VIII- 1
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
BAB VIII UTILITAS
Dalam sebuah pabrik, utilitas meupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan mengingat saling berhubungan antara proses industri dengan
kebutuhan utilitas untuk proses tersebut. Dalam hal ini, utilitas dari suatu pabrik terdiri atas :
1. Unit pengolahan air Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan air pendingin, air proses,
air sanitasi, dan air pengisi boiler. 2. Unit pembangkitan “steam”
Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan “steam” pada proses evaporasi, pemanasan, dan “supplay” pembangkitan tenaga listrik.
3. Unit pembangkitan tenaga listrik Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan listrik bagi alat – alat
bangunan, jalan raya, dan lain sebagainya. 4. Unit bahan bakar
Unit ini berfungsi sebagai penyedia bahan bakar bagi alat – alat, generator, boiler, dan sebagainya.
5. Unit pengolahan limbah Unit ini berfungsi sebagai pengolahan limbah pabrik baik limbah cair,
maupun gas dari proses pabrik.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 2
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Sistem Pengolahan Air
Air adalah suatu zat yang banyak terdapat dialam bebas. Sesuai dengan tempat sumber air tersebut berasal, air mempunyai fungsi yang berlainan, dengan
karakteristik yang ada. Air banyak sekali diperlukan didalam kehidupan, baik secara langsung maupun tidak langsung.
Didalam pabrik ini dibedakan menjadi 2 bagian utama dalam sistem pengolahan air. Bagian pertama adalah unit pengolahan air sebagai unit penyedia
kebutuhan air dan unit pengolahan air buangan sebagai pengolahan air buangan pabrik sebelum dibuang kebadan penerima air.
Dalam pabrik ini sebagian besar air dimanfaatkan sebagai air proses dan sebagai media perpindahan energi. Untuk melaksanakan fungsi tersebut, air harus
mengalami pengolahan terlebih dahulu sehingga pabrik dapat berfungsi dengan handal, 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 tersebut antara lain adalah :
1. Sebagai air pendingin. 2. Sebagai air proses.
3. Sebagai air sanitasi. 4. Sebagai air pengisi boiler.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 3
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
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
o
C dengan h
v
= 1179,3 Btulb
No. Nama alat
Steam kgjam
Steam lbjam
1 Heater
828,4468 1826,4124
Total kebutuhan steam = 1826,4124 lbjam Untuk faktor keamanan dari kebocoran – kebocoran yang terjadi, maka
direncanakan steam yang dihasilkan 20 dari kebutuhan steam total : = 1,2 x kebutuhan normal 1826,4124 = 2191,6949 lbjam
direncanakan boiler menghasilkan steam jenuh pada tekanan : Tekanan
= 476
kPa =
69,02 psia Suhu
= 302
o
F =
148
o
C Menghitung Kebutuhan Bahan Bakar :
Severn, W.H, hal.142
Dimana : m
f
= massa bahan bakar yang dipakai, lbjam m
s
= massa steam yang dihasilkan, lbjam h
v
= enthalpy uap yang dihasilkan, Btulb h
f
= enthalpy liquida masuk, Btulb
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 4
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
e
b
= effisiensi boiler 60 - 85 ditetapkan e
b
= 70 Severn, W.H, hal.142 F = nilai kalor bahan bakar,Btulb
h
v
= 1180,522 Btulb Steam Table
h
f
= 271,803 Btulb suhu air = 100
o
C SteamTable
e
b
= 70 diambil effisiensi tengah
F = nilai kalor bahan bakar Digunakan bahan bakar diesel oil 12,6
o
API 0,84 sulfur Perry eds 7, T.27-6 Dari Perry ed 7, fig.27-6
, didapat : relative density, ρ = 61,18 lbft
3
= 8,178 lbgall Heating Value = 137273 Btugal
Maka : F
= 153000 Btugall = 18707,6 Btulb
Severn, W.H, hal.142
mf = 2191,695
1180,522 - 271,8
x 100
70 X 18707,597
= 3650,101 lbhari
Penentuan Power Boiler :
dimana : Angka – angka 970,3 dan 34,5 adalah suatu penyesuaian pada penguapan 34,5 lb
airjam dari air pada suhu 212oF menjadi uap kering pada 212oF pada tekanan 1
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 5
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
atm, untuk kondisi demikian diperlukan enthalpy penguapan sebesar 970,3 Btulb.
hp = 2191,695
1180,522 - 271.8
= 2,9748
hp 970,3 X
34,5
Penentuan heating surface boiler :
Untuk 1 hp boiler dibutuhkan 10 ft
2
heating surface. Severn,W.H, hal. 140 Total heating surface = 10 x 0,406 = 29,7478 ft
2
Kapasitas Boiler :
= 2191,695 1180,522 -
271,8 1000
= 1991,635 btujam Faktor Evaporasi
= =
= 0,9365
Kebutuhan air untuk pembuatan steam :
= 2191,6949 0,9365
= 2340,2191 lbjam = 1061,5068 kgjam
1180,522 -
271,8 970,3
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 6
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Densitas air pada 30oC = 993,56314 kgm3 Badger, App 9 hal 733 Volume air = 1061,5068 kgjam
993,56314 = 1,0684 m
3
jam = 25,6420 m
3
hari
Spesifikasi :
Nama alat : Boiler
Type : Fire tube boiler tekanan 10 atm
Heating surface : 29,7478 ft
2
Kapasitas boiler : 1991,635 btujam
Rate steam : 2191,6949 lbjam
Effisiensi : 70
Bahan bakar : Diesel oil 12,6
o
API Rate bahan bakar
: 152,0876 lbjam 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 lebih dahulu dengan maksud untuk menghilangkan kotoran – kotoran yang bersifat makro dengan jalan memasang sekat – sekat kayu agar kotoran –
kotoran tersebut terhalang dan tidak ikut masuk ke dalam tangki penampung
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 7
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
reservoir. Dari tangki penampung kemudian dilakukan pengolahan dalam unit water treatment. Untuk menghemat pemakaian air maka diadakan sirkulasi.
Air dalam pabrik ini dipakai untuk : 1. Air sanitasi. 2. Air umpan boiler
3. Air pendingin 4. Air proses
VIII.2.1. Air Sanitasi
Air sanitasi untuk keperluan minum, masak, cuci, mandi, dan sebagainya. Berdasarkan S.K Gubernur Jatim No.4131987, baku mutu air baku harian :
Parameter Satuan
S.K Gubernur Suhu
o
C Suhu air normal 25 - 30
o
C Kekeruhan
Skala NTU Warna
Unit Pt-Co SS
Ppm pH
6 - 8,5 Alkalinitas
ppm CaCO
3
CO
2
bebas ppm CO
2
DO ppm O
2
= 4 Nitrit
ppm NO
2
Nihil Ammonia
ppm NH
3
-N 0,5
Tembaga ppm Cu
1 Fosfat
ppm PO
4
Sulfida ppm H
2
S Nihil
Besi ppm Fe
5 Krom heksafalen
ppm Cr 0,05
Mangan ppm Mn
0,5 Seng
ppm Zn 5
Timbal ppm Pb
0,1 COD
ppm O
2
10 Detergen
ppm MBAS 0,5
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 8
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Kebutuhan air sanitasi untuk pabrik ini adalah untuk :
- Karyawan, asumsi kebutuhan air untuk karyawan = 25 literhari per orang = 25 literhari per orang x 82 orang
= 2,05 m
3
hari - Keperluan Laboratorium
= 20 m
3
hari - Untuk menyiram kebun dan kebersihan pabrik
= 10 m
3
hari - Cadanganlain – lainnya
= 8 m
3
hari Total kebutuhan air sanitasi
= 40,05 m
3
hari
VIII.2.2. 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 bergantung pada kondisi air umpannya. Beberapa persyaratan yang harus dipenuhi antara lain :
1. Bebas dari zat penyebab korosi, seperti asam, gas – gas terlarut. 2. Bebas dari zat penyebab kerak yang disebabkan oleh kesadahan yang
tinggi, yang biasanya berupa garam – garam karbonat dan silika. 3. Bebas dari zat penyebab timbulnya buih busa seperti zat – zat organik,
anorganik, dan minyak. 4. Kandungan logam dan impuritis seminimal mungkin.
Kebutuhan air umpan boiler dapat diketahui pada perhitungan boiler.
VIII.2.3 Air Pendingin
Untuk kelancaran dan effisiensi kerja dari air pendingin, maka perlu diperhatikan persyaratan untuk air pendingin dan air umpan boiler : Lamb : 302
+
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 9
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Untuk menghemat air, maka air pendingin yang telah digunakan didinginkan kembali kedalam cooling tower, sehingga perlu disirkulasi air
pendingin, maka disediakan pengganti sebanyak 20 kebutuhan. Kebutuhan air pendingin :
No. Nama Alat
Kode Alat CW kgjam
1. Hydrator
R-223 19713
Total 19713
Densitas Air = 1000 kgm3 Kebutuhan air pendingin total = 19713 kghari
= 19,713 m3hari Dianggap kehilangan air pada saat sirkulasi 10 dari total air pendingin, sehingga
sirkulasi air pendingin adalah 90. Perry ed.7, hal 12-17 Air yang di sirkulasi = 90 x 19,713 = 17,7417 m3hari.
Air yang harus ditmambahkan sebagai make up water : Karakteristik
Kadar maximum ppm Air Boiler
Air pendingin Silica
0,7 50
Aluminium 0,01
- Iron
0,05 -
Mangan 0,01
- Calcium
- 200
Sulfate -
680 Chlorida
- 600
Dissolved Solid 200
1000 Suspended Solid
0,5 5000
Hardness 0,07
850 Alkalinity
40 500
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 10
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
= 20 x 19,713 = 3,9426 m3hari Jai total kebutuhan air disirkulasi sebesar :
= 17,7417 + 3,9426 = 21,6842 m3hari. = 21,6842 x 264,17 24 x 60
= 3,9780 gpm
COOLING TOWER P -283
Fungsi : mendinginkan air pendingin yang sudah terpakai.
Total kebutuhan air pendingin = 1807,02 lbjam Air yang harus ditambahkan sebagai make – up water 20 = 361,404 lbjam
Untuk keperluan ini digunakan cooling tower dengan spesifikasi sebagai berikut : Kapasitas = 361,404 lbjam = cuftjam = m
3
hari = lthari = ltmnt
T air masuk pada cooling tower = T
1
= 45
o
C T air keluar cooling tower = T
2
= 30
o
C Perbedaan suhu = 45
o
C – 30
o
C = 15
o
C Gpm =
Dengan dasar perhitungan dari Perry ed 3, hal 3-795, diperoleh : - Tinggi cooling tower
= 35 ft - Jumlag deck
= 12 buah - Lebar cooling tower
= 12 ft - Kecepatan angin
= 3 miljam L =
Perry ed 3, hal 3-795
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 11
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Dengan : L = panjang cooling tower
W = wind convection factor C = wet bulb correction factor
Diperoleh : W
= 1 Perry ed 3, fig 56, hal 3-794
CW = 1,25 Perry ed 3, fig 56, hal 3-794 C
= 2,8 Perry ed 3, fig 56, hal 3-794 CH
= 0,97 Perry ed 3, fig 56, hal 3-794 Maka dapat diperoleh :
L =
L = 0,0976 ft Luas yang dibutuhkan :
= 3,978 = 1,421 ft
2
2,8 Diambil standart tower performence 100 dari figure 12-15 Perry ed 6 pers.12-
16 didapat :
Maka power untuk fan = 0,04 x 1,421 = 0,057 hp 0,1 hp
Spesifikasi :
Nama : Cooling Tower
Type : Cross flow induced draft cooling tower
3,978005 x 1
2,8 x 12
X 1,25 x 0,97
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 12
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Tinggi : 35 ft
Panjang : 0,0976 ft
Jumlah deck : 12 buah
Bahan konstruksi : kayu jati
Power fan : 0,1 hp
Luas pendingin : 1,421 ft
2
Jumlah : 1 buah
VIII.2.4. Air Proses
Kebutuhan air proses pada pabrik : No.
Nama Alat Kode Alat
kgjam lbjam
1. Tangki hydrator
R-223 799,7756
1762,7054
Kebutuhan air = 1762,7054 lbjam = 28,2349 cuftjam = 0,7906 m
3
jam = 18,9739 m
3
hari.
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
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 13
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
makro akan terhalang dan tidak ikut masuk dalam bak koagulasi dan flokulasi A- 220. Selanjutnya air sungai dipompa ke bak pengendapan A-230. Pada bak
pengendapan ini kotoran – kotoran akan mengendap dalam bentuk flok – flok yang sebelumnya pada bak koagulasi flokulasi diberikan koagulan Al
2
SO
4 3
.18 H
2
O. Air bersih kemudian ditampung pada bak air jernih A-240 yang
selanjutnya dilewatkan sand filter untuk menyaring kotoran yang masih terikat oleh air. Air yang keluar ditampung ke bak penampung air bersih A-252 untuk
didistribusikan sesuai kebutuhan. Dari perincian diatas, dapat disimpulkan kebutuhan air dalam pabrik :
- Air Boiler = 25,6420 m
3
hari - Air pendingin
= 19,7129 m
3
hari - Air proses
= 18,9739 m
3
hari - Air sanitasi
= 40,05 m
3
hari + Total
= 104,3788 m
3
hari 104 m3hari
Kebutuhan air total = 104 m
3
hari
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 volumetrik = 5,2189 m
3
hari = 125,3 m3hari Volume air total= 125,3 m3hari
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 14
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Ditentukan : waktu tinggal = 1 hari
Tinggi = x m
Panjang = lebar = 2 x m Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air = 125,3 80 = 156,57 m
3
Volume penampung = 2 p x 21 x t 156,57 = 2 X x 2 X x 1 X
156,57 = 4X
3
Sehingga, x = 3,395 m Panjang = 2 X m = 2 X 3,395 = 6,971 m
Lebar = 2 X m = 2 X 3,395 = 6,971 m Tinggi = 1 X m = 2 X 3,395 = 3,395 m
Check volume : Volume bak = p x l x t
= 6,971 x 6,971 x 3,395 = 156,568 m
3
= 156,568 m
3
memenuhi
Spesifikasi :
Fungsi : Menampung air sungai sebelum diproses menjadi air bersih.
Kapasitas : 156,568 m
3
Bentuk : Empat persegi panjang terbuka
Ukuran : panjang = 6,971 m
Lebar = 6,971 m Tinggi = 3,395 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 15
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Bahan konstruksi : beton Jumlah
: 1 buah
2. Bak Koagulasi A-220
Fungsi : tempat terjadinya koagulasi dengan penambahan Al
2
SO
4 3
untuk destabilisasi kotoran dalam air yang tak dikehendaki. Bak berbentuk silinder yang
terbuat dari beton yang dilengkapi pengaduk. Perhitungan :
Rate volumetrik : 5,2189 m
3
jam = 5218,9 ltrjam Dosis alum
: 20 mglt AWWA ; T.5.2 : 94
Kebutuhan alum : 20 mglt x 5218,9 ltjam = 1043788,8391 mgjam
: 104,3788 kgjam = 826680,406 kgtahun 330 hari ρ alum = 1,1293 kgL
Volume alum = 104,3788 = 92,4279 Ljam = 0,0924 m
3
jam 1,1293
Waktu tinggal : 1 jam
Volume air dan alum : 5,2189 + 0,0924 m
3
jam x 1 jam = 5,3114 m
3
Dirancang bak berisi 80 air, maka volume air = 5,3114 0,8 = 6,6392 m
3
Jumlah bak yang digunakan : 1 buah Sehingga volume bak = 94 m
3
Digunakan bak berbentuk lingkaran dengan tinggi bak = 2 D Volume bak = luas alas x tinggi
6,6392 = ¼ π D
2
x 2 D 6,6392 = 1,57 D
3
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 16
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
D = 1,6171 m H = 3,2342 m
Tinggi cairan dalam tangki = ¼ π D
2
H 5,3114 = ¼
π 1,6171
2
H 5,3114 = 2,0528 H
H = 2,5874 m Dalam bak koagulator dilengkapi pengaduk berkecepatan = 50 rpm 0,833 rps
Dirancang pengaduk tipe flat blade turbin dengan 6 blade dengan perbandingan diameter impeler dengan diameter bak DaDT = 13 Mc. Cabe hal 235
Diameter impeler, Da = 13 x diameter bak = 0,33 x 1,6171 = 0,539 m ρ air = 1000 kgm
3
μ air = 0,8 cp = 0,00083 kgm.s
=
= 291656,63 Dari Geankoplis figure 3.4-4, diketahui nilai Np pada Nre = 291656,63 adalah Np
= 10
Daya yang diperlukan untuk motor pengaduk :
= 10 x 1000 x 0,833
3
x 0,593
5
1000 x
0,539
2
x 0,833 0,00083
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 17
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
= 0,353 hp Jika effisiensi motor 80, maka :
P = 18,60,8 = 0,441 Dipilih motor = 0,4 hp
Spesifikasi :
Fungsi : tempat terjadinya koagulasi.
Kapasitas : 6,693 m
3
Jumlah : 1 buah
Bentuk : silinder
Ukuran bak : diameter = 1,6171 m
Tinggi = 3,2342m Motor penggerak : 0,4 hp
Bahan : beton bertulang
3. Tangki Flokulasi
Fungsi : tempat terjadinya flokulasi dengan penambahan PAC Polly Ammonium Chloride untuk destabilisasi kotoran dalam air yang tak dikehendaki. Bak
berbentuk silinder yang terbuat dari beton yang dilengkapi pengaduk. Perhitungan :
Rate volumetrik = 5,3114 m
3
jam = 5311,3699 ltrjam Dosis alum
= 20 mglt Kebutuhan alum = 20 mglt x 5311,3699 ltjam = 106227,3974 mgjam
= 106,2274 kgjam = 841320 kgtahun 330 hari proses
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 18
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
ρ alum = 1,1293 kgL volume alum = 106,2274 = 94,0648 literjam
1,1293
Waktu tinggal : 1 jam
Volume air dan alum : 5,3114 + 0,0941 m
3
jam x 1 jam = 5,4054 m
3
Dirancang tangki berbentuk silinder dan berisi 80 air, maka : Volume tangki
= 5,4054 = 6,7568 m
3
0,8 Jumlah tangki yang digunakan : 1 buah
Sehingga volume tangki =
Asumsi :
H =
2 D Volume tangki
= 6,7568
= 1,57 D
3
D =
1,6266 m H
= 2 x 1,6266
= 3,2532 m
Tinggi cairan dalam tangki = 5,3114
= 3,14 x 1,6266
2
x 3,2532 4
H = 2,5573 m
Dalam bak koagulator dilengkapi pengaduk berkecepatan 50 rpm 0,8333 rps. Dirancang pengaduk tipe flat blade turbin dengan 6 blade dengan perbandingan
diameter impeler dengan diameter tangki TD = 0,3 Mc. Cabe hal 235 Diameter impeler Da = 13 diameter tangki = 0,3333 x 1,627
= 0,542 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 19
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
ρ air = 1000 kgm
3
μ air = 0,8 cp
= 0,00083 kgm.s
= 1000
x 0,5421
2
x 0,833 0,00083
= 295090,05 Dari Geankoplis figure 3.4-4,
diketahui nilai Np pada Nre = 295090,05 adalah : Np
= 10
Daya yang diperlukan untuk motor pengaduk :
= 10 x 1000 x 0,833
3
x 0,542
5
= 271,0082 watt = 0,363
hp Jika effisiensi motor 80, maka :
P = 0,363 0,8
= 0,4543 hp
Dipilih motor =
0,5 hp
Spesifikasi :
Fungsi : Sebagai tempat terjadinya koagulasi.
Kapasitas : 6,757 m
3
Jumlah : 1 buah
Bentuk : Silinder
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 20
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Ukuran bak : diameter
= 1,6266 m
Tinggi =
3,2532 m Motor penggerak
: 0,5 hp Bahan
: beton bertulang
4. Clarifier
Fungsi : Tempat pemisahan antara flok padatan dengan air bersih
Waktu tinggal : 2 jam
Rate volumetrik : 5,4054 m
3
jam Volume air
: 2 x 5,4054 m
3
= 10,8109 m
3
Direncanakan volume tangki 80 terisi air, sehingga : Volume tangki = 10,8109 0,8 = 13,5136 m
3
Kecepatan over flow = 1,2 m
3
m
2
jam Perry 6th
ed
, hal 19-8 Luas penampang = 5,4054 = 4,5045 m
2
1,2 Diameter = 5,4054 x 4
0,5
= 2,3955 m 3,14
Tinggi =
= 3 m
Spesifikasi :
Fungsi : Memisahkan air dari kotoran yang terikat oleh koagulan dan flokulan. Bentuk : silinder dengan bentuk bawah mendekati datar
13,51 π
4 2,3954652
2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 21
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Diameter : 2,395 m Tinggi : 3 m
Bahan : Carbon steel Jumlah : 1 buah
5. Bak Air Jernih
Fungsi : menampung air dari bak pengendap
Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton. Rate volumetrik = 5,4054 m
3
jam Ditentukan : waktu tinggal = 2 jam
Tinggi = x m Panjang = lebar = 2 x m
Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air : = 5,4054 x 2 = 13,5136 m
3
0,8 Volume penampung =
4x
3
= 13,5136
x =
1,501 Jadi tinggi
= 1,501 m
panjang =
lebar = 3,001 m
Spesifikasi :
Kapasitas : 13,5136m
Bentuk : persegi panjang
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 22
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Ukuran : Panjang
= 3,001 m
Lebar =
3,001 m Tinggi
= 1,501 m
Bahan konstruksi : beton
Jumlah : 1 buah
6. Sand Filter
Fungsi : Menyaring kotoran yang tersuspensi dalam air
dengan menggunakanpenyaring pasir. Rate volumetrik
: 5,4054 m
3
jam Waktu filtrasi
: 15 menit Jumlah flok
: 5 dari debit air yang masuk : 5 x 5,4054
= 0,2703 m
3
jam Volume air
: 5,4054 -
0,2703 =
5,1352 m
3
jam Volume air yang di tampung
: 1,3514 m
3
jam =
5,9505 gpm Rate filtrasi
: 12 gpmft
2
Perry 6
thed
, hal 19-85 Luas penampang bed = 5,9505 = 0,4959 ft
2
12 Diameter bed =
4 x A
0,5
= 4 x
0,4959
0,5
π 3
= 0,7948
m Tinggi lapisan dalam kolom, diasumsikan :
Lapisan graveler =
0,3 m Sugiharto, 121 Lapisan pasir
= 0,7 m Sugiharto, 121
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 23
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Tinggi air =
3 m Sugiharto, 121
Tinggi lapisan =
4 m Kenaikan akibat back wash = 25 dari tinggi lapisan
= 25 x
4 =
1 m Tinggi total lapisan
= tinggi bed + tinggi fluidisasi + tinggi bagian atas untuk pipa + tinggi bagian bawah untuk pipa
= 4 + 1 + 0,03 + 0,03 = 5,06 m
Spesifikasi :
Fungsi : menyaring air dari clarifier.
Kapasitas : 1,3514 m
3
jam Bentuk
: bejana tegak Diameter
: 0,7948 m Tinggi
: 5,06 m Bahan konstruksi
: Carbon Steel SA-283 Grade P Jumlah
: 2 buah
7. Bak Penampung Air Bersih
Fungsi : Menampung air dari sand filter. Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.
Rate volumetrik : 5,1352 m
3
hari Ditentukan
: waktu tinggal : 1 hari Volume air total
: 123,2439 m
3
jam
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 24
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Dimisalkan : Tinggi
= 2 x m
Panjang =
lebar = x
m Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air :
= 123,2439 = 154,0549 m
3
0,8 Volume bak penampung
= p
x l
x t
154,0549 =
2x x
1x x
1x 154,0549
= 2 X
3
x =
4,2548 Panjang
= x m =
1 x 4,2548 = 4,2548 m
Lebar =
x m = 1 x
4,2548 = 4,2548 m Tinggi
= 2x m =
2 x 4,2548 = 8,5096 m
Check volume : Volume bak =
p x
l x
t = 4,2548
x 4,2548 x 8,5096
= 154,0549 m
3
= 154,0549 m
3
memenuhi
Spesifikasi :
Fungsi : Menampung air bersih dari sand filter
Kapasitas : 154,0549 m
3
Bentuk : Empat persegi panjang terbuka
Ukuran : Panjang
= 4,2548 m
Lebar =
4,2548 m Tinggi
= 8,5096m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 25
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Bahan konstruksi : Beton
Jumlah : 1 buah
8. Bak Penampung Air Sanitasi
Fungsi : Menampung air dari bak air bersih untuk keperluan sanitasi dan tempat menambahkan desinfektan chlorine.
Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton. Rate volumetrik
: 40,5 m
3
hari = 1,6688 m
3
jam Ditentukan
: waktu tinggal = 24 jam
Volume air total : 40,05 m
3
Digunakan : 1 buah bak
Volume air dalam bak : 40,05 m
3
Dimisalkan :
Panjang =
x m Lebar
= x m
Tinggi =
2 x m Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air :
= 40,05 = 50,0625 m
3
80
Volume bak penampung =
p x
l x
t 50,0625
= X
x X
x 2X
50,0625 =
2 X
3
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 26
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
X =
2,9252 Panjang
= x m =
1 x
2,9252 = 2,9252 m
Lebar =
x m = 1
x 2,9252
= 2,9252 m Tinggi
= 2x m =
2 x
2,9252 = 5,8505 m
Check volume : Volume bak =
p x
l x
t = 2,9252
x 2,9252 x 5,8505
= 50,0625 m
3
= 50,0625 m
3
Untuk membunuh kuman, digunakan desinfectan jenis chlorine dengan kebutuhan chlorine
= 200 mglt
Wesley : fig.10-6 Jumlah chlorine yang harus ditambahkan setiap hari :
= 200
x 80100
= 16020000 mg
= 16,02 kghari
kebutuhan chlorine per tahun = = 16,02
kghari x
330 hari
= 5286.6 kg
Spesifikasi :
Fungsi : Menampung air dari bak air bersih untuk keperluan
sanitasi dan tempat penambahan desinfectan chlorine. Kapasitas
: 50,0625 m
3
Bentuk : Empat persegi panjang terbuka.
Ukuran : Panjang =
2,9252 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 27
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Lebar =
2,9252 m Tinggi =
5,8505 m Bahan konstruksi
: beton Jumlah
: 1 buah
9. Kation Exchanger
Fungsi : mengurangi kesadahan air yang disebabkan oleh garam – garam Ca Kandungan CaCO
3
dari water treatment masih sekitar 5 graingallon Kirk.Othmer, vol 11 : 887. Kandungan ini sedianya dihilangkan dengan resin
zeolith bentuk granular, agar sesuai dengan syarat air boiler. Kandungan CaCO
3
: 5 graingal = 0,325 grgal 1 grain = 0,000065 kg Jumlah air yang diproses
: 25,6420 m
3
= 6774,6246 gallon Jumlah CaCO
3
dalam air = 0,325 grgal x 6774,6246 gallon = 2201,753 gr Dipilih bahan pelunak :
Zeolit dengan exchanger capacity = 1,4 ekkg CaCO
3
Perry 6th
ed
; T.16-4 Na – zeolit diharapkan mampu menukar semua ion Ca
2+
ek ekuivalen = gramberat ekuivalen
Underwood : 55 berat ekuivalen
= BMelectron Underwood : 51
Untuk CaCO
3
, 1 mol Ca melepas 2 electron : Ca
2+
, sehingga elektron = 2 BM CaCO
3
= 100 Berat ekuivalen
= 1002 = 50 grek Berat zeolit
= ek x berat ekuivalen = 1,4 ek x 50 grek = 70 gr Kapasitas zeolit
= 70 grkg
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 28
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Jumlah CaCO
3
= 2201,753 gr = 2,2018 kg
Cara kerja :
Air dilewatkan pada kation exchanger yang berisi resin sehingga ion positif tertukar dengan resin.
Kebutuhan zeolit = 70 grkg x 2,2018 kg = 154,1227 gr = 0,1541 kg
ρ zeolit = 0,95 kglt
Perry 6th
ed
; T.16-4 Volume zeolit
= 0,1541 kg0,95 kglt = 0,1622 lt = 0,0002 m
3
Volume total = 25,6420 + 0,0002 = 25,6422 m
3
Rate volumetrik = 25,6422 m
3
hari = 1,0684 m
3
jam Air mengisi 80 volume tangki, maka volume tangki :
Vt = 1,0684 0,8 = 1,3355 m
3
Tangki kation berbentuk silinder dengan dimensi ratio HD = 2 Volume
= 1,3355
= D
= 1,0429 m H
= 1,5643 m Bahan konstruksi
= Stainless Steel plate type 316 Jumlah
= 1 buah
Regenerasi zeolit :
Regenerasi zeolit dilakukan dengan larutan HCl 33 Standart Procedure Operation, SPO paiton
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 29
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
R – H + MX R – M + HX
R – H = resin kation MX = mineral yang terkandung dalam air
R – M = resin yang mengikat mineral kation HX = asam mineral yang terbentuk setelah air melewati resin kation.
Contoh mineral kation M
+
= Ca
2+
, Mg
2+
, dsb Contoh rumus mineral MX = CaSO
4
, CaO
3
, MgCO
3
Contoh asam mineral HX = HCl, H
2
SO
4
, H
2
CO
3
, dsb Regenerasi dilakukan 4 kali dalam setahun, kebutuhan HCl 33 tiap regenerasi =
1,92 ton regenerasi Condensate Polishing Plant : PJB II – Paiton Maka kebutuhan HCl 33 = 4 x 1,92 ton = 7,68 tontahun = 7680 kgtahun
Dengan ρ HCl = 1,1509 kglt Perry ed 7 ; T.2-57, maka volume HCl yang dibutuhkan selama 1 tahun adalah = 7680 kg 1,1509 kglt = 6673 ltr = 6,6730 m
3
HCl mengisi 80 tangki, maka volume tangki : = 6,6730,8 = 8,3413 m
3
Ukuran tangki = diambil H = 2 D Volume tangki = V = ¼ .
π. D
2
. 1,5 D 8,3413 = 1,2 D
3
D = 1,9205 m H = 2,8808 m
10. Anion Exchanger
Fungsi : mengurangi kesadahan air yang disebabkan oleh garam – garam CO
3
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 30
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
kandungan CaCO
3
dari water treatment masih sekitar 5 graingallon Kirk.Othmer, vol 11 : 887. Kandungan ini sedianya dihilangkan dengan resin
Amino Poly Styrene bentuk granular, agar sesuai dengan syarat air boiler. Kandungan CaCO
3
: 5 graingal = 0,325 grgal 1 grain = 0,000065 kg Jumlah air yang diproses = 25,6420 m
3
= 6774,6246 gallon Jumlah CaCO
3
dalam air = 0,325 grgal x 6774,6246 gallon = 2201,7530 gr Dipilih bahan pelunak :
APS dengan exchanger Capacity = 5,5 ekkg CaCO
3
Perry ed 6 ; T.16-4 Amino Poly Styrene diharapkan mampu menukar semua ion CO
3 2-
ek ekuivalen = gramberat ekuivalen
berat ekuivalen = BMelectron
Untuk CaCO
3
, 1 mol CO
3
menerima 2 electron : CO
3 2-
, sehingga elektron = 2 BM CaCO
3
= 100 Berat ekuivalen
= 1002 = 50 grek Berat APS
= ek x berat ekuivalen = 5,5 ek x 50 grek = 275 gr Kapasitas APS
= 275 grkg CaCO
3
Jumlah CaCO
3
= 2201,7530 gr = 2,2018 kg
Cara kerja :
Air dilewatkan pada anion exchanger yang berisi resin sehingga ion negatif tertukar dengan resin.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 31
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Kebutuhan APS = 275 grkg x 2,2018 kg = 605,4821 gr = 0,6055 kg
ρ APS = 0,67 kglt
Perry ed 6 ; T.16-4 Volume zeolit
= 0,6055 kg0,67 kglt = 0,9037 lt = 0,0009 m
3
Volume total = 25,6420 + 0,0009 = 25,6429 m
3
Rate volumetrik = 25,6429 m
3
hari = 1,0685 m
3
jam Air mengisi 80 volume tangki, maka volume tangki :
Vt = 1,0685 0,8 = 1,3356 m
3
Tangki kation berbentuk silinder dengan dimensi ratio HD = 2 Volume
= ¼ . π. D
2
. H 1,3356
= 3,144 x D
2
x 1,5 D D
= 1,0429 m H
= 1,5643 m Bahan konstruksi
= Stainless Steel plate type 316 Jumlah
= 1 buah Regenerasi Amino Poly Styrene :
Regenerasi APS dilakukan dengan larutan NaOH 40 Standart Procedure Operation, SPO paiton
R – OH + HX R – X + H
2
O R – OH = resin anion
HX = mineral yang terkandung dalam air R – X = resin dalam kondisi mengikat anion
Regenerasi dilakukan 4 kali dalam setahun, kebutuhan NaOH 40 tiap regenerasi
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 32
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
= 1,3 ton regenerasi Condensate Polishing Plant : PJB II – Paiton Maka kebutuhan NaOH 40 = 4 x 1 ton = 5,2 tontahun = 5200 kgtahun
Dengan ρ NaOH 40 = 1,423 kglt Perry ed 7 ; T.2-90 maka volume NaOH yang dibutuhkan selama 1 tahun adalah
= 52001,4232 = 3653,73806 ltr = 3,6537 m
3
NaOH mengisi 80 tangki, maka volume tangki : Vt = 3,65370,8 = 4,5672 m
3
Tangki kation berbentuk silinder dengan dimension ratio : HD = 1,5 Volume tangki = V = ¼ .
π. D
2
. 1,5 D 4,5672
= 3,144 . D
2
. 1,5 D D 2,0588 m
H = 3,0883 m
11. Bak Penampung Umpan Boiler
Fungsi : menampung air lunak dari demineralizer kation-anion exch yang
selanjutnya digunakan sebagai air umpan boiler. Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.
Rate volumetrik : 25,6420 m
3
hari = 1,0684 m
3
jam Ditentukan
: waktu tinggal : 1 jam Tinggi : 2x m
Panjang = lebar : x m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 33
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air = 1,0684 0,8 = 1,3355 m
3
Volume penampung : p x l x t 1,3355 =
x x x x 2x 1,3355 =
2x
3
X = 0,8741 m
jadi tingginya = 2 x 0,8741 = 1,7481 m panjang = lebar = 0,8741 m
Spesifikasi :
Fungsi : menampung air dari lunak dari demineralizer kation-anion exch
yang selanjutnya digunkan sebagai air umpan boiler. Kapasitas
: 0,1823 m
3
Bentuk : persegi panjang
Ukuran : panjang : 0,8741 m
Lebar : 0,8741 m Tinggi : 1,7481 m
Bahan konstruksi : beton
Jumlah : 1 buah
12. Bak Penampung Air Pendingin
Fungsi : menampung air pendingin Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 34
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Rate volumetrik : 19,7129 m
3
hari = 0,8241 m
3
jam Ditentukan
: waktu tinggal : 1 jam Tinggi : 2x m
Panjang = lebar : x m Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air = 0,8241 0,8 = 1,0267 m
3
Volume penampung : p x l x t 1,0267 =
x x x x 2x 1,0267 =
2x
3
X = 0,8007 m
jadi tingginya = 2 x 0,8007 = 1,6014 m panjang = lebar = 0,8007 m
Spesifikasi :
Fungsi : menampung air pendingin
Kapasitas : 1,0267m
3
Bentuk : persegi panjang
Ukuran : panjang : 0,8007 m
Lebar : 0,8007 m Tinggi : 1,6014 m
Bahan konstruksi : beton
Jumlah : 1 buah
13. Bak Penampung Air Proses
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 35
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Fungsi : menampung air lunak dari demineralizer kation-anion exch yang selanjutnya digunakan sebagai air umpan boiler.
Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton. Rate volumetrik : 18,9739 m
3
hari = 0,7906 m
3
jam Ditentukan
: waktu tinggal : 1 jam Tinggi : x m
Panjang = lebar : 2 x m Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air = 0,7906 0,8 = 0,9882 m
3
Volume penampung : p x l x t 0,9882 =
x x x x 2x 0,9882 =
2x
3
X = 0,7906
jadi tingginya = 1,5811 m panjang = lebar = 0,7906m
Spesifikasi :
Fungsi : menampung air lunak dari demineralizer kation-anion exch yang
selanjutnya digunakan sebagai air umpan boiler. Kapasitas
: 0,9882 m
3
Bentuk : persegi panjang
Ukuran : panjang : 0,7906 m
Lebar : 0,7906 m Tinggi : 1,5811 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 36
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Bahan konstruksi : beton
Jumlah : 1 buah
VIII.3.2 Perhitungan Pompa – Pompa 1.
Pompa Air Sungai
Fungsi : untuk mengalirkan air sungai menuju kke bak penampung air
sungai. Type
: Centrifugal pump Dasar pemilihan : untuk viscositas rendah, bahan tidak mengandung solid
Perhitungan : ρ air
= 62,43 lbcuft Bahan masuk = 5185,1827 kgjam = 3,1754 lbs
Rate volumetrik = 3,1754 lbs = 0,0509 cufts 62,43 lbcuft
Asumsi aliran turbulen : Diameter optimum =
Petters Timmerhaus ed 4, pers. 12.15 Dengan : qf
= fluid rate cuftdt
z
P
2
v
2
P
1
v
1
Reference plane
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 37
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
= fluid density lbcuft Dipilih pipa 6 in, sech 40
Foust, App.C6a OD = 6,625 in
ID = 6,065 in = 0,505 ft A = ¼
π ID
2
= ¼ . 3,14 . 0,505
2
= 0,2 ft
2
Kecepatan aliran = 0,051 = 0,254 ftdt 0,2
μ = 0,00057 lbft.s berdasarkan sg bahan Nre =
Dipilih pipa Commercial stell ε = 0,00015 εD = 0,00029
f = 0,018 Digunakan persamaan Bernoulli :
Persamaan friksi berdasarkan Petters Timmerhaous ed 4 tabel 1, hal 490 Taksiran panjang pipa
= 50 ft Panjang ekuivalen, Le
Petters Timmerhaus ed 4, tabel ; 12-1 - 3 elbow 90
= 3 x 32 x 0,505 = 48,52 ft
- 1 globe valve = 1 x 300 x 0,505 = 151,5 ft
- 1 gate valve = 1 x 7 x 0,505
= 3,535 ft Panjang total pipa
= 253,6829 ft
Friksi yang terjadi :
D V ρ = 0,505 x 0,2536 x
62.43 μ
0,0006 =
14041,10331 2100 asumsi benar
+
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 38
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa :
F
1
2. Friksi karena konstraksi dari tangki ke pipa : K = 0,4, A tangki A pipa Petters Timmerhaus ed 4. 490
α = 1 aliran turbulen Petters Timmerhaus ed 4. 490
F
2
Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki
F
3
= V
2
= ΔV
2 2
- ΔV
1 2
2 x a x gc 2 x a x
gc
= 0,254
2
-
2
= 0,001
ft . lbf 2 x
1 x 32
lbm V1 V2, maka V1 dianggap = 0
∑F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 0,036 + 0,0004 + 0,0003 = 0,038 ft.lbflbm P
1
= 1 atm = 2116,8 lbfft
2
1 atm = 14,7 x 144 lbfft
2
P
2
= 1 atm = 2116,8 lbfft
2
1 atm = 14,7 x 144 lbfft
2
, ∆P = P
2
– P
1
= 0 lbfft
2
; =
2 x 0,018 x
0,254
2
x 253,68292
32,2 x 0,505
= 0,036
ft . lbf lbm
= 0.4
x 0,254
2
2 x 1 x
32 =
0,0004 ft . lbf
lbm
V
2
= 0,2536
2
= 0,001 ft . lbf
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 39
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Asumsi ∆Z = 30 ft.lbflbm
persamaan Bernoulli : -Wf = 0 + 30 + 0,0001 + 0,038 = 30,039 ft.lbflbm
Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp = -
Wf x flowrate cuftdt x ρ 550
= 30,039
x 0,2536 x
62,43 550
= 0,865 hp
Kapasitas = 0,051 x 7,481 x 60 = 22,83 gpm effisiensi pompa = 30 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 12.-17
Bhp = 0.865 = 2,883 hp 0,3
Effisiensi motor = 80 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 12.-18
Power motor = 2,883 = 3,6036 hp = 4 hp 0,8
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial Steel
2 x α x gc 2 x
1 x 32
lbm
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 40
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Rate Volumetrik : 0,2536 cufts
Dynamic head : 30,039 ft.lbflbm
Effisiensi motor : 80
Power : 4 hp
Jumlah : 1 buah
2. Pompa Sand Filter
Fungsi : mengalirkan air dari bak penampung air jernih ke sand filter
Type : Centrifugal pump
Dasar pemilihan : untuk viscositas rendah, bahan tidak mengandung solid
Perhitungan : ρ air
= 62,43 lbcuft Bahan masuk = 5370,4691 kgjam = 3,2888 lbs
Rate volumetrik = m = 3,2888 = 0,0527 cufts ρ 62,43
Asumsi aliran turbulen : Diameter optimum =
Petters Timmerhaus ed 4, pers. 12.15
Diameter Optimum = 4 x
0,053
0.45
x 62,43
0.13
z
1
z
2
z
P
1
v
1
P
2
v
2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 41
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
= 1,775
in Dipilih pipa 6 in, sech 40
Foust, App.C6a OD = 6,625 in
ID = 6,065 in = 0,505 ft A = ¼
π ID
2
= ¼ . 3,14 . 0,505
2
= 0,2 ft
2
Kecepatan aliran = = 0,0527 = 0,263 fts
0,2 μ = 0,00057 lbft.s berdasarkan sg bahan
NRe =
D V ρ = 0,505 x 0,2627
x 62,43
μ 0,00057
= 14542,846
2100 asumsi benar
Dipilih pipa Commercial stell ε = 0,00015 εD = 0,00029
f = 0,018 Digunakan persamaan Bernoulli :
Persamaan friksi berdasarkan Petters Timmerhaous ed 4 tabel 1, hal 490 Taksiran panjang pipa
= 50 ft Panjang ekuivalen, Le
Petters Timmerhaus ed 4, tabel ; 12-1 - 3 elbow 90
= 3 x 32 x 0,505 = 48,48 ft
- 1 globe valve = 1 x 300 x 0,505 = 151,5 ft
- 1 gate valve = 1 x 7 x 0,505
= 3,535 ft Panjang total pipa
= 253,6829 ft +
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 42
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa : F
1
= 2 x
0,018 x
0,263
2
x 253,68292
32,2 x
1 =
0,0387 ft . lbf
lbm
2. Friksi karena konstraksi dari tangki ke pipa : K = 0,5, A tangki A pipa Petters Timmerhaus ed 4. 490
α = 1 aliran turbulen Petters Timmerhaus ed 4. 490 F
2
= K x V
2
2 x α x gc =
1 x
0,263
2
2 x
1 x 32
= 0,0005
ft . lbf lbm
Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= V
2
= ΔV
2 2
- ΔV
1 2
2 x a x gc 2 x a x gc
= 3,81
2
-
2
= 0,2
ft.lbf 2 x
1 x 32
lbm V
1
V
2
, maka V
1
dianggap = 0 ∑F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 0,0387 + 0,0005 + 0,2254 = 0,2646 ft.lbflbm P
1
= Patm + ρ g h = 14,7 + 62,43 x 1 x 27,9188 = 26,803 psi x 144 = 3859,7656 lbft
2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 43
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
P
2
= 1 atm = 14,7 psi x 144 = 2117 lbft
2
∆P = P
2
– P
1
= 2117 - 3859,7656 = -1742,9656 lbfft
2
;
Asumsi ∆Z = 30 ft.lbflbm
persamaan Bernoulli :
-Wf = -27.9188 + 30 + 0.0011 + 0,2646 = 2,3469 ft.lbflbm Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp = -
Wf x flowrate cuftdt x ρ 550
= 2,3469
x 0,0527 x
62,43 550
= 0,0140
hp
Kapasitas = 0,0527 x 7,481 x 60 = 24 gpm effisiensi pompa = 30 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 12.-17
Bhp = 0.0140 = 0,0468 hp 0,3
Effisiensi motor = 80 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 12.-18
Power motor = 0,0468 = 0,1 hp 0,8
ΔP = -1742,97
lbf ft
2
= -27,9188
ft . lbf ρ
62,4298 lbm cuft
lbm
V
2
= 0,2627
2
= 0.0011
ft . lbf 2 x α x gc
2 x 1 x
32 lbm
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 44
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial Steel
Rate Volumetrik : 0,0527 cufts
Dynamic head : 2,3469 ft.lbflbm
Effisiensi motor : 80
Power :
Jumlah : 1 buah
3. Pompa Bak Penampung Air Sanitasi
Fungsi : mengalirkan airdari bak air bersih ke bak penampung air sanitasi
Type : Centrifugal pump
Dasar pemilihan : untuk viscositas rendah, bahan tidak mengandung solid
Perhitungan : ρ air
= 62,43 lbcuft
z
1
z
2
P
1
v
1
z
P
2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 45
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Bahan masuk = 1657,9555 kgjam = 1,02 lbs Rate volumetrik = m = 1,02 = 0,0163 cufts
ρ 62,43 Asumsi aliran turbulen :
Diameter optimum = Petters Timmerhaus ed 4, pers. 12.15
Dipilih pipa 1 in, sech 40 Foust, App.C6a
OD = 1,315 in ID = 1,049 in = 0,087 ft
A = ¼ π ID
2
= ¼ . 3,14 . 0,087
2
= 0,006 ft
2
Kecepatan aliran = = 0,0163 = 2,7112 fts
0,006 μ = 0,00057 lbft.s berdasarkan sg bahan
NRe =
D V ρ = 0,087
x 2,7112
x 62,43
μ 0,00057
= 25957,649
2100 asumsi benar
Dipilih pipa Commercial stell ε = 0,00015 εD = 0,00175
f = 0,028 Digunakan persamaan Bernoulli :
Persamaan friksi berdasarkan Petters Timmerhaous ed 4 tabel 1, hal 490 Taksiran panjang pipa
= 50 ft Diameter Optimum =
4 x 0,016
0,45
x 62,43
0,13
= 1,0460
in
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 46
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Panjang ekuivalen, Le Petters Timmerhaus ed 4, tabel ; 12-1
- 3 elbow 90 = 3 x 32 x 0,087
= 8,352 ft - 1 globe valve = 1 x 300 x 0,087
= 26,1 ft - 1 gate valve
= 1 x 7 x 0,087 = 0,609 ft
Panjang total pipa = 85,061 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa :
F
1
= 2f x V
2
x Le PT, tabel 1 hal 484
gc x D =
2 x 0,028 x
2,711
2
x 85,2289 ftdt
2
x ft 32,2
x 0.0874
ft.lbm x ft
dt
2
.lbf =
12,4633 ft . lbf
lbm 2. Friksi karena konstraksi dari tangki ke pipa :
K = 1, A tangki A pipa Petters Timmerhaus ed 4. 490 α = 1 aliran turbulen Petters Timmerhaus ed 4. 490
F
2
= K x V
2
2 x α x gc =
1 x 2,711
2
2 x 1 x
32,2 =
0,057 ft . lbf
lbm 3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki
F
3
= V
2
= ΔV
2 2
- ΔV
1 2
2 x a x gc 2 x a x gc
+
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 47
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
= 2,711
2
-
2
= 0,1141
ft . lbf 2
x 1
x 32
lbm ∑F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 12,5 + 0,0571 + 0,1141= 12,6 ft.lbflbm P
1
= Patm + ρ g h = 14,7 + 62,43 x 1 x 19,194 = 23,0216 psi x 144 = 3315,1063 lbft
2
P
2
= 1 atm = 14,7 psi x 144 = 2117 lbft
2
∆P = P
2
– P
1
= 2117 - 3315,1063 = -1198,3063 lbfft
2
;
V
2
= 2,7112
2
= 0,1141
ft . lbf 2 x α x gc
2 x 1 x
32.2 lbm
Asumsi ∆Z = 15 ft.lbflbm
persamaan Bernoulli :
-Wf = + 15 + 0,1141 + 12,6 = 8,5542 ft.lbflbm
Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp = -
Wf x flowrate cuftdt x ρ 550
= 8,554177 x 0,0163 x
62,43 550
= 0,0158
hp effisiensi pompa = 30 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 12.-17
Bhp = 0.0158 = 0,0526 hp 0,3
ΔP = -1198,31
lbf ft
2
= -19,1945
ft . lbf ρ
62,4298 lbm cuft
lbm
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 48
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Effisiensi motor = 80 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 12.-18
Power motor = 0,0526 = 0,5 hp 0,8
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial Steel
Rate Volumetrik : 0,0163 cufts
Dynamic head : 8,5542ft.lbflbm
Effisiensi motor : 80
Power :
Jumlah : 1 buah
4. Pompa ke Kation Exchanger
Fungsi : mengalirkan air dari bak penampung air bersih ke kation
exchanger Type
: Centrifugal pump Dasar pemilihan : untuk viscositas rendah, bahan tidak mengandung solid
Perhitungan : ρ air
= 62,43 lbcuft Bahan masuk = 1061,5068 kgjam = 0,6501 lbs
z
1
z
2
P
1
P
2
v
2
z
v
1
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 49
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Rate volumetrik = m = 0,6501 = 0,0104 cufts ρ 62,43
Asumsi aliran turbulen : Diameter optimum =
Petters Timmerhaus ed 4, pers. 12.15 Diameter Optimum =
4 x 0.02
0.45
x 62.43
0.13
= 1.1164
in Dipilih pipa 1 in, sech 40
Foust, App.C6a OD = 1,315 in
ID = 1,049 in = 0,087 ft A = ¼
π ID
2
= ¼ . 3,14 . 0,087
2
= 0,006 ft
2
Kecepatan aliran = = 0,0104 = 1,7365 fts
0,006 μ = 0,00057 lbft.s berdasarkan sg bahan
NRe =
D V ρ = 0.087
x 1,7365
x 62,43
μ 0,0006
= 16622,566
2100 asumsi benar
Dipilih pipa Commercial stell ε = 0,00015 εD = 0,00175
f = 0,039 Digunakan persamaan Bernoulli :
Persamaan friksi berdasarkan Petters Timmerhaous ed 4 tabel 1, hal 490 Taksiran panjang pipa
= 50 ft Panjang ekuivalen, Le
Petters Timmerhaus ed 4, tabel ; 12-1 - 3 elbow 90
= 3 x 32 x 0,087 = 8,3904 ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 50
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
- 1 globe valve = 1 x 300 x 0,087 = 26,22 ft
- 1 gate valve = 1 x 7 x 0,087
= 0,6118ft Panjang total pipa
= 85,2222 ft
Friksi yang terjadi : 1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa :
F
1
= 2f x V
2
x Le gc x D
= 2 x
0,039 x
1,736
2
x 85,2222
ftdt
2
x ft 32.2
x 0,0874
ft.lbm x ft dt
2
.lbf =
7,1223 ft . lbf
lbm 2. Friksi karena konstraksi dari tangki ke pipa :
K = 1, A tangki A pipa Petters Timmerhaus ed 4. 490 α = 1 aliran turbulen Petters Timmerhaus ed 4. 490
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
2
= K x V
2
2 x α x gc =
1 x 1,736
2
2 x 1 x
32,2 =
0,023 ft . lbf
Lbm
F
3
= V
2
= ΔV
2 2
- ΔV
1 2
2 x a x gc 2 x a x gc
= 1,736
2
-
2
= 0,0468
ft . lbf 2 x
1 x 32,2
lbm +
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 51
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
∑F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 7,1223+ 0,0234+ 0,0468 = 7,1925 ft.lbflbm P
1
= Patm + ρ g h = 14,7 + 62,43 x 1 x 27,9188 = 26,8039 psi x 144 = 3859,7656 lbft
2
P
2
= 1 atm = 14,7 psi x 144 = 2117 lbft
2
∆P = P
2
– P
1
= 2117 - 3859,7656 = -1742,9656 lbfft
2
; ΔP =
-1742,97 lbf ft
2
= -27,9188
ft . lbf ρ
62,4298 lbm cuft
lbm
Asumsi ∆Z = 30 ft.lbflbm
persamaan Bernoulli :
-Wf = -27.9188 + 30 + 0.0468+ 7,1925 = 9,3205 ft.lbflbm Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp = - Wf x flowrate cuftdt x ρ
550 = 9,3205
x 0,0104
x 62,43
550 =
0,0110 hp
effisiensi pompa = 30 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 12.-17
Bhp = 0.0110 = 0,0367 hp 0,3
Effisiensi motor = 80 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 12.-18
Power motor = 0,0367 = 0,5 hp 0,8
V
2
= 1,7365
2
= 0,0468
ft . lbf 2 x α x gc
2 x 1 x
32,2 lbm
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 52
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial Steel
Rate Volumetrik : 0,0104 cufts
Dynamic head : 9,3205 ft.lbflbm
Effisiensi motor : 80
Power :
Jumlah : 1 buah
5. Pompa ke Boiler
Fungsi : mengalirkan air dari bak penampung air umpan boiler ke boiler
Type : Centrifugal pump
Dasar pemilihan : untuk viscositas rendah, bahan tidak mengandung solid
Perhitungan : ρ air
= 62,43 lbcuft Bahan masuk = 1061,5068 kgjam = 0,6501 lbs
Rate volumetrik = m = 0,6501 = 0,0104 cufts ρ 62,43
Boiler
z
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 53
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Asumsi aliran turbulen : Diameter optimum =
Petters Timmerhaus ed 4, pers. 12.15 Diameter Optimum =
4 x 0.01
0.45
x 62.43
0.13
= 0.8557925
in Dipilih pipa 1 in, sech 40
Foust, App.C6a OD = 1,315 in
ID = 1,049 in = 0,087 ft A = ¼
π ID
2
= ¼ . 3,14 . 0,087
2
= 0,006 ft
2
Kecepatan aliran = = 0,0104 = 1,7368 fts
0,006 μ = 0,00057 lbft.s berdasarkan sg bahan
NRe =
D V ρ = 0,087 x 1,7358
x 62,43
μ 0,0006
= 16619,3971
2100 asumsi benar
Dipilih pipa Commercial stell ε = 0,00015 εD = 0,00175
f = 0,039 Digunakan persamaan Bernoulli :
Persamaan friksi berdasarkan Petters Timmerhaous ed 4 tabel 1, hal 490 Taksiran panjang pipa
= 50 ft Panjang ekuivalen, Le
Petters Timmerhaus ed 4, tabel ; 12-1 - 3 elbow 90
= 3 x 32 x 0,087 = 8,392 ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 54
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
- 1 globe valve = 1 x 300 x 0,087 = 26,225 ft
- 1 gate valve = 1 x 7 x 0,087
= 0,612 ft Panjang total pipa
= 85,2289 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa :
F
1
= 2f x V
2
x Le gc x D
= 2 x
0,039 x 1,736
2
x 85,22892
ftdt2 x ft 32,2
x 0,0874
ft.lbm x ft dt2.lbf
= 7,1161
ft . lbf lbm
2. Friksi karena konstraksi dari tangki ke pipa : K = 1, A tangki A pipa Petters Timmerhaus ed 4. 490
α = 1 aliran turbulen Petters Timmerhaus ed 4. 490 F
2
= K x V
2
2 x α x gc =
1 x 1,736
2
2 x 1 x
32,2 =
0,023 ft . lbf
lbm
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
= V
2
= ΔV
2 2
- ΔV
1 2
2 x a x gc 2 x a x gc
= 3,136
2
-
2
= 0,1527
ft . lbf 2 x
1 x 32
lbm +
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 55
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
V1 V2, maka V1 dianggap = 0 ∑F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 7,1161 + 0.023 + 0.1527 = 7,2922 ft.lbflbm
P
1
= Patm + ρ g h = 14,7 + 62,43 x 1 x 10,132 = 19,0926 psi x 144 = 2749,3448 lbft
2
P
2
= 1 atm = 14,7 psi x 144 = 2117 lbft
2
∆P = P
2
– P
1
= 2117 - 2749,3448 = -632,5447 lbfft
2
;
Asumsi ∆Z = 70 ft.lbflbm
persamaan Bernoulli :
-Wf = + 70 + 0,0468+ 7,2922 = 67,2069 ft.lbflbm
Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp = -
Wf x flowrate cuftdt x ρ 550
= 67,2069
x 0,0104 x
62,43 550
= 0,079434 hp
effisiensi pompa = 30 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 12.-17 Bhp = 0,0794 = 0,2648 hp
0,3 Effisiensi motor = 80
; Petters Timmerhaus ed 4; fig 12.-18 V
2
= 1,7358
2
= 0,0468
ft . lbf 2 x α x gc
2 x 1 x
32,2 lbm
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 56
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Power motor = 0,2648 = 0,5 hp 0,8
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial Steel
Rate Volumetrik : 0,0104 cufts
Dynamic head : 67,2069 ft.lbflbm
Effisiensi motor : 80
Power :
Jumlah : 1 buah
6. Pompa Tangki Air Pendingin
Fungsi : mengalirkan air dari bak penampung air jernih ke bak air
pendingin Type
: Centrifugal pump Dasar pemilihan : untuk viscositas rendah, bahan tidak mengandung solid
Perhitungan : ρ air
= 62,43 lbcuft Bahan masuk = 816,0597 kgjam = 0,4998 lbs
Rate volumetrik = m = 0,4998 = 0,0080 cufts
P
1
v
1
z
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 57
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
ρ 62,43 Asumsi aliran turbulen :
Diameter optimum = Petters Timmerhaus ed 4, pers. 12.15
Diameter Optimum = 4 x
0,008
0,5
x 62.43
0,1
= 0,7603
in Dipilih pipa 1 in, sech 40
Foust, App.C6a OD = 1,315 in
ID = 1,049 in = 0,0874 ft A = ¼
π ID
2
= ¼ . 3,14 . 0,42
2
= 0,006 ft
2
Kecepatan aliran = = 0,0080 = 1,3345 fts
0,006 μ = 0,00057 lbft.s berdasarkan sg bahan
NRe =
D V ρ = 0.087
x 1.33
x 62.43
μ 0.00057
= 12776.5746
2100 asumsi benar
Dipilih pipa Commercial stell ε = 0,00015 εD = 0,000375
f = 0,0182 Digunakan persamaan Bernoulli :
Persamaan friksi berdasarkan Petters Timmerhaous ed 4 tabel 1, hal 490 Taksiran panjang pipa
= 50 ft Panjang ekuivalen, Le
Petters Timmerhaus ed 4, tabel ; 12-1 - 3 elbow 90
= 3 x 32 x 0,0874 = 8,392 ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 58
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
- 1 globe valve = 1 x 300 x 0,0874 = 26,225 ft
- 1 gate valve = 1 x 7 x 0,0874
= 0,612 ft Panjang total pipa
= 85,2289 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa :
F
1
= 2f x V
2
x Le gc x D
= 2 x
0,018 x
1,334
2
x 85,228917
ftdt
2
x ft 32,2
x 0,0874
ft.lbm x ft dt
2
.lbf =
1,962657 ft . lbf
lbm
2. Friksi karena konstraksi dari tangki ke pipa : K = 1, A tangki A pipa Petters Timmerhaus ed 4. 490
α = 1 aliran turbulen Petters Timmerhaus ed 4. 490 F
2
= K x V
2
2 x α x gc =
1 x 1,334
2
2 x 1 x
32 =
0,014 ft . lbf
lbm 3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki
F
3
= V
2
= ΔV
2 2
- ΔV
1 2
α = 2 x a x gc
2 x a x gc =
1.334
2
-
2
= 0.0277
ft . lbf +
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 59
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
2 x 1 x
32 lbm
V1 V2, maka V1 dianggap = 0 ∑F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 1,9627 + 0,0138 + 0,0277 = 2,0041 ft.lbflbm P
1
= Patm + ρ g h = 14,7 + 62,43 x 1 x 5,2 = 16,95 psi x 144 = 2440,654 lbft
2
P
2
= 1 atm = 14,7 psi x 144 = 2117 lbft
2
∆P = P
2
– P
1
= 2117 - 2440,654 = -323,85 lbfft
2
ΔP = -323,85
lbf ft
2
= -5,1875
ft . lbf ρ
62,4298 lbm cuft
lbm
V
2
= 1,3345
2
= 0,0277
ft . lbf 2 x α x gc
2 x 1 x
32,2 lbm
Asumsi ∆Z = 30 ft.lbflbm
persamaan Bernoulli :
-Wf = -5,1875 + 30 + 0,0277 + 2,0041 = 26,8443 ft.lbflbm Sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
hp =
- Wf x flowrate cuftdt x ρ
550 =
26,8443 X
0,008 x
62,43 550
= 0,024392 Hp effisiensi pompa = 30 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 12.-17
Bhp =
hp =
0,024 = 0,0813 hp
h pompa 30
Effisiensi motor = 80 ; Petters Timmerhaus ed 4; fig 12.-18
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 60
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Power motor =
Bhp = 0,0813 = 0,102 hp
≈ 0,5 hp h motor
80
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Bahan : Commercial Steel
Rate volumetrik : 0,008 cufts
Dynamic head : 26,8443 ft.lbflbm
Effisiensi motor : 80
Power : 0,5
Jumlah : 1 buah
VIII.4. Unit Pembangkit Tenaga Listrik
Tenaga listrik yang dibutuhkan pabrik ini dipenuhi dari perusahaan listrik negara PLN dan Generator Set dan di distribusi pemakaian listrik untuk
memenuhi kebutuhan pabrik adalah sebagai berikut : - Untuk keperluan proses
- Untuk penerangan Untuk keperluan proses disediakan genset, sedangkan untuk penerangan
dari PLN. Bila terjadi kerusakan pada genset, kebutuhan listrik bisa diperoleh dari PLN, demikian juga bila terjadi gangguan dari PLN, kebutuhan listrik untuk
penerangan bisa diperoleh dari genset. Perincian kebutuhan listrik dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel VIII.4.1 Kebutuhan Listrik Untuk Peralatan Dan Utilitas
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 61
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
No Nama Alat
Kode Alat
Power hp Peralatan Proses
1 Belt Conveyor
J-112 0,1
2 Hammer Mill
C-116 100
3 Screen
H-117 4
4 Belt Conveyor
J-119 0,1
5 Rotary Dryer
B-120 48
6 Blower
G-113 13
7 Screw Conveyor
J-118 0,2
8 Bucket Elevator
J-211 7
9 Blower
G-213 127
10 Blower G-217
2 11 Screw Conveyor
J-214 0,1
12 Rotary Cooler B-218
48 13 Blower
G-217 2
14 Screw Conveyor J-220
0,1 15 Bucket Elevator
J-221 4
16 Pengaduk Reaktor R-223
17 Screw Conveyor J-224
0,1 18 Rotary Dryer
B-310 48
19 Blower G-316
13 20 Screw Conveyor
J-313 0,1
21 Ball Mill C-317
48 22 Screen
H-318 4
23 Screw Conveyor J-319
0,1 24 Bucket Elevator
J-320 2
Peralatan Utilitas
1 Power fan
3 2
Boiler 0,1
3 Pompa air sungai
L-211 4
4 Pompa sand filter
L-251 0,1
5 Pompa bak penampung air
L-216 0,5
Sanitasi 6
Pompa tangki kation exch L-271
0,5
7 Pompa Boiler
L-285 0,5
8 Pompa air proses
L-285 0,5
9 Pompa Cooling Tower
L-284 0,5
10 Pompa air pendingin L-282
0,5
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 62
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Total
1 hp = 745,6 watt = 0,7456 kW Jadi kebutuhan listrik untuk proses dan utilitas = 20,606x 0,7456 = 15,3639 kWh
Kebutuhan listrik untuk penerangan pabrik dihitung berdasarkan kuat penerangan untuk tiap – tiap lokasi. Dengan menggunakan perbandingan beban
listrik lumenm
2
, dimana 1 foot candle = 10076 lumenm
2
dan 1 lumen = 0,0015 watt Perry,Conversion Table
Kebutuhan ini dapat dilihat pada tabel VIII.4.2
Tabel VIII.4.2. Kebutuhan Listrik Ruang Pabrik dan Daerah Pabrik
No Bangunan
Luas total
Foot candle
Lumenm
2
1 Jalan aspal
2350 235
2367860 2
Pos keamanan 100
10 100760
3 Parkir
1200 120
1209120 4
Taman 800
80 806080
5 Timbangan truck
100 10
100760 6
Pemadam kebakaran 200
20 201520
7 Bengkel
225 22,5
226710 8
Kantor 1200
120 1209120
9 Perpustakaan
500 50
503800 10 Kantin
225 22,5
226710 11 Poliklinik
100 10
100760 12 Mushola
900 90
906840 13 Ruang proses
3600 360
3627360 14 Ruang control
100 10
100760 15 Laboratorium
625 62,5
629750 16 Unit pengolahan air
900 90
906840 17 Unit pembangkit listrik
500 50
503800 18 Unit boiler
500 50
503800 19 Stroge produk
625 62,5
629750 20 Stroge bahan baku
625 62,5
629750
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 63
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
21 Gudang 625
62,5 629750
22 Utilitas 400
40 403040
23 Daerah perluasan 3600
360 3627360
Total 20000
2000 20152000
Untuk penerangan daerah proses, daerah perluasan, daerah utilitas, daerah bahan baku, daerah produk, tempat parkir, bengkel, gudang, jalan, dan taman
digunakan merkury 250watt. Untuk lampu merkury 250 watt mempunyai lumen output = 167112 lumen Perry ed 6, Conversion Table
No Lokasi
Lumenm
3
1 Ruang proses
3627360 2
Daerah perluasan 3627360
3 Utilitas
403040 4
Stroge bahan baku 629750
5 Stroge produk
629750 6
Parkir 1209120
7 Bengkel
226710 8
Gudang 629750
9 Jalan aspal
2367860 10 Taman
806080 Total
14156780
Jumlah lampu mercury yang dibutuhkan =
14156780 167112.3
= 84.714 ≈
85 buah
Untuk penerangan daerah lain digunakan lampu TL 40 watt. Untuk lampu TL 40 watt, lumen output = 26666,7 lumen Perry ed 6, Convercion
Table Lumen daerah lain = 20152000 – 14156780 = 5995220 lumen.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 64
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Jumlah lampu TL yang dibutuhkan = buah lampu
Kebutuhan listrik untuk penerangan : 85 x 250 + 225 x 40 = 30250 watt
30,25 kWh Kebutuhan listrik untuk AC kantor = 15 kWh
Total kebutuhan listrik per jam = 1,36395 + 30,25 + 15 = 56 kWh Untuk menjamin kelancaran supplay listrik, maka ditambah 10 dari total
kebutuhan. Sehingga kebutuhan listrik = 1,1 x 56 = 62 kWh
VIII.4.1 Generator Set
Direncanakan digunakan : Generator Portable Set penempatannya mudah
Effisiensi generator set : 80
Kapasitas generator set total : 670,8 = 83 kWh Tenaga generator
: 83 x 56,87 1 kW = 56,87 Btumenit : 4740 Btumenit
Heating value minyak bakar : 19066 Btulb Perry ed 3 hal 1629
Kebutuhan bahan bakar untuk generator per jam = 4740 0,2311 lbmenit 19066
= 6,2909 kgjam Jadi dalam perencanaan ini, harus disediakan generator pembangkit tenaga listrik
yang dapat menghasilkan daya listrik yang sesuai. Dengan kebutuhan bahan bakar solar sebesar 6,2909 kgjam berat jenis bahan bakar = 0,86 kgltr
Maka kebutuhan bahan bakar solar = 6,2909 = 7 literjam 0,86
Spesifikasi :
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 65
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Fungsi : pembangkit tenaga listrik
Kapasitas : 83 kWh
Power faktor : 80 Bahan bakar : minyak diesel
Kebutuhan bahan bakar : 8 ltrjam Jumlah
: 2 buah 1 cadangan
VIII.4.2 Tangki Penyimpanan Bahan Bakar
Fungsi : menyimpan bahan bakar diesel
Kebutuhan bahan bakar untuk generator = 13,8690 lbjam
Kebutuhan bahan bakar untuk boiler = 152,0876 lbjam
Total kebutuhan minyak diesel = 165,9565 lbjam
Densitas diesel fuel = 54 lbft
3
Kapasitas per jam 3,0733 cuftjam = 87 literjam 1 cuft = 28,32 ltr Direncanakan penyimpanan bahan bakar selama 1 bulan
Volume bahan = 3,0733cuftjam x 7,48 x 720 jam = 16551,398 gal Volume bahan = 16551,398 x 0,0238 = 393.9 bbl 1 gallon = 0,0238 bbl
Dari Brownell tabel 3-3, halaman 43, diambil kapasitas tangki = 400 bbl dengan jenis vessel berdasarkan API standart 12 – D 100,101
Spesifikasi :
Nama alat : tangki penyimpan bahan bakar
+
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
VIII- 66
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidroksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
Type : Standart Vessel API standart 12 – D 100,101
Kapasitas nominal : 400 bbl
Diameter : 15 in
Tinggi : 24 ft
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 grade C
Jumlah : 1 buah
VIII.4.3. Kebutuhan Bahan Bakar Calciner
Dorrco fluosolids calciner menggunakan bahan bakar batu bara untuk mereduksi batuan kapur manjadi CaO calcium oksida . Bahan bakar yang digunakan
calciner sebesar 1 lb batu bara untuk 3.23 lb CaO yang terbentuk Keyes p. 495 . Jumlah batu bara yang digunakan sebesar :
1 x 1594.505 CaO yang terbentuk = 493.6547 kgjam
3.23
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber
IX- 1
Pra Rencana Pabrik Calcium Hidoksida Dari Calcium Carbonat Dengan Proses Dorrco Fluosolids Calciner
BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK