commit to user
36
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM
IV.1 Unit Pendukung Proses
Unit pendukung proses atau utilitas merupakan bagian penting dalam menunjang proses produksi dalam pabrik. Unit pendukung proses pabrik n-butil
akrilat adalah: 1.
Unit pengadaan air Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air guna memenuhi
kebutuhan air. Air umpan boiler, air konsumsi umum dan sanitasi menggunakan air dari PT. Krakatau Tirta Industri PT. KTI. Air pendingin dan air pemadam
kebakaran menggunakan air laut yang tidak jauh dari lokasi pabrik. Alasan digunakannya air laut sebagai media pendingin karena air laut dapat diperoleh
dalam jumlah yang besar dengan biaya murah, mudah dalam pengaturan dan pengolahannya, tidak dibutuhkan cooling tower karena air laut langsung dibuang
lagi ke laut. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air laut diantaranya
partikel-partikel besarmakroba makhluk hidup laut dan konstituen lain serta partikel-partikel kecilmikroba laut ganggang dan mikroorganisme laut yang
dapat menyebabkan fouling pada alat-alat proses. Fouling yang terjadi pada alat-alat penukar panas dapat dihindari dengan
pengolahan air laut terlebih dahulu. Pengolahan dilakukan secara fisis dan kimia.
commit to user
Pengolahan secara fisis adalah dengan screening dan secara kimia adalah dengan penambahan Chlorine. Tahapannya adalah sebagai berikut:
Air laut dari kedalaman 10 m dari permukaan diambil dengan menggunakan pompa, dalam pengoprasian digunakan dua buah pompa, satu
service dan satunya standby. Sebelum masuk pompa, air dilewatkan pada traveling screen guna menyaring partikel dengan ukuran besar. Pencucian
dilakukan secara kontinyu. Setelah dipompa kemudian ditampung sementara ke Intake Pit. Dari Intake Pit, sebagian air laut akan diambil sebagai air pemadam
kebakaran dan sebagian lagi dialirkan ke Pump Basin melalui Intake Canal secara gravitasi, karena air laut masih mengandung mikroorganisme dan bakteri yang
dapat menempel pada surface condenser sehingga mengganggu perpindahan panas, maka perlu diinjeksikan Chlorine ke Intake Canal dan Pump Basin.
Gambar IV.1 Skema Pengolahan Air Laut
commit to user
Sumber air umpan boiler, air keperluan konsumsi dan sanitasi berasal dari PT. KTI. Air umpan boiler harus memenuhi persyaratan tertentu agar tidak
menimbulkan masalah-masalah, seperti: pembentukan kerak pada boiler, terjadinya korosi pada boiler dan pembentukan busa di atas perrmukaan dalam
drum boiler. Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan boiler meliputi filtrasi, demineralisasi, dan deaerasi.
Air konsumsi dan sanitasi digunakan sebagai air minum, laboratorium, kantor, perumahan, dan pertamanan. Air ini harus memenuhi beberapa syarat.
Syarat fisik, meliputi suhu di bawah suhu udara luar, warna jernih, tidak mempunyai rasa dan tidak berbau. Syarat kimia, tidak mengandung zat organik
dan tidak beracun. Dan syarat bakteriologis, tidak mengandung bakteri-bakteri terutama bakteri yang pathogen.
Pengolahan air baku treated water yang diambil dari PT. KTI melalui beberapa tahap. Tahapannya adalah sebagai berikut:
a. Sand filter
Air baku dari PT. KTI ditampung dalam bak penampung awal. Dari bak penampung awal dialirkan ke filter. Filter yang digunakan adalah jenis
gravity sand filter dengan menggunakan pasir kasar dan halus. Lalu air yang telah disaring ditampung ke bak penampung, dari bak penampung air
dipompakan ke tangki air konsumsi dan ke unit demineralisasi b.
Unit demineralisasi Unit ini berfungsi menghilangkan mineral-mineral yang terkandung dalam air
seperti Ca
2+
, Mg
2+
, K
+
, Fe
2+
, Al
3+
, HCO
3 -
, SO
4 2-
, Cl
-
dan lain-lain dengan
commit to user
bantuan resin. Air yang diperoleh adalah air bebas mineral akan diproses lebih lanjut menjadi air umpan boiler. Demineralisasi diperlukan karena air
umpan ketel membutuhkan syarat-syarat sebagai berikut: •
Tidak menimbulkan kerak pada boiler maupun pada tube alat penukar panas jika steam digunakan sebagai pemanas. Kerak akan mengakibatkan
turunnya efisiensi operasi. •
Babas dari semua gas-gas yang mengakibatkan terjadinya korosi, terutama gas O
2
dan gas CO
2
Air diumpankan ke cation exchanger yang berfungsi menukar ion-ion positifkation Ca
2+
, Mg
2+
, K
+
, Fe
2+
, Al
3+
yang ada di air umpan. Alat ini sering disebut softener yang mengandung resin jenis hydrogen-zeolite.
Kation-kation dalam umpan akan ditukar dengan ion H
+
yang ada pada resin. Akibat tertukarnya ion H
+
dari kation-kation yang ada dalam air umpan, maka air keluaran cation exchanger mempunyai pH rendah 3,7 dan Free Acid
Material FMA yaitu CaCO
3
sekitar 12 ppm. FMA merupakan salah satu parameter pengukur tingkat kejenuhan resin. Pada operasi normal FMA stabil
sekitar 12 ppm, apabila FMA turun berarti resin telah jenuh sehingga perlu diregenerasi dengan larutan H
2
SO
4
4. Air keluaran cation exchanger kemudian diumpankan ke anion exchanger.
Anion exchanger berfungsi sebagai alat penukar anion-anion HCO
3 -
, SO
4 2-
, Cl
-
, NO
3 -
, dan CO
3 -
yang terdapat di dalam air umpan. Di dalam anion exchanger mengandung resin jenis Weakly Basic Anion Exchanger WBAE.
Anion-anion dalam air umpan ditukar dengan ion OH
-
, sehingga asam-asam
commit to user
yang terkandung di dalam umpan exchanger menjadi bebas dan berkaitan dengan OH
-
yang lepas dari resin yang mengakibatkan terjadinya netralisasi sehingga pH air keluar anion exchanger kembali normal dan ada penambahan
konsentrasi OH
-
sehingga pH akan cenderung basa. Batasan yang diijinkan pH 8,8-9,1, kandungan Na
+
= 0,08-2,5 ppm. Kandungan silica pada air keluaran anion exchanger merupakan titik tolak
bahwa resin telah jenuh 12 ppm. Resin digenerasi menggunakan larutan NaOH 4. Air keluaran cation dan anion exchanger ditampung dalam tangki
air demineralisasi sebagai penyimpan sementara sebelum dipakai sebagai air proses dan sebelum diproses lebih lanjut di unit deaerator
c. Unit deaerator
Air yang sudah diolah di unit demineralisasi masih mengandung sedikit gas- gas terlarut terutama O
2
. Gas tersebut dihilangkan menggunakan deaerator karena dapat menyebabkan korosi. Pada deaerator kadarnya diturunkan
sampai kurang dari 5 ppm. Proses pengurangan gas-gas dalam deaerator dilakukan secara mekanis dan kimiawi. Proses mekanis dilakukan dengan
cara mengontakkan air umpan boiler dengan uap tekanan rendah, mengakibatkan sebagian besar gas terlarut dalam air umpan terlepas dan
dikeluarkan ke atmosfer. Selanjutnya dilakukan proses kimiawi dengan penambahan bahan kimia hidrazin N
2
H
4
. Adapun reaksi yang terjadi adalah: N
2
H
4
aq + O
2
N
2
+ 2 H
2
O
commit to user
Gambar IV.2 Skema Pengolahan Air KTI
Kebutuhan Air
a. Kebutuhan Air Pendingin
Kebutuhan air pendingin pada condenser CD-01 sebagai pendingin hasil atas dari RD-01 sebesar 42.903,19 kgjam dan kebutuhan air di Cooler HE-04
sebesar 12.541,53 kgjam. Kebutuhan total air pendingin adalah 55.444,72 kgjam.
b. Kebutuhan Steam
Kebutuhan steam pada HE-01: 925,85 kgjam, HE-02: 315,65kgjam, HE-03: 66,59 kgjam, dan RB-01: 938,71 kgjam. Kebutuhan total steam: 2.246,80
kgjam. Dianggap air yang hilang sebesar 20 sehingga kebutuhan make up air steam = 449,36 kgjam
commit to user
c. Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi
Kebutuhan air perkantoran 4.100 kghari, laboratorium 3.200 kghari, kantin 3.000 kghari, taman 1.030 kghari, poliklinik 1.200 kghari. Total kebutuhan air
konsumsi umum dan sanitasi 12.530 kghari = 522,08 kgjam. Total air yang disuplai dari PT KTI = air konsumsi+ air umpan boiler
= 971,44 kgjam 2.
Unit pengadaan steam Unit ini bertugas sebagai penyedia kebutuhan steam sebagai media
pemanas pada Heat exchanger dan Reboiler HE-01, HE-02, HE-03, RB-01.. Steam yang dihasilkan berupa saturated steam dengan suhu 148 °C dan tekanan
4,5 atm. Jumlah steam yang dibutuhkan adalah 2.696,157 kgjam dengan dilebihkan 20 guna menjaga kebocoran dalam distribusi.
Spesifikasi boiler: Kode
: BO-01 Jenis
: Boiler pipa api Jumlah
: 1 buah Heating surface
: 915,15 ft2 Rate of steam
: 5.944 lbjam Tekanan steam
: 4,5 atm Suhu steam
: 148 °C Efisiensi
: 80 Bahan bakar
: IDO Kebutuhan bahan bakar
: 133,13 kgjam
commit to user
3. Unit pengadaan udara tekan
Unit ini bertugas sebagai penyedia udara tekan untuk kebutuhan instrumentasi pneumatic, sebagai penyediaan udara tekan di bengkel dan
kebutuhan umum yang lain. Kebutuhan udara tekan pada prarancangan pabrik n- butil akrilat ini diperkirakan sebesar 100 m
3
jam, tekanan 45 psi dan suhu 35
o
C. Alat penyedia udara tekan berupa kompresor dilengkapi dengan dryer yang berisi
silica gel sebagai penyerap kandungan air sampai maksimal 84 ppm. Spesifikasi kompresor:
Kode : KU-01
Fungsi : Memenuhi kebutuhan udara tekan
Jenis : Single Stage Reciprocating Compressor
Jumlah : 1 buah
Kapasitas : 100 m
3
jam Tekanan suction
: 14,7 psi 1 atm Tekanan discharge
: 45 psi 3,1atm Suhu udara
: 35
o
C Efisiensi
: 80 Daya kompresor
: 7,5 HP 4.
Unit pengadaan listrik Unit ini bertugas sebagai penyedia listrik yang digunakan sebagai tenaga
penggerak peralatan proses, keperluan pengolahan air, peralatan-peralatan elektronik atau listrik AC, maupun penerangan. Kebutuhan tenaga listrik pada
prarancangan pabrik n-butil akrilat ini dipenuhi oleh PLN dan generator pabrik.
commit to user
Hal ini bertujuan agar pasokan tenaga listrik dapat berlangsung kontinyu meskipun ada gangguan pasokan dari PLN. Generator yang digunakan adalah
generator arus bolak-balik dengan pertimbangan tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar dan tegangan dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai kebutuhan.
Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan keperluan pengolahan air dapat dilihat pada Tabel IV.1
Tabel IV.1 Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan utilitas Nama Alat
Jumlah HP
Total HP P-01
1 0,74
0,74 P-02
1 0,65
0,65 P-03
1 0,05
0,05 P-04
1 0,39
0,39 PWT-01
1 0,50
0,50 PWT-02
1 0,04
0,04 PWT-03
1 0,02
0,02 PWT-04
1 0,05
0,05 PWT-05
1 0,05
0,05 PWT-06
1 0,07
0,07 PU-01
1 0,37
0,37 PU-02
1 0,12
0,12 KU-01
1 7,5
7,5 Jumlah
10,55
Jadi jumlah listrik proses dan utilitas sebesar 10,55 HP. Diperkirakan kebutuhan listrik untuk alat yang tidak terdiskripsikan sebesar ± 20 dari total
kebutuhan. Maka total kebutuhan listrik adalah 12,66 HP atau sebesar 9,44 kW.
commit to user
Kebutuhan listrik untuk keperluan penerangan dapat dilihat pada Tabel IV.2. Persamaan IV.1 digumakan dalam menentukan besarnya tenaga listrik.
D U
F a
L .
. =
IV.1
Tabel IV.2 Jumlah Lumen berdasarkan luas bangunan
Bangunan Luas, m
2
Luas, ft
2
F U
D FU.D
Pos keamanan 30
322,91 20
0,42 0,75
63,49 Parkir
500 5.381,82
10 0,49
0,75 27,21
Musholla 300
3.229,09 20
0,55 0,75
48,48 Kantin
150 1.614,55
20 0,51
0,75 52,29
Kantor 1.500
16.145,47 35
0,6 0,75
77,78 Poliklinik
400 4.305,46
20 0,56
0,75 47,62
Ruang kontrol 300
3.229,09 40
0,56 0,75
95,24 Laboratorium
300 3.229,09
40 0,56
0,75 95,24
Proses 3.253
35.011,35 30
0,59 0,75
67,80 Utilitas
1.400 15.069,11
10 0,59
0,75 22,60
Ruang generator 300
3.229,09 10
0,51 0,75
26,14 Bengkel
250 2.690,91
40 0,51
0,75 104,58
Garasi 400
4.305,46 10
0,51 0,75
26,14 Gudang
400 4.305,46
10 0,51
0,75 26,14
Pemadam 250
2.690,91 20
0,51 0,75
52,29 Jalan dan taman
2.400 25.832,76
5 0,55
0,75 12,12
Area perluasan 2.500
26.909,12 5
0,57 0,75
11,70 Jumlah
14.633 157.501,7
Jumlah
lumen
:
∗
penerangan dalam ruangan = 5.929.618,247 lumen
∗
penerangan bagian luar ruangan = 627.850,892 lumen
commit to user
Semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan lampu fluorescent 40 Watt, satu buah lampu instant starting daylight 40 W
mempunyai 1.920 lumen Tabel 18 Perry 6
th
ed., 1994. Jadi jumlah lampu dalam ruangan
=
. .
, .
= 3.089 buah Penerangan luar ruangan digunakan lampu mercury 100 Watt, lumen
output tiap lampu adalah 3.000 lumen Perry 6
th
ed., 1994. Jadi jumlah lampu luar ruangan
=
. ,
.
= 210 buah Total daya penerangan
= 40 W x 3.089 + 100 W x 210 = 144.462,08 W
= 144,46 kW Kebutuhan listrik guna keperluan AC sebesar 15.000 Watt atau 15 kW.
Kebutuhan listrik guna keperluan laburatorium dan instrumentasi sebesar 10.000 Watt atau 10 kW. Diperkirakan kebutuhan listrik pada prarancangan pabrik n-
butil akrilat sebesar 178,9 kW. Generator digunakan sebagai cadangan sumber listrik mempunyai efisiensi
80, sehingga generator harus mempunyai output sebesar 223,61 kW. Dipilih generator dengan daya 300 kW, sehingga masih tersedia daya sebesar 76,37 kW.
Spesifikasi generator: Jenis
: AC generator Jumlah
: 1 buah Kapasitas Tegangan
: 300 kW ; 220360 Volt Efisiensi
: 80 Bahan bakar
: IDO
commit to user
5. Unit pengadaan bahan bakar
Unit pengadaan bahan bakar bertugas memenuhi kebutuhan bahan bakar generator, digunakan IDO Industrial Diesel Oil sebagai bahan bakar. IDO
diperoleh dari Pertamina dan distributornya. Pemilihan IDO sebagai bahan bakar karena mudah didapat, lebih ekonomis, serta mudah dalam penyimpanan.
Bahan bakar IDO mempunyai spesifikasi sebagai berikut: Specific gravity
: 0,8124 Heating Value
: 16.779 Btulb Efisiensi bahan bakar
: 80 Densitas
: 50,5664 lbft
3
a. Kebutuhan bahan bakar boiler
Kapasitas boiler = 2.552.952,56 Btujam
Kebutuhan bahan bakar = 133,13 Ljam b.
Kebutuhan bahan bakar motor generator Bahan bakar
= h
. .
eff alat
Kapasitas
ρ
Kapasitas generator = 300 kW
= 1.023.646,23 Btujam Kebutuhan bahan bakar = 42,70 Ljam
IV.2 Laboratorium
Kategori