VII-17 Jumlah keseluruhan kebutuhan listrik untuk pabrik adalah :
Tabel 7.6 Perincian kebutuhan listrik untuk pabrik
NO Pemakaian
Jumlah hp
1. Unit Proses
5,96 2.
Unit Utilitas 5,55
3. Ruang Kontrol dan laboratorium
20 4
Bengkel 25
5. Penerangan dan Perkantoran
30 6.
Perumahan 50
Total 136,36
Total kebutuhan Listrik =136,51 hp Faktor keamanan diambil 5, maka total kebutuhan listrik :
= 1 + 0,05 x 136,51 hp = 143,3355 hp = 143,3355 hp x 0,7457 kW
= 104,8495 kW Efisiensi Generator 80, maka :
Daya output generator = 8
, 8495
, 104
kW = 131,062 kW
7.5 Kebutuhan Bahan Bakar
Kebutuhan bahan bakar adalah: 1. Untuk bahan bakar generator
Nilai bakar solar = 19860 btulb
Perry,1999 Densitas Solar
= 0,89 kgl Perry, 1999
Universitas Sumatera Utara
VII-18 Daya yang dibutuhkan = 143,3355 hp x 2544,5
hp jam
Btu
= 364316,42 Btujam Jumlah solar yang dibutuhkan untuk bahan bakar generator adalah:
jam liter
l kg
x lbm
kg x
lbm Btu
jam Btu
3492 ,
9 89
, 1
45359 ,
19860 42
, 364316
=
3. Untuk bahan bakar ketel uap a. Panas yang keluar dari ketel uap :
Steamuap yang dihasilkan ketel uap 200 C, 1 atm = 899,250 kgjam
Panas laten steam 200
o
C, 1 atm = 1150,1 Btulbm Reklaitis, 1983 = 638,95 kcalkg
Panas laten kondensat 200
o
C, 1 atm = 2793,2 kJkg Reklaitis, 1983 = 667,5908 kcalkg
kondensat yang digunakan kembali = 716,2003 kgjam Air umpan boiler, F
b
= 179,85 kgjam Kapasitas panas air = 0,9989 kcalkg.
o
C Panas air umpan segar, Q
f
: Q
f
= 179,85 kgjam x 0,9989 kcalkg.
o
C 30 – 25
o
C = 898,2608 kcaljam
Entalpi umpan ketel, H
f total
f c
c
m Q
H x
m +
=
= kgjam
899,250 2608
, 898
5908 ,
667 2003
, 716
jam kcal
kg kcal
x jam
kg +
= 532,6961 kcalkg
Universitas Sumatera Utara
VII-19 Panas yang dibutuhkan boiler, Q
b
Q
b
= H
s
– H
f
kcaljam 4
119436,024 0,8
95548,8195 = x total uap yang dihasilkan
= 638,95 kcalkg – 532,6961 kcalkg x 899,250 kgjam = 95548,8195 kcaljam
Asumsi efisiensi boiler 80 s Total kebutuhan panas =
= 705749,3323 Btujam Jumlah bahan bakar =
jam lbm
5362 ,
35 Btulbm
19860 Btujam
3 705749,332
= = 35,5362 kgjam
Kebutuhan solar = =
kgl 0,89
kgjam 35,5362
39,9283 literjam Total kebutuhan solar =
jam liter
3492 ,
9 + 39,9283 literjam
= 49,2775 literjam
7.6 Unit Pengolahan Limbah
Limbah dari suatu pabrik harus diolah sebelum dibuang ke badan air atau atmosfer, karena limbah terbentuk mengandung bermacam-macam zat yang dapat
membehayakan alam sekitar maupun manusia itu sendiri. Demi kelestarian lingkungan hidup, maka setiap pabrik harus mempunyai unit pengolahan limbah.
Pada pabrik pembuatan Minyak Makan Merah ini dihasilkan limbah cair dan padat terlarut dari proses industrinya. Sumber-sumber limbah cair-padat pada
pabrik Minyak Makan Merah meliputi: 1. Limbah cair-padat hasil pencucian peralatan pabrik
Limbah ini diperkirakan mengandung kerak dan kotor-kotoran yang melekat pada peralatan pabrik
2. Limbah Domestik Limbah ini mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari
kamar pabrik, serta limbah dari kantin berupa limbah padat dan limbah cair.
Universitas Sumatera Utara
VII-20 3. Limbah laboratorium
Limbah yang berasal dari laboratorium ini mengandung bahan-bahan kimia yang digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang dipergunakan dan
mutu produk yang dihasilkan, serta yang dipergunakan untuk penelitian dan pengembangan proses.
Pengolahan limbah cair pada pabrik ini direncanakan dengan menggunakan sistem aerated lagoon.
Skema pengolahan dengan menggunakan aerated lagoon dapat digambarkan sebagai berikut :
Perhitungan untuk sistem pengolahan limbah
Diperkirakan jumlah air buangan pabrik 1. Pencucian peralatan pabrik dan limbah proses di perkirakan sebagai berikut :
a. Limbah proses sebesar : =
jam liter
jam m
m kg
jam kg
3 ,
4697 6973
, 4
70 ,
1509 5173
, 7091
3 3
= =
b. Limbah pencucian peralatan sebesar : 82,1 literjam Total air pencucian dan limbah proses = 4779,4 literjam
2. Limbah domestik dan kantor Diperkirakan air buangan tiap orang untuk :
- Domestik = 10 literhari Metcalf Eddy, 1991 - Kantor
= 20 literhari Metcalf Eddy, 1991 Jadi jumlah limbah domestik dan kantor :
= 160 orang x 10 + 20 lhari x 1 hari 24 jam = 200 literjam
Bak penampungan
Bak Netralisasi
Kolam Faculltatif
I
Bak Pengendapan
Limbah cair
Kolam Faculltatif
II Padatan olahan
untuk land fill
Universitas Sumatera Utara
VII-21 3. Laboratorium = 15 literjam
Total air buangan = 4779,4 literjam + 200 literjam + 15 literjam = 4994,4 literjam = 4,9944 m
3
7.6.1. Bak Penampungan
jam
Fungsi : tempat menampung air buangan sementara Laju volumentrik air buangan
= 4,9944 m
3
jam Waktu penampungan air buangan
= 10 hari Volume air buangan
= 4,9944 m
3
jam x 10 hari x 24 jam = 1198,656 m
3 3
32 ,
1498 8
, 656
, 1198
m m =
3
Bak berisi 80 maka volume bak =
Jika digunakan 2 bak penampungan maka : Volume 1 bak = ½ x 1498,32 m
3
= 749,16 m
- panjang bak, p = 1,5 x lebar bak, l
3
Direncanakan ukuran bak sebagai berikut :
- tinggi bak, t = lebar bak, l maka, volume bak = p x l x t
749,16 m
3
m 9340
, 7
5 ,
1 16
, 749
3
=
= 1,5 l x l x l l =
jadi, panjang bak, p = 1,5 x 7,9340 m = 11,9011 m Lebar bak, l
= 7,9340 m Tinggi bak, t = 7,9340 m
Luas bak = 94,4233 m
2
Universitas Sumatera Utara
VII-22
7.6.2 Bak Pengendapan Awal
Fungsi : Menghilangkan padatan dengan cara pengendapan Laju volumentrik air buangan
= 4,9944 m
3
jam Waktu tinggal air
= 2 jam Volume air buangan
= 4,9944 m
3
jam x 2 jam = 9,9888 m
3 3
486 ,
12 8
, 9,9888
m m =
3
Bak berisi 80 maka volume bak =
Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : - panjang bak, p = 2 x lebar bak, l
- tinggi bak, t = lebar bak, l maka, volume bak = p x l x t
12,486 m
3
m 8413
, 1
2 486
, 12
3
= = 2 l x l x l
l = jadi, panjang bak, p = 2 x 1,8413 m = 3,6827 m
Lebar bak, l = 1,8413 m
Tinggi bak, t = 1,8413 m Luas bak
= 6,7809 m
2
7.6.3 Bak Netralisasi
Fungsi : tempat untuk menetralkan pH limbah Laju volumentrik air buangan
= 4,9944 m
3
jam Waktu penampungan air buangan
= 3 hari Volume air buangan
= 4,9944 m
3
jam x 3 hari x 24 jam = 359,5968 m
3 3
496 ,
449 8
, 359,5968
m m =
3
Bak berisi 80 maka volume bak =
Jika digunakan 2 bak penetralan maka : Volume 1 bak = ½ x 449,496 m
3
= 224,748 m
3
Universitas Sumatera Utara
VII-23 Direncanakan ukuran bak sebagai berikut :
- panjang bak, p = 1,5 x lebar bak, l - tinggi bak, t = lebar bak, l
maka, volume bak = p x l x t 224,748 m
3
m 3113
, 5
5 ,
1 748
, 224
3
=
= 1,5 l x l x l l =
jadi, panjang bak, p = 1,5 x 5,3113 m = 7,9669 m Lebar bak, l
= 5,3113 m Tinggi bak, t = 5,3113 m
Luas bak = 42,3149 m
2
Air buangan pabrik yang mengandung bahan organik mempunyai pH = 5 Hammer, 1998. Limbah pabrik yang terdiri dari bahan-bahan organik harus
dinetralkan sampai pH = 6 Kep.42MENLH101998. Untuk menetralkan limbah digunakan soda abu Na
2
CO
3
. Kebutuhan Na
2
CO
3
untuk menetralkan pH air limbah adalah 0,15 gr Na
2
CO
3
30 ml air limbah Lab. Analisa MIPA USU, 1999.
Jumlah air buangan = 4,9944 m
3
jam = 4994,4 literjam Kebutuhan Na
2
CO
3
liter mg
03 ,
150 = 4994,4 literjam x
x mg
kg
6
10 1
= 24,972 kgjam
7.6.4 Kolam Facultative
Proses anaerobic berlangsung didasar kolam, tanpa kehadiran oxygen dan proses aerobic berlangsung di kedalaman dimana oxygen dapat di suplai oleh
aerator. Padatan organik yang mengendap ke dasar kolam akan mengalami proses anaerobic
oleh bakteri anaerobic yaitu E.coli di dasar kolam, sedangkan padatan organik terlarut dari sumber limbah maupun senyawa-senyawa bereduksi hasil
metabolisme bakteri anaerobic dari dasara kolam akan diproses secara aerobic oleh bakteri Nitrosomonas dan diaerasi secara kontinu oleh aerator. Dalam desain
system pengolahan limbah pabrik ini digunakan 2 unit kolam facultative yang
Universitas Sumatera Utara
VII-24 dipasang seri dan dalam kolam pertama primary pond di pasang 1 unit aerator
untuk mensuplai kebutuhan oksigen.
Perhitungan Kolam Facultative 1. Kolam Facultative I
Laju alir volumetric air, Q = 4,9944 m
3
jam BOD
5
, S
o
= 220 mgliter Nalco, 1988
Waktu tinggal 3 hari a. Menentukan ukuran
Volume kolam = Q x t = 4,9944 m
3
jam x 3 hari x 24 jamhari = 359,5968 m
2
7984 ,
179 m
2 m3
359,5968 m
=
3
Kedalaman kolam direncanakan 2 meter Luas area kolam, A =
b. Penentuan BOD Effluent, S Suhu udara di Indonesia berkisar 25 - 37
o
C. Untuk desain dipakai suhu minimum karena pertumbuhan mikroba adalah minimum pada suhu
tersebut sehingga kemungkinan kegagalan dalam sistem pengolahan limbah pabrik dapat dikurangi.
Konstanta laju pertumbuhan pada suhu 25
o
C k
25
, dihhitung dengan persamaan :
k
T
= k
20
. θ
T – 20
Pers. 2-25 Metcalf Eddy, 2003 Dimana : θ = koefisien suhu 1,03 – 1,12
k
20
= 0,2 – 1,0 Dalam hal ini diambil,
θ = 1,03 dan k
20
= 0,2 hari
-1
k
25
= 0,2 x 1,03
25 – 20
= 0,2319 hari
-1
Efisiensi penghlangan BOD, η = 70 – 90 ; diambil efisiensi
penghilangan BOD = 80 Tabel 8.1 Arceivala, 1998 Suspended solid
, SS effluent = 50 – 150 mgliter ; diambil SS = 100 mgliter Tabel 8.1 Arceivala, 1998
Universitas Sumatera Utara
VII-25 80
50 −
= SS
VSS ; diambil = 70 Tabel 8.1 Arceivala, 1998
BOD yang dapat dihilangkan = So – So x η
= 220 – 220 x 0,8 = 44 mgliter BOD
5
masuk total
Pada keluar
total Pada
masuk total
Pada tan
tan tan
− dari VSS effluent
= 0,77 x 0,7 x 100 = 53,90 mgliter Total BOD effluent
= 44 mgliter + 53,90 mgliter = 97,90 mgliter
c. Oksigen yang dibutuhkan Efisiensi penghilangan padatan total ;
η =
= liter
mg liter
mg liter
mg 220
90 ,
97 220
− x 100 = 55,5
O
2
mg kg
x m
l x
jam m
x l
mg x
6 3
3
10 1
1000 9944
, 4
220 4
, 1
= 0,555 x = 1,5383 kgjam
d. Daya aerator Kebutuhan daya aerator berkisar 0,3 – 2 kg gaskW.jam, dipakai dengan
daya aerator = 0,3 kg gaskW.jam. Konsentrasi oksigen di udara 21 mol 23,3 massa
Total daya aerator = 1,5383 kgO
2
kg jam
kW x
3 ,
. 1
233 ,
1 jam x
= 22,01 kW = 29,5159 hp
2. Kolam Facultative II
Laju alir volumetric air, Q = 4,9944 m
3
jam BOD
5
, S
o
= 97,9 mgliter Nalco, 1988
Waktu tinggal 3 hari a. Menentukan ukuran
Volume kolam = Q x t = 4,9944 m
3
jam x 3 hari x 24 jamhari
Universitas Sumatera Utara
VII-26 = 359,5968 m
2
7984 ,
179 m
2 m3
359,5968 m
=
3
Kedalaman kolam direncanakan 2 meter Luas area kolam, A =
b. Penentuan BOD Effluent, S Suhu udara di Indonesia berkisar 25 - 37
o
C. Untuk desain dipakai suhu minimum karena pertumbuhan mikroba adalah minimum pada suhu
tersebut sehingga kemungkinan kegagalan dalam sistem pengolahan limbah pabrik dapat dikurangi.
Konstanta laju pertumbuhan pada suhu 25
o
C k
25
, dihhitung dengan persamaan :
k
T
= k
20
. θ
T – 20
Pers. 2-25 Metcalf Eddy, 2003 Dimana : θ = koefisien suhu 1,03 – 1,12
k
20
= 0,2 – 1,0 Dalam hal ini diambil,
θ = 1,03 dan k
20
= 0,2 hari
-1
k
25
= 0,2 x 1,03
25 – 20
= 0,2319 hari
80 50
− =
SS VSS
-1
Efisiensi penghlangan BOD, η = 70 – 90 ; diambil efisiensi
penghilangan BOD = 80 Tabel 8.1 Arceivala, 1998 Suspended solid
, SS effluent = 50 – 150 mgliter ; diambil SS = 50 mgliter Tabel 8.1 Arceivala, 1998
; diambil = 70 Tabel 8.1 Arceivala, 1998 BOD yang dapat dihilangkan = So – So x
η = 97,9 – 97,9 x 0,8 = 19,58 mgliter
BOD
5
masuk total
Pada keluar
total Pada
masuk total
Pada tan
tan tan
− dari VSS effluent
= 0,77 x 0,7 x 50 = 26,95 mgliter Total BOD effluent
= 19,58 mgliter + 26,95 mgliter = 46,53 mgliter
c. Oksigen yang dibutuhkan Efisiensi penghilangan padatan total ;
η =
Universitas Sumatera Utara
VII-27 =
liter mg
liter mg
liter mg
9 ,
97 53
, 46
9 ,
97 −
x 100 = 52,5
O
2
mg kg
x m
l x
jam m
x l
mg x
6 3
3
10 1
1000 9944
, 4
9 ,
97 4
, 1
= 0,525 x = 0,3594 kgjam
d. Daya aerator Kebutuhan daya aerator berkisar 0,3 – 2 kg gaskW.jam, dipakai dengan
daya aerator = 0,3 kg gaskW.jam. Konsentrasi oksigen di udara 21 mol 23,3 massa
Total daya aerator = 0,3594 kgO
2
kg jam
kW x
3 ,
. 1
233 ,
1 jam x
= 5,14 kW = 6,8946 hp
7.7 Luas area pengolahan limbah
Tabel 7.7 Jumlah luas area pengolahan limbah
No. Unit
Luas area m
2
1 Bak penampungan
94,4233 2
Bak pengendapan awal 6,7809
3 Bak netralisasi
42,3149 4
Kolam facultative I 7984
, 179
5 Kolam facultative II
7984 ,
179 Total
503,1159
Luas area pengolahan limbah diambil 120 dari total, maka : Luas area pengolahan limbah = 120 x 503,1159 m
2
= 603,7391 m
2
Universitas Sumatera Utara
VII-28
7.8 Spesifikasi Peralatan Utilitas diperoleh dari Lampiran D 7.8.1 Screening SC
