Tips Membeli Plat dan Pipa Stainless Steel

Pada umumnya hanya sedikit saja plat dan pipa stainless yang tersedia di pasaran khususnya kota-kota di Indonesia. Apabila kita bandingkan dengan tabel di textbook misalnya maka biasanya kita akan kecewa dengan kondisi tersebut. Demikian juga ketika kita berbagai standarisasi yang digunakan dalam textbook, maka kondisi di pasaran pada umumnya hanya menggunakan satu atau dua macam standard saja. Sehingga kita harus bisa mencocokkan ataupun mencari pendekatan dengan plat ataupun pipa stainless yang kita butuhkan.  Perlu diperhatikan juga bahwa selain plat dan pipa stainless untuk industri juga ada plat dan pipa stainless untuk ornament atau dekorasi. Plat dan pipa stainless untuk industri biasanya warnanya buram (doff), sedangkan yang digunakan untuk ornamen atau dekorasi warnanya mengkilap/gillap (glossy).

Tabel-tabel diatas berasal dari Perry 8th Chemical Engineer's Handbook

Pipa stainless untuk industri pada biasanya juga tidak menyediakan banyak pilihan untuk ketebalan pipa (schedule), dan diameter pipa. Plat stainless untuk industri demikian juga, yakni hanya tersedia rata-rata untuk ketebalan kurang dari 10 mm (1 cm). Untuk itulah perlu menyesuaikan rancangan dengan kondisi pasar tersebut untuk memudahkan penyediaan bahan untuk pembuatan alat teknik atau mesin produksi nantinya. Survey kecil-kecilan ke sejumlah penyedia berbagai material teknis memang diperlukan untuk mengetahui ketersediaannya. Jangan sampai rancangan sudah jadi dan siap dibuat (fabrikasi) tetapi ternyata sebagian atau seluruh material teknis yang sesuai spesifikasi tidak tersedia dipasaran sehingg haru membeli dari luar daerah atau luar negeri. Hal itu selain akan memakan waktu cukup lama untuk penyediaannya (procurement) juga akan memakan biaya tinggi. Pengalaman kami di Yogyakarta untuk plat stainless untuk industri (doff) toko penyedia stainless terlengkap hanya menyediakan dua seri plat, yakni seri 201 dan 304 (foodgrade) seperti dibawah ini. Semakin tinggi kandungan alloy maka stainless steel tersebut memiliki ketahanan korosi yang tinggi tetapi harganya juga semakin mahal. Urutan ketahanan korosi dari seri stainless steel seperti tabel dibawah ini, yakni semakin ke kanan semakin tinggi ketahanan korosinya, yakni pada plat stainless seri 310.

 

Dari sisi pengerjaan atau fabrikasi pada umumnya material stainless steel lebih mahal daripada plat besi untuk ukuran ketebalan maupun diameter yang sama.  Hal ini terutama material stainless steel lebih ulet, kaku dan keras dibanding besi. Sedangkan keunggulan dari material stainless steel terutama karena tahan karat dan lebih tahan kondisi asam dibandingkan besi. 

Pemurnian Biogas Dengan Kolom Water Absorber-Stripper

Seiring dengan besarnya kebutuhan energi yang terus meningkat dan keterbatasan persediaan energi fossil telah mendorong pemanfaatan energi terbarukan, yang salah satunya adalah biogas. Biogas yang dihasilkan kemudian bisa dimurnikan sehingga bisa digunakan sebagai sumber panas, listrik maupun bahan bakar kendaraan. Komponen utama biogas adalah gas metana, yang setiap bahan organik memiliki kandungan berbeda-beda. Kisaran gas metana dalam biogas (raw biogas) antara 50% - 60%, sedangkan gas karbondioksida menempati peringkat kedua dengan prosentase berkisar 40%-60% atau sebagai kontaminan utama, diikuti gas-gas lain seperti H2S, H2O, N2, H2 dan O2. Gas CO2 dan H2S dengan adanya uap air akan bersifat korosif pada generator untuk produksi listrik maupun kendaraan (IC engine/Internal Combustion Engine), sehingga prosentasenya harus dibuat serendah mungkin atau kadar metana dibuat setinggi mungkin.  Kadar metana yang tinggi berarti juga meningkatkan nilai kalor biogas tersebut.

Salah satu metode untuk pemurnian biogas adalah dengan water absorber (water scrubber) yakni berdasarkan absorbsi fisik. Pemurnian ini dilakukan dengan prinsip kontak gas-cair secara lawan arah (counter-current) pada suhu lingkungan dan bertekanan. Pemurnian biogas dengan cara ini paling banyak digunakan karena paling mudah dan paling murah, ditambah ada sejumlah keuntungan lain berupa lebih stabil, lebih aman dan ramah lingkungan. Gas CO2 dan H2S terlarut dalam cairan absorben (air) melalui aliran bawah kolom. Hal ini disebabkan gas CO2 dan H2S lebih soluble dibanding gas CH4 di dalam air. Pada praktek water absorber ada 2 cara yang dilakukan yakni water absorber dengan regenerasi dan water absorber tanpa regenerasi. Water absorber dengan regenerasi membutuhkan sedikit air dan water absorber tanpa regenerasi membutuhkan banyak air.

Pada water absorber dengan regenerasi selanjutnya air yang mengandung CO2 dan H2S kemudian diregenerasi ke dalam kolom stripper. Dengan metode tersebut mampu dihasilkan biogas dengan kandungan CH4 95% dan yield CH4 mencapai 97%. Keuntungan proses ini adalah mudah dalam meregenerasi absorbent dan simultan dalam H2S dan CO2 removal. Dalam meregenerasi air perlu diperhatikan nilai baku mutu air dengan kadar baku mutu H2S dala air adalah 0,05 mg/L. Jika kadar H2S sudah mendekati batas baku mutu maka air harus diganti dengan air murni.

Kolom bahan isian (packed column) maupun kolom stage-wise contact seperti bubble cap column dan plate column bisa digunakan untuk pemurnian biogas seperti diatas. Pada prakteknya kolom bahan isian lebih banyak digunakan untuk maksud tersebut. Pemilihan packing pada kolom bahan isian adalah hal penting untuk meningkatkan efisiensi proses tersebut. Hidrodinamika terutama pada kolom bahan isian adalah fenomena proses yang seharusnya perlu diketahui oleh operator maupun engineer proses pemurnian biogas tersebut. Ujicoba skala laboratorium akan banyak membantu pemahaman proses bagi operator maupun engineer untuk menunjang optimalisasi kinerja unit pemurnian biogas tersebut.

Proses water absorber berdasarkan dari perbedaan kelarutan CH4 dan CO2 di air. Gas CO2 lebih terlarut daripada gas CH4, sehingga ketika raw biogas dikontakkan dengan air, hampir semua CO2 dari raw biogas tersebut terserap ke dalam air. Pada akhirnya tingkat kemurnian yang tinggi yakni 95% dengan yield yang tinggi juga yakni bisa lebih 95% bisa tercapai. H2S juga lebih terlarut (soluble) daripada CH4 sehingga akan terserap ke dalam air secara simultan bersama CO2. Saat ini ada beberapa teknik pemurnian biogas yang banyak (populer) dan favorit digunakan pada industri komersial yakni absorbsi (penyerapan) fisis menggunaan air atau pelarut organik, absorbsi kimia menggunakan MEA atau DEA, dan adsorbsi (penjerapan) padatan dengan arang aktif (activated carbon). Water absorber khususnya adalah teknik yang populer yang digunakan untuk pemurnia biogas di Swedia dan inilah juga yang kelihatannya paling cocok diterapkan di Indonesia. Pada kesempatan yang lain berbagai teknik pemurnian tersebut insyaAllah akan kita bahas.

Sedangkan masalah di sektor hulu adalah bagaimana meningkatkan yield biogas. Apabila target yield tidak tercapai maka kuantitas energi dari biogas tidak akan terpenuhi. Pada kasus produksi biogas dari limbah pabrik sawit atau POME (Palm Oil Mill Effluent) dengan output berupa listrik yang dijual ke pihak lain seperti PLN atau industri, apabila jumlah dan kualitas listrik tersebut tidak mampu memenuhi target produksi maka usaha atau aktivitas tersebut akan merugi. Untuk bisa mendapatkan output listrik yang jumlah dan kualitas sesuai target sangat terkait pada sektor hulu berupa yield (raw) biogas dari fermentasi (bio-proses) bahan bakunya (substrat) dan sektor lebih hilir berupa pengolahan atau pemurnian (raw) biogas tersebut. Aktivitas mikroba pada produksi (raw) biogas tersebut sangat terpengaruh dari suhu, konsentrasi substrat, waktu proses (residence time) dan hampa udara (anaerob). Kondisi optimal harus dibuat sehingga kinerja mikroba biogas juga optimal, termasuk adalah pemilihan mikroba yang akan digunakan untuk mengurai substrat tersebut menjadi biogas. Sejumlah teknik terkait ini bisa digunakan untuk mencapai kondisi optimal tersebut. 

Menjaring Ide Terbaik Dari Seluruh Dunia dan Mengeksekusi Menjadi Bisnis

Ide ataupun peluang usaha bisa datang dari mana saja. Ketika dalam Islam, muslim dianjurkan untuk silaturahim maka hal tersebut memberi banyak hikmah termasuk memunculkan berbagai ide dan peluang-peluang tertentu. Para pebisnispun biasa membuat forum-forum dengan tujuan memperkaya dan mempertajam ide atau peluang tersebut. Dalam rangka untuk mengembangkan usahanya hal yang tidak jarang dilakukan adalah “menyemaikan” ide tersebut di internal perusahaan mereka dalam departemen R&D (Research and Development) ataupun bekerjasama dengan pihak-pihak luar seperti perguruan tinggi, perusahaan lain dan sebagainya. Menyemaikan, merawat dan hingga membuahkan menjadi bisnis yang menguntungkan juga bukan jalan pintas dalam sekejap tetapi membutuhkan banyak waktu, tenaga bahkan biaya.

Pada umumnya tidak banyak ide-ide yang muncul hingga berbuah menjadi usaha yang menguntungkan. Hal ini memang diperlukan tekad kuat untuk mewujudkannya. Ide sederhana besar kemungkinan akan segera terlaksana, tetapi sebuah ide dengan visi besar yang mampu membawa perubahan yang signifikan bagi kehidupan tentu membutuhkan usaha yang besar. Ketika pola pikir instant semua ingin langsung kelihatan hasilnya (plug and play) mendominasi seseorang maka akan sangat menyulitkan merealisasikan ide dengan visi besar tersebut. Ibarat seorang pahlawan besar tentu mengalami sejumlah pertempuran besar sebelum kemenangan besar bisa diraih dengan gemilang.

Ketika ide dengan visi besar bisa dishare sehingga memiliki banyak pendukung, lalu resources  yang dibutuhkan bisa diintegrasikan, maka akan semakin dekat dengan keberhasilan. Setelah semua siap maka eksekusi menjadi hal penting. Eksekusi yang salah juga berpotensi besar pada kegagalan. Walaupun panjang dan berliku tetapi dengan dengan pondasi kuat dan visi besar maka sebuah bisnis  maka buahnya akan manis dan bisa dirasakan dalam jangka waktu lama.

Bidang Teknik Kimia dengan memberi nilai tambah suatu material yang bermanfaat bagi kehidupan manusia melalui industri proses, mempunyai peran sangat strategis. Ketika kita melihat saat ini sangat banyak peluang tetapi hanya berhenti pada sebatas ide, mari kita bergerak lebih jauh dan menjadikannya bisnis yang menguntungkan. Menemukan peluang-peluang yang unik juga hal menarik dan memerlukan banyak usaha. sehingga bisa dieksekusi dan mendatangkan keuntungan pada masa mendatang.   

Menangkap Peluang dan Membuatnya Menjadi Bisnis

Menangkap peluang dan lalu mengolahnya hingga menjadi bisnis adalah bukan sesuatu hal yang mudah.  Ada banyak peluang yang menghampiri kita setiap waktu dan demikian juga ada sejumlah rute yang bisa dipilih untuk mencapai tujuan tersebut.  Pengalaman, intuisi, kuatnya kemauan dan kemampuan sekaligus luasnya jaringan bisnis adalah sejumlah faktor yang memudahkan untuk menangkap sekaligus memilih peluang terbaik dari yang ada dan sekaligus memilih rute tercepat untuk merealisasikannya. Ketika seluruh usaha yang merupakan wilayah kerja manusia dilakukan, maka kekhusyukan dan kekuatan  doa harus selalu disertakan karena hanya Allah SWT yang akan menetukan segalanya pada akhirnya.

Ketika peluang tersebut sudah dikaji secara komprehensif lalu mengerucut hingga menjadi suatu konsep yang mencakup aspek teknis didalamnya, maka tahap pelaksanaan konsep hingga terealisasi adalah tantangan berikutnya. Pada bagian teknis ada suatu rute yang bisa dipilih untuk implementasi peluang hingga menjadi bisnis. Memulai dari hal yang kecil adalah sesuatu yang hampir bisa diterapkan pada semua hal dalam bidang kehidupan dan tidak terkecuali pada hal ini. Percobaan kapasitas kecil secara scientific bisa segera dilakukan untuk membuktikan konsep tersebut (proof-concept), sejumlah fenomena yang terjadi termasuk hasil yang didapat  dianalisis sebagai dasar untuk masuk ke tahap berikutnya pada skala lebih besar untuk membuktikan prinsip-prinsip yang berlaku (proof-principle). Selanjutnya fenomena-fenomena proses diamati dan dianalisis sebagai dasar pijakan untuk pembuatan pilot scale, lalu beranjak lagi ke technical demonstration dan terakhir sampai pada commercial scale.

Tahapan-tahapan di atas kelihatannya panjang dan memakan banyak waktu, energi dan biaya, tetapi sebenarnya dengan mengikuti tahapan-tahapan tersebut maka pondasi bisnis yang dibangun akan kokoh dan biasanya juga akan mampu bertahan lebih lama. Sebuah pencapaian besar selalu membutuhkan pengorbanan besar pada awalnya demikian kaidah umum yang juga berlaku disini. Bila kita berpikir instant dan segera mendapat hasil dengan cepat atau “plug-and-play” untuk mewujudkan suatu bisnis yang besar maka hamper bisa dipastikan hal tersebut tidak tercapai. Proses untuk menjalani serangkaian “kesulitan” untuk merealisasikan konsep diatas itulah pengorbanan sebelum akhirnya bisa memetik manisnya kesuksesan.

Perhitungan untung-rugi baru akan mulai terlihat ketika sudah mencapai technical demonstration, sebelum selanjutnya dikembangkan ke skala komersial (commercial scale)-nya. Walaupun pada akhirnya suatu proses produksi atau industri akan dievaluasi dari sisi terutama teknologi dan ekonomi, tetapi pada tahap awal sebaiknya diarahkan untuk mendapatkan kualitas produk terbaik, baru pada langkah-langkah selanjutnya faktor efisiensi, safety dan sebagainya menjadi perhatian seiring kapasitas produksi (pabrik) yang semakin besar. Menjaga semangat dan stamina dengan usaha dan doa untuk terus merealisasikan konsep tersebut adalah satu-satunya cara untuk tercapainya tujuan tersebut. 

Peluang Emas di Industri Kimia Timur Tengah Hingga Tahun 2020

Ketika dikatakan Timur Tengah, hampir semua Insinyur Kimia akan terbayang industri kimia di kawasan tersebut mulai migas hingga petrokimia. Bagi sebagian besar insinyur kimia akan melihat banyak peluang di kawasan Timur Tengah bahkan jauh-jauh hari sebelum atau ketika masuk jurusan Teknik Kimia di perguruan tinggi sudah merencanakan atau bercita-cita ke sana atau boleh dikatakan kalau Timur Tengah adalah “surga” bagi insinyur-insinyur Kimia. Hal ini karena banyaknya industri kimia berbasis fossil (petrokimia) di kawasan tersebut sebagai roda penggerak utama ekonomi mereka saat ini. Sehingga menjadi tidak mengherankan apabila informasi ataupun perkembangan industri kimia di kawasan ini diupayakan selalu diikuti (update) dan menjadi perhatian. Kawasan Timur Tengah yang meliputi Saudi Arabia, Qatar, Uni Emirat Arab, Oman, Bahrain, Kuwait, Yaman, Lebanon, Iran, Iraq, Jordan dan Syria terkenal dengan cadangan minyak mentah (crude petroleum oil) hampir setengah dari cadangan dunia dan lebih dari sepertiga cadangan gas alam dunia. Kemakmuran dan berlimpahnya uang (harta/kekayaan) terlihat dari indikasi sejumlah fasilitas-fasilitas megaproyek yang dijadikan icon dan merupakan dampak keuntungan utama dari bisnis minyak dan gas tersebut. Pendapatan negara-negara tersebut (GDP=gross domestic product) hampir setengahnya dari perdagangan minyak dan produk-produk berbasis minyak lainnya pada tahun 2011. Walaupun begitu hampir semua negara di kawasan Timur Tengah tersebut berusaha untuk mengurangi kontribusi migas dalam GDP mereka. Tetapi kenyataannya kontribusi migas dalam ekonomi mereka masih sangat signifikan.

Kondisi sejumlah negara di kawasan tersebut yang dilanda konflik berupa sejumlah peperangan adalah tantangan tersendiri, akan tetapi karena kebutuhan energi dunia yang saat ini masih didominasi migas maka usaha pada sektor tersebut tetap terus berjalan dan tetap memberikan banyak keuntungan. Diantara negara-negara di kawasan Timur Tengah tersebut ada yang menggabungkan diri dalam kelompok atau organisasi GCC (the Gulf Cooperation Council) yang terdiri dari Arab Saudi, Uni Emirat Arab, Kuwait, Qatar, Oman dan Bahrain. Disinyalir dengan membuat kelompok atau organisasi tersebut maka akselerasi dan ekspansi bisnis berbasis migas akan semakin cepat. Perkembangan dalam organisasi GCC mencapai porsi sekitar 68% dari seluruh kawasan Timur Tengah dan diproyeksi mencapai 3.0373 milyar dollar Amerika pada tahun 2020. Tentu suatu jumlah yang sangat besar. Tercatat bahwa rencana investasi hingga tahun 2011-2020 lebih dari 770 milyar dollar Amerika untuk kawasan Timur Tengah. Sekitar 53% dari total investasi tersebut diproyeksikan untuk negara-negara GCC, sedangkan sisanya sebagian besar untuk Iran dan Iraq.

Bisnis industri kimia (termasuk farmasi) secara global bernilai 4,7 trilliun dollar Amerika pada tahun 2011 dan diproyeksi akan menjadi 6,9 triliun dollar Amerika pada tahun 2020. Pada tahun 2013 industri kimia di kawasan Timur Tengah bernilai 160 milyar dollarAmerika, dengan petrokimia dan polymer serta diikuti pupuk pada segmen terbesarnya tehitung mencapai 60% pasar. Segmen utama lainnya termasuk cat dan coating, water treatment chemical, construction chemical dan sebagainya. Proyeksi industri kimia tahun 2013-2020 untuk kawasan Timur Tengah adalah Petrokimia dan pupuk adalah dua segmen dengan pertumbuhan tercepat, diikuti paint & coating, oil field chemical dan water treatment chemical.

Industri-industri kimia di kawasan tersebut akan tetap mempertahankan industri-industri kimia konvensional seperti polymer (PE, PP), petrokimia dasar dan pupuk.  Disamping itu sejumlah industri-industri kimia dengan produk atau komoditas baru yang meningkatkan nilai tambah juga sedang dibuat dan akan segera mengisi pasar dunia seperti perfomance polymers, specialty chemicals dan intermediates. Industri-industri tersebut diharapkan akan beroperasi pada periode berbeda sampai akhir dekade ini. Penggunaan strategi pada industri-industri kimia tersebut adalah bagian dari diversifikasi produksi yang akan memberi nilai tambah yang besar dengan mengisi pasar-pasar pada komoditas tersebut. Sedangkan rencana untuk tahun 2020 dan selanjutnya produksi-produksi fine chemical termasuk agro-chemical dan pharmaceutical ingredient akan diimplementasikan.

Timur Tengah masih memberikan peluang emas bagi Insinyur Kimia untuk berkiprah disana. Apabila sebagai pekerja atau karyawan maka industri-industri tersebut akan memberikan gaji yang tinggi dan fasilitas mewah dan apabila sebagai pengusaha dan bisa menangkap peluang-peluang tersebuat maka peluang akan keuntungan besar pun akan diperoleh. Beberapa trend kunci untuk teknologi di Timur Tengah yaitu :
1. Buying and Replicating
Dengan adanya akuisisi, perusahaan-perusahaan dapat dengan cepat mendapatkan baik kemampuan teknologi dan produksi.
2. Incentivising Foreign Investor
Insentif-insentif khusus ditawarkan oleh negara-negara pada investor-investor asing dengan teknologi-teknologi terbaru.
3. Joint Venture (JV)
Perusahaan patungan (Joint Venture)besar dengan struktur tertentu yang akan memberikan keuntungan spesifik pada semua pihak.
4. Technology Licensing
Perusahaan-perusahaan memiliki pilihan untuk lisensi teknologi mutakhir dari pesaing asing.
5. Innovation/Research and Development
Kesuksesan pada sektor hilir membutuhkan pengembangan produk berkelanjutan dan improvement.

Sejumlah megatrend lain banyak bermunculan sebagai dampak pertumbuhan industri-industri kimia di kawasan Timur Tengah. Tiga megatrend utama yang muncul yakni konstruksi sipil dan konstruksi komersial, munculnya kota-kota industri, dan perkembangan jaringan transportasi intra-regional. Jubail dan Yanbu di Arab Saudi, Mesaieed di Qatar, Al Ruwais di Uni-Emirat Arab dan Shuaiba di Kuwait adalh sejumlah contoh kota-kota industri yang menarik investasi besar dari produsen-produsen bahan kimia utama. Proyek jaringan kereta api yang menghubungkan 6 negara anggota GCC, berbagai international airport,  Lusail City di Qatar, Mohammed Bin Rashid City di Uni Emirat Arab, King Abdullah and Jazan Economic Cities di Arab Saudi adalah beberapa megaproyek yang sedang dibangun di kawasan Timur Tengah. Estimasi sekitar 4,3 triliiun dollar Amerika digunakan untuk kawasan Timur Tengah dan Afrika Utara (MENA=Middle East and North Africa) sampai dengan 2020. Begitu juga sebaliknya dengan didorong oleh megaproyek-megaproyek tersebut pertumbuhan permintaan untuk construction chemicals and materials, termasuk paints and coatings, concrete admixtures, flooring compounds, waterproofing compounds, dan adhesive & sealant dan sebaiknya juga turut meningkat hingga tahun 2020. Belajar dari kasus Timur Tengah adalah besarnya cadangan sumber daya alam berupa minyak dan gas terbukti bisa membawa kemakmuran dan kesejahteraan rakyatnya di kawasan Timur Tengah termasuk membuka berbagai peluang bagi para pekerja atau usahawan dari berbagai belahan dunia.  

Pemanfaatan Kompos Sampah Kota Untuk Pengembangan Minyak Atsiri

Permasalahan sampah kota terus menghantui sebagian besar pemerintah daerah akibat belum ditemukan sebuah solusi jitu untuk mengatasinya. Pola tertentu sebenarnya bisa dikembangkan dengan syarat harus komprehensif dari hulu ke hilirnya sehingga solusi yang dihasilkan menjadi efektif. Hampir semua permasalahan pada sampah kota adalah bagaimana mengolah sampah tersebut secara murah dan ekonomis sehingga semua sampah bisa terolah dan masalah dampak lingkungan akibat sampah tersebut bisa teratasi. Ada berbagai tawaran teknologi untuk mengolah sampah kota tersebut sehingga perlu dibuat optimasi untuk memutuskannya sehingga memberi manfaat yang optimal. Teknologi yang menggunakan rute biologi atau pengomposan sampah kota adalah cara yang paling populer karena mudah dan murah sehingga banyak diterapkan disejumlah tempat pembuangan akhir sampah kota.

Kebun Kayu Putih

Kompos sampah kota tetapi mempunyai keterbatasan karena tidak bisa digunakan untuk tanaman pangan karena sumbernya sangat beragam dan banyak tercemar berbagai kontaminan. Penggunaannya sehingga untuk pemupukan tanaman non-pangan seperti atsiri, atau tanaman kayu-kayuan. Lebih khusus pada potensi atsiri, Indonesia mempunyai potensi sangat besar untuk pengembangan minyak atsiri. Ada berpuluh-puluh tanaman atsiri bisa ditumbuhkan di indonesia sehingga bisa diekstrak minyaknya yang memiliki nilai ekonomi tinggi. Kompos dari sampah kota yang jumlahnya banyak tersebut bisa dimanfaatkan untuk perkebunan-perkebunan atsiri yang dikembangkan. Dengan cara ini masalah sampah kota bisa mendapat solusi begitu juga perkebunan tanaman atsiri.  

Mengenal HE (Heat Exchanger) dan Aplikasinya Bagian 1

Hampir semua pabrik kimia atau industri proses menggunakan alat penukar panas atau HE (heat exchanger) dalam operasionalnya. Peran HE cukup vital pada pabrik kimia, hal ini karena suatu proses hanya akan terjadi apabila suhu (temperature) sebagai salah satu variabel kondisi operasi proses tercapai. Berbagai jenis dan tipe alat penukar panas (HE) digunakan di industri tersebut tergantung tujuan dan karaktetistik bahan yang diproses. Seorang pengusaha pembuat HE mengatakan “meskipun HE adalah peralatan mekanik statis, tetapi banyak hal yang terjadi didalamnya – dalam hal flow, direction dan velocity, and fouling . Dan tidak ada rule of thumb yang bisa menjelaskan apa yang terjadi pada peralatan itu pada titik dan waktu tertentu”. Tentu ini akan menarik untuk ditelusuri lebih jauh.

Pengetahuan tentang karakteristik fluida yang mengalir dalam HE dan kondisi prosesnya adalah hal sangat penting karena akan berdampak secara langsung pada kinerja HE selama operasi dan umur pakai dari HE itu sendiri. Type HE tergantung dari tujuannya dan jenis fluida yang digunakan, misal untuk kondensasi dengan beban pnas (heat load) rendah, maka penukar panas pipa koil (pipe coil exchanger) bisa digunakan walaupun memerlukan area yang besar. Pipe coil exchanger digunakan dengan membenamkannya dalam air atau menyemprotnya (spray) dengan air untuk pertukaran panasnya. Sedangkan untuk liquid-liquid service yakni bukan untuk mendidihkan (boiling) atau pengembunan (condensing), maka HE tipe plate and frame paling banyak digunakan. Ada lagi tipe HE double pipe, shell and tube dan sebagainya, Tipe HE shell and tube paling banyak populer dan banyak digunakan di pabrik kimia hari ini. Dalam artikel singkat ini akan dibahas sedikit lebih detail tentang HE shell and tube.

HE shell and tube masuk dalam kelompok HE tubular. Tubular Exchanger Manufacturers Association (TEMA) mengklasifikasikan HE berdasar variasi spesifikasi desain termasuk termasuk American Society of Mechanical Engineers (ASME) construction code, toleransi dan mechanical design :
a. Class B, dirancang untuk operasi kebutuhan umum (general pupose) – penekanan pada sisi             ekonomi dan desain yang kompak.
b. Class C, dirancang untuk operasi medium dan operasi kebutuhan umum (general purpose) -              penekanan pada sisi ekonomi dan desain yang kompak.
c. Class R. Dirancang untuk kondisi berat. - penekanan pada safety & durability

Cara pertukaran panas meliputi konduksi, konveksi dan radiasi. Kombinasi konduksi dan konveksi dapat ditemukan pada semua HE, sedangkan cara radiasi tidak digunakan. Kondisi ideal untuk pertukaran panas (heat teansfer) adalah perbedaan yang besar antara produk yang dipanasi dan didinginkan (semakin besar perbedaan suhu tersebut, semakin tinggi transfer panasnya), tingginya aliran media pemanas atau media pendingin, dan luasnya kontak dari HE tersebut. Ada 2 tipe aliran dalam aliran fluida yakni laminar dan turbulent. Kondisi aliran turbulent inilah yang diinginkan sehingga proses transfer panas berjalan efektif. Hal ini karena pada aliran turbulent aktivitas molekuler dipercepat sampai fluida turbulent secara seragam, yang membuat molekul-molekul dari fluida bercampur dan menyerap panas lebih baik daripada aliran laminar. Pada aliran laminar mendorong terbentuknya film statis, yang berfungsi sebagai isolator. Sedangkan pada aliran turbulent mengurangi ketebalan film statis, dan meningkatkan kecepatan transfer panasnya. Pada prakteknya sejumlah HE bisa digunakan bersamaan dengan cara dihubungkan secara seri atau paralel.  Dua metode yang paling umum digunakan.

HE Shell and Tube seperti dikatakan diatas sebagai HE yang paling populer dan paling banyak digunakan di pabrik kimia, yang hal ini karena terutama kemampuannya menghandle flow rate yang tinggi secara kontinyu. Susunan pipa (tube) tergantung dari prosesnya dan jumlah transfer panas yang dibutuhkan. Transfer panas terjadi dengan urutan konduksi lalu diikuti dengan konveksi. Aliran fluida masuk dan keluar HE dirancang untuk specific liquid-vapor service. Cairan bergerak dari bawah ke atas untuk menghilangkan atau mengurangi uap terjebak di sistem. Sedangkan gas bergerak dari atas ke bawah untuk menghilangkan cairan yang terjebak atau terakumulasi. Standard ini diterapkan pada aliran tube-side maupun shell-side.

HE shell and tube memiliki istilah yang mewakili tiga bagian utama HE ini, yakni  front end, shell or middle section dan rear end. Setiap bagian tersebut memiliki sejumlah variasi tergantung penggunaan HE tersebut. Sedangkan ditinjau dari alirannya HE ini memiliki sejumlah variasi aliran, yakni single pass, double pass, split flow, double split flow, divided flow, kettle dan cross flow.

Specialty Chemical & Process Intensification

Ada puluhan ribu bahan kimia yang telah berhasil disintesis oleh manusia saat ini. Hampir semua lini kehidupan menggunakan bahan-bahan kimia tersebut. Salah satu indikator kemajuan suatu bangsa juga bisa dilihat dari banyaknya penggunaan bahan-bahan kimia tersebut dalam kehidupan mereka. Bahan-bahan kimia dasar (basic chemical) telah banyak diproduksi untuk kebutuhan berbagai industri hilir, sedangkan bahan-bahan kimia khusus (specialty chemical) belum banyak diproduksi sejalan dengan  target pasar yang juga sangat spesifik.

Berbagai kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi juga memungkinkan berbagai proses kimia menjadi efisien, terintegrasi dan berkemampuan tinggi atau biasa disebut process intensification. Analogi pada bidang pertanian, dengan intensifikasi maka usaha pertanian tersebut dilakukan secara efisien dan profesional sehingga mendapatkan hasil yang optimum. Pada level ini pabrik kimia tidak harus berukuran besar sehingga suatu unit berukuran seperti miniplant atau skala laboratorium tidak membutuhkan scale up lagi untuk mampu berproduksi dengan process intensification tersebut. Unit-unit tersebut bisa dirancang sesuai keinginan (kustomisasi).

Specialty chemical akan sangat mungkin diproduksi dengan unit yang telah direkayasa (engineering) dengan process intensification. Produk-produk yang dihasilkan nantinya akan semakin meningkatkan kualitas kehidupan dengan harga yang juga semakin kompetitif. Suatu nilai tambah yang besar bisa dibuat dari berbagai bahan baku dari alam atau dari bahan kimia dasar.  Suatu peluang besar baik para peneliti, akademisi atau pengusaha untuk mengekspolarasi dan masuk lebih dalam ide ini dan dengan harapan tidak lama lagi bisa direalisasikan. 

Pembelajaran Proses Kimia Berbasis Komputer

Pada pabrik kimia modern hampir semua telah menggunakan komputer untuk menjalankan proses di pabrik tersebut. Sistem berbasis komputer tersebut adalah DCS (Distributed Control System), yang fungsinya mengontrol proses dalam pabrik kimia yang dijalankan tersebut. Dengan DCS seluruh unit dalam pabrik kimia mudah dipantau (dimonitor) sekaligus dikontrol sesuai kemauan operator. Calon operator baru perlu dikenalkan dan dilatih dengan mekanisme kerja dan penggunaan DCS. Calon operator baru sebaiknya juga ditraining pada miniplant atau unit proses manual dan berbasis komputer sebelum masuk ke pabrik kimia sebenarnya. Operator yang bekerja beberapa bulan biasanya sudah terlatih mengoperasikan pabrik menggunakan DCS tersebut. Ketika para operator pabrik tersebut hanya menjalani rutinitas tersebut, maka biasanya mereka akan jenuh dan produktivitas kerja akan menurun. Kondisi ini harus diantisipasi oleh manajemen ataupun pemilik pabrik tersebut sehingga bisa segera diatasi permasalahannya. Salah satu yang bisa dilakukan adalah membuat training untuk penyegaran tentang teori dasar sekaligus meng-upgrade kemampuan mereka terkait proses kimia tersebut. Upgrade kemampuan operator jelas mempunyai banyak manfaat bagi pemilik pabrik ataupun bagi operator itu sendiri, seperti antisipasi berbagai kegagalan proses dan kecelakaan, punya pemahaman trouble shooting, maintenance hingga mampu optimasi proses dalam pabrik tersebut.

Pada pabrik kimia yang dijalankan secara manual hampir semua indikasi proses seperti flowrate, tekanan, suhu, dan sebagainya dibaca pada alat instrument secara lokal. Pengontrolan seperti membuka dan menutup kran juga dilakukan secara manual. Pabrik kimia yang besar atau unit proses tertentu selanjutnya bisa dibuat miniaturnya berupa miniplant atau unit proses, dengan tujuan semua proses atau sebagian proses yang ingin ditinjau dan disimulasikan bisa dengan mudah diamati lebih khusus misalnya variabel tertentu yang kritis dalam pabrik kimia atau unit proses tersebut. Untuk maksud tersebut bisa saja bahan yang tembus pandang (transparan) seperti kaca atau akrilik digunakan terutama menyesuaikan variabel atau fenomena proses yang akan diamati, dan juga dengan proses kimia yang bisa diamati secara visual akan lebih memudahkan pemahaman operator, lebih detail baca disini. Untuk pemahaman dasar operasi proses kimia spesifik pada pabrik kimia tersebut, maka miniplant atau unit proses manual tersebut sudah sangat memadai untuk melatih para operator tersebut, terutama adalah operator baru.

Sedangkan apabila dibutuhkan alat simulasi yang lebih mewakili dengan kondisi aktual pabrik kimia, maka pembelajaran proses kimia berbasis komputer menjadi pilihan. Dengan tujuan tidak hanya memberi pembekalan bagi calon operator baru yang akan masuk di pabrik kimia tetapi juga untuk menyegarkan tentang teori dasar sekaligus meng-upgrade kemampuan operator juga maka konfigurasi alat dan konten pembelajaran akan diperkaya. Miniplant atau unit proses manual selanjutnya juga bisa diupgrade dengan basis komputer tersebut. Pada miniplant atau unit proses berbasis komputer ini maka pengamatan menggunakan sensor-sensor, kemudian data-data yang diambil sensor tersebut diolah oleh software sehingga output yang dihasilkan dapat lebih cepat dan lebih akurat. Pengkayaan pada konten software sesuai tujuan daiatas adalah menampilkan tujuan proses kimia dilengkapi teori dasarnya, pengukuran, pemodelan, analisis data dan pengontrolan.

Dengan pemodelan suatu model numerik dari suatu perubahan sistem dan perubahan dinamis suatu sistem dapat digambarkan secara bertahap. Pemodelan juga memungkinkan menyelesaikan permasalahan riil yang sulit dipecahkan secara analitik. Pada analisis data, data yang diambil dari pengukuran atau yang dihasilkan model atau bahkan yang diambil dari file lain dapat diolah dengan software. Output dari software untuk analisis data adalah suatu informasi yang informatif dan atraktif seperti numerik, grafik, diagram dan tabel sehingga bisa dengan mudah untuk menarik kesimpulan untuk disinkronkan dengan tujuan semula. Software juga dapat digunakan untuk membuat program sederhana untuk mengontrol sistem pada miniplant atau unit proses tersebut.

Jadi secara umum keunggulan utama penggunaan software pada pembelajaran proses kimia adalah kemampuannya melakukan integrasi semua perangkat, melakukan analisa, pemodelan dan fungsi kontrol. Perangkat yang diintegrasikan dalam software yakni piranti antarmuka (interface) dan sensor. Piranti antarmuka atau interface adalah perangkat penghubung/perantara antara aplikasi perangkat lunak (software) dengan sensor. Sedangkan sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia. Sensor dihubungkan ke interface lalu mengukur kuantitas perubahan fisik yang terjadi dan mengubahnya menjadi tegangan output yang dapat dibaca interface. Ada sangat banyak sensor tersedia, tinggal memilih yang sesuai kebutuhan dan tujuan proses kimia yang akan dijalankan. Pada akhirnya setelah operator mendapat training pembelajaran proses kimia berbasis komputer maka akan lebih mudah menjalankan DCS bahkan memiliki pengetahuan lebih dalam tentang proses kimia dalam pabrik kimia atau unit proses tersebut.