
fundamental yang wajib dipahami?
Materi yang dibahas pertama adalah mekanisme perpindahan
panas, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Khusus untuk konduksi, nantinya
akan dipelajari tentang prinsip tahanan seri. Yang perlu dipahami di sini
adalah konsep bagaimana pengaruh isolasi terhadap perpindahan panas, bagaimana
mekanisme perpindahan di dinding berlapis, dsb. Jadi perhatikan betul-betul
materi ini karena nantinya akan sangat bermanfaat.
Untuk konveksi, yang penting adalah bisa membedakan jenis
konveksi natural dan paksaan. Konveksi natural menggunakan bilangan Grashoff, sedangkan untuk konveksi paksaan
menggunakan bilangan Reynold untuk mencari nilai koefisien transfer panas (menggunakan bilangan Nusselt). Nantinya di Teknik Kimia lebih banyak menemui
konveksi paksaan yang diekspresikan dalam bentuk bilangan tak berdimensi
sebagai berikut :
Nu = K.
Rea.Prb.(µ /µw)c
Persamaan perpindahan konveksi di atas akan analog dengan
persamaan untuk konveksi pada transfer massa yang diekspresikan dalam bentuk
bilangan tak berdimensi yang nantinya akan dibahas di OPMP, jadi jangan sampai
miss di sini. Meskipun nanti bakal ketemu persamaan perpindahan panas konveksi
seabrek, jangan bingung. Gunakan persamaan yang sesuai dengan kebutuhan.
Untuk radiasi, konsep yang perlu diperhatikan adalah
perhitungan bila ada dua plat sejajar, dua plat tegak lurus, dll. Yang penting
bisa mengimajinasi dan mengerti tentang konsep dasarnya.
Paruh kedua akan membahas tentang koefisien transfer panas
bila terjadi boiling dan kondensasi. Persamaan yang digunakan adalah
persamaan-persamaan empiris siap pakai sesuai dengan kondisi yang diperlukan.
Perpan ditutup dengan pengenalan Heat Exchanger, yaitu alat penukar panas yang
sangat penting dan digunakan di semua industri kimia. Di sini akan dibahas
konsep dasar seperti jenis HE (double pipe dan shell & tube), ∆T
LMTD, jenis-jenis aliran HE (1-1, 1-2, 2-4, dll.), dan istilah-istilah lain.
Nantinya juga akan dibahas perancangan HE yang bisa kita pelajari dari textbook
Kern. Detail perancangan HE akan dipelajari lebih lanjut di mata kuliah
Perancangan Alat Proses (PAP).
Pustaka :
Holman, J.P., 1989, “Heat
Transfer”, (SI Metric Edition) McGraw-Hill Book Company, Singapore.
Kern, D.Q., 1950, “Process Heat
Transfer”, McGraw-Hill Kogakusha, Ltd.
Alat Industri Kimia
AIK adalah mata kuliah ketiga dari rangkaian mata kuliah
Operasi Teknik Kimia (OTK) setelah TBS dan OPB.
Paruh pertama akan mempelajari alat-alat pemrosesan padatan, seperti
alat kominusi/pengecilan ukuran (crusher, grinder, mill, dll.), ayakan
(screen), dan beberapa perhitungan sederhana, seperti estimasi kebutuhan energi
untuk kominusi, distribusi ukuran ayakan, dan neraca massa sederhana rangkaian
alat kominusi dan ayakan.
Paruh kedua akan membahas tentang prinsip dan perhitungan alat
yang juga banyak digunakan di industri kimia, yaitu filter dan evaporator.
Filter adalah alat yang digunakan untuk memisahkan padatan dan cairan dengan
prinsip perbedaan ukuran. Nantinya akan dipelajari berbagai macam peralatan
filtrasi seperti plate and frame filter press, rotary drum vaccum filter, pan
filter, leaf filter, sand fliter, dll. Sedangkan evaporator adalah alat untuk
memisahkan cairan dan padatan dengan cara menguapkan sebagian cairan sehingga
menjadi lebih kental. Untuk apa sajakah evaporator digunakan dan apa saja
jenis-jenisnya? Temukan sendiri di kuliah AIK
Pustaka :
Brown, G.G., 1953, ”Unit
Operations”, 4 ed., John Wiley & Sons, New York.
Proses Transfer
Proses transfer adalah salah satu mata kuliah paling sulit
di Teknik Kimia menurutku, terutama untuk bagian paruh pertama. Materi yang
dibahas di sini sebenarnya hanya ada tiga topik, yaitu transfer momentum,
transfer massa, dan transfer panas. Paruh pertama akan membahas transfer
momentum, sedangkan paruh kedua membahas transfer massa dan transfer panas.
Saat membahas transfer momentum, nantinya akan dikenalkan
dua jenis fluida yaitu fluida Newtonian dan non-Newtonian. Kemudian dilanjutkan
dengan konsep dasar hukum transfer momentum (seperti yang sudah dipelajari
sekilas di ATK 1), pemodelan matematis untuk kasus transfer momentum, dan
penyelesaiannya. Penyelesaiannya sendiri menggunakan tabel yang ada di Appendix
buku Transport Phenomena karangan Bird,dkk dan kita hanya perlu mencoret suku
yang tidak sesuai dengan kasus. Meskipun terlihat mudah, namun kasus-kasus yang
disajikan cukup menguras otak.
Untuk materi transfer massa dan transfer panas relatif lebih
mudah karena sudah kita pelajari di mata kuliah sebelumnya seperti Matematika
Teknik Kimia dan Metode Numerik. Yang berbeda adalah penyelesaiannya, yaitu
menggunakan corat-coret suku yang tidak sesuai seperti pada penyelesaian
persamaan transfer momentum. Sebenarnya persamaan yang kita coret itu berasal
dari mana sih? Apa bedanya dengan penyelesaian persamaan menggunakan analitis?
Bila sudah memahami dengan baik, nantinya benang merah antara MTK dan proses
transfer akan terlihat.
Pustaka :
Bird, R.B., Stewart, W.E., and Lightfoot, E.N., 2002, “Transport
Phenomena”, 2 ed., John Wiley and Sons, Inc., New York.
Proses Industri Kimia 2
PIK 2 adalah mata kuliah lanjutan dari PIK 1, namun materi
yang dibahas akan sedikit berbeda. PIK 2 akan membahas materi-materi yang cukup
mengasyikkan seperti dasar-dasar perancangan proses, unit-unit dalam industri
kimia, simbol alat dan process flow diagram, pengendalian proses kimia ditinjau
dari kesetimbangan reaksi kimia, panas reaksi, energi aktivasi, dan beberapa
studi kasus seperti proses nitrasi, aminasi, halogenasi, dan sulfonasi. Pustaka
yang digunakan sangat banyak dan tidak terbatas karena materi yang disampaikan
di sini bersifat sangat umum dan hampir ada di semua textbook perancangan.
Manajemen
Manajemen adalah salah satu kuliah penyegaran di
tengah-tengah hiruk pikuk perancangan alat dan proses di Teknik Kimia. Yang dibahas
di sini adalah teori-teori manajemen (seperti sifat kepemimpinan, organisasi,
konsep total quality managememt, six sigma), manajemen sumber daya manusia dan
juga beberapa analisis menarik seperti analisis jaringan, transportasi, linear
programming, dan inventory control. Meskipun singkat, namun kita bisa melihat
gambaran sederhana bagaimana cara menyelesaikan kasus-kasus yang muncul di
perusahaan.
Pemanfaatan dan
Konservasi Sumber Daya Alam
PKSDA membahas materi-materi terkait dengan pemanfaatan sumber
daya alam yang berkelanjutan. Nantinya akan dipelajari berbagai jenis pohon
industri,peraturan perundangan terkait pembangunan berkelanjutan, jenis-jenis potensi sumber daya alam
terbarukan dan tidak terbarukan, life cycle analysis, berbagai teknologi pemanfaatan
sumber daya alam, serta analisis kualitatif kelayakan teknis dan ekonomisnya.
