PABRIK CALCIUM CHLORIDE DARI CALCITE DENGAN PROSES HYDROCHLORINASI.
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 = ab
xx
(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 = 5.638x = (10.035/5) = 2.007 y = ab
xx
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 : 1339C (1 atm)
Boiling point : >1339C (1 atm)
Solubility, Cold Water : 0,0014 kg/100kgH2O (H2O=0C)
Solubility, Hot Water : 0,0020 kg/100kgH2O (H2O=100C)
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 : -111C (1 atm)
Boiling point : -85C (1 atm)
Solubility, Cold Water : 82,3 kg/100 kgH2O (H2O=0C)
Solubility, Hot Water : 56,1 kg/100 kgH2O (H2O=60C)
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 : 772C (1 atm)
Boiling point : 1600C (1 atm)
Solubility, Cold Water : 59,5 kg/100 kgH2O (H2O=0C)
Solubility, Hot Water : 347 kg/100 kgH2O (H2O=260C)
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 40C 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 60C (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 32C 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
115353,0370Campuran 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 = 30C (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 = 30C (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 = 30C (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 = 45C (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 30C menjadi 120C
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 = 120C (suhu dryer=100C) - 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 32C
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 = 30C (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/cuftrate 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 =
0,12549 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 =
C0,6P -fE cos 2 D . P
[Brownell,hal.118; ASME Code]
dengan = ½ sudut conis = 30/2 = 15
tc =
81 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 5g 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 = 40C
Q = 149443,2110 kkal/jam = 593029 Btu/jam
Suhu masuk rata-rata = 30C = 86F Suhu kenaikan reaksi = 40C = 104F
T = 104 – 86 = 18F
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 D2 1
= 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
Dm
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
Dm
0,785d2= 90,1 ft2Ajaket = 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