214
4.1. DIAGRAM ALIR PROSES
Untuk menghindari kerumitan dalam permasalah, maka suatu sistem kadang kala dibuat sederhana simple. Hal ini sering dilakukan dalam
bidang keteknikan, salah satunya merubah diskripsi dalam bentuk gambar atau diagram. Selain lebih mudah untuk difahami, bentuk diagram atau
dalam bentuk simbol akan mempercepat seseorang dalam melihat suatu proses. Salah satu bentuk diagram yang sederhana adalah bentuk diagram
kotak block diagram, dimana dibagian dalam dari kotak-kotak terdapat keterangan yang menerangkan fungsi, jenis peralatan, ataupun kondisi
operasi. Sebagai contoh proses pembuatan garam dapur dari air laut,
sebagaimana yang ditampilkan pada gambar 4.8
Gambar 4.2: Proses pembuatan garam dapur dari air laut
Proses pembuatan garam dapur sebagaimana yang ditunjukkan pada gambar 4.1 diawali dengan memompa Air laut ke sawah yang miring pada
musim kemarau. Pengaliran diatur sehingga terjadi proses penghabluran pada sudut petak tambak yang tinggi. Dari tambak ini hablur diagkut ke
pabrik di mana hablur ini dikristalkan lagi, dimumikan, dicampur dengan iod bila perlu kemudian dicetak.
Tambak
Di unduh dari : Bukupaket.com
215 Contoh lain bentuk diagram balok, sebagaimana yang ditunjukkan
pada gambar 4.3, yaitu proses pembuatan gula dari tebu. Pada proses tersebut diawali dari bahan baku gula berupa tebu
mempunyai komposisi gula 16, air 25 dan pulp bubur 59 berat. Kemudian bahan baku tebu tersebut dimasukkan kedalam alat penggilingan
dimana akan terpisahkan baggase dengan gula beserta air dan sebagian pulp. Dimana baggase merupakan ampas dari tebu, yang sudah tidak
mengandung gula, dan baggase ini merupakan bahan baku untuk pabrik kertas atau dapat juga digunakan sebagai bahan bakar.
Hasil keluaran dari mesin penggiling, berupa gula cair dan masih ada padatan pulpnya, dimasukkan kedalam alat penyaring, maka akan
dipisahkan padatan pulp dengan campuran gula dan air yang disebut dengan sirup. Selanjutnya, sirup tersebut dikentalkan dengan menggunakan
alat penguapan evaporator Dan keluaran dan mesin penguap, selanjutnya dimasukkan dalam alat pengkristal kristaliser dan akan didapat gula kristal.
Gambar 4.3 : Diagram balok pembuatan Gula Kristal
Di unduh dari : Bukupaket.com
216 Dua contoh mengenai diagram balok, sebagaimana terlihat pada gambar
4.2 maupun 4.3, setiap balok dapat mendeskripsikan proses misalkan penguapan, penggilingan, ataupun dapat juga berupa alat seperti pompa
dan juga material garam dapur. Diagram balok lebih menonjolkan pada sekuense urutan dari proses. Selain bentuk diagram balok, yang lebih
umum digunakan dalam pabrik disebut dengan diagram alir proses process flow diagram, disingkat PFD. Pada diagram bentuk ini, menggambarkan
sistem proses yang lebih detail dibandingkan bentuk diagram balok. Pada tabel 4.1 merupakan simbol untuk identifikasi dari aliran pada diagram aliran
proses. Identifikasi dimulai dari awal dari proses, yang dapat berupa masuknya bahan baku atau bahan antara, dimana bahan tersebut dapat
berupa produk dari unit bagian lain dari pabrik tersebut. Kemudian identifikasi dari setiap aliran ditandai dengan nomor arus, dimana setiap
arus memuat kondisi operasi suhu dan tekanan dan juga neraca massa dari tiap komponen yang biasanya ditampilkan dalam bentuk tabel dibagian
bawah dari diagram alir proses tersebut.
Tabel 4.1: Identifikasi Aliran pada diagram proses
Simbol Keterangan
Aliran proses dimulai Bahan baku masuk
Bahan antara masuk
Aliran Proses berakhir
Produk keluar Produk samping keluar
Di unduh dari : Bukupaket.com
217
Tabel 4.1: Identifikasi Aliran pada diagram proses lanjutan
Simbol Keterangan
Proses terputus, pindah ke halaman lain Nomor arus 9 misalnya, menunjukan neraca
bahan Suhu, 150
o
C misalkan Tekanan, 3 atm
Aliran gas, 120 std m
3
det; misalkan gas ideal pada 273 K, 1 atm
Aliran cairan, 300 literdet Selain aliran beserta identitasnya, pada diagram alir proses terdapat
peralatan yang berupa simbol-simbol. Dengan simbol tersebut, maka dapat diketahui jenis dari peralatan beserta fungsinya. Dimana Ulrich 1984, telah
mengelompokkan peralatan tersebut dan pemberian kode sebagaimana ditunjukkan paa tabel 4.2.
Tabel 4.2: Kode peralatan Ulrich, 1984
Kode Pada
Alat Jenis Alat
A Fasilitas alat bantu
B Peralatan kontak gas-padat Dryer, Kiln
C Crusher, Mill, Grinder
D Sistem Bejana Process Vessel : menara destilasi, kolom
absorpsi, scrubber, stripper, spray tower. E
Penukar panas cooler, condensor, heater, reboiler F
Bejana penyimpan tangki, drum, receiver, bin, hopper, siol G
Gas mover Fan, kompresor, pompa vakum, ejektor vakum H
Separator bag filter, rotary filter, cartri
Di unduh dari : Bukupaket.com
218
Tabel 4.2: Kode peralatan Ulrich, 1984 lanjutan
Kode Pada
Alat Jenis Alat
J Konveyor
K Instrumentasi katup kendali, tranmiter, indikator, recorder,
analiser L
Pompa M
Agitator, Pencampur N
Motor, turbin, penggerak drive P
Unit paket refrigerator, generator uap, menara pendingin Q
Tungku furnace, process heater R
Reaktor S
Size enlargement equipment V
Vaporizer dan evaporator X
Lain-lain Beberapa simbol dari peralatan satuan operasi dapat dilihat pada gambar
berikut beserta pengelompokkannya berdasarkan tabel 4.2
Kelompok A: Fasilitas Alat Bantu:
Peralatan pada kelompok A ini, merupakan peralatan yang banyak digunakan dalam unit alat bantu pabrik, atau pada bagian utilitas. Untuk satu
satuan unit tidak berarti hanya terdiri dari satu alat, akan tetapi dapat terdiri dari beberapa alat.
Gambar 4.4: Unit Udara Air plant
udara
Di unduh dari : Bukupaket.com
219
Gambar 4.5: Chimney or Stack
Gambar 4.6: Unit Pembangkit Tenaga Listrik
bersih gas
kotor gas
Di unduh dari : Bukupaket.com
220
Gambar 4.7: Unit Pengolah Air Limbah
Gambar 4.8: Unit Pengolah Air Proses
sungai air
pendingin air
Di unduh dari : Bukupaket.com
221
Gambar 4.9: Insenerator
Gambar 4.10: Menara Pendingin Cooling Tower
umpan
Di unduh dari : Bukupaket.com
222 basah
bijian biji
ing bijian
biji ker
Kelompok B: Peralatan Gas - Padatan
Peralatan pada kolompok B, merupakan peralatan yang melakukan satuan operasi yang berhubungan dengan bahan padat dan gas, seperti
pengeringan padatan biji-bijian dengan menggunakan media udara pemanas kering, sebagaimana ditunjukkan pada gambar-gambar berikut.
Gambar 4.11: Tunnel
Gambar 4.12: Rotary
basah bijian
biji
ing bijian
biji ker
Di unduh dari : Bukupaket.com
223
. HO XDUDQ
9HQW
0 HGLD 3 HQJHULQJ
Gambar 4.13: Menara vertikal Vertical tower
Kelompok C: Crusher, Mill, Grinder
Peralatan pada kelompok ini, pada dasarnya merupakan peralatan yang digunakan untuk memperkecil ukuran dari bahan fase padat.
Gambar 4.14: Penggiling Bola Ball Mill
kotor air
besar ukuran
umpan
kecil ukuran
produk
Di unduh dari : Bukupaket.com
224 tan
pada Bahan
remukan berbentuk
yang padat
Bahan Proses memperkecil ukuran dari bahan padatan dengan menggunakan bola
dan tangki dalam keadaan berputar
Gambar 4.15: Penghancur Gulung Roll Crusher
Bahan padatan yang akan dihancurkan, masuk diantara gulungan yang berputar
Gambar 4.16: Palu Penghancur Hammer Crusher
Bahan dihancurkan dengan menggunakan palu hammer yang berputar
Kelompok D: Tangki Proses Process Vessel
Peralatan pada kelompok ini, merupakan peralatan untuk memisahkan atau proses pemurnian yang banyak digunakan dalam industri kimia.
besar ukuran
umpan
kecil ukuran
umpan
Di unduh dari : Bukupaket.com
225
Gambar 4.17: Menara Piringan Tray Column
Gambar 4.18: Menara Isian Packed Tower
bersih gas
umpan
kotor air
bersih gas
umpan
kotor air
Di unduh dari : Bukupaket.com
226
Gambar 4.19: Menara Semprot Spray Tower
Gambar 4.20: Menara Gelembung Bubble Tower
bersih gas
air
kotor gas
kotor air
bersih gas
kotor gas
air
kotor air
Di unduh dari : Bukupaket.com
227
Gambar 4.21: Destilasi Kilat Flash Distillation atau KO Knockout drum
Kelompok E: Alat Penukar Panas
Fluida proses pada sisi tabung Fluida proses pada sisi selongsong
shell
Gambar 4.22: Simbol Alat Penukar Panas Tabung – Selongsong Aliran lawan arah Shell-Tube Heat Exchanger- Counter Current
uap
umpan
cairan
umpan umpan
umpan umpan
Di unduh dari : Bukupaket.com
228 umpan
umpan umpan
umpan
kalor Aliran
fluida Aliran
fluida Aliran
kalor Aliran
dingin fluida
Aliran panas
fluida Aliran
Fluida proses pada sisi tabung Fluida proses pada sisi selongsong
shell
Gambar 4.23: Simbol Alat Penukar Panas Tabung – Selongsong Aliran searah – Aliran paralel
Shell-Tube Heat Exchanger- Co Current – parralel flow
a.
b.
Gambar 4.24: Alat Penukar Panas Tipe Tabung Selongsong, dengan: a. aliran 1,1 shell, tube; b.aliran 1,2 shell,tube
Di unduh dari : Bukupaket.com
229
Gambar 4.25: Pendidih ulang Reboiler - Ketel kettle
Kelompok F: Alat Penyimpan
Gambar 4.26: Penampung Gas Gas Holder
`
Gambar 4.27: Tangki penyimpan dengan atap tetap fixed roof berbentuk konikal
tetap atap
output
Di unduh dari : Bukupaket.com
230
W DS
PHQJDSXQJ
Gambar 4.28: Tangki penyimpan dengan atap mengapung floating roof
Gambar 4.29: Penyimpanan pada lapangan daerah terbuka open yard
output input
input
output
input
output
Di unduh dari : Bukupaket.com
231
Gambar 4.30: Tangki silinder tegak - bertekanan
Gambar 4.31: Tangki silinder datar – bertekanan
Kelompok G: Pemindah Gas Gas mover
Gambar 4.32: Blower jenis sentrifugal Centrifugal Fan
Gambar 4.33: Fan jenis Aksial Axial Fan
Gambar 4.34: Kompresor
input
output
output input
output input
input
output
Di unduh dari : Bukupaket.com
232 kotor
gas bersih
gas
debu
kotor gas
debu debu
kotor gas
bersih gas
debu
Kelompok H: Pemisah Separator
Gambar 4.35: Siklon
Gambar 4.36: Sentrifuge
Gambar 4.37: Dekanter
Di unduh dari : Bukupaket.com
233
Gambar 4.38: Proses Penyaringan Kontinyu
Gambar 4.39: Proses Penyaringan tak kontinyu Plate Frame
Gambar 4.40: Penyaring
cairan
tersaring yang
bagian
saringan hasil
Di unduh dari : Bukupaket.com
234
Kelompok J: Konveyor
Gambar 4.41: Bucket elevator
Gambar 4.42: Konveyor jenis Sabuk Belt conveyor
Gambar 4.43: Konveyor Ulir Screw conveyor
Kelompok L : Pompa
Gambar 4.4: Unit Udara Air plant
produk umpan
umpan produk
umpan
produk
Di unduh dari : Bukupaket.com
235
Gambar 4.45: Rotary Pump Positive displacement
Gambar 4.46: Reciprocating pump
Gambar 4.47: Pompa Aliran Aksial Axial Flow Pump
outlet inlet
inlet outlet
outlet inlet
Di unduh dari : Bukupaket.com
236
Kelompok R: Reaktor
Gambar 4.48: Reaktor Tangki Alir Berpengaduk Continous Stirred Tank Reactor
Gambar 4.49: Reaktor Berpengaduk Tumpak Batch Reactor
Gambar 4.50: Reaktor Alir Pipa Plug Flow Reactor
inlet outlet
output
input
Di unduh dari : Bukupaket.com
237 inlet
Gambar 4.51: Reaktor Isian Tetap Fixed Bed Reactor
Gambar 4.52: Reaktor Isian Fluidisasi Fluidized Bed Reactor.
outlet
inlet
outlet
Di unduh dari : Bukupaket.com
238
4 6
6 W HDP
XQW XN3 URVHV
DVXDQJ NH FHURERQJ
8 GDUD
LUGHLRQLVDVL 6
6 DKDQDNDU
GDULW DQJNL
SHQ\ LP SDQDQ
+ 6XKX
R
7 HNDQDQEDUJDJH 7 HNDQDQN3 D JDJH
7 LW LN QHUDFD EDKDQ
. HW HUDQJDQ DP EDU
3 8 1 ,7 2 , 5
G a
m b
a r
4 .53: Diagram Alir Proses Unit Pembangkit Uap.
Di unduh dari : Bukupaket.com
239 Aturan dalam sistem pemberian nomor pada diagram alir proses, dengan
menggunakan contoh seperti pada gambar 4.53, yang merupakan diagram alir proses dari unit pembangkit tenaga uap:
1. Tiap alat dimulai dari huruf yang merupakan kode kelompok dari peralatan seperti yang disajikan pada tabel 4.2, misalkan Q-110
kelompok furnace dan proses pemanasan; H-118 kelompok separator dalam hal ini peralatannya adalah bag filter sebagai alat
penyaring udara 2. Nomor pada setiap lokasi area proses dimulai dari 100, 200, 300
dan seterusnya. Artinya, digit pertama menunjukkan lokasi area dari alat proses tersebut. Jadi peralatan diatas Q-110 dan H-118
berada pada lokasi yang sama yaitu pada lokasi 1. 3. Nomor dari bagian peralatan proses utama dimulai dari angka satu
pada digit kedua, jadi 110, 120, 130 dan seterusnya. Jadi pada unit boiler yang berada didalam garis putus-putus yaitu dengan kode P-
101 di dalamnya terdiri dari peralatan F-114; L-115; Q-110; G-117 dan seterusnya
4. Nomor bagian pendukung dari suatu alat dibedakan pada digit ke tiga, sebagaimana pada peralatan Q-110 didalam bagian dari alat
tersebut terdapat dua alat pendukung yaitu E-111 dan E-112, yang keduanya berada didalam alat Q-110 sebagai pemanas.
5. Pada bagian bawah dari diagram alir proses, biasanya memuat tabel neraca bahan dari sistem tersebut sebagaimana pada tabel 4.3
Tabel 4.3 Neraca Bahan gdetik
Komponen BM
……
Udara Air umpan
boiler Produk
steam
……. N
2
28
……
1271 -
- ……
O
2
32 ……
386 -
- ……
H
2
O 18 ……
22 1390
1390
…… ……
….. -
- ……
Total
…..
1679 1390
1390
…..
7 6
5
Di unduh dari : Bukupaket.com
240
4.2. IDENTIFIKASI SATUAN PROSES DAN OPERASI PADA KIMIA