BAB VII UTILITAS
Dalam suatu pabrik, utilitas merupakan unit penunjang utama dalam memperlancar jalannya proses produksi. Oleh karena itu, segala sarana dan
prasarananya harus dirancang sedemikian rupa sehingga menjamin kelangsungan operasi suatu pabrik. Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada Unit Sterilisasi
Pada Pabrik Kelapa Sawit ini adalah sebagai berikut: 1. Kebutuhan uap Steam
2. Kebutuhan air 3. Kebutuhan bahan kimia
4. Kebutuhan listrik 5. Kebutuhan bahan bakar
7.1. Kebutuhan Uap Steam
Dalam pabrik, uap digunakan sebagai media pemanas pada sterilizer untuk melunakkan daging buah TBS dan mematikan enzim lipase yang merusak mutu
minyak yang dihasilkan. Kebutuhan uap pada Sterelizer yaitu 40.101,9 kgjam. Total kebutuhan steam adalah = 40.101,9 kgjam. Tambahan untuk kebocoran dan
lain-lain diambil faktor keamanan diambil sebesar 20 Perry, 1997, maka: Faktor keamanan diambil 20 = 20 x 40.101,9 kgjam = 8.020,38 kgjam.
Jadi, total steam yang dibutuhkan = 40.101,9 + 8.020,38 = 48.122,28 kgjam. Diperkirakan 80 kondensat dapat dipergunakan lagi Evans, 1978
VII-1
Universitas Sumatera Utara
Kondensat yang digunakan kembali = 80 x 48.122,28 kgjam = 38.497,824 kgjam.
Kebutuhan air tambahan untuk umpan boiler = 20 x 48.122,28 kgjam = 9.624,456 kgjam.
7.2. Kebutuhan Air
• Air untuk umpan boiler = 48.122,28 + 9.624,456 = 57.746,736 kgjam • Air domestik diperkirakan 10 literjam.orang x 15 karyawan = 150 kgjam.
• Air proses untuk proses untuk pencucian dan tangki rebus = 7.680 kgjam. Sehingga total kebutuhan air adalah = 57.746,736 + 150
= 57.898,736 kgjam. Sumur air untuk pabrik unit strilisasi adalah berasal dari sumur bor. Kualitas
sumur bor didasarkan atas analisa hasil sumur bor PKS PTPN IV Kebun Adolina seperti tabel 7.1 berikut:
Tabel 7.1. Kualitas sumur bor PKS PTPN IV Kebun Adolina
Parameter Satuan
Kadar PH
- 5,7
Alumina Al
2
O
3
mgL 20,00
Silika SiO
3
mgL 56,45
Kalsium CaO mgL
5,85 Magnesium MgO
mgL 3,45
Klorida Cl mgL
0,33 Sulfat SO
2
mgL 0,38
Besi FeO
3
mgL 9,50
Kandungan organik mgL
1,45 Sumber: PKS PTPN IV Kebun Adolina, 2008.
Universitas Sumatera Utara
Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka di lokasi pengambilan air dibangun fasilitas penampungan air yang merupakan tempat
pengolahan air sumur bor. Pengolahan air pada pabrik ini terdiri dari beberapa tahap, yaitu:
1. Pengendapan 2. Klarifikasi
3. Filtrasi 4. Deminiralisasi
5. Daerasi
7.2.1. Pengendapan
Pengendapan merupakan tahap awal dari pengolahan air. Pada bak pengendapan, partikel-partikel padat yang berdiameter besar akan mengendap
secara gravitasi, sedangkan partikel-partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air menuju unit pengolahan selanjutnya. Diameter padat dalam air berkisar antara
10
-4
m Alaerts, 1984. Untuk membunuh kuman-kuman dalam air dilakukan proses klorinasi yaitu dengan mereaksikan air dengan klor. Klor yang digunakan
biasanya berupa kaporit CaClO
2
Kebutuhan air domestik = 150 kgjam .
Kaporit yang digunakan mengandung 70 klorin Alaerts, 1984. Kebutuhan klorin = 2 ppm dari berat air Alaerts, 1984.
Kebutuhan kaporit =
000 .
000 .
1 7
, 150
2 x
x
= 0,0004 kgjam
Universitas Sumatera Utara
7.2.2. Klarifikasi
Klarifikasi merupakan proses penghilangan kekeruhan di dalam air. Air dari bak pengendapan dialirkan ke bak clarifier setelah diinjeksikan larutan alum
Al
2
SO
4 3
dan soda abu Na
2
CO
3
, dimana alum Al
2
SO
4 3
berfungsi sebagai koagulan dan Na
2
CO
3
berfungsi sebagai bahan pembantu untuk mempercepat pengendapan dan penetralan pH.
Setelah pencampuran, sambil dilakukan pengadukan maka akan terbentuk flok-flok yang akan mengendap ke dasar clarifier secara gravitasi dan air jernih
akan keluar melimpah yang selanjutnya masuk ke penyaring pasir sand filter untuk penyaringan.
Pemakaian alum Al
2
SO
4 3
hingga 50 ppm terhadap air yang akan diolah, sedangkan perbandingan pemakaian alum Al
2
SO
4 3
dan soda abu Na
2
CO
3
Total kebutuhan air = 57.898,736 kgjam
adalah 1 : 0,54 Baron, 1982.
Larutan alum yang dibutuhkan = 50.10
-6
= 2,895 kgjam. x 57.898,736 kgjam
Larutan soda abu yang dibutuhkan = 0,54 x 50.10
-6
= 1,563 kgjam.
7.2.3. Filtrasi
Filtrasi bertujuan untuk memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut bersama air. Pada proses filtrasi digunakan penyaring pasir sand filter yang
terdiri dari 3 lapisan, yaitu Hammer, 1996: x 57.898,736 kgjam
• Lapisan I terdiri dari pasir hijau green sand setinggi 24 in • Lapisan II terdiri dari antrasit setinggi 12 in
Universitas Sumatera Utara
• Lapisan III terdiri dari gravel setinggi 7 in Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan.
Selama pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan regenerasi secara berkala dengan cara pencucian balik back washing. Dari sand
filter , air dipompakan ke menara air sebelum didistribusikan untuk berbagai
kebutuhan. Untuk air umpan ketel, masih diperlukan pengolahan lebih lanjut, yaitu proses demineralisasi dan deaerasi.
7.2.4. Demineralisasi
Air untuk umpan ketel harus murni yang bebas dari garam-garam terlarut, untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi dengan langkah-langkah sebagai
berikut: • Menghilangkan kation-kation Ca
2+
, Mg • Menghilangkan anion-anion SO
2+ 4
2-
, CO
3 2-
, Cl
Alat-alat demineralisasi dibagi atas:
-
a Kation Exchanger
Penukar kation berfungsi untuk mengikat logam-logam alkali dan mengurangi kesadahan air yang digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran
kation Ca, Mg dan kation lain yang larut dalam air dengan kation resin. Resin yang digunakan bermerek Daulite C-225.
Reaksi yang terjadi: 2H
+
R + Ca
2+
Ca
2+
R
2
+ 2H 2H
+ +
R + Mg
2+
Mg
2+
R
2
+ 2H
+
Untuk regenerasi dipakai H
2
SO
4
dengan reaksi sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
Ca
2+
R
2
+ 2H
2
SO
4
CaSO
4
+ 2H
+
Mg R
+
R
2
+ 2H
2
SO
4
MgSO
4
+ 2H
b Anion Exchanger
+
Anion exchanger berfungsi untuk mengikat atau menyerap anion-anion yang terlarut dalam air seperti SO
4 2-
, Cl
-
, dan CO
3
akan diikat oleh resin yang bersifat basa dengan merek R-Dowex, sehingga resin akan melepas ion OH
-
2R-OH + SO Persamaan reaksi yang terjadi dalam anion exchanger adalah:
4 2-
R
2
SO
4
+ 2OH R-OH + Cl
- -
RCl + OH
Perhitungan Kesadahan Kation
-
Air sumur bor PKS PTPN IV Kebun Adolina mengandung kation Ca, Mg dan Fe, masing-masing: 5,85 ppm; 3,45 ppm; dan 9,5 ppm.
1 grgal = 17,1 ppm Total kesadahan kation
= 5,8 + 3,45 + 9,5 = 18,8 ppm x
ppm 17,1
grgal 1
= 1,0994 grgal Jumlah air yang diolah
= 57.746,736 kgjam =
3 3
galm 264,17
x kgm
995,68 kgjam
57.746,736
= 15.321,142 galjam Kesadahan air total
= 1,0994 grgal x 15.321,142 galjam x 24 jamhari = 404.257,539 grhari = 404,258 kghari
Volume exchanger yang digunakan kapasitas = 7,7 Kgrainft
3
…Nalco,1979
Universitas Sumatera Utara
Berarti kapasitas exchanger =
3 grain
3 grain
t 0,4989kgf
K kg
0,0648 x
kg ft
K 7,7
=
Volume kation exchanger =
EC total
kesadahan
=
kghari 0,4989
kghari 404,258
= 810,297 ft
3
hari Direncanakan menggunakan resin 0,1 ft
air kesadahan
total EC
x re
sin
3
Jumlah air yang diolah = x jumlah umpan boiler
=
kghari
404,258 kgft
0,4989 x
ft 0,1
3 3
x 810,297 kgjam x 24 jamhari
= 162,542 kg. Waktu regenerasi
=
boiler umpan
air diolah
yang air
=
kgjam 810,297
kg 162,542
= 0,2 jam Untuk regenerasi digunakan 6 lb H
2
SO
4
ft
3
………………Nalco, 1979 Maka kebutuhan H
2
SO
4
= 6lbft
3
810,297 ft
3
Perhitungan Kesadahan Anion
hari1 hari24jam1kg2,2046 lb =91,887 kgjam
Air sumur bor PKS PTPN IV Kebun Adolina mengandung anion Cl dan SO
2
, masing-masing 0,33 ppm dan 0,38 ppm.
1 grgal = 17,1 ppm Total kesadahan anion = 0,33 + 0,38 ppm
Universitas Sumatera Utara
=0,71 ppm x
ppm gal
gr 1
, 17
1
= 0,0415 grgal Jumlah air yang diolah = 810,297 kgjam
=
3
kgm 995,68
kgjam 810,297
x 264,17 galm
3
= 214,982 galjam Kesadahan air total = 0,0415 grgal x 214,982 galjam x 24 jamhari
= 214,124 grhari = 0,214 kghari. Volume exchanger digunakan memiliki kapasitas = 12 K
grain
ft
3
grain 3
grain
K kg
0,0648 x
kg ft
K 12
…Nalco, 1979 Berarti kapasitas exchanger =
= 0,7776 kgft
hari ft
0,275 kgft
0,7776 kghari
0,214 EC
total kesadahan
3 3
= =
3
Volume anion excnanger = Direncanakan menggunakan resin 0,1 ft
air kesadahan
total EC
x re
sin
3
Jumlah air yang diolah = x jumlah umpan boiler
=
hari
kg ft
kg x
ft 275
, 7776
, 1
,
3 3
x 810,297 kgjam x 24 jamhari
= 5.498,940 kg Waktu regenerasi =
jam 7
6,775 kgjam
810,297 kg
5.189,940 boiler
umpan air
diolah yang
air =
= =
Untuk regenerasi digunakan 5 lb NaOHft
3
………….Nalco, 1979 Maka kebutuhan NaOH = 5 lbft
3
0,275 ft
3
hari1 hari24 jam1 kg2,2046 lb = 0,025 kgjam
Universitas Sumatera Utara
7.2.5. Deaerasi
Daerator berfungsi untuk memanaskan air yang keluar dari alat penukar
uap anion exchnager sebelum dikirim sbagai umpan ketel. Air hasil
demeneralisasi dikumpulkan pada tangki air umpan ketel sebelum dipompakan ke
daerator. Pada proses daerator ini, air dipanaskan hingga suhu 90
1. Al C hingga gas yang
terlarut dalam air dapat dihilangkan. Pemanasan ini juga berfungsi untuk mencegah perbedaan suhu yang besar dengan air umpan ketel sehingga beban
ketel dapat dikurangi. Pemanasan dilakukan dengan menggunakan koil pemanas di dalam daerator.
7.3. Kebutuhan bahan kimia
Kebutuhan bahan kimia pada pabrik pembuatan yoghurt dari kacang kedelai ini sebagai berikut:
2
SO
4 3
2. Na = 2,895 kgjam
2
CO
3
3. Kaporit = 0,0004 kgjam
= 1,563 kgjam
4. H
2
SO
4
5. NaOH = 0,025 kgjam
= 91,887 kgjam
7.4. Kebutuhan Listrik
Perincian kebutuhan listrik diperkirakan sebagai berikut: 1. Unit proses
= 1029,766 Hp x
Hp 1,34102
1Kw
= 767,897 Hp
Universitas Sumatera Utara
2. Unit utilitas = 32,4975 Hp x
Hp 1,34102
1Kw
= 24,233 kW 3. Ruang kontrol dan laboratorium = 14,914 kW
4. Penerangan dan kantor = 14,914 kW
5. Bengkel = 29,828 kW
6. Perumahan = 22,371 kW
Total kebutuhan listrik = 767,897 + 24,233 + 14,914 + 14,914 + 29,828 + 22,371 = 874,158 kW
Untuk cadangan diambil 20 maka: Listrik yang diperlukan = 1,2 x 874,158 kW = 1048,989 kW
Untuk memenuhi kebutuhan listrik pada power plant digunakan 3 unit diesel engine generatting set
2 operasi dan 1 stand by. Efisiensi generator 80, maka:
Daya output generator = 1048,989 kW0,8 = 1311,236 kW…Desphande, 1985 Untuk perancangan dipakai diesel generator AC, 1350 kW.
7.5. Kebutuhan Bahan Bakar
Bahan bakar generator Nilai Bahan bakar solar
= 19.860 Btulbm Densitas bahan bakar solar
= 0,89 kgL Daya generator yang dihasilkan
= 1311,236 kW x kW
1 Btudet
0,9478
= 1242,789 Btudet x 3600 detjam = 4.474.042,131 Btujam
Universitas Sumatera Utara
Jumlah bahan bakar solar =
Btulbm 19.860
Btujam 131
4.474.042,
= 225,279 lbmjam x 0,454 kglbm = 102,276 kgjam
Kebutuhan solar =
kgL 0,89
kgjam 102,276
= 114,917 Ljam = 2758,023 Literhari
7.6 . Spesifikasi Peralatan Utilitas 7.6.1. Pompa Air Sumur Bor L-411
Kategori