Ozonisasi Limbah Medis

Ironis! Itulah mungkin kata yang pas untuk lembaga yang bernama rumah sakit (RS). Ternyata salah satu tempat penyembuhan orang sakit ini justru menjadi sumber penyakit. Hal ini berkaitan dengan limbah yang dihasilkannya tidak ditangani dengan benar. Harian Koran Tempo ( 2/9/04) memberitakan kebanyakan limbah cair rumah sakit di DKI Jakarta tidak diolah terlebih dahulu tapi langsung dibuang ke sungai. Begitupun Pikiran Rakyat (2/12/04) memuat berita pengelolaan limbah medis, terutama di Jawa Barat, masih jauh di bawah standar.

Memang harus diakui, rumah sakit merupakan salah satu sumber penghasil limbah berbahaya, baik limbah padat maupun limbah cair. Pada artikel ini penulis hanya akan memfokuskan pada penanganan limbah cair.

Limbah cair yang dihasilkan dari sebuah rumah sakit umumnya banyak mengandung bakteri, virus, senyawa kimia, dan obat-obatan yang dapat membahayakan bagi kesehatan masyarakat sekitar rumah sakit tersebut. Dari sekian banyak sumber limbah di rumah sakit, limbah dari laboratorium paling perlu diwaspadai. Bahan-bahan kimia yang digunakan dalam proses uji laboratorium tidak bisa diurai hanya dengan aerasi atau activated sludge. Bahan-bahan itu mengandung logam berat dan inveksikus, sehingga harus disterilisasi atau dinormalkan sebelum "dilempar" menjadi limbah tak berbahaya. Untuk foto rontgen misalnya, ada cairan tertentu yang mengandung radioaktif yang cukup berbahaya. Setelah bahan ini digunakan. limbahnya dibuang (Republika, 20/7/04).

Penulis sangat percaya, banyak pihak yang menyadari tentang bahaya ini. Namun, lemahnya peraturan pemerintah tentang pengelolaan limbah rumah sakit mengakibatkan hingga saat ini hanya sedikit rumah sakit yang memiliki IPAL khusus pengolahan limbah cairnya (Suara Pembaruan, 6/11/03).

Teknologi pengolahan limbah

Teknologi pengolahan limbah medis yang sekarang jamak dioperasikan hanya berkisar antara masalah tangki septik dan insinerator. Keduanya sekarang terbukti memiliki nilai negatif besar. Tangki septik banyak dipersoalkan lantaran rembesan air dari tangki yang dikhawatirkan dapat mencemari tanah. Terkadang ada beberapa rumah sakit yang membuang hasil akhir dari tangki septik tersebut langsung ke sungai-sungai, sehingga dapat dipastikan sungai tersebut mulai mengandung zat medis.

Sedangkan insinerator, yang menerapkan teknik pembakaran pada sampah medis, juga bukan berarti tanpa cacat. Badan Perlindungan Lingkungan AS menemukan teknik insenerasi merupakan sumber utama zat dioksin yang sangat beracun. Penelitian terakhir menunjukkan zat dioksin inilah yang menjadi pemicu tumbuhnya kanker pada tubuh (Sinar Harapan, 2003).

Yang sangat menarik dari permasalahan ini adalah ditemukaannya teknologi pengolahan limbah dengan metode ozonisasi. Salah satu metode sterilisasi limbah cair rumah sakit yang direkomendasikan United States Environmental Protection Agency (U.S.EPA) tahun 1999. Teknologi ini sebenarnya dapat juga diterapkan untuk mengelola limbah pabrik tekstil, cat, kulit, dan lain-lain.

Ozonisasi

Proses ozonisasi telah dikenal lebih dari seratus tahun yang lalu. Proses ozonisasi atau proses dengan menggunakan ozon pertama kali diperkenalkan Nies dari Prancis sebagai metode sterilisasi pada air minum pada tahun 1906. Penggunaan proses ozonisasi kemudian berkembang sangat pesat. Dalam kurun waktu kurang dari 20 tahun terdapat kurang lebih 300 lokasi pengolahan air minum menggunakan ozonisasi untuk proses sterilisasinya di Amerika.

Dewasa ini, metode ozonisasi mulai banyak dipergunakan untuk sterilisasi bahan makanan, pencucian peralatan kedokteran, hingga sterilisasi udara pada ruangan kerja di perkantoran. Luasnya penggunaan ozon ini tidak terlepas dari sifat ozon yang dikenal memiliki sifat radikal (mudah bereaksi dengan senyawa disekitarnya) serta memiliki oksidasi potential 2.07 V. Selain itu, ozon telah dapat dengan mudah dibuat dengan menggunakan plasma seperti corona discharge.

Melalui proses oksidasinya pula ozon mampu membunuh berbagai macam mikroorganisma seperti bakteri Escherichia coli, Salmonella enteriditis, Hepatitis A Virus serta berbagai mikroorganisma patogen lainnya (Crites, 1998). Melalui proses oksidasi langsung ozon akan merusak dinding bagian luar sel mikroorganisma (cell lysis) sekaligus membunuhnya. Juga melalui proses oksidasi oleh radikal bebas seperti hydrogen peroxy (HO2) dan hydroxyl radical (OH) yang terbentuk ketika ozon terurai dalam air. Seiring dengan perkembangan teknologi, dewasa ini ozon mulai banyak diaplikasikan dalam mengolah limbah cair domestik dan industri.

Ozonisasi limbah cair rumah sakit

Proses pengolahan limbah dengan metode ozonisasi adalah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Limbah cair yang berasal dari berbagai kegiatan laboratorium, dapur, laundry, toilet, dan lain sebagainya dikumpulkan pada sebuah kolam equalisasi lalu dipompakan ke tangki reaktor untuk dicampurkan dengan gas ozon. Gas ozon yang masuk dalam tangki reaktor bereaksi mengoksidasi senyawa organik dan membunuh bakteri patogen pada limbah cair.

Limbah cair yang sudah teroksidasi kemudian dialirkan ke tangki koagulasi untuk dicampurkan koagulan. Lantas proses sedimentasi pada tangki berikutnya. Pada proses ini, polutan mikro, logam berat dan lain-lain sisa hasil proses oksidasi dalam tangki reaktor dapat diendapkan.

Selanjutnya dilakukan proses penyaringan pada tangki filtrasi. Pada tangki ini terjadi proses adsorpsi, yaitu proses penyerapan zat-zat pollutan yang terlewatkan pada proses koagulasi. Zat-zat polutan akan dihilangkan permukaan karbon aktif. Apabila seluruh permukaan karbon aktif ini sudah jenuh, atau tidak mampu lagi menyerap maka proses penyerapan akan berhenti, dan pada saat ini karbon aktif harus diganti dengan karbon aktif baru atau didaur ulang dengan cara dicuci. Air yang keluar dari filter karbon aktif untuk selanjutnya dapat dibuang dengan aman ke sungai.

Ozon akan larut dalam air untuk menghasilkan hidroksil radikal (-OH), sebuah radikal bebas yang memiliki potential oksidasi yang sangat tinggi (2.8 V), jauh melebihi ozon (1.7 V) dan chlorine (1.36 V). Hidroksil radikal adalah bahan oksidator yang dapat mengoksidasi berbagai senyawa organik (fenol, pestisida, atrazine, TNT, dan sebagainya). Sebagai contoh, fenol yang teroksidasi oleh hidroksil radikal akan berubah menjadi hydroquinone, resorcinol, cathecol untuk kemudian teroksidasi kembali menjadi asam oxalic dan asam formic, senyawa organik asam yang lebih kecil yang mudah teroksidasi dengan kandungan oksigen yang di sekitarnya. Sebagai hasil akhir dari proses oksidasi hanya akan didapatkan karbon dioksida dan air.

Hidroksil radikal berkekuatan untuk mengoksidasi senyawa organik juga dapat dipergunakan dalam proses sterilisasi berbagai jenis mikroorganisma, menghilangkan bau, dan menghilangkan warna pada limbah cair. Dengan demikian akan dapat mengoksidasi senyawa organik serta membunuh bakteri patogen, yang banyak terkandung dalam limbah cair rumah sakit.

Pada saringan karbon aktif akan terjadi proses adsorpsi, yaitu proses penyerapan zat-zat yang akan diserap oleh permukaan karbon aktif. Apabila seluruh permukaan karbon aktif ini sudah jenuh, proses penyerapan akan berhenti. Maka, karbon aktif harus diganti baru atau didaur ulang dengan cara dicuci.

Dalam aplikasi sistem ozonisasi sering dikombinasikan dengan lampu ultraviolet atau hidrogen peroksida. Dengan melakukan kombinasi ini akan didapatkan dengan mudah hidroksil radikal dalam air yang sangat dibutuhkan dalam proses oksidasi senyawa organik. Teknologi oksidasi ini tidak hanya dapat menguraikan senyawa kimia beracun yang berada dalam air, tapi juga sekaligus menghilangkannya sehingga limbah padat (sludge) dapat diminimalisasi hingga mendekati 100%. Dengan pemanfaatan sistem ozonisasi ini dapat pihak rumah sakit tidak hanya dapat mengolah limbahnya tapi juga akan dapat menggunakan kembali air limbah yang telah terproses (daur ulang). Teknologi ini, selain efisiensi waktu juga cukup ekonomis, karena tidak memerlukan tempat instalasi yang luas.***

Sumber : Pikiran Rakyat (3 Maret 2005)
Penulis : Anto Tri Sugiarto, Ph.D. (KIM LIPI) dan Suherman, M.Si. (BIT LIPI).

Utilitas Pabrik

Sebuah pabrik mempunyai dua sistem proses utama, yaitu sistem pereaksian dan sistem proses pemisahan & pemurnian. Kedua sistem tersebut membutuhkan kondisi operasi pada suhu dan tekanan tertentu. Utilitas pabrik menproduksi penunjang proses tersebut yaitu media pemanas, media pendingin (penyerap panas), media pencuci, pengolah limbah buangan, penyedia listrik dan udara bertekanan. Dalam pabrik, panas biasanya ‘disimpan’ dalam fluida yang dijaga pada suhu dan tekanan tertentu. Fluida yang paling umum digunakan adalah air panas dan uap air karena alasan murah dan memiliki kapasitas panas tinggi. Fluida lain biasanya digunakan untuk kondisi pertukaran panas pada suhu di atas 100 oC pada tekanan atmosfer. Air atau uap air bertekanan (dinamakan kukus atau steam) mendapatkan panas dari ketel uap (boiler).

Sistem pemindahan panas bertugas memberikan panas dan menyerap panas. Misalnya, menyerap panas dari sistem proses yang menghasilkan energi seperti sistem proses yang melibatkan reaksi eksotermik atau menyerap panas agar kondisi sistem di bawah suhu ruang atau suhu sekitar. Untuk penyerap panas agar suhu di bawah suhu ruang biasanya pabrik menggunakan refrigerant (fluida pendingin), bahan yang sama dengan yang bekerja pada lemari es. Penggunaan air sebagai media pendingin juga dibatasi sifat fisiknya, yaitu titik didih dan titik beku. Suhu air pendingin perlu dikembalikan ke suhu sekitar atau suhu ruang agar bisa difungsikan kembali sebagi pendingin. Sistem pemroses yang melakukan ini adalah cooling tower.

Cooling tower, boiler dan tungku pembakaran (dapur / furnace) merupakan sistem sistem pemroses untuk sistem penyedia panas dan sistem pembuang panas. Kedua sistem proses ini bersama-sama dengan sistem penyedia udara bertekanan, sistem penyedia listrik (power plant) dan air bersih (water treatment) untuk kebutuhan produksi merupakan sistem penunjang berlangsungnya sistem proses utama yang dinamakan sistem utilitas. Kebutuhan sistem utilitas dan kinerjanya tergantung pada seberapa baik sistem utilitas tersebut mampu ‘melayani’ kebutuhan sistem proses utama dan tergantung pada efisiensi penggunaan bahan baku dan bahan bakar.

Pabrik tidak harus mempunyai sistem pemroses utilitas sendiri.Listrik misalnya, pabrik bisa membelinya dari PLN jika kapasitas PLN setempat mencukupi atau membeli dari pabrik tetangga. Demikian pula untuk unit pengolahan limbah, unit penyedia uap air & air pendingin dan unit penyedia udara bertekanan

merancang Pabrik Kimia (part 3)

Suatu pabrik dirancang dan dibangun dengan tujuan untuk meningkatkan nilai guna barang. Bahan baku yang awalnya memiliki nilai guna rendah jika diolah dalam pabrik akan menghasilkan suatu produk, baik produk akhir maupun produk intermediate, yang nilai gunanya lebih tinggi. Dengan mengubah nilai guna suatu bahan maka nilai jualnya juga berubah. Nilai jual yang tinggi tentu saja sangat diharapkan oleh semua pabrik karena dari situ perusahaan pengolah mendapatkan laba (profit).

Sistem Pengendalian
Untuk mendapatkan laba yang banyak maka barang yang dihasilkan tentulah harus mempunyai kualitas yang bagus. Kondisi selama proses produksi sangat mempengaruhi kualitas produk. Suatu proses akan berjalan dengan baik jika dioperasikan pada kondisi optimumnya. Oleh karena itu dibutuhkan suatu alat pengendali (controller).
Tugas controller adalah mereduksi signal kesalahan yaitu perbedaan antara signal setting dengan signal aktual. Hal ini sesuai dengan tujuan sistem pengendalian adalah mendapatkan signal aktual (yang diinginkan) sama dengan signal setting. Semakin cepat reaksi sistem mengikuti signal aktual dan semakin kecil kesalahan yang terjadi maka semakin baik kinerja sistem pengendali yang diterapkan.
Jika perbedaan antara nilai setting dengan nilai keluaran relatif besar maka controller yang baik seharusnya mampu mengamati perbedaan ini untuk segera menghasilkan signal keluaran untuk mempengaruhi proses. Dengan demikian sistem secara cepat mengubah keluaran proses sampai diperoleh selisih antara setting dengan keluaran yang diatur sekecil mungkin.
Jenis controller ada beberapa macam. Pertama proportional controller (P) yang memiliki keluaran yang sebanding dengan besarnya kesalahan signal (selisih antara besaran yang diinginkan dengan harga aktualnya). Keluaran proportional controller merupakan perkalian antara konstanta-konstanta proporsional dengan masukannya. Perubahan pada signal masukan akan segera menyebabkan sistem secara langsung mengubah keluarannya sebesar konstanta pengalinya. Apabila nilai konstanta proporsionalnya kecil, proportional controller hanya mampu melakukan koreksi kesalahan yang kecil sehingga akan menghasilkan respon sistem yang lambat. Jika nilai konstanta proporsional dinaikkan, respon sistem menunjukkan semakin cepat mencapai keadaan tunaknya. Akan tetapi jika nilai tersebut diperbesar sehingga mencapai harga yang berlebihan, akan mengakibatkan sistem bekerja tidak stabil atau respon sistem akan berosilasi. Jenis proportional controller biasanya digunakan untuk mengendalikan ketinggian cairan dalam tangki.
Kedua adalah integral controller yang berfungsi menghasilkan respon sistem yang memiliki kesalahan keadaan tunak . Kalau sebuah pabrik tidak memiliki unsur integrator (1/s), proportional controller tidak akan mampu menjamin keluaran sistem dengan kesalahan kondisi tunaknya nol. Integral controller memiliki karakteristik seperti halnya sebuah integral. Keluaran controller sangat dipengaruhi oleh perubahan yang sebanding dengan nilai signal kesalahan. Keluaran controller ini merupakan jumlahan yang terus menerus dari perubahan, keluaran akan menjaga keadaan seperti sebelumnya terjadi perubahan masukan. Dalam pemakaiannya biasanya proportional controller digabungkan dengan integral controller menjadi proportional integral controller (PI). Hasilnya berupa kurva berbentuk gelombang. Controller jenis ini biasanya digunakan untuk mengendalikan tekanan.
Ketiga adalah differential controller yang memiliki sifat seperti halnya suatu operasi derivatif. Perubahan yang mendadak pada masukan controller akan mengakibatkan perubahan yang sangat besar dan cepat. Ketika masukannya tidak mengalami perubahan, keluaran controller juga tidak mengalami perubahan. Differential controller umumnya dipakai untuk mempercepat respon awal suatu sistem, tetapi tidak memperkecil kesalahan pada kondisi tunak. Kerja differential controller hanya efektif pada lingkup yang sempit yaitu pada periode peralihan. Oleh karena itu differential controller tidak pernah digunakan tanpa ada controller lain dalam sebuah sistem.
Setiap kekurangan dan kelebihan dari masing-masing proportional controller, integral dan diferensial dapat saling menutupi dengan menggabungkan ketiganya secara paralel menjadi proportional integral differential controller (controller PID). Elemen-elemen proportional controller, integral dan diferensial masing-masing secara keseluruhan bertujuan untuk mempercepat reaksi sebuah sistem, menghilangkan offset dan menghasilkan perubahan awal yang besar. Controller jenis ini biasanya digunakan untuk mengendalikan suhu dan laju alir dalam sebuah reaktor.

Sistem Manajemen Sumber Daya Manusia
Guna menjalankan suatu proses di pabrik tidak hanya dibutuhkan teknologi yang canggih dan instrumentasi yang terkendali. Tetapi juga sumber daya manusia sebagai perancang, pelaksana dan pengendali proses. Secara fungsional suatu perusahaan dipimpin oleh seorang direktur utama yang bertugas menjalankan kepemimpinan perusahaan, menetapkan sistem dan tata kerja perusahaan dan menentukan kebijaksanaan perusahaan. Direktur utama memegang kekuasaan tertinggi di perusahaan.
Seorang direktur utama dibantu oleh beberapa direktur, kepala bagian, kepala seksi dan koordinator shift. Jumlah karyawan dari tingkat operator ke tingkatan lebih tinggi akan membentuk sebuah piramida. Artinya semakin ke atas jumlahnya semakin kecil.
Untuk pabrik-pabrik yang menggunakan sistem Continue (24 jam sehari dan 330 hari dalam setahun), karyawannya dibedakan menjadi 2 macam. Pertama karyawan regular yang mempunyai jam kerja tetap. Mereka bekerja setiap hari kerja dan libur pada hari Sabtu, Minggu dan hari besar. Kedua adalah karyawan shift yang terbagi dalam 4 regu dan dalam sehari terdapat 3 regu shift sedangkan 1 regu shift libur. Pembagian shift diatur sedemikian rupa sehingga sehabis shift malam, karyawan mendapat libur 2 hari. Biasanya dalam 1 kelompok shift terdapat seksi proses, utilitas, logistik, listrik dan instrumentasi, bengkel, safety dan keselamatan kerja. Ini biasanya berlaku pada pabrik-pabrik besar, seperti pabrik pembuatan keramik, atau pabrik-pabrik kimia lainnya.
Sedangkan untuk pabrik yang menggunakan sistem Batch, seperti pabrik-pabrik pembuatan makanan (tempe, tahu), tidak diberlakukan karyawan shift, artinya karyawan bekerja secara regular setiap hari.

Uji Kelayakan Ekonomi
Suatu pabrik layak didirikan jika telah memenuhi beberapa syarat antara lain safety-nya terjamin dan tentu saja dapat mendatangkan profit. Dalam hal ini kita akan memfokuskan pada kelayakan secara ekonomi saja. Untuk mendirikan suatu pabrik diperlukan modal yang cukup besar. Modal ini bisa berasal dari investor maupun dari pinjaman bank. Modal yang digunakan ada 2 macam yaitu modal tetap dan modal kerja. Modal tetap meliputi pembelian alat-alat, instalasi, pemipaan, instrumentasi, isolasi (jika perlu), listrik, utilitas, bangunan, tanah, engineering and construction, contractor’s fee dan contingency. Modal kerja besarnya tergantung pada jenis pabrik dan kapasitasnya. Modal kerja ini meliputi raw material inventory, in process inventory, product inventory, extended credit dan available cash.
Kedua modal di atas digunakan untuk biaya produksi yang terbagi menjadi 3 macam yaitu biaya produksi langsung, biaya produksi tidak langsung dan biaya tetap. Biaya produksi langsung adalah biaya yang harus dikeluarkan untuk pembiayaan langsung suatu proses, seperti bahan baku, buruh dan supervisor, perawatan, plant supplies, paten dan royalty dan utilitas. Biaya produksi tidak langsung adalah biaya yang dikeluarkan untuk mendanai hal-hal yang secara tidak langsung membantu proses produksi, antara lain payroll overhead (seperti rekreasi karyawan), laboratorium, plant overhead, packing dan pengapalan. Biaya tetap adalah biaya yang tetap dikeluarkan baik pada saat pabrik berproduksi maupun tidak. Biaya ini mencakup depresiasi, pajak dan asuransi. Selain itu ada juga biaya umum yang meliputi administrasi, sales expenses, penelitian dan finance. Laba atau profit diperoleh dari hasil pengurangan harga jual dengan biaya produksi.
Selain berorientasi pada perolehan profit, perusahaan juga harus bisa mengembalikan modal apalagi jika modal itu berasal dari pinjaman. Waktu untuk pengembalian modal dinyatakan dengan persentase Return On Investment (ROI) yang dirumuskan sebagai perbandingan laba dengan modal tetap. Bisa juga dinyatakan dalan Pay Out Time (POT). Besarnya Return On Investment dan Pay Out Time berbeda untuk tiap jenis pabrik tergantung dari resiko yang ditimbulkan oleh proses dalam pabrik .
Uji kelayakan ekonomi juga dinyatakan dalam bentuk grafik hubungan kapasitas produksi dan biaya yang harus dikeluarkan. Akan terbentuk 2 buah titik yaitu Shut Down Point dan Break Even Point. Shut Down Point adalah suatu titik di mana pada kondisi itu jika proses dijalankan maka perusahaan tidak akan mendapatkan laba tetapi juga tidak menimbulkan kerugian. Jika pabrik beroperasi pada kapasitas di bawah titik Shut Down Point maka pabrik akan mendapatkan rugi. Titik Break Even Point adalah keadaan yang timbul jika pabrik beroperasi pada kapasitas penuh. Nilai Break Even Point yang baik untuk pabrik kimia biasanya berkisar antara 40% – 60%.
Dengan memperhatikan semua unsur, dari pemilihan lokasi, pemilihan teknologi, kapasitas, teknologi proses dan pemroses serta ditunjang dengan pengendalian proses dan sistem manajemen sumber daya manusia yang baik, maka dapat diperoleh laba yang optimum.

sumber : situs kimia indonesia

Merancang Pabrik Kimia (part 2)

Seleksi Teknologi Proses dan Penentuan Kapasitas Produksi

Tujuan utama usaha merancang dan membangun pabrik kimia adalah mendapatkan nilai tambah dari segi ekonomi dari suatu bahan baku. Peningkatan nilai ekonomi dilakukan dengan cara mengolah bahan baku menjadi suatu produk yang memiliki nilai jual yang lebih tinggi sehingga perusahaan pengolah memperoleh laba (profit). Pada pabrik yang memproduksi barang kimia dasar seperti pupuk urea, asam sulfat, etanol dan sejenisnya, patokan mutunya semata-mata hanyalah komposisi dan kemurnian. Harga jual produk dan bahan baku untuk masing-masing kemurnian tertentu dan tetap. Bagi pabrik-pabrik seperti ini, pilihan untuk mendapatkan laba lebih banyak bukan dengan meningkatkan mutu melainkan dengan cara menghemat ongkos produksi dan memperbanyak jumlah produk yang dihasilkan per tahunnya. Jumlah produk yang dihasilkan per satuan waktu tertentu inilah yang dinamakan kapasitas produksi.

Perhitungan kapasitas produksi yang cermat menjadi aspek yang sangat penting dalam usaha memperoleh laba lebih banyak. Tentu saja perhitungan ini harus didukung dengan analisa kebutuhan pasar yang cermat pula sebagaimana yang telah disinggung pada bagian 1. Meningkatkan kapasitas produksi dapat dilakukan dengan cara menambah dan atau modifikasi peralatan yang ada agar bisa beroperasi lebih optimal dan efisien. Usaha modifikasi ini membutuhkan pemahaman tentang sistem proses dan sistem pemroses.

Andaikan Anda ingin mengawetkan ikan bandeng. Anda memiliki beberapa pilihan cara pengawetan: dikeringkan, diasinkan atau diasapkan. Cara-cara pengawetan ini dinamakan sistem proses. Jika Anda memilih sistem proses pengasapan untuk mengawetkan bandeng, untuk selanjutnya hanya dinamakan sistem pengasapan. Produk Anda adalah bandeng asap. Untuk membuat bandeng asap, sekali lagi Anda menjumpai pilihan sistem proses, menggunakan asap dalam bentuk gas atau asap cair. Jika Anda memilih menggunakan asap gas, Anda membutuhkan tungku untuk menghasilkan asap dan ruang pengasapan. Jika Anda memilih menggunakan asap cair, Anda membutuhkan wadah, ember misalnya, untuk merendam bandeng dalam asap cair. Tungku penghasil asap, ruang pengasapan dan ember adalah sistem pemroses. Ilustrasi mengenai bandeng asap ini diharapkan dapat memantapkan pemahaman terhadap sistem proses dan sistem pemroses.

Usaha produksi dalam pabrik kimia membutuhkan berbagai sistem proses dan sistem pemroses yang dirangkai dalam suatu sistem proses produksi yang terkendali. Untuk lebih mudah, rangkaian sistem proses produksi ini dinamakan teknologi proses. Selain permintaan pasar dan ketersediaan bahan baku serta utilitas, sebagaimana telah disinggung pada bagian 1, kinerja teknologi proses juga menjadi patokan dalam menetapkan kapasitas produksi karena bisa jadi suatu teknologi proses memiliki batas kapasitas minimum agar perusahaan tetap mendapat laba.

Teknologi proses yang dijual dalam bentuk lisensi biasanya ditampilkan dalam bentuk rangkaian sistem proses yang dinamakan diagram alir atau block diagram. Diagram alir yang lebih rinci menampilkan rangkaian sistem pemroses dan dinamakan flow chart. Segala lisensi yang dipatenkan dan diperdagangkan merupakan lisensi atau paten untuk rancangan teknologi proses. Anda mungkin sering mendengar proses Kraft untuk teknologi proses produksi keju, proses Richard untuk pemurnian garam dapur, proses Kelloggs untuk teknologi proses produksi susu bubuk, proses Faurchild untuk proses produksi kaca jendela. Ibarat penghargaan Nobel untuk ilmuwan, penghargaan Pulitzer untuk jurnalis, maka Kirkpatrick Award adalah penghargaan bertaraf internasional bagi para perancang teknologi proses produksi pabrik kimia yang dianggap memberikan kontribusi atau terobosan baru yang paling kreatif di dunia perancangan teknologi proses.

Diagram Alir dan Neraca Massa & Energi

Usaha membuat block diagram menjadi flow chart memerlukan perhitungan neraca massa dan energi. Neraca massa adalah kajian jumlah material yang masuk, keluar dan yang terakumulasi dari tiap-tiap sistem proses. Neraca energi adalah rangkaian proses keseluruhan serta kajian tentang jumlah energi (panas) yang harus dipasok atau dikeluarkan dari tiap-tiap sistem proses dan rangkaian proses secara keseluruhan. Perkembangan teknologi komputasi telah banyak membantu dalam penyediaan berbagai software untuk perhitungan neraca massa dan energi, di antaranya Hisys dan ChemCad.

Data yang paling menarik dari neraca massa dan energi adalah jumlah masing-masing bahan baku, serta bahan bakar yang dibutuhkan untuk memproduksi produk per satuan jualnya, misalnya per kilo atau per liter. Perhitungan perolehan produk dapat ditentukan dari data tersebut. Perolehan bermakna, berapa persen bahan baku yang diumpankan berubah menjadi produk. Perhitungan laba per satuan jual juga dapat ditentukan dari data ini. Jika Anda ingin modal investasi untuk membangun pabrik didapat kembali setelah pabrik beroperasi dalam kurun waktu tertentu, Anda bisa memperkirakan seberapa banyak produk yang harus dibuat dalam kurun waktu tersebut dengan data ini. Dengan kata lain, Anda telah menetapkan kapasitas produksi Anda.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam menghitung neraca massa dan energi adalah penggunaan dasar perhitungan dalam kaitannya dengan teknologi proses. Pabrik yang menyelenggarakan proses produksi secara sinambung (continuous) 24 jam sehari 300 hari setahun seperti pabrik pupuk dan pabrik pengilangan minyak bumi menggunakan dasar perhitungan laju produksi, laju material yang masuk dan keluar sistem proses per satuan waktu yang singkat, misalnya per jam atau per menit.

Penggunaan dasar perhitungan ini tidak cocok digunakan pada sistem proses yang beroperasi partaian (batch) atau proses yang membutuhkan waktu lama dalam beroperasi, misalnya proses fermentasi. Misalnya Anda mampu membuat tape (peuyeum) 480 kg dalam sekali proses dengan lama proses fermentasi 2 hari. Perhitungan Anda akan lebih akurat jika mengunakan dasar perhitungan 1440 kg per minggu daripada 10 kg per jam, dengan anggapan seminggu 6 hari kerja.

Penggunaan dasar perhitungan juga perlu memperhatikan rentang waktu antar pengiriman bahan baku dan penjualan produk. Apakah bahan baku dikirim dalam jumlah tertentu seminggu sekali, sebulan sekali atau tiga bulan sekali. Pertimbangan ini juga mempengaruhi besar gudang yang dibutuhkan.

Sistem Pereaksian dan Sistem Pemisahan & Pemurnian

Pemilihan sistem pemroses yang menjadi unit-unit teknologi proses sangat bergantung pada beban kerja sistem pemroses yang diketahui dari perhitungan neraca massa dan energi. Secara garis besar, sistem proses utama dari sebuah pabrik kimia adalah sistem proses pereaksian, yang untuk kemudian dinamakan sistem pereaksian, dan sistem proses pemisahan & pemurnian, yang untuk kemudian dinamakan sistem pemisahaan & pemurnian. Walaupun ada pabrik yang sistem proses utamanya hanya terdiri dari sistem pemisahan & pemurnian saja seperti pabrik gula dan pabrik garam, atau hanya sistem pereaksian saja seperti pabrik sabun.

Sistem pereaksian merupakan ciri khas pabrik kimia. Proses perubahan bahan baku menjadi produk terjadi dalam sistem ini. Pertanyaan-pertanyaan yang perlu dijawab sebelum merancang sistem pereaksian adalah bagaimana persamaan reaksi dan stoikiometrinya, pada suhu dan tekanan berapa reaksi akan diselenggarakan, apakah bahan yang akan direaksikan pada fasa padat, cair atau gas, apakah reaksi tersebut memerlukan katalis, apakah fasa katalis yang digunakan padat atau cair, apakah reaksi tersebut menghasilkan panas atau membutuhkan pemanasan dan berapa lama reaksi itu berlangsung.

Sistem pemroses bagi sistem proses pereaksian adalah reaktor. Ada dua model teoritis paling populer yang digunakan dalam merancang reaktor yang beroperasi dalam keadaan tunak, yaitu Continous Stirred Tank Reactor (CSTR) dan Plug Flow Reactor (PFR). Perbedaannya adalah pada dasar asumsi konsentrasi komponen-komponen yang terlibat dalam reaksi. CSTR adalah reaktor model berupa tangki berpengaduk dan diasumsikan pengaduk yang bekerja dalam tanki sangat sempurna sehingga konsentrasi tiap komponen dalam reaktor seragam sebesar konsentrasi aliran yang keluar dari reaktor. Model ini biasanya digunakan pada reaksi homogen di mana semua bahan baku dan katalisnya berfasa cair, atau reaksi antara cair dan gas dengan katalis cair. Untuk reaksi heterogen, misalnya antara bahan baku gas dengan katalis padat menggunakan model PFR. PFR mirip saringan air dari pasir. Katalis diletakkan pada suatu pipa lalu dari sela-sela katalis dilewatkan bahan baku seperti air melewati sela-sela pasir pada saringan. Asumsi yang digunakan adalah tidak ada perbedaan konsentrasi tiap komponen yang terlibat di sepanjang arah jari-jari pipa.

Sistem pemisahan dan pemurnian bertujuan agar hasil dari sistem pereaksian sesuai dengan permintaan pasar sehingga layak dijual. Sistem pemisahan kadang juga diperlukan untuk menyiapkan bahan baku agar konsentrasi atau keadaannya sesuai dengan katalis yang membantu penyelenggaraan reaksi.

Pemilihan sistem pemisahan dan pemurnian tergantung pada perbedaan sifat fisik dan sifat kimia dari masing-masing komponen yang ingin dipisahkan. Perbedaan sifat fisik yang bisa dimanfaatkan untuk memisahkan komponen-komponen dari satu campuran adalah perbedaan fasa (padat, cair atau gas), perbedaan ukuran partikel, perbedaan muatan listrik statik, perbedaan tekanan uap atau titik didih dan perbedaan titik bekunya. Perbedaan sifat kimia yang bisa dimanfaatkan untuk memisahkan komponen-komponen suatu campuran adalah kelarutan dan tingkat kereaktifan.

Sistem pemroses yang dibangun tergantung pada jenis perbedaan apa yang ingin dimanfaatkan untuk memisahkan komponen tersebut. Sistem pemroses alat penyaring dan ruang pengendapan bisa digunakan untuk menyelenggarakan sistem proses pemisahan padatan dari cairan atau gas, sementara untuk memisahkan dua fasa cair tak larut hanya bisa menggunakan ruang pengendapan. Sistem pemroses alat penyaring juga bisa digunakan untuk memisahkan bahan padat dengan ukuran partikel yang berbeda. Sistem pemroses pemisahan dan pemurnian yang paling lazim di pabrik kimia adalah distilasi dan ekstraksi. Distilasi memanfaatkan perbedaan perbedaan tekanan uap masing-masing komponen sedangkan ekstraksi memanfaatkan perbedaan derajat kelarutan komponen terhadap satu jenis atau satu campuran pelarut.

Sistem Penukar Panas dan Sistem Utilitas

Kedua sistem proses utama di atas, baik sistem pereaksian maupun sistem proses pemisahan & pemurnian membutuhkan kondisi operasi pada suhu dan tekanan tertentu. Menaikkan atau menurunkan tekanan biasanya dilakukan dengan cara menaikkan suhu pada suatu ruang yang volum dan isinya dijaga tetap. Suatu sistem penukar panas dibutuhkan agar sistem proses utama bisa berlangsung.

Sistem pemroses untuk sistem penukar panas adalah alat pemindah panas ataau dikenal dengan heat exchanger. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam merancang dan memilih heat exchanger adalah suhu dan tekanan saat proses pemindahan panas terjadi, fasa fluida yang memberi dan menerima panas serta apakah terjadi perubahan fasa pada fluida pemanas atau yang dipanaskan, dan sifat fisik masing-masing fluida. Sifat fisik fluida meliputi kapasitas panas (Cp), kalor penguapan, dan besaran kecepatan pindah panas. Hal-hal di atas dipertimbangkan untuk menentukan luas permukaan sentuh antara fluida pemanas dan yang dipanaskan agar proses pemindahan panas sempurna.

Dalam pabrik, panas biasanya ‘disimpan’ dalam fluida yang dijaga pada suhu dan tekanan tertentu. Fluida yang paling umum digunakan adalah air panas dan uap air karena alasan murah dan memiliki kapasitas panas tinggi. Fluida lain biasanya digunakan untuk kondisi pertukaran panas pada suhu di atas 100 C pada tekanan atmosfer. Air atau uap air bertekanan (dinamakan kukus) mendapatkan panas dari tungku pembakaran atau boiler.

Sistem pemindahan panas tidak hanya bertugas memberikan panas tetapi juga menyerap panas. Misalnya, menyerap panas dari sistem proses yang menghasilkan energi misalnya sistem proses yang melibatkan reaksi eksotermik atau menyerap panas agar kondisi sistem di bawah suhu ruang atau suhu sekitar. Untuk penyerap panas agar suhu di bawah suhu ruang biasanya pabrik menggunakan refrigerant, bahan yang sama dengan yang bekerja pada lemari es Anda. Penggunaan air sebagai media pendingin juga dibatasi sifat fisiknya yaitu titik didih dan titik beku. Suhu air pendingin perlu dikembalikan ke suhu sekitar atau suhu ruang agar bisa difungsikan kembali sebagi pendingin. Sistem pemroses yang melakukan ini adalah cooling tower.

Cooling tower, boiler dan tungku pembakaran merupakan sistem-sistem pemroses untuk sistem penyedia panas dan sistem pembuang panas. Kedua sistem proses ini bersama-sama dengan sistem penyedia udara bertekanan, sistem penyedia listrik dan air bersih untuk kebutuhan produksi merupakan sistem penunjang berlangsungnya sistem proses utama yang dinamakan sistem utilitas. Kebutuhan sistem utilitas dan kinerjanya tergantung pada seberapa baik sistem utilitas tersebut mampu ‘melayani’ kebutuhan sistem proses utama dan tergantung pada efisiensi penggunaan bahan baku dan bahan bakar.

Pabrik tidak harus mempunyai sistem pemroses utilitas sendiri. Listrik misalnya, pabrik bisa membelinya dari PLN jika kapasitas PLN setempat mencukupi atau membeli dari pabrik tetangga. Demikian pula untuk unit pengolahan limbah, unit penyedia kukus & air pendingin dan unit penyedia udara bertekanan. Pada suatu kawasan industri, misalnya di Singapura, beberapa unit utilitas untuk seluruh kawasan dikelola oleh negara. Layaknya PLN & PDAM di Indonesia, Singapura memiliki perusahaan pengolahan limbah, perusahaan penyedia gas bahan bakar & udara bertekanan. Pada beberapa kawasan yang masih belum terjangkau jaringan perusahaan tersebut, ada perusahaan swasta yang ditunjuk pemerintah untuk menjual kebutuhan utilitas. Ini menjadi salah satu keunggulan yang lebih memikat para investor untuk menanamkan modalnya di Singapura.

Jika suatu pabrik ingin menyediakan sistem utilitasnya sendiri, sistem pemroses untuk sistem utilitas mudah didapat di pasar. Banyak perusahaan yang menjual boiler atau tungku pembakaran dalam berbagai kapasitas panas. Sama seperti generator listrik dan alat penjernihan air. Anda tinggal menentukan berapa banyak panas yang dibutuhkan pabrik per jam atau per harinya, sama seperti menentukan berapa kWh listrik yang Anda butuhkan. Pihak penjual akan merekomendasikan boiler atau generator listrik yang sesuai kebutuhan Anda bahkan memasangkannya pada pabrik Anda.

Memang merancang sistem pemroses untuk utilitas tidak serumit merancang sistem proses dan sistem pemroses utama. Kedua sistem ini membutuhkan pengetahuan kimia dan teknik kimia yang mendalam terhadap teknologi proses yang akan dibangun. Jika Anda membeli lisensi teknologi proses, Anda bisa mempercayakan perancangan dan pembangunan pabrik pada pihak penjual lisensi, tentunya dengan harga beli yang lebih tinggi. Anda bisa menggunakan jasa perusahaan konsultan dalam merancang dan membangun sistem proses dan sistem pemroses utama jika ingin merancang teknologi proses sendiri. Perusahaan yang bergerak di jasa perancangan pabrik kimia yang ada di Indonesia diantaranya adalah PT Rekayasa Industri (ReKin) dan PT Inti Karya Persada Teknik (IKPT).

Setelah proses perancangan dan pembangunan pabrik selesai, pabrik tersebut harus dioperasikan dalam keadaan yang terkendali dan menghasilkan produk dengan mutu yang terkendali pula. Untuk itu, pabrik perlu dilengkapi dengan sistem pengendalian dan sistem management sumber daya manusia yang terlibat, yang akan mengatur dan mengendalikan proses produksi.

Apa itu EPC company ?

EPC ialah singkatan dari Engineering, Procurement, Construction. Terkadang ditambahkan Installation sehingga singkatannya menjadi EPCI (EPCI biasanya berkecimpung di offshore/platform). Terkadang juga ditambahkan C (menjadi EPCC) jika perusahaannya menggeluti bagian Commissioning (test unjuk kerja).

Dari singkatannya sudah jelas bahwa tugas dari EPC adalah untuk melakukan rekayasa (engineering) dari suatu plant, melakukan pembelian (procurement) barang-barang dan equipment yang terkait dan kemudian mendirikan/membangun (construction) plant tersebut. EPC terkadang disebut sebagai ‘integrator’ karena EPC lah yang menjembatani dan mengkordinasikan seluruh bagian yang terkait dalam pembangunan suatu plant; mulai dari licensor (yang memiliki lisensi), vendor (yang menjual barang), shipper (yang mengirim barang), bahkan sampai operator (yang mengoperasikan plant).

Dalam prakteknya, suatu perusahaan EPC tidak harus melakukan E-P-C nya sekaligus, bisa aja hanya salah satu atau salah duanya. Jadi sangat normal jika ada EPC yang hanya mengambil E-nya saja (bertindak sebagai konsultan engineering saja), E dan P atau malah C (hanya memasang saja) nya saja.

Untuk yang masih belum familiar, berikut ialah penjabaran satu persatu siklus pekerjaan di dalam EPC:

1. Owner mengumumkan rencana pendirian plant baru (misalkan: Pertamina ingin membangun kilang minyak dengan kapasitas 100ribu barel per day).
2. Owner mengundang EPC Company yang berminat untuk menyampaikan profil perusahaan (fase Pra Kualifikasi).
3. Owner mengumumkan EPC Company yang lolos dari Pra Kualifikasi dan berhak mengikuti proses tender EPC dan melakukan proses Invitation To Bid (ITB).
4. EPC Company yang lolos mengambil dokumen tender dari Owner dan mendapat penjelasan tentang rule-of-the game.
5. Dalam rentang tertentu, EPC Company tersebut menyampaikan proposal teknis dan rencana bagaimana merancang, membeli, dan mengkonstruksi.
6. Jika lolos, maka EPC Company harus menyampaikan proposal komersial (berapa estimasi ongkos dan harga pembangunan plant tersebut).
7. Siapa yang terbaik (belum tentu termurah) akan ditentukan sebagai pemenang tender.
8. Jika menang, maka Owner akan menyerahkan project tersebut ke EPC Company terpilih dengan kesepakatan harga yang di point 6 (masih dimungkinkan untuk bernegosiasi) sesuai dengan kualifikasi teknis dan rencana/waktu di point 5 (juga negotiable).
9. EPC Company yang memenangkan tender mulai mengerjakan proses E-P-C nya yang jauh lebih mendetail daripada saat proposal tadi. Jika dalam proses detailing, EPC Company tersebut mampu berhemat maka profit tentunya akan bertambah (dari perkiraan saat proposal).

Berikut ini sedikit nama-nama EPC Company yang beroperasi (memiliki kantor) di Indonesia, juga sedikit backgroundnya. Sebagian besar di Jakarta tentunya. Berikut daftar yang diurutkan secara alfabetik:

1. AMEC Berca. Memiliki headquarter di UK. Perusahaan ini di Indonesia joint-venture dengan grup Berca (grup Murdaya). Project mereka saat ini banyak untuk TotalFinaElf (d/h Total Indonesie).
2. Bechtel Indonesia. Dulu memakai nama PT Purna Bina Indonesia.
3. Citra Panji Manunggal. Local EPC dengan spesial di pipeline dan Stations.
4. Inti Karya Persada Teknik. Secara ‘tradisi’ IKPT adalah ‘raja’nya LNG. Ini dikarenakan IKPT menerima banyak repeat order untuk Train-train LNG PT Badak. IKPT adalah salah satu anak perusahaan dari grupnya Bob Hassan. Salah satu project mereka yang cukup besar adalah Ujung Pangkah Amerada Hess.
5. Kellog Brown and Root (KBR Indonesia). Adalah ‘branch’ KBR (giant group di bawah Halliburton) di Jakarta. Di South East Asia pusatnya di Singapore. Kalau tidak salah, KBR Jakarta mengerjakan banyak sub project baik dibawah KBR Singapore maupun Houston. Reputasi KBR di LNG (baik liquefaction maupun terminal) sudah tidak perlu diragukan lagi. In fact KBR ’sangat dekat’ dengan IKPT.
6. McDermott. McDermott perusahaan EPCI yang cukup memimpin dengan spesialisasinya di bidang manufacturing and service. Memiliki proyek yang umumnya merupakan industri energi dan pembangkit listrik. McDermott beroperasi di 23 negara dan memiliki lebih dari 20.000 karyawan.
7. Rekayasa Industri. Secara struktur sebenarnya berada di holding PT Pupuk Sriwijaya dan memang traditionally dikenal sebagaia ‘raja’ dan ’spesialis’ seluruh EPC fertilizer di Indonesia. Saat ini cukup expansif termasuk ‘menyerbu’ proyek proyek migas dan bio-diesel.
8. Saipem Indonesia. Berada di bawah grup ENI International (Italy) dan yang ada di Jakarta adalah hasil merger dengan Sofresid. Grup mereka berspesialis di platform dan offshore.
9. Technip Indonesia. Untuk South Eas Asia, Technip berpusat di Kuala Lumpur. Sebagai raksasa EPC dunia berbasis di Paris, Technip mengerjakan project-project di seluruh dunia mulai dari migas dan infrastructure.
10. Tripatra. Dikenal sebagai perintis EPC di bidang migas, mendahului EPC lain di Indonesia termasuk mengerjakan giant NSO MobilOil dan jejak kaki mereka di Caltex sangat impresif. Tripatra didirikan oleh Pak Iman Taufik (perintis industri migas dan pendiri Guna Nusa). Tripatra sempat ‘terpuruk’ namun saat ini dikabarkan sedang bangkit lagi (suntikan dana luar?) termasuk mendapatkan mega project di Amerada Hess.
11. WorleyParsons. Di Indonesia berbendera CeriaWorley. WorleyParsons adalah spesialis engineering dan sudah berkaliber internasional dan menangani mulai dari mining (core bisnis mereka di Australia) sampai infrastructure.

Artikel diatas disadur dari KampungMelayu’s Weblog.

Merancang Pabrik Kimia (part 1)

Kata ‘pabrik’ bukan hanya milik para insinyur atau buruh semata. Bukan pula selalu mewakili sebuah system atau wacana yang rumit, canggih dan sulit dimengerti. Pabrik adalah fasilitas untuk memproduksi barang kebutuhan umat manusia. Tujuan pendirian pabrik adalah untuk bisa mendapatkan nilai tambah dari sebuah bahan baku, sebuah bahan baku yang diolah menjadi lebih bernilai tinggi karena manfaatnya dan nilai jual pasarnya yang lebih tinggi. Pabrik bisa digolongkan dalam dua kelompok besar berdasarkan sejauh mana sebuah reaksi kimia terlibat dalam proses produksi, yaitu pabrik manufaktur atau pabrik perakitan dan pabrik sintesis atau pabrik kimia.

Pabrik perakitan tidak mengubah bahan baku menjadi produk dengan reaksi kimia sebagai proses utama. Perubahan bahan baku menjadi produk bukan sebuah reaksi kimia. Pabrik perakitan mobil, pabrik elektronik, pabrik garmen dan pabrik rokok adalah beberapa contoh pabrik yang termasuk dalam kelompok ini. Pabrik kimia atau pabrik sintesis menyelenggarakan sebuah atau serangkaian reaksi kimia untuk mengubah bahan baku menjadi produk. Beberapa anggota kelompok ini misalnya pabrik petrokimia, pabrik oleokimia, pabrik semen, pabrik sabun, pabrik alat-alat kosmetik dan pabrik gula. Pabrik-pabrik yang kerja utamanya membuat formulasi, hanya mencampurkan bahan-bahan kimia menjadi satu larutan atau campuran juga digolongkan sebagai pabrik kimia seperti pabrik minyak goreng, pabrik susu, pabrik sirup minuman.

Artikel ini ditujukan untuk menjadi gambaran umum mengenai merancang sebuah pabrik kimia secara umum. Artikel ini dibagi menjadi tiga bagian. Bagian pertama akan memberikan panduan tentang apa saja hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan teknologi proses produksi dan penentuan lokasi pabrik yang kemudian dilanjutkan dengan panduan menghitung laba kotor dan kebutuhan bahan baku per satuan kilogram produk. Panduan memilih dan merancang alat-alat yang akan digunakan pabrik akan dituangkan pada artikel bagian kedua. Artikel ini akan ditutup dengan panduan merencanakan tata letak pabrik serta perhitungan kelayakan ekonomi yang memperhitungkan seluruh pengeluaran yang akan dan mungkin, termasuk cicilan bunga bank, pada bagian ketiga.

Seleksi Pabrik Yang Akan Dibangun Serta Teknologi Proses Yang Akan Digunakan

Pemilihan pabrik yang akan dibangun secara umum digolongkan menjadi tiga motivasi. Karena permintaan pasar, karena ketersediaan bahan baku yang berlimpah serta karena tersedianya teknologi baru. Bisa jadi motivasi untuk dibangunnya sebuah pabrik merupakan kombinasi dua jenis motivasi di atas atau bahkan kombinasi ketiga-tiganya sekaligus.

Pembangunan pabrik karena permintaan pasar yang meningkat merupakan motivasi yang sangat lazim dan sesuai dengan hukum ekonomi. Hal yang perlu diselidiki lebih lanjut adalah apakah lonjakan permintaan pasar tersebut akan stabil terus meningkat di masa datang, atau ada alasan-alasan khusus yang mempengaruhi pasar, seperti alasan tidak stabilnya politik negara, embargo ekonomi, atau kecelakaan-kecelakaan yang dialami produsen lain, calon saingan, yang menyebabkan produsen tersebut menurunkan produksi. Perlu data akurat dan analisis pasar yang jeli dari orang-orang yang berpengalaman untuk memastikan kestabilan peningkatan permintaan pasar. Hal lain yang perlu diperhatikan adalah kapasitas produksi calon-calon saingan dari pabrik yang akan dibangun. Bisa jadi saingan tersebut sudah mengantisipasi lebih dahulu dan sudah mulai meningkatkan kapasitas produksi sebagai usaha mencuri start. Seperti halnya teori ekonomi produsen berkapasitas produksi yang paling besar lebih menjamin penguasaan pasar serta dalam penentuan harga produk.

Motivasi membangun pabrik karena ketersediaan bahan baku merupakan motivasi yang sangat diharapkan dan didukung oleh pemerintah Indonesia. Fakta bahwa negara Indonesia punya sumber daya alam yang beraneka ragam dan berlimpah tidak perlu dipertanyakan lagi. Penggunaan bahan baku yang hanya ada di Indonesia akan meningkatkan daya saing pabrik tersebut. Bahan baku dari bidang pertanian menjanjikan keunggulan tersebut karena ada banyak jenis tumbuhan yang hanya bisa tumbuh alami di Indonesia. Hanya saja motivasi seperti ini memerlukan pemikiran yang kreatif, pemahaman terhadap teknologi proses yang handal serta orang-orang yang memiliki intelektual yang tangguh. Tantangan lain adalah teknologi yang akan digunakan bisa jadi teknologi yang benar-benar baru atau teknologi lama yang perlu banyak modifikasi. Literatur juga terbatas disebabkan negara-negara maju jarang menyelenggarakan penelitian pengembangan teknologi untuk mengolah bahan baku yang tidak ada di dalam negerinya. Karena itu motivasi jenis ini memerlukan serangkaian penelitian dan pengkajian teknologi sebelum pabrik yang dicita-citakan akan didirikan. Dalam hal inilah menjadi alasan setiap Negara dan perusahaan multinasional membentuk badan atau departemen penelitian dan pengembangan (Research & Development) dalam upaya mencari potensi nilai bahan baku yang belum didapat dan mencari kajian baru teknologi proses pengolahannya.

Negara-negara maju saat ini berlomba-lomba membangun pabrik karena motivasi tersedianya suatu teknologi baru. Ketersediaan teknologi baru tidak hanya sekadar menyuguhkan suatu teknologi proses yang lebih hemat tapi bisa juga suatu produk baru. Hal ini bisa meningkatkan prestise negara tersebut di mata dunia. Pembangunan pabrik Compact Disc (CD) misalnya, adalah sebuah contoh pabrik yang dibangun karena ketersediaan suatu teknologi dan pengetahuan yang menyeluruh mengenai sinar laser dan apa yang mampu sinar laser akibatkan pada struktur kristal. Tapi tetap saja motivasi jenis ini butuh ide-ide yang cemerlang dan inovatif, yang percaya kalau fenomena sinar laser bisa digunakan sebagai sarana penyimpanan dan pembacaan data digital. Tidak semua teknologi baru bisa dikembangkan menjadi pabrik dengan produk baru.

Intinya, ketiga motivasi itu bisa berbuah menjadi sebuah pabrik apabila motivasi itu terdapat pada diri orang yang paham teknologi, punya visi tangguh, berani bersaing, memperhitungkan resiko dan berani menerima resikonya serta mau bekerja keras.

Pemilihan Lokasi Pabrik

Pemilihan lokasi pabrik secara umum bisa dikelompokkan berdasarkan dua alasan pemilihan, mendekati tempat bahan baku berada atau mendekati tempat pasar berada. Alasan pemilihan orientasi dua faktor tersebut perlu mempertimbangkan biaya pengiriman dan transportasi, sarana dan prasarana di daerah sekitar, kultur masyarakat serta kebijakan pemerintah daerah setempat.

Pabrik biasanya didirikan di sekitar tempat bahan baku berada karena alasan bahan baku memiliki konsentrasi yang terlalu rendah. Freeport rela membangun pabriknya di tengah hutan Papua walaupun perusahaan tersebut harus mengeluarkan biaya besar untuk melengkapi sarana transportasi, pembebasan tanah, perumahan karyawan dan lain-lain karena biaya produksi akan jauh lebih mahal jika tanah yang mengandung emas dan tembaga tersebut dibawa ke tanah Jawa dan didulang di Jawa. Alasan lain adalah bahan baku berupa gas atau cair yang perlu penanganan khusus dalam pemindahan dan transportasinya. Inilah sebabnya lokasi pengilangan gas alam dan minyak bumi berada di tempat terpencil. Pabrik yang menggunakan hasil pertanian sebagai bahan baku juga sering dibangun di dekat kawasan pertaniannya untuk menghindari kerusakan bahan baku karena mudah memusuk busuk. Pabrik pengalengan ikan juga biasanya di dekat dermaga. Malah ada pabrik yang dibangun di atas kapal untuk menghindari ikan menjadi busuk dan menghemat biaya transportasi untuk pasar ekspor.

Istilah ‘mendekati pasar’ di sini bukan semata-mata berarti harus berjarak dekat dengan pasar, tapi maksudnya adalah memiliki akses yang mudah, murah dan cepat ke konsumen karena tersedianya sarana transportasi yang memadai. Pemilihan lokasi pabrik yang mendekati pasar adalah alasan yang lebih lazim digunakan. Bagi pabrik yang memproduksi produk yang rentan dan perlu penanganan khusus, seperti pabrik es krim atau minyak goreng, membangun pabrik di dekat pasar yang ditargetkan menjadi sangat penting. Pabrik yang memiliki banyak saingan juga perlu berada di daerah yang memiliki akses yang mudah dan cepat ke pasar. Pabrik-pabrik minuman ringan (soft drink) membangun pabrik pengemasan dalam botol (bottling company) di berbagai tempat untuk memperluas pasarnya dan untuk menjaga agar konsumennya tidak beralih ke produk lain yang sejenis. Istilah pasar sendiri tidak semata-mata pasar domestik namun juga berarti pasar mancanegara jika perusahaan berorientasi pada produk ekspor. Bagi pabrik seperti ini, lokasi di dekat dermaga atau bandar udara menjadi contoh lokasi pabrik yang mendekati pasar seperti pabrik oleokimia dan pabrik semen yang pemasaran produknya adalah ekspor luar negeri . Bahkan kadang-kadang ada pabrik yang membangun dermaganya sendiri untuk kebutuhan ekspor bila dermaga umum tidak layak atau terlalu ramai seperti Chevron dan pertamina .

Pemilihan lokasi mendekati pasar biasanya lebih disukai apabila pemerintah daerah setempat memiliki dan mengatur tata kota dengan visi sebagai kota kawasan industri. Segala sarana perhubungan seperti jalan raya dan jalan bebas hambatan, dermaga dan bandara serta sarana utilitas seperti listrik dan air bersih adalah milik umum yang diusahakan oleh pemerintah. Sarana perumahan untuk karyawan juga akan mudah terjangkau dari kawasan pabrik jika kota tersebut memiliki tata kota yang baik sebagai kota industri. Sarana hiburan bagi karyawan tidak perlu disediakan oleh perusahaan karena pihak swasta akan berlomba-lomba untuk membangunnya di kota tersebut.

Akan lain halnya jika lokasi pabrik mendekati bahan baku dan harus didirikan di lokasi terpencil. Segala sarana perhubungan, sarana utilitas, perumahan karyawan berikut sarana hiburan dan peribadatannya perlu menjadi perhatian perusahaan pemilik pabrik. Hal ini akan berarti tambahan biaya investasi. Tetapi perusahaan yang didirikan di lokasi mendekati bahan baku biasanya memiliki keuntungan biaya operasional yang lebih ringan serta dukungan pemerintah daerah setempat. Bahkan kadang-kadang perusahaan bisa mendesak pemerintah daerah untuk mengeluarkan kebijakan yang menguntungkan perusahaan misalnya kelonggaran peraturan mengenai lingkungan hidup dan ketenagakerjaan. Kebijakan pemerintah menjadi faktor yang sangat mempengaruhi perolehan profit dan benefit bagi perusahaan. Pemerintah daerah kawasan industri akan menetapkan upah minimum regional yang tinggi serta peraturan lingkungan hiudp yang ketat. Kebijakan ini berani dilakukan karena pemerintah daerah tersebut sadar akan nilai tawar dari kawasannya. Oleh sebab itu perusahaan yang akan membangun pabrik di kawasan industri harus menghadapi biaya operasional yang lebih besar untuk pengeluaran sosial dan pengolahan limbah (social and environment cost).

Pada akhirnya pemilihan lokasi mendekati bahan baku atau mendekati pasar juga berdasarkan keuntungan ekonomi (profit), keuntungan sosial kemasyarakatan (benefit) dan kebijakan pemerintah setempat serta kelestarian lingkungan dari akibat pemilihan lokasi.

Job Description Of Process Engineer

A process engineer develops economical industrial processes to make the huge range of products on which modern society depends, including: food and drink; fuel; artificial fibres; pharmaceuticals; chemicals; plastics; toiletries; energy; and clean water.

Process engineers may work in small, medium and large businesses. The work is concerned with chemical and biochemical processes in which raw materials undergo change, and involves scaling up processes from the laboratory into the processing plant.
Responsibilities involve designing equipment, understanding the reactions taking place, installing control systems, and starting, running and upgrading the processes. Environmental protection and health and safety aspects are also significant concerns.

Typical work activities
Work is project-orientated and you may be working on a number of projects, all at various different stages, at any given time. Several process engineering companies act as consultancies.
Typical work activities include:

• assessing processes for their relevance, and assessing the adequacy of engineering equipment;
• reviewing existing data to see if more research and information need to be collated;
• designing, installing and commissioning new production units, monitoring modifications and upgrades, and troubleshooting existing processes;
• applying the principles of mass, momentum and heat transfer to process and equipment design, including conceptual, scheme and detail design;
• conducting process development experiments to scale in a laboratory;
• preparing reports, flow diagrams and charts;
• assessing the availability of raw materials and the safety and environmental impact of the plant;
• managing the cost and time constraints of projects;
• selecting, managing and working with sub-contractors;
• supporting the conversion of small-scale processes into commercially viable large-scale operations;
• assuming responsibility for risk assessment, including hazard and operability (HAZOP) studies, for the health and safety of both company staff and the wider community;
• working closely with chemical engineers to monitor and improve the efficiency, output and safety of a plant;
• ensuring the process works at the optimum level, to the right rate and quality of output, in order to meet supply needs;
• making observations and taking measurements directly, as well as collecting and interpreting data from the other technical and operating staff involved;
• assuming responsibility for environmental monitoring and ongoing performance of processes and process plant;
• ensuring that all aspects of an operation or process meet specified regulations;
• working closely with other specialists, including: scientists responsible for the quality control of raw materials, intermediates and finished products; engineers responsible for plant maintenance; commercial colleagues on product specifications and production schedules; and the operating crew.

source : http://www.prospects.ac.uk/p/types_of_job/print/process_engineer.jsp

Boiler - Ketel Uap (part 1)

Boiler merupakan suatu alat yang digunakan untuk menghasilkan steam. Dimana steam merupakan kebutuhan utama pada industri-industri yang berbasis kimia. Steam dihasilkan dari proses pemanasan air melampaui titik didihnya pada tekanan tertentu. Steam yang dihasilkan digunakan sebagai media pembawa panas untuk digunakan pada alat penukar kalor (heat exchanger), reaktor, atau alat-alat lainnya.
Proses pemanasan membutuhkan bahan bakar, terdapat beberapa jenis bahan bakar yang dapat digunakan, yaitu :

1. Bahan bakar padat
Bahan bakar padat yang terdapat di bumi kita ini berasal dari zat-zat organik. Bahan bakar padat mengandung unsur-unsur antara lain : zat arang atau carbon (C), zat asam atau oksigen (O), nitrogen (N), belerang (S), abu dan air dimana kesemuanya itu terikat dalam satu persenyawaan kimia. Bahan bakar padat dapat berupa kayu, kulit kelapa (cangkang), macam-macam batu bara, meliputi turf atau peat atau lignite, batu bara coklat (brown coal), sub-bituminous, anthracite, dan lain-lain. hasil pembakaran cenderung membentuk kerak (jelaga) pada ruang bakar, jelaga ini mengurangi efisiensi perpindahan panas dan akan menutupi celah-celah rangka bakar yang akan dilalui udara pembakaran, sehingga perlu dibersihkan dalam kurun waktu tertentu.

2. Bahan bakar cair
Bahan bakar cair berasal dari minyak bumi. Minyak bumi didapat dari dalam tanah dengan jalan mengebornya di ladang-ladang minyak, dan memompanya ke atas permukaan bumi yang kemudian diolah menurut kebutuhannya masing-masing menjadi minyak bakar. Minyak bumi (crude oil) hanya digunakan sebagai minyak bakar langsung di dalam ketel-ketel uap bila sedikit sekali mempunyai kandungan-kandungan persenyawaan zat air arang dengan titik atau temperatur mendidih yang rendah. Berbagai jenis minyak bakar yaitu bensin, solar, minyak tanah dan minyak bakar lainnya dapat dijadikan sebagai minyak bakar pada ketel uap.

3. Bahan bakar gas
Di dalam tanah banyak terkandung gas bumi atau yang biasa disebut gas alam, yang timbul saat proses penambangan minyak bumi, gas tambang atau gas rawa (CH4 atau methane). Bahan bakar gas dahulu adalah sebagai bahan bakar pengganti bahan bakar cair (minyak bumi). Saat ini penggunaan gas dipandang lebih efisien, sehingga bahan bakar gas bukan lagi sebagai substituent tapi bahan bakar utama. Keuntungan-keuntungan penggunaan gas sebagai bahan bakar adalah :

• Pada umumnya boiler yang menggunakan bahan bakar hanya gas alam saja akan lebih murah dibanding dengan boiler yang menggunakan bahan bakar padat. Hal ini disebabkan karena pembakaran gas alam tidak menghasilkan abu dan jelaga, sehingga kecepatan gas asap melalui celah-celah pipa dapat diperbesar.
• Peralatan pembakar untuk gas alam jauh lebih sederhana dibandingkan dengan peralatan pembakar dari minyak bakar atau bahan bakar padat lainnya.
• Pembakaran dengan gas alam akan berlangsung lebih sempurna dibanding dengan minyak bakar atau bahan bakar padat lainnya. Pembakaran dengan gas alam tidak mengakibatkan polusi.
• Boiler yang menggunakan bahan bakar hanya gas alam saja akan lebih awet, karena gas alam tidak mengandung belerang (S), natrium (Na), dan vanadium (Va), serta tidak berjelaga.

Pembakaran bahan bakar berupa gas :
Pembakaran bahan bakar yang berupa gas, yang hampir keseluruhannya terdiri dari karbon (C) dan hidrogen (H), mula-mula berlangsung sebagai berikut : yang dimulai dengan menguraikan gas-gas hingga menghasilkan komponen-komponen dari gas air (CO dan H2), bila kondisi oksigen (O2) mencukupi. Hal ini dapat diikuti dengan mudah pada pembakar bunsen (bunsen burner). Dengan penyetelan yang tepat pengaliran udara pembakar, maka gas yang keluar dari bunsen akan menarik sejumlah udara primer yang cukup untuk penguraian gas-gas menjadi CO2 dan H2O. Jika aliran udara pembakaran terganggu maka pembakaran tidak akan sempurna, ditandai dengan munculnya karbon berupa partikel-partikel kecil berwarna hitam yang melayang-layang di dalam bunga api.

Pembakaran bahan bakar cair :
Sebelum pembakaran yang sebenarnya berlangsung, maka terlebih dahulu bahan bakar cair tersebut diuapkan dan diuraikan menjadi gas-gas (pengkabutan). Bahan bakar cair umumnya terdiri dari karbon C dan hidrogen H saja. Dalam hal ini, karena kandungan hidrogen H yang cukup tinggi, maka pada saat penguraian dengan temperatur yang cukup tinggi, karbon C dan hidrogen H, lama masih dalam keadaan terikat. Untuk selanjutnya, sejumlah kecil karbon C akan terurai pada temperatur yang kira-kira sama atau di atas temperatur reaksi, sehingga dengan demikian pada pembakaran bahan bakar cair, dapat dicapai bentuk bunga api yang hampir-hampir sempurna, seperti halnya pada pembakaran bahan bakar berupa gas.
Panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar dan udara, dipindahkan kepada air, uap ataupun udara, melalui bidang yang dipanaskan (heating surface) dengan tiga cara, yaitu :

• Perpindahan panas secara pancaran (radiasi) adalah perpindahan panas antara suatu benda ke benda lainnnya dengan jalan melalui gelombang elektromagnetis tanpa tergantung ada tidaknya media atau zat di antara benda yang menerima pancaran panas tersebut. Dalam hal ini api pembakaran tidak bersentuhan dengan bidang yang akan dipanasi. Panas pembakaran merambat melalui gelombang elektromagentis memanasi heating surface.
• Perpindahan panas secara aliran (konveksi) adalah perpindahan panas yang dilakukan oleh molekul-molekul suatu fluida (cair ataupun gas). Molekul-molekul fluida tersebut dalam gerakannya melayang-layang membawa sejumlah panas. Pada saat molekul bersentuhan dengan pipa atau dinding boiler maka panasnya akan dibagikan sebagian. Bila pergerakan molekul-molekul disebabkan perbedaan temperatur maka disebut konveksi bebas (free convection), jika disebabkan kekuatan mekanis (karena dipompa atau dihembus dengan fan) maka disebut konveksi paksa (forced convection).
• Perpindahan panas secara rambatan (konduksi) adalah perpindahan panas dari satu bagian benda padat ke bagian lain dari benda padat yang sama, atau ke benda padat yang lain karena persinggungan fisik (menempel) tanpa terjadinya perpindahan molekul-molekul dari benda padat itu sendiri. Di dalam dinding boiler panas akan dirambatkan oleh molekul-molekul dinding boiler sebelah luar yang berbatasan dengan api, menuju molekul-molekul dinding boiler sebelah dalam yang berbatasan dengan air, uap atau udara. Perambatan panas melalui benda padat menempuh jarak yang terpendek.

Boiler dapat diklasifikasikan menjadi tiga golongan utama :

• Boiler pipa api (fire tube boiler) :Yaitu boiler pipa api dan gas asap yang digunakan untuk memanasi air dan uap, akan melalui silinder api, lorong-lorong api dan pipa-pipa ataupun tabung-tabung api (fire cylinder, fire duct, fire pipes dan fire tubes), yang dibagian luarnya terdapat air atau uap.
• Boiler pipa air (water tube boiler) :Yaitu ketel-ketel air atau uap di dalam pipa-pipa atau tabung-tabung yang dipanasi oleh api atau asap di bagian luarnya. .

DESTILASI & FRAKSINASI (part 1)

Pengertian umum

Destilasi adalah proses yang memisahkan zat kimia ke dalam bagian yang berbeda berdasarkan kemudahannya untuk menguap. Dua tipe yang termasuk dalam penyulingan klasik adalah penyulingan terus-menerus dan penyulingan dalam jumlah besar (berkelompok). Penyulingan terus menerus, seperti namanya bekerja terus menerus dan memisahkan zat menjadi dua produk atau lebih. Penyulingan berkelompok, bekerja dalam jumlah banyak dalam waktu tertentu dan memisahkan produk dengan pemindahan yang selektif pada bagian penguapan dalam waktu yang lebih.

Kategori lain untuk membedakan destilasi adalah berdasarkan tipe alat-alat yang dipakai (bentuk tray , atau paking), susunan proses (destilasi, absorbsi, pengupasan, aseotropik, ekstraktif dan kompleks) atau berdasarkan tipe proses (pemurniann, petrokimia, kimiawi, perlakuan gas).

Dari semua hal tersebut, perlu kita perhatikan bahwa destilasi mencakup peralatan dan teori. Analisis bunyi dengan prinsip dasar mempengaruhi keberhasilan proses destilasi. Bagaimanapun dalam menerapkan prinsip dasar memakai peralatan yang tepat. Desain proses menceritakan alat apa yang perlu dipakai untuk memenuhi tujuan pabrik. Batas-batas alat membentuk alat spesifik yang dapat diperoleh. Meletakkan unit-unit peralatan yang bekerja dengan baik pada suatu tempat membutuhkan kombinasi teori dan pengetahuan tentang dasar destilasi serta pemahaman akan peralatan. Group destilasi membutuhkan dua hal diatas dalam prosesnya. Dilakukan pendekatan pada kerusakan-kerusakan pengambilan, desain peralatan, analisa proses dan revamps dengan memadukan pengetahuan dasar destilasi dengan bagaimana seharusnya alat-alat bekerja. Hal ini menimbulkan hasil yang dapat dipercaya dan mencapai efektivitas operasi pabrik.

Latar Belakang Sejarah

Destilasi telah ada dalam waktu yang lama. Pertama sekali dikenalkan oleh Maria the Jewess yang menemukan jenis-jenis penyulingan dan alat Kondenser reflux. Pada abad pertengahan dan Renaisance penyulingan dipakai pada pembuatan minuman brandy dan minuman lain dari anggur. Penyulingan dipakai pada pabrik parfum dan penyaringan sari/ pati. Pengguna kini dari destilasi meliputi ahli kimia. Tentu saja sejarah penyulingan tidak berakhir disana. Kami menggunakan itu untuk lebih bersemangat saja.

Banyak industri menggunakan penyulingan untuk perusahaan yang kritis dalam membuat produk bermanfaat. Industri ini meliputi penyulingan minyak tanah, minuman, proses kimia, petrokimia, dan proses gas alam.

Industri minuman adalah salah satu dari pengguna tertua dari penyulingan. Penyulingan ethanol untuk pengguna kedua dan pengguna lainnya yaitu industri yang mengutamakan pembangunannya. Ethanol biasanya dipertimbangkan sebagai bahan bakar. Hingga kini, selalu ada. F.B.Wright memaparkan pekerjaan utama dalam produksi dan destilasi bahan bakar etanol pada 1906. sebuah kopian edisi yang kedua (1907) dari koleksi DGI dari barang bersejarah dapat jadi gambaran atau diadopsi. Ini adalah dokumen yang luas (293 halaman, 243 M). Versi terkecil menggunakan resolusi grafik yang rendah yang selalu tersedia.

Proses gas alam dengan menggunakan penyulingan dimulai pada awal tahun 1900-an. Sebuah dokumen sejarah penting, consedarition of gasoline from natural gas, beberapa langkah-langkah dokumen awal dari industri ini.

Perkembangan energi baru bagi pengguna juga mengalami kesulitan dalam sebebagai industri yang utama. Penyulingan merupakan energi yang utama bagi pemakai. Selama "krisis" energi pada tahun 1970-an banyak usaha yang melakukan penyulingan seefisien mungkin. Sebuah contoh dari hasil ini di rumuskan dalam distillation operations manual from komisi industri texas.

Membangkitkan Energi dari Perut Bumi

Energi Geothermal adalah panas yang diambil dari dalam bumi, energi ini diperoleh dalam bentuk uap atau air panas. Pada masa lalu, uap alam yang lalu. Ladang uap yang sekarang Larderello, di selatan Florence, merupakan awal sejarah stasiun pembangkit listrik.

Penggunaan uap geothermal sebagai pembangkit tenaga listrik dilakukan pada tahun 1904 di Larderello. Baru tahun 1912 dengan kondensasi turbin dan pada tahun 1914 dapat membangkitkan 8,5 MW.

Pada tahun 1944 Lardarello memproduksi 127 MW. Pemangkit ini rusak pada akhir perang dunia II, tetapi dibangun lagi mencapai 360 MW pada tahun 1981

Selain di Amerika Serikat, pembangkit Listrik ini terdapat di New Zaeland, Jepang, Mexico, Philipina, Russia dan Indonesia

Mengenal Teknologi Pembangkit Listrik Panas Bumi (PLTP)
Perut bumi ternyata menyimpan potensi listrik yang sangat besar. Interaksi panas yang dihasilkan magma dan kandungan air di antara lapisan batuan membentuk reservoir uap yang dapat digunakan untuk menggerakkan turbin dan membangkitkan listrik dari generator. Dari 50 ribu megawatt potensinya di seluruh dunia, sekitar 40 persennya berada di Indonesia.

Tidak berbeda dengan pembangkit listrik lainnya yang bertenaga uap, gas, atau diesel, Pembangkit Listrik tenaga Panas Bumi (PLTP) menggunakan tekanan uap air untuk menggerakkan turbin. Hanya saja uap air yang dibutuhkan sudah diperoleh langsung dari perut bumi. "Seolah-olah terdapat boiler (perebus air) di dalam perut bumi," kata Yuddy Setyo Wicaksono, general manager PT Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkitan Kamojang.

Uap air pada dasarnya terbentuk dari penguapan air di dalam perut Bumi. Energi panas yang dimiliki uap air berasal dari magma bertemperatur lebih dari 1.200 derajat Celcius. Panasnya mengalir melalui lapisan batuan kedap air di atasnya yang disebut bedrock. Di atas bedrock itulah terdapat lapisan aquifier berisi air yang berasal dari akumulasi rembesan air hujan.


















Air yang dipanaskan pada suhu tinggi cenderung menguap dan bergerak ke atas karena berat jenisnya menurun. Tapi, karena di atas lapisan aquifier terdapat lapisan caprock yang juga kedap air, maka uap air terkurung dan membentuk reservoir uap bertekanan tinggi.

Saat dibuat lubang yang menembus lapisan batuan tersebut, uap akan memancar dengan tekanan antara 3,5 hingga 4 bar dan suhu 140 derajat Celcius. Aliran uap ini kemudian dialirkan melalui pipa-pipa dan diatur untuk menggerakkan turbin. Mula-mula aliran uap dialirkan ke dalam steam receiving header (penyimpan uap) yang mengatur alirannya agar konstan.

Selanjutnya uap dialirkan ke bagian penyaring untuk memisahkan zat-zat padat, silika, dan bintik-bintik air yang terbawa sebagai cara menghindari terjadinya vibrasi, erosi, dan pembentukan kerak pada turbin.

Uap yang sudah bersih digunakan untuk menggerakkan turbin. Putaran inilah yang akan menimbulkan interaksi elektromeganetik pada generator sehingga membangkitkan listrik. Pada kecepatan 3.000 rotasi per menit, proses ini menghasilkan listrik dengan arus tiga fasa, frekuensi 50 Hertz, dan tegangan 11,8 kilovolt.

Sekitar 3 persen produksi listriknya dipakai untuk memenuhi pasokan energi bagi sistem pembangkit dan fasilitas di sekitarnya. Sedangkan sebagian besar lainnya dikirimkan ke sistem interkoneksi PLN. Menggunakan transformator step up, arus listrik dinaikkan tegangannya hingga 150 kilovolt untuk dikirimkan melalui sambungan umum tegangan ekstra tinggi (SUTET).

Agar turbin bekerja efisien, uap air harus segera dikondensasikan sempurna. Sekitar 70 persen uap air yang terkondensasi akan menguap selama proses pendinginan. Sedangkan 30 persen sisanya diinjeksikan kembali ke dalam tanah. Selain untuk mengurangi pengaruh pencemaran lingkungan, tambahan air diharapkan dapat mengisi kembali pasokan reservoir.

Tapi, bukan berarti pembangkitan listrik dengan panas Bumi tidak menghasilkan emisi gas berbahaya. Gas yang tidak terkondensasi harus diekstraksi agar kandungan karbon dioksida, hidrogen sulfida, dan nitrogen yang dilepas ke atmosfer tidak membahayakan lingkungan. Meskipun demikian, emisi yang dihasilkan masih lebih rendah daripada pembangkit bertenaga fosil (batubara dan gas).

Prospek Panas Bumi di Indonesia
Panasbumi tak pelak lagi menjadi sumber energi alternatif yang patut dikembangkan, mengingat cadangannya pun tidaklah kecil. Diperkirakan potensi panasbumi sangatlah besar, yaitu 20.000 MWe, yang tersebar di punggung pegunungan, khususnya di kawasan barat Indonesia (WePe No. 8/XXXI/1996). Sementara Ramses O. Hutapea menyebutkan cadangan panasbumi sebesar 105,6 juta Setara Barel Minyak yang dapat menunjang pembangkit listrik sebesar 9658 MW (WePe No.07/XXXVII/Juli 2002).
Anwari dalam buku "Panasbumi dalam Perspektif Nasional" menyebutkan, sebagai alternatif pengganti minyak bumi, panasbumi punya keunggulan yaitu ia merupakan energi primer yang dapat diperbaharui. Dan secara teknis, dampak lingkungan dari pengusahaan panasbumi sangatlah kecil. Tetapi dilain sisi, panasbumi bukanlah jenis energi yang bisa menghasilkan devisa, karena ternyata panasbumi tidak dapat diekspor. Maka satu-satunya pilihan dalam pemanfaatan panasbumi adalah untuk memasok kebutuhan energi di dalam negeri. Berangkat dari hal tersebut, Anwari berpendapat bahwa sebaiknya sumber energi lain yang bisa diekspor sebaiknya tidak digunakan di dalam negeri .

Menurutnya, ada beberapa keuntungan yang diperoleh dengan mengembangkan pemakaian panasbumi. Di antaranya, pemerintah tidak perlu lagi mensubsidi BBM yang dipergunakan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Uap. Dengan dibangunnya Pembangkit Listrik Tenaga Panasbumi (PLTP) , maka BBM yang semula digunakan untuk PLTU dapat diekspor untuk menghasilkan devisa. Keuntungan lain adalah berkait dengan sumber cadangan panasbumi yang terdapat di kawasan barat Indonesia, khususnya Pulau Jawa. Di pulau terpadat ini, sudah terpasang jaringantransmisi listrik Jawa-Bali dan merupakan wilayah dengan tingkat kebutuhan listrik yang besar. Artinya, panasbumi sudah memiliki wilayah pengembangan yang sangat potensial.

Tertarikah anda para pembaca khususnya para engineer mengembangkan teknologi PLTP ini ? Suka atau tidak suka waktu habisnya cadangan minyak bumi semakin dekat, apakah kita masih harus berdiam diri saja ?

Written by R1CKY
Tuesday, 10th March 2009
3:16 PM

Pengolahan Minyak Bumi

Minyak yang dijumpai di pasaran dapat berupa zat murni, tetapi umumnya adalah larutan/campuran. Proses pengolahan minyak murni (penyulingan/"refinery") biasanya mencakup pemisahan dari bahan-bahan residu diikuti dengan pendinginan (kondensasi). Proses pencampuran dengan bahan-bahan tertentu jika diperlukan dapat dilakukan setelahnya.

Kilang minyak (oil refinery) adalah pabrik/fasilitas industri yang mengolah minyak mentah menjadi produk petroleum yang bisa langsung digunakan maupun produk-produk lain yang menjadi bahan baku bagi industri petrokimia. Produk-produk utama yang dihasilkan dari kilang minyak antara lain: minyak bensin (gasoline), minyak disel, minyak tanah (kerosene). Kilang minyak merupakan fasilitas industri yang sangat kompleks dengan berbagai jenis peralatan proses dan fasilitas pendukungnya. Selain itu, pembangunannya juga membutuhkan biaya yang sangat besar.

Proses Operasi di dalam Kilang Minyak
Minyak mentah yang baru dipompakan ke luar dari tanah dan belum diproses umumnya tidak begitu bermanfaat. Agar dapat dimanfaatkan secara optimal, minyak mentah tersebut harus diproses terlebih dahulu di dalam kilang minyak.
Minyak mentah merupakan campuran yang amat kompleks yang tersusun dari berbagai senyawa hidrokarbon. Di dalam kilang minyak tersebut, minyak mentah akan mengalami sejumlah proses yang akan memurnikan dan mengubah struktur dan komposisinya sehingga diperoleh produk yang bermanfaat.
Secara garis besar, proses yang berlangsung di dalam kilang minyak dapat digolongkan menjadi 5 bagian, yaitu:
1. Proses Distilasi, yaitu proses penyulingan berdasarkan perbedaan titik didih; Proses ini berlangsung di Kolom Distilasi Atmosferik dan Kolom Destilasi Vakum.
2. Proses Konversi, yaitu proses untuk mengubah ukuran dan struktur senyawa hidrokarbon. Termasuk dalam proses ini adalah:
· dekomposisi dengan cara perengkahan termal dan katalis (thermal and catalytic cracking)
· Unifikasi melalui proses alkilasi dan polimerisasi.
· lterasi melalui proses isomerisasi dan catalytic reforming
3. Proses Pengolahan (treatment). Proses ini dimaksudkan untuk menyiapkan fraksi-fraksi hidrokarbon untuk diolah lebih lanjut, juga untuk diolah menjadi produk akhir.
4. Formulasi dan Pencampuran (Blending), yaitu proses pencampuran fraksi-fraksi hidrokarbon dan penambahan bahan aditif untuk mendapatkan produk akhir dengan spesikasi tertentu.
5. Proses-proses lainnya, antara lain meliputi: pengolahan limbah, proses penghilangan air asin (sour-water stripping), proses pemerolehan kembali sulfur (sulphur recovery), proses pemanasan, proses pendinginan, proses pembuatan hidrogen, dan proses-proses pendukung lainnya.





Proses Distilasi

Tahap awal proses pengilangan berupa proses distilasi (penyulingan) yang berlangsung di dalam Kolom Distilasi Atmosferik dan Kolom Distilasi Vacuum. Di kedua unit proses ini minyak mentah disuling menjadi fraksi-fraksinya, yaitu gas, distilat ringan (seperti minyak bensin), distilat menengah (seperti minyak tanah, minyak solar), minyak bakar (gas oil), dan residu. Pemisahan fraksi tersebut didasarkan pada titik didihnya.
Kolom distilasi berupa bejana tekan silindris yang tinggi (sekitar 40 m) dan di dalamnya terdapat tray-tray yang berfungsi memisahkan dan mengumpulkan fluida panas yang menguap ke atas. Fraksi hidrokarbon berat mengumpul di bagian bawah kolom, sementara fraksi-fraksi yang lebih ringan akan mengumpul di bagian-bagian kolom yang lebih atas.
Fraksi-fraksi hidrokarbon yang diperoleh dari kolom distilasi ini akan diproses lebih lanjut di unit-unit proses yang lain, seperti: Fluid Catalytic Cracker, dll
Produk-produk Kilang Minyak
Produk-produk utama kilang minyak adalah:
· Minyak bensin (gasoline). Minyak bensin merupakan produk terpenting dan terbesar dari kilang minyak.
· Minyak tanah (kerosene)
· LPG (Liquified Petroleum Gas)
· Minyak distilat (distillate fuel)
· Minyak residu (residual fuel)
· Kokas (coke) dan aspal
· Bahan-bahan kimia pelarut (solvent)
· Bahan baku petrokimia
· Minyak pelumas.
Jenis-Jenis Minyak Hasil Pengilangan Minyak Bumi.
Jenis-jenis minyak yang dihasilkan dari pengilangan minyak bumi adalah didasarkan pada titik didih setiap fraksi dari minyak bumi. Fraksi minyak bumi yang memiliki titik didih yang lebih rendah terlebih dahulu menguap yaitu sebagai berikut:
1. Gas petroleum : 200C
2. Gasolin (bensin) : 1500C
3. Kerosin (Minyak Tanah) : 2000C
4. Diesel (solar) : 3000C
5. Minyak Bahan Bakar Indsutri : 3700C
6. Minyak Pelumas, lilin parafin dan aspal : 4000C







I. Minyak solar
Diesel di Indonesia lebih dikenal dengan nama solar, adalah suatu produk akhir yang digunakan sebagai bahan bakar dalam mesin diesel yang diciptakan oleh Rudolf Diesel, dan disempurnakan oleh Charles F. Kettering.
Kegunaan
Diesel mirip dengan minyak pemanas, yang digunakan di pemanasan sentral. Diesel digunakan dalam mesin diesel (mobil, kapal, sepeda motor, dll), sejenis mesin pembakaran dalam. Rudolf Diesel awalnya mendesain mesin diesel untuk menggunakan batu bara sebagai bahan bakar, namun ternyata minyak lebih efektif. Mesin diesel Packard digunakan dalam pesawat terbang seawal tahun 1927, dan Charles Lindbergh menerbangkan Stinson SM1B dengan mesin diesel Packard pada 1928. Perjalanan mobil bermesin diesel diselesaikan pada 6 Januari 1930. Perjalanan tersebut dimulai dari Indianapolis ke New York City - jarak sejauh (1300 km). Hal ini membuktikan kegunaan mesin pembakaran dalam pesawat terbang.
Minyak solar diperoleh dari minyak bumi, dikenal sebagai bahan bakar motor diesel yang telah biasa digunakan. Sebagai pengganti minyak solar orang sekarang sudah mulai menggunakan biodiesel. Bahan bakar biodiesel berasal dari tumbuhan atau dari hewan yang direaksikan dengan metanol (proses transesterifikasi) sehingga diperoleh minyak methil ester (ME). Selanjutnya methil ester sering disebut dengan biodiesel atau bahan bakar motor diesel yang berasal dari minyak tumbuhan atau hewan.
Di Amerika Serikat, biodiesel sudah banyak digunakan pada motor diesel tanpa modifikasi. Campuran yang banyak dipakai adalah 20% ME : 80% solar, dan 35% ME : 65% solar. Biodiesel murni (100%) sudah pula digunakan sejak 1994, dengan mesin yang sedikit dimodifikasi atau tanpa modifikasi. Penggunaan 100% ME dapat menurunkan emisi gas asap sampai 50%, tetapi tidak disarankan, karena dapat merusak dan menyumbat saluran bahan bakar seperti pipa dan seal yang terbuat dari bahan karet alam.
Dalam penelitian ini digunakan minyak sawit yang telah direaksikan dengan metanol, dengan perbandingan 30% ME minyak sawit : 70% solar. Minyak sawit yang digunakan adalah minyak sawit yang tidak diproses menjadi minyak goreng, karena kualitas yang kurang baik. Biodiesel nampaknya akan menjadi energi yang mempunyai prospek dan masa depan yang cerah, karena:
a. Biodiesel tidak beracun, biodegradable, essentially free of sulfur dan carcinogenic benzene, dihasilkan dari bahan yang dapat diperbaharui, sumber yang dapat didaur ulang, tidak menambah secara signifikan terdapat akumulasi gas rumah kaca. Disamping itu hasil penelitian Schumacher dan Spataru. Menyimpulkan bahwa kenaikan ME dari kedelai dan canola akan mengakibatkan penurunan partikulat, hidrokarbon dan CO, tetapi menaikkan emisi No x
b. Menurut penelitian yang telah dilakukan [4] disimpulkan bahwa konsumsi bahan bakar spesifik 30% ME hanya sekitar 2% lebih tinggi dibanding dengan solar murni. Demikian pula perbedaan torsi antara solar dan 30% ME hampir-hampir tidak berbeda, sedang perbedaan daya yang dihasilkan hanya sekitar 2%. Menurut pustaka, energi yang dihasilkan biodiesel lebih rendah, rata-rata 118.000 Btu, dan solar rata-rata 130.500 Btu.
Bilangan setana biodiesel lebih tinggi dibanding dengan solar. Rata-rata biodiesel 53, dan solar 42, sehingga dapat mengurangi detonasi atau knocking pada operasi mesin.
· SPESIFIKASI MINYAK SOLAR

NO PROPERTIES LIMITS TEST METHODS
Min Max IP ASTM
1. Specific Grafity 60/60 0C 0.87 0.87 D-1298
2. Color astm - 3.0 D-1500
3. Centane Number or
Alternatively calculated Centane Index 45
48 -
- D-613
4. Viscosity Khinenatic at 100 0 C cST
or Viscosity SSU at 100 0C secs 1.6
35 5.8
45 D-88
5. Pour Point 0C - 65 D-97
6. Sulphur strip %wt - 0.5 D-1551/1552
7. Copper strip (3hrs/100 0C) - No.1 D-130
8. Condradson Carbon Residue %wt - 0.1 D-189
9. Water Content % wt - 0.01 D-482
10. Sediment %wt - No.0.01 D-473
11. Ash Content %wt - 0.01 D-482
12. Neutralization Value :
- Strong Acid Number mgKOH/gr
-Total Acid Number mgKOH/gr -
- Nil
0.6
13. Falsh Point P.M.c.c 0F 150 - D-93
14. Distillation :
- Recovery at 300 0C % vol 40 - D-86
Spesifikasi tersebut menurut PERATURAN DIREKTUR JENDRAL MINYAK DAN GAS BUMI No. 002/P/DM/Migas/1979 Tanggal 25 Mei 1979, tentang spesifikasi Bahan Bakar Minyak.

II. Pertamax
Pertamax adalah bahan bakar minyak andalan Pertamina. Pertamax biasanya digunakan untuk kenderaan high-end atau tahun tinggi. Pertamax pertama kali diluncurkan pada tahun 1999 sebagai pengganti Premix 98 karena unsur MTBE yang berbahaya bagi lingkungan. Unsur MTBE mengakibatkan pencemaran air tanah di Texas, Amerika Serikat.
Keunggulan Pertamax dan Pertamax Plus
Bebas timbal
RON atau Research Octane Number tinggi 92 untuk Pertamax dan 96 untuk Pertamax Plus
Mesin lebih awet karena pembakaran lebih sempurna
Kelemahan Pertamax dan Pertamax Plus
Harga per liter relatif mahal karena diproduksi untuk kendaraan high-end
Kualitas terkadang tidak sesuai dengan yang dijanjikan (terkontaminasi)

III. Minyak Tanah
Minyak tanah (bahasa Inggris: kerosene atau paraffin) adalah cairan hidrokarbon yang tak berwarna dan mudah terbakar. Dia diperoleh dengan cara distilasi fraksional dari petroleum pada 150°C and 275°C (rantai karbon dari C12 sampai C15). Pada suatu waktu dia banyak digunakan dalam lampu minyak tanah tetapi sekarang utamanya digunakan sebagai bahan bakar mesin jet (lebih teknikal Avtur, Jet-A, Jet-B, JP-4 atau JP-8). Sebuah bentuk dari kerosene dikenal sebagai RP-1 dibakar dengan oksigen cair sebagai bahan bakar roket. Nama kerosene diturunkan dari bahasa Yunani keros (κερωσ, wax). Biasanya, kerosene didistilasi langsung dari minyak mentah membutuhkan perawatan khusus, dalam sebuah unit Merox atau hidrotreater, untuk mengurangi kadar belerangnya dan pengaratannya. Kerosene dapat juga diproduksi oleh hidrocracker, yang digunakan untuk mengupgrade bagian dari minyak mentah yang akan bagus untuk bahan bakar minyak. Penggunaanya sebagai bahan bakar untuk memasak terbatas di negara berkembang, di mana dia kurang disuling dan mengandung ketidakmurnian dan bahkan "debris". Bahan bakar mesin jet adalah kerosene yang mencapai spesifikasi yang diperketat, terutama titik asap dan titik beku.

IV. Bensin
Bahaya polutan tadi diperparah dengan adanya paparan timah hitam atau timbel (Pb) karena bensin yang sekarang ini masih mengandung zat itu. Timbel merupakan bahan aditif dalam bensin sebagai anti-knocking yang digunakan sejak 1920-an. Dalam bentuk tetraetil lead (TEL), timbel meningkatkan nilai oktan bensin serta berfungsi sebagai pelumas dudukan katup mobil. Namun, sejak 1990-an desain mobil sudah disesuaikan dengan bensin tanpa timbel (unleaded gasoline). Pada solar tidak ditambah timbel sehingga tidak menjadi masalah.
Adanya unsur timbel juga mengakibatkan tidak bisa dipasangnya peralatan pengurang emisi gas buang, seperti catalytic converter. Padahal alat tersebut mampu menurunkan kadar polutan sampai 0%!
Ancaman timbel bisa dialami mereka yang bersinggungan langsung dengan sumber pencemar timbel. Menurut penelitian Budi Haryanto dari Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Indonesia (FKM-UI), sekitar 30 - 46% pengemudi dan polisi serta 50% pedagang kaki lima di Bandung memiliki kadar timbel dalam darahnya di atas ambang normal, yakni lebih besar dari 40 mikrogram per desiliter darah.
Penyebab tingginya HC antara lain pengapian tidak tepat, kompresi lemah, maupun kabel busi yang sudah aus. HC terbentuk selama proses pembakaran tidak sempurna sehingga bensin tidak terbakar habis. Sedangkan kadar CO akan bertambah tinggi jika dalam proses pengapian, komposisi bahan bakar lebih banyak ketimbang udara (O2) yang diperlukan untuk mengubah CO menjadi CO2. Akibatnya, CO yang terbuang meningkat. Selain itu karburator atau injector, saringan udara atau bensin yang kotor, serta kualitas bensin yang rendah juga bisa jadi penyebab meningkatnya CO.
Jika sering terhirup, gas beracun HC bisa menyebabkan timbulnya penyakit kanker, asma, dan sakit kepala. Sedangkan CO dapat menyebabkan radang tenggorokan. Yang lebih berbahaya lagi, bila kadarnya tinggi, gas CO mampu melumpuhkan sistem pembuluh darah serta meredam kemampuan sel darah merah mengedarkan oksigen ke seluruh tubuh.
Dalam sel darah merah, CO mudah membentuk karboksi-hemoglobin (CO-Hb) yang terbukti sangat mempengaruhi distribusi oksigen dalam darah ke jantung. Meningkatnya CO-Hb sampai 9% saja di dalam darah dalam waktu satu dua menit, bisa menimbulkan kekurangan oksigen pada sinus koronaria di jantung serta teralangnya penambahan oksigen pada pembuluh darah koroner.
Gas CO mudah sekali menyatu dengan Hb sekalipun dalam kadar yang rendah. Ini terjadi lantaran zat besi (Fe) dalam Hb memicu daya tarik CO menjadi 200 kali lebih besar dibandingkan daya tarik O2.
Sementara hasil penelitian Rukaesih Ahmad dari Pusat Studi Lingkungan Universitas Indonesia (PSL-UI) tahun 1994 menunjukkan adanya timbel dalam sayuran yang ditanam di tepi jalan. Caisim, kangkung, dan bayam yang ditanam di tepi jalan berkadar timbel rata-rata 28,78 ppm, jauh di atas ambang batas yang ditetapkan Ditjen Pengawasan Obat dan Makanan, Depkes RI, yakni 2 ppm.
Betapa orang perkotaan memperoleh timbel lebih banyak dibandingkan dengan yang tinggal di pedesaaan bisa juga dilihat dari kadar timah hitam dalam air susu ibu (ASI). Ibu-ibu yang tinggal di pinggiran kota memiliki ASI berkadar timbel 10 -30 ug/kg, jauh dibandingkan dengan mereka yang tinggal di pedesaan (1 - 2 ug/kg).
Penelitian dalam dunia kedokteran membuktikan, timbel dapat menyebabkan gangguan kesehatan, khususnya pada wanita dan balita. Ion-ion timbel mengembara mengikuti gerakan kalsium dalam sistem saraf sehingga akan mempengaruhi biokimia dan perkembangan sel-sel otak balita. Selain itu, kandungan timbel yang cukup tinggi dalam darah dapat menonaktifkan vitamin D.
Mengingat bahayanya yang begitu besar, pemerintah bertekad untuk memasyarakatkan bensin tanpa timbel pada 1999, lebih cepat dari semula tahun 2003. Sudah seharusnya sebab dalam pemakaian bensin tanpa timbel, Indonesia masih kalah dengan negara ASEAN lainnya.
A. Bensin Bertimbal sekitar 9Juta KL/Tahun,
· Kandungan Timbal maksimum 0.30 gr Pb/liter,
· Kandungan Sulfur maksimum 0,2% wt or 2000 ppm.
· Diproduksi oleh Kilang : Dumai, Plaju, Cilacap and Balikpapan.
B. Bensin Tanpa Timbal sekitar 3,0 Juta KL/Tahun,
· Kandungan Timbal maksimum 0,013 gr Pb/liter,
· Kandungan Sulfur maksimum 0,1% wt or 1000 ppm.
· Diproduksi oleh Kilang : Balongan and Kasim.
Produksi Bensin Tanpa Timbal jumlahnya kecil disebabkan oleh produksi HOMC rendah dari Kilang dalam negeri.