PABRIK MONOCALCIUM PHOSPATE DENGAN PROSES TENNESSE VALLEY AUTHORITY.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

PABRIK MONOCALCIUM PHOSPATE

DENGAN PROSES TENNESSE VALLEY AUTHORITY

PRA RENCANA PABRIK

Oleh :

RISKA IRMAWATI NPM : 0931010028

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

JAWA TIMUR

PRA RENCANA PABRIK

PABRIK MONOCALCIUM PHOSPATE DENGAN PROSES

TENNESSE VALLEY AUTHORITY

Diajukan Untuk Memenuhi Sebagai Persyaratan Dalam Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Kimia

Oleh:

Riska Irmawati

NPM. 0931010028

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

2013

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun panjatkan ke hadirat Allah AWT, dengan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga Penyusun dapat menyelesaikan Pra Rencana Pabrik dengan judul “Pabrik Monocalcium Phospate dengan Proses Tennesse Valley Authority”. Pra Rencana Pabrik ini bertujuan sebagai salah satu syarat menyelesaikan Pendidikan Strata Satu (S-1), Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri UPN “Veteran“ Jatim.

Pra Rencana Pabrik ini dapat terselesaikan dengan baik berkat bantuan petunjuk, bimbingan dan dorongan dari berbagai pihak. oleh karena itu, pada kesempatan ini Penyusun mengucapkan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Sutiyono, MT selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

2. Ir. Retno Dewati, MT selaku Ketua Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri UPN ”Veteran” Jawa Timur.

3. Ir. Suprihatin, MT selaku Sekretaris Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri UPN ”Veteran” Jawa Timur.

4. Ir. Dwi Hery Astuti, MT selaku dosen pembimbing Pra Rencana Pabrik yang telah berjasa besar dengan meluangkan banyak waktu untuk menyumbangkan pikiran, bimbingan, saran, dan motivasi dalam menyelesaikan Pra Rencana Pabrik ini.

5. Seluruh karyawan dan staff Fakultas Teknologi Industri UPN “Veteran” Jawa Timur.

6. Bapak dan ibu serta seluruh anggota keluarga yang telah memberikan dukungan baik moril, materil, dan spiritual.

7. Teman – teman Teknik Kimia angkatan 2009 A yang telah banyak membantu, memberikan informasi dan support selama penyelesaian Pra Rencana Pabrik ini.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Penyusun menyadari bahwa Pra Rencana Pabrik ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu masukkan dan saran serta kritik yang bersifat membangun sangat diperlukan untuk kesempurnaan Pra Rencana Pabrik ini. Penyusun berharap semoga Pra Rencana Pabrik ini dapat bermanfaat bagi pihak-pihak yang membaca dan khususnya bagi yang memerlukan.

iv INTISARI

Perencanaan pabrik Monocalcium Phosphate ini diharapkan dapat

berproduksi dengan kapasitas 80.000 ton/tahun dalam bentuk granular. Pabrik

beroperasi secara continuous selama 300 hari dalam setahun.

Monokalsium fosfat atau lebih dikenal dengan Superfosfat merupakan

salah satu jenis pupuk fosfat yang mengandung unsur hara (P) yang sangat

dibutuhkan oleh tanaman. Secara singkat, uraian proses dari pabrik Monocalcium

Phosphate sebagai berikut :

Pertama – tama batuan fosfat mengalami proses grinding dan sulfuric acid

dipanaskan. Kedua bahan masuk ke dalam reaktor dan disempurnakan dalam

seting belt. Produk keluar merupakan produk setengah mengalami proses

granulasi kemudian dikeringkan dan dilakukan proses sizing. Setelah itu

didinginkan sebelum dipacking.

Pendirian pabrik berlokasi di Manyar , Gresik dengan ketentuan :

Bentuk Perusahaan : Perusahaan Terbatas

Sistem Organisasi : Garis dan Staff

Jumlah Karyawan : 175 orang

Sistem Operasi : Continuous

Waktu Operasi : 300 hari/tahun ; 24 jam/hari

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

AnalisaEkonomi :

 Massa Konstruksi : 2 tahun

 Umur Pabrik : 10 tahun

 Fixed Capital Investment (FCI) : Rp. 197.022.594.902,16

 Working Capital Investment (WCI) : Rp 9.034.991.382,60

 Total Capital Investment (TCI) : Rp 206.057.586.284,75

 Biaya Bahan Baku (1 tahun) : Rp 93.390.710.669,77

 Biaya Utilitas (1 tahun) : Rp 7.967.081.294,39

- Steam = 22.809,94 lb/hari

- Air = 146 m3/hari

- Listrik = 637,32 kW/hari

- Bahan Bakar = 75,268 liter/jam

 Biaya Produksi Total (Total Production Cost) : Rp 152.910.906.958,03

 Hasil Penjualan Produk (Sale Income) : Rp 235.844.910.961,27

 Bunga Bank : 14 %

 Internal Rate of Return : 23 %

 Rate On Equity : 33,35 %

 Pay Out Periode : 4,02 tahun

vi

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN i

KATA PENGANTAR ii

INTISARI iv

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL vii

DAFTAR GAMBAR ix

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

DAFTAR PUSTAKA

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

DAFTAR TABEL

Tabel I.3.1 Data Impor Pupuk Monocalcium Phospate I-3

Tabel VIII.2.1.1. Parameter Air Sanitasi VIII-7

Tabel VIII.2.3.1. Parameter Air Pendingin VIII-9

Tabel VIII.4.1. Kebutuhan Listrik Untuk Peralatan dan Utilitas VIII-68

Tabel VIII.4.2. Peralatan Utilitas VIII-69

Tabel VIII.4.3. Kebutuhan listrik ruang pabrik dan produksi VIII-70

Tabel VIII.4.4. Kebutuhan Lumen VIII-71

Tabel IX.1. Pembagian Luas Pabrik VII-7

Tabel IX.2. Keterangan Lay Out Pabrik VII-9

Tabel IX.3. Keterangan Lay Out Peralatan Pabrik VII-11

Tabel.X.1. Jadwal Kerja Karyawan Proses X-9

Tabel.X.2. Perincian Jumlah Tenaga Kerja dan Gaji X-12

Tabel XI.1. Biaya Total Produksi Dalam Berbagai Kapasitas XI-8

Tabel XI.2. Modal Sendiri Pada Tahun Konstruksi XI-9

Tabel XI.3. Modal Pinjaman Pada Tahun Konstruksi XI-9

Tabel XI.4. Cash Flow XI-10

Tabel XI.5. Internal Rate of Return (IRR) XI-12

Tabel XI.6. Rate On Equity (ROE) XI-14

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1.2. Flowsheet Dasar Pabrik Monocalcium Phospate II-2

Gambar II.3. Flowsheet Pengembangan Pabrik Monocalcium

Phospate II-7

Gambar VIII.3.1.Flowsheet Unit Pengolahan Limbah VIII -75

Gambar IX.1. Lay Out Pabrik IX-8

Gambar IX.2. Peta Lokasi Pabrik IX-10

Gambar IX.3. Gambar Geografi Lokasi ViaSatelit IX-10

Gambar IX.4. Lay Out Peralatan Pabrik IX-11

Gambar X.1. Struktur Organisasi Perusahaan X-13

Gambar XI.9.1. Grafik Break Even Point (BEP) XI-17

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

I - 1 Pendahuluan

Pabrik Monocalcium Phosphate

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Monokalsium fosfat atau lebih dikenal dengan Superfosfat merupakan

salah satu jenis pupuk fosfat yang mengandung unsur hara (P) yang sangat

dibutuhkan oleh tanaman.

Monokalsium fosfat dapat dibuat dengan cara mereaksikan batuan fosfat

dengan asam sulfat dan menghasilkan Monokalsium fosfat dan Kalsium sulfat.

Prinsip dari proses ini adalah merubah garam-garam yang tidak larut

dalam air menjadi garam yang larut dalam air dan dapat diserap tanaman.

Monokalsium fosfat atau superfosfat dibuat dengan mencampur batuan

fosfat dengan asam sulfat atau asam fosfat. Superfosfat berdasarkan kandungan

P2O5 nya ada empat macam, yaitu: Single Superfosfat, Enriched Superfosfat,

Double Superfosfat dan Triple Superfosfat.

Mineral fosfat yang ditemukan oleh seorang ahli kimia Jerman, Brand

pada tahun 1669 ( Austin j.A;1960 ), belum diketahui secara praktis penggunaannya sebagai pupuk dan masih terisolasi penyebarannya. Mula-mula

200 tahun sebelum Masehi oleh Carthaginians (Amerika Latin) menganjurkan

untuk memanfaatkan hasil kotoran burung yang berjatuhan disuatu tempat unutk

meningkatkan hasil pertanian. Suku Inca dari Peru meneliti Guano dan kotoran

hasil aktivitas burung di pantai dan jalan membuat suasana atau tempat yang

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Pendahuluan

cocok untuk kedua hewan tersebut dengan harapan hasil aktivitasnya dapat

terkumpul dan mempunyai nilai ekonomi.

Setelah yakin bahwa sumber mineral fosfat dari tulang ikan dan guano

maka pada tahun 1842, Inggris mempunyai hak paten terbitan Jhon B. Lowes

untuk pengolahan abu tulang dengan asam sulfat. Dalam perkembangannya, hak

paten fosfat, Inggris menjadikan industri fosfat sebagai dasar industri pupuk

domestik dan mutunya bervariasi.

Pengolahan dengan asam sulfat menambah kegunaan dan efisiensi fosfat

untuk pertanian dan saat ini proses acidulasi dengan asam sulfat kuat memberikan

nilai tambah pada pabrik.

Karena mineral fosfat dianggap mempunyai nilai ekonomis, maka

didapatkan alternative mineral fosfat di beberapa tempat yang berbentuk galian

Fluorapatite, dengan variasi kadar Calsium, Fluorine, Iron, Alumminium, dan

Silicon. Rumus kimia Fluorapatite adalah CaF23Ca3(PO4)2 atau Ca10F2Ca3(PO4)6.

Batuan ini kemudian direaksikan dengan asam sulfat dan didapatkan

monokalsium fosfat.

I.2. Kegunaan Monokalsium Fosfat

1. Memacu pertumbuhan akar dan pembentukan sistem pengakaran yang baik,

sehinggga dapat mengambil unsur hara lebih banyak dan pertumbuhan

tanaman menjadi sehat dan kuat.

I - 3 Pendahuluan

Pabrik Monocalcium Phosphate

3. Menggiatkan pertumbuhan jaringan tanaman yang membentuk fisdik tumbuh

bagi tanaman.

4. Memacu pertumbuhan generative tanaman sehingga dapat mempercepat masa

panen.

5. Memperbesar prosentase generatif tanaman sehingga dapat mempercepat

panen.

6. Menggemburkan tanah yang tandus.

I.3. Aspek Ekonomi

Kebutuhan pupuk fosfat di dunia dan di Indonesia, semakin meningkat.

Tabel berikut adalah data konsumsi pupuk Monokalsium fosfat di

Indonesia, berdasarkan data dari Biro Pusat Statistik Surabaya (2008 - 2012).

Tabel I.3.1. Data Import Pupuk Monokalsium Fosfat di Indonesia

Tahun Data Import (Ton/Tahun)

2008 12.905,332

2009 33.740,026

2010 10.880,329

2011 50.140,093

2012 63.573,582

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

Pendahuluan

Pabrik ini direncanakan berproduksi mulai tahun 2015 ( Konstruksi dan

Pembangunan pabrik direncanakan pada tahun 2013) dengan kapasitas produksi

80.000 ton/tahun.

I.4. Sifat Bahan Baku dan Produk ( Perry 7rd, 1999)

I.4.1.Batuan Fosfat

Rumus molekul : Ca3(PO4)2

Berat molekul : 310,20

Warna : putih

Bentuk : tetragonal

Specifik Grafity : 3,14

Melting Point ; °C : 1670

Boiling Point ; °C : -

Solubility / 100 parts, cold water : insoluble

Solubility / 100 parts, hot water : insoluble

I.4.2. Asam Sulfat

Rumus Molekul : H2SO4

Berat Molekul : 98,08

Warna : tidak berwarna

Bentuk : liquid

Spesific Gravity : 1,834

I - 5 Pendahuluan

Pabrik Monocalcium Phosphate

Boiling Point ; °C : dekomposisi pada 340°C

Solubility, cold water : larut

Solubility, hot water : larut

Grade : H2SO4 50Be’=62%, H2SO4

55Be’=70%, H2SO4 98%, H2SO4 99%

I.4.3. Produk (NSP : Normal Super Phosphate)

Rumus molekul : CaH4(PO4)2.H2O

Berat molekul : 252,09

Warna : putih

Bentuk : kristal trigonal

Specific Gravity : 2,220

Melting Point ; °C : -H2O 100°C

Boiling Point ; °C : dekomposisi pada 200°C

Komposisi : Ca4H4(PO4)2.H2O 30% ; CaHPO4

10% ; CaSO4 45% ; iron oxide,

alumina, silica 10%, water 5%

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

II - 1 Seleksi dan Uraian Proses

Pabrik Monocalcium Phosphate

BAB II

SELEKSI DAN URAIAN PROSES

Proses pembuatan Monokalsium fosfat atau Superfosfat adalah sederhana

dan sangat tua yaitu tahun 1842. Untuk keperluan produksi ini menggunakan

batuan fosfat yang dicampur dengan asam sulfat menghasilkan produk yang

mengandung “Phosphorus Pentoxide” (P2O5).

II.1. Macam-Macam Proses

II.I.1. Pembuatan Monocalcium Phosphate dari batuan fosfat dengan proses Broadfield

Aliran asam sulfat diatur melalui sebuah constant-level box secara

kontinu. Sedangkan batuan fostat dialirkan secara kontinue melaui alat gravimetri.

Asam dan batuan diumpankan kedalam pug mill mixer selama 2 sampai 3 menit.

Campuran dalam mixer tersebut diaduk supaya tidak mengeras. Waktu simpan

yang lebih lama dalam mixer akan menghasilkan produk akhir yang agak padat

dan lebih granular ( butiran ).

Dari mixer, slurry dialirkan ke slot conveyor. Slat conveyor merupakan

bagian dasar dari den. Di slat conveyor ini slurry mulai mengeras dan membentuk

blok. Dari Slat conveyor, blok dibawa ke pemotong yang berputar ( revolving

Seleksi dan Uraian Proses

II.I.2. Pembuatan Monocalcium Phosphate dari Batuan fosfat dengan proses TVA (Teannesse Valley Authority).

Proses pembuatan monocalcium phosphate di pabrik ini adalah

menggunakan proses TVA (Tennesee Valley Authority). Prinsipnya adalah

dengan mengubah tricalcium phosphate menjadi garam yang mudah larut dalam

air (mono calcium phosphate). Reaksi antara ground rock (Phosphate Rock) dan

asam sulfat bersifat eksotermis dengan temperature reaksi 100 – 125 °C. Asam

sulfat dan ground rock (PR) tersebut direaksikan dalam cone mixer.

Monocalcium phosphate (MCP) adalah garam fosfat yang larut dalam air

sedangkan DCP tidak larut dalam air namun larut dalam asam sitrat.

Diagram alir proses produksi monocalcium phosphate digambarkan sebagai

berikut:

Gambar II.1.2. Flowsheet Dasar Pabrik Monocalcium Phospate

Pada proses ini, batuan fosfat yang akan digunakan digiling terlebih

dahulu sampai 90% berukuran 100 mesh. Setelah digiling kemudian diumpankan

H2SO4

Batuan fosfat

Produk Reactor

Grinding

Curing Granulasi Dryer

Screen

Cooling unit

Bagging unit Crushing

II - 3 Seleksi dan Uraian Proses

Pabrik Monocalcium Phosphate

ke dalam cone mixer (TVA) untuk dicampur dengan asam sulfat 70% dan air.

Pada pencampuran ini terjadi reaksi antara batuan fosfat dengan asam sulfat dan

air membentuk monokalsium fosfat, kalsium sulfat anhidrit dan gas asam florida

sebagai produk samping.

Adapun reaksinya adalah sebagai berikut :

CaF3.3Ca3(PO4)2 + 7H2SO4 + 3H2O 3CaH4(PO4)2H2O + 2HF + 7CaSO4….…….(1)

Produk hasil reaksi lalu keluar dari cone mixer (TVA) dengan bantuan

“Selting Conveyor” yang bergerak sangat lamban sehingga ada waktu selama 30

menit bagi monokalsium fosfat untuk menggumpal sebelum sampai pada

“disintegrator”. Kemudian ROP (Run On Pile) produk setengah jadi diumpankan

ke dalam granulator berbentuk drum, dengan menambahkan air. Produk

granulator bersuhu ± 90 °C. Granul produk yang dihasilkan kemudian dikeringkan

dalam Dryer dengan cara mengalirkan udara panas. Butiran dari granulator masuk

dryer dimana terjadi kontak secara berlawanan arah dengan gas panas temperature

120-200 0C yang mengalir di dryer. Selanjutnya produk dilakukan sizing ke dalam

screen. Hasil yang sesuai ukuran di dinginkan dan dikemas menjadi produk untuk

Seleksi dan Uraian Proses

II.2. Pemilihan Proses

Dari proses-proses yang ada di atas, dipilih proses Tennesse Valley Authority

(TVA) karena :

a. “Yield” besar (99%)

b. Peralatan yang digunakan adalah lebih sederhana (fase padat)

c. Proses yang digunakan lebih sederhana (fase padat)

d. Proses yang digunakan lebih modern dan umum digunakan

II.3. Uraian Proses

Proses pembuatan pupuk monocalcium phosphate di pabrik ini dapat digolongkan

menjadi tiga unit utama, yaitu :

1. Unit Pra-Reaksi (Unit 100)

Unit Penghalusan Butiran (Grinding) Batuan Fosfat dilakukan sebelum

batuan fosfat direaksikan dengan asam sulfat di Unit Reaksi, terlebih

dahulu dihaluskan dalam Ball Mill (C-112) untuk menghasilkan batuan

fosfat yang halus dengan ukuran mesh 100 dengan temperatur 30 °C.

Phosphate Rock dikirim ke screen (H-113) untuk dipisahkan ukuran yang

sesuai, ukuran yang tidak sesuai kemudian di recycle kembali menuju ball

mill (C-112) untuk dihaluskan kembali. Batuan fosfat yang halus dengan

ukuran mesh 100 kemudian melalui belt conveyor (J-114) dan bucket

II - 5 Seleksi dan Uraian Proses

Pabrik Monocalcium Phosphate

2. Unit Reaksi (Unit 200)

Alat utama dalam proses ini adalah Cone Mixer (R-210) yang berfungsi

untuk proses asidulasi phosphate rock dengan Asam sulfat untuk

mengubah fosfat tidak larut air menjadi garam fosfat yang larut air.

Asam sulfat dan fosfat rock direaksikan dalam Cone Mixer (R-210), yaitu

reaktor yang berbentuk kerucut dengan waktu tinggal 10 - 30 menit. Fosfat

rock diumpankan ke cone mixer melalui Belt Conveyor (J-114) dan

Bucket Elevator (J-115). Sedangkan Asam sulfat melalui 6 buah nozzle

melingkar dengan posisi tangensial terhadap cone sehingga menghasilkan

putaran campuran rock/acid di dalam Cone Mixer dan fosfat rock

diumpankan kontinyu ke tengah-tengah slurry berbentuk vortex.

Selanjutnya produk outlet R-210 yang disebut Run Of Pile (ROP = bahan

setengah jadi) diterima dan diangkut oleh Settling Belt Conveyor J-211. Di

dalam conveyor dengan panjang 120 meter terjadi proses denning yaitu

ROP mengalami perubahan bentuk dari slurry-plastis-solid secara

berturut-turut.

Reaksi antara ground rock (PR) dan Asam sulfat bersifat eksotermis

dengan temperature reaksi 100 – 125 °C. Asam sulfat dan ground rock

(PR) tersebut direaksikan dalam cone mixer. Reaksi utama yang terjadi

mengikuti persamaan reaksi sebagai berikut :

CaF3.3Ca3(PO4)2 + 7H2SO4 + 3H2O 3CaH4(PO4)2H2O + 2HF + 7CaSO4….…….(2)

Monocalciumphosphate (MCP) adalah garam phosphate yang larut dalam

Seleksi dan Uraian Proses

Selain reaksi utama tersebut di atas, terdapat reaksi-reaksi samping dimana

dihasilkan garam fosfat / sulfat yang lain seperti FeSO4, Al3SO4, dan

lain-lain, serta timbul gas, diantaranya HF, SiF4, H2O dan lain-lain, yang

merupakan polutan jika langsung dibuang ke atmosfer. Untuk

meminimalkan polutan yang lepas ke atmosfer, di unit reaksi telah

dilengkapi dengan scrubbing system dengan air sebagai penyerap

(penscrub) polutan-polutan tersebut.

3. Unit Granulasi (300)

Peralatan utamanya adalah Granulator (B-312) yaitu berupa rotary drum

dengan slope sangat kecil yang berfungsi sebagai proses aglomerasi dari

butiran kecil menjadi butiran-butiran yang lebih besar dengan bantuan air

dan panas steam.

Proses granulasi ROP SP-36 dilakukan dalam granulator (B-312) yang

berbentuk drum, dengan menambahkan air. Produk granulator bersuhu ±

90 °C. Faktor yang mempengaruhi granulasi antara lain adalah kecepatan

putar granulator (+10rpm) sehingga terjadi gerakan roulling dan cascading,

serta pengaruh kadar air dan temperatur yang akan berpengaruh pada fisik

dari produk granul. Kadar air yang tinggi akan menghasilkan produk

dengan ukuran yang besar dan beresiko terjadinya scale, sedangkan kadar

air yang terlalu rendah akan menyusahkan pembuatan granul dan ukuran

granul yang terbentuk relatif sangat kecil.

Granul MCP yang dihasilkan kemudian dikeringkan dalam Rotary Dryer

II - 7 Seleksi dan Uraian Proses

Pabrik Monocalcium Phosphate

udara menggunakan pre-heater udara (E-315). Butiran dari granulator

masuk dryer dimana terjadi kontak secara berlawan arah dengan gas panas

temperature 120-200 0C yang mengalir didalam shell dryer. Selanjutnya

melalui bucket elevator J-319 granul tersebut di – screening untuk

diseleksi di screen H-320 dan H-321. Screen yang digunakan adalah tipe

double deck vibrator screen, dimana granul yang onsize (yang ukurannya

sesuai dengan spec) tertahan screen kedua melalui chute ke Belt Conveyor

J-324. Sedangkan granul yang oversize tertahan screen bagian atas ke ball

mill C-322. Sedangkan produk yang lolos dari kedua screen dikembalikan

lagi (direcycle) ke Granulator B-312 bersama dengan produk crusher

C-322 untuk diproses ulang melalui Belt Conveyor J-323. Produk screen

menuju rotary drum cooler B-325 melalui conveyor J-324. Produk

didinginkan hingga temperatur 400C dengan menggunakan udara luar yang

di hisap secara counter current oleh blower G-326. Melalui belt conveyor

J-328 produk cooler menuju unit pengantongan.

Neraca Massa

BAB III NERACA MASSA

Kapasitas produksi = 80.000 ton/tahun

Waktu operasi = 24 jam / hari ; 300 hari / tahun Satuan massa = kilogram/jam

1. BALL MILL (C-112)

Masuk Keluar

Gudang : Vibrating screen 01 :

Ca3(PO4)2 9237,7778 Ca3(PO4)2 9723,9766

CaCO3 403,3333 CaCO3 424,5614

Al2O3 116,6667 Al2O3 122,8070

Fe2O3 216,6667 Fe2O3 228,0702

SiO2 458,8889 SiO2 483,0409

CaF2 488,8889 CaF2 514,6199

H2O 188,8889 H2O 198,8304

Sub total 11111,1111 11695,9064

Recycle :

Ca3(PO4)2 486,1988

CaCO3 21,2281

Al2O3 6,1404

Fe2O3 11,4035

SiO2 24,1520

CaF2 25,7310

H2O 9,9415

Sub total 584,7953

III - 2 Neraca Massa

Pabrik Monocalcium Phosphate

2. VIBRATING SCREEN 01 (H-113)

Masuk Keluar

Ball Mill : Under size :

Ca3(PO4)2 9723,9766 Ca3(PO4)2 9237,7778

CaCO3 424,5614 CaCO3 403,3333

Al2O3 122,8070 Al2O3 116,6667

Fe2O3 228,0702 Fe2O3 216,6667

SiO2 483,0409 SiO2 458,8889

CaF2 514,6199 CaF2 488,8889

H2O 198,8304 H2O 188,8889

11111,1111

Recycle :

Ca3(PO4)2 486,1988

CaCO3 21,2281

Al2O3 6,1404

Fe2O3 11,4035

SiO2 24,1520

CaF2 25,7310

H2O 9,9415

584,7953

Neraca Massa

3. TANGKI PENGENCER H2SO4 (M-122)

Masuk Keluar

Asam Sulfat 98% Asam Sulfat 70%

H2SO4 5050,2667 H2SO4 5050,2667

H2O 103,0667 H2O 2164,4000

Sub Total 5153,3333 Sub Total 7214,6667

Air Proses

H2O 2061,33333

Total 7214,6667 Total 7214,6667

4. BELT CONVEYOR (J-114)

Masuk Keluar

Vibrating screen: Cone Mixer:

Ca3(PO4)2 9237,7778 Ca3(PO4)2 9237,7778

Al2O3 116,6667 Al2O3 116,6667

Fe2O3 216,6667 Fe2O3 216,6667

CaCO3 403,3333 CaCO3 403,3333

CaF2 488,8889 CaF2 488,8889

SiO2 458,8889 SiO2 458,8889

H2O 188,8889 H2O 188,8889

Recycle dari Screen Recycle dari Mill

Ca3(PO4)2 486,1988 Ca3(PO4)2 486,1988

Al2O3 6,1404 Al2O3 6,1404

Fe2O3 216,6667 Fe2O3 216,6667

CaCO3 21,2281 CaCO3 21,2281

CaF2 25,7310 CaF2 25,7310

SiO2 24,1520 SiO2 24,1520

H2O 9,9415 H2O 9,9415

III - 4 Neraca Massa

Pabrik Monocalcium Phosphate

5. CONE MIXER (R-210)

Masuk Keluar

Ca3(PO4)2 9237,7778 Ca3(PO4)2 3438,7221

Al2O3 116,6667 CaCO3 6,4060

Fe2O3 216,6667 SiO2 365,1068

CaCO3 403,3333 CaF2 6,3456

CaF2 488,8889 Ca(H2PO4)2.H20 4711,7077

SiO2 458,8889 Al2O3 132,6456

H2O 188,8889 Fe2O3 323,8285

11111,1111 CaSO4 6471,6175

Al2(SO4)3 281,9367

Fe2(SO4)3 199,0789

H2O 5039,5917

Sub Total 20976,9870

Tangki H2SO4

H2SO4 5050,2667

H2O 103,0667

5153,3333 Gas :

H2O 4867,2222 HF 82,3983

SiF4 214,4167

CO2 174,5312

471,3463

Neraca Massa

6. SCRUBBER (D-221)

Masuk Keluar

Gas Masuk Gas keluar

HF 82,3983 SiF4 0,2144

SiF4 214,4167 CO2 169,6970

CO2 174,5312 Sub Total 169,9114

Sub Total 471,3463 Limbah

Utilitas HF 82,3983

H2O 49,3919 H2SiF6 197,5740

H2O 29,6351

SiO2 41,2194

Sub Total 350,8268

III - 6 Neraca Massa

Pabrik Monocalcium Phosphate

7. BELT CONVEYOR (J-311)

Masuk Keluar

Dari cone mixer :

Ke

Granulator :

Ca3(PO4)2 3438,7221 Ca3(PO4)2 4760,5386

CaCO3 6,4060 CaCO3 10,0479

SiO2 365,1068 SiO2 451,9143

CaF2 6,3456 CaF2 10,2261

Ca(H2PO4)2.H20 4711,7077 Ca(H2PO4)2.H2O 6484,1848

Al2O3 132,6456 Al2O3 145,2828

Fe2O3 323,8285 Fe2O3 376,0887

CaSO4 6471,6175 CaSO4 8906,1476

Al2(SO4)3 281,9367 Al2(SO4)3 387,9972

Fe2(SO4)3 199,0789 Fe2(SO4)3 273,9695

H2O 5039,5917 H2O 5380,6312

Sub total 20976,9870

Dari belt conveyor :

Ca3(PO4)2 1321,8165

CaCO3 3,6419

SiO2 86,8075

CaF2 3,8805

Ca(H2PO4)2.H2O 1772,4771

Al2O3 12,6372

Fe2O3 52,2602

CaSO4 2434,5301

Al2(SO4)3 106,0605

Fe2(SO4)3 74,8906

H2O 341,0395

Sub total 6210,0416

Neraca Massa

8. GRANULATOR (B-312)

Masuk Keluar

Ca3(PO4)2 4760,5386 Ca3(PO4)2 4760,5386

CaCO3 10,0479 CaCO3 10,0479

SiO2 451,9143 SiO2 451,9143

CaF2 10,2261 CaF2 10,2261

Ca(H2PO4)2.H2O 6484,1848 Ca(H2PO4)2.H2O 6484,1848

Al2O3 145,2828 Al2O3 145,2828

Fe2O3 376,0887 Fe2O3 376,0887

CaSO4 8906,1476 CaSO4 8906,1476

Al2(SO4)3 387,9972 Al2(SO4)3 387,9972

Fe2(SO4)3 273,9695 Fe2(SO4)3 273,9695

H2O 5380,6312 H2O 4786,7702

Sub total 27187,0286 Sub total 26593,1676

H2O 3658,5691 Air blowdown 4252,4300

III - 8 Neraca Massa

Pabrik Monocalcium Phosphate

9. ROTARY DRYER (B-314)

Masuk Keluar

Granulator : Cyclone :

Ca3(PO4)2 4760,5386 Ca3(PO4)2 476,0539

CaCO3 10,0479 CaCO3 1,0048

SiO2 451,9143 SiO2 45,1914

CaF2 10,2261 CaF2 1,0226

Ca(H2PO4)2.H2O 6484,1848 Ca(H2PO4)2.H2O 648,4185

Al2O3 145,2828 Al2O3 14,5283

Fe2O3 376,0887 Fe2O3 37,6089

CaSO4 8906,1476 CaSO4 890,6148

Al2(SO4)3 387,9972 Al2(SO4)3 38,7997

Fe2(SO4)3 273,9695 Fe2(SO4)3 27,3969

H2O 4786,7702 H2O 3552,4047

Sub total 5733,0444

Belt

Conveyor :

H2O 1234,3655

Ca3(PO4)2 4284,4848

CaCO3 9,0431

SiO2 406,7229

CaF2 9,2035

Ca(H2PO4)2.H2O 5835,7663

Al2O3 130,7545

Fe2O3 338,4798

CaSO4 8015,5329

Al2(SO4)3 349,1974

Fe2(SO4)3 246,5725

Sub total 20860,1232

Neraca Massa

10.CYCLONE (H-317)

Masuk Keluar

Rotary Dryer Udara :

Ca3(PO4)2 476,0539 Ca3(PO4)2 4,7605

CaCO3 1,0048 CaCO3 0,0100

SiO2 45,1914 SiO2 0,4519

CaF2 1,0226 CaF2 0,0102

Ca(H2PO4)2.H2O 648,4185 Ca(H2PO4)2.H2O 6,4842

Al2O3 14,5283 Al2O3 0,1453

Fe2O3 37,6089 Fe2O3 0,3761

CaSO4 890,6148 CaSO4 8,9061

Al2(SO4)3 38,7997 Al2(SO4)3 0,3880

Fe2(SO4)3 27,3969 Fe2(SO4)3 0,2740

H2O 3552,4047 H2O 3552,4047

Sub total 3574,2111

Belt

conveyor :

Ca3(PO4)2 471,2933

CaCO3 0,9947

SiO2 44,7395

CaF2 1,0124

Ca(H2PO4)2.H2O 641,9343

Al2O3 14,3830

Fe2O3 37,2328

CaSO4 881,7086

Al2(SO4)3 38,4117

Fe2(SO4)3 27,1230

Sub total 2158,8333

III - 10 Neraca Massa

Pabrik Monocalcium Phosphate

11.BELT CONVEYOR (J-318)

Masuk Keluar

Rotary Dryer

:

H2O 1234,3655 H2O 1234,3655

Ca3(PO4)2 4284,4848 Ca3(PO4)2 4755,7781

CaCO3 9,0431 CaCO3 10,0379

SiO2 406,7229 SiO2 451,4624

CaF2 9,2035 CaF2 10,2158

Ca(H2PO4)2.H2O 5835,7663 Ca(H2PO4)2.H2O 6477,7006

Al2O3 130,7545 Al2O3 145,1375

Fe2O3 338,4798 Fe2O3 375,7126

CaSO4 8015,5329 CaSO4 8897,2415

Al2(SO4)3 349,1974 Al2(SO4)3 387,6092

Fe2(SO4)3 246,5725 Fe2(SO4)3 273,6955

20860,1232

Cyclone :

Ca3(PO4)2 471,2933

CaCO3 0,9947

SiO2 44,7395

CaF2 1,0124

Ca(H2PO4)2.H2O 641,9343

Al2O3 14,3830

Fe2O3 37,2328

CaSO4 881,7086

Al2(SO4)3 38,4117

Fe2(SO4)3 27,1230

2158,8333

Neraca Massa

12.VIBRATING SCREEN 02 (H-320)

Masuk Keluar

Oversize :

H2O 1234,3655 H2O 61,7183

Ca3(PO4)2 4755,7781 Ca3(PO4)2 237,7889

CaCO3 10,0379 CaCO3 0,5019

SiO2 451,4624 SiO2 22,5731

CaF2 10,2158 CaF2 0,5108

Ca(H2PO4)2.H2O 6477,7006 Ca(H2PO4)2.H2O 323,8850

Al2O3 145,1375 Al2O3 7,2569

Fe2O3 375,7126 Fe2O3 18,7856

CaSO4 8897,2415 CaSO4 444,8621

Al2(SO4)3 387,6092 Al2(SO4)3 19,3805

Fe2(SO4)3 273,6955 Fe2(SO4)3 13,6848

1150,9478

Under size :

H2O 1172,6472

Ca3(PO4)2 4517,9892

CaCO3 9,5360

SiO2 428,8893

CaF2 9,7051

Ca(H2PO4)2.H2O 6153,8155

Al2O3 137,8806

Fe2O3 356,9270

CaSO4 8452,3794

Al2(SO4)3 368,2287

Fe2(SO4)3 260,0107

21868,0087

III - 12 Neraca Massa

Pabrik Monocalcium Phosphate

13.VIBRATING SCREEN 03 (H-321)

Masuk Keluar

Oversize

H2O 1172,6472 H2O 703,5883

Ca3(PO4)2 4517,9892 Ca3(PO4)2 2710,7935

CaCO3 9,5360 CaCO3 5,7216

SiO2 428,8893 SiO2 257,3336

CaF2 9,7051 CaF2 5,8230

Ca(H2PO4)2.H2O 6153,8155 Ca(H2PO4)2.H2O 3692,2893

Al2O3 137,8806 Al2O3 82,7284

Fe2O3 356,9270 Fe2O3 214,1562

CaSO4 8452,3794 CaSO4 5071,4276

Al2(SO4)3 368,2287 Al2(SO4)3 220,9372

Fe2(SO4)3 260,0107 Fe2(SO4)3 156,0064

Sub total 13120,8052

Undersize

H2O 469,0589

Ca3(PO4)2 1807,1957

CaCO3 3,8144

SiO2 171,5557

CaF2 3,8820

Ca(H2PO4)2.H2O 2461,5262

Al2O3 55,1522

Fe2O3 142,7708

CaSO4 3380,9518

Al2(SO4)3 147,2915

Fe2(SO4)3 104,0043

8747,2035

Neraca Massa

14.BELT CONVEYOR (J-323)

Masuk Keluar

Screen 02 :

H2O 61,7183 H2O 530,7772

Ca3(PO4)2 237,7889 Ca3(PO4)2 2044,9846

CaCO3 0,5019 CaCO3 4,3163

SiO2 22,5731 SiO2 194,1288

CaF2 0,5108 CaF2 4,3928

Ca(H2PO4)2.H2O 323,8850 Ca(H2PO4)2.H2O 2785,4112

Al2O3 7,2569 Al2O3 62,4091

Fe2O3 18,7856 Fe2O3 161,5564

CaSO4 444,8621 CaSO4 3825,8138

Al2(SO4)3 19,3805 Al2(SO4)3 166,6719

Fe2(SO4)3 13,6848 Fe2(SO4)3 117,6891

Sub total 1150,9478

Screen 03 :

H2O 469,0589

Ca3(PO4)2 1807,1957

CaCO3 3,8144

SiO2 171,5557

CaF2 3,8820

Ca(H2PO4)2.H2O 2461,5262

Al2O3 55,1522

Fe2O3 142,7708

CaSO4 3380,9518

Al2(SO4)3 147,2915

Fe2(SO4)3 104,0043

Sub total 8747,2035

III - 14 Neraca Massa

Pabrik Monocalcium Phosphate

15.ROTARY COOLER (B-325)

Masuk Keluar

Belt Conveyor Cyclone :

H2O 703,5883 H2O 70,3588

Ca3(PO4)2 2710,7935 Ca3(PO4)2 271,0794

CaCO3 5,7216 CaCO3 0,5722

SiO2 257,3336 SiO2 25,7334

CaF2 5,8230 CaF2 0,5823

Ca(H2PO4)2.H2O 3692,2893 Ca(H2PO4)2.H2O 369,2289

Al2O3 82,7284 Al2O3 8,2728

Fe2O3 214,1562 Fe2O3 21,4156

CaSO4 5071,4276 CaSO4 507,1428

Al2(SO4)3 220,9372 Al2(SO4)3 22,0937

Fe2(SO4)3 156,0064 Fe2(SO4)3 15,6006

Sub total 1312,0805

Belt

conveyor :

H2O 633,2295

Ca3(PO4)2 2439,7142

CaCO3 5,1494

SiO2 231,6002

CaF2 5,2407

Ca(H2PO4)2.H2O 3323,0604

Al2O3 74,4555

Fe2O3 192,7406

CaSO4 4564,2849

Al2(SO4)3 198,8435

Fe2(SO4)3 140,4058

Sub total 11808,7247

Neraca Massa

16.CYCLONE (H-327)

Masuk Keluar

Rotary cooler Udara

H2O 70,3588 H2O 70,3588

Ca3(PO4)2 271,0794 Ca3(PO4)2 2,7108

CaCO3 0,5722 CaCO3 0,0057

SiO2 25,7334 SiO2 0,2573

CaF2 0,5823 CaF2 0,0058

Ca(H2PO4)2.H2O 369,2289 Ca(H2PO4)2.H2O 3,6923

Al2O3 8,2728 Al2O3 0,0827

Fe2O3 21,4156 Fe2O3 0,2142

CaSO4 507,1428 CaSO4 5,0714

Al2(SO4)3 22,0937 Al2(SO4)3 0,2209

Fe2(SO4)3 15,6006 Fe2(SO4)3 0,1560

Sub total 82,7761

Belt conv.

Ca3(PO4)2 268,3686

CaCO3 0,5664

SiO2 25,4760

CaF2 0,5765

Ca(H2PO4)2.H2O 365,5366

Al2O3 8,1901

Fe2O3 21,2015

CaSO4 502,0713

Al2(SO4)3 21,8728

Fe2(SO4)3 15,4446

Sub total 1229,3045

III - 16 Neraca Massa

Pabrik Monocalcium Phosphate

17.BELT CONVEYOR (J-328)

Masuk Keluar

Rotary cooler

H2O 633,2295 H2O 633,2295

Ca3(PO4)2 2439,7142 Ca3(PO4)2 2708,0827

CaCO3 5,1494 CaCO3 5,7159

SiO2 231,6002 SiO2 257,0762

CaF2 5,2407 CaF2 5,8172

Ca(H2PO4)2.H2O 3323,0604 Ca(H2PO4)2.H2O 3688,5970

Al2O3 74,4555 Al2O3 82,6456

Fe2O3 192,7406 Fe2O3 213,9420

CaSO4 4564,2849 CaSO4 5066,3562

Al2(SO4)3 198,8435 Al2(SO4)3 220,7163

Fe2(SO4)3 140,4058 Fe2(SO4)3 155,8504

Sub total 11808,7247

Cyclone :

Ca3(PO4)2 268,3686

CaCO3 0,5664

SiO2 25,4760

CaF2 0,5765

Ca(H2PO4)2.H2O 365,5366

Al2O3 8,1901

Fe2O3 21,2015

CaSO4 502,0713

Al2(SO4)3 21,8728

Fe2(SO4)3 15,4446

Sub total 1229,3045

Neraca Panas

BAB IV NERACA PANAS

Kapasitas produksi = 80.000 ton/tahun Waktu operasi = 1 jam proses Satuan panas = kilokalori/jam Suhu Refference = 25oC = 298,15 K

1. TANGKI PENGENCER (M-122)

Masuk Keluar

Asam Sulfat 98%

Asam Sulfat

70%

H2SO4 296975,4694 H2SO4 296975,4694

H2O 260,1894 H2O 260,1894

Sub Total 297235,6588 Sub Total 297235,6588

Air proses

H2O 5203,7876

IV - 2 Neraca Panas

Pabrik Monocalcium Phosphate

2. CONE MIXER (R-210)

Masuk Keluar

Ca3(PO4)2 64700,8067 Ca3(PO4)2 10947,5412

CaCO3 1509,9119 CaCO3 37,4005

Al2O3 2922,0462 SiO2 255,2876

Fe2O3 4159,5535 CaF2 47,4926

SiO2 6134,1625 Ca(H2PO4)2.H2O 30800,0853

CaF2 7613,3813 Al2O3 808,7884

H2O 4772,6112 Fe2O3 1505,8460

91812,4735 CaSO4 30121,1583

Al2(SO4)3 1308,1778

H2SO4 296975,4694 Fe2(SO4)3 823,9632

H2O 236,6346 H2O 57863,4229

297212,104 Sub Total 134519,1637

Gas :

H2O 45,4391 HF 700,4416

SiF4 1231,9532

H reaksi

eks. 1693,8919 CO2 1109,5674

Sub total 3041,9623

Q loss 253202,7824

Neraca Panas

3. GRANULATOR (B-312)

Masuk Kcal Keluar Kcal

Dari Cone mixer :

Ca3(PO4)2 35032,13183 Ca3(PO4)2 24249,0976

CaCO3 121,3530561 CaCO3 94,2177

SiO2 6716,262145 SiO2 4104,1760

CaF2 154,0987865 CaF2 122,9223

Ca(H2PO4)2.H2O 98560,27284 Ca(H2PO4)2.H2O 67818,6196

Al2O3 2613,706652 Al2O3 1421,1476

Fe2O3 4890,149047 Fe2O3 2809,4672

CaSO4 98684,36802 CaSO4 66754,4029

Al2(SO4)3 4186,168891 Al2(SO4)3 2880,4726

Fe2(SO4)3 2636,682099 Fe2(SO4)3 1814,2820

H2O 185255,3489 H2O 87948,9037

Dari recycle :

Ca3(PO4)2 12624,4343

Panas

terserap 277725,1009

CaCO3 64,5978

SiO2 1494,6902

CaF2 88,2353

Ca(H2PO4)2.H2O 34759,6560

Al2O3 233,2375

Fe2O3 738,8757

CaSO4 34729,7607

Al2(SO4)3 1476,3528

Fe2(SO4)3 929,8892

H2O 11752,5383

IV - 4 Neraca Panas

Pabrik Monocalcium Phosphate

4. SCRUBBER (D-221)

Masuk Keluar

Gas : H gas keluar

HF 2134,9461 CO2 4818,7678

SiF4 5305,9691 SiF4 5310,0302

CO2 4817,6948 H limbah 10128,7980

Sub Total 12258,6100 HF 2134,7753

SiO2 697,4326

H2SiF6 5896,5956

H2O 1,3720

H2O 2,7441 Sub Total 8730,1756

Hreaksi 248397,1509 Q terserap 251928,3294

Neraca Panas

5. ROTARY DRYER (B-314)

Masuk Keluar

H bahan masuk H Produk Keluar

Ca3(PO4)2 24249,0976 Ca3(PO4)2 40920,3521

Al2O3 2557,4380 Al2O3 2413,2604

Fe2O3 6167,4663 Fe2O3 4785,5639

CaCO3 200,3237 CaCO3 160,4012

CaF2 261,3549 CaF2 209,2696

SiO2 9928,9489 SiO2 7003,1363

Ca(H2PO4)2. H2O 67818,6196 Ca(H2PO4)2. H2O 114443,9206

CaSO4 194519,2806 CaSO4 114345,4903

Al2(SO4)3 2880,4726 Al2(SO4)3 4860,7975

Fe2(SO4)3 1814,2820 Fe2(SO4)3 3061,6008

H2O 126455,8649 H2O 46966,9232

436853,1491 Sub Total 339170,7159

H Produk terikut udara panas

Ca3(PO4)2 15029,8954

Al2O3 286,2716

Fe2O3 567,9333

CaCO3 19,0344

CaF2 24,8335

SiO2 831,3115

Hudara 105669,2259 Ca(H2PO4)2. H2O 13563,7239

CaSO4 13580,8018

Al2(SO4)3 576,0945

Fe2(SO4)3 362,8564

H2O Uap 153477,0350

198319,7912

Qloss 5031,8679

IV - 6 Neraca Panas

Pabrik Monocalcium Phosphate

6. HEATER (E-315)

7. ROTARY COOLER (B-325)

Masuk Keluar

Feed masuk Produk Keluar

Ca3(PO4)2 25890,3068 Ca3(PO4)2 4660,2552

Al2O3 1526,8698 Al2O3 271,9179

Fe2O3 3027,8263 Fe2O3 536,3361

CaCO3 101,4859 CaCO3 17,9934

CaF2 132,4049 CaF2 23,4753

SiO2 4430,8843 SiO2 782,5190

Ca(H2PO4)2. H2O 72408,6686 Ca(H2PO4)2. H2O 13033,5603

CaSO4 72346,3917 CaSO4 12691,2888

Al2(SO4)3 3075,4266 Al2(SO4)3 553,5768

Fe2(SO4)3 1937,0748 Fe2(SO4)3 348,6735

H2O 26771,1462 H2O 4799,0172

Sub Total 211648,4859 Sub Total 37718,6137

Q pendingin 173929,8722

Total 211648,4859 Total 211648,4859

Masuk H=mxCpxdT Keluar H=mxCpxdT

O2 1030,2147 O2 19579,4136

N2 3420,2611 N2 65414,9674

H2O 5887,9480 H2O 111962,3759

Q steam 196440,3506 Q loss 9822,0175

Spesifikasi Alat

BAB V

SPESIFIKASI ALAT

Kapasitas produksi = 80.000 ton/tahun

Waktu operasi = 24 jam / hari ; 300 hari / tahun

Satuan massa = kilogram/jam

Satuan panas = kilokalori/jam

1. GUDANG BATUAN FOSFAT (F - 110)

Spesifikasi :

Fungsi : Menampung Phosphate Rock

Kapasitas : 25494,2272 ft3

Bentuk : Bangunan segi empat

Dasar pemilihan : Sesuai untuk bahan solid

Ukuran : Panjang = 46 ft

Lebar = 23 ft

Tinggi = 23 ft

Bahan konstruksi : Beton

V - 2 Spesifikasi Alat

Pabrik Monocalcium Phosphate

2. BELT CONVEYOR (J - 111)

Spesifikasi :

Fungsi : Untuk mengangkut batuan phospate dari gudang

ke Ball Mill

Tipe : Troughed belt conveyor

Dasar pemilihan : Dipilih conveyor jenis belt sesuai dengan bahan

Kapasitas maxksimum: 32 ton/jam

Belt speed : 100 ft/min

Bahan : Karet

-belt width : 14 in

-trough width : 9 in

-skirt seal : 2 in

Panjang : 31,6 ft

Sudut : 21,8 °

Daya motor : 1,5 Hp

Spesifikasi Alat

3. BALL MILL (C – 112) Spesifikasi :

Fungsi : Menghaluskan ukuran batuan phospate hingga 100 mesh

Kapasitas : 11111,1111 kg/jam = 11,1111 ton/jam = 267 ton/hari

Dasar pemilihan : dipilih karena sesuai dengan bahan dan kapasitas

Kecepatan putar : 24 rpm

Bahan ball : Carbon steel

Ukuran ball mill : 6 ft x 4 ft

Power : 88 Hp

Jumlah : 1 buah

4. VIBRATING SCREEN (H – 113)

Spesifikasi :

Fungsi : Untuk memisahkan ukuran batuan phospate hingga 100

mesh

Dasar pemilihan : Sesuai dengan bahan dan kapasitas

Tipe : High Speed Vibrating

Getaran : 3600 vibrasi/menit

Opening screen : 0,0059 mm

Diameter weir : 0,0043 mm

Power : 4 Hp

V - 4 Spesifikasi Alat

Pabrik Monocalcium Phosphate

5. BELT CONVEYOR (J – 114)

Spesifikasi :

Fungsi : Untuk mengangkut batuan phospate menuju

Bucket Elevator

Dasar Pemilihan : Dipilih Conveyor jenis belt sesuai dengan bahan

Tipe : Troughed belt conveyor

Kapasitas maksimum : 32 ton/jam

Belt speed : 100 ft/min

Bahan : Karet

-belt width : 14 in

-trough width : 9 in

-skirt seal : 2 in

Panjang : 26,3 ft

Sudut : 18,263 °

Daya motor : 1,5 Hp

Spesifikasi Alat

6. BUCKET ELEVATOR (J – 115)

Spesifikasi :

Fungsi : Mengangkut Phospate rock menuju reaktor

Tipe : Centrifugal bucket elevator

Dasar pemilihan : Untuk memindahkan bahan dengan ketinggian

tertentu

Kapasitas : 11901,1694 kg/jam = 11,901 ton/jam

Tinggi elevasi : 25 ft

Kecepatan : 191,2688 ft/min

Bucket spacing : 12 in

Ukuran Bucket : 6” x 4” x 4 ¼”

Power : 1,8 Hp

Jumlah : 1 buah

7. HOPPER ( F – 116) Spesifikasi :

Fungsi : Menampung phospate rock sebelum masuk ke

reaktor

Tipe : Silinder dengan tutup bawah berbentuk konical

dengan posisi vetikal

Kapasitas : 135,6360 cuft

Diameter dalam silinder : 12,8 ft

V - 6 Spesifikasi Alat

Pabrik Monocalcium Phosphate

Tebal sheel : ¼ in

Diameter atas conical : 4 ft

Diameter bawah conical : 1 ft

Tinggi conical : 1,5 ft

Cone angle : 45 °

Tebal angle : ¼ in

Jumlah : 1 buah

8. TANGKI PENAMPUNG ASAM SULFAT (F – 120)

Spesifikasi :

Fungsi : Menampung sementara larutan H2SO4

Tipe : Silinder tegak dengan tutup atas berbentuk standart

dishead dan tutup bawah berbentuk flat datar

Dasar pemilihan : Umum digunakan pada tekanan atmospheric

Bahan : Carbon Steel SA 283 Grade C

Kapasitas : 4084,1646 cuft

Diameter : 17 ft

Tinggi : 18 ft

Tebal shell : ¼ in

Tebal tutup atas : ¼ in

Spesifikasi Alat

9. POMPA ASAM SULFAT (L – 121)

Spesifikasi :

Fungsi : Mengalirkan H2SO4 dari tangki F-120 ke tangki pengencer

Type : Centrifugal Pump

Dasar pemilihan : Sesuai dengan tekanan rendah

Bahan : Carbon Steel

Kapasitas : 5050,2667 kg/jam

Effisiensi motor : 80 %

Power : 2,5 hp

V - 8 Spesifikasi Alat

Pabrik Monocalcium Phosphate

10.TANGKI PENGENCER (M - 122)

Spesifikasi :

Fungsi : Untuk mengencerkan asam sulfat sebelum direaksikan

Kapasitas : ft3

Dimensi Tangki :

Tipe : Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk standard dished head

Diameter : 4,3383 ft

Tinggi : 6,5075 ft

Tebal shell : 3/16 in

Tinggi tutup : 0,6717 ft

Tebal tutup atas : 3/16 in Tebal tutup bawah : 3/16 in

Bahan : Carbon Steel SA 240 Grade S (Type 304)

Jumlah : 1 buah

Dimensi pengaduk :

Tipe : 6 flate blade turbin with 4 baffle Diameter impeler : 1,4461 ft

Lebar blade : 0,2892 ft

Panjang blade : 0,3615 ft

Lebar baffle : 0,3615 ft

Jumlah baffle : 4 buah

Power motor : 5 hp

Jumlah pengaduk : 2 buah

96,1965

Spesifikasi Alat

11.POMPA (L - 123) Spesifikasi :

Fungsi : Mengalirkan Asam Sulfat 70% menuju reaktor

Tipe : Centrifugal Pump

Dasar pemilihan : Untuk viscositas rendah, bahan tidak mengandung

solid

Bahan : Commercial Steel

Rate volumetrik : 0,0270 cuft/dt

Total dynamic Head : 58,6232 ft lbf/lbm

Effisiensi pompa : 19 %

Effisiensi motor : 80 %

Power : 2,5 Hp

Jumlah : 1 buah

12.CONE MIXER (R – 210)

V - 10 Spesifikasi Alat

Pabrik Monocalcium Phosphate

13.BELT CONVEYOR (J – 211) Spesifikasi :

Fungsi : Untuk mengangkut batuan phospate dari gudang

ke Ball Mill

Tipe : Troughed belt conveyor

Kapasitas maksimum : 32 ton/jam

Belt speed : 100 ft/min

Bahan : Karet

-belt width : 14 in

-trough width : 9 in

-skirt seal : 2 in

Panjang : 31,6 ft

Sudut : 20,0 °

Daya motor : 3,5 Hp

Jumlah : 1 buah

14.DISINTEGRATOR ( C – 212 ) Spesifikasi :

Fungsi : Memotong solid menjadi kecil untuk

mempermudah pengeluaran ke alat selanjutnya

Type : Rotary Knife

Kapasitas : 20,977 ton/jam

Power : 28 hp

Spesifikasi Alat

Feed Size : 1,5 “

Mill size : 5” x 22”

Jumlah : 1 buah

15.BLOWER (G – 220)

Spesifikasi alat :

Fungsi : Memindahkan gas dari reaktor menuju Scrubber

Tipe : Centrifugal blower

Dasar pemilihan : Sesuai dengan jenis bahan, effisiensi tinggi

Bahan : Commercial Steel

Rate volumetri : 317 cuft/menit

Effisiensi motor : 75 %

Power : 5 Hp

Jumlah : 1 buah

16.SCRUBBER ( D – 221)

Spesifikasi :

Fungsi : Menyerap gas SiF4 dengan air proses

Tipe : Silinder tegak,tutup bawah dan tutup atas dish, dilengkapi

dengan packing rashing ring dan sparger

Dimensi tangki :

Volume : 1198 cuft

V - 12 Spesifikasi Alat

Pabrik Monocalcium Phosphate

Tinggi : 20 ft

Tebal shhell : 3/16 in

Tebal tutup atas : 3/16 in

Tebal tutup bawah: 3/16 in

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

Spesifikasi packing :

Digunakan packing jenis rashing ring dengan spesifikasi standart.

Packing disusun secara acak.

Ukuran packing : 1 in

Tebal packing : 1/8 in

Free gas space : 73 %

Jumlah packing : 1164 buah

Bahan konstruksi : Keramik Stoneware

Sparger :

Tipe : Standart Perforated Pipe

Bahan konstruksi : Commercial steel

Bagian atas : Diameter lubang : 1,6 mm

Jumlah cabang : 20 buah

Lubang tiap cabang :15 buah

Sparger bagian bawah : Diameter lubang : 3,34 buah

Jumlah cabang : 20 buah

Lubangtiap cabang : 162 buah

Spesifikasi Alat

17.TANGKI PENAMPUNG LIMBAH ( F – 222)

Spesifikasi :

Fungsi : Menampung limbah sementara

Tipe : Silinder tegak dengan atas berbentuk standart dished dan

tutup bawah berbentuk flat datar

Bahan : Carbon Steel SA 283 Grade C

Kapasitas : 1860,7007 cuft

Diameter : 11,6446 ft

Tinggi : 17,4670 ft

Tebal shell : 3/16 in

Tebal tutup atas : 3/16 in

Tinggi tutup atas : 1,6418 ft

Tebal tutup bawah: 3/16 in

Jumlah : 1 buah

18.HOPPER ( F-310 )

Spesifikasi :

Fungsi : Menampung sementara produk Super Phospate

Tipe : Silinder dengan tutup bawah berbentuk conical

dengan posisi vertical

Kapasitas : 239,0718 cuft

Tinggi Silinder : 12,8 ft

Tebal shell : 3/16 in

V - 14 Spesifikasi Alat

Pabrik Monocalcium Phosphate

Diameter bawah conical : 1 ft

Tinggi Conical : 1,5 ft

Jumlah : 1 buah

Cone angle : 45 °

Tebal tutup : 3/16 in

19.BELT CONVEYOR (J – 311)

Spesifikasi :

Fungsi : Untuk mengangkut batuan phospate dari

gudang ke Ball Mill

Tipe : Troughed belt conveyor

Dasar pemilihan : dipilih conveyor jenis belt sesuai dengan

bahan

Kapasitas maksimum : 32 ton/jam

Belt speed : 100 ft/min

Bahan : Karet

-belt width : 14 in

-trough width : 9 in

-skirt seal : 2 in

Panjang : 31,6 ft

Sudut : 26,6 °

Daya motor : 1,5 Hp

Spesifikasi Alat

20.GRANULATOR (B – 312)

Spesifikasi :

Kapasitas : 14,8428 ton/jam

Fungsi : Membentuk Super Phospate menjadi bentuk granular

Tipe : Drum Granulator

Diameter : 15 ft

Power : 112,5 Hp

Kecepatan : 10,1 rpm

Slope : 10 °

Jumlah : 1 buah

21.BELT CONVEYOR ( J-313)

Spesifikasi :

Fungsi : Untuk mengangkut batuan phospate dari

gudang ke Ball Mill

Tipe : Troughed belt conveyor

Dasar pemilihan : Dipilih conveyor jenis belt sesuai dengan

bahan

Kapasitas maksimum : 32 ton/jam

Belt speed : 100 ft/min

Bahan : Karet

-belt width : 14 in

-trough width : 9 in

V - 16 Spesifikasi Alat

Pabrik Monocalcium Phosphate

Panjang : 31,6 ft

Sudut : 16,7 °

Daya motor : 1,5 Hp

Jumlah : 1 buah

22. ROTARY DRYER (B – 314) Spesifikasi :

Fungsi : Mengeringkan granular Super Phospate

Bahan : Carbon Steel SA 515 grade 55

Kapasitas : 68002,8215 kg/jam

Diameter dalam : 8 ft

Panjang shell : 34,3 ft

Putaran : 4,37 rpm

Efiisiensi motor : 80 %

Power : 23 Hp

Jumlah : 1 buah

23.CYCLONE (H – 317) Spesifikasi :

Fungsi : Memisahkan padatan dari aliran udara panas

Tipe : Cyclone Separator

Kapasitas : 21639,1843 lb/jam

Spesifikasi Alat

Dasar pemilihan : Efektif dan sesuai dengan jenis bahan

Tebal shell : ¾ in

Tebal tutup atas : ¾ in

Tebal tutup bawah : ¾ in

Jumlah : 1 buah

24.BLOWER (G – 316) Spesifikasi alat :

Fungsi : Menghembuskan udara panas menuju Rotary

Dryer

Tipe : Centrifugal blower

Dasar pemilihan : Sesuai dengan jenis bahan, effisiensi tinggi.

Bahan : Commercial Steel

Rate volumetri : 317 cuft/menit

Effisiensi motor : 75 %

Power : 5 Hp

V - 18 Spesifikasi Alat

Pabrik Monocalcium Phosphate

25.HEATER ( E – 315)

Spesifikasi :

Fungsi : Memanaskan udara sampai dengan 120oC

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

Dasar pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahan

panas yang besar

Tube : OD = ¾ in ; 16 BWG

Panjang = 8,6 ft

Pitch = 1 in square

Jumlah Tube , Nt = 394

Passes = 1

Shell : ID = 25 in

Passes = 1

Heat Exchanger Area , A = 1237,4752 ft2

Jumlah exchanger = 1 buah

26.BELT CONVEYOR ( J – 318) Spesifikasi :

Fungsi : Mengangkut granular Super Phospate

menuju Bucket Elevator

Spesifikasi Alat

Dasar pemilihan : Dipilih conveyor jenis belt sesuai dengan

bahan

Kapasitas maksimum : 32 ton/jam

Belt speed : 100 ft/min

Bahan : Karet

-belt width : 14 in

-trough width : 9 in

-skirt seal : 2 in

Panjang : 31,6 ft

Sudut : 16,7 °

Daya motor : 1 Hp

Jumlah : 1 buah

27.BUCKET ELEVATOR (J – 319)

Spesifikasi :

Fungsi : Mengangkut granular Super Phospate menuju

Vibrating screen

Tipe : Centrifugal bucket elevator

Dasar pemilihan : Untuk memindahkan bahan dengan ketiinggian

tertentu

Kapasitas : 23,0190 ton/jam

Tinggi elevasi : 25 ft

V - 20 Spesifikasi Alat

Pabrik Monocalcium Phosphate

Bucket spacing : 14 in

Ukuran Bucket : 8” x 5” x 5 ½ ”

Power : 1,8 Hp

Jumlah : 1 buah

28.VIBRATING SCREEN (H – 320)

Spesifikasi :

Fungsi : Untuk memisahkan granular Super Phospate yang

berukuran 4 mesh

Tipe : High Speed Vibrating

Dasar pemilihan : Sesuai dengan bahan dan kapasitas

Getaran : 3600 vibrasi/menit

Opening screen : 0,0059 mm

Diameter weir : 0,0043 mm

Power : 4 Hp

Jumlah : 1 buah

29.VIBRATING SCREEN ( H – 321) Spesifikasi :

Fungsi : Untuk memisahkan granular Super Phospate yang

berukuran 16 mesh

Tipe : High Speed Vibrating

Spesifikasi Alat

Getaran : 3600 vibrasi/menit

Opening screen : 0,0059 mm

Diameter weir : 0,0043 mm

Power : 4 Hp

Jumlah : 1 buah

30.BALL MILL (C – 322) Spesifikasi :

Fungsi : Memperkecil ukuran Super Phospate menjadi 100

mesh

Kapasitas : 66000 kg/jam = 66 ton/jam = 158 ton/hari

Dasar pemilihan : Dipilih karena sesuai dengan bahan dan kapasitas

Kecepatan putar : 24 rpm

Bahan ball : Carbon steel

Panjang : 5 ft

Diameter : 9 ft

Power : 88 Hp

V - 22 Spesifikasi Alat

Pabrik Monocalcium Phosphate

31.BELT CONVEYOR (J – 323) Spesifikasi :

Fungsi : Mengangkut Super Phospate untuk di

recycle

Tipe : Troughed belt conveyor

Dasar pemilihan : Dipilih conveyor jenis belt sesuai dengan

bahan

Kapasitas maksimum : 32 ton/jam

Belt speed : 100 ft/min

Bahan : Karet

-belt width : 14 in

-trough width : 9 in

-skirt seal : 2 in

Panjang : 50,99 ft

Sudut : 16,7 °

Daya motor : 2,5 Hp

Jumlah : 1 buah

32.BELT CONVEYOR ( J-324 ) Spesifikasi :

Fungsi : Mengangkut granular Super Phospate

menuju Rotary Cooler

Spesifikasi Alat

Dasar pemilihan : Dipilih conveyor jenis belt sesuai dengan

bahan

Kapasitas maksimum : 32 ton/jam

Belt speed : 100 ft/min

Bahan : Karet

-belt width : 14 in

-trough width : 9 in

-skirt seal : 2 in

Panjang : 29,7 ft

Sudut : 16,7 °

Daya motor : 1,5 Hp

Jumlah : 1 buah

33.ROTARY COOLER (B – 325)

Spesifikasi :

Fungsi : Mengdinginkan granular Super Phospate

Bahan : Carbon Steel

Kapasitas : 28926,3896 kg/jam

Diameter dalam : 26 ft

Panjang shell : 34,27 ft

Putaran : 5 rpm

Efiisiensi motor : 80 %

Power : 9 Hp

V - 24 Spesifikasi Alat

Pabrik Monocalcium Phosphate

34.BELT CONVEYOR (J – 328)

Spesifikasi :

Fungsi : Mengangkut granular Super Phospate

menuju Bucket Elevator

Tipe : Troughed belt conveyor

Dasar pemilihan : Dipilih conveyor jenis belt sesuai dengan

bahan

Kapasitas maksimum : 32 ton/jam

Belt speed : 100 ft/min

Bahan : Karet

-belt width : 14 in

-trough width : 9 in

-skirt seal : 2 in

Panjang : 31,6 ft

Sudut : 26,6 °

Daya motor : 1,5 Hp

Jumlah : 1 buah

35.BUCKET ELEVATOR (J – 329)

Spesifikasi :

Fungsi : Mengangkut Phospate rock menuju reaktor

Spesifikasi Alat

Dasar pemilihan : Untuk memindahkan bahan dengan ketinggian

tertentu

Kapasitas : 13038,0292 kg/jam = 13,038 ton/jam

Tinggi elevasi : 25 ft

Kecepatan : 191,2688 ft/min

Bucket spacing : 12 in

Ukuran Bucket : 8” x 5” x 5 ½ ”

Power : 13 Hp

Jumlah : 1 buah

36.BLOWER (G – 326)

Spesifikasi alat :

Fungsi : Menghembuskan udara menuju Rotary Cooler

Tipe : Centrifugal blower

Dasar pemilihan : Sesuai dengan jenis bahan, effisiensi tinggi.

Bahan : Commercial Steel

Rate volumetri : 290 cuft/menit

Effisiensi motor : 80 %

Power : 12 Hp

V - 26 Spesifikasi Alat

Pabrik Monocalcium Phosphate

37.CYCLONE (H – 327) Spesifikasi :

Fungsi : Memisahkan padatan dari aliran udara panas

Tipe : Cyclone Separator

Dasar pemilihan : Efektif dan sesuai dengan jenis bahan

Kapasitas : 38349,2749 lb/jam

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 Grade C

Tebal shell : ¾ in

Tebal tutup atas : ¾ in

Tebal tutup bawah : ¾ in

Jumlah : 1 buah

38.HOPPER (F – 330)

Spesifikasi :

Fungsi : Menampung produk Super Phospate

Tipe : Silinder dengan tutup bawah berbentuk

conical dengan posisi vertical

Kapasitas : 170,1977 cuft

Tinggi Silinder : 14,4 ft

Tebal shell : ½ in

Diameter atas conical : 4 ft

Diameter bawah conical : 1 ft

Spesifikasi Alat

Jumlah : 1 buah

Cone angle : 45 °

VI - 1 Perencanaan Alat Utama

Pabrik Monocalcium Phosphate

BAB VI

PERENCANAAN ALAT UTAMA

REAKTOR ( R - 210 )

Fungsi : Mereaksikan Phosphate rock dan asam sulfat

Type : Conical vertical dilengkapi pengaduk dan jaket pendingin.

Operasi : Continuous

Kondisi operasi :

Tekanan operasi = 1 atm ( Tekanan atmospheric)

Suhu operasi = 105oC

Perencanaan Alat Utama

Kondisi feed :

1. Feed phosphate rock dari gudang F-100 :

Rate bahan masuk = 11111,111 kg/jam = 24.496 lb/jam

s.g. phosphate rock = 3,2 ( Perry edisi 7)

 bahan = 3,2 x 62,43 = 199,776 lb/cuft (densitas air = 62,43 lb/cuft) Rate volumetrik =

densitas massa rate = cuft lb jam lb / / 199,776 24.496

= 122,62 cuft/jam

2. Feed sulfuric acid dari tangki F-120 :

Komponen Berat (kg) Fraksi

berat

Ρ (gr/cc)

[Perry 7ed;T.2-1]

H2SO4 5050,2667 0,7000 1,834

H2O 2164,4 0,3000 1,000

7214,6667 1,0000

Rate massa sulfuric acid = 7214,6667 kg/jam = 15905,45 lb/jam

 campuran = 62,43

komponen berat fraksi 1  



= 91.5826 lb/cuft

Rate volumetrik= densitas massa rate = cuft lb jam lb / / 91,5826 15905,45

= 173,67 cuft/jam

3. Air Proses

Rate air masuk = 270,4102 kg/jam = 596,1464 lb/jam

Densitas air = 62,437 lb/cuft

Rate volumetrik= densitas massa rate = cuft lb jam lb / / 62,437 596,1464

VI - 3 Perencanaan Alat Utama

Pabrik Monocalcium Phosphate

Tahap – tahap Perencanaan 1. Perencanaan Dimensi Reaktor 2. Perencanaan Sistem Pengaduk 3. Perencanaan Sistem Pendingin

1. PERENCANAAN DIMENSI REAKTOR

Total rate volumetric bahan masuk :

Rate volumetrik = rate phosphate rock + rate sulfuric acid + rate air proses

= 122,6162 + 173,6733 + 9,548

= 305,8375 cuft/jam

ρ campuran = 151,5372,1 lb/cuft Waktu reaksi = 30 menit = 0,5 jam

Volume bahan = rate volumetrik x waktu reaksi

= 305,8375 cuft/jam x 0,5 jam = 152,9187 cuft

Asumsi volume bahan mengisi 80 % volume tangki dan digunakan 1 buah tangki.

Volume tangki = 152,9187 / 80% = 191,1484 cuft

Menentukan ukuran tangki dan ketebalannya

Dari persamaan Hess 4 - 17

h =

2 ) (

tan DM Dimana:

D = Diameter Conis, ft

Perencanaan Alat Utama

Tan α = Sudut conis 60o Maka tinggi conis :

H =

2 ) 1 ( 60 tan D

= 0,8860 (D-1) ft

Volume conis = π / 12 . D2 .H

191,1484 = 3,14/12 . D2. 0,8860 (D-1)

824,6264 = D3

D = 9,4879 ft (Digunakan diameter 9,5 ft)

Jadi tinggi cone (H) = 0,886 (D-1) = 7,531 ft (digunakan tinggi 7,6 ft)

Penentuan tebal shell :

Tebal shell berdasarkan ASME Code untuk Conical :

t min = C

fECos D P

 



2 [Brownell & Young]

dengan : t min = tebal shell minimum; in

P = tekanan tangki ; psi

D = Diameter tangki ; in

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 Carbon Steel SA-283

grade C, maka f = 12650 psi [Brownell & Young,T.13-1]

VI - 5 Perencanaan Alat Utama

Pabrik Monocalcium Phosphate

P hydrostatis = 144 H x  =

 

144 6 , 7 5372 , 151 

= 7,9978 psi

P design = P operasi + P hydrostatis

= 14,7 + 7,9978 = 22,6978 psi

t min = 0,125

60 cos 8 , 0 12650 2 114 6978 ,

22  _

x x

x = 0,323 in digunakan t = 3/8 in

Dimensi tutup atas, standard dished :

Untuk D = 114 in didapat rc = 108 in , icr = 6,875 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 Carbon Steel SA-283

grade C, maka f = 12650 psi [Brownell & Young,T.13-1]

Perencanaan Alat Utama

th =



 



6978 , 22 1 , 0 8 , 0 12650 108 6978 , 22 885 , 0     

+ 0,125 = 0,339 in ,

digunakan t = 3/8 in

h = rc -

4 2

2 D

rc  = 1,35 ft Volume dished = 1,05 x h2 (3 rc – h)

= 49,0271 cuft

2. PERENCANAAN SISTEM PENGADUK

Type : Vertical screw (Orbiting type)

Dasar Pemilihan : Sesuai dengan jumlah dan kekentalan bahan yang masuk

Dari Perry edisi 7 diperoleh spesifikasi :

Daya motor : 5 hp

Kecepatan putar : Screw = 64,4 rpm

Orbit = 2,2 rpm

3. PERENCANAAN SISTEM PENDINGIN Perhitungan Jaket :

Perhitungan sistem penjaga suhu :

Dari neraca panas : suhu yang dijaga = 105 oC

Q = 253202,7824 kkal/jam = 1.004.781,497 Btu/jam

Suhu masuk rata-rata = 30 oC = 106 oF

Suhu keluar produk = 105 oC = 181 oF

∆T = 181 – 106 = 75 oF

VI - 7 Perencanaan Alat Utama

Pabrik Monocalcium Phosphate

Densitas air = 62,43 lb/cuft

Rate volumetrik =

cuft / lb jam / lb bahan bahan rate

 = 2785,9983 cuft/jam = 0,7739 cuft/dt

Asumsi kecepatan aliran = 3 ft/dt [Kern, T.12, hal. 845]

Luas penampang =

dt / ft dt / cuft aliran tan kecepa volumetrik rate

= 0,7739/ 3 = 0,2579 ft2

Luas penampang = /4 (D22 - D12)

dengan : D2 = diameter dalam jaket

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

= 9,5 + 2 ( 3/8 in  0,375 ft ) = 10,25 ft Luas penampang = /4 (D22 - D12)

0,2579 = /4 (D22 – 10,252)

D2 = 10,27 ft

Spasi = 2

D D₂  ₁

=

2 10,25 10,27

= 0,01 ft = 0,12 in  3/16 in

Penentuan tebal jaket :

Tebal jaket 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)

Perencanaan Alat Utama

faktor pengelasan, E = 0,8

f = stress allowable, bahan konstruksi Carbon Steel SA-283

grade C, maka f = 12650 psi [Brownell & Young,T.13-1]

P design = 22 psi

R = ½ D = ½ x 10,27 ft = 20,54 in

tmin =



 



22 6 , 0 8 , 0 12650 54 , 20 22    

+ 0,125 = 0,2452 in , digunakan t = 1/4 in

Perhitungan Tinggi Jaket :

UD = 30 (Kern, Tabel 8)

A =

t U

Q

D 

=

75 30

2 173929,872

 = 77,3018 ft 2

A conis = 0,785 (D + m) 4h2



Dm



0,785d2 (Hesse : pers. 4-19)

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

h : tinggi conical = 7,531 ft

d : Inside Diameter Jaket = 9,5 ft

D : Outside Diameter Jaket = OD + (2 x tebal jaket) = 10,25 ft

A conis = 0,785 (D + m) 4h2



Dm



0,785d2= 95,042 ft2

Ajaket = A shell + A conis

77,3018= ( . (10,25) . h ) + 62,126V hjaket = 5,5 ft

VI - 9 Perencanaan Alat Utama

Pabrik Monocalcium Phosphate

Spesifikasi :

Fungsi : Mereaksikan phosphate rock dan asam sulfat

Type : Conical vertical dilengkapi pengaduk, dan jaket.

Operasi : Continuous

Dimensi Shell :

Diameter Shell , inside : 9,5 ft

Tinggi Shell : 7,6 ft

Tebal Shell : 3/8 in

Dimensi tutup :

Tebal tutup (dished) : 5/16 in

Tinggi Tutup atas : 1,35 ft

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

Jumlah reaktor : 2 buah ( sistem continuous )

Sistem Pemanas

Diameter jaket : 10,27 ft

Tinggi jaket : 5,5 ft

Jaket spacing : 3/16 in

Instrumentasi & Keselamatan Kerja

BAB VII

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

VII.1. Intrumentasi

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 dicatat

kondisi operasinya sehingga sesuai dengan kondisi yang dikehendaki serta

mampu memberikan tanda-tanda apabila terjadi penyimpangan selama proses

produksi berlangsung.

Pada uraian di atas dapat disederhanakan bahwa dengan adanya alat

intrumentasi maka :

1. Proses produksi dapat berjalan sesuai dengan kondisi-kondisi yang

telah ditentukan sehingga memperoleh hasil yang optimum.

2. Proses produksi berjalan sesuai dengan effisiensi yang telah ditentukan

dan kondisi proses tetap terjaga pada kondisi yang sama.

3. Membantu memperoleh pengoperasian alat.

4. Bola terjadi penyimpangan selama proses produksi, maka dapat segera

diketahui sehingga dapat cepat ditangani.

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

VII - 2 Instrumentasi & Keselamatan Kerja

Pabrik Monocalcium Phosphate

2. Variabel yang berhubungan dengan kuantitas dan rate, seperti pada

kecepatan aliran fluida, ketinggian liquid, dan ketebalan.

3. Variabel yang berhubungan dengan karakteristik fisik dan kimia, seperti

densitas dan kandungan air.

Yang harus diperhatikan didalam pemilihan alat intrumentasi adalah :

- Level, Range, dan Fungsi dari alat instrumentasi tersebut.

- Ketelitian hasil pengukuran.

- Konstruksi material.

- Pengaruh yang ditimbulkan terhadap kondisi operasi proses yang

berlangsung.

- Mudah diperoleh dipasaran.

- Mudah dipergunakan dan mudah diperbaiki jika terjadi kerusakan.

Instrumentasi yang ada dipasaran dapat dibedakan dari jenis

pengoperasian alat intrumentasi tersebut, yaitu alat instrumentasi manual atau

otomatis. Pada dasarnya alat-alat control yang otomatis lebih disukai dikarenakan

pengontrolannya tidak terlalu sulit, kontinyu, dan effektif sehingga menghemat

tenaga kerja dan waktu. Akan tetapi mengingat faktor-faktor ekonomis dan

investasi modal yang ditanamkan pada alat intrumentasi berjenis otomatis ini,

maka pada perencanaan pabrik ini sedianya akan menggunakan jenis alat

intrumentasi tersebut.

Adapun fungsi utama dari alat intrumentasi otomatis adalah :

- Melakukan pengukuran.

Instrumentasi & Keselamatan Kerja

- Melakukan perhitungan.

- Melakukan koreksi.

Adapun intrumentasi otomatis ini dapat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu :

1. Sensing / Primary Element

Alat kontrol ini langsung merasakan adanya perubahan pada variabel

yang diukur, misalnya temperatur. Primary Element merubah energi

yang dirasakan dari medium yang sedang dikontrol menjadi signal

yang bisa dibaca ( yaitu dengan tekanan fluida).

2. Receiving Element / Elemen Pengontrol

Alat kontrol ini akan mengevaluasi signal yang didapat dari sensing

element dan diubah menjadi skala yang bisa dibaca, 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 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 harga

terukur pada variabel yang dikontrol dengan harga yang diinginkan dan apabila

terdapat perbedaan alat ini akan mengirimkann signal error. Amplifier akan

digunakan sebagai penguat signal yang dihasilkan oleh error detector jika signal

yang dikeluarkan lemah. Motor Operator Signal Error yang dihasilkan harus

Analisa Ekonomi

Gambar XI.1. Grafik BEP

Berdasarkan grafik diatas, maka dapat diketahui titik BEP, dimana garis biaya produksi berpotongan dengan garis hasil penjualan pada titik BEP sebesar 33,09

LABA

CF

XII - 1 Pembahasan & Kesimpulan

Pabrik Monocalcium Phosphate

BAB XII

PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

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

12.1. Pembahasan

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

Pasar

Kebutuhan dalam negeri akan Monocalcium Phosphate 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 & Kesimpulan

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. 197.022.594.902,16  Working Capital Investment (WCI) : Rp 9.034.991.382,60  Total Capital Investment (TCI) : Rp 206.057.586.284,75  Biaya Bahan Baku (1 tahun) : Rp 93.390.710.669,77  Biaya Utilitas (1 tahun) : Rp 7.967.081.294,39

- Steam = 22.809,94 lb/hari

- Air = 146 m3/hari

- Listrik = 637,32 kW/hari - Bahan Bakar = 75,268 liter/jam

 Biaya Produksi Total (Total Production Cost) : Rp 152.910.906.958,03  Hasil Penjualan Produk (Sale Income) : Rp 235.844.910.961,27

 Bunga Bank : 14 %

 Internal Rate of Return : 23 %

 Rate On Equity : 33,35 %

XII - 3 Pembahasan & Kesimpulan

Pabrik Monocalcium Phosphate

12.2. Kesimpulan

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

Kapasitas : 80.000 ton/tahun

Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas Sistem Organisasi : Garis dan Staff

Jumlah Karyawan : 175 orang

Sistem Operasi : Continuous

Waktu Operasi : 300 hari/tahun ; 24 jam/hari Total Investasi : Rp 206.057.586.284,75 Pay Out Periode : 4,02 tahun

Bunga bank : 14%

Internal Rate of Return : 23%

Rate On Equity : 33,35%

DAFTAR PUSTAKA

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.

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.

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

Joshi,M.V. , 1981 , “Process Equipment Design” , McGraw Hill Indian Ltd

KeputusanMenteriKesehatan no. 492, 2010, “Standart Baku Mutu Air Bersih”

Kern, D.Q. , 1965 , ”Process Heat Transfer” , Int ed , McGraw Hill Book Company Inc. , N.Y.

Ludwig, 1977 , “Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants” , Vol 1-2 , 2nd ed , Gulf Publishing Co., Houston, Texas.

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

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.

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

Chemical Engineering” , 4thed., McGraw-Hill Book Company Inc. , N.Y.

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.

Ulrich, G.D. , 1984 , “A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics” , John Wiley & Sons Inc,N.Y.

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.

Internet :

http://www.curryhydrocarbons.ca : CE Plant Cost Index on-line, Mei 2006 http://www.chemicalland21.com