PABRIK BLEACHING EARTH DARI BENTONITE DENGAN PROSES PENGAKTIFAN ASAM SULFAT.

PABRIK BLEACHING EARTH DARI BENTONITE

DENGAN PROSES PENGAKTIFAN ASAM SULFAT

PRA RENCANA PABRIK

Oleh :

ANDY CHRISTIAN

073101 0003

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

JAWA TIMUR 2012

PABRIK BLEACHING EARTH DARI BENTONITE

DENGAN PROSES PENGAKTIFAN ASAM SULFAT

PRA RENCANA PABRIK

Oleh :

RUBY MEGA HIDAYAT

073101 0015

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

JAWA TIMUR 2012

LEMBAR PENGESAHAN

PABRIK BLEACHING EARTH DARI BENTONITE

DENGAN PROSES PENGAKTIFAN ASAM SULFAT

Oleh :

ANDY CHRISTIAN

073101 0003

Disetujui untuk diajukan dalam ujian lisan

Dosen Pembimbing,

LEMBAR PENGESAHAN

PABRIK BLEACHING EARTH DARI BENTONITE

DENGAN PROSES PENGAKTIFAN ASAM SULFAT

Oleh :

RUBY MEGA HIDAYAT

073101 0015

Disetujui untuk diajukan dalam ujian lisan

Dosen Pembimbing,

Ir. SUKAMTO NEP., MS

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan rasa syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa dan dengan segala rahmat serta karuniaNya sehingga penyusun telah dapat

menyelesaikan Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth Dari Bentonite

Dengan Proses Pengaktifan Asam Sulfat”, dimana Tugas Akhir ini merupakan tugas yang diberikan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan program pendidikan kesarjanaan di Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional Surabaya.

Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth Dari Bentonite Dengan Proses Pengaktifan Asam Sulfat” ini disusun berdasarkan pada beberapa sumber yang berasal dari beberapa literatur , data-data , majalah kimia, dan internet.

Pada kesempatan ini kami mengucapkan terima kasih atas segala bantuan baik berupa saran, sarana maupun prasarana sampai tersusunnya Tugas Akhir ini kepada :

1. Bapak Ir. Sutiyono, MT

Selaku Dekan FTI UPN “Veteran” Jawa Timur 2. Ibu Ir. Retno Dewati, MT

Selaku Ketua Program Studi Teknik Kimia, FTI,UPN “Veteran” Jawa Timur.

3. Bapak Ir. Sukamto NEP., MS

iii

4. Dosen Program Studi Teknik Kimia , FTI , UPN “Veteran” Jawa Timur.

5. Seluruh Civitas Akademik Program Studi Teknik Kimia , FTI , UPN “Veteran” Jawa Timur.

6. Kedua orangtua kami yang selalu mendoakan kami.

7. Semua pihak yang telah membantu , memberikan bantuan, saran serta dorongan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

Kami menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu segala kritik dan saran yang membangun kami harapkan dalam sempurnanya tugas akhir ini.

Sebagai akhir kata, penyusun mengharapkan semoga Tugas Akhir yang telah disusun ini dapat bermanfaat bagi kita semua khususnya bagi mahasiswa Fakultas Teknologi Industri Program Studi Teknik Kimia.

Surabaya , Juni 2012 Penyusun,

INTISARI

Perencanaan pabrik bleaching earth ini diharapkan dapat berproduksi dengan kapasitas 60.000 ton bleaching earth/tahun dalam bentuk padat. Pabrik beroperasi secara kontinyu berjalan selama 24 jam tiap hari dan 330 hari kerja dalam setahun.

Secara umum, kegunaan terbesar dari bleaching earth adalah bidang penyerapan, khususnya pada industri minyak bumi sebagai media penjernih warna minyak. Selain sebagai media penyerap atau media pemutih (pemucat), bleaching earth dapat digunakan untuk industri penyaringan lilin, minyak kelapa, industri baja. Secara singkat, uraian proses dari pabrik sodium hexametaphosphate sebagai berikut :

Pertama-tama bahan baku batuan bentonite dihancurkan, kemudian dihaluskan dan kemudian diaktifasi dengan menggunakan asam sulfat 5% pada aktivator. Bleaching earth kemudian difiltrasi dan kemudian dikeringkan pada flash dryer, kemudian didinginkan dengan cooling conveyor untuk kemudian ditampung sebagai produk akhir bleaching earth.

Pendirian pabrik berlokasi di Manyar, Gresik dengan ketentuan :

Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas

Sistem Organisasi : Garis dan Staff

Jumlah Karyawan : 194 orang

Sistem Operasi : Kontinyu

v Analisa Ekonomi :

* Massa Konstruksi : 2 Tahun

* Umur Pabrik : 10 Tahun

* Fixed Capital Investment (FCI) : Rp. 26.624.862.000

* Working Capital Investment (WCI) : Rp. 61.968.747.000

* Total Capital Investment (TCI) : Rp. 88.593.609.000

* Biaya Bahan Baku (1 tahun) : Rp. 209.082.662.000

* Biaya Utilitas (1 tahun) : Rp. 10.277.890.000

- Steam = 818.328 lb/hari

- Air pendingin = 222 M3/hari

- Listrik = 23.280 kWh/hari

- Bahan Bakar = 2.232 liter/hari

* Biaya Produksi Total (Total Production Cost) : Rp. 235.198.630.000

* Hasil Penjualan Produk (Sale Income) : Rp. 289.522.287.000

* Bunga Bank (Kredit Investasi Bank Mandiri) : 13,5%

* Internal Rate of Return : 20,40%

* Rate On Investment : 22,98%

* Pay Out Periode : 4,3 Tahun

* Break Even Point (BEP) : 25%

DAFTAR TABEL

Tabel VII.1. Instrumentasi pada Pabrik ………... VII - 5

Tabel VII.2. Jenis Dan Jumlah Fire –Extinguisher ………. VII - 7

Tabel VIII.2.1. Baku mutu air baku harian ……….………… VIII-7

Tabel VIII.2.3. Karakteristik Air boiler dan Air pendingin ………… VIII-9

Tabel VIII.4.1. Kebutuhan Listrik Untuk Peralatan Proses Dan Utilitas

……….……….……….…… VIII-60

Tabel VIII.4.2. Kebutuhan Listrik Untuk Penerangan Ruang Pabrik

Dan Daerah Proses ……….………. VIII-62

Tabel IX.1. Pembagian Luas Pabrik ……….……… IX - 8

Tabel X.1. Jadwal Kerja Karyawan Proses ……….…… X - 11

Tabel X.2. Perincian Jumlah Tenaga Kerja ……….…… X - 13

Tabel XI.4.A. Hubungan kapasitas produksi dan biaya produksi … XI - 8 Tabel XI.4.B. Hubungan antara tahun konstruksi dengan modal sendiri

……….……….……….…… XI - 9

Tabel XI.4.C. Hubungan antara tahun konstruksi dengan modal pinjaman

……….……….……….……… XI - 9

Tabel XI.4.D. Tabel Cash Flow ……….……….…… XI - 10

Tabel XI.4.E. Pay Out Periode ……….……….…… XI - 14

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar IX.1 Lay Out Pabrik ……….……….………… IX - 9

Gambar IX.2 Peta Lokasi Pabrik ……….……….……… IX - 10

Gambar IX.3 Lay Out Peralatan Pabrik ……….………. IX - 11

Gambar X.1 Struktur Organisasi Perusahaan ……….………… X - 14

Gambar XI.1 Grafik BEP ……….……….……… XI - 17

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ……….……….………. i

KATA PENGANTAR ……….……….………. ii

INTISARI ……….……….……….……… iv

DAFTAR TABEL ……….……….……….…… vi

DAFTAR GAMBAR ……….……….……… vii

DAFTAR ISI ……….……….……….………… viii

BAB I PENDAHULUAN ……….……….……… I – 1

BAB II SELEKSI DAN URAIAN PROSES ……….…… II – 1

BAB III NERACA MASSA ……….……….…… III – 1

BAB IV NERACA PANAS ……….……….……… IV – 1

BAB V SPESIFIKASI ALAT ……….……….. V – 1

BAB VI PERENCANAAN ALAT UTAMA ………. VI – 1

BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA …. VII – 1

BAB VIII UTILITAS ……….……….……… VIII – 1

BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ……….. IX – 1

BAB X ORGANISASI PERUSAHAAN ……….………… X – 1

BAB XI ANALISA EKONOMI ……….……….… XI – 1

BAB XII PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN ……….. XII – 1

I - 1

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang

Perkembangan penambangan batuan mineral bentonite dimulai sekitar awal 1950-an. Kemudian industri bleaching earth aktif dimulai dengan pembuatan acid clay. Beberapa karakteristik hasil tambang bentonite meliputi : Calcium-bentonite , Calcium-Calcium-bentonite, Calcium-Calcium-bentonite, dan Natrium-bentonite.

(http://www.chinachoushan.com/intro-e.htm)

Bentonite berasal dari nama belakang penemunya yaitu Fort Benton yang merupakan seorang peneliti dari negara bagian Wyoming, Amerika Serikat. Kegunaan bentonite sama juga dengan barite, yaitu digunakan pada industri kilang minyak yang berfungsi sebagai bahan filler dan deodorizing agent pada pengeboran minyak bumi.

Dikenal dengan nama “Bleaching Clay” , bentonite dan fuller’s earth

adalah 2 jenis clay (lempung) yang banyak ditemukan secara alami. Bentonite di pasaran, tergantung kepada sifat fisika dan kimianya (kapasitas pertukaran basa, waktu pengendapan, kekuatan mengembang, nilai pH , dan lainnya) serta komposisi bahannya. Terdapat 2 jenis bentonite :

1. Swelling (Sodium) : bentonite yang bisa mengembang

2. Non-Swelling (Calcium) : bentonite yang tidak bisa mengembang

Pendahuluan --- I - 2

Calcium bentonite bisa disamakan dengan fuller’s earth , karena terdapat persamaan dari sifat fisiknya dengan calcium-montmorillonite (komponen utama dari fuller’s earth). Perbedaan calcium bentonite dengan fuller’s earth adalah :

fuller’s earth terbentuk secara sedimentasi alami, sedangkan calcium bentonite terbentuk karena perubahan fisika lempengan batuan dalam waktu bertahun-tahun. http://www.sscindia.com/technicalinfo.htm

Bleaching earth dikenal dengan nama bleaching clay, bahan pemucat ini merupakan sejenis tanah liat dengan komposisi utama terdiri dari SiO2, Al2O3, air

terikat (hidrat) serta beberapa ion mineral calcium, magnesium oxide, dan iron oxide.

Daya pemucat bleaching earth disebabkan karena ion Al +++ pada permukaan partikel adsorben dapat mengabsorbsi partikel zat warna. Daya pemucat tersebut tergantung dari perbandingan komponen SiO2 dan Al2O3 dalam

bleaching earth. Adsorben yang terlalu kering akan menyebabkan daya kombinasinya dengan air akan hilang, sehingga mengurangi daya penyerapan terhadap zat warna.

Aktivasi bleaching earth dari bentonite dapat dilakukan dengan penambahan asam mineral seperti HCl atau H2SO4 . Penambahan asam mineral,

akan mempertinggi daya pemucat, karena asam mineral tersebut larut atau bereaksi dengan komponen berupa tar, garam calcium dan magnesium yang menutupi pori-pori adsorbern. Disamping itu asam mineral melarutkan Al2O3

sehingga dapat menaikkan perbandingan jumlah SiO2 dan Al2O3 menjadi 3 kali

Pendahuluan --- I -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

3

I.2. Manfaat

Kegunaan terbesar dari bleaching earth adalah bidang penyerapan, khususnya pada industri minyak bumi sebagai media penjernih warna minyak. Selain sebagai media penyerap atau media pemutih (pemucat), bleaching earth dapat digunakan untuk industri penyaringan lilin, minyak kelapa, industri baja (sebagai perekat pasir cetak dalam proses pengecoran baja), sebagai katalisator, dan pada industri tinta cetak yang berfungsi sebagai filler.

I.3. Aspek Ekonomi

Cadangan mineral bentonite banyak diketemukan di Indonesia, diperkirakan cadangan mineral bentonite mencapai 8 juta ton (khusus di Jawa Barat). Beberapa daerah di Indonesia telah diteliti cadangan mineral bentonitenya seperti : Seurela (Sumatera Utara), Desa Petai, Nia, Lembu (Riau), Kabupaten Tanjungenim (Sumatera Selatan), Kabupaten Bengkulu Utara (Bengkulu), Jasinga kabupaten Bogor, Kabupaten Kawalu Tasikmalaya, Kabupaten Subang (Jawa Barat), Sumber Lawang Sragen, Kabupaten Boyolali, Kabupaten Grobogan (Jawa Tengah), Patuk, Sepat, Kabupaten Gunung Kidul (D.I. Yogyakarta), Sokokidul Trenggalek, Jatipokoh Ponorogo, Donorejo Pacitan, Sumber Lawang Ngawi, Pandangan Lamongan, kampung Jabon, Sumber Agung Malang (Jawa Timur). (Sukandarrumidi, 1998)

Pendirian pabrik bleaching earth ini ditujukan untuk : meningkatkan pertumbuhan ekonomi Indonesia , menambah devisa negara dengan mengurangi kebutuhan impor bleacing earth, menambah lapangan pekerjaan, memaksimalkan pendayagunaan bahan galian mineral di Indonesia.

Pendahuluan --- I - 4

Perkembangan kebutuhan bleaching earth di dunia pada awal tahun 1995 sampai dengan 1999 mengalami kenaikan sebesar 0,8% per tahun. Pada awal tahun 2000 sampai 2005, berdasarkan laporan dari BIR (Bentonite Industry

Research, Trend & Market) diperkirakan mengalami kenaikan antara 4% sampai

dengan 5% per tahun. Dengan dasar data riset dari BIR, maka pendirian pabrik bleaching earth di Indonesia masih dapat dipertimbangkan untuk investasi jangka panjang.

(http://www.the-infoshop.com/study/ros13990_economics.html)

Tabel berikut adalah data kapasitas produksi rata-rata industri bleaching earth di Indonesia, berdasarkan data dari Departemen Perindustrian dan Perdagangan Indonesia.

(http://www.dprin.go.id/data/indonesia/kapnas/kap153.htm)

Tahun Kapasitas Produksi (ton/th)

2006 26.255

2007 30.405

2008 36.544

2009 42.723

2010 47.285

Analisa data : Data

(n)

Tahun (x)

Kebutuhan (ton/th)

(y) xy x

2

1 2.006 26.255 52667530 4.024.036

2 2.007 30.405 61022835 4.028.049

3 2.008 36.544 73380352 4.032.064

4 2.009 42.723 85830507 4.036.081

5 2.010 47.285 95042850 4.040.100

Pendahuluan --- I -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

5

Digunakan metode Regresi Linier (Peters : 760), dengan persamaan :

y = a b(x x)

Dengan : a = y (rata-rata harga y : kapasitas)

x = rata-rata harga x : (tahun) = 5 2.010 2.009 2.008 2.007 2.006 = 2.008

b =

n x x n y x y x 2 2 i i

(n = jumlah data) (x = tahun)

Didapat : a = 36.642

b =

5 10.040 20.160.330 5 183.212 10.040 4 367.944.07

2 = 5.438

Persamaa linier : y = 36.642 + 5.438 (x - 2.008)

Pabrik direncanakan berproduksi pada tahun 2012 dengan masa konstruksi selama 2 tahun, maka x = 2012 , sehingga didapat kebutuhan pada tahun 2012,

y = 36.642 + 5.438 (x - 2.008) = 36.642 + 5.438 (2.012 - 2.008) = 58.394 ton/th

Untuk kapasitas pabrik terpasang direncanakan 60.000 ton/th

Dengan demikian, maka penting sekali adanya perencanaan pendirian pabrik bleaching earth di Indonesia. Hal ini membantu industri-industri kimia di dalam negeri dalam penyediaan bahan baku dan bila memungkinkan untuk komoditi ekspor yang dapat meningkatkan devisa negara.

Pendahuluan --- I - 6

I.4. Sifat Bahan Baku dan Produk Bahan Baku :

I.4.A. Bentonite : (PT.GASCO BROTHERS )

Rumus Molekul : Ca- [Al2O3. m SiO2 . (OH)2]. n H2O

Sifat fisika bentonite : - berwarna pucat lunak

- bila diraba terasa licin - bisa mengembang

Komponen utama : SiO2 (Perry 7ed : 1999)

Berat Molekul : 60

Warna : pucat

Bentuk : tetragonal

Specific Gravity : 2,65

Melting Point ; C : 1425

Boiling Point ; C : 2230

Solubility / 100 parts , cold water : insoluble Solubility / 100 parts , hot water : insoluble

Pendahuluan --- I -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

7

I.4.B. Sulfuric acid (Perry 7ed : 1999)

Rumus Molekul : H2SO4

Berat Molekul : 98

Warna : tidak berwarna

Bentuk : liquid pekat

Specific Gravity : 1,834

Melting Point ; C : 10,49

Boiling Point ; C : terdekomposisi pada 340 C

Solubility , water : larut

Kadar bahan : 98%

Pembelian : Petrokimia Gresik

Pendahuluan --- I - 8

Produk :

I.4.C. Bleaching Earth (PT.GASCO BROTHERS )

Rumus Molekul : H2 [Al2O3. m SiO2 . (OH)2]. n H2O

Sifat fisika Bleaching earth : - berwarna keruh, lunak

- bila diraba terasa licin seperti sabun

Komponen utama : SiO2 (Perry 7ed : 1999)

Berat Molekul : 60

Warna : pucat

Bentuk : tetragonal

Specific Gravity : 2,65

Melting Point ; C : 1425

Boiling Point ; C : 2230

Solubility / 100 parts , cold water : insoluble Solubility / 100 parts , hot water : insoluble

II - 1

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

BAB II

SELEKSI DAN URAIAN PROSES

II.1. Macam Dan Uraian Proses

Pembuatan bleaching earth dapat dilakukan dengan metode yang umum digunakan untuk bahan-bahan mineral, yaitu dengan proses aktivasi menggunakan asam mineral. Bahan baku pembuatan bleaching earth pada umumnya menggunakan bentonite maupun fuller’s earth (Ca-Bentonite). Beberapa karakteristik hasil tambang bentonite meliputi : Calcium-bentonite , Natrium-Calcium-bentonite, Calcium-Natrium-bentonite, dan Natrium-bentonite. Di beberapa daerah penambangan bentonite di Indonesia, dapat ditemukan karakteristik bentonite jenis Ca-bentonite dengan kandungan mencapai 8 juta ton.

Aktivasi bleaching earth dari bentonite dapat dilakukan dengan penambahan asam mineral seperti HCl atau H2SO4 . Penambahan asam mineral,

akan mempertinggi daya pemucat, karena asam mineral tersebut larut atau bereaksi dengan komponen berupa tar, garam calcium dan magnesium yang menutupi pori-pori adsorbern. Disamping itu asam mineral melarutkan Al2O3

sehingga dapat menaikkan perbandingan jumlah SiO2 dan Al2O3 menjadi 3 kali

lipat. (S. Ketaren, 1986)

Seleksi & Uraian Proses --- II - 2

(US.Patent no.5,008,226)

Uraian proses aktivasi bentonite :

Pada pembuatan bleaching earth, secara umum proses yang digunakan adalah sebagai berikut :

Pertama-tama bentonite dari tambang dihancurkan dan dihaluskan sampai dengan 200 mesh dan disimpan pada penimbunan bahan baku. Bentonite kemudian diumpankan pada tangki pencampur untuk aktivasi bentonite dengan asam mineral. Pada tangki pencampur ditambahkan H2SO4 dengan kadar 5% dan

Seleksi & Uraian Proses --- II -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

3

Produk aktivasi bentonite adalah bleaching earth yang berfungsi untuk penjernihan minyak. Bleaching earth kemudian difiltrasi dengan filter press untuk memisahkan impuritis bleaching earth. Setelah proses filtrasi, bleaching earth kemudian dikeringkan pada dryer dan didinginkan pada cooling conveyor. Produk bleaching earth kering kemudian dihaluskan sampai dengan 200 mesh dan siap untuk dipasarkan dengan kemasan kantong plastik ukuran 50 kg.

(sumber : http://suryachem.freeyellow.com)

II.2. Seleksi Proses

Dari uraian diatas, maka dipilih pembuatan bleaching earth dari bentonite dengan proses aktivasi menggunakan H2SO4, dengan beberapa pertimbangan :

a. Bahan baku yang digunakan adalah calcium-bentonite, mengingat bentonite jenis ini mudah didapat di Indonesia dengan cadangan yang cukup besar.

b. Proses aktivasi dengan H2SO4 lebih mudah dilakukan karena tidak

menimbulkan proses samping berupa gas yang berbahaya, jika

menggunakan HCl akan menghasilkan gas chlorine yang bersifat racun. c. Waktu yang dibutuhkan tiap batch dapat lebih cepat jika menggunakan ca-bentonite, karena proses aktivasi Na-bentonite membutuhkan waktu sampai dengan 8 jam karena Na-bentonite banyak menyerap air.

d. Produk yang dihasilkan lebih memenuhi standar pasar.

Seleksi & Uraian Proses --- II - 4

II.2. Uraian Proses

Pembuatan bleaching earth dari bentonite dengan proses pengaktifan asam sulfat dapat dibagi menjadi tiga unit utama :

A. Unit Pengendalian Bahan Baku (Kode Unit : 100) B. Unit Aktivasi (Kode Unit : 200) C. Unit Pengendalian Produk (Kode Unit : 300)

Secara singkat uraian prosesnya sebagai berikut :

Pertama-tama bentonite dari supplier ditampung pada stock pile F-110 dan kemudian dengan belt conveyor J-111 diumpankan ke hammer crusher C-120. Pada hammer crusher C-120, bentonite dihancurkan dari ukuran ¼ in menjadi 40 mesh. Bentonite kemudian diumpankan ke ball mill C-130 dengan belt conveyor J-121. Pada ball mill C-130, bentonite dihaluskan dari ukuran 40 mesh menjadi 200 mesh. Bentonite kemudian disaring apda screen H-131, dimana bentonite yang tidak lolos ayak direcycle kembali menuju ke ball mill C-130 dengan belt conveyor J-132, dan bentonite yang lolos ayak ditampung ke silo F-140 dengan belt conveyor J-133 dan bucket elevator J-134. Bahan baku asam sulfat dengan kadar 98% dari supplier, pertama-tama diencerkan menjadi 5% pada tangki pengencer M-122 dan kemudian diumpankan ke aktivator-A R-210 A.

Pada aktivator-A R-210 A terjadi proses aktivasi bentonite menjadi bleaching earth dengan penambahan asam sulfat encer dengan kadar 5%. pada aktivator A terjadi reaksi sebagai berikut :

Seleksi & Uraian Proses --- II -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

5

Reaksi pelarutan bahan :

Reaksi 1. CaO(S) + H2O(L) Ca(OH)2(L)

Reaksi 2. K2O(S) + H2O(L) 2 KOH(L)

Reaksi 3. Na2O(S) + H2O(L) 2 NaOH(L)

Reaksi aktivasi bentonite :

Reaksi 4. Al2O3(S) + 3 H2SO4(L) Al2(SO4)3(S) + 3 H2O(L)

Reaksi 5. Fe2O3(S) + 3 H2SO4(L) Fe2(SO4)3(S) + 3 H2O(L)

Reaksi 6. MgO(S) + H2SO4(L) MgSO4(S) + H2O(L)

Reaksi 7. Ca(OH)2(L) + H2SO4(L) CaSO4(S) + 2 H2O(L)

Reaksi 8. 2 KOH(L) + H2SO4(L) K2SO4(S) + 2 H2O(L)

Reaksi 9. 2 NaOH(L) + H2SO4(L) Na2SO4(S) + 2 H2O(L)

Kondisi operasi pada aktivator dijaga pada tekanan 1 atm dan suhu 100 C selama 3 jam dengan menggunakan 3 buah aktivator disusun seri. Reaksi berlangsung secara endotermis, sehingga membutuhkan panas dengan cara mengalirkan steam pada jaket pemanas untuk menyempurnakan reaksi. Produk reaksi, berupa campuran bleaching earth kemudian dialirkan ke aktivator-B R-210B untuk menyempurnakan reaksi. Pada aktivator-B R-210B terjadi reaksi sesuai dengan aktivator-A dan kemudian dilanjutkan pada aktivator-C R-210C. Produk reaksi dari aktivator-C berupa campuran bleaching earth dan impuritis, kemudian diumpankan ke rotary drum vacuum filter H-220.

Pada rotary drum vacuum filter H-220 terjadi proses pemisahan padatan berupa bleaching earth dengan liquid berupa larutan impuritis secara vacuum. Produk liquid berupa impuritis yang terlarut kemudian dialirkan ke pengolahan limbah cair, sedangkan produk padat berupa bleaching earth basah kemudian diumpankan ke flash dryer B-230 dengan screw conveyor J-221.

Seleksi & Uraian Proses --- II - 6

Pada flash dryer B-230, bleaching earth dikeringkan dengan bantuan udara panas secara co-current (searah). Udara panas berasal dari udara bebas yang dihembuskan dengan blower G-232 dan dipanaskan heater E-233. Bleaching earth dan udara panas kemudian dipisahkan pada cyclone H-231, dimana udara panas dibuang ke pengolahan limbah padat, sedangkan produk bleaching earth diumpankan ke cooling conveyor E-240 untuk didinginkan sampai suhu kamar (32 C). Bleaching earth kemudian dialirkan dengan bucket elevator J-241 menuju ke silo F-310 untuk ditampung sebagai produk akhir.

III - 1

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

BAB III NERACA MASSA

Kapasitas produksi = 60.000 ton/th

Waktu operasi = 24 jam proses per hari ; 330 hari kerja per tahun

Satuan massa = kilogram/jam

1. BALL MILL ( C - 130 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Bentonite dr F-110 * Bentonite ke H-131

SiO2 6095,7300 SiO2 6400,5165

Al2O3 2098,5300 Al2O3 2203,4565

Fe2O3 99,9300 Fe2O3 104,9265

CaO 299,7900 CaO 314,7795

MgO 399,7200 MgO 419,7060

K2O 49,9650 K2O 52,4633

Na2O 49,9650 Na2O 52,4633

H2O 899,3700 H2O 944,3385

9993,0000 10492,6501

* Recycle dr H-131

SiO2 304,7865

Al2O3 104,9265

Fe2O3 4,9965

CaO 14,9895

MgO 19,9860

K2O 2,4983

Na2O 2,4983

H2O 44,9685

499,6501

10492,6501 10492,6501

Neraca Massa --- III - 2

2. SCREEN ( H - 131 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Bentonite dr C-130 * Bentonite ke F-140

SiO2 6400,5165 SiO2 6095,7300

Al2O3 2203,4565 Al2O3 2098,5300

Fe2O3 104,9265 Fe2O3 99,9300

CaO 314,7795 CaO 299,7900

MgO 419,7060 MgO 399,7200

K2O 52,4633 K2O 49,9650

Na2O 52,4633 Na2O 49,9650

H2O 944,3385 H2O 899,3700

10492,6501 9993,0000

* Recycle ke C-130

SiO2 304,7865

Al2O3 104,9265

Fe2O3 4,9965

CaO 14,9895

MgO 19,9860

K2O 2,4983

Na2O 2,4983

H2O 44,9685

499,6501

Neraca Massa --- III -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

3

3. TANGKI PENGENCER ( M - 122 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* H2SO4 dr F-120 * H2SO4 ke R-210A

H2SO4 5430,6044 H2SO4 5430,6044

H2O 110,8287 H2O 103181,4836

5541,4331 108612,0880

* Air proses dr utilitas

H2O 103070,6549

108612,0880 108612,0880

4. AKTIVATOR ( R - 210 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Bentonite dr F-140 * Campuran ke H-220

SiO2 6095,7300 SiO2 6095,7300

Al2O3 2098,5300 Al2O3 812,5785

Fe2O3 99,9300 Al2(SO4)3 4311,7199

CaO 299,7900 Fe2O3 40,3506

MgO 399,7200 Fe2(SO4)3 148,9484

K2O 49,9650 CaSO4 728,0614

Na2O 49,9650 MgO 8,3484

H2O 899,3700 MgSO4 1174,1148

9993,0000 K2SO4 92,4885

* H2SO4 dr M-122 Na2SO4 114,4361

H2SO4 5430,6044 H2O 105078,3114

H2O 103181,4836 118605,0880

108612,0880

118605,0880 118605,0880

Neraca Massa --- III - 4

5. ROTARY DRUM VACUUM FILTER ( H - 220 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Campuran dr R-210C * Bleaching earth ke J-221

SiO2 6095,7300 SiO2 6083,5385

Al2O3 812,5785 Al2O3 810,9533

Al2(SO4)3 4311,7199 Fe2O3 40,2698

Fe2O3 40,3506 CaSO4 556,7188

Fe2(SO4)3 148,9484 MgO 8,3317

CaSO4 728,0614 H2O 2101,5662

MgO 8,3484 9601,3783

MgSO4 1174,1148 * Limbah cair

K2SO4 92,4885 Al2(SO4)3 4311,7199

Na2SO4 114,4361 Fe2(SO4)3 148,9484

H2O 105078,3114 CaSO4 171,3426

118605,0880 MgSO4 1174,1148

* Air pencuci K2SO4 92,4885

H2O 7499,8121 Na2SO4 114,4361

SiO2 12,1915

Al2O3 1,6252

Fe2O3 0,0808

MgO 0,0167

H2O 110476,5573

116503,5218

Neraca Massa --- III -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

5

5. FLASH DRYER ( B - 230 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Bleaching earth dr J-221 * Bleaching earth ke H-231

SiO2 6083,5385 SiO2 6083,5385

Al2O3 810,9533 Al2O3 810,9533

Fe2O3 40,2698 Fe2O3 40,2698

CaSO4 556,7188 CaSO4 556,7188

MgO 8,3317 MgO 8,3317

H2O 2101,5662 H2O 151,5268

9601,3783 7651,3389

* Uap air ke H-231

H2O 1950,0394

9601,3783 9601,3783

Neraca Massa --- III - 6

6. CYCLONE ( H - 231 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Bleaching earth dr B-230 * Bleaching earth ke E-240

SiO2 6083,5385 SiO2 6022,7031

Al2O3 810,9533 Al2O3 802,8438

Fe2O3 40,2698 Fe2O3 39,8671

CaSO4 556,7188 CaSO4 551,1516

MgO 8,3317 MgO 8,2484

H2O 151,5268 H2O 151,5268

H2O uap 1950,0394 7576,3408

9601,3783 * Limbah gas

SiO2 60,8354

Al2O3 8,1095

Fe2O3 0,4027

CaSO4 5,5672

MgO 0,0833

H2O 1950,0394

2025,0375

IV ~ 1

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

BAB IV NERACA PANAS

Kapasitas produksi = 60.000 ton/th

Waktu operasi = 24 jam proses per hari ; 330 hari kerja per tahun

Satuan massa = kilogram/jam

Satuan panas = kilokalori/jam

1. TANGKI PENGENCER ( M - 122 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* H2SO4 dr F-120 * H2SO4 ke R-210A

H2SO4 1608,1660 H2SO4 8124,4547

H2O 24,7836 H2O 116816,0305

1632,9496 124940,4852

* Air proses dr utilitas

H2O 23046,7036

* H Solution 100260,8320

124940,4852 124940,4852

Neraca Panas --- IV - 2

2. AKTIVATOR A ( R - 210 A )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Bentonite dr F-140 * Campuran ke R-210 B

SiO2 6852,6165 SiO2 105107,6565

Al2O3 2548,9005 Al2O3 14991,6784

Fe2O3 92,2597 Al2(SO4)3 60042,7425

CaO 306,6428 Fe2O3 569,4147

MgO 560,6073 Fe2(SO4)3 1848,9660

K2O 190,6584 CaSO4 10396,6776

Na2O 271,1935 MgO 176,3609

H2O 2009,5923 MgSO4 19593,0608

12832,4710 K₂SO₄ 1319,6970

* H2SO4 dr M-122 Na2SO4 1982,5140

H2SO4 81186,5292 H2O 3549720,5099

H2O 1167329,2939 3765749,2783

1248515,8231

* H reaksi 2079582,7784

* Q steam 447177,0587 * Q loss 22358,8529

Neraca Panas --- IV -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

3

3. AKTIVATOR B ( R - 210 B )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Campuran ke R-210 A * Campuran ke R-210 C

SiO2 105107,6565 SiO2 105107,6565

Al2O3 14991,6784 Al2O3 14991,6784

Al2(SO4)3 60042,7425 Al2(SO4)3 60042,7425

Fe2O3 569,4147 Fe2O3 569,4147

Fe2(SO4)3 1848,9660 Fe2(SO4)3 1848,9660

CaSO4 10396,6776 CaSO4 10396,6776

MgO 176,3609 MgO 176,3609

MgSO4 19593,0608 MgSO4 19593,0608

K2SO4 1319,6970 K2SO4 1319,6970

Na2SO4 1982,5140 Na2SO4 1982,5140

H2O 3549720,5099 H2O 3549720,5099

3765749,2783 3765749,2783

* H reaksi -424818,2058

* Q steam 447177,0587 * Q loss 22358,8529

3788108,1312 3788108,1312

Neraca Panas --- IV - 4

4. AKTIVATOR C ( R - 210 C )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Campuran ke R-210 B * Campuran ke H-220

SiO2 105107,6565 SiO2 105107,6565

Al2O3 14991,6784 Al2O3 14991,6784

Al2(SO4)3 60042,7425 Al2(SO4)3 60042,7425

Fe2O3 569,4147 Fe2O3 569,4147

Fe2(SO4)3 1848,9660 Fe2(SO4)3 1848,9660

CaSO4 10396,6776 CaSO4 10396,6776

MgO 176,3609 MgO 176,3609

MgSO4 19593,0608 MgSO4 19593,0608

K2SO4 1319,6970 K2SO4 1319,6970

Na2SO4 1982,5140 Na2SO4 1982,5140

H2O 3549720,5099 H2O 3549720,5099

3765749,2783 3765749,2783

* H reaksi -424818,2058

* Q steam 447177,0587 * Q loss 22358,8529

Neraca Panas --- IV -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

5

5. FLASH DRYER ( B - 230 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Bleaching earth dr H-220 * Bleaching earth ke H-231

SiO2 104897,5353 SiO2 119258,7549

Al2O3 14961,7572 Al2O3 16987,0135

Fe2O3 568,2858 Fe2O3 645,7742

CaSO4 7950,0578 CaSO4 9048,2888

MgO 175,9386 MgO 199,5015

H2O 70994,4224 H2O 5808,1371

199547,9971 151947,4700

* Udara panas * Uap air & Udara ke H-231

Udara 5655772,7386 H₂O 1130301,0655

Udara 4573072,2002

5703373,2657

5855320,7357 5855320,7357

Neraca Panas --- IV - 6

6. HEATER ( E - 233 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Udara bebas dr G-232 * Udara panas ke B-230

Udara 267744,4498 Udara 5655772,7386

* Q supply 5671608,7251 * Q loss 283580,4363

5939353,1749 5939353,1749

7. COOLING CONVEYOR ( J - 320 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Bleaching earth dr H-231 * Bleaching earth ke F-310

SiO2 118066,0779 SiO2 9484,7551

Al2O3 16817,1562 Al2O3 1365,6359

Fe2O3 639,3600 Fe2O3 51,5620

CaSO4 8957,6645 CaSO4 713,3792

MgO 197,5859 MgO 16,2049

H2O 5808,1371 H2O 474,1131

150485,9816 12105,6502

* Q serap 138380,3314

V ~ 1

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

BAB V

SPESIFIKASI ALAT

Kapasitas produksi = 60.000 ton/th

Waktu operasi = 24 jam proses per hari ; 330 hari kerja per tahun

Satuan massa = kilogram/jam

Satuan panas = kilokalori/jam

1. BENTONITE STOCK PILE ( F - 110 )

Fungsi : Menampung bentonite dari supplier

Dasar Pemilihan : Bahan berbentuk solid

Fungsi : Mendinginkan dan menyempurnakan proses agglomerasi. Kondisi operasi : * Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmosfer)

* Suhu operasi = 30oC (suhu kamar) * Waktu tinggal = 7 hari

Spesifikasi Alat --- V - 2

Spesifikasi :

Stock pile (gudang) berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.

Kapasitas : 910 m3

Bentuk : empat persegi panjang Ukuran : Panjang = 12,4 m

Lebar = 12,4 m

Tinggi = 6,2 m Bahan konstuksi : Beton

Jumlah : 1 buah

2. BELT CONVEYOR - 1 ( J - 111 )

Fungsi : memindahkan bahan dari F-110 ke C-120

Type : Troughed belt conveyor with rolls of equal length

Dasar pemilihan : dipilih conveyor jenis belt sesuai dengan bahan

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum : 32 ton/jam

Belt - width : 14 in

- trough width : 9 in - skirt seal : 2 in

Belt speed : (10,0 / 32) x 100 ft/mnt = 32 ft/min

Panjang : 42 ft

Sudut elevasi : 16,7 o

Power : 4 Hp

Jumlah : 1 buah

Masuk

Spesifikasi Alat --- V -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

3

3. HAMMER CRUSHER ( C - 120 )

Fungsi : Menghaluskan bahan sampai dengan 40 mesh

Type : Reversible Hammer Mill

Dasar pemilihan : dipilih karena sesuai dengan bahan dan kapasitas.

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum : 40 ton/jam

Sieve number : No. 40

Model : 505

Rotor Dimension : 30 in x 30 in

Maximum feed : 2 ½ in

Maximum speed : 1200 rpm

Power : 100 hp

Bahan : Heavy Duty Steel

Jumlah : 1 buah

4. BELT CONVEYOR - 2 ( J - 121 )

Fungsi : memindahkan bahan dari C-120 ke C-130

Type : Troughed belt conveyor with rolls of equal length

Dasar pemilihan : dipilih conveyor jenis belt sesuai dengan bahan

Masuk

Keluar

Spesifikasi Alat --- V - 4

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum : 32 ton/jam

Belt - width : 14 in

- trough width : 9 in - skirt seal : 2 in

Belt speed : (10,0 / 32) x 100 ft/mnt = 32 ft/min

Panjang : 42 ft

Sudut elevasi : 16,7 o

Power : 4 Hp

Jumlah : 1 buah

5. BALL MILL ( C - 130 )

Fungsi : Menghaluskan bahan sampai 200 mesh

Type : Ball Mill Grinding System, Air-Lift Type

Dasar pemilihan : dipilih jenis ini karena sesuai dengan bahan dan kapasitas.

Kondisi operasi : Tekanan operasi = 1 atm (atmospheric pressure)

Suhu operasi = Suhu kamar

Waktu proses = Continuous

Spesifikasi :

Sieve number : No. 200

Kapasitas maksimum : 315 ton/hari Ukuran ball mill : 9 ft x 7 ft

Spesifikasi Alat --- V -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

5

Mill Speed : 20 rpm

Power : 345 hp

Bola Baja : - Ball charge : 30,0 ton

- Ukuran bola baja : 5” , 3 ½ “ , 2 ½ “ - Jumlah bola 5” : 1944 buah - Jumlah bola 3½“ : 5666 buah - Jumlah bola 2½“ : 15553 buah Jumlah ball mill : 1 buah

6. SCREEN ( H - 131 )

Fungsi : Menyaring phosphate rock hasil ball mill.

Type : Vibrating Screen

Dasar pemilihan : sesuai dengan ukuran, kapasitas dan jenis bahan.

Spesifikasi :

Kapasitas : 10,5 ton/jam

Speed : 50 vibration/dt

Power : 3 Hp (Peter’s 4ed;p.567)

Ty Equivalent design : 200 mesh

Sieve No. : 200

Sieve design : standard 74 micron

Sieve opening : 0,074 mm

Ukuran kawat : 0,053 mm

Effisiensi : 99,73 %

Spesifikasi Alat --- V - 6

Jumlah : 1 buah

7. BELT CONVEYOR - 3 ( J - 132 )

Fungsi : memindahkan bahan dari H-131 ke C-130

Type : Troughed belt conveyor with rolls of equal length

Dasar pemilihan : dipilih conveyor jenis belt sesuai dengan bahan

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum : 32 ton/jam

Belt - width : 14 in

- trough width : 9 in - skirt seal : 2 in

Belt speed : (0,5 / 32) x 100 ft/mnt = 2 ft/min

Panjang : 42 ft

Sudut elevasi : 16,7 o

Power : 4 Hp

Jumlah : 1 buah

8. BELT CONVEYOR - 4 ( J - 133 )

Fungsi : memindahkan bahan dari H-131 ke J-134

Type : Troughed belt conveyor with rolls of equal length

Dasar pemilihan : dipilih conveyor jenis belt sesuai dengan bahan

Masuk

Keluar

Masuk

Spesifikasi Alat --- V -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

7

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum : 32 ton/jam

Belt - width : 14 in

- trough width : 9 in - skirt seal : 2 in

Belt speed : (10,0 / 32) x 100 ft/mnt = 32 ft/min

Panjang : 42 ft

Sudut elevasi : 16,7 o

Power : 4 Hp

Jumlah : 1 buah

9. BUCKET ELEVATOR - 1 ( J - 134 )

Fungsi : memindahkan bahan dari J-133 ke silo F-140

Type : Continuous Discharge Bucket Elevator

Dasar pemilihan : untuk memindahkan bahan dengan ketinggian tertentu

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum = 14 ton/jam

Ukuran = 6 in x 4 in x 4 ¼ in

Spesifikasi Alat --- V - 8

Bucket Spacing = 12 in

Tinggi Elevator = 80 ft

Ukuran Feed (maximum) = ¾ in

Bucket Speed = (10,0 / 14) x 225 ft/mnt = 161 ft/menit

Putaran Head Shaft = (10,0 / 14) x 43 rpm = 31 rpm

Lebar Belt = 7 in

Power total = 5 hp

Alat pembantu = Hopper Chute (pengumpan)

Jumlah = 1 buah

10. SILO BENTONITE ( F - 140 )

Fungsi : Menampung bentonite untuk aktivator

Type : silinder tegak dengan tutup atas datar dan bawah conis

Dasar pemilihan : umum digunakan untuk menampung padatan

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (tekanan atmosfer)

- Suhu = suhu kamar

- Waktu penyimpanan = 7 hari

Spesifikasi :

Volume : 8033 cuft = 228 m3

Diameter : 15 ft

Tinggi : 45 ft

Tebal shell : 3/8 in

Tebal tutup atas : 3/8 in Tebal tutup bawah : 3/8 in inlet

Spesifikasi Alat --- V -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

9

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C (Brownell : 253)

Jumlah : 4 buah

11. TANGKI ASAM SULFAT ( F - 120 )

Fungsi : menampung asam sulfat dari supplier

Type : silinder tegak , tutup bawah datar dan tutup atas dish

Dasar Pemilihan : Umum digunakan untuk liquid pada tekanan atmospheric

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure)

- Suhu = 30 C (suhu kamar)

- Waktu penyimpanan = 7 hari

Spesifikasi :

Volume : 11445 cuft = 324 M3

Diameter : 24 ft

Tinggi : 24 ft

Tebal shell : ¼ in

Tebal tutup atas : ¼ in Tebal tutup bawah : ¼ in

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11)

Jumlah : 2 buah

12. POMPA - 1 ( L - 121 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari F-120 ke M-122

Type : Centrifugal Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas < 10 cP dan tekanan yang rendah.

Masuk

Keluar

Spesifikasi Alat --- V - 10

Spesifikasi :

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Rate Volumetrik : 13,60 gpm

Total DynamicHead : 30,54 ft.lbf/lbm

Effisiensi motor : 80%

Power : 1,5 hp = 1,2 kW

Jumlah : 2 buah (1 cadangan)

13. TANGKI PENGENCER ( M - 122 )

Fungsi : Mengencerkan asam sulfat sampai dengan kadar 5%.

Type : Silinder tegak , tutup atas dan tutup bawah dished. dilengkapi pengaduk.

Kondisi operasi : * Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmosfer) * Suhu operasi = Suhu pengenceran

* Waktu operasi = 1 jam proses

Spesifikasi : Dimensi Shell :

Diameter Shell , inside : 14 ft

Tinggi Shell : 28 ft

Tebal Shell : 3/16 in

Dimensi tutup :

M 1 2 2

Spesifikasi Alat --- V -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

11

Tebal tutup atas (dished) : 3/16 in

Tinggi Tutup atas : 2,26 ft

Tebal tutup bawah (dished) : 3/16 in

Tinggi Tutup bawah : 2,26 ft

Bahan konstruksi : Stainless steel 316 (Perry 7ed,T.28-11)

Sistem Pengaduk Turbin 6-flat blade :

Diameter impeler : 4,667 ft

Panjang blade : 1,167 ft

Lebar blade : 0,934 ft

Power motor : 98 hp

Jumlah tangki : 1 buah

14. POMPA - 2 ( L - 123 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari M-122 ke R-210A

Type : Centrifugal Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas < 10 cP dan tekanan yang rendah.

Spesifikasi :

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Rate Volumetrik : 466,50 gpm

Total DynamicHead : 62,66 ft.lbf/lbm

Effisiensi motor : 87%

Spesifikasi Alat --- V - 12

Power : 11,0 hp = 8,3 kW

Jumlah : 2 buah (1 cadangan)

15. AKTIVATOR A ( R - 210 A )

Perhitungan dan penjelasan pada Bab VI Perencanaan Alat Utama

16. AKTIVATOR B ( R - 210 B )

Perhitungan dan penjelasan pada Bab VI Perencanaan Alat Utama

17. AKTIVATOR C ( R - 210 C )

Perhitungan dan penjelasan pada Bab VI Perencanaan Alat Utama

18. POMPA - 3 ( L - 211 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari R-210A ke R-210B

Type : Rotary Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas > 10 c, mengandung solid.

Spesifikasi :

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Rate Volumetrik : 465,70 gpm

Total DynamicHead : 56,40 ft.lb_f/lb_m Effisiensi motor : 86%

Power : 10,5 hp = 7,9 kW

Jumlah : 2 buah (1 cadangan)

19. POMPA - 4 ( L - 212 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari R-210B ke R-210C

Spesifikasi Alat --- V -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

13

Type : Rotary Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas > 10 c, mengandung solid.

Spesifikasi :

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Rate Volumetrik : 465,70 gpm

Total DynamicHead : 56,40 ft.lbf/lbm

Effisiensi motor : 86%

Power : 10,5 hp = 7,9 kW

Jumlah : 2 buah (1 cadangan)

20. POMPA - 5 ( L - 213 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari R-210C ke H-220

Type : Rotary Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas > 10 c, mengandung solid.

Spesifikasi :

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Rate Volumetrik : 465,70 gpm

Total DynamicHead : 56,40 ft.lbf/lbm

Effisiensi motor : 86%

Power : 10,5 hp = 7,9 kW

Jumlah : 2 buah (1 cadangan)

in Out

in Out

Spesifikasi Alat --- V - 14

21. ROTARY DRUM VACUUM FILTER ( H - 220 )

Fungsi : memisahkan filtrat dan cake

Type : standard rotary drum vacuum filter

Dasar pemilihan : sesuai dengan bahan

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum = 3,57 m3

Diameter = 1,2 m

Panjang = 6,1 m

Putaran = 6 rpm

Power = 7,46 kW = 10 hp

Bahan = Carbon Steel

Jumlah = 1 buah

22. SCREW CONVEYOR ( J - 221 )

Fungsi : memindahkan bahan dari H-220 ke B-230

Type : Plain spouts or chutes

Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk padatan dengan sistem tertutup

Spesifikasi Alat --- V -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

15

Spesifikasi :

Kapasitas : 141 cuft/jam

Panjang : 50 ft

Diameter : 10 in Kecepatan putaran : 24 rpm Power : 4,5 hp Jumlah : 1 buah

23. FLASH DRYER ( B - 230 )

Fungsi : Mengeringkan bleaching earth dengan bantuan udara panas. Type : Silinder tegak , tutup atas dan tutup bawah conis.

Kondisi operasi : * Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmosfer) * Suhu operasi = 110oC (berdasarkan titik didih air) * Waktu proses = kontinyu

Spesifikasi : Dimensi Shell :

Diameter Shell , inside : 16 ft

Tinggi Shell : 48 ft

Tebal Shell : 3/16 in

B - 2 3 0

So lid

So lid + Ud ara Panas

Ud ara Pan as

Spesifikasi Alat --- V - 16

Dimensi tutup :

Tebal tutup atas (conis) : 3/16 in

Tinggi Tutup atas : 2,0 ft

Tebal tutup bawah (conis) : 3/16 in

Tinggi Tutup bawah : 2,0 ft

Bahan konstruksi : Stainless steel 316 (Perry 7ed,T.28-11)

Jumlah tangki : 1 buah

24. CYCLONE ( H - 231 )

Fungsi : untuk memisahkan padatan yang terikut udara

Type : Van Tongeren Cyclone

Dasar pemilihan : efektif dan sesuai dengan jenis bahan

Spesifikasi :

Kapasitas : 4725,062 cuft/dt

Diameter partikel : 0,000023ft

Tebal shell : ¼ in

Tebal Tutup atas : ¼ in

Bc

Hc Gas

in

De Sc

Lc

Dc

Zc

Jc Dust Out

Gas Out

Bc = 1/4 Dc De = 1/2 Dc Hc = 1/2 Dc Lc = 2 Dc Sc = 1/8 Dc Zc = 2 Dc Jc = 1/4 Dc

Perry 6ed ; Figure. 20-106

Tampak Atas

Spesifikasi Alat --- V -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

17

Tebal Tutup bawah : ¼ in

Jumlah : 1 buah

25. BLOWER ( G - 232 )

Fungsi : memindahkan udara dari udara bebas ke B-230

Type : Centrifugal Blower

Dasar Pemilihan : Sesuai dengan jenis bahan , efisiensi tinggi.

Spesifikasi :

Bahan : Commercial Steel

Rate Volumetrik : 5455 cuft/menit Adiabatic Head : 15000 ft.lbf/lbm gas Effisiensi motor : 80%

Power : 107 hp

Jumlah : 2 buah - multistage

26. HEATER ( E - 233 )

Fungsi : Memanaskan udara dari 30 C menjadi 130 C

Type : 1 – 2 Shell and Tube Heat Exchanger (Fixed Tube)

Dasar Pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahan panas yang besar.

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure)

- Suhu = berdasarkan dryer

- Waktu proses= continuous Masuk

Keluar

Masuk

Keluar

Spesifikasi Alat --- V - 18

Spesifikasi :

Tube : OD = ¾ in ; 16 BWG

Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square

Jumlah Tube , Nt = 914

Passes = 2

Shell : ID = 37,0 in

Passes = 1

Bahan konstruksi shell = Carbon steel

Heat Exchanger Area , A = 2870,7 ft2 = 267 m2

Jumlah exchanger = 1 buah

27. COOLING CONVEYOR ( E - 240 )

Fungsi : Mendinginkan bahan sampai dengan 32 C

Type : Plain spouts or chutes

Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk padatan dengan sistem tertutup

Spesifikasi :

Kapasitas : 111 cuft/jam

Panjang : 70 ft

Diameter : 10 in Kecepatan putaran : 16 rpm

INLET

OUTLET Tampak

Depan

Tampak Samping JAKET

Spesifikasi Alat --- V -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

19

Tebal jaket standar : 2 in Power : 5,0 hp Jumlah : 1 buah

28. BUCKET ELEVATOR - 2 ( J - 241 )

Fungsi : memindahkan bahan dari E-240 ke silo F-310

Type : Continuous Discharge Bucket Elevator

Dasar pemilihan : untuk memindahkan bahan dengan ketinggian tertentu

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum = 14 ton/jam

Ukuran = 6 in x 4 in x 4 ¼ in

Bucket Spacing = 12 in

Tinggi Elevator = 48 ft

Ukuran Feed (maximum) = ¾ in

Bucket Speed = (7,6 / 14) x 225 ft/mnt = 123 ft/menit

Putaran Head Shaft = (7,6 / 14) x 43 rpm = 24 rpm

Lebar Belt = 7 in

Power total = 4 hp

Alat pembantu = Hopper Chute (pengumpan)

Jumlah = 1 buah

Spesifikasi Alat --- V - 20

29. SILO BLEACHING EARTH ( F - 310 )

Fungsi : Menampung produk bleaching earth

Type : silinder tegak dengan tutup atas datar dan bawah conis

Dasar pemilihan : umum digunakan untuk menampung padatan

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (tekanan atmosfer)

- Suhu = suhu kamar

- Waktu penyimpanan = 7 hari

Spesifikasi :

Volume : 5828 cuft = 165 m3

Diameter : 14 ft

Tinggi : 42 ft

Tebal shell : 3/8 in

Tebal tutup atas : 3/8 in Tebal tutup bawah : 3/8 in

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C (Brownell : 253)

Jumlah : 4 buah

inlet

VI - 1

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

BAB VI

PERENCANAAN ALAT UTAMA

AKTIVATOR ( R - 210 A,B,C)

Fungsi : Aktivasi bentonite dengan penambahan asam sulfat 5%. Type : Silinder tegak , tutup atas dished, tutup bawah conis

dilengkapi pengaduk , jaket pemanas.

Kondisi operasi : * Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmosfer) * Suhu operasi = 100oC (Sukandarrumidi : 77) * Waktu proses = 3 jam (Sukandarrumidi : 77) * Aktivasi dilakukan dengan 3 buah aktivator disusun seri.

Berdasarkan pertimbangan atas fase zat yang tercampur, dan kapasitas produksi, maka tangki proses dapat dibedakan jenisnya yaitu : tangki berpengaduk

(mixed flow) dan tangki pipa alir (plug flow). Pada aktivator ini bahan baku asam

sulfat merupakan fase liquid, sedangkan bentonite merupakan solid, maka dipilih jenis tangki berpengaduk (mixed flow) untuk memudahkan dan mempercepat kontak.

Perencanaan Alat Utama --- VI - 2

Kondisi feed :

1. Feed Bentonite dari tangki F-140 :

Komposisi bahan :

Komponen Berat (kg) Fraksi berat  (gr/cc) [Perry 7ed;T.2-1]

SiO2 6095,7300 0,6100 2,320

Al2O3 2098,5300 0,2100 4,000

Fe2O3 99,9300 0,0100 5,120

CaO 299,7900 0,0300 3,320

MgO 399,7200 0,0400 3,650

K2O 49,9650 0,0050 2,320

Na2O 49,9650 0,0050 2,270

H2O 899,3700 0,0900 1,000

9993,0000 1,0000

Rate massa = 9993,0000 kg/jam = 22030,5678 lb/jam

 campuran =



_fraksi_komponenberat 1 = 1 0,09 2,27 0,005 2,32 0,005 3,65 0,04 3,32 0,03 5,12 0,01 4 0,21 2,32 0,610 1        = 2,3162 gr/cc

= 2,3162 gr/cc x 62,43  114,6 lb/cuft (1 gr/cc = 62,43 lb/cuft)

rate volumetrik =

densitas massa rate = cuft / lb jam / lb 114,6 22030,5678

Perencanaan Alat Utama --- VI -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

3

2. Feed asam sulfat dari tangki M-122 :

Komponen Berat (kg) Fraksi berat  (gr/cc) [Perry 7ed;T.2-1]

H2SO4 5430,6044 0,0500 1,834

H2O 103181,4836 0,9500 1,000

108612,0880 1,0000

Rate massa = 108612,0880 kg/jam = 239446,2092 lb/jam

 campuran = 62,43

komponen berat fraksi

1

 



= 64,0 lb/cuft

rate volumetrik =

densitas massa rate

=

cuft / lb

jam / lb 64,0

2 239446,209

= 3742 cuft/jam

Total rate volumetrik = 153 + 3742 = 3895 cuft/jam

 campuran = 70 lb/cuft (produk bawah)

Tahap-tahap Perencanaan

1. Perencanaan Dimensi Aktivator 2. Perencanaan Sistem Pengaduk 3. Perencanaan Sistem Pemanas

Perencanaan Alat Utama --- VI - 4

1. PERENCANAAN DIMENSI AKTIVATOR

Total rate volumetrik = 3895 cuft/jam

 campuran = 76,2 lb/cuft (produk bawah)

Waktu tinggal = 1 jam tiap aktivator , total 3 jam untuk 3 aktivator Direncanakan digunakan 1 tangki, sehingga volume tangki

= 3895 cuft/jam x 1 jam = 3895 cuft

Asumsi volume bahan (larutan) mengisi 80 % volume tangki sehingga volume ruang kosong sebesar 20% dan digunakan 1 buah tangki.

Volume tangki = 3895 / 80% = 4869 cuft

Menentukan ukuran tangki dan ketebalannya

Diambil dimension ratio H

D = 2 (Ulrich ; T.4-27 : 248)

Volume tangki = Volume shell + Volume dished + Volume conical

Volume tangki = ¼  . D2 . H + 0,000346 D3 + 0,000263 D3 4869 = ¼  . D2 . 2 D + 0,000346 D3 + 0,000263 D3

D = 15 ft = 180 in

Perencanaan Alat Utama --- VI -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

5

Penentuan tebal shell :

Tebal shell berdasarkan ASME Code untuk cylindrical tank :

t min = C

P 6 , 0 fE ri P 

 [Brownell & Young ,pers.13-1,hal.254]

dengan : t min = tebal shell minimum; in

P = tekanan tangki ; psi

ri = jari-jari tangki ; in ( ½ D ) C = faktor korosi ; in (diambil 1/8 in)

E = faktor pengelasan, digunakan double welded butt joint. faktor pengelasan, E = 0,8

f = stress allowable, bahan konstruksi stainless steel 316 maka f = 36000 psi [Perry 7ed,T.28-11]

P operasi = P hydrostatis + P atmosfer =  H + 1 atm

P hydrostatis =





144 30 % 80 0 ,

70  

= 11,7 psi

P operasi = 11,7 + 14,7 psi = 26,4 psi

P design diambil 10% lebih besar dari P operasi untuk faktor keamanan. P design = 1,1 x 26,4 = 30 psi

r = ½ D = ½ x 180 in = 90 in

t min =



 



0,125

30 6 , 0 8 , 0 36000 90 30   

  = 0,219 in digunakan t = ¼ in

Perencanaan Alat Utama --- VI - 6

Dimensi tutup atas, standard dished :

Untuk D = 180 in, didapat rc = 170 in (Brownell & Young, T-5.7) digunakan persamaan 13.12 dari Brownell & Young.

Tebal standard torispherical dished (atas) :

th =

P 1 , 0 fE rc P 885 , 0

  + C [Brownell & Young; pers.13.12]

dengan : th = tebal dished minimum ; in

P = tekanan tangki ; psi

rc = crown radius ; in [B&Y,T-5.7]

C = faktor korosi ; in (diambil 1/8 in)

E = faktor pengelasan, digunakan double welded butt joint. faktor pengelasan, E = 0,8

f = stress allowable, bahan konstruksi stainless steel 316 maka f = 36000 psi [Perry 7ed,T.28-11]

th =



36000 0,8

 

0,1 30



170 30 885 , 0  

   + 0,125 = 0,282 in , digunakan t = 3/8 in

h = rc -

4 D rc

2 2 _

= 2,15 ft C a t r ID sf b icr OA A B

Perencanaan Alat Utama --- VI -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

7

Tutup bawah, conis :

Tutup bawah, conis :

Tebal conical =





C

0,6P -fE cos 2 D . P 

 [Brownell,hal.118; ASME Code]

dengan  = ½ sudut conis = 30/2 = 15

tc =



 







8

1 30 6 , 0 8 , 0 36000 15 cos 2 12 15 30 o    

    0,222 in = ¼ in

Tinggi conical :

h =





2 m D tg 

[Hesse, pers.4-17]

Keterangan :  = ½ sudut conis ; 15

D = diameter tangki ; ft

m = flat spot center ; 12 in = 1 ft

maka h =





2 1 D 15

tg o 

= 2 14 268 , 0 

= 1,9 ft

Perencanaan Alat Utama --- VI - 8

2. PERENCANAAN SISTEM PENGADUK

Dipakai impeler jenis turbin dengan 6 buah flat blade. Dari ( Perry 6ed ; p.19-9 ) : Diameter impeler (Da) = 1/3 diameter shell = 1/3 x 15 = 5,000 ft Lebar blade (w) = 0,2 diameter impeller = 0,20 x 5,000 = 1,000 ft Panjang blade = 0,25 x diameter impeller = 0,25 x 5,000 = 1,250 ft

Penentuan putaran pengaduk :

V =  x Da x N (Joshi; hal.389)

Dengan : V = peripheral speed ; m/menit

Untuk pengaduk jenis turbin :

peripheral speed = 200 – 250 m/menit (Joshi; hal.389) Da = diameter pengaduk ; m

N = putaran pengaduk ; rpm

Diambil putaran pengaduk , N = 50 rpm = 0,9 rps Da = 5,0 ft = 1,525 m

V =  x 1,525 x 50 = 239,425 m/mnt (memenuhi range 200 – 250 m/mnt)

Karena peripheral speed memenuhi range, maka asumsi putaran pengaduk memenuhi syarat.

Da E

J H

Dt L W

Perencanaan Alat Utama --- VI -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

9

Penentuan Jumlah Pengaduk :

Jumlah Impeller =

gki tan Diameter sg liquid tinggi  (Joshi; hal.389)

sg bahan =

) O H ( reference bahan 2

  = lb/cuft

cuft / lb 43 , 62 0 , 70 = 1,121

Jumlah Impeller =

15

1,121 30

% 80  

 2 buah Jarak pengaduk = 1,5 Da = 1,5 x 5,0 ft = 7,5 ft

Bilangan Reynolds ; NRe :

Putaran pengaduk , N = 50 rpm = 0,9 rps

 bahan = reference

reference sg

bahan sg



 = 0,00085

0,996 1,121



= 0,00097 lb/ft dt (berdasarkan sg bahan)

NRe =

 



 Da2 N

 1623712

Karena NRe > 10000 , maka digunakan baffle. [Perry 6ed ; hal 19-8]

Untuk NRe > 10000 diperlukan 4 buah baffle , sudut 900 (Perry, 6ed , hal. 19-8 )

Lebar baffle, J = J/Dt = 1/12

Lebar baffle, J = 1/12 x Dt = 1/12 x 15 = 1,25 ft

Perencanaan Alat Utama --- VI - 10

Power pengaduk :

Untuk NRe > 10000 perhitungan digunakan persamaan 5.5 Ludwig, halaman190 :

P = 3

   

N 3 D 5

g K

 



 [Ludwig,Vol-1,pers.5.5,hal.190]

dengan : P = power ; hp

K3 = faktor mixer (turbin) = 6,3 [Ludwig,Vol-1,T.5.1,hal.192]

g = konstanta gravitasi ; 32,2 ft/dt2 x lbm/lbf

 = densitas ; lb/cuft

N = kecepatan putaran impeller ; rps

D = diameter impeller ; ft

P = 70,0

  

0,5 3 5,000



5 2

, 32

3 , 6

 

 = 31395,5 lb.ft/dt = 57,1 hp(1 lb.ft/dt=1/550 hp)

Untuk 2 buah impeller, maka power input = 2 x 57,1 hp = 114,2 hp Perhitungan losses pengaduk :

Gland losses (kebocoran tenaga akibat poros dan bearing) = 10 %(Joshi:399)

Gland losses 10 % = 10 % x 114,2 11,42 hp (minimum=0,5)

Power input dengan gland losses = 114,2 + 11,42= 125,62 hp Transmission system losses = 20 %(Joshi:399)

Transmission system losses 20 % = 20 % x 125,62  25,12 hp

Power input dengan transmission system losses = 125,62 + 25,12 = 150,74 hp

Perencanaan Alat Utama --- VI -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

11

3. PERENCANAAN SISTEM PEMANAS Perhitungan Jaket :

Perhitungan sistem penjaga suhu : ( Kern , hal 719 ) Dari neraca panas : suhu yang dijaga = 100C

Q = 447177,0587 kkal/jam = 1774513 Btu/jam

Suhu masuk rata-rata = 30C = 86F Suhu keluar rata-rata = 100C = 212F

T = 212 – 86 = 126F

Kebutuhan media = 685 kg/jam = 1511 lb/jam Densitas media = 0,1 lb/cuft (densitas steam)

Rate volumetrik =

cuft / lb jam / lb bahan bahan rate

 = 15110 cuft/jam = 4,2 cuft/dt

Asumsi kecepatan aliran = 10 ft/dt [Kern, T.12, hal. 845]

Luas penampang =

dt / ft dt / cuft aliran tan kecepa volumetrik rate

= 4,2 / 10 = 0,42 ft2 Luas penampang = /4 (D22 - D12)

dengan : D2 = diameter dalam jaket

D1 = diameter luar bejana = Di bejana + (2 x tebal)

= 15 + 2 ( ¼ in  0,03 ft ) = 15,06 ft Luas penampang = /4 (D22 - D12)

0,42 = /4 (D22– 15,06 2)

D2 = 15,08 ft

Spasi =

2 D D₂  ₁

=

2 ,06 15 15,08

= 0,01 ft = 0,12 in  3/16 in

Perencanaan Alat Utama --- VI - 12

Perhitungan Tinggi Jaket :

UD = 10 (Kern, Tabel 8)

A =

t U

Q

D 

=

126 10 1774513

 = 1409 ft2

A conis = 0,785 (D x m) 4h2



Dm



0,785d2(Hesse : pers. 4-16)

m = 12 in = 1 ft (Hesse : 85)

h : tinggi conical = 1,9 ft

d : Indise Diameter Jaket = 15,08 ft

D : Outside Diameter Jaket = OD + (2 x tebal jaket) = 15,122 ft A conis = 0,785 (D x m) 4h2



Dm



0,785d2= 303,2 ft2

Ajaket = A shell + A conis

1409 = ( . (15,08) . h ) + 303,2 hjaket = 24 ft

Perencanaan Alat Utama --- VI -

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

13

Spesifikasi :

Fungsi : Aktivasi bentonite dengan penambahan asam sulfat 5%. Type : Silinder tegak , tutup atas dished, tutup bawah conis

dilengkapi pengaduk , jaket pemanas.

Dimensi Shell :

Diameter Shell , inside : 15 ft

Tinggi Shell : 30 ft

Tebal Shell : ¼ in

Dimensi tutup :

Tebal tutup atas (dished) : 3/8 in

Tinggi Tutup atas : 2,15 ft

Tebal tutup bawah (conis) : ¼ in

Tinggi Tutup bawah : 1,9 ft

Bahan konstruksi : Stainless steel 316 (Perry 7ed,T.28-11)

Sistem Pengaduk Turbin 6-flat blade

Diameter impeler : 5,000 ft

Panjang blade : 1,250 ft

Lebar blade : 1,000 ft

Power motor : 151 hp

Sistem Pemanas

Diameter jaket : 15,08 ft

Tinggi jaket : 24,00 ft

Jaket spacing : 3/16 in

Tebal Jaket : 3/16 in

Jumlah aktivator : 3 buah (disusun seri)

BAB VII

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

VII.1. Instrumentasi

Dalam rangka 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 tercatat kondisi operasinya sehingga sesuai dengan kondisi operasi yang dikehendaki, serta mampu memberikan tanda-tanda apabila terjadi penyimpangan selama proses produksi berlangsung.

Pada uraian diatas dapat disederhanakan bahwa dengan adanya alat instrumentasi maka :

1. Proses produksi dapat berjalan sesuai dengan kondisi-kondisi yang telah ditentukan sehingga diperoleh hasil yang optimum.

2. Proses produksi berjalan sesuai dengan efisiensi yang telah

ditentukan dan kondisi proses tetap terjaga pada kondisi yang sama. 3. Membantu mempermudah pengoperasian alat.

4. Bila terjadi penyimpangan selama proses produksi, maka dapat segera diketahui sehingga dapat ditangani dengan segera.

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

2

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 laju, seperti pada kecepatan aliran fluida, ketinggian liquid dan ketebalan.

3. Variabel yang berhubungan dengan karakteristik fisika dan kimia, seperti densitas, kandungan air.

Yang harus diperhatikan didalam pemilihan alat instrumentasi adalah : - Level, Range dan Fungsi dari alat instrumentasi.

- Akurasi hasil pengukuran. - Bahan 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 dipasaran dapat dibedakan dari jenis pengoperasian alat instrumentasi tersebut, yaitu alat instrumentasi manual atau otomatis. Pada dasarnya alat-alat kontrol yang otomatis lebih disukai 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 pada perencanaan pabrik ini sedianya akan menggunakan kedua jenis alat instrumentasi tersebut.

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 3

Adapun fungsi utama dari alat instrumentasi otomatis adalah : - Melakukan pengukuran.

- Sebagai pembanding hasil pengukuran dengan kondisi yang ditentukan. - Melakukan perhitungan.

- Melakukan koreksi.

Alat instrumentasi otomatis ini dapat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu :

1. Sensing / Primary Element / Sensor.

Alat kontrol ini langsung merasakan adanya perubahan pada variabel yang diukur, misalnya temperatur. Primary Element merubah energi yang dirasakan dari media yang sedang dikontrol menjadi sinyal yang bisa dibaca (misalnya dengan tekanan fluida).

2. Recieving Element / Elemen Pengontrol.

Alat kontrol ini akan mengevaluasi sinyal yang didapat dari sensing

element dan diubah menjadi data yang bisa dibaca (perubahan data analog menjadi digital), digambarkan dan dibaca oleh error detector. Dengan demikian sumber energi bisa diatur sesuai dengan

perubahan-perubahan yang terjadi.

3. Transmitting Element.

Alat kontrol ini berfungsi sebagai pembawa sinyal dari sensing

element ke receiving element. Alat kontrol ini mempunyai fungsi

untuk merubah data bersifat analog (tidak terlihat) menjadi data

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

4

Disamping ketiga jenis tersebut, masih terdapat peralatan pelengkap yang lain, yaitu : Error Detector Element, alat ini akan membandingkan besarnya harga terukur pada variabel yang dikontrol dengan harga yang diinginkan dan apabila terdapat perbedaan alat ini akan mengirimkan sinyal error. Amplifier akan digunakan sebagai penguat sinyal yang dihasilkan oleh error detector jika sinyal yang dikeluarkan lemah. Motor Operator Sinyal 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.

Macam instrumentasi pada suatu perencanaan pabrik misalnya :

1. Flow Control ( F C )

Mengontrol aliran setelah keluar suatu alat. 2. Flow Ratio Control ( F R C )

Mengontrol ratio aliran yang bercabang.

3. Level Control ( L C )

Mengontrol ketinggian liquid didalam tangki

4. Weight Control ( W C )

Mengontrol berat solid yang dikeluarkan dari tangki 5. Pressure Control ( P C )

Mengontrol tekanan pada suatu aliran / alat 6. Temperature Control ( T C )

Mengontrol suhu pada suatu aliran / alat

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 5

Tabel VII.1. Instrumentasi pada pabrik

NO NAMA ALAT KODE INSTRUMENTASI

1. SILO BENTONITE ( F - 140 ) ( WC )

2. TANGKI ASAM SULFAT ( F - 120 ) ( LI )

3. POMPA - 1 ( L - 121 ) ( FC )

4. TANGKI PENGENCER ( M - 122 ) ( LC )

5. POMPA - 2 ( L - 123 ) ( LC )

6. AKTIVATOR A ( R - 210 A ) ( TC ; LC )

7. AKTIVATOR B ( R - 210 B ) ( TC ; LC )

8. AKTIVATOR C ( R - 210 C ) ( TC ; LC )

9. POMPA - 3 ( L - 211 ) ( LC )

10. POMPA - 4 ( L - 212 ) ( LC )

11. POMPA - 5 ( L - 213 ) ( LC )

12. ROTARY DRUM VACUUM FILTER ( H - 220 ) ( PI ; FC )

13. BLOWER ( G - 232 ) ( FC )

14. HEATER ( E - 233 ) ( TC )

15. COOLING CONVEYOR ( E - 240 ) ( TC )

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

6

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 :

- Dapat mencegah terjadinya kerusakan-kerusakan yang besar yang disebabkan oleh kebakaran atau hal lainnya baik terhadap karyawan maupun oleh peralatan itu sendiri.

- 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 dalam 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 pada khususnya.

XII - 1

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

BAB XII

PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

Dalam memenuhi kebutuhan dalam negeri akan bleaching earth, Indonesia masih mengimpor bleaching earth dari beberapa negara. Di lain pihak, Indonesia mempunyai bahan baku yang tersedia. Sehingga pendirian pabrik bleaching earth dengan mempunyai masa depan yang baik.

XII.1. Pembahasan

Untuk mendapatkan kelayakan bahwa pra rencana pabrik ini, maka perlu ditinjau dari beberapa faktor , antara lain :

Pasar

Kebutuhan dalam negeri akan bleaching earth yang selama ini masih diimpor, hal ini akan menguntungkan dalam segi pangsa pasar dalam negeri. Karena bahan dasarnya yang dapat diperoleh secara mudah di dalam negeri di Indonesia. Sehingga keadaan tersebut akan mampu menjadi modal dalam persaingan internasional dan persaingan domestik.

Lokasi

Lokasi pabrik terletak di daerah Industri yaitu Manyar , Gresik. Lokasi ini dekat dengan pelabuhan laut Tanjung Perak. Untuk kebutuhan transportasi udara, kota Manyar , Gresik dekat dengan Bandara Udara Internasional Juanda. Hal ini akan memudahkan dalam transportasi bahan baku maupun produk. Maka pemilihan lokasi di daerah Manyar , Gresik dapat diterima.

Pembahasan dan Kesimpulan --- XII ~

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

2

Teknis

Peralatan yang digunakan dalam pra rencana ini sebagian besar merupakan peralatan standar yang umum digunakan dan mudah didapat. Sehingga masalah pemeliharaan alat serta pengoperasiannya tidak mengalami kesulitan.

Analisa Ekonomi :

* Massa Konstruksi : 2 Tahun

* Umur Pabrik : 10 Tahun

* Fixed Capital Investment (FCI) : Rp. 26.624.862.000 * Working Capital Investment (WCI) : Rp. 61.968.747.000 * Total Capital Investment (TCI) : Rp. 88.593.609.000 * Biaya Bahan Baku (1 tahun) : Rp. 209.082.662.000 * Biaya Utilitas (1 tahun) : Rp. 10.277.890.000

- Steam = 818.328 lb/hari

- Air pendingin = 222 M3/hari

- Listrik = 23.280 kWh/hari

- Bahan Bakar = 2.232 liter/hari

* Biaya Produksi Total (Total Production Cost) : Rp. 235.198.630.000 * Hasil Penjualan Produk (Sale Income) : Rp. 289.522.287.000 * Bunga Bank (Kredit Investasi Bank Mandiri) : 13,5%

* Internal Rate of Return : 20,40%

* Rate On Investment : 22,98%

* Pay Out Periode : 4,3 Tahun

* Break Even Point (BEP) : 25%

Pembahasan dan Kesimpulan --- XII ~

---

Pra Rencana Pabrik Bleaching Earth

3

XII.2. Kesimpulan

Dengan melihat berbagai pertimbangan serta perhitungan yang telah dilakukan, maka pendirian pabrik bleaching earth didaerah industri Manyar , Gresik, secara teknis dan ekonomis layak untuk didirikan. Adapun rincian pra rencana pabrik bleaching earth yang dimaksud adalah sebagai berikut :

Kapasitas : 60.000 ton/tahun

Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas Sistem Organisasi : Garis dan Staff

Jumlah Karyawan : 194 orang

Sistem Operasi : Continuous

Waktu Operasi : 330 hari/tahun ; 24 jam/hari Total Investasi : Rp. 88.593.609.000

Pay Out Periode : 4,3 tahun

Bunga bank : 13,5%

Internal Rate of Return : 20,40% Rate on Investment : 22,98%

Break Even Point : 25%

1

DAFTAR PUSTAKA

American Socity of Civil Engineers, 1990, “Water Treatment Plant Design”, 2ed ; America Water Works Association, McGraw-Hill Book Co., NY. Austin G.A., “ Shreve’s Chemical Process Industried “ , 5TH edition ,

Mc. Graw Hill Book Company, Inc, New York, 1960.

Badger , W.L. and Banchero , J.T. , 1955 , ”Introduction to Chemical

Engineering” , Int ed , McGraw-Hill Book Company Inc. , N.Y.

Brady,G.S. , “Material Handbook ” ; 10 ed, John Wiley & Sons Inc. ; New York.

Biro Pusat Statistik , “Export –Import Sektor Industri” Brownell,L., E. Young, 1959,“Process Equipment Design”,

John Wiley & Sons Inc. ,N.Y.

Faith, W.L, Keyes, D.B & Clark, R.L, 1960, “Industrial Chemical”, 4th ed. John Wiley & Sons, Inc, New York.

Foust, A.S.,1960,”Principles of Unit Operations”,2ed,John Wiley & Sons, N.Y. Geankoplis, C.J. , 1983 , ”Transport Processes and Unit Operations” , 2ed ,

Allyn and Bacon Inc. , Boston.

Harriot, P , 1964 , ” Process Control” , TMH ed , McGraw Hill Book Company Inc. , New Delhi

Hawley,G. Gessner, 1981, “The Condensed Chemical Dictionary” , 10ed Van Nostrand Renhold Company, New York.

Hesse,H.C. , 1962 , “Proses Equipment Design” , 8th prnt , Van Nostrand Reinhold Company Inc. , New Jersey

Himmelblau, D.M. , 1989 , “Basic Principles and Calculations in Chemical

Engineering” , 5 ed , Prentice-Hall International , Singapore

Hougen, O.A. , Watson, K.M. , 1954, “ Chemical Process Principles “ , part 1 , 2nd ed. , John Wiley & Sons Inc,New York

Hugot,E , 1972, “Handbook Of Cane Sugar Engineering” , 2ed p. 490 , Elsevier Publishing Company, Amsterdam.

2

James, H.C. , 1987 ; “Phosphate Manual “; Greenwich Connecticut; USA Johnstone, S.I. ,1961, “Minerals for The Chemical & Allied Industries”, 2 ed ,

John Wiley & Son , New York.

Joshi,M.V. , 1981 , “Process Equipment Design” , McGraw Hill Indian Ltd Kent , J.A. , 1983 , “Riegel’s Handbook of Industrial Chemistry “ , 8 ed ,

Van Nostrand Reinhold Company Inc. , New York. Kern, D.Q. , 1965 , ”Process Heat Transfer” , Int ed ,

McGraw Hill Book Company Inc. , N.Y.

Koppel, L , 1965 , ”Process Systems Analysis and Control” , Int ed , McGraw Hill Book Company Inc. , New York.

Lamb J.C., 1985 , “Water Quality And Its Control” , John Wiley & Sons Inc, New York.

Levenspiel,O , 1962 , “Chemical Engineering Reaction” , 2 ed , John Wiley & Sons Inc,N.Y.

Ludwig, 1977 , “Applied Process Design for Chemical and Petrochemical

Plants” , Vol 1-2 , 2nd ed , Gulf Publishing Co., Houston, Texas.

Maron, Lando , 1974 , ”Fundamentals of Physical Chemistry” , Int ed , Macmillan Publishing Co. Inc. , New York.

McCabe,W.L. , 1956 , “Unit Operation of Chemical Engineering” , McGraw-Hill Book Company Inc. , Tokyo

McKetta ,Cunningham, W.A., “Encyclopedia Of Chemical Proccessing And

Design ”,Vol 14 , Marcell Dekker Inc. New York.

Othmer ,Kirk. , “ Encyclopedia of Chemical Technology vol. 23” , 3ed McGraw-Hill Book Company Inc. , New York

Perry, Chilton , 1973 , ” Perry’s Chemical Engineer’s Handbook” , 5ed , McGraw-Hill Book Company Inc. , Singapore.

Perry, Chilton , 1984 , ” Perry’s Chemical Engineer’s Handbook” , 6ed , McGraw-Hill Book Company Inc. , Singapore.

Perry, Chilton , 1999 , ”Perry’s Chemical Engineer’s Handbook” , 7ed , McGraw-Hill Book Company Inc. , N.Y.

3

Petter ,M.S, Timmerhaus,K.D., 1959 , “Plant Design and Economi for

Chemical Engineering” , 4th

ed., McGraw-Hill Book Company Inc. , N.Y. Rase , H.F. , 1957 , “Project Engineering of Process Plant” ,

John Wiley & Sons Inc,N.Y.

Sherwood, T , 1977 , ”TheProperties of Gasses and Liquid” , 3th ed , McGraw-Hill Book Company Inc. , Singapore.

Severn, WH , 1954 , “Steam, Air and Gas Power” , Modern Engineering Asia Edition , John Wiley & Sons Inc,N.Y.

Sugiharto, 1987 , “Dasar-Dasar Pengelolaan Air Limbah” , cetakan pertama Universitas Indonesia Press, Jakarta.

Syamsuddin , 1994 , “Manajemen Keuangan Perusahan” , 2 ed , Raja Grafindo Persada , PT , Jakarta

Treybal, R.E. , 1981 , ”Mass Transfer Operations” , 3 ed , McGraw-Hill Book Company Inc. , N.Y..

Ulrich, G.D. , 1984 , “A Guide to Chemical Engineering Process Design and

Economics” , John Wiley & Sons Inc,N.Y.

Underwood A.L., 1980 , “Quantitative Analysis” , 4 ed , Prentice Hall Inc, London.

Van Ness, H.C.,Smith J.M., 1987 , “Introduction to Chemical Engineering

Thermodynamics” , 5 ed , McGraw-Hill Book Company, Singapore.

Van Winkle, M. , 1967 , “Distillation” , McGraw-Hill Book Company, NY. Wesley W.E., 1989 , “Industrial Water Pollution Control” , 2 ed,

McGraw-Hill Book Company, Singapore.

Wolfgang Gerharts,1984 , “Ullmann’s Ecyclopedia of Industrial Chemistry”,5ed , Competely Revised Edition , VCH.

Internet :

http://www.curryhydrocarbons.ca : CE Plant Cost Index on-line, Mei 2006