utilitas

BAB IV

UNIT PENDUKUNG PROSES (UTILITAS) DAN

LABORATORIUM 4.1. Unit Pendukung Proses (Utilitas)

Unit pendukung proses atau sering disebut unit utilitas merupakan

bagian penting yang menunjang berlangsungnya suatu proses dalam suatu

pabrik. Unit pendukung proses antara lain : unit penyediaan air (air proses,

air pendingin, air sanitasi, air umpan boiler dan air untuk perkantoran dan

perumahan), steam, listrik dan pengadaan bahan bakar.

Unit pendukung proses yang dibutuhkan pada prarancangan pabrik ini meliputi : 1. Unit Penyediaan dan Pengolahan Air

Berfungsi sebagai air proses, air pendingin, air umpan boiler dan air

sanitasi untuk air perkantoran dan air untuk perumahan. Proses

pendinginan digunakan di Cooling Tower.

2. Unit Penyediaan Steam

Digunakan untuk proses pemanasan di reaktor, kristalizer, evaporator

dan Heat Exchanger.

3. Unit Penyediaan Bahan Bakar

Berfungsi menyediakan bahan bakar untuk Boiler dan Generator

4. Unit Penyediaan Listrik

Berfungsi sebagai tenaga penggerak untuk peralatan proses maupun

penerangan. Listrik diperoleh dari PLN dan Generator Set sebagai

cadangan apabila PLN mengalami gangguan.

5. Unit pengolahan limbah

Berfungsi untuk mengolah limbah pabrik baik yang berupa padat, cair

maupun gas.

6. Unit Penyediaan Udara Tekan

Berfungsi sebagai penyedia udara tekan untuk menjalankan sistem

instrumentasi. Udara tekan diperlukan untuk alat kontrol pneumatik. Alat

penyediaan udara tekan berupa kompresor dan tangki udara.

4.1.1. Unit Penyediaan Air dan Pengolahan air ( Water Supply Section )

A. Unit Penyediaan Air

Unit penyediaan air merupakan salah satu unit utilitas yang bertugas

menyediakan air untuk kebutuhan industri maupun rumah tangga. Unit ini

sangat berpengaruh dalam kelancaran produksi dari awal hingga akhir

proses. Dalam memenuhi kebutuhan air didalam pabrik, dapat diambil dari

air permukaan. Pada umumnya air permukaan dapat diambil dari air

sumur, air sungai, dan air laut sebagai sumber untuk mendapatkan air.

Dalam perancangan pabrik Magnesium sulfat ini, sumber air baku yang

digunakan berasal dari sungai. Pertimbangan menggunakan air sungai

sebagai sumber untuk mendapatkan air adalah :

1. Pengolahan air sungai relatif lebih mudah, sederhana, dan biaya

pengolahan relatif murah dibandingkan dengan proses pengolahan air

laut yang lebih rumit dan biaya pengolahannya yang lebih besar

2. Air sungai merupakan sumber air yang kontinuitasnya relatif tinggi

jika dibandingkan dengan air sumur, sehingga kendala kekurangan air

dapat dihindari

3. Letak sungai berada tidak terlalu jauh dengan pabrik

Air yang diperlukan di lingkungan pabrik adalah untuk : 1. Air untuk proses Hal-hal yang diperhatikn dalam air proses :

a. Kesadahan (hardness) yang dapat menyebabkan kerak b. Besi yang dapat menimbulkan korosi c. Minyak yang dapat menyebabkan terbentuknya lapisan film yang

mengakibatkan terganggunya koefisien transfer panas serta menimbulkan endapan.

2. Air pendingin Pada ummnya, ada beberapa faktor yang menyebabkan air digunakan sebagai media pendingin, yaitu : a. Air merupakan materi yang dapat diperoleh dalam jumlah yang

besar b. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya c. Dapat menyerap sejumlah panas per satuan volume yang tinggi dan

tidak terdekomposisi d. Tidak mudah menyusut secara berarti dalam batasan dengan

adanya temperatur pendinginan 3. Air umpan boiler

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penanganan air umpan

boiler adalah :

a. Zat-zat yang dapat menyebabkan korosi

Korosi disebabkan air mengandung larutan-larutan asam, gas-gas

terlarut seperti O2, CO2, H2S yang masuk kebadan air

b. Zat yang dapat menyebabkan kerak (scale reforming)

Pembentukan kerak disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu

tinggi, yang biasanya berupa garam-garam karbonat dan silikat.

c. Zat yang menyebabkan foaming dan Priming

Foaming adalah terbentuknya gelembung atau busa

dipermukaan air dan keluar bersama steam. Air yang diambil

kembali dari proses pemanasan bisa menyebabkan foaming pada

boiler karena adanya zat-zat organik dan anorganik dalam jumlah

cukup besar. Efek pembusaan terjadi pada alkalinitas tinggi.

Priming adalah adanya tetes air dalam steam (buih dan kabut)

yang menurunkan efisiensi energi steam dan pada akhirnya

menghasilkan deposit kristal garam. Priming dapat disebabkan

oleh konstruksi boiler yang kurang baik, kecepatan alir yang

berlebihan atau fluktuasi tiba-tiba dalam aliran.

4. Air sanitasi Air sanitasi digunakan untuk keperluan kantor dan rumah tangga

perusahaan, yaitu air minum, laboratorium, dan lain-lain.

Air sanitasi yang digunakan harus memenuhi syarat-syarat tertentu :

a. Syarat fisik :

1). Suhu normal di bawah suhu udara luar

2). Warna jernih

3). Tidak berasa

4). Tidak berbau

b. Syarat kimia :

1). Tidak mengandung zat organik maupun anorganik

2). Tidak beracun

c. Syarat bakteriologis :

Tidak mengandung bakteri-bakteri, terutama bakteri patogen,

seperti Salmonella, Pseudomonas, Escherichia coli.

B. Unit Pengolahan Air

Kebutuhan air pabrik diperoleh dari air sungai dengan mengolah

terlebih dahulu agar memenuhi syarat untuk digunakan. Pengolahan dapat

meliputi secara fisik dan kimia.

Tahapan – tahapan pengolahan air sebagai berikut:

1. Penyaringan Awal / screen (F-01)

Sebelum mengalami proses pengolahan, air dari sungai harus

mengalami pembersihan awal agar proses selanjutnya dapat

berlangsung dengan lancar. Air sungai dilewatkan screen (penyaringan

awal) berfungsi untuk menahan kotoran-kotoran yang berukuran besar

seperti kayu, ranting, daun, sampah dan sebagainya. Kemudian

dialirkan ke bak pengendap.

2. Bak pengendap (B-01)

Air sungai setelah melalui filter dialirkan ke bak pengendap awal.

Untuk mengendapkan lumpur dan kotoran air sungai yang tidak lolos

dari penyaring awal (screen). Kemudian dialirkan ke bak pengendap

yang dilengkapi dengan pengaduk.

3. Bak penggumpal (B-02)

Air setelah melalui bak pengendap awal kemudian dialirkan ke

bak penggumpal untuk menggumpalkan koloid-koloid tersuspensi

dalam cairan (larutan) yang tidak mengendap di bak pengendap dengan

cara menambahkan senyawa kimia. Umumnya flokulan yang biasa

digunakan adalah Tawas atau alum (Al2(SO4)3) dan Na2CO3. adapun

reaksi yang tejadi dalam bak penggumpal adalah :

Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2 ... (4.1)

CaSO4 + Na2CO3 Na2SO4 + CaCO3 ..................... (4.2)

4. Clarifier (C-01)

Air setelah melewati bak penggumpal air dialirkan ke Clarifier

untuk memisahkan/mengendapkan gumpalan-gumpalan dari bak

penggumpal. Air baku yang telah dialirkan kedalam clarrifier yang

alirannya telah diatur ini akan diaduk dengan agitator. Air keluar

clarifier dari bagian pinggir secara overflow sedangkan sludge (flok)

yang terbentuk akan mengendap secara gravitasi dan di blow down

secara berkala dalam waktu yang telah ditentukan.

5. Bak Penyaring / sand filter (B-03)

Air setelah keluar dari clarifier dialirkan ke bak saringan pasir,

dengan tujuan untuk menyaring partikel-partikel halus yang masih

lolos atau yang masih terdapat dalam air dan belum terendapkan.

Dengan menggunakan sand filter yang terdiri dari antrasit, pasir, dan

kerikil sebagai media penyaring.

6. Bak Penampung Sementara (B-04)

Air setelah keluar dari bak penyaring dialirkan ke tangki

penampung yang siap akan kita distibusikan sebagai air

perumahan/perkantoran, air umpan boiler, air pendingin dan sebagai

air proses.

7. Tangki Karbon Aktif (T-01)

Air setelah melalui bak penampung dialirkan ke tangki Karbon

Aktif (T-01). Air harus ditambahkan dengan klor atau kaporit untuk

membunuh kuman dan mikroorganisme seperti amuba, ganggang dan

lain-lain yang terkandung dalam air sehingga aman untuk dikonsumsi.

Klor adalah zat kimia yang sering dipakai karena harganya murah dan

masih mempunyai daya desinfeksi sampai beberapa jam setelah

pembubuhannya. Klorin dalam air membentuk asam hipoklorit,

reaksinya adalah sebagai berikut :

Cl2 + H2O H+ + Cl- + HOCl .............................. (4.3)

Asam hipoklorid pecah sesuai reaksi berikut :

HOCl + H2O OCl - + H+............................................... (4.4)

Kemudian air dialirkan ke Tangki air bersih (T-02) untuk

keperluan air minum dan perkantoran.

8. Tangki air bersih (T-02)

Tangki air bersih ini fungsinya untuk menampung air bersih yang

telah diproses. Dimana air bersih ini digunakan untuk keperluan air

minum dan perkantoran.

9. Tangki Kation Exchanger (T-03)

Air dari bak penampung (B-04) berfungsi sebagai make up

boiler, selanjutnya air diumpankan ke tangki kation exchanger (T-03).

Tangki ini berisi resin pengganti kation-kation yang terkandung dalam

air diganti ion H+ sehingga air yang akan keluar dari kation exchanger

adalah air yang mengandung anion dan ion H+.

Reaksi :

++

→

+

HCl2SOH

2COOH2R

NaMgCa

ClSO

)(HCO

NaMgCa

2HR 42

22

2

22

4

23

2

................. (4.5)

Dalam jangka waktu tertentu, kation resin ini akan jenuh

sehingga perlu regenerasi kembali dengan asam sulfat (H2SO4).

Reaksi:

4

2

422

2

SONaMgCa

2HRSOHRNaMgCa

+→+

........................................ (4.6)

10. Tangki Anion Exchanger (T-04)

Air yang keluar dari tangki kation exchanger (T-03) kemudian

diumpankan ke tangki anion exchanger. Tangki ini berfungsi untuk

mengikat ion-ion negatif (anion) yang terlarut dalam air dengan resin

yang bersifat basa, sehingga anion-anion seperti CO32- , Cl- , dan SO4

2-

akan terikat dengan resin.

Reaksi :

H2SO4 + 2R4NO (R4N)2SO4 + 2H2O ................. (4.7)

Dalam waktu tertentu, anion resin ini akan jenuh, sehingga perlu

diregenerasikan kembali dengan larutan NaOH.

Reaksi :

(R4N)2SO4 + NaOH 2R4NOH + Na2SO4 .................. (4.8)

Sebelum masuk boiler air diproses dalam unit deaerator dan unit

pendingin.

11. Unit Deaerator (DE)

Deaerasi adalah proses pembebasan air umpan boiler dari gas-

gas yang dapat menimbulkan korosi pada boiler seperti oksigen (O2)

dan karbon dioksida (CO2). Air yang telah mengalami demineralisasi

(kation exchanger dan anion exchanger) dipompakan menuju

deaerator. Pada pengolahan air untuk (terutama) boiler tidak boleh

mengandung gas terlarut dan padatan terlarut, terutama yag dapat

menimbulkan korosi. Unit deaerator ini berfungsi menghilangkan gas

O2 dan CO2 yang dapat menimbulkan korosi. Di dalam deaerator

diinjeksikan bahan kimia berupa hidrazin (N2H2) yang berfungsi untuk

mengikat oksigen berdasarkan reaksi :

2 N2H2 + O2 2 N2 + 2 H2O ........................................... (4.9)

sehingga dapat mencegah terjadinya korosi pada tube boiler. Air yang

keluar dari deaerator dialirkan dengan pompa sebagai air umpan boile

( boiler feed water ).

12. Bak Air Pendingin (B-05)

Pendingin yang digunakan dalam proses sehari-hari berasal dari

air yang telah digunakan dalam pabrik kemudian didinginkan dalam

cooling tower. Kehilangan air karena penguapan, terbawa udara

maupun dilakukannya blow down di cooling tower diganti dengan air

yang disediakan di bak air bersih.

Air pendingin harus mempunyai sifat-sifat yang tidak korosif,

tidak menimbulkan kerak, dan tidak mengandung mikroorganisme

yang bisa menimbulkan lumut.

Untuk mengatasi hal tersebut diatas, maka kedalam air pendingin

diinjeksikan bahan-bahan kimia sebagai berikut :

a. Fosfat, berguna untuk mencegah timbulnya kerak.

b. Klorin, untuk membunuh mikroorganisme.

Zat dispersant, untuk mencegah timbulnya penggumpalan

C. Kebutuhan Air

1. Kebutuhan air pendingin

Tabel 4.1 Daftar Kebutuhan Air Pendingin

No Nama Alat Kebutuhan Air 1. Kristaliser 128,586.1493

Jumlah 128,586.1493

2. Kebutuhan air steam

Suhu steam 120 oC = 248 oF, λ = 2214.70 kj/kg = 952.15 Btu/lb,

Tekanan = 29.01 psia

Tabel 4.2 Daftar Kebutuhan Steam Jenuh T : 120 oC

No Nama Alat Kebutuhan Steam 1 Heat Exchanger (E-01) 68,2041 2 Reaktor 4,888.7935 3 Precipitator 1,309.1248 4 Evaporator 3,291.1451 5 Kristaliser 64.8702

Jumlah 9,622.1377

3. Kebutuhan air untuk sanitasi

Tabel 4.3 Daftar Kebutuhan Air Sanitasi

No Penggunaan Kebutuhan 1 Karyawan 881.25 2 Laboratorium 20,83 3 Air untuk Bengkel 8,33 4 Poliklinik 20,83 5 Taman, kebun, 500,00 6 Kantin, mushola, 300,00 7 Kebutuhan pemadam 173,13

Jumlah 1.904,38

Karena digunakan sistem sirkulasi, maka make up water yang digunakan adalah

sebagai berikut :

1. Air pendingin hilang

Make up air pendingin

Wm = We +Wd +Wb (Perry's pers.12-9)

Data-data umpan dan aliran cooling tower :

Suhu air masuk cooling tower = 40 °C = 104 °F

Suhu air keluar cooling tower = 30 °C = 86 °F

Range suhu = 30 °C = 86 °F

Jumlah air yang didinginkan = 130.064,69 kg/jam

Densitas air = 62.5 lb/ft³

Digunakan air pendingin dengan relatif humidity rata-rata 70%.

Dry bulb temperatur (TDB) = 86 °F

Wet bulb temperatur (TWB) = 75 °F

Dari tabel 17.2, Kern diperoleh :

Humidity = 0.022 lb H2O/lb udara kering

Suhu rata-rata udara keluar = (104+86)/2

= 95 °F

Aliran udara keluar pada suhu 95 °F = 0.04738 lb H2O/lb udara kering

Maka setiap udara kering membawa H2O sebanyak

= 0,04738-0,022

= 0.025 lb H2O/lb udara kering

Wc = laju massa air masuk menara pendingin

3/1000/69,064.130

mkgjamKg

Wc = 130,0647 m³/jam

Wc = 572,61 gall/menit (gpm)

Dari Evans, vol. 2, hal. 100, disebutkan bahwa setiap penurunan suhu

10°F, banyaknya air yang hilang karena penguapan sebanyak:

Vap = 286.740, 61 lb/jam

Vap = 5.161,331 lb/jam

= 86,022 lb/menit

= 2.341,380 kg/jam

Untuk inducted draft cooling tower setiap 8.000 ft³/menit, yang masuk

cooling tower dibutuhkan tenaga fan sebesar 1 Hp (Evans, hal. 101, vol. 2)

Jadi, udara yang harus dipindahkan oleh fan sebesar :

Massa udara = inglbudaraObHjamlb

ker/2/0254,0/022,86

= 3.389,87 lb udara/menit

Air yang terikut di dalam udara :

We = 0.04738 lb H2O/lb udara x 3.389,87 lb/menit

= 86,0222 lb/menit

1086104 −

1001× ×

= 189,64 kg/menit

= 3,1607 kg/jam

Air yang dibuang untuk menurunkan konsentrasi padatan dalam air

sirkulasi,

Wb (blow down) = (Perry's persamaan 12-12)

Siklus berkisar 3 - 5, diambil 4 putaran

Wb = 63,21 kg/menit

= 3.792,87 kg/jam

Make up cooling tower = 2.341,1797 3,1607 3.792,87

= 6.137,2056 kg/jam

2. Air Umpan Boiler yang hilang

Asumsi : massa air umpan boiler yang menjadi steam 80 %.

air umpan boiler = 26,516.2254 lb/jam = 12,027.7510 kg/jam

Jumlah air make up yang digunakan untuk menyediakan steam sebesar

20%

Massa air make up boiler = (0.2 x 26,516.2058) lb/jam

= 5,303.24 lb/jam = 2,405.55 kg/jam

* Air yang menguap adalah 5% dari kebutuhan air di boiler

Air yang menguap = 5%

= 5% x12,027.7510 kg/jam

= 601.3875 kg/jam

* Blowdown pada boiler adalah 15% dari kebutuhan air boiler

Blowdown = 15%

= 15% x 12,027.7510 kg/jam

= 1,804.1626 kg/jam

Kebutuhan total air untuk steam = kebutuhan air di boiler + make up

= 12,027.7510 2,405.55

= 14.433,30 kg/jam

1-siklusWe

+ +

+

+

Jadi total kebutuhan air yang disuplai dari tamgki air

= air untuk sanitasi (perkantoran dan pabrik) + make up air

pendingin + make up air umpan boiler + air proses di RDVF)

= (1.904,38+ 6.137,2056 + 14.433,30+ 4,165.69) kg/jam

= 14.612,72 kg/jam

Untuk menjaga adanya kebocoran saat distribusinya, make up air

dilebihkan sebanyak 10%, sehingga air yang akan diambil dari air

sungai saat dipompakan adalah sebesar 17.550,1722 kg/jam atau

sekitar 30.000 kg/jam.

4.1.2. Unit Penyediaan Steam

1. Perhitungan kapasitas boiler

Q = Ms. λ

Dimana :

Ms = Massa steam yang dihasilkan (kg/jam)

λ = Enthalpi steam pada T dan P tertentu (btu/kg)

Dari steam tabel (Smith-vanness, App. F),

Suhu steam 120 oC = 248 oF,

λ = 2.214,70 kj/kg = 952,15 Btu/lb

Misal : Massa air umpan boiler yang menjadi steam 80 %

Q = Massa air x CpL (T – To) + 0,8 ⋅ M air ⋅ λ

Massa air = 8,0steammassa

= 130.064,69kg/jam 0,8

= 162.580,8625 kg/jam

= 358.423,4182 lb/jam

Over design 20% sehingga menjadi = 195.097,035 kg/jam

= 430.108,1019 lb/jam

CpL = 1,00 Btu/lb 0F; pada suhu rata-rata 75 0C = 167 0F

Panas penguapan (λ ) pada suhu 1200C = 952.15 Btu/lb

= 2,214,546.41 J/Kg

Beban panas boiler

- Panas sensible air dari T1 sampai T2

Q1 = m x CpL x (T2 - T1)

= 1,1711E+08 J/jam

- Panas Laten Pada T2

= 3,8356E+10 J/jam

- Panas Total

= 3,8473E+10 J/jam

= 3,6467E+07 Btu/jam

2. Perhitungan luas penampang perpindahan panas (A)

konversi panas menjadi daya (Hp),

Q = 3,6467E+10 joule/jam x joule10x6,3

kWh16 x

kW1Hp7457,0

= 227.31 Hp, effisiensi 85% sehingga menjadi = 193.21 Hp

Ditentukan luas bidang pemanasan adalah 10 ft2/Hp, sehingga:

A = 10 ft2/Hp x 193.21Hp

= 1932. 12 ft2

4.1.3. Unit Penyediaan Listrik

Unit ini berfungsi untuk memenuhi kebutuhan listrik di seluruh area

pabrik, pemenuhan kebutuhan listrik dipenuhi oleh PLN dan sebagai

cadangan adalah generator set untuk menghindari gangguan yang

mungkin terjadi pada PLN.

Kebutuhan listrik dapat dibagi :

a. Listrik untuk keperluan proses

b. Listrik untuk utilitas

Q2 = m x λ

Q = Q1 + Q2

c. Listrik untuk penerangan dan AC

d. Listrik untuk laboratorium dan bengkel

e. Listrik untuk instrumentasi

1. Listrik untuk keperluan proses

a. peralatan proses

Tabel 4.4 Konsumsi listrik untuk Keperluan Proses

Nama alat Power (HP) Jumlah ∑power (HP)

Belt conveyor 1 1 1

Bucket elevator 0.5 1 0.5

Blower-01 3 1 3

Pengaduk Reaktor 60 1 60

Pengaduk precipitator 25 1 25

Pompa-01 7 2 14

Pompa-02 0.5 2 1

Pompa-03 0.5 2 1

Pompa-04 0.5 2 1

Pompa-05 0.5 2 1

Pompa-06 0.5 2 1

Pompa-07 0.5 2 1

Jumlah 109.5

Diketahui 1 HP = 0.7457 KW

Power yang dibutuhkan = 109, 5 x 0.7457 KW = 81.6542 KW

b. Peralatan utilitas

Tabel 4.5. Konsumsi listrik untuk Unit Pendukung Proses (Utilitas)

Nama ALat Power(HP) Jumlah ∑power (HP)

Pompa-01 2 2 4

Pompa-02 2 2 4

Popma-03 1 6 6

Pompa-04 1 6 6

Pompa-05 0.5 6 3

Pompa-06 0.5 2 1

Pompa-07 0.5 2 1

Jumlah 25

Diketahui 1 HP = 0.7457 KW

Power yang dibutuhkan = 25 x 0.7457 KW = 18.6425 KW

2. Listrik untuk keperluan alat kontrol dan penerangan

Listrik untuk AC diperkirakan 5000 W = 5 KW

Listrik untuk penerangan dperkirakan =100 KW

3. Listrik untuk laboratorium dan bengkel

Listrik untuk laboratorium dan bengkel diperkirakan = 40 KW

4. Listrik untuk instrumentasi

Listrik untuk instrumentasi diperkirakan = 5 KW

Jumlah kebutuhan listrik total = 514 KW

Emergency generator yang digunakan mempunyai efffisiensi 80%

Maka input generator = = 642,8629 KW

Ditetapkan input generator = 650 KW

Spesifikasi generator

Tipe = AC Generator

Kapasitas = 650 KW

Tegangan = 220/360volt

Effisiensi = 80%

Frekuensi = 50 HZ

Bahan Bakar = solar

4.1.4. Unit Penyediaan Bahan bakar

1. Untuk menjalankan generator tersebut digunakan bahan bakar:

Jenis bahan bakar = solar

Heating value = 19 448 Btu/ lb

Effisiensi bahan baker = 80%

Sg. Solar = 0, .8691

Kapasitas input generator = 450 KW

Kebutuhan solar = 3.2144 m3/jam

2. Bahan yang digunakan untuk boiler

Jenis bahan bakar = solar

Heating value = 19 448 Btu/lb

Densitas = 0.8691 lb/ft3

Kebutuhan solar = 0.98m3/jam = 23.47liter/hari

3. Tangki bahan bakar

Fungsi : Menampung bahan bakar solar untuk generator

Jenis : Tangki silinder horisontal

Kebutuhan solar = 4.19 m3/hari

Waktu tinggal = 1 minggu

Tangki dirancang dengan over design 10% dengan D/H = 1

HxDxVt 2

4π

=

Vt = 1,1 x 4.19 m3/jam x 24 jam/hari x 7 hari

= 774.7495 m3

D3 = π

. 7495.7474 x

D = 7.9023 m

H = 7.9023 m

Spesifikasi Alat Utilitas

1. Filter

a. Kode : F-01

b. Fungsi : Menyaring kotoran-kotoran yang berukuran kecil maupun

besar

c. Lebar : 15 ft

d. Panjang : 10 ft

e. Diameter : 0,01 m

2. Bak Pengendap Awal

a. Kode : B-01

b. Fungsi : Menampung air yang berasal dari air sungai dan

mengendapkan kotoran yang terbawa (ukuran besar) yang tidak

tersaring pada saringan kasar dengan waktu tinggal 5 jam.

c. Bahan : Beton

d. Jenis : Persegi panjang

e. Volume : 164,5 m3

f. Lebar : 3,45 m

g. Panjang : 6,90 m

h. Tinggi : 6,90 m

3. Bak Penggumpal

a. Kode : B-02

b. Fungsi : Menyaring dan menggumpalkan kotoran yang terikut dengan

waktu tinggal 24 jam

c. Bahan : Beton



f. Panjang : 2,98 m

g. Tinggi : 1,49 m

h. Lebar : 2,98 m

4. Clarifier

a. Kode : C-01

b. Fungsi : Mengendapkan partikel-partikel halus yang ada dalam air

tanah dengan waktu tinggal 12 jam

c. Bahan : Beton

d. Jenis : Silinder horisontal

e. Volume : 397,71 m3

f. Diameter : 10,04 m

g. Tinggi : 5,02 m

5. Bak Penyaring / Sand Filter

a. Kode : B-03

b. Fungsi : Menyaring partikel-partikel halus yang belum terendapkan

di Clarifier.

c. Bahan : Beton

d. Jenis : Graving Sand Filter

e. Volume : 9,8738 m3

f. Lebar : 0,52 m

g. Panjang : 1,04 m

h. Tinggi : 0,52 m

6. Bak Penampung Sementara

a. Kode : B–04

b. Fungsi : Menampung air yang berasal dari bak penyaringan

c. Bahan : Cast Steel



f. Tinggi : 2,54 m

g. Panjang : 5,08 m

h. Lebar : 2,54 m

7. Tangki Karbon Aktif

a. Kode : T-01

b. Fungsi : Membersihkan air dari bau dan rasa yang kurang sedap

c. Jenis : Persegi panjang

d. Volume : 0,2508 m3

e. Tinggi : 1.09 m


8. Tangki Air Bersih

a. Kode : T-02

b. Fungsi : Menampung air bersih untuk perkantoran


d. Volume : 249,30 m3

e. Tinggi : 10,83 m


9. Bak Penampung Air Pendingin

a. Kode : B-05

b. Fungsi : Menampung air untuk sistem pendingin.


d. Volume : 70,77 m3

e. Lebar : 2,61 m

f. Panjang : 5,21 m

g. Tinggi : 2,61 m

10. Cooling Tower

a. Kode : CT-01

b. Fungsi : Mendinginkan air pendingin yang telah digunakan.

c. Jenis : Induced draft packed cooling tower

d. Luas : 33,39 m2

e. Panjang : 4,88 m

11. Pompa

11.1. Pompa 1

a. Kode : P-01

b. Fungsi : Memompa air sungai menuju ke bak pengendap awal.

c. Bahan : Stainless Steel

d. Jenis : Centrifugal pump

e. Jumlah : 2 buah

f. Kapasitas : 30,1438 m3/jam

g. BHP teoritis : 0,9046 Hp

h. BHP actual : 1,0643 Hp

i. Power motor : 2 Hp

11.2. Pompa 2

a. Kode : P-02

b. Fungsi : Memompa air pendingin dari bak penampung air

sementara ke bak air pendingin



e. Jumlah : 2 buah





11.3. Pompa 3

a. Kode : P-03

b. Fungsi : Memompa air pendingin dari bak penampung air

pendingin ke sistem pendingin


d. Jenis : Centrifugal pompa

e. Jumlah : 6 buah


g. BHP teoritis : 0.4697 Hp

h. BHP actual : 0.7828 Hp


11.4. Pompa 4

a. Kode : P-04

b. Fungsi : Memompa air dari Cooling Tower ke bak air pendingin



e. Jumlah : 6 buah


g. BHP teoritis : 0.4658 Hp

h. BHP actual : 0.7763 Hp


11.5. Pompa 5

a. Kode : P-05

b. Fungsi : Memompa air ke anion exchanger



e. Jumlah : 2 buah




i. Power motor : 0.5 Hp

11.6. Pompa 6

a. Kode : P-06

b. Fungsi : Memompa air dari anion exchanger ke tangki

penampung air boiler.



e. Jumlah : 2 buah




i. Power motor : 0,5 Hp

11.7. Pompa 7

a. Kode : P-07

b. Fungsi : Memompa air ke tangki deaerator.



e. Jumlah : 2 buah

f. Kapasitas : 1,2085 m3 /jam



i. Power motor : 0,5 Hp

12. Tangki umpan boiler

a. Kode : T-05

b. Fungsi : Menampung make-up untuk umpa boiler .

c. Jenis : Tangki silinder horisontal

d. Jumlah : 1 buah

e. Bahan : Stainless Steel

f. Waktu tinggal : 12 jam

g. Volume : 581,7454 m3

h. Diameter : 11,40 m

i. Tinggi : 5,70 m

13. Tangki Deaerator

a. Kode : T-03

b. Fungsi : Menghilangkan gas CO2 dan O2 yang terikat dalam

feed water yang dapat menyebabkan korosi atau karat

pada boiler


d. Waktu tinggal : 24 jam

e. Jenis : Tangki silinder tegak

f. Volume : 3,67 m³

g. Diameter : 1,33 m

h. Tinggi : 2,65 m

14. Tangki anion exchanger

a. Kode : T-03

b. Fungsi : Menghilangkan mineral atau kesadahan dari air sebesar

yang disebabkan oleh anion seperti Cl-, dan SO4- sehingga

dapat menimbulkan kerak yang pada akhirnya

mengakibatkan perpindahan panas akan tertahan dan

menyumbat aliran pada plat.


d. Jenis : Tangki silinder tegak

e. Volume : 42,42 ft³

f. Tinggi : 12 ft (0.4176 m )

15. Tangki kation exchanger

a. Kode : T-03

b. Fungsi : Menghilangkan mineral atau kesadahan dari air sebesar

yang disebabkan oleh kation seperti Ca, Mg dan Na

sehingga dapat menimbulkan kerak yang pada akhirnya

mengakibatkan perpindahan panas akan tertahan dan

menyumbat aliran pada plat


d. Jenis : Tangki silinder tegak

e. Volume : 42,42 ft³

f. Tinggi : 12 ft (0.4176 m )

4.1.5. Unit Pengolahan Limbah

Untuk pengolahan limbah pada perancangan pabrik Magnesium

sulfat ini bertujuan untuk mengolah dan memeriksa limbah atau cemaran

yang dihasilkan agar memenuhi peraturan pemerintah atau tidak

membahayakan lingkungan.

Adapun limbah yang dihasilkan dari pabrik Magnesium Sulfat ini

berupa limbah cair, limbah padat dan limbah padat, yaitu:

Tabel 4.6 Klasifikasi Limbah dan Peanganannya

No Jenis limbah Asal Jumlah

(kg/jam)

Penanganan

1.

Limbah Cair

- Air Domestik yang

berasal dari toilet dan air

perkantoran

- Flash drum (RDVF)

- Blow down cooling

tower

1,731.2500

3,124.1933

13,005.1065

Air buangan ini tampung

kemudian diolah dalam

unit stabilisasi dengan

menggunakan lumpur aktif,

aerasi dan injeksi klorin,

dimana klorin berfungsi

sebagai disinfektan untuk

membunuh

mikroorganisme yang

menimbulkan penyakit.

2.

3.

Limbah padat

Limbah gas

berupa padatan tersaring

yang berasal dari filter

(RDVF)

- MgCO3

- SiO2

- CaO

- Fe2+

- MgSO4.H2O

- Fe2O3

- Berasal dari Reaktor

yang berupa CO2

2,074.8990

8.3490

17.8553

3.2995

533.3229

0,5172

762.2778

Limbah padat ditampung

dalam suatu bak

penampung kemudian

dijual sebagai produk

samping ke industri lain.

Limbah gas yang berupa

CO2 kemudian ditampung

kemudian dijual ke industri

lain untuk dioleh menjadi

es kering.

4.2. Laboratorium

Laboratorium merupakan bagian yang sangat penting dalam

menunjang kelancaran proses produksi dan menjaga mutu produk.

Sedangkan peran yang lain adalah pengendalian pencemaran lingkungan,

baik udara maupun limbah cair. Laboratorium kimia merupakan sarana

untuk mengadakan penelitian bahan baku, proses maupun produksi. Hal ini

dilakukan untuk meningkatkan dan menjaga kualitas atau mutu produksi

perusahaan. Analisa yang dilakukan dalam rangka pengendalian mutu

meliputi analisa bahan baku, analisa proses, dan analisa kualitas produk.

Tugas laboratorium antara lain :

1. Memeriksa bahan baku yang akan digunakan dalam pabrik

2. Menganalisa dan meneliti produk yang akan dipasarkan

3. Memeriksa kadar zat-zat yang dapat menyebabkan pencemaran pada

buangan pabrik

Laboratorium melaksanakan kerja selam 24 jam sehari dibagi dalam

kelompok kerja shift dan non shift.

1. Kelompok kerja non shift

Kelompok kerja ini mempunyai tugas melakukan analisa khusus yaitu

analisa yang sifatnya tidak rutin dan menyediakan reagen yang

diperlukan oleh laboratorium dalam rangka membantu kelancaran

pekerjaan kelompok shift.

Tugas kelompok non shift :

a. Menyiapkan reagen untuk analisa laboratorium

b. Menganalisa bahan baku , bahan penolong, dan hasil produksi

c. Melakukan analisa bahan buangan penyebab polusi lingkungan

d. Melakukan penelitian atau percobaan untuk membantu kelancaran

proses produksi

2. Kelompok kerja shift

Kelompok kerja ini melakukan tugas pemantauan dan analisa-analisa

rutin terhadap proses produksi, dalam melaksanakan tugasnya kelompok

ini menggunakan sistem bergilir yaitu kerja shift 24 jam sehari, masing-

masing bekerja selama 8 jam yaitu :

a. Shift I : jam 07.00 – 15.00

b. Shift II : jam 15.00 – 23.00

c. Shift III : jam 23.00 – 07.00

Tugas kelompok ini di laboratorium adalah melakukan analisa atau

pemantauan kualitas terhadap bahan baku dan bahan pembantu yang

digunakan serta pemantauan selama proses berlangsung. Beberapa tugas

pokok kelompok ini antara lain :

a. Melakukan pemantauan terhadap performance proses produksi

dengan melakukan analisa terus-menerus terhadap pencemaran

lingkungan

b. Melakukan pemantauan/analisa terhadap mutu air dan lain-lain yang

berkaitan langsung dengan proses produksi

4.2.1. Program kerja laboratorium

Dalam upaya pengendalian mutu produk pabrik Magnesium sulfat ini

mengoptimalkan aktivitas laboratorium untuk pengujian mutu.

Untuk mempermudah pelaksanaan program kerja laboratorium,

maka laboratorium di pabrik dibagi tiga bagian :

1. Laboratorium pengamatan

Kerja dan tugas laboratorium ini adalah melakukan analisa secara fisika

terhadap semua aliran yang berasal dari proses produksi maupun tangki

serta mengeluarkan “Certificate of Quality” untuk menjelaskan

spesifikasi hasil pengamatan. Jadi pemeriksaan dan pengamatan

dilakukan terhadap bahan baku dan produk akhir.

2. Laboratorium analitik

Kerja dan tugas laboratorium ini adalah melakukan analisa terhadap

sifat-sifat dan kandungan kimiawi bahan baku dan produk akhir.

3. Laboratorium penelitian pengembangan lingkungan

Kerja dan tugas laboratorium ini adalah melakukan penelitian dan

pengembangan terhadap permasalahan yang berhubungan dengan

kualitas material dalam proses untuk meningkatkan hasil akhir. Sifat dari

laboratorium ini tidak rutin dan cenderung melakukan penelitian hal-hal

yang baru untuk keperluan pengembangan.

4.2.2. Penanganan sampel

Dalam menganalisa harus diperhatikan jenis sampel yang akan

diambil. Untuk melakukan analisa dalam bentuk cairan, maka terlebih

dahulu sampel harus didinginkan bila sampel yang dianalisa panas. Untuk

cairan yang berbahaya, pengambilan sampel dilakukan dengan alat yang

dapat melindungi diri dari bahaya yang bisa ditimbulkan.

4.2.3. Prosedur analisa

Laboratorium mempunyai tugas analisa terhadap proses dalam

pabrik dan unit pendukung proses.

a. Proses dalam pabrik

1). MgCO3, H2SO4 masuk silo dan tangki penyimpan, analisa ini

meliputi : warna, densitas, kemurnian, viskositas

2). Produk keluar Reaktor

3). Produk keluar Precipitator

4). Filtrat keluar Rotary Drum Filter

5). Cairan keluar dari Evaporator

6). Kristal keluar Kristalizer

7). Kristal dan cairan keluar Centrifuge

8). Kristal keluar Rotary Dryer

b. Unit pendukung proses

Analisa untuk utilitas meliputi :

1. Air lunak proses kapur dan air proses penjernihan, yang dianalisa

pH, SiO2, Ca sebagai CaCO3, sulfur sebagai SO4-, Chlor, sebagai Cl2,

dan zat padat terlarut

2. Air bebas mineral, analisis sama dengan penukar ion

3. Boiler Feed Water, yang dianalisa pH, jumlah CO2 terlarut dan kadar

Fe

4. Air dalam boiler, yang dianalisa pH, jumlah zat padat terlarut, kadar

Fe, kadar CaCO3, SO3, PO42-, SiO2

5. Air minum yang dihasilkan dianalisa pH, chlor, kekeruhan

4.3. Keselamatan dan Kesehatan Kerja

Keselamatan kerja merupakan hal penting bagi perlindungan tenaga

kerja yang berkaitan dengan alat kerja, mesin, bahan dan proses pengolahan,

tempat kerja, lingkungannya serta cara pengerjaannya.

Tujuan keselamatan kerja :

1. Melindungi tenaga kerja dalam melakukan pekerjaan untuk

kesejahteraan hidup dan meningkatkan produksi

2. Menjamin keselamatan orang lain yang berada di lingkungan kerja

3. Memelihara sumber produksi dan dipergunakan secara aman di

lingkungan kerja

Untuk pelaksanaan program keselamatan kerja, disediakan

perlengakapan pakaian seragam kerja untuk tiap-tiap karyawan. Selain itu

perusahaan juga menyediakan alat-alat pelindung diri yang disesuaikan

dengan kondisi dan jenis pekerjaan. Peralatan Safety (Safety Equipment)

harus dipakai oleh setiap karyawan yang berada di plant atau daerah proses.

Perlengkapan safety yang harus dipakai :

1. Sepatu safety

2. Safety Goggle (kacamata safety)

3. Ear muff/Ear plug, yaitu penutup telinga yang dipakai untuk mengurangi

suara bising dari mesin

4. Safety Helmet, yaitu lat pelindung kepala

5. Masker, yaitu penutup hidung dan mulut untuk menyaring udara yang

dihisap

6. Breathing apparatus, yaitu alat bantu pernafasan dimana dipakai jika

udara sekeliling kotor sekali atau beracun

Adapun tindakan pencegahan yang dilakukan oleh perusahaan

antara lain :

a. Penyediaan alat pencegah kebakaran dan kebocoran

b. Pemberian penerangan, latihan, dan pembinaan agar setiap pekerja yang

ada di tempat dapat mengetahui cara melakukan penceghan jika terjadi

kecelakaan, kebakaran, peledakan, dan kebocoran pipa yang berisi zat

berbahaya

c. Pemberian penerangan mengenai pertolongan pertama pada kecelakaan

F-01 P-01

C-01

B-01

B-04

B-02

P-02 B-05

T-01

T-03

T-04T-06

P-05 P-06

DE

BO

DE

P-07

CT

P-03 P-04

Sistem Pendinginan

T-07T-08

Sistem Pemanas

B-03

Steam jenuhKondensat

Blow Down

Al2(SO4)3.18 H2O Na2CO3

H2SO4

NaOH

T-09

N2H4

Keterangan :

F-01 = FilterB-01 = Bak pengendap awalB-02 = Bak penggumpalC-01 = ClarifierB-03 = Bak penyaringB-04 = Bak penampung sementaraB-05 = Bak air pendinginCT = Cooling towerDE = DeaeratorT-01 = Tangki karbon aktifT-02 = Tangki KlorinT-03 = Tangki air bersihT-04 = Tangki Kation exchangerT-05 = Tangki Anion exchangerT-06 = Tangki penampung air boilerT-07 = Tangki H2SO4T-08 = Tangki NaOHT-09 = Tangki N2H4T-10 = Tangki Air ProsesBO = BoilerP 01-07 = Pompa

T-02

Klorin

Ka kantor dan perumahan

T-10

Blow Down

Ke Alat Proses

T-05

Gambar 4.1 Unit Pengolahan Air

utilitas

Documents