Download - Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
1/359
PRA RENCANA PABRIK ETANOL
DARI UBI KAYU DENGAN PROSES FERMENTASI
KAPASITAS 20000 TON/TAHUN
SKRIPSI
Disusun Oleh:
SUMANTI MAKMUR : 0305010016
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI
MALANG
2008
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
2/359
ii
LEMBARAN PESETUJUAN
PRA RENCANA PABRIK ETANOL
DARI UBI KAYU DENGAN PROSES FERMENTASI
KAPASITAS 20000 TON/TAHUN
SKRIPSI
Disusun Oleh:
Nama : Sumanti Makmur
Progaram studi : Teknik Kimia
Fakultas : Teknik
Menyetujui:
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Ir. Bambang Poerwadi, MS. Susy Yuniningsih , ST. MT.
NIP: ............................ NIP: .............................
Mengetahui:
Dekan Fakultas Teknik Ketua Program Studi
Teknik Kimia
Nawir Rasidi, ST. MT. S. P. Abrina Angg raini, ST. MT.
NIP: .............................. NIP: ................................
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
3/359
iii
LEMBARAN PENGESAHAN
Nama : Sumanti Makmur
Nim : 0305010016
Program Studi : Teknik Kimia
Fakultas : Teknik
Judul Skripsi : Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses
Fermentasi Kapasitas 20.000 Ton/Tahun
Mengesahkan
Dosen Penguji I Dosen Penguji II
Ir. Bambang Poerwadi, MS. Susy Yuniningsih , ST. MT.
NIP: ............................ NIP: ... ..........................
Dosen Penguji III
Ir.Taufik Iskandar.
NIP: ..............................
Ketua Program StudiTeknik Kimia
S.P.Abrina Anggraini ST.MT.
NIP:...........................................
Tanggal Lulus Ujian : 23 September 2008
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
4/359
iv
LEMBARAN PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Sumanti Makmur
NIM : 0305010016
Program studi : Teknik Kimia
Judul Skripsi :Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses
Fermentasi Kapasitas 20000 Ton/Tahun
Menyatakan bahwa,
Skripsi dengan judul diatas merupakan karya asli penulis tersebut diatas. Apabila di
kemudian hari terbukti pernyataan ini tidak benar saya bersedia menerima sanksi apapun.
Malang, .....November 2008
Yang menyatakan:
Sumanti Makmur
Mengetahui:
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Ir. Bambang Poerwadi, MS. Susy Yuniningsih, ST. MT.
NIP: ............................ NIP: ............................. .....
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
5/359
v
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 03 November 1984 di Riung, anak kedua dari tiga
bersaudara, anak dari Bapak Hasanudin T dan Ibu Aisyah Nena. Penulis mulai masuk sekolah
dasar (SD) pada tahun 1991 di SDN Nangamese sampai kelas III SD tahun 1993, dan pada tahun
1993 kelas III penulis pindah sekolah ke SDN Damu mulai dari tahun 1993 sampai selesai pada
tahun 1996. Penulis melanjutkan sekolah di SMPN I Riung pada tahun 1996 sampai tahun 1999,
kemudian lanjut sekolah ke SMU Katholik Kejora Riung pada tahun 2003. Pada tahun 2003
penulis melanjutkan sekolah ke UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI MALANG
sampai selesai pada tahun 2008. Selama kuliah penulis pernah menjadi Asisten Praktikum Kimia
Organik dan Kimia Fisika, Jurusan Teknik Kimia.
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
6/359
vi
lEMBARANN PERSEMBAHAN
Alhamdulillah............terima kasih Ya Allah
Karya kecil ini manty persembahkan boeat:
Bapak,Mama mkc atas kesempatan buat manty untuk melanjutkan study ampe
kulaih.Makasih banyak atas kepercayaan,pengorbanan,motifasi,suport,pokoknya cmuanya yang
Bapak dan Mama berikan buat manty sampe saat ini.
KYanti n Ade Lukman...mkc atas dukungan buat manty hingga manty selesai...manty
harap Qt bertiga selalu akur dalam segala hal.................
My family-Q.........mkc banyak atas cmuanya yang kalian berikan buat Manty.
My Deddy-Q...mkc atas cmua yang honey berikan buat manty.
Mkc buat K aty nteman2 q3@ 03 atas kerjasamanya.
Mkc buat mante2 kost special lantai 1 (Mila,Delaroz,3-c vaya,Oa Merlyn,Cetyn
Doy,Arina Perdana).
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
7/359
vii
ABSTRAKSI
PRA RENCANA PABRIK ETANOL
DARI UBI KAYU DENGAN PROSES FERMENTASI
KAPASITAS 20000 TON/TAHUN
Etanol merupakan salah satu produk yang dapat dibuat dari bahan yang mengandung
karbohidrat (gula, pati dan selulossa), dengan rumus molekul C2H5OH dan berat molekul 46.
Etanol berupa cairan yang tidak berwarna dan mempunyai bau yang khas. Senyawa ini banyak
digunakan sebagai pelarut dan sebagai intermediate dalam memproduksi senyawa kimia lain,
serta sebagai bahan baku dalam pembuatan obat, plastik, parfum, kosmetik, minuman beralkoholdan kini digunakan sebagai bahan bakar.
Proses yang digunakan pada pembuatan etanol adalah proses fermentasi dengan
memfermentasikan ubi kayu dengan bantuan bakteri Saccharomyces cereviceae dan
menghasilkan prodak dengan kemurnian 99,5%.Pabrik etanol menggunakan air sungai yang berada di dekat lokasi pabrik untuk memenuhi
kebutuhan unit utilitas.Pabrik etanol ini direncanakan didirikan di daerah Mbay, Kabupaten Nagekeo, Flores,
NTT pada tahun 2010 dengan kapasitas 20000 ton/tahun. Bentuk perusahaan Perseroan
Terbatas (PT) dengan struktur organisasi berbentuk garis dan staff.Dari hasil perhitungan analisa ekonomi didapatkan TCI Rp. 120.586.055.138 ; ROI
sebelum pajak 71,96 %; ROI setelah pajak 46,77%; POT 1 tahun 8 bulan; BEP 38,53%; IRR
26.34%.
Ditinjau dari segi teknik dan ekonomi maka Pra Rencana Pabrik Etanol dari Ubi Kayu
dengan Proses Fermentasi cukup memadai untuk dilanjutkan ke tahap perencanaan.
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
8/359
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah
melimpahkan rahmat-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Pra
Rencana Pabrik Etanol dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi kapasitas 20000 ton/tahun
sebagai persyaratan untuk memperoleh gelar Serjana Sastra 1 Jurusan Teknik Kimia Di
Universitas Tribhuwana Tungga Dewi Malang.
Penyusun menyadari bahwa terselesainya skripsi ini karena adanya dorongan dan
bimbingan dari banyak pihak. Oleh karena itu dengan tulus hati penyusun menyampaikan rasa
tirma kasih kepada:
1. Ir. Bambang Poerwadi, MS, selaku Dosen Pembimbing I yang telah meluangkan waktu untuk
membimbing penyusun dalam menyelesaikan skripsi
2. Susy Yuniningsih, ST. MT, selaku Dosen Pembimbing II yang telah meluangkan waktu untuk
membimbing penyusun dalam menyelesaikan skripsi
3. Ir. Taufik Iskandar, selaku penguji yang telah bersedia luangkan waktu untuk memberikan
uijian skripsi
4. SP.Abrina Anggraini,ST.,MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Tribhuwana
Tunggadewi.
5. Orangtua yang telah memberikan doa dan dukungan selama ini hingga terselesainya skripsi
ini
6. Semua pihak khususnya rekan-rekan Teknik Kimia yang telah banyak membantu dalam
penyelesaian skripsi ini
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
9/359
ix
Penyusun menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam menyusun skripsi
ini, oleh karena itu penyusun sangat mengharapkan keritik dan saran yang bersifat positif dan
membangun dari para pembaca.
Akhir kata, penyusun berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa,
khususnya mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Universitas Tribhuwana Tunggadewi Malang.
Malang, November 2008
Penyusun
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
10/359
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .......................................................................................i
LEMBARAN PERSETUJUAN...................................................................... ii
LEMBARAN PENGESAHAN ..................................................................... iii
LEMBARAN PERNYATAAN................................ ......................................iv
RIWAYAT HIDUP......................................................................................... v
LEMBARAN PERSEMBAHAN ................................ ..................................vi
ABSRTAKSI ................................................................................................ vii
KATA PENGANTAR ................................................................................. viii
DAFTAR ISI ..................................................................................................ix
DAFTAR TABEL ................................................................ .......................... x
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................xi
BAB I PENDAHULUAN ......................................................................1-7
BAB II SELEKSI DAN URAIAN PROSES...........................................1-7
BAB III NERACA MASSA......................................................................1-7
BAB IV NERACA PANAS ......................................................................1-3
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN.....................................................1-8
BAB VI PERANCANGAN ALAT UTAMA ..........................................1-59
BAB VII ISTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA.................1-12
BAB VIII UTILITAS..................................................................................1-11
BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ..................................1-14
BAB X STRUKTUR DAN ORGANISASI PERUSAHAAN................1-25
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
11/359
xi
BAB XI ANALISA EKONOMI...............................................................1-16
BAB XII KESIMPULAN ............................................................................ 1
APPENDIKS A. PERHITUNGAN NERACA MASSA..............................1-29
APPENDIKS B. PERHITUNGAN NERACA PANAS...............................1-30
APPENDIKS C. SPESIFIKASI PERALATAN...........................................1-40
APPENDIKS D. PERHITUNGAN UTILITAS ................................ ...........1-68
APPENDIKS E. PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI........................1-22
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
12/359
xii
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR 2.1 BLOK DIAGRAM PROSES ESTARIFIKASI DAN
HIDROLISA DARI ETILEN ................................................. 9
GAMBAR 2.2 BLOK DIAGRAM PROSES FERMENTASI DARI
UBI KAYU ............................................................................1-1
GAMBAR 9.1 TATA LETAK BANGUNAN PABRIK ETANOL............ IX-9
GAMBAR 9.2 TATA LETAK PERALATAN PROSES........................... IX-13
GAMBAR 10.1 STRUKTUR ORGANISASI PABRIK ETANOL ............ X-12
GAMBAR 11.1 BREAK EVENT POINT (BEP) PRA RENCANA
PABRIK ETANOL .......................................................... XI-11
GAMBAR APP-E HUBUNGAN TAHUN DENGAN INDEKS
HARGA ................................ ........................................ APP-E-3
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
13/359
I-1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Perkembangan Industri Etanol
Etanol telah lama digunakan manusia sejak zaman prasejarah sebagai
bahan pemabuk dalam minuman beralkohol. Residu yang ditinggalkan pada
peninggalan keramik yang berumur 9000 tahun dari China bagian utara
menunjukan bahwa minuman beralkohol telah digunakan oleh manusia
prasejarah dari masa neolitik.
Etanol merupakan bahan kimia yang diproduksi dari bahan baku tanaman
yang mengandung pati seperti ubi kayu, ubi jalar, jagung, dan sagu biasanya
disebut dengan bio-ethanol. Ubi kayu, ubi jalar, dan jagung merupakan tanaman
pangan yang biasa ditanam rakyat hampir di seluruh wilayah Flores, sehingga
jenis tanaman tersebut merupakan tanaman yang potensial untuk dipertimbangkan
sebagai sumber bahan baku pembuatan bio-ethanol atau gasohol. Namun dari
semua jenis tanaman tersebut, ubi kayu merupakan tanaman yang setiap hektarnya
paling tinggi dapat memproduksi etanol. Selain itu pertimbangan pemakaian ubi
kayu sebagai bahan baku proses produksi bio-ethanol juga didasarkan pada
pertimbangan ekonomi.
Etanol dapat dihasilkan dari peragian/fermentasi karbohidrat (gula dan
pati). Prinsip pembentukkan etanol adalah pelepasan energi yang tersimpan pada
bahan-bahan organik, yang memiliki kandungan karbohidrat tinggi, dengan
bantuan mikroba sebagai fermentor. Terdapat sejenis mikroba yang memiliki
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
14/359
I-2
kemampuan untuk pembentukan etanol, diantaranya khamir dan bakteri. Proses
pembentukkan etanol dengan perantara mikroba tersebut berlangsung secara
anaerobik. Secara sederhana proses fermentasi merupakan penguraian karbohidrat
menjadi etanol dan gas karbondioksida (CO2) dengan bantuan enzim. Pada
penelitian Nursiyah, 2000 mengemukakan bahwa jika tahapan proses aerobik ini
dihentikan pada tahapan fermentasi saja, yakni tahapan sebelum pembentukan gas
metana, maka dapat dihasilkan etanol yang memiliki nilai kelori tinggi.
Etanol pada umumnya mengandung 95% etanol dan 5% air dengan berat
molekul 46 dan rumus molekul C2H5 OH. Etanol dalam kehidupan sehari-hari
dikenal sebagai bahan yang dapat digunakan untuk bahan pelarut, bahan
antiseptik, bahan baku pembutan eter, serta minuman. Etanol juga dapat
digunakan sebagai bahan bakar alternatif pengganti premium. Seiring dengan
kebutuhan akan etanol yang mendesak, dimana etanol relatif telah cukup dikenal
di masyarakat Flores dalam pemanfaatannya sebagai alternatif pengganti premium
yang terus meningkat seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut:
Tabel 1.1 Penggunaan premium di Flores
Tahun Kebutuhan (ton) Kenaikkan
2002 13630 -
2003 14647 7.46
2004 16418 12,09
2005 17459 6,34
2006 17069 -2,23
Sumber: Dirjen Migas, 2007
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
15/359
I-3
Berdasarkan data diatas maka untuk mengurangi ketergantungan terhadap
kebutuhan etanol dan juga untuk memenuhi kebutuhan premium dalam negeri dari
tahun ke tahun yang terus meningkat maka perlu didirikan pabrik baru di Flores.
1.2. Kegunaan Etanol
Etanol merupakan hidrokarbon berikatan tunggal. Salah satu atom
hydrogennya merupakan gugus OH yang bersifat tidak berwarna. Berdasarkan
senyawa organik yang berikatan dengan gugus hidroksil senyawa etanol terdiri
atas R-H primer (R-CH2-OH), sekunder ((R)2 CH-OH), dan tersier ((R)3C-OH).
Beberapa kegunaan dari etanol diantaranya sebagai berikut:
1. Digunakan sebagai bahan pelarut
2. Digunakan sebagai antiseptik
3. Digunakan sebagai bahan baku pembuatan eter
4. Digunakan sebagai alternatif bahan bakar premium
5. Digunakan sebagai minuman
1.3. Spesifikasi Bahan Baku Dan Produk
1.3.1. Bahan Baku
1. Ubi Kayu
Ubi kayu mempunyai komposisi pada 100 g seperti yang ditunjukkan
pada tabel berikut:
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
16/359
I-4
Tabel 1.2 Komposisi ubi kayu
No Kandungan Gizi Jumlah Dalam Singkong
Kalori (Kal)
Air (g)
Fosfor (mg)
Lemak (g)
Karbohidrat (g)
Protein (g)
Amylosa (g)
Amylopektin (g)
Kalsium (mg)
Zat Besi (mg)
Vitamin A (SI)
Vitamin B1 (mg)
Vitamin C (mg)
146,00
62,50
40,00
0,30
34,70
1,20
27
73
33,00
0,70
0,00
0,06
30,00
Sumber: Direktorat gizi, 1979
2. Enzim -Amylase
Enzim ini mempunyai sifat dapat memecah pati rantai lurus pada
amylosa maupun pada amylopektin, secara acak dari dalam rantai. Karena
sifat pemecahannya dimulai dari rantai tengah maka enzim ini dapat
digolongkan dalam endo enzim. Pemecahan -amylase pada amylosa
terdiri atas dua tahap, yaitu tahap degradasi secara sempurna dan cepat,
sehingga dihasilkan glukosa dan maltosa. Pemecahan tahap pertama
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
17/359
I-5
ditandai dengan penurunan viskositas yang cepat dan hilangnya
kemampuan pewarnaan iod terhadap amylosa.
Pemecahan oleh -amylase terhadap amylopektin dapat
menghasilkan limit dextrin, kadang-kadang dapat berupa oligosakarida
dan maltosa. Hasil pemecahan amylopektin juga dapat ditandai oleh
penurunan viskositas larutan pati.
3. Enzim Glukoamylase
Glukoamylase yang sudah dibuat secara industri diisolasi dari
beberapa jenis jamur yaitu; aspergillus, rhizopus dan beberapa strain yeast
endomycopsis. Pemecahan molekul pati oleh enzim glukoamylase
menghasilkan inversi konfigurasi, sehingga dihasilkan glukosa. Kecepatan
pemecahan pati oleh enzim ini tergantung pada struktur dan besarnya
molekul substrat. Enzim ini tidak dapat aktif pada substrat pati yang masih
mentah. Glukoamylase dari aspergillus niger dapat menghidrolisis
maltosa, maltotetraosa dan maltopentosa. Aktivitas optimal pada pH 4-5
dengan suhu 50-60 C.
4. Air
Sifat fisik: Berat molekul: 18
Titik didih: 100 C
Titik beku: 0 C
Bentuk: Cairan tak berwarna, tak berbau
Spesifik grafity: 1 g/m
Sifat kimia: Rumus kimia: H2O
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
18/359
I-6
5. Urea
Sifat fisik: Berat molekul: 60
Titik didih: 132.7 C
Titik beku: d C
Bentuk: Padatan
Spesifik grafity: 1.335204
g/m
Sifat kimia: Rumus kimia: H2N.CN.NH2
1.3.2. Produk
- Produk utama: Etanol
Sifat fisik : Titik didih: 78,32 C
Titik beku: -114,1 C
Bentuk: Cairan tak berwarna
Densitas: 0,7893 g/ml pada suhu 25 C
Viscisitas: T 20 C = 1.17 cp
Spesifik grafity: 0,789 g/m
Spesifik heat: T 20 C = 2,42 J/g C
Sifat kimia: Rumus molekul: C2H5OH
Berat molekul: 46,07
Mudah menguap
Mudah terbakar
Tidak berasap, nyala apinya kebiru-biruan
Berat jenisnya lebih kecil dari air
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
19/359
I-7
1.4. Kapasitas Produksi
Penggunaan premium di Indonesia berdasarkan tabel 1.1 mengalami
kenaikan rata-rata sebesar 5,91%, sehingga perkiraan kebutuhan premium pada
tahun 2010 sebesar 19169 ton. Jadi perkiraan kapasitas pabrik baru etanol pada
tahun 2010 dapat dihitung dengan rumus:
M1+ M4 + M5 = M2 +M3
Dimana:
M1 = Nilai import (ton/tahun)
M2 = Nilai eksport (ton/tahun)
M3 = Kebutuhan premium (ton/tahun)
M4 = Kapasitas produksi (ton/tahun)
M5 = Nilai produksi (ton/tahun)
Dengan rumus diatas, maka kapasitas pabrik alkohol yang direncanakan
pada tahun 2010 adalah:
M1+ M4 + M5 = M2 +M3
0 + 0,06 M4 = 0 + 19169
M4 = 19169 0,06
= 19168,94 ton/tahun
Dengan perhitungan diatas, kemudian dirancang pabrik etanol dengan
kapasitas 20.000 ton/tahun. Diharapkan pendirian pabrik etanol dapat mengurangi
ketergantungan terhadap kebutuhan premium disamping peluang untuk pemasaran
ke luar negeri.
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
20/359
II-1
BAB II
SELEKSI DAN URAIAN PROSES
2.1. Macam Proses
Proses pembuatan etanol terdiri dari dua macam proses yang berbeda
bahan bakunya. Proses tersebut telah dikembangkan oleh beberapa perusahaan di
Indonesia, diantaranya:
2.1.1. Proses Esterifikasi Dan Hidrolisis Dari Etilen
Proses ini terjadi dengan penyerapan etilen dalam H2SO4 untuk
menghasilkan etil sulfat, kemudian dihidrolisa untuk menghasilkan etanol dengan
persamaan reaksi:
CU2 = CH2 + H 2SO4 C2H5 SO2OH
Mono etil sulfat
2 CH 2 = CH2 + H 2SO4 C2H5SO2OC2H5
Dietilsulfat
C2H5OSO2OH + C2H5O SO2 O C2H5 + 3 H2O 3C2H5 OH + 2H2SO4.
Etil dilarutkan kedalam kolom absorbsi secara counter Qurrent dangan
asam sulfat 90%. Gas yang tidak terabsorbsi keluar dari atas kolom dan digunakan
sebagai bahan bakar. Cairan yang dihasilkan merupakan campuran monoetil dan
dietil sulfat yang dikeluarkan dari menara absorber bagian bawah dengan
penambahan sejumlah air. Pada kolom ini senyawa sulfat dihidrolisa menjadi
etanol, asam sulfat, etil, eter dan bahan lain. Larutan etanol mentah dimasuk
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
21/359
II-2
dalam kolom stripping dengan pemberian steam yang mengangkat etanol, eter dan
sebagian kecil asam sulfat yang dikeluarkan dari bawah kolom didinginkannya
dan dipekatkan untuk recovery. Sedangkan uap etanol mentah yang dikeluarkan
dari bagian kolom stripping, dialirkan menuju bagian bawah kolom scrubber dan
ditambahkan NaOH untuk netralisasi asam.
Sisa NaOH keluar dari bawah kolom, sedangkan uap etanol, eter dan air
keluar dari bagian atas kolom kemudian dikondensasi dan dipompa menuju tangki
penyimpanan etanol mentah (kolom eter), dimana eter akan keluar sebagai uap.
Produk samping eter dapat diubah menjadi etanol dengan hidrasi katalik,
kemudian etanol dilewatkan kolom fraksinasi dan diperoleh etanol dengan
kemurnian 95%, seperti pada gambar 2.1 berikut:
Gambar 2.1 Blok diagram esterifikasi dan hidrolisa dari etylen
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
22/359
II-3
2.1.2. Proses Fermentasi
Proses fermentasi adalah proses terjadinya perubahan kimia pada suatu
senyawa kimia dengan adanya suatu mikroorganisme. Mikroorganisme yang
digunakan pada proses fermentasi adalah sacharomyces cereviceae dengan bahan
baku untuk industri adalah glukosa yang dihasilkan dari ubi kayu dengan proses
sebagai berikut:
- Pati dihaluskan dan diencerkan sehingga terbentuk maltosa dengan proses
liquifikasi dengan penambahan enzim -amylase. Proses ini dilakukan
pada suhu 90-1000C selama 2 jam dan pH dipertahankan 5-6.
- Selanjutnya maltosa yang terbentuk dilakukan proses sakarifikasi dengan
menggunakan enzim glukosidase sehingga terbentuk pada suhu 600
C.
- Glukosa yang terbentuk kemudian dilakukan sterilisasi selanjutnya
dilakukan fermentasi dengan menggunakan bakteri anaerob sacharomices
cereviciae pada temperatur 31-380C dan pH berkisar antara 4,5-5.
- Setelah proses fermentasi dilakukan, selanjutnya dilakukan proses
pemurnian pada kolom destilasi. Hasil pemurnian yang diperoleh adalah
95%.
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
23/359
II-4
Gambar 2.2 Blok diagram proses fermentasi etanol
2.2. Seleksi Proses
Dari kedua macam uraian proses diatas, dapat dibuat tabel perbandingan
antara proses eksterifikasi dan fermentasi dibawah ini:
Tabel 2.1 Tabel perbandingan antara proses eksterifikasi dan fermentasi
Macam-macam proses
Parameter
Esterifikasi Fermentasi
Segi teknis
Proses
- Yield
- Katalis
- Peralatan
95%
-
Kompleks
95%
-
Sederhana
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
24/359
II-5
Kondisi Operasi
-Suhu Operasi
-Waktu Operasi
Segi Ekonomis
Biaya Operasi
3500C
Cepat
Mahal
60-1100C
Lama
Murah
Berdasarkan tabel diatas maka proses yang akan digunakan dalam
pembuatan etanol adalah proses fermentasi karena proses tersebut membutuhkan
biaya investasi yang relatif kecil.
2.3. Uraian Proses
Ubi kayu segar yang telah disiapkan dikupas kulitnya kemudian dicuci
bersih. Ubi kayu digiling menggunakan mesin penggiling, slury ubi kayu tersebut
dimasukkan pada tangki kosong kemudian tambahkan air sesuai ketentuan sambil
melakukan pemanasan dan pengadukan. Slury ubi kayu selanjutnya diteruskan ke
reaktor liquifikasi. Pada reaktor liquifikasi sejumlah enzim -amylase untuk
mencair gel pati sambil melakukan pemanasan pada suhu 90-950C selama 2 jam
dan hasil hidrolisanya adalah dextrin. Didalam reaktor liquifikasi ini terjadi reaksi
hidrolisa sebagai berikut:
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
25/359
II-6
Kemudian slury tersebut diteruskan pada tangki sakarifikasi awal dan didinginkan
hingga suhu mencapai 55-600C.
Pada reaktor sakarifikasi awal terjadi proses hidrolisis dextrin menjadi
glukosa dengan bantuan sejumlah enzim glukoamylase sesuai dengan ketentuan
dan temperatur dijaga pada kisaran 60-660C selama 3 jam lalu didinginkan hingga
suhu dibawah 320C. Dalam tangki sakarifikasi ini terjadi reaksi hidrolisa sebagai
berikut:
Dari reaktor sakarifikasi awal slury tersebut diteruskan pada tangki
sakarifikasi lanjut dan fermentasi, slury tersebut kemudian ditambahkan ragi roti,
urea, NPK sesuai kebutuhan. Dibiarkan selama 36 jam pada reaktor dalam
keadaan reaktor tertutup tetapi tidak rapat agar gas karbondioksida yang terbentuk
biasa keluar. Fermentasi yang berhasil ditandai dari aroma seperti tape dan suara
gelembung gas yang naik ke atas pada reaktor dan keasaman (pH) diatas 4.
Dalam tangki sakarifikasi lanjutan terjadi reaksi sebagai berikut:
Cairan yang mengandung etanol 7-9% diteruskan pada reaktor pemisahan
serat dan distilasi dan diuapkan menggunakan evaporator. Temperatur bagian atas
kolom distilasi ditahan pada suhu 790C hingga cairan etanol keluar. Kontrol
temperatur dapat dilakukan dengan mengatur aliran air refluks dalam alat distilasi.
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
26/359
II-7
Fraksi etanol 90-95% akan berhenti mangalir secara pelan-pelan, kemudian
limbahnya dapat dikeluarkan pada kran bawah tangki melewati saluran yang akan
menahan limbah padat dan meloloskan limbah cair. Tangki tersebut dibersihkan
untuk persiapan proses berikutnya.
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
27/359
III-1
BAB III
NERACA MASSA
Kapasitas produksi = 20.000 ton/thn
Operasi = 300 hari/thn
Basis perhitungan = 1 jam operasi
Produksi = 3004
1000000.20
= 2777,7777 kg/jam
1. Pencucuian Ubi Kayu
Tabel 3.1 Neraca massa pencucian ubi kayu
Masuk Kg/jam Keluar Kg/jam
Ubi Kayu Kotor
H2O
680003,9419
680003,9419
Ubi Kayu Bersih
Kotoran + H2O
612003,5477
748004,3465
Total 1360007,884 1360007,884
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
28/359
III-2
2. Mesin Giling Ubi Kayu
Tabel 3.2 Neraca massa mesin giling ubi kayu
Masuk Kg/jam Keluar Kg/jam
Ubi Kayu:
- Amylosa
- Amylopektin
- Protein
- Lemak
- Air
- Impiuritis
Air Yang Ditambahkan
57338,6140
155026,6231
7344,0426
1836,0106
382502,2173
7956,0461
42199,0649
Slurry:
- Amylosa
- Amylopektin
- Protein
- Lemak
- Air
- Impiuritis
57338,6140
155026,6231
7344,0426
1836,0106
424701,2822
7956,0461
Total 654202,6186 Total 654202,6186
3. Reaktor Liquifikasi
Tabel 3.3 Neraca massa reaktor liquifikasi
Masuk Kg/jam Keluar Kg/jam
Slurry:
- Amylosa
- Amylopektin
- Protein
- Lemak
- Air
57338,6140
155026,6231
7344,0426
1836,0106
424701,2822
Slurry:
- Amylosa Sisa
- Amylopektin Sisa
- C12H22O11
- (C6H10O5 )3
- Protein
47591,0496
128672,0972
10289,1042
27368,1666
7344,0426
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
29/359
III-3
Enzim:
- E.-Amylase
= 646246,5725
47,4771
- Lemak
- Air
- E.-Amylase
1836,0106
423146,1146
47,4771
Total 646294,0496 Total 646294,0496
4. Reaktor Sakarifikasi Awal
Tabel 3.4 Neraca massa reaktor sakarifikasi awal
Masuk Kg/jam Keluar Kg/jam
Slurry:
- C12H22O11
- (C6H10O5)3
- Protein
- Lemak
- Air
- E.-Amylase
Enzim:
- E.Glukoamylase
10289,1042
27368,1666
7344,0426
1836,0106
423146,1146
47,4771
= 470030,9157
5,7012
Slurry:
- (C6H10O5 )3 Sisa
- C12H22O11
- C6H12O6
- Protein
- Lemak
- Air
- E.-Amylase
- E.Glukoamylase
541,5318
411,5628
40631,508
7344,0426
1836,0106
419624,381
47,4771
5,7012
Total 470036,6169 Total 470036,6169
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
30/359
III-4
5. Reaktor Sakarifikasi Lanjut
Tabel 3.5 Neraca massa sakarifikasi lanjutan
Masuk Kg/jam Keluar Kg/jam
Slurry:
- C12H22O11
- C6H12O6
- Protein
- Lemak
- Air
- E.-Amylase
- E.Glukoamylase
Nutrient:
- H2N.CN.NH2
- NPK
- Ragi
411,5628
40631,508
7344,0426
1836,0106
419624,381
47,4771
5,7012
= 469900,7979
468,3286
100,8242
7,0577
= 576,2105
Slurry:
- C12H22O11
- C2H5OH
- C6H12O6
- Protein
- Lemak
- Air
- E.-Amylase
- E.Glukoamylase
- H2N.CN.NH2
- NPK
- Ragi
Gas:
CO2
411,5628
3738,098
33317,8366
7344,0426
1836,0106
419624,381
47,4771
5,7012
468,3286
100,8242
7,0577
= 466901,435
3575,572
Total 470477,0084 Total 470477,0084
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
31/359
III-5
6. Pemisahan Serat (RVF)
Tabel 3.6 Neraca massa pemisahan serat
Masuk Kg/jam Keluar Kg/jam
Slurry:
- C12H22O11
- C2H5OH
- C6H12O6
- Protein
- Lemak
- Air
- E.-Amylase
- E.Glukoamylase
- H2N.CN.NH2
- NPK
- Ragi
411,5628
3738,098
33317,8366
7344,0426
1836,0106
419624,381
47,4771
5,7012
468,3286
100,8242
7,0577
Cake:
- E.-Amylase
- E.Glukoamylas
H2N.CN.NH2
- Protein
- Lemak
- C12H22O11
- C6H12O6
- Air
- NPK
- Ragi
Bahan Terpisah:
- C2H5OH
- Air
- C12H22O11
- C6H12O6
47,4771
5,7012
468,3286
7344,0426
1836,0106
246,9377
19990,7019
251774,6286
100,8242
7,0577
= 281839,7108
3738,098
167849,7524
164,6251
13327,1347
= 185079,6102
Total 466901,3204 Total 466901,3204
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
32/359
III-6
7. Decanter
Tabel 3.7 Neraca massa decanter
Masuk Kg/jam Keluar Kg/jam
C2H5OH
Air
C12H22O11
C6H12O6
3738,098
167849,7524
164,6251
13327,1347
Ke Distilasi:
- C2H5OH
- Air
- C12H22O11
- C6H12O6
Cake:
- Air
- C12H22O11
- C6H12O6
3738,098
20141,9703
32,925
2665,4269
= 26578,4202
147707,7821
131,7001
10661,7078
= 158501,19
Total 185079,6102 Total 185079,6102
8. Distilasi
Tabel 3.8 Neraca massa destilasi
Masuk Kg/jam Keluar Kg/jam
C2H5OH
Air
C12H22O11
3738,098
20141,9703
32,925
Distilat:
- C2H5OH
- Air
2715,6153
142,6104
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
33/359
III-7
C6H12O6 2665,4269
Bottom:
- C2H5OH
- H2 O
- C12H22O11
- C6H12O6
= 2858,2257
1022,4827
19999,3599
32,6341
2663,7689
= 23718,2456
Total 26578,4202 Total 26578,4202
9. Dehidrasi
Tabel 3.9 Neraca massa dehidrasi
Masuk Kg/jam Keluar Kg/jam
C2H5OH
Air
CaO
2715,6153
142,6104
443,6768
Produk:
C2H5 OH
Air
Air
Ca(OH)2
CaO ekses
2715,6153
62,1624
= 2777,7777
80,748
16,5097
427,1671
= 524,4248
Total 3301,9025 Total 3301,9025
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
34/359
IV-1
BAB IV
NERACA PANAS
Kapasitas produksi = 20.000 ton/thn
Produksi etanol =3004
1000000.20
= 2777,7777 kg/jam
Satuan = Kcal
Suhu refrensi = 25 0C 298,15 K.
1. Reaktor Liquifikasi
Tabel 4.1 Neraca panas liquifikasi
Entalpi Masuk (kcal) Entalpi Keluar (kcal)
1 = 2503980,377
R = 27286805,01
Qs = 26143935,28
= 54627523,9
Qloss = 1307196,764
Total = 55934720,67 Total = 55934720,67
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
35/359
IV-2
2. Reaktor Sakarifikasi Awal
Tabel 4.2 Neraca panas tangki sakarifikasi awal
Entalpi Masuk (kcal) Entalpi Keluar (kcal)
1 = 28647915,66
2 = 9508389,303
R = 15131939,05
3 = 15254686,8
= 38033557,22
Total = 53288244,02 Total = 53288244,02
3. Reaktor Sakarifikasi Lanjut
Tabel 4.3 Neraca panas sakarifikasi lanjut
Entalpi Masuk (kcal) Entalpi Keluar (kcal)
1 = 15254686,8
R
= 15479956,3
= 3071364,514
Total = 3071364,514 Total = 3071364,514
4. Pemisahan Serat (RVF)
Tabel 4.4 Neraca panas total
Entalpi Masuk (kcal) Entalpi Keluar (kcal)
1 = 3071364,514 = 874625,3026
3 = 2196739,211
Total = 3071364,514 Total = 3071364,514
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
36/359
IV-3
5. Distilasi
Tabel 4.5 Neraca panas total
Entalpi Masuk (kcal) Entalpi Keluar (kcal)
f = 874625,3026
Qs = 101747469,2
D = 567993,1793
B = 5165965,734
Qc = 91757030,87
Qloss = 5131104,725
Total = 102622094,5 Total = 102622094,5
6. Dehidrasi
Tabel 4.6 Neraca panas total
Entalpi Masuk Entalpi Keluar
1
= 113054,7272
R = - 88023,2275
2
= 25031,4997
Total = 25031,4997 Total = 25031,4997
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
37/359
V-1
BAB V
SPESIFIKASI PERALATAN
1. Storage
Fungsi : Menyimpan bahan baku (ubi kayu)
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Semen dan batu bara
Kapasitas bahan baku : 680003,9419 kg/jam = 1499136,69 lb/jam
Spesifikasi peralatan:
Volume storage = 147432 m3
Tinggi storage = 12 m
Panjang storage = 11,3409 m
Lebar storage = 11,3409 m
2. Belt Conveyor
Fungsi : Mengangkut ubi kayu
Jumlah : 1 buah
Bahan : Rubber (Perry edisi 6 hal 7-8)
Type : Flat belt on flat belt idlers (Perry edisi 6 gbr.7 hal 7-10)
Kapasitas maks : 1 m3/dt (Ulrich,table 4-4 hal 71)
Waktu angkut : 3 menit = 0,05 jam
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
38/359
V-2
Lebar : 14 in = 1,1667 ft = 0,36 m
Luas penampang melintang : 0,11 ft2
Spesifikasi Peralatan:
Nama alat : Belt conveyor
Type : Flat belt on flat belt idlers
Panjang : 10732,88919 ft
Lebar : 1,1667 ft
Power : 1 Hp
Jumlah : 1 buah
3. Peeler
Fungsi : Mengupas kulit ubi kayu
Bahan konstruksi : Stainless steel
Kapasitas : 680003,9419 kg/jam = 11333,39002 kg/menit
Direncanakan : Tiap mesin terdiri dari 4 peeler
Tiap run = 2 menit
Spesifikasi Peralatan:
Kapasitas = 11333,39002 kg/menit
Bahan = Stainless steel
Jumlah mesin = 38 buah
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
39/359
V-3
4. Pencucian
Fungsi = Mencuci ubi kayu yang telah dikupas
Massa bahan masuk = 680003,9419 kg/jam = 1499136,69 lb/jam
Densitas = 63,4895 lb/ft3
Densitas air = 999,87 kg/m3 = 62,4261 lb/ft3
Waktu tinggal = 10 menit = 0,17 jam
Spesifikasi Peralatan:
Volume bak = 10330,4713 ft3
Jumlah bak pencuci = 6 buah
Bahan konstruksi = Beton
Panjang = 15,429 ft = 185,148 in
Lebar = 7,7145 ft = 92,574 in
Tinggi = 11,5718 ft = 138,8616 in
5. Mesin Penggilingan
Fungsi = Mengubah ubi kayu menjadi pati dengan penambahan air
Jumlah = 1 buah
Type = Rotary Knife Cutter
Bahan = Stainless steel
Bahan masuk = 612003,5477 kg/jam = 134923,021 lb/jam
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
40/359
V-4
6. Reaktor Liquifikasi
Fungsi : Mengubah larutan pati menjadi dekstrin
Massa bahan masuk : 646246,0496 kg/jam = 1424714,041 lb/jam
Densitas lar. Pati : 1,122 g/cm3 = 1122 kg/m3 = 70,0442 lb/ft3
(Geankoplis, App A4-2)
Suhu operasi : 300C
Tekanan operasi : 1 atm
Spesifikasi Peralatan:
Nama alat : Reaktor Liquifikasi
Type : Tangki berpengaduk berbentuk silinder tegak dengan tutup
dengan tutup atas berbentuk standartdishead dan tutup
bawah berbentuk conical denga = 120 0C.
Bahan : Carbon steel SA283 grade D type 316
7. Reaktor Sakarifikasi Awal (dikerjakan oleh Sebastiana Fano)
8. Reaktor Sakarifikasi Lanjut
Fungsi = Tempat terjadinya fermentasi glukosa menjadi etanol. Waktu
tinggal 48 jam.
Dirancang:
- Bejana berbentuk silinder tegak dengan asumsi Ls = 1,5 di
- Tutup atas dan tutup bawah berbentuk standart dishead
- Tangki dirancang 33% lebih besar
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
41/359
V-5
- Bahan konstruksi carbon stell SA 53 Grade B
- Faktor korosi: C 1/8 = 2/16
- Pengelasan: E = 0,8
- Allowable strees: f = 12750 (App. D Brownell & Young)
- Bejana dilengkapi dengan coil pendingin dan pengaduk
- = 69,8839 lb/ft3
- = 21,8055 cp = 1,2132 . 10-3 lbm/ft.dt
Kesimpulan:
Vtotal = 34536,73 ft3
Ts = 3/8 in
do = 10,43 ft
di = 10,4375 ft
Ls = 124,1989 ft
r = 125,25 in
tha = 6/16 in
icr = 7,515 in
thb = 6/16
Dimensi Pengaduk:
Da = 3,444 ft
L = 0,861 ft
W = 0,861 ft
N = 0,25etik
putaran
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
42/359
V-6
Daya = 0,5 Hp
Jumlah blade = 6 buah plate
Dimensi Coil Pendingin:
dc = 7 ft
nc = 1000 buah
Lc = 1,5 in
Pipa coil = 1 IPS Sch 40
di = 1,610 in
a = 2,04 in2
do = 1,9 in
a = 0,498 ft2/ft
hc = 283,2083 ft
9. Pemisahan Serat (RVF)
Fungsi : Untuk memisahkan larutan dan cakenya
Type : Rotary Vacum Filter
Perencanaan:
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-135 Grade B
Tekanan filtrasi : 20 bar = 41766,7328 ( )
Faktor tahanan : 0,25 x10-8
Waktu filtrasi : 1 jam
Kapasitas cake = 158501,19 kg/jam = 349431,7235 lb/jam
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
43/359
V-7
Spesifikasi Alat:
Nama = Pemisahan serat (RVF)
Fungsi = Untuk memisahkan larutan dari cakenya
Type = Rotary vacum filter
Bahan konstruksi = Carbon Steel SA-135 Grade B
10. Distilasi (Dikerjakan oleh Sumanti Makmur)
11. Decanter
Fungsi = Untuk memisahkan air, gukosa dan maltosa dengan etanol.
Type = Tangki horizontal dengan tutup kanan dan kiri standart
dishead.
Tekanan = 1 atm
Spesifikasi Alat:
Nama alat = Decanter
Fungsi = Untuk memisahkan air, glukosa dan maltosa dengan etanol.
Type = Tangki silinder horizontal dengan tutup kanan dan tutup kiri
standart dishead
Bahan = Carbon Steel SA-240 Grade M type 316
Tinggi light liquid = 124,2281 ft
Tinggi heavy liquid = 62,9573 ft
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
44/359
V-8
Dimensi tangki = H = 1510,9748 in = 125,9146 ft
= Lls = 0,0104 ft = 0,1248 in
= ts = 2/16 in
12. Dehidrasi
Nama alat = Tangki dehidrasi
Fungsi = Tempat berlangsungnya reaksi dehidrasi etanol dengan
bantuan CaO
Type = Tangki berbentuk silinder tegak dengan tutup atas standart
dishead tutup bawah conis ( = 1200).
Tekanan = 1 atm
Waktu operasi = 1 jam
Spesifikasi Alat:
Nama : Tangki dehidrasi
Type : Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah standart dishead
Bahan : Carbon Steel SA-240 Grade M
Kapasitas : 6301,2444 lb/jam
Dimensi tangki:
- H : 204,526 in = 17,038 ft
- ts : 2/16
- tha = thb = 2/16
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
45/359
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
46/359
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
47/359
VI-3
Menentukan jum lah plate minimum (Nm) menggunakan Metode Fenske
(Pers, 11.7-12, Geankoplis Hal 683)
Nm =av
W
W
D
D
X
X
X
X
log
1
1log
Relatif volatility () dari light key di hitung dari temperatur buble point
dan buble point bottom dimana :
av = (l . W)1/2
= 0,8834 x 0,2263
= 0,4471
Nm =4471,0log
2263,0
7737,0
1166,0
8834,0log
= 3,9598 4 buah
Jumlah plate aktual di tentukan dengan Gilian Correlation antara plate
aktual dengan refluks minimum dan plate teoritis sehingga :
Nact =63,0
Nm
Nact =63,04 = 6,54 7 buah
Menentukan letak umpan masuk menggunakan Metode Kirk Brides
(Persamaan 11.7-12, Geankpolis, Hal 687)
Ns
Ne= 2,228
Ne + Ns = 10
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
48/359
VI-4
2,228 Ns + Ns = 10
Ns = 3,097 4
Ne + 4 = 10
Ne = 6
Jadi feed masuk pada plate ke 4 dari atas dan ke 6 dari bawah
Jumlah tray teoritis = 10 tray
Direncanakan refluks rasio = 1,5 Rm
Roperasi = 1,5 x Rm
Refluks yang digunakan = 1,6325
Aliran uap masuk kondesor (V)
V = (R + 1) D
= ( 1,6325 + 1 ) 66,8272
= 175,9226 kgmol/J
Aliran liquid masuk kondensor (L)
L = R x D
= 1,6325 x 66,8272
= 109,0954 kgmol/J
Aliran liquid masuk reboiler (L)
L = L + ( q x F)
= 109,0954 + ( 1 x 1215,1656)
= 1324,261 kmol/J
Aliran uap keluar reboiler (V)
V = V = 175,9226 kgmol/J
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
49/359
VI-5
Jumlah tray teoritis = 10 buah
Dimana : XF = 0.0669 YF = 0,937
XD = 0,8834 YD = 0,998
XB = 0,2263 YB = 0,942
1. Menentukan BM campuran
Enriching
a. Bagian atas
BM liquid = XD.BM1 C2H5O + (1-XD).BM H2O
= (0,8834 x 46) + (0,1166 x 18)
= 42,7356 lb/lbmol
BM uap = YD.BM1 C2H5 O + (YD). BM H2O
= (0,9785 x 46 ) + (0,0215 x 18)
= 45,398 lb/lbmol
b. Bagian bawah
BM liquid = YF.BM C2H5OH + YF. C12H22O11 + BM H2O XF,
C6H12O6 + XF, BM H2O
= 25,0194 lb/lbmol
BM uap = YF.BM C2H5OH + YF. C12H22O11 + BM H2O XF,
C6H12O6 + XF, BM H2O
= 46,198 lb/lbmol
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
50/359
VI-6
Exchausting
a. Bagian atas
BM liquid = 25,0194 lb/lbmol
BM uap = 46,198 lb/lbmol
b. Bagian bawah
BM liquid = XB.BM1 C2H5OH + XB.BM H2O
= 24,3364 lb/lbmol
BM uap = YB.BM1 C2 H5OH + YB. BM H2 O
= 44,376 lb/lbmol
2. Perhitungan Beban Kolom Destilasi
Perhitungan beban destilasi dapat dilihat pada tabel 6.1 :
Tabel 6. 1. Perhitungan Rate Uap Dan Rate LiquidRate uap Rate liquid
Komponen
lbmol/j BM lb/j lbmol/j BM lb/j
Enriching
B. Atas 175,9226 45,398 7986,6342 109,0954 42,7356 4662,2574
B.bawah 175,9226 46,198 8127,2723 109,0954 25,0194 2729,5615
Exchausthing
B. Atas 175,9226 46,198 8127,2723 1324,261 25,0194 33132,2157
B.bawah 175,9226 44,376 7806,7413 1324,261 24,3364 32227,7454
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
51/359
VI-7
Beban terbesar :
V = 8127,2723 lb/j ; BM uap = 46,198
L = 1324,261 lb/j ; BM liquid = 25,0194
Perhitungan Densitas Campuran
To = 280,2388 K
T = suhu masuk feed dalam kelvin
Vo = 359 (volume udara dalam keadaan standart)
L = 164106,7371 lb/J
P1 = Po = 1 atm
Persamaan yang digunakan :
v =010
10
..
..
PTV
PTBM
=x1373,01x359
1x273,15x198,64
= 0,0942 lb/ft
Densitas liquida pada T = 86 0C = 383,06 K
Komponen M(kg/jam) XI XI .
C2H5OH 2715,6153 0,8817 890 767,079
H2O 142,6104 0,1183 995,68 117,7889
2858,2257 1,000 884,8679
L = 886, 80679 Kg/m3 = 55,2404 lb/ft3 = 0,128 mol/cm
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
52/359
VI-8
3. Menentukan surface Tension bahan ( )
Surface tension () dengan menggunakan persamaan 3-158, perry hal 3-
288.
1/4 = i (L . Xi - v . Yi)
Dari tabel 3-343, perry, Hal 3-288 di peroleh :
-C2H5OH : P = 55,5 + 40 +29,8 = 125,3
- H2O : P = 15,5 + 29,8 =45,3
BM uap : 46,198 L = 55,2204 lb/ft3
BM liquid : 725,0194 V = 0,0942 lb/ft3
Perhitunganjumlah Parachor P
Komponen M(kg/jam) XI [PI] XI.[PI]
C2H5OH 2715,6153 0,8817 125,3 110,4770
H2O 142,6104 0,1183 45,3 5,3589
2858,2257 1,000 115,8359
= Xi. [Pi].PL
= 115,8359 x 0,128 g/cm3
= 19,6229 mol/cm3
4. Dasar Perancangan Kolom distilasi
1. Menentukan Diameter dan Tray spacing kolom Destilasi
Data perancangan :
QV =s
jam
ftlb
jlb
3600
1
/0942,0
/6038,6063
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
53/359
VI-9
= 1,8687 ft3/s
QL =menitft
jgalftlb
jlb.60
.48,7/1365,51
/7766,53933
= 1,3159 gpm
v = 0,0942lb/ft3
L = 51,154 lb/ft3
V = 8127,2723 lb/jam
Vmax = 1,3 x 8127,2723 lb/jam = 10565,45399 lb/jam
Trial : T = 12 dan = 5,5031 dyne/cm, didapatkan C = 170(Ludwing,gbr 8,38)
G = C x )( vv L
= 170 )0942,0154,51(0942,0
= 372,8326 lb/j ft3
d =G
Vm13,1
= 1,138326,372
45399,10565= 6,0154
Harga : Shell = $ 2,8/ ft2
Tray = $ 0,79/ft
2
Down Comer = $ 0,5 /ft2
Dimana :
Misal : Lw/d = 55 %,didapat Ad = 4,9 %At (Ludwing,gbr,8,69 hal 88)
Harga shell = (.d.T / 12) x harga Shell
Harga tray = (1 0,05) /4 x d2 x harga tray
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
54/359
VI-10
Harga down comer = 60% x d x T/12 x harga down comer
Dengan persamaan diatas dapat dihitung diameter dan tray spacing yang
kolom nominal perhitungan dapat dilihat pada tabel 6.2:
Tabel 6.2. Perhitungan Diameter Dan Tray Spacing Kolom Yang Optimal
HargaT
(In) C
G
(Lb/h/ft2)
D
(ft) Shell Tray Down Comer
Total
12 170 372,8326 6,0154 52,8875 22,4402 1,8046 77,1323
15 290 636,0086 4,6057 40,4930 13,1549 1,3817 55,0296
18 370 811,4593 4,0775 35,8495 10,3106 1,2233 47,3834
20 420 921,1159 3,8271 33,6474 9,0831 1,1481 43,8786
24 480 1052,7039 3,5799 31,4742 7,9476 1,0739 40,4957
30 540 1184,2919 3,3752 29,6742 7,0647 1,0127 37,7521
Dari tabel diatas dipilih harga yang paling kecil, yaitu :
T = 30 in
d = 3,3572 ft, karena memiliki harga yang paling murah.
5. Menentukan TypeAliran
Dari perhitungan didapatkan :
L = 21,8921 Gpm
Lmax = 1,3 x 21,8921
= 28,4597 Gpm
Dari gambar 8-63 Ludwig,hal 96 type aliran adalah reverse flow
6. Pengecekan Terhadap Liquid Head
Qmax = 1,3.L = 1,3 x 28,4597 =36,9977 gpm
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
55/359
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
56/359
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
57/359
VI-13
= 0,4707 in
7. Pengecekan Harga Tray Spacing (T)
5,0 hwThb
Untuk Lw/d = 70%, pada Fig 8.69 Ludwig didapatkan harga Wd = 14,5%d
Wd = 14,5% .d = 1,3936 in
r =
12
WsWdd
= 4,8054-0,3484 = 4,457 ft
x =12
WsWdr
= 4,457 -0,3484 =4,1086 ft
Aa =
r
xrxrx
1222sin2
=
457,4
1086,4sin457,41086,4457,41086,42 1222
= 9,2841 ft2
Untuk benda 2
9065,0
nAa
Ao
N 2 2,5 3 3,5 4 4,5
Aa 9,2841
Ao(ft2) 2,1040 1,3466 0,9351 0,6870 0,5260 0,4156
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
58/359
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
59/359
VI-15
hpw = 0,2 + ( 0,05 x 2,1389)
= 0,3069 in hpm > hpw, stabilitas tray sudah memadai
9.Pengecekan pada Entraiment
Syarat tidak terjadi Entraiment : ( eo/e) 1
Dimana :
eo = 0,1
E = 0,22 (73/ ) (Uc/Tc)3,2 = 230,737
Uc = sftAc
V/9846,4
2549,7
1629,363,1
Teff = T 2,5 hl = 18 (2,5 x 2, 1389)
= 12,6528 in
Kesimpulan : Tidak terjadi entrainment
10. Pelepasan Uap Dalam Down Comer
Syarat pelepasan uap di dalam downcomer di anggap sempurna apabila
: Wl/Wd 0,6
Dimana :
Wl = 0,8 hbhwThow (
= 0,8 x )3841,7218(1389,0
= 1,0590 in
Wd = 14,5 % d( 8,5% dar Ludwig . Fig 8.48 Hal 77
dengan Lw/d = 70%)
Maka :
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
60/359
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
61/359
VI-17
c. Menentukan tekanan Design
Pdesign = Poperasi + Phidrostatik
= 14,7 +144
hlxL
= 21, 5624 psi 14,7 = 6,8624 psig
d. Menentukan tebal tangki (Ts)
Berdasarkan Brownell &Young Hal. 254 dan 335, maka bahan yang di
gunakan Carbon steel SA 240 grade M, F = 18750, C 1/16
Ts =16
1
)6,0(2
xpiFxExdipi
=16
1
)8624,66,085,018750(2
2864,408624,6
xxx
= in16
2
16
0225,1
Standsarisasi : do = di + 2 ts = 40,5364 in
Pendekatan ke do = 66 in
Di = do-2ts
= 66-2(2/16) = 65,5 in = 5,4583 ft
e. Menentukan tebal Tutup atas dan bawah stndart dished (tha = thb)
R = d = 65,5 in = 5,4583 ft
Tha =161
)8624,61,0(885,0 xExF
rxpix
= inxx
xx
16
2
16
0250,1
16
1
)8624,61,085,018750(
4583,58624,6885,0
f. Menentukan tinggi tutup atas dan bawah
Ha = hb = 0,169 x di
= 0,169 x 65,5 = 11,0695 in
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
62/359
VI-18
g. Menentukan tinggi tangki
H = 234 + 92 x 11,0695) = 256,139 in
12. Perancangan Nozzle
a. Noszzle feed masuk
Rate masuk = 26578,4202 kg/j = 58594,785 lb/J = 16,2763 lb/s
Densitas liquid campuran (L) : = 51,154 lb/ft3
Viskositas liquid campuran (L) = 0,33 cp
Rate volumetrik = 3/154,51
/2763,16
ftlb
slb= 0,3182 ft
3/dtk
Dari Petter & Timmerhaus 4Thn, Persm 15, Hal 496 di dapat :
Di opt = 3,9 (q)0,45
( L)0,13
= 3,9 ( 0,3182) 0,45 ( 51,154)0,13
= 3,8853 in = 4 in
Digunakan pipa standart, dari App A tabel A, 5-1, Geankoplis, Hal 892
Dnom = 4 in
OD = 4,500 in = 0,375 ft
Sch = 40 in
ID = 4,026 in = 0,3355 ft
A = 0,0884 ft2
Checing asumsi :
V=A
q=
0884,0
1382,0= 3,5594 ft/detik
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
63/359
VI-19
NRe =
VxID
NRe = 410.7197,6333,0
154,515994,3)3355,0(
x
xx
= 27857,2591> 2100 (memenuhi).
a. Noszzle Uap Keluar Top Kolom
Rate masuk = 2858,2257 kg/j = 6301,24444 lb/j = 1,7503 lb/s
Densitas liquid campuran (L) =51,154 lb/ft3
Viskositas liquid campuran (L) = 0,2204 cp
Rate volumetrik (Q) = m/L =3/154,51
/7503,1
ftlb
slb= 0,0342 ft3/dtk
Dari Persamaan Peter & Timmerhaus Ed.4 Hal. 496 didapatkan hub :
Di opt = 3,9 x (q)0,45
x (L )0,13
= 3,9 x (0,0342)0,45 . (51,154) 0,13
= 1,4240 in
Digunakan standar (APP. A 5-1 Geankoplis Hal. 892), diperoleh
Dnom = 1 in
OD = 1,315 in = 0,1096 ft
Sch = 40 in
ID = 1,049 in = 0,0874 ft
A = 0,006 in
Cheking asumsi :
V=A
q=
0004,0
0342,0= 5,7 ft/dt
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
64/359
VI-20
NRe =
VxID
NRe = 410.7197,62204,0
154,517,5)0874,0(x
xx
= 172069,7045 > 2100 (memenuhi).
b. Noszzle refluks Kondensor
Rate masuk = 23880,0683 kg/j = 52645,9986 lb/J = 14,6239 lb/
Densitas liquid campuran (L) = 51,154 lb/ft3
Viskositas liquid campuran (L) = 0,25 cp
Rate volumetrik (Q) = m/L =3/154,51
/6239,14
ftlb
slb
= 0,2858 ft3/dtk
Dari Persamaan 15, Peter and Timmerhaus Ed.4 Hal. 496didapatkan hub :
Di opt = 3,9 x (q)0,45 x (L )0,13
= 3,9 x (0,2858)0,45
. (51,154)0,13
=3,4325 in
Digunakan standar (APP. A 5-1 Geankoplis Hal. 892), diperoleh
Dnom = 3 in
OD = 2,375 in = 0,1723 ft
Sch = 40 in
ID = 2,067 in = 0,0233
A = 0,0233 ft2
Cheking asumsi :
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
65/359
VI-21
V=A
q=
0233,0
2858,0= 12,2661 ft/detik
NRe =
VxID
NRe = 410.7197,625,0
154,512661,12)0233,0(
x
xx
= 425672,3265> 2100 (memenuhi).
c. Nozzle Liquida Keluar Bottom kolom
Rate masuk = 23718,2458 kg/j = 52289,2447 lb/J = 14,5248 lb/s
Densitas liquid campuran (L) = 51,154 lb/ft3
Viskositas liquid campuran (L) = 0,75 cp
Rate volumetrik (Q) = m/L x 3/154,51
/5248,14
ftlb
slb
= 0,2839 ft3/dtk
Dari Persamaan Peter and Timmerhaus Ed.4 Hal.496didapatkan hub :
Di opt = 3,9 x (q)0,45
x (L )0,13
= 3,9 x (0,2839)0,45
. (1,6678)0,13
= 3,6909 in
Jika digunakan standar (APP. A 5-1 Geankoplis Hal. 892), diperoleh
Dnom = 4 in
OD = 4,500 in = 0,375 ft
Sch = 40 in
ID = 4,026 in = 0,3355 ft
A = 0,0884 ft2
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
66/359
VI-22
Cheking asumsi :
V=Aq =
00371,02839,0 = 3,2115 ft/detik
NRe =
VxID
NRe = 410.7197,675,0
154,512129,0)0687,8(x
xx=
410.7197,675,0
154,512115,3)3355,0(x
xx= = =
= 0397,5
11629932,55= 109362,619> 2100 (memenuhi).
d. Noszzle Uap dari Reboiler
Rate masuk = 2858,2257 kg/j = 6301,2444 lb/j = 1,7503 lb/s
Densitas liquid campuran (L) = 51,154 lb/ft3
Viskositas liquid campuran (L) = 0,75 cp
Rate volumetrik (qL) = m/ L =3
/154,51
/7503,1
ftlb
slb
= 0,0342 ft3/dtk
Dari Persamaan 15 Peter and Timmerhaus Ed.4 Hal.496didapatkan hub :
Di opt = 3,9 x (q)0,45
x (L )0,13
= 3,9 x (0,0342)0,45 . (51,154) 0,13
= 1,5542 in
Digunakan standar (APP. A 5-1 Geankoplis Hal. 892), diperoleh
Dnom = 2 in
OD = 1,375 in = 0,1979 ft
Sch = 40 in
ID = 2,067 in = 0,1723 ft
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
67/359
VI-23
A = 0,2006 ft2
V=Aq =
2006,00342,0 = 0,1705 ft/detik
NRe =
VxID
NRe = 410.7197,675,0
154,511705,0)1723,0(x
xx= 3768,8957> 2100 (memenuhi).
= 410.7197,6011,0
154,514678,1)1723,0(x
xx= 25998,654 > 2100 (memenuhi)
13. Sambung Tutup Dengan Shell Dan Antar Shell
Untuk mempermudah pemeliharaan dan perbaikan kolom distilasi,
maka tutup menara dihubungkan dengan shell, dan hubungan shell adalah
dengan menggunakan sistem flange dan bolting.
Data-data :
1. Flange
Bahan : Carbon alloy steel SA-336 grade F8 Type 304 ( App.B & Y
Hal. 251)
Tensile strength minimum : 75000 psia
Allowable Stress : 16.000 psi
Type Flange : Ring flange loose type
2. Bolting
Bahan : Carbon steel SA-193 grade B ( App.B & Y Hal. 251)
Tensile strength minimum : 75000 psia
Allowable Stress : 15.000 psi
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
68/359
VI-24
Type Flange : Optional type flange
3. Gasket
Bahan : Asbestos ( Gbr. 12.11 Brownell & Young, Hal.228)
Gasket faktor (m) : 2 ,75 in
Minimum design seating Stress (Y) : 3700 psi
1. Penentuan Lebar Gasket
Dari Persamaan 12.2, Brownell &Young, Hal 226, diperole :
Dengan menggunakan Pers. 12-2 Brownell & Young yaitu :
1
mpY
pmY
di
do
Dimana :
do = Diameter luar gasket
di = Diameter dalam gasket
p = Tekanan design = 2,94 psia
m = Gasket factor = 2,00
y = Yield stress = 1600
)175,2(5624,213700
)75,25624,21(3700
x
di
do
= 1,0059
Di gasket = OD shell = 66 in
Do gasket = 1,0059 x 66 = 66,3894 in
Lebar gasket minimum = (n)
dido =
663894,66= 0,1947 in
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
69/359
VI-25
Diameter rata rata gasket (G) = di + lebar gasket
= 66,3894 + 0, 1947 in = 66,5841 in
2. Menentukan Jumlah Dan Ukuran Baut
a. Perhitungan beban gasket
Dari Pers. 12-88 Brownell &Young Hal 240 yaitu :
Wm2 = Hy = b x x G x y
Dimana :
B = lebar efektif gasket
Y = yield
G = diameter rata-rata gasket = 38, 125 in
Dari Fig 12.12, Brownell & Young , Hal 229
Lebar seating gasket (bo)
Bo =N
=2
5,0= 0,25 in
Untuk bo 0,25, maka b = bo
Sehingga :
Wm2 = Hy = x b x G x y
= 0,25 x 3,14 x 66,5841 x 3700
= 193393,5185 lb
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
70/359
VI-26
Beban karena tekanan dalam(H)
H = x G2 x p
(Pers, 12,89, Brownell & Young, Hal 240)
= x ( 38, 125)2 x 2.94
= 33356,2701 lb
Beban agar baut tidak bocor (Hp)
Hp = 2 x bo x x G x m x p(Pers 12.90 Brownell &Young,Hal 240)
= 2 x 0,25 x x 66,5841 x 2,75 x 21,3624
Hp = 61411,9549 lb
Beban baut karena internal pressure (H) :
H =
2 pxGx
=5624,215841,6614,3 2 xx
= 75042,5914 lb
Total beban operasi (Wm1)
Wm1 = H + Hp
= 75042,5914 + 61411,9549
= 136454,5463 lb
Jadi Wm2 > Wm 1, sehingga yang mengontrol adalah Wm2
Perhitungan luas minimum Bolting Area
Dari Pers.12-92 Brownell &Young Hal.240 yaitu :
Am2 =
fb
Wm2
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
71/359
VI-27
= 13454,5463 / 15000
= 9,0969 in2
Perhitungan luas Optimum Bolting (baut) area
Dari Tabel 10.4 Brownell &Young, Hal.188 dicoba ukuran baut
in, maka didapatkan root area = 0,302 in.
Maka jumlah botling minimum :
= 89,0
0969,91arearoot
Am
= 10,2213 buah 11 buah
Dari Tabel 10.4 Brownell & Young, Hal 188 diperoleh :
Ukuran nominal baut = in
Root area (A) = 0,89 in2
Minimal radial distance (R) = 13/4 in
Bolt spacing = 213/16
in
Jarak radial minimum z(R) = 1 1/8 in =1,125 in
Edge distance (E) = 11/4 in
Bolting Circle diameter (C) =
Idshell + 2 ( 1,4159 x go + R)
Dengan go = tebal shell = 3/16 in
C = 66,5841 + 2 ( 1,459 x 9 3/16) + ( 1 )
= 69 in
14,3
214
14,3
16/3xBsxn = 12,5398
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
72/359
VI-28
Diameter luar flange :
OD = bolt area diameter + 2 E
= C + 2E
=69= (2 x 911/4 )) = 71 13/32 in
Checking lebar gasket minimum :
GxxYx
FxactualAb
2=
5841,66370014,32
1500046,12
xxx
x
= 0,1342< 0,5 in (memenuhi)
Jadi lebar gasket = 0,1342 = 2/16 in
Perhitungan Moment
Untuk keadaan bolting up (tanpa tekanan dalam), maka :
Dari Pers. 12-94 Brownell &Young Hal.242 yaitu :
W =2
/)( faAmAb
=.2
150002231,1046,12( x
= 170123,25 lb
Jarak radial dari beban gasket yang bereaksi terhadap bot circle
(hG)
Hg =2
GC=
5841,6669=1,2079 in
Moment flange (Ma):
Ma = W x hG
= 170123,25 x 1,2079
= 205500,3798 in-lb
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
73/359
VI-29
Beban dalam keadaan operasi (HD) :
HD = 0,785 x B2 x P (Pers 12.98, Brownell & Young , Hal 242)
Dimana :
B = do shell = 38 in
P = Tekanan operasi = 2,94 psia
Maka :
HD = 0,78 x 662 x 21,5624
= 73731,7643 lb
Radia
Bolt circle pada aksi hD =6669
= 1.5 in
Moment HD :
MD = HD x hD
= 1,5 x 73731,7643 = 110597,6465 lb-in
Hg = W-H = 136454,5463 75042,5914 = 61411,9549 lb
MG = HG x hG = 61411,9549 x 1,2079 = 74179,5003 lb-in
hT = H HD = 75042,5914 73731,7643 = 1310,8271 lb
HT =
GD hh
= 2
2079,15,1
= 1,3539 lb-in
Moment Komponen (MT)
MT = HT x hT
= 1310,8271 x 1,3539
= 1774,7944 in-lb
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
74/359
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
75/359
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
76/359
VI-32
= 0,02698 ft2
Volume shell = luas shell x tinggi = 0,2698 x 19,5 = 5,2620 ft 3
Berat shell= luas shell x tinggi = shell = 5,2620 x 487 = 2562,5712 lb
2. Berat tutup
Mencari diameter dengan Pers.5-12, B &Y, Hal.88 yaitu :
Diameter = DO + icrsfDO
3
22
42
Dari Tabel 5.6 B rownell & Young, Hal 88, untuk tebal t = 3/16 in
diperoleh :
Sf = 2 in
Icr = 4 in
Diameter = 66 + )4(3
2)2(2
42
66
= 74 in = 6,1875 ft
Volume = (/4) x d2 x tha
= (/4 ) x ( 6,1875)2 x ( (3/16)/12)
= 0,4694 ft3
Berat tutup = volume tutup x shell x 2
= 0,4694 ft3
x 487 lb/ft3
x 2
= 457,2353 lb
B. Berat Perlengkapan Bagian Dalam
1. Berat Down comer
Dipakai dasar perhitungan dengan down comer tanpa lubang
aliran uap :
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
77/359
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
78/359
VI-34
Rumus : Wl = m x t
Dimana : Wl = Berat larutan dalam kolom distilasi
= 5280,1612
kg/jam
T = Waktu tinggal dalam kolom distilasi = 60 mnit
C. Berat Perlengkapan Bagian Luar
1. Pipa (feed, uap, refluks, kondensor,bottom,destilat)
Di tetapkan : 2 x tinggi kolom destilasi dari (App. K B &Y Hal. 387)
Diambil rata-rata pipa 3 in sch 40 berat = 7,58 lb/ft
Berat pipa (Wp) = 39 x 7,58 = 3537,4400 lb
2. Berat Isolasi
Ditetapkan : bahan = 51,154 lb/ft2
Tebal isolasi = 3-6 in diambil 4 in = 0,3333 ft
Berat isolasi = isolasiisolasishell txtsxODx
= (3,14/4 ) x (66/12) x (0,1875/12) x 0,3333 x 51,154
= 6,4598 lb
3. Berat attachment
Kelengkapan nozzle, valve dan alat control
Rumus : Wa = 18% Ws
= 18% x 2562,5712 lb
= 461,2628 lb
Jadi berat total yang harus ditopang adalah :
Wtotal = Ws + Wtu + Wd + Wpt + Wl + Wp + Wi + wa
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
79/359
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
80/359
VI-36
Dimana : E concrete = 2,106psi
Fcmax = fwb + fdh
3787,8788t =tt
4745,1286367,24182
T = 2,5334
Jadi tebal skirt yang digunakan = 3 in
Perhitungan bearing plate
Dari Brownell & young, tabel 10.1 Hal 184 diperoleh:
Fc = 3000 psi
Fcmax = 1200 psi
n = 10
Trail fsallowable untuk struktural stell skirt = 20,00 psi
Diameter kolom = 66,8154 in
Ditetapkan :
ID bearing plate = 66 in = 55 ft
OD bearing plate = 1,25 x66 = 82,5 in = 6,785 ft
Jumlah chair = 4
Jumlah bolt = 8
Ukuran baut = 3 in
Luas bolt = 5,621 in2
Dari pers 9,11 Brownell &Young Hal 158
Pw = 0,0025 x Vw2
Dimana :
Pw = Tekanan angin permukaan alat (lb/ft2)
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
81/359
VI-37
Vw = Kecepatan angin = 100 mph
Maka :
Pw = 0,0025 x 1002
= 25 lb/f2
Nw = x Pw h2 xODxID
Dimana :
Mw = Bending moment pada puncak kolom, lb-ft
deff = Diameter efektif vessel = (di + do)/2
H = Tinggi dari skirt ko top kolom = 316,1813 = 26,3484 ft
Maka :
Mw = x 25 x 26,34842 x5,5260
41462,5814 lbft = 57460,0065 lb-in
t3 = inIDOD BP 25,82
335,822
)(
Diperkirakan fc = 1200 psi
k = 375,0120010000.20
1
1 x
fc(bolt circle) =3
max
2
2
txxk
dxkxxfc
Kompresive stress sesungguhnya pada bolt circle (fc)
Fc = (t2 + n,t1) x r x fc x Cc
T2 = t3 t1 = 8,25 0,1736 = 8,0764 in
Ccxrxntt
FCfc
)( 12
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
82/359
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
83/359
VI-39
= psixxx
1824,2343600,0)2/5,82())1736,010(0764,8(
785,119594
Pengecekan harga
fcxn
fsk
1
1=
1824,234310
3817,43161
1
x
= 0,8444
Dxfx
txkxxffc
c
s
2
92 3 =5,821824,234312
)250,88444,02(824,23431
xx
xxx
= 8,9444
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
84/359
VI-40
Bearing plate diperkuatkan dengan 4 buah gusset yang mempunyai spasi
yang sama (gusset spacing/b). Dari gambar 10.6 Brownel & Young, Hal
191, di dapat ;
Lebar gusset : A = 9 + 3 = 12
Jarak antara gusset : B = 8 + 3 = 11
Luas areal bolt (Ab) = 5,621 in2
Maksimum bolt load (P) di tentukan :
P = fs x Ab
Dimana :
Fs = Hasil perhitungan tekanan yang disebabkan oleh
baut = 23431,824 lb/in2
1 = (ODBP Odsehell)/2 = (85,5-66)/2 = 8,25 in
inl
b333,1
25,8
11
Dari Brownell & Young, Tabel 10.4 Hal 188, didapat:
3125,22
625,4
= poison ratio = 0,3
1= 0,2573
My =
)05651(
21ln)3,01(
4 xx
P
= 18977,581 lb-in
t5 =max
6
f
Myx=
000.20
581,819776x= 2,386 in
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
85/359
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
86/359
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
87/359
VI-43
Tekanan Tanah
Pondasi didirikan di atas semen sand dan Gravel dengan minimum safe
bearing power = 5 ton/ft3
dan maksimum safe bearing power = 10 ton/ft3
(Hesses, tabel 12.2 Hal 224)
Acuan harga safety didasarkan pada minimum bearing power yaitu 5 ton/ft 3
Kemampuan tanah menahan tekanan sebesar :
P = 5 ton/ ft3
x2
2 /7778,77144
1
1
2240
inlbin
ft
xton
lb
Tekanan dari sistem pondasi terhadap tekanan luas tanah (P)
P =A
Wtotal=
5,312
4239,8505= 27,2174
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
88/359
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
89/359
VII-2
Vairabel-variabel yang dikendali adalah tekanan suhu, laju alir, dan tinggi
permukaan cairan. Pengendalian proses dapat dilakukan secara manual maupun
otomatis. Pengendalian secara manual dapat dilakukan apabila pengendalian
proses sepenuhnya ditangani oleh tangan manusia, sedangkan pengendalian secara
otomatis dilakukan jika tidak mungkin dilakukan secara manual yaitu dimana
pengendalian dilakukan dengan menggunakan alat-alat control yang bisa bekerja
dengan sendirinya tanpa adanya bantuan tangan manusia.
Pengendalian secara otomatis ini mempunyai keuntungan-keuntungan
antara lain:
1. Keselamatan kerja lebih terjamin
2. Hasilnya dapat dipertanggungjawabkan
3. Ketelitian cukup tinggi dan akurat
4. Mendorong manusia secara umum untuk lebih meningkatkan kemampuan
dirinya
Adapun tujuan pemasangan alat instrumentasi yaitu sebagai berikut:
1. Untuk menjaga keamanan operasi suatu proses dengan jalan:
Menjaga variabel proses berada dalam batas operasi aman
Mendeteksi situasi dengan membuat tanda-tanda bahaya dan
memutuskan hubungan secara otomatis
2. Untuk mendapatkan rate produksi yang diinginkan
3. Untuk menjaga kualitas produk
4. Mempermudah pengoperasian alat
5. Keselamatan efisiensi kerja lebih terjamin
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
90/359
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
91/359
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
92/359
VII-5
Tabel 7.1 Pemasangan alat kontrol Pra Rencana Pabrik Etanol
No Nama Peralatan Kode
Kode Alat
Kontrol
Fungsi
1 Blower PC Untuk mengatur tekanan
yang ada dalam alat selama
proses berlangsung
sehingga sesuai dengan
tekanan yang diinginkan.
2 Destilasi
Reaktor Liquifikasi
Reaktor Sakarifikasi Awal
Reaktor Sakarifikasi Lanjut
TC Untuk mengatur suhu
fluida atau gas yang ada
dalam alat selama proses
berlangsung.
3 Reaktor Liquifikasi
Reaktor Sakarifikasi Awal
Reaktor Sakarifikasi Lanjut
LI Untuk mengetahui tinggi
liquid yang ada didalam
tangki, sehingga sesaui
dengan tinggi yang
diinginkan.
4 Reaktor Liquifikasi
Reaktor Sakarifikasi Awal
Reaktor Sakarifikasi Lanjut
RFC Untuk mengendalikan
perbandingan bahan masuk
dalam aliran proses agar
sesuai jumlahnya.
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
93/359
VII-6
7.2. Keselamatan Kerja
Keselamatan kerja dalam suatu pabrik harus mendapatkan perhatian yang
cukup besar dan tidak boleh diabaikan karena menyangkut keselamatan manusia
dan kelancaran kerja. Dengan memperhatikan keselamatan kerja dengan baik dan
teratur, secara fisikologis akan membuat para pekerja merasa aman dan senang
sehingga meningkatkan konsentrasi para pekerja terhadap pekerjaannya. Dengan
demikian produktifitas dan efisiensi kerja akan meningkat.
Usaha untuk mendapatkan keselamatan kerja bukan semata-mata
ditujukan pada faktor manusianya saja, akan tetapi untuk menjaga peralatan yang
ada didalam pabrik. Dengan terpeliharanya peralatan dalam pabrik dengan baik,
maka alat tersebut dapat digunakan dalam jangka waktu yang cukup lama.
Secara umum ada tiga macam bahaya yang sering terjadi dalam pabrik
yang harus diperhatikan dalam perencanaannya, yaitu:
1. Bahaya kebakaran dan ledakan
2. Bahaya mekanik
3. Bahaya terhadap kesehatan
Beberapa sifat yang dapat menyebabkan terjadinya kecelakaan kerja
antara lain:
a. Lingkungan Fisik
Meliputi mesin, peralatan dan lingkungan kerja. Kecelakaan kerja dapat
disebabkan oleh kesalahan perencanaan, aus, kerusakkan alat, kesalahan
pembelian, kesalahan dalam penyusunan atau peletakkan dari peralatan dan lain-
lain.
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
94/359
VII-7
b. Latar Belakang Pekerja
Yaitu sifat atau karakter yang tidak baik dari pekerja yang dapat
berpengaruh dalam melakukan pekerjaan. Sifat-sifat tersebut meliputi:
Tidak cocoknya manusia terhadap mesin atau terhadap lingkungan
kerjanya
Kurangnya pengetahuan dan keterampilan
Ketidakmampuan fisik dan mental
Kurangnya motifasi kerja dan kesadaran akan keselamatan kerja dan
faktor-faktor lainnya
c. Sistem Manajemen Pabrik
Sistem manajemen ini merupakan unsur terpenting karena menjadi
pengatur kedua unsur diatas. Kesalahan sistem manajemen dapat menyebabkan
kecelakaan kerja, antara lain:
Prosedur kerja yang tidak diterapkan dengan baik
Kurangnya pengawasan terhadap kegiatan pemeliharaan dan
modifikasi pabrik
Tidak adanya inspeksi peralatan
Tidak adanya penanggulangan terhadap bahaya kecelakaan
Usaha-usaha untuk mencegah dan mengurangi terjadinya bahaya-bahaya
yang timbul didalam pabrik, antara lain:
Memberikan pelatihan-pelatihan dan pencegahan kecelakaan terhadap
karyawam, khususnya karyawan yang bekerja pada bagian proses
dengan alat berat.
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
95/359
VII-8
Memberikan pengamanan berupa pakaian serta perlengkapan sebagai
pelindung.
Menyediakan perlengkapan berupa unit pertolongan pertama pada
kecelakaan.
7.2.1. Bangunan Pabrik
Bangunan pabrik meliputi gedung maupun unit peralatan:
Kontruksi gedung mendapat perhatian yang cukup besar
Diperlukan perhatian terhadap kelengkapan peralatan penunjang untuk
pengamanan terhadap bahaya alamia seperti petir, angin, gempa dan
sebagainya.
7.2.2. Perpipaan
Jalur yang terletak diatas harus lebih baik dibandingkan dengan yang
terletak dibawah tanah, karena hal tersebut akan mempermudah pendeteksian
adanya kebocoran pada system perpipaan.
Pengatuaran valve sangat penting untuk pengamanan proses industri, bila
terjadi kebocoran pada chek valve diatas dengan pemasangan block valve yang
berada disamping chek valve tersebut.
7.2.3. Pengoperasian Boiler
Dalam pengoperasian boiler, perlu diperhatikan beberapa hal seperti batas-
batas tekanan system maksimal yang dapat dioperasikan bahan-bahan boiler
berupa coat yang mudah terbakar, hendakanya diperlukan suatu pengamanan
seperti safety dan valve serta tanda-tanda larangan.
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
96/359
VII-9
7.2.4. Ventilasi
Pada ruang proses maupun pada ruang lainnya pertukaran udara
diusahakan berjalan dengan baik sehingga dapat memberikan kesegaran para
karyawan serta dapat menghindari adanya gangguan pernafasan.
7.2.5. Listrik
Pada pengoperasian maupun perbaikan instalasi listrik hendakanya selalu
menggunakan alat pengaman yang telah disediakan. Dengan demikian
keselamatan kerja karyawan dapat terjamin.
Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengoperasian instalasi
listrik ini, antara lain:
Peralatan yang sangat penting seperti switeher dan transformator
diletakkan ditempat yang lebih aman.
Peralatan listrik dibawah tanah diberi tanda-tanda tertentu yang lebih
jelas.
Penyediaan pembangkit tenaga cadangan.
Semua bagian pabrik diberi penerangan yang cukup dan diutamakan
pada bagian proses.
7.2.6. Pencegahan Dan Penanggulangan Bahaya Kebakaran
Salah satu bahaya yang perlu diperhatikan adalah terjadinya bahaya
kebakaran. Penyebab terjadinya kebakaran antara lain:
a. Kemungkinan terjadi nyala terbuka yang datang dari system utilitas,
laboratorium, inti proses dan lain-lain.
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
97/359
VII-10
Terjadinya loncatan bunga api pada saklar dan stop kontak serta pada
instrumentasi yang lain.
Gangguan pada peralatan utilitas seperti pada combustion chamber
boiler (ruang pembakaran).
Cara mengatasi bahaya pembakaran dapat dilakukan dengan jalan:
b. Pencegahan Kebakaran
Penempatan alat-alat utilitas, laboratorium dan kantor diletakkan secara
profesional pada unit proses.
Pemasangan isolasi pada alat transmisi yang ada.
Pemisahan antara unit satu dengan yang lainnya menggunakan beton.
Pemberian tanda-tanda larangan suatu tindakan yang dapat
mengakibatkan kebakaran seperti tanda larangan merokok.
Pemasangan pipa air melingkar diseluruh lokasi pabrik
Penyediaan alat pemadam kebakaran disetiap bangunan pabrik dan
pemasangannya harus pada tempat yang mudah dijangkau.
c. Pencegahan Bahaya Mekanik
Bahaya mekanik biasanya disebabkan oleh pengerjaan kontruksi yang
tidak memenuhi syarat yang berlaku. Hal-hal yang perlu diperhatikan untuk
mencegah kecelakaan adalah:
Konstruksi harus mendapat perhatian yang cukup tinggi.
Perencanaan peralatan harus sesuai dengan aturan yang berlaku baik
pemilihan bahan konstruksi maupun faktor lain.
Pemasangan alat control yang baik dan sesuai serta alat pengamannya.
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
98/359
VII-11
c. Pencegahan Bahaya Kesehatan
Selain itu bahaya terhadap kesehatan karyawan umumnya datang dari
bahan baku, bahan yang diproses dan produk. Karena itu diusahakan agar ruangan
proses maupun ruangan lainnya memiliki ventilasi atau pertukaran udara yang
cukup sehingga dapat memberikan kesegaran kepada karyawan serta dapat
menghindari gangguan terhadap pernafasan.
7.2.7. Karyawan
Untuk menjaga kesehatan dan kesejahteraan karyawan perlu adanya
kesadaran dari seluruh pekerja agar dapat bekerja dengan baik sehingga tidak
membahayakan keselamatan jiwanya dan orang lain. Untuk itu pengetahuan akan
bahaya masing-masing alat sangat penting diketahui oleh semua karyawan
terutama operator control. Seluruh pekerja harus mengguankan pelindung seperti
topi pengaman, sepatu karet, sarung tangan dan masker.
Selain itu demi keselamatan karyawan dan kelancaran proses industri
diperlukan:
Alat-alat yang berputar dan bergerak misalnya motor, harus dilengkapi
dengan penutup.
Pakaian pekerja harus kuat dan bersih.
Memakai sarung tangan, masker dan sepatu karet.
Memakai topi atau helm pelindung.
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
99/359
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
100/359
VIII-1
BAB VIII
UTILITAS
Unit utilitas merupakan salah satu bagian yang sangat diperlukan untuk
menunjang jalannya proses dalam suatu industri kimia. Pada Pra Rencana Pabrik
Etanol ini terdapat empat unit utilitas, yaitu:
1. Unit penyesiaan steam
2. Unit penyediaan air
3. Unit penyediaan listrik
4. Unit penyediaan bahan bakar
8.1. Unit Pengolahan Steam
Bahan baku pembuatan steam adalah air umpan boiler. Steam yang
dibutuhkan dalam proses ini mempunyai kondisi:
1. Tekanan: 2,994 atm
2. Temperatur: 1340C
Zat-zat yang terkandung dalam air umpan boiler yang menyebabkan
kerusakan pada boiler adalah:
1. Kadar zat terlarut (soluable matter) yang tinggi
2. Zat padat terlarut (suspnded solid)
3. Garam-garam kalsium dan magnesium
4. Zat organik (organic matter)
5. Silika, sulfat, asam bebas dan oksida
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun
101/359
VIII-2
Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh air umpan boiler:
1. Tidak boleh membuih (berbusa)
Busa disebabkan oleh adanya solid matter, suspended matter, dan
kebasaan yang tinggi. Kesulitan yang dihadapi dengan adanya busa sebagai
berikut:
a. Kesulitan pembacaan tinggi liquida dalam boiler
b. Buih dapat menyebabkan percikan yang kuat yang mengakibatkan
adanya solid-solid yang menempel dan mengakibatkan terjadinya
korosi dengan adanya pemanasan lebih lanjut. Untuk menghadapi hal
ini adanya pengontrolan yang baik terhdap adanya kandungan lumpur,
kerak dan alkalinitas air umpan boiler.
2. Tidak boleh membentuk kerak dalam boiler
Kerak dalam boiler akan menyebabkan:
a. Isolasi terhdap panas sehingga perpindahan panas terhambat
b. Kerak yang terbentuk dapat pecah sewaktu-waktu, sehingga dapat
menimbulkan kebocoran karena boiler mendapat tekanan yang kuat.
3. Tidak boleh menyebabkan korosi dalam pipa
Korosi pada pipa boiler disebabkan oleh keasaman (pH rendah), minyak
dan lemak, bikarbonat dan bahan organik, serta gas-gas H 2S, SO2, NH3, CO2, O2
yang terlarut dalam air. Reaksi elektrokimia atara besi dan air akan membentuk
lapisan pelindung anti korosi pada permukaan baja, yaitu:
Fe2+ + 2H 2O Fe(OH)2 + H+
-
7/23/2019 Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20000 Tontahun