Penentuan jumlah pengaduk Clarifier A-120

VI-11 Tinggi shell = 4 x V shell = 8,0874 cuft π.D 2 Tinggi total tangki = hs + hd + hd = 8,087 + 0,67 + 0,67 = 9,427 ft VI.D.1.b. Perhitungan Pengaduk Dipilih dengan pengaduk type turbin dengan 6 flat blade

1. Penentuan dimensi pengaduk

Da = 1 , dengan Dt = 60 in maka Da = 30 in Dt 2 W = 1 W = 6 in Da 5 H = 1 H = 60 in Dt L = 1 L = 7,5 in Da 4 C = 1 C = 20 in Dt 3 J = 1 J = 5 in Dt 12 Keterangan : Dt = diameter bejana Da = diameter impeller W = lebar blade L = panjang blade E = tinggi impeller dari dasar tangki J = lebar baffle

2. Penentuan jumlah pengaduk

Tinggi larutan dalam bejana = 9,427 ft Diameter bejana = 5 ft Sg campuran = 54,30 = 0,8716 62,305 Maka jumlah pengaduk = tinggi larutan x Sg Diameter bejana Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VI-11 = 9,427 x 0,81716 5 Jadi jumlah pengaduk sebanyak = 1,6433 = 2buah

3. Penentuan power motor

µ campuran = 0,3 cp = 0,0002 lbft.detik ρ campuran = 54,3 lbcuft Kecepatan putaran = 50 - 150 mmin MVJoshi p.389 Diambil kecepatan putaran 75 mmin = 246 ftmin Sehingga : N = 246 = 31,338 rpm = 0,5223 rps π.Da N = N.Da 2 . ρ π = 0,5223 x 2,5 2 x 54,3 0,0002 = 886305,2553 aliran turbulen P = K T . N 3 . Da 5 . ρ gc Keterangan : P = power motor pengaduk K T = konstanta untuk jenis impeller = 4,8 Mc Cabe T.9-2 p.226 N = kecepatan impeller Da = diameter inmpeller ρ = 54,3 lbcuft gc = 32,174 lb.ftlbf.dtk 2 = 4,8 x 0,5223 3 x 2,5 5 x 54,3 32,174 = 112,71921 ft.lbfdtk = 112,71921 = 0,20494 HP 550 P = K T . N 3 . Da 5 . ρ gc Gland loss kebocoran tenaga akibat poros dan bearing = 10 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VI-11 Joshi p.339 = 10 x 0,20494 = 0,020494 HP Power input = 0,20494 + 0,0205 = 0,2254 Transmission system loss = 20 Joshi p.339 = 20 x 0,20494 = 0,0410 HP Total power = 0,2254 + 0,0410 = 0,2664 HP Effisiensi motor = 85 Power motor = 0,2664 = 0,3134438 HP 85 Ditetapkan power motor = 0,5 HP VI.D.3 Perhitungan Sistem Pendingin Perhitungan jaket Perhitungan system penjaga suhu Kern p.719 Dari neraca panas suhu yang dijaga = 195 ˚C Penentuan jaket berdasarkan rate terbesar Q = 750712,2903 kkaljam = 2979051,58 BTUjam Suhu masuk bahan rata-rata = 125 ˚C = 257 ˚F Suhu keluar bahan = 195 ˚C = 383 ˚F ∆T = 383 - 257 = 126 ˚F Kebutuhan media = 37535,6145 kgjam = 82751 lbjam Densitas media = 62,3 lbcuft Luas penampang = rate bahan lbjam ρ bahan lbcuft = 82751 62,3 = 1328,2 cuftjam = 0,3689 cuftdetik Asumsi kecepatan aliran = 3 ftdtk Kern T.12 p.845 Luas penampang = rate volumetrik cuftdtk kecepatan aliran ftdtk = 0,3689 3 = 0,1230 ft 2 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VI-11 Luas penampang = π4 D 2 - D 1 Dengan : D 2 = diameter dalam jaket D 1 = diameter luar jaket = di bejana + 2 x tebal = 5 + 2 ¾ in = 0,0625 ft = 5,125 ft Luas penampang = π4 D 2 2 - D 1 2 0,1230 = π4 D 2 2 - 5,125 2 D 2 = 5,14026 ft Spasi = D 2 - D 1 = 0,0152 = 0,0076 ft 2 2 = 0,0916 in ¾ in Maka diguanakan spasi jaket = ¾ in D jaket = 5,125 + ¾ 12 = 5,1875 ft Penentuan tebal jaket Tebal jaket berdasarkan ASME Code untuk cylindrical : t min = P x ri + C Brownell pers 13.1 p.254 fE - 0,6P Dengan t min = tebal shell minimum ; in P = tekanan tangki ; psia ri = jari-jari tangki ; in ½ D C = faktor korosi ; in E = faktor pengelasan, digunakan double welded, E = 0,8 f = stress allowable, bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C, maka f = 12650 psi Brownell T.13-1 R = ½ D = 0,5 x 5,1875 = 2,5938 ft t min = 184,93 x 31,125 + 0,125 12650 x 0,8 - 0,6 x 184,926 = 0,7001 in = ¾ in Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VI-11 Penentuan tinggi jaket U D = 150 BTUjam.ft 2 . ˚F Kern T.8 p.840 light organic-water A = Q = 2979051,582 U D x ∆T 150 x 126 A jaket = A shell + A conis A shell = π D h silinder Untuk diameter ≤ 114 in m = 1 ft d : Inside diameter jaket = 5,1875 ft D : Outside diameter jaket = OD + 2x tebal jaket = 5,3125 ft A conis = 0,785 5,3125 x 1[ √ x 4,3328 2 x 5,3125-11,937] + 0,785 5,1875 2 = 29 ft 2 A jaket = A shell + Aconis 157,62178 = π . 5,1875. h + 29 h jaket = 7,9 ft Tinggi tangki = 8 ft Spesifikasi : Nama alat : Reaktor Fungsi : Untuk mereaksikan Propylene Oxide dan air menjadi Propylene Glycol Type : Silinder tegak, tutup atas dan bawah berbentuk dished dilengkapi dengan pengaduk dan jaket Jumlah : 1 buah Dimensi shell Tinggi total tangki : 113,126 in Tinggi shell : 97,0491 in Diameter shell, inside : 60 in Diameter shell, outside : 60 in Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VI-11 Tebal Shell : ¾ in Dimensi tutup Tebal tutup atas : 1 18 in Tebal tutup bawah : 1 18 in Tebal tutup atas : 8,04 in Tebal Shell : 8,04 in Sistem pengaduk Type : flat blade turbin dengan 6 blade Jumlah pengaduk : 2 buah Diameter impeller : 30 in Lebar blade : 6 in Panjang blade : 7,5 in Lebar baffle : 5 in Power motor : 0,5 HP Sistem pendingin Diameter jaket : 62,25 in Tinggi jaket : 94,4 in Jaket spacing : 9 in Tebal jaket : 9 in Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII-9

BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

VII.1. Instrumentasi Dalam pengoperasian pabrik, pemasangan alat-alat instrumentasi sangat dibutuhkan dalam memperoleh hasil produksi yang optimal. Pemasangan alat-alat instrumentasi disini bertujuan sebagai pengontrol jalannya proses produksi dari peralatan-peralatan pada awal sampai akhir produksi. Dimana dengan alat instrumentasi tersebut, kegiatan maupun aktifitas tiap-tiap unit dapat dicatat kondisi operasinya sehingga sesuai dengan kondisi operasi yang dikehendaki serta mampu memberikan tanda- tanda apabila terjadi penyimpangan selama proses produksi berlangsung. Adapun variabel proses yang diukur dibagi menjadi 3 bagian, yaitu: 1. Variabel yang berhubungan dengan energi, seperti temperatur, tekanan, dan radiasi. 2. Variabel yang berhubungan dengan kuantitas dan rate, seperti pada kecepatan aliran fluida, ketinggian liquid, dan ketebalan. 3. Variabel yang berhubungan dengan karakteristik fisik dan kimia, seperti densitas dan kandungan air. Yang harus diperhatikan di dalam pemilihan alat instrumentasi adalah: - Level, range, dan funsi dari alat instrumentasi - Ketelitian hasil pengukuran - Konstruksi material - Pengaruh yang ditimbulkan terhadap kondisi operasi proses yang berlangsung - Mudah diperoleh di pasaran - Mudah dipergunakan dan mudah diperbaiki jika rusak Instrumentasi yang ada di pasaran dapat dibedakan dari jenis pengoperasian alat instrumentasi tersebut, yaitu alat instrumentasi manual atau otomatis. Pada dasarnya alat-alat kontrol yang otomatis lebih disukai Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII-9 dikarenakan pengontrolannya tidak terlalu sulit, kontinyu, dan efektif, sehingga menghemat tenaga kerja, dan waktu. Akan tetapi mengingat faktor-faktor ekonomis dan investasi modal yang ditanamkan pada alat instrumentasi berjenis otomatis ini, maka perencanaan pabrik ini sedianya akan menggunakan kedua jenis alat instrumentasi tersebut. Adapun fungsi utama dari alat instrumentasi otomatis adalah: - Melakukan pengukuran - Sebagai pembanding hasil pengukuran dengan kondisi yang harus dicapai - Melakukan perhitungan - Melakukan koreksi Alat instrumentasi otomatis ini dapat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu: 1. Sensing Primary Element Alat kontrol ini langsung merasakan adanya perubahan pada variabel yang diukur, misalnya temperatur. Primary Element merubah energi yang dirasakan dari medium yang sedang dikontrol menjadi signal yang bisa dibaca yaitu tekanan fluida. 2. Receiving Element Elemen Pengontrol Alat kontrol ini akan mengevaluasi signal yang didapat dari sensing element dan diubah menjadi skala yang bisa dibaca dan digambarkan oleh error detector. Dengan demikian sumber energi bisa diatur sesuai dengan perubahan-perubahan yang terjadi. 3. Transmitting Element Alat kontrol ini berfungsi sebagai pembawa signal dari sensing element ke receiving element. Di samping 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 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII-9 akan mengirimkan signal error. Amplifier akan digunakan sebagai penguat signal yang dihasilkan oleh error detector jika signal yang dikeluarkan lemah. Motor Operator Signal Error 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. Final Control Element adalah untuk mengoreksi harga variabel manipulasi. Instrumentasi pada perancanaan pabrik ini adalah: 1. Flow Control FC Mengontrol aliran setelah keluar pompa 2. Flow Ratio Control FRC Mengontrol ratio aliran yang bercabang setelah pompa 3. Level Control LC Mengontrol ketinggian bahan didalam tangki 4. Level Indicator LI Mengindikasikan menginformasikan ketinggian bahan didalam tangki 5. Pressure Control PC Mengontrol tekanan pada aliran alat 6. Pressure Indicator PI Mengindikasikan menginformasikan tekanan pada aliran alat 7. Temperature Control TC Mengontrol suhu pada aliran alat VII.2. Keselamatan Kerja Keselamatan kerja atau safety factor adalah hal yang paling utama yang harus diperhatikan dalam merencanakan suatu pabrik, hal ini disebabkan karena: Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII-9 1. Dapat mencegah terjadinya kerusakan-kerusakan yang besar yang disebabkan oleh kebakaran atau hal lainnya baik terhadap karyawan maupun oleh peralatan itu sendiri. 2. Terpeliharanya peralatan dengan baik sehingga dapat digunakan dalam waktu yang cukup lama. Bahaya yang dapat timbul pada suatu pabrik banyak sekali jenisnya, hal ini tergantung pada bahan yang akan diolah maupun tipe proses yang dikerjakan. Secara umum, bahaya-bahaya tersebut dapat dibagi menjadi tiga kategori yaitu: 1. Bahaya kebakaran 2. Bahaya kecelakaan secara kimia 3. Bahaya terhadap zat-zat kimia Untuk menghindari kecelakaan yang mungkin terjadi, berikut ini terdapat beberapa hal yang perlu mendapat perhatian pada setiap pabrik pada umumnya dan pada pabrik ini khususnya. VII.2.1. Bahaya Kebakaran A. Penyebab kebakaran - Adanya nyala terbuka open flame yang datang dari unit utilitas, workshop,dll. - Adanya loncatan bunga api yang disebabkan karena korsletingaliran listrik seperti pada stop kontak, saklar, serta instrumentasi lainnya.

B. Pencegahan

- Menempatkan unit utilitas dan power plant cukup jauh dari lokasi proses yang dikerjakan. - Menempatkan bahan yang mudah terbakar pada tempat yang terisolasi dan tertutup. - Memasang kabel atau kawat listrik di tempat-tempat yang terlindung, jauh dari daerah yang panas yang memungkinkan terjadinya kebakaran. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII-9 - 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 sistem dan sprinkle otomatis. - Pemakaian portable fire extinguisher bagi daerah yang mudah dijangkau bila terjadi kebakaran. - Untuk pabrik ini lebih cocok alat pemadam kebakaran tipe karbon dioksida. - Karena bahan baku ada yang beracun, maka perlu digunakan kantong-kantong udara atau alat pernafasan yang ditempatkan pada daerah-daerah strategis pada pabrik ini. 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 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 yang sesuai, tahan korosi serta memakai corrosion allowance yang wajar. Untuk pabrik ini, semua bahan konstruksi yang umum dapat dipergunakan dengan pengecualian adanya seng dan tembaga. Bahan konstruksi yang biasanya dipakai untuk tangki penyimpan, perpipaan dan peralatan lainnya. Semua konstruksi harus sesuai dengan standar ASME America Society Mechanical Engineering Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII-9 - Memperhatikan teknik pengelasan. - Memakai level gauge yang otomatis. - Penyediaan manhole dan handhole bila memungkinkan yang memadai untuk inspeksi dan pemeliharaan. Di samping itu, 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 dengan cara: - Pada inlet dan outlet dipasang block valve untuk mencegah terjadinya thermal expansion. - Drainhole yang cukup harus disediakan untuk pemeliharaan. - Pengecekan dan pengujian terhadap setiap ruangan fluida secara sendiri-sendiri. - Memakai heat exchanger yang cocok untuk ukuran tersebut. Di samping itu, juga rate aliran harus benar-benar dijaga agar tidak terjadi perpindahan panas yang berlebihan sehingga terjadi perubahan fase dalam pipa. C. Peralatan Yang Bergerak Peralatan yang bergerak apabila ditempatkan tidak hati-hati, maka akan menimbulkan bahaya bagi pekerja. Pencegahan 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- Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII-9 kebocoran bahan kimia yang berbahaya. Untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan tersebut, maka dapat dilakukan dengan cara: - Pemasangan pipa hendaknya pada elevasi yang tinggi tidak didalam tanah, karena dapat menimbulkan kesulitan apabila terjadi kebocoran. - Bahan konstruksi yang dipakai untuk perpipaan harus memakai bahan konstruksi dari steel. - Sebelum dipakai, hendaknya diadakan penecekan 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 memudahkan apabila terjadi kebocoran.

E. Listrik

Kebakaran sering terjadi akibat kurang baiknya perencanaan instalasi listrik dan kecerobohan operator yang menanganinya. Sebagai usaha pencegahannya dapat dilakukan: - Alat-alat listrik di bawah tanah sebaiknya diberi tanda seperti dengan cat warna pada penutupnya atau diberi isolasi berwarna. - Pemasangan alat remote shut down dari alat-alat operasi di samping starter. - Penerangan yang cukup pada semua bagian pabrik supaya operator tidak mengalami kesulitan dalam bekerja. - 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. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII-9

F. Insulasi

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

G. Bangunan Pabrik

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan bangunan pabrik adalah: - Bangunan-bangunan yang tinggi harus diberi penangkal petir dan jika tingginya melebihi 20 meter, maka harus diberi lampu suar mercu suar. - Sedikitnya harus ada dua jalan keluar dari dalam bangunan. VII.2.3. Bahaya Karena Bahan Kimia Banyak bahan kimia yang berbahaya bagi kesehatan. Biasanya para 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 bahan kimia tersebut berbahaya. Cara lainnya adalah memberikan tanda-tanda atau gambar-gambar pada daerah yang berbahaya atau pada alat-alat yang berbahaya, sehingga semua orang yang berada di dekatnya dapat lebih waspada. Selain hal-hal tersebut di atas, usaha-usaha lain dalam menjaga keselamatan kerja dalam pabrik ini adalah memperhatikan hal-hal seperti: Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII-9 1. Di dalam ruang produksi para pekerja dan para operator dilarang merokok. 2. Harus memakai sepatu karet dan tidak diperkenankan memakai sepatu yang alasnya berpaku. 3. Untuk pekerja lapangan maupun pekerja proses dan semua orang yang memasuki daerah proses diharuskan mengenakan topi pengaman agar terlindung dari kemungkinan kejatuhan barang-barang dari atas. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII-63

BAB VIII UTILITAS

Pada pabrik Propylene Glycol dari Propylene Oxide dengan proses Hidrasi ini diadakan suatu unit pembantu, yaitu unit utilitas, sebagai unit yang berfungsi untuk menyediakan bahan maupun tenaga pembantu sehingga membantu kelancaran operasi dari pabrik. Unit utilitas ini berfungsi untuk : 1. Penyediaan a. Steam Steam digunakan sebagai pemanas dalam proses.

b. Air

Air digunakan untuk bermacam-macam kebutuhan, antara lain untuk : • Proses • Pendingin • Umpan boiler • Sanitasi • Kebutuhan yang lain c. Tenaga listrik Tenaga listrik digunakan untuk penggerak motor dan penerangan d. Bahan bakar Bahan bakar digunakan untuk proses 2. Pengolahan air Kebutuhan air secara keseluruhan adalah sangat besar sehingga perlu dibuat system pengolahan air sendiri karena lebih ekonomis dan menjamin berjalannya pabrik secara terus-menerus. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII-63 VIII.1 UNIT PENGOLAHAN AIR Air sebagai penunjang proses diperoleh dari sungai dengan membuat suatu system pompa air yang digunakan sebanyak 2 buah, sebuah beroperasi sedangkan sebuah lagi sebagai cadangan. Pengolahan air untuk memperoleh air yang jernih dilakukan dengan cara pengendapan, penggumpalan dan penyaringan. Adapun tahap-tahap pengolahan air adalah seperti diuraikan dibawah ini : Air sumur bor dipompakan ke unit pengolahan air melalui pipa, selanjutnya air diproses dalam unit pengolahan air secara berurutan sebagai berikut : 1. Bak Penampung Air yang diperoleh dari sungai ditampung dan dibiarkan beberapa saat dengan agar partikel yang berukuran besar dan berat dapat mengendap. Selanjutnya air dipompakan ke Clarifier, sedangkan endapannya dibuang. 2. Clarifier Air dari bak penampung yang masih mengandung kotoran berupa partikel-partikel kecil ditambahkan koagulan dengan cara diinjeksi pada pipa yang menuju Clarifier. Koagulan yang dipakai adalah Al 2 SO 4 3 . Pada Clarifier ini terjadi flokulasi dimana partikel-partikel kecil menjadi flok- flok yang lebih mudah mengendap. Endapan dibuang sedangkan air ditampung sementara dalam bak penampang. 3. Bak penampung air jernih Air dari clarifier ditampung sementara sebelum disaring didalam pressure sand filter. 4. Pressure Sand Filter Air yang dipompakan dari bak penampung disaring dalam pressure Sand Filter. Didalam pressure Sand Filter terdapat 2 lapisan yaitu yang paling bawah adalah lapisan kerikil kasar setebal beberapa inch sedangkan lapisan dibagian atasnya berupa lapisan pasir setebal 2-4 ft. Air yang masuk dari atas akan mengenai baffle yang berfungsi mencegah kerusakan lapisan pasir karena aliran langsung. Endapan yang tertahan akan Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII-63 menyumbat pasir dan dihilangkan dengan air yang disemprotkan dari bagian bawah. Air ini keluar dari bagian atas dan dibuang. Air jernih keluar dari bagian bawah dan dianggap sudah bebas dari zat-zat tersuspensi atau koloid-koloid, tetapi masih mengandung ion-ion yang dapat mempengaruhi kesadahan air. Kemudian air ini ditampung dalam bak penampung air jernih. 5. Bak penampung air bersih Bak ini berfungsi sebagai penyimpanan air sementara, kurang lebih satu hari. Air dalam bak ini sudah dapat digunakan untuk kepentingan proses, sedangkan untuk ketelpembangkit steam, air perlu diproses lagi pada demineralizer dan air untuk sanitasi perlu ditambahkan kaporit. 6. Demineralizer Didalam demineralizer dilakukan proses penghilangan ion-ion yang terkandung dalam air dengan menambahkan resin dan diharapkan air dari tangki ini sudah bebas dari ion air demineralisme. 7. Feed Water Boiler Tank Air dari demineralizer ditampung dalam tangki ini untuk dialirkan ke boiler. 8. Bak Sanitasi Air dari bak penampung ditambahkan kaporit untuk keperluan sanitasi. VIII.2 UNIT PENYEDIAAN STEAM Unit penyediaan steam berfungsi untuk menyediakan kebutuhan steam yang digunakan sebagai media pemanas pada heater. Jumlah steam yang dibutuhkan untuk proses pembuatan Propylene Glycol adalah sebagai berikut : Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII-63 Kebutuhan air steam : Nama Alat Kebutuhan air kgjam Heater Propylene Oxide Heater Air Evaporator Heater Feed Distilasi Reboiler 01 Reboiler 02 354,0360 187,7813 168,9381 170,9776 11642,2824 6662,698 Total 19186,5852 Jadi kebutuhan air untuk steam sebesar 19186,5852 kgjam Untuk faktor keamanan dari kebocoran-kebocoran yang terjadi maka direncanakan 1,25 lebih dari kebutuhan normal, Jumlah total steam yang dibutuhkan = 1,25 x kebutuhan normal = 1,25 x 19186,5852 kgjam = 23983,2315 kgjam = 52873,9118 lbjam Steam : Suhu = 270 C Tekanan = 5505,8 kPa Kebutuhan bahan bakar dapat dihitung sebagai berikut : mf = ms h – hf Severn, p. 143 eb . F dimana : mf = massa bahan bakar yang dipakai, lbjam ms = massa uap yang dihasilkan, lbjam h = enthalpy dari uap, Btulb hf = enthalpy dari liquid, Btulb eb = effisiensi bahan boiler = 60 - 85 Severn,hal 143 Ditetapkan eb = 70 F = nilai kalor bahan bakar, Btulb Boiler dipakai untuk menghasilkan steam jenuh bertekanan 5505,8 kPa dan pada suhu 270 C Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII-63 Digunakan diesel oil 33 API, Sulfur 0,22, Sg 0,85 Perry 6 ed tab.27-6 didapat density 52,87 lbft 3 = 7,0672 lbgal maka : h – hf = 694,10 Btulb F = 137000 Btugal = 19385,2279 Btulb Perry 6 ed fig.27-3 Maka : mf = 52873,9118 x 694,10 0,7 x 19385,2279 = 2704,5470 lbjam = 64909,1284 lbhari Jadi diesel oil yang dibutuhkan sebesar 64909,1284 lbhari Menghitung Power Boiler : hp = ms . λ Severn,hal 140 970,3 x 34,5 Dimana : Angka 970,3 dan 34,5 adalah penguapan 34,5 lb airjam pada 212 F menjadi uap kering untuk kondisi demikian diperlukan enthalpy penguapan sebesar 970,3 Btulb Maka : hp = 52873,9118 x 694,10 970,3000 x 34,5 = 1096,3226 hp Menghitung kapasitas Boiler Q = ms . h – hf 1000 = 52873,9118 x 694,10 1000 = 36699,7822 kBtujam Air yang dibutuhkan = 1,1 x Jumlah air yang dibutuhkan = 1,1 x 52873,9118 = 58161,3030 lbjam Density air pada 30 C = 62,43 lbft 3 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII-63 Volumetric air = 58161,3030 62,43 = 931,6243 ft 3 jam Menghitung heating surface boiler Untuk 1 hp boiler = 10 ft 2 heating surface Severn, hal 140 Spesifikasi : Nama alat : Boiler Fungsi : Menghasilkan steam untuk pemanasan Type : Fire tube boiler, medium low pressure Heating surface : 10963,2258 ft 2 Kapasitas air boiler : 58161,3030 lbjam Rate steam : 52873,9118 lbjam Jenis steam : Saturated steam pada 5505,8 kPa, 270 C Effisiensi boiler : 70 Bahan bakar : Diesel Oil 33 API Rate bahan bakar : 2704,5470 lbjam Jumlah : 2 buah Power : 1096,3226 hp VIII.3.1 AIR PENDINGIN Air untuk proses pendinginan harus memenuhi beberapa syarat yaitu bebas korosi, bebas mikroorganisme dan jamur dan pH netral. Dari perhitungan neraca panas diperoleh kebutuhan air pendingin sebagai berikut : Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII-63 Density air : 62,43 lbft 2 Nama Alat Kebutuhan Air kgjam Kebutuhan Air ft 3 hari Reaktor Kondensor Evaporator Kondensor Distilasi 01 Cooler Propylene Glycol Kondensor Distilasi 02 Cooler Dipropylene Cooler Tripropylene 37535,6145 3415,8753 223245,9863 8909,3463 127757,7650 3726,8707 773,1404 31812,30811 2895,0340 189206,1763 7550,8786 108277,6834 3158,6098 655,2545 Total 405364,5985 343555,9477 Jadi kebutuhan air untuk pendinginan adalah sebesar 343555,9477 ft 3 hari Kehilangan air karena evaporasi dan drift loss berkisar 2 - 5 Dari rate masuk Perry 7 ed , hal 12-16 Dianggap kehilangan air pada waktu sirkulasi adalah 0,05 dari total air pendingin. Sehingga sirkulasi air pendingin adalah 0,95 Air yang disirkulasi = 0,95 x 343555,9477 ft 3 hari = 326378,1475 ft 3 hari Air yang ditambahkan sebagai make-up water = 0,05 x 343555,9477 = 17177,7972 ft 3 hari Untuk keperlun ini digunakan cooling tower dengan spesifikasi sebagai berikut : Cooling Tower P-173 Fungsi : Mendinginkan air pendingin yang sudah terpakai Kapasitas : 326378,1475 ft 3 hari = 326378,1475 x 7,481 1440 = 1695,5798 gpm T air masuk pada Cooling Tower T 1 = 50 C 122 F T air keluar pada Cooling Tower T 2 = 50 C 86 F T wet bulb T wb = 68 F Diambil kondisi 70 relative humidity 30 C Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII-63 Temperatur approach = T 2 – T wb = 18 F Temperatur range = T 1 – T 2 = 36 F Dengan dasar perhitungan dari Perry, edisi 3, hal 795, diperoleh : - Tinggi Cooling Tower : 35 ft - Jumlah Deck : 12 buah - Lebar Cooling Tower : 10 ft - Kecepatan angin : 3 miljam L = gpm x w Perry,edisi 3 hal 795 C x 12 x CW x CH Dengan : L = Panjang Cooling Tower, ft W = Wind convection factor C = Konsentrasi airft 2 Cooling CW = Wet bulb correction factor Digunakan Counter Flow Induced Draft Cooling, dari fig. 12-14 Perry’s Chemical Engineer’s Handbook, 6 th ed., p.12-15 didapat : Konsentrasi air C = 2,8 gpm W = 1 Perry ed. 3 fig.56, hal 794 CW = 1,25 Perry ed. 3 fig.54, hal 794 CH = 0,97 Perry ed. 3 fig.55, hal 795 L = 1695,5798 x 1 2,8 x 12 x 1,25 x 0,97 = 42 ft Luas yang dibutuhkan = 1695,5798 2,8 = 605,5642 ft 2 Diambil standart tower performances 1,0 dari figure 12-14 Perry’s Chemical Engineer’s Handbook, 6 th ed., p. 12-15 didapat : hp fan = 0,04 sq ft tower area Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII-63 Maka power untuk fan = 0,04 x 605,5642 = 24 hp Spesifikasi Alat : Nama alat : Cooling Tower Fungsi : Untuk mendinginkan kembali air pendingin yang dipakai. Type : Counter Flow Induced Draft Cooling Tinggi : 35 ft Panjang : 42 ft Jumlah deck : 12 buah Bahan konstruksi : Kayu jati Power fan : 24 hp Luas pendingin : 606 sqft Jumlah : 1 buah VIII.3.2 AIR UMPAN BOILER Air yang digunakan untuk menghasilkan steam didalam boiler. Air umpan boiler harus memenuhi syarat tertentu, karena kelangsungan operasi boiler sangat bergantung pada kondisi air umpannya. Beberapa persyaratan yang harus dipenuhi antara lain : 1. Bebas dari zat penyebab korosi seperti asam dan gas-gas terlarut 2. Bebas dari zat penyebab kerak yang disebabkan oleh kesadahan yang tinggi, yang biasanya berupa garam-garam karbonat dan silica. Kesadahan maksimum 550 ppm 3. Bebas dari zat penyebab timbulnya buih busa seperti zat-zat organic, anorganic dan minyak 4. Kandungan logam dari impurities seminimal mungkin. Kebutuhan air untuk Boiler = 931,6243 ft 3 jam = 22358,9824 ft 3 hari Dengan adanya blow down, kotoran dan lain-lain dianggap kehilangan air kondensat = 0,2 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII-63 maka air yang ditambahkan sebagai make up water adalah : = 0,2 x 22358,9824 = 4471,7965 ft 3 hari VIII.3.3 AIR SANITASI Air sanitasi dipakai untuk keperluan minum, masak, cuci, mandi dan sebagainya. Pada umumnya air sanitasi harus memenuhi syarat kwalitas, yaitu : a. Syarat fisis Suhu : Dibawah suhu kamar Warna : Jernih Rasa : Tidak berasa Bau : Tidak berbau b. Syarat kimia Tidak mengandung logam berat seperti Pb, As, Cr, Cd, Hg dan tidak mengandung zat-zat kimia yang beracun. c. Syarat Bakteorologi Tidak mengandung kuman maupun bakteri terutama bakteri pathogen. Kebutuhan air sanitasi untuk pabrik ini : Air Untuk Karyawan Standart kebutuhan air sanitasi untuk kebutuhan dalam negeri adalah 100 ltorang untuk tiap harinya. Asumsi Jadi kebutuhan air untuk seluruh karyawan : = 125 x 100 = 12500 lthari = 441,4334 ft 3 hari Air untuk Laboratorium Diperkirakan kebutuhan air untuk laboratorium = 1500 literhari = 52,9720 ft 3 hari Air untuk Taman Diperkirakan kebutuhan air untuk taman, jalan dll = 529,7201 ft 3 hari Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII-63 Kebutuhan air sanitasi = 441,4334 + 52,9720 + 529,7201 = 1024,1256 ft 3 hari Untuk kebutuhan lain – lain diperkirakan sebanyak 0,34 dari kebutuhan air yang dibutuhkan untuk sanitasi : = 0,34 x 1024,1256 ft 3 hari = 348,2027 ft 3 hari Kebutuhan total air sanitasi : = 1024,1256 + 348,2027 = 1372,3283 ft 3 hari VIII.3.4 AIR PROSES Kebutuhan air proses pabrik pada Heater Air E-113 : = 688,7976 kgjam = 1518,5370 lbjam = 583,7720 ft 3 hari Kebutuhan air yang disirkulasi : = Air sanitasi + Air pendingin + Air untuk Steam + Air proses = 1372,3283 + 17177,7972 + 4471,7965 + 583,7720 = 23710,7196 ft 3 hari Sehingga diperoleh make-up air sumur bor = 1,0 x 23710,7196 = 23710,7196 ft 3 hari = 987,9466 ft 3 jam VIII.4.1 PERLENGKAPAN PENGOLAHAN AIR 1. Bak Penampung Air Sumur Bor A-110 Fungsi : mengendapkan lumpur dan menampung air sumur bor Rate air : 987,9466 ft 3 jam Waktu tinggal : 2 jam Volume air : 2 x 987,9466 : 1975,8933 ft 3 Volume air : 0,8 volume penampung Volume penampung = 1975,8933 = 2469,8666 ft 3 0,8 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII-63 Dipakai untuk pesergi panjang dengan perbandingan : Tinggi = 2x Panjang = 5x Lebar = 3x Volume penampung = 30x 3 2469,8666 = 30x 3 x = 4,4 ft maka ukuran bak : Tinggi = 2 x 4,4 = 8,7 ft Panjang = 5 x 4,4 = 22 ft Lebar = 3 x 4,4 = 13 ft Spesifikasi alat : Nama alat : Bak Penampung Air Sumur Bor Kode : A-110 Fungsi : Menampung air sumur bor dan mengendapkan lumpur Kapasitas : 2469,8666 ft 3 Dimensi : - Tinggi = 8,7 ft - Panjang = 22 ft - Lebar = 13 ft Bentuk : Persegi panjang bersekat Bahan konstruksi : Beton bertulang Jumlah : 1 buah

2. Clarifier A-120

Fungsi : Memisahkan air dari kotoran yang terikat oleh koagulan Waktu tinggal : 1 jam Rate volumetric : 987,9466 ft 3 jam Volume air : 987,9466 x 1 = 987,9466 ft 3 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII-63 Volume Clarifier Direncanakan 80 terisi air Volume bak : 987,9466 80 = 1234,9333 ft 3 Direncanakan Clarifier berbentuk silinder dengan jumlah 1 buah dan bagian bawah berbentuk konis dengan sudut 45 Hs = 2 . D dc = 0,25 m Volume silinder = 3,14 x D 2 x Hs 4 = 3,14 x D 3 x 0,5 hc = D - dc 2 tg α = D - 0,25 2 Vc = 0,131 x D 3 – 0,25 D 3 V = V silinder + Vc 1234,9333 = 0,131 x D 3 – 0,25 D 3 + 3,14 x D 3 x 0,5 1234,9333 = 1,6683 D 3 D = 9,0461 ft Hs = 2 x 9,0461 = 18,0922 ft hc = D - 0,25 2 = 9,0461 – 0,25 2 = 4,3980 ft Perhitungan pengaduk : Dipilih sistem pengaduk jenis turbin dengan 6 buah flat blade : Dari Mc cabe : Da = Dt 3 = 9,0461 3 = 3,0554 m = 9,9 ft W = Da 5 = 9,9 5 = 1,9786 ft Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII-63 Perhitungan Power pengaduk : Dengan : Da : Diameter impeller N : Putaran = 10 rpm = 0,1667 rps Density : 62,43 lbft 3 Viskositas : 0,8007 cp = 0,8007 x 2,42 3600 = 0,00054 lbft detik Maka : N RE = Da 2 x N x ρ µ = 9,9 2 x 0,1667 x 62,43 0,00054 = 1892323,643 Tenaga yang dibutuhkan pengadukan : Power = kt x N 3 x Da 5 x ρ gc Dengan : kt = 5,75 Mc.cabe table 19-2 gc = 32,2 lbm.ftlbf.det 2 Power = 5,75 x 0,1667 3 x 9,89 5 x 62,43 32,2 = 8,0177 hp Gland losses kebocoran tenaga akibat poros bearing = 10 x Power input = 10 x 8,0177 = 0,8 hp, diambil 0,5 hp Power = 8,0177 + 0,5 = 8,5177 hp Transmission losses kebocoran tenaga akibat motor seperti pada belt dan gear = 20 x Power input = 0,2 x 8,5177 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VIII-63 = 1,7035 hp Total hp yang diperlukan : Pi = 8,0177 + 8,5177 + 1,7035 Pi = 18,2390 hp Effesiensi motor = 80 Power motor = 18,2390 80 = 22,7987 hp Digunakan power = 22,8 hp Spesifikasi alat : Nama alat : Clarifier Kode : A-120 Fungsi : Tempat penambahan koagulan dan flokulant untuk mengi- Kat kotoran dalam air yang tidak diketahui Kapasitas : 1234,9333 ft 3 Bentuk : Silinder vertical dengan bagian bawah berbentuk konis Ukuran : Diameter = 9,0461 ft T. total = 22,7402 ft Bahan : Carbon steel Jumlah : 1 buah Pengaduk Power motor : 22,8 hp Jenis impeller : Turbin 6 flat blade Diameter turbin : 9,9 ft Bahan : Carbon steel Jumlah : 1 buah

3. Bak Clarifier A-122