PRA RANCANGAN PEMBUATAN GLUKOSA MONOHIDRAT
DARI UBI KAYU (CASSAVA) DENGAN KAPASITAS
PRODUKSI 14.100 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Sains Terapan
OLEH :
NIM : 035201037
FRANSISKA ELISABETH
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
INTISARI
Pati adalah salah satu jenis polisakarida yang amat luas tersebar di alam. Pati disimpan sebagai cadangan makanan bagi tumbuhan di dalam biji buah (padi, jagung), di dalam umbi (ubi kayu, ubi jalar, garut) dan pada batang (sagu, aren). Peranan ubi kayu sebagai bahan baku sangat banyak dibutuhkan, karena dewasa ini banyak industri kecil maupun industri besar menggunakan ubi kayu sebagai bahan baku dari produk yang dihasilkan, misalnya sebagai bahan pakan, industri pati, industri sirup glukosa, dan industri yang merupakan gula cair.Pra-rancangan pabrik pembuatan Glukosa Monohidrat ini dibuat dengan proses hidrolisa dengan cara mengasamkan suspensi pati.
Direncanakan Pabrik Glukosa Monohidrat ini memproduksi sekitar 14.100 ton/tahun dengan 300 hari kerja dalam satu tahun. Lokasi pabrik direncanakan di Labuhan Deli, Sumatera Utara dengan luas areal 12.000 m2
• Modal Investasi = Rp. 286.321.678.504,-
, tenaga kerja yang dibutuhkan berjumlah 100 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang General Manager dengan struktur oganisasi sistem garis dan staf.
Hasil ekonomi Pabrik Pembuatan Glukosa Monohidrat dari Ubi Kayu (Cassava) adalah sebagai berikut :
• Biaya Produksi = Rp. 67.987.316.760,-
• Laba Bersih = Rp. 80.736.356.428,-
• Profit Margin = 62,91 %
• Break Even Point (BEP) = 30,79 %
• Return On Investment (ROI) = 28,20 %
• Pay Out Time (POT) = 3,5 tahun
• Return On Network (RON) = 40,33 %
iv
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
INTI SARI ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xi
BAB I PENDAHULUAN ... I-1
1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Perumusan Masalah ... I-2 1.3 Tujuan Perancangan ... I-2 1.4 Manfaat Perancangan ... I-3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DESKRIPSI PROSES ... II-1
2.1 Pemanfaatan Ubi Kayu ... II-1 2.2 Pati ... II-2 2.3 Uraian Proses ... II-3 2.4 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ... II-4 2.4.1 Bahan Baku ... II-4 2.4.2 Produk ... II-5
BAB III NERACA MASSA ... III-1
3.11 Neraca Massa Screw Conveyor (SC)... III-4 3.12 Neraca Massa Rotary Dryer (RD) ... III-4
BAB IV NERACA PANAS ... IV-1
4.1 Neraca Panas Mixer (MX) ... IV-1 4.2 Neraca Panas Reaktor Hidrolisa (RH) ... IV-1 4.3 Neraca Panas Cooler (CO) ... IV-2 4.4 Neraca Panas Filter Press-01 (FP-01) ... IV-2 4.5 Neraca Panas Reaktor Netralisasi (RN) ... IV-2 4.6 Neraca Panas Tangki Dekanter (DK) ... IV-3 4.7 Neraca Panas Tangki Decolorizing (TD) ... IV-3 4.8 Neraca Panas Filter Press 02 (FP-02) ... IV-3 4.9 Neraca Panas Evaporator (EV) ... IV-3 4.10 Neraca Panas Crystalizer (CR)... IV-4 4.11 Neraca Panas Screw Conveyor (SC) ... IV-4 4.12 Neraca Panas Rotary Dryer (RD) ... IV-4 4.13 Neraca Panas Rotary Cooler (RC) ... IV-4
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ... V-1
vi
5.16 Rotary Cooler (RC) ... V-9 5.17 Gudang Produk (GP) ... V-9 5.18 Tangki N2 (T-03) ... V-10 5.19 Belt Conveyor (BC-01) ... V-10 5.20 Bucklet Elevator-01 (BE-01) ... V-11 5.21 Belt Conveyor (BC-02) ... V-11 5.22 Belt Conveyor (BC-03) ... V-11 5.23 Belt Conveyor (BC-04) ... V-12 5.24 Bucklet Elevator-02 (BE-02) ... V-12 5. 25 Pompa HCl (P-01) ... V-13 5.26 Pompa Mixer (P-02) ... V-13 5.27 Pompa Cooler (P-03) ... V-13 5.28 Pompa Filter Press 01 (P-04) ... V-13 5.29 Pompa Reaktor Netralisasi (P-05) ... V-14 5.30 Pompa Dekanter (P-06) ... V-14 5.31 Pompa NaOH (P-07) ... V-14 5.32 Pompa Decolorizing (P-08) ... V-14 5.33 Pompa Umpan Evaporator(P-09) ... V-15 5.34 Pompa Evaporator(P-10) ... V-15
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1
6.1 Instrumentasi ... VI-8 6.2 Keselamatan Kerja ... VI-9 6.2.1 Pencegahan terhadap Bahaya Kebakaran dan Peledakan ... VI-10 6.2.2 Peralatan Perlindungan Diri ... VI-10 6.2.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik ... VI-11 6.2.4 Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan ... VI-11 6.2.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis ... VI-11
BAB VII UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH ... VII-1
7.1.3 Filtrasi ... VII-7 7.1.4 Demineralisasi ... VII-8 7.1.5 Deaerator ... VII-11 7.2 Kebutuhan Bahan Kimia ... VII-11 7.3 Kebutuhan Listrik... VII-12 7.4 Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-12 7.5 Unit Pengolahan Limbah... VII-14
7.5.1 Pengolahan Limbah dengan Sistem Activated Sludge
(Lumpur Aktif) ... VII-15
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ... VIII-1
8.1 Lokasi Pabrik ... VIII-1 8.1.1 Faktor Utama ... VIII-1 8.1.2 Faktor Khusus ... VIII-2 8.2 Tata Letak Pabrik ... VIII-3 8.3 Perincian Luas Tanah ... VIII-4
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ... XI-1
viii
9.4.12 Kepala Seksi Maintanance dan Listrik ... IX-8 9.4.13 Kepala Seksi Proses ... IX-8 9.4.14 Kepala Seksi Utilitas ... IX-8 9.4.15 Kepala Seksi Laboratorium ... IX-8 9.5 Tenaga Kerja dan Jam Kerja ... IX-8 9.5.1 Jumlah dan Tingkat Pendidikan Tenaga Kerja ... IX-8 9.5.2 Pengaturan Jam Kerja ... IX-9 9.6 Kesejahteraan Tenaga Kerja ... IX-11
BAB X ANALISA EKONOMI ... X-1
10.1 Modal Investasi ... X-1 10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI)... X-1 10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC) ... X-2 10.2 Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC) ... X-4 10.2.1 Biaya Tetap (BT) / Fixed Cost (FC) ... X-4 10.2.2 Biaya Variabel (BV) / Variable Cost (VC) ... X-4 10.3 Total Penjualan (Total Sales) ... X-5 10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha... X-5 10.5 Analisa Aspek Ekonomi ... X-5 10.5.1 Profit Margin (PM) ... X-5 10.5.2 Break Even Point (BEP)... X-5 10.5.3 Return on Investment (ROI) ... X-6 10.5.4 Pay Out Time (POT) ... X-6 10.5.5 Return on Network (RON) ... X-7 10.5.6 Internal Rate of Return (IRR) ... X-7
BAB XI 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 Data Glukosa Monohidrat di Indonesia ... I-2
Tabel 2.1 Kandungan Zat Racun pada Ubi Kayu ... II-1
Tabel 2.2 Standart Kualitas Ubi Kayu ... II-2
Tabel 2.3 Komposisi Kimia Beberapa Bagian Hasil Tanaman Kayu dan
Tepung Tapioka ... II-5
Tabel 3.1 Neraca Massa Rotary Cooler (CO) ... III-1
Tabel 3.2 Neraca Massa Mixer (MX) ... III-1
Tabel 3.3 Neraca Massa Reaktor Hidrolisa (RH) ... III-2
Tabel 3.4 Neraca Massa Filter Press-01 (FP-01) ... III-2
Tabel 3.5 Neraca Massa Reaktor Netralisasi (RN) ... III-2
Tabel 3.6 Neraca Massa Tangki Dekanter (DK)... III-3
Tabel 3.7 Neraca Massa Tangki Decolorizing (TD) ... III-3
Tabel 3.8 Neraca Massa Filter Press 02 (FP-02)... III-3
Tabel 3.9 Neraca Massa Evaporator (EV) ... III-3
Tabel 3.10 Neraca Massa Crystalizer (CR) ... III-4
Tabel 3.11 Neraca Massa Screw Conveyor (SC)... III-4
Tabel 3.12 Neraca Massa Rotary Dryer (RD) ... III-4
Tabel 4.1 Neraca Panas Mixer (MX) ... IV-1
Tabel 4.2 Neraca Panas Reaktor Hidrolisa (RH) ... IV-1
Tabel 4.3 Neraca Panas Cooler (CO) ... IV-2
Tabel 4.4 Neraca Panas Filter Press-01 (FP-01) ... IV-2
Tabel 4.5 Neraca Panas Reaktor Netralisasi (RN) ... IV-2
Tabel 4.6 Neraca Panas Tangki Dekanter (DK) ... IV-3
Tabel 4.7 Neraca Panas Tangki Decolorizing (TD) ... IV-3
Tabel 4.8 Neraca Panas Filter Press 02 (FP-02) ... IV-3
Tabel 4.9 Neraca Panas Evaporator (EV) ... IV-3
Tabel 4.10 Neraca Panas Crystalizer (CR) ... IV-4
Tabel 4.11 Neraca Panas Screw Conveyor (SC) ... IV-4
Tabel 4.12 Neraca Panas Rotary Dryer (RD) ... IV-4
x
Tabel 7.1 Kebutuhan Air Proses Pada Berbagai Alat ... VII-2
Tabel 7.2 Kebutuhan Uap Sebagai Media Pemanas Pada Berbagai Alat VII-3
Tabel 7.3 Kebutuhan Air Pendingin Pada Berbagai Alat ... VII-3
Tabel 7.4 Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan ... VII-4
Tabel 7.5 Kualitas Air Sungai Deli ... VII-5
Tabel 7.6 Kebutuhan Bahan Kimia ... VII-11
Tabel 7.7 Kebutuhan Listrik ... VII-12
Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah Pabrik Pembuatan Glukosa Monohidrat VIII-4
Tabel 9.1 Jumlah Tenaga Kerja Beserta Tingkat Pendidikannya ... IX-9
DAFTAR GAMBAR
Gambar 6.1 Tangki Penyimpanan Beserta Instrumennya ... VI-4
Gambar 6.2 Reaktor Beserta Instrumennya ... VI-5
Gambar 6.3 Filter press Beserta Instrumennya ... VI-5
Gambar 6.4 Evaporator Beserta Instrumennya ... VI-6
Gambar 6.5 Pompa Beserta Instrumennya ... VI-6
Gambar 6.6 Cooler Beserta Instrumennya ... VI-7
Gambar 6.7 Rotary Dryer Beserta Instrumennya... VI-7
Gambar 7.1 Flow Diagram Penolahan Limnah Secara Activated Sludge VII-16
Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik Glukosa Monohidrat ... VIII-5
iii
INTISARI
Pati adalah salah satu jenis polisakarida yang amat luas tersebar di alam. Pati disimpan sebagai cadangan makanan bagi tumbuhan di dalam biji buah (padi, jagung), di dalam umbi (ubi kayu, ubi jalar, garut) dan pada batang (sagu, aren). Peranan ubi kayu sebagai bahan baku sangat banyak dibutuhkan, karena dewasa ini banyak industri kecil maupun industri besar menggunakan ubi kayu sebagai bahan baku dari produk yang dihasilkan, misalnya sebagai bahan pakan, industri pati, industri sirup glukosa, dan industri yang merupakan gula cair.Pra-rancangan pabrik pembuatan Glukosa Monohidrat ini dibuat dengan proses hidrolisa dengan cara mengasamkan suspensi pati.
Direncanakan Pabrik Glukosa Monohidrat ini memproduksi sekitar 14.100 ton/tahun dengan 300 hari kerja dalam satu tahun. Lokasi pabrik direncanakan di Labuhan Deli, Sumatera Utara dengan luas areal 12.000 m2
• Modal Investasi = Rp. 286.321.678.504,-
, tenaga kerja yang dibutuhkan berjumlah 100 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang General Manager dengan struktur oganisasi sistem garis dan staf.
Hasil ekonomi Pabrik Pembuatan Glukosa Monohidrat dari Ubi Kayu (Cassava) adalah sebagai berikut :
• Biaya Produksi = Rp. 67.987.316.760,-
• Laba Bersih = Rp. 80.736.356.428,-
• Profit Margin = 62,91 %
• Break Even Point (BEP) = 30,79 %
• Return On Investment (ROI) = 28,20 %
• Pay Out Time (POT) = 3,5 tahun
• Return On Network (RON) = 40,33 %
BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Pati adalah salah satu jenis polisakarida yang amat luas tersebar di alam. Pati disimpan sebagai cadangan makanan bagi tumbuhan di dalam biji buah (padi, jagung), di dalam umbi (ubi kayu, ubi jalar, garut) dan pada batang (sagu, aren). Tanaman ubi kayu termasuk dalam keluarga Euphorbiaceae dari genus Manihot. Potensi tanaman ubi kayu sebagai bahan pokok sudah dikenal orang sejak zaman maya di Amerika Serikat sekitar 2000 tahun yang lalu, atau bahkan jauh sebelumnya (Tjokroadikoesoemo, 1993).
Peninggalan-peninggalan arkeologi yang ditemukan menunjukkan bahwa budi daya tanaman ini terdapat di Peru, Venezuela dan Kolombia, serta telah dilakukan sejak permulaan abad Masehi. Prinsip-prinsip ekstraksi pati yang dikembangkan oleh bangsa Maya pada awal pembudidayaan ubi kayu masih diterapkan dalam industri pati secara modern dewasa ini.
Ubi kayu dapat dimakan dalam berbagai jenis makanan, misalnya digoreng, dikukus, dibakar, diolah menjadi berbagai macam makanan, diragikan menjadi tapai, dapat dibuat tiwul, gatot dan macam-macam makanan lainnya. Ubi kayu dapat juga diolah menjadi tepung tapioka, gaplek, dan pelet sebagai pakan ternak.
Di Amerika Utara dan Eropa tepung tapioka diolah menjadi puding, bahan pengental untuk gravies (saus kuah daging), atau sebagai bahan pengikat pada pembuatan permen. Tepung ubi kayu dapat juga diproses menjadi sejenis gula cair yang dinamakan High Fructose Syrup (HFS).
Pemakaian glukosa di Indonesia setiap tahun mengalami peningkatan dan untuk memenuhi kebutuhan konsumen dalam negeri maka perlu diimpor. Tabel 1.1 menampilkan data impor glukosa yang tercatat selama 7 tahun terakhir. Maka jumlah kapasitas yang di pakai dalam Pra Perancangan Pabrik Pembuatan Glukosa Monohidrat Dari Pati Ubi Kayu 14.100 ton/tahun kurang lebih sebesar 60 % dari jumlah data glukosa Monohidrat di Indonesia selama 7 tahun terakhir.
I-2
sebagai bahan baku dari produk yang dihasilkan, misalnya sebagai bahan pakan, industri pati, industri sirup glukosa, dan industri yang merupakan gula cair.
Tabel 1.1 Data Glukosa Monohidrat di Indonesia
Tahun Jumlah (kg) Nilai (Rp)
2001 950.436 3.924.850.000
2002 1.320.436 5.156.960.000
2003 1.800.386 7.595.700.000
2004 2.334.954 11.127.210.000 2005 3.889.264 11.331.020.000 2006 5.443.574 11.534.830.000 2007 6.997.884 11.738.640.000 Sumber: Badan Pusat Statistik Sumatera Utara (2007)
1.2Perumusan Masalah
Kebutuhan pasar menyebabkan pentingnya pertimbangan pembangunan pabrik glukosa monohidrat dari ubi kayu yang efisien, ekonomis dan ramah lingkungan. Pra rancangan pabrik glukosa monohidrat diharapkan dapat menjadi solusi yang tepat untuk memenuhi kriteria tersebut, selain sebagai pemanfaatan potensi alam yang belum dimanfaatkan. Pertimbangan untuk mendirikan pabrik diharapkan dapat memenuhi kebutuhan glukosa dalam negeri tanpa harus melakukan impor dari luar negeri.
1.3Tujuan Perancangan
1.4Manfaat Perancangan
II-1
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN DESKRIPSI PROSES
2.1 Pemanfaatan Ubi Kayu
Ubi kayu sebagai bahan penyusun pakan, baik dalam bentuk umbi segar, gaplek ataupun yang telah diperkaya dengan bahan lain, misalnya bungkil kacang kedelai yang mampu menghasilkan bahan pakan yang berkualitas.
Kelemahan dari ubi kayu ini meliputi beberapa hal diantaranya disebabkan karena kandungan lemak dan proteinnya sangat rendah dan mengandung racun glukosida sianogenik yang sewaktu hidrolisis dapat menghasilkan asam sianida dan glukosa, dimana pada kadar yang tinggi racun ubi kayu dapat menyebabkan penyakit keracunan yang dinamakan dengan tropical atzic neutropathy.
Untuk menghilangkan racun yang terdapat pada ubi kayu dapat dilakukan dengan cara sederhana, diantaranya dengan penggorengan, pengkukusan, penjemuran dan diolah menjadi makanan lain.
Menurut Tjokroadikoesoemo (1993), berdasarkan kandungan zat racunnya ubi kayu dapat dibedakan seperti terlihat pada tabel berikut ini :
Tabel 2.1 Kandungan zat racun pada ubi kayu
Tingkat Kandungan Kandungan Kadar HCN
Tinggi > 100 mg/kg umbi basah kupas Sedang 50-100 mg/kg umbi basah kupas Tidak beracun < 50 mg/kg umbi basah kupas
Pembeli ubi kayu untuk kepentingan pakan yang besar dewasa ini adalah pabrik-pabrik pakan di negara-negara Masyarakat Ekonomi Eropa (MEE) yang mengimpor sebagian besar kebutuhannya dari Thailand. Indonesia sendiri pada tahun 1975 dan 1976 mengekspor gaplek dari Lampung sebanyak 180 dan 140 ribu ton.
negara-negara MEE sehubungan dengan harga-harga energi dan protein di pasaran internasional.
Tabel 2.2 Standart kualitas ubi kayu
Komponen Kualitas
Kelembaban < 13 – 14 % Kandungan pati > 70 – 75 % Kandungan serat < 5 %
Bahan asing 35 %
Sumber : Tjakroadikoesoemo (1993)
2.2 Pati
Pati (C6H10O5)n
1. Pati yang belum termodifikasi, yaitu semua pati yang dihasilkan dari pabrik pengolahan dasar, misalnya tepung dari tapioka.
telah dikenal di Mesir sejak 4000 tahun sebelum Masehi. Bahan ini dapat diperoleh dari berbagai macam tumbuh-tumbuhan terutama dari jagung, ubi kayu, ubi jalar, kentang, padi, gandum, dan sorgum.
Di dalam perdagangan, dikenal 2 (dua) macam pati yaitu :
2. Pati yang telah termodifikasi, yaitu melalui cara hidrolisis oksidasi dan subsitusi.
Produk-produk modifikasi tersebut diantaranya adalah : a. Thin boiling starch
Pati ini biasanya dibuat dengan cara mengasamkan suspensi pati sampai pH tertentu, memanaskannya pada kondisi suhu tertentu sampai diperoleh derajat konversi atau modifikasi yang diinginkan.
b. Pati teroksidasi
II-3
2.3 Uraian Proses
Pabrik pembuatan glukosa monohidrat ini menggunakan bahan baku ubi kayu (Cassava). Bahan baku pati ubi kayu dari gudang bahan baku (GBB) dimasukkan ke dalam Mixer (MX), dimana pati ubi kayu dicampur dengan air untuk membentuk slurry. Kemudian slurry pati tersebut dimasukkan ke dalam Reaktor Hidrolisa (RH) untuk menghasilkan sirup glukosa dengan menambahkan katalis asam yaitu HCl. Proses ini berlangsung pada suhu 1350C dan tekanan 1 atm.
Reaksinya : C6H12O6 + C12H22O11 + H2O 3C6H12O6
Glukosa pati air sirup glukosa
Sirup glukosa kemudian didinginkan dengan Cooler (CO) sampai temperatur 500C dan selanjutnya sirup glukosa dimasukkan ke dalam Filter Press 01 (FP-01) untuk memisahkan sirup glukosa (filtrat) dari sisa pati, protein, lemak, dan impuritis yang tidak bereaksi dan dibawa ke pengolah limbah.
Kemudian sirup glukosa dinetralisasi dengan larutan basa, yaitu NaOH di dalam Reaktor Netralisasi (RN). NaOH dengan kondisi 600C dan 1 atm ini bereaksi dengan HCl yang membentuk NaCl. Hasil netralisasi kemudian dipisahkan lagi dari NaCl yang terbentuk. Pemisahan ini dilakukan menggunakan Tangki Dekanter (TD) pada kondisi 600C dan 1 atm. Sirup glukosa yang diperoleh kemudian dijernihkan di dalam Tangki Decolorizing (TD) pada kondisi 800C dan 1 atm yang berisi karbon aktif untuk menyerap zat warna yang timbul saat hidrolisa.
Selanjutnya karbon aktif yang digunakan dipisahkan dari sirup glukosa menggunakan Filter Press 02 (FP-02) sehingga diperoleh sirup glukosa yang jernih dan dimasukkan ke dalam tangki penampung. Sirup glukosa yang jernih kemudian diuapkan di dalam Evaporator (EV) untuk mendapatkan sirup glukosa yang lebih pekat sampai konsentrasi 78%.
Kemudian dilakukan pengkristalan guna membentuk sirup glukosa menjadi kristal glukosa monohidrat dengan jalan mendinginkan sirup glukosa di dalam tangki Cristalizer (CR) pada suhu 300C dengan penambahan N2 agar kristal gula tidak
rusak. Kristal glukosa monohidrat yang terbentuk kemudian dimasukkan ke dalam Screw Conveyor (SC)
Setelah itu kristal glukosa monohidrat dikeringkan di dalam Rotary Dryer (RD) dengan suhu 110 0C dan 1 atm sampai kandungn air dalam kristal glukosa monohidrat berkurang. Kristal glukosa monohidrat yang telah dikeringkan kemudian didinginkan dengan Rotary Cooler (RC) dan disimpan dalam gudang produk (GP) pada suhu 300
a. Tinggi pohon 0,9 – 4,6 meter C.
2.4 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk
2.4.1 Bahan Baku
2.4.1.1 Ubi Kayu
Sifat Fisik
b. Umur 9 -24 bulan
c. Hasil optimum pada umur 9 – 12 bulan d. Ukuran umbi 30 – 45 cm
e. Berat umbi 0,9 – 2,3 kg f. Diameter 5 -15 cm
g. Ukuran partikel rata-rata 20 mesh h. Temperatur awal gelatinasi 52 0 i. Temperatur akhir gelatinasi 64
C
0
j. Konsentrasi 3,54 % zat kering C
k. Viskositas pada 71 0C = 100 gr/cm l. Viskositas pada 96
3
0
C = 55 gr/cm Sumber: Paul dan Palmer (1982)
Sifat Kimia
3
a. Tidak tahan lama b. Mudah rusak
c. Banyak mengandung pati yang dapat diolah lebih lanjut menjadi produk lain, seperti glukosa, etanol dan lain-lainnya.
II-5
Tabel 2.3 Komposisi kimia beberapa bagian hasil tanaman ubi kayu dan tepung tapioka
Komponen Ubi kayu (%) Tepung tapioka (%)
Air 65 % 10 %
Karbohidrat 30,93 % 85 %
Abu 1 % 2,66 %
Serat kasar 15 % 0,03 %
Lemak 0,34 % 0,6 %
HCN 0,02 % -
Protein 1,2 % 1,5 %
K, P, Ca, Mg dan Fe 0,51 % 0,21 % Sumber: Tjakroadikoesoemo (1993)
2.4.2 Produk
2.4.2.1 C6H12O6.H2O (Glukosa monohidrat)
Sifat Fisik
a. BM = 198,17 gr/ml b. pH = 5-7
c. Melting point = 1460
a. Dihidrasi oleh asam menghasilkan molekul D-glukosa C
d. Berasa manis
e. Sebagai sumber energi f. Termasuk monosakarida Sifat Kimia
b. Bereaksi negatif dengan reagen tollen c. Larut dalam air
BAB III
NERACA MASSA
Hasil perhitungan neraca massa pada tiap unit peralatan diperoleh dari lampiran A sebagai berikut:
3.1 Rotary Cooler (RC)
Tabel 3.1 Perhitungan Neraca Massa pada Rotary Cooler (RC)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 23 Alur 24 C6H12O6.H2O 1.948,548 1.948,548
H2O 9,785 9,785
Total 1.958,333 1.958,333
3.2 Mixer (MX)
Tabel 3.2 Perhitungan Neraca Massa pada Mixer (MX)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) alur (1) alur (2) alur (3) Pati
Air Lemak Protein Impuritis Serat Glukosa
1.249,155 1.989,504 52,9125 141,805 52,9125 429,225 317,4735
7.861,266
III-2
3.3 Reaktor Hidrolisa (RH)
Tabel 3.3 Perhitungan Neraca Massa pada Reaktor Hidrolisa (RH):
Komponen Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam) alur (3) alur (4) alur (5) alur (6) Pati
Air Lemak Protein Impuritis Serat Glukosa HCl
1.249,155 9.850,77 52,9125 141,805 52,9125 429,225 317,4735
21,165
402,1335
65,8035
124,9155 9.937,739 52,9125 141,805 52,9125 429,225 317,4735 402,1335 Total 12.094,2535 423,2985 65,8035 8.388,9037 12.583,355 12.583,355
3.4 Filter Press-01 (FP-01)
Tabel 3.4 Perhitungan Neraca Massa pada Filter Press-01 (FP-01):
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) alur (7) alur (8) alur (9) Pati
Air Lemak Protein Impuritis Serat Glukosa HCl
124,9155 9.947,6865 52,9125 141,805 52,9125 429,225 1.778,4745 402,1335
124,9155 9,9477 52,9125 141,805 52,9125 429,225 1,7784 0,402
9.937,7385
1.776,696 401,7315 Total 12.583,3555 457,2415 12.126,114
12.583,3555 12.583,3555
3.5 Reaktor Netralisasi (RN)
Tabel 3.5 Perhitungan Neraca Massa pada Reaktor Netralisasi (RN)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) alur (9) alur (10) alur (11) Air
Glukosa HCl NaOH NaCl
9.947,6865 1.776,696 401,7315
23,1975
440,76
10.171,0909 1.774,92
3.6 Tangki Dekanter (TD)
Tabel 3.6 Perhitungan Neraca Massa pada Tangki Dekanter (DK)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) alur (11) alur (12) alur (13) Air
Glukosa NaCl
10.171,0909 1.774,92 644,0605
10,1712 1,77492 644,0605
10.160,9197 1.773,144
Total 12.590,0715 656,0071 11.934,0637 12.590,0715 12.590,0715
3.7 Tangki Decolorizing (TD)
Tabel 3.7 Perhitungan Neraca Massa pada Tangki Decolorizing (TD)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) alur (13) alur (14) alur (15) Glukosa
Air
Karbon Aktif
1.773,144 10.160,9197
93,1257
1.773,144 10.160,9197 93,1257 Total 11.934,0637 93,1257 12.027,1894 12.027,1894 12.027,1894
3.8 Filter Press 02 (FP-02)
Tabel 3.8 Perhitungan Neraca Massa pada Filter Press 02 (FP-02)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) alur (15) alur (16) alur (17) Glukosa
Air
Karbon Aktif
1.773,144 10.160,9197 93,1257
1,7731 10,1608 93,1257
1.771,371 10.150,7589
Total 12.027,1894 105,0595 11.922,1299 12.027,1894 12.027,1894
3.9 Evaporator (EV)
Tabel 3.9 Perhitungan Neraca Massa pada Evaporator (EV)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) alur (17) alur (18) alur (19) Glukosa
Air Uap Air
1.771,371 10.150,7589
7.917,5919
1.771,371 2.233,167
III-4
3.10 Crystalizer (CR)
Tabel 3.10 Perhitungan Neraca Massa pada Crystalizer (CR)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) alur (19) alur (20) Glukosa
Air C6H22O
1.771,371 2.233,167
11
2.055,990 1.948,548 Total 4.004,538 4.004,538
3.11 Screw Conveyor (SC)
Tabel 3.11 Perhitungan Neraca Massa pada Screw Conveyor (SC)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) alur (20) alur (21) Air
C6H22O
2.055,990 1.948,548
11
2.055,990 1.948,548 Total 4.004,538 4.004,538
3.12 Rotary Dryer (RD)
Tabel 3.12 Perhitungan Neraca Massa pada Rotary Dryer (RD)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) alur (21) alur (22) alur (23) Air
Uap Air C6H22O
2.055,990 1.948,548
11
2.046,1987
BAB IV
NERACA ENERGI
Hasil perhitungan neraca energi pada tiap unit peralatan diperoleh dari lampiran B sebagai berikut :
4.1Mixer (MX)
Tabel 4.1 Perhitungan Neraca Panas pada Mixer (MX)
Komponen Masuk (kkal/jam) Keluar (kkal/jam) alur (1) alur (2) alur (3) Pati
Air Lemak Protein Impuritis Serat Glukosa
1.939,3125 154,0245 68,7862 308,4255 126,1965 1.318,143 497,9565
608,592
1.939,3125 762,6130 68,7862 308,4255 126,1965 1.318,143 497,9565 Total 4.412,9447 608,592 5.021,4367
5.021,4367 5.021,4367
4.2Reaktor Hidrolisa (RH)
Tabel 4.2 Perhitungan Neraca Panas pada Reaktor Hidrolisa (RH)
Komponen Masuk (kkal/jam)
Keluar (kkal/jam) alur (3) alur (4) alur (5) alur (6) Pati
Air Lemak Protein Impuritis Serat Glukosa HCl
Panas reaksi Steam
1.939,3125 762,613 68,7862 308,4255 126,1965 1.318,143 497,9565
1,638
84,9705
5,0943
28.538,6865 5.407.728,26
4.266,4888 5.376.658,464 1.524,9382 6.785,3715 2.776,3185 28.999,158 10.955,058 9.346,7889
IV-2 4.3Cooler (CO)
Tabel 4.3 Perhitungan Neraca Panas pada Cooler (CO)
Komponen Masuk (kkal/jam) Keluar (kkal/jam) Alur (6) alur (7) Pati
Air Lemak Protein Impuritis Serat Glukosa HCl
Air pendingin
4.266,4888 5.376.658,464 1.524,9382 6.785,3715 2.776,3185 28.999,158 10.955,058 9.346,7889 - 5.402.415,447
969,6565 12.812,6205
346,5768 1.542,1299 630,981 6.590,718 13.947,6865 2.124,27 Total 38.964,6393 38.964,6393
4.4 Filter Press-01 (FP-01)
Tabel 4.4 Perhitungan Neraca Panas pada Filter press-01 (FP-01)
Komponen Masuk (kkal/jam) Keluar (kkal/jam) alur (7) alur (8) alur (9) Pati
Air Lemak Protein Impuritis Serat Glukosa HCl
969,6565 12.812,6205
346,5768 1.542,1299 630,981 6.590,718 13.947,6865 2.124,27
969,6565 12,813 346,5768 1.542,1299 630,981 6.590,718 13,947 2,1235
12.799,8075
13.947,285 2.122,146 Total 38.964,6393 10.108,9455 28.855,692
38.964,6393 38.964,6393
4.5 Reaktor Netralisasi (RN)
Tabel 4.5 Perhitungan Neraca Panas pada Reaktor Netralisasi (RN)
Komponen Masuk (kkal/jam) Keluar (kkal/jam) alur (9) alur (10) alur (11) Air
Glukosa HCl NaOH NaCl
Panas reaksi Steam
12.799,8075 13.933,7385
2.122,146
-10.572,5326 20.067,1915
1,7955
621,030
14.798,937 19.487,734
4.686,5055
4.6 Tangki Dekanter (DK)
Tabel 4.6 Perhitungan Neraca Panas pada Tangki Dekanter (DK)
Komponen Masuk (kkal/jam) Keluar (kkal/jam) alur (11) alur (12) alur (13) Air
Glukosa NaCl
14.798,937 19.487,734 4.686,5055
14,799 19,488 4.686,495
14.784,138 19.468,2345
Total 38.973,177 4.720,782 34.252,3725 38.973,177 38.973,177
4.7 Tangki Decolorizing (TD)
Tabel 4.7 Perhitungan Neraca Panas pada Tangki Decolorizing (TD)
Komponen Masuk (kkal/jam) Keluar (kkal/jam) alur (13) alur (14) alur (15) Air
Glukosa Karbon Aktif Steam
14.784,138 19.468,2345 5.840,8815
78,225
8.718,0585 30.592,9395 860,481
Total 40.093,254 78,225 40.171,479 40.171,479 40.171,479
4.8 Filter Press-02 (FP-02)
Tabel 4.8 Perhitungan Neraca Panas pada Filter Press-02 (FP-02)
Komponen Masuk (kkal/jam) Keluar (kkal/jam) alur (15) alur (16) alur (17) Air
Glukosa Karbon Aktif
8.718,0585 30.592,9395 860,481
8,718 30,5925 860,481
8.709,3405 30.562,3495
Total 40.171,479 899,7915 39.271,69 40.171,479 40.171,479
4.9 Evaporator (EV)
Tabel 4.9 Perhitungan Neraca Panas pada Evaporator (EV)
Komponen Masuk (kkal/jam) Keluar (kkal/jam) alur (17) alur (18) alur (19) Air
Glukosa Uap Air Steam
8.709,3405 30.562,3495 5.442.497,336
4.281.352,31
1.147.627,202 52.789,515
IV-4 4.10 Crystalizer (CR)
Tabel LB.10 Perhitungan Neraca Panas pada Crystalizer (CR)
Komponen Masuk (kkal/jam) Keluar (kkal/jam) alur (19) alur (20) Air
Glukosa C6H12O6.H2O
N
1.147.627,202 52.789,515 - 1.197.201,252
2
159,168 3.056,2974 Total 3.215,4654 3.215,4654
4.11 Screw Conveyor (SC)
Tabel LB. 11 Perhitungan Neraca Panas pada Screw Conveyor (SC)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) alur (20) alur (21) Air
C6H12O6.H2
159,168 3.056,2974 O
159,168 3.056,2974 Total 3.215,4654 3.215,4654
4.12 Rotary Dryer (RD)
Tabel LB. 12 Perhitungan Neraca Panas pada Rotary Dryer (RD)
Komponen Masuk (kkal/jam) Keluar (kkal/jam) alur (21) alur (22) alur (23) Air
C6H12O6.H2
159,168 3.056,298 1.155.084,977 O
Uap Air Udara panas
1.106.342,628
0.7575 51.957,057
Total 1.158.300,443 1.158.300,443
4.13 Rotary Cooler (RC)
Tabel LB. 13 Perhitungan Neraca Panas pada Rotary Cooler (RC)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) alur (23) alur (24) Air
C6H12O6.H2
0,7575 27.506,6778 – 24.450,381 O
Air pendingin
BAB V
SPESIFIKASI PERALATAN
Berdasarkan hasil perhitungan yang dilakukan pada Lampiran C diperoleh spesifikasi peralatan proses yang dibutuhkan sebagai berikut :
5.1 Gudang Bahan Baku (GBB)
Fungsi : Untuk penyimpanan pati ubi kayu selama 7 hari Jumlah : 1 unit
Jenis : Segiempat persegi panjang Bahan kontruksi : Beton
Spesifikasi gudang pati ubi kayu :
Panjang = 13,564 m
Lebar = 6,782 m
Tinggi = 6,782 m
Kapasitas = 623,899 m
Jumlah = 1 unit
3
5.2 Tangki HCl (T-01)
Fungsi : Untuk penyimpanan HCl selama 3 hari
Jumlah : 1 unit
Bentuk : Silinder vertikal dengan tutup berbentuk ellipsoidal dan alas berbentuk datar.
Bahan kontruksi : Stainless Steel SA-340 Kapasitas : 29,473 m3
Kondisi penyimpanan:
Temperatur = 300C
V-2 Spesifikasi sebagai berikut :
Silinder
- Diameter = 2,998 m - Tinggi = 8,964 m - Tebal = 121 in
Tutup
- Diameter = 2,998 m - Tinggi = 0,792 m - Tebal = 121 in
5.3 Tangki NaOH (T-02)
Fungsi : Untuk penyimpanan NaOH selama 3 hari
Jumlah : 1 unit
Jenis : Silinder vertikal dengan tutup berbentuk ellipsoidal dan alas berbentuk datar. Bahan : Stainless Steel SA-340
Jumlah : 1 unit
Kapasitas : 17,877 m3 Kondisi penyimpanan:
Temperatur = 300
Silinder
C
Tekanan = 1 atm = 14,696 psi Spesifikasi sebagai berikut :
- Diameter = 2,529 m - Tinggi = 7,587 m - Tebal = 2 in
Tutup
5.4 Mixer (MX)
Fungsi : Untuk pembuatan slurry
Jumlah : 1 unit
Jenis : Silinder vertikal dengan alas dan tutup berbentuk ellipsoidal dan dilengkapi dengan pengaduk. Bahan kontruksi : Carbon Steel SA-285 grade C
Kapasitas : 14,672 m3
Kondisi Penyimpanan: : Tekanan = 1 atm = 14,696 psia : Temperatur = 300
Silinder
C Spesifikasi sebagai berikut :
- Diameter = 2,529 m - Tinggi = 3,303 m - Tebal = 81in
Tutup
- Diameter = 2,529 m - Tinggi = 0,825 m - Tebal = 81in
Jenis Pengaduk : Turbin impeller daun enam Jumlah baffle : 4 buah
Diameter impeller : 0,737 ft Daya motor : 2,272 Hp
5.5 Reaktor Hidrolisa (RH)
Fungsi : Untuk mengubah slurry menjadi larutan glukosa Jumlah : 1 unit
Jenis : Silinder vertikal dengan tutup dan alas berbentuk ellipsoidal serta dilengkapi dengan pengaduk dan jaket. Bahan kontruksi : Stainless Steel SA-304
V-4 Kondisi operasi:
Waktu tinggal = 2 jam Konversi reaksi = 90% Tekanan = 3 atm = 44,1 Psi Temperatur = 1350
Silinder
C Spesifikasi sebagai berikut :
- Diameter = 4,210 m - Tinggi = 4,210 m - Tebal = 121 in
Tutup
- Diameter = 4,210 m - Tinggi = 1,052 m - Tebal = 121 in
Jenis Pengaduk : Turbin impeller daun enam Jumlah baffle : 4 buah
Diameter impeller : 0,935 m Daya motor : 7,517 Hp
Jaket pemanas : - Diameter : 175,744 in - Tebal jaket : 2 in
5.6 Cooler (CO)
Fungsi : Menurunkan suhu glukosa dari 1350C menjadi 500C Jenis : 1-2 Shell and tube exchanger
Jumlah : 1 Unit Diameter shell : 25 in Pitch (PT) : 1 in
5.7 Filter Press 01 (FP-01)
Fungsi : Untuk memisahkan sisa pati, protein, lemak, dan impuritis yang bercampur di dalam larutan glukosa
Bahan : Carbon Steel SA-333 Jenis : Plate and Frame
Spesifikasi filter penyaring :
Luas filter = 4,8 ft
Lebar = 0,4724 m
2
Panjang = 3,1 ft
Jumlah frame = 25 unit
Jumlah flat = 25 unit
5.8 Reaktor Netralisasi (RN)
Fungsi : Untuk menetralkan suasana asam di dalam larutan C6H12O6
Jumlah : 1 unit
Jenis : Silinder vertikal dengan tutup dan alas berbentuk ellipsoidal serta dilengkapi dengan pengaduk dan jaket
Kapasitas : 9,9288 m3
Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm Temperatur = 60 0
Silinder
C Spesifikasi sebagai berikut :
- Diameter = 3,319 m - Tinggi = 3,319 m - Tebal = 2 in
Tutup
- Diameter = 3,319 m - Tinggi = 0,0799 m - Tebal = 2 in
Jenis Pengaduk : Turbin impeller daun enam Jumlah baffle : 4 buah
V-6 Daya motor : 2,33 Hp
Jaket pemanas : - Diameter : 140,704 in - Tebal jaket : 2 in
5.9 Tangki Dekanter (DK)
Fungsi : Untuk memisahkan NaCl yang bercampur di dalam larutan glukosa
Jumlah : 1 buah
Tipe : Tangki silinder horizontal dan sisi-sisi berupa ellips Bahan kontruksi : Stainless steel SA-304
Kapasitas : 8,01 m
Diameter tangki : 2,658 m
3
Spesifikasi Tangki Dekanter :
Panjang tangki : 5,315 m
Tinggi tangki : 2,392 m
Tebal plate : 0,159 in
5.10 Tangki Decolorizing (TD)
Fungsi : Tempat penghilangan zat pewarna yang terkandung di dalam glukosa dengan menambahkan karbon aktif
Tipe : Tangki berbentuk silinder, bottom berbentuk konis dan tutup berbentuk dishes (dishes head) yang dilengkapi pengaduk
Bahan : Carbon steel SA-333 Kapasitas : 1.222,896 m3
Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm Temperatur = 60 0
Silinder
C Spesifikasi sebagai berikut :
Tutup
- Diameter = 8,456 m - Tinggi = 1,693 m - Tebal = 43 in
Jenis Pengaduk : Turbin impeller daun enam Jumlah baffle : 4 buah
Diameter impeller : 2,818 m Daya motor : 25 Hp
5.11 Filter press 02 (FP-02)
Fungsi : Untuk memisahkan karbon aktif yang bercampur di dalam larutan glukosa
Bahan : Carbon Steel SA-333 Jenis : Plate dan Frame
Spesifikasi filter penyaring :
Luas filter = 4,8 ft
Lebar = 1,55 ft
2
Panjang = 3,1 ft
Jumlah frame = 25 unit
Jumlah plat = 25 unit
5.12 Tangki Evaporator (EV)
Fungsi : memekatkan produk glukosa Jumlah : 1 unit
Tipe : Basket type vertikal tube evaporator Bahan kontruksi : Stainless steel SA-304
Kapasitas : 673,82 m
Diameter tangki = 8,859 m
3
Spesifikasi Tangki Evaporator :
Tinggi tangki = 50,20 m
Volume tangki = 970,288 m
Tebal plate =
3
4
V-8
5.13 Crystalizer (CR)
Fungsi : Untuk memperoleh kristal C6H12O6.H2O
Tipe : Swenson Walker Bahan : Stainless steel SA-304 Kapasitas : 97,8352 m
Diameter = 3 ft
3
Spesifikasi Crystalizer :
Panjang = 12,586 ft
Putaran pengadukan = 7 rpm
Jumlah = 1 buah
5.14 Screw Conveyor (SC)
Fungsi : Mengangkut bongkahan kristal glukosa dari crystallizer menuju rotary dryer
Jumlah : 1 unit
Bahan kontruksi : Stainless steel SA-304 Spesifikasi Screw Conveyor sebagai berikut:
Diameter flights = 12 in
Diameter pipa = 2,5 in
Diameter tangki = 2 in
Hanger centers = 12 ft
Kecepatan = 55 rpm
Kapasitas tenaga putaran = 7.600 lb/in
Diameter masukan bahan = 9 in
Daya untuk panjang 30 ft = 1,69 Hp
5.15 Rotary Dryer (RD)
Fungsi : Untuk mengeringkan kristal glukosa monohidrat Jumlah : 1 unit
Bahan kontruksi : Stainless steel SA-304 Spesifikasi Rotary dryer :
Diameter = 23,107 ft
Panjang = 142,996 ft
Jumlah putaran = 2,323 rpm
Kecepatan putar motor= 31,848 rpm
Power = 140,97 Hp
5.16 Rotary Cooler (RC)
Fungsi : Untuk menurunkan suhu produk dari 80oC menjadi 30o
Diameter = 6,276 ft
C. Jenis : Rotary Cooler
Bahan : Commercial Steel Spesifikasi Rotary dryer :
Panjang = 16,615 ft = 5,064 m
Waktu tinggal = 10,462 menit
Jumlah putaran = 47,776 rpm
Power = 19,693 Hp
5.17 Gudang Produk (GP)
Fungsi : Tempat menampung produk glukosa monohidrat
Tipe : Silinder vertikal dengan alas berbentuk kerucut (hopper) Bahan konstruksi : Stainless steel SA-304
Kapasitas : 321,975 m
Tekanan total design = 28,193 Psi
3
Spesifikasi alat :
Diameter tangki = 5,039 m
Tinggi Silinder = 7,558 m
V-10
Tinggi Tangki = 9,235 m
Tebal shell = 14in
5.18 Tangki N2 (T-03)
Fungsi : Untuk penyimpanan N2 selama 1 hari
Jumlah : 1 unit
Bentuk : Silinder vertikal dengan tutup berbentuk ellipsoidal dan alas berbentuk datar.
Bahan kontruksi : Stainless Steel SA-340 Kapasitas : 206,475 m3
Kondisi penyimpanan:
Temperatur = 300
Silinder
C
Tekanan = 1 atm = 14,696 psi
Spesifikasi sebagai berikut :
- Diameter = 5,751 m - Tinggi = 5,751 m - Tebal = 2 in
Tutup
- Diameter = 5,751 m - Tinggi = 1,428 m - Tebal = 2 in
5.19 Belt Conveyor (BC-01)
Fungsi : Untuk mengangkut pati ubi kayu dari gudang penyimpanan menuju mixer
Tipe : Inclined Belt Conveyor Spesifikasi Belt Conveyor :
Lebar belt = 14 in
Cross-sedtional area = 0,11 ft
Kecepatan plies = 200 ft/min (normal) – 300 ft/min (maksimu)
Belt plies = 3 (minimum) – 5 (maksimum)
Ukuran lump = 2 mm
5.20 Bucklet Elevator-01 (BE-01)
Fungsi : Mengangkut pati ubi kayu dari Belt Conveyor-01 ke Mixer Tipe : Supercapacity conttinuous bucket elevator
Spesifikasi peralatan :
Ukuran bucket = 6 in x 4 in x 4,25 in
Jarak bucket = 12 in
Kecepatan = 225 ft/menit
Tinggi = 25 ft
Lebar Bucket = 7 in
Putaran poros = 413 rpm
HP poros = 1 HP
Rasio power yang ditambah = 0,02 HP/ft
5.21 Belt Conveyor (BC-02)
Fungsi : Untuk mengankut glukosa monohidrat dari crystalizer menuju Screw Conveyor
Tipe : Inclined Belt Conveyor Spesifikasi Belt Conveyor :
Lebar belt = 14 in
Cross-sectional area = 0,11 ft
Kecepatan belt = 200ft/min (normal) – 300 ft/min (maksimum)
2
Belt plies = 3 (minimum) – 5 (maksimum)
Ukuran lump = 2 mm
5.22 Belt Conveyor (BC-03)
Fungsi : Untuk mengangkut glukosa monohidrat dari Screw Conveyor menuju Rotary dryer
V-12 Spesifikasi Belt Conveyor :
Lebar belt = 14 in
Cross-sectional area = 0,11 ft
Kecepatan belt = 200ft/min (normal) – 300 ft/min (maksimum)
2
Belt plies = 3 (minimum) – 5 (maksimum)
Ukuran lump = 2 mm
5.23 Belt Conveyor (BC-04)
Fungsi : Untuk mengangkut glukosa monohidrat dari Rotary Dryer mrnuju Rotary Cooler
Tipe : Inclined Belt Conveyor Spesifikasi Belt Conveyor :
Lebar belt = 14 in
Cross-sectional area = 0,11 ft
Kecepatan belt = 200ft/min (normal) – 300 ft/min (maksimum)
2
Belt plies = 3 (minimum) – 5 (maksimum)
Ukuran lump = 2 mm
5.24 Bucklet Elevator-02 (BE-02)
Fungsi : Mengangkut pati ubi kayu dari Belt Conveyor – 04 ke silo produk Tipe : Supercapacity continius bucket elevator
Spesifikasi peralatan :
• Ukuran bucket = 6 in x 4 in x 4,25 in • Jarak bucket = 12 in
• Kecepatan = 225 ft/menit • Tinggi = 25 ft
• Lebar bucket = 7 in • Putaran poros = 413 rpm • HP poros = 1 HP
5. 25 Pompa HCl (P-01)
Fungsi : Memompakan HCl dari tangki HCl ke Reaktor hidrolisasi Jumlah : 1
Tipe : Pompa sentrifugal Bahan Konstruksi : commercial steel Daya motor : 0,0146 Hp
5.26 Pompa Mixer (P-02)
Fungsi : Memompakan Slurry dari tangki mixer ke Reaktor hidrolisasi
Jumlah : 1 unit
Tipe : Pompa sentrifugal Bahan Konstruksi : commercial steel Daya motor : 0,33 Hp
5.27 Pompa Cooler (P-03)
Fungsi : Memompakan Slurry dari Cooler ke Filter press 01 Jumlah : 1 unit
Tipe : Pompa sentrifugal Bahan Konstruksi : commercial steel Daya motor : 0,35 Hp
5.28 Pompa Filter Press 01 (P-04)
Fungsi : Memompakan Slurry dari Filter Press 01 (P-01) ke reaktor netralisasi
Jumlah : 1 unit
V-14
5.29 Pompa Reaktor Netralisasi (P-05)
Fungsi : Memompakan Slurry dari Reaktor Netralisasi (P-05) ke Sentrifugal filter
Jumlah : 1 unit
Tipe : Pompa sentrifugal Bahan Konstruksi : commercial steel Daya motor : 0,35 Hp
5.30 Pompa Dekanter (P-06)
Fungsi : Memompakan Slurry dari Dekanter ke Tangki Decolorizing Jumlah : 1 unit
Tipe : Pompa sentrifugal Bahan Konstruksi : commercial steel Daya motor : 1,117 Hp
5.31 Pompa NaOH (P-07)
Fungsi : Memompakan Slurry dari tangki Slurry ke Reaktor hidrolisasi
Jumlah : 1 unit
Tipe : Pompa sentrifugal Bahan Konstruksi : commercial steel Daya motor : 0,0122 Hp
5.32 Pompa Decolorizing (P-08)
Fungsi : Memompakan Slurry dari tangki Decolorizing (P-08) ke Filter press
Jumlah : 1 unit
5.33 Pompa Umpan Evaporator(P-09)
Fungsi : Memompakan Slurry dari Filter press ke Evaporator Jumlah : 1 unit
Tipe : Pompa sentrifugal Bahan Konstruksi : commercial steel Daya motor : 0,338 Hp
5.34 Pompa Evaporator(P-10)
Fungsi : Memompakan Slurry dari Evaporator ke Crystalizer Jumlah : 1 unit
VI-1
BAB VI
INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
6.1 Instrumentasi
Instrumentasi merupakan suatu sistem atau susunan peralatan yang dipakai didalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Alat – alat instrumentasi dipasang pada setiap peralatan proses dengan tujuan agar para engineer dapat memantau dan mengontrol kondisi dilapangan. Dengan adanya instrumentasi ini pula, para engineer dapat segera melakukan tindakan apabila terjadi kejanggalan dalam proses. Namun pada dasarnya, tujuan pengendalian tersebut adalah agar kondisi proses didalam pabrik mencapai tingkat kesalahan (error) yang paling minimum sehingga produk dapat dihasilkan secara optimal (Considine, 1985).
Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol, penunjuk, pencatat dan pemberi tanda bahaya. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik 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 – alat instrumen juga harus ditentukan apakah alat – alat tersebut dipasang diatas papan instrumen dekat peralatan proses yang dikontrol secara manual atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan yang dikontrol secara otomatis (Perry, 1999).
Variabel – variabel proses yang biasanya dikontrol atau diukur oleh instrumen adalah (Considine, 1985) :
1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir dan level cairan
2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, pH, humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kimia, kandungan kelembaban dan variabel lainnya.
Pada dasarnya suatu sistem pengendalian terdiri dari : 1. Elemen Perasa (Sensing Element / Primary Element)
2. Elemen Pengukur (Measuring Element)
Elemen yang sensitif terhadap adanya perubahan temperatur, tekanan, laju aliran, maupun ketinggian fluida. Perubahan ini merupakan sinyal dari proses dan disampaikan oleh elemen pengukur ke elemen pengontrol.
3. Elemen Pengontrol (Controlling Element)
Elemen yang menerima sinyal kemudian akan segera mengatur perubahan – perubahan proses tersebut sama dengan nilai set point (nilai yang dikehendaki). Dengan demikian elemen ini dapat segera memperkecil ataupun meniadakan penyimpangan yang terjadi.
4. Elemen Pengontrol Akhir (Final Control Element)
Elemen yang akan mengubah masukan yang keluar dari elemen pengontrol kedalam proses sehingga variabel yang diukur tetap berada dalam batasan
yang diinginkan dan merupakan hasil yang dikehendaki.
Pengendalian peralatan instrumentasi dapat dilakukan secara otomatis dan semi
otomatis. Pengendalian secara otomatis adalah pengendalian yang dilakukan dengan cara mengatur instrumen pada kondisi tertentu, bila terjadi penyimpangan variabel yang dikontrol maka instrumen akan bekerja sendiri untuk mengembalikan variabel pada kondisi semula, instrumen ini bekerja sebagai controller. Pengendalian secara semi otomatis adalah pengendalian yang mencatat perubahan-perubahan yang terjadi pada variabel yang dikontrol. Untuk mengubah variabel-variabel kedalam nilai yang diinginkan maka dilakukan usaha secara manual, instrumen ini bekerja sebagai pencatat (recorder) atau penunjuk (indicator).
Faktor – faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen – instrumen adalah (Peters, dkk. 2004) :
1. Range yang diperlukan untuk pengukuran 2. Level instrumentasi
3. Ketelitian yang dibutuhkan 4. Bahan konstruksinya
VI-3
Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik adalah (Considine, 1985) : 1. Untuk variabel temperatur
a. Temperatur Controller (TC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati temperatur dari suatu alat. Dengan menggunakan TC para
engineer juga dapat melakukan pengendalian terhadap peralatan sehingga temperatur peralatan tetap berada dalam range yang diinginkan. TC kadang – kadang juga dapat mencatat temperatur dari suatu peralatan secara berkala melalui Temperatur Recorder (TR)
b. Temperatur Indicator (TI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati temperatur suatu alat.
2. Untuk variabel ketinggian permukaan cairan
a. Level Controller (LC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati ketinggian cairan didalam suatu alat. Dengan menggunakan LC para engineer
juga dapat melakukan pengendalian ketinggian cairan didalam peralatan
tersebut.
b. Level Indicator (LI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati ketinggian cairan didalam suatu alat.
3. Untuk variabel tekanan
a. Pressure Controller (PC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati tekanan operasi dari suatu alat. Para engineer juga dapat melakukan perubahan tekanan dari peralatan operasi. PC dapat juga dilengkapi pencatat tekanan dari suatu peralatan secara berkala melalui
Pressure Recorder (PR)
b. Pressure Indicator (PI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati tekanan operasi dari suatu alat
4. Untuk variabel aliran cairan
a. Flow Controller (FC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati laju alir larutan atau cairan yang melalui suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian.
Beberapa instrumen yang digunakan dalam peralatan pabrik adalah :
1. Tangki
[image:46.595.190.462.227.322.2]Instrumen yang digunakan pada tangki adalah Level Indicator (LI) yang berfungsi untuk mengamati ketinggian fluida di dalam tangki. Apabila ketinggian fluida di dalam tangki menurun, maka supply bahan harus segara ditambahkan.
Gambar 6.1 Tangki penyimpanan beserta instrumennya
2. Reaktor
Instrumen yang digunakan pada reaktor adalah Temperature Controller (TC) yang berfungsi untuk mengamati dan mengontrol temperatur fluida di dalam
reaktor. Reaktor dilengkapi dengan sight glass yang berfungsi sebagai Level Controller (LC). Reaktor juga dilengkapi dengan sensing elemen yang peka terhadap perubahan suhu sehingga temperatur reaktor dapat dilihat pada temperatur indikator. Jika suhu terlalu tinggi, maka secara otomatis valve yang terdapat pada aliran steam akan tertutup dan sebaliknya, sehingga suhu dalam reaktor dapat dijaga. Untuk menjaga agar tekanan dalam reaktor tetap 1 atm digunakan Pressure Control (PC). Valve pada aliran steam juga dilengkapi dengan valve by pass.
LI Bahan Masuk
VI-5
Gambar 6.2 Reaktor beserta instrumennya
3. Filter Press
Pada filter press terdapat pressur indikator yang berfungsi untuk menunjukkan tekanan pada filter press. Jika tekanan terlalu besar dapat mengakibatkan kerusakan pada alat.
Gambar 6.3 Filter press beserta instrumennya
4. Evaporator (EV)
Instrumen yang digunakan pada evaporator adalah Temperature Control (TC) yang berfungsi untuk mengatur temperatur steam yang masuk ke dalam
[image:47.595.255.397.371.461.2]Gambar 6.4 Evaporator beserta instrumennya.
5. Pompa
Instrumen yang digunakan pada pompa adalah Flow Controller (FC) yang berfungsi untuk memperkecil laju alir fluida yang masuk apabila laju alir fluida di dalam pompa berada di atas batas yang ditentukan.
Gambar 6.5 Pompa beserta instrumennya.
6. Cooler (C).
Instrumen yang digunakan pada cooler adalah Temperature Controller (TC) yang berfungsi untuk mengamati dan mengontrol temperatur fluida di dalam
cooler. Apabila fluida yang keluar berada di atas temperatur yang diinginkan dalam cooler, maka Temperature Controller (TC) akan menggerakkan Flow Controller (FC) untuk membuka valve sehingga laju alir air pendingin yang masuk menjadi lebih besar.
Fluida Keluar
Fluida Keluar TC
Umpan Fluida
Fluida
[image:48.595.189.440.417.490.2]VI-7
Gambar 6.6 Cooler beserta instrumennya.
7. Rotary Dryer
Instrumen yang digunakan pada Rotary Dryer adalah Temperature Controller
(TC) yang berfungsi untuk mengamati dan mengontrol temperatur gas di dalamnya. Apabila gas yang masuk berada di bawah temperatur yang diinginkan, maka Temperature Controller (TC) akan menggerakkan Flow Controller (FC) untuk membuka valve sehingga laju alir udara panas yang masuk menjadi lebih besar.
TC FC Udara panas
Bahan keluar Bahan masuk
Gambar 6.7 Rotary Dryer beserta instrumennya LIC
FI FI
[image:49.595.234.416.123.273.2] [image:49.595.259.407.491.636.2]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 perancangan dan saat pabrik beroperasi.
Salah satu faktor yang penting sebagai usaha menjamin keselamatan kerja adalah dengan menumbuhkan dan meningkatkan kesadaran karyawan akan pentingnya usaha untuk menjamin keselamatan kerja. Usaha-usaha yang dapat dilakukan antara lain (Peters, dkk., 2004) :
1. Meningkatkan spesialisasi keterampilan karyawan dalam menggunakan
peralatan secara benar sesuai dengan tugas dan wewenang serta mengetahui cara-cara mengatasi kecelakaan kerja.
2. Melakukan pelatihan secara berkala bagi karyawan. Pelatihan yang dimaksud dapat meliputi :
a. Pelatihan untuk menciptakan kualitas Sumber Daya Manusia (SDM) yang tinggi dan bertanggungjawab, misalnya melalui pelatihan kepemimpinan dan pelatihan pembinaan kepribadian
b. Studi banding (workshop) antar bidang kerja, sehingga karyawan diharapkan memiliki rasa kepedulian terhadap sesama karyawan
3. Membuat peraturan tata cara dengan pengawasan yang baik dan memberi sanksi bagi karyawan yang tidak disiplin
Sebagai pedoman pokok dalam usaha penanggulangan masalah kerja, Pemerintah Republik Indonesia telah mengeluarkan Undang-Undang Keselamatan Kerja pada tanggal 12 Januari 1970. Semakin tinggi tingkat keselamatan kerja dari suatu pabrik maka semakin meningkat pula aktivitas kerja para karyawan. Hal ini disebabkan oleh keselamatan kerja yang sudah terjamin dan suasana kerja yang menyenangkan.
Hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam perancangan pabrik untuk menjamin adanya keselamatan kerja adalah sebagai berikut (Peters, dkk., 2004) :
1. Penanganan dan pengangkutan bahan menggunakan manusia harus
seminimal mungkin
VI-9
4. Setiap ruang gerak harus aman, bersih dan tidak licin
5. Setiap mesin dan peralatan lainnya harus dilengkapi alat pencegah kebakaran 6. Tanda-tanda pengaman harus dipasang pada setiap tempat yang berbahaya 7. Penyediaan fasilitas pengungsian bila terjadi kebakaran
Dalam Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Glukosa Monohidrat, usaha-usaha pencegahan terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi dilakukan sebagai berikut:
6.2.1 Pencegahan terhadap Bahaya Kebakaran dan Peledakan
Sesuai dengan peraturan yang tertulis dalam Peraturan Tenaga Kerja No.Per/02/Men/1983 tentang instalasi alarm kebakaran otomatis, yaitu :
1. Alat pendeteksi kebakaran, merupakan alat yang berfungsi untuk mendeteksi secara dini adanya suatu kebakaran awal, terdiri dari :
a. Smoke detector adalah alat pendeteksi yang bekerja berdasarkan terjadinya akumulasi asap dalam jumlah tertentu
b. Gas detector adalah alat pendeteksi yang bekerja berdasarkan kenaikan konsentrasi gas yang timbul akibat kebakaran ataupun gas-gas lain yang mudah terbakar
2. Alarm kebakaran, merupakan komponen dari sistem deteksi. Alarm kebakaran yang memberikan isyarat adanya suatu kebakaran, terdiri dari :
a. Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat berupa bunyi khusus (Audible alarm)
b. Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat yang tertangkap oleh pandangan mata secara jelas (visible alarm)
Upaya pencegahan dan penanganan terhadap bahaya kebakaran dan peledakan yang dilakukan adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui adanya bahaya kebakaran, maka sistem alarm dipasang pada tempat yang strategis dan penting seperti laboratorium dan ruang proses 2. Pada peralatan pabrik yang berupa tangki dibuat man hole dan hand hole
yang cukup untuk pemeriksaan
3. Sistem perlengkapan energi seperti pipa bahan bakar, saluran udara, steam, dan air dibedakan warnanya dan letaknya tidak mengganggu pergerakan karyawan
4. Mobil pemadam kebakaran yang ditempatkan di fire station dan setiap saat harus dalam keadaan siaga
5. Tangki larutan NaOH dan HCl disimpan ditempat khusus yang aman dan dikontrol secara teratur. Tempat penyimpanan dilengkapi dengan monitor nozzles dan sprinkler untuk menghentikan api secara otomatis.
6.2.2 Peralatan Perlindungan Diri
Upaya peningkatan keselamatan kerja bagi karyawan pada pabrik ini adalah dengan menyediakan fasilitas sesuai bidang kerjanya. Fasilitas yang diberikan adalah melengkapi karyawan dengan alat perlindungan (APD) diri sebagai berikut :
1. Helm
VI-11 6.2.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik
Upaya peningkatan keselamatan kerja terhadap listrik adalah :
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 listrik tidak boleh mengganggu lalu lintas pekerja
4. Memasang papan tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi
5. Isolasi kawat hantaran listrik harus disesuaikan dengan keperluan
6. Setiap peralatan yang menjulang tinggi misalnya pada boiler, menara air harus dilengkapi dengan alat penangkal petir yang dibumikan
6.2.4 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. Mewajibkan karyawan memakai sarung tangan karet serta penutup hidung dan mulut saat menangani bahan-bahan kimia yang berbahaya misalnya HCl, NaOH terutama pada bagian gudang dan laboratorium.
3. Mewajibkan karyawan memakai pelindung telinga pada saat bekerja di tempat alat yang bersuara tinggi seperti di ruang generator.
6.2.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis
Upaya pencegahan kecelakaan terhadap bahaya mekanis adalah :
1. Alat-alat dipasang dengan penahan yang cukup berat untuk mencegah
kemungkinan terguling atau terjatuh
2. Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup lebar dan tidak menghambat kegiatan karyawan
3. Jalur perpipaan sebaiknya berada di atas permukaan tanah atau diletakkan pada atap lantai pertama kalau di dalam gedung atau setinggi 4,5 meter bila diluar gedung agar tidak menghalangi kendaraan yang lewat
4. Letak alat diatur sedemikian rupa sehingga para operator dapat bekerja dengan tenang dan tidak akan menyulitkan apabila ada perbaikan atau pembongkaran
5. Pada tangki yang berpengaduk, pompa ataupun alat-alat yang bergerak dan berputar lainnya harus diberikan tutup pelindung untuk menghindari
terjadinya kecelakaan kerja.
Untuk mencapai keselamatan kerja yang tinggi, maka ditambahkan nilai-nilai disiplin bagi para karyawan yaitu (Peters, dkk., 2004) :
1. Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan 2. Setiap peraturan dan ketentuan yang ada harus dipatuhi
3. Perlu keterampilan untuk mengatasi kecelakaan dengan menggunakan
peralatan yang ada
4. Setiap kecelakaan atau kejadian yang merugikan harus segera dilaporkan pada atasan
5. Setiap karyawan harus saling mengingatkan perbuatan yang dapat
menimbulkan bahaya
VII-1
BAB VII
UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH
Utilitas merupakan unit penunjang kelancaran suatu proses produksi pabrik.
Oleh karena itu, unit-unit harus dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi suatu pabrik.
Berdasarkan kebutuhannya, utilitas Pabrik Glukosa Monohidrat Dari Pati Ubi Kayu diklasifikasikan sebagai berikut :
1. Kebutuhan Air
Kebutuhan air ini terdiri dari:
Kebutuhan air proses
Kebutuhan uap (steam)
Kebutuhan air pendingin
Air untuk berbagai kebutuhan
2. Kebutuhan Bahan Kimia untuk utilitas
3. Kebutuhan Tenaga Listrik
4. Kebutuhan Bahan Bakar
7.1 Kebutuhan Air
Kebutuhan Air Proses
Perhitungan kebutuhan air proses pada Pabrik Pembuatan Glukosa Monohidrat yang diperoleh dari Lampiran A dapat dilihat pada Tabel 7.1 di bawah ini :
Tabel 7.1 Kebutuhan Air Proses pada Berbagai Alat
No. Nama Alat Kode Alat Kebutuhan (kg/jam)
1 2 3 4
Mixer
Reaktor Hidrolisa Tangki HCl Tangki NaOH
MX RH T-01 T-02
7.861,266 65,803 21,165
23,197
Total 7.971,432
Tambahan untuk faktor keamanan diambil sebesar 30 % (Perry, 1999) maka : Total air yang dibutuhkan = (1 + faktor keamanan) x Kebutuhan air proses
= (1,3) x 7.971,432 kg/jam = 10.362,861 kg/jam. Diperkirakan 80% air proses dapat digunakan kembali (Evans,1978), sehingga:
Air proses yang digunakan kembali = 80% × 10.362,861 kg/jam = 8.290,288 kg/jam
Kebutuhan air tambahan untuk proses = 20% × 10.362,861 kg/jam
= 2.072,572 kg/jam
Kebutuhan Uap (Steam)
VII-3
Tabel 7.2 Kebutuhan Uap sebagai Media Pemanas pada Berbagai Alat
No. Nama Alat Kode Alat Kebutuhan (kg/jam)
1.
2. 3. 4.
Reaktor Hidrolisa
Reaktor Netralisasi Tangki Decolorizing Evaporator
RH
RN TD EV
10.549,359
39,147 11,394 10.617,186
Total 21.217,086
Tambahan untuk faktor keamanan diambil sebesar 30 % (Perry, 1999) maka : Total steam yang dibutuhkan = (1 + faktor keamanan) x Kebutuhan uap
= (1,3) x 21.217,086 kg/jam = 27.582,211 kg/jam.
Diperkirakan 80% kondensat dapat digunakan kembali (Evans,1978), sehingga:
Kondensat yang digunakan kembali = 80% × 27.582,211 kg/jam = 22.065,769 kg/jam
Kebutuhan air tambahan untuk ketel = 20% × 27.582,211 kg/jam = 5.516,442 kg/jam
Kebutuhan Air Pendingin
Perhitungan kebutuhan air pendingin pada Pabrik Pembuatan Glukosa Monohidrat yang diperoleh dari Lampiran B dapat dilihat pada Tabel 7.3 di bawah ini :
Tabel 7.3 Kebutuhan Air Pendingin pada Berbagai Alat
No. Nama Alat Kode Alat Kebutuhan (kg/jam)
1. 2.
Cooler
Rotary Cooler
CO RC
361.081,569 3.268,383
Total 364.349,952
sirkulasi, maka air tambahan yang diperlukan adalah jumlah air yang hilang karena penguapan, drift loss, dan blowdown (Perry, 1999).
Air yang hilang karena penguapan dapat dihitung dengan persamaan :
We = 0,00085 Wc (Pers.12-10, Perry, 1999)
Dimana :
Wc = Jumlah air pendingin yang diperlukan = 364.349,952 kg/jam
T1 = Temperatur air pendingin masuk = 25 oC = 77 oF
T2 = Temperatur air pendingin keluar = 40 oC = 104 oF
Maka :
We = 0,00085 x 364.349,952 x (104-77) = 9.290,923 kg/jam
Air yang hilang karena drift loss biasanya 0,1 – 0,2 % dari air pendingin yang masuk ke menara air (Perry, 1999). Diperkirakan drift loss 0,2 %, maka :
Wd = 0,002 x 9.290,923 = 18,582 kg/jam
Air yang hilang blowdown bergantung pada jumlah siklus sirkulasi air pendingin, biasanya antara 3 – 5 siklus (Perry, 1999). Diperkirakan 5 siklus, maka :
Wb kg jam
S We
/ 730 , 322 . 2 1 5 9.290,923
1 = − =
−
=
Sehingga air tambahan yang diperlukan = 9.290,923 + 18,582 + 2.322,730 = 11.632,236 kg/jam
Air untuk Berbagai Kebutuhan
Kebutuhan air domestik meliputi kebutuhan air rumah tangga, kantor dan lain sebagainya. Kebutuhan air untuk masyarakat industri diperkirakan 5 l/jam tiap orang. Jumlah karyawan 100 orang dan ρ air = 1000 kg/m3 = 1 kg/l, maka total air kebutuhan domestik adalah:
= 100 x 5 l/jam = 500 l/jam x 1 kg/l = 500 kg/jam
Tabel 7.4 Pemakaian Air untuk Berbagai Kebutuhan
No Kebutuhan Jumlah Air (Kg/jam)
1 Domestik dan kantor 500
2 Laboratorium 50
3 Kantin dan tempat ibadah 100
4 Poliklinik 30
VII-5
Maka total kebutuhan air yang diperlukan pada pengolahan awal tiap jamnya adalah : = 364.349,952 + 11.632,236 + 21.217,086 + 680 = 398.219,274 kg/jam
Densitas air pada 300C = 997,08 kg/m3
3
m 1
liter 1000 detik
3600 jam 1 997,08
4 398.219,27
x x
(App A-2.3, Geankoplis, 1977)
Debit air =
= 110,94 liter/detik = 0,109 m3/detik
Sumber air yang digunakan pada Pabrik Pembuatan Glukosa Monohidrat ini berasal
dari Sungai Deli, Kecamatan Labuhan Deli, Sumatera Utara. Debit air sungai 74 m3
Parameter
/detik. Kualitas air sungai Deli ini ditabulasi pada tabel berikut :
Tabel 7.5 Kualitas Air Sungai Deli
Satuan Keterangan
Debit m3/detik 73
Total Amonia (NH3-N) mg/L 0,0016
Besi (Fe) mg/L 1,4
Cadmium (Cd) mg/L 0,076
Clorida (Cl) mg/L 200
Mangan (Mn) mg/L 0,093
Calsium (Ca) mg/L 150
Magnesium (Mg) mg/L 93,3
Oksigen terlarut (O2) mg/L 18,86
Seng (Zn) mg/L 0,0012
Sulfat (SO4) mg/L 140
Tembaga (Cu) mg/L 0,03
Timbal (Pb) mg/L 0,216
Hardness (CaCO3) mg/L 316,6
Lokasi Sampling: Sungai Deli Sumber: Bapedal SUMUT, 2007
kotoran yang terbawa bersama air. Selanjutnya dipompakan ke lokasi pabrik untuk diolah dan digunakan sesuai dengan keperluannya. Pengolahan air pada pabrik ini terdiri dari beberapa tahap, yaitu :
1. Screening
2. Klarifikasi
3. Filtrasi
4. Demineralisasi
5. Deaerasi
7.1.1 Screening
Pengendapan merupakan taha