PABRIK SODIUM CHLORIDE DENGAN PROSES MULTIPLE-EFFECT EVAPORATION.

PRA RENCANA PABRIK

Diajukan Untuk Memenuhi Sebagai Persyaratan Dalam Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Kimia

Oleh :

ABDUL NASIR ARIFIN

NPM. 0431010120

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “ VETERAN ” JATIM SURABAYA

dengan segala rahmat serta karuniaNya sehingga penyusun telah dapat menyelesaikan Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Sodium Chloride Dengan Proses Mulriple-effect Evaporation”, dimana Tugas Akhir ini merupakan tugas yang diberikan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan program pendidikan kesarjanaan di Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional Surabaya.

Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Sodium Chloride Dengan Proses Mulriple-effect Evaporation” 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 Jurusan Teknik Kimia, FTI,UPN “Veteran” Jawa Timur. 3. Bapak Ir. L. Urip Widodo, MT

selaku dosen pembimbing.

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 jurusan Teknik Kimia.

Surabaya , April 2011 Penyusun,

dengan kapasitas 45.000 ton sodium chloride/tahun dalam bentuk solid. Pabrik beroperasi secara continuous selama 24 jam proses dan 330 hari kerja dalam setahun.

Kegunaan terbesar dari sodium chloride adalah pada bidang industri kimia makanan, dimana sodium chloride mempunyai kegunaan utama sebagai pencegah gejala kekurangan yodium, yang dapat mengakibatkan beberapa penyakit seperti gondok, masalah kelenjar thyroid, dan penurunan mental. Secara singkat, uraian proses dari pabrik sodium chloride sebagai berikut :

Pertama-tama garam rakyat diencerkan, kemudian dicampur dengan NaOH dan Na2CO3. Campuran kemudian difiltrasi dan dikristalisasi dengan multiple-effect evaporator. Kristal kemudian difiltrasi dari mother liquor, kemudian dikeringkan dan dihaluskan sampai dengan 100 mesh sebagai produk sodium chloride untuk keperluan industri kimia dan farmasi.

Pendirian pabrik berlokasi di Manyar, Gresik dengan ketentuan : Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas Sistem Organisasi : Garis dan Staff Jumlah Karyawan : 194 orang Sistem Operasi : Continuous

* Fixed Capital Investment (FCI) : Rp. 29.235.158.000 * Working Capital Investment (WCI) : Rp. 7.769.405.000 * Total Capital Investment (TCI) : Rp. 37.004.563.000 * Biaya Bahan Baku (1 tahun) : Rp. 62.342.970.000 * Biaya Utilitas (1 tahun) : Rp. 14.703.570.000

- Steam = 621.576 lb/hari - Air pendingin = 192 M3/hari - Listrik = 10.800 kWh/hari - Bahan Bakar = 4.776 liter/hari * Biaya Produksi Total (Total Production Cost) : Rp. 93.232.854.000 * Hasil Penjualan Produk (Sale Income) : Rp. 109.355.884.000 * Bunga Bank (Kredit Investasi Bank Mandiri) : 19%

* Internal Rate of Return : 20,53% * Rate On Investment : 18,71% * Rate On Equity : 21,16% * Pay Out Periode : 4,3 Tahun * Break Even Point (BEP) : 35%

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 Tabel XI.4.F. Perhitungan discounted cash flow rate of return …… XI - 15

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

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 I.1. Latar Belakang

Garam pertama kali diketemukan pada jaman perunggu dan dikembangkan pertama kali oleh bangsa Assyri untuk kebutuhan militer, dan kemudian dikembangkan proses dan teknologinya oleh bangsa Romawi.

Perencanaan pabrik sodium chloride ini memiliki tujuan utama yaitu untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dimana kebutuhan akan sodium chloride ini cenderung meningkat setiap tahunnya. Disamping itu mengingat produk sodium chloride ini juga merupakan produk yang berorientasi pasar, maka perencanaan pabrik sodium chloride ini juga dipakai sebagai produk komoditi ekspor sehingga mampu meningkatkan devisa negara.

Industri sodium chloride di Indonesia mempunyai perkembangan yang stabil, hal ini dapat dilihat dengan berkembangnya industri-industri makanan siap saji dan industri kimia pengawetan makanan dan minuman di Indonesia. Pendirian pabrik sodium chloride di Indonesia mempunyai peluang investasi yang menguntungkan.

I.2. Manfaat

Kegunaan terbesar dari sodium chloride adalah pada bidang industri kimia makanan, dimana sodium chloride mempunyai kegunaan utama sebagai pencegah gejala kekurangan yodium, yang dapat mengakibatkan beberapa penyakit seperti gondok, masalah kelenjar thyroid, dan penurunan mental. Kegunaan lain dari sodium chloride dapat dilihat pada industri kimia proses seperti : pengawetan daging dan ikan, susu, dan pengolahan makanan yang sehat.

I.3. Aspek Ekonomi

Kebutuhan sodium chloride di Indonesia, mengalami fluktuasi berdasarkan permintaan pasar. Hal ini bisa dilihat pada tabel berikut :

Tahun Kebutuhan Indonesia (ton/th)

2003 144.209 2004 149.250 2005 173.375 2006 199.381 2007 219.319 Sumber : Deperindag Jawa Timur , 2007

Berdasarkan tabel diatas, dapat dibuat grafik hubungan antara kebutuhan produk dengan tahun produksi.

y = 20.035x - 39.993.269 -50.000 100.000 150.000 200.000 250.000

2003 2004 2005 2006 2007

Tahun K ap as it as ( k g/ th )

Dari grafik diatas, dengan metode regresi linier, maka didapat persamaan untuk mencari kebutuhan pada tahun tertentu dengan persamaan :

Y = 20.035 X -39.993.269

Keterangan : Y = kapasitas (ton/th) X = Tahun ke-n

Pabrik ini direncanakan beroperasi pada tahun 2012, sehingga untuk mencari kapasitas pada tahun 2012, maka X = 2012.

Kapasitas pada tahun 2012 :

Y = [20.035 x 2012] -39.993.269 = 317.151 ton/th

Untuk rencana kapasitas produksi pabrik ini digunakan 15% dari kapasitas nasional, maka digunakan = 45.000 ton/th

I.4. Sifat Bahan Baku dan Produk

Bahan Baku :

I.4.A. Garam rakyat (Kaufmann ; Wikipedia.; Perry 7ed)

Nama Lain : Crude Sea Salt

Rumus Molekul : NaCl (komponen utama) Rumus Bangun : Na – Cl

Berat Molekul : 58,5 Warna : putih

Bau : tidak berbau Bentuk : kristal Specific Gravity : 2,163 Melting Point : 800,4°C Boiling Point : 1413°C

Solubility, Cold Water : 35,7 kg/ 100 kg H2O (H2O=0°C) Solubility, Hot Water : 39,8 kg/ 100 kg H2O (H2O=100°C) Komposisi Garam Rakyat : (Kaufmann : 59)

Komponen % Berat NaCl 84,60% CaSO4 1,02% MgCl2 2,56% MgSO4 0,81% Impuritis 0,58% H2O 10,43% 100,00%

I.4.B. Caustic Soda (Wikipedia.; Perry 7ed)

Nama Lain : Soda Lye, Soda api Rumus Molekul : NaOH (komponen utama) Rumus Bangun : Na – OH

Berat Molekul : 40

Warna : tidak berwarna Bau : berbau kaustik Bentuk : larutan 48% Specific Gravity : 2,130 Melting Point : 318,4°C Boiling Point : 1390°C

Solubility, Cold Water : 42 kg/ 100 kg H2O (H2O=0°C) Solubility, Hot Water : 347 kg/ 100 kg H2O (H2O=100°C) Komposisi Caustic Soda : (PT. Asahimas Chemical)

Komponen % Berat NaOH 48,00% H2O 52,00% 100,00%

I.4.C. Soda Ash (OCI soda ; Wikipedia.; Perry 7ed)

Nama Lain : Disodium carbonate

Rumus Molekul : Na2CO3 (komponen utama) Rumus Bangun :

Berat Molekul : 106 Warna : putih

Bau : tidak berbau Bentuk : serbuk Specific Gravity : 2,533 Melting Point : 851°C

Boiling Point : terdekomposisi diatas 851°C Solubility, Cold Water : 7,1 kg/ 100 kg H2O (H2O=0°C) Solubility, Hot Water : 48,5 kg/ 100 kg H2O (H2O=104°C) Komposisi Soda Ash : (OCI Chemical Corp.)

Komponen % Berat Na2CO3 99,80% Na2SO4 0,10% NaCl 0,08% H2O 0,02% 100,00%

Produk :

I.4.D. Sodium Chloride (chemie.de ; chemicalland21.com)

Nama Lain : Sodium Chloride, Garam meja Rumus Molekul : NaCl

Rumus Bangun : Na – Cl Berat Molekul : 58,5 Warna : putih

Bau : tidak berbau Bentuk : kristal Specific Gravity : 2,163 Melting Point : 800,4°C Boiling Point : 1413°C

Solubility, Cold Water : 35,7 kg/ 100 kg H2O (H2O=0°C) Solubility, Hot Water : 39,8 kg/ 100 kg H2O (H2O=100°C) Komposisi produk : kadar minimum 90% (Keyes : 169)

Kegunaan produk utama sodium chloride : (Keyes : 169)

1. Industri kimia makanan, bumbu penyedap 2. Industri kimia pengawet makanan

3. Industri kimia lainnya : produksi berbasis natrium, tekstil, susu, refrigerasi, metalurgi, kulit, pengemasan, dan pengolahan air

II - 1 II.1. Macam Proses

Beberapa tahun perkembangan dalam teknologi, pembuatan sodium chloride dilakukan dengan beberapa macam bahan baku alami, adapun macam pembuatan sodium chloride adalah :

II.1.A. Pembuatan Sodium Chloride

Dengan Proses Multiple-Effect Evaporation

II.1.B. Pembuatan Sodium Chloride Dengan Proses Open Pan

II.1.C. Pembuatan Sodium Chloride Dengan Proses Rock Salt Mining

II.1.D. Pembuatan Sodium Chloride Dengan Proses Solar Evaporation

Keterangan Proses :

II.1.A. Pembuatan Sodium Chloride

Pada proses ini biasanya digunakan saturated brine (leburan garam jenuh) alami, yang terkandung didalam tanah atau danau. Saturated brine dapat juga diperoleh dari hasil samping produksi natrium carbonate dengan proses Solvey.

Pertama-tama saturated brine (leburan garam) dari air dalam tanah dengan kadar H2S yang terlarut dalam garam NaCl maksimum 0.015%. Perlakuan pendahuluan dari bahan baku brine adalah dengan aerasi untuk menghilangkan kandungan hidrogen sulfide. Penambahan sedikit chlorine dimaksudkan untuk mempercepat penghilangan H2S dalam brine. Brine setelah proses aerasi, kemudian diumpankan dalam tangki pengendap untuk mengendapkan lumpur atau solid yang tidak diinginkan. Pengendapan dibantu dengan penambahan campuran caustic soda, soda ash dan brine sehingga didapat larutan garam.

Setelah proses pengendapan, kemudian larutan garam dipekatkan pada evaporator multi efek. Larutan garam pekat kemudian dicuci dengan brine untuk memurnikan garam. Larutan garam kemudian difiltrasi pada filter untuk proses pemisahan garam dan larutan brine. Garam yang terpisah kemudian ditambahkan kalium yodat untuk penambahan kandungan yodium pada garam sehingga dihasilkan sodium chloride. Sodium chloride kemudian dikeringkan pada dryer dan kemudian disaring untuk mendapatkan ukuran yang seragam. Sodium chloride kemudian diap dikemas dan dipasarkan. Yields yang dihasilkan pada proses ini adalah 99,8%.

II.1.B. Pembuatan Sodium Chloride Dengan Proses Open Pan

Pembuatan garam dengan proses open pan ini menggunakan bahan baku brine yang berasal dari proses pemanasan air laut. Proses ini disebut juga proses “Grainer”, dimana air laut dijenuhkan dengan cara memanaskan pada heater pada suhu 230°F (110°C). Larutan brine panas kemudian diumpankan pada graveller yang berfungsi untuk memisahkan calcium sulfate pada larutan brine. Larutan brine kemudian didinginkan pada flasher dengan suhu yang dijaga agar garam (NaCl) masih dalam kondisi larut dalam air.

Larutan brine dingin kemudian diumpankan ke open pan pan yang berfungsi untuk menguapkan air dengan suhu operasi 205°F (96°C) sehingga dihasilkan kristal garam yang kemudian dipisahkan dari mother liquor pada centrifuge. Mother liquor kemudian direcycle kembali pada open pan pan, sedangkan kristal garam yang terpisah kemudian ditambahkan kalium yodat untuk penambahan kandungan yodium pada garam sehingga dihasilkan sodium chloride. Sodium chloride kemudian dikeringkan pada dryer dan kemudian disaring untuk mendapatkan ukuran yang seragam. Sodium chloride kemudian diap dikemas dan dipasarkan. Yields yang dihasilkan pada proses ini adalah 99,9%.

II.1.C. Pembuatan Sodium Chloride Dengan Proses Rock Salt Mining

Penambangan garam (NaCl) yang telah dilakukan pada beberapa tambang garam dan didapat kualitasnya masih kurang bagus, dimana : warna garam agak coklat, ada yang abu-abu. Kemurnian garam berkisar antara 98,5% sampai 99,4%. Setelah penambangan batuan garam, batuan garam kemudian dihancurkan dengan penghancur (crusher), dan kemudian dihancurkan lagi sampai mendapatkan kualitas akhir.

Beberapa peralatan yang umum digunakan dalam penambangan garam ini adalah beberapa buah penghalus (grinder) dan screen dengan berbagai ukuran. Penggunaan garam dengan kualitas rendah mempunyai harga jual yang rendah pula, akan tetapi masih diperlukan pada industri ice cream maupun industri kulit.

II.1.D. Pembuatan Sodium Chloride Dengan Proses Solar Evaporation

Pada proses ini, merupakan proses paling tradisional, dibandingkan proses yang telah diuraikan diatas. Garam dengan proses penguapan air laut dengan tenaga surya ini, sangat bergantung pada kondisi iklim pada daerah yang diaplikasikan serta bergantung pada luas areanya. Dengan kondisi air laut yang rata-rata mengandung padatan sekitar 3,7%, setelah melewati proses kristalisasi, hanya mampu menghasilkan garam dengan kemurnian 75 %. Kemudian dengan proses penghancuran, pencucian, pengeringan, dan klasifikasi, kadar garam dapat dinaikkan sampai dengan 95%.

II.2. Seleksi proses

Berdasarkan uraian macam proses diatas, maka dapat ditabelkan perbandingan masing-masing proses sebagai berikut :

Tabel II.1. Seleksi Proses

Parameter

Macam Proses Multi-Effect

Evaporation Open pan

Rock Salt Mining

Solar Evaporation Bahan Baku Utama Brine Brine / Air

laut Batuan Garam Air laut Bahan Baku

Pembantu

Soda ash,

Caustic Soda Steam - - Yields Produk 99,8% 98,5%-99,4% 98,5% - 99,4% 95,0% Peralatan Mahal Sederhana Mahal Sederhana Utilitas Mahal Ekonomis Ekonomis Ekonomis Instrumentasi Mahal Sederhana Mahal Sederhana

Dari uraian diatas, maka dipilih pembuatan Sodium Chloride dari air laut dengan proses multiple effect evaporation, dengan beberapa pertimbangan :

a. Bahan baku mudah didapat di dalam negeri. (bisa dibuat dengan melarutkan garam rakyat)

b. Yields yang dihasilkan lebih tinggi dibanding proses lainnya. c. Produk yang dihasilkan memenuhi standar pasar.

II.3. Uraian Proses

Flowsheet Pengembangan :

Pada pra rencana Sodium Chloride ini dapat dibagi menjadi 3 Unit proses, dengan pembagian :

1. Unit Pengendalian Bahan Baku Kode Unit : 100

2. Unit Proses Kode Unit : 200

3. Unit Pengendalian Produk Kode Unit : 300

Adapun uraian dan penjelasan proses adalah sebagai berikut :

Pertama-tama garam rakyat dengan kadar NaCl 84,6% dilarutkan pada tangki pelarut M-111 dengan penambahan air proses dari utilitas, sehingga menjadi larutan garam 23,3%. Untuk persiapan bahan baku soda, caustic soda dan soda ash , pertama-tama larutan caustic soda 48% dari F-120 dicampur dengan soda ash dari silo F-130 dalam tangki pencampur M-140. Campuran soda dan larutan garam kemudian direaksikan dalam reaktor R-210.

S C C W R W T P

LI L - 222 F - 221

9 32 FC 1

L - 231 TCPC

LC L - 232 PC LC LC G-234 E -233 F-235 TI PC

H - 220

V-230 A V-230 B V-230 C

LC 832 1 11 129,86 1 13 95,38 1 15 60 1 10 129,86 0,18 12 95,38 0,13 14 60,00 0,13

L - 112 3 30 1 WC F-110 Garam Rakyat 1 30 1 LC M-111 WC F-130

Na2CO3

LI L - 121 F - 120

4 30 FC 1 NaOH

L - 141 LC M-140 5 30 1 6 30 1 7 32 1 LC R-210 Wasted Gas

F - 310 Sodium Chloride WC Udara

B - 250 G-252 E-253 H-251 FC TC 19 100 20 100 21 100 22 100 120 1 1 1 1 23 32 1 J - 260

J - 261 1

C - 270

H-271 26 32 1

J - 272 24 32 1 25 32 1 J - 241

H-240 FC 17 30 1 16 30 1 18 30 1 S C W P W LI L - 237 F - 236 FC FC 2 30 1 148 4,5 TC TC

Reaksi yang terjadi : (Shreve's : 232)

Reaksi-1. CaSO4(Aq) + 2 NaOH(Aq) → Na2SO4(S) + Ca(OH)2(Aq) Reaksi-2. MgCl2(Aq) + 2 NaOH(Aq) → 2 NaCl(S) + Mg(OH)2(Aq) Reaksi-3. MgSO4(Aq) + 2 NaOH(Aq) → Na2SO4(S) + Mg(OH)2(Aq) Reaksi-4. Ca(OH)2(Aq) + Na2CO3(S) → 2 NaOH(S) + CaCO3(S) Reaksi-5. Mg(OH)2(Aq) + Na2CO3(S) → 2 NaOH(S) + MgCO3(S)

Reaktor dijaga kondisi operasinya pada tekanan 1 atm dan suhu kamar 32°C. Reaksi yang terjadi bersifat eksotermis maka digunakan air pendingin yang dilewatkan pada jaket pendingin untuk menjaga kondisi operasi.

Produk reaktor kemudian dialirkan ke thickener H-220 untuk proses pemisahan cake dan filtrat. Cake berupa limbah padat kemudian dialirkan ke pengolahan limbah padat, sedangkan filtrat berupa larutan brine ditampung sementara pada tangki F-221. Larutan brine kemudian dipekatkan dan dikristalkan pada multiple effect evaporator V-230 sampai menjadi kristal garam sodium chloride dengan kadar 95%. Campuran kristal dan mother liquor kemudian ditampung pada tangki F-236.

Campuran kemudian difiltrasi pada rotary drum vacuum filter H-240 untuk proses pemisahan cake dan filtrat. Filtrat berupa mother liquor kemudian dibuang ke pengolahan limbah cair, sedangkan cake berupa kristal sodium chloride kemudian dikeringkan pada rotary dryer B-250 dengan bantuan screw conveyor J-241.

Pada rotary dryer B-250 terjadi proses pengeringan kristal sodium chloride pada suhu 100°C dengan bantuan udara panas secara berlawanan arah. Udara panas dan padatan terikut kemudian dipisahkan pada cyclone H-251 , dimana udara panas dibuang ke pengolahan limbah gas, sedangkan padatan terikut diumpankan secara bersamaan dengan produk bawah rotary dryer menuju ke cooling conveyor J-260 untuk proses pendinginan sampai suhu kamar (32°C).

Kristal sodium chloride kemudian diumpankan dengan bucket elevator J-261 menuju ke ball mill C-270 untuk dihaluskan 100 mesh. Kristal kemudian disaring pada screen H-271, dimana produk yang tidak lolos saringan direcycle kembali ke ball mill dengan belt conveyor J-272 dan produk kristal sodium chloride ukuran 100 mesh kemudian ditampung pada silo sodium chloride F-310 sebagai produk akhir.

III - 1

Waktu operasi = 24 jam / hari ; 330 hari / tahun Satuan massa = kilogram

1. TANGKI PELARUT ( M - 111 )

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

* Garam rakyat dr F-110 * Lar. brine ke R-210

NaCl 5691,0420 NaCl 5691,0420 CaSO4 68,6154 CaSO4 68,6154 MgCl2 172,2112 MgCl2 172,2112 MgSO4 54,4887 MgSO4 54,4887 Impuritis 39,0166 Impuritis 39,0166 H2O 701,6261 H2O 20880,5712 6727,0000 26905,9451 * Air proses dr utilitas

H2O 20178,9451

2. REAKTOR ( R - 210 )

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

* Lar. brine dr M-111 * Campuran ke H-220 NaCl 5691,0420 - Liquid :

CaSO4 68,6154 NaCl 5903,1337 MgCl2 172,2112 Na2SO4 8,0077 MgSO4 54,4887 NaOH 232,7931 Impuritis 39,0166 H2O 21132,7638 H2O 20880,5712 27276,6983

26905,9451 - Solid :

* NaOH 48% dr F-120 Na2SO4 128,1132 NaOH 232,7932 Na2CO3 14,6881 H2O 252,1926 CaCO3 50,4525 484,9858 MgCO3 190,4130 * Na2CO3 dr F-130 Impuritis 39,6347 Na2CO3 308,4508 423,3015 Impuritis 0,6181

309,0689

3. TANGKI PENCAMPUR ( M - 140 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j) * NaOH 48% dr F-120 * Campuran ke R-210

NaOH 232,7932 NaOH 232,7932 H2O 252,1926 Na2CO3 308,4508 484,9858 Impuritis 0,6181 * Na2CO3 dr F-130 H2O 252,1926 Na2CO3 308,4508 794,0547 Impuritis 0,6181

309,0689

794,0547 794,0547 4. THICKENER ( H - 220 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j) * Campuran ke H-220 * Brine ke F-221

- Liquid : NaCl 5785,0802 NaCl 5903,1337 Na2SO4 7,8440 Na2SO4 8,0077 NaOH 228,1561 NaOH 232,7931 H2O 20710,0840 H2O 21132,7638 26731,1643

27276,6983

- Solid : * Limbah padat

Na2SO4 128,1132 NaCl 118,0535 Na2CO3 14,6881 Na2SO4 128,2769 CaCO3 50,4525 NaOH 4,6370 MgCO3 190,4130 Na2CO3 14,6881 Impuritis 39,6347 CaCO3 50,4525 423,3015 MgCO3 190,4130 Impuritis 39,6347 H2O 422,6798 968,8355 27699,9998 27699,9998

5. MULTIPLE EFFECT EVAPORATOR ( V - 230 )

Neraca Massa Evaporator Efek-1 :

Masuk Berat (kg/j) Keluar Berat (kg/j) * Larutan dr F-221 * Larutan ke V-230 B

NaCl 5785,0802 NaCl 5785,0802 Na2SO4 7,8440 Na2SO4 7,8440 NaOH 228,1561 NaOH 228,1561 H2O 20710,0840 H2O 13829,5486 26731,1643 19850,6289

* Uap air

H2O 6880,5354 26731,1643 26731,1643

Neraca Massa Evaporator Efek-2 :

Masuk Berat (kg/j) Keluar Berat (kg/j) * Larutan dr V-230 A * Larutan ke V-230 C

NaCl 5785,0802 NaCl 5785,0802 Na2SO4 7,8440 Na2SO4 7,8440 NaOH 228,1561 NaOH 228,1561 H2O 13829,5486 H2O 6949,0132 19850,6289 12970,0935

* Uap air

H2O 6880,5354 19850,6289 19850,6289

Neraca Massa Evaporator Efek-3 :

Masuk Berat (kg/j) Keluar Berat (kg/j) * Larutan dr V-230 B * Larutan ke F-236

NaCl 5785,0802 NaCl 5785,0802 Na2SO4 7,8440 Na2SO4 7,8440 NaOH 228,1561 NaOH 228,1561 H2O 6949,0132 H2O 68,4778 12970,0935 6089,5581

* Uap air

H2O 6880,5354 12970,0935 12970,0935

6. ROTARY DRUM VACUUM FILTER ( H - 240 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j) * Campuran produk dr V-230 * Cake basah ke B-250

NaCl 5785,0802 NaCl 5669,3786 Na2SO4 7,8440 Na2SO4 7,6871 NaOH 228,1561 H2O 12,0262 H2O 68,4778 5689,0919

6089,5581

* Air pencuci dr utilitas * Filtrat + Air pencuci ke WW H2O 348,7288 NaCl 115,7016

Na2SO4 0,1569 NaOH 228,1561 H2O 405,1804 749,1950 6438,2869 6438,2869

7. ROTARY DRYER ( B - 250 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j) * Cake basah ke H-240 * Kristal NaCl ke J-260

NaCl 5669,3786 NaCl 5612,6848 Na2SO4 7,6871 Na2SO4 7,6102 H2O 12,0262 H2O 5,6259 5689,0919 5625,9209

* Bahan ke H-251

NaCl 56,6938 Na2SO4 0,0769 H2O 6,4003 63,1710 5689,0919 5689,0919

8. CYCLONE ( H - 251 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j) * Campuran produk dr B-250 * Kristal NaCl ke E-260

NaCl 56,6938 NaCl 56,1269 Na2SO4 0,0769 Na2SO4 0,0761 H2O 6,4003 56,2030

63,1710 * Campuran ke WTP

NaCl 0,5669 Na2SO4 0,0008 H2O 6,4003 6,9680 63,1710 63,1710

9. COOLING CONVEYOR ( J - 260 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j) * Kristal NaCl dr B-250 * Kristal NaCl ke C-270

NaCl 5612,6848 NaCl 5668,8117 Na2SO4 7,6102 Na2SO4 7,6863 H2O 5,6259 H2O 5,6259 5625,9209 5682,1239 * Kristal NaCl dr H-251

NaCl 56,1269 Na2SO4 0,0761 56,2030

5682,1239 5682,1239

10. BALL MILL ( C - 270 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j) * Kristal NaCl dr E-260 * Kristal NaCl ke H-271

NaCl 5668,8117 NaCl 5952,2523 Na2SO4 7,6863 Na2SO4 8,0706 H2O 5,6259 H2O 5,9072 5682,1239 5966,2301 * Recycle dr H-271

NaCl 283,4406 Na2SO4 0,3843 H2O 0,2813 284,1062

11. SCREEN ( H - 351 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j) * Kristal NaCl dr C-270 * Kristal NaCl ke F-310

NaCl 5952,2523 NaCl 5668,8117 Na2SO4 8,0706 Na2SO4 7,6863 H2O 5,9072 H2O 5,6259 5966,2301 5682,1239

* Kristal NaCl ke C-270

NaCl 283,4406 Na2SO4 0,3843 H2O 0,2813 284,1062 5966,2301 5966,2301

IV - 1 Kapasitas produksi = 45.000 ton/tahun

Waktu operasi = 24 jam / hari ; 330 hari / tahun Satuan massa = kilogram

Satuan panas = kilokalori

1. TANGKI PELARUT ( M - 111 )

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

* Garam rakyat dr F-110 * Lar. brine ke R-210

NaCl 5975,5941 NaCl 7682,9067 CaSO4 68,6154 CaSO4 99,4923 MgCl2 172,2112 MgCl2 215,2640 MgSO4 62,6620 MgSO4 89,9064 Impuritis 46,8199 Impuritis 46,8199 H2O 3508,1305 H2O 104402,8560 9834,0331 112537,2453 * Air proses dr utilitas

H2O 100894,7255

∗ ∆HSolution 4275,9907 * Q serap 2467,504 115004,7493 115004,7493

2. TANGKI PENCAMPUR ( M - 140 )

Komponen Massa [ kg/jam ]

CP

[kkal/kg.°C] ∆T = (T – T[ °C ] ref)

H = m.CP.∆T [ kkal ] NaOH 232,7932 0,46 5 535,4244 Na2CO3 308,4508 0,25 5 385,5635 Impuritis 0,6181 0,24 5 0,7417 H2O 252,1926 1,00 5 1260,9630 794,0547 2182,6926

3. REAKTOR ( R - 210 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j) * Lar. brine dr M-111 * Campuran ke H-220

NaCl 7682,9067 - Liquid :

CaSO4 99,4923 NaCl 11156,9227 MgCl2 215,2640 Na2SO4 18,4978 MgSO4 89,9064 NaOH 749,5938 Impuritis 46,8199 H2O 147929,3466 H2O 104402,8560 159854,3609

112537,2453 - Solid :

* Campuran dr M-140 Na2SO4 215,2302 NaOH 535,4244 Na2CO3 25,7042 Na2CO3 385,5635 CaCO3 70,6335 Impuritis 0,7417 MgCO3 319,8938 H2O 1260,9630 Impuritis 66,5863 2182,6926 698,0480 ∗ ∆H Reaksi 78687,2117 * Q serap 32854,7407 193407,1496 193407,1496

4. MULTIPLE EFFECT EVAPORATOR ( V - 230 )

Masuk Berat (kkal/j) Keluar Berat (kkal/j)

* Larutan dr F-221 * Larutan ke F-236

NaCl 7809,8583 NaCl 54669,0079 Na2SO4 12,9426 Na2SO4 90,5982 NaOH 524,7590 NaOH 3673,3132 H2O 103550,4200 H2O 2396,7230 111897,9799 60829,6423 * Q steam * Uap air

H2O 3635680,223 H2O 3400028,6777 * Q loss 286719,8828 3747578,2028 3747578,2028

5. BAROMETRIC CONDENSER ( E - 233 )

Masuk Berat (kkal/j) Keluar Berat (kkal/j)

* Uap air dr V-230C * Uap air ke G-234

H2O 3827297,8163 H2O 753074,6105 * Kondensat ke F-235

H2O 3057709,9207 * Q serap 16513,2851 3827297,8163 3827297,8163

6. ROTARY DRUM VACUUM FILTER ( H - 240 )

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

* Campuran produk dr V-230 * Cake basah ke B-250

NaCl 54669,0079 NaCl 5952,8475 Na2SO4 90,5982 Na2SO4 9,2245 NaOH 3673,3132 H2O 60,1310 H2O 2396,7230 6022,2030

60829,6423

* Air pencuci dr utilitas * Filtrat + Air pencuci ke WW H2O 1743,6440 NaCl 156,1972

Na2SO4 0,2589 NaOH 524,7590 H2O 2025,9020 2707,1171 * Q loss 53843,9662 62573,2863 62573,2863

7. ROTARY DRYER ( B - 250 )

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

* Cake basah ke H-240 * Kristal NaCl ke J-260

NaCl 5952,8475 NaCl 88399,7856 Na2SO4 9,2245 Na2SO4 136,9836 H2O 60,1310 H2O 421,9425 6022,2030 88958,7117 * Udara panas * Bahan ke H-251

Udara 492627,4544 NaCl 892,9274 Na2SO4 1,3842 H2O 3675,3723 Udara 405121,2618 409690,9457 498649,6574 498649,6574

8. HEATER ( E - 253 )

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

* Udara bebas dr G-252 * Udara panas ke B-250

Udara 25927,7608 Udara 492627,4544 * Q supply 491262,8354 * Q loss 24563,1418 517190,5962 517190,5962

9. COOLING CONVEYOR ( J - 260 )

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

* Kristal NaCl dr B-250 * Kristal NaCl ke C-270

NaCl 88399,7856 NaCl 8333,1532 Na2SO4 136,9836 Na2SO4 12,9130 H2O 421,9425 H2O 39,3813 88958,7117 8385,4475 * Kristal NaCl dr H-241

NaCl 883,9987 Na2SO4 1,3698

885,3685 * Q serap 81458,6327 89844,0802 89844,0802

V - 1

Waktu operasi = 24 jam / hari ; 330 hari / tahun Satuan massa = kilogram

1. SILO GARAM RAKYAT ( F - 110 )

Fungsi : Menampung garam rakyat dari supplier

Type : silinder tegak dengan tutup atas datar dan bawah conis Dasar pemilihan : umum digunakan untuk menampung padatan

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

- Waktu penyimpanan = 7 hari

Spesifikasi :

Volume : 12915 cuft = 366 m3 Diameter : 18 ft

Tinggi : 54 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

inlet

2. TANGKI PELARUT ( M - 111 )

Fungsi : Melarutkan garam rakyat dengan penambahan air proses. Type : Silinder tegak , tutup atas dished, tutup bawah conis

dilengkapi pengaduk

Kondisi operasi : - Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmosfer) - Suhu operasi = 30oC (suhu kamar)

- Waktu proses = 1 jam (Iowa DOT : 12)

Spesifikasi : Dimensi Shell :

Diameter Shell , inside : 9 ft Tinggi Shell : 18 ft Tebal Shell : 3/16 in Dimensi tutup :

Tebal tutup atas (dished) : 3/16 in Tinggi Tutup atas : 1,30 ft Tebal tutup bawah (conis) : 3/16 in Tinggi Tutup bawah : 1,10 ft

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

Dipakai impeler jenis turbin dengan 6 buah flat blade dengan 2 buah impeller. Diameter impeler : 3,000 ft

Panjang blade : 0,750 ft Lebar blade : 0,600 ft Power motor : 29 hp Jumlah tangki : 1 buah

3. POMPA - 1 ( L - 112 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari M-111 ke R-210 Type : Centrifugal Pump

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

Spesifikasi :

Bahan konstruksi : Commercial Steel Rate Volumetrik : 104,10 gpm Total DynamicHead : 39,71 ft.lbf/lbm Effisiensi motor : 80%

Power : 2,0 hp = 1,5 kW Jumlah : 1 buah

4. TANGKI CAUSTIC SODA ( F - 120 )

Fungsi : menampung larutan NaOH 48% 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

Masuk

Spesifikasi :

Volume : 1365 cuft = 39 M3 Diameter : 12 ft

Tinggi : 12 ft Tebal shell : 3/16 in Tebal tutup atas : 3/16 in Tebal tutup bawah : ¼ in

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11) Jumlah : 2 buah

5. POMPA - 2 ( L - 121 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari F-120 ke M-140. Type : Centrifugal Pump

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

Spesifikasi :

Bahan konstruksi : Commercial Steel Rate Volumetrik : 1,70 gpm

Total DynamicHead : 20,50 ft.lbf/lbm Effisiensi motor : 80%

Power : 1,5 hp = 1,2 kW Jumlah : 1 buah

6. SILO SODA ASH ( F - 130 )

Fungsi : Menampung soda ash (sodium carbonate) dari supplier Type : silinder tegak dengan tutup atas datar dan bawah conis Dasar pemilihan : umum digunakan untuk menampung padatan

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure) - Suhu = 30°C (suhu kamar)

- Waktu penyimpanan = 7 hari

Spesifikasi :

Volume : 525 cuft = 15 m3 Diameter : 6 ft

Tinggi : 18 ft Tebal shell : 3/16 in Tebal tutup atas : 3/16 in Tebal tutup bawah : 3/16 in

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11) Jumlah : 2 buah

7. TANGKI PENCAMPUR ( M - 140 )

Fungsi : Mencampur larutan caustic soda 48% dengan soda ash. Type : Silinder tegak , tutup atas dished, tutup bawah conis

dilengkapi pengaduk

Kondisi operasi : - Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmosfer) - Suhu operasi = 30oC (suhu kamar)

- Waktu proses = 1 jam (Keyes : 672)

inlet

Spesifikasi : Dimensi Shell :

Diameter Shell , inside : 2 ft Tinggi Shell : 4 ft Tebal Shell : 3/16 in Dimensi tutup :

Tebal tutup atas (dished) : 3/16 in Tinggi Tutup atas : 0,28 ft Tebal tutup bawah (conis) : 3/16 in Tinggi Tutup bawah : 0,10 ft

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

Dipakai impeler jenis turbin dengan 6 buah flat blade dengan 3 buah impeller. Diameter impeler : 0,667 ft

Panjang blade : 0,167 ft Lebar blade : 0,134 ft Power motor : 4 hp Jumlah tangki : 1 buah

8. POMPA - 3 ( L - 141 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari M-140 ke R-210. Type : Centrifugal Pump

Spesifikasi :

Bahan konstruksi : Commercial Steel Rate Volumetrik : 2,20 gpm

Total DynamicHead : 38,29 ft.lbf/lbm Effisiensi motor : 80%

Power : 1,5 hp = 1,2 kW Jumlah : 1 buah

9. REAKTOR ( R - 210 ) Spesifikasi :

Fungsi : Mereaksikan brine dengan campuran NaOH dan Na2CO3. Type : Silinder tegak , tutup atas dished, tutup bawah conis

dilengkapi pengaduk dan jaket pendingin. Dimensi Shell :

Diameter Shell , inside : 9 ft Tinggi Shell : 18 ft Tebal Shell : 3/16 in Dimensi tutup :

Tebal tutup atas (dished) : 3/16 in Tinggi Tutup atas : 1,30 ft Tebal tutup bawah (conis) : 3/16 in Tinggi Tutup bawah : 1,10 ft

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

Dipakai impeler jenis turbin dengan 6 buah flat blade dengan 2 buah impeller. Diameter impeler : 3,000 ft

Panjang blade : 0,750 ft Lebar blade : 0,600 ft Power motor : 46 hp

Sistem Pendingin

Diameter jaket : 9,09 ft Tinggi jaket : 11,3 ft Jaket spacing : 3/8 in Tebal Jaket : 3/16 in Jumlah reaktor : 1 buah

10. THICKENER ( H - 220 )

Fungsi : memisahkan padatan dan liquid dengan cara sedimentasi. Type : silinder tegak , tutup atas datar dan tutup bawah conis Dasar Pemilihan : Umum digunakan pada tekanan atmospheric

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure) - Suhu = 32°C (suhu bahan)

- Waktu proses= continuous filtration

Spesifikasi : (Perry 7ed : 18-73)

Kapasitas : 1575 cuft = 45 M3 Diameter : 12 ft

Tinggi : 18,3 ft Tebal shell : 3/16 in Tebal tutup atas : ¼ in Tebal tutup bawah : ¼ in Panjang pengaduk : 10,8 ft

Speed : 25 ft/mnt (Perry 7ed : 18-69) Power : 16 hp (Perry 7ed : 18-73) Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11) Jumlah : 1 buah

11. TANGKI SEMENTARA - 1 ( F - 221 )

Fungsi : menampung campuran bahan dari thickener H-220 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 operasi = suhu bahan - Waktu penyimpanan = 8 jam

Spesifikasi :

Volume : 8290 cuft = 235 M3 Diameter : 22 ft

Tinggi : 22 ft Tebal shell : 3/16 in Tebal tutup atas : 3/16 in Tebal tutup bawah : ¼ in

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11) Jumlah : 1 buah

12. POMPA - 4 ( L - 222 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari F-221 ke V-230A. Type : Centrifugal Pump

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

Efek - 1 Feed (F)

Steam (S) 4,5 atm

T_S1=148o_C

T₁

L₁ , x₁

T_S1

V₁= F - L₁

Efek - 2

T₂

L₂ , x₂

T_S2

V₂= L₁ - L₂

Efek - 3

T₃

L₃ , x₃

T_S3

V₃= L₂ - L₃

Condenser

T_S4

Spesifikasi :

Bahan konstruksi : Commercial Steel Rate Volumetrik : 103,40 gpm Total DynamicHead : 40,30 ft.lbf/lbm Effisiensi motor : 80%

Power : 2,0 hp = 1,5 kW Jumlah : 1 buah

13. MULTIPLE EFFECT EVAPORATOR ( V - 230 ) Fungsi : Memekatkan dan mengkristalkan larutan brine

Type : Standard Vertical Tube Evaporator ( calandria ) Dasar Pemilihan : sesuai untuk proses pemekatan larutan.

Spesifikasi efek-1 : Bagian Shell :

Diameter evaporator = 12,0 ft Diameter centerwall = 12,0 ft Tinggi shell = 24,0 ft Tebal shell = ¼ in Tebal tutup = ¼ in Tube Calandria :

Ukuran = 4 in sch. 40 standard IPS OD = 4,500 in

ID = 4,026 in Panjang Tube = 12 ft

Jumlah Tube = 1286 buah

Bahan konstruksi = Carbon steel SA – 203 Grade C ( 2 ½ Ni ) Jumlah evaporator = 1 buah

Spesifikasi efek-2 : Bagian Shell :

Diameter evaporator = 11,4 ft Diameter centerwall = 11,4 ft Tinggi shell = 22,8 ft Tebal shell = ¼ in Tebal tutup = ¼ in Tube Calandria :

Ukuran = 4 in sch. 40 standard IPS OD = 4,500 in

ID = 4,026 in Panjang Tube = 12 ft Jumlah Tube = 1148 buah

Bahan konstruksi = Carbon steel SA – 203 Grade C ( 2 ½ Ni ) Jumlah evaporator = 1 buah

Spesifikasi efek-3 : Bagian Shell :

Diameter evaporator = 10,4 ft Diameter centerwall = 10,4 ft Tinggi shell = 20,8 ft Tebal shell = ¼ in Tebal tutup = ¼ in Tube Calandria :

Ukuran = 4 in sch. 40 standard IPS OD = 4,500 in

Panjang Tube = 12 ft Jumlah Tube = 954 buah

Bahan konstruksi = Carbon steel SA – 203 Grade C ( 2 ½ Ni ) Jumlah evaporator = 1 buah

14. POMPA - 5 ( L - 231 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari V-230A ke V-230B. Type : Centrifugal Pump

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

Spesifikasi :

Bahan konstruksi : Commercial Steel Rate Volumetrik : 73,20 gpm

Total DynamicHead : 37,16 ft.lbf/lbm Effisiensi motor : 80%

Power : 2,0 hp = 1,5 kW Jumlah : 1 buah

15. POMPA - 6 ( L - 232 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari V-230B ke V-230C. Type : Centrifugal Pump

Spesifikasi :

Bahan konstruksi : Commercial Steel Rate Volumetrik : 42,90 gpm

Total DynamicHead : 34,15 ft.lbf/lbm Effisiensi motor : 80%

Power : 1,5 hp = 1,2 kW Jumlah : 1 buah

16. BAROMETRIC CONDENSER ( E - 233 )

Fungsi : mengkondensasi uap dan menjaga tekanan evaporator Type : Multi jet spray

Dasar pemilihan : sesuai dengan kondisi tekanan yang vacuum

Spesifikasi :

Bahan konstruksi : Carbon steel Volumetrik uap : 2528,2 cuft/mnt

Diameter pipa : 12 in ( asumsi aliran turbulent ) Panjang total pipa : 33,5 ft

Tekanan : 1,9076 psia Air pendingin : 341 kg/jam Jumlah alat : 1 buah

17. STEAM JET EJECTOR ( G - 234 ) Fungsi : memvacuumkan evaporator Type : Single stage steam-jet ejector

Dasar Pemilihan : sesuai untuk penjagaan tekanan vacuum

Spesifikasi :

Bahan konstruksi : Carbon steel Inlet (suction) : 1,11 in Outlet (discharge) : 0,83 in Panjang : 9,99 in Kapasitas design : 8,82 lb/jam

Kebutuhan Steam : 1107 lb/jam (503 kg/jam) Jumlah alat : 1 buah

18. HOT WELL ( F - 235 )

Fungsi : Menampung condensate selama 1 jam Dasar Pemilihan : sesuai dengan bahan

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure) - Suhu = 45°C (suhu barometric condenser)

- Waktu penyimpanan = 1 jam Hotwell berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.

Spesifikasi :

Kapasitas : 2 m3

Bentuk : empat persegi panjang Ukuran : Panjang = 1,6 m

Lebar = 1,6 m Tinggi = 0,8 m Bahan konstuksi : Beton

Jumlah : 1 buah

19. TANGKI SEMENTARA - 2 ( F - 236 )

Fungsi : menampung campuran bahan dari evaporator efek-3 V-230C

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 operasi = suhu bahan

- Waktu penyimpanan = 8 jam

Spesifikasi :

Volume : 1010 cuft = 29 M3 Diameter : 11 ft

Tinggi : 11 ft Tebal shell : 3/16 in Tebal tutup atas : 3/16 in Tebal tutup bawah : ¼ in

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11) Jumlah : 1 buah

Masuk

20. POMPA - 7 ( L - 237 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari F-236 ke H-240. Type : Centrifugal Pump

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

Spesifikasi :

Bahan konstruksi : Commercial Steel Rate Volumetrik : 12,60 gpm

Total DynamicHead : 22,43 ft.lbf/lbm Effisiensi motor : 80%

Power : 1,5 hp = 1,2 kW Jumlah : 1 buah

21. ROTARY DRUM VACUUM FILTER ( H - 240 ) Fungsi : memisahkan filtrat dan cake

Type : standard rotary drum vacuum filter Dasar pemilihan : sesuai dengan bahan

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum = 0,283 m3 Diameter = 0,61 m Panjang = 1,8 m Putaran = 7 ½ rpm

Power = 1,12 kW = 1,5 hp Bahan = Carbon Steel Jumlah = 1 buah

22. SCREW CONVEYOR ( J - 241 )

Fungsi : memindahkan bahan dari H-240 ke B-250 Type : Plain spouts or chutes

Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk padatan dengan sistem tertutup

Spesifikasi :

Kapasitas : 94 cuft/jam Panjang : 30 ft Diameter : 10 in Kecepatan putaran : 15 rpm Power : 1,5 hp Jumlah : 1 buah

23. ROTARY DRYER ( B - 250 )

Fungsi : mengeringkan bahan dengan bantuan udara panas Type : Rotary Drum

Dasar pemilihan : sesuai untuk pengeringan padatan

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure) - Suhu = 100°C (berdasarkan titik didih air)

- Waktu proses= Waktu melewati (time of passes) Gambar alat :

Spesifikasi :

Kapasitas : 5689,0919 kg/jam Isolasi : Batu isolasi Diameter : 1,4 m Panjang : 7 m Tebal isolasi : 4 in Tebal shell : 3/16 in Tinggi bahan : 0,689 ft Sudut rotary : 1°

Time of passes : 15 menit Jumlah flight : 16 buah Power : 29 hp Jumlah : 1 buah

24. CYCLONE ( H - 251 )

Fungsi : untuk memisahkan padatan yang terikut udara Type : Van Tongeren Cyclone

Dasar pemilihan : efektif dan sesuai dengan jenis bahan

Spesifikasi :

Kapasitas : 591,816 cuft/dt Diameter partikel : 0,000029 ft Tebal shell : 3/16 in Tebal Tutup atas : 3/16 in Tebal Tutup bawah : 3/16 in Jumlah : 1 buah

25. BLOWER ( G - 252 )

Fungsi : memindahkan udara dari udara bebas ke B-250 Type : Centrifugal Blower

Dasar Pemilihan : Sesuai dengan jenis bahan , efisiensi tinggi.

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 :

Bahan : Commercial Steel Rate Volumetrik : 10876 cuft/menit Adiabatic Head : 15000 ft.lbf/lbm gas Effisiensi motor : 80%

Power : 212 hp Jumlah : 1 buah

26. HEATER ( E - 253 )

Fungsi : Memanaskan udara dari 30°C menjadi 120°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 = 120°C (suhu dryer=100°C)

- Waktu proses = continuous

Spesifikasi :

Tube : OD = ¾ in ; 16 BWG Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square Jumlah Tube , Nt = 324

Passes = 2

Shell : ID = 23,25 in Passes = 1

Bahan konstruksi shell = Carbon steel Heat Exchanger Area , A = 1017,6 ft2 = 95 m2 Jumlah exchanger = 1 buah

27. COOLING CONVEYOR ( E - 260 )

Fungsi : Mendinginkan bahan sampai dengan 32°C Type : Plain spouts or chutes

Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk padatan dengan sistem tertutup

Spesifikasi :

Kapasitas : 93 cuft/jam Panjang : 70 ft Diameter : 10 in Kecepatan putaran : 15 rpm Tebal jaket standar : 2 in Power : 3,5 hp Jumlah : 1 buah

28. BUCKET ELEVATOR ( J - 261 )

Fungsi : memindahkan bahan dari J-260 ke C-270 Type : Continuous Discharge Bucket Elevator

Dasar pemilihan : untuk memindahkan bahan dengan ketinggian tertentu

INLET

OUTLET Tampak

Depan

Tampak Samping JAKET

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum = 14 ton/jam

Ukuran = 6 in x 4 in x 4 ¼ in Bucket Spacing = 12 in

Tinggi Elevator = 63 ft Ukuran Feed (maximum) = ¾ in

Bucket Speed = (5,7 / 14) x 225 ft/mnt = 92 ft/menit Putaran Head Shaft = (5,7 / 14) x 43 rpm = 18 rpm

Lebar Belt = 7 in Power total = 4 hp

Alat pembantu = Hopper Chute (pengumpan) Jumlah = 1 buah

29. BALL MILL ( C - 270 )

Fungsi : Menghaluskan kristal sampai 100 mesh Type : Ball Mill Grinding System, Air-Lift Type

Dasar pemilihan : dipilih jenis ini , sesuai dengan bahan dan kapasitas. Kondisi operasi : Tekanan operasi = 1 atm (atmospheric pressure)

Suhu operasi = Suhu kamar Waktu proses = Continuous

Spesifikasi :

Sieve number : No. 100 Kapasitas maksimum : 180 ton/hari

Ukuran ball mill : 7 ft x 5 ft Mill Speed : 22,5 rpm Power : 135 hp

Bola Baja : - Ball charge : 31,10 ton

- Ukuran bola baja : 5” , 3 ½ “ , 2 ½ “ - Jumlah bola 5” : 849 buah

- Jumlah bola 3½“ : 2475 buah - Jumlah bola 2½“ : 6792 buah Jumlah ball mill : 1 buah

30. SCREEN ( H - 271 )

Fungsi : Memisahkan kristal ukuran 100 mesh.

Type : Electrical Vibrating Screen (Perry 7ed ; fig.19-18) Dasar pemilihan : dipilih jenis ini karena sesuai dengan bahan dan kapasitas. Kondisi operasi : Tekanan operasi = 1 atm (atmospheric pressure)

Suhu operasi = 30°C (Suhu kamar) Waktu proses = Continuous

Spesifikasi :

Kapasitas : 6,0 ton/jam

Speed : 50 vibration/dt ; P = 3 Hp (Peter’s 4ed : 567) Ty Equivalent design : 100 mesh

Sieve No. : No. 100

Sieve design : standard 149 micron Sieve opening : 0,149 mm

Ukuran kawat : 0,110 mm Effisiensi : 99,84 % Jumlah : 1 buah

31. BELT CONVEYOR ( J - 272 )

Fungsi : memindahkan bahan dari H-271 ke C-270

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 : (0,3 / 32) x 100 ft/mnt = 1,0 ft/min Panjang : 51 ft

Sudut elevasi : 11,3 o Power : 4 Hp Jumlah : 1 buah

Masuk

Keluar

32. SILO SODIUM CHLORIDE ( F - 310 )

Fungsi : Menampung produk sodium chloride

Type : silinder tegak dengan tutup atas datar dan bawah conis Dasar pemilihan : umum digunakan untuk menampung padatan

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure) - Suhu = 30°C (suhu kamar)

- Waktu penyimpanan = 7 hari

Spesifikasi :

Volume : 9765 cuft = 277 m3 Diameter : 16 ft

Tinggi : 48 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

inlet

BAB VI

PERENCANAAN ALAT UTAMA

REAKTOR ( R - 210 )

Fungsi : Mereaksikan brine dengan campuran NaOH dan Na2CO3.

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

Kondisi operasi : - Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmosfer) - Suhu operasi = 32oC (suhu kamar) - Waktu proses = 1 jam (Keyes : 672)

Berdasarkan pertimbangan atas fase zat yang bereaksi, dan kapasitas produksi, maka reaktor dapat dibedakan jenisnya yaitu : reaktor berpengaduk

(mixed flow) dan reaktor pipa alir (plug flow). Pada reaktor ini bahan baku brine merupakan fase liquid dan campuran NaOH + Na2CO3 merupakan liquid-solid,

maka dipilih jenis reaktor tangki berpengaduk (mixed flow) untuk memudahkan dan mempercepat kontak reaksi.

Pertama-tama larutan brine diumpankan pada bagian atas reaktor kemudian ditambahkan campuran NaOH dan Na2CO3. Pada saat pencampuran,

terjadi reaksi yang terjadi bersifat eksothermis, sehingga membutuhkan penyerap panas dari air pendingin untuk mempertahankan suhu sistem menjadi 32C. Setelah 1 jam, maka produk reaksi dikeluarkan pada bagian bawah reaktor yang sudah diatur otomatis.

Kondisi feed :

1. Feed larutan brine dari M-111:

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

NaCl 5691,0420 0,2115 2,163

CaSO4 68,6154 0,0026 2,960

MgCl2 172,2112 0,0064 2,325

MgSO4 54,4887 0,0020 2,660

Impuritis 39,0166 0,0015 2,650

H2O 20880,5712 0,7761 1,000

26905,9451 1,0000

 campuran =



_fraksi_komponenberat 1

(Himmelblau , 249)

 = 1 0,7761 2,650 0,0015 2,660 0,0020 2,325 0,0064 2,960 0,0026 2,163 0,2115 1     

= 1,14 gr/cc

= 1,14 gr/cc x 62,43 = 71,1 lb/cuft (1 gr/cc = 62,43 lb/cuft) Rate massa = 26905,9451 kg/jam = 59316,8466 lb/jam

rate volumetrik= densitas massa rate = cuft / lb jam / lb 71,1 59316,8466

2. Feed campuran NaOH dan Na2CO3 dari tangki M-140 :

Komponen Berat (kg) Fraksi berat  (gr/cc) [Perry 7ed;T.2-1] NaOH 232,7932 0,2932 2,130

Na2CO3 308,4508 0,3885 2,533

Impuritis 0,6181 0,0008 2,650

H2O 252,1926 0,3176 1,000

794,0547 1,0000

Rate massa = 794,0547 kg/jam = 1750,5730 lb/jam

 campuran = 62,43 komponen

berat fraksi

1

 



= 102,5 lb/cuft

rate volumetrik=

densitas massa rate

=

cuft / lb

jam / lb 102,5 1750,5730

= 18 cuft/jam

Total rate volumetrik = 835 + 18 = 853 cuft/jam

Tahap-tahap Perencanaan

1. Perencanaan Dimensi Reaktor 2. Perencanaan Sistem Pengaduk 3. Perencanaan Sistem Pendingin

1. PERENCANAAN DIMENSI REAKTOR Total rate volumetrik = 853 cuft/jam

 campuran = 72,7 lb/cuft (produk bawah) Waktu operasi = 1 jam (Keyes : 672)

Direncanakan digunakan 1 tangki untuk proses per jam, sehingga volume tangki = 853 cuft/jam x 1 jam = 853 cuft

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

Volume tangki = 853 / 80% = 1067 cuft

Menentukan ukuran tangki dan ketebalannya

Diambil dimension ratio H

D = 2 (Ulrich ; T.4-27 : 248) Dengan mengabaikan volume dished head.

Volume tangki =  4 . D

2

. H

1067 =

4

_{. D}2

. 2 D

D = 9 ft = 108 in = 2,75 m (Dmaksimum = 4 m; Ulrich; T.4-18)

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 =  H P hydrostatis =





144 18 % 80 7 ,

72  

= 7,3 psi

P design diambil 10% lebih besar dari P operasi untuk faktor keamanan. P design = 1,1 x 7,3 = 8 psi

r = ½ D = ½ x 108 in = 54 in t min =



 



0,125

8 6 , 0 8 , 0 36000 54 8   

Dimensi tutup atas, standard dished :

Untuk D = 108 in, didapat rc = 102 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]

P design = 8 psi

th =



36000 0,8

 

0,1 8



102 8 885 , 0  

   + 0,125 = 0,151 in , digunakan t = 3/16 in

h = rc -

4 D rc

2 2 _

= 1,3 ft

C a t r ID sf b icr OA A B

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 8 6 , 0 8 , 0 36000 15 cos 2 12 9 8

o    

    0,141 in = 3/16 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 8 268 ,

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 9 = 3,000 ft Lebar blade (w) = 0,2 diameter impeller = 0,2 x 3,000 = 0,600 ft Panjang blade = 0,25 x diameter impeller = 0,25 x 3,000 = 0,750 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 = 80 rpm = 1,4 rps

Da = 3,000 ft = 0,915 m

V =  x 0,915 x 80 = 229,848 m/mnt (memenuhi range 200 – 250 m/mnt)

Da E J H

Dt L W

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 7 , 72 = 1,165

Jumlah Impeller =

9

1,165 18 % 80  

 2 buah

Jarak pengaduk = 1,5 Da = 1,5 x 3,000 ft = 4,5 ft

Bilangan Reynolds ; NRe :

Putaran pengaduk , N = 80 rpm = 1,4 rps

 campuran = 72,7 lb/cuft sg = 1,165

 bahan = reference

reference sg

bahan sg



 = 0,00085

0,996 1,165



= 0,001 lb/ft dt (berdasarkan sg bahan)

NRe =

  

 Da2 N

 916020

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

Power pengaduk :

Untuk NRe > 10000 perhitungan power digunakan persamaan 5.5 Ludwig,

halaman190 dengan persamaan :

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 = 72,7

  

1,4 3 3,000



5 2

, 32

3 , 6

 

 = 9543,7 lb.ft/dt = 17,4 hp(1 lb.ft/dt=1/550 hp)

Untuk 2 buah impeller, maka power input = 2 x 17,4 hp = 34,8 hp Perhitungan losses pengaduk :

Gland losses (kebocoran tenaga akibat poros dan bearing) = 10 %(Joshi:399) Gland losses 10 % = 10 % x 34,8  3,48 hp (minimum=0,5) Power input dengan gland losses = 34,8 + 3,48 = 38,28 hp

Transmission system losses = 20 %(Joshi:399)

Transmission system losses 20 % = 20 % x 38,28  7,66 hp

Power input dengan transmission system losses = 38,28 + 7,66 = 45,94 hp Digunakan power motor = 46 hp

3. PERENCANAAN SISTEM PENDINGIN Perhitungan Jaket :

Perhitungan sistem penjaga suhu : ( Kern , hal 719 ) Dari neraca panas : suhu yang dijaga = 32C

Q = 32854,7407 kkal/jam = 130376 Btu/jam Suhu masuk rata-rata = 30C = 86F

Suhu kenaikan reaksi = 32C = 90F

T = 90 – 86 = 4F

Kebutuhan media = 2190 kg/jam = 4829 lb/jam Densitas media = 0,2 lb/cuft (densitas steam) Rate volumetrik =

cuft / lb jam / lb bahan bahan rate

 = 24145 cuft/jam = 6,71 cuft/dt

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

dt / ft dt / cuft aliran tan kecepa volumetrik rate

= 6,71 / 10 = 0,68 ft2

Luas penampang = /4 (D22 - D12)

dengan : D2 = diameter dalam jaket

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

= 9 + 2 ( 3/16 in  0,02 ft ) = 9,04 ft Luas penampang = /4 (D22 - D12)

0,68 = /4 (D22 – 9,04 2)

D2 = 9,09 ft

Spasi = 2

D D₂ ₁

= 2

,04 9 9,09

Perhitungan Tinggi Jaket : UD = 75 (Kern, Tabel 8)

A = t U

Q

D 

= 4 75 130376

 = 435 ft

2

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 = 1,1 ft d : Indise Diameter Jaket = 9,09 ft

D : Outside Diameter Jaket = OD + (2 x tebal jaket) = 9,132 ft A conis = 0,785 (D x m) 4h2



Dm



0,785d2= 114,5 ft2

Ajaket = A shell + A conis

435 = ( . (9,09) . h ) + 114,5 hjaket = 11,3 ft

Spesifikasi :

Fungsi : Mereaksikan brine dengan campuran NaOH dan Na2CO3.

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

Dimensi Shell :

Diameter Shell , inside : 9 ft Tinggi Shell : 18 ft Tebal Shell : 3/16 in Dimensi tutup :

Tebal tutup atas (dished) : 3/16 in Tinggi Tutup atas : 1,30 ft Tebal tutup bawah (conis) : 3/16 in Tinggi Tutup bawah : 1,10 ft

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

Dipakai impeler jenis turbin dengan 6 buah flat blade dengan 2 buah impeller. Diameter impeler : 3,000 ft

Panjang blade : 0,750 ft Lebar blade : 0,600 ft Power motor : 46 hp Sistem Pendingin

Diameter jaket : 9,09 ft Tinggi jaket : 11,3 ft Jaket spacing : 3/8 in Tebal Jaket : 3/16 in

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.

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.

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

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 )

Tabel VII.1. Instrumentasi pada pabrik

NO NAMA ALAT KODE INSTRUMENTASI 1. SILO GARAM RAKYAT ( F - 110 ) ( WC )

2. TANGKI PELARUT ( M - 111 ) ( FC ; LC ) 3. POMPA - 1 ( L - 112 ) ( LC ) 4. TANGKI CAUSTIC SODA ( F - 120 ) ( LI ) 5. POMPA - 2 ( L - 121 ) ( FC ) 6. SILO SODA ASH ( F - 130 ) ( WC ) 7. TANGKI PENCAMPUR ( M - 140 ) ( LC ) 8. POMPA - 3 ( L - 141 ) ( LC ) 9. REAKTOR ( R - 210 ) ( TC ; LC ) 10. THICKENER ( H - 220 ) ( LC ) 11. TANGKI SEMENTARA - 1 ( F - 221 ) ( LI ) 12. POMPA - 4 ( L - 222 ) ( FC ) 13. MULTIPLE EFFECT EVAPORATOR ( V - 230 ) ( TC ; PC ; LC ) 14. POMPA - 5 ( L - 231 ) ( LC ) 15. POMPA - 6 ( L - 232 ) ( LC ) 16. BAROMETRIC CONDENSER ( E - 233 ) ( TI ) 17. STEAM JET EJECTOR ( G - 234 ) ( PC ) 18. TANGKI SEMENTARA - 2 ( F - 236 ) ( LI ) 19. POMPA - 7 ( L - 237 ) ( FC ) 20. ROTARY DRUM VACUUM FILTER ( H - 240 ) ( FC ) 21. BLOWER ( G - 252 ) ( FC ) 22. HEATER ( E - 253 ) ( TC ) 23. COOLING CONVEYOR ( J - 260 ) ( TC ) 24. SILO SODIUM CHLORIDE ( F - 310 ) ( WC )

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.

VII.2.1. Bahaya Kebakaran

A. Penyebab kebakaran.

- Adanya nyala terbuka (open flame) yang datang dari unit utilitas, workshop dan lain-lain.

- Adanya loncatan bunga api yang disebabkan karena korsleting aliran listrik seperti pada stop kontak, saklar serta instrument lainnya.

B. Pencegahan.

- Menempatkan unit utilitas dan unit pembangkitan cukup jauh dari lokasi proses yang dikerjakan.

- Menempatkan bahan yang mudah terbakar pada tempat yang terisolasi dan tertutup.

- Memasang kabel atau kawat listrik di tempat-tempat yang terlindung, jauh dari daerah yang panas yang memungkinkan terjadinya kebakaran.

- Sistem alarm hendaknya ditempatkan pada lokasi dimana tenaga kerja dengan cepat dapat mengetahui apabila terjadi kebakaran

C. Alat pencegah kebakaran.

- Instalasi permanen seperti fire hydrant system dan sprinkle otomatis.

- Pemakaian portable fire-extinguisher bagi daerah yang mudah dijangkau bila terjadi kebakaran. Jenis dan jumlahnya pada perencanaan pabrik ini dapat dilihat pada tabel VII.1.

- Untuk pabrik ini lebih disukai alat pemadam kebakaran tipe karbon dioksida. - Untuk bahan baku yang mengandung racun, maka perlu digunakan kantong-kantong udara atau alat pernafasan yang ditempatkan pada daerah-daerah strategis pada pabrik ini.

Tabel VII.2. Jenis dan Jumlah Fire-Extinguisher.

NO. TEMPAT JENIS BERAT SERBUK

JARAK

SEMPROT JUMLAH

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Pos Keamanan Kantor Daerah Proses Gudang Bengkel Unit Pembangkitan Laboratorium YA-10L YA-20L YA-20L YA-10L YA-10L YA-20L YA-20L 3.5 Kg 6.0 Kg 8.0 Kg 4.0 Kg 8.0 Kg 8.0 Kg 8.0 Kg 8 m 8 m 7 m 8 m 7 m 7 m 7 m 3 2 4 2 2 2 2

VII.2.2. Bahaya Kecelakaan

Karena kesalahan mekanik sering terjadi dikarenakan kelalaian pengerjaan maupun kesalahan konstruksi dan tidak mengikuti aturan yang berlaku. Bentuk kerusakan yang umum adalah karena korosi dan ledakan. Kejadian ini selain mengakibatkan kerugian yang besar karena dapat mengakibatkan cacat tubuh maupun hilangnya nyawa pekerja. Berbagai kemungkinan kecelakaan karena mekanik pada pabrik ini dan cara pencegahan dapat digunakan sebagai berikut :

A. Vessel.

Kesalahan dalam perencanaan vessel dan tangki dapat mengakibatkan kerusakan fatal, cara pencegahannya :

- Menyeleksi dengan hati-hati bahan konstruksi yang sesuai, tahan korosi serta memakai corrosion allowance yang wajar. Untuk pabrik

pengecualian adanya seng dan tembaga. Bahan konstruksi yang biasanya dipakai untuk tangki penyimpan, perpipaan dan peralatan lainnya dalam pabrik ini adalah steel. Semua konstruksi harus sesuai dengan standar ASME (America Society Mechanical Engineering).

- Memperhatikan teknik pengelasan. - Memakai level gauge yang otomatis.

- Penyediaan man-hole dan hand-hole ( bila memungkinkan ) yang

memadai untuk inspeksi dan pemeliharaan. Disamping itu peralatan tersebut harus dapat diatur sehingga mudah untuk digunakan.

B. Heat Exchanger.

Kerusakan yang terjadi pada umumnya disebabkan karena kebocoran-kebocoran. Hal ini dapat dicegah dengan cara :

- Pada inlet dan outlet dipasang block valve untuk mencegah

terjadinya thermal expansion.

- Drainhole yang cukup harus disediakan untuk pemeliharaan.

- Pengecekan dan pengujian terhadap setiap ruangan fluida secara sendiri-sendiri.

- Memakai heat exchanger yang cocok untuk ukuran tersebut.

Disamping itu juga rate aliran harus benar-benar dijaga agar tidak terjadi perpindahan panas yang berlebihan sehingga terjadi perubahan fase didalam pipa.

XII - 1

---Pra Rencana Pabrik Sodium Chloride

BAB XII

PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

Dalam memenuhi kebutuhan dalam negeri akan sodium chloride, Indonesia masih mengimpor sodium chloride dari beberapa negara. Di lain pihak, Indonesia mempunyai bahan baku yang tersedia. Sehingga pendirian pabrik sodium chloride 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 sodium chloride 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 Sodium Chloride

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. 29.235.158.000 * Working Capital Investment (WCI) : Rp. 7.769.405.000 * Total Capital Investment (TCI) : Rp. 37.004.563.000 * Biaya Bahan Baku (1 tahun) : Rp. 62.342.970.000 * Biaya Utilitas (1 tahun) : Rp. 14.703.570.000

- Steam = 621.576 lb/hari

- Air pendingin = 192 M3/hari

- Listrik = 10.800 kWh/hari

- Bahan Bakar = 4.776 liter/hari

* Biaya Produksi Total (Total Production Cost) : Rp. 93.232.854.000 * Hasil Penjualan Produk (Sale Income) : Rp. 109.355.884.000 * Bunga Bank (Kredit Investasi Bank Mandiri) : 19%

* Internal Rate of Return : 20,53%

* Rate On Investment : 18,71%

* Rate On Equity : 21,16%

* Pay Out Periode : 4,3 Tahun

* Break Even Point (BEP) : 35%

Pembahasan dan Kesimpulan --- XII ~

---Pra Rencana Pabrik Sodium Chloride

3

XII.2. Kesimpulan

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

Kapasitas : 45.000 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. 37.004.563.000

Pay Out Periode : 4,3 tahun

Bunga bank : 19%

Internal Rate of Return : 20,53% Rate on Investment : 18,71%

Rate on Equity : 21,16%

Break Even Point : 35%

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” , 4thed., 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 , ”The Properties 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