Dokumen tersebut membahas tentang pengantar teknik kimia. Teknik kimia adalah bidang ilmu teknik yang memproses materi untuk menghasilkan perubahan tingkat wujud, kandungan energi, dan komposisi. Tugas utama ahli teknik kimia adalah mengembangkan proses dari skala laboratorium menjadi skala industri dengan pertimbangan ekonomis. Untuk itu, lulusan teknik kimia perlu memiliki kompetensi il

1. Pengenalan
Teknik Kimia
Bagian 1
Bagian 2
Bagian 3
Bagian 4
Bagian 5
Bagian 6
Home
 Kode MK : 107
 SKS : 2
DR.Ir.Fatimah, MT
DR.Ir.Renita Manurung,ST,MT
Departemen Teknik
Kimia
Fakultas Teknik
USU

2. 1. Pengantar ke Teknik Kimia
Engineering Adalah seni untuk
memanfaatkan sumber daya alam
(SDA) bagi kegunaan dan
kemudahan manusia, sebagai alat
untuk memproduksi, serta untuk
lalu lintas ……………………………..
(Institute of Civil Engineers,1818)
1.1. Defenisi “Teknik (engineering)”

3. Engineering Adalah Suatu
profesi dimana pengetahuan
matematika, dan ilmu-ilmu alam
(natural science) yang diperoleh
dengan studi, pengalaman dan
praktek, diterapkan secara bijak
sana untuk mengembangkan cara-
memanfaatkan SDA dan bahan-
bahan secara ekonomis untuk
kesejahteraan manusia.
(Accreditation Board for Engineering
& Technology, (ABET, 2000)
Defenisi “Teknik (engineering)”
mengembangkan cara-cara

4. Defenisi “Teknik (engineering)”
Dalam defenisi di atas, kata kunci adalah :
….. mengembangkan cara-cara …
(developed ways)
Dengan kata lain, Tugas Utama Ahli Teknik adalah :
“mengembangkan cara-cara “

5. o
Defenisi
Teknik Kimia adalah Profesi dimana
pengetahuan tentang matematika,
kimia dan Ilmu Pengetahuan
lainnya yang diperoleh dari studi,
pengalaman dan praktek diterapkan
dengan pertimbangan (judgement)
untuk mengembangkan cara-cara
yang ekonomis bagi penggunaan
materi dan energi untuk
kepentingan (benefit) manusia
 Anggaran Dasar American Institute of
Chemical Engineers (AIChE), 1983 :
Teknik
Kimia
(Chemical
Engineering)

6. o
Defenisi
Teknik Kimia adalah cabang Ilmu
Teknik yang memproses bahan-
bahan (materi) sehingga mengalami
perubahan tingkat wujud, kandung-
an energi dan/atau komposisi
 Foust (1980) :
Teknik
Kimia
(Chemical
Engineering)
Proses
• Fisika
• Kimia
• mikrobiologis
Materi/
energi
Perubahan tingkat :
• wujud
• Kandungan energi
• Komposisi

7. o
Contoh Bidang Teknik Kimia
1. Pembuatan gula pasir dari tebu
Larutan gula kristal gula
(cair) (padat)
 Jenis proses : fisika
 Perubahan selama proses : • tingkat wujud
• (cair padat)
2. Pembuatan alkohol dari glukosa (larutan gula)
C6H12O5 alkohol
(cair) (cair)
 Jenis proses : mikrobiologi
 Perubahan selama proses : sifat kimiawi, dan komposisi
Fermentasi
mikroba

8. .
3. Tugas Utama Ahli Teknik Kimia
Dari defenisi
Teknik
(ABET, 2000)
.. mengembangkan
cara-cara ..
.. secara ekonomis ..
Tugas utama
ahli teknik
Artinya : Produk yg dihasilkan harus
dapat bersaing di pasaran
Menurut Kaidah Teknik Kimia :
• Makin besar skala produksi, biaya produksi tiap satuan
produk semakin kecil

9. .
 Jadi, agar dapat bersaing secara ekonomis, umumnya skala
produksi harus cukup besar (skala industri/ komersial)
 skala industri dapat berupa :  Industri kecil
 Industri menengah, dan
 Industri besar
 disamping itu, proses-proses dan peralatan-peralatan yang
digunakan dalam skala industri umumnya jauh berbeda
dengan proses-proses & peralatan dalam skala kecil/ skala
laboratorium
Tugas utama Ahli Teknik Kimia adalah :
Pengembangan proses dari skala lab skala industri/ pabrik

10.  Menurut Reklaitis, G.V. (1983)
Tugas
utama
insinyur
kimia,
ada 2 :
1. Mengembangkan dan merancang
proses (rekayasa) dari skala
laboratorium skala pabrik
dimaksudkan untuk proses baru
2. Mengoperasikan dan memperbaiki
proses
dimaksudkan untuk proses/
industri yang sudah ada atau telah
beroperasi

11.  What Chemical Engineers Sometimes Do
for a Living (Masalah Teknik Kimia)
Seorang ahli kimia di bagian Research & Development (R&D)
perusahaan anda telah menemukan, bahwa jika dia mencampur
2 reaktan dengan perbandingan tertentu pada suhu tertentu,
diperoleh suatu produk yang lebih bernilai dibanding kedua
reaktan. Perusahaan merencanakan akan membuat produk
tersebut menggunakan proses yang didasarkan pada reaksi ini.
Contoh-1
Pada point ini, hal tersebut menjadi problem keteknikan,
atau lebih tepatnya “Ratusan masalah keteknikan”,
antara lain :

12. 1. Dengan apa reaksi tersebut dijalankan ?
 Sebuah pipa panjang ?
 Sebuah tangki yang besar ?, atau
 Beberapa unit tangki yang kecil ?
 Terbuat dari apa ?
 Apakah harus dipanaskan ?, Jika ya, berapa jumlah panas
yang dibutuhkan dan bagaimana caranya ?
 Dengan sebuah heater listrik di dalam/di luar reaktor ?
Atau dengan melewatkan fluida panas melalui koil
pemanas di dalam reaktor ?
 Dengan memanaskan reaktan terlebih dahulu sebelum
diumpankan ke reaktor ?
 Apakah reaksi tersebut dapat dijalankan dengan panas
yang dihasilkan dari panas reaksinya sendiri, sehingga
pemanasan hanya dibutuhkan untuk start-up saja ?

13. 2. Dimana reaktan diperoleh ?, dengan membeli atau
membuatnya ?
 Dengan perbandingan berapa seharusnya diumpankan ke
reaktor ?
3. Bagaiman effluent reaktor ? Apakah hanya mengandung
produk atau juga mengandung reaktan yang tidak bereaksi ?
 Jika ya, apakah produk harus dipisahkan dari reaktan
tersebut dan kemudian diumpankan kembali ke reaktor ?
 Jika diinginkan pemisahan, bagaimana melakukannya ?
 Bila seluruh bahan proses berupa gas/uap, pada tempe-
ratur berapa reaksi tersebut dijalankan ?
 Dapatkan campuran tersebut didinginkan hingga tempe-
ratur dimana produk terkondensasi, tetapi reaktan tidak ?
Atau sebaliknya ?

14.  Atau jika campuran berupa cairan, dapatkan campuran
didinginkan hingga temperatur dimana produk
mengkristal (menjadi fase padat) ?
 Jika salah satu alternatif ini dipilih, peralatan apa yang
di perlukan ?, berapa ukurannya ?, terbuat dari bahan
apa ?
 Apakah dibutuhkan pemanasan/ pendinginan ?
 Apakah diperlukan kontrol untuk menjaga agar operasi
proses dalam batas-batas yang diizinkan ?
 Apa jenis pengendali yang akan digunakan ? Apakah
manual atau otomatik ?

15. 5. Bagaimana seharusnya aliran reaktan & produk
digerakkan ke/dari reaktor ?, dan peralatan pemanasan,
pendinginan dan pemisahan termasuk dalam proses
tersebut ?
 Apakah dengan gravitasi atau dari umpan yang tinggi ?
 Dengab pompa atau blower, atau kompressor , atau
belt conveyer ?
Apa jenisnya ? Seberapa besarnya ? Dan terbuat dari
bahan apa pipanya ?
Apakah telah diketahui bahwa sistem reaksi dapat
menjawab semua pertanyaan tersebut ? Atau perlu
melakukan studi laboratorium tambahan ? Studi yang
bagaimana ?
Dapatkah data laboratorium digunakan secara langsung untuk
mendesain pabrik industri ? Atau harus melakukan terlebih dahulu
dalam pilot-pant yang lebih kecil untuk menguji desain ? Berapa
ukurannya ?

16.  Bidang kerja Teknik Kimia :
Mencakup banyak sekali komoditas, termasuk produk-produk
berbasis bahan mentah yang banyak/melimpah terdapat di
Indonesia
1. Komoditas berbasis pati, meliputi :
Contoh :
Glukosa, sukrosa, pentosa, aseton, butanol, etanol,
sorbitol, asam nitrat, asam laktat, asam oksalat, furfural,
dll.
2. Komoditas berbasis selulosa/ serat, meliputi :
Rayon, selulosa nitrat, selulosa asetat, carboxyl methyl
cellulose (CMC), methyl ethyl cellulose, dll.

17.  Bidang kerja Teknik Kimia :
3. Komoditas berbasis nabati, meliputi :
Contoh :
Sabun, margarin, gliserin, asam-asam karboksilat rantai
panjang, alkohol rantai panjang, dll.
4. Minyak atsiri dari hasil-hasil pertanian & perkebunan di
Indonesia dapat diolah menghasilkan komoditas untuk
bahan-bahan, seperti :
• Industri bahan makanan/ minuman
• Industri farmasi
• Kosmetik
• Parfum
• Essence,
• dll

18.  Pendidikan Teknik Kimia :
Agar seorang lulusan dapat berkembang menjadi tenaga kerja
ahli Teknik Kimia yang handal dan bermanfaat bagi
masyarakat (khususnya untuk Indonesia), seorang lulusan
harus :
• Memiliki komitmen terhadap bangsa
Indonesia
• Memiliki kompetensi
 Kompetensi Ahli Teknik Kimia, terbagi atas 2 macam :
1. Pengetahuan dan ketrampilan
2. Sikap mental dan Etika Profesi

19. 1. Kemampuan untuk mengaplikasikan
pengetahuan matematika, science
dan engineering
2. Kemampuan untuk merancang dan
menjalankan eksperimen serta
menganalisis dan menginterpretasi
data
3. Kemampuan untuk merancang
suatu sistem, komponen, atau
proses untuk memenuhi suatu
kebutuhan
Kompetensi Ahli Teknik Kimia (ABET, 2000) :
Aspek ilmu
pengeta-
huan &
ketrampilan
4. Kemampuan untuk berperan serta
pada suatu tim yang ber sifat multi
disiplin

20. Kompetensi Ahli Teknik Kimia (ABET, 2000) :
5. Kemampuan untuk mengidentifikasi,
memformulasi dan menyelesaikan
masalah-masalah teknik
6. Pemahaman tentang tanggungjawab dan
etika profesi
7. Kemampuan untuk berkomunikasi secara
efektif
8. Cakupan pengetahuan cukup luas untuk
dapat memahami pengaruh tindakan
teknis yang diambilnya terhadap
masyarakat dan dunia global
9. Kesadaran akan pentingnya belajar terus
menerus (life-long learning) dan
kemampuan untuk menjalankannya.

21. Kompetensi Ahli Teknik Kimia (ABET, 2000) :
10. Pengetahuan tentang isu-isu
kontemporer
11. Kemampuan untuk memanfaatkan
teknik-teknik, keahlian-keahlian, dan
peralatan teknik modren yang
diperlukan untuk pelaksanaan tugas-
tugasnya
Keterangan :
1. Nomor 1  3 : aspek ilmu pengetuahuan
2. Nomor 4  11 : aspek sikap mental
& Etika

22. Sikap Mental
• Agar bermanfaat bagi masyarakat, Teknik Kimia
memerlukan sikap mental dan etika profesi
• Dewasa ini, ilmu pengetahuan (science) berkembang
dengan pesat dan sangat bermanfaat bagi profesi Teknik
Kimia.
Ahli teknik (engineer) sering mempunyai sikap mental
ilmuwan (scientist)  yang kurang sesuai dengan sikap
mental ahli teknik

23. Beda sikap mental ilmuwan dan ahli teknik
• Ilmuwan lebih menekankan pada
pertanyaan “mengapa”
• Sedang ahli teknik lebih menekankan
pada pertanyaan “bagaimana”
• Tugas utama ilmuwan adalah mencari
kebenaran
• Tugas utam ahli teknik adalah
menentukan tindakan (course of action)
• Winfrey
(1962)
artinya

24. Beda sikap mental ilmuwan dan ahli teknik
 Ahli teknik umumnya berorientasi pada
masalah dan lebih dimotivasi oleh
kebutuhan (need) daripada keingintahuan
 Ilmuwan umumnya termotivasi oleh
keingintahuan dan tidak dibatasi oleh
pertimbangan pelaksanaan praktis dan
pemanfaatan dalam waktu singkat
• Dalam bekerja, ahli teknik kimia mempunyai
pendekatan dan sikap yg berbeda dengan
ilmuwan
• Resnick
(1981)

25. Etika
Profesi
Dalam menjalankan tugas profesinya,
engineer wajib :
1. Menjunjung tinggi keselamatan, kesehatan,
dan kesejahteraan masyarakat
2. Memberikan jasa-jasa profesinya pada
bidang-bidang yang sesuai dengan
kompetensinya.
3. Memberikan pernyataan-pernyataan kepada
umum hendaknya secara objektif dan jujur
4. Bertindak sebagai pelaku yang jujur dan
terpercaya kepada pemberi kerja ataupun
klien, dan menghindarkan diri dari konflik-
konflik kepentingan (conflient of interest)

26. Etika
Profesi
5. Meningkatkan reputasi profesionalnya
melalui unjuk kerja yang baik, dan bukan
melalui persaingan secara curang.
6. Berperilaku terhormat, bertanggung jawab,
etis dan taat aturan untuk meningkatkan
kehormatan, reputasi dan kemanfaatan
profesi
7. Secara terus-menerus meningkatkan
kemampuan profesionalnya sepanjang karir
dan memberi kesempatan engineers di
bawahnya untuk mengembangkan
kemampuan profesional.

27. Beberap Sikap Mental ahli teknik
1. Kesediaan untuk bekerja dengan data dan
pengetahuan yang kurang lengkap atau kadang-
kadang berlawanan
2. Kesadaran perlunya mengembangkan dan
memanfaatkan pertimbangan teknik (engineering
judgement)
3. Mempertanyakan keandalan setiap informasi,
spesifikasi, metoda dan hasil (questioning attitude)
4. Kesadaran bahwa eksperimen merupakan arbiter
tertinggi (hasil percobaan yang dijalankan dengan
cukup teliti lebih dipercaya daripada perhitungan-
perhitungan teoritis, analogi, perkiraan, logika, dll
5. Kedaran untuk mempertanggungjawabkan suatu hasil
yang bermanfaat
• Winfrey
(1962)

28. Beda Proses dan Peralatan Skala Lab. dan Indutri
Contoh : Proses pembuatan gula pasir mentah dari tebu
Tujuan Proses
• Pengambilan nira dari tebu
Tebu
Pengepresan
Pemekatan
Pengeringan
Kristal gula
pendinginan
Pemurnian/ penjernihan
dgn Ca(OH)2
• Penguapan air ( evaporasi)
• Membuang kotoran dari nira
• Pembentukan kristal gula
• Pemurnian hasil

29. Beda Proses dan Peralatan Skala Lab. dan Indutri
a. Skala lab : Proses di atas mudah dilaksanakan
b. Skala industri : Proses dan peralatan lebih kompleks
(lihat : Diagram proses dari Austin, 1984)
Dari contoh tersebut, dapat disimpulkan bahwa dalam :

30. 1.2. Tahapan Pendirian Pabrik Kimia
(Pengembangan proses dari skala lab ke skala pabrik)
Menurut AIChE (1953) dalam Harper (1954) : Tahapan
pengembangan proses dari skala lab ke skala pabrik :
1. Penelitian Exploratif / Penelitian Fundamental
2. Penelitian Proses (Process Research)
9. Teknik Penelitian Pasar (Market Research Engineering)
3. Pengembangan Proses (Process Development)
4. Teknik Proses (Process Engineering)
5. Analisis Ekonomi (Economic Analysis)
6. Teknik Proyek (Project Engineering)
7. Teknik Konstruksi (Construction Engineering)
8. Teknik Operasi (Operational Engineering)

31. Yaitu : Penelitian dalam rangka usaha-usaha :
 Penelitian Exploratif (Explorative Research)
 pembuatan suatu bahan kimia baru
 penggunaan bahan baku baru
 proses baru
 katalisator atau pelarut baru, dll.
Juga termasuk :
 Penelitian tentang struktur bahan kimia
dan mekanisme reaksi
Penelitian ini :
 Juga dilakukan oleh profesi-profesi lainnya di Perg. Tinggi
 Hasil Penelitian ini menurut Prof. Lamb (Sugiarto, 1992)
kemungkinan yang layak secara teknis/ ekonomis pada
skala industri adalah 1 : 100

32. Yaitu : Penelitian yg bertujuan untuk :
 Penelitian Fundamental (Fundamental Research)
 Mencari besaran-besaran fisis atau kimia
mis : kapasitas panas; panas reaksi; tetapan kecepatan
reaksi, dll
 Mencari persamaan-persamaan fungsional
mis : * Persamaan D’Archy untuk aliran fluida dalam pipa
* Persamaan korelasi perpindahan panas dan massa
 Pengembangan teori yang berlaku umum (relatif)
 Penelitian ini berorientasi kuantitatif dan hasilnya bisa bermanfaat
untuk tahap pengembangan pabrik selanjutnya serta untuk
memperkaya teori (aspek ilmiah)
 Penelitian ini juga dilakukan oleh teknik kimia maupun profesi-
profesi lain.

33. Yaitu : Penelitian yg bertujuan untuk : Mencari data yang cukup
dan secukupnya saja untuk tahap pengembangan
proses (perancangan pilot plant atau perancangan
pabrik)
 Penelitian Proses (Process Research)
 Setelah tahap ini, kemungkinan kelayakannya menurut
Prof. Lamb adalah 1 : 10
Penelitian ini dimulai dengan mencoba merancang pabriknya
dan membayangkan perancangan alat-alat yang akan dipakai
mis : - Penentuan jenis dan ukuran reaktor
- Penentuan kondisi optimum proses
- Penentuan jenis dan ukuran alat-alat pencampur/
pemisah, perpindahan panas

34. Yaitu : Penelitian yg meliputi :
 Pengembangan Proses (Process Development)
 Harga pilot plant biasanya cukup mahal (± 2 juta US $)
 Karena biayanya mahal, tahap ini sering diusahakan untuk
dilompati
 Setelah tahap ini, kelayakan secara teknis/ ekonomi adalah
1 : 2 atau 5
Pilot plant adalah Suatu unit proses yang lengkap seperti
pabrik, namun ukuran/ kapasitas berskala kecil
a. Perancangan kegiatan selanjutnya
b. Perancangan pilot-plant
c. Operasi pilot plant
d. Pengolahan data pilot plant untuk tahap
selanjutnya (perancangan pabrik)

35.  Chemical engineering tools
(alat-alat berfikir teknik kimia)” :
1. Neraca massa (material balance)
2. Neraca Energi (energy balance)
3. Kesetimbangan (equilibrium)
4. Proses-proses kecepatan (rate process),
baik :
- Bersifat fisis (transfer momentum, transfer
panas, dan transfer massa)
- Bersifat kimiawi (kinetika kimia)
6. Humanitas
5. Ekonomi

36. Literatur :
1. Accreditation Board for Engineering and Techology, 2000
2. Foust, A.S., 1980, Principles of Unit Operation, 2nd ed. John Wiley &
Sons, Inc., New York
3. Austin, G.T., 1984, “Shreve’s Chemical Process Industries, 5ed, McGraw
Hill Book Co., Singapore
4. Harper, J.I., 1954, Chemical Engineering in Practice, Reinhold
Publishing Co., New York
5. Soegiarto, 1992, Profil Pendidikan Teknik Kimia, Jurusan Teknik Kimia,
Fakultas Teknik Univesitas Gadjah Mada, Yogyakarta

37. TERIMA KASIH