6.2 Keselamatan Kerja
Keselamatan kerja merupakan bagian dari kelangsungan produksi pabrik, oleh karena itu aspek ini harus diperhatikan secara serius dan terpadu. Untuk maksud
tersebut perlu diperhatikan cara pengendalian keselamatan kerja dan keamanan pabrik pada saat perancangan dan saat pabrik beroperasi.
Salah satu faktor yang penting sebagai usaha menjamin keselamatan kerja adalah dengan menumbuhkan dan meningkatkan kesadaran karyawan akan
pentingnya usaha untuk menjamin keselamatan kerja. Usaha-usaha yang dapat dilakukan antara lain:
- Melakukan pelatihan secara berkala bagi karyawan
- Membuat peraturan tata cara dengan pengawasan yang baik dan memberi sanksi
bagi karyawan yang tidak disiplin -
Membeli karyawan dengan keterampilan menggunakan peralatan secara benar dan cara-cara mengatasi kecelakaan kerja
Sebagai pedoman pokok dalam usaha penanggulangan masalah kerja, Pemerintah Republik Indonesia telah mengeluarkan Undang-Undang Keselamatan
Kerja pada tanggal 12 Januari 1970. Semakin tinggi tingkat keselamatan kerja dari suatu pabrik maka makin meningkat pula aktivitas kerja para karyawan. Hal ini
disebabkan oleh keselamatan kerja yang sudah terjamin dan suasana kerja yang menyenangkan.
Untuk mencapai hal tersebut adalah menjadi tanggung jawab dan kewajiban para perancang untuk merencanakannya. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam
perancangan pabrik untuk menjamin adanya keselamatan kerja adalah sebagai berikut:
- Penanganan dan pengangkutan bahan harus seminimal mungkin . - Adanya penerangan yang cukup dan sistem pertukaran udara yang baik.
- Jarak antar mesin-mesin dan peralatan lain cukup luas. - Setiap ruang gerak harus aman dan tidak licin .
- Setiap mesin dan peralatan lainnya harus dilengkapi alat pencegah kebakaran. - Tanda-tanda pengaman harus dipasang pada setiap tempat yang berbahaya.
- Penyediaan fasilitas pengungsian bila terjadi kebakaran.
Universitas Sumatera Utara
6.3 Keselamatan Kerja Pada Pabrik Pembuatan
Industrial Grade Silicon IGS
Dalam rancangan pabrik pembuatan Industrial Grade Silicon IGS, usaha- usaha pencegahan terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi dilakukan sebagai
berikut:
6.3.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Peledakan
- Untuk mengetahui adanya bahaya kebakaran maka sistem alarm dipasang pada tempat yang strategis dan penting seperti laboratorium dan ruang proses.
- Pada peralatan pabrik yang berupa tangki dibuat main hole dan hand hole yang cukup untuk pemeriksaan.
- Sistem perlengkapan energi seperti pipa bahan bakar, saluran udara, saluran
steam, dan air dibedakan warnanya dan letaknya tidak menggangu gerakan karyawan.
- Mobil pemadam kebakaran yang ditempatkan di fire station setiap saat dalam
keadaan siaga. -
Bahan-bahan yang mudah terbakar dan meledak harus disimpan dalam tempat yang aman dan dikontrol secara teratur.
Sesuai dengan peraturan yang tertulis dalam Peraturan Tenaga Kerja No. Per02Men1983 tentang instalasi alarm kebakaran otomatis, yaitu:
- Detektor Kebakaran, merupakan alat yang berfungsi untuk mendeteksi secara dini adanya suatu kebakaran awal. Alat ini terbagi atas:
1. Smoke detector adalah detector yang bekerja berdasarkan terjadinya
akumulasi asap dalam jumlah tertentu. 2.
Gas detector adalah detector yang bekerja berdasarkan kenaikan konsentrasi gas yang timbul akibat kebakaran ataupun gas-gas lain yang mudah terbakar.
3. Alarm Kebakaran, merupakan komponen dari sistem deteksi dan alarm
kebakaran yang memberikan isyarat adanya suatu kebakaran. Alarm ini berupa :
- Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat berupa bunyi khusus audible alarm
Universitas Sumatera Utara
- Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat yang tertangkap oleh pandangan mata secara jelas visible alarm
- Panel Indikator Kebakaran
Panel Indikator Kebakaran adalah suatu komponen dari sistem deteksi dan alarm kebakaran yang berfungsi mengendalikan kerja sistem dan terletak di ruang
operator.
6.3.2 Peralatan Perlindungan Diri
- Pakaian dan perlengkapan pelindung
- Sepatu pengaman
- Pelindung mata
- Masker udara
- Sarung tangan
6.3.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik
- Setiap instalasi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian sekring
atau pemutus arus listrik otomatis lainnya. -
Sistem perkabelan listrik harus dirancang secara terpadu dengan tata letak pabrik untuk menjaga keselamatan dan kemudahan jika harus dilakukan perbaikan.
- Penempatan dan pemasangan motor-motor listrik tidak boleh mengganggu lalu
lintas pekerja. -
Memasang papan tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi. -
Isolasi kawat hantaran listrik harus disesuaikan dengan keperluan. -
Setiap peralatan yang menjulang tinggi harus dilengkapi dengan alat penangkal petir yang dibumikan.
- Kabel-kabel listrik yang letaknya berdekatan dengan alat-alat yang bekerja pada
suhu tinggi harus diisolasi secara khusus.
6.3.4 Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan
- Setiap karyawan diwajibkan untuk memakai pakaian kerja selama berada di dalam
lokasi pabrik. -
Dalam menangani bahan-bahan kimia yang berbahaya, karyawan diharuskan memakai sarung tangan karet serta penutup hidung dan mulut.
- Bahan-bahan kimia yang selama pembuatan, pengelolaan, pengangkutan,
Universitas Sumatera Utara
penyimpanan, dan penggunaannya dapat menimbulkan ledakan, kebakaran, korosi, maupun gangguan terhadap kesehatan harus ditangani secara cermat.
- Poliklinik yang memadai disediakan di lokasi pabrik.
6.3.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis
- Alat-alat dipasang dengan penahan yang cukup berat untuk mencegah
kemungkinan terguling atau terjatuh. - Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup lebar dan tidak menghambat kegiatan
karyawan. - Jalur perpipaan sebaiknya berada di atas permukaan tanah atau diletakkan pada
atap lantai pertama kalau di dalam gedung atau setinggi 4,5 meter bila diluar gedung agar tidak menghalangi kendaraan yang lewat.
- Letak alat diatur sedemikian rupa sehingga para operator dapat bekerja dengan tenang dan tidak akan menyulitkan apabila ada perbaikan atau pembongkaran.
- Pada alat-alat yang bergerak atau berputar harus diberikan tutup pelindung untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja.
Untuk mencapai keselamatan kerja yang tinggi, maka ditambahkan nilai-nilai disiplin bagi para karyawan yaitu :
- Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan. - Setiap peraturan dan ketentuan yang ada harus dipatuhi.
- Perlu keterampilan untuk mengatasi kecelakaan dengan menggunakan peralatan yang ada.
- Setiap kecelakaan atau kejadian yang merugikan harus segera dilaporkan pada atasan.
- Setiap karyawan harus saling mengingatkan perbuatan yang dapat menimbulkan
bahaya. -
Setiap kontrol secara priodik terhadap alat instalasi pabrik oleh petugas maintenance.
Universitas Sumatera Utara
BAB VII UTILITAS
Utilitas merupakan unit penunjang utama dalam memperlancar jalannya proses produksi dalam sebuah pabrik. Oleh karena itu, segala sarana dan
prasarananya harus dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi pabrik tersebut.
Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada pabrik pembuatan Industrial Grade Silicon IGS adalah sebagai berikut:
1. Kebutuhan air
2. Kebutuhan bahan kimia
3. Kebutuhan bahan bakar
4. Kebutuhan listrik
5. Unit pengolahan limbah
7.1 Kebutuhan Air
Dalam proses produksi, air memegang peranan penting, baik untuk kebutuhan air umpan ketel uap maupun kebutuhan domestik. Kebutuhan air pada pabrik
pembuatan Industrial Grade Silicon IGS adalah sebagai berikut: 1. Air umpan ketel uap = 3061,5275 kgjam
2. Air untuk berbagai kebutuhan, dapat dilihat pada Tabel 7.1 di bawah ini Kebutuhan air domestik untuk tiap orangshift adalah 100 Lhari Metcalf, 1991.
100 Lhari × jam
24 hari
1 = 4,16 Ljam ×1 kgL = 4,16 kgjam
ρ
air
= 1000 kgm
3
= 1 kgL Jumlah karyawan = 150 orang
Total air domestik dan kantor = 4,16 × 150 = 624 kgjam
VII-1
Universitas Sumatera Utara
Tabel 7.1 Pemakaian Air untuk Berbagai Kebutuhan Kebutuhan
Jumlah air kgjam
Domestik dan kantor 624
Laboratorium 50 Kantin dan tempat ibadah
100 Poliklinik 50
Total 824 Sehingga total kebutuhan air yang memerlukan pengolahan awal adalah :
F
air
= 3061,5275 + 824 = 3885,5275 kgjam
Densitas air ρ air pada temperatur 28
o
C adalah 994,212 kgm
3
Geankoplis, 1997 Debit air, Q = 3885,5275kgjam = 3,908 m
3
jam = 93,792 m
3
hari 994,212 kgm
3
Sumber air untuk pabrik pembuatan Industrial Grade Silicon ini berasal dari Sungai Deli, daerah Labuhan, Sumatera Utara. Kualitas air Sungai Deli dapat dilihat
pada Tabel 7.2 di bawah ini : Tabel 7.2 Kualitas Air Sungai Deli, Daerah Kawasan Industri Medan
Parameter Satuan
Kadar Suhu
Kekeruhan Nitrat NO
3
-N Nitrit NO
2
-N Clorida Cl
Sulfat SO
4
Iron Fe Timbal Pb
Mangan Mn Sianida CN
Total Dissolved Solid Tembaga Cu
Hardness as CaCO
3
Kalsium Magnesium
C NTU
mgL mgL
mgL mgL
mgL mgL
mgL mgL
mgL mgL
mgL mgL
mgL ± 28
5,16 0,2
0,1 8,7
16 0,873
1,142 0,154
0,0018 31,6
0,113 87
43 28
Lokasi Sampling: Sungai Deli, daerah Labuhan Sumber : Bapedal, 2004 Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka di lokasi pengambilan
air dibangun fasilitas penampungan air water intake yang juga merupakan tempat pengolahan awal air sungai. Pengolahan ini meliputi penyaringan sampah dan
Universitas Sumatera Utara
kotoran yang terbawa bersama air. Selanjutnya air dipompakan ke lokasi pabrik untuk diolah dan digunakan sesuai dengan keperluannya. Pengolahan air di pabrik
terdiri dari beberapa tahap, yaitu : 1.
Screening 2.
Sedimentasi 3.
Klarifikasi 4.
Filtrasi 5.
Demineralisasi 6.
Deaerasi
7.1.1 Screening SC
Penyaringan merupakan tahap awal dari pengolahan air. Pada screening, partikel-partikel padat yang besar akan tersaring tanpa bantuan bahan kimia.
Sedangkan partikel-partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air menuju unit pengolahan selanjutnya Degremont, 1991.
7.1.2 Sedimentasi BS
Setelah air disaring pada Screening, di dalam air tersebut masih terdapat partikel-partikel padatan kecil yang tidak tersaring pada screening. Untuk
menghilangkan padatan tersebut, maka air yang sudah disaring tadi dimasukkan ke dalam bak sedimentasi untuk mengendapkan partikel-partikel padatan.
7.1.3 Klarifikasi CL
Klarifikasi merupakan proses penghilangan kekeruhan di dalam air. Air dari screening dialirkan ke dalam clarifier setelah diinjeksikan koagulan yaitu larutan
alum Al
2
SO
4 3
dan larutan abu Na
2
CO
3
. Larutan Al
2
SO
4 3
berfungsi sebagai koagulan utama dan larutan Na
2
CO
3
sebagai koagulan tambahan yang berfungsi sebagai bahan pembantu untuk mempercepat pengendapan dan penetralan pH. Pada
bak clarifier, akan terjadi proses koagulasi dan flokulasi. Tahap ini bertujuan menyingkirkan Suspended Solid SS dan koloid Degremont, 1991.
Koagulan yang biasa dipakai adalah koagulan trivalen. Reaksi hidrolisis akan terjadi menurut reaksi :
Universitas Sumatera Utara
M
3+
+ 3H
2
O MOH
3
+ 3 H Dalam hal ini, pH menjadi faktor yang penting dalam penyingkiran koloid.
Kondisi pH yang optimum penting untuk terjadinya koagulasi dan terbentuknya flok- flok flokulasi. Dua jenis reaksi yang akan terjadi adalah Degremont, 1991 :
Al
2
SO
4 3
+ 6 Na
2
CO
3
+ 6 H
2
O 2 AlOH
3
+ 12 Na
+
+ 6 HCO
3 -
+ 3 SO
4 3-
2 Al
2
SO
4 3
+ 6 Na
2
CO
3
+ 6 H
2
O 4 AlOH
3
+ 12 Na
+
+ 6 CO
2
+ 6 SO
4 3-
Reaksi koagulasi yang terjadi : Al
2
SO
4 3
+ 3H
2
O + 3 Na
2
CO
3
2 AlOH
3
+ 3 Na
2
SO
4
+ 3 CO
2
Selain penetralan pH, soda abu juga digunakan untuk menyingkirkan kesadahan permanen menurut proses soda dingin menurut reaksi Degremont, 1991 :
CaSO
4
+ Na
2
CO
3
Na
2
SO
4
+ CaCO
3
CaCl
4
+ Na
2
CO
3
2 NaCl + CaCO
3
Setelah pencampuran yang disertai pengadukan maka akan terbentuk flok- flok yang akan mengendap ke dasar clarifier karena gaya grafitasi, sedangkan air
jernih akan keluar melimpah overflow yang selanjutnya akan masuk ke penyaring pasir sand filter untuk penyaringan.
Pemakaian larutan alum umumnya hingga 50 ppm terhadap jumlah air yang akan diolah, sedangkan perbandingan pemakaian alum dan abu soda = 1 : 0,54
Crities, 2004.
Perhitungan alum dan abu soda yang diperlukan: Total kebutuhan air
= 3885,5275 kgjam Pemakaian larutan alum
= 50 ppm Pemakaian larutan soda abu
= 0,54 × 50 = 27 ppm Larutan alum yang dibutuhkan
= 50.10
-6
× 3885,5275 = 0,194 kgjam Larutan abu soda yang dibutuhkan
= 27.10
-6
× 3885,5275 = 0,105 kgjam
7.1.4 Filtrasi SF
Filtrasi berfungsi untuk memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut bersama air. Penyaring pasir sand filter yang digunakan terdiri dari 3 lapisan, yaitu:
a. Lapisan I terdiri dari pasir hijau green sand
b. Lapisan II terdiri dari anterakit
Universitas Sumatera Utara
c. Lapisan III terdiri dari batu kerikil gravel
Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan. Selama pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan
regenerasi secara berkala dengan cara pencucian balik back washing. Dari sand filter, air dipompakan ke menara air sebelum didistribusikan untuk berbagai
kebutuhan. Untuk air proses, masih diperlukan pengolahan lebih lanjut, yaitu proses
demineralisasi dan deaerasi. Untuk air domestik, laboratorium, kantin, tempat ibadah, dan poliklinik, dilakukan proses klorinasi, yaitu mereaksikan air dengan klor
untuk membunuh kuman-kuman di dalam air. Klor yang digunakan biasanya berupa kaporit, CaClO
2
.
Perhitungan kaporit yang diperlukan: Total kebutuhan air yang memerlukan proses klorinasi = 824 kgjam
Kaporit yang digunakan direncanakan mengandung klorin 70 Kebutuhan klorin
= 2 ppm Gordon, 1968
Total kebutuhan kaporit = 2 ×10
-6
× 8240,7 = 0,0024 kgjam
7.1.5 Demineralisasi
Air umpan ketel uap pada reaktor harus murni dan bebas dari garam-garam terlarut. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi. Alat demineralisasi dibagi
atas:
7.1.5.1 Penukar Kation Cation Exchanger CE
Penukar kation berfungsi untuk mengikat logam-logam alkali dan mengurangi kesadahan air yang digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran
antara kation Ca, Mg dan kation lain yang larut dalam air dengan kation dari resin. Resin yang digunakan bertipe gel dengan merek IRR–122 Lorch, 1981.
Reaksi yang terjadi: 2H
+
R + Ca
2+
Ca
2+
R + 2H
+
2H
+
R + Mg
2+
Mg
2+
R + 2H
+
2H
+
R + Mn
2+
Mn
2+
R + 2H
+
Universitas Sumatera Utara
Untuk regenerasi dipakai H
2
SO
4
dengan reaksi: Ca
2+
R + H
2
SO
4
CaSO
4
+ 2H
+
R Mg
2+
R + H
2
SO
4
MgSO
4
+ 2H
+
R Mn
2+
R + H
2
SO
4
MnSO
4
+ 2H
+
R Perhitungan Kesadahan Kation
Air sungai Deli mengandung kation Fe
2+
, Pb
2+
, Mn
2+
, Cu
2+
, Ca
2+
, dan Mg
2+
masing- masing 0,873 ppm, 1,142 ppm, 0,154 ppm, 0,113 ppm, 43 ppm, dan 28 ppm
Tabel 7.2. Dimana 1 grgal = 17,1 ppm
Total kesadahan kation = 0,873 + 1,142 + 0,154 + 0,113 + 43 + 28 ppm = 73,282 ppm 17,1
= 4,2855 grgal Jumlah air yang diolah = 3061,5275 kgjam
=
3 3
galm 264,17
kgm 994,212
kgjam 3061,5275
= 813,4721 galjam
Kesadahan air = 4,2855 grgal × 813,4721 galjam × 24 jamhari × 10
-3
kggr =
83,6672 kghari
Ukuran Cation Exchanger Jumlah air yang diolah = 3061,5275 kgjam = 813,4721 galjam
Dari Tabel 12.4, The Nalco Water Handbook, 1988 diperoleh : - Diameter penukar kation
= 2 ft - Luas penampang penukar kation = 3,14 ft
2
- Jumlah penukar kation = 1 unit
Volume resin yang diperlukan Total kesadahan air = 83,6672 kghari
Dari Tabel 12.2, Nalco, 1988, diperoleh : - Kapasitas resin
= 25 kgrft
3
- Kebutuhan regenerant = 10 lb H
2
SO
4
ft
3
resin
Universitas Sumatera Utara
Kebutuhan resin =
3
kgft 25
kghari 83,6672
= 3,3467 ft
3
hari Tinggi resin =
14 ,
3 3,3467
= 1,0658 ft Tinggi minimum resin = 2,5 ft Tabel 12.4, Nalco, 1988
Sehingga volume resin yang dibutuhkan = 2,5 ft × 3,14 ft
2
= 7,850 ft
3
Waktu regenerasi =
kghari 83,6672
kgft 25
ft 7,850
3 3
= 2,3456 hari = 56,2944 jam
Kebutuhan regenerant H
2
SO
4
= 83,6672 kghari ×
3 3
kgrft 25
lbft 10
= 33,4669 lbhari = 0,6325 kgjam
7.1.5.2 Penukar Anion Anion Exchanger AE
Penukar anion berfungsi untuk menukar anion yang terdapat di dalam air dengan ion hidroksida dari resin. Resin yang digunakan bermerek IRA-410
Lorch,1981. Reaksi yang terjadi : 2ROH + SO
4 2-
R
2
SO
4
+ 2 OH
-
ROH + Cl
-
RCl + OH
-
Untuk regenerasi dipakai larutan NaOH dengan reaksi : R
2
SO
4
+ 2 NaOH Na
2
SO
4
+ 2 ROH RCl + NaOH
NaCl + ROH
Perhitungan Kesadahan Anion Air Sungai Deli, Labuhan mengandung Anion Cl
-
, SO
4 2-
, CN
-
, CO
3 2-
, masing- masing 8,7 ppm, 16 ppm, 0,0018 ppm, dan 87 ppm Tabel 7.2. Dimana 1 grgal =
17,1 ppm Total kesadahan anion
= 8,7 + 16 + 0,0018 + 87 ppm = 111,7018 ppm 17,1
= 6,532 grgal Jumlah air yang diolah
= 3061,5275 kgjam =
3 3
galm 264,17
kgm 994,212
kgjam 3061,5275
Universitas Sumatera Utara
= 813,4721 galjam Kesadahan air
= 6,532 grgal × 813,4721 galjam × 24 jamhari × 10
-3
kggr = 127,5264 kghari
Ukuran Anion Exchanger Jumlah air yang diolah = 3061,5275 kgjam = 813,4721 galjam
Dari Tabel 12.4 , The Nalco Water Handbook, diperoleh: - Diameter penukar anion
= 2 ft - Luas penampang penukar anion
= 3,14 ft
2
- Jumlah penukar anion = 1 unit
Volume resin yang diperlukan
Total kesadahan air = 127,5264 kghari Dari Tabel 12.7, The Nalco Water Handbook, diperoleh :
- Kapasitas resin = 12 kgrft
3
- Kebutuhan regenerant = 5 lb NaOHft
3
resin Jadi, kebutuhan resin =
3
kgrft 12
kghari 127,5264
= 10,6272 ft
3
hari
Tinggi resin =
14 ,
3 10,6272
= 3,3845 ft Tinggi minimum resin = 2,5 ft Tabel 12.4, Nalco, 1988
Volume resin = 3,3845 ft × 3,14 ft
2
= 10,6273 ft
3
Waktu regenerasi =
kghari 127,5264
kgft 12
x ft
10,6273
3 3
= 1 hari = 24 jam
Kebutuhan regenerant NaOH = 127,5264 kghari x
3 3
kgrft 12
lbft 5
= 53,136 lbhari = 1,0043 kg jam
7.1.6 Deaerator DE
Deaerator berfungsi untuk memanaskan air yang keluar dari alat penukar ion ion exchanger dan kondensat bekas sebelum dikirim sebagai air umpan ketel. Pada
deaerator ini, air dipanaskan hingga 90°C supaya gas-gas yang terlarut dalam air,
Universitas Sumatera Utara
seperti O
2
dan CO
2
dapat dihilangkan, sebab gas-gas tersebut dapat menyebabkan korosi. Pemanasan dilakukan dengan menggunakan koil pemanas di dalam deaerator.
7.2 Kebutuhan Bahan Kimia
Kebutuhan bahan kimia pada pabrik pembuatan Industrial Grade Silicon IGS adalah sebagai berikut:
1. Al
2
SO
4 3
= 0,194 kgjam 2. Na
2
CO
3
= 0,105 kgjam 3. Kaporit
= 0,0024 kgjam 4. H
2
SO
4
= 0,6325 kgjam 5. NaOH
= 1,0043 kgjam
7.3 Kebutuhan Listrik