Instrumentasi dan Keselamatan Kerja VII-1
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
VII.1. Instrumentasi
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. Dengan alat
instrumentasi tersebut, kegiatan maupun aktifitas tiap-tiap unit dapat dicatat kondisi operasinya sehingga sesuai dengan kondisi operasi yang dikehendaki seta
mampu memberikan tanda-tanda apabila terjadi penyimpangan selama proses produksi berlangsung.
Pada uraian diatas dapat disederhanakan bahwa adanya alat instrumentasi maka :
1. Proses produksi dapat berjalan sesuai dengan kondisi-kondisi yang
telah ditentukan sehingga diperoleh hasil yang optimum. 2.
Proses produksi berjalan sesuai dengan efisiensi yang telah ditentukan dan kondisi proses tetap terjaga pada kondisi yang sama.
3. Membantu mempermudah pengoperasian alat.
4. Bila terjadi penyimpangan selama proses produksi maka dapat segera
diketahui sehingga dapat ditangani dengan segera.
Adapun variabel proses yang diukur dibagi menjadi 3 bagian, yaitu : 1.
Variabel yang berhubungan dengan energi, seperti temperatur, tekanan, dan radiasi.
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, kandungan air dll.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Instrumentasi dan Keselamatan Kerja VII-2
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Yang harus diperhatikan didalam pemilihan alat instrumentasi adalah : Level, range dan fungsi dari alat instrumentasi.
Ketelitian hasil pengukuran. Konstruksi material.
Pengaruh yang ditimbulkan terhadap kondisi operasi proses yang
berlangsung. Mudah diperoleh di pasaran.
Mudah dipergunakan dan mudah diperbaiki jika rusak.
Instrumentasi yang ada dipasaran dapat dibedakan dari jenis pengoperasian alat instrumentasi tersebut, yaitu alat intrumentasi manual
atau otomatis. Pada dasarnya alat-alat kontrol yang otomatis lebih disukai dikarenakan pengontrolannya tidak terlalu sulit, kontinyu, dan efektif,
sehingga menghemat tenaga kerja dan waktu. Akan tetapi mengingat faktor-faktor ekonomis dan investasi modal yang ditanamkan pada alat
instrumentasi berjenis otomatis ini, maka pada perencanaan pabrik ini sedianya akan menggunakan kedua jenis alat instrumentasi tersebut.
Adapun fungsi utama dari alat instrumentasi otomatis adalah : Melakukan pengukuran.
Sebagai pembanding hasil pengukuran dengan kondisi yang harus
dicapai. Melakukan perhitungan.
Melakukan koreksi.
Alat instrumentasi 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 .
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Instrumentasi dan Keselamatan Kerja VII-3
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
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 sinyal 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 mengirimkan sinyal error. Amplifier akan
digunakan sebagai penguat sinyal yang dihasilkan oleh error detector jika sinyal yang dikeluarkan lemah. Motor operator sinyal error yang dihasilkan harus
diubah sesuai dengan kondisi yang diinginkan, yaitu dengan penambahan variabel manipulasi. Final control element adalah untuk mengkoreksi harga variabel
manipulasi. Instrumentasi 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 didalam tangki dapat juga digunakan sebagai WC Weight Control.
4. Level Indicator LI
Mengindikasikan informatif ketinggian bahan didalam tangki.
5. Pressure Control PC
Mengontrol tekanan pada aliran alat.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Instrumentasi dan Keselamatan Kerja VII-4
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
6. Pressure Indicator PI
Mengindikasikan informatif tekanan pada aliran alat.
7. Temperature Control TC
Mengontrol suhu pada aliran alat.
Tabel VII.1. Instrumentasi Pada Pabrik No.
Nama Alat Instrumentasi
1. Rotary Hearth Furnace
TC 2.
Blower TC
3. Silo
WC 4.
Rotary Dissolver TC
5. Cooling Conveyor
TC 6.
Clarifier FC
7. Pompa
LC 8.
Tangki Penampung LI
VII.2. Keselamatan Kerja
Keselamatan kerja atau safety factor adalah hal yang paling utama yang harus diperhatikan dalam merencanakan suatu pabrik, hal ini disebabkan karena :
Dapat mencegah terjadinya kerusakan-kerusakan 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. Secara umum bahaya-bahaya tersebut dibagi dalam tiga kategori, yaitu :
1. Bahaya kebakaran.
2. Bahaya kecelakaan secara kimia.
3. Bahaya terhadap zat-zat kimia.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Instrumentasi dan Keselamatan Kerja VII-5
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Untuk menghindari kecelakaan yang mungkin terjadi, berikut ini terdapat beberapa hal yang perlu mendapat perhatian pada setiap pabrik pada umumnya
dan pabrik ini pada khususnya.
VII.2.1. Bahaya Kebakaran A.
Penyebab Kebakaran
Adanya nyala terbuka open flame yang datang dari unit utilitas, workshop dan lain-lain.
Adanya loncatan bungan 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 terlindung, jauh dari daerah yang panas serta memungkinkan
untuk terjadinya kebakaran. 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. Jenis dan jumlah pada
perencanaan pabrik ini dapat dilihat pada tabel VII.1. Untuk pabrik ini lebih disukai alat pemadan kebakaran tipe karbon
dioksida.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Instrumentasi dan Keselamatan Kerja VII-6
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Karena bahan baku ada yang beracun maka perlu digunakan kantong - kantong udara atau alat pernafasan yang ditempatkan
pada daerah - daerah strategis pada pabrik ini.
No. Tempat
Jenis Berat serbuk
Jarak semprot Jumlah
1. Pos Keamanan
YA-10L 3,5 Kg
8 m 3
2. Kantor
YA-20L 6,0 Kg
8 m 2
3. Daerah Proses
YA-20L 8,0 Kg
7 m 4
4. Gudang
YA-10L 4,0 Kg
8 m 2
5. Bengkel
YA-10L 8,0 Kg
7 m 2
6. Unit Pembangkitan
YA-20L 8,0 Kg
7 m 2
7. Laboratorium
YA-20L 8,0 Kg
7 m 2
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 kerugian yang besar karena dapat 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 konstruksi yang umum dapat dipergunakan dengan pengecualian adanya seng dan tembaga. Bahan konstruksi yang biasa
dipakai untuk tangki penyimpanan, perpipaan dan peralatan lainnya
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Instrumentasi dan Keselamatan Kerja VII-7
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
dalam pabrik ini adalah steel. Semua konstruksi harus sesuai dengan standart ASME America Society Mechanical Engineering .
Memperhatikan 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 untuk dipergunakan.
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 expansion.
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 dalam pipa.
C. Peralatan yang Bergerak
Peralatan yang bergerak apabila ditempatkan tidak 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.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Instrumentasi dan Keselamatan Kerja VII-8
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
D. Perpipaan
Selain ditinjau dari segi ekonomisnya, perpipaan juga harus ditinjau dari segi keamanannya hal ini dikarenakan perpipaan yang kurang teratur dapat
membahayakan pekerja 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 hendaknya pada elevasi yang tinggi tidak didalam
tanah, karena dapat menimbulkan kesulitan apabila terjadinya 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
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 dibawah tanah sebaiknya diberi tanda dengan cara di
cat berbeda 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.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Instrumentasi dan Keselamatan Kerja VII-9
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
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 pada posisi aman.
Merawat peralatan listrik, kabel, starter, trafo dan lain sebagainya.
F. Insulasi
Insulasi penting sekali terutama berpengaruh terhadap para karyawan dari kepanasan yang dapat mengganggu kinerja para karyawan, oleh karena itu
dilakukan : Pemakaian insulasi pada alat-alat yang menimbulkan panas seperti
reaktor, exchanger, kolom distilasi dan lain-lain. Sehingga tidak mengganggu konsentrasi pekerjaan.
Pemasangan insulasi pada kabel instrumen, 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 dalan 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 jalam 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
diberikan penjelasan pendahuluan bagi para pekerja agar mereka dapat mengetahui bahwa bahan kimia tersebut berbahaya. Cara lainnya adalah
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Instrumentasi dan Keselamatan Kerja VII-10
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
memberikan tanda atau gambar pada daerah yang berbahaya atau pada alat-alat berbahaya, sehingga semua orang yang berada didekatnya dapat lebih waspada.
Selain hal-hal tersebut diatas, usaha-usaha lain dalam menjaga keselamatan kerja dalam pabrik ini adalah memperhatikan hal-hal seperti :
1. Di dalam ruang produksi para pekerja dan para operator dilarang
merokok. 2.
Harus memakai sepatu karet dan tidak diperkenankan memakai sepatu yang alasnya berpaku.
3. Untuk pekerja lapangan maupun pekerja proses dan semua orang
yang memasuki daerah proses diharuskan mengenakan helm dan rompi pengaman agar terlindung dari kemungkinan kejatuhan
barang-barang dari atas. 4.
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.
Utilitas VIII-1
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
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 k ebutuhan “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.
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.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-2
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
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
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 h
v
= 995,4 Btulb Jumlah steam yang dibutuhkan untuk memproduksi produk adalah :
No. Nama Alat
Kode Alat
Steam kgjam
Steam lbjam
1. Rotary dissolver
X-220 8635,8174
19039
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-3
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Total kebutuhan “steam” = 22846 lbjam Untuk faktor keamanan dari kebocoran-kebocoran yang terjadi, maka
direncanakan “steam” yang dihasilkan 20 dari kebutuhan “steam” total : = 1,2 x kebutuhan normal 22846 lbjam = 27415 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 h
v
= 1183,1 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 330 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 =
= 19066 Btulb m
f
= x 100
[ Savern W.H, hal 142 ]
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-4
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
m
f
=
–
x 100 = 277 lbjam
Kapasitas Boiler
Q = [ Savern W.H, hal 171 ]
= = 4862 KiloBtujam
Penentuan Boiler Horse Power :
Untuk penentuan Boiler Horse Power, digunakan persamaan : h
p
= [ Severn, pers 172 ; hal.140]
dimana : 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 =
–
= 145 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 145 = 1452 ft
2
Kebutuhan air untuk pembuatan steam :
Air yang dibutuhkan diambil 20 berlebih dari jumlah steam yang dibutuhkan untuk faktor keamanan.
Produksi steam = 22846 lbjam Kebutuhan air = 1,2 x 22846 lbjam
= 27416 lbjam = 657978 lbhari
air : 62,43 lbcuft maka volume air = 10539 cufthari = 298 m
3
hari
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-5
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
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 298 60 m
3
hari
Spesifikasi :
Nama alat : boiler
Type : Fire tube boiler tekanan 10 atm
Heating surface : 1452 ft
2
Kapasitas boiler : 4862 KiloBtujam Rate steam
: 22846 lbjam Efisiensi
: 92 Bahan bakar
: Diesel oil 33 API
Rate bahan bakar : 277 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.
Airsungai 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 . Untu menghemat pemakaian air maka diadakan sirkulasi.
Air dalam pabrik ini dipakai untuk : 1. Air sanitasi 2. Air umpan boiler
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-6
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
3. Air pendingin 4. Air proses
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 :
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
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-7
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Timbal ppm Pb
0,1 COD
ppm O
2
10 Detergen
ppm MBAS 0,5
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.
Utilitas VIII-8
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
VIII.2.3 Air Pendingin
Unit kelancarn dan efisiensi kerja dari air pendingin, maka perlu diperhatikan persyaratan untuk air pendingin dan air umpan boiler : Lamb : 302
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-221 17250,76
38031
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-9
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Kebutuhan air pendingin total = 33802 lbjam
COOLING TOWER P -283
Fungsi : mendinginkan air pendingin yang sudah terpakai.
Untuk keperluan ini digunakan cooling tower dengan spesifikasi sebagai berikut : Kapasitas = 912754 lbjam = 609,185 cuftjam = 414 m
3
hari = 414004 lthari = 288 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 Berdasarkan perbedaan suhu 15
C dan flow rate 231 ltmnt, dari tabel spesifikasi Liang Chi Industry Co.Ltd., dipilih cooling tower model LBC-40
Spesifikasi :
Nama : Liang Chi Cooling Tower
Type : LBC-40
Fan motor : 2 hp
Fan diameter : 0,97 m
Diameter : 1,76 m
Tinggi : 1,93 m
Electrical Supply : 380V 50 Hz
– 3 phase Jumlah
: 1 buah
VIII.2.4. Air Proses
Kebutuhan air proses pada pabrik : Kebutuhan air = 26203 lb jam = 402 cuft jam ≈ 12 m
3
jam ≈ 285 m
3
hari
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-10
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
No Nama Alat
Kode Alat Air kg jam
Air lbjam
1. Rotary Dissolver
X-220 11885,2974
26203 26203
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-230. 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-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 diatas, dapat disimpulkan kebutuhan air dalam pabrik :
- Air Boiler
= 298 m
3
hari 12 m
3
jam -
Air pendingin = 414 m
3
hari 17 m
3
jam -
Air proses = 285 m
3
hari 12 m
3
jam -
Air sanitasi = 40
m
3
hari 1,7 m
3
jam +
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-11
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Kebutuhan air total = 1038 m
3
hari 40 m
3
jam
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 = 1038 m
3
hari Ditentukan : Waktu tinggal : 1 hari
Tinggi : x m
Panjang = lebar : 2 x m Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air = 1038 80 = 1297 m
3
Volume penampung = 4x
3
= 1144 Sehingga x = 6,87 m
Panjang = lebar = 2 x 6,87 = 13,74 m
Spesifikasi :
Fungsi : Menampung Air
Kapasitas : 1144 m
3
Bentuk : empat persegi panjang
Ukuran : Panjang = 13,74 m
Lebar = 13,74 m Tinggi = 6,87 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.
Utilitas VIII-12
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
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. Perhitungan :
Rate volumetrik : 43 m
3
jam = 43237 ltrjam Dosis alum
: 20 mglt AWWA ; T.5.2 : 94
Kebutuhan alum : 20 mglt x 43237 ltjam = 864738 mgjam
: 1 kgjam = 6849 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.
Utilitas VIII-13
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Total power : 18 hp
Jumlah : 1 buah
3. Bak Pengendap A-230
Fungsi : Menampung air jernih dari bak flokulator.
Bak berbentuk persegi yang terbuat dari beton. Rate volumetrik
: 1038 m
3
hari = 274156,4663 galhari Perhitungan
: Panjang Weir Total =
Sugiharto : 107 Ketentuan : Weir Loading = 10.000 galft.hari Sugiharto : 107
Panjang Weir Total = Sugiharto : 107
27,42 ft, digunakan 25 ft Panjang tiap weir = 4 ft Sugiharto : 108
Jumlah weir = 25 4 6 weir
Rate volumetrik : 1038 m
3
hari Ditentukn
: Waktu tinggal : 1
Tinggi : x m
Panjang = lebar : 2 x m
Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air = 1038 80 = 1297 m
3
Volume penampung = 4x
3
= 1297 Sehingga x = 6,87 m
Panjang = lebar = 2 x 6,87 = 13,74 m
Spesifikasi :
Fungsi : menampung air
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-14
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Kapasitas : 1297 m
3
Bentuk : empat persegi panjang
Ukuran : Panjang = 13,74 m
Lebar = 13,74 m Tinggi = 6,87 m
Bahan konstruksi : Beton
Jumlah : 1 buah
4. Bak Air Jernih A-240
Fungsi : Menampung air dari bak pengendap Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton
Rate volumetrik : 1038 m
3
hari Ditentukan : Waktu tinggal
: 1 hari Tinggi
: x m Panjang = lebar
: 2 x m Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air = 1038 80 = 1297 m
3
Volume penampung = 4x
3
= 1297 Sehingga x = 6,87 m
Panjang = lebar = 2 x 6,87 = 13,74 m
Spesifikasi
Fungsi : menampung air
Kapasitas : 1038 m
3
Bentuk : empat persegi panjang
Ukuran : Panjang = 13,74 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-15
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Lebar = 13,74 m
Tinggi = 6,87 m Bahan konstruksi
: Beton Jumlah
: 1 buah
5. Sand Filter H-250
Fungsi : Menyaring air dari bak penampung air jernih
Rate volumetrik : 43 m
3
jam = 190 gpm Rate filtrasi
: 12 gpmft
2
Perry edisi 6 hal 19- 85 Luas penampang bed
: 190 12 = 15,9 ft
2
Diameter bed :
= 4,5 ft = 1,4 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 : 43 m
3
jam Bentuk
: Bejana tegak
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-16
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Diameter : 1,4 m
Tinggi : 5 m
Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA – 283 Grade P
Jumlah : 1 buah
6. Bak Penampung Air Bersih A-252
Fungsi : Menampung air dari sand filter Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton
Rate volumetrik : 1038 m
3
hari Ditentukan : Waktu tinggal
: 1 hari Tinggi
: x Panjang = lebar : 2 x m
Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air = 1038 80 = 1297 m
3
Volume penampung = 4x
3
= 1297 Sehingga x = 6,87 m
Panjang = lebar = 2 x 6,87 = 13,74 m
Spesifikasi :
Fungsi : menampung air
Kapasitas : 1297 m
3
Bentuk : empat persegi panjang
Ukuran : Panjang
= 13,74 m Lebar
= 13,74 m Tinggi
= 6,87 m Bahan konstruksi
: 1 beton
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-17
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
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
Kapasitas : 40 m3hari = 1,67 m3jam
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 penampung = 4x
3
= 50 ; x = 2,3 m Panjang = lebar
= 2 x 2,3 = 4,6 m
Tinggi = 2,3 m
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
50.000 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
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-18
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Tinggi = 2,3 m
Ukuran : panjang
Bahan konstruksi : Beton Jumlah
: 1 buah
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. Kandungan CaCO
3
= 5 graingal = 0,325 grgal 1 grai = 0,000065 kg Jumlah air yang diproses
= 298 m3 = 78848,8344 gallon Jumlah CaCO
3
dalam air = 0,325 x 78848,8344 = 25625,8712 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
= 78848,83445 gr = 25,6259 kg
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-19
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
CARA KERJA : Air dilewatkan pada kation exchanger yang berisi resin sehingga ion positif
tertukar dengan resin. Kebutuhan zeolith
= 70 grkg x 26 kg = 1793,81 gr ᴝ 1,6 kg ρ Zeolith
= 0,95 kglt Perry 6ed ; T.16-4 Volume zeolith
= 1,6 kg 0,95 kglt = 1,7 lt ᴝ 0,002 m
3
Volume total = 298 + 0,002 = 265,002 m
3
Rate volumetrik = 265,002 m
3
hari = 11,04 m
3
jam Tangki kation berbentuk silinder dengan dimention ratio ; HD = 2
Volume =
. D
2
. H = . D
2
. 2D = 11,04 m
3
Diameter = 1,9 m
Tinggi = 3,8 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.
Utilitas VIII-20
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Regenerasi dilakukan 4 kali dalam setahun, kebutuhan HCl 33 tiap regenerasi = 1,9 ton regenerasi Condensate Polishing Plant : PJB II
– Paiton. Maka kebutuhan HCl 33 = 4 x 1,9 ton = 7,68 tontahun = 7680 kgtahun
Dengan ρ HCl = 1,2 kglt Perry ed 7 ; T.2-57, maka volume HCl yang dibutuhkan selama 1 tahun adalah = 7680 kg 1,2 kglt = 6673,04 ltr = 6,6730 m
3
Volume tangki HCl 80 penuh = 6673,04 80 = 8341,3 lt = 8,4 m
3
Ukuran tangki : Diambil H = 1,5 D
Volume tangki : V = ¼ π D
2
1,5 . D 8,4 = ¼ π x 1,5 . D
3
D = 1,93 m dan
H = 2,89 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. Kandungan CaCO
3
: 5 graingal = 0,325 grgal 1 grain = 0,000065 kg Jumlah air yang diproses = 298 m
3
= 78848,83445 gallon Jumlah CaCO
3
dalam air = 0,325 x 78848,83445 = 25625,8712 gr Dipilih bahan pelunak :
APS dengan exchanger Capacity = 5,5 ekkg CaCO
3
Perry ed 6 ; T.16-4 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
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-21
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
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
= 25625,8712 gr = 25,6259 kg CARA KERJA :
Air dilewatkan pada anion exchanger yang berisi resin sehingga ion negatif tertukar dengan resin.
Kebutuhan APS = 275 grkg x 25,6259 kg = 7047,1146 gr = 7,0471 kg Ρ APS
= 0,67 kglt Perry 6ed ; T.16-4 Volume APS
= 7,0471 kg 0,67 kglt = 10,5181 lt = 0,01 m
3
Volume total = 254 + 0,01 = 254,01 m
3
Rate volumetrik = 254,01 m
3
hari = 10,5838 m
3
jam Tangki anion berbentuk silinder dengan dimention ratio ; HD = 2
Volume =
. D
2
. H = . D
2
.2D = 10,5838 m
3
Diameter = 1,99 m
Tinggi = 3,99 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
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-22
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
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
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 Rate volumetrik : 254 m
3
hari = 10,58 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 = 10 80 = 13 m
3
Volume penampung = 4x
3
= 13 maka, x = 1,5 m
Panjang = lebar = 2 x 1,5 = 3 m
Spesifikasi :
Fungsi : menampung air lunak dari demineralizer kation – anion exch
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-23
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Bak berbentuk empat persegi panjang yang terbuat dari beton Rate volumetrik : 254 m
3
hari = 10,58 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 = 10 80 = 13 m
3
Volume penampung = 4x
3
maka, x 1,5 m Panjang = lebar = 2 x 1,5 = 3 m
Spesifikasi :
Fungsi : Menampung air lunak dari demineralizer kation
–anion exch. Kapasitas
: 13 m
3
Bentuk : empat persegi panjang
Ukuran : Panjang = 3 m
Lebar = 3 m Tinggi = 1,5 m
Bahan Konstruksi : beton Jumlah
: 1 buah
11. Bak Penampung Air pendingin A-280
Fungsi : Menampung air pendingin Bak berbentuk empat persegi panjang yang terbuat dari beton
Rate volumetrik : 414 m
3
hari = 16 m
3
jam
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-24
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Ditentukan : Waktu tinggal : 1 jam Tinggi
: x m Panjang = lebar : 2 x m
Asumsi = 80 bak terisi air Volume penampung direncanakan 80 terisi air = 16 80 = 20 m
3
Volume penampung = 4x
3
= 20 maka, x = 3,4 m
Panjang = lebar = 2 x 1,7 = 3,4 m
Spesifikasi :
Fungsi : Menampung air pendingin
Kapasitas : 16 m
3
Bentuk : empat persegi panjang
Ukuran : Panjang
= 3,4 m Lebar
= 3,4 m Tinggi
= 1,7 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.
Utilitas VIII-25
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
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 = 43,24 m
3
jam = 1527,81 cuftjam = 25,46 cuftmnt = 190,47 gpm
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 = 4,54 in
Dipilih pipa 4,5 in, sch.40 [Foust, App.C6a]
0D = 4,00 in
ID = 4,026 in = 0,3355 ft A
= ¼.π.ID
2
= 0,0884 ft
2
Kecepatan aliran, V = x
= 5,31 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan N
Re
= = 185574,54 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa commercial steel
= 0,00015 ɛD
= 0,00045 Foust, App.C-1
f = 0,019
Foust, App.C-3 Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf =
+ Z +
+ ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus =
50 ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-26
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Panjang ekuivalen, Le [Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : -
4 elbow 90 = 4
x 32
x ID pipa
= 42,94ft -
1 globe = 1
x 300
x ID pipa
= 100,65 ft -
1 gate valve = 1 x
7 x
ID pipa = 2,35 ft +
Panjang total pipa = 195,94 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa F
1
= D
gc Le
V f
2
2
= 15,89
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,
= 0,14
m f
lb lb
. ft
= 1 , aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
=
gc 2
V
2
= 0,36
m f
lb lb
. ft
ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
= 16,39 P
1
= P hydrostatis + P atmospheric H = tinggi pemompaan = 5 ft
P hydrostatis =
= = 2,2 psi
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.
Utilitas VIII-27
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
P = P
2
– P
1
= 0 lb
f
ft
2
;
P
= 0
m f
lb lb
. ft
Asumsi Z =30 ft ; Z
gc g
= 30 lbm
lbf .
ft
Persamaan Bernoulli : - Wf =
P
+ Z
gc g
+
gc
2 V
2
+ F
- Wf = 46,74
m f
lb lb
. ft
sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp =
3960 sg
gpm flowrate
W
f
2,44 hp Perry 6
ed
; pers. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 50 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-37 Bhp
=
pompa hp
= 3,20 hp Effisiensi motor
= 80 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-38 Power motor
=
motor Bhp
4 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Kapasitas : 190,47 gpm
Dynamic Head, - Wf : 46,74 ft lbflbm
Efisiensi motor : 80
Power : 4 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.
Utilitas VIII-28
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
2. Pompa Bak Koagulasi – Flokulasi L-221
Fungsi : Mengalirkan air dari A-210 ke A-220
Type : Centrifugal pump
Bahan masuk = 43,24 m
3
jam = 1527,81 cuftjam = 25,46 cuftmnt = 190,47 gpm
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 = 4,54 in
Dipilih pipa 4,5 in, sch.40 [Foust, App.C6a]
0D = 4,00 in
ID = 4,026 in = 0,3355 ft A
= ¼.π.ID
2
= 0,0884 ft
2
Kecepatan aliran, V = x
= 5,31 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan N
Re
= = 185574,54 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa commercial steel
= 0,00015 ɛD
= 0,00045 Foust, App.C-1
f = 0,019
Foust, App.C-3 Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf =
+ Z +
+ ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus =
50 ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-29
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Panjang ekuivalen, Le [Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : -
3 elbow 90 = 3
x 32
x ID pipa
= 32,21ft -
1 globe = 1
x 300
x ID pipa
= 100,65 ft -
1 gate valve = 1 x
7 x
ID pipa = 2,35 ft +
Panjang total pipa = 185,21 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa F
1
= D
gc Le
V f
2
2
= 15,01
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,
= 0,14
m f
lb lb
. ft
= 1 , aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
=
gc 2
V
2
= 0,36
m f
lb lb
. ft
ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
= 15,52 P
1
= P hydrostatis + P atmospheric H = tinggi pemompaan = 5 ft
P hydrostatis =
= = 2,2 psi
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.
Utilitas VIII-30
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
P = P
2
– P
1
= 0 lb
f
ft
2
;
P
= 0
m f
lb lb
. ft
Asumsi Z =30 ft ; Z
gc g
= 30 lbm
lbf .
ft
Persamaan Bernoulli : - Wf =
P
+ Z
gc g
+
gc
2 V
2
+ F
- Wf = 45,87
m f
lb lb
. ft
sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp =
3960 sg
gpm flowrate
W
f
2,21 hp Perry 6
ed
; pers. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 50 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-37 Bhp
=
pompa hp
= 4,41 hp Effisiensi motor
= 80 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-38 Power motor
=
motor Bhp
6 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Kapasitas : 190,47 gpm
Dynamic Head, - Wf : 45,87 ft lbflbm
Efisiensi motor : 80
Power : 6 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.
Utilitas VIII-31
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
3. Pompa Bak Pengendap L-231
Fungsi : Mengalirkan air dari A-220 ke A-230
Type : Centrifugal pump
Bahan masuk = 38 m
3
jam = 1347,965 cuftjam = 22,45 cuftmnt = 168,05 gpm
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 4 in, sch.40 [Foust, App.C6a]
0D = 4,500 in
ID = 4,026 in = 0,336 ft A
= ¼.π.ID
2
= 0,089 ft
2
Kecepatan aliran, V = x
= 4,21 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan N
Re
= = 154.596 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa commercial steel
= 0,00015 ɛD
= 0,00045 Foust, App.C-1
f = 0,019
Foust, App.C-3 Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf =
+ Z +
+ ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus =
50 ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-32
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Panjang ekuivalen, Le [Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : -
4 elbow 90 =
3 x
32 x
ID pipa = 32,2 ft
- 1 globe
= 1
x 300
x ID pipa
= 100,7 ft -
1 gate valve = 1
x 7
x ID pipa
= 2,3 ft Panjang total pipa
= 185,2 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa F
1
= D
gc Le
V f
2
2
= 11,6
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,
= 0,12
m f
lb lb
. ft
= 1 , aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
=
gc 2
V
2
= 0,27
m f
lb lb
. ft
ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
= 11,99 P
1
= P hydrostatis + P atmospheric H = tinggi pemompaan = 5 ft
P hydrostatis =
= = 2,2 psi
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.
Utilitas VIII-33
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
P = P
2
– P
1
= 0 lb
f
ft
2
;
P
= 0
m f
lb lb
. ft
Asumsi Z =30 ft ; Z
gc g
= 30 lbm
lbf .
ft
Persamaan Bernoulli : - Wf =
P
+ Z
gc g
+
gc
2 V
2
+ F
- Wf = 35,45
m f
lb lb
. ft
sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp =
3960 sg
gpm flowrate
W
f
1,5 hp Perry 6
ed
; pers. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 50 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-37 Bhp
=
pompa hp
= 3,1 hp Effisiensi motor
= 80 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-38 Power motor
=
motor Bhp
3,7 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Kapasitas : 168,05 gpm
Dynamic Head, - Wf : 35,45 ft lbflbm
Efisiensi motor : 82
Power : 3,7 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.
Utilitas VIII-34
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
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 = 2 m
3
jam = 70,7 cuftjam = 8,9 gpm
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 = 1,14 in
Dipilih pipa 1 in, sch.40 [Foust, App.C6a]
0D = 1,32 in
ID = 1,049 in = 0,087 ft A
= ¼.π.ID
2
= 0,864 in
2
= 0,006 ft
2
Kecepatan aliran, V = x
= 3,3 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan N
Re
= = 31445 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa Commercial Steel ε = 0,00015
ɛD = 0,00017
Foust, App.C-1 f
= 0,0274 Foust, App.C-3
Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf = + Z
+ + ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-35
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Panjang ekuivalen, Le [Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : -
3 elbow 90 =
3 x 32 x ID pipa = 8,4 ft
- 1 globe valve
= 1 x 300 x ID pipa
= 26,23 ft -
1 gate valve =
1 x 7 x ID pipa = 0,6 ft +
Panjang total pipa = 85,23 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
F
1
= = 17,76
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] F
2
= K = 0,4, A tangki A pipa,
= 0,07 α = 1, aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= =
; α = 1 untuk turbulen = 0,17
; V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
= 17,99 P
1
= P hydrostatis + P atmospheric H = tinggi pemompaan = 5 ft
P hydrostatis =
= = 2,2 psi
P
1
= 2,2 + 14,7 1 atm = 16,9 psi = 1,2 atm P
1
= 1,2 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.
Utilitas VIII-36
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
P = P2 – P1 = 0 lb
f
ft
2 ;
= 0 = 0
Asumsi Z = 30 Persamaan Bernoulli : - Wf =
+ Z +
+ ΣF -Wf = 48,16
Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp =
≈ 0,50 hp Perry 6
ed
; pers.. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 50 ; Peters Timmerhaus 4
ed
; fig, 14-37 Bhp
= = 1,0 hp
Effisiensi motor = 80
: Peters Timmerhaus 4
ed
; fig. 14-38
Power motor =
≈ 1,5 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Kapasitas : 8,81 gpm
Dynamic Head, - Wf : 8,16 ft lbflbm
Efisiensi motor : 80
Power : 1,5 hp
Jumlah : 2 buah satu untuk cadangan
5. Pompa Bak Penampung Air Sanitasi L-261
Fungsi : Mengalirkan air dari A-252 ke A-260
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-37
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Type : Centrifugal pump
Perhitungan analog dengan sebelumnya Appendix C : Bahan masuk = 2 m
3
jam = 70,7 cuftjam = 8,9 gpm
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 = 1,14 in
Dipilih pipa 1 in, sch.40 [Foust, App.C6a]
0D = 1,32 in
ID = 1,049 in = 0,087 ft A
= ¼.π.ID
2
= 0,864 in
2
= 0,006 ft
2
Kecepatan aliran, V = x
= 3,3 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan N
Re
= = 31445 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa Commercial Steel ε = 0,00015
ɛD = 0,00017
Foust, App.C-1 f
= 0,0274 Foust, App.C-3
Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf = + Z
+ + ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus Panjang ekuivalen, Le
[Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : -
3 elbow 90 =
3 x 32 x ID pipa = 8,4 ft
- 1 globe valve
= 1 x 300 x ID pipa
= 26,23 ft -
1 gate valve =
1 x 7 x ID pipa = 0,6 ft +
Panjang total pipa = 85,23 ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-38
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Friksi yang terjadi :
2. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
F
1
= = 17,76
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] F
2
= K = 0,4, A tangki A pipa,
= 0,07 α = 1, aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= =
; α = 1 untuk turbulen = 0,17
; V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
= 17,99 P
1
= P hydrostatis + P atmospheric H = tinggi pemompaan = 5 ft
P hydrostatis =
= = 2,2 psi
P
1
= 2,2 + 14,7 1 atm = 16,9 psi = 1,2 atm P
1
= 1,2 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
P = P2 – P1 = 0 lb
f
ft
2 ;
= 0 = 0
Asumsi Z = 30 Persamaan Bernoulli : - Wf =
+ Z +
+ ΣF -Wf = 48,16
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-39
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp =
≈ 0,50 hp Perry 6
ed
; pers.. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 50 ; Peters Timmerhaus 4
ed
; fig, 14-37 Bhp
= = 1,0 hp
Effisiensi motor = 80
: Peters Timmerhaus 4
ed
; fig. 14-38
Power motor =
≈ 1,5 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Kapasitas : 8,81 gpm
Dynamic Head, - Wf : 8,16 ft lbflbm
Efisiensi motor : 80
Power : 1,5 hp
Jumlah : 2 buah satu untuk cadangan
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 = 12 m
3
jam = 419,96 cuftjam = 2,36 gpm
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 = 2,54 in
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-40
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Dipilih pipa 2½ in, sch.40 [Foust, App.C6a]
0D = 2,875 in
ID = 2,469 in = 0,21 ft A
= ¼.π.ID
2
= 0,03322 ft
2
Kecepatan aliran, V = x
= 3,51 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan N
Re
= = 70334 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa Commercial Steel ε = 0,00015
ɛD = 0,0007
Foust, App.C-1 f
= 0,022 Foust, App.C-3
Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf = + Z
+ + ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus Panjang ekuivalen, Le
[Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : -
3 elbow 90 =
3 x
32 x
ID pipa = 19,8 ft
- 1 globe valve = 1
x 300
x ID pipa
= 61,8 ft -
1 gate valve = 1 x
7 x
ID pipa = 1,4 ft +
Panjang total pipa = 133,0 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
F
1
= = 10,89
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] F
2
= K = 0,4, A tangki A pipa,
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-41
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
= 0,06 α = 1, aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= =
; α = 1 untuk turbulen = 0,19
; V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
= 11,15 P
1
= P hydrostatis + P atmospheric H = tinggi pemompaan = 5 ft
P hydrostatis =
= = 2,2 psi
P
1
= 2,2 + 14,7 1 atm = 16,9 psi = 1,2 atm P
1
= 1,2 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
P = P2
– P1 = 0 lb
f
ft
2 ;
= 0 = 0
Asumsi Z = 30 Persamaan Bernoulli : - Wf =
+ Z +
+ ΣF -Wf = 41,35
Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp
= ≈ 0,50 hp Perry 6
ed
; pers.. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 50 ; Peters Timmerhaus 4
ed
; fig, 14-37 Bhp
= = 1,00 hp
Effisiensi motor = 80 : Peters Timmerhaus 4
ed
; fig. 14-38
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-42
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Power motor =
≈ 1,5 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Kapasitas : 52,36 gpm
Dynamic Head, - Wf : 41,35 ft lbflbm
Efisiensi motor : 80
Power : 1,5 hp
Jumlah : 2 buah satu untuk cadangan
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 = 17 m
3
jam = 609,55 cuftjam = 75,99 gpm
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 = 3,00 in
Dipilih pipa 3 in, sch.40 [Foust, App.C6a]
0D = 3,500 in
ID = 3,068 in = 0,26 ft A
= ¼.π.ID
2
= 0,0513 ft
2
Kecepatan aliran, V = x
= 3,30 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-43
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
N
Re
= = 82144 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa Commercial Steel ε = 0,00015
Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf = + Z
+ + ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus Panjang ekuivalen, Le
[Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : -
3 elbow 90 =
3 x 32 x
ID pipa = 24,6 ft
- 1 globe valve
= 1
x 300 x ID pipa
= 76,7 ft -
1 gate valve =
1 x 7
x ID pipa
= 1,8 ft + Panjang total pipa
= 153,03 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa F
1
= = 9,32
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] F
2
= K = 0,4, A tangki A pipa,
= 0,07 α = 1, aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= =
; α = 1 untuk turbulen = 0,17
; V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
= 9,55 P
1
= P hydrostatis + P atmospheric
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-44
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
H = tinggi pemompaan = 5 ft P hydrostatis
= =
= 2,2 psi P
1
= 2,2 + 14,7 1 atm = 16,9 psi = 1,2 atm P
1
= 1,2 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
P = P2
– P1 = 0 lb
f
ft
2 ;
= 0 = 0
Asumsi Z = 30 Persamaan Bernoulli: -Wf =
+ Z +
+ ΣF -Wf = 39,72
Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp =
≈ 0,60 hp Perry 6
ed
; pers.. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 50 ; Peters Timmerhaus 4
ed
; fig, 14-37 Bhp
= = 1,20 hp
Effisiensi motor = 80 : Peters Timmerhaus 4
ed
; fig. 14-38 Power motor
= ≈ 2 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Kapasitas : 75,99 gpm
Dynamic Head, - Wf : 39,72 ft lbflbm
Efisiensi motor : 80
Power : 2 hp
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-45
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Jumlah : 2 buah satu untuk cadangan
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 = 15 m
3
jam = 541,76 cuftjam = 67,54 gpm
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 = 2,85 in
Dipilih pipa 3 in, sch.40 [Foust, App.C6a]
0D = 3,500 in
ID = 3,068 in = 0,052 ft A
= ¼.π.ID
2
= 0,034 ft
2
Kecepatan aliran, V = x
= 2,93 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan N
Re
= = 82144 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa Commercial Steel ε = 0,00015
Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf = + Z
+ + ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-46
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Panjang ekuivalen, Le [Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : -
3 elbow 90 =
3 x 32 x
ID pipa = 24,6 ft
- 1 globe valve
= 1
x 300 x ID pipa
= 76,8 ft -
1 gate valve =
1 x 7
x ID pipa
= 1,8 ft + Panjang total pipa
= 153,2 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa F
1
= = 7,36
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] F
2
= K = 0,4, A tangki A pipa,
= 0,05 α = 1, aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= =
; α = 1 untuk turbulen = 0,11
; V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
= 7,55 P
1
= P hydrostatis + P atmospheric H = tinggi pemompaan = 5 ft
P hydrostatis =
= = 2,2 psi
P
1
= 2,2 + 14,7 1 atm = 16,9 psi = 1,2 atm P
1
= 1,2 atm = 2540,2 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.
Utilitas VIII-47
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
P = P2
– P1 = -423,4 lb
f
ft
2 ;
= -6,78 = -6,78
= 0,15 α = 1, turbulen [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] Asumsi Z = 30
Persamaan Bernoulli: -Wf = + Z
+ + ΣF
-Wf = 30,9 Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp = ≈ 0,60 hp Perry 6
ed
; pers.. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 50 ; Peters Timmerhaus 4
ed
; fig, 14-37 Bhp
= = 1,20 hp
Effisiensi motor = 80 : Peters Timmerhaus 4
ed
; fig. 14-38 Power motor
= ≈ 1,5 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Kapasitas : 67,54 gpm
Dynamic Head, - Wf : 30,9 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.
Utilitas VIII-48
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
9. Pompa Air Pendingin L-282
Fungsi : Mengalirkan air pendingin ke proses
Type : Centrifugal pump
Perhitungan analog dengan sebelumnya Turbulen Flow : Bahan masuk = 11 m
3
jam = 373,26 cuftjam = 46,53 gpm
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 = 2,4 in
Dipilih pipa 2½ in, sch.40 [Foust, App.C6a]
0D = 2,875 in
ID = 2,469 in = 0,206 ft A
= ¼.π.ID
2
= 0,034 ft
2
Kecepatan aliran, V = x
= 3,12 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan N
Re
= = 70334 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa Commercial Steel ε = 0,00015
ɛD = 0,0007
Foust, App.C-1 f
= 0,022 Foust, App.C-3
Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf = + Z
+ + ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-49
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Panjang ekuivalen, Le [Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : -
3 elbow 90 =
3 x
32 x
ID pipa = 19,8 ft
- 1 globe valve = 1
x 300
x ID pipa
= 61,8 ft -
1 gate valve = 1 x
7 x
ID pipa = 1,4 ft +
Panjang total pipa = 133,0 ft
Friksi yang terjadi :
2. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
F
1
= = 2,27
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] F
2
= K = 0,4, A tangki A pipa,
= 0,06 α = 1, aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= =
; α = 1 untuk turbulen = 0,15
; V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
= 8,81 P
1
= P hydrostatis + P atmospheric H = tinggi pemompaan = 5 ft
P hydrostatis =
= = 2,2 psi
P
1
= 2,2 + 14,7 1 atm = 16,9 psi = 1,2 atm P
1
= 1,2 atm = 2540,2 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.
Utilitas VIII-50
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
P = P2
– P1 = -423,4 lb
f
ft
2 ;
= -6,78 = -6,78
= 0,15 α = 1, turbulen [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] Asumsi Z = 30
Persamaan Bernoulli : - Wf = + Z
+ + ΣF
-Wf = 31,18 Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp =
≈ 0,50 hp Perry 6
ed
; pers.. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 50 ; Peters Timmerhaus 4
ed
; fig, 14-37 Bhp
= = 1,00 hp
Effisiensi motor = 80 : Peters Timmerhaus 4
ed
; fig. 14-38 Power motor
= ≈ 1,5 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Kapasitas : 46,530 gpm
Dynamic Head, - Wf : 31,18 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.
Utilitas VIII-51
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
10. Pompa Air Proses L-285
Fungsi : Mengalirkan air proses ke pabrik
Type : Centrifugal pump
Perhitungan analog dengan sebelumnya Turbulen Flow : Bahan masuk = 10 m
3
jam = 373,26 cuftjam = 46,53 gpm
Asumsi aliran turbulen :
Diameter Optimum Bahan masuk = 11 m
3
jam = 373,26 cuftjam = 46,53 gpm
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 = 2,4 in
Dipilih pipa 2½ in, sch.40 [Foust, App.C6a]
0D = 2,875 in
ID = 2,469 in = 0,206 ft A
= ¼.π.ID
2
= 0,034 ft
2
Kecepatan aliran, V = x
= 3,12 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan N
Re
= = 70334 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa Commercial Steel ε = 0,00015
ɛD = 0,0007
Foust, App.C-1 f
= 0,022 Foust, App.C-3
Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf = + Z
+ + ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-52
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Panjang ekuivalen, Le [Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : -
3 elbow 90 =
3 x
32 x
ID pipa = 19,8 ft
- 1 globe valve = 1
x 300
x ID pipa
= 61,8 ft -
1 gate valve = 1 x
7 x
ID pipa = 1,4 ft +
Panjang total pipa = 133,0 ft
Friksi yang terjadi :
3. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
F
1
= = 2,27
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] F
2
= K = 0,4, A tangki A pipa,
= 0,06 α = 1, aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= =
; α = 1 untuk turbulen = 0,15
; V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
= 8,81 P
1
= P hydrostatis + P atmospheric H = tinggi pemompaan = 5 ft
P hydrostatis =
= = 2,2 psi
P
1
= 2,2 + 14,7 1 atm = 16,9 psi = 1,2 atm P
1
= 1,2 atm = 2540,2 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.
Utilitas VIII-53
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
P = P2
– P1 = -423,4 lb
f
ft
2 ;
= -6,78 = -6,78
= 0,15 α = 1, turbulen [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] Asumsi Z = 30
Persamaan Bernoulli : - Wf = + Z
+ + ΣF
-Wf = 31,18 Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp =
≈ 0,50 hp Perry 6
ed
; pers.. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 50 ; Peters Timmerhaus 4
ed
; fig, 14-37 Bhp
= = 1,00 hp
Effisiensi motor = 80 : Peters Timmerhaus 4
ed
; fig. 14-38 Power motor
= ≈ 1,5 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Kapasitas : 46,530 gpm
Dynamic Head, - Wf : 31,18 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.
Utilitas VIII-54
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
11. Pompa Boiler L-273
Fungsi : Mengalirkan air dari A-270 ke boiler
Type : Centrifugal pump
Perhitungan analog dengan sebelumnya Turbulen Flow : Bahan masuk = 12 m
3
jam = 419,96 cuftjam = 2,36 gpm
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 = 2,54 in
Dipilih pipa 2½ in, sch.40 [Foust, App.C6a]
0D = 2,875 in
ID = 2,469 in = 0,21 ft A
= ¼.π.ID
2
= 0,03322 ft
2
Kecepatan aliran, V = x
= 3,51 ftdt μ = 0,00057 lbft dt
berdasarkan sg bahan N
Re
= = 70334 2100
asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa Commercial Steel ε = 0,00015
ɛD = 0,0007
Foust, App.C-1 f
= 0,022 Foust, App.C-3
Digunakan persamaan Bernoulli : -Wf = + Z
+ + ΣF
Perhitungan friksi berdasarkan peters Timmerhaus, 4
ed
Tabel 1, hal. 484
Taksiran panjang pipa lurus Panjang ekuivalen, Le
[Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] : -
3 elbow 90 =
3 x
32 x
ID pipa = 19,8 ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-55
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
- 1 globe valve = 1
x 300
x ID pipa
= 61,8 ft -
1 gate valve = 1 x
7 x
ID pipa = 1,4 ft +
Panjang total pipa = 133,0 ft
Friksi yang terjadi :
4. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
F
1
= = 10,89
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [Peters Timmerhaus 4
ed
: 484] F
2
= K = 0,4, A tangki A pipa,
= 0,06 α = 1, aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= =
; α = 1 untuk turbulen = 0,19
; V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF = F
1
+ F
2
+ F
3
= 11,15 P
1
= P hydrostatis + P atmospheric H = tinggi pemompaan = 5 ft
P hydrostatis =
= = 2,2 psi
P
1
= 2,2 + 14,7 1 atm = 16,9 psi = 1,2 atm P
1
= 1,2 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
P = P2
– P1 = 0 lb
f
ft
2 ;
= 0 = 0
Asumsi Z = 30
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-56
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Persamaan Bernoulli : - Wf = + Z
+ + ΣF
-Wf = 41,35 Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp =
≈ 0,50 hp Perry 6
ed
; pers.. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 50 ; Peters Timmerhaus 4
ed
; fig, 14-37 Bhp
= = 1,00 hp
Effisiensi motor = 80 : Peters Timmerhaus 4
ed
; fig. 14-38 Power motor
= ≈ 1,5 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel
Kapasitas : 52,36 gpm
Dynamic Head, - Wf : 41,35 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.
Utilitas VIII-57
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
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 VIII.1 Perincian Kebutuhan Listrik No.
Nama Alat Kode Alat Power hp
Peralatan Proses
1. BELT CONVEYOR
– 1 J-111
4,0 2.
BUCKET ELEVATOR – 1
J-112 3,0
3. SCREW CONVEYOR
– 1 J-114
0,5 4.
BELT CONVEYOR – 2
J-121 4,0
5. BUCKET ELEVATOR
– 2 J-122
3,0 6.
SCREW CONVEYOR – 2
J-124 0,6
7. COOLING CONVEYOR
J-211 5,0
8. BLOWER
G-212 4,0
9. DISINTEGRATOR
C-213 20,0
10. BUCKET ELEVATOR – 3
J-214 3,0
11. SCREW CONVEYOR – 3
J-216 0,7
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-58
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
12. BELT CONVEYOR – 3
J-217 4,0
13. ROTARY DISSOLVER X-220
80,0 14. COOLING CONVEYOR
J-221 3,0
15. CLARIFIER H-230
16,0 16. POMPA
– 2 L-231
1,5
Peralatan Utilitas
1. Cooling Tower
A-220 2,0
2. Bak Koagulasi
– Flokulasi L-211
18,0 3.
Pompa Air sungai L-221
4,0 4.
Pompa Bak Koagulasi – Flokulasi
L-231 3,7
5. Pompa Bak Pengendap
L-251 3,7
6. Pompa Sand Filter
L-261 3,7
7. Pompa Bak Penampung Air Sanitasi
L-271 1,5
8. Pompa Tangki Kation Exchanger
L-281 1,5
9. Pompa Bak Penampung Air Pendingin
L-284 1,5
10. Pompa Cooling Tower L-282
1,5 11. Pompa Air Pendingin
L-285 1,5
12. Pompa Air Proses L-285
1,5 13. Pompa Boiler
L-285 5,0
Total 194,3
1 hp = 745,6 watt = 0,7456 kW Jadi kebutuhan listrik untuk proses dan utilitas = 195,4 x 0,7456 = 146 kWh
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-59
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
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 VIII.4.2
Tabel VIII.4.2. Kebutuhan Listrik Ruang Pabrik dan Daerah Pabrik
No Bangunan
Luas total
Foot candle
Lumenm
2
1 JALAN ASPAL
2350 235
2367860 2
POS KEAMANAN 100
10 100760
3 PARKIR
1200 120
1209120 4
TAMAN 800
80 806080
5 TIMBANGAN TRUCK
100 10
100760 6
PEMADAM KEBAKARAN 200
20 201520
7 BENGKEL
225 23
231748 8
KANTOR 1200
120 1209120
9 PERPUSTAKAAN
500 50
503800 10
KANTIN 225
23 231748
11 POLIKLINIK
100 10
100760 12
MUSHOLA 900
90 906840
13 RUANG PROSES
3600 360
3627360 14
RUANG CONTROL 100
10 100760
15 LABORATORIUM
625 63
634788 16
UNIT PENGOLAHAN AIR 900
90 906840
17 UNIT PEMBANGKIT
500 50
503800
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-60
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
LISTRIK 18 UNIT BOILER
500 50
503800 19 STROGE PRODUK
625 63
634788 20 STROGE BAHAN BAKU
625 63
634788 21 GUDANG
625 63
634788 22 UTILITAS
400 40
403040 23 DAERAH PERLUASAN
3600 360
3627360 Total
20000 2003
20182228
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
No Lokasi
Lumenm
3
1 RUANG PROSES
3627360 2
DAERAH PERLUASAN 3627360
3 UTILITAS
403040 4
STROGE BAHAN BAKU 634788
5 STROGE PRODUK
634788 6
PARKIR 1209120
7 BENGKEL
231748 8
GUDANG 634788
9 JALAN ASPAL
2367860 10 TAMAN
806080 Mercury 250 Watt = 166675 Lumen 14176932
Jumlah Lampu 86
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-61
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
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 = 20182228
– 14176932 = 6005296 lumen. Jumlah lampu TL yang dibutuhkan =
buah lampu Kebutuhan listrik untuk penerangan :
86 x 250 + 226 x 40 = 30540 watt ≈ 31 kWh Kebutuhan listrik untuk AC kantor = 15 kWh
Total kebutuhan listrik per jam = 146 + 31 + 15 = 192 kWh Untuk menjamin kelancaran supplay listrik, maka supplylistrik = 2 x 192 kWh
VIII.4.1 Generator Set
Direncanakan digunakan : Generator Portable Set penempatannya mudah
Effisiensi generator set : 80
Kapasitas generator set total : 192 80 = 480 kVA Tenaga generator
: 480 x 56,87 1 kW = 56,87 Btumenit : 27.798 Btumenit
Heating value minyak bakar : 19066 Btulb Perry ed 3 hal 1629
27.798 x 60 Btujam = 85,9 lbjam 19066 Btulb
Kebutuhan bahan bakar untuk generator per jam = 85,9 lbjam = 40 kgjam Jadi dalam perencanaan ini, harus disediakan generator pembangkit tenaga listrik
yang dapat menghasilkan daya listrik yang sesuai. Dengan kebutuhan bahan bakar solar sebesar 40 kgjam berat jenis bahan bakar = 0,89 kgltr
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-62
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Maka kebutuhan bahan bakar solar = = 45 literjam
Spesifikasi :
Fungsi : Pembangkit tenaga listrik
Kapasitas : 384 kVA
Power faktor : 0,8
Frekuensi : 50 Hz
Bahan bakar : minyak diesel
Kebutuhan bahan bakar : 45 ltjam Jumlah
: 2 buah 1 cadangan
VIII.4.2 Tangki Penyimpanan Bahan Bakar
Fungsi : Menyimpan bahan bakar minyak diesel Kebutuhan bahan bakar untuk generator = 85,9 lbjam
Kebutuhan bahan bakar untuk boiler = 236 lbjam
+ Total kebutuhan minyak diesel
= 321,9 lbjam Densitas diesel fuel
= 54 lbft
3
Kapasitas per jam = 6 cuftjam = 170 literjam 1 cuft = 28,32 lt
Direncanakan penyimpanan bahan bakar selama 1 bulan Volume bahan
= 6 cuftjam x 720 jam = 32314 gal Volume bahan
= 32314 x 0,0238 ≈ 769 bbl 1 gallon = 0,0238 bbl Dari brownell tabel 3-3, halaman 43, diambil kapasitas tangki = 750 bbl dengan
jenis Vessel berdasarkan API standart
12-D
100,101
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Utilitas VIII-63
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
Spesifikasi :
Nama alat : Tangki Penyimpanan bahan bakar
Type : Standart Vessel API Standart
12-D
100,101 Kapasitas Nominal
: 750 bbl Diameter
: 15,5 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.
Lokasi dan Tata Letak Pabrik IX-1
Pra Rencana Pabrik Water Glass dari Sodium Carbonate dan Pasir Silika Dengan Proses Alkali Carbonate
BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK
