Sensing Primary Element. Receiving Element Elemen Pengontrol. Tangki Koagulasi A-220

Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VII-3 UPN “ Veteran” Jatim maka pada perencanaan pabrik ini sedianya akan menggunakan kedua jenis alat instrumentasi tersebut. Adapun fungsi utama dari alat instrumentasi otomatis adalah : o Melakukan pengukuran. o Sebagai pembanding hasil pengukuran dengan kondisi yang harus diacapai. o Melakukan perhitungan. o Melakukan koreksi. Alat instrumentasi otomatis dapat dibagi menjadi tiga jenis yaitu :

1. Sensing Primary Element.

Alat kontrol ini berlangsung mersakan adanya perubahan pada variabel yang diukur, misalnya temperatur. Primary element merubah energi yang dirasakan dari medium yang sedang dikontrol menjadi signal yang sudah biasa dibaca yaitu dengan tekana fluida.

2. Receiving Element Elemen Pengontrol.

Alat kontrol ini akan mengevaluasi signal yang didapat darin sensing element dan diubah menjadi skala yang bisa dibaca, digambarkan dan dibaca oleh error detector. Dengan demikian sumber energi bisa diatur sesuia dengan perubahan – perubahan yang terjadi. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VII-4 UPN “ Veteran” Jatim

3. Transmitting Element.

Alat kontrol ini berfungsi sebagai pembawa signal dari sensing element ke receiving element. Disamping ketiga jenis tersebut, masih terdapat peralatan pelengkap yang lain, yaitu : Error Detector Element, alat ini akan membandingkan besarnya harga terukur pada variabel yang dikontrol dengan harga yang diinginkan dan apabila terdapat perbedaan alat ini akan mengirimkan sebagai signal error. Amplifier akan digunakan sebgai penguat signal yang dihasilkan oleh Error Detector jika signal yang dikeluarkan lemah. Motor Operator Signal yang dihasilkan harus diubah sesuai dengan kondisi yang diinginkan, yaitu dengan penambahan variabel manipulasi. Kebanyakan sistem kontrol memerlukan operator atau motor untuk menjalankan Final Control Element, dimana alat ini adalah untuk mengoreksi harga variabel manipulasi. Instrumentasi pada perencanaan pabrik ini adalah :  Flow Control FC : Mengontrol aliran setelah keluar suatu alat.  Flow Ratio Control FRC : Mengontrol ratio aliran yang bercabang.  Level Control LC : Mengontrol ketinggian liquid didalam tangki.  Weight Control WC : Mengontrol berat solid yang dikeluarkan dari tangki.  Pressure Control PC : Mengontrol tekanan pada suatu aliranalat.  Temperature Control TC : Mengontrol suhu pada suatu aliranalat. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VII-5 UPN “ Veteran” Jatim Untuk menghindari kecelakaan yang mungkin terjadi , berikut ini terdapat beberapa hal yang perlu mendapat perhatian pada setiap pabrik pada umunya dan pada pabrik ini pada khususnya. VII.2.1. Bahaya Kebakaran A. Penyebab Kebakaran - Adanya nyala terbuka open flame yang datang dari unit utilitas, workshop dan lain – lain. - Adanya loncatan bunga api yang yang disebabkan oleh korsletting aliran listrik seperti pada stop kontak, saklar serta instrumen lainnya. B. Pencegahan - Menempatkan unit utilitas dan power yang cukup jauh dari lokasi proses yang dikerjakan. - Menempatkan bahan yang mudah terbakar pada tempat yang terisolasi dan tertutup. - Memasang kabel atau kawat listrik ditempat – tempat yang terlindung, jauh dari daerah yang panas memugkinkan terjadinya kebakaran. - Sistem alarm hendaknya ditempatkan pada lokasi dimana tenaga kerja dengan cepat dapat mengetahui apabila terjadi kebakaran.

C. Alat Pencegah Kebakaran

- Instalasi permanen seperti, fire hydrant system sprinkle otomatis. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VII-6 UPN “ Veteran” Jatim - Pemakaian portable fire – extinguiser bagi daerah yang mudah terjangkau bila terjadi kebakaran. Jenis dan jumlahnya pada perencanaan ini dapat dilihat pada tabel VII.1. - Untuk pabrik ini lebih disukai alat pemadam kebakaran tipe karbondioksida. - Karena ada bahan baku yang beracun, mak perlu digunakan kantong – kantong udara atau alat pernafasan yang ditempatkan pada daerah – daerah strategis pada pabrik ini. Tabel VII.1. Jenis dan Jumlah Fire – Extinguiser. No. Tempat Jenis Berat Serbuk Jarak Semprot Jumlah 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Pos Keamanan Kantor Daerah proses Gudang Bengkel Unit Pembangkitan Laboratorium YA-10 L YA-20 L YA-20L YA-10L YA-10L YA-20L YA-20L 3.5 kg 6.0 kg 8.0 kg 4.0 kg 8.0 kg 8.0 kg 8.0 kg 8 m 8 m 7 m 8 m 7 m 7 m 7 m 3 2 4 2 2 2 2 VII.2.2. Bahaya Kecelakaan Karena kesalahan mekanik sering terjadi dikarenakan kelalaian pengerjaan maupun kesalahan konstruksi dan tidak mengikuti aturan yang berlaku. Bentuk kerusakan yang umum, adalah karena korosi dan ledakan. Kejadian ini selain mengakibatkan kerugian yang besar karena dapat mengakibatkan cacat tubuh maupun hilangnya nyawa pekerja. Berbagai Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VII-7 UPN “ Veteran” Jatim kemungkinan kecelakaan karena mekanik pada pabrik ini dan cara pencegahannya dapat digunakan sebagai berikut :

A. Vessel

Kesalahan dalam perencanaan vessel dan tangki dapat mengakibatkan kerusakan fatal cara pencegahannya : - Menyeleksi dengan hati – hati bahan konstruksi yangs sesuai, tahan korosi serta memakai corrosion allowance yang wajar. Untuk pabrik ini, semua bahan konstruksi yang umum dapat dipergunakan dengan pengecualinnya adanya seng dan tembaga. Bahan konstruksi yang biasanya dipakai untuk tangki penyimpan, perpipaan dann perlatan lainnya dalam pabrik ini adalah steel. Semua konstruksi harus sesuai dengan standart ASME American Society Mechanical Engineering. - Memperhatikan teknik pengelasan. - Memakai level gauge yang otomatis. - Penyediaan Manhole dan Handhole bila memungkinkan yang memadai untuk inspeksi dan pemeliharaan. Disamping peralatan tersebut harus dapat diatur sehingga mudah untuk digunakan.

B. Heat Exchanger

Kerusakan yang terjadi pada umumnya disebabkan karena kebocoran – kebocoran. Hal ini dapat dicegah denagn cara : - Pada inlet dan outlet dipasang block valve untuk mencegah terjadinya thermal expansion. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VII-8 UPN “ Veteran” Jatim - Drainhole yang cukup harus disediakan unutk pemeliharaan. - Pengecekkan dan pengujian terhadap setiap ruangan fluida secara sendiri – sendiri. - Memakai heat exchanger yang cocok untuk ukuran tersebut. Disamping itu juga rate aliran harus benar – benar dijaga agar tidak terjadi perpindahan panas yang berlebihan sehingga terjadi perubahan fase didalam pipa.

C. Peralatan yang Bergerak

Peralatn yang bergerak apabila ditempatkan tidak hati – hati, mak akan menimbulkan bahaya bagi pekerja. Pencegahannya bahaya ini dapat dilakukan dengan : - Pemasangan penghalang untuk semua sambungan pipa. - Adanya jarak yang cukup bagi peralatan untuk memperoleh kebebasan ruang gerak.

D. Perpipaan

Selain ditinjau dari segi ekonomisnya, perpipaan juga harus ditinjau dari segi keamanannya, hal ini dikarenakan perpipaan yang kurang teratur dapat membahayakan pekerja terutama pada malam hari, seperti terbentur, tersandung, dan sebagainya. Sambungan yang kurang baik dapat menimbulkan juga hal – hal yang tidak diinginkan seperti kebocoran – kebocoran bahan kimia yang berbahaya. Untuk menghindari hal – hal yang tidak diinginkan tersebut, maka dapat dilakukan dengan cara : Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VII-9 UPN “ Veteran” Jatim - Pemasangan pipa untuk ukuran yang tidak besar hendaknya pada elevasi yang tinggi didalam tanah, karena dapat menimbulkan kesulitan apabila terjadi kebocoran. - Bahan konstruksi yang dipakai untuk perpipaan harus memakai bahan konstruski dari steel. - Sebelum dipakai, hendaknya diadakan pengecekkan dan pengetesan terhadap kekuatan tekan dan kerusakan yang diakibatkan karena perubahan suhu, begitu juga harus dicegah terjadinya over stressing atau pondasi yang bergerak. - Pemberian warna pada masing – masing pipa yang bersangkutan akan dapat mudah apabila terjadi kebocoran.

E. Listrik

Kebakaran sering terjadi akibat kurang baiknya perencanaan instalansi dan kecerobohan operator yang menanganinya . Sebagai usaha pencegahannya dapat dilakukan : - Alat – alat listrik dibawah tanah sebaiknya diberi tanda seperti dengan cat warna pada penutupnya atau diberi isolasi berwarna. - Pemasangan alat remote shut down dari alat – alat operasi disamping starter. - Penerangan yang cukup pada semua bagian pabrik supaya operator tidak mengalami kesulitan dalam bekerja. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VII-10 UPN “ Veteran” Jatim - Sebaiknya untuk penerangan juga disediakan oleh PLN meskipun kapasitas generator set mencukupi untuk penerangan dan proses. - Penyediaan emergency power supplies tegangan tinggi. - Meletakkan jalur – jalur kabel listrik pada posisi aman. - Merawat peralatan listrik, kabel, starter, trafo dan lain sebagainya.

F. Isolasi

Isolasi penting sekali terutama berpengaruh terhadap karyawan dari kepanasan yang dapat mengganggu kinerja para karywan, oleh karena itu dilakukan : - Pemakaian isolasi pada alat – alat yang menimbulkan panas seperti reaktor, exchanger, kolom destilasi, dan lain – lain. Sehingga tidak mengganggu konsentrasi pekerjaan. - Pemasangan isolasi pada kabel instrumen, kawat listrik, dan perpipaan yang berada pada daerah yang panas, hal ini dapat dimaksudkan untuk mencegah terjadinya kebakaran.

G. Bangunan Pabrik

Hal – hal yang perlu diperhatikan daplam perencanaan banguna pabrik adalah : - Bangunan – bangunan yang tinggi harus diberi penangkal petir dan jika tingginya melebihi 20 meter, mak harus diberi lampu suar mercusuar. - Sedikitnya harus ada dua jalan keluar dari dalam bangunan. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VII-11 UPN “ Veteran” Jatim VII.2.3. Bahaya Karena Bahan Kimia Banyak bahan kimia yang berbahaya bagai kesehatan. Biasanya apara pekerja tidak mengetahui seberapa jauh bahaya yang dapat ditimbulkan oleh bahan kimia seperti bahan – bahan berupa gas yang tidak berbau atau tidak berwarna yang sangat sulit diketahui jika terjadi kebocoran. Untuk itu, sering diberikan penjelasan pendahuluan bagi para pekerja agar mereka dapat mengetahui bahwa bahan kimia tersebut berbahaya. Cara lainnya adalah dengan memberikan tanda – tanda atau gambar – gambar pada daerah yang berbahaya atau pada alat yang berbahaya, sehingga semua orang yang berada didekatnya dapat lebih waspada. Selain hal – hal tersebut diatas, usaha – usaha lain dalam menjaga keselamatan kerja dalam pabrik ini adalah memperhatikan hal – hal seperti : 1. Didalam ruang produksi, para pekerja dan para operator dilarang merokok. 2. Harus memakai sepatu karet dan tidak diperkanankan memakai sepatui yang alasnya berpaku. 3. Untuk pekerja lapangan maupun pekerja proses diharuskan mengenai topi pengaman agar terlindung dari kemungkinan kejatuhan barang dari atas. 4. Karena sifat alami dari steam yang sangat berbahaya, maka harus disediakan kacamata tahan uap, masker penutup wajah dan sarung tangan yang harus dikenakan. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Pra Rencana Pabrik Natrium Sulfat dari Garam NaCl dan Asam Sulfat dengan Proses Garam – Asam Sulfat Mannheim Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VIII-1 UPN “ Veteran” Jatim

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 umpan “ boiler”. 2. Unit Pembangkitan Tenaga Listrik Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan listrik bagi alat-alat, bangunan, jalan raya, dan lain sebagainya. 3. Unit Bahan Bakar Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan bahan bakar bagi alat- alat, generator, boiler, dan sebagainya. 4. 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 di alam 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 system pengolahan air. Bagian pertama adalah unit pengolahan air sebagai unit penyedia kebutuhan air dan unit pengolahan air buangan sebagai pengolah air buangan pabrik sebelum dibuang ke badan penerima air. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Pra Rencana Pabrik Natrium Sulfat dari Garam NaCl dan Asam Sulfat dengan Proses Garam – Asam Sulfat Mannheim Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VIII-2 UPN “ Veteran” Jatim Dalam pabrik ini sebagian besar air dimanfaatkan sebagai air proses dan sebagai media perpindahan energi. Untuk melaksanakan fungsi tersebut, air harus mengalami proses pengolahan terlebih dahulu sehingga pabrik dapat berfungsi dengan baik, 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 tesebut antara lain adalah : 1. Sebagai air pendingin 2. Sebagai air proses 3. Sebagai air sanitasi 4. Sebagai air umpan boiler 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 ˚C dengan λ = 91,2 btulb J.M. Smith Tabel F.3 Jumlah steam yang dibutuhkan untuk memproduksi produk adalah : No. Nama Alat Kode Alat Steamkgjam Steamlbjam 1. NEUTRALIZER R-230 201,57 444,39 Total kebutuhan steam = 444,39 lbjam Untuk faktor keamanan dari kebocoran – kebocoran yang terjadi, maka direncanakan steam yang menghasilkan 20 dari kebutuhan steam total : = 1,2 x kebutuhan total 444,39 lbjam = 553,27 lbjam Menghitung Kebutuhan bahan bakar . Severn,W.H. hal 142 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Pra Rencana Pabrik Natrium Sulfat dari Garam NaCl dan Asam Sulfat dengan Proses Garam – Asam Sulfat Mannheim Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VIII-3 UPN “ Veteran” Jatim Dimana : = massa bahan bakar yang dipakai , lbjam = massa steam yang dihasilkan , lbjam → 553,27 lbjam = enthalpy uap yang dihasilkan , Btulb → 970,3 Btulb = enthalpy liquida masuk ,Btu lb → 91,2 Btulb suhu air 100 ºC Steam table F.3 , J.M. Smith = efisiensi boiler = 85 – 92 , ditetapkan = 90 = nilai kalor bahan bakar ,Btulb Digunakan Petroleum Fuels oil 33º API 0,22 Sulfur Perry 7 ed , T.27-6 Dari Perry 7 ed , fig.27-3 didapat : Relative density, ρ = 0,86 grcc = 54 lbcuft =7,2 lbgal Heating Value = 137500 Btugal Maka heating value bahan bakar = Severn,W.H. hal 142 Kapasitas Boiler Penentuan Boiler horse Power Untuk menentukan Boiler horse Power, digunakan persamaan : Angka 970,3 dan 34,5 adalah suatu penyesuaian pada penguapan 34,5 lbjam dari air pada suhu 212ºF menjadi uap kering dengan tekanan 1 atm, dalam kondisi demikian maka diperlukan enthalpy penguapan 970,3 Btulb Hp Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Pra Rencana Pabrik Natrium Sulfat dari Garam NaCl dan Asam Sulfat dengan Proses Garam – Asam Sulfat Mannheim Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VIII-4 UPN “ Veteran” Jatim Penentuan Heating Surface Boiler Untuk 1 hp boiler dibutuhkan 10ft 2 heating surface Severn,W.H. hal 140 Total Heating Surface = 10 x 14,0 hp = 140 ft 2 Kebutuhan Air untuk pembuatan Steam Air yang dibutuhkan diambil 20 berlebih dari jumlah steam yang dibutuhkan untuk faktor keamanan. Produksi Steam = 553,27 lbjam Kebutuhan air = 1,2 x 553,27 = 640 lbjam = 15358 lbhari ρ air = 62,43 lbcutf maka volume air = 246 cuft hari = 69,66 m 3 hari Air kondensat dari hasil pemanasan direcycle kembali ke boiler, dianggap kehilangan kondensat 20. Maka air yang ditambahkan sebagai make up water adalah = 0,2 x 69,66= 13,39 ≈ 14 m 3 hari. Spesifikasi : Nama Alat : Boiler Type : Fired tube Boiler Tekanan ≤ 10 atm Heating Surface : 140 ft 2 Rate Steam : 553,27 lb jam Efisiensi : 90 Bahan bakar : diesel oil 33º API Rate bahan bakar : 2718,65 lb jam Jumlah : 1 buah VIII.2. Unit Penyediaan Air Air di dalam pabrik memegang peranan penting dan harus memenuhi persyaratan tertentu yang disesuaikan dengan masing-masing keperluan di dalam pabrik. Penyediaan air untuk pabrik ini direncanakan dari air sungai. Air sungai sebelum masuk ke dalam bak penampung, dilakukan penyaringan terlebih dahulu yang bertujuan untuk menghilangkan kotoran- kotoran yang bersifat makro dengan jalan memasang sekat-sekat kayu agar Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Pra Rencana Pabrik Natrium Sulfat dari Garam NaCl dan Asam Sulfat dengan Proses Garam – Asam Sulfat Mannheim Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VIII-5 UPN “ Veteran” Jatim kotoran-kotoran tersebut terhalang dan tidak ikut masuk ke dalam tangki penampung reservoir. Dari tangki penampung kemudian dilakukan pengelolaan dalam unit water treatment. Untuk menghemat pemakaian air maka diadakan sirkulasi. Air dalam pabrik ini dipakai untuk : 1. Air sanitasi 2. Air pendingin 3. Air proses 4. Air umpan Boiler VIII.2.1. Air Sanitasi Air sanitasi untuk keperluan minum, masak, cuci, mandi dan sebagainya. Berdasarkan Standart Baku Mutu Air Bersih KepMenKes no. 492 th 2010, baku mutu air baku harian : Tabel VIII.2.1. Parameter Wajib Standart Baku Mutu Air Bersih No Jenis Parameter Satuan Kadar Maksimum yang diperbolehkan 1 Parameter yang berhubungan langsung dengan kesehatan a.Parameter Mikrobiologi 1 E.Coli Jumlah per 100 ml sampel 2 Total Bakteri Kolifrom Jumlah per 100 ml sampel b. Kimia Anorganik 1 Arsen Jumlah per 100 ml sampel 0,01 2 Fluorida mgl 1,5 3 Total Kromium mgl 0,05 4 Kadmium mgl 0,003 5 Nitrit sbg No 2 - mgl 3 6 Nitrat sbg No 3 - mgl 50 7 Sianida mgl 0,07 8 Selenium mgl 0,01 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Pra Rencana Pabrik Natrium Sulfat dari Garam NaCl dan Asam Sulfat dengan Proses Garam – Asam Sulfat Mannheim Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VIII-6 UPN “ Veteran” Jatim 2 Parameter yang tidak langsung berhubungan dengan kesehatan a.Parameter Fisik 1 Bau Tidak berbau 2 Warna TCU 15 3 Total zat padat terlarut TDS mgl 500 4 Kekeruhan NTU 5 5 Rasa Tidak berasa 6 Suhu C Suhu udara + 3 b.Parameter Kimiawi 1 Aluminium mgl 0,2 2 Besi mgl 0,3 3 Kesadahan mgl 500 4 Khlorida mgl 250 5 Mangan mgl 0,4 6 pH mgl 6,5 - 8,5 7 Seng mgl 3 8 Sulfat mgl 250 9 Tembaga mgl 2 10 Amonia mgl 1,5 Tabel VIII.2.2. Parameter Tambahan Standart Baku Mutu Air Bersih 1 a. KIMIAWI Bahan Anorganik Air Raksa mgl 0,001 Antimon mgl 0,02 Barium mgl 0,7 Boron mgl 0,5 Molybdenum mgl 0,07 Nikel mgl 0,07 Sodium mgl 200 Timbal mgl 0,01 Uranium mgl 0,015 b. Bahan Organik Zat organic KMnO 4 mgl 10 Deterjen mgl 0,05 Chlorinated alkanes Carbon tetrachloride mgl 0,004 Dichloroethane mgl 0,02 1,2 Dichloroethane mgl 0,05 Chlorinated ethenes Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Pra Rencana Pabrik Natrium Sulfat dari Garam NaCl dan Asam Sulfat dengan Proses Garam – Asam Sulfat Mannheim Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VIII-7 UPN “ Veteran” Jatim 1,2 Dichloroethane mgl 0,05 Trichloroethane mgl 0,02 Tetrachloroethane mgl 0,04 Aromatic hydrocarbons Benzene mgl 0,01 Toluene mgl 0,7 Xylenes mgl 0,5 Ethylbenzene mgl 0,3 Styrene mgl 0,02 Chlorinated benzenes 1,2Dichlorobenzene 1,2 DCB mgl 1 1,4Dichlorobenzene 1,4 DCB mgl 0,3 Lain-Lain Di 2-enthylhexyphthalate mgl 0,008 Acrylamide mgl 0,0005 Epichlorohydrin mgl 0,0004 Hexachlorobutadiene mgl 0,0006 Ethylene diamine tetra acetic acid EDTA mgl 0,6 Nitrilotriacetic acid NTA mgl 0,2 c. Pestisida Alachlor mgl 0,02 Aldicard mgl 0,01 Aldrin dan dieldrin mgl 0,00003 Atrazine mgl 0,002 Carbofuran mgl 0,007 Chlordane mgl 0,0002 Chlorotolurum mgl 0,03 DDT mgl 0,001 1,2 Dibromo-3-chloropropane DBPC mgl 0,001 2,4 Dichlorophenoxyacetic acid 2,4 D mgl 0,03 1,2 Dichloropropane mgl 0,04 Isoproturon mgl 0,009 Lindane mgl 0,002 MCPA mgl 0,002 Methoxychlor mgl 0,02 Metolachlor mgl 0,01 Molinate mgl 0,006 Pendimethalin mgl 0,02 Pentachlorophenol PCP mgl 0,009 Permenthrin mgl 0,3 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Pra Rencana Pabrik Natrium Sulfat dari Garam NaCl dan Asam Sulfat dengan Proses Garam – Asam Sulfat Mannheim Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VIII-8 UPN “ Veteran” Jatim Simazine mgl 0,002 Trifluralin mgl 0,02 Chlorophenoxy herbicides selain 2,4 D dan MCPA 2,4 DB mgl 0,090 Dichlorprop mgl 0,10 Fenoprop mgl 0,009 Mecoprop mgl 0,001 2,4,5Trichlorophenoxyaceticacid mgl 0,009 D Desinfektan dan hasil sampingannya Desinfektan Chlorine mgl 5 Hasil sampingan Bromate mgl 0,01 Chlorate mgl 0,7 Chlorite mgl 0,7 Chlorophenols mgl 2,4,6,Trichlorophenol2,4,6TCP Bromofrom mgl 0,2 Dibromochloromethane DBCM mgl 0,1 Bromodichloromethane BDCM mgl 0,1 Chloroform mgl 0,06 Chlorinated Acetic acids 0,3 Dichloroacetic Acid mgl 0,05 Trichloroacetic acid mgl 0,02 Chloral hydrate Halogenated acetonitrilies Dichloroacetonitrile mgl 0,02 Dibromoacetonitrile mgl 0,07 Cyanogen chloride sebagai CN mgl 0,07 2 RADIOAKTIFITAS Gross alpha acitivity Bql 0,1 Gross beta acitivity Bql 1 Sumber :Menteri Kesehatan Republik Indonesia , 2010 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Pra Rencana Pabrik Natrium Sulfat dari Garam NaCl dan Asam Sulfat dengan Proses Garam – Asam Sulfat Mannheim Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VIII-9 UPN “ Veteran” Jatim Kebutuhan air sanitasi untuk pabrik ini adalah untuk : - Karyawan, asumsi kebutuhan air untuk karyawan = 15 literhari per orang = 15 literhari per orang x 200 orang = 3 m 3 hari - Keperluan Laboratorim = 20 m 3 hari - Untuk menyiram kebun dan kebersihan pabrik = 10 m 3 hari - Cadanganlain-lainnya = 7 m 3 hari + Total kebutuhan air sanitasi = 3 + 20 + 10 + 7 = 40 m 3 hari VIII.2.2. Air Pendingin Untuk kelancaran dan effisiensi kerja dari air pendingin, maka perlu diperhatikan persyaratan untuk air pendingin dan air umpan boiler : Kadar maximum ppm Karakteristik Air boiler Air pendingin Silica 0,7 50 Aluminium 0,01 - Iron 0,05 - Manganese 0,01 - Calcium - 200 Sulfate - 680 Chloride - 600 Dissolved Solid 200 1000 Suspended Solid 0,5 5000 Hardness 0,07 850 Alkalinity 40 500 Lamb :302 Untuk menghemat air, maka air pendingin yang telah digunakan didinginkan kembali dalam cooling tower, sehingga perlu sirkulasi 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. Pra Rencana Pabrik Natrium Sulfat dari Garam NaCl dan Asam Sulfat dengan Proses Garam – Asam Sulfat Mannheim Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VIII-10 UPN “ Veteran” Jatim No. Nama Alat Kode alat CWkgjam CW lb jam 1. CRYSTALLIZER S-250 287738,8062 634348,9721 2. COKE TOWER D-310 1887,8189 4161,8855 Kebutuhan air pendingin total = 638510,8577 kgjam = 150324260,6 kghari = 638510,8577literjam = 638,5108 m 3 jam = 15324 m 3 hari COOLING TOWER P-283 Fungsi : Mendinginkan air pendingin yang sudah terpakai. Air yang diresirkulasikan 80 = 510808,68 lbjam Air yang harus ditambahkan sebagai make up water 20 = 127702,17 lbjam = 1401,36 m 3 hari Total kebutuhan air diresirkulasi sebesar : = 15324 + 1401,36 = 16725,62 m 3 hari Untuk keperluan ini digunakan cooling tower dengan spesifikasi sebagai berikut : Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Pra Rencana Pabrik Natrium Sulfat dari Garam NaCl dan Asam Sulfat dengan Proses Garam – Asam Sulfat Mannheim Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VIII-11 UPN “ Veteran” Jatim Kapasitas = 1401,36 m 3 hari T air masuk pada cooling tower = T 1 = 45 C T air keluar cooling tower = T 2 = 30 C Perbedaan suhu = 45 C – 30 C = 15 C Diambil kondisi 70 relative humidity 25 C. T wet bulb = T wb = 60 F Temperature approach = T 2 -T wb = 86-60 = 26 F Temperature range = T 1 -T 2 = 113-86 = 27 F Dengan dasar perhitungan dari Perry 3 ed , hal. 3-795, diperoleh : - Tinggi cooling tower = 43 ft - Jumlah deck = 12 buah - Lebar cooling tower = 12 ft - Kecepatan angin = 3 miljam L = Perry 3 ed , hal. 3-795 Keterangan : L = Panjang cooling tower, ft W = Wind convection factor. C = Konsentrasi airft 2 cooling. CW = wet bulb correction factor. Diperoleh : W = 0,8 Perry 3 ed fig. 56, hal. 3-794 CW = 0,95 Perry 3 ed fig. 54, hal. 3-794 C = 2,9 Perry 3 ed fig. 58, hal. 3-795 CH = 1,25 Perry 3 ed fig. 56, hal. 3-794 Maka dapat diperoleh : L = Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Pra Rencana Pabrik Natrium Sulfat dari Garam NaCl dan Asam Sulfat dengan Proses Garam – Asam Sulfat Mannheim Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VIII-12 UPN “ Veteran” Jatim Spesifikasi : Nama : Cooling Tower Type : Cross Flow Induced Draft Cooling Tower Tinggi : 43 ft Panjang : 27,13 ft Jumlah deck : 12 buah Bahan konstruksi : Kayu jati Jumlah : 1 buah VIII.2.3. Air Proses Tabel VIII.2.3. Kebutuhan air proses pada pabrik Natrium Sulfat: No. Nama Alat Kode Alat Air kgjam Air lbjam 1 NeutrallizerSolution Tank R-230 2573.1827 5672.8386 2 Rotary Drum Vacuum Fil-1 H-240 5.0976 11.2381 3 Rotary Drum Vacuum Fil-2 H-260 1889.1881 4164.9041 4 HCl Absorber D-320 578.6756 1275.7482 5 HCl Scrubber D-330 10.7309 23.6574 6 Tangki Pengencer F-122 145.9348 321.7279 Total 5202.8097 11470.1143 Kebutuhan air total = 5202.8097 kgjam = 5202.8097 literjam = 5,2 m 3 jam = 124,867 m 3 hari VIII.2.4. 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 tergantung pada kondisi air umpan boiler. Beberapa persyaratan yang harus dipenuhi antara lain : a. Bebas dari zat penyebab korosi , seperti asam ,gas-gas terlarut. b. Bebas dari penyebab kerak yang disebabkan oleh kesadahan yang tinggi, yang biasa berupa garam karbonat dan silica. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Pra Rencana Pabrik Natrium Sulfat dari Garam NaCl dan Asam Sulfat dengan Proses Garam – Asam Sulfat Mannheim Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VIII-13 UPN “ Veteran” Jatim c. Bebas dari zat penyebab timbulnya busa seperti zat organic , anorganik dan minyak. d. Kandungan logam dan impuritis seminimal mungkin. 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. Selanjutnya air sungai dipompa ke bak pengendapan. Pada bak pengendapan ini kotoran-kotoran akan mengendap membentuk flok-flok yang sebelumnya pada bak koagulasi dan flokulasi diberikan koagulan Al 2 SO 4 3 .18 H 2 O. Air bersih kemudian ditampung pada bak air jernih yang selanjutnya dilewatkan sand filter untuk menyaring kotoran yang masih terikat oleh air. Air yang keluar ditampung ke bak penampung air bersih untuk didistribusikan sesuai dengan kebutuhan. Dari perincian di atas, dapat disimpulkan kebutuhan air dalam pabrik : - Air umpan Boiler = 14 m 3 hari - Air Pendingin = 15324 m 3 hari - Air Proses = 124,9 m 3 hari - Air Sanitasi = 40 m 3 hari + Total = 15503,1 m 3 hari Kebutuhan air total = 15503 m 3 hari Kehilangan akibat jalur pipa dalam perjalanan, untuk faktor keamanan maka direncanakan kebutuhan air sungai 10 lebih besar : Densitas air pada 30 C = 993,5314 kgm 3 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Pra Rencana Pabrik Natrium Sulfat dari Garam NaCl dan Asam Sulfat dengan Proses Garam – Asam Sulfat Mannheim Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VIII-14 UPN “ Veteran” Jatim = 1,1 x kebutuhan normal = 1,1 x 15503 = 17053,37 m 3 hari = 710,56 m 3 jam = 709560,6 kgjam VIII.3.1. Spesifikasi Peralatan Pengolahan Air 1. Bak Penampung Air Sungai A-210 Fungsi : Menampung air sungai sebelum diproses menjadi air bersih. Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton. Rate volumetric : 17053,37 m 3 hari Ditentukan : Waktu tinggal : 12 jam = 0,5 hari Tinggi : 3 x m Panjang : 4 x m Lebar : 2 x m Volume air yang harus ditampung : 8526,6830 m 3 hari Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air = 8526,6830 80 = 10658,3538 m 3 Volume penampung = 24x 3 = 10658,35 Sehingga, x = 7,6 m Panjang = 30,5 m Lebar = 15,2 m Tinggi = 22,8 m Check volume : Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Pra Rencana Pabrik Natrium Sulfat dari Garam NaCl dan Asam Sulfat dengan Proses Garam – Asam Sulfat Mannheim Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VIII-15 UPN “ Veteran” Jatim Volume bak = p x l x t = 30,5 x 15,2 x 22,8 = 10658,35 m 3 = 10658,35 m 3 memenuhi Spesifikasi : Fungsi : menampung air sungai sebelum proses menjadi air bersih Kapasitas : 10658,35 m 3 Bentuk : empat persegi panjang terbuka Ukuran : Panjang = 30,5 m Lebar = 15,2 m Tinggi = 22,8 m Bahan konstruksi : Beton Jumlah : 1 buah

2. Tangki Koagulasi A-220

Fungsi : Tempat terjadi koagulasi dengan penambahan Al 2 SO 4 3 untuk distabilisasi kotoran dalam air yang tidak dikehendaki. Bak berbentuk lingkaran yang terbuat dari beton dan dilengkapi pengaduk. Perhitungan Koagulasi: Rate volumetric = 710,56 m 3 jam = 710557 literjam Dosis alum = 20 mgliter Kebutuhan alum = 20 x 710557 = 14211138 mgjam = 14,211 kgjam = 112552 kgtahun 330 hari ρ alum = 1,1293 kgL Volume alum = = 13 literjam = 0,013 m 3 jam Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Pra Rencana Pabrik Natrium Sulfat dari Garam NaCl dan Asam Sulfat dengan Proses Garam – Asam Sulfat Mannheim Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VIII-16 UPN “ Veteran” Jatim Waktu tinggal = 30 menit = 0,5 jam Volume air dan alum = 710,56 + 0,013 m 3 jam x 0,5 jam = 335,28 m 3 Dirancang tangki berbentuk silinder dan 80 dari tangki terisi air, maka : Volume tangki = Jumlah tangki yang digunakan = 1 buah Volume tangki = x D 2 x H Asumsi : H = 2 D Volume tangki = 444,12 = 1,57 D 3 D = 6,56 m H = 2 x 6,56 = 13,13 m Tinggi cairan di dalam tangki = x D 2 x H 335,28 = x 12,16 2 x H H = 2,625 m Dalam bak koagulator ini dilengkapi dengan pengaduk berkecepatan 10 rpm 0,1667 rps. Dirancang pengaduk tipe flat blade turbin dengan 6 blade dengan perbandingan diameter impeller dengan diameter tangki TD = 0,3 Diameter impeller Da = 13 diameter tangki = 0,333 x 6,56 = 2,188 m ρ air = 1000 kgm 3 µ air = 0,8 cp = 0,0008 kgm.s N Re = = = 950178,2602 Dari Geankoplis figure 3.4-4, Diketahui nilai Np pada N Re = 950178,2602adalah : Np = 6 Daya yang diperlukan untuk motor pengaduk : P = Np x r x N 3 x T 5 = 6 x 1000 x 0,1667 3 x 2,188 5 = 1349,2158 watt = 1,9 hp Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Pra Rencana Pabrik Natrium Sulfat dari Garam NaCl dan Asam Sulfat dengan Proses Garam – Asam Sulfat Mannheim Progdi Teknik Kimia - Fakultas Teknologi Industri VIII-17 UPN “ Veteran” Jatim Jika efisiensi motor 80, maka : P = 1,9 x 0,8 = 2,34 hp Dipilih motor = 2,34 hp Spesifikasi Bak Koagulasi Fungsi : Sebagai tempat terjadinya koagulasi serta flokulasi Kapasitas : 444,12 m 3 Bentuk : Silinder Ukuran bak : diameter = 6,56 m tinggi = 13,13 m Motor penggerak : 2,34 hp Bahan : Beton bertulang Jumlah : 1 buah

3. Tangki Flokulasi A-220B