PABRIK KALSIUM SULFAT ANHIDRAT DARI GYPSUM ROCK DENGAN PROSES KALSINASI.

PABRIK KALSIUM SULFAT ANHIDRAT DARI GYPSUM

ROCK DENGAN PROSES KALSINASI

PRA RENCANA PABRIK

Oleh :

TIARA PRICYLIA. W NPM : 0931010052

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” SURABAYA – JAWA TIMUR

2013

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

INTISARI

Perencanaan Pabrik Kalsium Sulfat ini dimaksudkan untuk menambah jumlah produksi Kalsium Sulfat untuk mencukupi kebutuhan konsumen serta merupakan lapangan pekerjaan.

Rencana lokasi pendirian pabrik ini di daerah Palang, Tuban dengan perencanaan sebagai berikut :

1. Kapasitas produksi : 30.000 ton/ tahun 2. Bentukperusahaan : Perseroan Terbatas 3. Sistem dan Organisasi : Garis dan staff 4. SistemProduksi : Continue 5. WaktuOperasi : 330 hari/tahun

6. Bahan dasar : Gypsum Rock

7. Jumlah tenaga kerja : 114 orang

Evaluasi ekonomi

a. Modal Tetap (FCI) : Rp. 64.320.913.157 b. Modal Kerja (WCI) : Rp. 11.350.749.380 c. Investasi Total (TCI) :Rp. 75.671.662.538

d. IRR : 20%

e. ROE : 25%

f. POP : 4,2 tahun

g. BEP : 31,16%

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

iii Kata Pengantar

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan puji syukur kepada Allah S.W.T atas berkat dan rahmat-Nya, maka penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul: “Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi“ yang merupakan salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur. Atas tersusunnya Tugas Akhir ini saya sebagai penyusun mengucapkan terima kasih kepada :

1. Ir. Sutiyono , MT , selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur serta selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir.

2. Ir. Retno Dewati, MT , selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur..

3. Seluruh Karyawan dan Staf TU Fakultas Tehnologi Indusrtri yang telah membantu dalam proses surat menyurat dan pendaftaran ujian

4. Semua pihak yang telah banyak membantu tersusunnya Tugas Akhir ini yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu .

Penyusun menyadari bahwa isi dari laporan Tugas Akhir ini sangat jauh dari sempurna, maka penyusun mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca .

Akhir kata penyusun berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan di Indonesia .

Surabaya, Mei 2013

Penyusun

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

IV Daftar Isi

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfate Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... v

DAFTAR GAMBAR ... vi

BAB I PENDAHULUAN ... I-1 BAB II PEMILIHAN 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 TATA LETAK DAN LOKASI ... IX-1 BAB X SISTEM ORGANISASI ... X-1 BAB XI ANALISA EKONOMI ... XI-1 BAB XII DISKUSI DAN KESIMPULAN... XII-1 DAFTAR PUSTAK A ... vii

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Pendahuluan I -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

1

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Kalsium sulfat dapat dikenal dengan beberapa nama antara lain : Plaster of Paris, Gypsum Plaster, atau Stucco akan tetapi dari semua nama tersebut mewakili bentuk dari kalsium sulfat itu sendiri. Kalsium sulfat dapat dibuat dengan mengkalsinasi serbuk (powder) dari batuan gipsum untuk memisahkan tiga per empat air yang terkandung pada proses kristalisasi.

Sebagai bahan baku, gipsum dapat diperoleh dari alam dengan cara penambangan batu gipsum dan refinery air laut. Bahan baku pembuatan kalsium sulfat dari penambangan mempunyai kualitas yang baik, relatif lebih bersih dan tersedia setiap saat. Sedangkan gipsum dari refinery air laut relatif kotor dan hanya dapat dilakukan dimusim panas. Dari dua proses tersebut yang paling banyak digunakan adalah dari bahan batuan gipsum yang di ambil dari daerah Tuban. Disamping itu diketahu juga adanya persediaan bahan baku yang ada di sekitar lokasi pabrik yang direncanakan yaitu + 18.010.502 m3 atau 42.000.000 ton.

Batuan gipsum yang sudah dipecah-pecah dari tambang gipsum, pertama-tama dipecah menjadi ukuran yang lebih kecil. Pecahan yang halus, kemudian dapat dijual untuk pabrik semen portland dan yang kasar dikeringkan pada dryer. Industri gipsum dan industri plester sangat dekat hubungannya dengan industri dibidang konstruksi, misalnya pembuatan bahan baku bangunan. Hal ini dapat dilihat bahwa 90% gipsum digunakan untuk bahan bangunan. Berdasarkan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Pendahuluan I -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

2

hal tersebut, maka produksi gipsum mengikuti siklus untuk bahan konstruksi. Dimana kalsium sulfat digunakan pula sebagai “filter” atau bahan tambahan untuk membentuk komposisi cat, kertas dan lain sebagainya. Akan tetapi, hampir 80% kalsium sulfat ini dipergunakan sebagai bahan pembantu pembuatan wallboard.

Kalsium sulfat merupakan produk dengan komoditas yang relatif ekonomis, dengan melihat biaya untuk transportasi bahan baku maupun produk dan merupakan bahan baku terpenting pada beberapa industri kimia semen.

I.2 Manfaat

Kegunaan terbesar dari kalsium sulfat adalah sebagai bahan baku pada proses konstruksi bangunan pabrik, dimana hampir 73% alokasi kegunaan kalisum sulfat adalah pada bidang konstruksi bangunan pabrik. Kegunaan lain dari kalsium sulfat adalah sebagai retarder pada industri semen, sebagai bahan pembantu pada bidang pertanian, industri kaca, industri porselin, gigi palsu dan lainnya.

I.3 Aspek Ekonomi

Kebutuhan kalsium sulfat di Indonesia khususnya, semakin meningkat dengan peningkatan pertumbuhan kapasitas pada bidang industri kimia. Kebutuhan kalsium sulfat untuk Indonesia pada tahun 2007, dapat ditabelkan pada tabel sebagai berikut :

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Pendahuluan I -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

3

Tabel I.1. Kebutuhan Kalsium Sulfat di Indonesia pada tahun 2006 sampai 2010

Tahun Kapasitas (ton/tahun) 2006 32.643

2007 34.701 2008 35.480 2009 36.598 2010 35.859

Berdasarkan data di atas, maka produksi kalsium sulfat di Indonesia masih perlu di tingkatkan untuk memenuhi kebutuhan Indonesia akan kalsium sulfat.

I.4 Sejarah Perkembangan Pabrik

Pembuatan produk quick lime adalah sumber pembuatan atau sebagai bahan baku untuk pembuatan bahan kimia lainnya. Pada tahun 1808 Davy memisahkan kalsium dalam keadaan murni dengan cara elektrolisa dari lime yang mengandung air dengan metode mercury.

Pada tahun 1898 Moissan berhasil mendapatkan metode Ca dalam keadaan murni dari pemanasan kalsium yodida dengan sodium metallic. Kalsium banyak diperlukan dalam kombinasi dengan elemen-elemen lain seperti oksigen, karbon, silikon, florine dan lain-lain.

Sebagai karbonate, kalsium diperoleh sebagai lime stone, marble, coral dan lain-lain. Sebagai mineral lainnya diperoleh sebagai dolomite (CaCO3,

MgCO3), gipsum (CaSO4.2H2O), fluorspor (CaF2), aparite (3Ca3(SO4)2CaF2)

dan lain-lain.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Pendahuluan I -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

4

Gipsum ditemukan pertam kali oleh seorang bangsa Inggris yang bernama Joseph Aspadim pada tahun 1824. Pada Saat itu gipsum diperoleh dari bahan gipsum yang diperlukan sebagai bahan retarder. Gipsum di Indonesia terdapat di daerah Tuban.

I.5 Sifat Fisika - Kimia Bahan Baku Dan Produk

I.5.1 Sifat Fisika Bahan Baku Dan Produk  Sifat-sifat fisika CaSO4.2H2O :

a. Sebagai mineral lunak yang berbentuk kristal monoklin, bersih, berwarna ke abu-abuan, kekuning-kuningan, keputih-putihan, sampai kebiru-biruan.

b. Kristal gipsum mudah dibelah.

c. Kristal bersifat fleksibel tetapi masih tidak elastis. d. Kekerasan gipsum : 1,5-2 skala mosh

e. Berat molekul : 172,17 f.Spesifikasi grafiti : 2,32

g. Titik leleh 1280C (kehilangan 1,5 H2O)

h. Titik didih 1620C (kehilangan 2H2O)

i.Kelarutan dalam 100 gr air pada 250C; 0,24 gr j.Tahan api

 Sifat-sifat fisika CaSO4 :

a. Warna : putih

b. Berat Molekul : 136,14

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Pendahuluan I -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

5

c. Bentuk kristal : rhombic d. Warna : tidak berwarna e. Densitas : 2,96

f.Titik leleh 1460 0C g. Titik didih 1193 0C

h. Kelarutan (g/100 g H2O) : 0,298 pada 200C dan 0,1619 pada 1000C

I.5.2 Sifat Kimia Bahan Baku Dan Produk  Sifat-sifat kimia CaSO4.2H2O :

a. Merupakan rumus molekul CaSO4.2H2O

b. Gipsum dapat dalam asam klorida (HCL) sedikit larut dalam air.

 Sifat-sifat kimia CaSO4:

a. Entalpi pembentukan standar pada ΔfHo298 : –1434,5 kJ/mol b. Reaksi pembentukan kalsium sulfat:

CaSO4.2H2O + panas → CaSO4 + 2H2O

I.6 Perencanaan Kapasitas Produksi

Untuk menentukan kapasitas produksi ditetapkan dengan data yang ada di Biro statistik mengenai kebutuhan produksi tersebut dalam tiap tahunnya. Di samping itu juga perlu diketahui adanya deposit bahan baku yang ada disekitar lokasi pabrik yang direncanakan yaitu sejumlah 18.010.502 m3 sekitar 42.000.000 ton. Pabrik direncanakan beroperasi pada

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Pendahuluan I -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

6

tahun 2014 dimana masa konstruksi pabrik dimulai pada awal tahun 2012. Perencanaan kapasitas produksi didasarkan pada asumsi laju pertumbuhan sebesar 5% per tahun. Kapasitas produksi sebagai acuan diambil dari kebutuhan rata-rata kalsium sulfat pada tahun 2002 = 15.584.369 kg/th.

Tahun Data = 2007

Tahun Perencanaan = 2013 Jumlah Tahun Perencanaan = 6 tahun Laju Pertumbuhan = 5% per tahun

Laju Pertumbuhan Total = 5% per tahun x 6 tahun = 30% per tahun

Konsumsi pada 2007 = 16.934.614 kg/tahun Kapasitas Produksi Terpasang untuk tahun 2013 :

= Kapasitas tahun 2007 + (Laju Pertumbuhan Total x Konsumsi pada 2002) = 16.934.614 + (30% x 16.934.614)

= 24.934.990 kg/tahun

Untuk perencanaan pabrik ini digunakan kapasitas produksi 30.000 ton/tahun

Kapasitas Produksi :

Produksi kalsium sulfat = 30.000 ton/tahun

= 9.900.000 ton/hari (1tahun = 330 hari kerja) = 237.600.000 kg/jam (1hari = 24 jam proses)

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Pendahuluan I -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

7

I.7 Kegunaan

1.Industri Semen portland 17 % ; sebagai retarder

2.Pertanian 8,5 % ; bahan pupuk

3.Industri kaca, gigi, plester 2,5 % ; bahan campuran

4.Sementasi 24 % ; bahan campuran

5.Wallboard 48 % ; bahan campuran

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Seleksi Dan Uraian Proses II -

Pra Rencana Pabrik Kalcium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

6

BAB II

Seleksi Dan Uraian Proses

II.1 Macam-macam Proses

Pada umumnya di dalam proses pembuatan kalsium sulfat hanya dengan cara kalsinasi batuan gypsum. Perbedaan proses hanya pada produk yang diinginkan. Untuk produk kalsium sulfat dalam bentuk hamihydrate, dapat dilakukan dengan kalsinasi pada suhu antara 150 – 155 0C, dimana pada suhu 128 0C gypsum rock kehilangan 1,5 molekul air. Reaksi yang terjadi adalah : (Kirk Othmer, 1962)

CaSO4 . 2H2O(s) CaSO4 . ½ H2O(s) + 1 ½ H2O(G)

Apabila produk yang diinginkan adalah kalsium sulfat anhydrate, maka proses kalsinasi dilakukan pada suhu antara 190 0C sampai dengan 900 0C, dimana pada suhu 163 0C, gypsum rock terdehydrasi sempurna menjadi kalsium sulfat. Reaksi yang terjadi : (Kirk Othmer, 1962)

CaSO4 . ½ H2O(s) CaSO4(s) + ½ H2O(G)

Produk kalsium sulfat anhydrate dapat dibagi menjadi dua spesifikasi, tergantung pada suhu yang digunakan pada proses kalsinasi batuan gypsum. Jika produk yang diinginkan adalah kalsium sulfat anhydrate yang dapat larut dalam air (soluble), maka proses kalsinasi dilakukan pada suhu 190 0C, sedangkan untuk produk kalsium sulfat anhydrate yang tidak dapat larut dalam air (insoluble), maka proses kalsinasi dilakukan pada suhu antara 215 – 900 0C.

Pada pembuatan kalsium sulfat dari gypsum rock ini, proses kalsinasi dapat dibedakan menjadi dua, tergantung pada alat kalsinasi yang digunakan. Terdapat 2 tipe kalsinasi yaitu kalsinasi dengan menggunakan vertical kiln dan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Seleksi Dan Uraian Proses II -

Pra Rencana Pabrik Kalcium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

7

kalsinasi dengan menggunakan horizontal kiln atau yang lebih dikenal dengan rotary kiln.

II.2 Pemilihan Proses

Pada pembuatan kalsium sulfat dari gypsum rock ini, proses kalsinasi dapat dibedakan menjadi dua, tergantung pada alat kalsinasi yang digunakan. Terdapat dua tipe kalsinasi dengan menggunakan vertikal klin dan horizontal klin atau yang lebih dikenal dengan rotary klin.

Berdasarkan uraian diatas, maka proses pembuatan kalsium sulfat dapat dilakukan dengan kalsinasi pada vertikal klin maupun horizontal klin, dengan perbedaan kondisi operasinya adalah sebagai berikut :

Pembatas Nama Proses

Vertikal Horizontal

Bahan Baku Gypsum Rock Gypsum Rock

Alat Utama Vertical Shaft Klin Rotary Klin

Ukuran Produk 100 mesh 100 mesh

Suhu 150 0C - 220 0C 220 0C - 900 0C

Peralatan Sederhana Kompleks

Dari tabel diatas, dipilih proses pembuatan kalsium sulfat dari gypsum rock dengan proses kalsinasi menggunakan vertical shaft kiln dengan faktor-faktor :.

1. Suhu operasi lebih rendah.

2. Biaya utilitas rendah (karena suhu rendah). 3. Peralatan lebih sederhana.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Seleksi Dan Uraian Proses II -

Pra Rencana Pabrik Kalcium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

8

II.3 Uraian Proses

Flowsheet Pengembangan :

J-111 F-110 H-121 C-120 J-122 B-210 FO H-214 Calcium sulfate J-314 B-310 S CW SC CWR Gypsum Rock udara TC Wasted gas FC H-313 TC J-315 H-411 F-414 PC TC FC C-410 G-312 udara E-213 J-124 J-123 J-215 J-216 H-212 J-412 J-413 H-211 H-311

PABRIK KALSIUM SULFAT ANHIDRAT DARI GYPSUM ROCK DENGAN PROSES KALSINASI

1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 13 8 15 14 30 95,8 30 30 100 30 215 100 199,8 100 199,8 35 35 35 35 120 260

Dengan pembuatan kalsium sulfat dengan proses kalsinasi gypsum rock diproses melalui 3 tahap yaitu :

1. Tahap penghancuran. 2. Tahap pengeringan. 3. Tahap kalsinasi. II.3.1 Tahap Penghancuran

Pertama-tama gypsum rock dari stock pile F-110 diumpankan pada jaw crusher C-120 dengan betl conveyor J-111. Pada jaw crusher C-120, gypsum rock dihancurkan, kemudian gypsum rock disaring pada screen H-121 untuk mendapatkan ukuran 10 mesh, dimana produk oversize (+10mesh) di recycle sedangkan produk undersize (-10mesh) diumpankan pada rotary dryer B-210 dengan belt conveyor J-123.

II.3.2 Tahap Pengeringan

Pada rotary dryer B-320, gypsum rock dikeringkan pada suhu 100 0C dengan bantuan udara panas secara counter-current. Udara dihembuskan oleh

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Seleksi Dan Uraian Proses II -

Pra Rencana Pabrik Kalcium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

9

blower H-212 dan dipanaskan pada heater E-213. Udara panas dan padatan terikut kemudian dipisahkan oleh cyclone H-211, dimana gas dibuang ke udara bebas, sedangkan padatan yang terpisah, secara bersamaan dengan produk bawah rotary dryer B-210 diumpankan ke vertikal shaft klin B-310 dengan belt conveyor J-214 dan bucket elevator J-215.

II.3.3 Tahap Kalsinasi

Pada vertikal shaft klin, terjadi proses kalsinasi gypsum rock menjadi kalsium sulfat pada suhu 215 0C – 900 0C dengan bantuan udara panas yang terbakar oleh fuel oil. Reaksi yang terjadi :

CaSO4 . ½ H2O(s) CaSO4(s) + ½ H2O(G)

Produk kalsium sulfat kemudian diumpankan pada cooling conveyor J-314 untuk didinginkan dengan suhu 35 0C. Produk gas dari vertikal shaft klin B-310 dan padatan yang terikut dipisahkan pada cyclone H-214, dimana gas dibuang ke udara bebas, sedangkan padatan diumpankan pada cooling conveyor J-314 untuk didinginkan dengan suhu 350C. Kalsium sulfat kemudian diumpankan menuju ke ball mill C-410 dengan bucket elevator J-315.

Pada ball mill C-330 produk kemudian dihaluskan sampai dengan ukuran 100 mesh, kemudian disaring pada screen H-411. Produk oversize di recycle sedangkan produk undersize ditampung pada silo F-414 sebagai produk kalsium sulfat yang seragam (high grade). (Kirk Othmer, vol 4 : 440)

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

III-1 Neraca massa

Pra rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi BAB III

NERACA MASSA

1. SCREEN -1 ( H-121 )

Masuk kg/jam Keluar kg/jam

*Gypsum dr F-110 *Recycle

CaSOΏ.2H΍O 5057.3961 CaSOΏ.2H΍O 505.7397 CaCOΎ 158.0436 CaCOΎ 15.8044 MgCOΎ 26.3406 MgCOΎ 2.6341 NaCl 21.0725 NaCl 2.1072 Impuritis 5.2681 Impuritis 0.5268

5268.1216 526.8121

*Gypsum ke B-210

CaSOΏ.2H΍O 4551.6571 CaCOΎ 142.2393 MgCOΎ 23.7065 NaCl 18.9652 Impuritis 4.7413

4741.3095

5268.1216 5268.1216

III-2 Neraca massa

Pra rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi 2. ROTARY DRYER ( B-210 )

Masuk kg/jam Keluar kg/jam

*Gypsum dr H-121 *Gypsum ke B-310

CaSOΏ.2H΍O 4551.6571 CaSOΏ.2H΍O 4551.2019 CaCOΎ 142.2393 CaCOΎ 142.2251 MgCOΎ 23.7065 MgCOΎ 23.7042 NaCl 18.9652 NaCl 18.9633 Impuritis 4.7413 Impuritis 4.7408

4741.3095 4740.8354

*Gypsum ke H-214

CaSOΏ.2H΍O 0.4552 CaCOΎ 0.0142 MgCOΎ 0.0024 NaCl 0.0019 Impuritis 0.0005 0.4741

4741.3095 4741.3095

III-3 Neraca massa

Pra rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi 3. CYCLONE-1 (H-214 )

Masuk kg/jam Keluar kg/jam

*Gypsum dr B-210 *Gypsum ke B-310

CaSOΏ.2H΍O 0.4552 CaSOΏ.2H΍O 0.4506 CaCOΎ 0.0142 CaCOΎ 0.0132 MgCOΎ 0.0024 MgCOΎ 0.0018 NaCl 0.0019 NaCl 0.0014 Impuritis 0.0005 Impuritis 0.0000

0.4741 0.4670

*Gypsum ke udara

CaSOΏ.2H΍O 0.0022 CaCOΎ 0.0011 MgCOΎ 0.0005 NaCl 0.0005 Impuritis 0.0005 0.0047

0.4741 0.4741

III-4 Neraca massa

Pra rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi Neraca massa pada belt conveyor :

Masuk kg/jam Keluar kg/jam

*Gypsum dr B-210 *Gypsum ke B-310

CaSOΏ.2H΍O 4551.2019 CaSOΏ.2H΍O 4551.6526 CaCOΎ 142.2251 CaCOΎ 142.2382 MgCOΎ 23.7042 MgCOΎ 23.7060 NaCl 18.9633 NaCl 18.9647 Impuritis 4.7408 Impuritis 4.7408

4740.8354 4741.3024

*Gypsum ke H-214

CaSOΏ.2H΍O 0.4506

CaCOΎ 0.0132 MgCOΎ 0.0018 NaCl 0.0014 Impuritis 0.0000

0.4670

III-5 Neraca massa

Pra rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi 4. VERTICAL SHAFT KILN ( B-310 )

Masuk kg/jam Keluar kg/jam

*Gypsum dr B-210 * CaSOΏ ke J-314

CaSOΏ.2H΍O 4551.6526 CaSOΏ 3598.6212 CaCOΎ 142.2382 CaCOΎ 142.2240 MgCOΎ 23.7060 MgCOΎ 23.7037 NaCl 18.9647 NaCl 18.9628 Impuritis 4.7408 Impuritis 4.7403

4741.3024 3788.2520

* CaSOΏ ke H-313

CaSOΏ. 0.3599 CaCOΎ 0.0142 MgCOΎ 0.0024 NaCl 0.0019 Impuritis 0.0005 H2O(gas) 952.6715 953.0504

III-6 Neraca massa

Pra rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi 5. CYCLONE-2 ( H-313 )

Masuk kg/jam Keluar kg/jam

* CaSOΏ dr B-310 * CaSOΏ ke J-314

CaSOΏ 0.3599 CaSOΏ 0.3563 CaCOΎ 0.0142 CaCOΎ 0.0137 MgCOΎ 0.0024 MgCOΎ 0.0018 NaCl 0.0019 NaCl 0.0014 Impuritis 0.0005 Impuritis 0.0000 H2O (gas) 952.6703

953.0492 0.3732

* CaSOΏ ke udara

CaSOΏ 0.0036 CaCOΎ 0.0005 MgCOΎ 0.0005 NaCl 0.0005 Impuritis 0.0000 H2O(gas) 952.6715

952.6766

III-7 Neraca massa

Pra rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

Neraca Massa pada cooling conveyor (J-314)

Masuk kg/jam Keluar kg/jam

* CaSOΏ dr B-310 * CaSOΏ ke C-410

CaSOΏ 3598.6212 CaSOΏ.2H΍O 3598.2649 CaCOΎ 142.2240 CaCOΎ 142.2103 MgCOΎ 23.7037 MgCOΎ 23.7018 NaCl 18.9628 NaCl 18.9614 Impuritis 4.7403 Impuritis 4.7403

3788.2520 3788.6252

* CaSOΏ dr H-313

CaSOΏ 0.3563

CaCOΎ 0.0137 MgCOΎ 0.0018 NaCl 0.0014 Impuritis 0.0000

0.3732

III-8 Neraca massa

Pra rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi 6. BALL MILL ( C-410 )

Masuk kg/jam Keluar kg/jam

*Fresh CaSO4 *CaSO4 ke H-411

CaSOΏ 180.1222 CaSOΏ 3598.2649 CaCOΎ 136.8712 CaCOΎ 142.2103 MgCOΎ 23.5535 MgCOΎ 23.7018 NaCl 18.8665 NaCl 18.9614 Impuritis 4.7344 Impuritis 4.7403

364.1479 3788.6252

*Recycle

CaSOΏ 3418.1427

CaCOΎ 5.3391 MgCOΎ 0.1483 NaCl 0.0949 Impuritis 0.0059

3423.7309

III-9 Neraca massa

Pra rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi 7. SCREEN-2 ( H-411 )

Masuk kg/jam Keluar kg/jam

*CaSO4 dr J-314 *CaSO4 ke F-414

CaSOΏ 3598.2649 CaSOΏ 180.1222 CaCOΎ 142.2103 CaCOΎ 136.8712 MgCOΎ 23.7018 MgCOΎ 23.5535 NaCl 18.9614 NaCl 18.8665 Impuritis 4.7403 Impuritis 4.7344

3788.6252 364.1479

*Recycle

CaSOΏ 3418.1427 CaCOΎ 5.3391 MgCOΎ 0.1483 NaCl 0.0949 Impuritis 0.0059

3423.6252

IV-1 Neraca Panas

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi BAB IV

NERACA PANAS 1. ROTARY DRYER ( B-210 )

Masuk kkal/jam Keluar kkal/jam *H Gypsum dr H-121 *H Gypsum ke B-310

CaSOΏ.2H΍O 6192.3707 CaSOΏ.2H΍O 92876.2721 CaCOΎ 165.2792 CaCOΎ 2524.9384 MgCOΎ 23.8476 MgCOΎ 357.6791 NaCl 19.5369 NaCl 296.5995 Impuritis 5.3250 Impuritis 81.7447 6406.35965 96137.2338

*H Gypsum ke H-214

CaSOΏ.2H΍O 8.7684 CaCOΎ 0.2381 *H udara panas MgCOΎ 0.0338 udara + H2O uap 282479.3824 NaCl 0.0280 Impuritis 0.0077 udara+ H2O uap 187936.4783 Qloss 4806.8617

192752.4159

288885.7421 288885.7421

IV-2 Neraca Panas

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi 2. HEATER ( E-213 )

Masuk kkal Keluar kkal/jam *H udara bebas dr H-212 *H udara Panas ke B-210

udara+H2O uap 12368.3483 udara+ H2Ouap 282479.3824

Q supply 284327.4044 Q loss 14216.37022 296695.7527 296695.7527

3. VERTICAL SHAFT KILN ( B-310 )

Masuk kkal/jam Keluar kkal/jam

*H Gypsum dr B-210 *H CaSO4 ke J-314

CaSOΏ.2H΍O 92876.27214 CaSO4 186040.3467

CaCOΎ 2524.938368 CaCOΎ 6581.222537

MgCOΎ 357.6790959 MgCOΎ 906.1002402

NaCl 296.5995451 NaCl 766.2382962

Impuritis 81.74468729 Impuritis 214.5848842

96137.23383 194508.4926

*H Gypsum dr H-214 *H CaSO4 ke H-313

CaSOΏ.2H΍O 1.6478 CaSO4 0.1249

CaCOΎ 0.0419 CaCOΎ 0.0223

MgCOΎ 0.0050 MgCOΎ 0.0261

NaCl 0.0038 NaCl 0.0037

Impuritis - Impuritis 0.0002

1.6985 H2O (gas) 622640.8477

*H udara panas Udara+H2Ouap 1833551.4190

udara+H2O uap 3313890.2819 2456192.4439

∆H reaksi 718470.7374

Qloss 40857.4670

IV-3 Neraca Panas

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi 4. COOLING CONVEYOR ( J-314 )

Masuk kkal/jam Masuk kkal/jam

*H CaSO4 dr B-310 *H CaSO4 ke C-410

CaSO4 136533.9494 CaSO4 6662.2941

CaCOΎ 6581.222537 CaCOΎ 331.1079

MgCOΎ 906.1002 MgCOΎ 47.6895

NaCl 766.2382962 NaCl 38.8415

Impuritis 214.5849 Impuritis 10.6722

145002.0953 7090.6052

*H CaSO4 dr H-313

CaSO4 0.1249

CaCOΎ 0.0223

MgCOΎ 0.0141 Qterserap 137911.6987

NaCl 0.0037

Impuritis 0.0002

0.1652

Spesifikasi Alat V -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

1

BAB V

SPESIFIKASI ALAT

1. GYPSUM ROCK STOCK PILE ( F - 110 )

Fungsi : Menampung Gypsum rock dari supplier. Dasar pemilihan : Bahan tidak hygroscopic.

Spesifikasi :

Kapasitas : 4369.55 m3

Bentuk : Empat persegi panjang. Ukuran : - Panjang = 20,60 m

- Lebar = 20,60 m - Tinggi = 10,30 m Bahan konstruksi : Beton

Jumlah : 1 buah

2. Belt Conveyor - 1 ( J - 111 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari F-110 ke C-120 .

Type : Troughed Belt on 450 idlers with rolls of equal length. Dasar pemilihan : Dipilih convenyor jenis belt sesuai dengan bahan. Spesifikasi :

Kapasitas maksimum : 32 ton / jam

Bahan : Karet.

Ukuran belt : - Width = 14 in

- Trough width = 9 in

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Spesifikasi Alat V -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

2

- Skirt seal = 2 in Panjang : 31,62 ft

Sudut elevasi : 16,69o Kecepatan belt : 13,8 ft / min

Power : 3 hp

Jumlah : 1 buah

3. Jaw Crusher ( C – 120 )

Fungsi : Memecah Gypsum

Type : Blake Jaw Crusher.

Dasar pemilihan : Umum digunakan dan sesuai dengan ukuran bahan. Spesifikasi :

Kapasitas : 5268,12 kg / jam Maksimum ukuran feed : 2,5 in

Power : 123 hp

Jumlah : 1 buah

4. Screen - 1 ( H - 121 )

Fungsi : Menyaring bahan dari C-120 menjadi 10 mesh. Type : Vibrating Screen.

Dasar pemilihan : Sesuai dengan bahan dan kapasitas. Spesifikasi :

Kapasitas : 5,3 ton / jam Ty Equivalent design : 10 mesh

Sieve No. : 10

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Spesifikasi Alat V -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

3

Sieve design : Standard 1,68 mm Sieve opening : 1,68 mm

Ukuran kawat : 0,810 mm Effisiensi : 99,73 %

Power : 3 hp

Jumlah : 1 buah

5. Belt Conveyor - 2 ( J - 122 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari H-121 ke B-210.

Type : Troughed Belt on 450 idlers with rolls of equal length. Dasar pemilihan : Dipilih convenyor jenis belt sesuai dengan bahan. Spesifikasi :

Kapasitas maksimum : 32 ton / jam

Bahan : Karet.

Ukuran belt : - Width = 14 in

- Trough width = 9 in - Skirt seal = 2 in Panjang : 16 ft

Sudut elevasi : 16,69o Kecepatan belt : 1 ft / min

Power : 3 hp

Jumlah : 1 buah

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Spesifikasi Alat V -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

4

6. Bucket Elevator-1 ( J-123 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari H-121 ke J-124 Type : Continuous Discharge Bucket Elevator

Dasar pemilihan : Untuk memindahkan bahan dengan ketinggian tertentu

Kapasitas maksimum : 14 ton / jam Ukuran : 6 in x 4 in x 4 ¼ in Bucket spacing : 12 in

Tinggi elevator : 27 ft Ukuran feed ( max) : 3/4 in Kecepatan bucket : 68 ft / min Putaran head shaft : 13 rpm Lebar Belt : 7 in

Power : 1.5 hp

Jumlah : 1 buah

7. Belt Conveyor - 3 ( J - 124 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari J-123 ke C-120

Type : Troughed Belt on 450 idlers with rolls of equal length. Dasar pemilihan : Dipilih convenyor jenis belt sesuai dengan bahan. Spesifikasi :

Kapasitas maksimum : 32 ton / jam.

Bahan : Karet

Ukuran belt : - Width = 14 in

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Spesifikasi Alat V -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

5

- Trough width = 9 in - Skirt seal = 2 in Panjang : 16 ft

Sudut elevasi : 16,69o Kecepatan belt : 13,2 ft / min

Power : 3 hp

Jumlah : 1 buah

8. Rotary Dryer ( B - 210 )

Fungsi : Mengeringkan bahan dengan bantuan udara panas.

Type : Rotary drum.

Spesifikasi :

Kapasitas : 4741,3095 kg / jam Isolasi : Batu isolasi

Tebal isolasi : 12 in Tebal shell : 3/16 in Diameter : 5,3 ft Tinggi bahan : 0,135 ft Sudut rotary : 1,490

Bahan : Carbon Stell

Power : 26 hp

Jumlah : 1 buah

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Spesifikasi Alat V -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

6

9. Cyclone - 1 ( H - 214 )

Fungsi : Untuk memisahkan padatan dari gas. Type : Van Tongeren Cyclone.

Dasar pemilihan : Efektif dan sesuai dengan jenis bahan. Spesifikasi :

Kapasitas cyclone : 23,1100 cuft Diameter partikel : 0,000020 ft Tebal shell : 3/16 in Tebal tutup atas : 3/16 in Tebal tutup bawah : 3/16 in

Jumlah : 1 buah

10. Blower - 1( H - 211 )

Fungsi : Memindahkan udara dari udara bebas ke B-210. Type : Centrifugal Blower.

Dasar pemilihan : Sesuai dengan jenis bahan dan efisiensi tinggi. Spesifikasi :

Bahan : Commercial Stell

Rate volumetrik : 6299,017 cuft/menit Adiabatic head : 15000 ft.lbf/lbm gas Efisiensi motor : 80 %

Power : 65 hp

Jumlah : 1 buah

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Spesifikasi Alat V -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

7

11. Heater ( E - 213 )

Fungsi : Memanaskan bahan sampai dengan 1200C. Type : 1 - 2 shell and tube heat exchanger ( fixed tube ).

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

Spesifikasi :

Tube : OD = ¾ in ; 16 BWG

Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square Jumlah Tube, Nt = 640

Passes = 2

Shell : ID = 31 in

Passes = 1

Heat exchanger area, A = 2010,1 ft2 = 187 m2

Jumlah exchanger = 1 buah

12. Belt Conveyor - 4 ( J - 215 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari B-210 ke J-216.

Type : Troughed Belt on 450 idlers with rolls of equal length. Dasar pemilihan : Dipilih convenyor jenis belt sesuai dengan bahan. Spesifikasi :

Kapasitas maksimum : 32 ton / jam

Bahan : Karet

Ukuran belt : - Width = 14 in

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Spesifikasi Alat V -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

8

- Trough width = 9 in - Skirt seal = 2 in. Panjang : 16 ft

Sudut elevasi : 16,69o Kecepatan belt : 1 ft / min

Power : 3 hp

Jumlah : 1 buah

13. Bucket Elevator - 2 ( J – 216 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari J-215 ke B-310. Type : Continious 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 : 27 ft Ukuran feed ( max) : ¾ in Kecepatan bucket : 68 ft / min Putaran head shaft : 13 rpm

Power : 3 hp

Jumlah : 1 buah

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Spesifikasi Alat V -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

9

14. Blower -2 ( G - 312 )

Fungsi : Memindahkan udara dari udara bebas ke B-310. Type : Centrifugal Blower.

Dasar pemilihan : Sesuai dengan jenis bahan dan efisiensi tinggi. Spesifikasi :

Bahan : Commercial Stell

Rate volumetrik : 12435.203 cuft/menit Adiabatic head : 15000 ft.lbf/lbm gas Efisiensi motor : 80 %

Power : 301 hp

Jumlah : 1 buah

15. Cyclone - 2 ( H - 312 )

Fungsi : Untuk memisahkan padatan dari gas. Type : Van Tongeren Cyclone.

Dasar pemilihan : Efektif dan sesuai dengan jenis bahan. Spesifikasi :

Kapasitas cyclone : 75.2503 cuft Diameter partikel : 0,000022 ft Tebal shell : 3/16 in Tebal tutup atas : ¼ in Tebal tutup bawah : ¼ in

Jumlah : 1 buah

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Spesifikasi Alat V -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

10

16. Cooling Convenyor ( J - 314 )

Fungsi : Mendinginkan bahan sampai dengan 350C. Type : Plain spouts or chutes.

Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk padatan dengan sistem tertutup.

Spesifikasi :

Kapasitas : 40 cuft/jam Panjang : 20 ft Diameter : 9 in Kecepatan putaran : 8 rpm

Power : 0,24 hp

Tebal jaket standart : 2 in

Jumlah : 1 buah

17. Bucket Elevator - 3 ( J - 315 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari J-320 ke B-320. Type : Continious 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 elevaotr : 50 ft

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Spesifikasi Alat V -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

11

Ukuran feed ( max) : ¾ in Kecepatan bucket : 33 ft / min Putaran head shaft : 7 rpm Lebar belt : 7 in

Power : 3 hp

Jumlah : 1 buah

18. Ball Mill ( C - 410 )

Fungsi : Menghaluskan bahan sampai dengan 100 mesh.

Type : Mercy ball mill.

Dasar pemilihan : Dipilih karena sesuai dengan bahan dan kapasitas. Spesifikasi :

Kapasitas maksimum : 105 ton/hari Sieve number : No. 100 Ukuran sieve : 6 ft x 4 ½ ft Ball charge : 8,9 ton

Power : 85 hp

Mill speed : 24 rpm

Jumlah : 1 buah

19. Screen - 2 ( H - 411 )

Fungsi : Menyaring bahan dari C-410.

Type : Vibrated screen.

Dasar pemilihan : Sesuai dengan bahan dan kapasitas.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Spesifikasi Alat V -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

12

Spesifikasi :

Kapasitas : 3,4 ton

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

Sieve No. : 100

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

Ukuran kawat : 0,110 mm Efisiensi : 99,73 %

Jumlah : 1 buah

20.BUCKET ELEVATOR-4 ( J-412 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari H-411 ke J-413. Type : Continious 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 : 27 ft Ukuran feed ( max) : ¾ in Kecepatan bucket : 68 ft / min Putaran head shaft : 13 rpm

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Spesifikasi Alat V -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

13

Power : 3 hp

Jumlah : 1 buah

21.BELT CONVEYOR-5 ( J-413 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari J-412 ke C-410

Type : Troughed Belt on 450 idlers with rolls of equal length. Dasar pemilihan : Dipilih convenyor jenis belt sesuai dengan bahan. Spesifikasi :

Kapasitas maksimum : 32 ton / jam

Bahan : Karet

Ukuran belt : - Width = 14 in

- Trough width = 9 in - Skirt seal = 2 in. Panjang : 16 ft

Sudut elevasi : 16,69o Kecepatan belt : 1 ft / min

Power : 3 hp

Jumlah : 1 buah

22. Silo Gypsum ( F - 410 )

Fungsi : Menampung produk cement retarder.

Type : Silinder tegak dengan tutup atas plat dan bawah conis.

Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk menampung padatan.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Spesifikasi Alat V -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

14

Spesifikasi :

Volume : 2959 cuft = 79 m3 Diameter : 11 ft

Tinggi : 33 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 : 2 buah

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Perencanaan Alat Utama VI -

Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate

1

BAB VI

PERENCANAAN ALAT UTAMA

VI.1 Keterangan Alat

Nama : Vertical Shaft Kiln.

Fungsi : Kalsinasi gypsum menjadi calcium sulfate. Tipe : Standart shaft kiln (central burner).

Dasar pemilihan : Standart untuk reaksi fase gas-solid.

VI.2 Dasar Pemilihan

Berdasarkan pertimbangan atas fase zat yang bereaksi yaitu gas-solid, dan kapasitas produksi maka kiln untuk reaksi dalam fase gas-solid dapat dibedakan jenisnya yaitu :

1. Kiln fase gas-solid dengan katalis.

2. Kiln fase gas-solid tanpa menggunakan katalis.

Pada kiln ini, kalsinasi gypsum dilakukan pada suhu 2150C dengan tekanan 1 atm tanpa bantuan katalis. Untuk fase gas-solid tanpa menggunakan katalis, jenis kiln dapat diklasifikasikan menjadi :

1. Kiln (shaft atau rotary) 2. Moving-bed reactor 3. Multiple-heart reactor 4. Fluidzed-bed reactor 5. Spary reactor

6. Entrained flow reactor

Berdasarkan fase bahan yang bereaksi, volume serta ukuran partikel dari bahan baku yaitu gypsum rock, maka dipilih kiln jenis kiln dengan tipe shaft untuk mendapatkan hasil yang sesuai dengan perencanaan produk calcium sulfate.

Pada shaft kiln ini, terbagi menjadi 3 zone utama dan 2 zone tambahan seperti pada sketsa sistematis dari shaft kiln dibawah ini :

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Perencanaan Alat Utama VI -

Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate

2

Gambar 6.1 Sketsa sistematis dari shaft kiln

Zone utama terdiri dari pre-heating zone, calcining zone, dan cooling zone sedangkan zone lainnya adalah strorage zone (daerah pemasukan solid) dan superheating zone yang merupakan daerah disekitar burner.

Prinsip kerja :

Pertama-tama gypsum diumpankan dari bagian atas shaft kiln melalui storage zone dan udara panas dialirkan secara counter-current (berlawanan arah) dihembuskan dari bagian bawah melalui burner sehingga terjadi proses kalsinasi gypsum dengan suhu 2150C. produk bawah berupa calcium sulfate kemudian diumpankan melalui cooling zone menuju ke cooling convenyor untuk proses pendinginan lebih lanjut. Produk atas berupa udara panas dan padatan terikut diumpankan pada cyclone dimana pada cyclone terjadi proses pemisahan antara gas dan padatan terikut.

VI.3 Kondisi Operasi

Tekanan operasi = 1 atm (Atmosphirec pressure) Suhu operasi = 2150C (Kirk Othmer, Vol 4 : 441) Waktu tinggal = 2,5 jam (Kirk Othmer, Vol 4 : 440)

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Perencanaan Alat Utama VI -

Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate

3

VI.4 Dasar Perencanaan Penentuan volume kiln : Feed masuk terdiri dari :

1. Gypsum rock (dried) 2. Udara panas dari utilitas 1. Gypsum rock (dried)

Bahan masuk :

Komponen Berat (kg) Fraksi berat p 9gr/cc) [Perry 7ed;T.2-1] CaSO4.2H2O 4551,6526 0,9600 2,320

CaCO3 142,2382 0,0300 2,711

MgCO3 23,7060 0,0050 3,037

NaCl 18,9647 0,0040 2,163

Impuritis 4,7408 0,0010 1,000

4741,3024 1,0000

p campuran = 1 x 62,43 = ….. lb/cuft (Foust : 671)

∑ fraksi berat p komponen

(1gr/cc = 62,43 lb/cuft)

p bahan = 1 x 62,43 = 145,4 lb/cuft

0,9600 + 0,0300 + 0,0050 + 0,0040 + 0,0010 2,320 2,711 3,037 2,163 1 Rate massa = 4158,2168 kg/jam = 9167,2048 lb/jam p campuran =

1

x 62,43 = ... lb/cuft



Fraksibera_komponent



Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Perencanaan Alat Utama VI -

Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate

4

(1 gr/cc = 62,43 lb/cuft)

p bahan = 1 x 62.43 0.9600 + 0.0300 + 0.005 + 0.0040 + 0,0010

2.320 2.711 3.037 2.163 1.00 = 145.4 Lb/cuft

Rate massa = 4741,3024 kg/jam = 10452,675 lb/jam

= 145.4 Lb/cuft

rate volumetrik = rate massa = 10452,675 = 72 cuft/jam densitas 145.4

Volume kiln dihitung berdasarkan volumetrik solid, karena diharapkan solid dapat bereaksi seluruhnya dan disediakan ruang kosong bagi udara panas untuk mencegah kelebihan tekanan pada kiln.

Waktu tinggal = 2,5 jam (Kirk Othmer,Vol.4:440 ) Volume solid = 72 cuft/jam x 2,5 jam ≈ 180 cuft

Asumsi volume solid mengisi 30% volume kiln, maka volume kiln : Volume kiln = 180/30% ≈ 599 cuft = 17 m3

IV.5 Perencanaan Shell,Head IV.5.1 Dimensi Kiln

Volume dimension ratio : H/D = 2 (Ulrich :132) Volume = ¼ π D2 H

599 = ¼ π (D)2 . 2D

D = 7 ft = 87 in = 2.23 m < 4 m memenuhi untuk process vessel H = 2 x 7 ft = 14 ft =168 in = 4.27 m

43 , 62 1

x

komponen t fraksibera campuran

 

 

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Perencanaan Alat Utama VI -

Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate

5

VI.E.2. Menentukan tebal minimum shell :

Tebal shell berdasarkan ASME Code untuk cylindrical tank :

( Brownell,pers. 13-1, hal.254 )

Dengan :

t min = tebal shell minimum

P = tekanan tangki ri = jari-jari tangki C = faktor korosi

E = faktor pengelasan, digunakan double welded, E = 0.8

f = stree allowable, bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 grade C, maka f = 12650 psi [ Brownell,T.13-1 ]

Penentuan tekanan design pada tangki :

[ Mc.Cabe, pers.26-24]

Dimana ;

PB = tekanan vertikal dasar bejana

ρB = bulk densitas bahan, lb/cuft

µ' = koefisien gesek = 0,35 - 0,55 diambil = 0.45 [ Mc.Cabe, hal 299 ]

k' = 1 - sin α = 0.334 ( sudut = 30 0 )

1 + sin α

ZT = tinggi total material dalam tangki = 5 ft ( 35% )

r = jari-jari bin = ½ x 7 = 3.5 ft C P fE Pxri t    6 , 0 min ] 1 [ ' ' 2 ) /

( 2 'k'Z_T/r B B e k gc g r P    _  

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Perencanaan Alat Utama VI -

Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate

6

= 512,7 lb/ft2

= 3,6 psi ( 1 lb/ft2 = 1/144 psi )

Tekanan Lateral, PL = k. PB (Mc. Cabe hal.302 )

= 0,334 x 3,6 = 1,2 psi P operasi = PB + PL = 3,6 + 1,2 = 4,8 psi

P design = 1,1 x 4,8 = 6 psi ( 10% faktor keamanan) ri = ½ D = 3,5 ft

tmin = 6 x 3,5 x 12 + 0,125 = 0,150 in digunakan t = 3/16 in

(12650 x 0,8) – (0,6 x 6)

Tebal tutup :

Tebal tutup bawah disamakan dengan tebal tutup atas dan disesuaikan dengan tebal shell, karena tekanan atmospheric. Tebal tutup =

IV.5.3 Area Kiln :

Area yang ditempati solid, Area solid, As :

Keterangan : As = area solid ; m2

m = rate massa ; kg/dt

ρ = densitas solid ; kg/m3 u = solid velocity ; m/dt

Rate massa = 4741,3024 kg/jam = 1.32 kg/dt ρ solid = 145.4 lb/cuft = 1.9 kg/m3 us = 0.05 m/dt ( Ulrich : 143 ) Area solid, As = 1.3170 = 14.1 m2

1.9 x 0.05 ] 1 [ ' ' 2 ) /

( 2 'k'ZT_/r

B B e k gc g r P    _   16 3 u m As .  

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Perencanaan Alat Utama VI -

Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate

7

= 14,1 = 47 m2 ( Ulrich : 143 ) 30%

Area Perpindahan Panas pada Kiln

Keterangan : Q = panas ; J/dt U = koefisien perpindahan panas ; J/m2.dt.K A = area kiln ; m2

ΔT = LMTD ; K

Suhu bahan masuk =100 OC = 212 OF Suhu bahan keluar = 215 OC = 419 OF Suhu udara masuk = 260 OC = 500 OF Suhu udara keluar =200 OC = 392 OF

Log Mean Temperature Difference : Δ t1 = 500 - 419 = 81 OF

Δ t2 = 392 - 212 = 180 OF

= 180 – 81 = 124 OF = 324 OK

U = 70 J/m2.dt.K ( Ulrich : T-4-10 ) A = 47.0137 m2

Perpindahan Panas :

( Ulrich : 141 ) Q = 70 ( J/m2.dt.K ) x 47( m2 ) 324 ( K ) = 1066271 J/dt

Kebutuhan Panas Untuk Reaksi : ΔHR = 718470.7 kkal/jam

= 835023 J/dt

Karena panas yang beroperasi pada kiln lebih besar dari panas yang dibutuhkan untuk reaksi, maka dimensi kiln memenuhi syarat.

pengisian As Areaki % ln

T

UxAx

Q





1 2 1 2 ln t t t t LMTD      T UxAx

Q 

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Perencanaan Alat Utama VI -

Pra Rencana Pabrik Calcium Sulfate

8

VI.E.4 Burner

Fungsi : untuk proses pembakaran udara dengan fuel oil Tipe : general-purpose burner

Detail Burner

Dimensi : ( Perry 7ed; 27-38 ) L/D = 5

Diameter = 12 in Panjang = 60 in

VI.5.5 Isolasi

Batu isolasi dipakai setebal 12 in ( Petrokimia Manual, 338 )

Fungsi : Menampung produk calcium sulfate high grade Type : Silinder tegak dengan tutup atas plat dan bawah conis

Diameter : 7 ft Tinggi : 14 ft Tebal shell : 3/16 in Tebal tutup atas : 3/16 in Tebal tutup bawah : 3/16 in

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C ( Brownell : 253 ) Jumlah : 2 buah ( 1 buah standby running )

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Instrumentasi Dan Keselamatan Kerja VII -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

1

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 jalanya proses produksi dari peralatan – peralatan pada awal sampai akhir produksi, dimana dengan alat instrumentasi tersebut, kegiatan maupun aktifitas tiap – tiap unit dapat dicatat kondisi operasinya sehingga sesuai dengan kondisi operasi yang dikehendaki serta mampu memberikan tanda – tanda apabila terjadi penyimpangan selama proses produksi berlangsung.

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

 Proses produksi dapat berjalan sesuai dengan efisiensi yang telah ditentukan dan kondisi proses tetap terjaga pada kondisi yang sama.  Proses produksi dapat berjalan sesuai dengan kondisi – kondisi yang

telah ditentukan sehingga diperoleh hasil yang optimum.  Membantu mempermudah pengoperasian alat.

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

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Instrumentasi Dan Keselamatan Kerja VII -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

2

Adapun variable proses yang diukur dibagi menjadi 3 bagian, yaitu:

1. Variable yang berhubungan dengan energy, seperti temperature, tekanan dan radiasi.

2. Variable yang berhubungan dengan kualitas dan rate, seperti pada kecepatan aliran fluida, ketinggian liquid dan ketebalan.

3. Variable yang berhubungan dengan karakteristik fisik dan kimia, seperti densitas, kandungan air.

Yang perlu diperhatikan didalam pemilihan alat instrumentasi adalah  Level, range, dan fungsi dari alat instrumentasi.

 Ketelitian hasil pengukuran.  Konstruksi material.

 Pengaruh yang ditimbulkan terhadap kondisi operasi proses yang berlangsung.

 Mudah diperoleh dipasaran.

 Mudah dipergunakan dan diperbaiki jika rusak.

Instrumentasi yang ada dipasaran dapat dibedakan dari jenis pengoperasian alat instrumentasi tersebut, yaitu alat instrumentasi manual atau otomatis. Pada dasarnya alat instrumentasi yang otomatis lebih disukai dikarenakan pengontrolanya tidak terlalu sulit, kontinyu, dan efektif, sehingga menghemat tenaga kerja dan waktu. Akan tetapi mengingat factor – factor ekonomi dan investasi modal yang ditanamkan pada alat instrumentasi berjenis otomatis ini, maka pada perancangan pabrik ini akan menggunakan kedua jenis alat instrumentasi tersebut.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Instrumentasi Dan Keselamatan Kerja VII -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

3

Adapun fungsi utama dari alat instrumentasi otomatis adalah  Melakukan pengukuran.

 Sebagai pembanding hasil pengukuran dengan kondisi yang harus dicapai.

 Melakukan perhitungan.  Melakukan koreksi.

Alat instrumentasi otomatis ini dibagi menjadi 3 jenis, yaitu: 1. Sensing / Primary Element

Alat control ini langsung merasakan adanya perubahan pada variable yang diukur, misalnya temperature. Primary element merubah energy yang dirasakan dari medium yang sedang dikontrol menjadi signal yang bisa dibaca ( yaitu dengan tekanan fluida).

2. Receiving Element / Element Pengontrol

Alat control ini akan mengevaluasi signal yang didapat dari sensing element dan diubah menjadi skala yang bisa dibaca, digambarkan, dan dibaca oleh error detector. Dengan demikian sumber energy bisa diatur sesuai dengan perubahan – perubahan yang terjadi.

3. Transmitting Element

Alat control ini berfungsi sebagai pembawa signal dari sensing element ke receiving element.

Disamping ketiga jenis tersebut, masih terdapat peralatan pelengkap yang lain, yaitu: Error Detector Element, alat ini akan membandingkan besarnya kerja terukur pada variable yang dikontrol dengan harga yang diinginkan apabila terdapat perbedaan alat ini akan mengirimkan signal error.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Instrumentasi Dan Keselamatan Kerja VII -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

4

Amplifier akan digunakan sebagai pengatur signal yang dihasilkan oleh error detector jika signal yang dikeluarkan lemah. Motor Operator Signal Error yang dihasilkan harius diubah sesuai dengan kondisi yang diinginkan, yaitu dengan penambahan variable manipulasi. Kebanyakan system control memerlukan operator atau motor menyalurkan Final Control Element. Final Control Element untuk mengoreksi kerja variable manipulasi. Instrumentasi pada perancangan pabrik ini:

1. Flow Control (FC)

Mengontrol aliran setelah keluar pompa. 2. Flow Ratio Control (FRC)

Mengontrol ratio aliran yang bercabang setelah pompa. 3. Level Control (LC)

Mengontrol ketinggian bahan didalam tangki dapat juga digunakan sebagai Weigh Control (WC).

4. Level Indikator (LI)

Mengindifikasikan / informative ketinggian bahan didalam tangki. 5. Pressure Control (PC)

Mengontrol tekanan pada aliran / alat. 6. Pressure Indikator (PI)

Mengindifikasikan / informative tekanan pada aliran / alat. 7. Temperature Control (TC)

Mengontrol temperature pada aliran / alat.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Instrumentasi Dan Keselamatan Kerja VII -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

5

Tabel VII.1 Instrumentasi pada pabrik

NO NAMA ALAT INSTRUMENTASI

1 TANGKI PENAMPUNG LI; PI; WC

2 POMPA FC; LC

3 REAKTOR TC; PC

4 HEAT EXCHANGER TC

5 ROTARY DRYER /COOLER TC

6 BLOWER FC

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 lainya, baik terhadap karyawan ataupun alat itu sendiri.

 Terpeliharanya peralatan dengan baik sehingga dapat digunakan dalam waktu yang cukup lama. Bahaya yang timbul pada suatu pabrik banyak sekali jenisnya, hal ini tergantung pada bahan yang akan diolah ataupun tipe proses yang dikerjakan.

Secara umum bahaya – bahaya tersebut dapat dibagi dalam tiga kategori, yaitu:

1. Bahaya kebakaran.

2. Bahaya kecelakaan secara kimiawi.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Instrumentasi Dan Keselamatan Kerja VII -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

6

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 dating dari unit utilitas, workshop, dan lain – lain.

 Adanya loncatan bunga api yang disebabkan karena konsleting aliran listrik seperti pada stop kontak, saklar, serta instrument lainya.

B. Pencegahan

 Menempatkan unit utilitas dan power plant cukup jauh dari lokasi proses yang dikerjakan.

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

 Memasang kabel atau kawat listrik ditempat – tempat yang terlindung, jauh dari daerah yang panas yang memungkinkan terjadinya kebakaran.

 System alarm hendaknya ditempatkan pada lokasi dimana tenaga kerja dengan cepat dapat mengetahui apabila terjadi kebakaran.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Instrumentasi Dan Keselamatan Kerja VII -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

7

C. Alat Pencegah Kebakaran

 Instalasi permanent seperti fire hydrant system dan sprinkle otomatis.

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

 Untuk pabrik ini lebih disukai alat pemadam kebakaran type karbon dioksida.

 Karena bahan baku ada yang beracun, maka perlu digunakan kantong – kantong udara atau alat pernafasan yang ditempatkan pada daerah – daerah strategis pada pabrik ini.

Tabel VII.2 Jenis dan Jumlah Fire- Exthingusher

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

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Instrumentasi Dan Keselamatan Kerja VII -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

8

VII.2.2 Bahaya Kecelakan

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 pencegahanya dapat digunakan sebagai berikut :

A. Vessel

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

 Menyeleksi dengan hati – hati bahan yang sesuai, tahan korosi serta memakai corrosion allowance yang wajar. Untuk pabrik ni, semua bahan konstruksi yang umum dapat dipergunakan dengan pengecualian adanya seng dan tembaga. Bahan konstruksi yang biasanya dipakai untuk tangki penyimpan, perpipaan dan alat linya dalam pabrik ini adalah steel. Semua konstruksi harus sesuai dengan standart ASME (America Society Mechanical Engineering).

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

 Penyediaan manhole dan handhole ( bila memungkinkan) yang memadai untuk inspeksi dan pemeliharaan. Disamping itu pengelolaan tersebut harus dapat diatur sehingga mudah untuk digunakan.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Instrumentasi Dan Keselamatan Kerja VII -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

9

B. Heat Exchanger

Kerusakan yang terjadi pada umunya 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.

C. Peralatan yang Bergerak

Perlengkapan yang bergerak apabila ditempatkan tidak hati – hati, maka akan menimbulkan bahaya bagi pekerja. Pencegahan bahaya ini dapat dilakukan dengan:

 Pemasangan penghalang untuk semua sambungan pipa.

 Adanya jarak yang cukup bagi peralatan untuk memperoleh kebebasab gerak.

D. Perpipaan

Selain ditinjau dari segi ekonomisnya, perpipaan harus ditinjau dari segi keamananya hal ini dikarenakan perpipaan yang kurang teratur dapat membahayakan pekerja terutama pada malam hari, seperti terbentur, tersandung, dan sebagainya. Sambungan yang kurang baik dapat

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Instrumentasi Dan Keselamatan Kerja VII -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

10

menimbulkan juga hal – hal yang tidak diinginkan seperti kebocoran – kebocoran bahan kimia yang berbahaya. Untuk menghindari hal – hal yang tidak diinginkan tersebut, maka dapat dilakukan dengan cara:

 Pemasangan pipa untuk ukuran yang tidak besar hendaknya pada elevasi yang tinggi tidak didalam tanah, karena dapat menimbulkan kesulitan apabila terjadi kebocoran.

 Bahan konstruksi yang dipakai untuk perpipaan harus memakai bahan konstruksi dari steel.

 Sebelum dipakai, hendaknya diadakan pengecekan dan pengetesan terhadap kekuatan tekan dan kerusan yang diakibatkan karena perubahan suhu, begitu juga harus dicegah terjadinya over stressing atau pondasi yang bergerak.

 Pemberian warna pada masing – masing pipa yang bersangkutan akan dapat memudahkan apabila terjadi kebocoran.

E. Listrik

Kebakaran sering terjadi akibat kurang baiknya perencanaan intalsi listrik dan kecerobohan operator yang menanganinya. Sebagai usaha pencegahanya dapat dilakukan :

 Alat – alat listrik dibawah tanah sebaiknya diberi tanda seperti dengan cat warna pada penutupnya atau diberi isolasi berwarna.  Pemasangan alat remote shut down dari alat – alat operasi

disamping starter.

 Penerangan yang cukup pada semua bagian pabrik supaya operator tidak mengalami kesulitan dalam bekerja.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Instrumentasi Dan Keselamatan Kerja VII -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

11

 Sebaiknya untuk penerangan juga disediakan oleh PLN meskipun kapasitas generator set mencukupi untuk penerangan dan proses.  Penyediaan emergency power supplies tegangan tinggi.

 Meletakkan jalur – jalur kabel listrik pada posisi aman.

 Merawat peralatan listrik, kabel, starter, trafo, dan lain sebagainya. F. Isolasi

Isolasi penting sekali terutama berpengaruh terhadap pada karyawan dari kepanasan yang dapat mengganggu kinerja para karyawan, oleh karena itu dilakukan:

 Pemakaian isolasi pada alat – alat yang menimbulkan panas seperti reactor, exchanger, kolom distilasi, dan lain – lain. Sehingga tidak mengganggu konsentrasi pekerjaan.

 Pemasangan isolasi pada kabel instrument, kawat listrik dan perpipaan yang berada pada daerah yang panas, hal ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya kebakaran.

G. Bangunan Pabrik

Hal – hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan bangunan pabrik adalah:

 Banguna – banguna yang tinggi harus diberi penangkal petir dan jika tingginya melebihi 20 meter, maka harus diberi lampu suar (mercu suar).

 Sedikitnya harus ada jalan keluar dari dalam bangunan.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Instrumentasi Dan Keselamatan Kerja VII -

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

12

VII.2.3 Bahaya Karena Bahan Kimia

Banyak bahan kimia yang berbahaya bagi kesehatan. Biasanya para pekerja tidak mengetahui seberapa jauh bahaya yang dapat ditimbulkan oleh bahan kimia seperti bahan – bahan berupa gas yang tidak berbau atau yang tidak berwarna yang sangat sulit diketahui jika terjadi kebocoran. Untuk itu sering diberikan penjelasan pendahuluan bagi para pekerja agar mereka dapat mengetahui bahwa bahan kimia tersebut berbahaya. Cara lainya adalah memberikan tanda – tanda atau gambar – gambar pada daerah yang berbahaya atau pada alat – alat yang berbahaya, sehingga orang – oaring yang berada didekatnya dapat lebih waspada. Selain hal – hal tersebut diatas, usaha – usaha lain dalam menjaga keselamatan kerja dalam pabrik ini adalah memperhatikan hal – hal seperti:

 Didalam ruang produksi pekerja dan para operator dilarang merokok.  Harus memakai sepatu karet dan tidak diperkenankan memakai sepatu

yang alasnya berpaku.

 Untuk pekerja lapangan maupun pekerja proses dan semua orang yang memasuki daerah proses diharuskan mengenakan topi pengaman agar terlindung dari kemungkinan kejatuhan barang – barang dari atas.  Karena sifat alami dari steam yang sangat berbahaya, maka harus

disediakan kacamata tahan uap, masker penutup wajah dan sarung tangan yang harus dikenakan.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Utilitas VIII-

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

1

BAB VIII UTILITAS

Dalam sebuah pabrik, utilitas meupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan mengingat saling berhubungan antara proses industri dengan kebutuhan utilitas untuk proses tersebut. Dalam hal ini, utilitas dari suatu pabrik terdiri atas :

1. Unit pengolahan air

Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan air pendingin, air proses, air sanitasi, dan air pengisi boiler.

2. Unit pembangkitan “steam”

Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan “steam” pada proses evaporasi, pemanasan, dan “supplay” pembangkitan tenaga listrik.

3. Unit pembangkitan tenaga listrik

Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan listrik bagi alat – alat bangunan, jalan raya, dan lain sebagainya.

4. Unit bahan bakar

Unit ini berfungsi sebagai penyedia bahan bakar bagi alat – alat, generator, boiler, dan sebagainya.

5. Unit pengolahan limbah

Unit ini berfungsi sebagai pengolahan limbah pabrik baik limbah cair, maupun gas dari proses pabrik.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Utilitas VIII-

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

2

Sistem Pengolahan Air

Air adalah suatu zat yang banyak terdapat dialam bebas. Sesuai dengan tempat sumber air tersebut berasal, air mempunyai fungsi yang berlainan, dengan karakteristik yang ada. Air banyak sekali diperlukan didalam kehidupan, baik secara langsung maupun tidak langsung.

Didalam pabrik ini dibedakan menjadi 2 bagian utama dalam sistem pengolahan air. Bagian pertama adalah unit pengolahan air sebagai unit penyedia kebutuhan air dan unit pengolahan air buangan sebagai pengolahan air buangan pabrik sebelum dibuang kebadan penerima air.

Dalam pabrik ini sebagian besar air dimanfaatkan sebagai air proses dan sebagai media perpindahan energi. Untuk melaksanakan fungsi tersebut, air harus mengalami pengolahan terlebih dahulu sehingga pabrik dapat berfungsi dengan handal, aman, dan efisien.

Secara umum fungsi air di pabrik ini terbagi dalam beberapa sistem pemakaian, masing – masing mempunyai persyaratan kualitas yang berbeda sesuai dengan fungsi dan kegunaannya. Sistem pemakaian tersebut antara lain adalah :

1. Sebagai air pendingin. 2. Sebagai air proses. 3. Sebagai air sanitasi. 4. Sebagai air pengisi boiler.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Utilitas VIII-

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

3

VIII.1 Unit Penyediaan Steam

Unit penyediaan “steam” berfungsi untuk menyediakan kebutuhan steam, yang digunakan sebagai media pemanas pada proses pabrik ini.

Direncanakan “boiler” menghasilkan steam jenuh pada tekanan 4,5 atm pada suhu 148oC dengan = 1179,3 Btu/lb

No Nama Alat Kode Alat Steam (kg/jam) Steam (lb/jam)

1 HEATER ( E – 213 ) 435.2172 959

Total kebutuhan “steam” = 959 lb/jam

Untuk faktor keamanan dari kebocoran – kebocoran yang terjadi, maka direncanakan steam yang dihasilkan 20% dari kebutuhan steam total :

= 1,2 x kebutuhan normal (959 lb/jam) = 1151 lb/jam Menghitung Kebutuhan Bahan Bakar :

(Severn, W.H, hal.142) Dimana :

mf = massa bahan bakar yang dipakai, lb/jam

ms = massa steam yang dihasilkan, lb/jam

hv = enthalpy uap yang dihasilkan, Btu/lb

hf = enthalpy liquida masuk, Btu/lb

eb = effisiensi boiler 85 - 92% ditetapkan eb = 92% (Severn, W.H, hal.142)

F = nilai kalor bahan bakar,Btu/lb

hv = 1179,3 Btu/lb (Steam Table)

hf = 970,3 Btu/lb (suhu air = 100oC) (SteamTable)

eb = 90% (diambil effisiensi maksimum)

F = nilai kalor bahan bakar

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Utilitas VIII-

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi

4

Digunakan Petroleum Fuels Oil 33oAPI (0,22% sulfur) (Perry eds 7, T.27-6) Dari Perry ed 7, fig.27-3, didapat : relative density, ρ = 0,86 gr/cc

Heating Value = 137273 Btu/gal p = 0,86 gr/cc = 54 lb/cuft = 7,2 lb/gal

Maka :

Heating value : = 137273/7,2 Btu/gall = 19127 Btu/lb

(Severn, W.H, hal.142) mf = 1151 (1179.3 - 970.3 )

x 100 = 14 lb/jam (92) x (19127)

Kapasitas Boiler :

= 1151 ( 1179,3 – 970,3 ) 1000

= 241 Kilo Btu / jam Penentuan Power Boiler :

dimana :

Angka – angka 970,3 dan 34,5 adalah suatu penyesuaian pada penguapan 34,5 lb air/jam dari air pada suhu 212oF menjadi uap kering pada 212oF pada tekanan 1 atm, untuk kondisi demikian diperlukan enthalpy penguapan sebesar 970,3 Btu/lb.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

XII-1 Pembahasan dan Kesimpulan

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi BAB XII

PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

Dalam memenuhi kebutuhan dalam negeri akan kalsium sulfat, Indonesia masih mengimpor kalsium sulfat dari beberapa Negara. Di lain pihak, Indonesia mempunyai bahan baku yang tersedia. Sehingga, pendirian pabrik kalsium sulfat mempunyai masa depan yang baik.

XII.1. Pembahasan

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

Pasar

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

Lokasi

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

Teknis

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

XII-2 Pembahasan dan Kesimpulan

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi Analisa Ekonomi

 Umur Pabrik = 10 tahun

 Fixed Capital Investment ( FCI ) = Rp. 64.320.913.157  Working Cappital Investment ( WCI ) = Rp. 11.459.311.771  Total Capital Investment ( TCI ) = Rp. 75.671.662.538

 Biaya bahan baku = Rp. 83.447.046.930  Biaya utilitas

- Air Pendingin = 38 m3/hari

- Listrik = 509 kWh/jam

- Bahan bakar = 255 lt/jam

 Biaya Produksi Total = Rp. 111.382.825.703  Hasil Penjualan Produk = Rp. 135.026.602.379

 Internal Rate of Return = 20%

 Rate On Investment = 25%

 Pay Out Periode = 4,2 tahun

 Break Even Point ( BEP ) = 31,16%

XII.2. Kesimpulan

Dengan melihat berbagai pertimbangan serta perhitungan yang telah dilakukan, maka pendirian pabrik kalsium sulfat di daerah industry Palang, Tuban secara teknis dan ekonomis layak untuk didirikan. Adapun rincian pra rencana pabrik kalsium sulfat yang dimaksud adalah sebagai berikut :

Kapasitas : 30.000 ton/tahun

Bentuk perusahaan : Perseroan Terbatas System Organisasi : Garis dan Staff

Jumlah Karyawan : 114 orang

System Operasi : Continue

XII-3 Pembahasan dan Kesimpulan

Pra Rencana Pabrik Kalsium Sulfat Anhidrat dari Gypsum Rock dengan Proses Kalsinasi Total Investasi : Rp. 81.574.052.216

Pay Out Periode : 4,2 tahun

Internal Rate of Return : 20%

Rate of Investment : 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

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

2

p. 490 , Elsevier Publishing Company, Amsterdam.

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 ,

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

3 McGraw-Hill Book Company Inc. , N.Y.

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 , ”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

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :