VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
1
BAB VIII UTILITAS
Dalam sebuah pabrik, utilitas meupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan mengingat saling berhubungan antara proses industri dengan kebutuhan utilitas untuk
proses tersebut. Dalam hal ini, utilitas dari suatu pabrik terdiri atas : 1.
Unit pengolahan air Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan air pendingin, air proses, air
sanitasi, dan air pengisi boiler. 2.
Unit pembangkitan “steam” Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan “steam” pada proses
evaporasi, pemanasan, dan “supplay” pembangkitan tenaga listrik. 3.
Unit pembangkitan tenaga listrik Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan listrik bagi alat
– alat bangunan, jalan raya, dan lain sebagainya.
4. Unit bahan bakar
Unit ini berfungsi sebagai penyedia bahan bakar bagi alat – alat, generator,
boiler, dan sebagainya. 5.
Unit pengolahan limbah Unit ini berfungsi sebagai pengolahan limbah pabrik baik limbah cair,
maupun gas dari proses pabrik.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
2
Sistem Pengolahan Air
Air adalah suatu zat yang banyak terdapat dialam bebas. Sesuai dengan tempat sumber air tersebut berasal, air mempunyai fungsi yang berlainan, dengan
karakteristik yang ada. Air banyak sekali diperlukan didalam kehidupan, baik secara langsung maupun tidak langsung.
Didalam pabrik ini dibedakan menjadi 2 bagian utama dalam sistem pengolahan air. Bagian pertama adalah unit pengolahan air sebagai unit penyedia
kebutuhan air dan unit pengolahan air buangan sebagai pengolahan air buangan pabrik sebelum dibuang kebadan penerima air.
Dalam pabrik ini sebagian besar air dimanfaatkan sebagai air proses dan sebagai media perpindahan energi. Untuk melaksanakan fungsi tersebut, air harus
mengalami pengolahan terlebih dahulu sehingga pabrik dapat berfungsi dengan handal, aman, dan efisien.
Secara umum fungsi air di pabrik ini terbagi dalam beberapa sistem pemakaian, masing
– masing mempunyai persyaratan kualitas yang berbeda sesuai dengan fungsi dan kegunaannya. Sistem pemakaian tersebut antara lain adalah :
1. Sebagai air pengisi boiler 2. Sebagai air sanitasi
3. Sebagai air proses 4. sebagai air pendingin
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
3
VII.1. Unit Penyediaan Steam
Unit penyediaan “steam” berfungsi untuk menyediakan kebutuhan steam, yang digunakan sebagai media pemanas pada proses pabrik ini.
Direncanakan “boiler” mnghasilkan “steam jenuh pada tekanan 4,5 atm pada suhu = 148
o
C dengan λ = 1179,3 Btulb
Jumlah steam yang dibutuhkan untuk memproduksi produk adalah :
No. Nama Alat
Kode Alat Steam kgjam
Steam lbjam 1.
HEATER E-213
534,8991 1179
Total kebutuhan “steam” = 1179 lbjam Untuk faktor keamanan dari kebocoran-kebocoran yang terjadi, maka direncanakan
“steam” yang dihasilkan 20 dari kebutuhan “steam” total : = 1,2 x kebutuhan normal 1179 lbjam = 1415 lbjam
Menghitung kebutuhan bahan bakar : m
f
= x 100
[ Savern W.H, hal 142 ] Dimana :
m
f
= massa bahan bakar yang dipakai, lbjam m
s
= massa stearth yang dihasilkan, lbjam h
v
= enthalpy uap yang dihasilkan, Btulb h
f
= enthalpy liquida masuk, Btulb e
b
= efisiensi boiler = 85-92 ditetapkan e
b
= 92[Savern W.H, hal 143 ] F
= nilai kalor bahan bakar, Btulb
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
4
h
v
= 1179,3 Btulb [Steam Table]
h
f
= 970,3 Btulb suhu air = 100 C
[Steam Table] e
b
= 92 [diambil efisiensi maksimum]
F = nilai kalor bahan bakar
Digunakan Petroleum Fuels Oil 33 API 0,22 sulfur Perry 7
ed
, T.27-6 Dari Perry 7
ed
, Fig.27-3 didapat : Relative Density, = 0,86 grcc
Heating Value = 137273 Btugal
= 0,86 grcc = 54 lbcuft = 7,2 lbgal Maka Heating Value bahan bakar =
= 19127 Btulb
m
f
= x 100
[ Savern W.H, hal 142 ]
m
f
= x 100 = 16,8 lbjam
Kapasitas Boiler
Q = [ Savern W.H, hal 171 ]
= = 296
Penentuan Boiler Horse Power :
Untuk penentuan Boiler Horse Power, digunakan persamaan : h
p
= [ Severn, pers 172 ; hal.140]
dimana :
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
5
Angka – angka 970,3 dan 34,5 adalah suatu penyesuaian pada penguapan 34,5 lb
airjam dari air pada 212 F menjadi uap kering pada 212
F pada tekanan 1 atm, untuk kondisi demikian diperlukan enthalpy penguapan 970,3 Btulb.
hp = = 9 hp
Penentuan heating surface boiler :
Untuk 1 hp boiler dibutuhkan 10 ft
2
heating surface. [Severn, W.H, hal. 140]
Total heating surface = 10 x 9 = 70 ft
2
Kebutuhan air untuk pembuatan steam :
Air yang dibutuhkan diambil 20 berlebih dari jumlah steam yang dibutuhkan untuk faktor keamanan.
Produksi steam = 1415 lbjam Kebutuhan air = 1,2 x 1415 lbjam
= 1698 lbjam = 40754 lbhari
air : 62,43 lbcuft maka volume air = 653 cufthari = 18 m
3
hari Air kondensat dari hasil pemanasan di recycle kembali ke boiler. Dianggap
kehilangan air kondensat = 20, maka air yang ditambahkan sebagai make up water adalah = 0,2 x 18
4 m
3
hari
Spesifikasi :
Nama alat : Boiler
Type : Fire tube boiler tekanan 10 atm
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
6
Heating surface : 70 ft
2
Kapasitas boiler : 296 KiloBtujam
Rate steam : 1415 lbjam
Efisiensi : 92
Bahan bakar : Diesel oil 33
API Rate bahan bakar
: 17 lbjam Jumlah
: 1 buah
VIII.2. Unit Penyediaan Air
Air di dalam pabrik memegang peranan penting dan harus memenuhi persyarattan tertentu disesuaikan dengan masing
– masing keperluan di dalam pabrik. Penyediaan air untuk pabrik ini direncanakan dari air sungai.
Air sungai masuk ke dalam bak penampung, dilakukan penyaringan lebih dulu dengan maksid untuk menghilangkan kotoran
– kotoran yang bersifat makro dengan jalan memasang sekat
– sekat kayu agar kotoran – kotoran tersebut terhalang dan tidak ikut ke dalam tangki penampung reservoir. Dari tangki penampung
kemudian dilakukan pengolahan dalam unit water treatment . Untuk menghemat pemakaian air maka diadakan sirkulasi.
Air dalam pabrik ini dipakai untuk : 1. Air sanitasi 2. Air umpan boiler
3. Air pendingin 4. Air proses
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
7
VIII.2.1 Air Sanitasi
Air sanitasi untuk keperluan minum, masak, cuci, mandi dan sebagainya. Berdasarkan S.K. Gubernur Jatim No. 4131987, baku mutu air baku harian :
Tabel 8.1 Parameter air sanitasi berdasarkan S.K Gubernur Jatim No. 4131987
Parameter Satuan
S.K. Gubernur
Suhu C
Suhu air normal 25 – 30
C Kekeruhan
Skala NTU Warna
Unit Pt-CO SS
Ppm pH
6 – 8,5
Alkalinitas ppm CaCO
3
CO2 bebas ppm CO
2
DO ppm O
2
= 4 Nitrit
ppm NO
2
Nihil Ammonia
ppm NH
3
– N 0,5
Tembaga ppm Cu
1 Fosfat
ppm SO
4
Sulfida ppm H
2
S Nihil
Besi ppm Fe
5 Krom Heksafalen
ppm Cr 0,05
Mangan ppm Mn
0,5 Seng
ppm Zn 5
Timbal ppm Pb
0,1 COD
ppm O
2
10 Detergen
ppm MBAS 0,5
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
8
Kebutuhan air sanitasi untuk pabrik ini adalah untuk :
- Karyawan, asumsi kebutuhan air untuk karyawan = 15 literhari per orang = 15 literhari per orang x 200 orang
= 3 m
3
hari - Keperluan Laboratorium
= 20 m
3
hari - Untuk menyiram kebun dan kebersihan pabrik
= 10 m
3
hari - Cadangan lain
– lainnya = 7 m
3
hari + Total kebutuhan air sanitasi
= 40 m
3
hari
VIII.2.2. Air Umpan Boiler
Air ini dipergunakan untuk menghasilkan steam di dalam boiler . Air umpan boiler harus memenuhi persyaratan yang sangat ketat, karena kelangsungan
operasi boiler sangat bergantung pada kondisi air umpannya. Beberapa persyaratan yang harus dipenuhi antara lain :
a. Bebas dari zat penyebab korosif, seperti asam, gas
– gas terlarut b.
Bebas dari zat penyebab kerak yang disebabkan oleh kesadahan yang tinggi, yang biasanya berupa garam
– garam karbonat dan silika c.
Bebas dari zat penyebab timbulnya buih busa seperti zat – zat
organik, anorganik dan minyak d.
Kandungan logam dan impuritis seminimal mungkin. Kebutuhan air uumpan boiler dapat diketahui pada perhitungan boiler.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
9
VIII.2.3 Air Pendingin
Unit kelancaran dan efisiensi kerja dari air pendingin, maka perlu diperhatikan persyaratan untuk air pendingin dan air umpan boiler : Lamb : 302
Tabel 8.2 Persyaratan air pendingin dan air umpan boiler
Karakteristik Kadar maximum ppm
Air Boiler Air pendingin
Silica 0,7
50 Aluminium
0,01 -
Iron 0,05
- Mangan
0,01 -
Calcium -
200 Sulfate
- 680
Chlorida -
600 Dissolved Solid
200 1000
Suspended Solid 0,5
5000 Hardness
0,07 850
Alkalinity 40
500
Untuk menghemat air, maka air pendingin yang telah digunakan didinginkan kembali dalam cooling conveyor tower, sehingga perlu sirkulasi air
pendingin, maka disediakan pengganti sebanyak 20 kebutuhan. Kebutuhan air pendingin :
No. Nama Alat
Kode Alat CW kgjam
CW lbjam 1.
COOLING CONVEYOR J-314
7742 17069
Kebutuhan air pendingin total = 17069 lbjam
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
10
COOLING TOWER P -283
Fungsi : mendinginkan air pendingin yang sudah terpakai.
Untuk keperluan ini digunakan cooling tower dengan spesifikasi sebagai berikut : Kapasitas = 3414 lbjam = 55 cuftjam = 7 gpm = 37 m
3
hari T air masuk pada cooling tower = T
1
= 113 F = 45
C T air keluar cooling tower = T
2
86 F = 30
C Digunakana T wet bulb = T
wb
= 65 F Humidity chart dengan Himidity = 70
Temperature approach = T
2
- T
wb
= 86 F - 65
F = 21 F
Temperature range = T
1
– T
2
= 113 – 86 = 27
F Konsentrasi air, Tw = 65
F ; Tc = 86 F = 3 gpmft
2
[Perry 7
ed
, fig. 12-14]
=
2
3 ,
2 3
7 ft
=
ft x
7 ,
1 14
, 3
3 ,
2 4
Untuk tower approach = 21 F, maka tinggi = 30 ft [Perry 7
ed
, fig. 12-16]
Spesifikasi :
Nama : Cooling Tower
Type : Atmospheric cooling tower
Diameter : 1,7 ft
Tinggi : 30 ft
Jumlah : 1 buah
i konsentras
Q LuasTower
A x
D wer
Diameterto 4
;
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
11
VIII.3. Unit Pengolahan Air Water Treatment
Air untuk keperluan industri harus terbebas dari kontaminan-kontaminan yang merupakan faktor penyebab terbentuknya endapan, korosi pada logam,
kerusakan pada struktur penahan pada menara pendingin ,serta membentuk buih. Untuk mengatasi masalah ini maka dari sumber air tetap memerlukan pengolahan
sebelum dipergunakan. Adapun pengolahan yang dilakukan adalah sebagai berikut :
Proses Pengolahan Air Sungai :
Air sungai dipompakan ke bak penampung A-210 yg terlebih dahulu yang sebelumnya dilakukan penyaringan dengan cara memasang serat kayu agar kotoran
bersifat makro tidak ikut masuk dalam bak koagulasi-flokulasi A-220. Selanjutnya air sungai dipompakan ke bak pengendapan A-230. Pada bak pengendapan ini
kotoran-kotoran akan mengendap membentuk flok-flok yang sebelumnya pada bak koagulasi flokulasi diberikan koagulan Al
2
SO
4 3
.18H
2
O. Air bersih kemudian ditampung pada bak air jernih A-240 yang selanjutnya dilewatkan sand filter untuk
menyaring kotoran yang masih terikat oleh air. Air yang keluar ditampung ke bak penampung air bersih A-252 untuk didistribusikan sesuai kebutuhan.
Dari perincian di atas, dapat di simpulkan kebutuhan air dalam pabrik adalah : - Air boiler
= 4 m
3
hari - Air pendingin
= 37 m
3
hari - Air sanitasi
= 40 m
3
hari + Total
= 81 m
3
hari
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
12
Untuk faktor keamanan maka direncanakan kebutuhan air sungai 20 berlebih dari kebutuhan air.
= 1,2 x kebutuhan normal = 1,2 x 81
= 97 m
3
hari = 5 m
3
jam = 4968 kg jam
VIII.3.1. Spesifikasi Peralatan Pengolahan Air 1.
Bak Penampung Air sungai A-210
Fungsi : Menampung air sungai sebelm diproses menjadi air bersih.
Tipe : Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.
Perhitungan :
Rate volumetrik = 97 m
3
hari Ditentukan : Waktu tinggal : 1 hari
Tinggi : x m
Panjang = lebar : 2 x m Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air = 927 80 = 121 m
3
Volume penampung = Panjang x Lebar x Tinggi
121 = 2 x . 2 x . 1 x 121 = 4 x
3
x = 3,1 m Panjang
= 2 x m = 2 x 3,1 = 6,2 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
13
Lebar =
2 x m = 2 x 3,1 = 6,2 m Tinggi
= x m = 1 x 3,1 = 3,1 m
Check volume :
Volume bak = Panjang x Lebar x Tinggi
= 6,2 x 6,2 x 3,1 = 121 m
3
memenuhi
Spesifikasi :
Fungsi : Menampung air sungai sebelum diproses menjadi
air bersih Kapasitas
: 121 m
3
Bentuk : empat persegi panjang
Ukuran : Panjang = 6,2 m
Lebar = 6,2 m Tinggi = 3,1 m
Bahan konstruksi : Beton
Jumlah : 1 buah
2. Bak Koagulasi A-220
Fungsi : tempat terjadinya koagulasi dengan penambahan Al
2
SO
4 3
untuk destabilisasi kotoran dalam air yang tak dikehendaki. Bak berbentuk silinder yang
terbuat dari beton yang dilengkapi paddle.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
14
Perhitungan :
Rate volumetrik : 5 m
3
jam = 5000 ltrjam Dosis alum
: 20 mglt AWWA ; T.5.2 : 94
Kebutuhan alum : 20 mglt x 5000 ltjam = 100000 mgjam = 0,77 kgjam
= 792 kgtahun 330 hari Berdasarkan AWWA American Water Works Association tabel 5.2 halaman 94,
didapat spesifikasi bak koagulasi-flokulasi :
Spesifikasi :
Fungsi : tempat koagulasi
– flokulasi Kapasitas
: 150 cuftdetik Size Inlet Pipe
: 84 in Mixer
: - Power : 10 hp
- Mixing zone : 538 cuft
Distributor : - Depth
: 10 ft - Width
: 6,5 ft - Max. Velocity
: 1,2 ftdedtik Flocculation : - Jumlah areal
: 2 areal flokulasi - Compartment tiap areal
: 4 compartment - Ukuran compartment
: 15 ft x 80 ft - Kedalaman
: 16 ft - Maximum Power Comprt.
: 2 hp untuk 4 compart. = 8 hp
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
15
Total power : 18 hp
Jumlah : 1 buah
3. Bak Pengendap A-230
Fungsi : Menampung air jernih dari bak flokulator.
Tipe : Bak berbentuk persegi yang terbuat dari beton.
Perhitungan :
Rate volumetrik :
97 m
3
hari = 25620 galhari Perhitungan
: Panjang Weir Total =
Sugiharto : 107 Ketentuan
: Weir Loading = 10.000 galft.hari Sugiharto : 107
Panjang Weir Total = Sugiharto : 107
3 ft, digunakan 8 ft Panjang tiap weir
= 4 ft Sugiharto : 108
Jumlah weir =
8 4 2 weir
Perbandingan Panjang bak dan lebar diambil 3 : 1 Sugiharto : 107
Panjang bak = 8 ft
Lebar Bak = 3 ft
Tinggi bak = 7 ft
Waktu tinggal = 2 jam
Bahan konstruksi :
beton Jumlah bak
: 1 buah
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
16
4. Bak Air Jernih A-240
Fungsi : Menampung air dari bak pengendap Tipe : Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton
Perhitungan :
Rate volumetrik : 97 m
3
hari = 4 m
3
hari Ditentukn
: Waktu tinggal : 2
Tinggi : 2 x m
Panjang = lebar : 2 x m
Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air = 4 x 2 80 = 10 m
3
Volume penampung = 4x
3
= 10 Sehingga
x = 1,4 m Panjang = lebar = 2 x 1,4 = 2,8 m
Spesifikasi
Fungsi : menampung air
Kapasitas : 10 m
3
Bentuk : empat persegi panjang
Ukuran : Panjang = 2,8 m
Lebar = 2,8 m Tinggi = 1,4 m
Bahan konstruksi : Beton
Jumlah : 1 buah
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
17
5. Sand Filter H-250
Fungsi : Menyaring air dari bak penampung air jernih
Perhitungan :
Rate volumetrik : 4 m
3
jam = 18 gpm Rate filtrasi
: 12 gpmft
2
Perry edisi 6 hal 19- 85 Luas penampang bed
: 18 12 = 1,5 ft
2
Diameter bed :
= 1,5 0,785 = 1,4 ft = 0,4 m Tinggi lapisan dalam kolom, diasumsikan :
Lapisan Gravel = 0,3 m
Sugiharto : 121 Lapisan Pasir
= 0,7 m Sugiharto : 121
Tinggi Air = 3,0 m
Sugiharto : 121
Tinggi Lapisan = 4,0 m
Kenaikan akibat Back Wash = 25 x 4 = 1 m
Tinggi Total Lapisan = 5 m
Spesikasi :
Fungsi : Menyaring air dar bak penampung air jernih
Kapasitas : 18 m
3
jam Bentuk
: Bejana tegak Diameter
: 0,4 m Tinggi
: 5 m Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA
– 283 Grade P Jumlah : 1 buah
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
18
6. Bak Penampung Air Bersih A-252
Fungsi : Menampung air dari sand filter Tipe : Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton
Perhitungan :
Rate volumetrik : 97 m
3
hari Ditentukan
: Waktu tinggal : 1 hari
Tinggi : x
Panjang = lebar : 2 x m
Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air = 97 80 = 123 m
3
Volume bak penampung = Panjang x Lebar x Tinggi 123 = 2 x . 2 x . 1 x
123 = 4 x
3
x = 3,1 Panjang = 2 x m = 2 x 3,1 = 6,3 m
Lebar = 2 x m = 2 x 3,1 = 6,3 m
Tinggi = 1 x m = 1 x 3,1 = 3,1 m
Check volume :
Volume bak =
Panjang x Lebar x Tinggi =
6,3 x 6,3 x 3,1 =
123 m
3
memenuhi
Spesifikasi :
Fungsi : menampung air
Kapasitas : 123 m
3
Bentuk : empat persegi panjang
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
19
Ukuran : Panjang = 6,3 m
Lebar = 6,3 m Tinggi = 3,1 m
Bahan konstruksi : 1 beton
Jumlah : 1 buah
7. Bak Penampung Air Sanitasi A-260
Fungsi : Menampung air dari bak air bersih untuk keperluan sanitasi dan tempat menambahkan desifektan chlorine.
Tipe : Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.
Perhitungan :
Kapasitas : 40 m
3
hari = 1,7 m
3
jam Ditentukan
: Waktu tinggal : 24 jam Tinggi
: x m Panjang = lebar : 2 x m
Asumsi : 80 bak terisi air
Volume bak penampung 80 terisi air = = 50 m
3
Volume bak penampung = Panjang x Lebar x Tinggi 50 = 2 x . 2 x . 1 x
50 = 4 x
3
x = 2,3 Panjang = 2 x m = 2 x 2,3 = 4,6 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
20
Lebar = 2 x m = 2 x 2,3 = 4,6 m
Tinggi = 1 x m = 1 x 2,3 = 2,3 m
Check volume :
Volume bak = Panjang x Lebar x Tinggi = 4,6 x 4,6 x 2,3
= 50 m
3
memenuhi Untuk membunuh kuman, digunakan desinfektan jenis chlorine dengan kebutuhan
chlorine = 200 mglt Wesley : fig. 10-6 Jumlah chlorine yang harus ditambahkan = 200 mglt, maka ntuk 50 m
3
50000 lt air per tahun perlu ditambahkan kaporit sebanyak :
= 200 mglt x 50.000 lt x 330 hari = 3300000000 mg = 3300 kg
Spesifikasi :
Fungsi : menampug air untuk keperluan sanitasi dan tempat
penambahan desinfektan chlorine Kapasitas
: 50 m
3
Bentuk : Persegi panjang = 4,6 m
Lebar = 4,6 m
Tinggi = 2,3 m
Ukuran : panjang
Bahan konstruksi : Beton Jumlah
: 1 buah
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
21
8. Tangki Kation Exchanger A-277 A
Fungsi : mengurangi kesadahan air yang disebabkan oleh garam-garam Ca. Kandungan CaCO
3
dari water treatment masih sekitar 5 graingallon Kirk Othmer, Vol.11 : 887. Kandungan ini sedianya dihilangkan dengan resin zeolith bentu
granular, agar sesuai dengan syarat air boiler.
Perhitungan :
Kandungan CaCO
3
= 5 graingal = 0,325 grgal 1 grai = 0,000065 kg Jumlah air yang diproses
= 4 m
3
= 792,6 gallon Jumlah CaCO
3
dalam air = 0,325 x 792,6 = 257,6 gr
Dipilih bahan pelunak : Zeolit dengan exchanger capasity = 1,4 ekkg CaCO
3
Perry 6ed ; T.16-4 Na-Zeolit diharapkan mampu menukar semua ion Ca
2+
. ek ekuivalen
= Underwood : 55
Berat ekuvalen = Underwood : 51
Untuk CaCO
3
, 1 mol Ca melepas 2 elektron : Ca
2+
, sehingga elektron = 2 BM CaCO
3
= 100 Berat ekuivalen =
= 50 grek Berat zeolith
= ek x Berat Ekuivalen = 1,4 ek x 50 grek = 70 gr Kapasitas zeolith = 70 grkg
Jumlah CaCO
3
= 258 gr = 0,2576 kg
Cara Kerja :
Air dilewatkan pada kation exchanger yang berisi resin sehingga ion positif tertukar dengan resin.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
22
Kebutuhan zeolith = 70 grkg x 0,2576 kg = 18,1 gr 0,1 kg
ρ Zeolith = 0,95 kglt Perry 6ed ; T.16-4
Volume zeolith = 0,1 kg 0,95 kglt = 0,1 lt
0,01 m
3
Volume total = 4 + 0,01 = 3,01 m
3
Rate volumetrik = 3,01 m
3
hari = 0,2 m
3
jam Tangki kation berbentuk silinder dengan dimention ratio ; HD = 2
Volume = . D
2
. H = . D
2
. 2D = 0,2 m
3
Diameter = 0,6 m
Tinggi = 1,2 m
Bahan konstruksi : Stainless Steel Plate Type 316
Jumlah : 1 buah
Regenerasi zeolit :
Regenerasi zeolit dilakukan dengan larutan HCl 33 Standart Procedure Operation, SPO paiton
R – H + MX
R – M + HX
R – H = resin kation
MX = mineral yang terkandung dalam air R
– M = resin yang mengikat mineral kation HX = asam mineral yang terbentuk setelah air melewati resin kation.
Contoh mineral kation M
+
= Ca
2+
, Mg
2+
, dsb Contoh rumus mineral MX = CaSO
4
, CaO
3
, MgCO
3
Contoh asam mineral HX = HCl, H
2
SO
4
, H
2
CO
3
, dsb
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
23
Regenerasi dilakukan 4 kali dalam setahun, kebutuhan HCl 33 tiap regenerasi = 1,92 ton regenerasi Condensate Polishing Plant : PJB II
– Paiton. Maka kebutuhan HCl 33 = 4 x 1,92 ton = 7,68 tontahun = 7680 kgtahun
Dengan ρ HCl = 1,1509 kglt Perry ed 7 ; T.2-57, maka volume HCl yang dibutuhkan selama 1 tahun adalah = 7680 kg 1,1509 kglt = 6673 ltr
Volume tangki HCl 80 penuh = 6673 80 = 8341,3 lt = 8,3 m
3
Ukuran tangki : Diambil H = 1,5 D
Volume tangki : V
= ¼ π D
2
1,5 . D 8,3 = ¼ π x 1,5 . D
3
D = 1,9 m dan
H = 2,9 m
9. Tangki Anion Exchanger A-272 B
Fungsi : Mengurangi kesadahan air yang disebabkan oleh garam – garam CO
3
. Kandungan CaCO
3
dari water treatment masih sekitar 5 graingallon Kirk Othmer, vol.11 : 887. Kandungan ini sedianya dihilangkan dengan esin AminoPolyStyrene
APS bentuk butiran, agar sesuai dengan syarat boiler.
Perhitungan :
Kandungan CaCO
3
= 5 graingal = 0,325 grgal 1 grain = 0,000065 kg Jumlah air yang diproses
= 4 m
3
= 792,6 gallon Jumlah CaCO
3
dalam air = 0,325 x 792,6 = 257,6 gr
Dipilih bahan pelunak = AminoPolystyrene APS jenis Homogeneous
APS dengan exchanger Capacity = 5,5 ekkg CaCO
3
Perry ed 6 ; T.16-4
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
24
AminoPolyStyrene APS diharapkan mampu menukar semua ion CO
3 -2
. ek ekuivalen
= Underwood : 55
Berat ekuivalen = Underwood : 51
Untuk CaCO
3
, 1 mol CO
3
menerima 2 elektron : CO
3 -2
, sehingga elektron = 2 BM CaCO3
= 100 Berat ekuivalen =
= 50 grek Berat APS
= ek x Berat ekuivalen = 5,5 ek x 50 grek = 275 gr Kapasitas APS = 275 grkg
Jumlah CaCO
3
= 257,6 gr = 0,2576 kg
Cara Kerja :
Air dilewatkan pada anion exchanger yang berisi resin sehingga ion negatif tertukar dengan resin.
Kebutuhan APS = 275 grkg x 0,2576 kg = 70,8 gr = 0,1 kg Ρ APS
= 0,67 kglt Perry 6ed ; T.16-4 Volume APS
= 0,1 kg 0,67 kglt = 0,1 lt = 0,01 m
3
Volume total = 4 + 0,01 = 3,01 m
3
Rate volumetrik = 3,01 m
3
hari = 0,1 m
3
jam Tangki anion berbentuk silinder dengan dimention ratio ; HD = 2
Volume = . D
2
. H = . D
2
.2D = 0,1 m
3
Diameter = 0,7 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
25
Tinggi = 1,4 m
Bahan konstruksi : Stainless steel plate type 316 Jumlah
: 1 buah
Regenerasi AminoPolyStyrene APS
Regenerasi APS dilakukan dengan larutan NaOH 40 SPO, Paiton R - OH + HX
R - X + H
2
O R - OH
= Resin Anion R
– X = Resin dalam kondisi mengikat anion
Regenerasi dilakukan 4 kali dalam setahun, kebutuhan NaOH 40 tiap regenerasi = 1,3 ton regenerasi Condensate Polishing Plant : PJB II
– Paiton Maka kebutuhan NaOH 40 = 4 x 1,3 ton = 5,2 tontahun = 5200 kgtahun dengan ρ
NaOH 40 = 1,4232 kglt Perry 7
ed
; T.2-90, maka volume NaOH yang dibutuhkan selama 1 tahun adalah = 5200 1,4232
= 3653,7 lt Volume tangki NaOH 80 penuh = 3653,7 80 = 4567,1 lt = 4,6 m
3
Ukuran tangki : Diambil H = 1,5 D Volume tangki : V = ¼ 1,5 . D
3
4,6 = ¼ x 1,5 . D
3
D = 1,6 m dan H = 2,4 m
Spesifikasi anion exchanger :
Fungsi : Mengurangi kesadahan air yang disebabkan oleh garam-
garam CO
3
.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
26
Tipe : Silinder dengan tutup atas dan bawah
Jumlah : 1 buah
Diameter : 1,6 m3
Kapasitas : 4,6 m
3
Tinggi : 2,4 m3
Bahan konstruksi : Stainless Steel Plate Type 316
10. Bak Penampung Air Lunak A-270
Fungsi : Menampung air lunak dari demineralizer kation – anion exch
Bak berbentuk empat persegi panjang yang terbuat dari beton
Perhitungan :
Rate volumetrik : 4 m
3
hari = 0,15 m
3
jam Ditentukan : Waktu tinggal : 1 jam
Tinggi : x m
Panjang = lebar : 2 x m Asumsi = 80 bak terisi air
Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air = 4 80 = 5 m
3
Volume bak penampung = Panjang x Lebar x Tinggi
5 = 2 x . 2 x . 1 x
5 = 4 x x = 1 m
Panjang = 2 x m = 2 x 1= 2 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
27
Lebar = 2 x m = 2 x 1= 2 m
Tinggi = 1 x m = 1 x 1= 1,2 m
Check volume :
Volume bak = Panjang x lebar x tinggi
= 2 x 2 x 1,2 = 6 m
3
memenuhi
Spesifikasi :
Fungsi : Menampung air lunak dari demineralizer kation
–anion exch. Kapasitas
: 5 m
3
Bentuk : empat persegi panjang
Ukuran : Panjang = 2 m
Lebar = 2 m Tinggi = 1 m
Bahan Konstruksi : beton Jumlah
: 1 buah
11. Bak Penampung Air pendingin A-280
Fungsi : Menampung air pendingin Tipe : Bak berbentuk empat persegi panjang yang terbuat dari beton
Perhitungan :
Rate volumetrik : 37 m
3
hari = 2 m
3
jam Ditentukan : Waktu tinggal : 1 jam
Tinggi : x m
Panjang = lebar : 2 x m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
28
Asumsi : 80 bak terisi air
Volume penampung direncanakan 80 terisi air = 2 80 = 3 m
3
Volume bak penampung = Panjang x Lebar x Tinggi
3 = 2 x . 2 x . 1 x
3 = 4 x x = 0,9 m
Panjang = 2 x m = 2 x 0,9 = 1,8 m Lebar
= 2 x m = 2 x 0,9 = 1,8 m Tinggi
= 1 x m = 1 x 0,9 = 1,2 m
Check volume :
Volume bak = Panjang x lebar x tinggi
= 1,8 x 1,8 x 0,9 = 3 m
3
memenuhi
Spesifikasi :
Fungsi : Menampung air pendingin
Kapasitas : 3 m
3
Bentuk : empat persegi panjang
Ukuran : Panjang
= 1,8 m Lebar
= 1,8 m Tinggi
= 0,9 m Bahan kontruksi : Beton
Jumlah : 1 buah
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
29
VIII.3.2 Perhitungan pompa – pompa
1. Pompa Air Sungai L-211
Fungsi : Untuk mengalirkan air sungai menuju ke A-210
Type : Centrifugal pump
Bahan masuk = 4986 m
3
jam = 3,0 lbdt = 0,05 cuftdt
Asumsi aliran turbulen :
Diameter Optimum = 3,9 x q
f 0,45
x ρ
0,13
[Peters Timmerhaus 4
ed
, pers.15] Diameter pipa optimum = 3,9 x 0,05
0,45
x 62,024
0,13
= 0,3 in Dipilih pipa 38 in, sch.40
[Foust, App.C6a] 0D = 0,675 in
ID = 0,493 in = 0,041 ft A
= ¼.π.ID
2
= 0,001 ft
2
Kecepatan aliran, V = x
= 0,6 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan N
Re
= = 2759 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa commercial steel
= 0,00015 ɛD
= 0,00180
SUNGAI
Refence plane A
– 210
Z
1
Z
2
L – 211
DZ A
B V
2
P
1
V
1
P
2
A = Suction Head B = Discharge Head
DZ = 30 ft Pipa Lurus = 50 ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
30
f = 0,0470
Geankoplis Fig. 2.10-3, hal 88 Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf =
+ ΔZ + + ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus = 50 ft
Panjang ekuivalen, Le [Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : - 4 elbow 90
= 4 x
32 x
0,041 = 5,26 ft
- 1 globe = 1
x 300
x 0,041
= 12,33 ft - 1 gate valve = 1
x 7
x 0,041
= 0,3 ft + Panjang total pipa
= 67,871 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
F
1
= D
gc Le
V f
2
2
= 2,73
m f
lb lb
. ft
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [PetersTimmerhaus 4
ed
, hal. 484]
F
2
= gc
2 V
K
2 2
K = 0,4 , A tangki A pipa,
= 0,002
m f
lb lb
. ft
= 1 , aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki
F
3
=
gc 2
V
2
D
= 0,01
m f
lb lb
. ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
31
ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
= 0,01 P
1
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P
2
=1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
DP = P
2
– P
1
= 0 lb
f
ft
2
;
DP
= 0
3 2
ft lb
ft lb
m f
= 0
m f
lb lb
. ft
Asumsi DZ =30 ft
; DZ
gc g
= 30 lbm
lbf .
ft
Persamaan Bernoulli : - Wf =
DP
+ DZ
gc g
+
D gc
2 V
2
+ F
- Wf = 30,0
m f
lb lb
. ft
sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp =
3960 sg
gpm flowrate
W
f
0,0004 hp Perry 6
ed
; pers. 6-11 ; hal. 6-5
Effisiensi pompa = 50
PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-37 Bhp
=
pompa hp
= 0,001 hp
Effisiensi motor = 80
PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-38 Power motor
=
motor Bhp
1 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
32
Rate volumetrik : 0,05 cuftdt
Dynamic Head, - Wf : 30,0 ft lbflbm
Efisiensi motor : 80
Power : 1 hp
Jumlah : 2 buah satu untuk cadangan
2. Pompa Bak Koagulasi – Flokulasi L-221
Fungsi : Mengalirkan air dari A-210 ke A-220
Type : Centrifugal pump
Bahan masuk = 4986 m
3
jam = 3,0 lbdt = 0,05 cuftdt
Asumsi aliran turbulen :
Diameter Optimum = 3,9 x q
f 0,45
x ρ
0,13
[Peters Timmerhaus 4
ed
, pers.15] Diameter pipa optimum = 0,3 in
Dipilih pipa 38 in, sch.40 [Foust, App.C6a]
OD = 0,675 in ID = 0,493 in = 0,041 ft
A = ¼.π.ID
2
= 0,001 ft
2
Kecepatan aliran, V = x
= 1 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan
A – 210
B L - 221
P
1
V
1
A = Suction Head B = Discharge Head
DZ = 32 ft Pipa Lurus = 40 ft
Z
2
P
2
V
2
DZ A
A – 220
Z
1
Refence plane 30
50
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
33
N
Re
= = 2759 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa commercial steel
= 0,00015 ɛD
= 0,00180 Geankoplis, 1976
f = 0,04700
Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf = + ΔZ +
+ ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus = 50 ft
Panjang ekuivalen, Le [Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : - 3 elbow 90
= 3
x 32
x 0,0411
= 3,94 ft - 1 globe
= 1
x 300
x 0,0411
= 12,33 ft - 1 gate valve =
1 x
7 x
0,0411 = 0,3 ft +
Panjang total pipa = 66,6 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
F
1
= D
gc Le
V f
2
2
= 0,003
m f
lb lb
. ft
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [PetersTimmerhaus 4
ed
, hal. 484]
F
2
= gc
2 V
K
2 2
K = 0,4 , A tangki A pipa,
= 0,002
m f
lb lb
. ft
= 1 , aliran turbulen
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
34
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki
F
3
=
gc 2
V
2
D
= 0,01
m f
lb lb
. ft
ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
= 0,01 P
1
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P
2
=1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
DP = P
2
– P
1
= 0 lb
f
ft
2
;
DP
= 0
m f
lb lb
. ft
Asumsi DZ =30 ft
; DZ
gc g
= 30 lbm
lbf .
ft
Persamaan Bernoulli : - Wf =
DP
+ DZ
gc g
+
D gc
2 V
2
+ F
- Wf = 30
m f
lb lb
. ft
sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp =
3960 sg
gpm flowrate
W
f
0,5 hp Perry 6
ed
; pers. 6-11 ; hal. 6-5
Effisiensi pompa = 50
PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-37 Bhp
=
pompa hp
= 1 hp
Effisiensi motor = 80
PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-38 Power motor
=
motor Bhp
1,5 hp
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
35
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Rate volumetrik : 0,05 cuftdt
Dynamic Head, - Wf : 32,4 ft lbflbm
Efisiensi motor : 80
Power : 1,5 hp
Jumlah : 2 buah satu untuk cadangan
3. Pompa Bak Pengendap L-231
Fungsi : Mengalirkan air dari A-220 ke A-230
Type : Centrifugal pump
Bahan masuk = 4986 m
3
jam = 3,0 lbdt = 0,05 cuftdt
Asumsi aliran turbulen :
Diameter Optimum = 3,9 x q
f 0,45
x ρ
0,13
[Peters Timmerhaus 4
ed
, pers.15] Diameter pipa optimum = 0,3 in
Dipilih pipa 38 in, sch.40 [Foust, App.C6a]
0D = 0,675 in ID = 0,493 in = 0,041 ft
Refence plane V
2
A – 220
P
2
V
1
L – 231
P
1
A – 230
A = Suction Head B = Discharge Head
DZ = 34 ft Pipa Lurus = 42 ft
DZ
Z
1
Z
2
A B
30 50
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
36
A = ¼.π.ID
2
= 0,001 ft
2
Kecepatan aliran, V = x
= 1 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan N
Re
= = 2759 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa commercial steel
= 0,00015 ɛD
= 0,00180 f
= 0,04700 Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf =
+ ΔZ + + ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus = 50 ft
Panjang ekuivalen, Le [Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : - 3 elbow 90
= 3
x 32
x 0,041
= 3,94 ft - 1 globe
= 1
x 300
x 0,041
= 12,33 ft - 1 gate valve =
1 x
7 x
0,041 = 0,3 ft
Panjang total pipa = 66,6 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
F
1
= D
gc Le
V f
2
2
= 0,003
m f
lb lb
. ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
37
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [PetersTimmerhaus 4
ed
, hal. 484]
F
2
= gc
2 V
K
2 2
K = 0,4 , A tangki A pipa,
= 0,07
m f
lb lb
. ft
= 1 , aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki
F
3
=
gc 2
V
2
D
= 0,01
m f
lb lb
. ft
ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
= 0,1 P
1
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P
2
=1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
DP = P
2
– P
1
= 0 lb
f
ft
2
;
DP
= 0
m f
lb lb
. ft
Asumsi DZ =30 ft
; DZ
gc g
= 30 lbm
lbf .
ft
Persamaan Bernoulli : - Wf =
DP
+ DZ
gc g
+
D gc
2 V
2
+ F
- Wf = 30,25
m f
lb lb
. ft
sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp =
3960 sg
gpm flowrate
W
f
0,002 hp Perry 6
ed
; pers. 6-11 ; hal. 6-5
Effisiensi pompa = 50
PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-37
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
38
Bhp =
= 0,004 hp Effisiensi motor
= 80 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-38 Power motor
=
motor Bhp
1 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Rate volumetrik : 0,05 cuftdt
Dynamic Head, - Wf : 30,2 ft lbflbm
Efisiensi motor : 80
Power : 1 hp
Jumlah : 2 buah satu untuk cadangan
4. Pompa Sand Filter L-251
Fungsi : Memompa air dari A-240 ke H-250
Type : Centrifugal pump
Perhitungan analog dengan sebelumnya Appendix C : Bahan masuk = 4986 m
3
jam = 3,0 lbdt = 0,05 cuftdt
Asumsi aliran turbulen :
P
1
V
1
L – 251
H – 250
Refence plane A = Suction Head
B = Discharge Head DZ = 36 ft
Pipa Lurus = 44 ft P
2
V
2
A B
DZ
Z
1
Z
2
A - 240 30
50
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
39
Diameter Optimum = 3,9 x q
f 0,45
x ρ
0,13
[Peters Timmerhaus 4
ed
, pers.15] Diameter pipa optimum = 0,3 in
Dipilih pipa 38 in, sch.40 [Foust, App.C6a]
0D = 0,675 in ID = 0,0493 in = 0,134 ft
A = ¼.π.ID
2
= 0,014 ft
2
Kecepatan aliran, V = x
= 1 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan N
Re
= = 8998 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa commercial steel
= 0,00015 ɛD
= 0,00180 f
= 0,04700 Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf =
+ ΔZ + + ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus = 50 ft
Panjang ekuivalen, Le [Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : - 3 elbow 90
= 3 x 32
x 0,134
= 12,86 ft - 1 globe
= 1 x 300
x 0,134
= 40,20 ft - 1 gate valve
= 1 x 7
x 0,134
= 0,94 ft + Panjang total pipa
= 104,00 ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
40
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
F
1
= D
gc Le
V f
2
2
= 0,02
m f
lb lb
. ft
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [PetersTimmerhaus 4
ed
, hal. 484]
F
2
= gc
2 V
K
2 2
K = 0,4 , A tangki A pipa,
= 0,07
m f
lb lb
. ft
= 1 , aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki
F
3
=
gc 2
V
2
D
= 0,01
m f
lb lb
. ft
4. Friksi sand filter asumsi ΔP
sand filter
= 2 psi
= 2 psi x 144 62,024 = 4,64 ft . Lbflbm
ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
+ F
4
= 4,7 P
1
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P
2
=1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
DP = P
2
– P
1
= 0 lb
f
ft
2
;
DP
= 0
m f
lb lb
. ft
144
2 psix
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
41
Asumsi DZ =30 ft
; DZ
gc g
= 30 lbm
lbf .
ft
Persamaan Bernoulli : - Wf =
DP
+ DZ
gc g
+
D gc
2 V
2
+ F
- Wf = 34,74
m f
lb lb
. ft
sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp =
3960 sg
gpm flowrate
W
f
0,0004 hp Perry 6
ed
; pers. 6-11 ; hal. 6-5
Effisiensi pompa = 50
PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-37 Bhp
=
pompa hp
= 0,001 hp
Effisiensi motor = 80
PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-38 Power motor
=
motor Bhp
1 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Ratevolumetrik : 0,05 cuftdt
Dynamic Head, - Wf : 37,0157 ft lbflbm
Efisiensi motor : 80
Power : 1 hp
Jumlah : 2 buah satu untuk cadangan
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
42
5. Pompa Bak Penampung Air Sanitasi L-261
Fungsi : Mengalirkan air dari A-252 ke A-260
Type : Centrifugal pump
Perhitungan analog dengan sebelumnya Appendix C : Bahan masuk = 1655,9 kgjam = 1,01 lbdt = 0,02 cuftdt
Asumsi aliran turbulen :
Diameter Optimum = 3,9 x q
f 0,45
x ρ
0,13
[Peters Timmerhaus 4
ed
, pers.15] Diameter pipa optimum = 1,07 in
Dipilih pipa 1 14 in, sch.40 [Foust, App.C6a]
0D = 1,6600 in ID = 1,3800 in = 0,115 ft
A = ¼.π.ID
2
= 0,0104 ft
2
Kecepatan aliran, V =
x
= 1,6 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan N
Re
= = 20339 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa Commercial Steel ε = 0,00015
ɛD = 0,00180
f = 0,04700
A – 252
Refence plane P
1
V
1
P
2
V
2
L – 261
A – 260
A = Suction Head B = Discharge Head
DZ = 30 ft Pipa Lurus = 50 ft
DZ
Z1 Z2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
43
Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf = + ΔZ +
+ ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus = 50 ft
Panjang ekuivalen, Le [Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : - 3 elbow 90
= 3 x 32 x 0,087
= 11,04 ft - 1 globe valve
= 1 x 300 x 0,087
= 34,50 ft - 1 gate valve
= 1 x 7 x 0,087
= 0,81 ft + Panjang total pipa
= 96,35 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa F
1
= = 6,46
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] F
2
= K = 0,4, A tangki A pipa,
= 0,02 α = 1, aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
=
=
; α = 1 untuk turbulen
= 0,04 ; V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
= 6,52 P
1
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P
2
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
44
ΔP = P2 – P1 = 0 lb
f
ft
2 ;
= 0 = 0,04
α = 1, turbulen [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] Asumsi ΔZ = 30
Persamaan Bernoulli : - Wf = + ΔZ +
+ ΣF
-Wf = 33 Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp = ≈ 0,0001 hp Perry 6
ed
; pers.. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 45 ; Peters Timmerhaus 4
ed
; fig, 14-37 Bhp
= = 0,0003 hp
Effisiensi motor = 80
: Peters Timmerhaus 4
ed
; fig. 14-38 Power motor
= ≈ 1 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Rate volumetrik : 0,02 cuftdt
Dynamic Head, - Wf : 33 ft lbflbm
Efisiensi motor : 80
Power : 1 hp
Jumlah : 2 buah satu untuk cadangan
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
45
6. Pompa Tangki Kation Exchanger L-21
Fungsi : Mengalirkan air dari A-252 ke A-272A
Type : Centrifugal pump
Perhitungan analog dengan sebelumnya Turbulen Flow : Bahan masuk = 3826,22 m
3
jam = 2,3 lbdt = 0,04 cuftdt
Asumsi aliran turbulen :
Diameter Optimum = 3,9 x q
f 0,45
x ρ
0,13
[Peters Timmerhaus 4
ed
, pers.15] Diameter pipa optimum = 1,53 in
Dipilih pipa 1 34 in, sch.40 [Foust, App.C6a]
0D = 1,050 in ID = 0,824 in = 0,069 ft
A = ¼.π.ID
2
= 0,004 ft
2
Kecepatan aliran, V = x
= 10,6 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan N
Re
= = 78849 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa Commercial Steel ε = 0,00015
ɛD = 0,00180
Refence plane P
1
V
1
A = Suction Head B = Discharge Head
DZ = 28 ft Pipa Lurus = 55 ft
P
2
V
2
A B
DZ
Z
1
Z
2
A – 252
A – 272
L - 271 30
50
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
46
f = 0,04700
Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf = + ΔZ +
+ ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus = 50 ft
Panjang ekuivalen, Le [Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : - 3 elbow 90
= 3
x 32
x 0,069
= 6,6 ft - 1 globe valve = 1
x 300
x 0,069
= 20,6 ft - 1 gate valve = 1
x 7
x 0,069
= 0,5 ft + Panjang total pipa
= 77,7 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa F
1
= = 1,73
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] F
2
= K = 0,4, A tangki A pipa,
= 0,86 α = 1, aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= =
; α = 1 untuk turbulen
= 1,73 ; V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
= 4,33
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
47
P
1
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P
2
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
ΔP = P2 – P1 = -0 lb
f
ft
2 ;
= -0 = 1,73
α = 1, turbulen [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] Asumsi ΔZ = 30
Persamaan Bernoulli : - Wf = + ΔZ +
+ ΣF
-Wf = 33 Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp =
≈ 0,50 hp Perry 6
ed
; pers.. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 45 ; Peters Timmerhaus 4
ed
; fig, 14-37 Bhp
= = 1,1 hp
Effisiensi motor = 80 : Peters Timmerhaus 4
ed
; fig. 14-38 Power motor
= ≈ 1,5 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Rate volumetrik : 0,04 cuftdt
Dynamic Head, - Wf : 33 ft. lbflbm
Efisiensi motor : 80
Power : 1,5 hp
Jumlah : 2 buah satu untuk cadangan
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
48
7. Pompa Bak Penampung Air Pendingin L-281
Fungsi : Mengalirkan air dari A-252 ke P-283
Type : Centrifugal pump
Perhitungan analog dengan sebelumnya Turbulen Flow : Bahan masuk = 4968 kgjam = 3 lbdt = 0,05 cuftdt
Asumsi aliran turbulen :
Diameter Optimum = 3,9 x q
f 0,45
x ρ
0,13
[Peters Timmerhaus 4
ed
, pers.15] Diameter pipa optimum = 0,1 in
Dipilih pipa 18 in, sch.40 [Foust, App.C6a]
0D = 0,405 in ID = 0,269 in = 0,0224 ft
A = ¼.π.ID
2
= 0,0004 ft
2
Kecepatan aliran, V = x
= 2,1 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan N
Re
= = 5055 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa Commercial Steel ε = 0,00015
P – 283
A – 252
P
1
V
1
L – 281
A = Suction Head B = Discharge Head
DZ = 36 ft Pipa Lurus = 52 ft
P
2
V
2
A B
DZ
Z
1
Z
2
Refence plane 30
50
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
49
Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf = + ΔZ
+ + ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus = 50 ft
Panjang ekuivalen, Le [Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : - 3 elbow 90
= 3
x 32 x 0,087 = 2,2 ft
- 1 globe valve =
1 x 300 x
0,087 = 6,7 ft - 1 gate valve
= 1
x 7 x
0,087 = 0,2 ft + Panjang total pipa
= 59,0 ft 1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
F
1
= = 0,02
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] F
2
= K = 0,4, A tangki A pipa,
= 0,03 α = 1, aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= =
; α = 1 untuk turbulen
= 0,07 ; V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
= 2,39 P
1
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P
2
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
50
ΔP = P2 – P1 = 0 lb
f
ft
2 ;
= 0
= 0,07 α = 1, turbulen [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] Asumsi ΔZ = 30
Persamaan Bernoulli: -Wf = + ΔZ
+ + ΣF
-Wf = 30 Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp = ≈ 0,5 hp Perry 6
ed
; pers.. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 45 ; Peters Timmerhaus 4
ed
; fig, 14-37 Bhp
= = 1,1 hp
Effisiensi motor = 80 : Peters Timmerhaus 4
ed
; fig. 14-38 Power motor
= ≈ 1 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Rate volumetrik : 0,05 cuftdt
Dynamic Head, - Wf : 30 ft. lbflbm
Efisiensi motor : 80
Power : 1 hp
Jumlah : 2 buah satu untuk cadangan
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
51
8. Pompa Cooling Tower L-284
Fungsi : Mengalirkan air dari P-283 ke A-280
Type : Centrifugal pump
Perhitungan analog dengan sebelumnya Turbulen Flow : Bahan masuk = 4968 kgjam = 3 lbdt = 0,05 cuftdt
Asumsi aliran turbulen :
Diameter Optimum = 3,9 x q
f 0,45
x ρ
0,13
[Peters Timmerhaus 4
ed
, pers.15] Diameter pipa optimum = 0,1 in
Dipilih pipa 18 in, sch.40 [Foust, App.C6a]
0D = 0,405 in ID = 0,269 in = 0,0224 ft
A = ¼.π.ID
2
= 0,0004 ft
2
Kecepatan aliran, V = x
= 2 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan N
Re
= = 4985 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa Commercial Steel ε = 0,00015
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
52
Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf = + ΔZ
+ + ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus = 50 ft
Panjang ekuivalen, Le [Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : - 3 elbow 90
= 3
x 32 x 0,087 = 2,2 ft
- 1 globe valve =
1 x 300 x
0,087 = 6,7 ft - 1 gate valve
= 1
x 7 x
0,087 = 0,2 ft + Panjang total pipa
= 59,0 ft 1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
F
1
= = 0,02
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] F
2
= K = 0,4, A tangki A pipa,
= 0,03 α = 1, aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= =
; α = 1 untuk turbulen
= 0,06 ; V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
= 0,11 P
1
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P
2
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
53
ΔP = P2
– P1 = 0 lb
f
ft
2 ;
= 0
= 0,06 α = 1, turbulen [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] Asumsi ΔZ = 30
Persamaan Bernoulli: -Wf = + ΔZ
+ + ΣF
-Wf = 30 Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp = ≈ 0,5 hp Perry 6
ed
; pers.. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 45 ; Peters Timmerhaus 4
ed
; fig, 14-37 Bhp
= = 1,1 hp
Effisiensi motor = 80 : Peters Timmerhaus 4
ed
; fig. 14-38 Power motor
= ≈ 1 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Rate volumetrik : 0,05 cuftdt
Dynamic Head, - Wf : 30 ft lbflbm
Efisiensi motor : 80
Power : 1 hp
Jumlah : 2 buah satu untuk cadangan
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
54
9. Pompa Air Pendingin L-282
Fungsi : Mengalirkan air pendingin ke proses
Type : Centrifugal pump
Perhitungan analog dengan sebelumnya Turbulen Flow : Bahan masuk = 4968 kgjam = 3 lbdt = 0,05 cuftdt
Asumsi aliran turbulen :
Diameter Optimum = 3,9 x q
f 0,45
x ρ
0,13
[Peters Timmerhaus 4
ed
, pers.15] Diameter pipa optimum = 0,1 in
Dipilih pipa 18 in, sch.40 [Foust, App.C6a]
0D = 0,041 in ID = 0,269 in = 0,022 ft
A = ¼.π.ID
2
= 0,0004 ft
2
Kecepatan aliran, V = x
= 2 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan N
Re
= = 5055 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa Commercial Steel ε = 0,00015
P
1
V
1
L – 282
A = Suction Head B = Discharge Head
DZ = 36 ft Pipa Lurus = 52 ft
P
2
V
2
A B
DZ
Z
1
Z
2
Refence plane 30
50
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
55
Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf = + ΔZ
+ + ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus = 50 ft
Panjang ekuivalen, Le [Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : - 3 elbow 90
= 3
x 32 x 0,087 = 2,2 ft
- 1 globe valve =
1 x 300 x
0,087 = 6,7 ft - 1 gate valve
= 1
x 7 x
0,087 = 0,2 ft + Panjang total pipa
= 59 ft 1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
F
1
= = 0,02
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] F
2
= K = 0,4, A tangki A pipa,
= 0,03 α = 1, aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= =
; α = 1 untuk turbulen
= 0,07 ; V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
= 0,1 P
1
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P
2
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
56
ΔP = P2
– P1 = 0 lb
f
ft
2 ;
= 0
= 0,15 α = 1, turbulen [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] Asumsi ΔZ = 30
Persamaan Bernoulli: -Wf = + ΔZ
+ + ΣF
-Wf = 30 Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp = ≈ 0,5 hp Perry 6
ed
; pers.. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 45 ; Peters Timmerhaus 4
ed
; fig, 14-37 Bhp
= = 1,1 hp
Effisiensi motor = 80 : Peters Timmerhaus 4
ed
; fig. 14-38 Power motor
= ≈ 1,5 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Rate volumetrik : 0,05 cuftdt
Dynamic Head, - Wf : 30 ft lbflbm
Efisiensi motor : 80
Power : 1 hp
Jumlah : 2 buah satu untuk cadangan
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
57
10. Pompa Air Proses L-285
Fungsi : Mengalirkan air proses ke pabrik
Type : Centrifugal pump
Perhitungan analog dengan sebelumnya Turbulen Flow : Bahan masuk = 39741 kgjam = 24 lbdt = 0,4 cuftdt
Asumsi aliran turbulen :
Diameter Optimum = 3,9 x q
f 0,45
x ρ
0,13
[Peters Timmerhaus 4
ed
, pers.15] Diameter pipa optimum = 4,4 in
Dipilih pipa 5 in, sch.40 [Foust, App.C6a]
0D = 5,563 in ID = 5,047 in = 0,421 ft
A = ¼.π.ID
2
= 0,139 ft
2
Kecepatan aliran, V = x
= 0,05 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan N
Re
= = 17598 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa Commercial Steel ε = 0,00015
ɛD = 0,00180
P
1
V
1
L – 285
A = Suction Head B = Discharge Head
DZ = 34 ft Pipa Lurus = 46 ft
P
2
V
2
A B
DZ
Z
1
Z
2
Refence plane 30
50
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
58
f = 0,00180
Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf = + ΔZ +
+ ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus = 50 ft
Panjang ekuivalen, Le [Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : - 3 elbow 90
= 3
x 32
x 0,069 = 40,4 ft
- 1 globe valve = 1 x
300 x
0,069 = 126,2 ft - 1 gate valve = 1
x 7
x 0,069 = 2,9 ft +
Panjang total pipa = 219,5 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa F
1
= = 2,5
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] F
2
= K = 0,4, A tangki A pipa,
= 0,01 α = 1, aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= =
; α = 1 untuk turbulen
= 0,00003 ; V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
= 2,51
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
59
P
1
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P
2
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
ΔP = P2
– P1 = 0 lb
f
ft
2 ;
= 0
= 0,00003 α = 1, turbulen [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] Asumsi ΔZ = 30
Persamaan Bernoulli : - Wf = + ΔZ +
+ ΣF
-Wf = 33 Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp =
≈ 0,003 hp Perry 6
ed
; pers.. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 45 ; Peters Timmerhaus 4
ed
; fig, 14-37 Bhp
= = 0,1 hp
Effisiensi motor = 80 : Peters Timmerhaus 4
ed
; fig. 14-38 Power motor
= ≈ 1 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Kapasitas : 0,4 gpm
Dynamic Head, - Wf : 33 ft lbflbm
Efisiensi motor : 80
Power : 1 hp
Jumlah : 2 buah satu untuk cadangan
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
60
VIII.4 Unit Pembangkit Tenaga Listrik
Tenaga listrik yang dibutuhkan pabrik ini dipenuhi dari Perusahaan Listrik Negara PLN dan Generator Set dan di distribusi pemakaian listrik untuk memenuhi
kebutuhan pabrik adalah sebagai berikut : -
Untuk keperluan proses -
Untuk penerangan Untuk keperluan proses disediakan genset, sedangkan untuk penerangan dari PLN.
Bila terjadi kerusakan pada genset, kebutuhan listrik bisa diperoleh dari PLN, demikian juga bila terjadi gangguan dari PLN, kebutuhan listrik untuk penerangan
bisa diperoleh dari genset. Perincian kebutuhan listrik dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 8.3 Kebutuhan listrik untuk peralatan proses dan utilitas
No Nama Alat
Kode Alat
Power Hp Peralatan Proses
1 BELT CONVENYOR - 1
J - 111 3
2 JAW CRUSHER
C - 120 100
3 SCREEN - 1
H - 121 3
4 BELT CONVENYOR - 2
J - 122 3
5 BUCKET ELEVATOR - 1
J - 123 2
6 BELT CONVENYOR - 3
J - 124 3
7 ROTARY DRYER
B - 210 19
8 BLOWER - 1
G - 212 80
9 BELT CONVENYOR - 4
J - 215 3
10 BUCKET ELEVATOR - 2
J - 216 2
11 BLOWER - 2
G - 312 80
12 COOLING CONVENYOR
J - 314 0,4
13 BUCKET ELEVATOR - 3
J - 314 2
14 BALL MILL
C - 410 85
15 SCREEN - 2
H - 411 3
16 BUCKET ELEVATOR - 4
J - 412 2
17 BELT CONVENYOR - 5
F - 413 3
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
61
Peralatan Utilitas
1 Boiler
9 2
Bak Koagulasi-Flokulasi A - 220
18 3
Pompa Air Sungai L - 211
1 4
Pompa Bak Koagulasi-Flokulasi L - 221
1,5 5
Pompa Bak Pengendap L - 231
1 6
Pompa Sand Filter L - 251
1, 7
Pompa Bak Penampung Air Sanitasi L - 261
1, 8
Pompa Tangki Kation Exchanger L - 271
1,5 9
Pompa Bak Penampung Air Pendingin L - 281
1, 10
Pompa Cooling Tower L -284
1, 11
Pompa Tangki Air Pendingin L - 282
1, Total
428
1 hp = 745,6 watt = 0,7456 kW Jadi kebutuhan listrik untuk proses dan utilitas = 428 x 0,7456 = 319 kWh
Kebutuhan listrik untuk penerangan pabrik dihitung berdasarkan kuat penerangan untuk tiap
– tiap lokasi. Dengan menggunakan perbandingan beban listrik lumenm
2
, dimana 1 foot candle = 10076 lumenm
2
dan 1 lumen = 0,0015 watt Perry,Conversion Table
Kebutuhan ini dapat dilihat pada tabel 8.4 Tabel 8.4 Kebutuhan Listrik Ruang Pabrik dan Daerah Pabrik
No Lokasi
Luas Total m
2
Foot candle Lumen m
2
1 Jalan
Aspal 3750
375 3778500
2 Pos Keamanan
100 10
100760 3
Parkir 1600
160 1612160
4 Taman
900 90
906840 5
Timbangan Truk 400
40 403040
6 Pemadam Kebakaran
300 30
302280 7
Bengkel 225
23 226710
8 Kantor
2500 250
2519000
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
62
9 Perpustakaan
500 50
503800 10 Kantin
400 40
403040 11 Poliklinik
144 14,4
145094 12 Mushola
900 90
906840 13 Ruang Proses
4900 490
4937240 14 Ruang Kontrol
900 90
906840 15 Laboratorium
900 90
906840 16 Unit Pengolahan Air
1600 160
1612160 17 Unit Pembangkit Listrik
1681 168,1
1693776 18
Unit Boiler
500 50
503800 19 Storage Produk
900 90
906840 20 Storage Bahan Baku
900 90
906840 21 Gudang
2500 250
2519000 22 Utilitas
1600 160
1612160 23 Daerah Perluasan
2000 200
2015200 Total
30100 3010
30328760 Untuk penerangan daerah proses, daerah perluasan, daerah utilitas, daerah bahan
baku, daerah produk, tempat parkir, bengkel, gudang, jalan, dan taman digunakan merkury 250watt. Untuk lampu merkury 250 watt mempunyai lumen output =
166675 lumen Perry ed 6, Conversion Table Tabel 8.5 Jumlah lampu yang dibutuhkan
No Lokasi
Lumen m
2
1 Ruang Proses
4937240 2
Daerah Perluasan 2015200
3 Utilitas
1612160 4
Storage Bahan Baku 906840
5 Storage Produk
906840 6
Parkir 1612160
7 Bengkel
226710 8
Gudang 2519000
9 Jalan Aspal
3778500 10 Taman
906840 Mercury 250 watt =
166675 Lumen 19421490
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
63
Untuk penerangan daerah lain digunakan lampu TL 40 watt. Untuk lampu TL 40 watt, lumen output = 26666,7 lumen Perry ed 6, Convercion Table
Lumen daerah lain = 30328760 – 19421490 = 10907270 lumen.
Jumlah lampu TL yang dibutuhkan = 409
7 ,
26666 10907270
buah lampu
Kebutuhan listrik untuk penerangan : 117 x 250 + 409 x 40 = 45493,14
watt ≈ 15 kWh Kebutuhan listrik untuk AC kantor = 15 kWh
Total kebutuhan listrik per jam = 322 + 45 + 15 = 337 kWh Untuk menjamin kelancaran supplay listrik, maka supplylistrik = 1,1 x 337 kWh
VIII.4.1 Generator Set
Direncanakan digunakan : Generator Portable Set penempatannya mudah
Effisiensi generator set : 80
Kapasitas generator set total : 371 80 = 463 kVA Tenaga generator
: 463 x 56,87 1 kW = 56,87 Btumenit : 26358 Btumenit
Heating value minyak bakar : 19066 Btulb Perry ed 3 hal 1629
26358 x 60 Btujam = 82,9 lbjam 19066 Btulb
Kebutuhan bahan bakar untuk generator per jam = 82,9 lbjam = 38 kgjam
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
64
Jadi dalam perencanaan ini, harus disediakan generator pembangkit tenaga listrik yang dapat menghasilkan daya listrik yang sesuai. Dengan kebutuhan bahan bakar
solar sebesar kgjam berat jenis bahan bakar = 0,89 kgltr Maka kebutuhan bahan bakar solar =
= 42,2 literjam
Spesifikasi :
Fungsi : Pembangkit tenaga listrik
Kapasitas : 463 kVA
Power faktor : 0,8
Frekuensi : 50 Hz
Bahan bakar : minyak diesel
Kebutuhan bahan bakar : 42,2 ltjam Jumlah
: 2 buah 1 cadangan
VIII.4.2 Tangki Penyimpanan Bahan Bakar
Fungsi : Menyimpan bahan bakar minyak diesel Kebutuhan bahan bakar untuk generator = 82,8 lbjam
Kebutuhan bahan bakar untuk boiler = 17 lbjam
Kebutuhan bahan bakar untuk kiln = 253 lbjam +
Total kebutuhan minyak diesel = 353 lbjam
Densitas diesel fuel = 54 lbft
3
Kapasitas per jam = 6,53 cuftjam = 185 literjam 1 cuft = 28,32 lt
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
65
Direncanakan penyimpanan bahan bakar selama 1 bulan Volume bahan
= 6,53 cuftjam x 720 jam = 35170 gal Volume bahan
= 35170 x 0,0238 ≈ 837,055 bbl 1 gallon = 0,0238 bbl
Dari brownell tabel 3-3, halaman 43, diambil kapasitas tangki = 837,055 bbl dengan jenis Vessel berdasarkan API standart
12-D
100,101
Spesifikasi :
Nama alat : Tangki Penyimpanan bahan bakar
Type : Standart Vessel API Standart
12-D
100,101 Kapasitas Nominal
: 837,05 bbl Diameter
: 21 ft Tinggi
: 24 ft Bahan konstruksi
: Carbon Steel SA-283 grade C Jumlah
: 1 buah
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
IX -
Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate Anhydrate Dari Gypsum Rock Dengan Proses Kalsinasi
1
BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK
