Perancangan Alat Utama VI- 11
Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat
1 1
Ud Uc
Uc x h
d
Uc + h
d
x +
= 153,6553
Ud = =
221,8243 500
221,8243 500
= + Rd
a. Luas Perpindahan Panas
Suhu air masuk, t
1
= 30
o
C =
o
F Suhu air keluar, t
2
= 45
o
C =
o
F Suhu larutan, T
1
= T
2
=
o
C =
o
F =
- =
o
F =
- =
o
F Δt
2
- Δt
1
Kern, pers. 5-14, p.89 ln
Δt
2
Δt
1
- ln
99,00 =
126,0 99,00
= 111,96
o
F 126,0
∆ t
2
212 86
126 Δt = LMTD =
86 113
100 212
∆ t
1
212 113
99
U
D
x Δt
x
= + A dishead
= π
r
2
H +
Rc h =
H +
= H
H =
ft Tinggi total jaket
= +
= ft
0,3532601 0,3532601
0,464 0,817
6,28 1110,4764
3142,196 0,464
1110,0124 3142,196
= 1110,4764
ft
2
A jacket A shell
1110,4764 A
= Q
= 19103449,7165
153,6553 111,96
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan Alat Utama VI- 12
Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat
Perencanaan Penahan Beban total yang harus ditahan oleh kolom penahan
a. Berat shell
Volume dinding shell 14 x π x Do
2
- Di
2
x h 2
2 = 0,3
x 3,1
x x
x
= ft
3
ρ shell = lbin
3
= lbft
3
B Y App.D item 3 hal 341 Berat shell =
x =
lb =
kg
c.Berat bahan dalam reaktor
berat bahan total lbj
d. Berat jaket, instrumentasi dan lain-lain.
Assumsi 20 berat total reaktor. Berat total reaktor = W
tot
= W
shell
+ W
tutup
+ W
bahan
+ 0.20
Wtot
0.8 W
tot
= +
W
tot
= lb
W
tot
= lb
4,5341 3 78
6,8011 29,4507
481,865
29,4507 481,865
33792,469 59979,685
59980 0,279
14191,2789 6437,0635
33792,469
14191,2789
Kolom Penahan W tot = lb
Berat total Reaktor = lb
Direncanakan menggunakan 4 penahan jenis I-Beam Beban tiap kolom =
=
lb Tinggi tangki total
ft =
m Letak bracket =
60 tinggi total reaktor =
0,6 x
= ft
Diambil jarak dari dasar reaktor ke lantai = 2 ft Jadi panjang kolom penyangga, L =
+ 2
=
ft = in
2,5781
8,4583 5,075
5,075
59980
59980 14995
7,075 84,90
4
8,4583
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan Alat Utama VI- 13
Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat
Dipilih kolom penyanggan Jenis I-Beam American Standard ukuran 24 x 7 Dari Hesse, tabel 7-2, diperoleh : A =
29 in
2
I
x - x
= I
y - y
= K
x - x
= K
y - y
= Beban tiap kolom penyangga =
P = =
lbin
2
A 29
Analisa terhadap Sumbu X - X L
= =
K
x - x
2 P =
- L
A K
x - x
Hesse, tabel 7-1 hal 143 P =
lbin lbin
2
A memenuhi
Analisa terhadap Sumbu X - X L
= =
K
y - y
2 P =
- 0,5
L A
K
y - y
Hesse, tabel 7-1 hal 143 P =
lbin lbin
2
A memenuhi
Jadi Penyangga jenis I-Beam dengan ukuran 24 x75 dapat digunakan. 14995
84,90 9,381
84,90 65,814
1,29 9,05
24000
23957,32
21899,24 512,6469
24000 512,6469
0,485 2371,8
48,4 9,05
1,29
512,6469
Base Plate
Beban tiap kolom lb
Sebagai pondasi digunakan bahan beton conrete dengan allowable bearing stress = 600 psi
Hesse, tabel 7-7 Luas base plate =
lb =
in
2
psi 14994,921
600 24,992
14994,921
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Perancangan Alat Utama VI- 14
Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat
Spesifikasi : Nama alat
: Reaktor Netralizer Jenis
: Reaktor Bubling secara continue dengan jaket Fungsi
: Mereaksikan NH
3
dengan HNO
3
menjadi Ammonium Nitrate.
Type : Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk
standard dished head torisperical dished head . Bahan konstruksi
: Steel SA - 283 Grade C Suhu operasi
:
o
C Tekanan operasi
: atm
Waktu proses :
jam Jumlah
: 1 buah
Dimana :
Tinggi total bejana :
ft Diameter dalam bejana
: ft
Tebal bejana :
in Tebal tutup
: in
Diameter Jaket :
in Tinggi Jaket
: ft
Panjang penyangga :
ft Base Plate
: Jumlah
: 4 buah
Ukuran : 24 in x 7 in
0,817 0,15090
8,4583 4,5341
516 316
63 170
4,5
7,0750 I Beam Steel
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Instrumentasi dan Keselamatan Kerja VII - 1
Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat
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. Dimana
dengan alat instrumentasi tersebut, kegiatan maupun aktifitas tiap – tiap unit dapat dicatat kondisi operasi yang dikehendaki serta mampu memberikan tanda – tanda
apabila terjadi penyimpangan selama proses produksi berlangsung. Pada uraian diatas dapat disederhanakan bahwa dengan 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.
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 Ammonium Nitrat
4. Bila terjadi penyimpangan selama proses produksi, maka dapat segera
diketahui, sehingga dapat ditangani dengan segera. Adapun variabel proses yang diukur, dibagi menjadi 3 tiga bagian, yaitu :
1. Variabel yang berhubungan dengan energi, seperti temperatur, tekanan.
2. Variabel yang berhubungan dengan kuantitas dan rate, seperti kecepatan aliran
fluida, ketinggian liquid, dan ketebalan. 3.
Variabel yang berhubungan dengan karakteristik fisik dan kimia, seperti densitas, kandungan air.
Yang perlu diperhatikan didalam pemilihan alat instrumentasi adalah : o
Level, range dan fungsi dari alat instrumentasi. o
Ketelitian hasil pengukuran. o
Konstruksi material. o
Pengaruh yang ditimbulkan terhadap kondisi operasi proses yang berlangsung. o
Mudah diperoleh dipasaran. o
Mudah dipergunakan dan mudah diperbaiki jika rusak. Instrumentasi yang ada dipasaran dapat dibedakan dari jenis pengoperasian
alat instrumentasi tersebut, yaitu alat instrumentasi manual atau otomatis. Pada dasarnya alat – alat kontrol yang otomatis lebih disukai dikarenakan
pengontrolnya tidak terlalu sulit, kontinue, dan efektif, sehingga menghemat tenaga kerja dan waktu. Akan tetapi mengingat faktor – faktor ekonomis dan
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 Ammonium Nitrat
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 media yang sedang dikontrol menjadi signal yang bisa dibaca yaitu dengan tekanan fluida .
2. Receiving Element Element Pengontrol.
Alat kontrol ini akan mengevalusi signal yang didapat dari sensing element dan diubah menjadi skala yang bisa dibaca, digambarkan dan dibaca oleh error
detector. Dengan demikian sumber energi dapat diatur dengan perubahan – perubahan yang terjadi.
3. Transmitting Element.
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 Ammonium Nitrat
Alat kontrol ini berfungsi sebagai pembawa signal dari sensing element ke receiving element.
Disamping ketiga jenis tersebut, masih terdapat peralatan pelengkap yang lain, yaitu : Error Detector Element, alat ini akan membandingkan besarnya harga
terukur pada variabel yang dikontrol dengan harga yang diinginkan dan apabila terdapat perbedaan, alat ini akan mengirimkan signal error. Amplifier akan
digunakan sebagai penguat signal yang dihasilkan oleh error detector jika signal yang dikeluarkan lemah. Motor Operator Signal Error yang dihasilkan harus
diubah sesuai dengan kondisi yang diinginkan, yaitu dengan penambahan variabel manipulasi. Kebanyakan sistem kontrol memerlukan operator atau motor untuk
menjalankan Final Kontrol Element. Final Kontrol Element adalah untuk mengoreksi harga variabel manipulasi instrument 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 dalam tangki. 4.
Level Indikator 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 - 5
Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat
6. Pressure Indikator PI
Mengindikasikan informatif tekanan pada aliran alat. 7.
Temperature Control TC Mengontrol suhu pada aliran alat.
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 yang besar yang disebabkan oleh kebakaran atau hal lainnya, baik terhadap karyawan
maupun oleh peralatan itu sendiri. Terpeliharanya peralatan dengan baik sehingga dapat digunakan dalam
waktu yang cukup lama. Bahaya yang dapat timbul pada suatu pabrik banyak sekali jenisnya. Hal ini tergantung pada bahan yang akan diolah
maupun tipe proses yang akan dikerjakan. Secara umum, bahaya – bahaya tersebut dapat dibagi dalam 3 kategori, yaitu :
1. Bahaya Kebakaran.
2. Bahaya Kecelakaan Secara 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 - 6
Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat
3. Bahaya Terhadap Zat – Zat Kimia.
Untuk menghindari kecelakaan yang mungkin terjadi, berikut ini terdapat beberapa hal yang perlu mendapat perhatian pada setiap pabrik pada umumnya
dan pada pabrik ini pada khususnya.
VII.2.1 Bahaya Kebakaran
A. Penyebab Kebakaran
• Adanya nyala terbuka open flame yang datang dari unit utilitas,
workshop, dll. •
Adanya loncatan bunga api yang disebabkan karena konsleting aliran listrik seperti pada stop kontak, saklar serta instrumen 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 ditempat – tempat yang terlindung,
jauh dari daerah yang panas yang memungkinkan terjadinya kebakaran.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Instrumentasi dan Keselamatan Kerja VII - 7
Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat
• 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 jumlahnya pada
perencanaan pabrik ini dapat dilihat pada tabel VII.1. •
Untuk pabrik ini lebih disukai alat pemadam kebakaran type karbon dioksida.
• Karena bahan baku ada yang beracun, maka perlu digunakan kantong
– kantong udara atau alat pernafasan yang ditempatkan pada daerah – daerah strategis pada pabrik ini.
Tabel VII.1. Jenis dan Jumlah Fire – Extinguiser No.
Tempat Jenis
Berat Serbuk Jarak Semprot
Jumlah 1.
2. 3.
4. 5.
Pos keamanan Kantor
Daerah proses Gudang
Bengkel yA – 10L
yA – 20L yA – 20L
yA – 10L yA – 10L
3,5 kg 6,0 kg
8,0 kg 4,0 kg
8,0 kg 8m
8m 7m
8m 7m
3 2
4 2
2
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 Ammonium Nitrat
6. 7.
Unit pembangkitan Laboratorium
yA – 20L yA – 20L
8,0 kg 8,0 kg
7m 7m
2 2
VII.2.2 Bahaya Kecelakaan
Karena kesalahan mekanik yang 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
menyebabkan 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 menyebabkan
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 digunakan dengan pengecualian adanya seng dan tembaga. Bahan konstruksi yang biasanya dipakai untuk
tangki penyimpan, perpipaan dan peralatan lainnya dalam produksi Ammonium Sulfat. Semua konstruksi harus sesuai dengan standart ASME
America Society Mechanical Engineering .
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 Ammonium Nitrat
• Memperhatikan teknik pengelasan.
• Memakai level gauge yang otomatis.
• Penyediaan man hole dan hand hole bila memungkinkan yang memadai
untuk inspeksi dan pemeliharaan. Disamping itu peralatan tersebut harus dapat diatur sehingga mudah untuk digunakan.
B. Heat Exchanger
Kerusakan yang terjadi pada umumnya disebabkan karena kebocoran – kebocoran. Hal ini dapat dicegah dengan cara :
• Pada inlet dan outlet dipasang block valve untuk mencegah terjadinya
thermal expansion. •
Drain hole yang cukup harus disediakan untuk pemeliharaan. •
Pengecekan dan pengujian terhadap setiap ruangan fluida secara sendiri – sendiri.
• Memakai heat exchager 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 didalam pipa.
C. Peralatan yang Bergerak
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 Ammonium Nitrat
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.
D. Perpipaan
Selain ditinjau dari segi ekonomisnya, perpipaan juga harus ditinjau dari segi keamanannya, hal ini di karenakan perpipaan yang kurang teratur dapat
membahayakan pekerja terutama pada malam hari, seperti terbentur, tersandung, dan sebagainya. Sambungan yang kurang baik dapat
menimbulkan hal – hal yang tidak diinginkan, seperti 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 terjadi kebocoran.
• Bahan konstruksi yang dipakai untuk perpipaan harus memakai bahan
konstruksi dari steel. •
Sebelum dipakai, hendaknya diadakan pengecekan dan pengetesan terhadap kekuatan tekan dan kerusakan yang diakibatkan karena
perubahan suhu, begitu juga harus dicegah terjadinya over stressing atau pondasi yang bergerak.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Instrumentasi dan Keselamatan Kerja VII - 11
Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat
• Pemberian warna pada masing – masing pipa yang bersangkutan akan
dapat memudahkan apabila terjadi kebocoran. E.
Listrik Kebakaran sering terjadi akibat kurang baiknya perencanaan listrik dan
kecerobohan operator yang menanganinya. Sebagai usaha pencegahannya dapat dilakukan :
• Alat – alat listrik dibawah tanah sebaiknya diberi tanda seperti dengan cat
warna pada penutupnya atau diberi isolasi berwarna. •
Pemasangan alat remote shut down dari alat – alat operasi disamping starter.
• Penerangan yang cukup pada semua bagian pabrik supaya operator tidak
mengalami kesulitan dalam bekerja. •
Sebaiknya untuk penerangan juga disediakan oleh PLN meskipun kapasitas generator set mencukupi untuk penerangan dan proses.
• Menyediakan emergency power supplies tegangan tinggi.
• Meletakkan jalur – jalur kabel listrik pada posisi aman.
• Merawat peralatan listrik, kabel, starter, trafo dan lain sebagainya.
F. Insulasi
Insulasi penting sekali terutama berpengaruh pada karyawan dari kepanasan yang dapat mengganggu kinerja para karyawan, oleh karena itu dilakukan :
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Instrumentasi dan Keselamatan Kerja VII - 12
Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat
• Pemakaian insulasi pada alat – alat yang menimbulkan panas seperti
reaktor, exchanger, dll, sehingga tidak mengganggu konsentrasi pekerjaan. •
Pemasangan insulasi pada kabel instrument, kawat listrik dan perpipaan yang berada pada daerah yang panas, hal ini dimaksudkan untuk mencegah
terjadinya kebakaran. G.
Bangunan Pabrik Hal – hal yang perlu diperhatikan dalam perancangan bangunan pabrik
adalah : •
Bangunan – bangunan yang tinggi harus diberi penangkal petir dan jika tingginya melebihi 20 m, maka harus diberi lampu suar mercu suar .
• Sedikitnya harus ada 2 jalan keluar dari dalam bangunan.
VII.2.3 Bahaya Karena Bahan Kimia
Banyak bahan kimia yang berbahaya bagi kesehatan. Biasanya para pekerja tidak mengetahui seberapa jauh bahaya yang dapat ditimbulkan oleh
bahan kimia seperti bahan – bahan berupa gas yang tidak berbau atau yang sangat sulit diketahui jika terjadi kebocoran. Untuk itu sering diberikan pendahuluan bagi
para pekerja agar mereka dapat mengetahui bahwa bahan kimia tersebut berbahaya. Cara lainnya adalah memberikan tanda – tanda atau gambar – gambar
pada daerah yang berbahaya atau pada alat – alat yang berbahaya, sehinga semua orang yang berada didekatnya dapat lebih waspada. Selain hal – hal tersebut
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Instrumentasi dan Keselamatan Kerja VII - 13
Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat
diatas, usaha – usaha lain dalam menjaga keselamatan kerja dalam pabrik ini adalah memperhatikan hal – hal sebagai berikut :
1. Didalam 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 memakai daerah proses diharuskan menggunakan topi pengaman agar
terlindung dari kemungkinan kejatuhan barang – barang dari atas.
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 Ammonium Nitrat BAB VIII
UTILITAS
Pada pabrik Ammonium nitrat ini diadakan suatu unit pembantu,yaitu unit utilitas sebagai unit yang berfungsi untuk menyediakan bahan maupun tenaga pembantu sehingga
membantu kelancaran operasi dari pabrik. Utilitas yang terdapat dalam pabrik Aluminium Fluorida meliputi beberapa unit yaitu :
1. Unit Penyediaan Steam 2. Unit Penyediaan Air
3. Unit Penyediaan Listrik 4. Unit Penyediaan Bahan Bakar
5. Unit Pengolahan Limbah
VIII.1. Unit Penyediaan Steam
Steam pada pabrik aluminium fluorida digunakan untuk proses Sterilisasi, pemana Heat Exchanger dan Reaktor.
Jumlah steam yang dibutuhkan dalam pabrik ini : No
1 2
3 4 Heater-2
5 Heater -3
Total kebutuhan steam =
lbjam Untuk faktor keamanan dari kebocoran-kebocoran yang terjadi, maka diren-
canakan steam yang dihasilkan 20 lebih besar dari kebutuhan steam total : =
1,2 x
= lbjam
Direncanakan boiler menghasilkan steam jenuh pada tekanan : Tekanan
= kPa =
psia Suhu
=
o
F =
o
C Nama Alat
Steam lb jam Heater-1
51,5436 Evaporator
5062,1666 Heater udara
1026,1389 897,6699
25,4270
Total 7062,9459
7062,9459
7062,9459 8475,5351
1002,70 145,3915
356 180
Menghitung kebutuhan bahan bakar :
Severn, W.H, hal. 142 mf =
m
s
h - h
f
x 100
e
b
. F
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 Ammonium Nitrat
Keterangan : m
f
= massa bahan bakar yang dipakai, lb jam.
m
s
= massa steam yang dihasilkan, lb jam
h
v
= enthalpy uap yang dihasilkan, Btu lb.
h
f
= enthalpy liquida masuk, Btu lb.
e
b
= effisiensi boiler =
60 -
ditetapkan e
b
= F
= nilai kalor bahan bakar, Btu lb
Boiler dipakai untuk menghasilkan steam jenuh bertekanan kPa
dan pada suhu
o
C h
v
= kJ kg
= Btu lb
Steam table h
f
= kJ kg
= Btu lb
Steam table e
b
= diambil effisiensi tengah
F =
nilai kalor bahan bakar Digunakan bahan bakar diesel oil 12,6
o
API, sulfur 0,84, sg 0,98 Perry 7
ed
tab. 27-6 didapat density
lbft3 =
lbgal Maka :
F =
Btu gal Perry 7
ed
fig. 27-3 =
Btulb
- x
= lbjam
= lbhari
Jadi diesel oil yang dibakar sebesar =
lbhari 8,1785
85 70
1002,70 180
mf = m
s
h - h
f
x 100
2776,3 1193,8090
763,1 328,1330
70
61,1794
x 100
70 18707,6
153000 18707,59658
Severn, W.H, hal. 142 e
b
. F =
8475,5351 1193,8090
328,1330 560,2817
13446,7617 13446,7617
Menghitung Power Boiler :
Severn, W.H,pers. 172 hal. 140 x
dimana : Angka-angka 970,3 dan 34,5 adalah suatu peyesuaian pada penguapan
34,5 lb air jam dari air pada 212
o
F menjadi uap kering pada 212
o
F pada tekanan 1 atm, untuk kondisi demikian diperlukan enthalpy penguapan sebesar
970,3 Btu lb. -
x =
hp hp =
m
s
h - h
f
970,3 34,5
8475,5351 1193,8090
328,1330 =
219,1782 hp
970,3 34,5
hp = 220
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 Ammonium Nitrat Penentuan Heating Surface Boiler :
Untuk 1 hp boiler = 10 ft
2
heating surface. Severn, hal 126
Total heating surface = 10
x =
ft
2
Kapasitas Boiler :
-
Severn, W.H,pers. 173
= -
=
= =
lb jam =
kg jam Densitas air pada 30
o
C =
kg m
3
Badger, App 9, hal 733 kg jam
kg m
3
= =
Volume air =
4309,0748 995,3232
4,3293 m
3
jam 8475,5351
0,8922 9499,8725
4309,0748 995,3232
103,9037 m
3
hari 970,3
0,8922 Air yang dibutuhkan
= Jumlah steam yang dibutuhkan
0,8922 Faktor Evaporasi
= h - h
f
970,3 1193,8090
328,1330 =
8475,5351 1193,8090
328,1330 1000
= 7337,0673
Btujam 219,1782
2191,7821
Q = m
s
h - h
f
Severn, W.H,pers. 171 1000
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 Ammonium Nitrat
Spesifikasi : Nama alat
: Boiler
Tekanan steam :
kPa Suhu steam
:
o
C Type
: Fire tube boiler, medium low pressure
Heating Surface :
ft
2
Kapasitas boiler :
Btu jam Rate steam
: lb jam
Effisiensi :
Power :
hp Bahan bakar
: Diesel oil 12,6
o
API Rate bahan bakar
: lb jam
Jumlah :
1 buah
2191,7821 7337,0673
8475,5351 70
220 560,2817
1002,70 180
VIII.2. Unit Penyediaan Air
Air di dalam pabrik memegang peranan penting dan harus memenuhi persyaratan tertentu yang disesuaikan dengan masing-masing keperluan di
dalam pabrik. Penyediaan air untuk pabrik ini direncanakan dari air sungai. Air sungai sebelum masuk ke dalam bak penampung, dilakukan
penyaringan terlebiih dahulu dengan maksud untuk menghilangkan kotoran- kotoran yang bersifat makro dengan jalan memasang sekat-sekat kayu agar
kotoran-kotoran tersebut terhalang dan tidak ikut masuk ke dalam tangki penampung resevoir . Dari tangki penampung kemudian dilakukan pengo lahan
dalam unit water treatment . Untuk menghemat pemakaian air maka diadakan sirkulasi.
Air di dalam pabrik ini dipakai untuk : 1.
Air sanitasi. 2.
Air umpan boiler. 3.
Air pendingin. 4.
Air proses.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Utilitas VIII- 5
Pra Rencana Pabrik Ammonium Nitrat VIII.2.1. Air Sanitasi
Air sanitasi untuk keperluan minum, masak, cuci, mandi, dan lain-lain. Pada umumnya air sanitasi harus memenuhi syarat kualitas yang terdiri dari :
a. Syarat fisik.
Suhu dibawah suhu udara, warna jernih tidak berwarna , tidak berasa, tidak berbau, danvkekeruhan maksimal 1 mg SiO
2
liter.
b. Syarat kimia
Tidak mengandung zat-zat organik maupun anorganik yang terlarut dalam air dan tidak mengandung racun.
c. Syarat mikroorganisme bakteriologi
Tidak mengandung kuman maupun bakteri terutama bakteri patogen.
Kebutuhan air sanitasi untuk pabrik ini adalah untuk :
- Karyawan, asumsi kebutuhan air untuk karyawan =
10 liter hari per orang =
10 liter hari per orang x =
m
3
hari - Keperluan laboratorium
= m
3
hari - Untuk menyiram kebun dan kebersihan pabrik
= m
3
hari - Cadangan dan lain-lain
= m
3
hari Total kebutuhan air sanitasi
= m
3
hari 154
1,5 2,0
10,0 10,0
23,5 +
VIII.2.2. Air Proses Kebutuhan air proses untuk pabrik :
No
1 Total kebutuhan air proses
= kghari
= kgjam
= literjam
Jadi total kebutuhan air proses =
m
3
jam =
m
3
hari Air lb hari
16380,7669 309,5917
309,5917 0,3096
7,4302 7430,1997
Nama Alat Kode Alat
Air kg hari Absorber
7430,1997
VIII.2.3. Air Umpan Boiler
Air ini digunakan untuk menghasilkan steamdi dalam boiler. Air umpan boiler harus memenuhi persyaratan yang sangat ketat, karena kelangsungan operasi
boiler sangat tergantung pada kondisi air umpannya. Beberapa persyaratan yang harus dipenuhi antara lain :
a.
Bebas dari zat penyebab korosi seperti asam dan gas-gas terlarut.
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 Ammonium Nitrat
b. Bebas dari zat penyebab kerak yang disebabkan oleh kesadahan yang
tinggi, yang biasanya berupa garam-garam karbonat dan silika. Kesadahan maksimum
550 ppm c.
Bebas dari zat peyebab timbulnya buih busa seperti zat-zat orga- nik, anorganik dan minyak.
d. Kandungan logam dan impuritis seminimal mungkin.
= lb jam
= m
3
jam =
m
3
hari Dianggap kehilangan air kondesat
= maka air yang ditambahkan sebagai make up water adalah :
= 0,2
x =
m
3
hari
20,7807
Kebutuhan air untuk umpan Boiler 4309,0748
4,3293 103,9037
20 103,9037
VIII.2.4. Air Pendingin Kebutuhan air pendingin untuk pabrik :
No
1 Reaktor 2
3 Baromatik Condensor
Density air =
kgm
3
Total kebutuhan air pendingin =
kg hari =
m
3
hari 131916,9078
366,7641 Total
366764,1193 233788,3629
1000,0000 366764,1193
Graining kettle 1058,8487
Nama Alat Kode Alat
Air kg hari
Dianggap kehilangan air pada waktu sirkulasi 10 dari total air perry ed7, hal 12-17
pendingin. Sehingga sirkulasi air pendingin adalah 90. Air yang disirkulasi =
x =
m
3
hari Air yang harus ditambahkan sebagai make up water :
= x
= m
3
hari Jadi, total kebutuhan air disirkulasi sebesar :
= +
= m
3
hari x
24 60
74,0117 gpm
x 366,7641
36,6764 403,4405
= 403,4405
264,17 =
90 366,7641
330,0877 10
366,7641 36,6764
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 Ammonium Nitrat
T air masuk cooling tower T
1
= 50
o
C =
o
F T air keluar cooling tower T
2
= 30
o
C =
o
F Diambil kondisi 70 relative humidity 25
o
C. T wet bulb = T
wb
= 78
o
F Temperature approach
= T
2
- T
wb
= 86
- 78
= 8
o
F Temperature range
= T
1
- T
2
= -
86 =
36
o
F 122
86
122 Dengan dasar perhitungan dari Perry 3
ed
, hal. 3 -795, diperoleh : -
Tinggi cooling tower =
35 ft -
Jumlah deck =
12 buah -
Lebar cooling tower =
12 ft -
Kecepatan angin =
3 mil jam
dengan : L
= panjang cooling tower, ft
W =
wind convection factor. C
= konsentrasi air ft
2
cooling. CW
= wet bulb correction factor.
diperoleh : W
= Perry 3
ed,
fig.56, hal.3-794 CW
= Perry 3
ed,
fig.54, hal.3-794 C
= gpmft
Perry 3
ed,
fig.58, hal.3-795 CH
= Perry 3
ed,
fig.55, hal.3-794 L =
Gpm x W Perry 3
ed
, hal 3-795 C x 12 x CW x CH
1 1,25
2,8 0,97
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 Ammonium Nitrat
Maka dapat diperoleh : x
1 2,8
x 12
x x
= ft
= ft
2
Diambil standart tower performance dari figure 12-15 Perry
6
ed,
p. 12-16 didapat :
Maka power untuk fan =
x =
hp ≈
1 hp
Spesifikasi : Nama
: Cooling Tower
Type :
Cross Flow Induced Draft Cooling Tower. Tinggi
: 35
ft Panjang
: ft
Jumlah deck :
12 buah
Bahan konstruksi :
Kayu jati Power fan
: 1
hp Luas pendingin
: ft
2
Jumlah :
1 buah
1,0573
1,8167
26,4328 100
0,04 sg ft tower area
L = 74,0117
1,25 0,97
0,04 26,4328
1,8167 Luas yang dibutuhkan
= 74,0117
2,8 26,4328
hp fan =
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
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 Ammonium Nitrat
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 untuk steam
= m
3
hari air umpan boiler
- Air proses
= m
3
hari -
Air pendingin =
m
3
hari -
Air sanitasi =
m
3
hari Total
= m
3
hari 403,4405
23,5 538,3145
103,9037 7,4302
Total air yang harus disupply dari water treatment =
m
3
hari Kehilangan akibat jalur pipa dalam perjalanan, untuk faktor keamanan maka
direncanakan kebutuhan air sungai 10 lebih besar : =
1,1 x kebutuhan normal = 1,1 x
= m
3
hari =
m
3
jam =
kg jam 538,3145
592,1459 24,6727
24557,3576 538,3145
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 Ammonium Nitrat
VIII.3.1. Spesifikasi Peralatan Pengolahan Air 1. Bak Penampung Air Sungai
Fungsi :
Menampung air sungai sebelum diproses menjadi air bersih. Bak berbentuk persegi panjang, terbuat dari beton.
Rate volumetrik :
m
3
jam Ditentukan
: Waktu tinggal
= 3
jam Volume air total
: m
3
Dimisalkan :
Panjang =
4 X m
Lebar =
3 X m
Tinggi = 3
X m Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air :
= =
m
3
Volume bak penampung =
p x
l x
t =
4 X
x 3
X x
3 X
= 36 X
3
X = Panjang
= 4
X m =
4 x
= m
Lebar =
3 X m
= 3
x =
m Tinggi
= 3
X m =
3 x
= m
Check volume : Volume bak
= p
x l
x t
= x
x =
m
3
= m
3
memenuhi
Spesifikasi : Fungsi
: Menampung air sungai sebelum diproses menjadi air bersih.
Kapasitas :
m
3
Bentuk :
Empat persegi panjang terbuka. Ukuran
: Panjang
= m
Lebar =
m Tinggi
= m
Bahan konstruksi :
Beton Jumlah
: 1
buah 92,5228
5,4791 4,1093
4,1093 1,3698
4,1093 5,4791
4,1093 4,1093
92,5228 92,5228
1,3698 1,3698
74,0182
5,4791 1,3698
4,1093 24,6727
74,0182
80 92,5228
92,5228 92,5228
2. Tangki Koagulasi Fungsi : Tempat terjadinya koagulasi dengan penambahan Al
2
SO
4 3
untuk destabilisasi kotoran dalam air yang tidak dikehendaki. Bak berben-
tuk lingkaran yang terbuat dari beton dan dilengkapi pengaduk.
Perhitungan :
Rate volumetrik =
m
3
jam =
liter jam Dosis Alum
= 20 mg liter
Kebutuhan Alum = 20
x =
mg jam =
kgjam =
kgtahun330 hari 24638,7468
492774,9365 0,4928
3902,7775 24,6387
24638,7468
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 Ammonium Nitrat
ρ alum =
kgL
= m
3
jam Waktu tinggal
= 30 menit
Volume air dan alum = +
m
3
jam x 0,5 jam =
m
3
Dirancang tangki berbentuk silinder da dari tangki terisi air, maka :
Jumlah tangki yang digunakan =
1 buah
π 4
Asumsi :
H =
2 D
= D
3
D =
m H
= 2
x =
m π
4
2
H =
m x
H 4
3,4250 12,3196
= 3,14
x 2,1406
2,1406 4,2812
Tinggi cairan didalam tangki =
x D
2
x H
2 D
4 15,3995
1,57 2,1406
Volume tangki =
3,14 x
D
2
x m
3
80 Volume tangki
= x
D
2
x H
80 Volume tangki
= 12,3196
= 15,3995
literjam 1,1293
0,0004 24,6387
0,0004 12,3196
1,1293 Volume alum
= 0,4928
= 0,4364
Dalam bak koagulator ini dilengkapi dengan pengaduk berkecepatan 10 rpm 0,8333rps. Dirancang pengaduk tipe flat blade turbin dengan 6 blade dengan perbandingan diameter impeller
dengan diameter tangki TD = 0,3 Diameter impeler Da = 13 diameter tangki
= x
= m
ρ air =
μ air =
0,8 cp = kgm.s
x
2
x μ
0,1667 0,00084
= 101017,8377
0,7135 1000
kgm
3
0,00084 N
Re
= ρ x D
2
x N =
1000 0,7135
0,3333 2,1406
Dari Geankoplis figure 3.4-4, diketahui nilai Np pada Nre
= adalah :
Np =
6 102299,8293
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 Ammonium Nitrat
Daya yang diperlukan untuk motor pengaduk : P = Np x r x N
3
x T
5
= 6 x
x
3
x
5
= Js
= kW
= hp
Jika efisiensi motor 80, maka : P =
hp Dipilih motor
= 0,1 hp
Spesifikasi bak koagulator
: Sebagai tempat terjadinya koagulasi
: m
3
: 1
buah :
Silinder :
diameter =
m tinggi
= m
: 0,1 hp
: Beton bertulang
2,1406 4,2812
Motor penggerak Bahan
Fungsi Kapasitas
15,3995 Jumlah
Bentuk Ukuran bak
5,1377 0,0051
0,00689 0,00689 0.8 =
0,008612 1000
0,1667 0,7135
3. Tangki Flokulasi Fungsi : Tempat terjadinya flokulasi dengan penambahan PAC untuk
destabilisasi kotoran dalam air yang tidak dikehendaki. Bak berben- tuk lingkaran yang terbuat dari beton dan dilengkapi pengaduk.
Perhitungan :
Rate volumetrik = m
3
jam =
liter jam =
20 mg liter Kebutuhan PAC =
20 x =
mg jam =
kgjam =
kgtahun330 hari ρ PAC
= kgL
= m
3
jam Waktu tinggal
=
60 menit =
jam Volume air dan PAC =
+ m
3
jam x jam
= m
3
Dosis PAC
1 literjam
1,1293 0,0004
24,6387 0,0004
24,6392 1
24638,7468 492774,9365
0,4928 3902,7775
1,1293 Volume PAC
= 0,4928
= 0,4364
24,6387 24638,7468
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 Ammonium Nitrat
Dirancang tangki berbentuk silinder dan dari tangki terisi air, maka :
Jumlah tangki yang digunakan =
1 buah π
4 Asumsi
: H
= 2 D
= D
3
D =
m H
= 2
x =
m π
4
2
H =
m x
H 4
4,3152 24,6392
= 3,14
x 2,6970
2,6970 5,3940
Tinggi cairan didalam tangki =
x D
2
x H
2 D
4 30,7990
1,57 2,6970
Volume tangki =
3,14 x
D
2
x m
3
80
Volume tangki =
x D
2
x H
80 Volume tangki
= 24,6392
= 30,7990
Dalam bak koagulator ini dilengkapi dengan pengaduk berkecepatan 50 rpm 0,8333rps. Dirancang pengaduk tipe flat blade turbin dengan 6 blade dengan perbandingan diameter impeller
dengan diameter tangki TD = 0,3 Diameter impeler Da = 13 diameter tangki
= x
= m
ρ air =
μ air =
0,8 cp = kgm.s
x
2
x μ
0,8333 0,00084
= 801779,1094
0,8990 1000
kgm
3
0,00084 N
Re
= ρ x D
2
x N =
1000,0000 0,8990
0,3333 2,6970
Dari Geankoplis figure 3.4-4, diketahui nilai Np pada Nre
= adalah :
Np =
5 Daya yang diperlukan untuk motor pengaduk :
P = Np x r x N
3
x T
5
= 5 x
x
3
x
5
= Js
= kW
= hp
1699,0824 1,6991
2,278507 801779,1094
1000 0,8333
0,8990
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 Ammonium Nitrat
Jika efisiensi motor 80, maka : P =
hp Dipilih motor
= 3
hp 2,278507 0.8 =
2,848134
Spesifikasi bak flokulator
: Sebagai tempat terjadinya flokulasi
: m
3
: 1
buah :
Silinder :
diameter =
m tinggi
= m
: 3
hp :
Beton bertulang 2,6970
5,3940 Motor penggerak
Bahan Fungsi
Kapasitas 30,7990
Jumlah Bentuk
Ukuran bak
4. Clarifier Fungsi
= Tempat pemisahan antara flok padatan dengan air bersih Waktu tinggal
= 1,5 jam
Rate volumetrik =
m
3
jam
Direncanakan volume tangki terisi air, sehingga :
Kecepatan overflow =
2,0 m
3
m
2
jam Perry 6th ed,hal 19-8
2,0 x
4
0,5
π 4
2
= m
Spesifikasi : Fungsi
: Memisahkan air dari kotoran yang terikat oleh koagulan dan floakulan
Bentuk :
Silinder dengan bentuk bawah mendekati datar Diameter
: 4,0 m
Tinggi :
3,8 m Bahan
: Carbon Steel
Jumlah :
1 buah 4,0
m 80
=
Tinggi =
46,2614 3,14
Luas penampang =
24,6727 80
m
3
46,2614 =
37,0091 37,0091
m
3
x 1,5
= 12,3364
m
2
12,3364 =
3,9642 3,8
= Volume tangki
Diameter =
24,6727 Volume air
= 24,6727
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 Ammonium Nitrat
5. Bak Penampung Air Clarifier Fungsi
: Menampung air dari Clarifier.
Bak berbentuk persegi panjang, terbuat dari beton. Rate volumetrik
: m
3
jam Ditentukan
: Waktu tinggal
= 1
jam Volume air total
: m
3
jam Digunakan
: 1
buah bak Volume air tiap bak
: m
3
jam Dimisalkan
: Panjang
= 4
X m Lebar
= 3
X m Tinggi =
3 X m
Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air : =
= m
3
Volume bak penampung =
p x
l x
t =
4 X
x 3
X x
3 X
= 36 X
3
X =
Panjang =
4 X m
= 4
x =
m Lebar
= 3
X m =
3 x
= m
Tinggi =
3 X m
= 3
x =
m Check volume :
Volume bak =
p x
l x
t =
x x
= m
3
= m
3
memenuhi
Spesifikasi : Fungsi
: Menampung air bersih dari Clarifier.
Kapasitas :
m
3
Bentuk :
Empat persegi panjang terbuka. Ukuran
: Panjang
= m
Lebar =
m Tinggi
= m
Bahan konstruksi :
Beton Jumlah
: 1
buah 24,6727
24,6727 24,6727
24,6727 80
30,8409 30,8409
30,8409 0,9497
0,9497 0,9497
0,9497
3,7990 2,8492
3,7990 2,8492
2,8492
2,8492
30,8409 3,7990
2,8492 2,8492
30,8409 30,8409
6. Sand Filter Fungsi
: Menyaring kotoran yang tersuspensi dalam air dengan
menggunakan penyaring pasir Rate volumetrik
: m
3
jam Waktu filtrasi
: 15 menit
Jumlah flok :
dari debit air yang masuk :
x =
m
3
jam Volume air
: -
= m
3
jam Volume air yang ditampung
: m
3
jam =
gpm Rate filtrasi
: 12 gpmft
2
Perry 6th ed, hal 19-85 1,2336
23,4391 5,8598
25,8026 24,6727
1,2336 24,6727
24,6727 5
5
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 Ammonium Nitrat
12
0,5
4 x
0,5
= m
Tinggi lapisan dalam kolom, diasumsikan : Lapisan Gravel
= 0,3
m Sugiharto, hal 121
Lapisan Pasir =
0,7 m
Sugiharto, hal 121 Tinggi Air
= 3
m Sugiharto, hal 121
Tinggi lapisan =
4,0 m
Kenaikan akibat back wash =
dari tinggi lapisan =
x 4
= 1
m Tinggi total lapisan
= tinggi bed + tinggi fluidisasi + tingggi bagian atas untuk
pipa + tiinggi bagian bawah untuk pipa =
4 +
1 +
+ =
m
Spesifikasi : Fungsi
: Menyaring air dari clarifier
Kapasitas :
m
3
jam Bentuk
: Bejana tegak
Diameter :
m Tinggi
: m
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA - 283 grade P
Jumlah :
2 buah
5,8598 1,6550
5,0600 1,6550
25 25
0,03 0,03
5,0600 =
2,1502 ft
2
: 4 x A
= 2,1502
π 3,14
Diameter bed Luas penampang bed :
25,8026
7. Bak Penampung Air Bersih Fungsi
: Menampung air dari Sand Filter.
Bak berbentuk persegi panjang, terbuat dari beton. Rate volumetrik
: m
3
jam Ditentukan
: Waktu tinggal
= 6
jam Volume air total
: m
3
jam Digunakan
: 1
buah bak Volume air tiap bak
: m
3
jam Dimisalkan
: Panjang
= 4
X m Lebar
= 3
X m Tinggi =
3 X m
Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air : =
= m
3
Volume bak penampung =
p x
l x
t =
4 X
x 3
X x
3 X
= 36 X
3
X = Panjang
= 4
X m =
4 x
= m
Lebar =
3 X m
= 3
x =
m Tinggi
= 3
X m =
3 x
= m
1,6965 1,6965
6,7862 1,6965
5,0896 1,6965
5,0896 23,4391
140,6347
175,7933 140,6347
140,6347 80
175,7933 175,7933
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 Ammonium Nitrat
Check volume : Volume bak
= p
x l
x t
= x
x =
m
3
= m
3
memenuhi
Spesifikasi : Fungsi
: Menampung air bersih dari Sand Filter.
Kapasitas :
m
3
Bentuk :
Empat persegi panjang terbuka. Ukuran
: Panjang
= m
Lebar =
m Tinggi
= m
Bahan konstruksi :
Beton Jumlah
: 1 buah
6,7862 5,0896
5,0896 6,7862
5,0896 5,0896
175,7933 175,7933
175,7933
8. Bak Penampung Air Sanitasi Fungsi
: Menampung air dari bak air bersih untuk keperluan sanitasi dan -
tempat menambahkan desinfektan chlorine Bak berbentuk persegi panjang, terbuat dari beton.
Rate volumetrik :
m
3
hari =
m
3
jam Ditentukan
: Waktu tinggal
= 12 jam
Volume air total :
m
3
Digunakan :
1 buah bak
Volume air dalam bak : m
3
Dimisalkan :
Panjang =
4 X m
Lebar =
3 X m
Tinggi = 2
X m Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air :
= =
m
3
Volume bak penampung =
p x
l x
t =
4 X
x 3
X x
2 X
= 24 X
3
X = Panjang
= 4
X m =
4 x
= m
Lebar =
3 X m
= 3
x =
m Tinggi
= 2
X m =
2 x
= m
0,8495 0,8495
0,8495 0,8495
3,3980 2,5485
1,6990 11,7700
11,7700 80
14,7125 14,7125
14,7125 23,5400
0,9808 11,7700
Check volume : Volume bak
= p
x l
x t
= x
x =
m
3
= m
3
memenuhi 3,3980
2,5485 1,6990
14,7125 14,7125
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 Ammonium Nitrat
Untuk membunuh kuman digunakan deinfektan jenis chlorine dengan kebutu- han chlorine
= mgliter
Wesley, Fig 10-7 Jumlah chlorine yang harus ditambahkan setiap hari
: =
x =
mg kghari
Kebutuhan chlorine per tahun = =
kghari x
hari =
kg
Spesifikasi : Fungsi
: Menampung air dari bak air bersih untuk keperluan sani-
tasi dan tempat menambahkan desinfektan chlorine Kapasitas
: m
3
Bentuk :
Empat persegi panjang terbuka. Ukuran
: Panjang
= m
Lebar =
m Tinggi
= m
Bahan konstruksi :
Beton Jumlah
: 1
buah 14,7125
3,3980 2,5485
1,6990 200
23540,0000 4708000
= 4,708
4,708 330
200
1553,6400
9. Kation Exchanger Fungsi : mengurangi kesadahan air yang disebabkan oleh garam-garam Ca. Kandungan
CaCO
3
dari water treatment masih sekitar 5 grain gallon Kirk Othmer, Vol.11: 887 . Kandungan ini sedianya dihilangkan dengan resin
zeolith bentuk granular, agar sesuai dengan syarat air boiler. Kandungan CaCO
3
: 5 graingal =
grgal :
1 grain = 0,000065 kg Jumlah air yang diproses
: m
3
= gallon
Jumlah CaCO
3
dalam air :
x =
gr Dipilih bahan pelunak :
Zeolith dengan exchanger capacity = 1,4 ek kg CaCO
3
Perry 6
ed
, T.16-4 Na-Zeolith diharapkan mampu menukar semua ion Ca
2+
. 0,325
103,9037 27451,3651
0,325 27451,36511
8921,6937
gram Underwood : 55
ek ekuivalen =
Berat Ekuivalen Berat Ekuivalen
= BM
Underwood : 51 Elektron
Untuk CaCO
3
, 1 mol Ca melepas 2 elektron Ca
2+
, sehingga elektron = 2
BM CaCO
3
= Berat Ekuivalen
100 =
100 =
gr ek 2
50
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 Ammonium Nitrat
Berat Zeolith =
ek x Berat Ekuivalen =
1,4 x
50 =
70 gr Kapasitas Zeolith
= 70 gr kg
Jumlah CaCO
3
= gr
= kg
Cara Kerja : Air dilewatkan pada kation exchanger yang berisi resin sehingga ion positif tertukar
dengan resin. Kebutuhan Zeolith
= 70
x =
gr =
kg Direncanakan waktu regenerasi Zeolith selama
hari maka kebutuhan Zeolith
= x
= Kg
ρ Zeolith =
kg liter Perry 6
ed
; T.16-4 Volume Zeolith
= =
liter =
m
3
Volume total =
+ =
m
3
Rate volumetrik =
m
3
hari =
m
3
jam Air mengisi 80 volume tangki, maka volume tangki :
V
t
= =
m
3
Tangki kation berbentuk silinder dengan dimension ratio ; H D 1,5 π
4
D =
m H
= m
Bahan konstruksi :
Stainless Steel Plate Type 316 Jumlah
: 1
buah 206,0911
8921,6937
0,95 0,95
216,9380 0,2169
8,9217
8,9217 624,5186
0,6245 330
330 0,6245
206,0911
103,9037 0,2169
104,1207 104,1207
4,3384 4,3384
0,80 5,4230
Volume =
x D
2
x H
5,4230 =
3,14 x
D
2
x 1,5
D 4
1,6638 2,4956
Regenerasi Zeolith Regenerasi Zeolith dilakukan dengan larutan HCl 33 Standard Prosedure Operation,
SPO Paiton R - H + MX
R - M + HX R - H
= Resin kation.
MX =
Mineral yang terkandung dalam air R - M
= Resin yang mineral kation.
HX =
Asam mineral yang terbentuk setelah air melewati resin kation. Contoh mineral kation M
+
= Ca
++
, Mg
++
, dan sebagainya. Contoh rumus mineral MX
= CaSO
4
, CaO
3
, MgCO
3
Contoh asam mineral HX = HCl, H
2
SO
4
, H
2
CO
3
, dan sebagainya.
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 Ammonium Nitrat
Regenerasi dilakukan 1 kali setahun, kebutuhan HCl 33 tiap regenerasi =
ton regenerasi Condensate Polishing Plant : PJB II - Paiton Maka kebutuhan HCl 33
= 1
x =
tontahun =
kg tahun. Dengan ρ HCl = kg liter
Perry 7ed ; T.2-57 maka volume HCl yang dibutuhkan selama
1 tahun
: V
= =
liter =
m
3
HCl mengisi 80 volume tangki, maka volume tangki : V
t
= =
m
3
Tangki kation berbentuk silinder dengan dimension ratio ; H D 1,5 π
4
D =
m H
= m
1,5 D
1,2052 1,8078
1,92 1,92
1,92 1920
1,1642 1920
1,1642 1649,2012
1,6492 1,6492
0,80 2,0615
Volume =
x D
2
x H
2,0615 =
3,14 x
D
2
x 4
10. Anion Exchanger Fungsi : mengurangi kesadahan air yang disebabkan oleh garam-garam CO
3
. Kandungan CaCO
3
dari water treatment masih sekitar 5 grain gallon Kirk Othmer, Vol.11: 887 . Kandungan ini sedianya dihilangkan dengan resin Amino Poly Styrene
bentuk granular, agar sesuai dengan syarat air boiler.
Kandungan CaCO
3
: 5 graingal =
grgal :
1 grain = 0,000065 kg Jumlah air yang diproses
: m
3
= gallon
Jumlah CaCO
3
dalam air :
x =
gr Dipilih bahan pelunak
: APS dengan exchanger capacity
= 5,5 ek kg CaCO
3
Perry 6ed, T.16-4 Amino Poly Styrene diharapkan mampu menukar semua ion CO
3 2-
Untuk CaCO
3
, 1 mol CO
3
melepas 2 elektron CO
3 -2
, sehingga jumlah elektron
= 2
BM CaCO
3
=
Berat APS = ek x Berat Ekuivalen
= 5,5
x 50
= gr
Kapasitas APS =
grkg CaCO
3
Jumlah CaCO
3
= gr
= kg
ek ekuivalen =
gram Underwood : 55
100 =
50 2
gr ek 103,9037
100 Berat Ekuivalen
= 0,325
27451,3651 0,325
27451,36511 8921,6937
Berat Ekuivalen Berat Ekuivalen
= BM
Underwood : 51 Elektron
275 275
8921,6937 8,9217
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 Ammonium Nitrat
Cara Kerja : Air dilewatkan pada anion exchanger yang berisi resin sehingga ion negatif tertukar
dengan resin Kebutuhan APS
= x
= gr
= kg
Direncanakan waktu regenerasi APS selama hari
maka kebutuhan APS =
x =
Kg ρ APS
= kg liter
Perry 6
ed
; T.16-4 Volume APS
= =
liter =
m
3
Volume total =
+ =
m
3
Rate volumetrik =
m
3
hari =
m
3
jam Air mengisi 80 volume tangki, maka volume tangki :
V
t
= =
m
3
Tangki kation berbentuk silinder dengan dimension ratio ; H D = 1,5
π 4
D =
m H
= m
Bahan konstruksi :
Stainless Steel Plate Type 316 Jumlah
: 1
buah
Regenerasi Amino Poly Styrene Regenerasi APS dilakukan dengan larutan NaOH 40 Standard Prosedure
Operation, SPO Paiton
R - OH + HX R - X + H
2
O R - OH
= Resin anion.
R - X =
Resindalam kondisi mengikat anion. Regenerasi dilakukan 1 kali setahun, kebutuhan NaOH 40 tiap regenerasi =
ton regenerasi Condensate Polishing Plant : PJB II - Paiton
Maka kebutuhan NaOH 40 =
1 x
= tontahun
= kgtahun
ρ NaOH =
kgliter Perry 7ed ; T.2-90
maka volume NaOH yang dibutuhkan selama 1 tahun =
NaOH mengisi 80 volume tangki, maka volume tangki : V
t
= =
m
3
Tangki kation berbentuk silinder dengan dimension ratio ; H D = 1,5
π 4
D =
m H
= m
4,3797 5,4746
275 8,9217
V NaOH =
1300 =
1,3 1,3
5,4746 105,1122
4,3797 0,80
0,9134 1,4232
330 2453,4658
2,4535 330
2,4535 809,6437
0,67 809,6437
0,67 1208,4234
1,2084 103,9037
1,2084 105,1122
Volume =
x D
2
x H
= 3,14
x D
2
x 1,5
4 D
1,6689 2,5034
1,3 1300
913,4345 liter
= 0,9134
m
3
1,4232 0,80
1,1418 Volume
= x
D
2
x H
1,1418 =
3,14 x
D
2
x 1,5
D 4
0,9898 1,4847
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 Ammonium Nitrat
11. Bak Penampung Air Umpan Boiler Fungsi
: Menampung air dari tangki kation-anion exchanger yang selanjut-
nya digunakan sebagai air umpan boiler. Bak berbentuk persegi panjang, terbuat dari beton.
Rate volumetrik :
m
3
hari =
m
3
jam Ditentukan
: Waktu tinggal
= 1
jam Volume air total
: m
3
Digunakan :
1 buah bak
Volume air dalam bak : m
3
Dimisalkan :
Panjang =
2 X m
Lebar =
2 X m
Tinggi = 1
X m Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air :
= =
m
3
Volume bak penampung =
p x
l x
t =
2 X
x 2
X x
1 X
= 4 X
3
X =
5,4117 5,4117
1,1060 4,3293
4,3293 4,3293
4,3293 80
5,4117 103,9037
Panjang =
2 X m
= 2
x =
m Lebar
= 2
X m =
2 x
= m
Tinggi =
1 X m
= 1
x =
m Check volume :
Volume bak =
p x
l x
t =
x x
= m
3
= m
3
memenuhi
Spesifikasi : Fungsi
: Menampung air dari tangki kation-anion exchanger yang
selanjutnya digunakan sebagai air umpan boiler. Kapasitas
: m
3
Bentuk :
Empat persegi panjang terbuka. Ukuran
: Panjang
= m
Lebar =
m Tinggi
= m
Bahan konstruksi :
Beton Jumlah
: 1
buah 5,4117
2,2120 2,2120
1,1060 1,1060
1,1060
2,2120 2,2120
1,1060 5,4117
5,4117 1,1060
2,2120 1,1060
2,2120
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 Ammonium Nitrat
12. Bak Penampung Air Pendingin Fungsi
: Menampung air dari cooling tower untuk pendingin
Bak berbentuk persegi panjang, terbuat dari beton. Rate volumetrik
: m
3
hari =
m
3
jam Ditentukan
: Waktu tinggal
= 1
jam Volume air total
: m
3
Digunakan :
1 buah bak
Volume air dalam bak : m
3
Dimisalkan :
Panjang =
2 X m
Lebar =
1 X m
Tinggi = 1
X m Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air :
= =
m
3
Volume bak penampung =
p x
l x
t =
2 X
x 1
X x
1 X
= 2 X
3
X = Panjang
= 2
X m =
2 x
= m
Lebar =
1 X m
= 1
x =
m Tinggi
= 1
X m =
1 x
= m
Check volume : Volume bak
= p
x l
x t
= x
x =
m
3
= m
3
memenuhi
Spesifikasi : Fungsi
: Menampung air dari cooling tower untuk pendingin
Kapasitas :
m
3
Bentuk :
Empat persegi panjang terbuka. Ukuran
: Panjang
= m
Lebar =
m Tinggi
= m
Bahan konstruksi :
Beton Jumlah
: 1
buah 21,0125
4,3804 2,1902
2,1902 2,1902
2,1902
4,3804 2,1902
2,1902 21,0125
21,0125 21,0125
2,1902 2,1902
4,3804 2,1902
2,1902 16,8100
16,8100
16,8100 80
21,0125 21,0125
403,4405 16,8100
13. Bak Penampung Air Proses Fungsi
: Menampung air dari bak air bersih untuk keperluan proses pro-
duksi. Bak berbentuk persegi panjang, terbuat dari beton.
Rate volumetrik :
m
3
hari =
m
3
jam Ditentukan
: Waktu tinggal
= 1 jam
Volume air total :
m
3
Digunakan :
1 buah bak 0,3096
7,4302 0,3096
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 Ammonium Nitrat
Volume air dalam bak : m
3
Dimisalkan :
Panjang =
2 X m
Lebar =
2 X m
Tinggi = 1
X m Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air :
= =
m
3
Volume bak penampung =
p x
l x
t =
2 X
x 2
X x
1 X
= 4 X
3
X = Panjang
= 2
X m =
2 x
= m
Lebar =
2 X m
= 2
x =
m Tinggi
= 1
X m =
1 x
= m
0,4591 0,4591
0,3870 0,4591
0,4591 0,4591
0,9181 0,9181
0,3096
0,3096 80
0,3870 0,3870
Spesifikasi : Fungsi
: Menampung air dari bak air bersih untuk keperluan proses produksi.
Kapasitas :
m
3
Bentuk :
Empat persegi panjang terbuka. Ukuran
: Panjang
= m
Lebar =
m Tinggi
= m
Bahan konstruksi :
Beton Jumlah
: 1 buah
0,3870 0,9
0,9 0,5
VIII.3.2. Perhitungan Pompa-Pompa 1. Pompa Air Sungai
Fungsi :
Mengalirkan air dari sungai ke bak penampung air sungai Type
: Centrifugal Pump
Dasar Pemilihan :
Sesuai untuk bahan liquid, viskositas rendah.
z
P
2
v
2
P
1
v
1
Reference plane
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 Ammonium Nitrat
Perhitungan : ρ air
= lbcuft
Bahan masuk = kg jam
= lbdt
Rate volumetrik qf =
mρ =
= cuftdt
Asumsi aliran turbulen : Di optimum untuk aliran turbulen, Nre 2100, digunakan persamaan :
Dari Peters Timmerhaus 4 ed, pers 45, hal 365 , didapatkan :
Diameter Optimum = 3,9
x qf
x ρ
dengan : qf =
fluid flow rate ;
cuftdt cfs ρ =
fluid density ;
lbcuft Diameter Optimum =
3,9 x x
= in
Dipilih pipa sch 40
Geankoplis, App.A-5, hal.996 OD
= in
Brownell, App.K, hal.387 ID
= in
= ft
A =
ft
2
Kecepatan linier
= qfA
= =
ftdt μ
= cps
= lbft dt
x x
= asumsi benar
Dipiih pipa Commercial steel = e
= m
e D = Foust, App C hal 717
f =
Geankoplis Fig. 2.10-3, hal 94 Digunakan persamaan Bernoully :
ΔP g
ρ gc
2α x gc +
Σ
F =
- Wf
0,00073 0,0055
+ ΔZ
+ ΔV
2
62,4298 μ
0,000605 123930,2215
2100 0,00015
N
Re
= D V
ρ =
0,2557 4,6957
0,0513 0,2409
0,0513 4,6957
0,9 0,000605
0,2409
0,45
62,4298
0,13
3,5179
3,068 0,2557
3,500 3 in
15,0388 15,0388
62,4298 0,2409
0,45 0,13
62,4298 24557,3576
Perhitungan friksi berdasarkan Peters Timmerhaus, 4ed T.1, hal.484 Taksiran panjang pipa lurus
= ft
- 3 elbow 90
o
= 3
x x
= ft
- 1 globe valv =
1 x
x =
ft -
1 gate valve = 1
x x
= ft
Panjang total pipa =
+ +
+ =
ft 1,7897
203,0337 7
0,2557 1,7897
100 24,5440
76,7000 100,0000
32 0,2557
24,5440 300
0,2557 76,7000
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 Ammonium Nitrat
Friksi yang terjadi : 1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
PT, tabel 1 hal 484
2 x
x
2
x ftdt
2
x ft x
ft.lbm x ft dt
2
.lbf =
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa 0,5 A tangki A pipa
PetersTimmerhaus, hal.484 0,5
x
2
2 x
1 x
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki untuk aliran turbulen
2
-
2
2 x
1 x
V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF
= F
1
+ F
2
+ F
3
= +
+ 5,98188
6,4955 =
ft . lbf lbm
= 4,6957
= 0,3424
ft . lbf 32,2
lbm ΔV
2 2
- ΔV
1 2
α = 1 2 x a x gc
2 x a x gc
0,1712 0,3424
= 0,1712
ft . lbf lbm
F
3
= V
2
= =
4,6957 α = 1
untuk aliran turbulen 32,2
0,2557 5,9819
ft . lbf lbm
F
2
= K x V
2
K = 2 x α x gc
F
1
= 2f x V
2
x Le gc x D
= 0,0055
4,6957 203,0337
32,2
P
1
= 1 atm =
psi =
x 144 =
lbf ft
2
P
2
= 1 atm =
psi =
x 144 =
lbf ft
2
ΔP lbf ft
2
ρ lbm cuft
2
2 x
1 x
ΔZ = Z
2
- Z
1
= 30 ft
2 x α x gc 32,2
lbm =
ft . lbf lbm
V
2
= 4,6957
= 0,3424
ft . lbf 2116,8
14,7 14,7
2116,8 ΔP = P
2
- P
1
= 14,7
14,7
lbf ft
2
; =
Persamaan Bernoully : ΔP
g -
Wf ρ
gc 2α x gc
+ +
+ = -
Wf = -
Wf 6,4955
= 30
0,3424 36,8379
+ ΔZ
+ ΔV
2
+
Σ
F
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 Ammonium Nitrat
- Wf x flowrate cuftdt x ρ
= x
x =
hp Kapasitas =
x x
60 =
gpm Effisiensi pompa
= PetersTimmerhaus,5
ed,
fig. 12-17 h pompa
=
Spesifikasi : Fungsi
: Mengalirkan air dari sungai ke bak penampung air sungai.
Type :
Centrifugal Pump Bahan
: Commercial Steel
Rate volumetrik :
cuftdt Total Dynamic Head
: :
:
Power :
2,0 hp Jumlah
: 1
buah hp
=
lbm Effisiensi motor
81 1,0073
0,2409 36,8379
1,3430 =
Effisiensi pompa 75
1,6581
ft . lbf hp
=
2,0 hp
h motor 0,8100
Power motor =
Bhp ≈
7,4810 108,1264
1,3430 hp
0,7500 Effisiensi motor
81 75
Bhp =
hp =
550 36,8379
0,2409 62,4298
550 1,0073
0,2409 -
Wf =
36,8379 ft . lbf
lbm
PetersTimmerhaus,5
ed
,fig. 12-18
2. Pompa Bak Koagulasi Fungsi
: Mengalirkan air dari bak penampung air sungai ke tangki koagulasi Type
: Centrifugal Pump Dasar Pemilihan
: Sesuai untuk bahan liquid, viskositas rendah.
z
1
z z
2
P
1
v
1
P
2
v
2
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 Ammonium Nitrat
Perhitungan : ρ air
= lbcuft
Bahan masuk = kg jam
= lbdt
Rate volumetrik qf =
mρ =
= cuftdt
0,2409 62,4298
24557,3576 15,0388
15,0388 62,4298
Asumsi aliran turbulen : Di optimum untuk aliran turbulen, Nre 2100, digunakan persamaan :
Dari Peters Timmerhaus 4 ed, pers 45 , didapatkan :
Diameter Optimum = 3,9
x qf
x ρ
dengan : qf =
fluid flow rate ;
cuftdt cfs ρ =
fluid density ;
lbcuft Diameter Optimum =
3,9 x x
= in
Dipilih pipa 3 in, sch
40 Geankoplis, App.A-5, hal.996
OD =
in Brownell, App.K, hal.387
ID =
in =
ft A
= ft
2 0,13
3,5179
3,068 0,2557
0,0513
0,45 0,13
0,2409
0,45
62,4298
3,500
Kecepatan linier
= qfA
= =
ftdt μ
= cps
= lbft dt
x x
= asumsi benar
Dipiih pipa Commercial steel = e
= m
e D = Foust, App C hal 717
f =
Geankoplis Fig. 2.10-3, hal 94 Digunakan persamaan Bernoully :
ΔP g
ρ gc
2α x gc Wf
ΔV
2
+
Σ
F =
- 0,00015
0,00073 0,0055
+ ΔZ
+ 4,6957
62,4298 μ
0,00060 123930,2215
2100 4,6957
0,9 0,000605
N
Re
= D V
ρ =
0,2557 0,2409
0,0513
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 Ammonium Nitrat Perhitungan friksi berdasarkan Peters Timmerhaus, 4ed T.1, hal.484
Taksiran panjang pipa lurus =
ft -
3 elbow 90
o
= 3
x x
= ft
- 1 globe valve
= 1
x x
= ft
- 1 gate valve
= 1
x x
= ft
Panjang total pipa =
50 + +
+ =
ft 153,0337
7 0,2557
1,7897 24,5440
76,7000 1,7897
50,0000 32
0,2557 24,5440
300 0,2557
76,7000
Friksi yang terjadi : 1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
PT, tabel 1 hal 484
2 x
x
2
x ftdt
2
x ft x
ft.lbm x ft dt
2
.lbf =
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa 0,5 A tangki A pipa
PetersTimmerhaus, hal.484 0,5
x
2
2 x
1 x
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki untuk aliran turbulen
2
-
2
2 x
1 x
V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF
= F
1
+ F
2
+ F
3
= +
+ 4,5088
0,1712 0,3424
= 5,0223
ft . lbf lbm
= 4,6957
= 0,3424
ft . lbf 32,2
lbm F
3
= V
2
= ΔV
2 2
- ΔV
1 2
α = 1 2 x a x gc
2 x a x gc α = 1
untuk aliran turbulen 32,2
= 0,1712
ft . lbf lbm
F
2
= K x V
2
K = 2 x α x gc
= 4,6957
153,0337 32,2
0,2557 4,5088
ft . lbf lbm
F
1
= 2f x V
2
x Le gc x D
= 0,0055
4,6957
P
1
= P
atm
+ P
1
= +
x x
P
1
= psi
x =
lbf ft
2
P
2
= 1 atm =
psi =
x 144 =
lbf ft
2
14,7 14,7
2116,8 ρ g h
14,7 62,4298
1 11,3049
19,6011 144
2822,5644
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 Ammonium Nitrat
ΔP lbf ft
2
ρ lbm cuft
2
2 x
1 x
ΔZ = Z
2
- Z
1
= 25 ft
Persamaan Bernoully : ΔP
g -
Wf ρ
gc 2α x gc
+ +
+ = -
Wf = -
Wf -
Wf x flowrate cuftdt x ρ =
x x
= hp
Kapasitas = x
x 60
= gpm
Effisiensi pompa =
PetersTimmerhaus,5
ed,
fig. 12-17 h pompa
= PetersTimmerhaus,5
ed
,fig. 12-18
Spesifikasi : Fungsi
: Mengalirkan air dari bak penampung air sungai ke tangki koagulasi
Type :
Centrifugal Pump Bahan
: Commercial Steel
Rate volumetrik :
cuftdt Total Dynamic Head
: :
:
Power :
hp Jumlah
: 1
buah Effisiensi pompa
75 Effisiensi motor
80 0,2409
19,0598 ft . lbf
lbm =
0,8686 0,6949
Bhp =
hp ≈
hp 0,6949
hp
h motor 0,8000
Effisiensi motor 80
Power motor =
Bhp 62,4298
hp =
0,5212 =
550 0,5212
0,2409 7,4810
0,7500 75
hp =
550 19,0598
0,2409
108,1264
1
1 19,0598
- Wf
= 19,0598
ft . lbf lbm
-11,3049 25
0,3424 5,0223
+ ΔZ
+ ΔV
2
+
Σ
V
2
= 4,6957
=
F =
0,3424 ft . lbf
2 x α x gc 32,2
lbm lbf ft
2
; =
-705,7644 =
-11,3049 ft . lbf
62,4298 lbm
-705,7644 ΔP =
P
2
- P
1
=
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 Ammonium Nitrat 3. Pompa Bak Flokulasi
Fungsi :
Mengalirkan air dari tangki koagulasi ke tangki flokulasi Type
: Centrifugal Pump
Dasar Pemilihan :
Sesuai untuk bahan liquid, viskositas rendah.
Al
2
SO
4 3
P
1
Al
2
SO
4 3
V
2
V
1
P
2
Z
2
Z
1
Δ
Z
Perhitungan : ρ air
= lbcuft
Bahan masuk = kg jam
= lbdt
Rate volumetrik qf =
mρ =
= cuftdt
Asumsi aliran turbulen : Di optimum untuk aliran turbulen, Nre 2100, digunakan persamaan :
Dari Peters Timmerhaus 4 ed, pers 45 , didapatkan :
Diameter Optimum = 3,9
x qf
x ρ
dengan : qf =
fluid flow rate ;
cuftdt cfs ρ =
fluid density ;
lbcuft Diameter Optimum =
3,9 x x
= in
Dipilih pipa in, sch
40 Geankoplis, App.A-5, hal.996
OD =
in Brownell, App.K, hal.387
ID =
in =
ft A
= ft
2
0,0513 0,2409
0,45
62,4298
0,13
3,5179
3,068 0,2557
3 15,0388
15,0388 62,4298
0,2409
0,45 0,13
62,4298 24557,3576
3,500
Kecepatan linier
= qfA
= =
ftdt μ
= cps
= lbft dt
x x
= asumsi benar
Dipiih pipa Commercial steel = e
= m
e D = Foust, App C hal 717
f =
Geankoplis Fig. 2.10-3, hal 94 0,00073
0,0055 62,4298
μ 0,00060
123930,2215 2100
0,00015 N
Re
= D V
ρ =
0,2557 4,6957
0,2409 0,0513
4,6957 0,9
0,000605
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 Ammonium Nitrat
Digunakan persamaan Bernoully : ΔP
g ρ
gc 2α x gc
Perhitungan friksi berdasarkan Peters Timmerhaus, 4ed T.1, hal.484 Taksiran panjang pipa lurus
= ft
- 3 elbow 90
o
= 3
x x
= ft
- 1 globe valve
= 1
x x
= ft
- 1 gate valve
= 1
x x
= ft
Panjang total pipa =
45 + +
+ =
ft
Friksi yang terjadi : 1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
PT, tabel 1 hal 484
2 x
x
2
x ftdt
2
x ft x
ft.lbm x ft dt
2
.lbf =
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa 0,5 A tangki A pipa
PetersTimmerhaus, hal 484 0,5 x
2
2 x
1 x
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki untuk aliran turbulen
2
-
2
2 x
1 x
V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF
= F
1
+ F
2
+ F
3
= +
+ 4,3614
0,1712 0,3424
= 4,8750
ft . lbf lbm
= 4,6957
= 0,3424
ft . lbf 32,2
lbm F
3
= V
2
= ΔV
2 2
- ΔV
1 2
α = 1 2 x a x gc
2 x a x gc α = 1
untuk aliran turbulen 32,2
= 0,1712
ft . lbf lbm
F
2
= K x V
2
K = 2 x α x gc
= 4,6957
148,0337 32,2
0,2557
4,3614 ft . lbf
lbm 148,0337
F
1
= 2f x V
2
x Le gc x D
= 0,0055
4,6957 7
0,2557 1,7897
24,5440 76,7000
1,7897 45,0000
32 0,2557
24,5440 300
0,2557 76,7000
+
Σ
F =
- Wf
+ ΔZ
+ ΔV
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 Ammonium Nitrat
P
1
= P
atm
+ P
1
= +
x x
P
1
= psi
x =
lbf ft
2
P
2
= 1 atm =
psi =
x 144
= lbf ft
2
ΔP lbf ft
2
ρ lbm cuft
2
2 x
1 x
ΔZ = Z
2
- Z
1
= 25 ft
Persamaan Bernoully : ΔP
g -
Wf ρ
gc 2α x gc
+ +
+ =
- Wf
= -
Wf
- Wf x flowrate cuftdt x ρ
= x
x =
hp Kapasitas =
x x
60 =
gpm Effisiensi pompa
= PetersTimmerhaus,5
ed,
fig. 12-17 h pompa
= PetersTimmerhaus,5
ed
,fig. 12-18
Spesifikasi : Fungsi
: Mengalirkan air dari tangki koagulasi ke tangki flokulasi
Type :
Centrifugal Pump Bahan
: Commercial Steel
Rate volumetrik :
cuftdt Total Dynamic Head
: :
:
Power :
1,0 hp Jumlah
: 1
buah Effisiensi motor
80 15,9741
ft . lbf lbm
= 0,7184
Effisiensi pompa 76
hp 0,5747
hp
h motor 0,8000
0,2409 0,5747
hp =
Bhp =
hp ≈
1,0 Effisiensi motor
80 Power motor
= Bhp
0,4368 =
550 0,4368
0,2409 7,4810
0,7600 108,1264
76 hp
= 550
15,9741 0,2409
62,4298 15,9741
- Wf
= 15,9741
ft . lbf lbm
-14,2433 25
0,3424 4,8750
+ ΔZ
+ ΔV
2
+
Σ
V
2
= 4,6957
=
F =
0,3424 ft . lbf
2 x α x gc 32,2
lbm lbf ft
2
; =
-889,2074 =
-14,2433 ft . lbf
62,4298 lbm
14,7 14,7
2116,8 -889,2074
ΔP =
P
2
- P
1
= ρ g h
14,7 62,4298
1 14,2433
20,8751 144
3006,0074
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 Ammonium Nitrat
4. Pompa Sand Filter Fungsi
: Mengalirkan air dari bak penampung air jernih ke sand filter
Type :
Centrifugal Pump Dasar Pemilihan
: Sesuai untuk bahan liquid, viskositas rendah.
Perhitungan : ρ air
= lbcuft
Bahan masuk = kg jam
= lbdt
Rate volumetrik qf =
mρ =
= cuftdt
0,2409 62,4298
24557,3576 15,0388
15,0388 62,4298
z
1
z
2
z
P
1
v
1
P
2
v
2
Asumsi aliran turbulen : Di optimum untuk aliran turbulen, Nre 2100, digunakan persamaan :
Dari Peters Timmerhaus 4 ed, pers 45 , didapatkan :
Diameter Optimum = 3,9
x qf
x ρ
dengan : qf =
fluid flow rate ;
cuftdt cfs ρ =
fluid density ;
lbcuft Diameter Optimum =
3,9 x x
= in
Dipilih pipa 3
in, sch 40
Geankoplis, App.A-5, hal.996 OD
= in
Brownell, App.K, hal.387 ID
= in
= ft
A =
ft
2
Kecepatan linier
= qfA
= =
ftdt μ
= cps
= lbft dt
x x
= asumsi benar
Dipiih pipa Commercial steel = e
= m
e D = Foust, App C hal 717
f =
Geankoplis Fig. 2.10-3, hal 94 0,00015
0,00073 0,0055
4,6957 62,4298
μ 0,00060
123930,2215 2100
4,6957 0,9
0,000605 N
Re
= D V
ρ =
0,2557
0,13
3,5179
3,068 0,2557
0,0513
0,2409 0,0513
0,45 0,13
0,2409
0,45
62,4298
3,500
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 Ammonium Nitrat
Digunakan persamaan Bernoully : ΔP
g ρ
gc 2α x gc
Perhitungan friksi berdasarkan Peters Timmerhaus, 4ed T.1, hal.484 Taksiran panjang pipa lurus
= ft
- 3 elbow 90
o
= 3
x x
= ft
- 1 globe valve
= 1
x x
= ft
- 1 gate valve
= 1
x x
= ft
Panjang total pipa =
50 + +
+ =
ft
Friksi yang terjadi : 1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
PT, tabel 1 hal 484
2 x
x
2
x ftdt
2
x ft x
ft.lbm x ft dt
2
.lbf =
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa 0,5 A tangki A pipa
PetersTimmerhaus, hal.484 0,5 x
2
2 x
1 x
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki untuk aliran turbulen
2
-
2
2 x
1 x
V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF
= F
1
+ F
2
+ F
3
= +
+ 4,5088
0,1712 0,3424
= 5,0223
ft . lbf lbm
= 4,6957
= 0,3424
ft . lbf 32,2
lbm F
3
= V
2
= ΔV
2 2
- ΔV
1 2
α = 1 2 x a x gc
2 x a x gc α = 1
untuk aliran turbulen 32,2
= 0,1712
ft . lbf lbm
F
2
= K x V
2
K = 2 x α x gc
= 4,6957
153,0337 32,2
0,2557 4,5088
ft . lbf lbm
153,0337
F
1
= 2f x V
2
x Le gc x D
= 0,0055
4,6957 7
0,2557 1,7897
24,5440 76,7000
1,7897 Wf
50,0000 32
0,2557 24,5440
300 0,2557
76,7000 ΔV
2
+
Σ
F =
- +
ΔZ +
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 Ammonium Nitrat
P
1
= P
atm
+ P
1
= +
x x
P
1
= psi
x =
lbf ft
2
P
2
= 1 atm =
psi =
x 144
= lbf ft
2
ΔP lbf ft
2
ρ lbm cuft
2
2 x
1 x
ΔZ = Z
2
- Z
1
= 25 ft
Persamaan Bernoully : ΔP
g -
Wf ρ
gc 2α x gc
+ +
+ =
- Wf
= -
Wf
- Wf x flowrate cuftdt x ρ
= x
x =
hp Kapasitas =
x x
60 =
gpm Effisiensi pompa
= PetersTimmerhaus,5
ed,
fig. 12-17 h pompa
= PetersTimmerhaus,5
ed
,fig. 12-18
Spesifikasi : Fungsi
: Mengalirkan air dari bak penampung air jernih ke sand filter
Type :
Centrifugal Pump Bahan
: Commercial Steel
Rate volumetrik :
cuftdt Total Dynamic Head
: :
:
Power :
1,0 hp Jumlah
: 1
buah Effisiensi motor
80 13,6707
ft . lbf lbm
= 0,6230
Effisiensi pompa 75
hp 0,4984
hp
h motor 0,8000
0,2409 0,4984
hp =
Bhp =
hp ≈
1,0 Effisiensi motor
80 Power motor
= Bhp
0,3738 =
550 0,3738
0,2409 7,4810
0,7500 108,1264
75 hp
= 550
13,6707 0,2409
62,4298 13,6707
- Wf
= 13,6707
ft . lbf lbm
-16,6941 25
0,3424 5,0223
+ ΔZ
+ ΔV
2
+
Σ
V
2
= 4,6957
=
F =
0,3424 ft . lbf
2 x α x gc 32,2
lbm lbf ft
2
; =
-1042,2062 =
-16,6941 ft . lbf
62,4298 lbm
14,7 14,7
2116,8 -1042,2062
ΔP = P
2
- P
1
= ρ g h
14,7 62,4298
1 16,6941
21,9375 144
3159,0062
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 Ammonium Nitrat
5. Pompa Bak Penampung Air Sanitasi Fungsi
: Mengalirkan air dari bak air bersih ke bak penampung air sanitasi
Type :
Centrifugal Pump Dasar Pemilihan
: Sesuai untuk bahan liquid, viskositas rendah.
Perhitungan : ρ air
= lbcuft
Bahan masuk = kg jam
= lbdt
Rate volumetrik qf =
mρ =
= cuftdt
Asumsi aliran turbulen : Di optimum untuk aliran turbulen, Nre 2100, digunakan persamaan :
Dari Peters Timmerhaus 4 ed, pers 45 , didapatkan :
Diameter Optimum = 3,9
x qf
x ρ
dengan : qf =
fluid flow rate ;
cuftdt cfs ρ =
fluid density ;
lbcuft Diameter Optimum =
3,9 x x
= in
Dipilih pipa in, sch
40 Geankoplis, App.A-5, hal.996
OD =
in Brownell, App.K, hal.387
ID =
in =
ft A
= ft
2
Kecepatan linier
= qfA
= =
ftdt μ
= cps
= lbft dt
x x
= asumsi benar
Dipiih pipa Commercial steel = e
= m
e D = Foust, App C hal 717
f =
Geankoplis Fig. 2.10-3, hal 94 0,000046
0,0022 0,0070
2,5872 62,4298
μ 0,00060
18339,1608 2100
2,5872 0,9
0,000605 N
Re
= D V
ρ =
0,0687 1,050
0,824 0,0687
0,0037
0,0096 0,0037
0,0096
0,45
62,4298
0,13
0,8241 34
62,4298 976,2462
0,45 0,13
0,5978 0,5978
62,4298 0,0096
z
1
z
2
P
1
v
1
z
P
2
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 Ammonium Nitrat
Digunakan persamaan Bernoully : ΔP
g ρ
gc 2α x gc
Perhitungan friksi berdasarkan Peters Timmerhaus, 4ed T.1, hal.484 Taksiran panjang pipa lurus
= ft
- 3 elbow 90
o
= 3
x x
= ft
- 1 globe valve
= 1
x x
= ft
- 1 gate valve
= 1
x x
= ft
Panjang total pipa =
50 + +
+ =
ft
Friksi yang terjadi : 1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
PT, tabel 1 hal 484
2 x
x
2
x ftdt
2
x ft x
ft.lbm x ft dt
2
.lbf =
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa 0,5 A tangki A pipa
PetersTimmerhaus, hal.484 0,5
x
2
2 x
1 x
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki untuk aliran turbulen
2
-
2
2 x
1 x
V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF
= F
1
+ F
2
+ F
3
= +
+ =
3,4479 ft . lbf
lbm =
2,5872 =
0,1039
3,2920 0,0520
0,1039 ft . lbf
32,2 lbm
F
3
= V
2
= ΔV
2 2
- ΔV
1 2
α = 2 x a x gc
2 x a x gc 1
α = 1 untuk aliran turbulen
32,2 =
0,0520 ft . lbf
lbm F
2
= K x V
2
K = 2 x α x gc
= 2,5872
77,6727 32,2
0,0687 3,2920
ft . lbf lbm
77,6727
F
1
= 2f x V
2
x Le gc x D
= 0,0070
2,5872 7
0,0687 0,4807
6,5920 20,6000
0,4807 Wf
50,0000 32
0,0687 6,5920
300 0,0687
20,6000 ΔV
2
+
Σ
F =
- +
ΔZ +
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 Ammonium Nitrat
P
1
= P
atm
+ P
1
= +
x x
P
1
= psi
x =
lbf ft
2
P
2
= 1 atm =
psi =
x 144
= lbf ft
2
ΔP lbf ft
2
ρ lbm cuft
2
2 x
1 x
ΔZ = Z
2
- Z
1
= 20 ft
Persamaan Bernoully : ΔP
g ρ
gc 2α x gc
+ +
+ = -
Wf = -
Wf
- Wf x flowrate cuftdt x ρ
= x
x =
hp Kapasitas =
x x
60 =
gpm Effisiensi pompa
= PetersTimmerhaus,5
ed,
fig. 12-17 h pompa
= PetersTimmerhaus,5
ed
,fig. 12-18
Spesifikasi : Fungsi
: Mengalirkan air dari bak air bersih ke bak penampung air sanitasi
Type :
Centrifugal Pump Bahan
: Commercial Steel
Rate volumetrik :
cuftdt Total Dynamic Head
: :
:
Power :
0,1 hp Jumlah
: 1
buah Effisiensi motor
80 17,9778
ft . lbf lbm
= 0,0611
Effisiensi pompa 40
hp 0,0489
hp
h motor 0,8000
0,0096 0,0489
hp =
Bhp =
hp ≈ 0,1
Effisiensi motor 80
Power motor =
Bhp 0,0195
= 550
0,0195 0,0096
7,4810
0,4000 4,2984
40 hp
= 550
17,9778 0,0096
62,4298 17,9778
- Wf
= 17,9778
ft . lbf lbm
F =
- Wf
-5,5741 20
0,1039 3,4479
+ ΔZ
+ ΔV
2
+
Σ
V
2
= 2,5872
= 0,1039
ft . lbf 2 x α x gc
32,2 lbm
= -347,9889
= -5,5741
ft . lbf 62,4298
lbm 2116,8
ΔP = P
2
- P
1
= -347,9889
lbf ft
2
; 1
5,5741 17,1166
144 2464,7889
14,7 14,7
ρ g h 14,7
62,4298
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 Ammonium Nitrat
6. Pompa ke Kation Exchanger Fungsi
: Mengalirkan air dari bak penampung air bersih ke kation exchang
Type :
Centrifugal Pump Dasar Pemilihan
: Sesuai untuk bahan liquid, viskositas rendah.
Perhitungan : ρ air
= lbcuft
Bahan masuk = kg jam
= lbdt
Rate volumetrik qf =
mρ =
= cuftdt
Asumsi aliran turbulen : Di optimum untuk aliran turbulen, Nre 2100, digunakan persamaan :
Dari Peters Timmerhaus 4 ed, pers 45 , didapatkan :
Diameter Optimum = 3,9
x qf
x ρ
dengan : qf =
fluid flow rate ;
cuftdt cfs ρ =
fluid density ;
lbcuft Diameter Optimum =
3,9 x x
= in
Dipilih pipa in, sch
40 Geankoplis, App.A-5, hal.996
OD =
in Brownell, App.K, hal.387
ID =
in =
ft A
= ft
2
Kecepatan linier
= qfA
= =
ftdt μ
= cps
= lbft dt
x x
= asumsi benar
Dipiih pipa Commercial steel = e
= m
e D = Foust, App C hal 717
f =
Geankoplis Fig. 2.10-3, hal 94 0,0013
0,0070 62,4298
μ 0,00060
48248,8965 2100
0,000046 N
Re
= D V
ρ =
0,1150 4,0643
0,0104
0,0423 0,0104
4,0643 0,9
0,000605
0,13
1,6076 1 14
1,660 1,380
0,1150 0,0423
0,45 0,13
0,0423
0,45
62,4298 62,4298
4309,0748 2,6389
2,6389 62,4298
z
1
z
2
P
1
P
2
v
2
z
v
1
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 Ammonium Nitrat
Digunakan persamaan Bernoully : ΔP
g ρ
gc 2α x gc
Perhitungan friksi berdasarkan Peters Timmerhaus, 4ed T.1, hal.484 Taksiran panjang pipa lurus
= ft
- 3 elbow 90
o
= 3
x x
= ft
- 1 globe valve
= 1
x x
= ft
- 1 gate valve
= 1
x x
= ft
Panjang total pipa =
50 + +
+ =
ft
Friksi yang terjadi : 1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
PT, tabel 1 hal 484
2 x
x
2
x ftdt
2
x ft x
ft.lbm x ft dt
2
.lbf =
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa 0,5 A tangki A pipa
PetersTimmerhaus, hal.484 0,5 x
2
2 x
1 x
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki untuk aliran turbulen
2
-
2
2 x
1 x
V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF
= F
1
+ F
2
+ F
3
= +
+ =
6,4018 ft . lbf
lbm =
4,0643 =
0,2565
6,0170 0,1283
0,2565 ft . lbf
32,2 lbm
F
3
= V
2
= ΔV
2 2
- ΔV
1 2
α = 2 x a x gc
2 x a x gc 1
α = 1 untuk aliran turbulen
32,2 =
0,1283 ft . lbf
lbm F
2
= K x V
2
K = 2 x α x gc
= 4,0643
96,3450 32,2
0,1150 6,0170
ft . lbf lbm
96,3450
F
1
= 2f x V
2
x Le gc x D
= 0,0070
4,0643 7
0,1150 0,8050
11,0400 34,5000
0,8050 50,0000
32 0,1150
11,0400 300
0,1150 34,5000
+
Σ
F =
- Wf
+ ΔZ
+ ΔV
2
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 Ammonium Nitrat
P
1
= P
atm
+ P
1
= +
x x
P
1
= psi
x =
lbf ft
2
P
2
= 1 atm =
psi =
x 144
= lbf ft
2
ΔP lbf ft
2
ρ lbm cuft
2
2 x
1 x
ΔZ = Z
2
- Z
1
= 15 ft
Persamaan Bernoully : ΔP
g -
Wf ρ
gc 2α x gc
+ +
+ = -
Wf = -
Wf
- Wf x flowrate cuftdt x ρ
= x
x =
hp Kapasitas =
x x
60 =
gpm Effisiensi pompa
= PetersTimmerhaus,5
ed,
fig. 12-17 h pompa
= PetersTimmerhaus,5
ed
,fig. 12-18
Spesifikasi : Fungsi
: Mengalirkan air dari bak penampung air bersih ke kation exchanger.
Type :
Centrifugal Pump Bahan
: Commercial Steel
Rate volumetrik :
cuftdt Total Dynamic Head
: :
:
Power :
0,5 hp Jumlah
: 1
buah Effisiensi motor
80 13,4705
ft . lbf lbm
= 0,1795
Effisiensi pompa 45
hp 0,1436
hp
h motor 0,8000
0,0423 0,1436
hp =
Bhp =
hp ≈ 0,5
Effisiensi motor 80
Power motor =
Bhp 0,0646
= 550
0,0646 0,0423
7,4810
0,4500 18,9729
45 hp
= 550
13,4705 0,0423
62,4298 13,4705
- Wf
= 13,4705
ft . lbf lbm
-8,1878 15
0,2565 6,4018
+ ΔZ
+ ΔV
2
+
Σ
V
2
= 4,0643
=
F =
0,2565 ft . lbf
2 x α x gc 32,2
lbm =
-511,1635 =
-8,1878 ft . lbf
62,4298 lbm
2116,8 ΔP =
P
2
- P
1
= -511,1635
lbf ft
2
; 1
8,1878 18,2497
144 2627,9635
14,7 14,7
ρ g h 14,7
62,4298
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 Ammonium Nitrat
7. Pompa ke Anion Exchanger Fungsi
: Mengalirkan air dari kation exchanger ke anion exchanger.
Type :
Centrifugal Pump Dasar Pemilihan
: Sesuai untuk bahan liquid, viskositas rendah.
Perhitungan : ρ air
= lbcuft
Bahan masuk = kg jam
= lbdt
Rate volumetrik qf =
mρ =
= cuftdt
Asumsi aliran turbulen : Di optimum untuk aliran turbulen, Nre 2100, digunakan persamaan :
Dari Peters Timmerhaus 4 ed, pers 45 , didapatkan :
Diameter Optimum = 3,9
x qf
x ρ
dengan : qf =
fluid flow rate ;
cuftdt cfs ρ =
fluid density ;
lbcuft Diameter Optimum =
3,9 x x
= in
Dipilih pipa in, sch
40 Geankoplis, App.A-5, hal.996
OD =
in Brownell, App.K, hal.387
ID =
in =
ft A
= ft
2
Kecepatan linier =
qfA =
= ftdt
μ =
cps =
lbft dt x
x =
asumsi benar Dipiih pipa Commercial steel =
e =
m e D =
Foust, App C hal 717 f
= Geankoplis Fig. 2.10-3, hal 94
0,0013 0,0070
62,4298 μ
0,00060 48248,8965
2100 0,000046
N
Re
= D V
ρ =
0,1150 4,0643
0,0104
0,0423 0,0104
4,0643 0,9
0,000605
0,13
1,6076 1 14
1,660 1,380
0,1150 0,0423
0,45 0,13
0,0423
0,45
62,4298 62,4298
4309,0748 2,6389
2,6389 62,4298
z
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 Ammonium Nitrat
Digunakan persamaan Bernoully : ΔP
g ρ
gc 2α x gc
Perhitungan friksi berdasarkan Peters Timmerhaus, 4ed T.1, hal.484 Taksiran panjang pipa lurus
= ft
- 3 elbow 90
o
= 3
x x
= ft
- 1 globe valve
= 1
x x
= ft
- 1 gate valve
= 1
x x
= ft
Panjang total pipa =
50 + +
+ =
ft
Friksi yang terjadi : 1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
PT, tabel 1 hal 484
2 x
x
2
x ftdt
2
x ft x
ft.lbm x ft dt
2
.lbf =
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa 0,5 A tangki A pipa
PetersTimmerhaus, hal.484 0,5
x
2
2 x
1 x
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki untuk aliran turbulen
2
-
2
2 x
1 x
V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF
= F
1
+ F
2
+ F
3
= +
+ =
6,4018 ft . lbf
lbm =
4,0643 =
0,2565
6,0170 0,128252
0,256504 ft . lbf
32,2 lbm
F
3
= V
2
= ΔV
2 2
- ΔV
1 2
α = 2 x a x gc
2 x a x gc 1
α = 1 untuk aliran turbulen
32,2 =
0,1283 ft . lbf
lbm F
2
= K x V
2
K = 2 x α x gc
= 4,0643
96,3450 32,2
0,1150 6,0170
ft . lbf lbm
96,3450
F
1
= 2f x V
2
x Le gc x D
= 0,0070
4,0643 7
0,1150 0,8050
11,0400 34,5000
0,8050 50,0000
32 0,1150
11,0400 300
0,1150 34,5000
+
Σ
F =
- Wf
+ ΔZ
+ ΔV
2
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 Ammonium Nitrat
P
1
= P
atm
+ P
1
= +
x x
P
1
= psi
x =
lbf ft
2
P
2
= 1 atm =
psi =
x 144
= lbf ft
2
ΔP lbf ft
2
ρ lbm cuft
2
2 x
1 x
ΔZ = Z
2
- Z
1
= 10 ft
Persamaan Bernoully : ΔP
g -
Wf ρ
gc 2α x gc
+ +
+ = -
Wf = -
Wf
- Wf x flowrate cuftdt x ρ
= x
x =
hp Kapasitas =
x x
60 =
gpm Effisiensi pompa
= PetersTimmerhaus,5
ed,
fig. 12-17 h pompa
= PetersTimmerhaus,5
ed
,fig. 12-18
Spesifikasi : Fungsi
: Mengalirkan air dari anion exchanger ke anion exchanger.
Type :
Centrifugal Pump Bahan
: Commercial Steel
Rate volumetrik :
cuftdt Total Dynamic Head
: :
:
Power :
0,1 hp Jumlah
: 1
buah Effisiensi motor
80 11,7873
ft . lbf lbm
= 0,1571
Effisiensi pompa 45
hp 0,1257
hp
h motor 0,8000
0,0423 0,1257
hp =
Bhp =
hp ≈ 0,1
Effisiensi motor 80
Power motor =
Bhp 0,0566
= 550
0,0566 0,0423
7,4810
0,4500 18,9729
45 hp
= 550
11,7873 0,0423
62,4298 11,7873
- Wf
= 11,7873
ft . lbf lbm
-4,8710 10
0,256504 6,4018
+ ΔZ
+ ΔV
2
+
Σ
V
2
= 4,0643
=
F =
0,2565 ft . lbf
2 x α x gc 32,2
lbm =
-304,0961 =
-4,8710 ft . lbf
62,4298 lbm
2116,8 ΔP =
P
2
- P
1
= -304,0961
lbf ft
2
; 1
4,8710 16,8118
144 2420,8961
14,7 14,7
ρ g h 14,7
62,4298
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 Ammonium Nitrat
8. Pompa ke Boiler Fungsi
: Mengalirkan air dari bak penampung air umpan boiler ke boiler.
Type :
Centrifugal Pump Dasar Pemilihan
: Sesuai untuk bahan liquid, viskositas rendah.
Perhitungan : ρ air
= lbcuft
Bahan masuk = kg jam
= lbdt
Rate volumetrik qf =
mρ =
= cuftdt
Asumsi aliran turbulen : Di optimum untuk aliran turbulen, Nre 2100, digunakan persamaan :
Dari Peters Timmerhaus 4 ed, pers 45 , didapatkan :
Diameter Optimum = 3,9
x qf
x ρ
dengan : qf =
fluid flow rate ;
cuftdt cfs ρ =
fluid density ;
lbcuft Diameter Optimum =
3,9 x x
= in
Dipilih pipa in, sch
40 Geankoplis, App.A-5, hal.996
OD =
in Brownell, App.K, hal.387
ID =
in =
ft A
= ft
2
Kecepatan linier
= qfA
= =
ftdt μ
= cps
= lbft dt
x x
= asumsi benar
Dipiih pipa Commercial steel = e
= m
e D = Foust, App C hal 717
f =
Geankoplis Fig. 2.10-3, hal 94 0,0013
0,0070 62,4298
μ 0,00060
48248,8965 2100
0,000046 N
Re
= D V
ρ =
0,1150 4,0643
0,0104
0,0423 0,0104
4,0643 0,9
0,000605
0,13
1,6076 1 14
1,660 1,380
0,1150 0,0423
0,45 0,13
0,0423
0,45
62,4298 62,4298
4309,0748 2,6389
2,6389 62,4298
Boiler
z
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 Ammonium Nitrat
Digunakan persamaan Bernoully : ΔP
g ρ
gc 2α x gc
Perhitungan friksi berdasarkan Peters Timmerhaus, 4ed T.1, hal.484 Taksiran panjang pipa lurus
= ft
- 3 elbow 90
o
= 3
x x
= ft
- 1 globe valve
= 1
x x
= ft
- 1 gate valve
= 1
x x
= ft
Panjang total pipa =
100 + +
+ =
ft
Friksi yang terjadi : 1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
PT, tabel 1 hal 484
2 x
x
2
x ftdt
2
x ft x
ft.lbm x ft dt
2
.lbf =
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa 0,5 A tangki A pipa
PetersTimmerhaus, hal.484 0,5 x
2
2 x
1 x
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki untuk aliran turbulen
2
-
2
2 x
1 x
V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF
= F
1
+ F
2
+ F
3
= +
+ =
9,5245 ft . lbf
lbm =
4,0643 =
0,2565
9,1397 0,1283
0,2565 ft . lbf
32,2 lbm
F
3
= V
2
= ΔV
2 2
- ΔV
1 2
α = 2 x a x gc
2 x a x gc 1
α = 1 untuk aliran turbulen
32,2 =
0,1283 ft . lbf
lbm F
2
= K x V
2
K = 2 x α x gc
= 4,0643
146,3450 32,2
0,1150 9,1397
ft . lbf lbm
146,3450
F
1
= 2f x V
2
x Le gc x D
= 0,0070
4,0643 7
0,1150 0,8050
11,0400 34,5000
0,8050 100,0000
32 0,1150
11,0400 300
0,1150 34,5000
+
Σ
F =
- Wf
+ ΔZ
+ ΔV
2
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 Ammonium Nitrat
P
1
= P
atm
+ P
1
= +
x x
P
1
= psi
x =
lbf ft
2
P
2
= 1 atm =
psi =
x 144
= lbf ft
2
ΔP lbf ft
2
ρ lbm cuft
2
2 x
1 x
ΔZ = Z
2
- Z
1
= 70 ft
Persamaan Bernoully : ΔP
g -
Wf ρ
gc 2α x gc
+ +
+ = -
Wf = -
Wf
- Wf x flowrate cuftdt x ρ
= x
x =
hp Kapasitas =
x x
60 =
gpm Effisiensi pompa
= PetersTimmerhaus,5
ed,
fig. 12-17
h pompa =
PetersTimmerhaus,5
ed
,fig. 12-18
Spesifikasi : Fungsi
: Mengalirkan air dari bak penampung air umpan boiler ke boiler.
Type :
Centrifugal Pump Bahan
: Commercial Steel
Rate volumetrik :
cuftdt Total Dynamic Head
: :
:
Power :
1,0 hp Jumlah
: 1
buah Effisiensi motor
80 76,1523
ft . lbf lbm
= 1,0149
Effisiensi pompa 45
hp 0,8119
hp
h motor 0,8000
0,0423 0,8119
hp =
Bhp =
hp ≈ 1,0
Effisiensi motor 80
Power motor =
Bhp 0,3654
= 550
0,3654 0,0423
7,4810
0,4500 18,9729
45 hp
= 550
76,1523 0,0423
62,4298 76,1523
- Wf
= 76,1523
ft . lbf lbm
-3,6286 70
0,2565 9,5245
+ ΔZ
+ ΔV
2
+
Σ
V
2
= 4,0643
=
F =
0,2565 ft . lbf
2 x α x gc 32,2
lbm =
-226,5341 =
-3,6286 ft . lbf
62,4298 lbm
2116,8 ΔP =
P
2
- P
1
= -226,5341
lbf ft
2
; 1
3,6286 16,2732
144 2343,3341
14,7 14,7
ρ g h 14,7
62,4298
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 Ammonium Nitrat
9. Pompa Air Proses
Fungsi :
Mengalirkan air dari bak penampung air jernih ke bak air proses. Type
: Centrifugal Pump
Dasar Pemilihan :
Sesuai untuk bahan liquid, viskositas rendah.
Perhitungan : ρ air
= lbcuft
Bahan masuk = kg jam
= lbdt
Rate volumetrik qf =
mρ =
= cuftdt
Asumsi aliran turbulen : Di optimum untuk aliran turbulen, Nre 2100, digunakan persamaan :
Dari Peters Timmerhaus 4 ed, pers 45 , didapatkan :
Diameter Optimum = 3,9
x qf
x ρ
dengan : qf =
fluid flow rate ;
cuftdt cfs ρ =
fluid density ;
lbcuft Diameter Optimum =
3,9 x x
= in
Dipilih pipa 14 in
, sch 40
Geankoplis, App.A-5, hal.996 OD
= in
Brownell, App.K, hal.387 ID
= in
= ft
A =
ft
2
Kecepatan linier =
qfA =
= ftdt
μ =
cps =
lbft dt x
x =
asumsi benar Dipiih pipa Commercial steel =
e =
m e D =
Foust, App C hal 717 f
= Geankoplis Fig. 2.10-3, hal 94
0,000605 0,0007
4,1982 0,364
0,0303 0,540
0,9
13145,5839 2100
0,000046 0,0050
0,0070
0,13
0,4905
0,0007 0,0030
0,0030
0,45
62,4298 62,4298
308,1438 0,1887
0,0030
0,45
0,1887 62,4298
0,13
N
Re
= D V
ρ =
0,0303 4,1982
62,4298 μ
0,000605
P
1
v
1
z
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 Ammonium Nitrat
Digunakan persamaan Bernoully : ΔP
g ρ
gc 2α x gc
Perhitungan friksi berdasarkan Peters Timmerhaus, 4ed T.1, hal.484 Taksiran panjang pipa lurus
= ft
- 3 elbow 90
o
= 3
x x
= ft
- 1 globe valve
= 1
x x
= ft
- 1 gate valve
= 1
x x
= ft
Panjang total pipa =
75 + +
+ =
ft
Friksi yang terjadi : 1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
PT, tabel 1 hal 484
2 x
x
2
x ftdt
2
x ft x
ft.lbm x ft dt
2
.lbf =
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa 0,5 A tangki A pipa
PetersTimmerhaus, hal.484 0,5
x
2
2 x
1 x
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki untuk aliran turbulen
2
-
2
2 x
1 x
V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF
= F
1
+ F
2
+ F
3
= +
+ F
= -
Wf
7 4,6957
497,0052 ft . lbf
F
3
= V
2
= ΔV
2 2
- ΔV
1 2
+ ΔZ
+ ΔV
2
+
Σ
75,0000 32
4,6957 450,7905
300 4,6957
1408,7205 32,8701
450,7905 1408,7205
32,8701 1967,3811
F
1
= 2f x V
2
x Le gc x D
= 0,0070
4,1982 32,2
0,0303 1967,3811
lbm
F
2
= K x V
2
K = 2 x α x gc
untuk aliran turbulen 32,2
= 0,1368
ft . lbf lbm
1 α =
= 4,1982
α = 1 2 x a x gc
2 x a x gc =
4,1982 =
0,2737 ft . lbf
32,2 lbm
497,005 0,1368
0,2737 =
497,416 ft . lbf
lbm
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 Ammonium Nitrat
P
1
= P
atm
+ P
1
= +
x x
P
1
= psi
x =
lbf ft
2
P
2
= 1 atm =
psi =
x 144
= lbf ft
2
ΔP lbf ft
2
ρ lbm cuft
2
2 x
1 x
ΔZ = Z
2
- Z
1
= 30 ft
Persamaan Bernoully : ΔP
g -
Wf ρ
gc 2α x gc
+ +
+ = -
Wf = -
Wf
- Wf x flowrate cuftdt x ρ
= x
x =
hp Kapasitas =
x x
60 =
gpm Effisiensi pompa
= PetersTimmerhaus,5
ed,
fig. 12-17 h pompa
= PetersTimmerhaus,5
ed
,fig. 12-18
Spesifikasi : Fungsi
: Mengalirkan air dari bak penampung air jernih ke bak air proses.
Type :
Centrifugal Pump Bahan
: Commercial Steel
Rate volumetrik :
cuftdt Total Dynamic Head
: :
:
Power :
hp Jumlah
: 1
buah =
1,3568 Bhp
= 550
ρ g h 1
0,7600 Effisiensi motor
76 0,1805
0,0030 7,4810
= 0,1805
80 hp
= 0,2375
hp 1,5061
15,3530 144
2210,8279 14,7
14,7 14,7
62,4298 2116,8
ΔP = P
2
- P
1
= -94,0279
lbf ft
2
; -1,5061
ft . lbf 62,4298
lbm ft . lbf
2 x α x gc 32,2
lbm =
-94,0279
+ ΔZ
+ ΔV
2
+
Σ
F =
-1,5061 30
0,2737 0,2737
V
2
= 4,1982
=
526,1832 -
Wf =
526,1832 ft . lbf
lbm hp
= 550
526,1832 0,0030
62,4298
hp h motor
0,8000 0,2969
hp ≈
0,5
0,0030 526,1832
ft . lbf lbm
Bhp 0,2375
Effisiensi pompa 76
Effisiensi motor 80
0,5 497,4157
Power motor =
=
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 Ammonium Nitrat
10. Pompa Tangki Air Pendingin Fungsi
: Mengalirkan air dari bak penampung air jernih ke bak air pendingin.
Type :
Centrifugal Pump Dasar Pemilihan
: Sesuai untuk bahan liquid, viskositas rendah.
Perhitungan : ρ air
= lbcuft
Bahan masuk = kg jam
= lbdt
Rate volumetrik qf =
mρ =
= cuftdt
Asumsi aliran turbulen : Di optimum untuk aliran turbulen, Nre 2100, digunakan persamaan :
Dari Peters Timmerhaus 4 ed, pers 45 , didapatkan :
Diameter Optimum = 3,9
x qf
x ρ
dengan : qf =
fluid flow rate ;
cuftdt cfs ρ =
fluid density ;
lbcuft Diameter Optimum =
3,9 x x
= in
Dipilih pipa in, sch
40 Geankoplis, App.A-5, hal.996
OD =
in Brownell, App.K, hal.387
ID =
in =
ft A
= ft
2
Kecepatan linier
= qfA =
= ftdt
μ =
cps =
lbft dt x
x =
asumsi benar Dipiih pipa Commercial steel =
e =
m e D =
Foust, App C hal 717 f
= Geankoplis Fig. 2.10-3, hal 94
0,0007 0,0070
62,4298 μ
0,00060 104932,8562
2100 0,000046
N
Re
= D V
ρ =
0,2058 4,9405
0,0332
0,1641 0,03322
4,9405 0,9
0,000605
0,13
2,9600 2 12
2,875 2,469
0,2058 0,1641
0,45 0,13
0,1641
0,45
62,4298 62,4298
16731,4057 10,2462
10,2462 62,4298
P
1
v
1
z
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 Ammonium Nitrat
Digunakan persamaan Bernoully : ΔP
g ρ
gc 2α x gc
Perhitungan friksi berdasarkan Peters Timmerhaus, 4ed T.1, hal.484 Taksiran panjang pipa lurus
= ft
- 3 elbow 90
o
= 3
x x
= ft
- 1 globe valve
= 1
x x
= ft
- 1 gate valve
= 1
x x
= ft
Panjang total pipa =
75 + +
+ =
ft
Friksi yang terjadi : 1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa
PT, tabel 1 hal 484
2 x
x
2
x ftdt
2
x ft x
ft.lbm x ft dt
2
.lbf =
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa 0,5 A tangki A pipa
PetersTimmerhaus, hal.484 0,5 x
2
2 x
1 x
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki untuk aliran turbulen
2
-
2
2 x
1 x
V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ΣF
= F
1
+ F
2
+ F
3
= +
+ 8,1453
0,1895 0,3790
= 8,7138
ft . lbf lbm
= 4,9405
= 0,3790
ft . lbf 32,2
lbm F
3
= V
2
= ΔV
2 2
- ΔV
1 2
α = 1 2 x a x gc
2 x a x gc α = 1
untuk aliran turbulen 32,2
= 0,1895
ft . lbf lbm
F
2
= K x V
2
K = 2 x α x gc
= 4,9405
157,9173 32,2
0,2058 8,1453
ft . lbf lbm
157,9173
F
1
= 2f x V
2
x Le gc x D
= 0,0070
4,9405 7
0,2058 1,4403
19,7520 61,7250
1,4403 75,0000
32 0,2058
19,7520 300
0,2058 61,7250
+
Σ
F =
- Wf
+ ΔZ
+ ΔV
2
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 Ammonium Nitrat
P
1
= P
atm
+ P
1
= +
x x
P
1
= psi
x =
lbf ft
2
P
2
= 1 atm =
psi =
x 144 =
lbf ft
2
ΔP lbf ft
2
ρ lbm cuft
2
2 x
1 x
ΔZ = Z
2
- Z
1
= 30 ft
Persamaan Bernoully : ΔP
g -
Wf ρ
gc 2α x gc
+ +
+ = -
Wf = -
Wf
- Wf x flowrate cuftdt x ρ
= x
x =
hp Kapasitas =
x x
60 = gpm
Effisiensi pompa =
PetersTimmerhaus,5
ed,
fig. 12-17 h pompa
= PetersTimmerhaus,5
ed
,fig. 12-18
Spesifikasi : Fungsi
: Mengalirkan air dari bak penampung air jernih ke bak air pendingin. Type
: Centrifugal Pump Bahan
: Commercial Steel Rate volumetrik
: cuftdt
Total Dynamic Head :
: :
Power :
hp Jumlah
: 1 buah
Effisiensi pompa 76
Effisiensi motor 80
1,0 ft . lbf lbm
= 0,9777
0,7821 Power motor
= 80
Bhp Effisiensi motor
0,1641 31,9071
Bhp =
=
hp ≈
hp 0,7821
hp
h motor 0,8000
550 0,5944
0,1641 7,4810
0,7600 73,6686
76 hp
= 0,5944
hp =
550 31,9071
0,1641 62,4298
31,9071 -
Wf =
31,9071 ft . lbf
lbm -7,1857
30 0,3790
8,7138 +
ΔZ +
ΔV
2
+
Σ
V
2
= 4,9405
=
F =
0,3790 ft . lbf
2 x α x gc 32,2
lbm lbf ft
2
; =
-448,6005 =
-7,1857 ft . lbf
62,4298 lbm
14,7 14,7
2116,8 -448,6005
ΔP = P
2
- P
1
= ρ g h
14,7 62,4298
1 7,1857
17,8153 144
2565,4005
1
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 Ammonium Nitrat
VIII.4. Unit Pembangkit Tenaga Listrik
Tenaga listrik yang dibutuhkan Pabrik ini dipenuhi dari Perusahaan Listrik Negara PLN dan Generator set Genset dan distribusi pemakaian listrik untuk memenuhi kebutuhan pabrik
adalah sebagai berikut : - Untuk keperluan proses.
- Untuk keperluan penerangan. Untuk keperluan proses disediakan dari generator set, sedangkan untuk penerangan dari
PLN. Bila terjadi kerusakan pada generator set, kebutuhan listrik bisa diperoleh dari PLN Demikian juga bila terjadi gangguan dari PLN, kebutuhan listrik untuk penerangan bisa diperoleh
dari generator set. Perincian kebutuhan listrik dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel VIII.4.1. Kebutuhan Listrik untuk Peralatan Proses dan Utilitas.
1 2
3 4
5 6
7 8
9
10 11
12 13
14 15
16 17
18
BUCKET ELEVATOR 1
2,00 BLOWER
1 60,00
BELT CONVEYOR BLOWER
BUCKET ELEVATOR 1
2,00 Total
239,50 COATING DRUM
1 2,00
BELT CONVEYOR 1
4,00 1
2,00 BELT CONVEYOR
1 4,00
ROTARY COOLER 1
60,00 BUCKET ELEVATOR
ROTARY DRYER 1
58,00
1 2,00
1 11,50
CENTRIFUGE 3
6,00 SCREW CONVEYOR
1 2,00
1 2,00
GRAINING KETTLE 1
18,00 SCREW CONVEYOR
1 1,50
POMPA TANGKI PENAMPUNG EVAPORATOR
POMPA HNO
₃
1 1,00
POMPA TANGKI PENAMPUNG ABSORBER 1
1,50 Jumlah
Power hp
Peralatan Proses No
Nama Alat Kode Alat
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 Ammonium Nitrat
1 2
3 4
5 6
7 8
9
10 11
12 Pompa Tangki Air Pendingin 1,00
Total 229,20
Pompa Tangki Anion Exchanger 0,10
Pompa Boiler 1,00
Pompa Air Proses 0,50
Pompa Sand Filter 1,00
Pompa Bak Penampung Air Sanitasi 0,10
Pompa Tangki Kation Exchanger 0,50
Pompa Air Sungai 2,00
Pompa Bak Koagulasi 1,00
Pompa Bak Flokulasi 1,00
Peralatan Utilitas
Boiler 220,0000
Power Fan 1,00
No Nama Alat
Power hp
Peralatan Proses
1 hp = watt =
kW Jadi kebutuhan listrik untuk proses dan utilitas
= x
= kWh
468,70 0,7456
349,4627 745,6
0,7456
Kebutuhan listrik untuk penerangan pabrik dihitung berdasarkan kuat penerangan untuk tiap-tiap lokasi.Dengan menggunakan perbandingn beban listrik lumen m2,
dimana 1 foot candle =
lumen m
2
dan 1 lumen =
watt Perry, Conversion Table 10076
0,0015
No
1 2
3 4
5 6
7 8
9
10 11
12 5
50380
BANGUNAN Luas
foot candle Lumen m
2
JALAN ASPAL 6625
662,5 6675350
POS KEAMANAN 50
PARKIR 600
60 604560
TAMAN 200
20 201520
TIMBANGAN TRUK 100
10 100760
PEMADAM KEBAKARAN 100
10 100760
BENGKEL 100
10 100760
KANTOR 900
90 906840
PERPUSTAKAAN 100
10 100760
KANTIN 150
15 151140
POLIKLINIK 100
10 100760
MUSHOLA 300
30 302280
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 Ammonium Nitrat
No BANGUNAN
Luas foot candle
Lumen m
2
13 14
15 16
17 18
19 20
21 22
23 RUANG PROSES
3600 360
3627360 RUANG KONTROL
100 10
100760 LABORATORIUM
300 30
302280 UNIT PGOLAHAN AIR
900 90
906840 UNIT PEMB. LISTRIK
500 50
503800 UNIT BOILER
500 50
503800 STORAGE PRODUK
625 62,5
629750 STORAGE BHN BAKU
625 62,5
629750 GUDANG
625 62,5
629750 UTILITAS
400 40
403040 DAERAH PERLUASAN
2500 250
2519000 20000
2000 20152000
Untuk penerangan daerah proses, daerah perluasan, daerah utilitas, daerah bahan baku, daerah produk, tempat parkir, bengkel, gudang, jalan dan
taman digunakan merkury 250 watt. Untuk lampu merkury
250 watt mempunyai Lumen Output
= 167112,2995
No
1 Ruang Proses 2 Daerah Perluasan
3 Utilitas 4 Storage Bahan Baku
5 Storage Produk 6 Parkir
7 Bengkel 8 Gudang
9 Jalan Aspal
10 Taman Merkury 250 watt = 167112,2995 lumen
Lokasi Lumen m
2
3627360 2519000
403040 629750
629750 604560
100760 629750
6675350
Jumlah lampu 78
201520 13068572
= ≈
buah Jumlah lampu mercury yang dibutuhkan
= 13068572
167112,2995 78,20233
78
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 Ammonium Nitrat
Untuk penerangan daerah lain digunakan lampu 40 watt
Untuk lampu TL 40 watt, lumen out put =
=
buah lampu
= 20152000
- 13068572
26737,9679 26737,96791
Jumlah lampu TL yang dibutuhkan 265
Kebutuhan listrik untuk penerangan : =
x +
x =
watt =
kWh Kebutuhan listrik untuk AC kantor
= 20 kWh
Jadi total kebutuhan listrik, yaitu untuk kebutuhan proses dan penerangan adalah = listrik untuk proses + listrik untuk penerangan + listrik untuk AC
= +
+ 20
= kWh
Untuk menjamin kelancaran dalam penyediaan, ditambah 10 dari total kebu- tuhan. Sehingga kebutuhan listrik
= 1,1
x =
kWh 30,10
349,4627 30,10
399,5595 439,5155
399,5595 78
250 265
40 30096,80829
VIII.4.1. Generator Set Direncanakan digunakan
: Generator Portable Set penempatannya mudah
Effisiensi generator set :
Kapasitas generator set total =
= kWh
1 kW
= Btumenit
Tenaga generator =
x =
Btumenit Heating Value minyak bakar
= Btulb
Perry ed.3, hal 1629
Kebutuhan bahan bakar untuk generator per jam =
lbmenit =
kgjam Jadi dalam perencanaan ini, harus disediakan generator pembangkit
tenaga listrik yang dapat menghasilkan daya listrik yang sesuai. Dengan kebutu- han bahan bakar solar sebesar
kgjam Berat jenis bahan bakar
= kgliter
Maka kebutuhan bahan bakar =
80 439,5155
= 49,4956
80 549,3944
56,87 549,3944
56,87
literjam 0,881015486
31244,0568 19500
1,6023 43,6064
43,6064 0,88
43,60635617
Spesifikasi : Fungsi
: Pembangkit tenaga listrik
Kapasitas :
kWh Power factor
: 549,3944
0,8
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 Ammonium Nitrat
Frekuensi :
50 Hz Bahan bakar
: Minyak diesel
Kebutuhan bahan bakar :
literjam Jumlah
: 2 buah 1 cadangan
49,4956
VIII.4.2. Tangki Penyimpan Bahan Bakar Fungsi : Menyimpan bahan bakar minyak diesel.
Kebutuhan bahan bakar untuk generator per jam =
lb jam
Kebutuhan bahan bakar untuk boiler per jam =
lb jam Total minyak diesel
= lb jam
Densitas minyak diesel =
54 lb cuft Kapasitas per jam
= cuftjam =
liter 1 cuft
= lt
Direncanakan penyimpanan bahan bakar selama 1 bulan : Volume bahan
= cuftjam
x x
jam =
gallon Volume bahan
= x
= barrel
1 gallon =
barrel Dari Brownell tabel 3-3 halaman 43, diambil kapasitas tangki
= barrel dengan jenis Vessel berdasarkan API Standard
12-D
100,101
Spesifikasi : Nama alat
: Tangki Penyimpan Bahan Bakar. Type
: Standard Vessel API Standard
12-D
100,101 Kapasitas nominal
: barrel
Diameter :
15 in Tinggi
: 24 ft
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 grade C
Jumlah :
1 buah 1552,3825
0,0238 1000
96,1356
557,8700
1000 28,32
12,1112 7,48
720 65226,1539
65226,15388 0,0238
+ 654,0056
12,1112 342,9896
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 Ammonium Nitrat
BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK
IX.1 Lokasi Pabrik
