Profesi teknik kimia: Penting tapi kurang dikenali

Oleh: Heru Setyawan

Meskipun profesi teknik kimia dan disiplin akademiknya telah menjadi profesi tersendiri sejak awal abad ke-20 (baca di sini), disiplin ini tidak dapat dengan mudah dipahami oleh masyarakat awam, bahkan oleh mahasiswa teknik yang baru belajar keteknikan. Ini tidak hanya terjadi di Indonesia tetapi juga hampir di seluruh dunia. Murid SMA dapat menghubungkan dengan robot, jembatan, gedung, komputer atau otomotif, tetapi bagaimana membawa pesan dengan mudah tentang keindahan dan pentingnya proses farmasi yang dirancang dengan optimal atau penurunan biaya eksponensial pemisahan yang diperbaiki? Jadi, teknik kimia sebagai disiplin akademik selalu menderita dari fakta bahwa sesuatu yang insinyur kimia lakukan sebagai profesional tidak mudah didemonstrasikan kepada masyarakat umum.

Paradigma yang melandasi teknik kimia paling tidak selama satu abad adalah bahwa teknik kimia adalah bidang ilmu terapan yang memanfaatkan proses laju (perpindahan) fisika, kimia dan biokimia (baca disini dan disini) demi kebaikan umat manusia. Ini dilakukan melalui pengembangan pemrosesan secara modern kimia dan petrokimia, biokimia dan bahan. Memasuki abad ke-21 insinyur kimia telah menerapkan kemampuan dan keterampilannya pada masalah dasar dalam farmasi, peralatan medis dan sistem penghantaran obat, manufaktur semikonduktor, teknologi skala nano, energi terbarukan, pengendalian lingkungan, dan seterusnya. Peran pendidikan teknik kimia adalah untuk mengembangkan kerangka yang memungkinkan mahasiswa untuk berpindah dengan tanpa kesulitan dari ilmu dasar dan matematika ke ilmu rekayasa dan teknologi yang membentuk inti profesional teknik kimia. Selain itu, pendidikan teknik kimia juga menyediakan kepada mahasiswa wawasan komprehensif ruang lingkup dan praktek dari profesi teknik kimia.

Kembali ke paradigma yang melandasi teknik kimia yang mengandung dua konsep inti: memanfaatkan proses laju fisika, kimia dan biokimia demi kebaikan umat manusia. Yang kedua adalah langsung dan ada pada jantung semua disiplin ilmu teknik. Insinyur merancang proses dan obyek nyata yang memenuhi kebutuhan nyata atau dirasa bermanfaat bagi masyarakat. Insinyur sipil merancang jembatan dan gedung tinggi. Insiyur mesin merancang mesin. Insinyur elektro merancang sistem tenaga listrik. Persepsi populer dari insinyur kimia adalah seseorang yang merancang dan mengoperasikan proses untuk produksi bahan kimia dan petrokimia. Ini adalah citra yang menurut sejarah akurat, tetapi sebenarnya hanya menggambarkan sebagian kecil dari insinyur kimia di awal abad ke-21.

Sekarang beralih ke konsep proses laju yang mendefinisikan paradigma teknik kimia. Agar mudah dimengerti, ambil sebagai contoh perjalanan obat yang dimasukkan kedalam tubuh melalui mulut. Obat harus melalui sistem pencernaan dan menembus membran masuk ke aliran darah, yang setelah itu harus dibawa ke tempat yang relevan dalam tubuh (tumor, infeksi bakteri, dll.) dimana obat menempel ke penerima atau bereaksi secara kimia. Obat sisa dibawa ke organ, dimana obat dimetabolisme, dan produk metabolis dibawa menyeberangi lebih banyak membran dan dikeluarkan dari tubuh, barangkali melalui urin. Setiap proses perlu waktu, dan laju dari setiap langkah memainkan peran penting dalam menentukan kemujaraban obat. Insinyur kimia berurusan dengan semua proses alami dan buatan dimana proses fisikokimia yang diatur oleh laju yang mana perpindahan massa, momentum dan energi, dan transformasi kimia dan biokimia spesies berlangsung. Contoh nasib obat, dan pengembangan logis untuk menemukan prosedur yang mengoptimasi pemberian obat ke tempat aktif, adalah satu contoh farmakokinetika, yang telah menjadi bidang praktis teknik kimia sejak 1960an dan telah menuntun pada banyak kemajuan penting.

Profesi teknik kimia mulai dilihat masyarakat umum sejak ditemukannya produksi skala besar bahan kimia penting. Penemuan proses perengkahan katalitik fluida dalam unggun fluidisasi pada akhir 1930an oleh Warren K. Lewis dan Edward R. Gilliand adalah salah satunya. Reaktor ini mampu mengubah minyak mentah menjadi berbagai macam bahan kimia organik dengan berat molekul rendah (etilena, propilena, dll.) yang dapat digunakan untuk bahan baku dan bahan bakar. Proses ini sangat penting untuk produksi bensin oktan tinggi selama Perang dunia (PD) II, dan masih menjadi inti kilang minyak modern.

Pengembangan proses fermentasi aerobik skala besar untuk produksi penisilin dalam tangki berpengaduk dalam pada awal 1940an dipandang sebagai salah satu capaian rekayasa yang sangat luar biasa pada abad itu. Hal ini karena proses melibatkan pemisahan yang sangat sulit produk antibiotik konsentrasi sangat rendah dari kaldu fermentasi dibawah tekanan waktu perang. Produksi bahan kimia melalui rute biologi tetap menjadi bagian inti dari teknik biokimia, yang selalu menjadi komponen penting dari teknik kimia. Sayang sekali, perang merupakan tema berulang dalam mengidentifikasi kemajuan besar dalam teknik kimia di abad ke-20. Pendudukan Jepang atas perkebunan karet Asia Tenggara pada awal PD II memaksa pengembangan industri karet sintetis. Proyek karet sintetis ini adalah pelopor industri polimer sintetis modern, yang mewarnai hampir setiap aspek kehidupan modern, dari kantong plastik dan kap mobil sampai serat kinerja tinggi yang lebih kuat pada basis berat daripada baja. Insiyur kimia memainkan peran sentral dalam manufaktur dan pemrosesan bahan polimer.

Itu hanyalah beberapa daftar pendek peran teknik kimia dalam pengembangan teknologi yang bermanfaat bagi kemanusiaan. Insiyur kimia paro pertama abad ke-20 umumnya berurusan dengan produksi kimia skala besar, biasanya melalui sintesa kimia klasik tetapi kadang-kadang sintesis biokimia. Profesi ini mulai berkembang pesat selama paro kedua abad tersebut. Sekarang, insinyur kimia memainkan peran penting dalam setiap industri dan profesi jasa dimana kimia atau biologi adalah sebuah faktor, yang meliputi semikonduktor, teknologi nano, pangan, pertanian, pengendalian lingkungan, farmasi, energi, produk perawatan tubuh, keuangan, obat, dan tentu saja, kimia dan petrokimia tradisional.