Pembuatan Silikon Karbida (SiC) dari Pasir Silika (SiO2) dan Karbon (C) dengan Kapasitas 20.000 Tahun. Chapter III XI

BAB III
NERACA MASSA

Hasil perhitungan mundur neraca massa pada proses produksi silikon karbida
dari pasir silika dan karbon dengan kapasitas 20.000 ton/tahun, dapat diuraikan
sebagai berikut :
Basis perhitungan

= 1 jam operasi

Waktu bekerja/tahun

= 330 hari

1 hari

= 24 jam

Satuan operasi

= kg/jam

3.1 Mixer (M-101)
Tabel 3.1 Neraca massa pada Tangki Mixer (M-101)
Komponen
10Na2O.30SiO2.60H2O

Masuk (kg/jam)
Alur 4

Alur 5

-

371,0914

Keluar (kg/jam)
Alur 6
-

SiO2

3.225,6404

-

3.416,7525

C

2.055,2753

-

2.055,2753

FePO4

57,0910

-

57,0910

Na2O

-

-

65,6683

H2O

-

-

114,3110

Subtotal

Total

371,0914
5.709,0981

5.338,0067

5.709,0981
5.709,0981

3.2 Pelletizing Machine (L-102)
Tabel 3.2 Neraca massa pada Pelletizing Machine (L-102)
Masuk (kg/jam)

Komponen

Alur 6

Keluar (kg/jam)

Alur 7

Alur 8

SiO2

3.416,7525

-

3.416,7525

C

2.055,2753

-

2.055,2753

FePO4

57,0910

-

57,0910

Na2O

65,6683

-

65,6683

H2O

114,3110

788,9125

903,2235

5.709,0981

788,9125

6.498,0105

Subtotal
Total

6.498,0105

6.498,0105

3.3 Burner (B-101)
Tabel 3.3 Neraca massa pada Burner (B-101)
Masuk (kg/jam)

Komponen

Alur 10

Keluar (kg/jam)
Alur 12

Alur 13

CH4

321,3633

-

-

C2H6

50,1968

-

-

C3H6

12,2685

-

-

C4H8

16,1714

-

-

O2

-

2.633,2744

1.061,9920

N2

-

8.672,3349

8.672,3349

CO2

-

-

1.114,1914

H2O

-

-

857,0910

Subtotal
Total

400,0000
11.705,6092

11.305,6092

11.705,6092
11.705,6092

3.4 Rotary Kiln Preheater (B-102)
Tabel 3.4 Neraca Massa Rotary Kiln Preheater (B-102)
Komponen

Masuk (kg/jam)
Alur 9

Alur 13

Keluar (kg/jam)
Alur 15

Alur 14

SiO2

3.416,7525

-

3.416,7525

-

C

2.055,2753

-

2.055,2753

-

FePO4

57,0910

-

57,0910

-

Na2O

65,6683

-

65,6683

-

O2

-

1.061,9920

-

1.061,9920

N2

-

8.672,3349

-

8.672,3349

CO2

-

1.114,1914

-

1.114,1914

903,2235

857,0910

-

1.760,3144

6.498,0105

11.706,6092

H2O
Subtotal
Total

5594,7871

18.203,6198

12.608,8327

18.203,6198

3.5 Electric Furnace (B-103)
Tabel 3.5 Neraca Massa di Electric Furnace (B-103)
Komponen

Masuk (kg/jam)
Alur 15

Keluar (kg/jam)

Alur 16

Alur 17

Alur 18

SiO2

3.416,7525

-

-

124,5406

C

2.055,2753

-

-

81,0298

FePO4

57,0910

-

-

57,0910

Na2O

65,6683

-

-

65,6683

-

O2

-

1.753,2558

N2

-

5.774,1120

5.774,1120

-

CO2

-

-

4.822,7903

-

SiC

-

-

Subtotal
Total

5.594,7870

7.527,3678

13.122,1548

-

-

2.196,9228

10.596.9023

2.525,2525

13.122,1548

3.6 Mixing Point (M-102)
Tabel 3.6 Neraca Massa di Mixing Point (M-102)
Komponen

Masuk (kg/jam)
Alur 22

Keluar (kg/jam)

Alur 23

Alur 24

O2

1.061,9920

N2

8.672,3349

5.774,1120

14.447,3349

CO2

1.114,1914

4.822,7903

5.936,9817

H2O

1.760,3144

Subtotal

12.608,8327

Total

-

1.061,9920

-

1.760,3144

10.596,9023

23.205,7350

23.205,7350

23.205,7350

3.7 Steam Boiler (E-201)
Tabel 3.7 Neraca Massa di Steam Boiler (E-201)
Komponen

Masuk (kg/jam)
Alur 24

Keluar (kg/jam)

Alur 26

Alur 28

Alur 27

O2

1.061,9920

-

-

1.061,9920

N2

14.447,4469

-

-

14.447,4469

CO2

5.936,9817

-

-

5.936,9817

H2O

1.760,3144

7.300

7.300

1.760,3144

Subtotal

23.205,7350

7.300

7.300

23.205,7350

Total

30.505,7350

30.505,7350

BAB IV
NERACA ENERGI
Basis perhitungan

= 1 jam

Satuan operasi

= kJ/jam

Temperatur referensi = 25oC (298 K)

4.1 Pelletizing Machine (L-102)
Tabel 4.1 Neraca Panas Pelletizing Machine (L-102)
Komponen

Masuk (kJ)

Keluar (kJ)

SiO2

104.662,8578

130.875,3542

C

90.597,4426

106.433,9294

Na2O

367,0758

1.112,5017

FePO4

179,6469

553,6239

2.377,4888

7.143,1090

198.184,5119

246.118,5182

H2O
Jumlah
Q

47.934,0063

Total

-

246.118,5182

246.118,5182

4.2 Bucket Elevator (C-110)
Tabel 4.2 Neraca Panas Bucket Elevator (C-110)
Komponen

Masuk (kJ/jam)

Keluar (kJ/jam)

H8

H9

SiO2

104.662,8578

117.694,0320

C

90.597,4426

98.420,5688

Na2O

367,0758

738,0474

FePO4

179,6469

364,0521

2.377,4888

4.758,5962

198.184,5119

221.975,2965

-

24.143,2217

246.118,5182

246.118,5182

H2O
Jumlah
Q
Total

4.3 Burner (B-101)
Tabel 4.3 Neraca Panas pada Burner (B-101)
Masuk (kJ/jam)

Komponen

H10

Keluar (kJ/jam)

H12

H13

CH4

5.112,6799

-

-

C2H6

443,7384

-

-

C3H8

102,9997

-

-

C4H10

136,5174

-

-

O2

-

12.120,7192

912.458,6299

N2

-

51.908,4869

15.324.661,3469

CO2

-

-

1.034.452,2923

H2O

-

-

2.480.695,4730

Jumlah

5.795.9355

Sub Total
∆Hr

64.029,2061

69.825.1415

19.752.267,7422

19.682.442.6006

-

-

-

19.752.267.7422

19.752.267,7422

Q
Total

19.752.267,7422

4.4 Rotary Kiln Pre-Heater (B-102)
Tabel 4.4 Neraca Panas Rotary Kiln Pre-Heater (B-102)
Komponen

Masuk (kJ/jam)

Keluar (kJ/jam)

H9

H13

H15

H14

SiO2

117.694,0320

-

2.671.355,9083

-

C

98.420,5688

-

1.673.793,8874

-

FePO4

364,0521

-

37.597,9135

-

Na2O

738,0474

-

58.688,3334

-

H2O

4.758,5962

2.480.695,4730

-

4.934.335,2931

O2

-

912.458,6299

-

635.351,9220

N2

-

15.324.661,3469

-

9.142.371,2023

Tabel L.B.8 Neraca Energi pada Rotary Kiln…….. (Lanjutan)
CO2
Jumlah
Sub Total

-

1.034.452,2923

221.975,2965 19.752.267,7422

-

820.748,5786

4.441.436,0427

15.532.806,9960

19.974.243,0387

19.974.243,0387

∆Hr

-

-

Q

-

-

19.974.243,0387

19.974.243,0387

Total

4.5 Electric Furnace (B-103)
Tabel 4.5 Neraca Panas Electric Furnace (B-103)
Komponen

Masuk (kJ/jam)

Keluar (kJ/jam)

H15

H16

H17

SiO2

2.671.355,9083

-

-

255.595,3521

C

1.673.793,8874

-

-

237.645,8671

FePO4

37.597,9135

-

-

143.242,0035

Na2O

58.688,3334

-

-

219.255,9652

-

-

41.98.999,2511

-

-

SiC

-

O2

-

N2

-

CO2

-

Jumlah

4.441.436,0427

8.070,748

H18

38.384,7444 24.705.031,1608
-

-

7.849.714,6188

-

46.454,8192 32.554.745,7796 5.054.738,4390

Sub Total

4.487.890,8619

37.609.484,2186

∆Hr

3.128.641,0432

-

Q

29.992.952,3136

-

Total

37.609.484,2186

37.609.484,2186

4.6 Cooling Yard (A-101)
Tabel 4.6 Neraca Panas pada Cooling Yard (A-101)
Komponen
Qin (kJ/jam)
Qout (kJ/jam)
Umpan

5.054.738,4390

-

Produk

-

64.075,6876

Udara

-

4.990.662,7514

Total

5.054.738,4390

5.054.738,4390

4.7 Mixing Point (M-102)
Tabel 4.7 Neraca Panas Mixing Point (M-102)
Komponen
O2

Masuk (kJ/jam)
H22

Keluar (kJ/jam)
H23

H24

635.351,9220

-

1.111.670,2508

H2O

4.951.462,6314

-

5.418.737,1112

N2

9.142.371,2023

24.705.031,1608

34.783.399,9431

820.748,5786

7.849.714,6188

6.790.872,8089

15.549.934,3343

32.554.745,7796

48.104.680,1140

CO2
Jumlah
Sub Total

48.104.680,1140

48.104.680,1140

∆Hr

-

-

Q

-

-

Total

48.104.680,1140

48.104.680,1140

4.8 Gas Turbine (JJ-201)
Tabel 4.8 Neraca Panas Gas Turbine (JJ-201)
Komponen

Masuk (kJ/jam)

Keluar (kJ/jam)

H24

H25

O2

1.111.670,2508

607.541,5294

H2O

5.418.737,1112

4.802.377,0773

N2

34,783.399,9431

14.343.054,2748

CO2

6.790.872,8089

3587528,9248

Jumlah

48.104.680,1140

23.340.501,8063

W

-

∆Hr

-

Q

-

Total

11.545.220,5400
13.218.957,7677

48.104.680,1140

48.104.680,1140

4.9 Steam Boiler (E-201)
Tabel 4.9 Neraca Panas Steam Boiler (E-201)
Komponen

Masuk (kJ/jam)
H26

H28

H27

607.541,5294

-

-

74.092,2539

CO2

3.587.528,9248

-

-

393.042,4723

N2

14.343.054,2748

-

-

1.346.246,0678

H2O

4.802.377,0773

1.989.332,6916

18.838.730,1913

4.677.723,5125

23.340.501,8063

1.989.332,6916

18.838.730,1913

6.491.104,3066

O2

Jumlah
Sub Total

H25

Keluar (kJ/jam)

25.329.834,4979

25.329.834,4979

∆Hr

-

-

Q

-

-

Total

25.329.834,4979

25.329.834,4979

4.10 Steam Turbine (JJ-202)
Tabel 4.10 Neraca Panas Steam Turbine (JJ-202)
Masuk (kJ/jam)

Keluar (kJ/jam)

H28

H29

18.838.730,1913

15.182.759,00

Jumlah

18.838.730,1913

15.182.759,00

Sub Total

18.838.730,1913

15.182.759,00

W

-

7.430.741,9050

∆Hr

-

-

Komponen
H2O

Q

3.774.770,7137

Total

22.613.500,9050

22.613.500,9050

BAB V
SPESIFIKASI PERALATAN

5.1 Gudang Penyimpanan FePO4 (TT-101)
Fungsi

:

Menyimpan

bahan-bahan

FePO4

sebelum

diproses selama 30 hari.
Jenis

:

Gedung berbentuk balok dengan atap berbentuk
limas.

Bahan Kontruksi

:

Bangunan Beton

Kapasitas

:

20,0732 m3

Jumlah

:

1 unit

Kondisi

:

Tekanan

: 1 atm

Suhu

: 300C

-Panjang

: 4m

- Lebar

: 3m

- Tinggia

: 5m

Ukuran

:

5.2 Gudang Penyimpanan Pasir Silika (SiO2) (TT-102)
Fungsi

:

Menyimpan

bahan-bahan

SiO2

sebelum

diproses selama 30 hari.
Jenis

:

Gedung berbentuk balok dengan atap berbentuk
limas.

Bahan Kontruksi

:

Bangunan Beton

Kapasitas

:

1.227,8873 m3

Kondisi

:

Tekanan

: 1 atm

Suhu

: 300C

Jumlah

:

1 unit

Ukuran

: Panjang

= 22 m

Lebar

= 28 m

Tinggi

= 5m

5.3 Gudang Penyimpanan Coke (TT-103)
Fungsi

:

Menyimpan

bahan-bahan

coke

sebelum

diproses selama 30 hari.
Jenis

:

Gedung berbentuk balok dengan atap berbentuk
limas.

Bahan Kontruksi

:

Bangunan Beton

Kapasitas

:

2.690,5422 m3

Kondisi

:

Tekanan

: 1 atm

Suhu

: 300C

Jumlah

:

1unit

Ukuran

:

Panjang

= 34 m

Lebar

= 40 m

Tinggi

= 5m

5.4 Tangki Penyimpanan Larutan 10Na2O.30SiO2.60H2O (TT-104)
Fungsi

: Menyimpan bahan 10Na2O.30SiO2.60H2O
sebelum diproses selama 30 hari

Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA – 285 Grade C

Bentuk

: Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup
ellipsoidal

Jenis sambungan

: Double welded butt joints

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: Tekanan
Temperatur

: 1 atm
: 30 oC

Laju alir massa

: 371,0914 kg/jam

Kebutuhan perancangan

: 30 hari

Diameter tangki

: 5,7546 m

Tinggi silinder

: 9,1114 m

Tebal dinding tangki

: 9/16 in

5.5 Belt Conveyor (C-101)
Fungsi

:

Mengangkut FePO4 dari gudang penyimpanan
ke belt conveyor feeder

Jenis

:

Horizontal belt conveyor

Jumlah

:

1 unit

Kondisi

:

Tekanan

: 1 atm

Suhu

: 300C

Jumlah materi

:

57,0910 kg/jam

Faktor kelonggaran

:

20 %

Kapasitas materi

:

69,5092 kg/jam

Panjang

:

100 ft

Daya conveyor

:

½ hp

5.6 Belt Conveyor (C-102)
Fungsi

: Mengangkut pasir silika (SiO2) dari gudang
penyimpanan ke screen

Jenis

:

Horizontal belt conveyor

Jumlah

:

1 unit

Kondisi

:

Tekanan

: 1 atm

Suhu

: 300

Jumlah materi

:

3.225,6404 kg/jam

Faktor kelonggaran

:

20 %

Kapasitas materi

:

3.870,7685 kg/jam

Panjang

:

50 ft

Daya conveyor

:

1 ½ hp

:

Mengangkut pasir silika (SiO2) dari screen ke

5.7 Belt Conveyor (C-103)
Fungsi

grinder
Jenis

:

Horizontal belt conveyor

Jumlah

:

1 unit

Kondisi

:

Tekanan

: 1 atm

Suhu

: 300

Jumlah materi

:

3.225,6404 kg/jam

Faktor kelonggaran

:

20 %

Kapasitas materi

:

1,2 x 3.225,6404 kg/jam = 3.870,7685 kg/jam

:

3,8708 ton/jam

Panjang

:

30 ft

Daya conveyor

:

1 hp

:

Mengangkut pasir silika (SiO2) dari grinder ke

5.8 Belt Conveyor (C-104)
Fungsi

belt conveyor feeder
Jenis

:

Horizontal belt conveyor

Jumlah

:

1 unit

Kondisi

:

Tekanan

: 1 atm

Suhu

: 300

Jumlah materi

:

3.225,6404 kg/jam

Faktor kelonggaran

:

20 %

Kapasitas materi

:

1,2 x 3.225,6404 kg/jam = 3.870,7685 kg/jam

:

3,8708 ton/jam

Panjang

:

50 ft

Daya conveyor

:

1 ½ hp

:

Mengangkut coke dari gudang penyimpanan ke

5.9 Belt Conveyor (C-105)
Fungsi

grinder
Jenis

:

Horizontal belt conveyor

Jumlah

:

1 unit

Kondisi

:

Tekanan

: 1 atm

Suhu

: 300C

Jumlah materi

:

2.055,2723 kg/jam

Faktor kelonggaran

:

20 %

Kapasitas materi

:

1,2 x 2.055,2723 kg/jam = 2.466,3304 kg/jam

:

2,4663 ton/jam

Panjang

:

50 ft

Daya conveyor

:

1 hp

:

Mengangkut coke dari grinder ke belt conveyor

5.10 Belt Conveyor (C-106)
Fungsi

feeder
Jenis

:

Horizontal belt conveyor

Jumlah

:

1 unit

Kondisi

:

Tekanan

: 1 atm

Suhu

: 300C

Jumlah materi

:

2.055,2723 kg/jam

Faktor kelonggaran

:

20 %

Kapasitas materi

:

1,2 x 2.055,2723 kg/jam = 2.466,3304 kg/jam

:

2,4663 ton/jam

Panjang

:

50 ft

Daya Conveyor

:

1 hp

:

Sebagai alat untuk memisahkan pasir silika

5.11 Screen (S-101)
Fungsi

(SiO2)

dari

partikel-partikel

berukuran lebih besar
Jenis

:

Vibrating Screen

Bahan konstruksi

:

Stainless steel

Jumlah

:

1 unit

Kapasitas screen

:

1,2181 m3/jam

Spesifikasi

:

Screen Size = 30” x 60 “
Sieve Clear Opening = 0,0195 in = 0,495 mm
Nominal Wire Diameter = 0,3 mm = 0,0118
Daya motor

: 2 Hp

lain

yang

Kecepatan

5.12

: 1800 rpm

Grinder (SR-101)

Fungsi

:

Sebagai alat untuk lebih menghaluskan pasir
silika (SiO2)

Jenis

:

Ring-Roll Grinder

Bahan konstruksi

:

Carbon steel

Jumlah

:

1 unit

Kapasitas

:

3.225,6404 kg/jam

Daya motor

:

10 Hp

Diameter Ring

:

24 in

Diameter Roll

:

14 in

Kecepatan Roll

:

125 rpm

5.13

Grinder (SR-102)

Fungsi

: Sebagai alat untuk lebih menghaluskan coke

Jenis

: Ring-Roll Grinder

Bahan konstruksi

: Carbon steel

Jumlah

: 1 unit

Kapasitas

: 2.055,2723 kg/jam

Daya motor

: 75 Hp

Diameter Ring

: 44 in

Diameter Roll

: 18 in

Kecepatan Roll

: 70 rpm

5.14 Pompa 1 (P-101)
Fungsi

: Memompa larutan natrium silikat 10Na2O.30SiO2.60H2O dari
tangki ke Mixer

Jenis Pompa

: Centrifugal Pump

Jumlah

: 1 unit

Spesifikasi,
•

Debit pompa

= 2,55.10-3 ft3

•

•

Diameter pipa

•

Kecepatan alir

= 1,9155 ft/s

Total friksi

= 2.248,9751 J/kg

•

Kerja poros

= 3.354,7906 J/kg

Daya pompa

= 1 hp.

•

•

= 0,2614 in

Schedule Number = 40

5.15

Belt Conveyor Feeder (C-107)

5.15.1 Belt Conveyor Feeder SiO2
Fungsi

: Mengangkut semua bahan baku dari belt
conveyor pasir silika (SiO2) bahan ke bucket
elevator

Jenis

: Horizontal Belt Conveyor with hopper

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: Temperatur (T) : 30 0C, Tekanan (P) : 1 atm

Laju alir masuk

:

3.225,6404 kg/jam

Kapasitas materi

:

1,2 x 3.225,6404 kg/jam = 3.878,7685 kg/jam

:

3,8708 ton/jam

Panjang

:

20 ft

Daya Conveyor

:

1 hp.

Panjang hopper

:

1m

Tinggi hopper

:

2m

Lebar hopper

:

0,8771 m

5.15.2 Belt Conveyor Feeder Coke
Fungsi

: Mengangkut semua bahan baku dari belt
conveyor coke bahan ke bucket elevator

Jenis

: Horizontal Belt Conveyor with hopper

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: Temperatur (T) : 30 0C
Tekanan (P)

Jumlah materi

:

: 1 atm

2.055,2753 kg/jam

Kapasitas materi

:

1,2 x 2.055,2753 kg/jam = 2.466,3304 kg/jam

:

2,4663 ton/jam

Panjang

:

20 ft

Daya Conveyor

:

1/2 hp

Panjang hopper

:

1m

Tinggi hopper

:

2m

Lebar hopper

:

2m

5.15.3 Belt Conveyor Feeder FePO4
Fungsi

: Mengangkut semua bahan baku dari belt
conveyor FePO4 bahan ke bucket elevator

Jenis

: Horizontal Belt Conveyor with hopper

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: Temperatur (T) : 30 0C
Tekanan (P)

: 1 atm

Jumlah materi

:

57,0910 kg/jam

Kapasitas materi

:

1,2 x 57,0910 kg/jam = 68,5092 kg/jam

:

0,0685 ton/jam

Panjang

:

20 ft

Daya Conveyor

:

1/2 hp

Panjang hopper

:

0,25 m

Tinggi hopper

:

0,5 m

Lebar hopper

5.16

:

0,3 m

Bucket Elevator (C-108)

5.16.1 Bucket Elevator SiO2
Fungsi

: Mengangkut pasir silika SiO2 dari belt conveyor
feeder ke storage bins

Jenis

: Continuous-bucket Elevator

Bahan

: Malleable-iron

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: Temperatur (T) : 30 0C

Tekanan (P)

: 1 atm

Laju alir masuk

: 3.225,6404 kg/jam

Kapasitas materi

:

Tinggi elevator

: 25 ft

Ukuran bucket

: (6 x 4 x 4 ¼ ) in

Jarak antar bucket

: 12 in

Kecepatan putaran

: 28 rpm

Daya standar

: 1hp

1,0035 kg/s

5.16.2 Bucket Elevator Coke
Fungsi

: Mengangkut Coke dari belt conveyor feeder ke
storage bins

Jenis

: Continuous-bucket Elevator

Bahan

: Malleable-iron

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: Temperatur (T) : 30 0C
Tekanan (P)

: 1 atm

Laju alir masuk

: 2055,2753 kg/jam

Kapasitas materi

: 0,6394 kg/s

Tinggi elevator

: 25 ft

Ukuran bucket

: (6 x 4 x 4 ¼ ) in

Jarak antar bucket

: 12 in

Kecepatan putaran

: 28 rpm

Daya standar

: 1 hp

5.16.3 Bucket Elevator FePO4
Fungsi

: Mengangkut pasir silika FePO4 dari belt
conveyor feeder ke storage bins

Jenis

: Continuous-bucket Elevator

Bahan

: Malleable-iron

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: Temperatur (T) : 30 0C

Tekanan (P)

: 1 atm

Laju alir masuk

:

57,0910 kg/jam

Kapasitas materi

:

0,0178 kg/s

Tinggi elevator

= 25 ft

Ukuran bucket

= (6 x 4 x 4 ¼ ) in

Jarak antar bucket

= 12 in

Kecepatan putaran

: 28 rpm

Daya standar

: ½ hp

5.17

Storage Bins (TT-105)

5.17.1 Storage Bins SiO2
Fungsi

:

Menampung pasir silika (SiO2) dari bucket
elevator

Jenis

:

Mass-Flow Bins

Jumlah

:

1 unit

Kondisi operasi

:

Temperatur (T)

: 30 0C

Tekanan (P)

: 1 atm

Laju alir masuk

:

3.225,7685 kg/jam

Volume

:

294,6929 m3

Diameter valley

:

1,0004 m

Tinggi valley

: 3,0011 m

Ukuran Bin opening(valley) B : 1 m
θ yang sesuai

: 220.

5.17.2 Storage Bins Coke
Fungsi

:

Menampung coke dari bucket elevator

Jenis

:

Mass-Flow Bins

Jumlah

:

2 unit

Kondisi operasi

:

Temperatur (T)

: 30 0C

Tekanan (P)

: 1 atm

Laju alir masuk

:

2.055,2753 kg/jam

Volume

:

322,8650 m3

1,0312 m

Diameter valley

:

Tinggi valley

: 3,0938 m

Ukuran Bin opening(valley) B

: 1,03 m

θ yang sesuai

: 220

5.17.3 Storage Bins FePO4
Fungsi

:

Menampung FePO4 dari bucket elevator

Jenis

:

Mass-Flow Bins

Jumlah

:

1 unit

Kondisi operasi

:

Temperatur (T)

: 30 0C

Tekanan (P)

: 1 atm

Laju alir masuk

:

57,0910 kg/jam

Volume

:

4,8124 m3

Diameter valley

:

0,2537 m

Tinggi valley

: 0,7614 m

Ukuran Bin opening(valley) B : 1 m
θ yang sesuai
5.18

: 220

Screw Conyeyor (C-109)

5.18.1 Screw Conyeyor SiO2
Fungsi

:

Mengangkut SiO2 dari storage bins

menuju

weigh scale
Jenis

:

horizontal screw conveyor

Bahan konstruksi

:

carbon steel

Panjang

:

10 m

Kondisi operasi

:

Temperatur

: 30°C

Tekanan

: 1 atm

Daya conveyor

: 1 hp.

5.18.2 Screw Conyeyor Coke
Fungsi

:

Mengangkut coke dari storage bins
weigh scale

menuju

Jenis

:

horizontal screw conveyor

Bahan konstruksi

:

carbon steel

Panjang

:

10 m

Kondisi operasi

:

Temperatur

: 30°C

Tekanan

: 1 atm

Daya conveyor

:

1 hp.

:

Mengangkut FePO4 dari storage bins menuju

LC.18.3 Screw Conyeyor FePO4
Fungsi

weigh scale
Jenis

:

horizontal screw conveyor

Bahan konstruksi

:

carbon steel

Panjang

:

10 m

Kondisi operasi

:

Temperatur

: 30°C

Tekanan

: 1 atm

Daya conveyor

: 1/2 hp.

5.19 Mixer (M-101)
Fungsi

: Mencampurkan semua bahan baku agar menjadi homogen.

Jenis

: Pan Muller

Jumlah

: 2 unit

Bahan Konstruksi : Carbon steel, SA – 285, Grade C
Kondisi operasi :
Temperatur

: 30°C

Tekanan

: 1 atm

Diameter tangki

: 2,2186 m

Tinggi tangki

2,2186 m

Tebal dinding tangki

: 5/16 in

Daya standar motor

: 225 hp

5.20 Pelletizing Machine (L-102)

Fungsi

: Mengubah dan membentuk slurry bahan baku menjadi pellet

Jenis

: Rotary drum Granulator

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Carbon steel, SA – 285, Grade C

Laju alir slurry

: 1300,1134 kg/ jam

Diameter tangki, D

: 1,7396 m

Panjang tangki, L

: 3,4793 m

Tebal shell

: 5/16 in

Daya motor

: 12,5 hp

5.21 Bucket Elevator (C-110)
Fungsi

: Mengangkut semua bahan baku dari pelletizing
machine ke rotary kiln preheater

Jenis

: Continuous-bucket Elevator

Bahan

: Malleable-iron

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: Temperatur (T) : 30 0C
Tekanan (P)

: 1 atm

Laju alir masuk

:

5.280,9157 kg/jam

Faktor kelonggaran

:

12 %

Kapasitas materi

:

1,6430 kg/s

•

•

•

Tinggi elevator

= 25 ft

Ukuran bucket

= (6 x 4 x 4 ¼ ) in

Jarak antar bucket= 12 in

Daya yang dibutuhkan

: 1 1/2 hp

5. 22 Kompresor Udara (JC-101)
Fungsi

: Menaikkan tekanan udara sebelum diumpankan ke burner

Tipe

: reciprocating compressor

Jumlah

: 4 unit

Tekanan masuk

: 1 atm = 101,325 kPa

Tekanan keluar

: 2 atm = 202,650 kPa

Daya motor

: 88 hp.

5.23 Rotary Kiln Preheater (B-102)
Fungsi

: Memanaskan campuran bahan baku sampai suhu 6000C
sebelum diumpankan ke electric furnace (B-103).

Jenis

: Direct Fired Rotary Kiln

Material konstruksi

: Carbon Steel SA-285 grade C

Jumlah

: 2 unit

gas stream range

: 1500 lb/ft2.jam

Diameter

: 3,0285 m

Panjang

: 7,6672 m

Kecepatan putaran

: 5 rpm

Sudut inklinasi

: 50.

Daya motor

: 33 hp.

Tebal shell

: 3/8 in

5. 24 Kompresor Udara (JC-102)
Fungsi

: Menaikkan tekanan udara pembakar CO pada electric
furnace

Tipe

: reciprocating compressor

Jumlah

: 1 unit

Tekanan masuk

: 1 atm = 101,325 kPa

Tekanan keluar

: 1,2 atm = 121, 59 kPa

Daya motor

: 57 hp

5.25 Electric Furnace (B-103)
Fungsi

: Tempat terjadinya reaksi pembentukan terbentuknya produk
SiC.

Jenis

: Electric Arc Furnace

Material konstruksi

: Refractory brick dengan dinding dalam magnesite (86.8%
MgO, 6.3% Fe2O3, 3%, CaO, 2.6% SiO2), dinding tengah
kaolin insulating firebrick, dinding luar carbon steel plate SAGrade B, dengan elektroda grafit.

Jumlah

: 2 unit

D

: 2,7335 m

L

: 2,7335 m

Tebal diding tungku reduksi
Magnesite

: 0,028 m

Kaolin insulating firebrick

: 0,008 m

Carbon steel plate SA-135 Grade B : 0,028 m

5.26 Belt Conveyor (C-111)
Fungsi

:

Mengangkut produk dari electric furnace ke
cooling yard

Jenis

:

Horizontal belt conveyor

Jumlah

:

1 unit

Kondisi

:

Tekanan

: 1 atm

Suhu

: 16000C

Jumlah materi

:

2525,2525 kg/jam

Faktor kelonggaran

:

20 %

Kapasitas materi

:

1,2 x 2525,2525 kg/jam = 3030,3031 kg/jam

:

3,0303 ton/jam

Panjang

:

30 ft

Daya

:

½ hp.

:

Mengangkut produk dari cooling yard

5.27 Belt Conveyor (C-112)
Fungsi

crusher
Jenis

:

Horizontal belt conveyor

Jumlah

:

1 unit

Kondisi

:

Tekanan

: 1 atm

ke

Suhu

: 300C

Jumlah materi

:

2.525,2525 kg/jam

Faktor kelonggaran

:

20 %

Kapasitas materi

:

1,2 x 2.525,2525 kg/jam =3.303,3031 kg/jam

:

3,0303 ton/jam

Panjang

:

30 ft

Daya

:

1 hp.

Fungsi

:

Memecah/mengecilkan ukuran produk

Jenis

:

Smooth Roll crusher

Bahan konstruksi

:

Carbon steel

Jumlah

:

1 unit

Kapasitas

:

0,7015 kg/s

Daya

:

5 hp

Diamete Roll

: 24 in

Diameter Lump Max

: 14 in

Kecepatan Roll

: 125 rpm

5.28 Crusher (SR-103)

5.29 Belt Conveyor (C-113)
Fungsi

:

Mengangkut produk dari crusher

ke bucket

elevator
Jenis

:

Horizontal belt conveyor

Jumlah

:

1 unit

Kondisi

:

Tekanan

: 1 atm

Suhu

: 300C

Jumlah materi

:

2.525,2525 kg/jam

Faktor kelonggaran

:

20 %

Kapasitas materi

:

1,2 x 2.525,2525 kg/jam =3.303,3031 kg/jam

:

3,0303 ton/jam

Panjang

:

15 ft

Daya

:

1 hp.

5.30 Bucket Elevator (C-114)
Fungsi

: Mengangkut produk dari belt conveyor ke Silo

Jenis

: Continuous-bucket Elevator

Bahan

: Malleable-iron

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: Temperatur (T) : 30 0C
Tekanan (P)

Kapasitas materi
•

•

•

:

: 1 atm

0,7856 kg/s

Tinggi elevator = 25 ft
Ukuran bucket

= (6 x 4 x 4 ¼ ) in

Jarak antar bucket= 12 in

Daya

5.31

: 1 hp.

SiC Silo (TT-106)

Fungsi

:

Menampung produk dari bucket elevator

Jenis

:

Mass-Flow Bins

Jumlah

:

1 unit

Kondisi operasi

:

Temperatur (T)

: 30 0C

Tekanan (P)

: 1 atm

Kapasitas materi

: 1,2 x 2.525,2525 kg/jam
208,9394 m3

Volume ruang yang dibutuhkan :
Diameter valley

: 0,8920 m

Tinggi valley

: 2,6761 m

Ukuran Bin opening(valley) B : 0,89 m
θ yang sesuai

: 220.

5.32 Belt Conveyor (C-115)
Fungsi

:

Mengangkut produk dari crusher
elevator

Jenis

:

Horizontal belt conveyor

Jumlah

:

1 unit

ke bucket

Kondisi

:

Tekanan

: 1 atm

Suhu

: 300C

Jumlah materi

:

2.525,2525 kg/jam

Faktor kelonggaran

:

20 %

Kapasitas materi

:

1,2 x 2.525,2525 kg/jam =3.303,3031 kg/jam

:

3,0303 ton/jam

Panjang

:

100 ft

Daya

:

2 hp

5.33 Gudang Penyimpanan Produk SiC (TT-107)
Fungsi

:

Menyimpan produk SiC selama 30 hari.

Jenis

:

Gedung berbentuk balok dengan atap berbentuk
limas.

Bahan Kontruksi

:

Bangunan Beton

Kondisi

:

Tekanan

: 1 atm

Suhu

: 300C

Ukuran

: Panjang = 20 m
Lebar

= 22 m

Tinggi = 5 m
5.34 Kompresor Gas Buang (JC-103)
Fungsi

: Menaikkan tekanan dan mengalirkan gas buang dari
rotary kiln pre-heater menuju mixing point

Tipe

: reciprocating compressor

Jumlah

: 4 unit

P1

: tekanan masuk = 1 atm = 101,325 kPa

P2

: tekanan keluar = 5 atm = 506,625 kPa

Daya motor standar

: 829 hp

5. 35 Kompresor Gas Buang (C-104)
Fungsi

: Menaikkan tekanan dan mengalirkan gas buang dari
electric furnace menuju mixing point

Tipe

: Reciprocating Compressor

Jumlah

: 4 unit

P1

: tekanan masuk = 1 atm = 101,325 kPa

P2

: tekanan keluar = 5 atm = 506,625 kPa

Daya motor

: 1028 hp

5. 36 Gas Turbine (JJ-201)
Fungsi

:

mengubah energi panas gas buang menjadi energi
mekanik yang akan menggerakkan generator untuk
membangkitkan listrik.

Jenis

:

Automatic Exctraction Turbine

Bahan konstruksi

:

Carbon Steel

Jumlah

:

1 unit

Kondisi operasi

:

Laju alir, F

= 23.205,354 kg/jam

Tekanan suction, P1

= 5 atm

Suhu suction, T1

= 1031 oC = 1304 K

Tekanan discharge, P2 = 1 atm
Suhu discharge, T2

= 600 oC = 873 K

Effisiensi turbin, ηt

= 80%

Effisiensi generator, ηG = 94%
Effisiensi transmisi, ηtr = 100%
Daya turbin,Pt = 11.545.220,54 kJ/jam
Daya semu (NG

= 8.682.005,846 kJ/jam

Daya nyata

= 1,93 MW

5.37 Steam Boiler (E-201)
Fungsi

: Menyediakan superheated steam

Jenis

: Water tube boiler

Bahan Konstruksi

: Carbon steel

Jumlah

:1

Tube dengan spesifikasi

- L = 30 ft
-Diameter tube 16 in
-Luas permukaan pipa, a′ = 4,189 ft2/ft
-jumlah tube = 500 buah

5. 38 Steam Turbine (JJ-202)
Fungsi

: Mengubah energi panas dari uap yang dibangkitkan boiler
menjadi energi mekanik berupa putaran poros turbin untuk
menggerakkan generator pembangkit listrik.

Desain

: Automatic Exctraction Turbine

Bahan konstruksi

: Carbon Steel

Jumlah

:1 unit

Kondisi operasi

:

Laju alir, F

= 7300 kg/jam

Tekanan suction, P1 = 148 atm
Suhu suction, T1

= 565 oC

Tekanan discharge, P2

= 0,1 atm
o

Suhu discharge, T2 = 46 C
Effisiensi turbin, ηt

= 85%

Effisiensi generator, ηG = 94 %
Effisiensi transmisi, ηtr = 100%
Pt = 2, 064 MW
Daya semu (NG) : 6.984.897,391 kJ/jam
P (daya nyata):
NG

= 6.984.897,391 kJ/jam

P

= 1,6492 MW

5.39 Cooling Yard (A-101)
Fungsi

:

Mendinginkan produk selama 3 hari

Jenis

:

Gedung berbentuk balok dengan atap berbentuk
limas dengan satu sisi dinding terbuka

Bahan Kontruksi

:

Bangunan Beton

Kondisi

:

Tekanan

: 1 atm

Suhu

: 300C

Laju alir

:

Perhitungan desain bangunan

:

Panjang

= 20 m

Lebar

= 9 m

Tinggi

= 8 m

2.525,2525 kg/jam

BAB VI
INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

6.1

Instrumentasi
Instrumentasi adalah alat-alat yang digunakan

untuk pengukuran dan

pengendalian dalam suatu sistem yang lebih besar dan lebih kompleks. Untuk
memenuhi persyaratan tersebut diperlukan pengawasan (monitoring) yang terus
menerus terhadap operasi pabrik kimia dan intervensi dari luar (external
intervention) untuk mencapai tujuan operasi. Hal ini dapat terlaksana melalui suatu
rangkaian peralatan (alat ukur, kerangan, pengendali, dan komputer) dan intervensi
manusia (plant managers, plants operators) yang secara bersama membentuk control
system. Dalam pengoperasian pabrik diperlukan berbagai prasyarat dan kondisi
operasi tertentu sehingga diperlukan usaha-usaha pemantauan terhadap kondisi
operasi pabrik dan pengendalian proses supaya kondisi operasinya stabil
(Poerwanto, 2008).
Agar proses selalu stabil dibutuhkan instalasi alat-alat pengendalian. Alat-alat
pengendalian dipasang dengan tujuan (Hutagalung, 2008):
1. Menjaga keamanan dan keselamatan kerja
Keamanan dalam operasi suatu pabrik kimia merupakan kebutuhan primer
untuk orang-orang yang bekerja di pabrik dan untuk kelangsungan
perusahaan. Untuk menjaga terjaminnya keamanan, berbagai kondisi operasi
pabrik seperti tekanan operasi, temperatur, konsentrasi bahan kimia, dan lain
sebagainya harus dijaga tetap pada batas-batas tertentu yang diizinkan.
2. Memenuhi spesifikasi produk yang diinginkan
Pabrik harus menghasilkan produk dengan jumlah tertentu (sesuai kapasitas
desain) dan dengan kualitas tertentu sesuai spesifikasi. Untuk itu dibutuhkan
suatu sistem pengendali untuk menjaga tingkat produksi dan kualitas produk
yang diinginkan.
3. Menjaga peralatan proses dapat berfungsi sesuai yang diinginkan dalam
desain.
Peralatan-peralatan yang digunakan dalam operasi proses produksi memiliki
kendala-kendala operasional tertentu yang harus dipenuhi. Pada pompa harus

dipertahankan NPSH, temperatur dan tekanan pada reaktor harus dijaga agar
tetap beroperasi aman dan konversi menjadi produk optimal, isi tangki tidak
boleh luber ataupun kering, serta masih banyak kendala lain yang harus
diperhatikan.
4. Menjaga agar operasi pabrik tetap ekonomis.
Operasi pabrik bertujuan menghasilkan produk dari bahan baku yang
memberi keuntungan yang maksimum, sehingga pabrik harus dijalankan pada
kondisi yang menyebabkan biaya operasi menjadi minimum dan laba yang
diperoleh menjadi maksimum.
5. Memenuhi persyaratan lingkungan
Operasi pabrik harus memenuhi berbagai peraturan lingkungan yang
memberikan syarat-syarat tertentu bagi berbagai buangan pabrik kimia.

Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol/diukur oleh instrumen adalah
(Considine, 1985) :
1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan.
2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas,
pH, humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan
variabel lainnya.

Pada dasarnya sistem pengendalian terdiri dari :
1. Elemen Perasa / sensing (Primary Element)
Elemen yang merasakan (menunjukkan) adanya perubahan dari harga
variabel yang diukur.
2. Elemen pengukur (measuring element)
Elemen pengukur adalah suatu elemen yang sensitif terhadap adanya
perubahan temperatur, tekanan, laju aliran, maupun tinggi fluida. Perubahan
ini merupakan sinyal dari proses dan disampaikan oleh elemen pengukur ke
elemen pengontrol.
3. Elemen pengontrol (controlling element)
Elemen pengontrol yang menerima sinyal kemudian akan segera mengatur
perubahan-perubahan proses tersebut sama dengan nilai set point (nilai yang

diinginkan). Dengan demikian elemen ini dapat segera memperkecil ataupun
meniadakan penyimpangan yang terjadi.
4. Elemen pengontrol akhir (final control element)
Elemen ini merupakan elemen yang akan mengubah masukan yang keluar
dari elemen pengontrol ke dalam proses sehingga variabel yang diukur tetap
berada dalam batas yang diinginkan dan merupakan hasil yang dikehendaki.

Pengendalian peralatan instrumentasi dapat dilakukan secara otomatis dan
semi otomatis. Pengendalian secara otomatis adalah pengendalian yang dilakukan
dengan mengatur instrumen pada kondisi tertentu, bila terjadi penyimpangan variabel
yang dikontrol maka instrumen akan bekerja sendiri untuk mengembalikan variabel
pada kondisi semula, instrumen ini bekerja sebagai controller. Pengendalian secara
semi otomatis adalah pengendalian yang mencatat perubahan-perubahan yang terjadi
pada variabel yang dikontrol. Untuk mengubah variabel-variabel ke nilai yang
diinginkan dilakukan usaha secara manual, instrumen ini bekerja sebagai pencatat
(recorder).
Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen-instrumen adalah
(Peter, dkk., 2004) :
1. Range yang diperlukan untuk pengukuran
2. Level instrumentasi
3. Ketelitian yang dibutuhkan
4. Bahan konstruksinya
5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses

Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik adalah :
1. Untuk variabel temperatur:
•

•

Temperature Indicator (TI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
menunjukkan temperatur dari suatu alat.
Temperature Controller (TC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengkontrol temperatur suatu alat. Dengan menggunakan temperature

controller, para engineer dapat melakukan pengendalian terhadap peralatan
sehingga temperatur peralatan tetap berada dalam range yang diinginkan.
Temperature controller kadang-kadang juga dapat mencatat temperatur dari
•

suatu peralatan secara berkala (Temperature Recorder).
Temperature Indicator Control Alarm (TICA) adalah instrumen yang
digunakan untuk tiga fungsi instrumen temperatur sekaligus yaitu
menunjukkan, mengkontrol temperatur dan membunyikan alarm jika terjadi
perubahan temperatur dari suatu peralatan

2. Untuk variabel tinggi permukaan cairan
•

•

Level Indicator (LI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
menunjukkan ketinggian cairan dalam suatu alat.
Level Controller (LC) adalah instumentasi yang digunakan untuk
mengkontrol ketinggian cairan dalam suatu alat. Dengan menggunakan level
controller, para engineer juga dapat melakukan pengendalian ketinggian
cairan dalam peralatan tersebut.

3. Untuk variabel tekanan
•

•

Pressure Indicator (PI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
menunjukkan tekanan operasi suatu alat.
Pressure Controller (PC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati tekanan operasi suatu alat. Para engineer juga dapat melakukan
perubahan tekanan dari peralatan operasi. Pressure controller dapat juga
dilengkapi pencatat tekanan dari suatu peralatan secara berkala (Pressure

•

Recorder).
Pressure Indicator Control Alarm (PICA) adalah instrumen yang digunakan
untuk tiga fungsi instrumen tekanan sekaligus yaitu menunjukkan tekanan,
membunyikan alarm jika terjadi perubahan tekanan dan mengkontrol
tekanan dari suatu peralatan

4. Untuk variabel aliran bahan
•

Flow

Indicator

(FI)

adalah

instrumentasi

menunjukkan laju aliran bahan dalam suatu alat.

yang digunakan

untuk

•

Flow Controller (FC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati laju alir bahan yang melalui suatu alat dan bila terjadi perubahan
dapat melakukan pengendalian.

Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Silikon
Karbida
No

Nama alat

Jenis instrumen

Kegunaan

1.

Tangki cairan

LI

Menunjukkan tinggi cairan dalam tangki

2.

Pompa

FC

3.

Mixer

LC

4.

Electric Furnace

TC
PC

5.

Steam Boiler

FC

Mengontrol laju alir cairan dalam pipa
Mengontrol tinggi bahan dalam Mixer
Mengontrol temperatur dalam Electric
Furnace
Mengontrol tekanan dalam Steam Boiler
Mengontrol laju alir air masuk ke dalam
Steam Boiler
Mengontrol tekanan operasi dalam

6.

7.
8.

6.2

Compressor
Rotary Kiln
Preheater
Conveyor

PC

TC
FC

kompresor
Mengontrol suhu dalam Rotary Kiln
Preheater
Mengontrol laju alir bahan pada conveyor

Keselamatan Kerja Pabrik
Keselamatan kerja merupakan bagian dari kelangsungan produksi pabrik,

oleh karena itu aspek ini harus diperhatikan secara serius dan terpadu. Untuk maksud
tersebut perlu diperhatikan cara pengendalian keselamatan kerja dan keamanan
pabrik pada saat perancangan dan saat pabrik beroperasi. Semakin tinggi tingkat
keselamatan kerja dari suatu pabrik maka makin meningkat pula aktivitas kerja para
karyawan. Hal ini disebabkan oleh keselamatan kerja yang sudah terjamin dan
suasana kerja yang menyenangkan. Untuk mencapai hal tersebut adalah menjadi

tanggung jawab dan kewajiban para perancang untuk merencanakannya. Hal-hal
yang perlu dipertimbangkan dalam perancangan pabrik untuk menjamin adanya
keselamatan kerja adalah sebagai berikut (Alamsyah, 2007):
1. Penanganan dan pengangkutan bahan harus seminimal mungkin .
2. Adanya penerangan yang cukup dan sistem pertukaran udara yang baik.
3. Jarak antar mesin-mesin dan peralatan lain cukup luas.
4. Setiap ruang gerak harus aman dan tidak licin.
5. Setiap mesin dan peralatan lainnya harus dilengkapi alat pencegah kebakaran.
6. Tanda-tanda pengaman harus dipasang pada setiap tempat yang berbahaya.
7. Penyediaan fasilitas pengungsian bila terjadi kebakaran.

6.3

Keselamatan Kerja Pada Pabrik Pembuatan Silikon Karbida
Dalam rancangan pabrik pembuatan Silikon Karbida, usaha-usaha

pencegahan terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi dilakukan sebagai
berikut:
6.3.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Ledakan
Pencegahan kebakaran dan ledakan adalah usaha mewaspadai akan
faktor-faktor yang menjadi sebab munculnya atau terjadinya kebakaran dan
mengambil langkah-langkah untuk mencegah kemungkinan tersebut menjadi
kenyataan
Pencegahan kebakaran membutuhkan suatu program pendidikan dan
pengawasan beserta pengawasan karyawan, suatu rencana pemeliharaan yang
cermat dan teratur atas bangunan dan kelengkapannya, inspeksi/pemeriksaan,
penyediaan dan penempatan yang baik dari peralatan pemadam kebakaran
termasuk memeliharanya baik segi siap-pakainya maupun dari segi mudah
dicapainya.
Kebakaran adalah suatu nyala api, baik kecil atau besar pada tempat
yang tidak kita hendaki, merugikan dan pada umumnya sukar dikendalikan.
Api terjadi karena persenyawaan dari (Safe, 2000) :
1. Sumber panas, seperti energi elektron (listrik statis atau dinamis), sinar
matahari, reaksi kimia dan perubahan kimia.

2. Benda mudah terbakar, seperti bahan-bahan kimia, bahan bakar, kayu,
plastik dan sebagainya.
3. Oksigen (tersedia di udara)

Peralatan Pencegahan Kebakaran (Safe, 2000) :
1. Memasang sistem alarm pada tempat yang strategis dan penting, seperti
power station, laboratorium, dan ruang proses.
2. Mobil pemadam kebakaran harus selalu dalam keadaan siap siaga di fire
station.
3. Fire Hydran ditempatkan di daerah storage, proses dan perkantoran.
Ada 3 jenis hydran, yaitu hydran gedung, hydran halaman dan hydran kota,
sesuai namanya hydran gedung ditempatkan dalam gedung, untuk hydran
halaman ditempatkan di halaman, sedangkan hydran kota biasanya
ditempatkan pada beberapa titik yang memungkinkan Unit Pemadam
Kebakaran suatu kota mengambil cadangan air.
4. Fire Extinguishers /APAR /Racun Api disediakan pada bangunan pabrik
untuk memadamkan api yang relatif kecil.
Peralatan ini merupakan peralatan reaksi cepat yang multi guna karena dapat
dipakai untuk jenis kebakaran. Peralatan ini mempunyai berbagai ukuran
beratnya, sehingga dapat ditempatkan sesuai dengan besar-kecilnya resiko
kebakaran yang mungkin timbul dari daerah tersebut, misalnya tempat
penimbunan bahan bakar terasa tidak rasional bila di situ kita tempatkan
racun api dengan ukuran 1,2 Kg dengan jumlah satu tabung. Bahan yang ada
dalam tabung pemadam api tersebut ada yang dari bahan kimia kering, busa
(foam) dan CO2, untuk Halon tidak diperkenankan dipakai di Indonesia.
5. Gas Detector dipasang pada daerah proses, storage, dan daerah perpipaan
dan dihubungkan dengan gas alarm di ruang kontrol untuk mendeteksi
kebocoran gas.
6. Detektor Asap (Smoke Detector)
Peralatan yang memungkinkan secara otomatis akan memberitahukan kepada
setiap orang apabila ada asap pada suatu daerah maka alat ini akan berbunyi,
khusus untuk pemakaian dalam gedung.

7. Sprinkler
Peralatan yang dipergunakan khusus dalam gedung, yang akan memancarkan
air secara otomatis apabila terjadi pemanasan pada suatu suhu tertentu pada
daerah di mana ada sprinkler tersebut

Sesuai dengan peraturan yang tertulis dalam Peraturan Tenaga Kerja
No.Per/13/Men/2003 tentang instalansi alarm kebakaran otomatis, yaitu
(Frankiest, 2003) :
1. Detektor Kebakaran, merupakan alat yang berfungsi untuk mendeteksi secara
dini adanya suatu kebakaran awal. Alat ini terbagi atas:
a. Alarm kebakaran (Fire Alarm)
Peralatan yang dipergunakan untuk memberitahukan kepada setiap orang
akan adanya bahaya kebakaran pada suatu tempat.
b. Gas Detector adalah detector yang bekerja berdasarkan kenaikan
konsentrasi gas yang timbul akibat kebakaran ataupun gas-gas lain yang
mudah terbakar.
c. Smoke Detector adalah detector yang bekerja berdasrkan terjadinya
akumulasi asap dalam jumlah tertentu.
2. Panel Indikator Kebakaran
Panel Indikator Kebakaran adalah suatu komponen dari sistem deteksi dan
alarm kebakaran yang berfungsi mengendalikan kerja sistem dan terletak di
ruang operator.

6.3.2 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis
Upaya pencegahan kecelakaan terhadap bahaya mekanis adalah (Ishak,
2004):
1. Alat-alat dipasang dengan penahan yang cukup berat untuk mencegah
kemungkinan terguling atau terjatuh.
2. Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup lebar dan tidak menghambat
kegiatan karyawan.
3. Jalur perpipaan sebaiknya berada di atas permukaan tanah atau diletakkan
pada atap lantai pertama kalau di dalam gedung atau setinggi 4,5 meter bila

diluar gedung agar tidak menghalangi kendaraan yang lewat.
4. Letak alat diatur sedemikian rupa sehingga para operator dapat bekerja
dengan tenang dan tidak akan menyulitkan apabila ada perbaikan atau
pembongkaran.
5. Pada alat-alat yang bergerak atau berputar harus diberikan tutup pelindung
untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja.

Untuk mencapai keselamatan kerja yang tinggi, maka ditambahkan nilainilai disiplin bagi para karyawan yaitu :
1. Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan.
2. Setiap peraturan dan ketentuan yang ada harus dipatuhi.
3. Perlu keterampilan untuk mengatasi kecelakaan dengan menggunakan
peralatan yang ada.
4. Setiap kecelakaan atau kejadian yang merugikan harus segera dilaporkan
pada atasan.
5. Setiap karyawan harus saling mengingatkan perbuatan yang dapat
menimbulkan bahaya.
6. Setiap kontrol secara periodik terhadap alat instalasi pabrik oleh petugas
maintenance.

6.3.3 Pencegahan Terhadap Bahaya Listrik
Upaya peningkatan keselamatan kerja terhadap listrik adalah (Ishak, 2004) :
1. Setiap instalasi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian
sekering atau pemutus arus listrik otomatis lainnya.
2. Sistem perkabelan listrik harus dirancang secara terpadu dengan tata letak
pabrik untuk menjaga keselamatan dan kemudahan jika harus dilakukan
perbaikan.
3. Penempatan dan pemasangan motor-motor listrik tidak boleh mengganggu
lalu lintas pekerja.
4. Memasang papan tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan
tinggi.
5. Isolasi kawat hantaran listrik harus disesuaikan dengan keperluan.

6. Setiap peralatan yang menjulang tinggi harus dilengkapi dengan alat
penangkal

petir yang dibumikan.

7. Kabel-kabel listrik yang letaknya berdekatan dengan alat-alat yang bekerja
pada suhu tinggi harus diisolasi secara khusus.

6.3.4 Menggunakan Alat Pelindung Diri (ADP)
Alat Pelindung Diri (APD) adalah kelengkapan yang wajib digunakan saat
bekerja sesuai kebutuhan untuk menjaga keselamatan pekerja itu sendiri dan orang
di sekelilingnya. Kewajiban itu sudah disepakati oleh pemerintah melalui
Departemen Tenaga Kerja Republik Indonesia. Adapun bentuk dari alat tersebut
adalah :
1. Safety Helmet
Berfungsi sebagai pelindung kepala dari benda yang bisa mengenai kepala secara
langsung.
2. Tali Keselamatan (safety belt)
Berfungsi sebagai alat pengaman ketika menggunakan alat transportasi ataupun
peralatan lain yang serupa (mobil,pesawat, alat berat, dan lain-lain).
3. Sepatu Karet (sepatu boot)
Berfungsi sebagai alat pengaman saat bekerja di tempat yang becek ataupun
berlumpur. Kebanyakan di lapisi dengan metal untuk melindungi kaki dari benda
tajam atau berat, benda panas, cairan kimia, dan sebagainya.
4. Sepatu pelindung (safety shoes)
Seperti sepatu biasa, tapi dari bahan kulit dilapisi metal dengan sol dari karet
tebal dan kuat. Berfungsi untuk mencegah kecelakaan fatal yang menimpa kaki
karena tertimpa benda tajam atau berat, benda panas, cairan kimia.
5. Sarung Tangan
Berfungsi sebagai alat pelindung tangan pada saat bekerja di tempat atau situasi
yang dapat mengakibatkan cedera tangan. Bahan dan bentuk sarung tangan di
sesuaikan dengan fungsi masing-masing pekerjaan.
6. Tali Pengaman (Safety Harness)
Berfungsi

sebagai

pengaman

saat

bekerja

di

menggunakan alat ini di ketinggian lebih dari 1,8 meter.

ketinggian.

Diwajibkan

7. Penutup Telinga (Ear Plug / Ear Muff)
Berfungsi sebagai pelindung telinga pada saat bekerja di tempat yang bising.
8. Kaca Mata Pengaman (Safety Glasses)
Berfungsi sebagai pelindung mata ketika bekerja (misalnya mengelas).

9. Masker (Respirator)
Berfungsi sebagai penyaring udara yang dihirup saat bekerja di tempat
dengan kualitas udara buruk (misal berdebu, beracun).
10. Pelindung wajah (Face Shield)
Berfungsi sebagai pelindung wajah dari percikan benda asing saat bekerja
(misal pekerjaan menggerinda)
11. Jas Hujan (Rain Coat)
Berfungsi melindungi dari percikan air saat bekerja (misal bekerja pada
waktu hujan atau sedang mencuci alat).

Semua jenis APD harus digunakan sebagaimana mestinya, gunakan pedoman
yang benar-benar sesuai dengan standar keselamatan kerja K3L (Kesehatan,
Keselamatan Kerja dan Lingkungan).

6.3.5 Penyediaan Poliklinik di Lokasi Pabrik
Poliklinik disediakan untuk tempat pengobatan akibat kecelakaan di lokasi
pabrik seperti terhirup gas beracun, luka terbakar, patah tulang dan lain sebagainya
(Ishak, 2004).

BAB VII
UTILITAS

Utilitas merupakan unit penunjang utama dalam memperlancar jalannya suatu
proses produksi. Dalam suatu pabrik, utilitas memegang peranan yang penting.
Karena suatu proses produksi dalam suatu pabrik tidak akan berjalan dengan baik
jika utilitas tidak ada.

Oleh sebab itu, segala sarana dan prasarananya harus

dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi suatu
pabrik.
Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada pabrik pembuatan silikon karbida
dari pasir silika dan karbon adalah sebagai berikut:
1. Kebutuhan air
2. Kebutuhan bahan kimia
3. Kebutuhan tenaga listrik
4. Kebutuhan bahan bakar
5. Unit pengolahan limbah

7.1

Kebutuhan Air
Dalam proses produksi, air memegang peranan penting, baik untuk kebutuhan

proses maupun kebutuhan domestik. Adapun kebutuhan air pada pabrik pembuatan
silikon karbida dari pasir silica dan karbon adalah sebagai berikut:
1.

Kebutuhan air untuk proses:
•

•

Kebutuhan air untuk menambah kelembaban bahan pada Pelletizing
Machine.
Kebutuhan air untuk umpan Steam Boiler.
Tabel 7.1 Kebutuhan air untuk proses
Kebutuhan

Jumlah Air (kg/jam)

Pelletizing Machine

788,9125

Steam Boiler

7,300

Total

8.088,9125

Faktor kemanan

= 20%

Total Kebutuhan proses

= 1,2 × 8088.9125 kg/jam

= 9.706.6950 kg/jam

2. Air untuk berbagai kebutuhan
1) Kebutuhan air domestik
Kebutuhan air domestik untuk tiap orang/shift adalah 40–100 ltr/hari
(Metcalf, 1991). Diambil 80 liter/hari = 3,3333 liter/jam.
ρair pada 30oC = 995,68 kg/m3
Jumlah karyawan = 170 orang
Maka total air domestik = 3,3333 liter/jam × 170
= 566.661 ltr/jam × 0,99568 kg/liter
= 564,2187 kg/jam
2) Kebutuhan air laboratorium
Kebutuhan air untuk laboratorium adalah 1000 – 1800 ltr/hari (Metcalf
dan Eddy, 1991). Maka diambil 1500 ltr/hari = 62,23 kg/jam

3) Kebutuhan air kantin dan tempat ibadah
Kebutuhan air untuk kantin dan rumah ibadah adalah 40 – 120 liter/hari
(Metcalf dan Eddy, 1991), Maka diambil 120 liter/hari = 5 liter/jam
ρair pada 30oC= 995,68 kg/m3 ;
Pengunjung rata – rata = 150 orang.
Maka total kebutuhan airnya = 5 × 150 = 750 ltr/jam × 0,99568 kg/liter
= 746,76 kg/jam
4) Kebutuhan air poliklinik
Kebutuhan air untuk poliklinik adalah 400 – 600 ltr/hari. (Metcalf dan
Eddy, 1991), Maka diambil 600 ltr/hari = 24,892 kg/jam

Tabel 7.2 Pemakaian air untuk berbagai kebutuhan
Kebutuhan

Jumlah Air (kg/jam)

Domestik

564,2187

Laboratorium

62,23

Kantin dan Tempat Ibadah

746,76

Poliklinik

24,892

Total

1.398,1007

Sehingga total kebutuhan air yang memerlukan pengolahan awal adalah :
= 9.706,6950 + 1.398,1007
= 11.104,7956 kg/jam
Sumber air untuk pabrik pembuatan silikon karbida dari karbon dan silika ini
berasal dari Sungai Peusangan, Lhokseumawe, NAD, dengan panjang 130,796 km,
luas daerah aliran sungai 2.590,79 km2. Sungai tersebut selalu mempunyai debit air
yang besar walaupun pada musim kemarau, yakni potensi air per-tahun sebesar
16.573.744.800 m3 ( Anonim, 2012 b). Kualitas air Sungai Peusagan dapat dilihat
pada Tabel 7.3.
Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka di lokasi pengambilan
air dibangun fasilitas penampungan air (water intake) yang juga merupakan tempat
pengolahan awal dari air sungai. Pengolahan ini meliputi penyaringan sampah dan
kotoran yang terbawa bersama air. Selanjutnya air dipompakan ke lokasi pabrik
untuk diolah dan digunakan sesuai dengan keperluannya.
Pengolahan air pabrik terdiri dari beberapa tahap, yaitu:
1. Penyaringan
2. Pengendapan
3. Klarifikasi
4. Filtrasi
5. Demineralisasi
6. Deaerasi

7.1.1

Penyaringan ( Screening)
Proses ini merupakan proses fisis, yaitu proses penyaringan terhadap air

industri untuk memisahkan partikel–partikel atau benda–benda yang berukuran besar
yang terikut oleh air untuk proses selanjutnya. Screening merupakan tahap awal dari
pengolahan air. Adapun tujuan screening adalah memudahkan pemisahan dan
menyingkirkan partikel-partikel padat yang besar yang terbawa dalam air sungai
yang mungkin dapat merusak fasilitas unit utilitas (Degremont, 1991)
Tabel 7.3 Kualitas Air Sungai Peusagan, daerah Lhoksuemawe
Parameter

Satuan

Kadar

Suhu

°C

pH

-

7 – 8,29

DO

mg/L

2,7 – 11,8

TSS

mg/L

1 – 116

COD

mg/L

10 – 80

BOD

mg/L

3 – 43

Total Amonia (NH3-N)

mg/L

0,005 – 2,035

Posfat (PO4)

mg/L

0,005 – 0,535

Nitrat (NO3-N)

mg/L

0,005-1,086

H2S

mg/L

0 ‐ 0,009

Cu2+

mg/L

0,003 – 0,07

mg/L

0,001 – 0,11

mg/L

0,001 – 0,97

mg/L