MENGENAL KIMIA TERAPAN DI BIDANG INDUSTRI

 

 Oleh: Elena Novian Ramadhani (@T16-Elena)

Program Studi Ilmu Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana.

e-mail : ramadhanielena@gmail.com

ABSTRAK

Kimia terapan adalah kimia yang tujuannya  berfokus pada penggunaan informasi dasar untuk menciptakan produk yang bermanfaat. Sedangkan kimia industri adalah suatu proses yang merubah bahan baku menjadi suatu produk (kimia) yang mempunyai nilai tambah dimana dalam proses tersebut selain terjadi proses perubahan yang bersifat fisis (satuan-operasi) juga terjadi perubahan yang bersifat kimiawi (satuan-proses).

Kata kunci : kimia terapan, industri

 

ABSTRACT

Applied chemistry is chemistry whose purpose is to focus on using basic information to create useful products. Meanwhile, the chemical industry is a process that converts raw materials into a product (chemical) that has added value, in which in addition to the process of physical changes (unit-operation), chemical changes (unit-process) also occur.

Keywords: applied chemistry, industry

RUMUSAN MASALAH

1. Apa saja jenis bahan baku industri ?

2. Apa yang dimaksud kimia industri  dan kimia terapan?

3.Bagaimana proses fisika dan proses kimia dalam industri ?

 

TUJUAN

1. Mendefinsikan kimia industri

2. Mendefinisikan kimia terapan

3. Mengetahui bahan baku industri

4. Mendefinisikan proses kimia dan proses fisika dalam industri

PENDAHULUAN

Industri adalah bagian dari suatu proses yang mengelolah bahan mentah menjadi bahan baku atau bahan baku menjadi barang jadi, sehingga menjadi suatu barang yang memiliki nilai bagi masyarakat luas.

 

Kimia industri adalah cabang ilmu kimia yang menerapkan pengetahuan kimiawi terhadap produksi material dan zat kimia khusus dengan sedikit dampak buruk pada lingkungan. Meskipun proses kimia laboratorium disesuaikan secara tradisional dengan skala industri, proses tersebut dimodelkan dengan cermat sesuai dengan skala mereka. Dengan demikian, fenomena seperti perpindahan massa atau panas, model arus atau sistem kontrol dikelompokkan dibawah lingkup teknik kimia.

 

Untuk prediksi pengaruh fluida dan model aliran panas, serta momentum transfer, evaluasi pengaruh hanya dapat didekati secara empiris, skala percobaan (pilot plant) sangat digunakan, untuk mengukur dan memilih bahan dan peralatan.

 

PEMBAHASAN

A. Bahan Baku Industri

Proses industri dimaksudkan untuk memisahkan produk kimia dari campuran senyawaan kimia yang berasal dari bahan alami sebagai bahan baku. Bahan baku yang berasal dari alam, mencakup dari alam hayati (organ hidup, misalnya hewan, tumbuhan dan mikroba), nonhayati (bukan organ hidup, misalnya mineral, minyak bumi, batu bara) dan bahan lainnya (misalnya bahan baku yang timbul karena adanya proses fisik, yaitu pengendapan CaCO3 yang terjadi di daerah pegunungan dan terbentuknya antibiotik karena adanya bioproses).

1. Bahan Alam Hayati 

Sumber daya alam hayati adalah sumber daya alam yang berasal dari makhluk hidup. Sumber daya alam hayati bisa berasal dari hewan maupun tumbuhan. Contoh sumber daya alam hayati yakni ayam, sapi, sayur, padi, jagung, kapas, kayu, teh, kopi, hingga ikan.

Banyak produk kimia yang berasal dari alam hayati. Kertas merupakan hasil industri pabrik bubur kertas (pulp), berasal dari serat selulosa yang terdapat pada bagian kayu banyak tumbuhan. Gula atau sukrosa yang merupakan produk industri gula, berasal dari tanaman perkebunan tebu atau bit. Tepung atau amilase merupakan polisakarida yang banyak digunakan untuk industri pangan ataupun obat-obatan, berasal dari tanaman atau umbi dari ketela pohon, ubi jalar atau biji-bijian serealia seperti jagung dan gandum. Di samping itu, amilase banyak diproduksi dari batang pohon sagu dan batang enau. Alkaloid kinin dan turunannya kelompok kuinolin, banyak digunakan untuk obat sakit malaria diproduksi dari ekstraksi atau sari kulit batang kina. 

SDA yang berasal dari tumbuh-tumbuhan disebut sebagai sumber daya alam nabati, sementara yang berasal dari hewan disebut sebagai sumber daya alam hewani.

a)      Sumber daya alam nabati

Dikutip dari Rumah Belajar Kemdikbud, sumber daya alam nabati merupakan sumber daya alam yang sangat beragam dan memiliki jumlah yang banyak. Organisme jenis ini memiliki kemampuan untuk menghasilkan oksigen dan glukosa melalui proses fotosintesis.

Dalam kehidupan sehari-hari bagi manusia, tumbuhan memiliki peranan yang penting untuk memenuhi kebutuhan hidup. Penggunaan sumber daya alam nabati dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut:

·         bahan pangan

·         bahan sandang (pakaian)

·         bahan kayu olahan, dari membuat rumah sebagai tempat tinggal, perabotan rumah tangga, hingga peralatan industri, seperti kertas dan batang korek api.

·         bahan obat-obatan

 

b)      Sumber daya alam hewani

 Selain sumber daya alam nabati, sumber daya alam hewani juga sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari oleh manusia, terutama untuk kebutuhan makanan. Selain diolah sebagai bahan makanan, sumber daya alam juga sering dibuat sebagai benda seni kerajinan tangan. Hewan juga digunakan sebagai sarana bersosialisasi di dalam masyarakat dan mengembangkan kebudayaan, seperti karapan sapi yang ada di Madura.

Berikut ini adalah pemanfaatan sumber daya alam hewani dalam kehidupan sehari-hari.

·         perikanan, meliputi ikan laut, dan ikan air tawar.

·         peternakan, meliputi peternakan potong dan kerja.

·         peternakan perah yang menghasilkan produk susu.

·         peternakan unggas, meliputi ayam, bebek, merpati, kalkun, dan telur unggas.

·         aneka satwa penghasil protein tinggi, seperti lebah madu, ulat sutra, cacing tanah, dan burung walet.

 

 

2. Bahan Alam Nonhayati

Sumber daya alam nonhayati adalah sumber daya alam yang bukan berasal dari makhluk hidup. Contohnya air, sinar matahari, udara, tanah, bahan tambang, minyak bumi, dan gas alam.

Mineral merupakan bahan baku industri untuk menghasilkan produk kimia berupa berbagai jenis pupuk (TSP, superfosfat, KCl, dan NaCl), bahan bakar (minyak bumi, batu bara, dan uranium) dan bahan logam (aluminium dari mineral bauksit, besi dari mineral pirit, apatit) serta logam mulia (emas/Au, perak/Ag, tembaga/Cu berasal dari berbagai mineral). Untuk memperoleh produk kimia, apakah logam mulia atau logam biasa, pupuk atau bahan bakar perlu perlakuan terhadap mineral yang ditambang, misalnya 1.4 Kimia Terapan  perlu pemisahan mineral bauksit dari campuran lainnya, seperti pasir dan lumpur. Kemudian, dengan proses peleburan, elektrolisis atau proses lainnya akan diperoleh logam aluminium. Logam aluminium banyak digunakan sebagai bahan konstruksi pesawat terbang, kendaraan otomotif, mebel, alat rumah tangga, elektronika, dan sebagainya. 

Dikutip dari Rumah Belajar Kemdikbud, sumber daya alam nonhayati (abiotik) disebut juga sebagai sumber daya alam fisik. Contoh dari sumber daya alam jenis ini adalah bahan tambang, tanah, air, angin, dan matahari.

a)      Bahan tambang

 Bahan tambang memiliki nilai ekonomi yang besar. Berdasarkan pemanfaatanya, bahan tambang dikelompokkan menjdadi 3 golongan, yaitu bahan galian logam/bijih (Ore), bahan galian energi, dan bahan galian industri.

b)      Tanah

 Tanah merupakan hasil dari pelapukan batuan-batuan dan sisa-sisa bahan organik yang hancur karena proses alamiah. Tanah memiliki fungsi dan peranan yang penting dalam kehidupan manusia, terutama untuk tempat tinggal dan menjalankan berbagai aktivitas.

c)      Air

Air merupakan kebutuhan paling penting bagi manusia. Jika kekurangan air, manusia dan makhluk hidup yang ada di bumi akan mati. Beberapa fungsi air antara lain untuk minum, mandi, dan tempat hidup untuk hewan yang tinggal di air.

d)      Udara

 Setiap makhluk hidup membutuhkan udara, terutama kandungan oksigen yang ada di dalamnya. Selain itu, oksigen sangat dibutuhkan oleh tubuh manusia, dan makhluk hidup lainnya.

e)      Matahari

Matahari merupakan sumber energi paling utama bagi manusia, tumbuhan dan hewan. Untuk tumbuhan, sinar matahari memiliki peran sangat penting untuk melakukan fotosintetis, yang membuat tumbuhan memiliki cadangan makanan.

 

3. Bahan Lainnya 

Bahan alam hayati merupakan bahan baku industri terbarukan (renewable), karena tanaman, hewan atau mikroba dapat menyintesis sendiri dari prekursornya (CO2, H2O, N2, NH3, S, dan sebagainya) secara biosintesis. Unsur-unsur atau molekul-molekul dapat disintesis menjadi molekul lain atau molekul lebih besar (polimer) yang dapat dilakukan oleh makhluk hidup, berupa tanaman, hewan atau mikroba. Mikroorganisme, seperti Rhizopus sp. yang dapat diperbanyak miselianya dalam waktu singkat, berupa selulosa dari bagian dinding selnya, merupakan bahan baku biopolimer untuk keperluan industri bahan. Berbagai bakteri dapat menyintesis bahan obat vaksin yang banyak digunakan untuk pengobatan bagi kesehatan manusia, ternak maupun hama penyakit tanaman. Obat antibiotik telah banyak diproduksi dari senyawa kimia kelompok tetrasiklin, ampisilin maupun amoksilin, di mana mikroba tumbuh berkembang biak dengan prekursor yang direncanakan, akhirnya menghasilkan zat kimia toksin yang dapat mematikan mikroba itu sendiri. Senyawa kimia ini banyak dimanfaatkan dalam pengobatan berbagai macam penyakit 

 

B. PROSES DALAM INDUSTRI 

Dalam industri kimia, pemanfaatan sumber daya alam didasarkan atas sifat dari bahan baku yang digunakan sehingga akan diperoleh produk sesuai dengan yang diinginkan. Proses dalam industri kimia tersebut meliputi proses fisika, proses kimia dan bioproses. 

 

1. Proses Fisika 

Penggalian sumber daya alam yang paling sederhana adalah melalui proses fisika, yaitu dengan memanfaatkan berbagai sifat fisika dari bahan alam tersebut, seperti diameter butiran, suhu, kelarutan, pelelehan, pendidihan, penguapan, penghancuran maupun menghomogenkan suatu campuran. 

2. Proses Kimia 

Dalam industri kimia, selain terjadi reaksi kimia antara bahan baku yang digunakan, juga harus memperhatikan persyaratan fisik dari bahan baku yang diperlukan (seperti suhu, tekanan, pemanasan, kelarutan, cairan, padatan, gas atau sifat fisika lainnya), dan katalis yang dipergunakan agar reaksi kimia cepat terjadi. Proses kimia biasanya dilaksanakan dahulu di laboratorium kimia untuk skala kecil, kemudian dicoba untuk skala pilot, kemudian dicoba untuk industry besar/pabrikasi/manufaktur. Gas buang CO dari industri petrokimia direaksikan dengan amonia pada suhu dan tekanan tertentu, serta katalis akan diperoleh pupuk urea. Demikian juga industri gas atau larutan amonia dengan mengalirkan gas H2 dan gas N2 dari alam dalam suatu reaktor dengan katalis tertentu diperoleh gas amonia yang larut dalam air. Dengan proses elektrolisis, larutan garam NaCl dalam suatu reaktor akan diperoleh NaOH dan gas klor. Gas klor juga merupakan bahan baku industri pestisida Dikloro Difenil Trikloroetana (DDT).  

KESIMPULAN
Kimia terapan adalah bagian dari ilmu kimia yang mempelajari reaksi-reaksi kimia yang dapat dimanfaatkan dalam proses industri untuk mengolah bahan asal menjadi bahan jadi atau bahan setengah jadi. Seperti sabun, detergen , bensin, pupuk, air,kesadahan,zat tambahan pada makanan, dan kertas.

Kimia terapan industri mencakup bahan baku industri dan proses dalam industri. Di bahan baku industri sendiri terdapat bahan alam hayati, bahan alam non hayati dan bahan lainnya dan di proses dalam industri sendiri terdapat dua proses yaitu proses fisika dan proses kimia.

 

DAFTAR PUSTAKA

Aprilyanti, Selvia .2020. Kimia Terapan. E - book PDF. CV. Sarnu Untung: Jawa Tengah,Purwodadi. Dalam https://books.google.co.id/books?hl=en&lr=&id=WVnvDwAAQBAJ&oi=fnd&pg=PR3&dq=pengertian+kimia+terapan&ots=XkzV17dpS&sig=dFaTKlDszXQy2DdLJXVo7sttdMM&redir_esc=y#v=onepage&q=pengertian%20kimia%20terapan&f=false

(diunduh pada 23 Oktober 2021)

Hidayat, Atep Afia. 2021. Industri Kimia di Masa Depan. Modul Kimia dan Pengetahuan Lingkungan Industri. Jakarta : Universitas Mercu Buana.

Purwanti,Putri. 2016. Pendahuluan Dan Pengenalan Kimia Industri. PowerPoint Presentation Kimia Terapan.UNY Dalam http://staffnew.uny.ac.id/upload/198307302008122004/pendidikan/1-pendahuluan-dan-pengenalan-kimia-industri.pdf (diunduh pada 23 Oktober 2021)