PRA RANCANGAN PABRIK
PALMITAMIDA DARI ASAM PALMITAT DAN
UREA
DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 6500
TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana
OLEH :
SISKA AYU WULANDARI
NIM : 080425018
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
LEMBAR PENGESAHAN
PRA RANCANGAN PABRIK
PALMITAMIDA DARI ASAM PALMITAT DAN UREA
DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 6500 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana
OLEH :
SISKA AYU WULANDARI NIM : 08 0425 0218
Telah Diperiksa/Disetujui
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
(Ir.Indra Surya, MSc) (Dr.Ir. Hamidah Harahap, MSc) NIP. 19630609 198903 1 004 NIP. 196710291 99501 2 001
Mengetahui,
Koordinator Tugas Akhir
(Ir. Renita Manurung, MT)
NIP. 1968112141 999792 2 002
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
LEMBAR PENGESAHAN
PRA RANCANGAN PABRIK
PALMITAMIDA DARI ASAM PALMITAT DAN UREA
DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 6500 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana
OLEH :
SISKA AYU WULANDARI NIM : 08 0425 0218
Telah Diperiksa/Disetujui
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
(Ir.Indra Surya, MSc) (Dr.Ir. Hamidah Harahap, MSc) NIP. 19630609 198903 1 004 NIP. 19671029 199501 2 001
Dosen Penguji I Dosen Penguji II Dosen Penguji III
(Dr.Ir. Hamidah Harahap, MSc) (Dr.Ir.Rosdanelli,MT) (Nurhasmawaty Pohan,ST,MSc) NIP. 19671029 199501 2 001 NIP. 19680808 199403 2 003 NIP. 19521201 198901 2 001
Mengetahui,
Koordinator Tugas Akhir
(Ir. Renita Manurung, MT)
NIP. 1968112141 999792 2 002
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkat dan
rahmatNya serta kekuatan dan kesabaran dan kemudahan kepada penulis sehingga
dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul:
PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN PALMITAMIDA DARI ASAM PALMITAT DAN UREA
DENGAN KAPASITAS 6500 TON/TAHUN
Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi tugas-tugas dan merupakan salah
satu syarat untuk mengikuti ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Dalam menyelesaikan tugas akhir ini penulis banyak menerima bantuan,
bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan
tarima kasi banyak yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Ir. Indra Surya, MSc, selaku dosen pembimbing dalam penyusunan
tugas akhir ini, atas segala limpahan ilmunya, bimbingan, petunjuk,
kesabaran dan kemurahan hatinya yang diberikan kepada penulis selama
dalam penyusunan laporan ini
2. Ibu Dr.Ir. Hamidah Harahap, MSc, selaku Dosen Pembimbing II yang
telah memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis dalam
penyelesaian Tugas Akhir ini.
3. Bapak DR. Eng Ir. Irvan, M.Si, Ketua Jurusan Departemen Teknik Kimia,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara
4. Ibu Fatimah, ST, MT, Sekertaris Jurusan Departemen Teknik Kimia,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara
5. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, Koordinator Tugas Akhir Departemen
Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara
6. Staf Pengajar Departemen Teknik Kimia atas ilmu yang diberikan kepada
7. Para Pegawai Departemen Teknik Kimia atas bantuan dan kemudahan
administratif yang diberikan.
8. Secara khusus ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya dan yang tak
terhingga kepada orang tua terkasih Ibunda Alm. Sri Lily Haryati,
Ayahanda Sumpenak Atmaja, SH dan Bunda Yoshida Retno atas segala
doa, cinta kasih dan bimbingan, perhatian, semangat, kebaikan,
kemurahan hati, keiklasan dan ketulusan serta dukungan moril dan materil
kepada penulis, serta kakanda Tita Mega Atmayasari, SE dan abangnda
Bayu Hardian, SSN dan Azwar Sofwan, ST
9. Rekan penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini Pernandes dan Bang
Idris.
Penulis menyadari Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan dikarenakan
keterbatasan pengetahuan dan pengalaman penulis, untuk itu penulis mengharapkan
saran dan kritik yang membangun. Semoga Tugas Akhir ini bisa bermanfaat bagi
para pembaca.
Penulis,
INTISARI
Palmitamida biasanya tersedia dalam bentuk butiran berbentuk tepung.
Palmitamida pada suhu kamar berwujud kristal yang jernih berwarna putih. Pabrik
pembuatan palmitamida dari asam palmitat dan urea ini direncanakan berkapasitas
produksi 6.500 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam setahun.
Lokasi pabrik direncanakan di Kawasan Industri Medan II, Sumatera Utara
yang dekat dengan penghasil bahan baku di Sumatera Utara, dengan luas areal pabrik
11.000 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini berjumlah
110 orang karyawan dengan bentuk badan usaha adalah Perseroan Terbatas (PT)
yang dipimpin oleh seorang General Manager dengan struktur organisasi adalah
sistem garis dan staff.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik ini adalah sebagai berikut:
a. Total Modal Investasi : Rp. 738.254.867.196,-
b. Total Biaya Produksi : Rp. 1.444.942.037.108,-
c. Hasil Penjualan : Rp. 1.820.000.000.000,-
d. Laba Bersih : Rp. 262.540.574.024,-
e. Profit Margin (PM) : 20,60 %
f. Break Even Point (BEP) : 61,4 %
g. Return on Investment (ROI) : 21,59 %
h. Pay Out Time (POT) : 5 Tahun
i. Return on Network (RON) : 30,85 %
j. Internal Rate of Return (IRR) : 42,37 %.
Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa perancangan
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
INTISARI ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ...
BAB I PENDAHULUAN ... I-1
1.1 Latar Belakang ... I-1
1.2 Perumusan Masalah ... I-2
1.3 Tujuan Perancangan Pabrik ... I-3
1.4 Manfaat Peracangan ... I-3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1
2.1 Teori ... II-1
2.2 Palmitamida ... II-3
2.3 Sifat – sifat Kimia dan Fisika Bahan Baku ... II-3
2.4 Deskripsi Proses ... II-6
BAB III NERACA MASSA ... III-1
3.1 Neraca Massa di Tangki Reaktor (R-210) ... III-1
3.2 Neraca Massa di Tangki Pemurni (T-310) ... III-1
3.3 Neraca Massa di Filter Press (H-320)... III-2
3.4 Neraca Massa di Evaporator (V-340) ... III-2
3.5 Neraca Massa di Rotary Dryer (RD-350) ... III-2
3.6 Neraca Massa di Kondensor (E-360) ... III-2
BAB IV NERACA PANAS ... IV-1
4.1 Neraca Panas di Tangki Urea (T-130)... IV-1
4.2 Neraca panas di tangki asam palmitat (T-140) ... IV-1
4.3 Neraca panas di tangki reaktor (R-210) ... IV-2
4.4 Neraca panas di evaporator (V-340) ... IV-2
4.5 Neraca panas di rotary dryer (RD-350) ... IV-2
4.6 Neraca panas di kondensor (E-360) ... IV-3
5.1 Gudang Bahan Baku Urea (G-110) ... V-1
5.2 Bucket Elevator Urea (J-111) ... V-1
5.3 Gudang Bahan Baku Asam Palmitat (G-120) ... V-1
5.4 Bucket Elevator Asam Palmitat (J-121) ... V-2
5.5 Tangki Pemanas Urea (130)... V-3
5.6 Tangki Pemanas Asam Palmitat (T-140) ... V-3
5.7 Reaktor (R-210) ... V-3
5.8 Tangki Penampung Sementara (F-220) ... V-4
5.9 Ball Mill ... V-4
5.10 Tangki Pemurnian Palmitamida (T-310) ... V-5
5.11 Filter Press (H-320) ... V-5
5.12 Tangki Penampung Sementara (F-330) ... V-5
5.13 Evaporator (V-340) ... V-6
5.14 Rotary Dryer (RD-350) ... V-6
5.15 Gudang Produk Stearamida (G-380) ... V-7
5.16 Kondensor (E-360) ... V-7
5.17 Tangki Penampung Kloroform (F-370) ... V-7
5.18 Pompa Urea (L-131) ... V-7
5.19 Pompa Asam Palmitat (L-141) ... V-7
5.20 Pompa Tangki Pemurni Palmitamida (L-311) ... V-8
5.21 Belt Conveyor (J-321) ... V-8
5.22 Belt Conveyor (J-331) ... V-9
5.23 Screw Conveyor (SC-221) ... V-9
5.24 Conveyor (SC-231)... V-9
5.25 Belt Conveyor (J-231) ... V-9
5.26 Belt Conveyor (J-331) ... V-10
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1
6.1 Instrumentasi ... VI-1
6.2 Keselamatan Kerja ... VI-6
6.3 Keselamatan Kerja Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Stearamida ... VI-6
BAB VII UTILITAS ... VII -1
7.2 Kebutuhan Air ... VII-2
7.3 Kebutuhan Listrik ... VII-5
7.4 Kebutuhan Bahan Bakar... VII-7
7.5 Unit Pengolahan Limbah ... VII-8
7.6 Spesifikasi Peralatan Utilitas ... VII-15
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ... VIII-1
8.1 Gambaran Umum ... VIII-1
8.2 Pemilihan Lokasi Pabrik ... VIII-1
8.3 Lokasi Pabrik Pembuatan Palmitamida ... VIII-2
8.4 Tata Letak Pabrik Pembuatan Palmitamida ... VIII-3
8.5 Perincian Luas Areal pabrik Pembuatan Palmitamida ... VIII-4
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ... IX-1
9.1 Organisasi Perusahaan ... IX-1
9.2 Manajemen Perusahaan ... IX-3
9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ... IX-4
9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ... IX-5
9.5 Tenaga Kerja dan Jam Kerja ... IX-9
9.6 Kesejahteraan Tenaga Kerja... IX-11
BAB X ANALISA EKONOMI ... X-1
10.1 Modal Investasi ... X-1
10.2 Biaya produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ... X-3
10.3 Total Penjualan (Total Sales) ... X-4
10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ... X-5
10.5 Analisa Aspek Ekonomi ... X-5
BAB IX KESIMPULAN ... XI-1
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ... LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ... LB-1
LAMPIRAN C SPESIFIKASI ALAT ... LC-1
LAMPIRAN D SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS ... LD-1
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Produksi Asam Palmitat di Indonesia... I-2
Tabel 2.1 Komposisi Asam Lemak (%) pada Minyak Sawit, Olein, Stearin, dan
Minyak Inti Sawit ... II-1
Tabel 2.2 Komposisi Asam Lemak dari Minyak Sawit, Olein, Stearin, dan Minyak
Inti Sawit ... II-2
Tabel 3.1 Neraca Massa pada Tangki Reaktor (R-210) ... III-1
Tabel 3.2 Neraca Massa pada Tangki Pemurni (T-310) ... III-1
Tabel 3.3 Neraca Massa pada Filter Press (H-320) ... III-2
Tabel 3.4 Neraca Massa pada Evaporator (V-340)... III-2
Tabel 3.5 Neraca Massa pada Rotary Dryer (RD-350) ... III-
Tabel 3.6 Neraca Massa pada Kondensor (E-360) ... III-
Tabel 4.1 Neraca Panas pada Tangki Urea (T-130)... IV-
Tabel 4.2 Neraca Panas pada Tangki Asam Stearat (T-140) ... IV-
Tabel 4.3 Neraca Panas pada Tangki Reaktor (R-210) ... IV-
Tabel 4.4 Neraca Panas pada Evaporator (V-340) ... IV-
Tabel 4.5 Neraca Panas pada Rotary Dryer (RD-350) ... IV-
Tabel 4.6 Neraca Panas pada Kondensor (E-360) ... IV-
Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Palmitamida
dari Asam Palmitat dengan Urea ... VI-
Tabel 7.1 Kebutuhan Air Pendingin pada alat... VII-
Tabel 7.2 Kebutuhan Uap sebagai Media Pemanas pada berbagai alat ... VII-
Tabel 7.3 Sifat Fisika Air Sungai Deli ... VII-
Tabel 7.4 Kandungan Bahan Kimia dalam Air Sungai Deli ... VII-
Tabel 8.1 Perincian Luas Areal Pabrik ... VIII-
Tabel 9.1 Jumlah Tenaga Kerja Beserta Tingkat Pendidikannya ... IX-9
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Flowsheet Pra-Rancangan Pabrik Palmitamida ... II-8
Gambar 7.1 Proses Pengolahan Limbah ... VII-30
Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik... VIII-6
INTISARI
Palmitamida biasanya tersedia dalam bentuk butiran berbentuk tepung.
Palmitamida pada suhu kamar berwujud kristal yang jernih berwarna putih. Pabrik
pembuatan palmitamida dari asam palmitat dan urea ini direncanakan berkapasitas
produksi 6.500 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam setahun.
Lokasi pabrik direncanakan di Kawasan Industri Medan II, Sumatera Utara
yang dekat dengan penghasil bahan baku di Sumatera Utara, dengan luas areal pabrik
11.000 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini berjumlah
110 orang karyawan dengan bentuk badan usaha adalah Perseroan Terbatas (PT)
yang dipimpin oleh seorang General Manager dengan struktur organisasi adalah
sistem garis dan staff.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik ini adalah sebagai berikut:
a. Total Modal Investasi : Rp. 738.254.867.196,-
b. Total Biaya Produksi : Rp. 1.444.942.037.108,-
c. Hasil Penjualan : Rp. 1.820.000.000.000,-
d. Laba Bersih : Rp. 262.540.574.024,-
e. Profit Margin (PM) : 20,60 %
f. Break Even Point (BEP) : 61,4 %
g. Return on Investment (ROI) : 21,59 %
h. Pay Out Time (POT) : 5 Tahun
i. Return on Network (RON) : 30,85 %
j. Internal Rate of Return (IRR) : 42,37 %.
Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa perancangan
BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Dalam rangka mengantisipasi melimpahnya produksi CPO, maka diperlukan
usaha untuk mengolah CPO menjadi produk hilir dengan mendayagunakan setiap
komponen kimia yang terkandung didalam CPO menjadi bahan-bahan kimia lain
seperti senyawa amida. Pengolahan CPO menjadi produk hilir memberikan nilai
tambah tinggi. Produk olahan dari CPO dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu
produk pangan dan non pangan. Produk pangan terutama minyak goreng dan
margarin. Produk non pangan terutama oleokimia yaitu asam lemak, metil ester,
senyawa amida, senyawa amina, surfaktan, gliserin dan turunan-turunannya.
Senyawa amida dapat disintesis dengan beberapa cara yaitu dengan dehidrasi
garam ammonium, dimana asam karboksilat dicampur dengan amina akan diperoleh
garam ammonium yang kemudian didehidrasi membentuk senyawa amida. Menurut
Fessenden, R.J. dan Fessenden, J.S. (1986) amida dapat disintesis dengan
mereaksikan antara ester dengan amoniak cair dan menghasilkan hasil samping
etanol.
Asam palmitat merupakan salah satu asam lemak yang terdapat dalam minyak
kelapa sawit (CPO). Kandungan asam palmitat dalam minyak kelapa sawit tinggi dan
merupakan komponen yang terbanyak didalam minyak kelapa sawit tersebut yaitu
sebesar 40 – 46%.
Tabel 1.2. Kadar Asam Lemak Dalam Minyak kelapa Sawit
Kadar Asam Lemak Dalam Minyak kelapa Sawit
Tipe Asam Lemak Persentase
Palmitic C16 44,3 %
Stearic C18 4,6 %
Myristic C14 1,0 %
Oleic Acid C18 38,7 %
Lainnya 0,9 %
Hijau: Lemak Jenuh; Biru: Satu Lemak tidak Jenuh; Jingga: Banyak Lemak Tidak Jenuh
Dari komposisi asam palmitat di atas dapat dibuat palmitamida dengan cara
sintesa antara asam palmitat dan urea, karena urea adalah bahan yang memiliki gugus
polar juga non polar.
Industri palmitamida banyak digunakan pada aplikasi seperti bahan baku
pembuatan produksi karet. Pesatnya kemajuan industri tersebut menuntut terjaganya
pasokan bahan-bahan yang merupakan bahan baku maupun bahan pembantu bagi
kelangsungan produksi. Mengingat hal tersebut perlu kiranya segera didirikan pabrik
palmitamida.
1.2Rumusan Masalah
Dampak krisis keuangan global sangat berimbas pada sektor industri
khususnya CPO. Harga CPO semakin lama semakin menurun dan produksi CPO
yang dihasilkan berlimpah. Salah satu usaha agar harga CPO tetap stabil dimasa
yang akan datang adalah dengan melakukan diversifikasi produk-produk kimia yang
berasal dari CPO. Salah satunya yang akan ditawarkan adalah pembuatan
palmitamida dari asam palmitat CPO. Diharapkan pada tahun-tahun yang akan
datang dampak krisis global tidak terjadi lagi pada sektor industri.
1.3Tujuan Rancangan
Tujuan utama pra rancangan pabrik pembuatan Palmitamida adalah untuk
memanfaatkan CPO di dalam negeri yang semakin melimpah untuk menjadikan
bahan baku dalam pembuatan palmitamida.
Berdirinya pabrik pembuatan palmitamida akan menciptakan lapangan
pekerjaan dan mengurangi pengangguran yang pada akhirnya akan meningkatkan
kesejahteraan rakyat dan bangsa Indonesia.
1.4Manfaat Rancangan
Manfaat yang diperoleh dari Pra rancangan Pabrik Palmitamida dengan
kapasitas 6500 ton/tahun adalah memberikan gambaran kelayakan (feasibility) pabrik
ini untuk dikembangkan di Indonesia. Dimana nantinya gambaran tersebut menjadi
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Asam Palmitat
Asam palmitat adalah asam lemak jenuh rantai panjang yang terdapat dalam
bentuk trigliserida pada minyak nabati maupun minyak hewani disamping juga asam
lemak lainnya. Minyak tersebut merupakan ester gliserol palmitat maupun ester
gliserol lainnya, yang apabila disabunkan dengan suatu basa kuat, kemudian diikuti
hidrolisis dengan suatu asam akan menghasilkan gliserol, asam palmitat disamping
asam lemak lainnya. Asam palmitat dapat dipisahkan dari asam-asam lainnya secara
destilasi fraksinasi metal ester asam lemak yang kemudian masing-masing asam
lemak tersebut. Diperkirakan kandungan palmitat dalam PKO 9% berat dan dalam
minyak kelapa 46% berat.
Berikut ini dicantumkan beberapa sumber lain dari palmitat, diantaranya :
minyak sapi (46%), minyak avokat (70%) minyak kelapa (6%) (Brahmana, 1998),
juga terdapat dalam minyak wijen (45,5%), minyak jagung (30%), minyak kedelai
(11-60%), minyak kemiri(10%), minyak kacang tanah (40-60%), minyak
tengkawang(40%) (Ketaren, 1986).
Tabel 2.1 komposisi asam lemak (%) pada minyak sawit, olein, stearin, dan minyak
inti sawit
Jenis
asam
lemak
Minyak
sawit
Olein Stearin Palmitat Minyak inti
sawit
Kaprat - - - - 3,00
Laurat - - - - 47,20
Miristat 1,18 1,02 1,18 1,23 16,37
Palmitat 56,84 41,84 56,84 52,84 8,57
Stearat 3,61 3,31 3,61 3,21 2,89
0leat 30,36 42,08 30,36 42,08 17,97
Linoleat 7,99 11,75 7,99 11,65 2,92
Jadi dengan demikian asam palmitat merupakan bahan baku melimpah yang
banyak terdapat dalam berbagai minyak nabati dan lemah hewani yang dapat
digunakan dalam berbagai bidang industri oleokimia.
Asam palmitat adalah asam lemak jenuh rantai panjang dengan rumus
molekul CH3(CH2)16COOH . Asam palmitat terdapat dalam bentuk trigliserida pada
minyak nabati seperti : minyak kelapa, minyak kelapa sawit, minyak inti sawit,
minyak avokat, minyak kelapa, minyak biji kapas, minyak kacang kedelai, minyak
bunga matahari, dan lain-lain. Asam palmitat juga terdapat dalam lemak sapi
(Brahmana, 1998). Minyak tersebut merupakan ester gliserol palmitat maupun ester
gliserol lainnya yang apabila disabunkan dengan suatu basa kuat, kemudian
ditambahkan dengan suatu asam akan menghasilkan gliserol, asam palmitat
disamping asam lemak lainnya.
Dari komposisi asam palmitat ini dapat dibuat palmitamida dengan cara
sintesa antara asam palmitat dan urea adalah bahan yang memiliki gugus polar juga
non polar.
2.2. Urea
Pupuk Urea, disebut pupuk Nitrogen (N), memiliki kandungan nitrogen 46 %. Urea
dibuat dari reaksi antara amoniak dengan karbon dioksida dalam suatu proses kimia
menjadi urea padat dalam bentuk prill (ukuran 1-3,35 mm) atau granul (ukuran
2-4,75 mm). Pupuk urea adalah pupuk buatan senyawa kimia organic dari CO(NH2)2,.
Urea larut sempurna di dalam air,30%-46%. Pupuk ini mempunyai kadar N 45 dan
tidak mengasamkan tanah.
2.3. Palmitamida
Palmitamida dapat dibuat dalam skala besar dan biasanya tersedia dalam
bentuk butiran. Palmitamida pada suhu kamar berwujud kristal yang jernih berwarna
putih. Palmitamida memiliki temperatur maksimum 200 0C dan palmitamida banyak
digunakan pada aplikasi seperti produksi karet. Palmitamida memiliki rumus
molekul : CH3(CH2)16CO(NH2)2 atau CH3 – (CH2)16 – CO – NH2 yang dapat dilihat
2CH3(CH2)14COOH + CO(NH2)2 2 CH3(CH2)14CO(NH2)2 +H2O + CO2
As. Palmitat Urea Palmitamida
2.4. Sifat – Sifat Kimia dan Fisika Bahan Baku
2.3.1. Asam Palmitat
a. Sifat Fisika Asam Palmitat
1. Rumus molekul : CH3(CH2)14COOH
2. Berat molekul : 284,48 gr/grmol
3. Titik didih : 370 0C (P : 760 mmHg)
4. Titik leleh : 69,3 0C (P : 760 mmHg)
5. Densitas : 850,58 gr/ml (P : 760 mmHg)
6. Indeks bias : 1,4299
7. Panas pembentukan : 47,54 kal/gr
8. Panas penguapan : 19.306,6 kal/mol
b. Sifat kimia Asam Palmitat
1. Dapat larut dalam eter, aseton, dan n-Hexane
2. Berasal dari lemak hewani dan nabati
3. Memiliki 46 % kadar asam lemak jenuh dalam kelapa kelapa sawit.
4. Memiliki 25 % kadar asam lemak jenuh dalam minyak inti sawit.
5. Diperoleh dari penyulingan minyak kelapa sawit
6. Jika bereaksi dengan urea menghasilkan senyawa yang baru yaitu
palmitamida
2CH3(CH2)14COOH + CO(NH2)2 2 CH3(CH2)14CO(NH2)2 + H2O + CO2
As. Palmitat Urea palmitamida
(http : palmitic acid. Di akses: 12/10/2010)
2.3.2. Urea
a. Sifat Fisika Urea
1. Berat molekul : 60 gr/mol
2. Titik lebur : 132,70C pada 1 atm
4. Energi pembentukan : – 47,120 kal/mol (250C)
5. Kapasitas panas (Cp) : 1,340 (2930K)
b. Sifat Kimia Urea (Perry dan Green, 1997)
1. Rumus molekul : CO(NH2)2
2. Berbentuk kristal tetragonal
3. Berbentuk primatik dan berwarna putih
4. Terdekomposisi pada titik didihnya
5. Dapat larut dalam amoniak dan air
2.3.3. Kloroform
a. Sifat Fisika Kloroform
1. Berat molekul : 119,38 gr/mol
2. Titik didih : 61,20C
3. Titik lebur : - 63,50C
4. Massa jenis : 1,49 gr/cm3 (200C)
5. Kelarutan dalam air : 0,82 gr/l (200C)
6. Viskositas : 0,542 cP
b. Sifat Kimia Kloroform
1. Rumus molekul : CHCl3
2. Merupakan larutan yang mudah menguap, tidak berwarna, memiliki bau
yang tajam dan menusuk.
3. Bila terhirup dapat menimbulkan kantuk
4. Tidak dapat bereaksi dengan palmitamida
CH3(CH2)14CO(NH2)2 + CHCl3 CH3(CH2)14CO(NH2)2 + CHCl3
5. Sebagai larutan pemurni pada palmitamida
(http : //en, wikipedia. org/wiki/chloroform.htm.diakses: 12/10/2010)
2.5. Sifat – Sifat Palmitamida
a. Sifat Fisika Palmitamida
1. Rumus molekul : CH3(CH2)16COOH
2. Berat molekul : 284,48 gr/grmol
3. Titik didih : 250-251 0C (P : 760 mmHg)
4. Titik leleh : 96-104 0C (P : 760 mmHg)
5. Densitas : 850,58 gr/ml (P : 760 mmHg)
6. Indeks bias : 1,4299
7. Panas pembentukan : 47,54 kal/gr
8. Panas penguapan : 19.306,6 kal/mol
b. Sifat kimia palmitamida
1. Dapat larut dalam eter, aseton, dan n-Hexane
2. Berasal dari lemak hewani dan nabati
3. Memiliki 4,6 % kadar asam lemak jenuh dalam kelapa kelapa sawit.
4. Memiliki 2,5 % kadar asam lemak jenuh dalam minyak inti sawit.
5. Diperoleh dari penyulingan minyak kelapa sawit
6. Jika bereaksi dengan urea menghasilkan senyawa yang baru yaitu
palmitamida
2CH3(CH2)14COOH + CO(NH2)2 2 CH3(CH2)14CO(NH2)2 + H2O + CO2
As. Palmitat Urea palmitamida
(http : //en, wikipedia. org/wiki/palmitamide.htm.diakses: 12/10/2010)
2.6. Deskripsi Proses
Proses Pembuatan palmitamida dari asam palmitat dilakukan dalam 3 tahap
yaitu :
1. Tahap Pengolahan Awal
2. Tahap Sintesa
2.6.1. Tahap Pengolahan Awal
Pada tahap pengolahan awal ini bahan baku urea dimasukkan ke dalam tangki
(T - 130) untuk dicairkan dengan pemanas steam pada suhu 135 0C sambil diaduk,
dan bahan baku asam palmitat dimasukkan ke dalam tangki (T - 140) untuk dicairkan
dengan pemanas steam hingga suhunya mencapai 135 0C sambil diaduk.
2.6.2. Tahap Sintesa
Pada tahap sintesa ini, urea dan asam palmitat yang telah melebur kemudian
dipompakan ke dalam tangki reaktor (R - 210) untuk direaksikan selama ± 5 jam
dengan suhu 1600C hingga suhu pada reaktor konstan, setelah proses reaksi
dilakukan, diperoleh palmitamida kotor. Kemudian palmitamida kotor tersebut
dipompakan ke dalam tangki penampung (F - 220), pada saat palmitamida
dipompakan kedalam tangki penampung, larutan tersebut mengalami penurunan
suhu sehingga palmitamida tersebut mengalami pemadatan, lalu palmitamida padat
diangkut dengan menggunakan scew conveyor (J - 221) dimasukkan ke dalam ball
mill (BM - 230) untuk digiling halus hingga berbentuk serbuk. Setelah itu diangkut
kembali dengan menggunakan screw conveyor (J - 231) lalu dimasukkan ke dalam
tangki pemurnian (T - 310) untuk dimurnikan.
2.6.3. Tahap Pemurnian Hasil/Produk
Pada tahap pemurnian hasil ini, palmitamida berbentuk serbuk yang dimasukkan
kedalam tangki pemurnian (T - 310). Kemudian dilarutkan dengan kloroform hingga
homogen kira-kira 30 menit, kloroform berfungsi sebagai larutan pemurni yang
digunakan untuk memurnikan palmitamida dari urea yang tersisa, setalah proses
pemurnian dilakukan hasil dari campuran palmitamida dengan kloroform
dipompakan ke filter press (H - 320) untuk memisahkan filtrat dengan residu. Pada
proses pemisahan residu dibuang menjadi urea bekas dan filtratnya dimasukkan ke
tangki penampung (H - 320), lalu dipompakan ke dalam Evaporator (V - 340) untuk
dipisahkan lagi dengan arah aliran atas dan bawah, aliran atas berupa uap kloroform
sedangkan aliran bawah adalah palmitamida basah. Palmitamida basah kemudian
dimasukkan ke rotary dryer (RD - 350) untuk dikeringkan, sedangkan uap dari
kloroform menjadi cairan kloroform. Cairan kloroform kemudian dipompakan ke
tangki kloroform (F - 330).
Palmitamida basah yang telah dimasukkan ke rotary dryer (RD - 350) kemudian
dipisahkan sehingga menjadi palmitamida murni, pada proses pengeringan ini terjadi
pemisahan antara palmitamida dengan kloroform. Kemudian palmitamida yang telah
dikeringkan berbentuk serbuk palmitamida. Lalu serbuk palmitamida dibawa dari
rotary dryer (RD - 350) ke gudang produk (G - 380) dengan menggunakan screw
BAB III
NERACA BAHAN
Kapasitas Produksi : 6500 ton/tahun
Basis Perhitungan : 1 jam
3.1 Pada Reaktor (R-210)
Tabel 3.1 Neraca Bahan pada Reaktor (R-210)
Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)
3 4 5 6
Urea 193,176 - - 96,588
Asam Palmitat - 824,2176 - -
Palmitamida - - - 820,998
Gas CO2 - - 70,8312 -
H2O - - 28,9769 -
Total 1017,394 1017,394
3.2 Pada Pelarut Palmitamida (TG-310)
Tabel 3.2 Neraca Bahan pada Tangki Pelarut (T-310)
Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)
10 11 12
Urea 96,588 - 96,588
Palmitamida 821 - 821
Kloroform - 1642 1642
3.3Filter Press (H-320)
Tabel 3.2 Neraca Bahan pada Filter Press (-320)
Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)
12 13 14
Urea 96,588 96,588 -
Palmitat 821 - 821
Kloroform 1642 16,42 1625,58
Total 2559,588 2559,588
3.4. Evaporator (V-340)
Tabel 3.4 Neraca Bahan pada Evaporator (V-340)
Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)
15 16 17
Palmitamida 821 821 -
Kloroform 1625,58 81,279 1544,301
Total 2446,58 2446,58
3.5 Rotary Dryer (RD – 350)
Tabel 3.5 Neraca Bahan pada Rotary Dryer (RD – 350)
Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)
16 19 20
Palmitat 821 - 821
Kloroform 1625,58 1625,58 -
Total 2446,58 2446,58
3.6 Kondensor (E – 360)
Tabel 3.6 Neraca Bahan Pada Kondensor (E – 360)
Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)
17 18
Kloroform 1625,58 1625,58
BAB IV
NERACA PANAS
Basis Perhitungan : 1 jam operasi
Kondisi Referensi : 25 0C atau 298 K, 1 atm
Kapasitas Produksi : 6500 ton/tahun
4.1 Tangki Pemanas Urea (T-130)
Tabel 4.1 Neraca Panas Pada Tangki Pemanas Urea (T-110)
Panas Masuk (kJ/Jam) Panas keluar (kJ/Jam)
Alur Komponen Qin = n.Cp.dT Alur Komponen Qin = n.Cp.dT
1 Urea 1.481,4989 3 Urea 32.592,97668
Panas steam 31.111,47778
TOTAL 32.592,97668 TOTAL 32.592,97668
4.2Tangki Pemanas Asam Palmitat (T-120)
Tabel 4.2 neraca Panas Pada Tangki Pemanas Asam Palmitat (T-120)
Panas Masuk (kJ/Jam) Panas keluar (kJ/Jam)
Alur Komponen Qin = n.Cp.dT Alur Komponen Qin = n.Cp.dT
2 Asam Palmitat 7131,414 4 Asam palmitat 156891,108
Panas steam 149759,694
TOTAL 156.891,108 TOTAL 156.891,108
4.3Reaktor (R-210)
Tabel 4.3 Neraca panas pada Reaktor (R-210)
Panas Masuk (kJ/Jam) Panas keluar (kJ/Jam)
Alur Komponen Qin = n.Cp.dT Alur Komponen Qin = n.Cp.dT
3 Urea 32.592,97668 6 Palmitamida 198.146,4185
4 Asam Palmitat -146.181,4306 6 Urea 20.000,23569
∆Hof298 88,249 5 H2O 16.351,38252
Panas steam 63.700,24 5 H2O 8.064,85653
4.4. Evaporator (V-340)
Tabel 4.4 Neraca Panas pada Evaporator
Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam)
Alur Komponen Qin = n.Cp.dT Alur Komponen Qin = n.Cp.dT
15 Palmitamida 7.338,7563 16 Palmitamida 66.048,96706
15 Kloroform 8.772,1445 16 Kloroform 78.422,4
Panas Steam 132.303,5823 17 Kloroform 3.943,116
Total 148.414,4831 Total 148.414,4831
4.5Rotary Dryer (RD-350)
Tabel 4.4 Neraca Panas Pada Rotary Dryer (RD-350)
Panas Masuk (kJ/Jam) Panas keluar (kJ/Jam)
Alur Komponen Qin = n.Cp.dT Alur Komponen Qin = n.Cp.dT
13 Palmitamida 7.338,75624 20 Palmitamida 86.630,2312
13 Kloroform 8.772,1445 19 Kloroform 5.276,817
Panas steam 28.279,0922
TOTAL 91.907,0482 TOTAL 91.907,0482
4.6Kondensor (E – 360)
Tabel 4.6 Neraca Panas Pada Kondensor (E – 360)
Panas Masuk (kJ/Jam) Panas keluar (kJ/Jam)
Alur Komponen Qin = n.Cp.dT Alur Komponen Qin = n.Cp.dT
17 Kloroform 96.493,5895 18 Kloroform 43.860,7225
Air Pendingin -52.632,867
BAB V
SPESIFIKASI ALAT
5.1 Gudang Bahan Baku Urea (G-110)
Fungsi : Sebagai tempat persediaan bahan baku urea
Bentuk : Persegi Panjang
Bahan Kontruksi : Beton beratap genteng
Jumlah : 3 unit
Kapasitas : 14,601 m3
Kondisi operasi : - Temperatur =25 O C
- Tekanan = 1 atm
Kondisi Fisik :
- Panjang : 3,079 m ≈ 3 m
- Lebar : 3,079 m ≈ 3 m
- Tinggi : 1,539 m ≈ 1,5 m
5.2 Bucked Elevator Urea (BE-111)
Fungsi : Mengangkut urea dari gudang persediaan bahan
baku ke tangki urea
Bentuk : Spaced-bucked centrifugal discharge elevator
Bahan Kontruksi `: Malleable-iron
Jumlah `: 3 unit
Laju Alir : 193,176 kg/jam
Kondisi operasi : - Temperatur = 25 O C
- Tekanan = 1 atm
Kondisi Fisik :
- Tinggi Elevator : 7,62 m
- Ukuran Bucked : (6 x 4 x 4 ¼) in
- Jarak Antar Bucked : 0,305 m
- Kecepatan Bucked : 1,143 m/s
- Kecepatan Putaran : 43 rpm
- Lebar Belt : 17,78
5.3 Gudang Bahan Baku Asam Palmitat (G-120)
Fungsi : Sebagai tempat persediaan bahan baku asam palmitat
Bentuk : Persegi panjang
Bahan Kontruksi : Beton dengan atap genteng
Jumlah : 3 unit
Kapasitas : 97,6572m3
Kondisi operasi : - Temperatur =250C
- Tekanan = 1 atm
Kondisi Fisik
- Panjang : 5,802 m ≈ 6 m
- Lebar : 5,802 m ≈ 6 m
- Tinggi : 2,901 m ≈ 3 m
5.4 Bucked Elevator Asam Palmitat (BE-121)
Fungsi : Mengangkut urea dari gudang persediaan bahan
baku ke tangki asam palmitat
Bentuk : Spaced-bucked centrifugal discharge elevator
Bahan Kontruksi `: Malleable-iron
Jumlah `: 3 unit
Laju Alir : 824,2176 kg/jam
Kondisi operasi : - Temperatur = 25 O C
- Tekanan = 1 atm
Kondisi Fisik
- Tinggi Elevator : 7,62 m
- Ukuran Bucked : (6 x 4 x 4 ¼) in
- Jarak Antar Bucked : 0,305 m
- Kecepatan Bucked : 1,143 m/s
- Kecepatan Putaran : 43 rpm
- Lebar Belt : 17,78
5.5 Tangki Urea (T-130)
Fungsi : Untuk meleburkan urea sebelum dimasukkan ke
dalam reaktor
Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal
Bahan : Carbon steel SA-285 grade C
Jumlah : 3 unit
Kondisi operasi : 135o C ; 1 atm
Kapasitas : 0,869 m3
Diameter Silinder : 0,706 m ≈1 m
Tinggi Silinder : 2,118 m ≈ 2 m
Tebal Silinder : ¼ in
Diameter Tutup : ¼ in
Daya Pengaduk Tangki :1/8 Hp
5.6 Tangki Asam Palmitat (T-140)
Fungsi : Untuk meleburkan asam palmitat sebelum
dimasukkan ke dalam reaktor
Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal
Bahan : Carbon steel SA-285 grade C
Jumlah : 3 unit
Kondisi operasi : 1350C ; 1 atm
Kapasitas : 5,184 m3
Diameter Silinder : 1,330 m ≈1,5 m
Tinggi Silinder : 3,99 m ≈ 4 m
Tebal Silinder : ¼ in
Diameter Tutup : ¼ in
Daya Pengaduk Tangki : 20 Hp
5.7 Reaktor (R-210)
Fungsi : Untuk mereaksikan asam palmitat dengan urea
Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal
Jumlah : 3 unit
Kondisi operasi : 1600C ; 1 atm
Waktu Tinggal : 5 jam
Kapasitas : 36,060 m3
Diameter Silinder : 2,489 m ≈ 2,5 m
Tinggi Silinder : 7,467 m ≈ 7,5 m
Tebal Silinder : ¼ in
Diameter Tutup : ¼ in
Daya Pengaduk Tangki : 48 Hp
5.8 Tangki Penampung Sementara (F-320)
Fungsi : Tempat menampung hasil reaksi dari reaktor sebelum
diumpankan ke tangki
Kondisi : T=300C ; 1 atm
Jumlah : 1 unit
Bentuk : Silinder Dengan tutup elipsoidal dan alas datar
Kapasitas : 1,3656 m3
Diameter Silinder : 0,490 m ≈ 0,5 m
Tinggi Silinder : 1,47 m ≈ 1,5 m
Tebal Silinder : ¼ in
Volume Tangki : 1,1138 m3
5.9 Ball Mill (BM-230)
Fungsi : Untuk menghaluskan bahan baku palmitamida
kasar dari tangki pengendapan untuk di masukkan
ke tangki pemurni
Jenis : Double Toothhed – Ball Crusher
Bahan : Commersial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : T=300C ; 1 atm
Kapasitas : 2 ton
Face ukuran Ball : 45 cm
Ukuran maksimum umpan : 10 cm in
Kecepatan Ball : 40 rpm
Daya motor yang digunakan : ¼ Hp
5.10 Tangki Pemurni Palmitamida (T-310)
Fungsi : Untuk melarutkan palmitamida kasar
Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal
Bahan : Carbon steel SA-285 grade C
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : T=300C ; 1 atm
Kapasitas : 10,284 m3
Diameter Silinder : 1,611 m ≈ 1,5 m
Tinggi Silinder : 4,833 m ≈ 5 m
Tebal Silinder : ¼ in
Tebal Tutup : ¼ in
Daya Tangki : 74 Hp
5.11 Filter Press (H-320)
Fungsi : Untuk memisahkan urea dengan larutan
palmitamida
Bahan : Carbon steel SA-333
Jumlah : 2 unit
Jenis : Plate dan Frame
Luas Filter : 38,0192 ft2
Lebar : 4,36 ft ≈ 4,5 ft
Panjang : 8,72 ft ≈ 9 ft
Jumlah frame : 25 unit
5.12 Tangki Penampung Sementara (F-330)
Fungsi : Tempat menampung filtrat dari filter press
Kondisi : T=300C ; 1 atm
Jumlah : 1 unit
Bentuk : Silinder dengan tutup elipsoidal dan alas datar
Volume tangki : 12,0816 m3
Diameter tangki : 1,086 m ≈ 1m
Tinggi tangki : 3,258m ≈ 3,5 m
Tebal tangki : ¼ in
5.13 Evaporator (V-340)
Fungsi : Untuk memisahkan palmitamida dari kloroform,
dan menguapkan kloroform
Suhu umpan masuk : 30 0C = 86 0F
Suhu produk keluar : 70 0C = 158 0F
Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-304
Jumlah : 1 unit
Diameter tangki = 2 m
Tinggi tangki = 7,5 m
Volume tangki = 53,576 m3
Jumlah tube = 10
Tebal plate = ¼ in
5.14 Rotary Dryer (RD-350)
Fungsi : Untuk menguapkan kloroform dan mengeringkan
palmitamida
Jumlah : 1 unit
Bahan konstruksi : Stainless steel SA-304
Spesifik rotary dryer :
- Diameter : 1,584 ft
- Panjang : 8,592 ft
- Waktu Transportasi : 0,025 jam
- Power : 1,78 Hp
5.15 Gudang Produk Palmitamida (G-380)
Fungsi : Sebagai tempat untuk menyimpan produk Palmitamida
Bentuk : Persegi empat
Bahan konstruksi : dinding dari beton dan atap dari seng
Jumlah : 1 bangunan
Kondisi fisik bangunan adalah sebagai berikut :
1. Panjang gudang = 28,56 m ≈ 28,5 m
2. Lebar gudang = 15,912 m ≈ 16 m
3. Tinggi gudang = 11,52 m ≈ 11,5 m
5.16 Kondensor (CD – 360)
Fungsi : Mengondensasikan Kloroform kotor sebagai produk
keluaran evaporator
Jenis : 1-2 Shell and tube exchanger
Dipakai : ¾ in OD Tube 16 BWG, panjang = 10 ft, 2 pass
Faktor pengotor : 0,003
Jumlah tube : 6 buah
5.17 Tangki Penampung Kloroform (F-341)
Fungsi : Tempat menampung kloroform dari kondensor
Kondisi : T=300C ; 1 atm
Jumlah : 1 unit
Bentuk : Silinder beratap elipsoidal dan alas datar
Volume tangki : 1,309 m3
Diameter tangki : 0,5178 m
Tinggi tangki : 2,877 m
Tinggi tutup : 0,411 m
5.18 Pompa Urea (P-211)
Fungsi : Untuk memompa urea menuju reaktor
Jenis : Sentrifugal pump
Bahan konstruksi : Comercial steel
Laju alir massa (F) = 193,176 kg/jam
Kecepatan linier = 0,236 ft
Jumlah = 3 unit
Daya Motor = ¼ Hp
5.19 Pompa Asam Plmitat (P-221)
Fungsi : Untuk memompa asam palmitat menuju reaktor
Jenis : Sentrifugal pump
Bahan konstruksi : Comercial steel
Laju alir massa (F) = 824,2176 kg/jam
Kecepatan linier = 0,185 ft
Jumlah = 3 unit
Daya Motor =1/8 Hp
5.20 Pompa Tangki Reakor (P-221)
Fungsi : Untuk memompa palmitamida kasar menuju tangki
penampung sementara (F-220)
Jenis : Sentrifugal pump
Bahan konstruksi : Comercial steel
Laju alir massa (F) = 1017,39 kg/jam
Kecepatan linier = 0,214 ft
Jumlah = 3 unit
Daya Motor =1/2 Hp
5.21 Pompa Tangki Pemurni Palmitamida (L-311)
Fungsi : Untuk memompakan larutan palmitamida ke filter
press
Bahan konstruksi : Comercial steel
Laju alir massa (F) = 1017,3936 kg/jam
Kecepatan linier = 0,014 ft
Jumlah = 1 unit
Daya Motor = 1/8 Hp
5.22 Screw Conveyor (J-221)
Fungsi : Mengangkut Palmitamida dari Tangki Penampung
Sementara ke Ball Mill
Jenis : Horizontal Screw Conveyor – Rotary Cutoff Valve
Bahan : Commercial Steel
Kondisi Operasi :
Temperatur (T) : 30 oC
Tekanan (P) : 1 atm (14,696 psi)
Spesifikasinya adalah sebagai berikut:
1. Diameter Flight = 9 in = 22,5 cm
2. Diameter Pipa = 2 1/2 in = 6,25 cm
3. Diameter Shaft = 2 in = 5 cm
4. Hanger Center = 10 ft = 3,05 m
5. Kecepatan Putaran = 40 rpm
6. Diameter bagian umpan = 8,04 in
7. Panjang screw conveyor = 75 ft
8. Daya motor yang digunakan = 2,25 hp
5.23 Screw Conveyor (J-231)
Fungsi : Mengangkut Palmitamida dari Ball Mill untuk
dimasukkan ke dalam Tangki Pemurnian
Jenis : Horizontal Belt Conveyor
Bahan : Commercial Steel
Kondisi Operasi :
Temperatur (T) : 30 oC
Spesifikasinya adalah sebagai berikut: (Perry,1999)
• Diameter Flight = 9 in = 22,5 cm
• Diameter Pipa = 2 1/2 in = 6,25 cm
• Diameter Shaft = 2 in = 5 cm
• Hanger Center = 10 ft = 3,05 m
• Kecepatan Putaran = 40 rpm
• Diameter bagian umpan = 8,04 in
• Panjang screw conveyor = 75 ft
• Daya motor yang digunakan = 2,25 hp
5.24 Screw Conveyor (J-351)
Fungsi : Untuk mengangkut palmitamida dari rotary dryer
ke gudang produk palmitamida
Jenis : Sentrifugal pump
Bahan konstruksi : Comercial steel
Laju alir massa (F) : 821 kg/jam
Jumlah : 1 unit
Luas Area : 0,11ft2 = 0,010 m2
Kecepatan screw normal : 200 ft/menit = 61 m/menit
Kecepatan screw maksimum: 350 ft/menit = 91 m/menit
• Diameter Flight = 9 in = 22,5 cm
• Diameter Pipa = 2 1/2 in = 6,25 cm
• Diameter Shaft = 2 in = 5 cm
• Hanger Center = 10 ft = 3,05 m
• Kecepatan Putaran = 40 rpm
• Diameter bagian umpan = 8,04 in
• Panjang screw conveyor = 75 ft
BAB VI
INSTRUMENTASI KESELAMATAN KERJA
6.1 Instrumentasi
Pengoperasian suatu pabrik kimia harus memenuhi beberapa persyaratan
yang ditetapkan dalam perancangannya. Persyaratan tersebut meliputi keselamatan,
spesifikasi produk, peraturan mengenai lingkungan hidup, kendala operasional, dan
faktor ekonomi. Pemenuhan persyaratan tersebut berhadapan dengan keadaan
lingkungan yang berubah-ubah, yang dapat mempengaruhi jalannya proses atau yang
disebut disturbance (gangguan) (Stephanopoulus, 1984). Adanya gangguan tersebut
menuntut penting dilakukan pemantauan secara terus-menerus maupun pengendalian
terhadap jalannya operasi suatu pabrik kimia untuk menjamin tercapainya tujuan
operasional pabrik. Pengendalian atau pemantauan tersebut dilaksanakan melalui
penggunaan peralatan dan enginner (sebagai operatur terhadap peralatan tersebut)
sehingga kedua unsur ini membentuk satu sistem kendali terhadap pabrik.
Instrumentasi adalah peralatan yang dipakai didalam suatu proses kontrol
untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuaidengan yang
diharapkan. Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol, penunjuk, pencatat, dan
pemberi tanda bahaya. Peralatan insterumentasi biasanya bekerja dengan tenaga
mekanik atau tenaga lisrtik dan pengontrolnya dapat dilakukan secara manual atau
otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada
pertimbangan ekonomi dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat
instrumentasi juga harus ditentukan apakah alat-alat tersebut dipasang diatas papan
instrumentasi dekat peralatan proses (kontrol manual) atau disatukan dalam suatu
ruangan kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan (kontrol otomatis)
(Sumber: Peters, 2004).
Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol/diukur oleh instrumen
adalah:
1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan.
2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktifitas
pH, humiditas,titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembababan
Pengendalian peralatan instrumentasi dapat dilakukan secara otomatis dan
semi otomatis. Pengendalian secara otomatis adalah pengendalian yang dilakukan
dengan mengatur instrumen pada kondisi tertentu, bila terjadi penyimpangan variabel
yang dikontrol maka instrumen akan bekerja sendiri untuk mengembalikan variabel
pada kondisi semula, instrumen ini bekerje sebagai controller. Pengendalian secara
semi otomatis adalah pengendalian yang mencatat perubahan-perubahan yang terjadi
pada variabel ke niali yang dikontrol. Untuk mengubah variabel-variabel ke iali
yang diinginkan dilakukan usaha secara manual, instrumen ini bekerja sebagai
pencatat (recorder).
Alat-alat kontrol yang biasa dipakai pada peralatan proses antara lain:
1. Temperature Controller (TC)
Adalah alat/instrumen yang digunakan sebagai alat pengukur suhu dan
pengukur sinyal mekanis atau listrik. Pengaturan temperatur dilakukan
dengan mengatur jumlah material proses yang harus
ditambahkan/dikeluarkan dari dalam suatu proses yang sedang bekerja.
Prinsip kerja:
Rate fluida masuk dan keluar alat kontrol atau diafragma valve. Rate fluida
ini memberikan sinyal kepada TC untuk mendeteksi dan mengukur suhu
sistem pada set point.
2. Pressure Controller (PC)
Adalah alat/instrumen yang digunakan sebagai alat pengatur tekanan dan
pengukur sinyal mekanis atau listrik. Pengaturan temperatur dilakukan
dengan mengatur jumlah material proses yang harus
ditambahkan/dikeluarkan dari dalam suatu proses yang sedang bekerja.
Prinsip kerja:
Pressure Control (PC) akibat tekanan uap keluar akan membuka/menutup
diafragma valve. Kemudian valve memberikan sinyal kepada PC untuk
mengukur dan mendeteksi tekanan pada set piont.
3. Flow Controller (FC)
Adalah alat/instrumen yang digunakan untuk mengatur kecepatan aliran
dalam pipa biasanya diatur dengan mengatur output dari alat, yang
mengakibatkan fluida mengalir dalam pipa line.
Prinsip kerja:
Kecepatan alir diatur oleh regulating valve dengan mengubah tekanan
discharge dari pompa. Tekanan discharge pompa melakukan bukaan/tutupan
valve dan FC menerima sinyal untuk mendeteksi dan mengukur kecepatan
aliran set point.
4. Level Controller (LC)
Adalah alat/instrumen yang dipakai untuk mengatur ketinggian (level) cairan
dalam suatu alat dimana cairan tersebut bekerja. Pengukuran tinggi
permukaan cairan dilakukan dengan operasi dari sebuah control valve, yaitu
dengan mengatur rate cairan masuk atau keluar proses.
Prinsip kerja:
Jumlah aliran fluida diatur oleh contol valve. Kemudian rate fluida melalui
valve ini akan memberikan sinyal kepada LC untuk memdeteksi tinggi
permukaan pada set point.
Hal-hal yang diharapkan dari pemakaian alat-alat instrumentasi adalah:
- Kualitas produk dapat diperoleh sesuaidengan yang diinginkan
- Pengoperasian sistem peralatan lebih mudah
- Sistem kerja lebih efisien
- Penyimpangan yang mungkin terjadi dapat diketahui dengan cepat.
LI LI LI
TC PC
Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pebuatan Palmitamida
dari Asam Palmitat dan Urea
No. Nama Alat Jenis Instrumen
1 Tangki Urea Level Indicator (LI)
2 Tangki Asam Palmitat Level Indicator (LI)
3 Reaktor Level Indicator (LI)
4 Tangki Penampung Sementara Level Indicator (LI)
5 Tangki Pelarut Level Contoller (LC)
6 Rotary Dryer Temperature Contoller (TC)
7 Pompa Flow Contoller (FC)
8 Kondensor Temperature Contoller (TC)
LC
LI
TC
FC
TC
Tangki Pelarut Tangki Penampung Sementara
Pompa
Rotary Dryer
Kondensor
[image:39.595.102.525.79.461.2]6.2 Keselamatan Kerja
Keselamatan kerja merupakan bagian dari kelangsungan produksi pabrik, oleh
karena itu aspek ini harus diperhatikan secara serius dan terpadu. Untuk maksud
tersebut perlu diperhatikan cara pengendalian keselamatan kerja dan keamanan
pabrik pada saat pabrik beroperasi.
Sebagai pedoman pokok dalam usaha penanggulaan masalah kerja, Pemerintah
Republik Indonesia telah mengeluarkan Undang-Undang Keselamatan Kerja pada
No. 1 tanggal 12 januari 1970. Semakin tinggi tingkat keselamatan dari suatu pabrik
maka makin meningkat pula aktovitas kerja para karyawan. Hal ini disebabkan oleh
keselamatan kerja yang sudah terjamin dan suasana kerja yang menyenangkan.
Untuk mencapai hal tersebut adalah menjadi tanggung jawab dan kewajiban
para perancang pabrik untuk menjamin adanya keselamatan kerja adalah sebagai
berikut:
- Penanganan dan pengangkutan bahan harus seminimal mungkin
-
Adanya penerangan yang cukup dan sistem pertukaran udara yang baik.-
Jarak antara mesin dan peralatan lain cukup luas-
Setiap ruang gerak harus aman dan tidak licin-
Setiap mesin dan peralatan lainnya harus dilengkapi alat pencegahkebakaran.
-
Tanda-tanda pengaman harus dipasang pada setiap tempat yang berbahaya.-
Penyediaan fasilitas pengungsian bila terjadi kebakaran.6.3 Keselamatan Kerja Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Palmitamida
6.3.1 Peralatan Perlindungan Diri
Upaya peningkatan keselamatan kerja bagi karyawan pada pabrik ini adalah
dengan menyediakan fasilitas sesuai bidang kerjanya. Fasilitas yang diberikan ialah
melengkapi karyawan dengan peralatan perlindungan diri sebagai berikut:
1. Helm
2. Pakaian dan perlengkapan perlindungan
3. Sepatu pengaman
4. Pelindung Mata
6. Sarung tangan
6.3.2 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik
Upaya peningkatan keselamatan kerja terhadap listrik adalah sebagai berikut:
1. Setiap instalasi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian
sekring atau pemutus arus listrik otomatis lainnya.
2. Sistem perkabelan listrik harus dirancang secara terpadu dengan tata letak
pabrik untuk menjaga keselamatan dan kemudahan jika harus dilakukan
perbaikan.
3. Penempatan dan pemasangan motor-motor listik tidak boleh menggangu
lalu lintas kerja.
4. Memasang tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi.
5. Isolasi kawat hantaran listrik harus disesuaikan dengan keperluan.
6. Setiap peralatan yang menjulang tinggi harus dilengkapi dengan alat
penangkal petir yang dibumukan
7. kabel-kabel listrik yang diletakkan berdekatan dengan alat-alat yang
bekerja pada suhu tinggi harus diisolasi secara khusus.
6.3.3 Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan
Upaya peningkatan kesehatan karyawan dalam lapangan kerja adalah :
1. Setiap karyawan diwajibkan untuk memakai pakaian kerja selama berada di
dalam lokasi pabrik.
2. Dalam menangani bahan-bahan kimia yang berbahaya, karyawan diharuskan
memakai sarung tangan karet serta penutup hidung dan mulut.
3. Bahan-bahan kimia yang selama pembuatan, pengolahan, pengangkutan,
penyimpanan, dan penggunaannya dapat menimbulkan ledakan, kebakaran,
korosi, maupun gangguan terhadap kesehatan harus ditangani secara cermat.
4. Poliklinik yang memadai disediakan di lokasi pabrik.
6.3.4 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis
1. Alat-alat dipasang dengan penahan yang cukup berat untuk mencegah
kemungkinan terguling atau terjatuh.
2. Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup lebar dan tidak menghambat
kegiatan karyawan.
3. Jalur perpipaan sebaiknya berada diatas permukaan tanah atau diletakkan pada
atap lantai pertama kalau di dalam gedung atau setinggi 4,5 meter bila di luar
gedung agar tidak menghalangi kendaraan yang lewat.
4. Letak alat diatur sedemikian rupa sehingga para operator dapat bekerja dengan
tenang dan tidak akan menyulitkan apabila ada perbaikan atau pembongkaran.
5. Pada alat-alat yang bergerak atau berputar harus diberikan tutup pelindung
untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja.
Untuk mencapai keselamatan kerja yang tinggi, maka ditambahkan nilai-nilai
disiplin bagi para karyawan, yaitu :
1. Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan.
2. Setiap peraturan dan ketentuan yang ada harus dipatuhi.
3. Perlu keterampilan untuk mengatasi kecelakaan dengan menggunakan
paralataan yang ada.
4. Setiap kecelakaan atau kejadian yang merugikan harus segera dilaporkan pada
atasan.
5. Setiap karyawan harus saling mengingatkan perbuatan yang dapat menimbulkan
bahaya.
6. Setiap kontrol diatur secara periodik terhadap alat instalasi pabrik oleh petugas
BAB VII
UTILITAS
Utilitas adalah yang memasok energi panas, energi listrik dan air bagi pabrik.
Sarana dan prasarana utilitas ini harus dirancang sedemikian rupa agar proses
produksi dapat terus berlangsung secara berkesinambungan.
Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada perancangan pabrik pembuatan
palmitamida dari asam palmitat dan urea, adalah sebagai berikut:
1. Kebutuhan steam
2. Kebutuhan air
3. Kebutuhan listrik
4. Kebutuhan bahan baker
5. Unit Pengolahan Limbah
7.1 Kebutuhan Steam
Pada pengoperasian pabrik dibutuhkan uap sebagai pemanas. Adapun
[image:43.595.103.521.462.615.2]kebutuhan uap pada pabrik pembuatan palmitamida dari asam palmitat dan urea:
Table 7.1 Kebutuhan Uap
Nama Alat Kg/jam
Tangki Urea 186,0734
Tangki asam palmitat 895,69
Reaktor 316,92
Evaporator 1.122,1678
Rotary Dryer 415,86
Jumlah 2936,711
Tambahan untuk faktor keamanan diambil sebesar 20% dan faktor kebocoran
sebesar 10% (Perry, 1999) maka :
Total steam yang dibutuhkan = (1 + faktor keamanan) x Kebutuhan uap
= (1,2) x 2.936,711 kg/jam
Diperkirakan 80% kondensat dapat digunakan kembali (Evans,1978), sehingga:
Kondensat yang digunakan kembali = 80% x 3524,0532kg/jam
= 2819,24 kg/jam
Kebutuhan air tambahan untuk ketel = 20% x 3524,0532kg/jam
= 704,8 kg/jam ≈ 705 kg/jam
7.2 Kebutuhan Air
Dalam proses produksi air memegang peranan penting, baik untuk keperluan
proses maupun kebutuhan domestik. kebutuhan air pada pabrik pembuatan
palmitamida dari asam palmitat dan urea adalah sebagai berikut:
a. Kebutuhan air untuk pendingin pada kondensor = 630 kg/jam
b. Kebutuhan air umpan ketel = 705 kg/jam
c. Air yang perlu ditambahkan sebagai pengganti air yang hilang selama
proses meliputi perhitungan sebagai berikut:
Wm = We + Wd + Wb
Dimana, Wm = make-up water
We = air hilang pada penguapan
Wd = drift loss
Wb = air hilang karena saat blow down
Air hilang karena penguapan:
We = 0,00085 Wc (T1-T2)
Dimana, Wc = jumlah air pendingin yang dibutuhkan
T1 = temperature masuk cooling water tower (oF)
T2 = temperature keluar cooling water tower (oF)
We = 0,00085 x 630 (104 – 82,4)
Air kehilangan karena driff loss = 0,2 % air pendingin masuk
Wd = 0,002 x 630
= 1,26 kg/jam
Air hilang karena blow down:
Wb =
(
)
1
− S
We
S = 5 siklus (Perry, 1997)
= 2,8917kg/jam
Wm = 11,5668+ 1,266 + 2,8917
= 15,7245kg/jam
Kebutuhan air domestik (keperluan sehari-hari, kantin, dan lain-lain) kebutuhan air
domestik untuk masyarakat industri diperoleh untuk tiap orang/shift adalah 40 – 100
Liter/hari (Met Calf, dkk.1991)
Diambil 100 Liter/hari x
jam 24
hari 1
= 4,16 L/jam x 1 kg/L = 4,16 Liter/jam
ρair = 955,68 kg/m3 = 1 kg/Liter
Jumlah karyawan = 110 orang
Maka total air Domestik = 4,16 x 110 = 457,6 Liter/jam x 1 kg/Liter = 457,6 kg/jam
Kebutuhan air tambahan, untuk keperluan sehari-hari (Laboratorium, pencuci
peralatan dan lain-lain) diperkirakan 10% dari total kebutuhan air.
Kebutuhan air tambahan:
= 10% (15,7245 + 705 + 457,6)
= 117,8325 kg/jam
Maka total kebutuhan air yang diperlukan pada pengolahan awal tiap jamnya adalah :
= 630 + 705 + 457,6 + 117,8325
7.2.1 Unit Pengolahan air
Sumber air untuk pembuatan palmitamida ini berasal dari salah satu sungai di
Kawasan Industri Medan II (KIM) yaitu Sumur Bor. Kualitas air dapat dilihat pada
[image:46.595.114.521.207.429.2]table 7.2
Tabel 7.2 Kandungan Kimia dalam Air Tanah Kawasan KIM II
No Parameter Range (mg/liter)
1 Natrium 0,020
2 Besi 6,50
3 Flourida 0,200
4 Klorida 4,000
5 Magnesium 28,290
6 Natrium 0,470
7 Nitrat 0,003
8 Sulfit 0,065
9 Calsium 20,790
(Sumber: Laporan PDAM KIM II, 2010)
7.2.2 Bak Pengendapan (BP)
Setelah air dipompa dari sumur bor, didalam air tersebut masih terdapat
partikel-partikel padatan kecil seperti pasir. Untuk menghilangkan pasir tersebut
maka air yang sudah dipompakan tadi dialirkan kedalam bak pengendapan untuk
mengendapkan pasir – pasir yang terikut pada saat air dipompakan dari sumur bor.
7.2.3 Aerasi
Ion Fe selalu di jumpai pada air alami dengan kadar oksigen yang rendah,
seperti pada air tanah yang tanpa udara. Fe dapat dihilangkan dari dalam air dengan
melakukan oksidasi menjadi Fe(OH)3 yang tidak larut dalam air, kemudian di ikuti
dengan pengendapan dan penyaringan. Proses oksidasi dilakukan dengan
menggunakan udara biasa di sebut aerasi yaitu dengan cara memasukkan udara
7.2.4 Bak pengendapan II
Pada bak pengendapan II terjadi proses pengendapan (sedimentasi)
partikel-partikel padat yang tersuspensi dalam cairan/zat cair karena pengaruh gravitasi (gaya
berat secara alami). Proses pengendapan dengan cara gravitasi untuk mengendapkan
partikel-partikel tersuspensi yang lebih berat daripada air. Pada dasarnya proses
tersebut tergantung pada pengaruh gaya gravitasi dari partikel tersuspensi dalam air.
Biaya pengolahan air dengan proses sedimentasi relatif murah karena tidak
membutuhkan peralatan mekanik maupun penambahan bahan kimia. Kegunaan
sedimentasi untuk mereduksi bahan-bahan tersuspensi (kekeruhan) dari dalam air
dan dapat juga berfungsi untuk mereduksi kandungan organisme (patogen) tertentu
dalam air. Proses sedimentasi adalah proses pengendapan dimana masing-masing
partikel tidak mengalami perubahan bentuk, ukuran, ataupun kerapatan selama
proses pengendapan berlangsung. Partikel-partikel padat akan mengendap bila gaya
gravitasi lebih besar dari pada kekentalan dalam cairan.
7.2.5 Filtrasi
Filtrasi bertujuan untuk memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut
bersama air. Penyaring pasir (sand filter) yang digunakan terdiri dari 3 lapisan yaitu :
a.Lapisan I terdiri dari pasir hijau (silica gel), setinggi 20 in
b.Lapisan II terdiri dari antrasit, setinggi = 10 in
c.Lapisan III terdiri dari batu kerikil (gravel), setinggi =16 in
Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai
penahan. Selama pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu
diperlukan regenerasi secara berkala dengan cara pencucian balik (back
washing). Dari sand filter, air dipompakan ke menara air sebelum didistribusikan
untuk berbagai kebutuhan.
Untuk air proses, masih diperlukan pengolahan lebih lanjut yaitu proses
demineralisasi (softener) dan deaerasi. Untuk air domestik, laboratorium, kantin, dan
tempat ibadah, serta poliklinik, dilakukan proses klorinasi yaitu mereaksikan air
dengan klor untuk membunuh kuman-kuman di dalam air. Klor yang digunakan
biasanya berupa kaporit, Ca(ClO)2. Khusus untuk air minum, setelah dilakukan
yang keluar merupakan air sehat dan memenuhi syarat–syarat air minum tanpa harus
dimasak terlebih dahulu.
Perhitungan kebutuhan kaporit, Ca(ClO)2 :
Kebutuhan air yang memerlukan proses klorinasi :
457,6 kg/jam
Kaporit yang digunakan direncanakan mengandung klorin 70 %
Kebutuhan klorin : 2 ppm dari berat air (Gordon, 1968)
Total kebutuhan kaporit : (2.10-6 x 457,6) / 0,7 = 0,001307 kg/jam
7.2.6 Demineralisasi
Air untuk umpan ketel dan proses harus murni dan bebas dari garam-garam
terlarut. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi dengan langkah-langkah
sebagai berikut :
Menghilangkan kation-kation Ca2+, Mg2+
Menghilangkan anion-anion Cl
-Alat-alat demineralisasi dibagi atas :
1. Penukar Kation (Cation Exchanger)
Penukar kation berfungsi untuk mengikat logam-logam alkali dan
mengurangi kesadahan air yang digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran
antara kation Ca, Mg dan kation lain yang larut dalam air dengan kation dari resin.
Resin yang digunakan bermerek Daulite C-20.
Reaksi yang terjadi :
2H+R + Ca2+ Ca2+R + 2H+
2H+R + Mg2+ Mg2+R + 2H+
Untuk regenerasi dipakai H2SO4 dengan reaksi sebagai berikut :
Ca2+R + H2SO4 CaSO4 + 2H+R
Perhitungan Kesadahan Kation :
Air tanah daerah KIM II mengandung kation Fe2+, Ca2+, Mg2. Masing-masing 6,50
ppm, 28,790 ppm, 25,970 ppm.
1 gr/gal = 17,1 ppm
Total kesadahan kation = 57,01/17,1 mg/liter
= 3,33 gr/gal
Jumlah air yang akan diolah = 705 kg/jam
Volume =
galon/jam 188
/ 0478 , 187
/ 17 , 264 995,68kg/m
kg/jam 705
ρ
m 3
3
≈ =
=
jam galon
m gal x
≈ 188 galon/jam
Kesadahan air = 2,250 gr/gal x 187,0478 gl/jam x 24 jam
= 10.100,586 gr/ hari = 10,1001 kgr/hari
Ukuran kation Exchanger
Jumlah air yang diolah = 188 galon/jam
Digunakan ion exchanger 1 unit dengan service flow maksimum 19
galon/menit. Dari Tabel 12.4 Nalco (1988), diperoleh data sebagai berikut:
Diameter tangki : 2 ft
Luas permukaan, A : 0,7854 ft2
Resin yang digunakan adalah Daulite C – 20, dengan nilai EC (Exchanger
Capacity, yaitu kemampuan penukar ion untuk menukar ion yang ada pada air
yang melaluinya) = 25 kgr/ft3 (Nalco, 1988).
Kebutuhan regenerant : 10 lb H2SO4/ft3 hari
Kebutuhan resin = 0,4ft /hari
kgr/ft 25
10,1001 3 3 =
Tinggi yang dapat ditempati oleh resin
ft 0,509 7854
, 0
0,4 permukaan
luas
resin kebutuhan
h= = =
Tinggi minimum resin = 2,5 ft (Nalco, 1988)
Waktu regenerasi =
kgr/hari 1001
, 0 1
kgr/ft 25 ft
1,9635 3× 3
= 4,86 hari = 116,642 jam
Kebutuhan regenerant H2SO4 = 10,1001 kgr/hari x 3
3
kgr/ft 25
lb/ft 10
= 4 lb/hari = 1,814 kg/hari
= 0,075 kg/jam
2. Penukar Anion (Anion Exchanger)
Penukar anion berfungsi untuk mengikat atau menyerap anion-anion yang
terlarut dalam air seperti Cl- akan diikat oleh resin yang bersifat basa dengan merek
R-Dowex, sehingga resin akan melepas ion OH-. Persamaan reaksi yang terjadi
dalam anion exchanger adalah :
2R-OH + SO42- R2SO4 + 2OH
-R-OH + Cl- RCl + OH
-Untuk regenerasi dipakai larutan NaOH dengan reaksi:
R2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2ROH
RCl + NaOH NaCl + ROH
Perhitungan Kesadahan Anion
Air tanah daerah mabar KIM II mengandung anion F-, Cl-, S2-, NO22-, masing-masing
0,2 ppm, 4 ppm, 0,065 ppm, dan 0,003 ppm.
1 gr/gal = 17,1 ppm
Total kesadahan anion = 0,2 + 4 + 0,065 + 0,003
= 4,268 ppm/17,1
= 0,24 gr/gal
Jumlah air yang diolah = 705 kg/jam
= 3 x 264,17gal/m3
kg/m 995,68
kg/jam 705
= 187,047 gal/jam
Kesadahan air = 0,24 gr/gal x 187,047 gal/jam x 24 jam/hari
Perhitungan ukuran Anion Exchanger :
Jumlah air yang diolah = 187,047 gal/jam ≈ 188 gal/menit
Dari Tabel 12.4, Nalco Water Treatment, 1988 diperoleh data-data sebagi berikut:
- Diameter penukar kation = 2 ft
- Luas penampang penukar kation = 0,7854 ft2
- Jumlah penukar kation = 1 unit
Volume Resin yang Diperlukan
Total kesadahan air = 1,077 kg/hari
Dari Tabel 12.2, Nalco, 1988 diperoleh:
- Kapasitas resin = 12 kg/ft3
- Kebutuhan regenerant = 5 lb NaOH/ft3 resin
Jadi,
Kebutuhan resin = 3
kg/ft 12
kg/hari 1,077
= 0,09 ft3 / hari
Tinggi resin =
7854 , 0
0,09
= 0,1146 ft
Tinggi minimum resin adalah 30 in = 2,5 ft (Nalco, 1988)
Sehingga volume resin yang dibutuhkan = 2,5 ft x 0,7854 ft2 = 1,196 ft3
Waktu regenerasi =
kg/hari 1,077
kg/ft 12 ft 96 ,
1 3× 3
= 21,838 hari
Kebutuhan regenerant NaOH = 1,077 kg/hari x 3
3
kg/ft 12
lb/ft 5
= 0,45 lb/hari = 0,204 kg/hari
= 0,0085 kg/jam
7.2.6 Deaerator
Deaerator berfungsi untuk memanaskan air dan menghilangkan gas terlarut
yang keluar dari alat penukar ion (ion exchanger) sebelum dikirim sebagai air umpan
ketel. Air hasil demineralisasi dikumpulkan pada tangki air umpan ketel sebelum
dipompakan ke deaerator.
Pada proses deaerator ini, air dipanaskan hingga 90oC supaya gas-gas yang
dapat menyebabkan korosi. Selain itu deaerator juga berfungsi sebagai preheater,
mencegah perbedaan suhu yang mencolok antara air make-up segar dengan suhu air
dalam boiler. Pemanasan dilakukan dengan menggunakan pemanas listrik.
7.3 Kebutuhan Listrik
Perincian kebutuhan listrik diperkirakan sebagai berikut :
1. Unit Proses
- Bucket Elevator (J-111) = 0,121 Hp
- Bucket Elevator (J-121) = 0,3038 Hp
- Tangki Urea (T-130) = 0,125 Hp
- Tangki Asam Palmitat (T-140) = 20 Hp
- Tangki Reaktor (R-210) = 48 Hp
- Screw Conveyor (SC-221) = 2,25 hp
- Ball Mill (BM-230) = 0,25 Hp
- Screw Conveyor (J-231) = 0,125 Hp
- Tangki Pemurni (T-310) = 75 Hp
- Rotary Dryer (RD - 350) = 2 Hp
- Screwt Conveyor (J-351) = 0,125 Hp
- Pompa – 1 (L-131) = 0,125 Hp
- Pompa – 2 L-141) = 2 Hp
- Pompa – 3 (L-311) = 0,125 Hp
- Pompa – 4 (L-331) = 0,25 Hp
- Pompa – 5 (L-361) = 0,125 Hp
Jumlah = 150,93 Hp
Maka Jumlah pemakaian kebutuhan listrik pada unit proses adalah
= 150,93 Hp x 0,7457 kW/Hp
= 112,816 kW = 113 kW
2. Unit Utilitas
- Aerator = ½ Hp
- Pompa Bak Aerasi = 1,5 Hp
- Pompa Bak Pengendapan = 1,5 Hp
- Pompa Sand Filter = 0,25 Hp
- Pengaduk Tangki Pelarut H2SO4 = 0,125 Hp
- Pompa Tangki Pelarut H2SO4 = 0,25 Hp
- Pengaduk Tangki Pelarutan NaOH = 2 Hp
- Pompa Ta
