k3 [intensifikasi proses]

18
o o l l e e h h Setijo Bismo Setijo Bismo Departemen Departemen Teknik Teknik Kimia Kimia Fakultas Fakultas Teknik Teknik Universitas Universitas Indonesia Indonesia 2010 2010

Upload: mohamad-dwi-permana-riza

Post on 09-Nov-2015

262 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

gratis

TRANSCRIPT

  • oolleehh

    Setijo BismoSetijo BismoDepartemenDepartemen TeknikTeknik KimiaKimia FakultasFakultas TeknikTeknik UniversitasUniversitas

    IndonesiaIndonesia

    20102010

  • IntensifikasiIntensifikasi

    ProsesProses

    Pertama kali diperkenalkan sebagai suatu konsep dan diaplikasikan dalam kegiatan perancangan pabrik ICI di Inggris oleh Profesor Colin Ramshaw pada dekade tahun 1970an sampai 1980an.

    Dianggap sebagai suatu revolusi konsep perancangan pabrik kimia dengan beberapa metode pendekatan yang memungkinkan untuk minimisasi

    ukuran peralatan proses dan sistem pemroses dalam pabrik kimia yang sangat berarti, yang dirancang dengan kapasitas produksi tertentu (Reay et al, 2009; Keil, 2007).

  • TujuanTujuan

    IntensifikasiIntensifikasi

    ProsesProses

    Intensifikasi laju transport molekulIntensifikasi laju transport molekul--molekul (bahanmolekul (bahan--bahan kimia) bahan kimia) dalam prosesdalam proses--proses kimia yang mengikutinya,proses kimia yang mengikutinya,

    Memperbaiki teknik pengendalian dari kinetika reaksi kimia,Memperbaiki teknik pengendalian dari kinetika reaksi kimia,

    Minimisasi produk samping dan limbah yang mungkin terjadi,Minimisasi produk samping dan limbah yang mungkin terjadi,

    Meningkatkan efisiensi penggunaan energi,Meningkatkan efisiensi penggunaan energi,

    MinimisasiMinimisasi

    biayabiaya

    kapitalkapital

    dandan

    pengoperasianpengoperasian

    pabrikpabrik,,

    Minimisasi penggunaan ruangan gudang yang terlalu luas,Minimisasi penggunaan ruangan gudang yang terlalu luas,

    Peningkatan keamanan pengoperasian dan perawatan pabrik,Peningkatan keamanan pengoperasian dan perawatan pabrik,

    Memperbaiki waktu tanggap, jika terjadi keadaan darurat/bahaya.Memperbaiki waktu tanggap, jika terjadi keadaan darurat/bahaya.

  • IntensifikasiIntensifikasi

    ProsesProses: : KonsepKonsep

    dandan

    PerangkatPerangkat

    INTENSIFIKASI PROSES

    METODE (PIRANTI LUNAK)

    PERALATAN (PIRANTI KERAS)

    REAKTOR KIMIA

    - Spinning-disk reactor - Static mixer reactor - Monolithic reactor - Microreactor - Membrane reactor - Ultrasonic reactor - Plasma reactor

    PERALATAN OPERASI

    NON-REAKSI

    - Static mixer - Compact heat exchanger- Rotating packed bed - Centrifugal absorber

    SEPARASI HIBRIDA

    SUMBER ENERGI ALTERNATIF

    METODE LAIN

    - Reverse-flow reactors - Heat-integrated reactor - Reactive separations - Reactive comminution - Reactive extrusion - Fuel cells - Chromatographic reactor

    - Reverse-flow reactors - Heat-integrated reactor - Reactive separations

    - Medan centrifugal - Energi ultrasonik - Energi matahari - Gelombang mikro - Medan magnet dan liastrik - Teknologi plasma

    - Fluida superkritis - Operasi reaktor dinamik

    (periodik) - Sintesis proses

    REAKTOR MULTIFUNGSI

  • TeknologiTeknologi

    PlasmaPlasma

    Jenis materi keempat berbentuk lebih menyerupai gas yang berada dalam keadaan terionisasi dan memiliki waktu keberadaan (lifetime) yang relatif singkat,

    Partikel neutron, ion positif, ion negatif dan elektron yang sangat terpengaruh oleh medan elektromagnetik,

    Atom atau molekul yang kehilangan elektron karena beberapa elektron di orbit terluarnya telah terpisah dari atom (molekul) asalnya,

    Proses penyisihan elektron dari atom dan atau molekul kimia membutuhkan suatu tingkat energi tertentu, baik dalam bentuk panas, listrik ataupun cahaya.

  • KlasifikasiKlasifikasi

    TeknologiTeknologi

    PlasmaPlasma

    1.

    Plasma Termal, yaitu jenis plasma yang memiliki suhu partikel gas setara atau hampir sama dengan suhu elektronnya (Tgas

    Telektron). Dalam hal ini, suhu elektron dan partikel gas berada

    dalam keadaan kesetimbangan (quasi-equilibrium) akibat adanya pemanasan Joule (Joule heating). Contohnya

    adalah

    plasma matahari.

    2.

    Plasma Non-Termal

    (NTP), adalah plasma dengan suhu gas yang lebih rendah daru suhu elektronnya (Tgas < Telektron). Suhu elektron dapat mencapai harga sekitar 1 eV (elektron-Volt) atau sekitar 10.000 K bahkan lebih tinggi lagi, sedangkan suhu partikel gas berada di sekitar suhu ambien. Contohnya adalah Aurora Borealis dan Aurora Australis.

  • AplikasiAplikasi

    TeknologiTeknologi

    PlasmaPlasma

    1.

    Sebagai pemerkuat eksitasi sekaligus prekursor dalam sistem produksi material adi dengan teknik PECVD,

    2.

    Prekursor energi dalam sistem pengolahan limbah padat menjadi bahan bakar gas, yang sangat potensial untuk menggantikan alat insinerator,

    3.

    Aplikasi plasma non-termal (NTP) untuk proses konversi gas buang kendaraan bermotor (NOx dan SOx) menjadi bahan kimia lain yang tidak berbahaya,

    4.

    Aplikasi NTP untuk proses konversi gas-gas rumah kaca (CO2

    dan CH4

    ) dan uap air (kukus) menjadi hidrokarbon dengan rantai C lebih panjang.

  • TeknologiTeknologi

    OzonOzon

    dandan

    AplikasinyaAplikasinya

    Penggunaan molekul ozon (O3) dalam proses-proses kimia oksidatif dalam reaktor kontak, yaitu reaktor kimia fasa gas-cair,

    Secara alamiah, ozon dihasilkan melalui proses pemaparan sinar ultraviolet (sinar UV), khususnya dengan panjang gelombang 242 nm,

    Sebagai bahan disinfektan dalam proses sterilisasi air (minum), teknologi ozon dikenal paling unggul, selektif dan sangat efektif,

    Selain digunakan sebagai molekul disinfektan air minum, Teknologi Ozon juga diaplikasikan untuk: pengolahan air limbah pabrik, remediasi dan meningkatkan kualitas air danau, sungai, dan tambak (udang) yang tercemar oleh berbagai macam zat renik (mikroorganisme) pathogen,

    Molekul ozon juga dapat digunakan untuk menghilangkan bau tidak sedap di ruangan-ruangan (pabrik, rumah, kantor, dan mobil),

    Teknologi ozon juga dapat digunakan untuk proses-proses penyisihan zat organik dan mineral yang berlebihan serta beracun dalam sistem perairan.

  • SistemSistem

    IndustriIndustri

    ProsesProses

    KimiaKimia

    Reaktor kimia, sebagai wahana konversi bahan baku menjadi produk yang diinginkan, merupakan jantung dari sistem proses kimia,

    Proses lain yang mengikuti (atau pun mendahului) sistem reaksi kimia adalah Separasi (pemisahan).

    Bahan-bahan

    Baku Proses

    Pemisahan (Separasi)

    Proses Pemisahan (Separasi)

    Proses Kimiawi (Konversi)

    Produk Utama

    Produk Samping

    Limbah Limbah

  • KondisiKondisi

    OperasiOperasi, , KatalisKatalis

    dandan

    ProduksiProduksi

    LimbahLimbah

    Pemilihan kondisi operasi dan jenis katalis (dan sistem aksesori produksi kimia lainnya) sangat berpengaruh pada kualitas perolehan produk yang diinginkan,

    Efisiensi perpindahan massa dan panas juga semakin ditingkatkan dan diperbaiki sebagai suatu sistem pemroses utama dalam industri proses kimia,

    Secara sistematis dapat berdampak dalam produksi limbah proses (gas dan atau cair) yang membahayakan kualitas hidup manusia dan lingkungannya .

  • FaktaFakta

    tentangtentang

    KondisiKondisi

    KitaKita

    Kita di Indonesia, masih jauh dari Industri Kimia yang berkinerja tinggi,

    Kita bahkan masih belum banyak memiliki Industri Kimia yang berwawasan lingkungan sekaligus yang bertanggung-jawab terhadap kualitas hidup manusia!

    Bahkan, berbagai teknologi yang kita miliki saat ini khususnya di Industri Proses, merupakan teknologi yang sudah ketinggalan 10 20 tahun atau bahkan lebih !

  • Terobosan dan Sumbangsih Teknologi Alternatif (1)Terobosan dan Sumbangsih Teknologi Alternatif (1)

    Hal utama yang diperlukan dari seorang ilmuwan peneliti Teknik Kimia adalah kejelian, intuisi dan imajinasi yang baik dalam implementasi sistem produksi, minimisasi limbah (pengendalian pencemaran), yang diikuti dengan aplikasi metode-metode baru (hibrida) dalam penanggulangan masalah yang ada.

    Konsep Sistem Reaktor Plasma Membran Katalitik, hasil Intensifikasi Proses

  • Terobosan dan Sumbangsih Teknologi Alternatif (2)Terobosan dan Sumbangsih Teknologi Alternatif (2)

    Konsep Reaktor Monolith dengan Eksitasi Reaktan Gas: konsep sistem reaktor untuk mengoptimalkan kebutuhan panas yang tepat dengan waktu implementasi sekejap (instantaneous) dalam suatu proses konversi kimiawi diyakini dapat menghasilkan produk dengan konversi perolehan dan selektivitas yang tinggi sedemikian sehingga pembentukan limbah atau pun produk-produk samping dapat diminimisasi.

    Konsep Sistem Reaktor Monolith dengan Eksitasi Reaktan Gas

  • Teknologi Ozon untuk Teknologi Pengolahan Air

    DIMENSI RANCANGAN PROTOTIPE OZONATOR (mm) :

    Generasi I (OG/G1/VII/96)

    Generasi II (OG/G2/IX/97)

    AA : 80,0 BB : 43,0 CC : 21,5 H : 450,0 h : 380,0

    AA : 50,0 BB : 22,0 CC : 12,5 H : 350,0 h : 250,0

    Isolator : Gelas DURAN 3 mm Konduktor : Cu-SS314/306 Elektroda : SS/CS/Ag/Ni/Mn

    O2

    O3

    Dielektrik

    Dielektrik

    10 25 kV

    dielektrik bergerak

    corona discharge

    O2

    O2

    O3

    O3

    corona discharge

    Elektroda dalam~

    dielektrik bergerak

    15 25 kV AC

    Elektroda Dalam

    Elektroda Basah

    A A

    B B

    C C

    H

    h

    Prototipe Ozonator (1996 ~ ) untuk Pengolahan Air Limbah

  • Air Air MinumMinum

    SehatSehat

    ((Water Water FontainFontain) ) didi

    Lobby FTUILobby FTUI

    Sisi Barat Sisi Timur

  • TantanganTantangan

    didi

    MasaMasa

    DepanDepan

    Perlu berbekal pada penguasaan berbagai konsep teknologi: intensifikasi proses, pembangunan berkelanjutan, cradle-to-cradle concept and design, eco-advantage, zero pollution industry, chemical safety and waste-minimization, bio-basedfuel and products, low carbon energy, dan tentunya teknologi plasma dan ozon

    Penguasaan sains fundamental beserta ilmu-ilmu lainnya dan keterkaitannya dengan sektor ilmu lainnya, termasuk ekonomi, lingkungan hidup, sosial dan politik, dan hukum,

    Segeralah mengubah perilaku yang tidak/belum efisien, segeralah tinggalkan pemborosan dan kesia-siaan terhadap segala hal, terutama pengelolaan alam dan sumber-dayanya.

  • TTeerriimmaa KKaassiihh

    Slide Number 1Slide Number 2Intensifikasi ProsesTujuan Intensifikasi ProsesIntensifikasi Proses: Konsep dan Perangkat Teknologi PlasmaKlasifikasi Teknologi PlasmaAplikasi Teknologi PlasmaTeknologi Ozon dan AplikasinyaSistem Industri Proses KimiaKondisi Operasi, Katalis dan Produksi LimbahFakta tentang Kondisi KitaTerobosan dan Sumbangsih Teknologi Alternatif (1) Terobosan dan Sumbangsih Teknologi Alternatif (2) Teknologi Ozon untuk Teknologi Pengolahan Air Air Minum Sehat (Water Fontain) di Lobby FTUITantangan di Masa DepanSlide Number 18