Teknik Bioenergi
Dipublikasikan oleh Dias Perdana Putra pada 19 Maret 2024
Biomassa
Biomassa adalah istilah yang mengacu pada semua senyawa organik yang berasal dari makanan, alga, dan sampah organik. Klasifikasi biomassa dibedakan menjadi biomassa berkayu, biomassa non-kayu, dan biomassa sekunder. Biomassa juga dapat diklasifikasikan menjadi limbah pertanian, limbah hutan, produk tanaman intensif, dan limbah organik. Sifat kimia, sifat fisik, kadar air dan kekuatan mekanik biomassa yang berbeda sangat berbeda dan berbeda. Biomassa merupakan sumber energi terbarukan berkualitas rendah. Teknologi konversi energi panas menggunakan biomassa sangat kompleks dan dapat disesuaikan dengan penerapannya. Bervariasi berdasarkan aplikasi dan kompleksitas. Sifat biologis utama dari proses insulasi berkaitan dengan analisis proksimat, analisis ultimat, suhu leleh, ketahanan benturan, dan laju keausan.
Biomassa adalah salah satu jenis senyawa organik. Biomassa terutama terdiri dari karbohidrat, lemak dan protein. Mineral yang tersisa adalah natrium, fosfor, kalsium dan zat besi. Senyawa utama penyusun biomassa adalah selulosa, hemiselulosa, dan lignin.Ketiga senyawa inilah yang menyusun dinding tumbuhan. Biomassa dapat digunakan sebagai bahan bakar atau melalui proses briket. Selain itu, biomassa juga digunakan sebagai bahan bakar pembangkit listrik.
Penggunaan istilah
Kata “biomassa” pertama kali digunakan dalam literatur pada tahun 1934. Seorang ilmuwan Rusia bernama Bogorov menggunakan kata biomassa dalam nama biomassa dalam Journal of Marine Biology Association. Dalam jurnal tersebut, biomassa mengacu pada berat alga kering yang digunakan untuk memeriksa perubahan musiman dalam pertumbuhan tanaman. Biomassa sekarang didefinisikan sebagai energi yang dihasilkan langsung dari tanaman. Biomassa tidak langsung adalah biomassa yang diperoleh dari industri peternakan dan makanan.
Sumber daya
Sumber daya hayati berasal dari berbagai tumbuhan darat dan laut. Biomassa dapat diperoleh dari pertanian, peternakan, sisa limbah, limbah industri, dan kotoran hewan.Berdasarkan siklus karbon melalui fotosintesis, terdapat sumber daya hayati tidak terbatas yang dapat digunakan kapan saja.Sumber daya alam yang berkelanjutan sangat dipengaruhi oleh ekosistem tanaman yang mempertimbangkan hasil panen, tingkat pertumbuhan, dan perlindungan lingkungan.
Komponen penyusun
Karakteristik
Jenis
Pemanfaatan
Dampak
Biomassa merupakan bahan bakar bebas karbon sehingga tidak menghasilkan gas rumah kaca. Pembakaran bahan bakar fosil hanya menghasilkan begitu banyak karbon dioksida. Keseimbangan karbon dioksida dicapai dengan menanam tanaman baru yang menyerap karbon dioksida. Jika biomassa dimanfaatkan sebagai sumber energi terbarukan, maka luas lahan pertanian dan hutan produktif akan semakin berkurang.
Disadur dari: https://id.wikipedia.org/wiki/Biomassa
Teknik Bioenergi
Dipublikasikan oleh Dias Perdana Putra pada 19 Maret 2024
Bioenergi
Biomassa adalah salah satu bentuk energi terbarukan yang berasal dari bahan biologis, juga dikenal sebagai biomassa. Biomassa sendiri merupakan bahan organik yang menyimpan energi matahari dalam bentuk energi kimia. Banyak jenis biomassa yang dapat digunakan sebagai bahan bakar, antara lain kayu, limbah industri kayu, jerami gandum, dan hasil pertanian seperti tebu yang dapat digunakan sebagai bahan bakar. Lebih penting lagi, biofuel disebut biofuel, artinya bahan bakar yang berasal dari sumber biologis. Namun dalam arti luas, bioteknologi juga mencakup pemanfaatan biomassa. Meskipun biologi mungkin berasal dari biologi, penting untuk dipahami bahwa biologi biologi tidak sama dengan biologi itu sendiri.
Pada tahun 2010, sekitar 35 gigawatt pembangkit listrik tenaga biomassa dibangun di seluruh dunia, seperlima di antaranya berada di Amerika Serikat. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan biomassa sebagai sumber energi alternatif ramah lingkungan semakin berkembang. Seiring dengan peningkatan infrastruktur, biofuel dapat menjadi salah satu pilar utama untuk mendiversifikasi sumber energi dunia dan mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil yang tidak terbarukan.
Bahan bakar biomassa
Biomassa, salah satu sumber bahan bakar alternatif, dapat diperoleh dari limbah atau produk samping berbagai industri pengolahan dan pertanian. Artinya biomassa dapat tersedia dalam jumlah besar tanpa menghabiskan makanan manusia. Banyak jenis organisme, termasuk tumbuhan, hewan dan limbahnya, merupakan sumber biomassa yang dapat digunakan. Bahkan, kotoran hewan dan sampah kebun juga termasuk dalam kategori biomassa yang dapat diubah menjadi biomassa.
Energi dari biomassa merupakan bagian penting dari siklus karbon alami. Misalnya saja tebu (serat tebu) dan tandan buah kelapa sawit merupakan limbah hayati yang banyak dimanfaatkan sebagai sumber energi di berbagai industri pengolahan. Ampas tebu sering digunakan sebagai bahan bakar pada pabrik pengolahan gula, sedangkan tandan kosong sawit digunakan pada industri pengolahan kelapa sawit. Proses-proses ini menunjukkan bahwa limbah biomassa mempunyai potensi besar untuk menjadi sumber energi yang berguna.
Perkembangan teknologi dan praktik pengelolaan yang baik dapat meningkatkan penggunaan biomassa sebagai sumber energi alternatif. Berfokus pada sifat terbarukannya dan dampak lingkungan yang rendah, biomassa yang berasal dari biomassa memainkan peran penting dalam upaya keberlanjutan. Oleh karena itu, penelitian dan investasi pada infrastruktur berbasis bio sangat penting untuk mempercepat transisi menuju sistem energi ramah lingkungan.
Sumber Artikel: https://id.wikipedia.org/wiki/Bioenergi
Teknik Kimia
Dipublikasikan oleh Dias Perdana Putra pada 19 Maret 2024
Perancangan proses kimia
Desain proses kimia adalah proses merancang proses untuk mencapai perubahan fisik dan/atau kimia. Desain proses memegang peranan penting dalam teknik kimia. Kegiatan ini dianggap sebagai puncak dari teknik kimia, menggabungkan semua aspek yang dipelajari dalam unit ini.
Proses desain dapat berupa merancang fasilitas baru, memodifikasi/memperluas bangunan yang sudah ada. Desain proses dimulai dengan fase konseptual dan diakhiri dengan pembuatan dan konfigurasi produk desain.Desain proses berbeda dengan desain mekanis. Meskipun desain mekanis adalah desain satu unit operasi, desain proses melibatkan banyak unit operasi.
Dokumentasi
Dokumentasi pada perancangan proses kimia berguna untuk mengkomunikasikan ide dan rencana kepada insinyur lain yang terlibat dalam proses perancangan, kepada agen luar, vendor peralatan, dan kontraktor. Untuk meningkatkan detail, dokumen perancangan proses meliputi:
Tentunya. Diagram alir blok adalah representasi sederhana yang menggunakan persegi panjang dan garis untuk menggambarkan aliran massa dan energi dalam suatu proses. Sedangkan diagram alir proses (PFD's) lebih kompleks dengan mencakup unit operasi utama dan jalur aliran yang lebih rinci, serta data neraca massa dan kadang-kadang neraca energi, laju alir, komposisi, tekanan, dan suhu aliran. Sementara itu, diagram instrumentasi dan perpipaan (P&ID's) menampilkan setiap pipa dalam proses beserta bahan pipa, ukuran pipa, dan lokasi instrumen pengendalian. P&ID's juga memberikan rincian tentang pengaturan dan lokasi instrumen yang digunakan dalam mengendalikan proses. Spesifikasi, di sisi lain, memberikan keterangan lengkap tentang semua alat utama proses, mencakup detail spesifikasi teknis yang diperlukan untuk memahami dan mengoperasikan proses secara efisien.Pekerjaan desainer proses meliputi pula penulisan manual operasi awal proses (start-up), pengoperasian, dan akhir proses (shut-down).
Konsiderasi Perancangan
Perancangan proses memiliki tujuan dan batasan.
Tujuan
Batasan meliputi:
Faktor lain yang juga dapat menjadi bahan pertimbangan menyangkut:
Sumber informasi perancangan
Desainer tidak memulai desain dari awal. Hal ini terutama berlaku jika proyek yang Anda kerjakan sangat kompleks. Insinyur desain sering kali memperoleh data dari pabrik percontohan atau pabrik yang beroperasi penuh. Sumber data lain mungkin mencakup masukan dari pemegang lisensi proses, temuan laboratorium, data ilmiah, dan pemasok.
Bantuan komputer
Kemajuan teknologi komputer telah memfasilitasi proses komputer atau simulasi proses yang diperlukan untuk desain proses. Hasil simulasi mengidentifikasi kelemahan desain dan memungkinkan desainer memilih komponen terbaik.Namun, insinyur perencanaan masih mengandalkan heuristik, intuisi, dan pengalaman dalam proses perencanaan. Merancang proses yang kompleks membutuhkan kreativitas.
Disadur dari : https://id.wikipedia.org/wiki/Perancangan_proses_kimia
Teknik Kimia
Dipublikasikan oleh Dias Perdana Putra pada 19 Maret 2024
Pengendalian Proses
Pengendalian adalah bidang rekayasa yang mencakup metode dan algoritma untuk mengendalikan keluaran proses hingga hasil yang diinginkan. Misalnya, suhu reaktor kimia harus dikontrol untuk mempertahankan hasil produk yang konstan. Kontrol digunakan dalam industri untuk menjaga konsistensi dalam produk yang diproduksi secara massal, seperti proses dalam minyak bumi, kertas, bahan kimia, pembangkit listrik, dll. Pengendalian proses berfokus pada otomatisasi sehingga lebih sedikit orang yang diperlukan untuk mengelola tugas-tugas kompleks.
Misalnya, sistem pengatur suhu ruangan menjaga suhu ruangan tetap konstan (misalnya 20°C). Dalam hal ini suhu disebut variabel pengendali. Suhu juga merupakan variabel masukan, karena diukur dengan termometer dan digunakan untuk menentukan kerja pengontrol (apakah ruangan berpendingin atau tidak). Suhu yang diinginkan (20 °C) adalah titik acuan. Jenis pendinginan (misalnya, jumlah udara pendingin yang dialirkan) merupakan variabel yang harus dikontrol dan oleh karena itu dianggap sebagai variabel yang dimanipulasi.
Perangkat kendali yang paling umum digunakan adalah pengontrol logika yang dapat diprogram (PLC). Perangkat ini digunakan untuk membaca masukan analog dan digital, melakukan serangkaian operasi logis, dan menghasilkan serangkaian keluaran analog dan digital. Untuk sistem kendali suhu, suhu sekitar merupakan masukan ke PLC. Termostat logika membandingkan pengaturan dengan nilai suhu masukan dan menentukan apakah diperlukan pendinginan tambahan atau lebih sedikit untuk mempertahankan suhu. Output PLC menambah atau mengurangi aliran udara pendingin sesuai kebutuhan. Untuk sistem kendali yang kompleks, sistem kendali yang lebih kompleks daripada PLC dapat digunakan. Contoh sistem ini adalah sistem kendali terdistribusi (DCS) atau sistem SCADA.
Tipe Proses
Dalam praktiknya, sistem pengendalian proses dapat dikarakteristikkan dalam bentuk:
Disktrit : Ditemukan dalam aplikasi manufaktur dan manufaktur. Alat bantu robotik, yang biasa digunakan di bidang teknik, dapat diprogram dengan kontrol individual. Sebagian besar proses manufaktur terspesialisasi melibatkan produksi bagian-bagian individual suatu produk, seperti fabrikasi logam..
Partaian: Aplikasi tertentu memerlukan bahan mentah terpisah untuk digabungkan dengan cara tertentu dari waktu ke waktu untuk menghasilkan produk sampingan atau produk akhir. Misalnya, produksi bahan perekat dan perekat seringkali membutuhkan bahan baku yang masuk ke reaktor pemanas dalam jangka waktu yang lama. Contoh lainnya adalah makanan dan obat-obatan. Pemrosesan batch biasanya dilakukan untuk menghasilkan produk dalam volume kecil dan menengah.
Kontinu: Proses produksi terus berjalan tanpa gangguan. Kontrol berkelanjutan terhadap suhu air dalam jaket pemanas adalah contoh kontrol proses berkelanjutan. Contoh proses berkelanjutan adalah produksi bahan bakar. Operasi berkelanjutan dalam proses produksi digunakan untuk menghasilkan produk dalam jumlah besar.
Disadur dari : https://id.wikipedia.org/wiki/Pengendalian_proses
Teknik Kimia
Dipublikasikan oleh Dias Perdana Putra pada 19 Maret 2024
Desain Proses
Desain Proses adalah suatu aspek penting dalam ilmu kimia, yang mempengaruhi pilihan dan urutan unit pengolahan untuk mencapai transformasi fisik dan kimiawi yang diinginkan dari bahan-bahan. Process design merupakan bagian penting dari ilmu kimia, dan dapat diterangkan sebagai "kepala" dari bidang tersebut, yang menggabungkan semua komponen dari bidang ilmu kimia. Process design dapat merupakan desain dari fasilitas baru atau modifikasi dan ekspansi dari fasilitas yang sudah ada. Proses ini dimulai pada tingkat konsep dan berakhir dalam bentuk rancangan pembuatan dan konstruksi
Process design berfungsi sebagai langkah awal dalam pengembangan sistem produksi, berbeda dengan desain peralatan yang lebih fokus pada spesifikasi teknis peralatan individu. Dalam proses desain, banyak operasi unit diintegrasikan dengan tujuan menciptakan proses yang efisien dan terkoordinasi. Dokumentasi process design berperan penting dalam menetapkan rancangan secara keseluruhan dan memastikan semua komponen sesuai dengan tujuan yang ditetapkan. Melalui dokumentasi ini, ide dan rancangan dapat dikomunikasikan dengan jelas kepada para engineer dan ahli lain yang terlibat dalam proses pengembangan.
Setelah fasilitas proses selesai dibangun, dokumentasi tersebut menjadi rujukan kunci bagi operator untuk memahami secara detail operasi dari sistem yang telah dibangun. Dokumentasi ini membantu mengklarifikasi prosedur-prosedur operasional yang harus diikuti oleh karyawan, memastikan bahwa proses berjalan sesuai dengan yang direncanakan. Selain itu, dokumentasi ini juga dapat berfungsi sebagai dasar untuk perawatan dan perbaikan di masa mendatang, memastikan kelancaran operasi jangka panjang dari fasilitas tersebut.
Secara keseluruhan, dokumentasi process design tidak hanya berperan dalam fase perancangan awal, tetapi juga memainkan peran penting dalam pengoperasian dan pemeliharaan sistem produksi secara keseluruhan. Dengan memberikan panduan yang jelas dan rinci, dokumentasi ini menjadi instrumen vital dalam menjaga kinerja dan efisiensi proses di seluruh siklus hidup fasilitas proses.
Proses desain umumnya dimulai dengan penulisan manual operasi yang mendetail, yang membantu dalam memulai, menjalankan, dan menghentikan proses yang telah direncanakan. Selain itu, para desainer juga bertanggung jawab untuk mengembangkan rancangan kejadian dan proyeksi operasi proses terhadap lingkungan. Dokumentasi yang dihasilkan dari proses ini merupakan pedoman penting bagi karyawan operasional setelah fasilitas proses dibangun, memungkinkan mereka untuk merujuk pada prosedur-prosedur yang telah ditetapkan. Bahkan setelah pembangunan selesai, dokumentasi tersebut tetap berharga ketika modifikasi pada fasilitas perlu dilakukan.
Proses pembuatan dokumentasi desain ini biasanya melibatkan alur kerja yang disebut flowsheeting. Dalam tahap ini, para desainer mempertimbangkan berbagai faktor, termasuk pilihan teknologi dan kombinasi unit industri yang paling sesuai untuk mencapai tujuan yang telah ditetapkan. Flowsheeting memainkan peran penting dalam menetapkan parameter operasional, aliran material, dan sumber daya yang dibutuhkan, sehingga membantu menciptakan struktur dasar dari proses yang akan diimplementasikan. Dengan memperhitungkan berbagai aspek ini secara terperinci, desainer dapat menghasilkan dokumentasi yang komprehensif dan berguna bagi pelaksanaan dan pemeliharaan proses di masa mendatang.
Disadur dari : https://en.wikipedia.org/wiki/Process_design
Teknik Kimia
Dipublikasikan oleh Dias Perdana Putra pada 19 Maret 2024
Rekayasa Proses
Rekayasa adalah pemahaman dan penerapan prinsip-prinsip dasar dan hukum alam yang memungkinkan manusia mengubah bahan mentah dan energi menjadi produk yang berguna bagi masyarakat di tingkat industri. Dengan menggunakan kekuatan pendorong alami, seperti tekanan, suhu, dan gradien konsentrasi, serta hukum kekekalan massa, insinyur proses dapat menciptakan metode untuk mensintesis dan memurnikan bahan kimia yang dibutuhkan dalam jumlah besar. Rekayasa proses berfokus pada desain, manajemen, pengendalian, optimalisasi, dan peningkatan proses kimia, fisik, dan biologi. Teknik mencakup berbagai industri, termasuk pertanian, teknik, bioteknologi, kimia, pangan, pengembangan sumber daya, pertambangan, tenaga nuklir, petrokimia, kedokteran, dan pengembangan perangkat lunak. Penerapan teknik komputer pada bidang teknik disebut "rekayasa sistem operasi".
Gambaran Umum
Rekayasa proses melibatkan pemanfaatan berbagai alat dan metode yang disesuaikan dengan karakteristik sistem yang ada. Untuk memahami dan mengoptimalkan proses, seringkali diperlukan simulasi dan pemodelan menggunakan konsep matematika dan ilmu komputer. Proses yang melibatkan perubahan fasa dan kesetimbangan fasa memerlukan analisis termodinamika untuk mengukur energi dan efisiensi. Di sisi lain, proses yang berkaitan dengan aliran material dan energi lebih baik dianalisis dengan pendekatan mekanika fluida dan fenomena transportasi. Selain itu, dalam kondisi di mana terdapat fluida atau media berpori dan terdispersi, prinsip-prinsip rekayasa material juga diterapkan.
Manufaktur dalam bidang rekayasa proses melibatkan langkah-langkah sintesis proses yang terformat melalui penggunaan diagram alir proses (PFD). PFD menggambarkan jalur aliran material, peralatan penyimpanan, transformasi, dan laju aliran, serta detail pipa dan konveyor beserta sifat materialnya. Selanjutnya, PFD digunakan sebagai dasar untuk mengembangkan diagram perpipaan dan instrumentasi (P&ID) yang lebih spesifik. P&ID yang dihasilkan digunakan untuk mengembangkan panduan operasi sistem dan spesifikasi desain fungsional, yang memandu proses dalam pengoperasian mesin, aspek keselamatan, pemrograman, dan komunikasi antar insinyur.
Dari diagram perpipaan dan instrumentasi (P&ID), tata letak yang diusulkan dari proses dapat divisualisasikan melalui tampilan atas (plot plan) dan tampilan samping (elevasi). Selain itu, disiplin ilmu teknik lainnya terlibat, seperti insinyur sipil yang bertugas untuk pekerjaan lokasi, desain pondasi, dan pekerjaan struktural untuk menopang peralatan. Seluruh tahap ini bertujuan untuk menentukan ruang lingkup proyek, mengembangkan perkiraan biaya, serta jadwal yang diperlukan untuk berbagai tahap rekayasa, pengadaan, fabrikasi, instalasi, hingga proses produksi berkelanjutan.
Perkiraan biaya dan jadwal yang disusun menjadi landasan bagi iterasi desain, yang kemudian dipresentasikan kepada pelanggan atau pemangku kepentingan. Umpan balik dari mereka membantu dalam memperbaiki desain dan menyesuaikan ruang lingkup proyek jika diperlukan. Instruksi tambahan yang diterima dari umpan balik tersebut diintegrasikan ke dalam desain secara menyeluruh, dengan penyesuaian biaya dan jadwal yang sesuai. Setelah persetujuan pendanaan diperoleh, proyek dilaksanakan melalui manajemen proyek yang cermat untuk memastikan tahapan rekayasa, pengadaan, dan instalasi berjalan sesuai dengan rencana yang telah disetujui.
Area Fokus Utama dalam Rekayasa Proses
Kegiatan rekayasa proses melibatkan beberapa disiplin ilmu yang berbeda. Pertama adalah desain proses yang mencakup sintesis jaringan pemulihan energi, sistem distilasi, desain reaktor, dan berbagai aspek lainnya yang berkaitan dengan pengembangan dan perancangan proses industri. Kontrol proses merupakan disiplin lainnya yang meliputi berbagai metode pengendalian seperti kontrol prediktif, kontrol statistik, dan kontrol berbasis termodinamika. Sementara itu, operasi proses melibatkan aktivitas seperti penjadwalan, perencanaan, dan optimalisasi untuk memastikan proses berjalan secara efisien dan efektif. Di samping itu, alat pendukung seperti simulasi modular, kecerdasan buatan, dan pemrograman nonlinier juga diperlukan untuk mendukung proses rekayasa secara menyeluruh. Ekonomi proses juga merupakan aspek penting yang melibatkan analisis biaya, laba atas investasi, dan evaluasi finansial lainnya untuk memahami kinerja ekonomi suatu proses industri. Terakhir, analisis data proses merupakan disiplin yang berkaitan dengan penerapan analisis data dan teknik pembelajaran mesin untuk memecahkan masalah dalam proses manufaktur. Dengan mengintegrasikan semua disiplin ini, rekayasa proses dapat berhasil menghasilkan solusi yang inovatif dan efisien untuk tantangan dalam industri.
Sejarah
Seiring dengan kemajuan dalam ilmu kimia, rekayasa proses sebagai disiplin ilmu mulai berkembang pada awal abad ke-19 setelah munculnya konsep termodinamika dan hukum kekekalan massa pada tahun 1780-an. Meskipun teknik kimia telah digunakan dalam proses industri sebelumnya, pengetahuan yang terkait dengan rekayasa proses terbentuk melalui berbagai percobaan dan pembelajaran sepanjang revolusi industri. Pada masa yang sama, permintaan akan berbagai produk meningkat pesat, mendorong para insinyur proses untuk mengoptimalkan metode produksi.
Konsep rekayasa proses secara formal mulai muncul pada tahun 1980-an, ketika kesadaran akan penerapan teknik dan praktik teknik kimia dalam berbagai industri semakin meningkat. Pada titik ini, rekayasa proses didefinisikan sebagai kumpulan pengetahuan yang diperlukan untuk merancang, menganalisis, mengembangkan, membangun, dan mengoperasikan proses-proses di mana material mengalami perubahan. Seiring dengan perkembangannya, rekayasa proses mengalami ekspansi dari teknologi berbasis teknik kimia ke berbagai aplikasi lainnya, termasuk teknik metalurgi, teknik pertanian, dan rekayasa produk. Dengan demikian, rekayasa proses telah menjadi landasan bagi berbagai industri dalam upaya mereka untuk meningkatkan efisiensi dan efektivitas proses produksi.
Disadur dari : https://en.wikipedia.org/wiki/Process_engineering