Teknik Kimia

Mengenal Apa Itu Pemulihan Energi

Dipublikasikan oleh Dias Perdana Putra pada 19 Maret 2024


Pemulihan Energi

Pemulihan energi adalah suatu teknik atau metode pemindahan energi dari satu subsistem dari keseluruhan sistem ke subsistem lainnya untuk mengurangi masukan energi ke sistem secara keseluruhan. Energi apa yang ada dalam sistem kecil, namun sebagian besar sistem hemat energi mentransfer energi panas baik secara sadar maupun diam-diam.

Dalam beberapa kasus, teknologi pendukung seperti penyimpanan energi panas harian atau penyimpanan energi panas musiman (STES, yang dapat menyimpan panas dan dingin di antara periode berbeda) harus digunakan. Contohnya adalah limbah panas dari sistem pendingin udara, yang disimpan dalam tangki penyangga untuk membantu pendinginan semalaman.

Prinsip

Prinsip ini umumnya berlaku pada sistem dimana terdapat aliran buang atau limbah yang keluar dari sistem ke lingkungan. Sebagian energi aliran material tersebut (udara atau air) dapat ditransfer ke aliran material lain atau tercampur. Aliran massa campuran ini sering terjadi di lingkungan sistem dimana suhu aliran limbah berada di bawah kondisi sekitar. Perbedaan suhu ini memungkinkan perpindahan panas dan perpindahan energi yang dapat dipulihkan. Mereka sering kali diperoleh dari air limbah atau gas yang mengalir ke udara segar dan saluran masuk air sebuah gedung, seperti sistem HVAC dan sistem proses.

Pendekatan sistem

Upaya merupakan bagian penting dari sebagian besar aktivitas manusia. Diet ini adalah konversi dari satu sistem energi ke sistem energi lainnya. Misalnya, dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik untuk menggerakkan komputer, lampu, mobil, dll. Energi masukan yang menggerakkan usaha sebagian besar diubah menjadi panas atau berguna dalam proses sebagai energi keluaran.

Sistem pemulihan energi mengumpulkan daya keluaran dan menyediakannya sebagai daya masukan untuk proses tersebut atau proses lainnya.Sistem pemulihan energi mengubah energi ini sehingga daya masukan tidak dilepaskan ke lingkungan dan menggunakan jenis lain tutup mulutmu apa yang ingin kamu lakukan.

Contoh

Berbagai teknologi hemat energi telah digunakan di berbagai lingkungan industri untuk mengoptimalkan pemanfaatan sumber daya dan mengurangi pemborosan energi. Misalnya, pabrik baja dapat menghemat panas dengan menjual air perpindahan panas di sekitar pabrik untuk menghangatkan rumah, toko, dan kantor. Dalam aplikasi transportasi, seperti kendaraan listrik dan kereta api, pengereman regeneratif memungkinkan energi yang hilang selama pengereman dikembalikan ke pemasok energi saat dilepaskan. Teknologi seperti sistem dekompresi aktif dan terapi pemulihan energi juga digunakan untuk memulihkan energi yang ada. Melalui inovasi seperti daur ulang energi, pemulihan panas air, dan pemulihan panas mesin uap, industri terus meningkatkan efisiensi energi dan mencari tempat bagi kehidupan alam.

Disadur dari : https://en.wikipedia.org/wiki/Energy_recovery

Selengkapnya
Mengenal Apa Itu Pemulihan Energi

Teknik Kimia

Mengenal Apa Itu Rekayasa Proses dalam 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

Selengkapnya
Mengenal Apa Itu Rekayasa Proses dalam Kimia

Teknik Kimia

Mengenal Apa Itu Desain Proses

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

Selengkapnya
Mengenal Apa Itu Desain Proses

Teknik Kimia

Mengenal Apa itu Pengendalian Proses

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

Selengkapnya
Mengenal Apa itu Pengendalian Proses

Teknik Kimia

Kimia hijau

Dipublikasikan oleh Muhammad Farhan Fadhil pada 11 Juli 2022


Kimia hijau, juga disebut kimia berkelanjutan, adalah cabang ilmu kimia yang menganjurkan desain produk dan proses kimia untuk mengurangi atau menghilangkan penggunaan dan pembentukan senyawa-senyawa berbahaya.[1] Pada tahun 1990 Pollution Prevention Act (Undang-Undang Pencegahan Pencemaran 1990) telah disahkan di Amerika Serikat. Undang-undang tersebut bertujuan membantu mencegah terjadinya masalah pencemaran lingkungan akibat senyawa atau bahan kimia berbahaya.[2]

Sejarah
Ide kimia hijau pada awalnya dikembangkan sebagai tanggapan terhadap Undang-Undang Pencegahan Polusi tahun 1990, yang menyatakan bahwa kebijakan nasional Amerika Serikat harus membatasi atau mengurangi polusi dengan menggunakan desain proses yang lebih baik (termasuk produksi perubahan dalam biaya produk, proses pembuatan, penggunaan bahan mentah, dan daur ulang). Badan Lingkungan Amerika Serikat (EPA) yang dikenal sebagai badan pengatur kesehatan manusia dan lingkungan, berpindah dari kebijakan command and control policy dan mengimplementasikan ide Kimia Hijau. Pada tahun 1991, EPA telah meluncurkan program hibah penelitian yang mendorong perancangan ulang desain produk dan proses kimia yang ada untuk mengurangi dampak buruk terhadap kesehatan manusia dan lingkungan. EPA yang kemudian bekerja sama dengan US National Science Foundation (NSF) mendanai penelitian dasar tentang kimia hijau pada awal tahun 1990-an.  

Pengenalan Penghargaan Presiden Green Chemistry Challenge tahunan pada tahun 1996 berhasil menarik perhatian akademisi dan industri kimia hijau.[3] Program penghargaan dan teknologi tersebut sekarang menjadi landasan dalam kurikulum pendidikan kimia hijau.

Pada pertengahan hingga akhir tahun 1990-an terjadi peningkatan jumlah pertemuan internasional kimia hijau yang diadakan, seperti Konferensi Penelitian Gordon tentang Kimia Hijau, dan jaringan kimia hijau yang telah berkembang di Amerika Serikat, Britania raya, Spanyol, dan Italia.[4]

 

Prinsip

Pada tahun 1998, Paul Anastas bersama dengan John C. Warner mengembangkan prinsip yang dijadikan sebagai panduan dalam praktik kimia hijau.[5] Kedua belas prinsip tersebut membahas berbagai cara untuk mengurangi dampak dari produksi bahan-bahan kimia terhadap lingkungan dan kesehatan manusia, serta juga menunjukkan prioritas penelitian dalam pengembangan teknologi kimia hijau.

Dua belas prinsip kimia hijau yang dikembangkan oleh Paul Anastas dan John Warner, yaitu:[6]

  1. Pencegahan : Lebih baik melakukan pencegahan terhadap produksi limbah, daripada mengolah dan membersihkan limbah.
  2. Ekonomi atom : Melalui metode sintetis baru yang dirancang untuk memaksimalkan penggabungan semua bahan yang digunakan dalam proses ke dalam produk akhir, sehingga limbah yang dihasilkan lebih sedikit.
  3. Sintesis kimia yang tidak berbahaya : Metode sintetis harus menghindari penggunaan atau menghasilkan zat-zat yang beracun bagi manusia maupun lingkungan.
  4. Merancang bahan kimia yang lebih aman : Produk kimia yang dihasilkan harus dirancang untuk mempengaruhi fungsi yang diinginkan dan meminimalkan tingkat toksisitasnya.
  5. Pelarut dan alat bantu yang lebih aman : Sebisa mungkin menghindari atau meminimalkan penggunaan bahan pembantu (seperti zat pelarut, zat pemisah, dan sejenisnya), dan menggunakan zat pelarut atau bahan pembantu yang bersifat lebih aman yang tidak berbahaya bagi lingkungan apabila harus digunakan.
  6. Desain untuk efisiensi energi: Persyaratan energi dari proses kimiawi untuk meminimalkan dampak terhadap lingkungan dan ekonominya. Apabila memungkinkan menggunakan metode sintetis dilakukan pada suhu dan tekanan sekitar.
  7. Penggunaan bahan baku terbarukan : Bahan mentah atau bahan baku yang digunakan harus dapat diperbaharui (jika memungkinkan secara teknis dan ekonomis).
  8. Mengurangi derivatif atau turunan: Mengurangi turunan yang tidak perlu (penggunaan kelompok pemblokiran, perlindungan, modifikasi sementara proses fisik atau kimiawi) atau dihindari apabila memungkinkan, karena langkah-langkah tersebut memerlukan reagen tambahan dan dapat menghasilkan limbah,
  9. Katalisis: Penggunaan reagen katalitis (selektif mungkin) lebih baik daripada reagen stoikiometri.
  10. Desain untuk degradasi : Produk kimia yang dihasilkan harus dirancang sedemikian rupa sehingga pada akhir fungsinya, produk tersebut dapat terurai menjadi produk degradasi yang tidak berbahaya dan tidak bertahan lama di lingkungan.
  11. Analisis real-time untuk pencegahan polusi : Pengembangan metodologi analitik yang diperlukan untuk memungkinkan analisis real-time untuk pencegahan polusi, pemantauan dan pengendalian dalam proses sebelum pembentukan zat berbahaya.
  12. Penggunaan bahan kimia yang Lebih Aman Secara Inheren untuk pencegahan kecelakaan : Penggunaan zat dalam proses kimia apabila memungkinkan menggunakan zat kimia yang berpotensi rendah kecelakaan, termasuk ledakan, kebakaran, dan sejenisnya.

Legislasi

Uni Eropa

Pada tahun 2007 Uni Eropa menerapkan program Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals (REACH).[7] Program tersebut mewajibakan bagi perusahaan untuk memberikan data yang menunjukkan bahwa produk yang mereka hasilkan aman dan tidak berbahaya.[8] Peraturan tersebut (EC No 1907/2006, tentang REACH) tidak hanya memastikan bahwa bahan kimia yang digunakan aman, tetapi juga melarang atau membatasi izin penggunaan zat atau bahan kimia tertentu.[9] Badan Bahan Kimia Eropa (ECHA) merupakan lembaga Uni Eropa yang mengelola aspek teknis dan administratif pelaksanaan regulasi dari REACH berusaha untuk menerapkan peraturan tersebut. Akan tetapi penegakannya tergantung pada negara anggota Uni Eropa.[10]

Amerika Serikat
Toxic Substances Control Act (TSCA) tahun 1976 merupakan undang-undang Amerika Serikat yang mengatur sebagian besar bahan-bahan kimia industri (tidak termasuk pestisida, makanan, dan obat-obatan).[11] Meneliti peran program regulasi tersebut dalam membentuk pengembangan kimia hijau di Amerika Serikat, analis telah mengungkapkan bahwa terdapat kelemahan struktural pada program TSCA. Misalnya pada laporan tahun 2006 kepada Badan Legislatif California yang menyimpulkan bahwa TSCA telah menghasilkan pasar bahan kimia domestik yang melakukan pengurangan terhadap sifat bahaya bahan kimia (termasuk fungsi, harga, dan juga kinerjanya).[12] Para ahli berpendapat bahwa kondisi pasar seperti itu merupakan penghalang utama bagi keberhasilan ilmiah, teknis, dan komersial kimia hijau di Amerika Serikat. Sehingga perubahan kebijakan mendasar diperlukan untuk memperbaiki kelemahan tersebut.

Undang-Undang Pencegahan Polusi (Pollution Prevention Act) disahkan pada tahun 1990.[2] Undang-undang tersebut bertujuan untuk mengurangi terjadinya pencemaran lingkungan akibat bahan kimia berbahaya.

Pada tahun 2008, negara bagian California menyetujui dua undang-undang yang bertujuan untuk mendorong program kimia hijau, yaitu dengan meluncurkan California Green Chemistry Initiative. Salah satu undang-undang ini mengharuskan California Department of Toxic Substances Control (DTSC) untuk mengembangkan peraturan baru agar memprioritaskan bahan kimia yang dapat menimbulkan masalah lingkungan atau kesehatan dan mempromosikan penggantian bahan kimia berbahaya tersebut dengan alternatif yang lebih aman. Peraturan yang dihasilkan tersebut mulai berlaku sejak tahun 2013, mengawali DTSC's Safer Consumer Products Program.[13]

Pendidikan

Banyak institusi yang menawarkan kursus dan gelar terkait bidang Kimia Hijau, diantaranya sebagai berikut:

  • Universitas Teknik Denmark dan beberapa univesitas di Amerika Serikat seperti Universitas Massachusetts-Boston,[14]  Michigan,[15] dan Oregon.[16]
  • Institut Teknologi Kimia yang berada di India yang menyediakan kursus untuk tingkat magister dan doktor dalam bidang Teknologi Hijau.[17]
  • Universitas Universitas Leicester, dan MRes Green Chemistry, Energy and the Environment di Imperial College London, Inggris.
  • Universitat Jaume I atau Universitas Navarra yang menyediakan program magister Kimia Hijau di Spanyol.[18]
  • Program Magister kimia hijau yang ada di Universitas Sains Terapan Zurich / ZHAW.

Selain itu, terdapat juga situs web yang berfokus dalam pembahasan kimia hijau, seperti Michigan Green Chemistry Clearinghouse.[12][19]

Tokoh
Paul T. Anastas dikenal sebagai "Bapak Kimia Hijau" karena penelitiannya yang inovatif mengenai desain, manufaktur, dan penggunaan bahan kimia dengan tingkat racun rendah dan aman bagi lingkungan.[5] Dia bersama dengan John C. Warner mengembangkan dua belas prinsip kimia hijau pada tahun 1991, dengan tujuan mengurangi dampak dari produksi bahan-bahan kimia terhadap lingkungan dan kesehatan manusia.[20]

Jurnal ilmiah kimia hijau

  • Kimia Hijau (RSC)
  • Green Chemistry Letters and Reviews (Open Access) ( Taylor & Francis )
  • ChemSusChem (Wiley)
  • Kimia & Teknik Berkelanjutan ACS (ACS)

Penghargaan

Beberapa perkumpulan ilmiah telah menciptakan penghargaan untuk mendorong penelitian dalam bidang kimia hijau, diantaranya :

  • Australia's Green Chemistry Challenge Awards yang diawasi oleh The Royal Australian Chemical Institute (RACI).[12]
  • Green Chemistry Challenge Awards yang disponsori oleh Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat (EPA).[21]
  • The Canadian Green Chemistry Medal yang disponsori GreenCentre Canada.[22]
  • The Green & Sustainable Chemistry Network yang secara resmi diluncurkan pada Maret tahun 2000 di Jepang.[23]
  • The Green Chemical Technology Awards oleh Crystal Faraday di Britania Raya.[24]

Sumber Artikel: id.wikipedia.org

Selengkapnya
Kimia hijau

Teknik Kimia

Teknik bioproses

Dipublikasikan oleh Admin pada 28 Februari 2022


Teknik bioproses atau teknik biokimia (Bahasa Inggrisbiochemical engineering) adalah cabang ilmu dari teknik kimia atau teknik biosistem yang berhubungan dengan perancangan dan konstruksi proses produksi yang melibatkan agen biologi. Agensia biologis dapat berupa mikroorganisme atau enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme.[1] Mikroorganisme yang digunakan pada umumnya berupa bakterikhamir, atau kapang.[1] Teknik bioproses biasanya diajarkan sebagai suplemen teknik kimia karena persamaan mendasar yang dimiliki keduanya.[2] Kesamaan ini meliputi ilmu dasar keduanya dan teknik penyelesaian masalah yang digunakan kedua jurusan. Aplikasi dari teknik bioproses dijumpai pada industri obat-obatan, bioteknologi, dan industri pengolahan air.[2]

Pengolahan limbah secara biologis merupakan salah satu aplikasi teknik bioproses.

Bioreaktor[sunting | sunting sumber]

Sebuah bioreaktor adalah suatu alat atau sistem yang mendukung aktivitas agensia biologis. Dengan kata lain, sebuah bioreaktor adalah tempat berlangsungnya proses kimia yang melibatkan mikroorganisme atau enzim yang dihasilkan oleh suatu mikroorganisme. Bioreaktor dikenal juga dengan nama fermentor.[3] Proses reaksi kimia yang berlangsung dapat bersifat aerobik ataupun anaerobik.[3] Sementara itu, agensia biologis yang digunakan dapat berada dalam keadaan tersuspensi atau terimobilisasi.[3] Contoh reaktor yang menggunakan agensia terimobilisasi adalah bioreaktor dengan unggun atau bioreaktor membran.[3]

Perancangan bioreaktor[sunting | sunting sumber]

Struktur suatu bioreaktor.

Perancangan bioreaktor adalah suatu pekerjaan teknik yang cukup kompleks. Pada keadaan optimum, mikroorganisme atau enzim dapat melakukan aktivitasnya dengan sangat baik. Keadaan yang memengaruhi kinerja agensia biologis terutama temperatur dan pH. Untuk bioreaktor dengan menggunakan mikroorganisme, kebutuhan untuk hidup seperti oksigennitrogenfosfat, dan mineral lainnya perlu diperhatikan. Pada bioreaktor yang agensia biologisnya berada dalam keadaan tersuspensi, sistem pengadukan perlu diperhatikan agar cairan di dalam bioreaktor tercampur merata (homogen). Seluruh parameter ini harus dimonitor dan dijaga agar kinerja agensia biologis tetap optimum.

Untuk bioreaktor skala laboratorium yang berukuran 1,5-2,5 L umumnya terbuat dari bahan kaca atau borosilikat, tetapi untuk skala industri, umunya digunakan bahan baja tahan karat (stainless steel) yang tahan karat.[4] Hal ini dimaksudkan untuk mengurangi kontaminasi senyawa metal pada saat fermentasi terjadi di dalamnya.[4] Bahan baja yang mengandung < 4% kromium disebut juga baja ringan, sedangkan bila kadar kromium di dalamnya >4% maka disebut stainless steel. Bioreaktor yang umum digunakan terbuat dari bahan baja 316 yang mengandung 18% kromium, 2-2,5% molibdenum, dan 10% nikel.[4] Bahan yang dipilih harus bersifat non-toksik dan tahan terhadap sterilisasi berulang-ulang menggunakan uap tekanan tinggi.[4] Untuk mencegah kontaminasi, bagian atas biorektor dapat ditambahkan dengan segel aseptis (aseptic seal) yang terbuat dari campuran metal-kaca atau metal-metal, seperti O-ring dan gasket.[5] Untuk meratakan media di dalam bioreaktor digunakan alat pengaduk yang disebut agitator atau impeler.[5] Sementara itu, untuk asupan udara dari luar ke dalam sistem biorektor digunakan sistem aerasi yang berupa sparger.[5] Untuk bioreaktor aerob, biasanya digunakan kombinasi sparger-agitator sehingga pertumbuhan mikrooganisme dapat berlangsung dengan baik.[5]

Pada bagian dalam bioreaktor, dipasang suatu sekat yang disebut baffle untuk mecegah vorteks dan meningkatkan efisiensi aerasi.[6] Baffle ini merupakan metal dengan ukuran 1/10 diameter bioreaktor dan menempel secara radial di dindingnya.[6] Bagian lain yang harus dimiliki oleh suatu bioreaktor adalah kondensor untuk mengeluarkan hasil kondensasi saat terjadi sterilisasi dan filter (0,2 μm) untuk menyaring udara yang masuk dan keluar tangki.[6] Untuk proses inokulasi kultur, pengambilan sampel, dan pemanenan, diperlukan adanya saluran khusus dan pengambilannya harus dilakukan dengan hati-hati dan aseptis agar tidak terjadi kontaminasi.[1] Untuk menjaga kondisi dalam bioreaktor agar tetap terkontrol, digunakan sensor pHsuhu, anti-buih, dan oksigen terlarut (DO).[1] Apabila kondisi di dalam sel mengalami perubahan, sensor akan memperingatkan dan harus dilakukan perlakuan tertentu untuk mempertahankan kondisi di dalam bioreaktor.[1] Misalkan terjadi perubahan pH maka harus ditambahkan larutan asam atau basa untuk menjaga kestabilan pH.[1] Penambahan zat ini dapat dilakukan secara manual namun juga dapat dilakukan secara otomatis menggunakan bantuan pompa peristaltik.[1] Selain asam dan basa, pompa peristaltik juga membantu penambahan anti-buih dan substrat ke dalam bioreaktor.[1]

Aplikasi bioreaktor[sunting | sunting sumber]

Awalnya bioreaktor hanya digunakan untuk memproduksi ragi, ekstrak khamircuka, dan alkohol.[2] Namun, alat ini telah digunakan secara luas untuk menghasilkan berbagai macam produk dari makhluk hidup seperti antibiotik, berbagai jenis enzimprotein sel tunggalasam amino, dan senyawa metabolit sekunder lainnya.[2] Selain itu, suatu senyawa juga dapat dimodifikasi dengan bantuan mikroorganisme sehingga menghasilkan senyawa hasil transformasi yang berguna bagi manusia.[2] Pengolahan limbah buangan industri ataupun rumah tangga pun sudah dapat menggunakan bioreaktor untuk memperoleh hasil buangan yang lebih ramah lingkungan.[7]

Sumber: id.wikipedia.org

 

Selengkapnya
Teknik bioproses
page 1 of 2 Next Last »