7.5 Kebutuhan Bahan Bakar
Bahan bakar yang digunakan untuk ketel uap dan pembangkit tenaga listrik generator adalah minyak solar karena minyak solar efisien dan mempunyai nilai
bakar yang tinggi. Keperluan Bahan Bakar Generator
Nilai bahan bakar solar = 19.860 Btulb
m
Perry, 1999 Densitas bahan bakar solar
= 0,89 kgL Perry, 1999 Daya output generator
= 2195,1458 kW Daya generator yang dihasilkan = 2195,1458 kW
0,9478 BtudetkW 3600 detjam = 747743,0381 Btujam
Jumlah bahan bakar = 747743,0381 Btujam19.860 Btulb
m
0,45359 kglb
m
= 17,0780 kgjam Kebutuhan solar
= 17,0780 kgjam 0,89 kgliter = 19,1887 literjam Kebutuhan solar untuk 1 generator = 19,1887 Ljam
Keperluan Bahan Bakar Ketel Uap Air kebutuhan ketel uap
= 2263,7118 kgjam Panas laten saturated steam 120
C = 2713,88 kJkg Reklaitis, 1983
Panas yang dibutuhkan ketel : = 2263,7118 kgjam
2713,88 kJkg 1,05506 kJBtu = 381465,7 Btujam
Efisiensi ketel uap = 85 Panas yang harus disuplai ketel
= 381465,7 Btujam 0,85 = 448783,19 Btujam
Nilai bahan bakar solar = 19.860 Btulb
Perry, 1999 Jumlah bahan bakar :
= 448783,19 Btujam 19.860 Btulb
m
0,45359 kglb
m
= 10,2499 kgjam Kebutuhan solar
= 10,2499 kgjam 0,89 kgliter = 11,5168 Ljam
7.6 Unit Pengolahan Limbah
Limbah dari suatu pabrik harus diolah sebelum dibuang ke badan air atau atmosfer, karena limbah tersebut mengandung bermacam-macam zat yang dapat
Universitas Sumatera Utara
membahayakan alam sekitar maupun manusia itu sendiri. Demi kelestarian lingkungan hidup, maka setiap pabrik harus mempunyai unit pengolahan limbah.
Sumber-sumber limbah pabrik pembuatan natrium laktat meliputi : 1. Limbah proses berupa limbah cair yaitu kondensat bekas yang tidak dapat
digunakan kembali, limbah akibat zat-zat yang terbuang, bocor, atau tumpah. Khusus limbah dari bahan baku monomer dan katalis, berdasarkan PP RI Nomor
18 Tahun 1999 Tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun, termasuk kategori limbah B3 Bahan Berbahaya dan Beracun dari sumber yang
spesifik sehingga dalam penanganannya harus dikirim ke pengumpul limbah B3 sesuai dengan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia tersebut dan dalam
pengelolaannya, limbah B3 dikirim ke PPLI Cileungsi, Bogor, Indonesia. 2. Limbah cair hasil pencucian peralatan pabrik. Limbah ini diperkirakan
mengandung kerak dan kotoran-kotoran yang melekat pada peralatan pabrik. 3. Limbah domestik dan kantor
Limbah ini mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari kamar mandi di lokasi pabrik, serta limbah dari kantin berupa limbah padat dan cair.
4. Limbah laboratorium Limbah yang berasal dari laboratorium ini mengandung bahan-bahan kimia yang
digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang dipergunakan dan mutu produk yang dihasilkan, serta yang dipergunakan untuk penelitian dan
pengembangan proses. Limbah laboratorium termasuk kategori limbah B3 Bahan Berbahaya dan Beracun sehingga dalam penanganannya harus dikirim
ke pengumpul limbah B3 sesuai dengan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 18 Tahun 1999 Tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya
dan Beracun. Dalam pengelolaan limbah B3 dikirim ke PPLI Cileungsi, Bogor, Indonesia.
Pengolahan limbah cair pabrik ini dilakukan dengan menggunakan activated sludge lumpur aktif, mengingat cara ini dapat menghasilkan effluent dengan BOD yang
lebih rendah Perry, 1999. Perhitungan untuk Sistem Pengolahan Limbah
Diperkirakan jumlah air buangan pabrik : 1.
Pencucian peralatan pabrik diperkirakan = 80 Ljam
Universitas Sumatera Utara
2. Laboratorium diperkirakan = 15 Ljam
3. Limbah domestik dan kantor
Diperkirakan air buangan tiap orang untuk : - domestik = 10 Lhari
Metcalf, 1991 - kantor
= 25 Lhari Metcalf, 1991
Jumlah karyawan = 122 orang Jadi, jumlah limbah domestik dan kantor
= 122 10 + 25 Lhari 1 hari 24 jam = 177,9167Ljam
Total air buangan pabrik = 80 + 15 + 177,9167 = 272,917 Ljam = 0,2729 m
3
jam
7.6.1 Bak Penampungan BP
Fungsi : tempat menampung air buangan sementara
Jumlah : 1 unit
Laju volumetrik air buangan = 0,2729 m
3
jam Waktu penampungan air buangan = 15 hari
Volume air buangan = 0,2729
15 24 = 98,25 m
3
jam Bak terisi 90 maka volume bak =
9 ,
98,25 = 109,1667 m
3
Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : panjang bak p = 2 × lebar bak l dan tinggi bak t = lebar bak l
Volume bak V = p × l × t 109,1667 m
3
= 2l × l × l l = 3,7933 m
Jadi, panjang bak p = 7,5867 m lebar bak l = 3,7933 m
tinggi bak t = 3,7933 m luas bak A = 28,7786 m
2
tinggi air = 0,9 3,7933 m = 3,4140 m
7.6.2 Bak Pengendapan Awal BPA
Fungsi : Menghilangkan padatan dengan cara pengendapan. Laju volumetrik air buangan = 0,2729 m
3
jam = 6,55 m
3
hari
Universitas Sumatera Utara
Waktu tinggal air = 2 jam = 0,08333 hari Perry, 1997
Volume bak V = 6,55 m
3
hari × 0,08333 hari = 13,1 m
3
Bak terisi 90 maka volume bak =
9 ,
13,1 = 14,5556 m
3
Direncanakan ukuran bak sebagai berikut: panjang bak p = 2 × lebar bak l dan tinggi bak t = lebar bak l
Volume bak V = p × l × t 14,5556 m
3
= 2l × l × l l = 1,9379 m
Jadi, panjang bak p = 3,8758 m lebar bak l = 1,9379 m
tinggi bak t = 1,9379 m
7.6.3 Bak Netralisasi BN
Fungsi : Tempat menetralkan pH limbah. Laju alir limbah = 0,2729 m
3
jam Direncanakan waktu penetralan berlangsung selama 1 hari
Volume limbah = 0,2729 m
3
jam 1 hari 24 jamhari = 6,55 m
3
Bak terisi 90 maka volume bak =
9 ,
6,55
= 7,2780 m
3
Direncanakan ukuran bak sebagai berikut: panjang bak p = 2 × lebar bak l dan tinggi bak t = lebar bak l
Volume bak V = p × l × t 7,2780 m
3
= 2l × l × l l = 1,5381 m
Jadi, panjang bak p = 3,0762 m lebar bak l = 1,5381 m
tinggi bak t = 1,5381 m Air buangan pabrik limbah industri yang mengandung bahan organik
mempunyai pH = 5 Hammer, 1998. Limbah cair bagi kawasan industri yang terdiri dari bahan-bahan organik harus dinetralkan sampai pH = 6 sesuai dengan
Kep.No.3Menlh011998. Untuk menetralkan limbah digunakan soda abuNa
2
CO
3
.
Universitas Sumatera Utara
Dari grafik 13.1 The Nalco Water Handbook, 1988, kebutuhan Na
2
CO
3
untuk menetralkan air limbah pH =5 adalah 12 mg Na
2
CO
3
l air limbah The Nalco Water Handbook
, 1988. Jumlah air buangan = 6,55 m
3
hari = 272,9 Lhari
Kebutuhan Na
2
CO
3
= 272,9 Lhari×12 mg
L×1 kg10
6
mg×1 hari24 jam = 0,0109 kgjam
7.6.4 Unit Pengolahan Limbah dengan Sistem Activated Sludge Lumpur Aktif
Proses lumpur aktif merupakan proses aerobik di mana flok biologis lumpur yang mengandung biologis tersuspensi di dalam campuran lumpur yang
mengandung O
2
. Biasanya mikroorganisme yang digunakan merupakan kultur campuran. Flok biologis ini sendiri merupakan makanan bagi mikroorganisme ini
sehingga akan diresirkulasi kembali ke tangki aerasi. Data:
Laju volumetrik Q = 0,2729 m
3
jam = 1967,5451 galhari Dari www.beckartenvironemtal.com, 2006 diperoleh data berikut :
- BOD
5
S
o
= 783 mgL - Mixed Liquor Suspended Solid
= 441 mgL - Mixed Liquor Volatile Suspended Solid X = 353 mgL
Menurut Metcalf, 1991, untuk activated sludge diperoleh data sebagai berikut : - Efisiensi E
= 95 - Koefisien cell yield Y
= 0,8 mg VSSmg BOD
5
- Koefisien endogenous decay K
d
= 0,025 hari
-1
Direncanakan : Waktu tinggal sel
c
= 10 hari 1.
Penentuan BOD Effluent S 100
S S
S E
o o
Metcalf, 1991
Universitas Sumatera Utara
mgL 15
, 9
3 100
83 7
95 83
7 100
E.S S
S
o o
Batas maksimum BOD Effluent S = 39,15 mgL dapat diterima, karena batas maksimum BOD
5
menurut baku mutu limbah cair bagi kawasan industri sesuai dengan Kep.No.3Menlh011998 , adalah 50 mgL
2. Penentuan Volume aerator Vr
. θ
k X1
S .Q.YS
θ Vr
c d
o c
Metcalf, 1991
10 0,025
mgL1 353
mgL 15
, 9
3 0,8783
galhari ,5451
hari1967 10
= 26534,7696 gal = 100,4458 m
3
3. Penentuan Ukuran Kolam Aerasi AR
Menurut Metcalf, 1991 diperoleh data sebagai berikut : - Direncanakan tinggi cairan dalam aerator
= 3 m - Perbandingan lebar dan tinggi cairan
= 3 : 1 - lebar kolam aerator
= 3 × 3 m = 9 m - Faktor kelonggaran
= 0,5 m di atas permukaan air V = p × l × t
100,4458 m
3
= p × 9 × 3 p = 3,7202 m
Jadi, ukuran aerator : Panjang p = 3,7202 m
Lebar l = 9 m
Tinggi t = 3 + 0,5 m = 3,5 m
Universitas Sumatera Utara
4. Penentuan Jumlah Flok yang Diresirkulasi Qr
Tangki aerasi
Tangki sedimentasi
Q Q + Q
r
X
Q
r
X
r
Q
w
Q
w
X
r
Q
e
X
e
Bak Penampung dan Pengendapan
Q
e
= Q = 1967,5451 galhari X
e
= 0,001 X = 0,001 × 353 mgL = 0,353 mgL X
r
= 0,999 X = 0,999 × 353 mgL = 352,647 mgL P
x
= Q
w
× X
r
Metcalf, 1991 P
x
= Y
obs
.Q.S
o
– S Metcalf, 1991
c d
obs
θ k
1 Y
Y
Metcalf, 1991
0,025.1 1
0,8 Y
obs
= 0,64 P
x
= 0,64 1967,5451 galhari 783 – 39,15 mgL = 395208,969 gal mgL hari
Neraca massa pada tangki sedimentasi Akumulasi = jumlah massa masuk
– jumlah massa keluar 0 = Q + Q
r
X – Q
e
X
e
– Q
w
X
r
0 = QX + Q
r
X – Q0,001X - P
x
353 969
, 95208
3 1
1 3530,00
1967,5451 X
P 1
QX0,001 Q
x r
= 846,0054 galhari = 3,2025 m
3
hari 5.
Penentuan Waktu Tinggal di Aerator
846,0054 1967,5451
26534 Q
Q Vr
θ
c
= 9,43 hari ≈ 10 hari
6. Penentuan Daya yang Dibutuhkan Tipe aerator yang digunakan adalah surface aerator.
Kedalaman cairan = 3 m dan lebar kolom aerator = 9 m dari Tabel 10-11, Metcalf, 1991 diperoleh daya aerator sebesar 10 hp.
Universitas Sumatera Utara
7.6.5 Tangki Sedimentasi TS
Fungsi : mengendapkan flok biologis dari Tangki Aerasi AR dan sebagian
diresirkulasi kembali ke Tangki Aerasi AR Laju volumetrik air buangan = 846,0554+ 949,01179 galhari
= 2813,5504 galhari = 10,6505 m
3
hari Diperkirakan kecepatan overflowmaksimum = 10 m
3
m
2
hari Perry, 1999 Waktu tinggal air = 2 jam = 0,0833 hari
Perry, 1999 Volume bak V = 10,6505 m
3
hari × 0,0833 hari = 0,8875 m
3
Luas tangki A = 10,6505 m
3
hari 10 m
3
m
2
hari = 1,1065 m
3
A = ¼ D
2
D = 1,1648 m Kedalaman tangki, H = VA = 0,8875 0,3227 = 0,8333 m
Universitas Sumatera Utara
PU-03 V-02
Kondensat Bekas Air Pendingin Bekas
PU-01 SC-01
PU-06 PU-07
V-07 PU-08
PU-14 PU-16
V-10 V-12
H
2
SO
4 PU-09
V-09
NaOH
PU-11 V-11
PU-10 V-08
V-16 V-15
PU-12 V-13
PU-15
PU-18 Air Pendingin
PU-13 PU-17
V-17
Kaporit
FC FC
FC FC
FC FC
FC FC
FC FC
FC FC
FC FC
V-01 PU-02
V-04
Na
2
CO
3
Al
2
SO
4 3
V-03
FC FC
PU-04 PU-05
Steam V-14
Lumpur TB
PU-20
FC
Generator
Air proses
PU-19
FC
Air Domestik
FC V-05
FC V-06
FC
PU-21
Keterangan : SC-01 = Screening
V-01 = Water reservoir V-02 = Bak sedimentasi
V-03 = Tangki pelarutan alum V-04 = Tangki pelarutan Na
2
CO
3
V-05 = Clarifier V-06 = Tangki Penampung Air
V-07 = Tangki filtrasi V-08 = Tangki air
V-09 = Tangki asam sulfat V-10 = Cation exchanger
V-11 = Tangki NaOH V-12 = Anion exchanger
V-13 = Deaerator V-14 = Ketel uap
V-15 = Water cooling tower V-16 = Tangki air domestik
V-17 = Tangki pelarutan kaporit TB = Tangki Bahan Bakar
Skala : Tanpa Skala Tanggal Tanda Tangan
Digambar Diperiksa
Disetujui
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
DIAGRAM ALIR PENGOLAHAN AIR PRA-RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN SODIUM LAKTAT DARI MOLASE DENGAN KAPASITAS
PRODUKSI 2.000 TON TAHUN
Nama : Erick Kamil
NIM : 080405022
1. Prof.Dr.Setiaty Pandia NIP. 1961225 198903 1 003
2. Dr.Halimatuddahliana,ST,M.Sc NIP. 19671029 199501 2 001
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK
8.1 Organisasi Perusahaan
Perencanaan lokasi pabrik mempunyai peranan yang sangat penting dalam menunjang perkembangan pabrik dan lokasi pabrik menjadi salah satu faktor penentu
keberhasilan sebuah perusahaan. Menurut Assauri 2008, lokasi penting bagi pabrik karena akan mempengaruhi kedudukan perusahaan dalam persaingan dan
menentukan kelangsungan hidup perusahaan. Dengan adanya penentuan lokasi suatu pabrik yang tepat akan menentukan:
Kemampuan melayani konsumen dengan memuaskan Mendapatkan bahan-bahan mentah yang cukup dan kontinu dengan harga yang
memuaskanlayak Memungkinkan diadakan perluasan di kemudian hari
Lokasi pabrik diharapkan mampu memberikan total biaya dari proses produksi dan distribusi yang rendah, sementara harga dan volume penjualan produk akan
mampu memberikan keuntungan yang maksimal Novia dan Gutama, 2011. Untuk mendapatkan lokasi pabrik yang tepat, maka harus diperhatikan faktor-
faktor yang mempengaruhi lokasi pabrik. Faktor-faktor yang mempengaruhi perusahaan secara garis besar dapat diklasifikasi menjadi Izzhati, 2008:
1. Faktor primer, yaitu faktor yang berpengaruh langsung kepada produksi dan
distribusi dari suatu pabrik. Faktor ini meliputi: a. Kedekatan dengan sumber bahan baku
Sumber bahan baku sebaiknya dekat dengan lokasi pabrik, karena lebih menjamin penyediaan bahan baku, setidaknya dapat mengurangi
keterlambatan bahan baku. Hal-hal yang perlu diperhatikan mengenai bahan baku:
Lokasi sumber bahan baku Besarnya kapasitas sumber bahan baku dan berapa lama sumbertersebut dapat
diandalkan pengadaannya Cara mendapatkan bahan baku tersebut dan cara transportasi
Harga bahan baku serta biaya pengangkutan
Universitas Sumatera Utara
Kemungkinan mendapatkan sumber bahan baku lain b. Ketersediaan tenaga kerja
Tersedianya tenaga kerja menurut kualifikasi tertentu merupakan factor pertimbangan pada penetapan lokasi pabrik, tetapi tenaga terlatih atau skilled
labor di daerah setempat tidak selalu tersedia. Jika didatangkan dari daerah lain diperlukan peningkatan upah dan penyediaan fasilitas lainnya sebagai daya tarik.
c. Kedekatan dengan pasar Jika pasar terpusatkan pada lokasi tertentu maka pabrik yang akan didirikan
sebaiknya berada dekat dengan lokasi pasar tersebut, tetapi bila pasar menyebar di berbagai lokasi maka dapat ditempatkan di titik yang dapat menghemat biaya
distribusi. d. Transportasi
Suatu perusahaan harus ditempatkan di suatu daerah karena tersedia tipe fasilitas transportasi yang sesuai dengan yang diinginkan.
e. Sumber energi Pabrik yang menggunakan sumber energi yang besar akan memilih lokasi yang
dekat dengan sumber tenaga listrik. 2. Faktor sekunder, merupakan faktor lain yang juga perlu dipertimbangkan dalam
penentuan lokasi pabrik. Faktor ini meliputi: a. Ketersediaan air
Air merupakan kebutuhan penting bagi suatu pabrik industri kimia, baik untuk keperluan proses maupun untuk keperluan lainnya. Di daerah lokasi pabrik
diperlukan adanya sumber air yang kemungkinan diperoleh dari air sungai, danau, sumur air tanah maupun laut.
b. Peraturan daerah dan sistem perpajakan Peraturan daerah setempat perlu dipelajari terlebih dahulu, mungkin terdapat
beberapa persyaratan atau aturan yang berbeda dengan daerah lain. c. Sikap masyarakat setempat
Sikap dan tanggapan dari masyarakat daerah terhadap pembangunan pabrik perlu diperhatikan dengan seksama, karena hal ini akan menentukan perkembangan
pabrik di masa yang akan datang. Keselamatan dan keamanan masyarakat perlu
Universitas Sumatera Utara
dijaga dengan baik. Hal ini merupakan suatu keharusan sebagai sumbangan kepada masyarakat.
d. Iklim Iklim atau cuaca akan secara nyata mempengaruhi efektivitas, efisiensi,
produktivitas dan perilaku tenaga kerja dalam melaksanakan aktivitasnya. e. Fasilitas perumahan dan fasilitas pendukung lainnya
f. Rencana masa depan pabrik.
Berdasarkan faktor-faktor tersebut, maka pabrik pembuatan natrium laktat ini direncanakan berlokasi di daerah Kawasan Industri Pancapuri, Cilegon, Banten.
Dasar pertimbangan dalam pemilihan lokasi pabrik adalah : a. Bahan baku
Suatu pabrik sebaiknya berada di daerah yang dekat dengan sumber bahan baku dan daerah pemasaran sehingga transportasi dapat berjalan dengan lancar. Bahan
baku pabrik yaitu molase diperoleh dari pabrik gula di Banten yaitu PT. Jawamanis Rafinasi dan bahan-bahan lainnya diperoleh dari daerah lokal
b. Transportasi Pembelian bahan baku dan penjualan produk dapat dilakukan melalui jalan darat,
laut maupun udara. Lokasi yang dipilih dalam rencana pendirian pabrik ini merupakan kawasan industri yang telah memiliki sarana transportasi yang lengkap.
Transportasi darat dilakukan melalui jalan tol dan dapat juga dengan menggunakan kereta api barang. Transportasi laut dapat dilakukan melalui
Pelabuhan Ciwandan dan Pelabuhan Bojonegara. Transportasi udara dapat dilaksanakan melalui Bandara Internasional Soekarno-Hatta dan Bandara Pondok
Cabe di Tangerang. c. Pemasaran
Kebutuhan akan natrium laktat terus menunjukkan peningkatan dari tahun ke tahun sehingga pemasarannya tidak akan mengalami hambatan. Lokasi pendirian
pabrik dekat dengan pelabuhan Ciwandan sehingga produk dapat dipasarkan baik dalam maupun luar negeri seperti ke Singapura dan Malaysia. Selain itu, natrium
laktat dapat dijual ke perusahaan domestik yang membutuhkannya seperti pabrik
Universitas Sumatera Utara
pembuatan makanan, daging olahan, cairan infus dan pabrik lainnya yang menggunakan natrium laktat sebagai bahan bakunya.
d. Kebutuhan air Air yang dibutuhkan dalam proses diperoleh dari Daerah Aliran Sungai DAS
Cidanau yang mengalir di sekitar pabrik untuk proses, sarana utilitas dan kebutuhan domestik.
e. Kebutuhan tenaga listrik dan bahan bakar Dalam pendirian suatu pabrik, tenaga listrik dan bahan bakar adalah faktor
penunjang yang paling penting. Pembangkit listrik utama untuk pabrik adalah menggunakan generator diesel yang bahan bakarnya diperoleh dari PT. Pertamina
Banten. Selain itu, kebutuhan tenaga listrik juga dapat diperoleh dari Perusahaan Listrik Negara PLN Banten.
f. Tenaga kerja Sebagai kawasan industri, daerah ini merupakan salah satu tujuan para pencari
kerja. Di daerah ini tersedia tenaga kerja terdidik maupun yang tidak terdidik serta tenaga kerja yang terlatih maupun tidak terlatih.
g. Biaya tanah Tanah yang tersedia untuk lokasi pabrik masih cukup luas dan dalam harga yang
terjangkau. h. Kondisi iklim dan cuaca
Seperti daerah lain di Indonesia, iklim di sekitar lokasi pabrik relatif stabil. Pada tengah tahun pertama mengalami musim kemarau dan tengah tahun berikutnya
mengalami musim hujan. Walaupun demikian perbedaan suhu yang terjadi relatif kecil, sehingga tidak akan mempengaruhi proses.
i. Kemungkinan perluasan dan ekspansi Ekspansi pabrik dimungkinkan karena tanah yang tersedia cukup luas dan di
sekeliling lahan tersebut belum banyak berdiri pabrik serta tidak mengganggu pemukiman penduduk.
j. Sosial masyarakat Sikap masyarakat diperkirakan akan mendukung pendirian pabrik pembuatan
natrium laktat ini, karena akan menjamin tersedianya lapangan kerja bagi mereka.
Universitas Sumatera Utara
Selain itu, pendirian pabrik diperkirakan tidak akan mengganggu keselamatan dan keamanan masyarakat di sekitarnya.
8.2 Tata Letak Pabrik