SISTEM AIR MINUM PADA KAPAL
TUGAS SISTEM PERLENGKAPAN KAPAL
SISTEM AIR MINUM PADA KAPAL
Disusun oleh :
Tarwiyono Santoso ( 0415030029)
Teknik kelistrikan kapal
Politeknik perkapalan negeri surabaya
2016
1.1 Pengertian Sistem air minum pada kapal
Didalam suatu kapal terdapat berbagai sistem misalnya sistem air minum
yang tak lepas dari sistem air tawar.Sistem air tawar ,dimana sistem ini mengatur
tentang supply air tawar untuk semua kebutuhan air tawar untuk air minum (fresh
water )di kapal.Sistem air tawar di kapal ini merupakan sistem yang sangat vital
terutama untuk keperluan minum .Ini dikarenakan air tawar digunakan untuk
makan ,minum mandi dsb.Pada umumnya kapal niaga dilakukan dengan cara
konvensional yaitu dengan melakukan pengisian air bersih pada angki air tawar
dari pelabuhan .Tetapi ada beberapa kapal yang sudah dilengkapi dengan distilator
yang digunakan pada kondisi tertentu.Untuk pelayaran yang mempunyai rute jauh
dengan waktu yang lama memerlukan air bersih yang begitu banyak sehingga
membutuhkan penggunaan tangki air tawar yang besar yang penggunaannya
membuat ruangan kapal tidak efisien .
Demikian juga biaya penyediaan air bersih juga menjadi lebih
besar .Untuk menghemat ruang kapal dengan ukuran tangki air bersih ,maka air
bersih sebaiknya tidak hanya disediakan di pelabuhan ,tetapi air bersih juga
disediakan melalui teknologi desalinasi air laut menjadi air tawar .Selain teknologi
distilasi teknologi desalinasi yang lain adalah reverse osmosis (RO) .Sistem ini
banyak digunakan pada industri pembangkit seperti PLTU dan masih jarang
digunakan pada kapal .
1.2 Sistem Instalasi Air Tawar Untuk Keperluan Air Minum
Sistem air tawar berfungsi untuk memenuhi semua kebutuhan air tawar di
kapal yang mana air tawar digunakan khususnya untuk minum dan keperluan para
abk kapal .Air yang digunakan adalah air yang baik,bersih dan menyehatkan
sehinggapentingnya peningkatan kualitas air di kapal .
Keterangan:
1.Tangki persediaan
9.Pipa pembagi
2.Pipa Pengisian
10.Tempat penggunaan
3.Pipa udara
11.Heating coil
4.Sounding pipa
12.Pipa udara
5.Pompa tangan
13.Oven flow pipa
6.Pompa centrifugal
14.katup test
7.Tangki dinas
15.selang (hose)
8.Pip pengisap
16.pipa utama
Tangki Persediaan (1)dilengkapi dengan sounding pipe (4) dan Vent
pipe3() dan diisi melalui pipe pengisian (2) yang menembus geladak.Melalui
lubang pemasukan (8),pompa tangan (5) atau pompa centrifugal (6),air minum
dialirkan ke tangki dinas 7() yang melengkapi dengan pipa udara (12) dan heating
coil(11)
Dari tangki dinas(7) air dialirkan melalui pipa utama (16) ke tempat
tempat penggunaan (10).Tangki dinas (7) mempunyai overflow pipe (13) dengan
sebuah katup test (14) untuk mengembalikan kelebihan air kembali ke tangki
persediaan (1).Hubungan dengan overflow pipa pada cabang pipa dengan test
valve (14) yang menuju ke ruangan di mana pompa poma dipasang .Sisitem ini
dapa diisi di pelabuhan melalui selang (15).
1.3 Sistem Instalasi Instalasi Air Laut Dengan Desalinasi Pada Kapal
Beberapa metode desalinasi air laut diteliti dan dikembangkan untuk
memperoleh air tawar dari air laut yang asin karena megandung garam.Membuang
garam-garam yang terlarut dari dalam air laut disebut desalinasi. Desalinasi dapat
membantu mengimbangi kebutuhan air minum di kapal selain dari pengisian air
tawar melalui pelabuhan pelabuhan.Desalinasi dapat dilakukan dengan
penyulingan,pembekuan ,osmosis balik(Reverse Osmosis),elektrodialisis,dan
pertukaran ion.
A.Prinsip dasar Reverse Osmosis(RO)
Apabila dua buah larutan dengan konsentrasi encer dan konsentrasi pekat
dipisahkan oleh membran semi permeable,maka larutan dengan konsentrasi encer
akan terdifusi melalui membran semi permeable tersebut masuk ke dalam larutan
yan pekat sampai terjadi titik keseimbnagan konsentrasi .Peristiwa ini dikenal
dengan proses osmosis.
Daya penggerak(driving force ) yang menyebabkan terjadinya aliran
/difusi air tawar ke dalam air asin melalui membran semi permeable tersebut
dinamakan tekanan osmosis .besarnya tekanan osmosis tersebut bergantung dari
karakteristik membran,temperatur air ,dan konsentrasi garama yang terlarut dalam
air.Apabila tekanan kerja lebih besar dari tekanan osmotiknya ,maka aliran air
tawar akan berbalik yakni dari air asin ke air tawar melalui membran semi
permeable (reverse osmosisi).
Proses desalinasi dengan reverse osmosis:
a.Pretreatment: Air umpan (air laut ) pada tahap pretreatment disesuaikan
dengan membran dengan cara memisahkan padatan tersuspensi ,menyesuaikan
pH,dan menambahkan inhibitor untk mengontrol sealing yang disebabkan
senyawa tertentu..misal kalsium sulfat
b.Pressurization : pompa akan meningkatkan tekanan dari air laut yang
sudah melalui proses pretreatment hingga tekanan operasi yang sesui dengan
membran dan salinitas air laut.
c.separation: Membran permeable akan menghalangi aliran garam
terlarut ,sementara membran akan memperbolehkan air produk terdesalinasi
melewatinya.Efek permeabilitas membran ini akan menyebabkan terdapatnya 2
aliran,yaitu aliran produk air bersih dan aliran brine terkonsentrasi .Karena tidak
ada membran yang sempurna pada proses pemisahan ini.Sedikit garam dapat
mengalir melewati membran dan tersisa pada air produk.
d.Stabilization : Air produk hasil pemisahan dengan membran biasanya
membutuhkan penyesuaian pH sebelum dialirkan ke sistem distribusi untuk
digunakan sebagai air minum.Produk mengalir melalui kolom aerasi dimana pH
akan ditingkatkan dari 5 mendekati 7 .(Danial/fadjar.P,Majalah Tren Kontruksi
edisi Agustus 2010)
Keunggulan proses osmosis balik (reverse osmosis)(RO)
Keunggulan utama
1.Konsumsi energi yang minim
2.Pengoperasiannya dilakukan pada suhu kamar tanpa instalasi penambah
uap,mudah untuk memperbesar kapasias,serta pengoperasiannya tidak rumit.
3. Kapal Mampu memproduksi air tawar yang siap minum
4.Mampu memperkecil ukuran tangki air tawar
5.Untuk pembangunan kapal baru mampu memperbesar nilai muatan
(payload)
2.PROSES MENGOLAH AIR ASIN/PAYAU MENJADI AIR TAWAR
Proses mengolah air asin/payau menjadi air tawar atau sering dikenal
dengan istilah desalinasi dapat dikelompokkan menjadi 3 (tiga) macam yaitu:
1.
Proses destilasi (suling)
Proses destilasi memanfaatkan energi panas untuk menguapkan air asin. Uap air
tersebut selanjutnya didinginkan menjadi titik-titik air dan hasil ditampung
sebagai air bersih yang tawar.
2.
Proses penukar ion
Pada tahun 1852, Way menemukan bahwa menghilangkan ammonia
dalam larutan air yang meresap melalui tanah sesungguhnya berupa pertukaran
ion dengan kalsium yang terkandung di dalam sejenis silica tertentu dalam tanah.
Dewasa ini penukaran ion sudah menjadi proses konversi kimia yang sangat
bermanfaat. Proses ini digunakan secara luas dan skala besar di industry (Nur
Alimah, 2008)
Teknik penukar ion memanfaatkan proses kimiawi untuk memisahkan garam
dalam air.
Pada proses ini ion garam (Na Cl) ditukar dengan ion seperti Ca +2 dan
SO4-2. Materi penukar ion berasal dari bahan alam atau sintetis. Materi penukar
ion alam misalnya zeolit sedangkan yang sintetis resin (resin kation dan resin
anion).
Proses pertukaran ion merupakan reaksi kimia yang ionnya terhidrata dan bersifat
mobil bergerak di dalam zat padat, dipertukarkan atas dasar ekuivalen dengan ion
yang bermuatan sama yang terdapat di dalam larutan. Zat padat mempunyai
struktur seperti jala terbuka dan ion yang bergerak itu menetralisir muatan, atau
muatan potensial, gugus yang terpasang di dalam matriks zat padat itu disebut
penukar ion.
a)
Pertukaran kation
Pertukaran kation berlangsung bila kation yang bergerak dan bermuatan
posirif terikat pada gugus yang bermuatan negative di dalamnya penukar ion
saling bertukar dengan kation lain terdapat di dalam larutan.
b)
Pertukaran anion
Proses pertukaran ion berlangsung bila anion bergerak, bermuatan negatif
yang melekat pada gugus bermuatan positif di dalam resin, penukar kalor saling
bertukar dengan anion di dalam larutan.
3.
Proses filtrasi.
Proses ketiga ini lebih dikenal dengan sistem osmose balik (Reverse
Osmosis). Reverse Osmosis adalah salah satu teknologi pengolahan air asin
menjadi air tawar yang paling sering digunakan untuk memenuhi kebutuhan air
minum. Keistimewaan dari proses ini adalah mampu nyaring molekul yang lebih
besar dari molekul air.
Dalam proses filtrasi atau teknologi membran dikenal elektrodialisis dan reverse
osmosis. Dari dua teknologi membran tersebut reverse osmosis yang paling sering
dipakai saat ini.
Pada tahun 1748, Ilmuwan Perancis Abbe Nollett, menemukan peristiwa osmosis
yang alami. Proses ini terjadi ketika aliran cairan melalui suatu membran semipermeable ke larutan konsentrat yang kemudian airnya menjadi tawar. Lebih dari
200 tahun kemudian, peristiwa ini telah dikenali sebagai cara untuk mengolah air
asin, air payau, atau air yang berwarna.
Cara Kerja Reverse Osmosis:
Memindahkan air melalui satu tahap ke tahap berikutnya yakni bagian
yang lebih encer ke bagian yang lebih pekat.Sistem ini mampu menyaring 99%
bakteri dan partikeldengan diameter 0.0001 mikrometer,sehinnga menghasilkan
air tawar yang layak digunakan untuk minum dalam kapal. Daya penggerak di
belakang reverse osmosis memberikan tekanan hidrostatik yang berbeda. Tanpa
adanya pengaruh dari tekanan luar, air asin seperti yang terlihat pada gambar akan
menerobos membran untuk menetralkan/menawarkan air yang mengandung
garam melalui proses osmosis. Perbedaan pada permukaan air dalam kaitan
dengan perpindahan ini disebut dengan osmotic pressure head, dan tekanan
hidrostatik yang menyebabkan kenaikan pada permukaan air adalah osmotic
pressure. Dalam beberapa kasus air laut yang mempunyai kandungan garam
tinggi, tekanan osmotis dapat menjadi sebesar 1000 psi
DAFTAR PUSTAKA
Djaya,Indra Kusna.2008.Teknik Kontruksi Kapal Baja Jilid 2.Departemen
Pendidikan Nasional.Jakarta
PT Indonesia Power UBP Perak “System Reverse Osmosis”.
Prastowo,Hari.2009.Hand Out Sistem Perpipaan Kapal.Jurusan Tekniksistem
Perkapalan FTK -ITS.Surabaya.
Danial/fadjar.P.Majalah Tren Kontruksi ,edisi Agustus 2010
Said,Nusa Idaman.1999.”Pengolahan Payau Menjadi Air minum dengan
Teknologi Reverse osmosis” .Jakarta : Badan Pengkajian dan Penerapan
Teknologi.
SISTEM AIR MINUM PADA KAPAL
Disusun oleh :
Tarwiyono Santoso ( 0415030029)
Teknik kelistrikan kapal
Politeknik perkapalan negeri surabaya
2016
1.1 Pengertian Sistem air minum pada kapal
Didalam suatu kapal terdapat berbagai sistem misalnya sistem air minum
yang tak lepas dari sistem air tawar.Sistem air tawar ,dimana sistem ini mengatur
tentang supply air tawar untuk semua kebutuhan air tawar untuk air minum (fresh
water )di kapal.Sistem air tawar di kapal ini merupakan sistem yang sangat vital
terutama untuk keperluan minum .Ini dikarenakan air tawar digunakan untuk
makan ,minum mandi dsb.Pada umumnya kapal niaga dilakukan dengan cara
konvensional yaitu dengan melakukan pengisian air bersih pada angki air tawar
dari pelabuhan .Tetapi ada beberapa kapal yang sudah dilengkapi dengan distilator
yang digunakan pada kondisi tertentu.Untuk pelayaran yang mempunyai rute jauh
dengan waktu yang lama memerlukan air bersih yang begitu banyak sehingga
membutuhkan penggunaan tangki air tawar yang besar yang penggunaannya
membuat ruangan kapal tidak efisien .
Demikian juga biaya penyediaan air bersih juga menjadi lebih
besar .Untuk menghemat ruang kapal dengan ukuran tangki air bersih ,maka air
bersih sebaiknya tidak hanya disediakan di pelabuhan ,tetapi air bersih juga
disediakan melalui teknologi desalinasi air laut menjadi air tawar .Selain teknologi
distilasi teknologi desalinasi yang lain adalah reverse osmosis (RO) .Sistem ini
banyak digunakan pada industri pembangkit seperti PLTU dan masih jarang
digunakan pada kapal .
1.2 Sistem Instalasi Air Tawar Untuk Keperluan Air Minum
Sistem air tawar berfungsi untuk memenuhi semua kebutuhan air tawar di
kapal yang mana air tawar digunakan khususnya untuk minum dan keperluan para
abk kapal .Air yang digunakan adalah air yang baik,bersih dan menyehatkan
sehinggapentingnya peningkatan kualitas air di kapal .
Keterangan:
1.Tangki persediaan
9.Pipa pembagi
2.Pipa Pengisian
10.Tempat penggunaan
3.Pipa udara
11.Heating coil
4.Sounding pipa
12.Pipa udara
5.Pompa tangan
13.Oven flow pipa
6.Pompa centrifugal
14.katup test
7.Tangki dinas
15.selang (hose)
8.Pip pengisap
16.pipa utama
Tangki Persediaan (1)dilengkapi dengan sounding pipe (4) dan Vent
pipe3() dan diisi melalui pipe pengisian (2) yang menembus geladak.Melalui
lubang pemasukan (8),pompa tangan (5) atau pompa centrifugal (6),air minum
dialirkan ke tangki dinas 7() yang melengkapi dengan pipa udara (12) dan heating
coil(11)
Dari tangki dinas(7) air dialirkan melalui pipa utama (16) ke tempat
tempat penggunaan (10).Tangki dinas (7) mempunyai overflow pipe (13) dengan
sebuah katup test (14) untuk mengembalikan kelebihan air kembali ke tangki
persediaan (1).Hubungan dengan overflow pipa pada cabang pipa dengan test
valve (14) yang menuju ke ruangan di mana pompa poma dipasang .Sisitem ini
dapa diisi di pelabuhan melalui selang (15).
1.3 Sistem Instalasi Instalasi Air Laut Dengan Desalinasi Pada Kapal
Beberapa metode desalinasi air laut diteliti dan dikembangkan untuk
memperoleh air tawar dari air laut yang asin karena megandung garam.Membuang
garam-garam yang terlarut dari dalam air laut disebut desalinasi. Desalinasi dapat
membantu mengimbangi kebutuhan air minum di kapal selain dari pengisian air
tawar melalui pelabuhan pelabuhan.Desalinasi dapat dilakukan dengan
penyulingan,pembekuan ,osmosis balik(Reverse Osmosis),elektrodialisis,dan
pertukaran ion.
A.Prinsip dasar Reverse Osmosis(RO)
Apabila dua buah larutan dengan konsentrasi encer dan konsentrasi pekat
dipisahkan oleh membran semi permeable,maka larutan dengan konsentrasi encer
akan terdifusi melalui membran semi permeable tersebut masuk ke dalam larutan
yan pekat sampai terjadi titik keseimbnagan konsentrasi .Peristiwa ini dikenal
dengan proses osmosis.
Daya penggerak(driving force ) yang menyebabkan terjadinya aliran
/difusi air tawar ke dalam air asin melalui membran semi permeable tersebut
dinamakan tekanan osmosis .besarnya tekanan osmosis tersebut bergantung dari
karakteristik membran,temperatur air ,dan konsentrasi garama yang terlarut dalam
air.Apabila tekanan kerja lebih besar dari tekanan osmotiknya ,maka aliran air
tawar akan berbalik yakni dari air asin ke air tawar melalui membran semi
permeable (reverse osmosisi).
Proses desalinasi dengan reverse osmosis:
a.Pretreatment: Air umpan (air laut ) pada tahap pretreatment disesuaikan
dengan membran dengan cara memisahkan padatan tersuspensi ,menyesuaikan
pH,dan menambahkan inhibitor untk mengontrol sealing yang disebabkan
senyawa tertentu..misal kalsium sulfat
b.Pressurization : pompa akan meningkatkan tekanan dari air laut yang
sudah melalui proses pretreatment hingga tekanan operasi yang sesui dengan
membran dan salinitas air laut.
c.separation: Membran permeable akan menghalangi aliran garam
terlarut ,sementara membran akan memperbolehkan air produk terdesalinasi
melewatinya.Efek permeabilitas membran ini akan menyebabkan terdapatnya 2
aliran,yaitu aliran produk air bersih dan aliran brine terkonsentrasi .Karena tidak
ada membran yang sempurna pada proses pemisahan ini.Sedikit garam dapat
mengalir melewati membran dan tersisa pada air produk.
d.Stabilization : Air produk hasil pemisahan dengan membran biasanya
membutuhkan penyesuaian pH sebelum dialirkan ke sistem distribusi untuk
digunakan sebagai air minum.Produk mengalir melalui kolom aerasi dimana pH
akan ditingkatkan dari 5 mendekati 7 .(Danial/fadjar.P,Majalah Tren Kontruksi
edisi Agustus 2010)
Keunggulan proses osmosis balik (reverse osmosis)(RO)
Keunggulan utama
1.Konsumsi energi yang minim
2.Pengoperasiannya dilakukan pada suhu kamar tanpa instalasi penambah
uap,mudah untuk memperbesar kapasias,serta pengoperasiannya tidak rumit.
3. Kapal Mampu memproduksi air tawar yang siap minum
4.Mampu memperkecil ukuran tangki air tawar
5.Untuk pembangunan kapal baru mampu memperbesar nilai muatan
(payload)
2.PROSES MENGOLAH AIR ASIN/PAYAU MENJADI AIR TAWAR
Proses mengolah air asin/payau menjadi air tawar atau sering dikenal
dengan istilah desalinasi dapat dikelompokkan menjadi 3 (tiga) macam yaitu:
1.
Proses destilasi (suling)
Proses destilasi memanfaatkan energi panas untuk menguapkan air asin. Uap air
tersebut selanjutnya didinginkan menjadi titik-titik air dan hasil ditampung
sebagai air bersih yang tawar.
2.
Proses penukar ion
Pada tahun 1852, Way menemukan bahwa menghilangkan ammonia
dalam larutan air yang meresap melalui tanah sesungguhnya berupa pertukaran
ion dengan kalsium yang terkandung di dalam sejenis silica tertentu dalam tanah.
Dewasa ini penukaran ion sudah menjadi proses konversi kimia yang sangat
bermanfaat. Proses ini digunakan secara luas dan skala besar di industry (Nur
Alimah, 2008)
Teknik penukar ion memanfaatkan proses kimiawi untuk memisahkan garam
dalam air.
Pada proses ini ion garam (Na Cl) ditukar dengan ion seperti Ca +2 dan
SO4-2. Materi penukar ion berasal dari bahan alam atau sintetis. Materi penukar
ion alam misalnya zeolit sedangkan yang sintetis resin (resin kation dan resin
anion).
Proses pertukaran ion merupakan reaksi kimia yang ionnya terhidrata dan bersifat
mobil bergerak di dalam zat padat, dipertukarkan atas dasar ekuivalen dengan ion
yang bermuatan sama yang terdapat di dalam larutan. Zat padat mempunyai
struktur seperti jala terbuka dan ion yang bergerak itu menetralisir muatan, atau
muatan potensial, gugus yang terpasang di dalam matriks zat padat itu disebut
penukar ion.
a)
Pertukaran kation
Pertukaran kation berlangsung bila kation yang bergerak dan bermuatan
posirif terikat pada gugus yang bermuatan negative di dalamnya penukar ion
saling bertukar dengan kation lain terdapat di dalam larutan.
b)
Pertukaran anion
Proses pertukaran ion berlangsung bila anion bergerak, bermuatan negatif
yang melekat pada gugus bermuatan positif di dalam resin, penukar kalor saling
bertukar dengan anion di dalam larutan.
3.
Proses filtrasi.
Proses ketiga ini lebih dikenal dengan sistem osmose balik (Reverse
Osmosis). Reverse Osmosis adalah salah satu teknologi pengolahan air asin
menjadi air tawar yang paling sering digunakan untuk memenuhi kebutuhan air
minum. Keistimewaan dari proses ini adalah mampu nyaring molekul yang lebih
besar dari molekul air.
Dalam proses filtrasi atau teknologi membran dikenal elektrodialisis dan reverse
osmosis. Dari dua teknologi membran tersebut reverse osmosis yang paling sering
dipakai saat ini.
Pada tahun 1748, Ilmuwan Perancis Abbe Nollett, menemukan peristiwa osmosis
yang alami. Proses ini terjadi ketika aliran cairan melalui suatu membran semipermeable ke larutan konsentrat yang kemudian airnya menjadi tawar. Lebih dari
200 tahun kemudian, peristiwa ini telah dikenali sebagai cara untuk mengolah air
asin, air payau, atau air yang berwarna.
Cara Kerja Reverse Osmosis:
Memindahkan air melalui satu tahap ke tahap berikutnya yakni bagian
yang lebih encer ke bagian yang lebih pekat.Sistem ini mampu menyaring 99%
bakteri dan partikeldengan diameter 0.0001 mikrometer,sehinnga menghasilkan
air tawar yang layak digunakan untuk minum dalam kapal. Daya penggerak di
belakang reverse osmosis memberikan tekanan hidrostatik yang berbeda. Tanpa
adanya pengaruh dari tekanan luar, air asin seperti yang terlihat pada gambar akan
menerobos membran untuk menetralkan/menawarkan air yang mengandung
garam melalui proses osmosis. Perbedaan pada permukaan air dalam kaitan
dengan perpindahan ini disebut dengan osmotic pressure head, dan tekanan
hidrostatik yang menyebabkan kenaikan pada permukaan air adalah osmotic
pressure. Dalam beberapa kasus air laut yang mempunyai kandungan garam
tinggi, tekanan osmotis dapat menjadi sebesar 1000 psi
DAFTAR PUSTAKA
Djaya,Indra Kusna.2008.Teknik Kontruksi Kapal Baja Jilid 2.Departemen
Pendidikan Nasional.Jakarta
PT Indonesia Power UBP Perak “System Reverse Osmosis”.
Prastowo,Hari.2009.Hand Out Sistem Perpipaan Kapal.Jurusan Tekniksistem
Perkapalan FTK -ITS.Surabaya.
Danial/fadjar.P.Majalah Tren Kontruksi ,edisi Agustus 2010
Said,Nusa Idaman.1999.”Pengolahan Payau Menjadi Air minum dengan
Teknologi Reverse osmosis” .Jakarta : Badan Pengkajian dan Penerapan
Teknologi.