PERENCANAAN SISTEM PENGADUK Bak Koagulasi A-220

VI - 6 Perencanaan Alat Utama Pabrik Monocalcium Phosphate t h =     6978 , 22 1 , 8 , 12650 108 6978 , 22 885 ,      + 0,125 = 0,339 in , digunakan t = 38 in h = rc - 4 2 2 D rc  = 1,35 ft Volume dished = 1,05 x h 2 3 rc – h = 49,0271 cuft

2. PERENCANAAN SISTEM PENGADUK

Type : Vertical screw Orbiting type Dasar Pemilihan : Sesuai dengan jumlah dan kekentalan bahan yang masuk Dari Perry edisi 7 diperoleh spesifikasi : Daya motor : 5 hp Kecepatan putar : Screw = 64,4 rpm Orbit = 2,2 rpm

3. PERENCANAAN SISTEM PENDINGIN Perhitungan Jaket :

Perhitungan sistem penjaga suhu : Dari neraca panas : suhu yang dijaga = 105 o C Q = 253202,7824 kkaljam = 1.004.781,497 Btujam Suhu masuk rata-rata = 30 o C = 106 o F Suhu keluar produk = 105 o C = 181 o F ∆T = 181 – 106 = 75 o F Kebutuhan media = 12660,14 kgjam = 27910,5427 lbjam Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VI - 7 Perencanaan Alat Utama Pabrik Monocalcium Phosphate Densitas air = 62,43 lbcuft Rate volumetrik = cuft lb jam lb bahan bahan rate  = 2785,9983 cuftjam = 0,7739 cuftdt Asumsi kecepatan aliran = 3 ftdt [Kern, T.12, hal. 845] Luas penampang = dt ft dt cuft aliran tan kecepa volumetrik rate = 0,7739 3 = 0,2579 ft 2 Luas penampang = 4 D 2 2 - D 1 2 dengan : D 2 = diameter dalam jaket D 1 = diameter luar bejana = Diameter bejana + 2 x tebal = 9,5 + 2 38 in  0,375 ft = 10,25 ft Luas penampang = 4 D 2 2 - D 1 2 0,2579 = 4 D 2 2 – 10,25 2 D 2 = 10,27 ft Spasi = 2 D D 1 2  = 2 10,25 10,27  = 0,01 ft = 0,12 in  316 in Penentuan tebal jaket : Tebal jaket berdasarkan ASME Code untuk cylindrical tank : t min = C P 6 , fE ri P    [Brownell Young ,pers.13-1,hal.254] dengan : t min = tebal shell minimum; in P = tekanan tangki ; psi ri = jari-jari tangki ; in ½ D C = faktor korosi ; in diambil 18 in E = faktor pengelasan, digunakan double welded butt joint. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VI - 8 Perencanaan Alat Utama Pabrik Monocalcium Phosphate faktor pengelasan, E = 0,8 f = stress allowable, bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 grade C, maka f = 12650 psi [Brownell Young,T.13-1] P design = 22 psi R = ½ D = ½ x 10,27 ft = 20,54 in t min =     22 6 , 8 , 12650 54 , 20 22     + 0,125 = 0,2452 in , digunakan t = 14 in Perhitungan Tinggi Jaket : U D = 30 Kern, Tabel 8 A = t U Q D   = 75 30 2 173929,872  = 77,3018 ft 2 A conis = 0,785 D + m   2 2 d 785 , m D h 4    Hesse : pers. 4-19 m = 12 in = 1 ft Hesse : 85 h : tinggi conical = 7,531 ft d : Inside Diameter Jaket = 9,5 ft D : Outside Diameter Jaket = OD + 2 x tebal jaket = 10,25 ft A conis = 0,785 D + m   2 2 d 785 , m D h 4    = 95,042 ft 2 A jaket = A shell + A conis 77,3018=  . 10,25 . h + 62,126V h jaket = 5,5 ft Tinggi tangki = 7,6 ft Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VI - 9 Perencanaan Alat Utama Pabrik Monocalcium Phosphate Spesifikasi : Fungsi : Mereaksikan phosphate rock dan asam sulfat Type : Conical vertical dilengkapi pengaduk, dan jaket. Operasi : Continuous Dimensi Shell : Diameter Shell , inside : 9,5 ft Tinggi Shell : 7,6 ft Tebal Shell : 38 in Dimensi tutup : Tebal tutup dished : 516 in Tinggi Tutup atas : 1,35 ft Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C Brownell : 253 Jumlah reaktor : 2 buah sistem continuous Sistem Pemanas Diameter jaket : 10,27 ft Tinggi jaket : 5,5 ft Jaket spacing : 316 in Tebal Jaket : 14 in Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII - 1 Instrumentasi Keselamatan Kerja Pabrik Monocalcium Phosphate BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA VII.1. Intrumentasi Dalam rangka pengoperasian pabrik, pemasangan alat-alat instrumentasi sangat dibutuhkan dalam memperoleh hasil produksi yang optimal. Pemasangan alat-alat instrumentasi disini bertujuan sebagai pengontrol jalannya proses produksi dari peralatan-peralatan pada awal sampai akhir produksi dimana dengan alat instrumentasi tersebut, kegiatan maupun aktifitas tiap-tiap unit dapat dicatat kondisi operasinya sehingga sesuai dengan kondisi yang dikehendaki serta mampu memberikan tanda-tanda apabila terjadi penyimpangan selama proses produksi berlangsung. Pada uraian di atas dapat disederhanakan bahwa dengan adanya alat intrumentasi maka : 1. Proses produksi dapat berjalan sesuai dengan kondisi-kondisi yang telah ditentukan sehingga memperoleh hasil yang optimum. 2. Proses produksi berjalan sesuai dengan effisiensi yang telah ditentukan dan kondisi proses tetap terjaga pada kondisi yang sama. 3. Membantu memperoleh pengoperasian alat. 4. Bola terjadi penyimpangan selama proses produksi, maka dapat segera diketahui sehingga dapat cepat ditangani. Adapun variabel proses yang diukur dibagi menjadi 3 bagian, yaitu: 1. Variabel yang berhubungan dengan energi, seperti temperatur dan tekanan. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII - 2 Instrumentasi Keselamatan Kerja Pabrik Monocalcium Phosphate 2. Variabel yang berhubungan dengan kuantitas dan rate, seperti pada kecepatan aliran fluida, ketinggian liquid, dan ketebalan. 3. Variabel yang berhubungan dengan karakteristik fisik dan kimia, seperti densitas dan kandungan air. Yang harus diperhatikan didalam pemilihan alat intrumentasi adalah : - Level, Range, dan Fungsi dari alat instrumentasi tersebut. - Ketelitian hasil pengukuran. - Konstruksi material. - Pengaruh yang ditimbulkan terhadap kondisi operasi proses yang berlangsung. - Mudah diperoleh dipasaran. - Mudah dipergunakan dan mudah diperbaiki jika terjadi kerusakan. Instrumentasi yang ada dipasaran dapat dibedakan dari jenis pengoperasian alat intrumentasi tersebut, yaitu alat instrumentasi manual atau otomatis. Pada dasarnya alat-alat control yang otomatis lebih disukai dikarenakan pengontrolannya tidak terlalu sulit, kontinyu, dan effektif sehingga menghemat tenaga kerja dan waktu. Akan tetapi mengingat faktor-faktor ekonomis dan investasi modal yang ditanamkan pada alat intrumentasi berjenis otomatis ini, maka pada perencanaan pabrik ini sedianya akan menggunakan jenis alat intrumentasi tersebut. Adapun fungsi utama dari alat intrumentasi otomatis adalah : - Melakukan pengukuran. - Sebagai pembanding hasil pengukuran dengan kondisi yang harus dicapai. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII - 3 Instrumentasi Keselamatan Kerja Pabrik Monocalcium Phosphate - Melakukan perhitungan. - Melakukan koreksi. Adapun intrumentasi otomatis ini dapat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu : 1. Sensing Primary Element Alat kontrol ini langsung merasakan adanya perubahan pada variabel yang diukur, misalnya temperatur. Primary Element merubah energi yang dirasakan dari medium yang sedang dikontrol menjadi signal yang bisa dibaca yaitu dengan tekanan fluida. 2. Receiving Element Elemen Pengontrol Alat kontrol ini akan mengevaluasi signal yang didapat dari sensing element dan diubah menjadi skala yang bisa dibaca, digambarkan dan dibaca oleh error detector. Dengan demikian sumber energi bisa diatur sesuai dengan perubahan-perubahan yang terjadi. 3. Transmitting Element Alat kontrol ini berfungsi sebagai pembawa signal dari sensing element ke receiving element. Disamping ketiga jenis tersebut, masih terdapat peralatan pelengkap yang lain, yaitu : Error Detector Element, alat ini akan membandingkan besarnya harga terukur pada variabel yang dikontrol dengan harga yang diinginkan dan apabila terdapat perbedaan alat ini akan mengirimkann signal error. Amplifier akan digunakan sebagai penguat signal yang dihasilkan oleh error detector jika signal yang dikeluarkan lemah. Motor Operator Signal Error yang dihasilkan harus diubah sesuai dengan kondisi yang diinginkan, yaitu dengan penambahan variabel Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII - 4 Instrumentasi Keselamatan Kerja Pabrik Monocalcium Phosphate manipulasi. Kebanyakan sistem kontrol memerlukan operator atau motor untuk menjalankan Final Control Element. Final Control Element adalah untuk mengoreksi harga variabel manipulasi. Intrumentasi pada perencanaan pabrik ini : 1. Flow Control FC Mengontrol aliran setelah keluar pompa. 2. Flow Ratio Control FRC Mengontrol ratio aliran yang bercabang setelah pompa. 3. Level Control LC Mengontrol ketinggian bahan di dalam tangki. 4. Level Indicator LI Mengindikasikan informatif ketinggian bahan di dalam tangki. 5. Pressure Control PC Mengontrol tekanan pada aliran alat. 6. Pressure Indicator PI Mengindikasikan informative tekanan pada aliran alat. 7. Temperatur Control TC Mengontrol suhu pada aliran alat. VII.2. Keselamatan Kerja Keselamatan kerja atau safety factor adalah hal penting yang paling utama yang harus diperhatikan dalam merencanakan suatu pabrik, hal ini disebabkan karena : Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII - 5 Instrumentasi Keselamatan Kerja Pabrik Monocalcium Phosphate - Dapat mencegah terjadinya kerusakan-kerusakan yang besar yang disebabkan oleh kebakaran atau hal lainnya baik terhadap karyawan maupun oleh peralatan itu sendiri. - Terpeliharanya peralatan dengan baik sehingga dapat digunakan dalam waktu yang cukup lama. Bahaya yang dapat timbul pada suatu pabrik banyak sekali jenisnya, hal ini tergantung pada bahan yang akan diolah maupun tipe proses yang dikerjakan. VII.2.1. Bahaya Kebakaran A. Penyebab kebakaran - Adanya nyala terbuka open flame yang dating dari unit utilitas, workshop dan lain-lain. - Adanya loncatan bunga api yang disebabkan karena korsleting aliran listrik seperti pada stop kontak, saklar serta instrument lainnya. B. Pencegahan - Menempatkan unit utilitas dan power plant cukup jauh dari lokasi proses yang dikerjakan. - Menempatkan bahan yang mudah terbakar pada tempat yang terisolasi dan tertutup. - Memasang kabel atau kawat listrik di tempat-tempat yang terlindungi, jauh dari daerah yang panas yang memungkinkan terjadinya kebakaran. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII - 6 Instrumentasi Keselamatan Kerja Pabrik Monocalcium Phosphate - Sistem alarm hendaknya ditempatkan pada lokasi dimana tenaga kerja dengan cepat dapat mengetahui apabila terjadi kebakaran. C. Alat pencegah kebakaran - Instalasi permanen seperti fire hydrant system dan sprinkle otomatis. - Pemakaian portable fire-extinguisher bagi daerah yang mudah dijangkau bila terjadi kebakaran. VII.2.2. Bahaya Kecelakaan Karena kesalahan mekanik sering terjadi dikarenakan kelalaian pengerjaan maupun kesalahan konstruksi dan tidak mengikuti aturan yang berlaku. Bentuk kerusakan yang umum adalah karena korosi dan ledakan. Kejadian ini selain mengakibatkan cacat tubuh maupun hilangnya nyawa pekerja. Berbagai kemungkinan kecelakaan karena mekanik pada pabrik ini dan cara pencegahannya dapat digunakan sebagai berikut : A. Vessel Kesalahan dalam perencanaan vessel dan tangki dapat mengakibatkan kerusakan fatal, cara pencegahannya : - Menyeleksi dengan hati-hati bahan konstruksi yang sesuai, tahan korosi serta memakai corrosion allowance yang wajar. Untuk pabrik ini, semua bahan yang umum dapat dipergunakan dengan pengecualian adanya seng dan tembaga. Bahan konstruksi yang biasanya dipakai untuk tangki penyimpan, perpipaan, dan peralatan lainnya dalam produksi tetra kalium Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII - 7 Instrumentasi Keselamatan Kerja Pabrik Monocalcium Phosphate pyrophospat. Semua konstruksi harus sesuai dengan standart ASME America Society Methanical Engineering . - Mmeperhatikan teknik pengelasan. - Memakai level gauge yang otomatis. - Penyediaan manhole dan handhole bila memungkinkan yang memadai untuk inspeksi dan pemeliharaan. Disamping itu peralatan tersebut harus dapat diatur sehingga mudah digunakan. B. Heat Exchanger Kerusakan yang terjadi pada umumnya disebabkan karena kebocoran- kebocoran. Hal ini dapat dicegah dengan cara : - Pada inlet dan outlet dipasang block valve untuk mencegah terjadinya thermal expantion. - Drainhole yang cukup harus disediakan untuk pemeliharaan. - Pengecekan dan pengujian terhadap setiap ruangan fluida secara sendiri- sendiri. - Memakai heat exchanger yang cocok untuk ukuran tersebut. Disamping itu juga rate aliran harus benar-benar dijaga agar tidak terjadi perpindahan panas yang berlebihan sehingga terjadi perubahan fase di dalam pipa. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII - 8 Instrumentasi Keselamatan Kerja Pabrik Monocalcium Phosphate C. Peralatan yang bergerak Peralatan yang bergerak apabila ditempatkan tiak hati-hati, maka akan menimbulkan bahaya bagi pekerja. Pencegahan bahaya ini dapat dilakukan dengan : - Pemasangan penghalang untuk semua sambungan pipa. - Adanya jarak yang cukup bagi peralatan untuk memperoleh kebebasan ruang gerak. D. Perpipaan Selain ditinjau dari segi ekonomisnya, perpipaan juga harus ditinjau dari segi keamanannya, hal ini dikarenakan perpipaan yang kurang teratur dapat membahayakan pakerja terutama pada malam hari, seperti terbentur, tersandung, dan sebagainya. Sambungan yang kurang baik dapat menimbulkan juga hal-hal yang tidak diinginkan seperti kebocoran-kebocoran bahan kimia yang berbahaya. Untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan tersebut, maka dapat dilakukan dengan cara : - Pemasangan pipa hendakya pada elevasi yang tinggi, tidak di dalam tanah karena dapat menimbulkan kesulitan apabila terjadi kebocoran. - Bahan konstruksi yang dipakai untuk perpipaan harus memakai bahan konstruksi dari steel. - Sebelum dipakai, hendaknya diadakan pengecekan dan pengetesan terhadap kekuatan tekan dan kerusakan yang diakibatkan karena Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII - 9 Instrumentasi Keselamatan Kerja Pabrik Monocalcium Phosphate perubahan suhu, begitu juga harus dicegah terjadinya over stressing atau pondasi yang bergerak. - Pemberian warna pada masing-masing pipa yang bersangkutan akan dapat memudahkan apabila terjadi kebocoran. E. Listrik Kebakaran sering terjadi akibat kurang baiknya perencanaan instalasi listrik dan kecerobohan operator yang menanganinya. Sebagai usaha pencegahannya dapat dilakukan : - Alat-alat listrik di bawah tanah sebaiknya diberi tanda seperti dengan cat warna pada penutupnya atau diberi isolasi berwarna. - Pemasangan alat remote shut down dari alat-alat operasi disamping starter. - Penerangan yang cukup pada semua bagian pabrik supaya operator tidak mengalami kesulitan dalam bekerja. - Sebaiknya untuk penerangan juga disediakan oleh PLN meskipun kapasitas generator set mencukupi untuk penerangan dan proses. - Penyediaan emergency power supplies tegangan tinggi. - Meletakkan jalur-jalur kabel listrik pada posisi aman. - Merawat peralatan listrik, kabel, starter, dan lain sebagainya. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII - 10 Instrumentasi Keselamatan Kerja Pabrik Monocalcium Phosphate F. Insulasi Insulasi penting sekali terutama berpengaruh pada karyawan dari kepanasan yang dapat mengganggu kinerja para karyawan, oleh karena itu dilakukan : - Pemakaian insulasi pada alat-alat yang menimbulkan panas seperti reactor, exchanger, kolom distilasi, dan lain-lain. Sehingga tidak mengganggu konsentrasi pekerjaan. - Pemasangan insulasi pada kabel instrument, kawat listrik, dan perpipaan yang berada pada daerah yang panas, hal ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya kebakaran. G. Bangunan Pabrik Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan bangunan pabrik adalah : - Bangunan-bangunan yang tinggi harus diberi penangkal petir dan jika tingginya melebihi 20 meter, maka harus diberi lampu suar mercu suar . - Sedikitnya harus ada dua jalan keluar dari dalam bangunan, VII.2.3. Bahaya Karena Bahan Kimia Banyak bahan kimia yang berbahaya bagi kesehatan. Biasanya para pekerja tidak mengetahui seberapa jauh bahaya yang dapat ditimbulkan oleh bahan kimia seperti bahan-bahan berupa gas yang tidak berbau atau tidak berwarna yang sangat sulit diketahui jika terjadi kebocoran. Untuk itu sering Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII - 11 Instrumentasi Keselamatan Kerja Pabrik Monocalcium Phosphate diberikan penjelasan pendahuluan bagi para pekerja agar mereka dapat mengetahui bahwa bahan kimia tersebut berbahaya. Cara lainnya adalah memberikan tanda-tanda atau gambar-gambar pada daerah yang berbahaya atau pada alat-alat yang berbahaya, sehingga semua orang yang berada di dekatnya dapat lebih waspada. Selain hal-hal tersebut di atas, usaha-usaha lain menjaga keselamatan kerja dalam pabrik ini adalah memperhatikan hal-hal seperti : - Di dalam ruang produksi para pekerja dan para operator dilarang merokok. - Harus memakai sepatu karet dan tidak diperkenankan memakai sepatu yang alasnya berpaku. - Untuk pekerja lapangan maupun pekerja proses dan semua orang yang memasuki daerah proses harus menggunakan helm, sarung tangan, masker dan penyumbat telinga, untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan apabila terjadi sesuatu. - Karena sifat alami dari steam yang sangat berbahaya, maka harus disediakan kacamata tahan uap, masker penutup wajah dan sarung tangan yang harus dikenakan. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII - 1 Utilitas Pabrik Monocalcium Phosphate

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 - 2 Utilitas Pabrik Monocalcium Phosphate 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 pendingin. 2. Sebagai air proses. 3. Sebagai air sanitasi. 4. Sebagai air pengisi boiler. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII - 3 Utilitas Pabrik Monocalcium Phosphate VIII.1 Unit Penyediaan Steam Unit penyediaan steam berfungsi untuk menyediakan kebutuhan steam, yang digunakan sebagai media pemanas pada proses pabrik ini. Direncanakan boiler menghasilkan steam jenuh pada tekanan 4,5 atm pada suhu 148 o C dengan h v = 1179,3 Btulb No. Nama Alat Kode Alat Steam kgjam 1 Heater – 1 E – 315 299,3754954 Total 299,3754954 Total kebutuhan steam = 660,009946 lbjam Untuk faktor keamanan dari kebocoran – kebocoran yang terjadi, maka direncanakan steam yang dihasilkan 20 dari kebutuhan steam total : = 1,2 x kebutuhan normal 660,00946 = 792,0119352 lbjam Menghitung Kebutuhan Bahan Bakar : Severn, W.H, hal.142 Dimana : m f = massa bahan bakar yang dipakai, lbjam m s = massa steam yang dihasilkan, lbjam h v = enthalpy uap yang dihasilkan, Btulb h f = enthalpy liquida masuk, Btulb e b = effisiensi boiler 85 – 92 ditetapkan e b = 92 Severn, W.H, hal.143 F = nilai kalor bahan bakar,Btulb h v = 1179,3 Btulb Steam Table Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII - 4 Utilitas Pabrik Monocalcium Phosphate h f = 970,3 Btulb suhu air = 100 o C SteamTable e b = 92 diambil effisiensi maksimum F = nilai kalor bahan bakar Digunakan petroleum fuels oil 33 o API 0,22 sulfur Perry eds 7, T.27-6 Dari Perry ed 7, fig.27- 3, didapat : relative density, ρ = 0,86 grcc Heating Value = 137273 Btugal ρ= 0,86 grcc = 54 lbcuft = 7,2 lbgal maka heating value bahan bakar = mf = Severn, W.H, hal. 142 = - x x = lb hari = 100 e b . F m s h - h f x 65,5899 lb jam 70 18800 100 1574,1581 947,3 1179,2777 268,05675 Kapasitas Boiler Severn, W.H,pers. 171 - Q = m s h - h f 1000 = 947,3 1179,27773 268,05675 = 863,1633644 Btu jam 1000 Penentuan Boiler Horse Power : Untuk penentuan Boiler Horse Power, digunakan persamaan : Dimana : Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII - 5 Utilitas Pabrik Monocalcium Phosphate Angka – angka 970,3 dan 34,5 adalah suatu penyesuaian pada penguapan 34,5 lbairjam dari air pada 212 o F menjadi uap kering pada 212 o F pada tekanan 1 atm, untuk kondisi demikian diperlukan entalpy penguapan 970,3 Btulb. - x 25,7850 hp 970,3 34,5 hp = 947,3 1179,2777 268,05675 = Penentuan heating surface boiler : Untuk 1 hp boiler = 10 ft 2 heating surface. Severn, hal 126 Total heating surface = 10 x = ft 2 25,7850 257,8504 Kebutuhan air untuk pembuatan steam : Air yang dibutuhkan diambil 20 berlebih dari jumlah steam yang dibutuhkan untuk faktor keamanan. Produksi steam = 792,0119352 lbjam Kebutuhan air = 1,2 x 792,0119352 lbjam = 950,4143 lbjam =22809,94 lbhari. ρair : 62,43 lbcuft maka volume air = 437 cufthari = 12 m 3 hari Air kondensat dari hasil pemanasan direcycle kembali ke boiler. Dianggap kehilangan air kondensat 20, maka air yang ditambahkan sebagai make up water adalah = 0,2 x 12 = 2,4 m 3 hari. Spesifikasi : Nama alat : Boiler Type : Fire tube boiler tekanan 10 atm Heating surface : 257,85 ft 2 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII - 6 Utilitas Pabrik Monocalcium Phosphate Kapasitas boiler : 863,16 kiloBtujam Rate steam : 792,0119352 lbjam Effisiensi : 92 Bahan bakar : Petroleum fuel oil 33 o API Rate bahan bakar : 65,6 lbjam Jumlah : 1 buah VIII.2. Unit Penyediaan Air Air di dalam pabrik memegang peranan penting dan harus memenuhi persyaratan tertentu yang disesuaikan dengan masing – masing keperluan di dalam pabrik. Penyediaan air untuk pabrik ini direncanakan dari air sungai. Air sungai sebelummasuk ke dalam bak penampung, dilakukan penyaringan lebih dahulu dengan maksud untuk menghilangkan kotoran – kotoran yang bersifat makro dengan jalan memasang sekat – sekat kayu agar kotoran – kotoran tersebut terhalang dan tidak ikut masuk 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 - 7 Utilitas Pabrik Monocalcium Phosphate 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..VIII.2.1.1. Parameter Air Sanitasi Parameter Satuan S.K Gubernur Suhu o C Suhu air normal 25 - 30 o C Kekeruhan Skala NTU Warna Unit Pt-Co SS Ppm pH 6 - 8,5 Alkalinitas ppm CaCO 3 CO 2 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 PO 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 - 8 Utilitas Pabrik Monocalcium Phosphate Kebutuhan air sanitasi untuk pabrik ini adalah untuk : - Karyawan, asumsi kebutuhan air untuk karyawan = 15 literhari per orang = 15 literhari per orang x 175 orang = 3 m 3 hari - Keperluan Laboratorium = 20 m 3 hari - Untuk menyiram kebun dan kebersihan pabrik = 10 m 3 hari - Cadanganlain – 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 didalam 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 : 1. Bebas dari zat penyebab korosi, seperti asam, gas – gas terlarut. 2. Bebas dari zat penyebab kerak yang disebabkan oleh kesadahan yang tinggi, yang biasanya berupa garam – garam karbonat dan silika. 3. Bebas dari zat penyebab timbulnya buih busa seperti zat – zat organik, anorganik, dan minyak. 4. Kandungan logam dan impuritis seminimal mungkin. Kebutuhan air umpan 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 - 9 Utilitas Pabrik Monocalcium Phosphate VIII.2.3 Air Pendingin Untuk kelancaran dan effisiensi kerja dari air pendingin, maka perlu diperhatikan persyaratan untuk air pendingin dan air umpan boiler : Lamb : 302 Tabel..VIII.2.3.1. Parameter Air Pendingin 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 kedalam cooling tower, sehingga perlu disirkulasi air pendingin, maka disediakan pengganti sebanyak 20 kebutuhan. Kebutuhan air pendingin : No. Nama Alat Kode Alat Air kghari Air lbhari 1 Reaktor R – 210 12660,139 27910,542 Kebutuhan air pendingin total = 27910,5424 lbjam Make – up water diambil 20 kebutuhan total= 20 x 27910,54 =5582,11 lbjam Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII - 10 Utilitas Pabrik Monocalcium Phosphate COOLING TOWER P -283 Fungsi : mendinginkan air pendingin yang sudah terpakai. Total kebutuhan air pendingin = 5582,11 lbjam Air yang harus ditambahkan sebagai make – up water 20 = 1116,42 lbjam Untuk keperluan ini digunakan cooling tower dengan spesifikasi sebagai berikut : Kapasitas =1116,42 lbjam = 18 cuftjam = 12 m 3 hari = 12000 lthari = 8 ltmnt T air masuk pada cooling tower = T 1 = 45 o C T air keluar cooling tower = T 2 = 30 o C Perbedaan suhu = 45 o C – 30 o C = 15 o C Gpm = Dengan dasar perhitungan dari Perry ed 3, hal 3-795, diperoleh : - Tinggi cooling tower = 35 ft - Jumlah deck = 12 buah - Lebar cooling tower = 12 ft - Kecepatan angin = 3 miljam L = Perry ed 3, hal 3-795 Dengan : L = panjang cooling tower W = wind convection factor C = wet bulb correction factor Diperoleh : Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII - 11 Utilitas Pabrik Monocalcium Phosphate W = 1 Perry ed 3, fig 56, hal 3-794 CW = 1,25 Perry ed 3, fig 56, hal 3-794 C = 2,8 Perry ed 3, fig 56, hal 3-794 CH = 0,97 Perry ed 3, fig 56, hal 3-794 Maka dapat diperoleh : L = Luas yang dibutuhkan : = ft 2 Diambil standart tower performence 100 dari figure 12-15 Perry ed 6 pers.12- 16 didapat : Maka power untuk fan = 0,04 x 91,005 = 5,64 hp = 6 hp Spesifikasi : Nama : Cooling Tower Type : Cross flow induced draft cooling tower Tinggi : 35 ft Panjang : 6,25 ft Jumlah deck : 12 buah Bahan konstruksi : kayu jati Power fan : 6 hp Luas pendingin : 91,005 ft 2 Jumlah : 1 buah Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII - 12 Utilitas Pabrik Monocalcium Phosphate VIII.2.4. Air Proses Kebutuhan air proses pada pabrik : No. Nama Alat Kode Alat Air kghari Air lbhari 1 Reaktor R – 210 2805,8889 6185,8626 2 Granulator B - 312 3703,0013 8163,6366 3 Scrubber D – 221 49,3919 108,8894 Total 6558,2821 14458,3886 Kebutuhan air = 14458,3886 lbjam = 225,2 cuftjam = 6,3 m 3 jam = 151 m 3 hari VIII.3 Unit Pengolahan Air Water Treatment Air untuk keperluan industri harus terbebas dari kontaminan yang merupakan faktor penyebab terbentuknya endapan, korosi pada logam, dan lainnya. Untuk mengatasi masalah ini maka dari sumber air tetap memerlukan pengolahan sebelum dipergunakan. Proses Pengolahan Air Sungai Air sungai dipompakan ke bak penampung A-210 yang terlebih dahulu dilakukan penyaringan dengan cara memasang serat kayu agar kotoran bersifat makro akan terhalang dan tidak ikut masuk dalam bak koagulasi dan flokulasi A- 220. Selanjutnya air sungai dipompa ke bak pengendapan A-240. Pada bak pengendapan ini kotoran – kotoran akan mengendap dalam bentuk flok – flok yang sebelumnya pada bak koagulasi flokulasi diberikan koagulan Al 2 SO 4 3 .18 H 2 O. Air bersih kemudian ditampung pada bak air jernih A-250 yang selanjutnya dilewatkan sand filter H-250 untuk menyaring kotoran yang masih Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII - 13 Utilitas Pabrik Monocalcium Phosphate terikat oleh air. Air yang keluar ditampung ke bak penampung air bersih A-252 untuk didistribusikan sesuai kebutuhan. Dari perincian diatas, dapat disimpulkan kebutuhan air dalam pabrik : - Air Boiler = 12 m 3 hari = 0.5 m 3 jam - Air pendingin = 12 m 3 hari = 0.5 m 3 jam - Air proses = 82 m 3 hari = 3.5 m 3 jam - Air sanitasi = 40 m 3 hari = 2 m 3 Total = 146 m 3 hari Kebutuhan air total = 146 m 3 hari VIII.3.1. Spesifikasi Peralatan Pengolahan Air 1. Bak Penampung Air sungai A-210 Fungsi : Menampung air sungai sebelm diproses menjadi air bersih. Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton. Rate volumetrik = 146 m 3 hari Ditentukan : waktu tinggal = 20 jam Tinggi = 2 x m Panjang = 5 x m Lebar = 3 x m Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air = 133,8380 = 167,29 m 3 Volume penampung = p x l x t 167,29 = 30 X 3 Sehingga, x = 1,7723 m Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII - 14 Utilitas Pabrik Monocalcium Phosphate Panjang = 2 x 1,7723 = 3,5 m Lebar = 3 x 1,7723 = 8,8 m Tinggi = 5 x 1,7723 = 5,4 m Spesifikasi : Fungsi : menampung air Kapasitas : 167,29 m 3 Bentuk : persegi panjang Ukuran : panjang = 3,5 m Lebar = 8,8 m Tinggi = 5,4 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 pengaduk. Perhitungan : Rate volumetrik : 3,4 m 3 jam = 3400 ltrjam Dosis alum : 20 mglt AWWA ; T.5.2 : 94 Kebutuhan alum : 20 mglt x 3400 ltjam = 68.000 mgjam = 68 kgjam 489600: kgtahun 300 hari proses Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII - 15 Utilitas Pabrik Monocalcium Phosphate ρ alum = 1,129 kgL volume alum = = 60,23 Ljam = 0,0602 m 3 jam Waktu tinggal : 1 jam Volume air dan alum : 3,4 + 0,0602 m 3 jam x 1 jam = 3,4602 m 3 Dirancang bak berisi 85 air, maka volume air = 3,46020,85 = 4,0708 m 3 Jumlah bak yang digunakan : 1 buah Sehingga volume bak = 4,0708 m 3 Digunakan bak berbentuk lingkaran dengan tinggi bak = 2 D Volume bak = luas alas x tinggi 4,0708 = ¼ π D 2 x 2 D 4,0708 = 1,57 D 3 D = 1,3694 m H = 2 x 1,3694 = 2,7388 m Tinggi cairan dalam tangki = ¼ π D 2 H 3,4602 = ¼ π 1,3694 2 H H = 2,2684 m Dalam bak koagulator dilengkapi pengaduk berkecepatan = 10 rpm 0,1667 rps Dirancang pengaduk tipe flat blade turbin dengan 6 blade dengan perbandingan diameter impeler dengan diameter bak DaDT = 13 Mc. Cabe hal 235 Diameter impeler, Da = 13 x diameter bak = 0,33 x 1,3694 = 0,4519 m ρ air = 1000 kgm 3 μ air = 0,8 cp = 0,00083 kgm.s Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII - 16 Utilitas Pabrik Monocalcium Phosphate Dari Geankoplis figure 3.4-4, diketahui nilai Np pada Nre = adalah Np = 16 Daya yang diperlukan untuk motor pengaduk : = 0,0048 hp Jika effisiensi motor 80, maka : P = 0,00480,8 = 0,006 Dipilih motor = 1 hp Spesifikasi : Fungsi : Tempat terjadinya koagulasi. Kapasitas : 4,0708 m 3 Jumlah : 1 buah Bentuk : silinder Ukuran bak : diameter = 1,3694 m Tinggi = 2,7388 m Type pengaduk : Flat blade turbin dengan 6 blade Kecepatan pengaduk` : 10 rpm Motor penggerak : 1 hp Bahan : beton bertulang Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII - 17 Utilitas Pabrik Monocalcium Phosphate

3. Bak Flokulasi A-230