Perancangan proses kimia

Perancangan proses kimia adalah kegiatan merancang proses untuk memperoleh perubahan fisis dan/atau kimiawi yang diharapkan. Perancangan proses adalah kegiatan yang penting dalam teknik kimia. Kegiatan ini dianggap sebagai puncak kegiatan teknik kimia, menyatukan semua aspek yang dipelajari bidang tersebut.

Perancangan proses dapat berupa perancangan fasilitas baru ataupun berupa modifikasi/ekspansi fasilitas yang sudah ada. Perancangan proses dimulai dari tahap konseptual dan berakhir pada tahap fabrikasi dan konstruksi hasil rancangan.

Perancangan proses berbeda dengan perancangan mesin. Pada perancangan mesin, dilakukan perancangan terhadap suatu unit operasi sementara perancangan proses melibatkan beberapa unit operasi.

Dokumentasi

Dokumentasi pada perancangan proses kimia berguna untuk mengkomunikasikan ide dan rencana kepada insinyur lain yang terlibat dalam proses perancangan, kepada agen luar, vendor peralatan, dan kontraktor. Untuk meningkatkan detail, dokumen perancangan proses meliputi:

Diagram alir blok: diagram sederhana berisikan persegi panjang dan garis menyatakan aliran massa dan energi.
Diagram alir proses (PFD's): Diagram yang lebih kompleks berisikan unit operasi utama dan garis aliran. Diagram jenis ini memuat data neraca massa, dan kadang-kadang juga neraca energi, beserta data laju alir, komposisi, dan tekanan serta temperatur aliran terkait.
Diagram instrumentasi dan perpipaan (P&ID's): Diagram ini menunjukan setiap perpipaan beserta kelas pipa (bahan pipa) dan ukuran pipa. Diagram ini juga menampilkan kerangan dan lokasi instrumentasi dan skema pengendalian proses.
Spesifikasi: Keterangan lengkap semua alat utama proses.

Pekerjaan desainer proses meliputi pula penulisan manual operasi awal proses (start-up), pengoperasian, dan akhir proses (shut-down).

Dokumentasi dijaga untuk keperluan lanjut seperti untuk acuan pengoperasian dan modifikasi proses lebih lanjut.

Konsiderasi perancangan

Perancangan proses memiliki tujuan dan batasan.

Tujuan perancangan dapat berupa:

Laju alir proses
Perolehan kimia
Kemurnian produk

Batasan meliputi:

Modal awal
Ruang yang tersedia
Pertimbangan keselamatan
Pertimbangan dampak terhadap lingkungan
Limbah proses
Biaya operasi

Faktor lain yang juga dapat menjadi bahan pertimbangan menyangkut:

Kehandalan
Fleksibilitas
Kemungkinan terjadinya perubahan terhadap bahan baku dan produk (ketersediaan, harga, ataupun tuntutan pasar).

Sumber informasi perancangan

Desainer pada umumnya tidak memulai perancangan dari nol, khususnya bila proyek yang ditangani cukup kompleks. Biasanya insinyur perancang memiliki data pilot plant atau data pabrik yang telah beroperasi penuh. Sumber data lain dapat berupa lisensor proses, hasil penelitian laboratorium,data ilmiah, dan masukan dari vendor.

Bantuan komputer

Kemajuan teknologi perangkat lunak telah membantu dalam proses perhitungan yang dibutuhkan dalam perancangan proses, ataupun membantu pensimulasian proses. hasil simulasi dapat mengidentifikasi kelemahan dalam suatu desain sehingga memungkinkan desainer memilih alternatif yang terbaik.

Namun, insinyur perencana tetap mengandalkan heuristik, intuisi dan pengalaman dalam merencanakan proses. Kreativitas juga diperlukan dalam merancang suatu proses yang kompleks.

Lihat pula

Pustaka

Kister, Henry Z. (1992). Distillation Design (edisi ke-1st Edition). McGraw-Hill. ISBN 0-07-034909-6. Pemeliharaan CS1: Teks tambahan (link)
Perry, Robert H. and Green, Don W. (1984). Perry's Chemical Engineers' Handbook (edisi ke-6th Edition). McGraw-Hill. ISBN 0-07-049479-7.
Bird, R.B., Stewart, W.E. and Lightfoot, E.N. (August 2001). Transport Phenomena (edisi ke-Second Edition). John Wiley & Sons. ISBN 0-471-41077-2.
McCabe, W., Smith, J. and Harriott, P. (2004). Unit Operations of Chemical Engineering (edisi ke-7th Edition). McGraw Hill. ISBN 0-07-284823-5.
Seader, J. D., and Henley, Ernest J. (1998). Separation Process Principles. New York: Wiley. ISBN 0-471-58626-9.
Chopey, Nicholas P. (2004). Handbook of Chemical Engineering Calculations (edisi ke-3rdEdition). McGraw-Hill. ISBN 0-07-136262-2.
Himmelbau, David M. (1996). Basic Principles and Calculations in Chemical Engineering (edisi ke-6th Edition). Prentice-Hall. ISBN 0-13-305798-4. Pemeliharaan CS1: Teks tambahan (link)
Editors: Jacqueline I. Kroschwitz and Arza Seidel (2004). Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology (edisi ke-5th Edition). Hoboken, NJ: Wiley-Interscience. ISBN 0-471-48810-0.
King, C.J. (1980). Separation Processes. McGraw Hill. ISBN 0-07-034612-7. Teks "2nd Edition" akan diabaikan (bantuan)
Peters, M. S., and Timmerhaus K. D. (1991). Plant Design and Economics for Chemical Engineers (edisi ke-4th edition). McGraw Hill. ISBN 0-07-100871-3.