VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
1
BAB VIII UTILITAS
Dalam sebuah pabrik, utilitas meupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan mengingat saling berhubungan antara proses industri dengan kebutuhan utilitas untuk
proses tersebut. Dalam hal ini, utilitas dari suatu pabrik terdiri atas : 1.
Unit pengolahan air Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan air pendingin, air proses, air
sanitasi, dan air pengisi boiler. 2.
Unit pembangkitan “steam” Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan “steam” pada proses
evaporasi, pemanasan, dan “supplay” pembangkitan tenaga listrik. 3.
Unit pembangkitan tenaga listrik Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan listrik bagi alat
– alat bangunan, jalan raya, dan lain sebagainya.
4. Unit bahan bakar
Unit ini berfungsi sebagai penyedia bahan bakar bagi alat – alat, generator,
boiler, dan sebagainya. 5.
Unit pengolahan limbah Unit ini berfungsi sebagai pengolahan limbah pabrik baik limbah cair,
maupun gas dari proses pabrik.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
2
Sistem Pengolahan Air
Air adalah suatu zat yang banyak terdapat dialam bebas. Sesuai dengan tempat sumber air tersebut berasal, air mempunyai fungsi yang berlainan, dengan
karakteristik yang ada. Air banyak sekali diperlukan didalam kehidupan, baik secara langsung maupun tidak langsung.
Didalam pabrik ini dibedakan menjadi 2 bagian utama dalam sistem pengolahan air. Bagian pertama adalah unit pengolahan air sebagai unit penyedia
kebutuhan air dan unit pengolahan air buangan sebagai pengolahan air buangan pabrik sebelum dibuang kebadan penerima air.
Dalam pabrik ini sebagian besar air dimanfaatkan sebagai air proses dan sebagai media perpindahan energi. Untuk melaksanakan fungsi tersebut, air harus
mengalami pengolahan terlebih dahulu sehingga pabrik dapat berfungsi dengan handal, aman, dan efisien.
Secara umum fungsi air di pabrik ini terbagi dalam beberapa sistem pemakaian, masing
– masing mempunyai persyaratan kualitas yang berbeda sesuai dengan fungsi dan kegunaannya. Sistem pemakaian tersebut antara lain adalah :
1. Sebagai air pendingin.
2. Sebagai air proses.
3. Sebagai air sanitasi.
4. Sebagai air pengisi boiler.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
3
VIII.1 Unit Penyediaan Steam
Unit penyediaan “steam” berfungsi untuk menyediakan kebutuhan steam,
yang digunakan sebagai media pemanas pada proses pabrik ini. Direncanakan
“boiler” menghasilkan steam jenuh pada tekanan 4,5 atm pada suhu 148
o
C dengan = 1179,3 Btulb
No Nama Alat
Kode Alat Steam kgjam
Steam lbjam 1
HEATER E
– 213 435.2172
959 Total kebutuhan
“steam” = 959 lbjam Untuk faktor keamanan dari kebocoran
– kebocoran yang terjadi, maka direncanakan steam yang dihasilkan 20 dari kebutuhan steam total :
= 1,2 x kebutuhan normal 959 lbjam = 1151 lbjam Menghitung Kebutuhan Bahan Bakar :
Severn, W.H, hal.142 Dimana :
m
f
= massa bahan bakar yang dipakai, lbjam m
s
= massa steam yang dihasilkan, lbjam h
v
= enthalpy uap yang dihasilkan, Btulb h
f
= enthalpy liquida masuk, Btulb e
b
= effisiensi boiler 85 - 92 ditetapkan e
b
= 92 Severn, W.H, hal.142 F = nilai kalor bahan bakar,Btulb
h
v
= 1179,3 Btulb Steam Table
h
f
= 970,3 Btulb suhu air = 100
o
C SteamTable
e
b
= 90 diambil effisiensi maksimum
F = nilai kalor bahan bakar
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
4
Digunakan Petroleum Fuels Oil 33
o
API 0,22 sulfur Perry eds 7, T.27-6
Dari Perry ed 7, fig.27-3, didapat : relative de nsity, ρ = 0,86 grcc
Heating Value = 137273 Btugal p = 0,86 grcc = 54 lbcuft = 7,2 lbgal
Maka : Heating value :
= 1372737,2 Btugall = 19127 Btulb
Severn, W.H, hal.142 mf = 1151 1179.3 - 970.3
x 100 = 14 lbjam 92 x 19127
Kapasitas Boiler :
= 1151 1179,3 – 970,3
1000 = 241 Kilo Btu jam
Penentuan Power Boiler :
dimana : Angka
– angka 970,3 dan 34,5 adalah suatu penyesuaian pada penguapan 34,5 lb airjam dari air pada suhu 212
o
F menjadi uap kering pada 212
o
F pada tekanan 1 atm, untuk kondisi demikian diperlukan enthalpy penguapan sebesar 970,3 Btulb.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
5
1151 1179,3 – 970,3
970,3 x 34,5 = 7 hp
Penentuan heating surface boiler :
Untuk 1 hp boiler dibutuhkan 10 ft
2
heating surface. Severn,W.H, hal. 140 Total heating surface = 10 x 7 = 70 ft
2
Kebutuhan air untuk pembuatan steam :
Air yang dibutuhkan diambil 20 berlebih dari jumlah steam yang dibutuhkan untuk faktor keamanan
Produksi steam = 1151
lbjam Kebutuhan air
= 1.2 x 1151 = 1382 lbjam = 33160
lbhari ρair : 62.430
lbcuft maka volume air = 531 cufthari = 15 m
3
hari Air kondensat dari hasil pemanasan direcycle kembali ke boiler. Dianggap
kehilangan air kondensat = 20 20
maka air yang ditambahkan sebagai make up water adalah = 0.2 x 15 = 3 m
3
hari
Spesifikasi :
Nama alat : Boiler
Type : Fire tube boiler tekanan 10 atm
Heating surface : 70 ft
2
Kapasitas boiler : 241 Btujam
Rate steam : 1151 lbjam
Effisiensi : 92
Bahan bakar : Diesel oil 12,6
o
API Rate bahan bakar
: 14 lbjam Jumlah
: 1 buah
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
6
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 sebelummasuk ke dalam bak penampung, dilakukan penyaringan lebih 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 reservoir. Dari tangki
penampung kemudian dilakukan pengolahan dalam unit water treatment. Untuk menghemat pemakaian air maka diadakan sirkulasi.
Air dalam pabrik ini dipakai untuk : 1. Air sanitasi. 2. Air umpan boiler
3. Air pendingin 4. Air proses
VIII.2.1. Air Sanitasi
Air sanitasi untuk keperluan minum, masak, cuci, mandi, dan sebagainya. Berdasarkan S.K Gubernur Jatim No.4131987, baku mutu air baku harian :
Parameter Satuan
S.K Gubernur Suhu
o
C Suhu air normal 25 - 30
o
C Kekeruhan
Skala NTU Warna
Unit Pt-Co SS
Ppm pH
6 - 8,5 Alkalinitas
ppm CaCO
3
CO
2
bebas ppm CO
2
DO ppm O
2
= 4
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
7
Nitrit ppm NO
2
Nihil Ammonia
ppm NH
3
-N 0,5
Tembaga ppm Cu
1 Fosfat
ppm PO
4
Sulfida ppm H
2
S Nihil
Besi ppm Fe
5 Krom heksafalen
ppm Cr 0,05
Mangan ppm Mn
0,5 Seng
ppm Zn 5
Timbal ppm Pb
0,1 COD
ppm O
2
10 Detergen
ppm MBAS 0,5
Kebutuhan air sanitasi untuk pabrik ini adalah untuk :
- Karyawan, asumsi kebutuhan air untuk karyawan = 15 literhari per orang
= 15 literhari per orang x 114 orang = 3 m
3
hari -
Keperluan Laboratorium = 20 m
3
hari -
Untuk menyiram kebun dan kebersihan pabrik = 10 m
3
hari -
Cadanganlain – lainnya
= 7 m
3
hari Total kebutuhan air sanitasi
= 40 m
3
hari
VIII.2.2. Air Umpan Boiler
Air ini dipergunakan untuk menghasilkan steam didalam boiler. Air umpan boiler harus memenuhi persyaratan yang sangat ketat, karena kelangsungan operasi
boiler sangat bergantung pada kondisi air umpannya. Beberapa persyaratan yang harus dipenuhi antara lain :
1. Bebas dari zat penyebab korosi, seperti asam, gas
– gas terlarut. +
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
8
2. Bebas dari zat penyebab kerak yang disebabkan oleh kesadahan yang tinggi,
yang biasanya berupa garam – garam karbonat dan silika.
3. Bebas dari zat penyebab timbulnya buih busa seperti zat
– zat organik, anorganik, dan minyak.
4. Kandungan logam dan impuritis seminimal mungkin.
Kebutuhan air umpan boiler dapat diketahui pada perhitungan boiler.
VIII.2.3 Air Pendingin
Untuk kelancaran dan effisiensi kerja dari air pendingin, maka perlu diperhatikan persyaratan untuk air pendingin dan air umpan boiler : Lamb : 302
Karakteristik Kadar maximum ppm
Air Boiler Air pendingin
Silica 0,7
50 Aluminium
0,01 -
Iron 0,05
- Mangan
0,01 -
Calcium -
200 Sulfate
- 680
Chlorida -
600 Dissolved Solid
200 1000
Suspended Solid 0,5
5000 Hardness
0,07 850
Alkalinity 40
500
Untuk menghemat air, maka air pendingin yang telah digunakan didinginkan kembali kedalam cooling tower, sehingga perlu disirkulasi air pendingin, maka
disediakan pengganti sebanyak 20 kebutuhan. Kebutuhan air pendingin :
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
9
No. Nama Alat
Kode Alat
Steam kgjam
Steam lbjam
1 COOLING
CONVEYOR J-314
7742 17069
COOLING TOWER P -283
Fungsi : mendinginkan air pendingin yang sudah terpakai.
Total kebutuhan air pendingin = 17069lbjam Air yang harus ditambahkan sebagai make-up water 20 = 3414 lbjam
Untuk keperluan ini digunakan cooling tower dengan spesifikasi sebagai berikut : Kapasitas = 3414 lbjam = 55 cuftjam = 7 gpm = 37
m
3
hari T air masuk pada cooling tower = T
1
= 113
o
F = 45
o
C T air keluar cooling tower = T
2
= 86
o
F = 30
o
C Digunakan T wet bulb = T
wb
= 65
o
F Humidity chart dengan Himidity = 70 Temperature approach =
T
2
- T
wb
= 86
– 65 = 21
o
F Temperature range =
T
1
- T
2
= 113
– 86 = 27
o
F Konsentrasi air, Tw = 65
o
F ; Tc = 86
o
F = 3 gpmft
2
[Perry 7
ed
, fig. 12-14]
= 73 = 2,3 ft
2
= 1,7 ft
Untuk tower approach = 21
o
F, maka tinggi = 30 ft [Perry 7
ed
, fig. 12-16]
Spesifikasi :
Nama :
Cooling Tower Tipe
: Atmospheric cooling tower
Tinggi :
30 ft
Diameter :
1.7 ft Jumlah
: 1
buah i
konsentras Q
LuasTower
A x
D wer
Diameterto 4
;
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
10
VIII.3 Unit Pengolahan Air Water Treatment
Air untuk keperluan industri harus terbebas dari kontaminan yang merupakan faktor penyebab terbentuknya endapan, korosi pada logam, dan lainnya. Untuk
mengatasi masalah ini maka dari sumber air tetap memerlukan pengolahan sebelum dipergunakan.
Proses Pengolahan Air Sungai
Air sungai dipompakan ke bak penampung A-210 yang terlebih dahulu dilakukan penyaringan dengan cara memasang serat kayu agar kotoran bersifat
makro akan terhalang dan tidak ikut masuk dalam bak koagulasi dan flokulasi A- 220. Selanjutnya air sungai dipompa ke bak pengendapan A-230. Pada bak
pengendapan ini kotoran – kotoran akan mengendap dalam bentuk flok – flok yang
sebelumnya pada bak koagulasi flokulasi diberikan koagulan Al
2
SO
4 3
.18 H
2
O. Air bersih kemudian ditampung pada bak air jernih A-240 yang selanjutnya
dilewatkan sand filter untuk menyaring kotoran yang masih terikat oleh air. Air yang keluar ditampung ke bak penampung air bersih A-252 untuk didistribusikan sesuai
kebutuhan. Dari perincian diatas, dapat disimpulkan kebutuhan air dalam pabrik :
- Air Boiler
= 3 m
3
hari -
Air pendingin = 38 m
3
hari -
Air sanitasi = 40 m
3
hari + Total
= 81 m
3
hari Untuh faktor keamanan, direncanakan 20 berlebih dari kebutuhan air.
= 1,2 x kebutuhan normal = 1,2 x 81 = 96 m
3
hari = 5 m
3
jam
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
11
VIII.3.1. Spesifikasi Peralatan Pengolahan Air 1. Bak Penampung Air sungai A-210
Fungsi : menampung air sungai sebelm diproses menjadi air bersih.
Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton. Rate volumetrik = 96 m
3
hari Ditentukan : waktu tinggal
= 1 hari Tinggi
= x m Panjang = lebar = 2 x m
Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air = 96 80 = 120 m
3
Volume penampung = 2 p x 21 x t 120 = 2 X x 2 X x 1 X
120 = 4X
3
Sehingga, x = 3,1 m Panjang = 2 X m = 2 X 3,1 = 6,2 m
Lebar = 2 X m = 2 X 3,1 = 6,2 m Tinggi = 1 X m = 2 X 3,1 = 3,1 m
Check volume : Volume bak = p x l x t
= 6,2 x 6,2 x 3,1 = 120 m
3
memenuhi
Spesifikasi :
Fungsi : Menampung air sungai sebelum diproses menjadi air bersih.
Kapasitas : 120 m
3
Bentuk : Empat persegi panjang terbuka
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
12
Ukuran : panjang = 6,2 m
Lebar = 6,2 m Tinggi = 3,1 m
Bahan konstruksi : beton Jumlah
: 1 buah
2. Bak Koagulasi A-220
Fungsi : tempat terjadinya koagulasi dengan penambahan Al
2
SO
4 3
untuk destabilisasi kotoran dalam air yang tak dikehendaki. Bak berbentuk silinder yang
terbuat dari beton yang dilengkapi pengaduk. Perhitungan :
Rate volumetrik : 5 m
3
jam = 5000 ltjam Dosis alum
: 20 mglt AWWA ; T.5.2 : 94
Kebutuhan alum : 20 mglt x 5000 ltjam = 100000 mgjam
: 1,5 kgjam = 792 kgtahun 330 hari ρ alum = 1,1293 kgL
volume alum = = 1,33 Ljam = 0,00132 m
3
jam Waktu tinggal
: 1 jam Volume air dan alum : 5 + 0,00132 m
3
jam x 1 jam = 5,00132 m
3
Dirancang bak berisi 80 air, maka volume air = 5,001320,8 = 6,2515 m
3
Jumlah bak yang digunakan : 1 buah Sehingga volume bak = 6,2515 m
3
Digunakan bak berbentuk lingkaran dengan tinggi bak = 2 D
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
13
Volume bak = luas alas x tinggi 6,2515
= ¼ π D
2
x 2 D 6,2515 = 1,57 D
3
D = 1,35 m H = 8 m
Tinggi cairan dalam tangki = ¼ π D
2
H 5,00132 = ¼ π 1,35
2
H 5,00132 = 3,57 H
H = 1,42 m Dalam bak koagulator dilengkapi pengaduk berkecepatan = 50 rpm 0,833 rps
Dirancang pengaduk tipe flat blade turbin dengan 6 blade dengan perbandingan diameter impeler dengan diameter bak DaDT = 13 Mc. Cabe hal 235
Diameter impeler, Da = 13 x diameter bak = 0,33 x 4 = 1,32 m ρ air = 1000 kgm
3
air = 0,8 cp = 0,00083 kgm.s
Dari Geankoplis figure 3.4-4, diketahui nilai Np pada Nre = 1748697 adalah Np = 6
Daya yang diperlukan untuk motor pengaduk :
= 18,6 hp
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
14
Jika effisiensi motor 80, maka : P = 18,60,8 = 23,25
Dipilih motor = 24 hp
Spesifikasi :
Fungsi : tempat terjadinya koagulasi.
Kapasitas : 5,00132 m
3
Jumlah : 1 buah
Bentuk : silinder
Ukuran bak : diameter = 1,35 m
Power : 24 hp
Bahan : beton bertulang
3. Tangki Flokulasi
Fungsi : tempat terjadinya flokulasi dengan penambahan PAC Polly Ammonium Chloride untuk destabilisasi kotoran dalam air yang tak dikehendaki. Bak berbentuk
silinder yang terbuat dari beton yang dilengkapi pengaduk. Perhitungan :
Rate volumetrik = 5 m
3
jam = 5000 ltrjam Dosis alum
= 20 mglt Kebutuhan alum = 20 mglt x 5000 ltjam = 100000 mgjam
= 1000000 kgjam = 7.920.000 kgtahun 330 hari proses ρ alum = 1,1293 kgL
volume alum = 7.920.0001,1293
= 7013,194 literjam
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
15
Waktu tinggal : 1 jam
Volume air dan alum : 5 + 0,0487 m
3
jam x 1 jam = 5,0487 m
3
Dirancang tangki berbentuk silinder dan berisi 80 air, maka : Volume tangki
= 5,04870,8
= 3,4956 m
3
Jumlah tangki yang digunakan : 1 buah Sehingga volume tangki
= Asumsi
: H
= 2 D
Volume tangki =
3,4956 =
1,57 D
3
D =
1,3058 m H
= 2 x 1,3058
= 2,6116 m
Tinggi cairan dalam tangki = 5,0487 =
H =
2,0529 m Dalam bak koagulator dilengkapi pengaduk berkecepatan 50 rpm 0,8333 rps.
Dirancang pengaduk tipe flat blade turbin dengan 6 blade dengan perbandingan diameter impeler dengan diameter tangki TD = 0,3 Mc. Cabe hal 235
Diameter impeler Da = 13 diameter tangki = 0,3333 x 1,3058 = 0,4352 m
ρ air = 1000 kgm
3
air = 0,8 cp
= 0,00083 kgm.s
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
16
Dari Geankoplis figure 3.4-4,
diketahui nilai Np pada Nre = adalah :
Np =
10 Daya yang diperlukan untuk motor pengaduk :
= 0,121 hp
Jika effisiensi motor 80, maka : P = 0,121
0,8 =
0,1515 hp Dipilih motor
= 0,2
hp
Spesifikasi :
Fungsi : Sebagai tempat terjadinya koagulasi.
Kapasitas : 5,00132 m
3
Jumlah : 1 buah
Bentuk : Silinder
Ukuran bak : diameter
= 1,3058 m
Tinggi =
2,6116 m Motor penggerak
: 0,2 hp Bahan
: beton bertulang
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
17
4. Bak pengendap A – 230
Fungsi : Menampung air jernih dari bak flokulator Bak berbentuk persegi yang terbuat dari beton.
Rate volumetric : 96 m3hari = 25892 galhari Perhitungan :
Panjang Weir Total = Volumetrik air galhari Weir Loading galft. hari Sugiharto : 107
Ketentuan : Weir Loading = 10.000 gal.ft.hari Sugiharto : 107 Panjang Weir total= 25892 galhari
10.000 galft.hari 8 ft = 3 ft , digunakan 8 ft
Panjang tiap Weir = 4 ft Sugiharto : 108 Jumlah Weir = 84 = 2 weir
Perbandingan panjang bak dan lebar bak diambil 3:1 Sugiharto : 107 Panjang bak = 8 ft
Lebar bak = 3 ft Tinggi bak = 7 ft Sugiharto : 107
Waktu tinggal = 2 jam Bahan konstruksi = Beton
Jumlah bak = 1 buah
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
18
5. Bak Air Jernih A-240
Fungsi : menampung air dari bak pengendap
Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton. Rate volumetrik = 5 m
3
jam Ditentukan : waktu tinggal = 2 jam
Tinggi = x m Panjang = lebar = 2 x m
Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air : = 5 x 2 80 = 13 m
3
Volume penampung = 4x
3
= 13
x =
1,5 Jadi tinggi
= 1,5 m
panjang =
lebar = 1,5 x 2 m = 3 m
Spesifikasi :
Kapasitas : 13 m
Bentuk : persegi panjang
Ukuran : Panjang
= 3 m
Lebar =
3 m Tinggi
= 1,5 m
Bahan konstruksi : beton
Jumlah : 1 buah
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
19
6. Sand Filter H – 250
Fungsi : Menyaring kotoran yang tersuspensi dalam air
dengan menggunakan penyaring pasir. Rate volumetrik
: 5 m
3
jam = 22,3 gpm Rate filtrasi : 12 gpmft
2
Perry edisi 6 hal 19-85 Luas penampang bed : 22,3 12 = 1,9 ft
2
= 1,6 ft = 0,5 m Tinggi lapisan dalam kolom, diasumsikan :
Lapisan graveler =
0,3 m Sugiharto, 121 Lapisan pasir
= 0,7 m Sugiharto, 121
Tinggi air =
3 m Sugiharto, 121
Tinggi lapisan =
4 m Kenaikan akibat back wash = 25 dari tinggi lapisan
= 25 x 4 = 1 m Tinggi total lapisan
= tinggi bed + tinggi fluidisasi + tinggi bagian atas untuk pipa + tinggi bagian bawah untuk pipa
= 4 + 1 + 0,5 + 0,5 = 6 m
Spesifikasi :
Fungsi : menyaring air dari clarifier.
Kapasitas : 22 m
3
jam Bentuk
: bejana tegak 785
, :
A d
Diameterbe
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
20
Diameter : 0,5 m
Tinggi : 5 m
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade P
Jumlah : 1 buah
7. Bak Penampung Air Bersih A – 252
Fungsi : Menampung air dari sand filter. Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.
Rate volumetrik : 96 m
3
hari Ditentukan
: waktu tinggal : 1 hari Volume air total
: 63,7598 m
3
jam Dimisalkan
: Tinggi = x m
Panjang = lebar = 2 x
m Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air :
96 80 = 123 m
3
Panjang = 2x m
= 2 x
3,1 = 6,2 m
Lebar = 2x m
= 2 x
3,1 = 6,2 m
Tinggi = x m
= 1 x
3,1 = 3,1 m
Spesifikasi :
Fungsi : Menampung air bersih dari sand filter
Kapasitas : 123 m
3
Bentuk : Empat persegi panjang terbuka
Ukuran : Panjang
= 6,2 m
Lebar =
6,2 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
21
Tinggi =
3,1 m Bahan konstruksi
: Beton Jumlah
: 1 buah
8. Bak Penampung Air Sanitasi A-260
Fungsi : Menampung air dari bak air bersih untuk keperluan sanitasi dan tempat menambahkan desinfektan chlorine.
Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton. Rate volumetrik
: 40,m
3
hari = 2 m
3
jam Ditentukan
: waktu tinggal = 24 jam Digunakan
: 1 buah bak Volumebak penampung 80 terisi air
1,67 x 24 = 50 m
3
0,8 Volume bak penampung = 4x
3
; 50 = 4x
3
; x = 2,3 m Dimisalkan
: Panjang
= 2 x m Lebar
= 2 x m Tinggi
= x m Panjang
= 2x m =
2 x
2,3 = 4,6 m
Lebar =
2x m = 2
x 2,3
= 4,6 m Tinggi
= x m
= 1
x 2,3
= 2,3 m Untuk membunuh kuman, digunakan desinfectan jenis chlorine dengan kebutuhan
chlorine = 200 mglt
Wesley : fig.10-6
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
22
Jumlah chlorine yang harus ditambahkan setiap hari : =
200 mgl x 50.000 lt x 330 hari = 3300000000mg = 3300 kg
Spesifikasi :
Fungsi : Menampung air dari bak air bersih untuk keperluan
sanitasi dan tempat penambahan desinfectan chlorine. Kapasitas
: 50 m
3
Bentuk : Empat persegi panjang terbuka.
Ukuran : Panjang =
4,6 m Lebar
= 4,6 m
Tinggi = 2,3 m
Bahan konstruksi : beton
Jumlah : 1 buah
9. Tangki Kation Exchanger A-272
Fungsi : mengurangi kesadahan air yang disebabkan oleh garam – garam Ca
Kandungan CaCO
3
dari water treatment masih sekitar 5 graingallon Kirk.Othmer, vol 11 : 887. Kandungan ini sedianya dihilangkan dengan resin zeolith bentuk
granular, agar sesuai dengan syarat air boiler. Kandungan CaCO
3
: 5 graingal = 0,325 grgal 1 grain = 0,000065 kg Jumlah air yang diproses
: 3 m
3
= 792,6 gallon Jumlah CaCO
3
dalam air = 0,325 grgal x 792,6 gallon = 257,6 gr Dipilih bahan pelunak :
Zeolit dengan exchanger capacity = 1,4 ekkg CaCO
3
Perry 6th
ed
; T.16-4 Na
– zeolit diharapkan mampu menukar semua ion Ca
2+
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
23
ek ekuivalen = gramberat ekuivalen
Underwood : 55 berat ekuivalen
= BMelectron Underwood : 51
Untuk CaCO
3
, 1 mol Ca melepas 2 electron : Ca
2+
, sehingga elektron = 2 BM CaCO
3
= 100 Berat ekuivalen
= 1002 = 50 grek Berat zeolit
= ek x berat ekuivalen = 1,4 ek x 50 grek = 70 gr Kapasitas zeolit
= 70 grkg Jumlah CaCO
3
= 257,6 gr = 0,2576 kg
Cara kerja :
Air dilewatkan pada kation exchanger yang berisi resin sehingga ion positif tertukar dengan resin.
Kebutuhan zeolit = 70 grkg x 0,2576 kg = 18,1 gr = 0,1 kg
ρ zeolit = 0,95 kglt
Perry 6th
ed
; T.16-4 Volume zeolit
= 0,1 kg0,95 kglt = 0,2 lt = 0,01 m
3
Volume total = 3 + 0,01 = 3,01 m
3
Rate volumetrik = 3,01 m
3
hari = 0,2 m
3
jam Air mengisi 80 volume tangki, maka volume tangki :
Vt = 0,20,8 = 0,25 m
3
Tangki kation berbentuk silinder dengan dimensi ratio HD = 2 Volume
= 0,1824
= D
= 0,6 m H
= 1,2 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
24
Bahan konstruksi = Stainless Steel plate type 316
Jumlah = 1 buah
Regenerasi zeolit :
Regenerasi zeolit dilakukan dengan larutan HCl 33 Standart Procedure Operation, SPO paiton
R – H + MX
R – M + HX
R – H = resin kation
MX = mineral yang terkandung dalam air R
– M = resin yang mengikat mineral kation HX = asam mineral yang terbentuk setelah air melewati resin kation.
Contoh mineral kation M
+
= Ca
2+
, Mg
2+
, dsb Contoh rumus mineral MX = CaSO
4
, CaO
3
, MgCO
3
Contoh asam mineral HX = HCl, H
2
SO
4
, H
2
CO
3
, dsb Regenerasi dilakukan 4 kali dalam setahun, kebutuhan HCl 33 tiap regenerasi =
1,92 ton regenerasi Condensate Polishing Plant : PJB II – Paiton
Maka kebutuhan HCl 33 = 4 x 1,92 ton = 7,68 tontahun = 7680 kgtahun Dengan ρ HCl = 1,1509 kglt Perry ed 7 ; T.2-57, maka volume HCl yang
dibutuhkan selama 1 tahun adalah = 7680 kg 1,1509 kglt = 6673 ltr = 6,6730 m
3
HCl mengisi 80 tangki, maka volume tangki : = 6,6730,8 = 8,3413 m
3
Ukuran tangki = diambil H = 1,5 D Volume tangki = V = ¼ .π. D
2
. 1,5 D = 1,5 D
3
D = 1,9 m dan H = 2,9 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
25
10. Tangki Anion Exchanger A-272 B
Fungsi : mengurangi kesadahan air yang disebabkan oleh garam – garam CO
3
kandungan CaCO
3
dari water treatment masih sekitar 5 graingallon Kirk.Othmer, vol 11 : 887. Kandungan ini sedianya dihilangkan dengan resin Amino Poly Styrene
bentuk granular, agar sesuai dengan syarat air boiler. Kandungan CaCO
3
: 5 graingal = 0,325 grgal 1 grain = 0,000065 kg Jumlah air yang diproses = 3,5011 m
3
= 924,9911 gallon Jumlah CaCO
3
dalam air = 0,325 grgal x 924,991118 gallon = 300,6221 gr Dipilih bahan pelunak :
APS dengan exchanger Capacity = 5,5 ekkg CaCO
3
Perry ed 6 ; T.16-4 Amino Poly Styrene diharapkan mampu menukar semua ion CO
3 2-
ek ekuivalen = gramberat ekuivalen
berat ekuivalen = BMelectron
Untuk CaCO
3
, 1 mol CO
3
menerima 2 electron : CO
3 2-
, sehingga elektron = 2 BM CaCO
3
= 100 Berat ekuivalen
= 1002 = 50 grek Berat APS
= ek x berat ekuivalen = 5,5 ek x 50 grek = 275 gr Kapasitas APS
= 275 grkg CaCO
3
Jumlah CaCO
3
= 300,6221 gr = 0,2576 kg
Cara kerja :
Air dilewatkan pada anion exchanger yang berisi resin sehingga ion negatif tertukar dengan resin.
Kebutuhan APS = 275 grkg x 0,2576 kg = 70,9 gr = 0,1 kg
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
26 ρ APS
= 0,67 kglt Perry ed 6 ; T.16-4
Volume zeolit = 0,1 kg0,67 kglt = 0,2 lt = 0,001 m
3
Volume total = 3 + 0,001 = 3,01 m
3
Rate volumetrik = 8,01 m
3
hari = 0,2 m
3
jam Air mengisi 80 volume tangki, maka volume tangki :
Vt = 0,20,8 =0,25 m
3
Tangki kation berbentuk silinder dengan dimensi ratio HD = 2 Volume
= ¼ .π. D
2
. H 0,25
= 3,144 x D
2
x 1,5 D D
= 0,6 m H
= 1,2 m Bahan konstruksi
= Stainless Steel plate type 316 Jumlah
= 1 buah Regenerasi Amino Poly Styrene :
Regenerasi APS dilakukan dengan larutan NaOH 40 Standart Procedure Operation, SPO paiton
R – OH + HX
R – X + H
2
O R
– OH = resin anion HX = mineral yang terkandung dalam air
R – X = resin dalam kondisi mengikat anion
Regenerasi dilakukan 4 kali dalam setahun, kebutuhan NaOH 40 tiap regenerasi = 1,3 ton regenerasi Condensate Polishing Plant : PJB II
– Paiton Maka kebutuhan NaOH 40 = 4 x 1,3 ton = 5,2 tontahun = 5200 kgtahun
Dengan ρ NaOH 40 = 1,423 kglt Perry ed 7 ; T.2-90
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
27
maka volume NaOH yang dibutuhkan selama 1 tahun adalah = 52001,4232 = 3653,73806 ltr = 3,6537 m
3
NaOH mengisi 80 tangki, maka volume tangki : Vt = 3,65370,8 = 4,5672 m
3
Tangki kation berbentuk silinder dengan dimension ratio : HD = 1,5 Volume tangki = V = ¼ .π. D
2
. 1,5 D = 3,144 . D
2
. 1,5 D D = 1,6 m
H = 2,4 m
11. Bak Penampung Air Lunak A-270
Fungsi : menampung air lunak dari demineralizer kation-anion exch yang
selanjutnya digunakan sebagai air umpan boiler. Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.
Rate volumetrik : 3 m
3
hari = m
3
jam Ditentukan
: waktu tinggal : 1 jam Tinggi : x m
Panjang = lebar : 2x m Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air = 30,8 = 4 m
3
Volume penampung : p x l x t 4 =
x x x x 2x 4
= 2x
3
X = 1 m
jadi panjang = tinggi = 2 x 1 = 2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
28
Spesifikasi :
Fungsi : menampung air dari lunak dari demineralizer kation-anion exch
yang selanjutnya digunkan sebagai air umpan boiler. Kapasitas
: 4 m
3
Bentuk : persegi panjang
Ukuran : panjang : 2 m
Lebar : 2 m Tinggi : 1 m
Bahan konstruksi : beton
Jumlah : 1 buah
12. Bak Penampung Air Pendingin A – 280
Fungsi : menampung air pendingin Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.
Rate volumetrik : 38 m
3
hari = 2 m
3
jam Ditentukan
: waktu tinggal : 1 jam Tinggi : x m
Panjang = lebar : 2x m Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air = 20,8 = 3 m
3
Volume penampung : p x l x t 3
= x x x x 2x
3 =
2x
3
X = 0,9 m
jadi tingginya = 2 x 0,9 = 1,8 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
29
panjang = lebar = 0,5119 m
Spesifikasi :
Fungsi : menampung air pendingin
Kapasitas : 3 m
3
Bentuk : persegi panjang
Ukuran : panjang : 1,8 m
Lebar : 1,8 m Tinggi : 0,9 m
Bahan konstruksi : beton
Jumlah : 1 buah
VIII.3.2 Perhitungan Pompa – Pompa
1. Pompa Air Sungai
Fungsi : untuk mengalirkan air sungai menuju kke bak penampung air sungai.
Type : Centrifugal pump
Dasar pemilihan : untuk viscositas rendah, bahan tidak mengandung solid
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.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
30
Perhitungan : ρ air
= 62,43 lbcuft Bahan masuk = 5m3jam = 1,76 cuftjam = 22,1 gpm
Asumsi aliran turbulen : Diameter optimum =
Petters Timmerhaus ed 4, pers. 12.15 Dengan : qf
= fluid rate cuftdt = fluid density lbcuft
Dipilih pipa 6 in, sech 40 Foust, App.C6a
OD = 1,900 in ID = 1,610 in = 0,134 ft
A = ¼ π ID
2
= ¼ . 3,14 . 0,134
2
= 0,015 ft
2
Kecepatan aliran = =
= 3,3 ftdt = 0,00057 lbft.s berdasarkan sg bahan
Nre = = 48500 2100 asumsi turbulen benar Dipilih pipa Comme
rcial stell ε = 0,00015 Digunakan persamaan Bernoulli :
Persamaan friksi berdasarkan Petters Timmerhaous ed 4 tabel 1, hal 490 Taksiran panjang pipa
= 50 ft Panjang ekuivalen, Le
Petters Timmerhaus ed 4, tabel ;1,hal 484
.
.
Re
V D
N
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
31
- 4 elbow 90
= 4 x 32 x ID Pipa = 17,2 ft -
1 globe valve = 1 x 300 x ID Pipa = 40,2 ft -
1 gate valve = 1 x 7 x ID Pipa = 0,9 ft Panjang total pipa
= 108,3 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa :
F
1
= = 2,73 ft . Lbflbm
2. Friksi karena konstraksi dari tangki ke pipa :
K = 0,4, A tangki A pipa Petters Timmerhaus ed 4. 490 α = 1 aliran turbulen Petters Timmerhaus ed 4. 490
F
2
= alfha = 1 ,aliran turbulen 3.
Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= ∑F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 2,97 ft.lbflbm P
1
= 1 atm = 2116,8 lbfft
2
1 atm = 14,7 x 144 lbfft
2
P
2
= 1 atm = 2116,8 lbfft
2
1 atm = 14,7 x 144 lbfft
2
∆P = P
2
– P
1
= 0 lbfft
2
;
Asumsi ∆Z = 30 ft.lbflbm persamaan Bernoulli :
-Wf = 33,14 ft.lbflbm +
gcxD xLe
fxV F
2 1
2
xgc x
V V
xgc x
V F
2 2
2 1
1 2
2 3
xgc
x KxV
F
2
2 2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
32
Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp =
Kapasitas = 0,026 x 7,481 x 60
effisiensi pompa = 50 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 14.-37 Bhp =
Effisiensi motor = 80 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 14.-38
Power motor = = 1,2 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial Steel
Kapasitas : 22,10
Dynamic head : 33,14 ft.lbflbm
Effisiensi motor : 80
Power : 1,5 hp
Jumlah : 2 buah 1 untuk cadangan
2. Pompa Bak Koagulasi – Flokulasi L-221
Fungsi : mengalirkan air dari A-210 ke A-220
Type : Centrifugal pump
A – 210
B L - 221
P
1
V
1
A = Suction Head B = Discharge Head
Z = 32 ft Pipa Lurus = 40 ft
Z
2
P
2
V
2
Z A
A – 220
Z
1
Refence plane 30
50
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
33
Perhitungan : ρ air
= 62,43 lbcuft Bahan masuk = 5 kgjam = 176,6 lbs
Asumsi aliran turbulen : Diameter optimum =
Petters Timmerhaus ed 4, pers. 12.15 Diameter optimum = 1,7 in
Dipilih pipa 6 in, sech 40 Foust, App.C6a
OD = 1,900 in ID = 1,610in = 0,134 ft
A = ¼ π ID
2
= ¼ . 3,14 . 0,134
2
= 0,0273 ft
2
Kecepatan aliran = =
= 0,00057 lbft.s berdasarkan sg bahan Dipilih pipa Commercial stell ε = 0,00015
Digunakan persamaan Bernoulli : Persamaan friksi berdasarkan Petters Timmerhaous ed 4 tabel 1, hal 490
Taksiran panjang pipa = 50 ft
Panjang ekuivalen, Le Petters Timmerhaus ed 4, tabel ; 12-1
- 3 elbow 90
= 3 x 32 x 0,505 = 12,9 ft
- 1 globe valve = 1 x 300 x 0,505
= 40,2 ft -
1 gate valve = 1 x 7 x 0,505 = 0,9 ft
Panjang total pipa = 104,0 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa :
+
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
34
F
1
= = 2,62 ft.lbflb.m 2.
Friksi karena konstraksi dari tangki ke pipa : K = 0,2, A tangki A pipa Petters Timmerhaus ed 4. 490
α = 1 aliran turbulen Petters Timmerhaus ed 4. 490 F
2
= 3.
Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= = 0,17 ∑F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 2,86 ft.lbflbm P
1
= Patm + ρ g h = 14,7 + 62,43 x 1 x 22,4125 = 24,4167 psi x 144 = 3516,009 lbft
2
P
2
= 1 atm = 14,7 psi x 144 = 2117 lbft
2
∆P = P
2
– P
1
= 2117 - 3516,009 = -1399,209 lbfft
2
; Asumsi ∆Z = 30 ft.lbflbm
persamaan Bernoulli : -Wf = 33,03 ft.lbflbm
Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp =
= 0,50 hp effisiensi pompa = 50 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 14.-37
Bhp = hp efi.pompa = 1 hp Effisiensi motor = 80
; Petters Timmerhaus ed 4; fig 14.-38 Power motor = 1,5 hp
- Wf x flowrate cuftdt x ρ
3960
gcxD xLe
fxV F
2 1
2
xgc x
V V
xgc x
V F
2 2
2 1
1 2
2 3
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
35
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial Steel
Kapasitas : 22,10 cufts
Dynamic head : 33,03 ft.lbflbm
Effisiensi motor : 80
Power : 1,5 hp
Jumlah : 2 buah 1 untuk cadangan
3. Pompa Bak Pengendap L-231
Fungsi : mengalirkan air dari A-220 ke A-230
Type : Centrifugal pump
Perhitungan : ρ air
= 62,43 lbcuft Bahan masuk = 5 m3jam = 176,7 cuft jam = 22,1 gpm
Asumsi aliran turbulen : Diameter optimum =
Petters Timmerhaus ed 4, pers. 12.15 Diameter optimum =
in Dipilih pipa 1 in, sech 40
Foust, App.C6a OD = 1,900 in
Refence plane V
2
A – 220
P
2
V
1
L – 231
P
1
A – 230
A = Suction Head B = Discharge Head
Z = 34 ft Pipa Lurus = 42 ft
Z
Z
1
Z
2
A B
30 50
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
36
ID = 1,610 in = 0,134 ft A = ¼ π ID
2
= ¼ . 3,14 . 0,087
2
= 0,015 ft
2
Kecepatan aliran = = 3,3 ftdtk
= 0,00057 lbft.s berdasarkan sg bahan Nre =
48500 2100 asumsi turbulen benar Dipilih pipa Commercial stell ε = 0,00015
εD = 0,00175 Digunakan persamaan Bernoulli :
Persamaan friksi berdasarkan Petters Timmerhaous ed 4 tabel 1, hal 490 Taksiran panjang pipa
= 50 ft Panjang ekuivalen, Le
Petters Timmerhaus ed 4, tabel ; 12-1 -
3 elbow 90 = 3 x 32 x ID Pipa = 12,9 ft
- 1 globe valve = 1 x 300 x ID Pipa = 40,2 ft
- 1 gate valve = 1 x 7 x ID Pipa = 0,9 ft
Panjang total pipa = 104,0ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa :
F
1
= = 2,62 ft.lbflb.m 2.
Friksi karena konstraksi dari tangki ke pipa : K = 1, A tangki A pipa Petters Timmerhaus ed 4. 490
α = 1 aliran turbulen Petters Timmerhaus ed 4. 490 F
2
= = 0,07 3.
Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki +
. .
Re
V D
N
gcxD xLe
fxV F
2 1
2
xgc x
KxV F
2
2 2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
37
F
3
= = 0,17 ∑F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 2,86 ft.lbflbm P
1
= Patm + ρ g h P
2
= 1 atm = 14,7 psi x 144 = 2117 lbft
2
∆P = P
2
– P
1
= 2117 - 3317,0977 = -1200,2977 lbfft
2
; = 0,17
Asumsi ∆Z = 30 ft.lbflbm persamaan Bernoulli :
-Wf = 33,03ft.lbflbm Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp = = = 0,05 hp effisiensi pompa = 50 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 14.-37
Bhp = 1,5 hp Effisiensi motor = 80
; Petters Timmerhaus ed 4; fig 14.-38 Power motor = Bhpefis.motor = 1,5 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial Steel
Kapasitas : 22,10 gpm
Dynamic head : 33,03 ft.lbflbm
Effisiensi motor : 80
Power : 1,5 hp
Jumlah : 2 buah
xgc x
V V
xgc x
V F
2 2
2 1
1 2
2 3
xgc x
V
2
2
3960 xsg
dt cuft
e Wfxflowrat
hp
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
38
4. Pompa Sand Filter L-251
Fungsi : mengalirkan air dari A-240 ke H -250
Type : Centrifugal pump
Dasar pemilihan : untuk viscositas rendah, bahan tidak mengandung solid
Perhitungan : ρ air
= 62,43 lbcuft Bahan masuk = 5 m3jam = 176,6 cuft jam = 22,1 gpm
Asumsi aliran turbulen : Diameter optimum =
Petters Timmerhaus ed 4, pers. 12.15 Diameter optimum = 1,7 in
Dipilih pipa 1 in, sech 40 Foust, App.C6a
OD = 1,900 in ID = 1,610 in = 0,134 ft
A = ¼ π ID
2
= ¼ . 3,14 . 0,134
2
= 0,015 ft
2
Kecepatan aliran = = 3,3 ftdtk
= 0,00057 lbft.s berdasarkan sg bahan Nre =
48500 2100 asumsi turbulen benar Dipilih pipa Commercial stell ε = 0,00015
P
1
V
1
L – 251
H – 250
Refence plane A = Suction Head
B = Discharge Head Z = 36 ft
Pipa Lurus = 44 ft P
2
V
2
A B
Z
Z
1
Z
2
A - 240 30
50
. .
Re
V D
N
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
39 εD = 0,00175
f = 0,039 Digunakan persamaan Bernoulli :
Persamaan friksi berdasarkan Petters Timmerhaous ed 4 tabel 1, hal 490 Taksiran panjang pipa
= 50 ft Panjang ekuivalen, Le
Petters Timmerhaus ed 4, tabel ; 12-1 -
3 elbow 90 = 3 x 32 x ID Pipa = 12,9 ft
- 1 globe valve = 1 x 300 x ID Pipa = 40,2 ft
- 1 gate valve = 1 x 7 x ID Pipa = 0,9 ft
Panjang total pipa = 104,0 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa :
F
1
= = 2,62 ft.lbflb.m 2.
Friksi karena konstraksi dari tangki ke pipa : K = 1, A tangki A pipa Petters Timmerhaus ed 4. 490
α = 1 aliran turbulen Petters Timmerhaus ed 4. 490 F
2
= = 0,07 lb.flb.m 3.
Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= = = 0,17 lb.f lb.m 4.
Friksi sand filter = 2 psi x 144 ρ = 4,62 ft.lb.flb.m asumsi ΔP = 2 psi
∑F = F
1
+ F
2
+ F
3
+ F4= 7,48 ft.lbflbm P
1
= 1 atm = 14,7 psi x 144 = 2116,8 lbft
2
P
2
= 1 atm = 14,7 psi x 144 = 2116,8 lbft
2
+
gcxD xLe
fxV F
2 1
2
xgc x
KxV F
2
2 2
xgc x
V V
xgc x
V F
2 2
2 1
1 2
2 3
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
40 ∆P = P
2
– P
1
= 0 lbfft
2
; = 0,17 ft.lb.flb.m
Asumsi ∆Z = 70 ft.lbflbm persamaan Bernoulli :
-Wf = 37,65ft.lbflbm Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp = == 0,50 hp effisiensi pompa = 50 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 14-37
Bhp = 1 hp Effisiensi motor = 80
; Petters Timmerhaus ed 4; fig 14.-38 Power motor = 1,5 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial Steel
Kapasitas : 22,10 gpm
Dynamic head : 37,65 ft.lbflbm
Effisiensi motor : 80
Power : 1,5 hp
Jumlah : 2 buah
xgc x
V
2
2
3960 xsg
dt cuft
e Wfxflowrat
hp
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
41
5. Pompa Bak Penampung Air Sanitasi L- 261
Fungsi : mengalirkan air dari A -252 ke A - 260
Type : Centrifugal pump
Dasar pemilihan : untuk viscositas rendah, bahan tidak mengandung solid
Perhitungan : ρ air
= 62,43 lbcuft Bahan masuk = 2 m
3
jam = 70,7 cuftjam = 8,9 gpm Asumsi aliran turbulen :
Diameter optimum = 3,9 x q
f 0,45
x ρ
0,13
Petters Timmerhaus ed 4, pers. 12.15 Diameter optimum = 1 in
Dipilih pipa 1 in, sech 40 Foust, App.C6a
OD = 1,315 in ID = 1,049 in = 0,0874 ft
A = ¼ π ID
2
= ¼ . 3,14 . 0,0874
2
= 0,006 ft
2
Kecepatan aliran = = 3,3 ftdtk
= 0,00057 lbft.s berdasarkan sg bahan Nre = = 31445 2100 asumsi turbulen benar
Dipilih pipa Commercial stell ε = 0,00015
.
.
Re
V D
N
A – 252
Refence plane P
1
V
1
P
2
V
2
L – 261
A – 260
A = Suction Head B = Discharge Head
Z = 30 ft Pipa Lurus = 50 ft
Z
Z
1
Z
2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
42
Digunakan persamaan Bernoulli : Persamaan friksi berdasarkan Petters Timmerhaous ed 4 tabel 1, hal 490
Taksiran panjang pipa = 50 ft
Panjang ekuivalen, Le Petters Timmerhaus ed 4, tabel ; 12-1
- 3 elbow 90
= 3 x 32 x 0,087 = 8,4 ft
- 1 globe valve = 1 x 300 x 0,087
= 26,1 ft -
1 gate valve = 1 x 7 x 0,087 = 0,6 ft
Panjang total pipa = 85,1 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa :
F
1
= = 2,14 ft.lbflbm 2.
Friksi karena konstraksi dari tangki ke pipa : K = 1, A tangki A pipa Petters Timmerhaus ed 4. 490
α = 1 aliran turbulen Petters Timmerhaus ed 4. 490 F
2
= = 0,07 ft. lbf lb.m 3.
Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= = = 0,17 ft.lbf lb.m ∑F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 2,38 ft.lbflbm P
1
= 1 atm = 14,7 psi x 144 = 2116,8 lbft
2
P
2
= 1 atm = 14,7 psi x 144 = 2116,8 lbft
2
∆P = P
2
– P
1
= 0 lbfft
2
; = 0,17 ft. lbflb.m
+
gcxD xLe
fxV F
2 1
2
xgc x
KxV F
2
2 2
xgc x
V V
xgc x
V F
2 2
2 1
1 2
2 3
xgc x
V
2
2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
43 Asumsi ∆Z = 30 ft.lbflbm
persamaan Bernoulli : -Wf = 32,55 ft.lbflbm
Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp = -Wf x flowrate gpm x sg
Perry 6
ed
, pers. 6-11; hal. 6-5 3960
hp = 0,78 hp effisiensi pompa = 45 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 12.-17
Bhp = hpefis. Pompa = 1,73 hp
Effisiensi motor = 80 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 12.-18
Power motor = Bhp efis. Motor = 2 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial Steel
Kapasitas : 8,90 gpm
Dynamic head : 32,55 ft.lbflbm
Effisiensi motor : 80
Power : 2
Jumlah : 2 buah
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
44
6. Pompa Tangki Kation Exchanger L- 271
Fungsi : mengalirkan air dari bak penampung air bersih ke kation
exchanger Type
: Centrifugal pump Dasar pemilihan : untuk viscositas rendah, bahan tidak mengandung solid
Perhitungan : ρ air
= 62,43 lbcuft Bahan masuk = 1 m
3
jam = 35,3 cuftjam = 4,5 gpm Asumsi aliran turbulen :
Diameter optimum = Petters Timmerhaus ed 4, pers. 12.15
Diameter optimum = 0,8 in Dipilih pipa 34 in, sech 40
Foust, App.C6a OD = 1,050 in
ID = 0,824 in = 0,069 ft A = ¼ π ID
2
= ¼ . 3,14 . 0,069
2
= 0,004 ft
2
Kecepatan aliran = =
2,5 ftdtk = 0,00057 lbft.s berdasarkan sg bahan
Nre = 18900 2100 asumsi turbulen benar Dipilih pipa Commercial stell ε = 0,00015
z
1
z
2
P
1
P
2
v
2
z
v
1
. .
Re
V D
N
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
45 εD = 0,00175
f = 0,039 Digunakan persamaan Bernoulli :
Persamaan friksi berdasarkan Petters Timmerhaous ed 4 tabel 1, hal 490 Taksiran panjang pipa
= 50 ft Panjang ekuivalen, Le
Petters Timmerhaus ed 4, tabel ; 12-1 -
3 elbow 90 = 3 x 32 x ID Pipa = 6,6 ft
- 1 globe valve = 1 x 300 x ID Pipa = 20,7 ft
- 1 gate valve = 1 x 7 x ID Pipa = 0,5 ft
Panjang total pipa = 77,8 ft
Friksi yang terjadi :
1.
Friksi karena gesekan bahan dalam pipa :
F
1
= = = 0,85 ft.lbf lbm 2.
Friksi karena konstraksi dari tangki ke pipa : K = 1, A tangki A pipa Petters Timmerhaus ed 4. 490
α = 1 aliran turbulen Petters Timmerhaus ed 4. 490 F
2
= 3.
Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= 4.
Friksi exchanger = 2 psi x 144ρ = 4,26
∑F = F
1
+ F
2
+ F
3
+ F4 = 0,85 + 0,04 +0,0009 + 4,26 = 5,61 ft.lbflbm P
1
= 1 atm = 2116,8 lbf ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lbfft
2
+
gcxD xLe
fxV F
2 1
2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
46
= 14,7 + 62,43 x 1 x 22,4125 = 24,4167 psi x 144 = 3516,009 lbft
2
P
2
= 1 atm = 14,7 psi x 144 = 2116,8 lbft
2
∆P = P
2
– P
1
= 0 lbflbm Asumsi ∆Z = 30 ft.lbflbm
persamaan Bernoulli : -Wf = 35,71 ft.lbflbm
Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp = = = 0,50 hp
effisiensi pompa = 45 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 14.-37 Bhp = hp efis.pompa = 1,1 hp
Effisiensi motor = 80 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 14.-38
Power motor = Bhp efis.motor = 1,5 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial Steel
Kapasitas : 4,50 gpm
Dynamic head : 35,71ft.lbflbm
Effisiensi motor : 80
Power : 1,5 hp
Jumlah : 2 buah
7. Pompa Bak Penampung Air Dingin L- 281
3960 xsg
dt cuft
e Wfxflowrat
hp
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
47
Fungsi : mengalirkan air dari A -252 ke A - 283
Type : Centrifugal pump
Dasar pemilihan : untuk viscositas rendah, bahan tidak mengandung solid
Perhitungan : ρ air
= 62,43 lbcuft Bahan masuk = 2 m3jam = 70,7 cuftjam = 8,9 gpm
Asumsi aliran turbulen : Diameter optimum =
Petters Timmerhaus ed 4, pers. 12.15 Diameter optimum = 1,1 in
Dipilih pipa 1 in, sech 40 Foust, App.C6a
OD = 1,315 in ID = 1,049 in = 0,0874 ft
A = ¼ π ID
2
= ¼ . 3,14 . 0,0874
2
= 0,006 ft
2
Kecepatan aliran = =
3,3 ftdt = 0,00057 lbft.s berdasarkan sg bahan
Nre = = 31445 2100 asumsi turbulen benar Dipilih pipa Commercial stell ε = 0,00015
Digunakan persamaan Bernoulli :
.
.
Re
V D
N
P – 283
A – 252
P
1
V
1
L – 281
A = Suction Head B = Discharge Head
Z = 36 ft Pipa Lurus = 52 ft
P
2
V
2
A B
Z
Z
1
Z
2
Refence plane 30
50
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
48
Persamaan friksi berdasarkan Petters Timmerhaous ed 4 tabel 1, hal 490 Taksiran panjang pipa
= 50 ft Panjang ekuivalen, Le
Petters Timmerhaus ed 4, tabel ; 12-1 -
3 elbow 90 = 3 x 32 x ID Pipa = 8,4 ft
- 1 globe valve = 1 x 300 x ID Pipa = 26,1 ft
- 1 gate valve = 1 x 7 x ID Pipa = 0,6 ft
Panjang total pipa = 85,1 ft
Friksi yang terjadi :
4. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa :
F
1
= = 2,14 ft.lbflbm 5.
Friksi karena konstraksi dari tangki ke pipa : K = 1, A tangki A pipa Petters Timmerhaus ed 4. 490
α = 1 aliran turbulen Petters Timmerhaus ed 4. 490 F
2
= = 0,07 ft. lbf lb.m 6.
Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= = = 0,17 ft.lbf lb.m ∑F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 2,38 ft.lbflbm P
1
= 1 atm = 14,7 psi x 144 = 2116,8 lbft
2
P
2
= 1 atm = 14,7 psi x 144 = 2116,8 lbft
2
∆P = P
2
– P
1
= 0 lbfft
2
;
= 0,17 ft. lbflb.m
Asumsi ∆Z = 30 ft.lbflbm +
gcxD xLe
fxV F
2 1
2
xgc x
KxV F
2
2 2
xgc x
V V
xgc x
V F
2 2
2 1
1 2
2 3
xgc x
V
2
2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
49
persamaan Bernoulli : -Wf = 32,55 ft.lbflbm
Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp = 0.5 hp
effisiensi pompa = 45 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 14.-37 Bhp =
hpefis. Pompa = 1,11 hp Effisiensi motor = 80
; Petters Timmerhaus ed 4; fig 14.-38 Power motor = Bhp efis. Motor = 1,5 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial Steel
Kapasitas : 8,90 gpm
Dynamic head : 32,55 ft.lbflbm
Effisiensi motor : 80
Power : 1,5
Jumlah : 2 buah
8. Pompa Cooling Tower L- 284
Fungsi : mengalirkan air dari P-283 ke A - 280
Type : Centrifugal pump
Dasar pemilihan : untuk viscositas rendah, bahan tidak mengandung solid
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
50
Perhitungan : ρ air
= 62,43 lbcuft Bahan masuk = 2 m3jam = 70,7 cuftjam = 8,9 gpm
Asumsi aliran turbulen : Diameter optimum =
Petters Timmerhaus ed 4, pers. 12.15 Diameter optimum = 1,1 in
Dipilih pipa 1 in, sech 40 Foust, App.C6a
OD = 1,315 in ID = 1,049 in = 0,0874 ft
A = ¼ π ID
2
= ¼ . 3,14 . 0,0874
2
= 0,006 ft
2
Kecepatan aliran = = 3,3 ftdtk
= 0,00057 lbft.s berdasarkan sg bahan Nre = = 31445 2100 asumsi turbulen benar
Dipilih pipa Commercial stell ε = 0,00015
Digunakan persamaan Bernoulli : Persamaan friksi berdasarkan Petters Timmerhaous ed 4 tabel 1, hal 490
Taksiran panjang pipa = 50 ft
Panjang ekuivalen, Le Petters Timmerhaus ed 4, tabel ; 12-1
- 3 elbow 90
= 3 x 32 x ID Pipa = 8,4 ft
.
.
Re
V D
N
P – 283
A – 252
P
1
V
1
L – 281
A = Suction Head B = Discharge Head
Z = 36 ft Pipa Lurus = 52 ft
P
2
V
2
A B
Z
Z
1
Z
2
Refence plane 30
50
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
51
- 1 globe valve = 1 x 300 x ID Pipa = 26,1 ft
- 1 gate valve = 1 x 7 x ID Pipa = 0,6 ft
Panjang total pipa = 85,1 ft
Friksi yang terjadi :
7. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa :
F
1
= 2,14 ft.lbflbm 8.
Friksi karena konstraksi dari tangki ke pipa : K = 1, A tangki A pipa Petters Timmerhaus ed 4. 490
α = 1 aliran turbulen Petters Timmerhaus ed 4. 490 F
2
= = 0,07 ft. lbf lb.m 9.
Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= = = 0,17 ft.lbf lb.m ∑F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 2,38 ft.lbflbm P
1
= 1 atm = 14,7 psi x 144 = 2116,8 lbft
2
P
2
= 1 atm = 14,7 psi x 144 = 2116,8 lbft
2
∆P = P
2
– P
1
= 0 lbfft
2
;
= 0,17 ft. lbflb.m
Asumsi ∆Z = 30 ft.lbflbm persamaan Bernoulli :
+
gcxD xLe
fxV F
2 1
2
xgc x
KxV F
2
2 2
xgc x
V V
xgc x
V F
2 2
2 1
1 2
2 3
xgc x
V
2
2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
52
-Wf = 32,55 ft.lbflbm Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp = 0,5 hp effisiensi pompa = 45 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 14.-37
Bhp = hpefis. Pompa = 1,11 hp
Effisiensi motor = 80 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 14.-38
Power motor = Bhp efis. Motor = 1,5 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial Steel
Kapasitas : 8,90 gpm
Dynamic head : 32,55 ft.lbflbm
Effisiensi motor : 80
Power : 1,5
Jumlah : 1 buah
9. Pompa Air Pendingin L- 282
Fungsi : mengalirkan air dari Pendingin ke Proses
Type : Centrifugal pump
Dasar pemilihan : untuk viscositas rendah, bahan tidak mengandung solid
P
1
V
1
L – 282
A = Suction Head B = Discharge Head
Z = 36 ft Pipa Lurus = 52 ft
P
2
V
2
A B
Z
Z
1
Z
2
Refence plane 30
50 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
53
Perhitungan : ρ air
= 62,43 lbcuft Bahan masuk = 2 m3jam = 70,7 cuftjam = 8,9 gpm
Asumsi aliran turbulen : Diameter optimum =
Petters Timmerhaus ed 4, pers. 12.15 Diameter optimum = 1,1 in
Dipilih pipa 1 in, sech 40 Foust, App.C6a
OD = 1,315 in ID = 1,049 in = 0,0874 ft
A = ¼ π ID
2
= ¼ . 3,14 . 0,0874
2
= 0,006 ft
2
Kecepatan aliran = = 3,3 ftdtk
= 0,00057 lbft.s berdasarkan sg bahan Nre = = 31445 2100 asumsi turbulen benar
Dipilih pipa Commercial stell ε = 0,00015
Digunakan persamaan Bernoulli : Persamaan friksi berdasarkan Petters Timmerhaous ed 4 tabel 1, hal 490
Taksiran panjang pipa = 50 ft
Panjang ekuivalen, Le Petters Timmerhaus ed 4, tabel ; 12-1
- 3 elbow 90
= 3 x 32 x ID Pipa = 8,4 ft
.
.
Re
V D
N
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
54
- 1 globe valve = 1 x 300 x ID Pipa = 26,1 ft
- 1 gate valve = 1 x 7 x ID Pipa = 0,6 ft
Panjang total pipa = 85,1 ft
Friksi yang terjadi :
10. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa :
F
1
= = 2,14 ft.lbflbm 11.
Friksi karena konstraksi dari tangki ke pipa : K = 1, A tangki A pipa Petters Timmerhaus ed 4. 490
α = 1 aliran turbulen Petters Timmerhaus ed 4. 490
F
2
= 0,07 ft. lbf lb.m 12.
Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= = = 0,17 ft.lbf lb.m ∑F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 2,38 ft.lbflbm P
1
= 1 atm = 14,7 psi x 144 = 2116,8 lbft
2
P
2
= 1 atm = 14,7 psi x 144 = 2116,8 lbft
2
∆P = P
2
– P
1
= 0 lbfft
2
;
= 0,17 ft. lbflb.m
Asumsi ∆Z = 30 ft.lbflbm persamaan Bernoulli :
-Wf = 32,55 ft.lbflbm +
gcxD xLe
fxV F
2 1
2
xgc x
KxV F
2
2 2
xgc x
V V
xgc x
V F
2 2
2 1
1 2
2 3
xgc x
V
2
2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
55
Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp = 0,5 hp
effisiensi pompa = 45 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 14.-37 Bhp =
hpefis. Pompa = 1,11 hp Effisiensi motor = 80
; Petters Timmerhaus ed 4; fig 14.-38 Power motor = Bhp efis. Motor = 1,5 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial Steel
Kapasitas : 8,90 gpm
Dynamic head : 32,55 ft.lbflbm
Effisiensi motor : 80
Power : 1,5
Jumlah : 2 buah
10. Pompa Air Proses L- 285
Fungsi : mengalirkan air proses ke Pabrik
Type : Centrifugal pump
Dasar pemilihan : untuk viscositas rendah, bahan tidak mengandung solid
P
1
V
1
L – 285
A = Suction Head B = Discharge Head
Z = 34 ft Pipa Lurus = 46 ft
P
2
V
2
A B
Z
Z
1
Z
2
Refence plane 30
50
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
56
Perhitungan : ρ air
= 62,43 lbcuft Bahan masuk = 1 m3jam = 35,3 cuftjam = 4,5 gpm
Asumsi aliran turbulen : Diameter optimum =
Petters Timmerhaus ed 4, pers. 12.15 Diameter optimum = 0,8 in
Dipilih pipa 34 in, sech 40 Foust, App.C6a
OD = 1,050 in ID = 0,824 in = 0,069 ft
A = ¼ π ID
2
= ¼ . 3,14 . 0,069
2
= 0,004 ft
2
Kecepatan aliran = = 2,5 ftdtk
= 0,00057 lbft.s berdasarkan sg bahan Nre = = 18900 2100 asumsi turbulen benar
Dipilih pipa Commercial stell ε = 0,00015 Digunakan persamaan Bernoulli :
Persamaan friksi berdasarkan Petters Timmerhaous ed 4 tabel 1, hal 490 Taksiran panjang pipa
= 50 ft Panjang ekuivalen, Le
Petters Timmerhaus ed 4, tabel ; 12-1 -
3 elbow 90 = 3 x 32 x ID Pipa = 6,6 ft
- 1 globe valve = 1 x 300 x ID Pipa = 20,7 ft
- 1 gate valve = 1 x 7 x ID Pipa = 0,5 ft
Panjang total pipa = 77,8 ft
Friksi yang terjadi :
+
.
.
Re
V D
N
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
57
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa :
F
1
= = 0,85 ft.lbflbm 2.
Friksi karena konstraksi dari tangki ke pipa : K = 1, A tangki A pipa Petters Timmerhaus ed 4. 490
α = 1 aliran turbulen Petters Timmerhaus ed 4. 490
F
2
= 0,04 ft. lbf lb.m 3.
Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= = = 0,10 ft.lbf lb.m ∑F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 0,35 ft.lbflbm P
1
= 1 atm = 14,7 psi x 144 = 2116,8 lbft
2
P
2
= 1 atm = 14,7 psi x 144 = 2116,8 lbft
2
∆P = P
2
– P
1
= 0 lbfft
2
;
= 0,04 ft. lbflb.m
Asumsi ∆Z = 30 ft.lbflbm persamaan Bernoulli :
-Wf = 30,39 ft.lbflbm Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp = 0,50 hp effisiensi pompa = 45 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 14.-37
gcxD xLe
fxV F
2 1
2
xgc x
KxV F
2
2 2
xgc x
V V
xgc x
V F
2 2
2 1
1 2
2 3
xgc x
V
2
2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
58
Bhp = hpefis. Pompa = 1,11 hp
Effisiensi motor = 80 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 14.-38
Power motor = Bhp efis. Motor = 1,5 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial Steel
Kapasitas : 4,50 gpm
Dynamic head : 32,55 ft.lbflbm
Effisiensi motor : 80
Power : 1,5
Jumlah : 2 buah
VIII.4. Unit Pembangkit Tenaga Listrik
Tenaga listrik yang dibutuhkan pabrik ini dipenuhi dari perusahaan listrik negara PLN dan Generator Set dan di distribusi pemakaian listrik untuk memenuhi
kebutuhan pabrik adalah sebagai berikut : -
Untuk keperluan proses -
Untuk penerangan Untuk keperluan proses disediakan genset, sedangkan untuk penerangan dari
PLN. Bila terjadi kerusakan pada genset, kebutuhan listrik bisa diperoleh dari PLN, demikian juga bila terjadi gangguan dari PLN, kebutuhan listrik untuk penerangan
bisa diperoleh dari genset.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
59
Perincian kebutuhan listrik dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel VIII.4.1 Kebutuhan Listrik Untuk Peralatan Dan Utilitas No
Nama Alat Kode Alat
Power hp Peralatan Proses
1 Belt Conveyor-1
J-111 3
2 Jaw Crusher
C-120 100
3 Screen-1
H-121 3
4 Belt conveyor-2
J-122 3
5 Bucket elevator-1
J-123 2
6 Belt conveyor-3
J-124 3
7 Rotary dryer
B-210 26
8 Blower-1
G-212 47
9 Belt-conveyor-4
J-215 3
10 Bucket elevator-2
J-216 2
11 Blower-2
G-312 47
12 Cooling conveyor
J-216 2,5
13 Bucket Elevator-3
J-314 2
14 Ball-Mill
C-410 85
15 Screen-2
H-411 3
10 Bucket elevator-4
J-412 2
11 Belt conveyor-5
J-413 3
Peralatan Utilitas Kode
power hp 1
Boiler 7
2 Bak Koagulasi-Flokulasi
A - 220 18
3 Pompa Air Sungai
L - 211 1.5
4 Pompa Bak Koagulasi-Flokulasi
L - 221 1.5
5 Pompa Bak
Pengendap L - 231
1.5 6
Pompa Sand Filter L - 251
1.5 7
Pompa Bak Penampung Air Sanitasi L - 261
2,0 8
Pompa Tangki Kation Exchanger L - 271
1.5 9
Pompa Bak Penampung Air Pendingin L - 281
1.5 10
Pompa Cooling Tower
L -284 1.5
11 Pompa Tangki Air
Pendingin L - 282
1.5 Total
621,1
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
60
1 hp = 745,6 watt = 0,7456 kW Jadi kebutuhan listrik untuk proses dan utilitas = 621,1 x 0,7456 = 463 kWh
Kebutuhan listrik untuk penerangan pabrik dihitung berdasarkan kuat penerangan untuk tiap
– tiap lokasi. Dengan menggunakan perbandingan beban listrik lumenm
2
, dimana 1 foot candle = 10076 lumenm
2
dan 1 lumen = 0,0015 watt Perry,Conversion Table
Kebutuhan ini dapat dilihat pada tabel VIII.4.2
Tabel VIII.4.2. Kebutuhan Listrik Ruang Pabrik dan Daerah Pabrik
No Bangunan
Luas total
Foot candle
Lumenm
2
1 Jalan aspal
2350 235
2367860 2
Pos keamanan 100
10 100760
3 Parkir
1200 120
1209120 4
Taman 800
80 806080
5 Timbangan truck
100 10
100760 6
Pemadam kebakaran 200
20 201520
7 Bengkel
225 22,5
226710 8
Kantor 1200
120 1209120
9 Perpustakaan
500 50
503800 10 Kantin
225 22,5
226710 11 Poliklinik
100 10
100760 12 Mushola
900 90
906840 13 Ruang proses
3600 360
3627360 14 Ruang control
100 10
100760 15 Laboratorium
625 62,5
629750 16 Unit pengolahan air
900 90
906840 17 Unit pembangkit listrik
500 50
503800 18 Unit boiler
500 50
503800 19 Stroge produk
625 62,5
629750 20 Stroge bahan baku
625 62,5
629750 21 Gudang
625 62,5
629750 22 Utilitas
400 40
403040 23 Daerah perluasan
3600 360
3627360 Total
20000 2003
20182228
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
61
Untuk penerangan daerah proses, daerah perluasan, daerah utilitas, daerah bahan baku, daerah produk, tempat parkir, bengkel, gudang, jalan, dan taman
digunakan merkury 250watt. Untuk lampu merkury 250 watt mempunyai lumen output = 166675 lumen Perry ed 6, Conversion Table
No Lokasi
Lumenm
3
1 Ruang proses
3627360 2
Daerah perluasan 3627360
3 Utilitas
403040 4
Stroge bahan baku 629750
5 Stroge produk
629750 6
Parkir 1209120
7 Bengkel
226710 8
Gudang 629750
9 Jalan aspal
2367860 10 Taman
806080 Total
14156780
Jumlah lampu mercury yang dibutuhkan = buah
Untuk penerangan daerah lain digunakan lampu TL 40 watt. Untuk lampu TL 40 watt, lumen output = 26666,7 lumen Perry ed 6, Convercion
Table Lumen daerah lain = 20182228
– 14176932 = 6005296 lumen. Jumlah lampu TL yang dibutuhkan =
buah lampu Kebutuhan listrik untuk penerangan :
85 x 250 + 225 x 40 = 30250 watt ᴝ 30,25 kWh Kebutuhan listrik untuk AC kantor = 15 kWh
Total kebutuhan listrik per jam = 463 + 31 + 15 = 509 kWh
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
62
Untuk menjamin kelancaran supplay listrik, maka ditambah 10 dari total kebutuhan. Sehingga kebutuhan listrik = 2 x 600 kWh
VIII.4.1 Generator Set
Direncanakan digunakan : Generator Portable Set penempatannya mudah
Effisiensi generator set : 80
Kapasitas generator set total : 6000,8 = 750 kVA Tenaga generator
: 750 x 56,87 1 kW = 56,87 Btumenit : 42653 Btumenit
Heating value minyak bakar : 19066 Btulb Perry ed 3 hal 1629
Kebutuhan bahan bakar untuk generator per jam = 180 lbmenit = 82 kgjam
Jadi dalam perencanaan ini, harus disediakan generator pembangkit tenaga listrik yang dapat menghasilkan daya listrik yang sesuai. Dengan kebutuhan bahan bakar
solar sebesar 82 kgjam berat jenis bahan bakar = 0,89 kgltr Maka kebutuhan bahan bakar solar = 82 0,89 = 93 literjam
Spesifikasi :
Fungsi : pembangkit tenaga listrik
Kapasitas : 750 kVA
Power faktor : 80 Bahan bakar : minyak diesel
Kebutuhan bahan bakar : 93 ltrjam Jumlah
: 2 buah 1 cadangan
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-
Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
63
VIII.4.2 Tangki Penyimpanan Bahan Bakar
Fungsi : menyimpan bahan bakar diesel
Kebutuhan bahan bakar untuk generator = 180 lbjam
Kebutuhan bahan bakar untuk boiler = 13 lbjam
Kebutuhan bahan bakar untuk Kiln = 253 lbjam
Total kebutuhan minyak diesel = 444 lbjam
Densitas diesel fuel = 54 lbft
3
Kapasitas per jam 9 cuftjam = 255 literjam 1 cuft = 28,32 ltr Direncanakan penyimpanan bahan bakar selama 1 bulan
Volume bahan = 9 cuftjam x 7,48 x 720 jam = 48471 gal Volume bahan = 48471 x 0,0238 = 1154 bbl 1 gallon = 0,0238 bbl
Dari Brownell tabel 3-3, halaman 43, diambil kapasitas tangki = 1500 bbl dengan jenis vessel berdasarkan API standart 12
– D 100,101
Spesifikasi :
Nama alat : tangki penyimpan bahan bakar
Type : Standart Vessel API standart 12
– D 100,101 Kapasitas nominal
: 1500 bbl Diameter
: 21 ft 2 in Tinggi
:24 ft Bahan konstruksi
: Carbon Steel SA-283 grade C Jumlah
: 1 buah +
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
IX -13
Perancangan Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi
BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK
