PABRIK CALCIUM CHLORIDE DARI CALCITE DENGAN PROSES HYDROCHLORINASI.

(1)

PABRIK CALCIUM CHLORIDE

DARI CALCITE

DENGAN PROSES HYDROCHLORINASI

PRA RENCANA PABRIK

Oleh :

P R A T I W I

073101 0049

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR


(2)

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan rasa syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa dan

dengan segala rahmat serta karuniaNya sehingga penyusun telah dapat

menyelesaikan Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Calcium Chloride Dari Calcite

Dengan Proses Hydrochlorinasi”, dimana Tugas Akhir ini merupakan tugas yang

diberikan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan program pendidikan

kesarjanaan di Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas

Pembangunan Nasional Surabaya.

Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Calcium Chloride Dari Calcite

Dengan Proses Hydrochlorinasi” ini disusun berdasarkan pada beberapa sumber

yang berasal dari beberapa literatur , data-data , majalah kimia, dan internet.

Pada kesempatan ini kami mengucapkan terima kasih atas segala

bantuan baik berupa saran, sarana maupun prasarana sampai tersusunnya Tugas

Akhir ini kepada :

1. Bapak Ir. Sutiyono, MT

Selaku Dekan FTI UPN “Veteran” Jawa Timur

dan Selaku Dosen Pembimbing

2. Ibu Ir. Retno Dewati, MT

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

3. Dosen Jurusan Teknik Kimia , FTI , UPN “Veteran” Jawa Timur.

4. Seluruh Civitas Akademik Jurusan Teknik Kimia , FTI , UPN


(3)

5. Kedua orangtua kami yang selalu mendoakan kami.

6. Semua pihak yang telah membantu , memberikan bantuan, saran serta

dorongan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

Kami menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna,

karena itu segala kritik dan saran yang membangun kami harapkan dalam

sempurnanya tugas akhir ini.

Sebagai akhir kata, penyusun mengharapkan semoga Tugas Akhir yang

telah disusun ini dapat bermanfaat bagi kita semua khususnya bagi mahasiswa

Fakultas Teknologi Industri jurusan Teknik Kimia.

Surabaya , Juni 2011


(4)

HALAMAN JUDUL ……….……….………. i

KATA PENGANTAR ……….……….………. ii

INTISARI ……….……….……….……… iv

DAFTAR TABEL ……….……….……….…… vi

DAFTAR GAMBAR ……….……….……… vii

DAFTAR ISI ……….……….……….………… viii

BAB I PENDAHULUAN ……….……….……… I – 1

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

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

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

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

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

BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA …. VII – 1

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

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

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


(5)

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


(6)

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

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

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

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

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

……….……….……….…… VIII-60

Tabel VIII.4.2. Kebutuhan Listrik Untuk Penerangan Ruang Pabrik

Dan Daerah Proses ……….………. VIII-62

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

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

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

Tabel XI.4.A. Hubungan kapasitas produksi dan biaya produksi … XI - 8

Tabel XI.4.B. Hubungan antara tahun konstruksi dengan modal sendiri

……….……….……….…… XI - 9

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

……….……….……….……… XI - 9

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

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


(7)

DAFTAR GAMBAR

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

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

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

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


(8)

INTISARI

Perencanaan pabrik calcium chloride ini diharapkan dapat berproduksi

dengan kapasitas 50.000 ton/tahun dalam bentuk padat. Pabrik beroperasi secara

kontinyu berjalan selama 24 jam tiap hari dan 330 hari kerja dalam setahun.

Calcium chloride mempunyai kegunaan yang luas pada industri kimia di

Indonesia, hal ini dapat kita lihat pada kegunaan calcium chloride pada bidang

industri kimia pelarut anorganik, sebagai media pendingin pada kimia proses,

sebagai bahan pengering pada proses pengemasan produk, dan lain sebagainya.

Secara singkat, uraian proses dari pabrik calcium chloride sebagai berikut :

Pertama-tama calcite direaksikan dengan larutan HCl membentuk calcium

chloride. Larutan calcium chloride produk reaksi kemudian dipekatkan dan

dikristalisasi untuk kemudian dikeringkan pada dryer. Kristal calcium chloride

kemudian didinginkan dan ditampung sebagai produk akhir.

Pendirian pabrik berlokasi di Manyar, Gresik dengan ketentuan :

Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas

Sistem Organisasi : Garis dan Staff

Jumlah Karyawan : 190 orang

Sistem Operasi : Kontinyu


(9)

Analisa Ekonomi :

* Massa Konstruksi : 2 Tahun

* Umur Pabrik : 10 Tahun

* Fixed Capital Investment (FCI) : Rp. 22.938.270.000

* Working Capital Investment (WCI) : Rp. 32.294.808.000

* Total Capital Investment (TCI) : Rp. 55.233.078.000

* Biaya Bahan Baku (1 tahun) : Rp. 352.233.885.000

* Biaya Utilitas (1 tahun) : Rp. 20.944.993.000

- Steam = 1.272.432 lb/hari

- Air pendingin = 245 M3/hari

- Listrik = 5.328 kWh/hari

- Bahan Bakar = 7.488 liter/hari

* Biaya Produksi Total (Total Production Cost) : Rp. 386.470.255.000

* Hasil Penjualan Produk (Sale Income) : Rp. 436.201.013.000

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

* Internal Rate of Return : 24,71%

* Rate On Investment : 25,99%

* Pay Out Periode : 3,8 Tahun


(10)

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Calcium chloride dikenal dengan nama lain seperti : Calcium Dichloride, Calcium(II) Chloride, dan Calcosan. Calcium chloride merupakan senyawa

halogen dengan rumus kimia CaCl2 yang mempunyai kelarutan yang tinggi

terhadap air dan merupakan bahan baku utama sebagai sumber calcium bagi beberapa industri kimia. (Wikipedia.org)

Calcium chloride pertama kali ditemukan oleh ahli kimia John Davy dari

Inggris pada tahun 1812 , dimana calcium chloride dibuat secara sintetis dengan mereaksikan kapur dan larutan hydrochloric acid dibawah cahaya matahari. (Wikipedia.org)

Calcium chloride mempunyai kegunaan yang luas pada industri kimia di

Indonesia, hal ini dapat kita lihat pada kegunaan calcium chloride pada bidang industri kimia pelarut anorganik, sebagai media pendingin pada kimia proses, sebagai bahan pengering pada proses pengemasan produk, dan lain sebagainya. (Wikipedia.org)

Industri calcium chloride di Indonesia mempunyai perkembangan yang stabil, hal ini dapat dilihat dengan berkembangnya industri kimia proses, terutama kebutuhan pelarut anorganik di Indonesia. Pendirian pabrik calcium chloride di Indonesia mempunyai peluang investasi yang menjanjikan dan mempunyai profitabilitas yang tinggi.


(11)

Pendahuluan --- I - 2

I.2. Manfaat

Manfaat lebih lanjut dengan didirikannya pabrik ini diharapkan dapat mengurangi impor calcium chloride, sehingga Indonesia tidak mengimpor

calcium chloride. Dengan demikian dapat mendorong pertumbuhan

industri-industri kimia, menciptakan lapangan pekerjaan, mengurangi pengangguran dan yang terakhir diharapkan dapat menumbuhkan serta memperkuat perekonomian di Indonesia. Kebutuhan calcium chloride di Indonesia dipenuhi oleh beberapa negara pengimpor. Berdasarkan data statistik, sampai saat ini Indonesia masih membutuhkan calcium chloride dari negara-negara penghasil calcium chloride.

I.3. Aspek Ekonomi

Calcium chloride sangat penting dalam industri kimia sintesa senyawa kimia dan industri pelarut anorganik dan pengawet. Data kebutuhan dari Departemen Perindustrian dan Perdagangan tahun 2005-2009 terlihat pada table I.1, sehingga kebutuhan pada tahun 2012 dapat ditentukan dengan metode regresi linier sehingga penentuan prediksi kapasitas produksi dapat direncanakan.

Tabel I.1. Data Kebutuhan Calcium chloride di Indonesia

Tahun Kebutuhan

(ton/th) 2005 20.255 2006 24.405 2007 31.544 2008 36.723 2009 42.285 Sumber : Depperindag


(12)

Pendahuluan --- I - 3 Data (n) Tahun (x) Kebutuhan (ton/th)

(y) xy x

2

1 2.005 20.255 40611275 4.020.025

2 2.006 24.405 48956430 4.024.036

3 2.007 31.544 63308808 4.028.049

4 2.008 36.723 73739784 4.032.064

5 2.009 42.285 84950565 4.036.081

 10.035 155.212 311.566.862 20.140.255

Digunakan regresi linier, dengan persamaan : y = ab

xx

(Peters : 760)

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

b =

 

n x x n y x y x 2 2 i i       

(n = jumlah data) (x = tahun)

Didapat : a = 31.042

b =

5 10.035 10.035 5 420 1.557.552. 2 311.566.86 2 2   = 5.638

x = (10.035/5) = 2.007 y = ab

xx

y = 31.042 + 5.638(x - 2.007)

Berdasarkan metode regresi linier diatas, maka didapat kebutuhan Indonesia pada tahun 2013 adalah sebesar : y = 31.042 + 5.638(2.013 - 2.007) = 64.869

 65.000 ton/th

Untuk kapasitas pabrik terpasang digunakan 80% kebutuhan Indonesia : Kapasitas produksi terpasang = 50.000 ton/th

Kapasitas produksi harian = 50.000 ton/th / 330 hari/th  150 ton/hari

Dengan demikian, maka penting sekali adanya perencanaan pendirian pabrik calcium chloride di Indonesia. Hal ini membantu industri-industri kimia di


(13)

Pendahuluan --- I - 4

dalam negeri dalam penyediaan bahan baku dan bila memungkinkan untuk komoditi ekspor yang dapat meningkatkan devisa negara.

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

I.4.A. Calcite (Wikipedia, Perry 7ed)

Nama Lain : Natural Limestone (Ca-tinggi)

Rumus Molekul : CaCO3 (komponen utama)

Rumus Bangun :

Berat Molekul : 100

Warna : putih

Bau : kapur

Bentuk : powder 100 mesh

Specific gravity : 2,711

Melting point : 1339C (1 atm)

Boiling point : >1339C (1 atm)

Solubility, Cold Water : 0,0014 kg/100kgH2O (H2O=0C)

Solubility, Hot Water : 0,0020 kg/100kgH2O (H2O=100C)

Komposisi Calcite Tuban : (PT.Indochito International)

Komponen % Berat

CaCO3 99,64%

Fe2O3 0,02%


(14)

Pendahuluan --- I - 5

H2O 0,02%

100,00%

I.4.B. Hydrochloric Acid (Wikipedia, Chemicalland21, Perry 7ed)

Nama Lain : Spirit of Salt

Rumus Molekul : HCl

Rumus Bangun : H – Cl

Berat Molekul : 36,5

Warna : tidak berwarna , kekuningan

Bau : berbau tajam

Bentuk : Larutan 25%

Specific gravity : 1,268

Melting point : -111C (1 atm)

Boiling point : -85C (1 atm)

Solubility, Cold Water : 82,3 kg/100 kgH2O (H2O=0C)

Solubility, Hot Water : 56,1 kg/100 kgH2O (H2O=60C)

Komposisi HCl : (PT. Anugrah Niaga Mandiri)

Komponen % Berat

HCl 25,00%

H2O 75,00%


(15)

Pendahuluan --- I - 6

Produk :

I.4.C. Calcium chloride (Chemicalland21, Wikipedia, Perry 7ed)

Nama Lain : Calcosan, Cloruro de Calcio

Rumus Molekul : CaCl2 (komponen utama)

Rumus Bangun : Cl – Ca – Cl

Berat Molekul : 111

Warna : putih

Bau : seperti rumput segar

Bentuk : Kristal

Specific gravity : 2,152

Melting point : 772C (1 atm)

Boiling point : 1600C (1 atm)

Solubility, Cold Water : 59,5 kg/100 kgH2O (H2O=0C)

Solubility, Hot Water : 347 kg/100 kgH2O (H2O=260C)

Spesifikasi Produk Calcium Chloride :

Kadar calcium chloride = minimal 98%. (Wieifang Co.Ltd.)


(16)

SELEKSI DAN URAIAN PROSES

II.1. Tinjauan Proses

Pembuatan calcium chloride ini dapat dilakukan dengan dua macam cara atau proses dan bahan baku yang dipergunakan juga berbeda pula. Proses pembuatan calcium chloride dapat dibedakan menjadi dua bagian utama yaitu :

1. Proses Solvay

2. Proses Hydrochlorinasi

Adapun uraian prosesnya adalah sebagai berikut :


(17)

Seleksi Dan Uraian Proses --- II -

---2

Proses ini menggunakan bahan baku : ammonia, brine, calcite, calcite dan Coke. Pada proses ini pertama–tama, garam harus dimurnikan terlebih dahulu untuk menghilangkan garam–garam kalsium, magnesium, dan heavy metal ion dalam konsentrasi rendah agar tidak terbentuk deposit pada peralatan. Soda ash ditambahkan untuk mengendapkan kalsium dan air kapur serta caustic soda untuk mengendapkan magnesium.

Brine yang telah murni diumpankan kedalam absorber untuk penyerapan ammonia yang masuk dari bawah kolom absorber. Ammonited brine (campuran ammonia yang terserap oleh garam ) keluar meninggalkan kolom absorber pada suhu 20o– 25oC . Kemudian dipompa menuju ke deretan kolom carbonating yang disusun seri. Produk samping dari kolom absorber ammonia adalah larutan brine yang mengandung garam calcium chloride untuk kemudian dimurnikan dengan penambahan calcium hydroxide sehingga mengendapkan garam lainnya, sedangkan calcium chloride yang dihasilkan berupa larutan calcium chloride 55%.


(18)

Seleksi Dan Uraian Proses --- II - 3

II.1.B. Pembuatan Calcium Chloride Dengan Proses Hydrochlorinasi.

Pada proses ini, pertama-tama calcite dengan kandungan terbesar calcium carbonate (CaCO3) dapat secara langsung dihydrochlorinasi dengan penambahan laruan

hydrochloric acid 25% sehingga membentuk calcium chloride. Reaksi yang terjadi : (http://basti.borec.cz)

CaCO3(S) + 2 HCl(Aq)  CaCl2(Aq) + H2O(L) + CO2(G)

Produk reaksi kemudian dipekatkan pada evaporator dan dikristalisasi pada crystallizer sehingga membentuk kristal calcium chloride. Kristalisasi terjadi pada suhu 60oC dengan cara pendinginan dengan bantuan pengadukan pelan (wikipedia.org). Produk kristal kemudian dapat filtrasi dan dikeringkan untuk mendapat produk calcium chloride akhir.

Sedimentary rock mineral remains of sea organisms

Powder used to neutralise soil that is tool acid

lumps use for building

cement heat with clay

quarried LIMESTONE calcium carbonate

CaCO3

heat with sand and soda (sodium carbonate)

glass neutralisation

heat in kiln endothermic

thermal decomposition

quicklime CaO calcium oxide

add water , very exothermic

slaked lime Ca(OH)2

calcium hydroxide

calcium hydroxide

solution " lime water" carbon dioxide gives milky

white 'precipitation' reaction (also neutralisation)

add HCl to gives Calcium Chloride


(19)

Seleksi Dan Uraian Proses --- II -

---4

II.2. Seleksi Proses

Nama Proses Parameter

Solvey Hydrochlorinasi

Bahan Baku Brine Calcite (CaCO3)

Kontinyuitas Bahan tergantung pabrik lain (Solvey)

Mudah didapat dan tidak tergantung pabrik lainnya

Type reaksi Continuous Batch

Suhu Reaksi 82 oC 60 ~ 80oC

Pemisahan Absorber Centrifuge

Instalasi Rumit Sederhana

Bentuk produk Larutan Kristal

Kadar produk 55 % minimal 94 – 97 %

Dari tinjauan proses pembuatan calcium chloride diatas maka dapat kami simpulkan bahwa proses yang dipilih adalah proses pembuatan calcium chloride dari calcite dengan proses hydrochlorinasi dengan faktor pertimbangan :

a. Bahan baku mudah didapat dan tidak tergantung pada hasil samping pabrik lainnya b. Proses yang digunakan lebih sederhana.

c. Kadar produk lebih tinggi (94 – 97 % ). d. Kebutuhan utilitas rendah ( 60 – 80oC )


(20)

Seleksi Dan Uraian Proses --- II - 5

II.3. Uraian Proses Flowsheet pengembangan :

Pada pra rencana pabrik ini, dapat dibagi menjadi 3 Unit pabrik, dengan pembagian unit sebagai berikut :

1. Unit Pengendalian Bahan Baku Kode Unit : 100

2. Unit Proses (Reaksi,Evaporasi,Kristalisasi, Drying) Kode Unit : 200

3. Unit Pengendalian Produk Kode Unit : 300

Adapun uraian proses pembuatan calcium chloride dari calcite dengan proses hydrochlorinasi adalah sebagai berikut :

Pertama-tama calcite dari stockpile F-110 diumpankan ke bin F-113 dengan belt conveyor J-111 dan bucket elevator J-112. Calcite dari bin F-113 kemudian diumpankan ke reaktor R-210 secara bersamaan dengan larutan HCl 25% dari tangki F-120. Pada

L - 212

C W R W W S C C W

S

H - 240 860 9 60

L - 242 FC

S-230

LC

Udara

B - 250 G-252 E-253 H-251 FC TC Wasted Gas 12 100 13 100 14 100 120 1 1 1

J - 241

1

11 100 1

E - 260 TC 32

1 15 L - 121

LIF - 120 FC HCl 25%

F-113

J - 112 R-210 40 3 WC 3 40 1 TC LC Calcite

F - 110 J - 111 1 30 1 2 30 1

V - 220

L - 224 TC 6 80 7 80 1 E221 F-223 G-222 TC PC 0,2 LC

F - 310 Calcium Chloride WC J - 261 TC 1 1 10 60 1 H 211 LC 440 1 5 40 1


(21)

Seleksi Dan Uraian Proses --- II -

---6

reaktor terjadi reaksi hydrochlorinasi calcite menjadi calcium chloride dengan melepas gas CO2. Reaksi yang terjadi : (http://basti.borec.cz)

CaCO3(S) + 2 HCl(L)  CaCl2(L) + H2O(L) + CO2(G)

Reaksi berjalan pada suhu 40C dengan tekanan 3 atm. Campuran larutan calcium chloride dengan gas CO2 kemudian dipisahkan pada separator H-211, dimana gas CO2

kemudian dibuang ke udara bebas, sedangkan produk reaksi berupa larutan calcium chloride, kemudian dipekatkan pada evaporator V-220 sampai didapat larutan calcium chloride jenuh. Kondisi operasi pada evaporator digunakan tekanan vacuum 26 inHg (0,2 atm) untuk membantu mempercepat proses penguapan air (Badger : 204).

Larutan calcium chloride jenuh, kemudian dikristalisasi pada crystallizer S-230 dengan cara pendingin pada suhu 60C (wikipedia.org). Kristal dan mother liquor kemudian dipisahkan pada centrifuge H-240, dimana mother liquor direcycle kembali menuju ke crystallizer, sedangkan kristal basah dikeringkan pada rotary dryer B-250.

Pada rotary dryer B-250, kristal dikeringkan dengan bantuan udara panas secara counter current. Udara bebas dari blower G-252 dan kemudian dipanaskan pada heater E-253. Udara panas dan padatan terikut sebagai produk atas dryer, kemudian dipisahkan pada cyclone H-251, dimana udara panas dibuang ke pengolahan limbah, sedangkan padatan terikut diumpankan secara bersamaan dengan produk bawah dryer menuju ke cooling conveyor E-260 untuk didinginkan sampai dengan suhu 32C dan kemudian kristal calcium chloride dibawa dengan bucket elevator J-261 menuju ke silo calcium chloride F-310 sebagai produk akhir kristal calcium chloride.


(22)

NERACA MASSA

Kapasitas produksi = 50.000 ton/tahun

Waktu operasi = 24 jam / hari ; 330 hari / tahun

Satuan massa = kilogram/jam

1. REAKTOR ( R - 210 )

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

* Calcite dr F-110 * Campuran ke H-211

CaCO3 5641,6168 CaCl2 6262,1946

Fe2O3 1,1324 FeCl3 2,3004

MgO 18,1184 MgCl2 43,0312

H2O 1,1324 HCl 4,1530

5662,0000 H2O 13496,6074

* HCl 25% dr F-120 CO2 2482,3114

HCl 4157,1495 22290,5980

H2O 12471,4485

16628,5980


(23)

Neraca Massa --- III -

---2

2. SEPARATOR ( H - 211 )

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

* Campuran dr R-210 * Lar. CaCl2 ke V-220

CaCl2 6262,1946 CaCl2 6262,1946

FeCl3 2,3004 FeCl3 2,3004

MgCl2 43,0312 MgCl2 43,0312

HCl 4,1530 HCl 4,1530

H2O 13496,6074 H2O 13496,6074

CO2 2482,3114 19808,2866

22290,5980 * Limbah gas

CO2 2482,3114

22290,5980 22290,5980

3. EVAPORATOR ( V - 220 )

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

* Lar. CaCl2 dr R-210 * Lar. CaCl2 ke S-230

CaCl2 6262,1946 CaCl2 6262,1946

FeCl3 2,3004 FeCl3 2,3004

MgCl2 43,0312 MgCl2 43,0312

HCl 4,1530 HCl 4,1530

H2O 13496,6074 H2O 5050,4188

19808,2866 11362,0980

* Uap air

H2O 8446,1886


(24)

Neraca Massa --- III - 3

4. CRYSTALLIZER ( S - 230 )

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

* Lar. CaCl2 dr V-220 * Campuran CaCl2 ke H-240

CaCl2 6262,1946 CaCl2 6575,3043

FeCl3 2,3004 FeCl3 2,4154

MgCl2 43,0312 MgCl2 45,1828

HCl 4,1530 HCl 4,3607

H2O 5050,4188 H2O 5302,9397

11362,0980 11930,2029

* Mother liquor dr H-240

CaCl2 313,1097

FeCl3 0,1150

MgCl2 2,1516

HCl 0,2077

H2O 252,5209

568,1049


(25)

Neraca Massa --- III -

---4

5. CENTRIFUGE ( H - 240 )

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

* Campuran CaCl2 dr S-230 * Kristal CaCl2 ke B-250

CaCl2 6575,3043 CaCl2 6262,1946

FeCl3 2,4154 FeCl3 2,3004

MgCl2 45,1828 MgCl2 43,0312

HCl 4,3607 HCl 4,1530

H2O 5302,9397 H2O 5050,4188

11930,2029 11362,0980

* Mother liquor ke S-230

CaCl2 313,1097

FeCl3 0,1150

MgCl2 2,1516

HCl 0,2077

H2O 252,5209

568,1049


(26)

Neraca Massa --- III - 5

6. ROTARY DRYER ( B - 250 )

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

* Kristal CaCl2 dr H-240 * Kristal CaCl2 ke E-260

CaCl2 6262,1946 CaCl2 6199,5727

FeCl3 2,3004 FeCl3 2,2774

MgCl2 43,0312 MgCl2 42,6008

HCl 4,1530 H2O 6,2507

H2O 5050,4188 6250,7016

11362,0980 * Campuran ke H-251

CaCl2 62,6219

FeCl3 0,0230

MgCl2 0,4304

HCl 4,1530

H2O 5044,1681

5111,3964


(27)

Neraca Massa --- III -

---6

7. CYCLONE ( H - 251 )

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

* Campuran dr B-250 * Kristal CaCl2 ke E-260

CaCl2 62,6219 CaCl2 61,9957

FeCl3 0,0230 FeCl3 0,0227

MgCl2 0,4304 MgCl2 0,4260

HCl 4,1530 62,4444

H2O 5044,1681 * Limbah gas

5111,3964 CaCl2 0,6262

FeCl3 0,0003

MgCl2 0,0044

HCl 4,1530

H2O 5044,1681

5048,9520


(28)

Neraca Massa --- III - 7

8. COOLING CONVEYOR ( E - 260 )

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

* Kristal CaCl2 dr B-250 * Kristal CaCl2 ke F-310

CaCl2 6199,5727 CaCl2 6261,5684

FeCl3 2,2774 FeCl3 2,3001

MgCl2 42,6008 MgCl2 43,0268

H2O 6,2507 H2O 6,2507

6250,7016 6313,1460

* Kristal CaCl2 dr H-251

CaCl2 61,9957

FeCl3 0,0227

MgCl2 0,4260

62,4444


(29)

IV - 1

---BAB IV

NERACA PANAS

Kapasitas produksi = 50.000 ton/tahun

Waktu operasi = 24 jam / hari ; 330 hari / tahun

Satuan massa = kilogram / jam

Satuan panas = kilokalori / jam

1. REAKTOR ( R - 210 )

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

 Limestone dr F-110 Lar. CaCl2 ke V-220

CaCO3 6559,5116 CaCl2 15300,0735

Fe2O3 1,0488 FeCl3 1,7360

MgO 25,4133 MgCl2 125,3814

H2O 2,5339 HCl 11,8751

6588,5076 H2O 16657,6899

HCl 25% dr F-120 CO2 61192,7576

HCl 3958,9763 93289,5135

H2O 27866,7609

31825,7372

* H reaksi 149443,211 * Q serap 94567,9423


(30)

Neraca Panas --- IV - 2

2. EVAPORATOR ( V - 220 )

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

Lar. CaCl2 dr R-210 Lar. CaCl2 ke S-230

CaCl2 15300,0735 CaCl2 56339,4740

FeCl3 1,7360 FeCl3 6,3652

MgCl2 125,3814 MgCl2 461,6161

HCl 11,8751 HCl 43,6480

H2O 90569,7432 H2O 124823,9411

106008,8092 181675,0444

Uap air

H2O 4776615,2699

* Q steam 5107664,742 * Q loss 255383,2371


(31)

Neraca Panas --- IV -

---3

3. CRYSTALLIZER ( S - 230 )

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

Lar. CaCl2 dr V-220 Campuran CaCl2 ke H-240

CaCl2 56339,4740 CaCl2 37564,5512

FeCl3 6,3652 FeCl3 4,2503

MgCl2 461,6161 MgCl2 307,8493

HCl 43,6480 HCl 29,1318

H2O 124823,9411 H2O 83214,9192

181675,0444 121120,7018

Mother liquor dr H-240

CaCl2 1788,8456

FeCl3 0,2282

MgCl2 14,6904

HCl 1,3896

H2O 3962,6314

5767,7852

* QCrystallization 275,1850 * Q serap 66597,3128


(32)

Neraca Panas --- IV - 4

4. ROTARY DRYER ( B - 250 )

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

Kristal CaCl2 dr H-240 Kristal CaCl2 ke E-260

CaCl2 35775,7691 CaCl2 76219,6854

FeCl3 4,0506 FeCl3 8,6187

MgCl2 293,1590 MgCl2 624,4959

HCl 27,7422 H2O 211,1828

H2O 79252,3161 77063,9828

115353,0370Campuran ke H-251

Udara panas CaCl2 769,9469

Udara 13552453,37 FeCl3 0,1223

MgCl2 6,4051

HCl 59,5914

Udara 10689887,6158

H2O 2900018,7473

13590742,4288

13667806,4116 13667806,4116

5. HEATER ( E - 253 )

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

* H Udara bebas * H Udara panas

Udara 711055,9531 Udara 13552453,3746

* Q steam 13517260,4437 * Q loss 675863,0222


(33)

Neraca Panas --- IV -

---5

6. COOLING CONVEYOR ( E - 260 )

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

Kristal CaCl2 dr B-250 Kristal CaCl2 ke F-310

CaCl2 76219,6854 CaCl2 7133,1204

FeCl3 8,6187 FeCl3 0,8102

MgCl2 624,4959 MgCl2 58,4642

H2O 211,1828 H2O 19,5600

77063,9828 7211,9548

Kristal CaCl2 dr H-251

CaCl2 762,3047

FeCl3 0,1223

MgCl2 6,2659

768,6929 * Q serap 70620,7209


(34)

SPESIFIKASI ALAT

Kapasitas produksi = 50.000 ton/tahun

Waktu operasi = 24 jam / hari ; 330 hari / tahun

Satuan massa = kilogram / jam

Satuan panas = kilokalori / jam

1. CALCITE STOCK PILE ( F - 110 )

Fungsi : Menampung calcite dari supplier

Dasar Pemilihan : Bahan berbentuk solid

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

- Suhu = 30C (suhu kamar) - Waktu penyimpanan = 7 hari

Spesifikasi :

Kapasitas : 440 m3

Bentuk : empat persegi panjang Ukuran : Panjang = 9,6 m


(35)

Spesifikasi Alat --- V -

---2

Lebar = 9,6 m

Tinggi = 4,8 m

Accessories : Crane-Belt Conveyor

Bahan konstuksi : Beton Jumlah : 1 buah

2. BELT CONVEYOR ( J - 111 )

Fungsi : memindahkan bahan dari F-110 ke F-113

Type : Troughed belt conveyor with rolls of equal length

Dasar pemilihan : dipilih conveyor jenis belt sesuai dengan bahan

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum : 32 ton/jam Belt - width : 14 in

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

Belt speed : (5,7 / 32) x 100 ft/mnt = 17,9 ft/min

Panjang : 34 ft

Sudut elevasi : 26,6 o

Power : 4 Hp

Jumlah : 1 buah

Masuk

Keluar


(36)

Spesifikasi Alat --- V - 3

3. BUCKET ELEVATOR - 1 ( J - 112 )

Fungsi : memindahkan bahan dari J-111 ke silo F-113

Type : Continuous Discharge Bucket Elevator

Dasar pemilihan : untuk memindahkan bahan dengan ketinggian tertentu

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum = 14 ton/jam

Ukuran = 6 in x 4 in x 4 ¼ in

Bucket Spacing = 12 in

Tinggi Elevator = 39 ft

Ukuran Feed (maximum) = ¾ in

Bucket Speed = (5,7 / 14) x 225 ft/mnt = 92 ft/menit

Putaran Head Shaft = (5,7 / 14) x 43 rpm = 18 rpm

Lebar Belt = 7 in

Power total = 3 hp

Alat pembantu = Hopper Chute (pengumpan)


(37)

Spesifikasi Alat --- V -

---4

4. BIN CALCITE ( F - 113 )

Fungsi : Menampung calcite halus

Type : silinder tegak dengan tutup atas datar dan bawah conis

Dasar pemilihan : umum digunakan untuk menampung padatan

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

- Suhu = 30C (suhu kamar)

- Waktu penyimpanan = 8 jam proses

Spesifikasi :

Volume : 370 cuft = 11 m3

Diameter : 5 ft

Tinggi : 15 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

5. TANGKI HCl 25% ( F - 120 )

Fungsi : menampung larutan HCl 25% dari supplier

Type : silinder tegak , tutup bawah datar dan tutup atas dish Dasar Pemilihan : Umum digunakan untuk liquid pada tekanan atmospheric

inlet


(38)

Spesifikasi Alat --- V - 5

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

- Suhu = 30C (suhu kamar)

- Waktu penyimpanan = 7 hari

Spesifikasi :

Volume : 29190 cuft = 824 M3

Diameter : 33 ft

Tinggi : 33 ft

Tebal shell : ¼ in

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

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

Jumlah : 4 buah

6. POMPA - 1 ( L - 121 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari F-120 ke R-210

Type : Centrifugal Pump

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


(39)

Spesifikasi Alat --- V -

---6

Spesifikasi :

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Rate Volumetrik : 69,30 gpm

Total DynamicHead : 29,64 ft.lbf/lbm

Effisiensi motor : 80%

Power : 1,5 hp = 1,2 kW

Jumlah : 1 buah

7. REAKTOR ( R - 210 )

Perhitungan dan penjelasan pada Bab VI Perencanaan Alat Utama

8. SEPARATOR ( H - 211 )

Fungsi : Memisahkan gas dan liquid

Type : Vertical drum separator

Dasar Pemilihan : sesuai dengan bahan dan waktu pemisahan yang cepat

Spesifikasi :

Diameter : 4,5 ft Tinggi : 11 ft Tebal shell : 3/16 in

Tebal tutup : 3/16 in

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


(40)

Spesifikasi Alat --- V - 7

9. POMPA - 2 ( L - 212 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari H-211 ke V-220

Type : Centrifugal Pump

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

Spesifikasi :

Kapasitas : 72,40 gpm

Total DynamicHead : 51,28 ft.lbf/lbm

Effisiensi motor : 80%

Power : 2,5 hp = 1,9 kW

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 buah

10. EVAPORATOR ( V - 220 )

Fungsi : Memekatkan larutan calcium chloride

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


(41)

Spesifikasi Alat --- V -

---8

Spesifikasi : Bagian Shell :

Diameter evaporator = 10,9 ft Tinggi shell = 21,8 ft Tebal shell = ¼ in

Tebal tutup = ¼ in

Tube Calandria :

Ukuran = 4 in sch. 40 standard IPS

OD = 4,500 in ID = 4,026 in Panjang Tube = 12 ft Jumlah Tube = 1056 buah

Bahan konstruksi = Carbon steel SA – 203 Grade C ( 2 ½ Ni )

Jumlah evaporator = 1 buah

11. BAROMETRIC CONDENSER ( E - 221 )

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


(42)

Spesifikasi Alat --- V - 9

Spesifikasi :

Bahan konstruksi : Carbon steel

Volumetrik uap : 3103,3 cuft/mnt

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

Tekanan : 2,9366 psia

Air pendingin : 1020 kg/jam

Jumlah alat : 1 buah

12. STEAM JET EJECTOR ( G - 222 )

Fungsi : memvacuumkan evaporator

Type : Single stage steam-jet ejector

Dasar Pemilihan : sesuai untuk penjagaan tekanan vacuum

Spesifikasi :

Bahan konstruksi : Carbon steel Inlet (suction) : 0,84 in Outlet (discharge) : 0,63 in

Panjang : 7,56 in

Kapasitas design : 4,97 lb/jam

Kebutuhan Steam : 1107 lb/jam (503 kg/jam)


(43)

Spesifikasi Alat --- V -

---10

13. HOT WELL ( F - 223 )

Fungsi : Menampung condensate selama 1 jam

Dasar Pemilihan : sesuai dengan bahan

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

- Suhu = 45C (suhu barometric condenser) - Waktu penyimpanan = 1 jam proses

Hotwell berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.

Spesifikasi :

Kapasitas : 2 m3

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

Lebar = 1,6 m

Tinggi = 0,8 m Bahan konstuksi : Beton

Jumlah : 1 buah

14. POMPA - 3 ( L - 224 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari V-220 ke S-230

Type : Centrifugal Pump


(44)

Spesifikasi Alat --- V - 11

Spesifikasi :

Kapasitas : 35,20 gpm

Total DynamicHead : 27,16 ft.lbf/lbm

Effisiensi motor : 80%

Power : 1,5 hp = 1,2 kW

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 buah

15. PAN CRYSTALLIZER ( S - 230 )

Fungsi : Kristalisasi calcium chloride dengan pendinginan Type : Silinder tegak , tutup atas flat, tutup bawah conis

dilengkapi pengaduk dan jaket pendingin.

Kondisi operasi : * Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmosfer) * Suhu operasi = 60oC (wikipedia.org)

* Waktu tinggal = 1 jam proses

Spesifikasi : Dimensi Shell :

Diameter Shell , inside : 6 ft

Tinggi Shell : 12 ft

Tebal Shell : 3/16 in

Dimensi tutup :


(45)

Spesifikasi Alat --- V -

---12

Tinggi Tutup atas : 3/16 in

Tebal tutup bawah (conis) : 3/16 in Tinggi Tutup bawah : 0,70 ft

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

Dipakai impeler jenis turbin dengan 6 buah flat blade dengan 2 buah impeller.

Diameter impeler : 2,000 ft

Panjang blade : 0,500 ft Lebar blade : 0,400 ft

Power motor : 19 hp

Sistem Pendingin

Diameter jaket : 6,05 ft

Tinggi jaket : 10,2 ft

Jaket spacing : 3/16 in

Tebal Jaket : 3/16 in

Jumlah crystallizer : 2 buah (1 buah stand-by running)

16. CENTRIFUGE ( H - 240 )

Fungsi : Memisahkan cake dan filtrat

Type : Disk-Bowls Centrifuge (automatic continuous discharge cake) Dasar Pemilihan : Sesuai dengan jenis bahan , efisiensi tinggi.


(46)

Spesifikasi Alat --- V - 13

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum : 50 gpm

Diameter Bowl : 13 in

Speed : 7500 rpm

Maximum Centrifugal Force : 10400 lbf/ft2

Power Motor : 6 Hp

Bahan : Carbon Steel

Jumlah : 1 buah (automatic continuous discharge cake)

17. SCREW CONVEYOR ( J - 241 )

Fungsi : memindahkan bahan dari H-240 ke B-250

Type : Plain spouts or chutes

Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk padatan dengan sistem tertutup

Spesifikasi :

Kapasitas : 282 cuft/jam

Panjang : 30 ft

Diameter : 14 in Kecepatan putaran : 16 rpm Power : 3 hp Jumlah : 1 buah

INLET

OUTLET Tampak

Depan


(47)

Spesifikasi Alat --- V -

---14

18. POMPA - 4 ( L - 242 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari H-240 ke S-230

Type : Centrifugal Pump

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

Spesifikasi :

Kapasitas : 1,80 gpm

Total DynamicHead : 80,13 ft.lbf/lbm

Effisiensi motor : 80%

Power : 1,5 hp = 1,2 kW

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 buah

19. ROTARY DRYER ( B - 250 )

Fungsi : Mengeringkan kristal calcium chloride.

Dasar pemilihan : sesuai untuk pengeringan padatan Kondisi operasi : * Tekanan operasi = 1 atm

* Suhu operasi = berdasarkan titik didih air * Waktu tinggal = kontinyu


(48)

Spesifikasi Alat --- V - 15

Spesifikasi :

Kapasitas : 13645,7550 kg/jam

Isolasi : Batu isolasi

Diameter : 2,7 m

Panjang : 14 m

Tebal isolasi : 4 in

Tebal shell : 3/16 in

Tinggi bahan : 1,328 ft

Sudut rotary : 1

Time of passes : 15 menit

Jumlah flight : 56 buah

Power : 129 hp

Jumlah : 1 buah

20. CYCLONE ( H - 251 )

Fungsi : untuk memisahkan padatan yang terikut udara

Type : Van Tongeren Cyclone

Dasar pemilihan : efektif dan sesuai dengan jenis bahan

Bc

Hc Gas

in

De Sc

Lc

Dc

Zc Gas Out

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

Tampak Atas


(49)

Spesifikasi Alat --- V -

---16

Spesifikasi :

Kapasitas : 6188,947 cuft/dt

Diameter partikel : 0,000007ft

Tebal shell : 3/16 in

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

Jumlah : 1 buah

21. BLOWER ( G - 252 )

Fungsi : memindahkan udara dari udara bebas ke B-250

Type : Centrifugal Blower

Dasar Pemilihan : Sesuai dengan jenis bahan , efisiensi tinggi.

Spesifikasi :

Bahan : Commercial Steel

Rate Volumetrik : 2959 cuft/menit Adiabatic Head : 15000 ft.lbf/lbm gas Effisiensi motor : 80%

Power : 58 hp

Jumlah : 2 buah - multistage

Masuk

Keluar

Masuk


(50)

Spesifikasi Alat --- V - 17

22. HEATER ( E - 253 )

Fungsi : Memanaskan udara dari 30C menjadi 120C

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

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

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

- Suhu = 120C (suhu dryer=100C) - Waktu proses= continuous

Spesifikasi :

Tube : OD = ¾ in ; 16 BWG

Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square

Jumlah Tube , Nt = 1024

Passes = 2

Shell : ID = 39,0 in

Passes = 1

Bahan konstruksi shell = Carbon steel

Heat Exchanger Area , A = 3216,2 ft2 = 299 m2


(51)

Spesifikasi Alat --- V -

---18

23. COOLING CONVEYOR ( E - 260 )

Fungsi : Mendinginkan bahan sampai dengan 32C

Type : Plain spouts or chutes

Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk padatan dengan sistem tertutup

Spesifikasi :

Kapasitas : 104 cuft/jam

Panjang : 70 ft

Diameter : 10 in Kecepatan putaran : 16 rpm Tebal jaket standar : 2 in Power : 4 hp Jumlah : 1 buah

INLET

OUTLET Tampak

Depan

Tampak Samping JAKET


(52)

Spesifikasi Alat --- V - 19

24. BUCKET ELEVATOR - 2 ( J - 261 )

Fungsi : memindahkan bahan dari E-260 ke silo F-310

Type : Continuous Discharge Bucket Elevator

Dasar pemilihan : untuk memindahkan bahan dengan ketinggian tertentu

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum = 14 ton/jam

Ukuran = 6 in x 4 in x 4 ¼ in

Bucket Spacing = 12 in

Tinggi Elevator = 39 ft

Ukuran Feed (maximum) = ¾ in

Bucket Speed = (6,4 / 14) x 225 ft/mnt = 103 ft/menit

Putaran Head Shaft = (6,4 / 14) x 43 rpm = 20 rpm

Lebar Belt = 7 in

Power total = 4 hp

Alat pembantu = Hopper Chute (pengumpan)


(53)

Spesifikasi Alat --- V -

---20

25. SILO CALCIUM CHLORIDE ( F - 310 )

Fungsi : Menampung calcite halus

Type : silinder tegak dengan tutup atas datar dan bawah conis

Dasar pemilihan : umum digunakan untuk menampung padatan

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

- Suhu = 30C (suhu kamar)

- Waktu penyimpanan = 7 hari

Spesifikasi :

Volume : 10920 cuft = 310 m3

Diameter : 17 ft

Tinggi : 51 ft

Tebal shell : ¼ in

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

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

Jumlah : 2 buah

inlet


(54)

PERENCANAAN ALAT UTAMA

REAKTOR ( R - 210 )

Fungsi : Mereaksikan calcite dengan HCl 25% membentuk CaCl2.

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

Kondisi operasi : * Tekanan operasi = 3 atm (US. Patent:4,299,809) * Suhu operasi = 40oC (US. Patent:4,299,809) * Waktu tinggal = 1 jam proses

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

(mixed flow) dan tangki pipa alir (plug flow). Pada reaktor ini bahan baku daging

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


(55)

Perencanaan Alat Utama --- VI - 2

Perencanaan Dimensi Reaktor : Kondisi feed :

1. Feed calcite dari bin F-113 : Komposisi bahan :

Komponen Berat (kg) Fraksi

berat

(gr/cc) [Perry 7ed;T.2-1]

CaCO3 5641,6168 0,9964 2,711

Fe2O3 1,1324 0,0002 5,120

MgO 18,1184 0,0032 3,650

H2O 1,1324 0,0002 1,000

5662,0000 1,0000

 campuran = 62,43

komponen berat fraksi 1  

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

= 1 0,0002 3,650 0,0032 5,120 0,0002 2,711 0,9964 1   

= 2,7126 gr/cc

= 2,7126 gr/cc x 62,43 = 169,4 lb/cuft (1 gr/cc = 62,43 lb/cuft) Rate massa = 5662,0000 kg/jam = 12482,4452 lb/jam ( 1 kg = 2,2046 lb)

 campuran = 62,43

komponen berat fraksi 1  

= 169,4 lb/cuft

rate volumetrik= densitas massa rate = cuft / lb jam / lb 169,4 12482,4452


(56)

Perencanaan Alat Utama --- VI - 3

2. Feed larutan HCl 25% dari tangki F-120 : Komposisi bahan :

Komponen Berat (kg) Fraksi

berat

(gr/cc) [Perry 7ed;T.2-1]

HCl 4157,1495 0,2500 1,268

H2O 12471,4485 0,7500 1,000

16628,5980 1,0000

Rate massa = 16628,598 kg/jam = 36659,4072 lb/jam ( 1 kg = 2,2046 lb)

 campuran = 62,43

komponen berat fraksi

1

 

= 66 lb/cuft (1 gr/cc = 62,43 lb/cuft)

rate volumetrik=

densitas massa rate

=

cuft / lb

jam / lb 66

36659,4072

= 556 cuft/jam

Total rate volumetrik = 74 + 556 = 630 cuft/jam

 campuran = 75,3 lb/cuft (produk bawah) Waktu tinggal = 1 jam (Keyes)

Direncanakan digunakan 1 tangki untuk proses tiap batch, sehingga volume tangki adalah = 630 cuft/jam x 1 jam = 630 cuft

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


(57)

Perencanaan Alat Utama --- VI - 4

Menentukan ukuran tangki dan ketebalannya

Diambil dimension ratio H

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

Volume tangki = 

4 . D

2

. H

788 =

4 . D2

. 2 D

D = 8 ft = 96 in = 2,44 m (Dmaksimum = 4 m; Ulrich; T.4-18)

H = 16 ft = 192 in

Penentuan tebal shell :

Tebal shell berdasarkan ASME Code untuk cylindrical tank :

t min = C

P 6 , 0 fE ri P 

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

dengan : t min = tebal shell minimum; in

P = tekanan tangki ; psi

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

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

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

P operasi = 3 atm = 3 x 14,7 psi = 44,1 psi

P design diambil 10% lebih besar dari P operasi untuk faktor keamanan. P design = 1,1 x 44,1 = 49 psi

r = ½ D = ½ x 96 in = 48 in

t min =

 

0,125

49 6 , 0 8 , 0 36000 48 49   


(58)

Perencanaan Alat Utama --- VI - 5

Dimensi tutup atas, standard dished :

Untuk D = 96 in, didapat rc = 96 in (Brownell & Young, T-5.7) digunakan persamaan 13.12 dari Brownell & Young.

Tebal standard torispherical dished (atas) :

th =

P 1 , 0 fE rc P 885 , 0

  + C [Brownell & Young; pers.13.12] dengan : th = tebal dished minimum ; in

P = tekanan tangki ; psi

rc = crown radius ; in [B&Y,T-5.7] C = faktor korosi ; in (diambil 1/8 in)

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

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

P design = 49 psi

th =

36000 0,8

 

0,1 49

96 49 885 , 0  

   + 0,125 = 0,270 in , digunakan t = 3/8 in

h = rc -

4 D rc

2 2

= 1,08 ft

C a t r ID sf b icr OA A B


(59)

Perencanaan Alat Utama --- VI - 6

Tutup bawah, conis :

Tebal conical =

C

0,6P -fE cos 2 D . P 

 [Brownell,hal.118; ASME Code]

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

tc =

 

8

1 49 6 , 0 8 , 0 36000 15 cos 2 12 8 49

o    

    0,210 in = ¼ in

Tinggi conical :

h =

2 m D

tg 

[Hesse, pers.4-17]

Keterangan :  = ½ sudut conis ; 15

D = diameter tangki ; ft

m = flat spot center ; 12 in = 1 ft

maka h =

2 1 D 15

tg o 

= 2 7 268 , 0 

= 0,9 ft



M

d


(60)

Perencanaan Alat Utama --- VI - 7

PERENCANAAN SISTEM PENGADUK

Dipakai impeler jenis turbin dengan 6 buah flat blade. Dari ( Perry 6ed ; p.19-9 ) : Diameter impeler (Da) = 1/3 diameter shell = 1/3 x 8 = 2,667 ft Lebar blade (w) = 0,2 diameter impeller = 0,2 x 2,667 = 0,534 ft Panjang blade = 0,25 x diameter impeller = 0,25 x 2,667 = 0,667 ft

Penentuan putaran pengaduk :

V =  x Da x N (Joshi; hal.389)

Dengan : V = peripheral speed ; m/menit

Untuk pengaduk jenis turbin :

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

N = putaran pengaduk ; rpm

Diambil putaran pengaduk , N = 80 rpm = 1,4 rps Da = 2,667 ft = 0,814 m

V =  x 0,814 x 80 = 204,4768 m/mnt (memenuhi range 200 – 250 m/mnt)

Da E

J H

Dt L W


(61)

Perencanaan Alat Utama --- VI - 8

Penentuan Jumlah Pengaduk :

Jumlah Impeller =

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

sg bahan =

) O H ( reference bahan 2

  = lb/cuft

cuft / lb 43 , 62 3 , 75 = 1,206

Jumlah Impeller =

8

1,206 16

%

80  

 2 buah Jarak pengaduk = 1,5 Da = 1,5 x 2,667 ft = 4,001 ft

Bilangan Reynolds ; NRe :

Putaran pengaduk , N = 80 rpm = 1,4 rps  campuran = 75,3 lb/cuft

 bahan = reference

reference sg

bahan sg

 = 0,00085

0,996 1,206

= 0,00103 lb/ft dt (berdasarkan sg bahan)

NRe =

  

 Da2 N

 728001

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

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

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


(62)

Perencanaan Alat Utama --- VI - 9

Power pengaduk :

Untuk NRe > 10000 perhitungan power digunakan persamaan 5.5 Ludwig,

halaman190 dengan persamaan :

P = 3

   

N 3 D 5

g K

 

 [Ludwig,Vol-1,pers.5.5,hal.190]

dengan : P = power ; hp

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

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

 = densitas ; lb/cuft

N = kecepatan putaran impeller ; rps

D = diameter impeller ; ft

P = 75,3

  

1,4 3 2,667

5 2

, 32

3 , 6

 

 = 5488,9 lb.ft/dt = 10 hp(1 lb.ft/dt=1/550 hp)

Untuk 2 buah impeller, maka power input = 2 x 10 hp = 20 hp Perhitungan losses pengaduk :

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

Gland losses 10 % = 10 % x 20,0  2,0 hp (minimum=0,5)

Power input dengan gland losses = 20,0 + 2,0 = 22,0 hp Transmission system losses = 20 %(Joshi:399)

Transmission system losses 20 % = 20 % x 22,0  4,4 hp

Power input dengan transmission system losses = 22,0 + 4,4 = 26,4 hp


(63)

Perencanaan Alat Utama --- VI - 10

PERENCANAAN SISTEM PENDINGIN Perhitungan Jaket :

Perhitungan sistem penjaga suhu : ( Kern , hal 719 ) Dari neraca panas : suhu yang dijaga = 40C

Q = 149443,2110 kkal/jam = 593029 Btu/jam

Suhu masuk rata-rata = 30C = 86F Suhu kenaikan reaksi = 40C = 104F

T = 104 – 86 = 18F

Kebutuhan media = 6305 kg/jam = 13901 lb/jam (air pendingin)

Densitas media = 62,43 lb/cuft (densitas air pendingin)

Rate volumetrik =

cuft / lb jam / lb bahan bahan rate

 = 223 cuft/jam = 0,07 cuft/dt

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

Luas penampang =

dt / ft dt / cuft aliran tan kecepa volumetrik rate

= 0,07 / 10 = 0,01 ft2 Luas penampang = /4 (D22 - D12)

dengan : D2 = diameter dalam jaket

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

= 8 + 2 ( 1/4 in  0,03 ft ) = 8,06 ft Luas penampang = /4 (D22 - D12)

0,01 = /4 (D22 – 8,06 2)

D2 = 8,07 ft

Spasi =

2 D D21

= 2

,06 8 8,07


(64)

Perencanaan Alat Utama --- VI - 11

Perhitungan Tinggi Jaket : UD = 80 (Kern, Tabel 8)

A = t U

Q

D 

=

18 80 593029

 = 412 ft2

A conis = 0,785 (D x m) 4h2 

Dm

0,785d2(Hesse : pers. 4-19)

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

h : tinggi conical = 0,9 ft

d : Indise Diameter Jaket = 8,07 ft

D : Outside Diameter Jaket = OD + (2 x tebal jaket) = 8,112 ft A conis = 0,785 (D x m) 4h2 

Dm

0,785d2= 90,1 ft2

Ajaket = A shell + A conis

412 = ( . (8,07) . h ) + 90,1 hjaket = 14,2 ft


(65)

Perencanaan Alat Utama --- VI - 12

Spesifikasi :

Fungsi : Mereaksikan calcite dengan HCl 25% membentuk CaCl2.

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

Dimensi Shell :

Diameter Shell , inside : 8 ft

Tinggi Shell : 16 ft

Tebal Shell : ¼ in

Dimensi tutup :

Tebal tutup atas (dished) : 3/8 in

Tinggi Tutup atas : 1,08 ft

Tebal tutup bawah (conis) : ¼ in Tinggi Tutup bawah : 0,90 ft

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11) Sistem Pengaduk Turbin 6-flat blade

Diameter impeler : 2,667 ft

Panjang blade : 0,667 ft Lebar blade : 0,534 ft

Power motor : 27 hp

Sistem Pendingin

Diameter jaket : 8,07 ft

Tinggi jaket : 14,2 ft

Jaket spacing : 3/16 in

Tebal Jaket : 3/16 in


(66)

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

VII.1. Instrumentasi

Dalam rangka pengoperasian pabrik, pemasangan alat-alat instrumentasi sangat dibutuhkan dalam memperoleh hasil produksi yang optimal. Pemasangan alat-alat instrumentasi disini bertujuan sebagai pengontrol jalannya proses produksi dari peralatan-peralatan pada awal sampai akhir produksi. dimana dengan alat instrumentasi tersebut, kegiatan maupun aktifitas tiap-tiap unit dapat tercatat kondisi operasinya sehingga sesuai dengan kondisi operasi yang dikehendaki, serta mampu memberikan tanda-tanda apabila terjadi penyimpangan selama proses produksi berlangsung.

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

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

2. Proses produksi berjalan sesuai dengan efisiensi yang telah

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

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


(67)

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 2

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

1. Variabel yang berhubungan dengan energi, seperti temperatur, tekanan, dan radiasi.

2. Variabel yang berhubungan dengan kuantitas dan laju, seperti pada kecepatan aliran fluida, ketinggian liquid dan ketebalan.

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

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

- Akurasi hasil pengukuran. - Bahan konstruksi material.

- Pengaruh yang ditimbulkan terhadap kondisi operasi proses yang berlangsung.

- Mudah diperoleh di pasaran.

- Mudah dipergunakan dan mudah diperbaiki jika rusak.

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


(68)

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 3

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

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

- Melakukan koreksi.

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

Alat kontrol ini langsung merasakan adanya perubahan pada variabel yang diukur, misalnya temperatur. Primary Element merubah energi yang dirasakan dari media yang sedang dikontrol menjadi sinyal yang bisa dibaca (misalnya dengan tekanan fluida). 2. Recieving Element / Elemen Pengontrol.

Alat kontrol ini akan mengevaluasi sinyal yang didapat dari sensing

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

perubahan-perubahan yang terjadi. 3. Transmitting Element.

Alat kontrol ini berfungsi sebagai pembawa sinyal dari sensing

element ke receiving element. Alat kontrol ini mempunyai fungsi

untuk merubah data bersifat analog (tidak terlihat) menjadi data


(69)

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 4

Disamping ketiga jenis tersebut, masih terdapat peralatan pelengkap yang lain, yaitu : Error Detector Element, alat ini akan membandingkan besarnya harga terukur pada variabel yang dikontrol dengan harga yang diinginkan dan apabila terdapat perbedaan alat ini akan mengirimkan sinyal error. Amplifier akan digunakan sebagai penguat sinyal yang dihasilkan oleh error detector jika sinyal yang dikeluarkan lemah. Motor Operator Sinyal Error yang dihasilkan harus diubah sesuai dengan kondisi yang diinginkan, yaitu dengan penambahan variabel manipulasi. Kebanyakan sistem kontrol memerlukan operator atau motor untuk menjalankan Final Control Element. Final Control Element adalah untuk mengoreksi harga variabel manipulasi.

Macam instrumentasi pada suatu perencanaan pabrik misalnya :

1. Flow Control ( F C )

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

Mengontrol ratio aliran yang bercabang.

3. Level Control ( L C )

Mengontrol ketinggian liquid didalam tangki 4. Weight Control ( W C )

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

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


(70)

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 5

Tabel VII.1. Instrumentasi pada pabrik

NO NAMA ALAT KODE INSTRUMENTASI

1. BIN CALCITE ( F - 113 ) ( WC )

2. TANGKI HCl 25% ( F - 120 ) ( LI )

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

4. REAKTOR ( R - 210 ) ( TC , LC )

5. SEPARATOR ( H - 211 ) ( LC )

6. POMPA - 2 ( L - 212 ) ( LC )

7. EVAPORATOR ( V - 220 ) ( TC , PC, LC )

8. BAROMETRIC CONDENSER ( E - 221 ) ( TC )

9. STEAM JET EJECTOR ( G - 222 ) ( PC )

10. POMPA - 3 ( L - 224 ) ( LC )

11. PAN CRYSTALLIZER ( S - 230 ) ( TC , LC )

12. POMPA - 4 ( L - 242 ) ( FC )

13. HEATER ( E - 253 ) ( TC )

14. COOLING CONVEYOR ( E - 260 ) ( TC )


(71)

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 6

VII.2. Keselamatan Kerja

Keselamatan kerja atau safety factor adalah hal yang paling utama yang harus diperhatikan dalam merencanakan suatu pabrik, hal ini disebabkan karena :

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

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

Secara umum bahaya-bahaya tersebut dapat dibagi dalam tiga kategori , yaitu : 1. Bahaya kebakaran.

2. Bahaya kecelakaan secara kimia. 3. Bahaya terhadap zat-zat kimia.

Untuk menghindari kecelakaan yang mungkin terjadi, berikut ini terdapat beberapa hal yang perlu mendapat perhatian pada setiap pabrik pada umumnya dan pada pabrik ini pada khususnya.


(72)

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 7

VII.2.1. Bahaya Kebakaran A. Penyebab kebakaran.

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

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

B. Pencegahan.

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

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

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

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

C. Alat pencegah kebakaran.

- Instalasi permanen seperti fire hydrant system dan sprinkle otomatis.

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

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


(73)

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 8

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

NO. TEMPAT JENIS BERAT

SERBUK

JARAK

SEMPROT JUMLAH

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

VII.2.2. Bahaya Kecelakaan

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

A. Vessel.

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

- Menyeleksi dengan hati-hati bahan konstruksi yang sesuai, tahan korosi serta memakai corrosion allowance yang wajar. Untuk pabrik ini, semua bahan konstruksi yang umum dapat dipergunakan dengan


(74)

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 9

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

- Memakai level gauge yang otomatis.

- Penyediaan man-hole dan hand-hole ( bila memungkinkan ) yang memadai untuk inspeksi dan pemeliharaan. Disamping itu peralatan tersebut harus dapat diatur sehingga mudah untuk digunakan.

B. Heat Exchanger.

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

- Pada inlet dan outlet dipasang block valve untuk mencegah terjadinya thermal expansion.

- Drainhole yang cukup harus disediakan untuk pemeliharaan. - Pengecekan dan pengujian terhadap setiap ruangan fluida secara sendiri-sendiri.

- Memakai heat exchanger yang cocok untuk ukuran tersebut. Disamping itu juga rate aliran harus benar-benar dijaga agar tidak terjadi perpindahan panas yang berlebihan sehingga terjadi perubahan fase didalam pipa.


(75)

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 10

C. Peralatan yang bergerak.

Peralatan 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 kebebasan ruang gerak.

D. Perpipaan.

Selain ditinjau dari segi ekonomisnya , perpipaan juga harus ditinjau dari segi keamanannya hal ini dikarenakan perpipaan yang kurang teratur dapat membahayakan pekerja terutama pada malam hari, seperti terbentur, tersandung dan sebagainya. Sambungan yang kurang baik dapat menimbulkan juga hal-hal yang tidak diinginkan seperti kebocoran-kebocoran bahan kimia yang berbahaya. Untuk menghindari hal-hal tersebut, maka dapat dilakukan cara :

- Pemasangan pipa (untuk ukuran yang tidak besarhendaknya 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 kerusakan yang diakibatkan karena


(76)

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 11

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 instalasi listrik dan kecerobohan operator yang menanganinya. Sebagai usaha pencegahannya 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 disamping starter. - Penerangan yang cukup pada semua bagian pabrik supaya operator

tidak mengalami kesulitan dalam bekerja.

- 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.


(77)

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 12

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 reaktor, exchanger, kolom distilasi dan lain-lain. Sehingga tidak mengganggu konsentrasi pekerjaan.

- Pemasangan isolasi pada kabel instrumen, 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 :

- Bangunan-bangunan yang tinggi harus diberi penangkal petir dan jika tingginya melebihi 20 meter, maka harus diberi lampu suar (mercu suar).


(78)

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 13

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 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 lainnya adalah memberikan tanda-tanda atau gambar-gambar pada daerah yang berbahaya atau pada alat-alat yang berbahaya, sehingga semua orang 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:

1. Di dalam ruang produksi para pekerja dan para operator dilarang merokok.

2. Harus memakai sepatu karet dan tidak diperkenankan memakai sepatu yang alasnya mengandung logam.

3. 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.

4. Karena sifat alami dari steam yang sangat berbahaya, maka harus disediakan kacamata tahan uap, masker penutup wajah dan sarung tangan yang harus dikenakan.


(79)

BAB VIII

UTILITAS

Dalam sebuah pabrik, utilitas merupakan 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 supply 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 kebutuhan bahan bakar bagi alat-alat,

generator , boiler, dan sebagainya.

5. Unit Pengolahan Limbah

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


(80)

Utilitas --- VIII ~ 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 pengolah air buangan pabrik sebelum dibuang ke badan penerima air.

Dalam pabrik ini sebagian besar air dimanfaatkan sebagai air proses dan sebagai media perpindahan energi. Untuk melaksanakan fungsi tersebut, air harus mengalami proses pengolahan terlebih dahulu sehingga pabrik dapat befungsi dengan optimum , 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 pengisi boiler (air umpan boiler) 2. Sebagai air sanitasi


(1)

XII - 1

---

Pra Rencana Pabrik Calcium Chloride Teknik Kimia - UPN

BAB XII

PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

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

XII.1. Pembahasan

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

Pasar

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

Lokasi

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


(2)

Pembahasan dan Kesimpulan --- XII ~

---

Pra Rencana Pabrik Calcium Chloride Teknik Kimia - UPN

2

Teknis

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

Analisa Ekonomi :

* Massa Konstruksi : 2 Tahun

* Umur Pabrik : 10 Tahun

* Fixed Capital Investment (FCI) : Rp. 22.938.270.000 * Working Capital Investment (WCI) : Rp. 32.294.808.000 * Total Capital Investment (TCI) : Rp. 55.233.078.000 * Biaya Bahan Baku (1 tahun) : Rp. 352.233.885.000 * Biaya Utilitas (1 tahun) : Rp. 20.944.993.000

- Steam = 1.272.432 lb/hari

- Air pendingin = 245 M3/hari

- Listrik = 5.328 kWh/hari

- Bahan Bakar = 7.488 liter/hari * Biaya Produksi Total (Total Production Cost) : Rp. 386.470.255.000 * Hasil Penjualan Produk (Sale Income) : Rp. 436.201.013.000 * Bunga Bank (Kredit Investasi Bank Mandiri) : 13,5%

* Internal Rate of Return : 24,71%

* Rate On Investment : 25,99%

* Pay Out Periode : 3,8 Tahun

* Break Even Point (BEP) : 28%


(3)

Pembahasan dan Kesimpulan --- XII ~

---

Pra Rencana Pabrik Calcium Chloride Teknik Kimia - UPN

3

XII.2. Kesimpulan

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

Kapasitas : 50.000 ton/tahun

Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas Sistem Organisasi : Garis dan Staff

Jumlah Karyawan : 190 orang

Sistem Operasi : Continuous

Waktu Operasi : 330 hari/tahun ; 24 jam/hari Total Investasi : Rp. 55.144.125.000

Pay Out Periode : 3,8 tahun

Bunga bank : 13,5%

Internal Rate of Return : 24,71% Rate on Investment : 25,99%

Break Even Point : 28%


(4)

1

DAFTAR PUSTAKA

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

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

Badger , W.L. and Banchero , J.T. , 1955 , ”Introduction to Chemical Engineering” , Int ed , McGraw-Hill Book Company Inc. , N.Y. Brady,G.S. , “Material Handbook ” ; 10 ed, John Wiley & Sons Inc. ;

New York.

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

John Wiley & Sons Inc. ,N.Y.

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

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

Allyn and Bacon Inc. , Boston.

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

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

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

Himmelblau, D.M. , 1989 , “Basic Principles and Calculations in Chemical Engineering” , 5 ed , Prentice-Hall International , Singapore

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

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


(5)

2

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

John Wiley & Son , New York.

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

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

McGraw Hill Book Company Inc. , N.Y.

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

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

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

Ludwig, 1977 , “Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants” , Vol 1-2 , 2nd ed , Gulf Publishing Co., Houston, Texas. Maron, Lando , 1974 , ”Fundamentals of Physical Chemistry” , Int ed ,

Macmillan Publishing Co. Inc. , New York.

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

McKetta ,Cunningham, W.A., “Encyclopedia Of Chemical Proccessing And Design ”,Vol 14 , Marcell Dekker Inc. New York.

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

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

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

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


(6)

3

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

Chemical Engineering” , 4thed., McGraw-Hill Book Company Inc. , N.Y. Rase , H.F. , 1957 , “Project Engineering of Process Plant” ,

John Wiley & Sons Inc,N.Y.

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

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

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

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

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

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

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

Van Ness, H.C.,Smith J.M., 1987 , “Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics” , 5 ed , McGraw-Hill Book Company, Singapore. Van Winkle, M. , 1967 , “Distillation” , McGraw-Hill Book Company, NY. Wesley W.E., 1989 , “Industrial Water Pollution Control” , 2 ed,

McGraw-Hill Book Company, Singapore.

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

Internet :

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