Utilitas
Pra Rencana Pabrik Timbal Oksida Litharge dari Timbal dan Oksigen dengan Proses Oksidasi
VIII-1
BAB VIII UTILITAS
Dalam sebuah pabrik, utilitas merupakan 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 ”supply” 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 kebutuhan bahan bakar bagi alat-alat,
generator , boiler, dan sebagainya. 5. Unit Pengolahan Limbah
Unit ini berfungsi sebagai pengolahan limbah pabrik baik limbah cair, padat, maupun gas dari proses pabrik.
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.
Dalam pabrik ini sebagian besar air dimanfaatkan hanya kebutuhan untuk kebutuhan sanitasi, mengingat proses yang digunakan dalam pabrik timbal
oksida ini tidak banyak membutuhkan air. Jadi tidak diperlukan unit pengolahan air, air yang dibutuhkan untuk sanitasi langsung dari PDAM.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Utilitas
Pra Rencana Pabrik Timbal Oksida Litharge dari Timbal dan Oksigen dengan Proses Oksidasi
VIII-2
VIII.1. Unit Penyediaan Steam
Unit penyediaan ”steam” berfungsi untuk menyediakan kebutuhan steam, yang digunakan sebagai media pemanas pada proses pabrik. Dalam pabrik Timbal
oksida ini tidak dibutuhkan unit penyediaan steam karena didasarkan pada proses produksi yang tidak membutuhkan steam.
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 PDAM. Hal ini dikarenakan pada proses produksi pabrik timbal oksida ini tidak
diperlukan air. Kebutuhan air hanya digunakan untuk air sanitasi yang digunakan untuk pegawai dan kebutuhan lainnya dalam pabrik timbal oksida.
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 Nitrit
ppm NO
2
Nihil Ammonia
ppm NH
3
- N 0,5
Tembaga ppm Cu
1 Fosfat
ppm PO
4
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Utilitas
Pra Rencana Pabrik Timbal Oksida Litharge dari Timbal dan Oksigen dengan Proses Oksidasi
VIII-3
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 80 orang
= 1,2 m
3
hari - Keperluan Laboratorium
= 20 m
3
hari - Untuk menyiram kebun dan kebersihan pabrik
= 10 m
3
hari - Cadangan lain-lainnya
= 10 m
3
hari
+ Total kebutuhan air sanitasi
= 41 m
3
hari
VIII.2.1.1. Spesifikasi Peralatan Pengolahan Air 1. Bak Penampung Air PDAM
Fungsi : Menampung air PDAM. Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.
Rate volumetrik : 41 m
3
hari Ditentukan : Waktu tinggal
: 7 hari Tinggi
: x m Panjang = lebar
: 2 x m Volume air
= 41 m
3
hari x 7 hari = 287 m
3
Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air = 287 80 = 360 m
3
Volume penampung = 4x
3
= 360 sehingga, x = 4,4 m
Panjang = lebar = 2 x 4,4 = 8,8 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Utilitas
Pra Rencana Pabrik Timbal Oksida Litharge dari Timbal dan Oksigen dengan Proses Oksidasi
VIII-4
Spesifikasi :
Kapasitas : 360 m
3
Bentuk : empat persegi panjang
Ukuran : Panjang = 8,8 m
Lebar = 8,8 m Tinggi = 4,4 m
Bahan konstuksi : Beton
Jumlah : 1 buah
2. Bak Penampung Air Sanitasi A – 210
Fungsi : Menampung air dari bak air bersih untuk keperluan sanitasi dan tempat menambahkan desinfektan chlorine.
Kapasitas : 41 m
3
hari = 1,7 m
3
jam Ditentukan : Waktu tinggal
: 24 jam Tinggi
: x m Panjang = lebar
: 2 x m Volume bak penampung 80 terisi air = 41 80= 52 m
3
Volume penampung = 4x
3
= 52 ; x = 2,3 m Panjang = lebar = 2 x 2,3 = 4,6 m
Tinggi = 2,3 m Untuk membunuh kuman, digunakan disinfectant jenis chlorine dengan kebutuhan
chlorine = 200 mglt. Jumlah chlorine yang harus ditambahkan = 200 mglt , maka untuk 52 m
3
52.000 lt air per tahun perlu ditambahkan chlorine sebanyak :
= 200 mglt x 52.000 lt x 330 hari = 3432000000 mg = 3420 kg
Spesifikasi :
Kapasitas : 52 m
3
. Bentuk : Persegi panjang
Ukuran : Panjang = 4,6 m Lebar = 4,6 m
Tinggi = 2,3 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Utilitas
Pra Rencana Pabrik Timbal Oksida Litharge dari Timbal dan Oksigen dengan Proses Oksidasi
VIII-5
Bahan konstuksi : Beton Jumlah : 1 buah
VIII.2.1.2. Perhitungan Pompa-pompa 1. Pompa-1 L – 111
Fungsi : Untuk mengalirkan air PDAM menuju ke A-210
Tipe : Centrifugal pump
Dasar Pemilihan : sesuai untuk liquid dan bahan tidak mengandung solid
Gambar :
A - 210
AIR PDAM L - 111
Perhitungan : Rate bahan
= 41 m
3
jam = 1448,6 cuftjam = 0,402 cuftdt
Asumsi aliran turbulen :
Diameter Optimum = 3,9 x q
f 0,45
x ρ
0,13
[Peters Timmerhaus 4
ed
, pers.15] Diameter pipa optimum = 1,1 in
Dipilih pipa 1 in , sch. 40 [Foust , App.C6a]
OD = 1,315 in ID = 1,049 in
= 0,087 ft A = ¼.
π .ID
2
= 0,006 ft
2
Kecepatan aliran , V = mnt
dt 60
1 ft
mnt cuft
pipa Area
volumetrik rate
2
× = 3,3 ftdt
µ = 0,00057 lbft dt
N
Re
= µ
ρ
V D
= 31500 2100 asumsi turbulen adalah benar Dipilih pipa commercial steel
ε = 0,00015
Digunakan Persamaan Bernoulli : -Wf =
ρ ∆
P
+ ∆
Z gc
g +
α ×
× ∆
gc 2
V
2
+ Σ
F
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Utilitas
Pra Rencana Pabrik Timbal Oksida Litharge dari Timbal dan Oksigen dengan Proses Oksidasi
VIII-6
Perhitungan Friksi berdasarkan Peters Timmerhaus 4
ed
, Tabel 1 , hal. 484.
Taksiran panjang pipa lurus = 30,0 ft
Panjang ekuivalen, Le - 4 elbow 90
= 4 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 = 67,8 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa F
1
= D
gc Le
V f
2
2
× ×
× = 1,71
m f
lb lb
. ft
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [PetersTimmerhaus 4
ed
, hal. 484] F
2
=
gc 2
V K
2 2
× α
× ×
→ K = 0,4 , A tangki A pipa,
= 0,07
m f
lb lb
. ft
→ α
= 1 , aliran turbulen 3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki
F
3
=
gc 2
V
2
× α
× ∆
=
gc 2
V V
2 1
2 2
× α
× −
= 0,17
m f
lb lb
. ft
Σ F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 1,95
m f
lb lb
. ft
P
1
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P
2
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
∆ P = P
2
– P
1
= 0 lb
f
ft
2
;
ρ ∆
P
= 0
m f
lb lb
. ft
α ×
× ∆
gc 2
V
2
= 0,17
m f
lb lb
. ft
∆ Z = 8 ft
; ∆
Z gc
g = 8
lbm lbf
. ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Utilitas
Pra Rencana Pabrik Timbal Oksida Litharge dari Timbal dan Oksigen dengan Proses Oksidasi
VIII-7
Persamaan Bernoulli : - Wf = ρ
P ∆
+ ∆
Z gc
g +
α ×
× ∆
gc 2
V
2
+ Σ
F
- Wf = 10,12
m f
lb lb
. ft
hp =
550
ρ
× ×
− s
cuft flowrate
W
f
= 0,007 hp Effisiensi pompa
= 20 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-37 Bhp
= pompa
hp η
= 0,037 hp Effisiensi motor
= 80 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-38 Power motor
= motor
Bhp η
= 0,047 ≈
0,5 hp
Spesifikasi :
Kapasitas : 1448,6 cuftjam
Efisiensi pompa : 20
Efisiensi motor : 80
Power : 0,5 hp
Bahan konstruksi : Commercial Steel
Jumlah : 1 buah
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Utilitas
Pra Rencana Pabrik Timbal Oksida Litharge dari Timbal dan Oksigen dengan Proses Oksidasi
VIII-8
VIII.3.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 : 1. Untuk keperluan proses
2. Untuk 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.
Tabel VIII. 3.1 Kebutuhan listrik untuk peralatan proses dan utilitas No
Nama Alat Kode
Alat
Jumlah
Power hp
Peralatan Proses
1 BELT CONVEYOR 1
J-111 1
4,00 2
POMPA I L-113
1 0,50
3 POMPA II
L-121 1
0,50 4
BLOWER I G-122
1 2,00
5 BLOWER II
G-211 1
5,00 6
BLOWER III G-212
1 2,00
7 CHILL CONVEYOR 1
J-215 1
1,00 8
ROTARY COOLER E-310
1 129,0
9 BLOWER IV
G-311 1
1,50 10 SCREW CONVEYOR 2
J-313 1
0,50 11 BUCKET ELEVATOR
J-314 1
1,50 12 POMPA UTILITAS
L - 111 1
0,5 Total
147,11 1 hp = 745,6 Watt = 0,7456 kW
Jadi kebutuhan listrik untuk proses dan utilitas : 147,11 x 0,7456 = 109,69 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
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Utilitas
Pra Rencana Pabrik Timbal Oksida Litharge dari Timbal dan Oksigen dengan Proses Oksidasi
VIII-9
Kebutuhan ini dapat dilihat pada tabel VIII.4.2.
Tabel VIII.3.2. Kebutuhan listrik Penerangan No
Lokasi Luas m
2
Foot candle Lumen
m
2
1 Jalan
2350 235
2367860 2
Pos Keamanan 100
10 100760
3 Parkir
600 60
604560 4
Taman 400
40 403040
5 Pemadam Kebakaran
200 20
201520 6
Bengkel 225
22,5 226710
7 Kantor
1200 120
1209120 8
Perpustakaan 500
50 503800
9 Kantin
225 22,5
226710 10 Poliklinik
100 10
100760 11 Mushola
150 15
151140 12 Ruang Proses
3900 390
3929640 13 Ruang Kontrol
100 10
100760 14 Laboratorium
625 62,5
629750 15 Unit Pembangkit Listrik
500 50
503800 16 Storage Produk
625 62,5
629750 17 Storage Bahan Baku
625 62,5
629750 18 Gudang
625 62,5
629750 19 Utilitas
400 40
403040 20 Daerah Perluasan
3600 360
3627360
Total 17050
1705 17179580
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 w mempunyai Lumen Output = 166675 lumen Perry 6
ed
,Conversion factor. Jumlah lampu merkury yang dibutuhkan :
No Lokasi
Lumen m
2
1 Ruang Proses
3929640 2
Daerah Perluasan 3627360
3 Utilitas
403040 4
Storage Bahan Baku 629750
5 Storage Produk
629750 6
Parkir 604560
7 Bengkel
226710 8
Gudang 629750
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Utilitas
Pra Rencana Pabrik Timbal Oksida Litharge dari Timbal dan Oksigen dengan Proses Oksidasi
VIII-10
9 Jalan Aspal
2367860 10 Taman
403040
Total 13451460
Jumlah Lampu merkuri yang dibutuhkan 1345146016666 = 81 buah Untuk penerangan daerah lain digunakan lampu TL 40 watt
Untuk lampu TL 40 watt, lumen output = 26666,7 lumen Perry,Conversion. Jumlah lampu TL yang dibutuhkan :
17179580 – 13451460 26666,7 = 140 buah lampu
Kebutuhan listrik untuk penerangan : = 81 x 250 + 140 x 40
= 25,85 watt ≈
26 kWh Kebutuhan listrik untuk AC kantor = 20 kWh
Total kebutuhan listrik per jam = 109,69 +26 + 20 = 155,5360 kWh
Untuk menjamin kelancaran supply listrik,maka supply listrik = 1,1 x 155,54 kWh = 171,09 kWh
VIII.4.1. Generator Set
Direncanakan digunakan : Generator Portable Set penempatannya mudah Efisiensi generator set
: 80 Kapasitas generator set total = 171,09 80
= 213,8620 kVA Tenaga generator
= 213,8620 x 56,87 1 kW = 56,87 Btumenit = 12162,3333 Btumenit.
Heating value minyak bakar = 19066 Btulb. Kebutuhan bahan bakar untuk generator per jam
= 0,63739 lbmenit = 17,3769 kgjam
Jadi dalam perencanaan ini,harus disediakan generator pembangkit tenaga listrik yang dapat menghasilkan daya listrik yang sesuai.
Berat jenis bahan bakar = 0,86 kglt. Maka kebutuhan bahan bakar solar = 17,3769
0,86
lt kg
jam kg
= 20,2057 ltjam
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Utilitas
Pra Rencana Pabrik Timbal Oksida Litharge dari Timbal dan Oksigen dengan Proses Oksidasi
VIII-11
Spesifikasi :
Fungsi : Pembangkit tenaga listrik.
Kapasitas : 213,8620 kVA
Power faktor : 0,8
Frekuensi : 50 Hz.
Bahan bakar : minyak diesel
Kebutuhan bahan bakar : 20,2057 lt jam
Jumlah : 2 buah 1 cadangan
VIII.4.2. Tangki Penyimpan Bahan Bakar.
Fungsi : Menyimpan bahan bakar minyak diesel Kebutuhan bahan bakar untuk Generator
= 38,3160 lbjam Densitas diesel fuel = 54 lbft
3
Kapasitas per jam = 0,7096 cuftjam = 20,2057 literjam 1 cuft = 28,32 lt
Direncanakan penyimpanan bahan bakar selama 1 bulan Volume bahan
= 0,5612 cuftjam x 7,48 x 720 jam = 3821,3807 gal Volume bahan
= 3821,3807 x 0,0238 = 90,95 bbl ≈
100 bbl 1 gallon = 0,0238 bbl
Dari Brownell tabel 3-3, halaman 43 , diambil kapasitas tangki = 200 bbl 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
: 200 bbl Diameter
: 12 ft Tinggi
: 10 ft Bahan konstruksi
: Carbon Steel SA-283 grade C Jumlah
: 2 buah
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
Lokasi dan Tata Letak Pabrik
Pra Rencana Pabrik Timbal Oksida Litharge dari Timbal dan Oksigen dengan Proses Oksidasi
IX-1
BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK
