Teknik kimia adalah bidang teknik yang berhubungan dengan studi operasi dan desain pabrik kimia serta metode untuk meningkatkan produksi. Insinyur kimia mengembangkan proses komersial yang ekonomis untuk mengubah bahan mentah menjadi produk yang bermanfaat. Teknik kimia menggunakan prinsip-prinsip kimia, fisika, matematika, biologi, dan ekonomi untuk menggunakan, memproduksi, mendesain, mengangkut, dan mengubah energi dan material secara efisien. Pekerjaan insinyur kimia dapat berkisar dari pemanfaatan nanoteknologi dan material nano di laboratorium hingga proses industri berskala besar yang mengubah bahan kimia, bahan mentah, sel hidup, mikroorganisme, dan energi menjadi bentuk dan produk yang berguna. Insinyur kimia terlibat dalam banyak aspek desain dan operasi pabrik, termasuk penilaian keselamatan dan bahaya, desain dan analisis proses, pemodelan, teknik kontrol, teknik reaksi kimia, teknik nuklir, teknik biologi, spesifikasi konstruksi, dan instruksi pengoperasian.
Insinyur kimia biasanya memiliki gelar di bidang Teknik Kimia atau Teknik Proses. Insinyur yang berpraktik mungkin memiliki sertifikasi profesional dan menjadi anggota terakreditasi dari badan profesional. Badan-badan tersebut termasuk Institution of Chemical Engineers (IChemE) atau American Institute of Chemical Engineers (AIChE). Gelar di bidang teknik kimia terkait langsung dengan semua disiplin ilmu teknik lainnya, sampai batas tertentu.
Etimologi
Sebuah artikel tahun 1996 mengutip James F. Donnelly yang menyebutkan referensi tahun 1839 tentang teknik kimia dalam kaitannya dengan produksi asam sulfat. Namun, dalam makalah yang sama, George E. Davis, seorang konsultan Inggris, dikreditkan sebagai pencetus istilah ini. Davis juga mencoba mendirikan Masyarakat Teknik Kimia, tetapi malah dinamai Society of Chemical Industry (1881), dengan Davis sebagai sekretaris pertamanya. Sejarah Ilmu Pengetahuan di Amerika Serikat: An Encyclopedia menyebutkan bahwa istilah ini mulai digunakan sekitar tahun 1890. "Teknik kimia", yang menggambarkan penggunaan peralatan mekanis dalam industri kimia, menjadi kosakata umum di Inggris setelah tahun 1850. Pada tahun 1910, profesi "insinyur kimia" telah digunakan secara luas di Inggris dan Amerika Serikat.
Sejarah
Konsep dan inovasi baru
Pada tahun 1940-an, menjadi jelas bahwa operasi unit saja tidak cukup untuk mengembangkan reaktor kimia. Sementara dominasi operasi unit dalam kursus teknik kimia di Inggris dan Amerika Serikat berlanjut hingga tahun 1960-an, fenomena transportasi mulai menerima fokus yang lebih besar. Seiring dengan konsep baru lainnya, seperti rekayasa sistem proses (PSE), "paradigma kedua" didefinisikan. Fenomena transportasi memberikan pendekatan analitis pada teknik kimia, sementara PSE berfokus pada elemen sintetisnya, seperti pada sistem kontrol dan desain proses. Perkembangan dalam teknik kimia sebelum dan sesudah Perang Dunia II sebagian besar dipicu oleh industri petrokimia, namun, kemajuan di bidang lain juga terjadi. Kemajuan dalam teknik biokimia pada tahun 1940-an, misalnya, menemukan aplikasi dalam industri farmasi, dan memungkinkan produksi massal berbagai antibiotik, termasuk penisilin dan streptomisin. Sementara itu, kemajuan dalam ilmu polimer pada tahun 1950-an membuka jalan bagi "zaman plastik".
Perkembangan keamanan dan bahaya
Kekhawatiran mengenai keselamatan dan dampak lingkungan dari fasilitas manufaktur kimia berskala besar juga muncul selama periode ini. Silent Spring, yang diterbitkan pada tahun 1962, memperingatkan para pembacanya tentang efek berbahaya dari DDT, sebuah insektisida yang ampuh. Bencana Flixborough pada tahun 1974 di Inggris menyebabkan 28 orang meninggal, serta kerusakan pada pabrik kimia dan tiga desa di sekitarnya. Bencana Bhopal pada tahun 1984 di India menyebabkan hampir 4.000 orang meninggal. [Insiden ini, bersama dengan insiden lainnya, memengaruhi reputasi perdagangan karena keselamatan industri dan perlindungan lingkungan menjadi lebih difokuskan. Sebagai tanggapan, IChemE mewajibkan keselamatan sebagai bagian dari setiap program studi yang diakreditasi setelah tahun 1982. Pada tahun 1970-an, undang-undang dan lembaga pengawasan dilembagakan di berbagai negara, seperti Prancis, Jerman, dan Amerika Serikat. Seiring berjalannya waktu, penerapan prinsip-prinsip keselamatan secara sistematis pada pabrik kimia dan pabrik proses lainnya mulai dianggap sebagai disiplin ilmu tertentu, yang dikenal sebagai keselamatan proses.
Kemajuan terkini
Kemajuan dalam ilmu komputer menemukan aplikasi untuk merancang dan mengelola pabrik, menyederhanakan perhitungan dan gambar yang sebelumnya harus dilakukan secara manual. Penyelesaian Proyek Genom Manusia juga dipandang sebagai perkembangan besar, tidak hanya memajukan teknik kimia tetapi juga rekayasa genetika dan genomika. Prinsip-prinsip teknik kimia digunakan untuk menghasilkan urutan DNA dalam jumlah besar.
Konsep
Teknik kimia melibatkan penerapan beberapa prinsip. Konsep-konsep utama disajikan di bawah ini.
Desain dan konstruksi pabrik
Desain teknik kimia berkaitan dengan pembuatan rencana, spesifikasi, dan analisis ekonomi untuk pabrik percontohan, pabrik baru, atau modifikasi pabrik. Insinyur desain sering kali bekerja dalam peran konsultasi, merancang pabrik untuk memenuhi kebutuhan klien. Desain dibatasi oleh beberapa faktor, termasuk pendanaan, peraturan pemerintah, dan standar keselamatan. Kendala-kendala ini menentukan pilihan proses, bahan, dan peralatan pabrik.
Konstruksi pabrik dikoordinasikan oleh insinyur proyek dan manajer proyek, tergantung pada ukuran investasi. Seorang insinyur kimia dapat melakukan pekerjaan insinyur proyek secara penuh waktu atau sebagian waktu, yang membutuhkan pelatihan tambahan dan keterampilan kerja atau bertindak sebagai konsultan untuk kelompok proyek. Di Amerika Serikat, pendidikan lulusan teknik kimia dari program sarjana muda yang diakreditasi oleh ABET biasanya tidak menekankan pendidikan teknik proyek, yang dapat diperoleh melalui pelatihan khusus, sebagai mata kuliah pilihan, atau dari program pascasarjana. Pekerjaan teknik proyek adalah beberapa pekerjaan terbesar bagi para insinyur kimia..
Desain dan analisis proses
Operasi unit adalah langkah fisik dalam proses teknik kimia individu. Operasi unit (seperti kristalisasi, penyaringan, pengeringan, dan penguapan) digunakan untuk menyiapkan reaktan, memurnikan dan memisahkan produknya, mendaur ulang reaktan yang tidak terpakai, dan mengendalikan transfer energi dalam reaktor. Di sisi lain, proses unit adalah padanan kimiawi dari operasi unit. Bersama dengan operasi unit, proses unit merupakan operasi proses. Proses unit (seperti nitrasi, hidrogenasi, dan oksidasi melibatkan konversi bahan dengan cara biokimia, termokimia, dan cara lainnya. Insinyur kimia yang bertanggung jawab atas hal ini disebut insinyur proses.
Desain proses membutuhkan definisi jenis dan ukuran peralatan serta bagaimana mereka terhubung dan bahan konstruksinya. Rinciannya sering dicetak pada Diagram Alir Proses yang digunakan untuk mengontrol kapasitas dan keandalan pabrik kimia baru atau yang sudah ada.
Pendidikan untuk insinyur kimia di tingkat perguruan tinggi pertama 3 atau 4 tahun studi menekankan pada prinsip-prinsip dan praktik desain proses. Keahlian yang sama digunakan di pabrik kimia yang sudah ada untuk mengevaluasi efisiensi dan membuat rekomendasi untuk perbaikan.
Fenomena transportasi
Pemodelan dan analisis fenomena transportasi sangat penting untuk banyak aplikasi industri. Fenomena transportasi melibatkan dinamika fluida, perpindahan panas, dan perpindahan massa, yang diatur terutama oleh perpindahan momentum, perpindahan energi, dan transportasi spesies kimia. Model sering kali melibatkan pertimbangan terpisah untuk fenomena tingkat makroskopis, mikroskopis, dan molekuler. Oleh karena itu, pemodelan fenomena transpor membutuhkan pemahaman matematika terapan.
Aplikasi dan praktik
Insinyur kimia "mengembangkan cara-cara ekonomis dalam menggunakan bahan dan energi." Insinyur kimia menggunakan kimia dan teknik untuk mengubah bahan mentah menjadi produk yang dapat digunakan, seperti obat-obatan, petrokimia, dan plastik dalam pengaturan industri skala besar. Mereka juga terlibat dalam pengelolaan limbah dan penelitian. Aspek terapan dan penelitian dapat menggunakan komputer secara ekstensif.
Insinyur kimia dapat terlibat dalam penelitian industri atau universitas di mana mereka ditugaskan untuk merancang dan melakukan eksperimen, dengan meningkatkan reaksi kimia teoritis, untuk menciptakan metode yang lebih baik dan lebih aman untuk produksi, pengendalian polusi, dan konservasi sumber daya. Mereka mungkin terlibat dalam merancang dan membangun pabrik sebagai insinyur proyek. Insinyur kimia yang bertugas sebagai insinyur proyek menggunakan pengetahuan mereka dalam memilih metode produksi dan peralatan pabrik yang optimal untuk meminimalkan biaya dan memaksimalkan keselamatan dan profitabilitas. Setelah pembangunan pabrik, manajer proyek teknik kimia dapat terlibat dalam peningkatan peralatan, pemecahan masalah, dan operasi harian baik dalam peran penuh waktu atau konsultasi.
Disadur dari: en.wikipedia.org