PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN KARBON DISULFIDA DARI ARANG
TEMPURUNG KELAPA DAN BELERANG
Kapasitas 15000 TON PERTAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia
DISUSUN OLEH :
ANDIKA PRASETYO SEMBIRING 120425011
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Karbon Disulfida Dari Arang Tempurung Kelapa Dan Belerang DenganKapasitas 15000 Ton/Tahun. Tugas Akhir ini dikerjakan sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana.
Selama mengerjakanTugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Dr.Eng.Irvan,Msisebagai Dosen Pembimbing yang telah membimbing dan memberikan masukan selama menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Bapak Mhd. Hendra S.Ginting, ST, MT, selaku Koordinator Tugas Akhir yang telah banyak memberikan pengarahan dan masukan kepada Penulis selama menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3. Seluruh Dosen Pengajar dan Pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi.
4. Orang tua ku M.P Sembiring dan Juriah yang selalu mendukung penulis dalam melaksanakan studi dalam proses pengerjaan skripsi ini dan kakak sayaYunita Sembiring dan adik ku Rizky Fachriza Sembiring yang selalu memberi semangat. 5. Teman-teman angkatan 2011,2012 dan 2013 ekstensi Teknik Kimia yang
memberikan dukungan dan semangat kepada penulis.
6. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, July 2015 Penulis,
INTISARI
Pabrik Karbon Disulfida dari Arang Tempurung Kelapa dan Belerang ini direncanakanakan berproduksi dengan kapasitas 15000 ton/tahun dan beroperasi selama 300 haridalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri, danjuga membuka peluang ekspor. Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerahSulawesi Utara, Daerah Kawasan Industri Bitung dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 11130 m2.Adapun pemilihan lokasi diSulawesi Utara karena dekat dengan sumberbahan baku, dekat dengan pelabuhan dan merupakan daerah lalu lintas perdagangan,baik dalam maupun luar negeri. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalahPerseroan Terbatas (PT) yang dikepalai oleh seorang Dewan Komisarisdengan jumlahtotal tenaga kerja 159 orang. Adapun bentuk organisasi dari pabrik ini adalah organisasigaris dan staf.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik karbon disulfida, adalah: Total Modal Investasi : Rp 155.362,256,262,- Biaya Produksi(per tahun) : Rp 51.410,527,940,- Hasil Penjualan (per tahun) : Rp 106.499,998,296,-
Laba Bersih : Rp 38.580,129,240,-
Profit Margin(PM) : 52,08 %
Break Even Point(BEP) : 38,28 %
Return on Investment (ROI) : 25,05 %
Pay Out Time(POT) : 4,00 tahun
Return on Network(RON) : 41,67%
Internal Rate of Return(IRR) : 27,40%
DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ... i
INTISARI ... ii
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xii BAB I PENDAHULUAN ... I-1 1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Perumusan Masalah ... I-2 1.3 Tujuan ... I-2 1.4 Manfaat ... I-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1 2.1 Tempurung Kelapa ... II-1 2.2 Belerang (Sulfur) ... II-2 2.3 Karbon Disulfida (CS2) ... II-3
3.8 Neraca Massa Pada Roller Mill (FR-102) ... III-3 3.9 Neraca Massa Pada Vibrating Screening (S2-102) ... III-4 3.10 Neraca Massa PadaBelt Conveyor (BC-103) ... III-4 3.11 Neraca Massa PadaBucket Elevator (BE-103) ... III-4 3.12 Neraca Massa PadaReaktor (R-101) ... III-4 3.13 Neraca Massa PadaCyclone (FG-101) ... III-5 3.14 Neraca Massa PadaCooler (CO-101) ... III-5 3.15 Neraca Massa PadaCondensor (CD-101) ... III-5 BAB IV NERACA PANAS ... IV-1 4.1 Neraca Panas PadaRotary Kiln (RK-101) ... IV-1 4.2 Neraca Panas PadaReaktor(R-101) ... IV-2 4.3 Neraca Panas PadaCooler (CO-101) ... IV-2 4.4 Neraca Panas PadaCondensor (CD-101) ... IV-2
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ... V-1 5.1 Gudang Bahan Baku (GD-101) ... V-1 5.2 Bucket Elevator (BE-101) ... V-1
DAFTAR TABEL
Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ... IX-10 Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan ... IX-11
DAFTAR GAMBAR
... Hal Gambar 6.1 Tangki ... VI-5 Gambar 6.2 Rotary Kiln ... VI-6 Gambar 6.3 Reaktor ... VI-6 Gambar 6.4 Cooler ... VI-7 Gambar 6.5 Pompa ... VI-7 Gambar 6.6 Tingkat Kerusakan ... VI-9 Gambar 7.1 Unit Refrigerasi ... VII-6 Gambar 8.1 Peta Lokasi Pabrik Karbon Disulfida ... VIII-2 Gambar 8.2 Tata Letak Peta Lokasi Kawasan Industri Bitung ... VIII-2 Gambar 8.3 Tata Letak Pabrik ... VIII-7 Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan
DAFTAR LAMPIRAN
INTISARI
Pabrik Karbon Disulfida dari Arang Tempurung Kelapa dan Belerang ini direncanakanakan berproduksi dengan kapasitas 15000 ton/tahun dan beroperasi selama 300 haridalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri, danjuga membuka peluang ekspor. Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerahSulawesi Utara, Daerah Kawasan Industri Bitung dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 11130 m2.Adapun pemilihan lokasi diSulawesi Utara karena dekat dengan sumberbahan baku, dekat dengan pelabuhan dan merupakan daerah lalu lintas perdagangan,baik dalam maupun luar negeri. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalahPerseroan Terbatas (PT) yang dikepalai oleh seorang Dewan Komisarisdengan jumlahtotal tenaga kerja 159 orang. Adapun bentuk organisasi dari pabrik ini adalah organisasigaris dan staf.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik karbon disulfida, adalah: Total Modal Investasi : Rp 155.362,256,262,- Biaya Produksi(per tahun) : Rp 51.410,527,940,- Hasil Penjualan (per tahun) : Rp 106.499,998,296,-
Laba Bersih : Rp 38.580,129,240,-
Profit Margin(PM) : 52,08 %
Break Even Point(BEP) : 38,28 %
Return on Investment (ROI) : 25,05 %
Pay Out Time(POT) : 4,00 tahun
Return on Network(RON) : 41,67%
Internal Rate of Return(IRR) : 27,40%
BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Indonesia sebagai negara tropis memiliki sumber daya alam yang sangat berlimpah seperti buah kelapa (cocosnucifera) yang pemanfaatannya masih sangat terbuka untuk dikaji dan dikembangkan lebih lanjut untuk dapat dimanfaatkan secara optimal. Hal ini juga mengingat bahwa meskipun hampir semua bagian dari buah kelapa telah diambil manfaatnya namun banyak pula yang terbuang menjadi sampah.Pemanfaatan buah kelapa umumnya hanya daging buahnya saja untuk dijadikan kopra, minyak dan santan untuk keperluan rumah tangga, sedangkan hasil sampingan lainnya seperti tempurung kelapa belum begitu banyak dimanfaatkan, padahal dari bahan tersebut kita dapat memperoleh arang yang kemudian dapat menjadi bahan baku pembuatan karbon disulfida.
Selain arang tempurung kelapa, bahan lain yang digunakan untuk pembuatan karbon disulfida adalah belerang atau sulfur. Indonesia sendiri mempunyai banyak belerang yang tersebar di berbagai wilayah yang ada di negeri ini. Sulfur dialam terdapat dalam keadaan bebas dan dalam bentuk senyawa. Sulfur dalam bentuk senyawa tersebar luas di bumi sebagai sulfat dan sulfit. Untuk itu pemanfaatan arang tempurung kelapa dan belerang dalam pembuatan karbon disulfida sangatlah efisien, ekonomis dan ramah lingkungan.
Karbon disulfida pertama kali ditemukan oleh W.A Lamodius pada tahun 1796. Karbon disulfida merupakan bahan yang dibutuhkan dalam jumlah besar dalam industri rayon, industri karet, carbon tetra chlorida, flotation agent, untuk intektisida. Dengan adanya pendirian pabrik pembuatan karbon disulfida dari bahan arang tempurung kelapa dan belerang dapat memenuhi karbon disulfida dalam negeri. Disamping itu, pendirian pabrik ini dapat menigkatkan devisa negara dengan adanya investor yang menanamkan modalnya. Sedangkan dari segi sosial, pabrik ini diharapkan dapat menyerap tenaga kerja lokal. (Florentina dan Rizhka, 2012)
proses pembuatanya yang cukup sederhana dan ketersedian bahan baku yang cukup memadai yaitu arang tempurung kelapa dan belerang.
Berdasarkan data diperoleh kebutuhan akan karbon disulfida di Indonesia yang terus mengalami peningkatan. Sementara kebutuhan itu sebagaian besar di impor dari negara China.
Data produksi karbon disulfida per tahun di perlihatkan pada tabel 1.1 Tabel 1.1 Data kebutuhan karbon disulfida
Tahun Berat (Kg)
2013 16.087.812
2012 15.295.383
2011 14.595.896
2010 13.896.409
2009 13.196.922
2008 12.497.435
Sumber. (Balai Pusat Statistik Indonesia, 2013) (*) Diprediksi
1.2Perumusan Masalah
Seiring dengan banyaknya kebutuhan akan karbon disulfida dalam negeri, dan terus mengalami peningkatan dari tahun ketahun, maka diperlukan suatu pembangunan pabrik karbon disulfida dari arang tempurung kelapa dan belerang. Yang lebih efisien, ekonomis dan ramah lingkungan. Dalam tugas akhir ini akan dijelaskan bagaimana Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Karbon Disulfida yang berdasarkan aspek ekonomi dan teknik.
1.3Tujuan Pra Rancangan Pabrik
pra-rancangan pabrik pembuatan karbon disulfida dari arang tempurung kelapa dan belerang.
1.4Manfaat Pra Rancangan Pabrik
Manfaat dari pra-rancangan ini adalah :
1. Memberikan gambaran tentang kelayakan pra-rancangan pabrik pembuatan karbon disulfida dari arang tempurung kelapa dan belerang.
2. Meningkatkan devisa negara dengan meningkatkan nilai jual dari karbon disulfida.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tempurung Kelapa
Buah kelapa terdiri dari sabut kelapa, tempurung kelapa, daging kelapa dan air kelapa. Sabut kelapa merupakan bahan berserat dengan ketebalan sekitar 5 cm, dan merupakan bagian terluar dari buah kelapa. Tempurung kelapa terletak di sebelah dalam sabut, ketebalannya berkisar 3 - 5 mm. Ukuran buah kelapa dipengaruhi oleh ukuran tempurung kelapa yang sangat dipengaruhi oleh usia dan perkembangan tumbuhan kelapa. Tempurung kelapa beratnya antara 15 – 19 % berat kelapa. Sedangkan di Sulawesi Utara menunjukkan bahwa berat tempurung kelapa adalah 17,78 %. (Suhartana, 2006)
Sebagian besar sabut dan tempurung kelapa dimanfaatkan untuk bahan bakar, baik dalam bentuk tempurung kering atau arang tempurung. Beberapa tahun terakhir ini tempurung kelapa juga sering digunakan sebagai alat peraga edukatif (APE) seperti pada pelajaran biologi, matematika dan fisika, atau juga bisa dipakai sebagai bahan pembuatan suvenir. Tempurung kelapa disamping dipergunakan untuk pembuatan arang, juga dapat dimanfaatkan untuk pembuatan arang aktif, yang dapat berfungsi untuk mengadsorbsi gas dan uap. Arang aktif dapat pula digunakan untuk menurunkan kadar kesadahan, kadar besi, dan kadar NaCl dalam air sumur. (Suhartana, 2006)
Komponen penyusun kimiawi tempurung kelapa berdasarkan penelitian yang telah dilakukan adalah seperti berikut: 74,3% karbon, 21,09% Oksigen, 0,2% Silika, 1,4% Kalium, 0,5% Sulfur, 1,7% Pospor menjadikanya bepeluang sebagai sumber bahan bakar dan sumber karbon aktif. Untuk memahami sifat dan karekteristik tempurung kelapa yang sesuai bahan bakar maka perlu dipahami mengenai sifat fisik dan kimianya seperti bahan campuran (moisture), kerapatan, struktur morfologi dan termal. Perubahan tempurung kelapa menjadi arang dilakukan memalui proses prirolisis (pemanasan). Pada proses pirolisis unsur-unsur bukan karbon seperti hidrogen dan oksigen akan hilang hingga menyisakan sebanyak mungkin karbon dalam bahan.
Pembuatan arang aktif dari tempurung kelapa dilakukan melalui 2 tahapan yaitu:
1. Metoda pengarangan dengan cara metoda drum, dan
2. Metoda pengaktifan menggunakan bahan pengaktif NaOH dan H2SO4.
Arang tempurung kelapa merupakan limbah dari pertanian sehingga memiliki nilai ekonomis yang tinggi untuk dibuat menjadi perekat atau penguat pada beton bangunan, arang tempurung kelapa juga digunakan sebagai pengganti semen
portland, penelitian ini telah dilakukan dan memiliki kandungan kimia yang lebih
baik dari semen. Tempurung kelapa pada keadaan kering mengandung selulosa, lignin, pentosa dan abu dalam beberapa persen. Pada tabel 2.1 memperlihatkan komposisi oksida dari arang tempurung kelapa.
Tabel 2.1 Komposisi Oksida dari Coconut Shell Ash (CSA)
Oxide CSA
SiO2 37.97
Al2O3 24.12
Fe2O3 15.48
CaO 4.98
MgO 1.89
MnO 0.81
Na2O 0.95
K2O 0.83
P2O5 0.32
SO3 0.71
Lol 11.94
(Utsev, J.T, 2012)
2.2 Belerang (sulfur)
berbau dan multivalent. Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat kristalinkuning. Di alam, belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau sebagai mineral-mineral sulfide dan sulfate. Sulfur dikenal dengan nama lain belerang yaitu kumpulan kristal kuning padat dengan berat jenis relatif 2.07 pada suhu 20oC. Dalam keadaan padat, struktur sulfur berbentuk belah ketupat dan tetap stabil dalam keadaan ini hingga mencapai suhu 203 oF (95oC). Sulfur mencair pada suhu sekitar 240 oF (116 oC) hingga 300 oF (149 oC). Pemanasan yang dilakukan diatas suhu 318 oF melebihi tingkat polimerisasi sulfur, akan meningkatkan nilai viskositasnya (Arif Setiawan, 2012)
Senyawa sulfur dapat berperan sebagai polutan lingkungan. Senyawa tersebut diproduksi pada area yang luas seperti industri tanaman, industri pertambangan atau dari container seperti drum atau botol. Adanya sulfur dilingkungan tidak selalu menyebabkan paparan pada orang sekitar, kecuali jika kontak selama periode tertentu. Jika seseorang terpapar oleh sulfur, banyak faktor yang menetukan apakah kandungan sulfur berbahaya pada orang tersebut, antara lain dosis, durasi, dan cara kontak senyawa tersebut. Perlu juga dipertimbangkan paparan senyawa kimia lain, usia, jenis kelamin, diet, faktor genetik, pola hidup dan tingkat kesehatan. (Ika Kartiani, 2010)
2.3 Karbon disulfida (CS2)
Karbon disulfida adalah bahan kimia organik belerang yang terdapat dan diperoleh secara luas dari proses kimia gas dari batubara, gas alam dan gas sintesis. CS2 diklasifikasikan sebagai gas polutan yang berbahaya dan dianggap menjadi salah
satu dari pelarut yang beracun karena kecepatanya meracuni pembuluh darah dan menyebabkan serangan jantung. Temperatur sangat berpengaruh dalam peningkatan konsentrasi dari karbon disulfida. CS2 pertama kali di temukan oleh W.A Lampudius
pada tahun 1796, dengan mereaksikan batu bara dan pirit pada suhu tinggi. Pada tahun 1802, Clement dan Desames menemukan proses pembuatan karbon disulfida dengan mereaksikan belerang dan arang kayu. (Wang Li dkk, 2007)
menguapdan terbakar dengan titik didih 46.5. Tingkat kelarutan yang tinggi dalam darah dan lemak dan rendah pada urin dan air (2.0 g/L 20oC ). Dalam percobaan dilakukan, CS2 dengan mudah diserap melalui pernapasan, mulut atau kulit dan
kemudian didistribusi keseluruh tubuh. (Chin Chang Huang, 2004)
CS2 petama kali digunakan sebagai pelarut phosporus dalam industri pada tahun 1851. Dan kemudian secara luas digunakan untuk vulkanisasi dari ban dan sintesis dari karbon tetraklorida dan pembuatan cellophane, plywood dan berbagai macam produk minyak dan tiner. Pada abad 20, kebanyakan industri mengaplikasikan ini dalam industri rayon. (Chin Chang Huang, 2004)
Karbon disulfida adalah sebuah komponen alam dari troposper dan sudah di teliti pada level yang tinggi dalam polusi tropospher. Oksidasi dari CS2 menghasilkan
karbonil sulfit (OCS). Konvektif dan jalur yang menyebar membuat OCS sebuah sumber yang penting dari stratopheric sulfur. CS2 diketahui untuk photooksidasi
panjang gelombang. ( Jonah J. 1995 )
1. Pembuatan CS2 dengan menggunakan proses hidrokarbon menggunakan
bahan baku belerang dan methana, ethana, propylena sebagai sumber karbonnya. Suhu operasi reaktor 700 0C dibantu katalis activated alumina dengan Khromium oxida dan konversi pembentukan karbon disulfida 90%. Proses belerang Hidrokarbon dewasa ini lebih banyak dipilih, dengan proses reaksi sebagai berikut : CH4 + 4SCS2 + 2 H2S
2. Indonesia pada saat ini mempunyai pertimbangan dalam pembuatan CS2
dengan menggunakan proses arang kayu dan belerang perlu mendapat perhatian lebih,karena reaksi antara arang kayu dan belerang dapat ditulis:
C (P) + 2 S(P)CS(g)
Dengan menggunakan reaktor kolom terfluidasi, diperoleh konversi S menjadi CS2
sebasar 75 % dengan waktu tinggal 0,5 – 10 detik. Namun selain kedua reaksi tersebut masih ada proses :
2 CO + 2 S 2 COSCS2 + CO2
C + 2 H2S CS2 + 2 H2
gas. Eleminasi bahan campuran sulfur dari sintesis gas adalah salah satu dari masalah utama untuk dilarutkan. Desulfurisasi pada temperatur rendah dianggap lebih sesuai. Dilain sisi, karbon disulfida juga berkontribusi yang sangat signfikan pada pelepasan sulfur di atmosfir dan menyebabkan polutan yang berbahaya bagi lingkungan. Ini menjadi penting cara menghilangkan CS2 sebersih mungkin. Proses utama untuk
menghilangkan CS2 ditunjukkan pada proses dibawah ini.
1. Hidrolisis
CS2 + 2H2O → CO2 + 2H2S Kondisi reaksi : katalis alumina , 200-300 oC
2. Reduction
CS2 + 4H2 → CH4 + 2H2S
untuk reaksi hidrolisis, kesetimbangan dapat ditunjukkan :
KCS2 = PH2S2 PCO2 / PCS2 PH2O2
(ZOU Feng-Lou dkk, 1996)
2.4 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk 2.4.1 Bahan Baku
Bahan baku merupakan bahan utama yang digunakan dalam suatu proses industri. Dalam proses pembuatan karbon disulfida, bahan baku yang dipakai adalah belerang dan arang tempurung kelapa.
2.4.1.1 Belerang
Belerang atau sulfur adalah bahan mineral yang terdapat dalam keadaan bebas dan dalam bentuk senyawa. Sulfur di alam terdapat dalam keadaan bebas yang diperoleh dari gunung berapi dan adapula yang tertimbun didalam tanah. Dibawah ini dijelaskan sifat fisik dan kimia dari belerang atau sulfur.
Belerang 1 Kristal berwarna kuning
2 Berat jeni relatif 2.07 gr/mol
8 Tidak menghantar panas dan listrik 9 Pada suhu kamar spesifik grafity 1,9 – 2,1 (Arief Setiawan, 2012)
2.4.1.2 Arang Tempurung Kelapa
Tempurung kelapa merupakan bahan baku kedua yang digunakan dalam proses pembuatan karbon disulfida. Tempurung kelapa dibakar sehingga menghasilkan arang dan kemudian diperoleh karbon dari tempurung kelapa untuk direaksikan dengan belerang. Adapun spesipikasi dari arang tempurung kelapa dapat dilihat dibawah ini.
Arang Tempurung Kelapa 1 Merupakan senyawa karbon dengan kandungan 76,32 % 2 Ukuran maksimum 20 mm
3 Menyerap air hingga 23 %
4 Fineness modulus6.48
5 Specific Gravity 1.56
6 Memiliki Densitas 510 – 600 kg/m3 7 Kadar air 4.2 %
8 Kadar Abu 13,08 % 9 Ketebalan 3 – 6 mm
10 Kandungan Volatile 10,60 % (Neetes Kumar ,2014) (Daniel dkk, 2013)
2.4.2 Produk
2.4.2.1 Karbon disulfide
Karbon disulfida merupakan bahan yang digunakan dalam jumlah besar terutama untuk industri rayon, karet, carbon tetra chloride, flotation agent untuk karet dan bahan inseksida. Karbon disulfida merupakan cairan yang tidak bewarna, tidak berbau, dan bila terkena matahari berubah menjadi kekuning-kuningan. Adapun spesifikasi bahan karbon disulfida dapat dilihat dibawah ini.
1 Larutan beracun
2 Konversi konsentrasi udara 3,1 mg/m3 per ppm pada 25 oC 3 Titik beku -111,6 0C
4 Titik cair 108,6 0C 5 Titik didih 46,25 0C 6 Temperature kritis 273 0C 7 Tekanan kritis 75 atm 8 Berat molekul 76,14 gr/mol
(Children’s Environmental Helath, 2001)
2.5 Deskripsi Proses
Langkah-langkah operasi yang ditempuh dalam proses pembuatan karbon disulfida (CS2) adalah sebagai berikut :
1. Proses Kalsinasi
Adapun tujuan dari proses kalsinasi adalah untuk mengurangi kandungan uap lembab yang terdapat di dalam arang tempurung kelapa sehingga yang tersisa hanya karbon dan juga untuk menghindari hasil reaksi samping seperti hidrogen sulfida, karbon oksisulfida dan karbon monoksida (CO) yang berlebihan. Pada proses pembuatan Karbon Disulfida diperlukan perlakuan awal terhadap arang tempurung kelapa. Pada tahap kalsinasi ini dipanaskan terlebih dahulu arang tempurung kelapa pada Rotary Kiln (RK-101). Pada proses kalsinasi ini suhu yang digunakan adalah 400 0C.
2. Proses Pencampuran
Arang tempurung kelapa yang berupa karbon dimasukkan ke dalam reaktor (R-101) dan belerang padat dimasukkan ke dalamreaktor (R-101) melalui bucket elevator (BE-103). Pada tungku ini arang tempurung kelapa bereaksi dengan belerang pada temperatur 900 0C dan tekanan 1 atm. Belerang dan karbon yang masuk menyatu di dalam tungku listrik berubah fasa menjadi fasa gas yaitu gas belerang pada kondisi operasi atas. Sumber panas yang diperlukan berasal dari panas yang dihasilkan elektroda yang dialiri oleh arus listrik.
C + 2S CS2
Gas karbon disulfida yang keluar dari tungku listrik (R-101) masuk ke dalam cylcon (FG-101), dalam alat ini terjadi proses pemisahan antara padatan dan gas. Pada proses pemisahan ini padatan yang berupa karbon (C) dibuang.
3. Proses Pendinginan
BAB III
NERACA MASSA
Kapasitas Produksi : 15.000 ton / tahun
Operasi : 300 hari
Basis Perhitungan : 2.612,9827kg/jam
Tabel 3.1 Neraca Massa pada Bucket Elevator (BE-101)
Komponen Alur Masuk (kg/jam) Alur Keluar (kg/jam)
F1 F1
Karbon 1.994,228 1.994,228
Air 109,745 109,745
Abu 341,778 341,778
Nitrogen 2,874 2,874
Oksigen 164,357 164,357
Jumlah 2.612,982 2.612,982
Tabel 3.2 Neraca Massa pada Roller Mill (FR-101)
Komponen Alur Masuk (kg/jam) Alur Keluar (kg/jam)
F1 F1
Karbon 1.695,094 1.695,094
Air 93,283 93,283
Abu 290,511 290,511
Nitrogen 2,443 2,443
Oksigen 139,703 139,703
Jumlah 2.221,034 2.221,034
Komponen Alur Masuk (kg/jam) Alur Keluar(kg/jam)
F1 F2 F3
Karbon 1.994,228 299,134 1.695,094
Air 109,745 16,462 93,283
Abu 341,778 51,267 290,511
Nitrogen 2,874 0,431 2,443
Oksigen 164,357 24,653 139,703
Jumlah 2.612,983 391,947 2221,035
2.612,983 2.612,983
Tabel 3.4 Neraca Massa pada Belt Conveyor (BC-101)
Komponen Alur Masuk (kg/jam) Alur Keluar (kg/jam)
F3 F3
Karbon 1.695,094 1.695,094
Air 93,283 93,283
Abu 290,511 290,511
Nitrogen 2,443 2,443
Oksigen 139,703 139,703
Jumlah 2221,035 2221,035
Tabel 3.5 Neraca Massa pada Rotary Kiln (Kalsinasi) (RK-101)
Komponen Alur Masuk
(kg/jam)
Alur Keluar (kg/jam)
F3 F4 F5
Karbon 1.695,094 - 1.985,605
Air 93,283 93,283 -
Abu 290,511 - 290,511
Nitrogen 2,443 2,443 -
Oksigen 139,703 139,703 -
4732,581 2.511,546
Tabel 3.6 Neraca Mass pada Belt Conveyor (BC-102)
Komponen Alur Masuk (kg/jam) Alur Keluar
(kg/jam)
F5 F5
Karbon 1.985,605 1.985,605
Abu 290,511 290,511
Jumlah 2.276,116 2.276,116
Tabel 3.7 Neraca Massa pada Bucket Elevator (BE-102)
Komponen Alur Masuk (kg/jam) Alur Keluar
(kg/jam)
F6 F6
Sulfur 20,904 20,904
Jumlah 20,904 20,904
Tabel 3.8 Neraca Massa pada Roller Mill (FR-102)
Komponen Alur Masuk (kg/jam) Alur Keluar
(kg/jam)
F6 F
Sulfur 20,904 20,904
Jumlah 20,904 20,904
Tabel 3.9 Neraca Massa pada Vibrating Screen (SS-102)
Komponen Alur Masuk(kg/jam) Alur Keluar(kg/jam)
Sulfur
F6 F7 F8
20,904 3,1356 17,7682
Jumlah 20,904 3,1356 17,7682
20,904 20,904
Tabel 3.10 Neraca Massa pada Belt Conveyor (BC-103)
Komponen Alur Masuk (kg/jam) Alur Keluar
(kg/jam)
F8 F8
Sulfur 17,7682 17,7682
Jumlah 17,7682 17,7682
Tabel 3.11 Neraca Massa pada Bucket Elevator (BE-103)
Komponen Alur Masuk (kg/jam) Alur Keluar
(kg/jam)
F8 F8
Sulfur 17,7682 17,7682
Jumlah 17,7682 17,7682
17,7682 17,7682
Tabel 3.12 Neraca Massa pada Reaktor (R-101)
Komponen Alur Masuk (kg/jam) Alur Keluar (kg/jam)
F5 F8 F9 F10
Karbon 1.985,605 - - -
Sulfur - 47,0858 - -
Karbon Disulfide - - - 2.032,6908
Abu 290,511 - 2.324,088 58.1022
Jumlah 2.276,116 47,0858 2.324,088 2.090,793
2.323,2018 4.414.881
Komponen Alur Masuk (kg/jam) Alur Keluar (kg/jam)
F10 F11 F12
Karbon disulfida 2.032,6908 - 2.032,6908
Abu 58,1022 56,9401 1,1621
Jumlah 2.090,793 56,9401 2.033,8529
[image:30.595.107.532.85.212.2]2.090,793 2.090,793
Tabel 3.14 Neraca Massa pada Cooler(CO-101)
Komponen Alur Masuk (kg/jam) Alur Keluar (kg/jam)
F12 F13
Karbon Disulfida 2.032,6908 2.032,6908
[image:30.595.102.538.86.481.2]Jumlah 2.032,6908 2.032,6908
Tabel 3.15 Neraca Massa pada Condensor (CD-101)
Komponen Alur Masuk (kg/jam) Alur Keluar (kg/jam)
F13 F14
Karbon Disulfida 2.032,6908 2.032,6908
BAB IV
NERACA PANAS
Basis Perhitungan : 1 jam
Satuan Operasi : kj/jam
Temperatur Refrensi : 250C
[image:31.595.130.561.307.525.2]4.1. Rotary Kiln (RK-101)
Tabel 4.1 NeracapanasRotary Kiln
Komponen
Panasmasuk (kJ/Jam) PanasKeluar (kJ/jam)
BahanMasuk Alur 3 Alur 4 Alur 5 Bahankeluar
Karbon - 39,20691 470,5023768
H20 - 21,105 381,1046465 -
Abu - 0,46908 - 5,628788618
oksigen - 63,88113 1022,313297 -
Nitrogen - 0,4015 5,621966371 -
Jumlah 2612,982 1250,6362 1409,03991 476,1311655 2915,21
Neraca 5711,223 4800,381
Tabel 4.2 NeracapanasReaktor
Komponen Panasmasuk (kJ/Jam) PanasKeluar (kJ/jam)
EnergiListrik Alur 5 Alur 8 Alur 9 Alur 10
Karbon - 470,5023768 - - -
H20 - - - - -
Abu - 5,628788618 - 5,587021669 0,985950324
oksigen - - - - -
Nitrogen - - - - -
Sulfur 12,47413 -
CS2 10584,56455
Jumlah 10111,91352 476,1311655 12,47413 5,587021669 10591,13752
Neraca 10111,91352 11085,32984
[image:32.595.127.572.116.306.2]4.3. Cooler
Tabel 4.3 Neracapanas Cooler-1
Komponen Panasmasuk (kJ/Jam) PanasKeluar (kJ/jam)
Alur 12 Alur 13
CS2 3493,375 1309,046
Abu 1,501
UdaraDingin -272,41 1913.425
Jumlah 3222,465 3222,465
[image:32.595.116.526.123.720.2]4.4. Condensor
Tabel 4.4NeracapanasCondensor
Komponen Panasmasuk (kJ/Jam) PanasKeluar (kJ/jam)
Alur 13 Alur 14
CS2 1309,046 398,488
Air Dingin -96,13803 -573,260
Jumlah 1212,90797 1747,72
SPESIFIKASI PERALATAN
1. Gudang Bahan Baku (G-101)
Fungsi :Menyimpan bahan baku arang tempurung kelapa, direncanakan untuk kebutuhan 7 hari
Bentuk :Persegi
Bahan konstruksi :Beton
Jumlah : 1 Unit
Kapasitas : 2.612,9827 m3 Temperature :30oC
Tekanan :1 atm
Panjang : 13,8047 m
Lebar : 13,8047 m
Tinggi :6,9023 m
2. Bucket Elevator (BE-101)
Fungsi :Mengangkat arang tempurung kelapa dari gudang penyimpanan ke Rooler Mill (FR-101)
Bentuk :Spaced-bucket centrifugal discharge elevator Bahan konstruksi :Malleable-iron
Jumlah : 1 Unit
Laju Alir : 2.612,9827 kg/jam Temperature :30oC
Tekanan :1 atm
Tinggi Elevator :7,62 m
3. Rooler Mill (FR-101)
Fungsi : Memperkecil ukuran arang tempurung kelapa dari gudang penyimpanan (G-101) sebelum ke unit Rotary
Kiln (RK-101)
Jenis : Double Toothed-Roll Crusher Bahan Konstruksi : Stainless Steel
Jumlah : 1 buah
Diameter : 1,31 ft
Face ukuran roll : 2 ft Kecepatan Putaran : 200 rpm
Daya Motor : 5 Hp
4. Vibrating Screen (SS-101)
Fungsi : Memisahkan arang tempurung kelapa dari ukuran
besar menjadi ukuran 20 mess
Jenis : Vibrating Screen
Bahan Konstruksi : Stainless Steel
Jumlah : 1 unit
Kapasitas : 2.612,9827 kg/jam Temperature :30oC
Tekanan :1 atm
Panjang : 0,8439 m
Lebar :0,5626 m
Daya Motor : 4 Hp
5. Belt Conveyor (BC-101)
Fungsi : Mengangkut arang tempurung kelapa dari vibrating
screen menuju rotary kiln
Jenis : Horizontal Belt Conveyor Material : Commercial Steel
Tekanan :1 atm
Kapasitas : 2,28761 ton/jam
Lebar Belt : 35 cm
Luas Area : 0,010 m2
Kecepatan Belt Normal : 61 m/menit Kecepatan Belt Maksimum : 91 m/menit Belt Plies minimum : 3
Belt Plies maksimum : 5
Kecepatan Belt : 30,5 m/menit
Daya Motor : 0,30 Hp
6. Rotary Kiln (RK-101)
Fungsi : Untuk memanaskan arang tempurung dan
menguapkan gas-gas volatil yang terdapat dalam
arang tempurung kelapa dengan pemanas listrik
hingga temperatur 4000C.
Jenis : Single Shell Direct Heat Rotary Kiln
Jumlah : 1 unit
Temperatur : 400 oC
Tekanan : 1 atm
Laju bahan yang diangkut = 2.221,0352 kg/jam
Laju bahan keluar (produk) = 1985,606kg/jam
Zat volatile yang diuapkan = 235,430kg/jam
Suhu Feed = 30 oC
Suhu Produk = 400 oC
7. Belt Conveyor (BC-102)
Fungsi : Mengangkut serbuk karbon dari Rotary Kiln
menuju reaktor (R101)
Jenis : Horizontal Belt Conveyor
Material : Commercial Steel
Tekanan : 1 atm
Laju bahan yang diangkat = 1.985,605 kg/jam
Kapasitas belt conveyor = 2,5813 ton/jam
Lebar belt = 14 in = 35 cm
Luas area = 0,11 ft2 = 0,010 m2
Kecepatan belt normal = 200 ft/menit = 61 m/menit
Kecepatan belt maksimum = 300 ft/menit = 91 m/menit
Belt plies minimum = 3
Belt plies maksimum = 5
Kecepatan belt = 100 ft/menit = 30,5 m/menit
Daya motor yang digunakan = 0,30 Hp
8. Reaktor
Fungsi : Mereaksikan karbon dengan sulfur menggunakan
pemanas listrik temperatur mencapai 9000C sehingga
terbentuk karbon disulfida
Jenis : Selinder tegak dengan tutup atas berbentuk standar
dishead dan tutup bawah berbentuk conical
Bahan Konstuksi : Carbon Steel SA-283 grade A
Jumlah : 1 unit
Temperatur : 900 oC
Tekanan : 1 atm
Laju bahan serbuk karbon = 1.985,605 kg/jam
Laju bahan belerang = 20,904 kg/jam
Laju massa total = 2.006,509 kg/jam
Diameter = 2,509 m
Tinggi = 4,266 m
Tebal = 0,1195 in
Kebutuhan Listrik = 2808,86 kW 9. Blower (BL-101)
Jumlah : 1 unit
Kondisi Proses : T= 300C; P= 1 atm =1,013 bar Kapasitas : 93,67 m3/jam
Daya : 0,2161hp
10. Cyclon ( FG-101)
Fungsi : Memisahkan debu dari karbon disulfide Bahan Kontruksi : Stainless Steel, SA-316 grade C
Jenis Sambungan : Double welded butt joints
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi : - Temperatur = 9000C - Tekanan = 1 atm Kapasitas : 93,67 m3/jam
11. Blower ( BL-102)
Fungsi : Mengalirkan gas karbon disulfida daricyclon (FG-101) ke rotary kiln
Jumlah : 1 unit
Kondisi Proses : T= 300C; P= 1 atm =1,013 bar Kapasitas : 0,00460 m3/jam
Daya : 0,106 Hp
12. Blower ( BL-103)
Fungsi : Mengalirkan gas karbon disulfida dari rotary kilnmenuju cooler
Jumlah : 1 unit
Kondisi Proses : T= 300C; P= 1 atm =1,013 bar Kapasitas : 139,154 m3/jam
13. Cooler
Fungsi : Menurunkan temperatur atau mendinginkan karbon disulfida dari temperatur 5000C menjadi 900C
Jenis : 1-2 Shell & tube exchanger
Jumlah : 1 unit
Temperatur : 900C
Tekanan : 1 atm
Jenis Tube : 18 BWG
Diameter dalam, ID : 0,902 inc Diameter luar, OD : 1 inc Panjang Tube : 15 ft Jumlah Tube : 16
Laju fluida masuk : 1.742,180 lbm/jam
14. Condensor (CD-101)
Fungsi : Menurunkan temperatur serta mengubah fase karbon disulfida menjadi cair dari cooler (CO-102) dengan temperature 900C menjadi 250C
Jenis : 1-2 Shell & tube exchanger
Jumlah : 1 unit
Temperatur : 25 0C
Tekanan : 1 atm
Jenis Tube : 18 BWG
Diameter dalam, ID : 0,652 in Diameter luar, OD : 3/4 in Panjang Tube : 15 ft Jumlah Tube : 30
15. Pompa (P-101)
Fungsi : Mengalirkan Karbon disulfida cair dari kondensor (CD-101) ke cooler (CO-102)
Jumlah : 1 unit
Bahan kontruksi : Commersial steel Temperatur : 250C
Tekanan : 1 atm
Laju Volumetrik : 0,0647 ft3/s Schedule pipe : 40
Diameter dalam, ID : 2,067 in Diameter luar, OD : 2,38 in
Daya : 0,5 hp
16. Storage Tank (T-101)
Fungsi : Untuk menyimpan karbon disulfida
Bentuk : Silinder Vertikal dengan dasar datar dan tutup ellipsoidal
Bahan Kontruksi : Carbon steel C-SA-316 Jumlah : 2 unit
Temperatur : 250C
Tekanan : 1 atm
Kapasitas Tangki : 1048,7545 m3 Diameter Tangki : 10,07 m Tinggi Tangki : 15,11 m
Pdesain : 14,81 psi
Tebal Silinder : 0,28 in Tebal head standar : 0,28 in
17. Gudang Bahan Baku (G-102)
Fungsi :Menyimpan bahan baku belerang, direncanakan untuk kebutuhan 7 hari
Bentuk :Persegi
Bahan konstruksi :Beton
Jumlah : 1 Unit
Temperatur :30oC
Tekanan :1 atm
Panjang : 1,45m
Lebar :2,57 m
Tinggi :1,285 m
18. Bucket Elevator (BE-102)
Fungsi : Mengangkut belerang dari gudang penyimpanan ke Rooler Mill (FR-102)
Bentuk : Spaced-Bucket Centrifugal Discharge Elevator Bahan Kontruksi : Malleable-iron
Jumlah : 1 unit
Laju Alir : 84,3089 kg/jam Temperature :30oC
Tekanan :1 atm
Tinggi Elevator : 7,62 m
Ukuran Bucket : (6 x 4 x 41/4) in Jarak Antar Bucket : 0,305 m Kecepatan Bucket : 1,143 m/s Kecepatan Putaran : 43 rpm Lebar Belt : 17,78 cm Daya Motor : 0,067 Hp
19. Roller Mill (FR-102)
Fungsi : Memperkecil ukuran belerang dari gudang
penyimpanan (G-102) sebelum ke unit Reaktor (R-101) Jenis : Double Toothed-Roll Crusher
Temperatur : 30 oC
Tekanan : 1 atm
Bahan Konstruksi : Stainless Steel
Diameter : 0,25 ft
Kecepatan Putaran : 0,0219 rpm Daya Motor : 0,0015 Hp
20. Vibrating Screen (SS-102)
Fungsi : Memisahkan belerang dari ukuran besar menjadi ukuran 20 mess
Jenis : Vibrating Screen
Bahan Konstruksi : Stainless Steel
Jumlah : 1 unit
Kapasitas : 84,3089 kg/jam Temperature :30oC
Tekanan :1 atm
Panjang : 0,0867 m
Lebar :0,0578 m
Kecepatan getaran : 3600 vibrasi/menit
Daya Motor : 4 Hp
21. Belt Conveyor (BC-103)
Fungsi : Mentransfer belerang ke bucket elevator (BE-103) Jenis : Horizontal Belt Conveyor
Material : Commercial Steel Temperature :30oC
Tekanan :1 atm
Kapasitas : 0,0239 ton/jam
Lebar Belt : 35 cm
Luas Area : 0,010 m2 Kecepatan Belt Normal : 61 m/menit
Kecepatan Belt Maksimum : 91 m/menit Belt Plies minimum : 3
Belt Plies maksimum : 5
Kecepatan Belt : 30,5 m/menit
22. Bucket Elevator (BE-103)
Fungsi : Mengangkut belerang menuju Reaktor (R-101) Bentuk : Spaced-Bucket Centrifugal-Discharge Elevator Bahan Kontruksi : Malleable-iron
Jumlah : 1 unit
Laju Bahan : 71,663 kg/jam Kapasitas : 19,90 kg/jam Temperature :30oC
Tekanan :1 atm
Tinggi Elevator : 7,62 m
Ukuran Bucket : (6 x 4 x 41/4) in Jarak Antar Bucket : 0,305 m Kecepatan Bucket : 1,143 m/s Kecepatan Putaran : 43 rpm
BAB VI
INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
6.1 Instrumentasi
Instrumentasi adalah suatu peralatan yang digunakan di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Dalam suatu pabrik kimia, pemakaian instrumen merupakan suatu hal yang sangat penting karena dengan adanya rangkaian instrumen tersebut maka operasi semua peralatan yang ada di dalam pabrik dapat dimonitor dan dikontrol dengan cermat, mudah dan efisien, sehingga kondisi operasi selalu berada dalam kondisi yang diharapkan.Namun pada dasarnya, tujuan pengendalian tersebut adalah agar kondisi proses di pabrik mencapai tingkat kesalahan (error)yang paling minimum sehingga produk dapat dihasilkan secara optimal (Perrydkk, 1999).
Secara umum, kerja dari alat-alat instrumentasi dapat dibagi dua bagian yaitu operasi secara manual dan operasi secara otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses bergantung pada pertimbangan ekonomis dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat instrumentasi juga harus ditentukan apakah alat-alat tersebut dipasang pada peralat-alatan proses (manual control) atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bagian peralatan (automatic
control)(Perry, dkk, 1999).
Menurut sifatnya konsep dasar pengendalian proses ada dua jenis, yaitu : 1. Pengendalian secara manual
Tindakan pengendalian yang dilakukan oleh manusia. Sistem pengendalian ini merupakan sistem yang ekonomis karena tidak membutuhkan begitu banyak instrumentasi dan instalasinya. Namun pengendalian ini berpotensi tidak praktis dan tidak aman karena sebagai pengendalinya adalah manusia yang tidak lepas dari kesalahan.
2. Pengendalian secara otomatis
Berbeda dengan pengendalian secara manual, pengendalian secara otomatis menggunakan instrumentasi sebagai pengendali proses, namun manusia masih terlibat sebagai otak pengendali. Banyak pekerjaan manusia dalam pengendalian secara manual diambil alih oleh instrumentasi sehingga membuat sistem
Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen-instrumen adalah (Peters, 2004) :
1. Range yang diperlukan untuk pengukuran.
2. Level instrumentasi.
3. Ketelitian yang dibutuhkan. 4. Bahan konstruksinya.
5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses.
Dalam pemakaian ataupun penggunaan instrumentasi ada beberapa hal-hal yang diharapkan dari alat-alat instrumentasi, yiatu :
1. Kualitas produk dapat diperoleh sesuai dengan yang diinginkan. 2. Pengoperasian sistem peralatan lebih mudah.
3. Sistem kerja lebih efisien.
4. Penyimpangan yang mungkin terjadi dapat diketahui dengan cepat.
Alat instrumentasi yang digunakan memiliki sifat atau elemen khusus yang dapat menjalani fungsinya sesuai yang diharapkan, adapun elemen-elemen tersebut adalah :
1. Elemen perasa/elemen utama (sensing element/ primary element) yaitu elemen yang menunjukkan adanya perubahan dari nilai variabel yang diukur. 2. Elemen pengukur (measuring element) yaitu elemen yang menerima output
dari elemen primer dan melakukan pengukuran, dalam hal ini termasuk alat-alat penunjuk (indicator) maupun alat-alat pencatat (recorder).
3. Elemen pengontrol (controlling element) yaitu elemen yang mengadakan perubahan nilai dari variabel yang dirasakan oleh elemen perasa dan diukur oleh elemen pengukur, dengan mengatur sumber tenaga sesuai dengan perubahan yang terjadi, dimana tenaga tersebut dapat berupa tenaga mekanis ataupun elektrik.
Instrumentasi yang umum digunakan untuk pengendalian proses dalam suatu pabrik terdiri dari beberapa variabel-variabel, yaitu :
1. Untuk Variabel Temperatur
a. TemperatureController (TC)
jumlah panas yang harus ditambahkan atau dikeluarkan dari dalam suatu proses yang sedang bekerja.
b. TemperatureIndicator (TI)
Merupakan alat untuk mengetahui temperatur suatu cairan atau temperatur operasi dari suatu alat.
2. Untuk Variabel Ketinggian Cairan
a. LevelController (LC)
Merupakan instrumen yang dipakai untuk mengukur ketinggian permukaan cairan dalam suatu peralatan. Pengukuran tinggi permukaan cairan dilakukan dengan operasi kontrol katup (valve), yaitu dengan mengatur laju alir cairan masuk dan keluar proses.
b. LevelIndicator (LI)
LevelIndicator (LI) merupakan instrumen yang digunakan untuk mengetahui
tinggi suatu cairan dalam tangki. 3. Untuk Variabel Laju Alir
a. FlowRecorderController (FRC)
Merupakan alat untuk merekam dan mengontrol laju alir suatu aliran atau laju alir operasi suatu alat.
b. FlowController (FC)
Merupakan instrumen untuk mengukur kecepatan aliran fluida dalam pipa atau unit lainnya. Pengukuran aliran fluida dalam pipa biasanya diatur dengan mengubah keluaran dari alat yang menyebabkan fluida bergerak atau mengalir dalam sistem pipa.
c. FlowIndicator (FI)
Merupakan alat untuk mengetahui laju alir suatu aliran atau laju alir operasi suatu alat.
4. Untuk Variabel Tekanan
a. PressureController (PC)
dilakukan dengan mengatur jumlah uap atau gas yang keluar dari suatu alat yang tekanannya ingin dideteksi.
b. PressureIndicator (PI)
Merupakan alat untuk mengetahui tekanan aliran atau temperatur operasi dari suatu alat.
6.1.1 Tujuan Pengendalian
Tujuan perancangan sistem pengendalian adalah sebagai keamanan operasi pabrik yang mencakup :
1. Mempertahankan variabel-variabel proses seperti temperatur dan tekanan tetap berada dalam rentang operasi yang aman dengan harga toleransi yang kecil. 2. Mendeteksi situasi berbahaya kemungkinan terjadinya kebocoran alat.
Pendeteksian dilakukan dengan menyediakan alarm dan sistem penghentian operasi secara otomatis (automatic shut down systems).
3. Mengontrol setiap penyimpangan operasi agar tidak terjadi kecelakaan kerja maupun kerusakan pada alat proses.
6.1.2 Jenis-Jenis Pengendalian dan Alat Pengendali
Sistem pengendalian yang digunakan pada pabrik ini menggunakan dan mengkombinasikan beberapa tipe pengendalian sesuai dengan tujuan dan keperluannya :
1. Feedback control
Perubahan pada sistem diukur (setelah adanya gangguan), hasil pengukuran dibandingkan dengan set point, hasil perbandingan digunakan untuk mengendalikan variabel yang dimanipulasi.
2. Feedforward control
Besarnya gangguan diukur (sensor pada input), hasil pengukuran digunakan untuk mengendalikan variabel yang dimanipulasi.
3. Adaptive control
dikendalikannya, umumnya ditandai dengan adanya reset input pada controller (selain set point pada input dari sensor).
4. Inferential control
Seringkali variabel yang ingin dikendalikan tidak dapat diukur secara langsung, sebagai solusinya digunakan sistem pengendalian dimana variabel yang terukur digunakan untuk mengestimasi variabel yang akan dikendalikan, variabel terukur dan variabel tak terukur tersebut dihubungkan dengan suatu persamaan matematika.
Beberapa instrument yang digunakan dalam Pabrik Proses Pembuatan Karbon Disulfida Dari Arang Tempurung Kelapa dan Belerang adalah :
1. Tangki
Instrumen yang digunakan pada tangki adalah Level Controller (LC) yang berfungsi
untuk mengamati isi bahan didalam tangki. Selain itu, instrumen lain adalah
Pressure Controller (PC) yang berfungsi mengukur tekanan dari gas produk CS2.
LC T-101
[image:47.595.287.378.355.483.2]PC
Gambar 6.1 Tangki
2. Rotary Kiln
Pada proses kalsinasi yang terjadi di dalam rotary kiln digunakan instrumen seperti Pressure Controller (PC), Temperature Controller (TC), Flow
Recorder Controller (FRC), yang masing-masing berfungsi mengontrol
RK 101
Gambar 6.2 Rotary Kiln
3. Reaktor
Reaktor merupakan alat tempat mereaksikan bahan karbon dengan belerang
sehingga terbentuk karbon disulfida sebagai produk utama dalam pabrik ini,
adapun instrumen yang digunakan dalam alat ini adalah Temperature Controller
(TC) dan Pressure Controller (PC) dan Flow Controller(FC) yang masing-masing
berfungsi mengatur dang mengontrol temperatur, tekanan dan laju dari bahan
masuk dan produk keluar.
R 101 5
8
[image:48.595.283.376.403.546.2]TC PC
Gambar 6.3 Reaktor
4. Cooller
Instrumen yang digunakan pada alat Cooller adalah Temperature Controller (TC)
yang berfungsi mengatur dan mengontrol temperatur fluida didalam cooleryang
TC
[image:49.595.261.390.107.238.2]CO-101
Gambar 6.4 Cooler
5. Pompa
Pompa merupakan instrumen yang sering dijumpai dalam suatu pabrik, karena
pompa memiliki fungsi sebagai pengatur laju alir dari bahan masuk dari atau
menuju tangki maupun reaktor. Instrumen penting dalam pompa adalah Flow
Controller (FC).
FC
P-101
Gambar 6.5 Pompa
6.1.3 Syarat Perancangan Pengendalian
Beberapa syarat penting yang harus diperhatikan dalam perancangan pabrik antara lain (Perry dkk, 1999) :
1. Tidak boleh terjadi konflik antar unit, dimana terdapat dua pengendali pada satu aliran.
2. Penggunaan supervisory computer control untuk mengkoordinasikan tiap unit pengendali.
3. Control valve yang digunakan sebagai elemen pengendali akhir memiliki opening
[image:49.595.274.400.397.497.2]4. Dilakukan pemasangan check valve pada mixer dan pompa dengan tujuan untuk menghindari fluida kembali ke aliran sebelumnya. Check valve yang dipasangkan pada pipa tidak boleh lebih dari satu dalam one dependent line. Pemasangan
check valve diletakkan setelah pompa.
5. Seluruh pompa yang digunakan dalam proses diletakkan di permukaan tanah dengan pertimbangan syarat safety dari kebocoran.
6. Pada perpipaan yang dekat dengan alat utama dipasang flange dengan tujuan untuk mempermudah pada saat maintenance.
6.2 Keselamatan Kerja Pabrik
Aktifitas masyarakat umumnya berhubungan dengan resiko yang dapat mengakibatkan kerugian pada badan atau usaha. Oleh sebab itu usaha-usaha keselamatan merupakan tugas sehari-hari yang harus dilakukan oleh seluruh karyawan. Keselamatan kerja dan keamanan pabrik merupakan faktor yang perlu diperhatikan secara serius. Dalam hubungan ini bahaya yang dapat timbul dari mesin, bahan baku dan produk, sifat zat, serta keadaan tempat kerja harus mendapat perhatian yang serius sehingga dapat dikendalikan dengan baik untuk menjamin kesehatan karyawan.
Perusahaan yang lebih besar memiliki divisi keselamatan tersendiri. Divisi tersebut mempunyai tugas memberikan penyuluhan, pendidikan, petunjuk-petunjuk, dan pengaturan agar kegiatan kerja sehari-hari berlangsung aman dan bahaya-bahaya yang akan terjadi dapat diketahui sedini mungkin, sehingga dapat dihindarkan (Bernasconi, 1995).
Salah satu faktor yang penting sebagai usaha menjamin keselamatan kerja adalah dengan menumbuhkan dan meningkatkan kesadaran karyawan akan pentingnya usaha menjamin keselamatan kerja. Usaha-usaha yang dapat dilakukan antara lain : (Peters, dkk.2004)
1. Menigkatkan spesialisasi keterampilan karyawan dalam menggunakan peralatan secara benar sesuai dengan tugas dan wewenang serta mengetahui cara-cara mengatasi kecelakaan kerja.
a. Pelatihan untuk menciptakan kualitas Sumber Daya Manusia (SDM) yang tinggi dan bertanggung jawab
b. Studi banding (workshop) antar bidang kerja, sehingga memupuk kerjasama antar karyaman dan memupuk kepedulian sesama
3. Membuat peraturan dan tata cara pengawasan yang baik dan memberi sanksi bagi karyawan yang tidak disiplin.
[image:51.595.227.439.344.492.2]Statistik menunjukkan bahwa angka kecelakan rata-rata dalam pabrik kimia relatif tidak begitu tinggi. Tetapi situasi beresiko memiliki bentuk khusus, misalnya reaksi kimia yang berlangsung tanpa terlihat dan hanya dapat diamati dan dikendalikan berdasarkan akibat yang akan ditimbulkannya. Kesalahan-kesalahan dalam hal ini dapat mengakibatkan kejadian yang fatal (Bernasconi, 1995).
Gambar 6.6 Tingkat kerusakan di suatu pabrik
Kerusakan (badan atau benda) dapat terjadi secara tiba-tiba tanpa dikehendaki dan diduga sebelumnya. Keadaan atau tindakan yang bertentangan dengan aturan keselamatan kerja dapat memancing bahaya yang akut dan mengakibatkan terjadinya kerusakan.
Untuk menjamin keselamatan kerja, maka dalam perencanaan suatu pabrik perlu diperhatikan beberapa hal, yaitu :
Lokasi pabrik
Sistem pencegahan kebocoran Sistem perawatan
Sistem penerangan
Dari 330 peristiwa
28 2
300 Hanyakerusakanbend a
Cederaringan Cederaberatsampaicedera
Sistem penyimpanan material dan perlengkapan Sistem pemadam kebakaran
Disamping itu terdapat beberapa peraturan dasar keselamatan kerja yang harus diperhatikan pada saat bekerja di setiap pabrik-pabrik kimia, yaitu tidak boleh merokok atau makan, dan tidak boleh minum-minuman keras (beralkohol) selama bertugas.
Bahaya dan tindakan-tindakan yang tidak memperhatikan keselamatan akan mengakibatkan kerusakan. Yang menjamin keselamatan kerja sebetulnya adalah pengetahuan mengenai bahaya sedini mungkin, sehingga pencegahan dapat diupayakan sebelum bahaya tersebut terjadi.
Berikut ini upaya-upaya pencegahan terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi pada pra-rancangan pabrik pembuatan karbon disulfida dari arang tempurung kelapa dan belerang dapat dilakukan dengan cara :
6.2.1 Pencegahan terhadap Bahaya Kebakaran dan Peledakan
Sesuai peraturan yang tertulis dalam peraturan Tenaga Kerja No.Per/02/Men/1983
tentang instalasi alarm kebakaran otomatis, yaitu :
1. Detektor Kebakaran, merupakan alat yang berfungsi untuk mendeteksi secara dini
adanya kebakaran. Instrumen terdiri dari :
a. Smoke detector adalah detektor yang bekerja berdasarkan akumulasi asap dalam
jumlah tertentu
b. Gas detector adalah detektor yang bekerja berdasarkan kenaikan konsentrasi gas
yang timbul akibat kebakaran ataupun gas-gas lain yang mudah terbakar
2. Alaram kebakaran, merupakan komponen dari sistem deteksi dan alarm kebakaran
yang memberikan isarat adanya suatu kebakaran, terdiri dari :
a. Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat bunyi khusus (Audible Alarm)
b. Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat yang tertangkap oleh pandangan
mata secara jelas (visible alarm)
3. Panel indikator kebakaran, merupakan komponen dari sistem deteksi yang berfungsi
mengendalikan kerja sistem yang terletak diruang operator.
Upaya pencegahan dan penanganan terhadap bahaya kebakaran dan peledakan dapat
1. Memasang sistem alarm pada tempat yang strategis dan penting, seperti power
station, laboratorium dan ruang proses
2. Mobil pemadam kebakaran harus selalu dalam keadaan siap siaga di fire station.
3. Fire hydrant ditempatkan di daerah storage, proses, dan perkantoran.
4. Fire extinguisher disediakan pada bangunan pabrik untuk memadamkan api
yang relatif kecil.
6.2.2 Peralatan Perlindungan Diri
Upaya peningkatan keselamatan kerja bagi karyawan pada pabrik ini adalah dengan menyediakan fasilitas sesuai bidang kerjanya. Di dalam pabrik disediakan peralatan perlindungan diri, seperti :
1. Pakaian pelindung
Pakaian luar dibuat dari bahan-bahan seperti katun, wol, serat, sintetis, dan asbes. Pada musim panas sekalipun tidak diperkenankan bekerja dengan keadaan badan atas terbuka.
2. Sepatu pengaman
Sepatu harus kuat dan harus dapat melindungi kaki dari bahan kimia dan panas. Sepatu pengaman bertutup baja dapat melindungi kaki dari bahaya terjepit. Sepatu setengah tertutup atau bot dapat dipakai tergantung pada jenis pekerjaan yang dilakukan.
3. Helmet pengaman
Helmet yang baik dari plastik keras memberikan perlindungan terhadap percikan-percikan bahan kimia, terutama apabila bekerja dengan pipa-pipa yang letaknya lebih tinggi dari kepala, maupun tangki-tangki serta peralatan lain yang dapat bocor dan benda-benda berbahaya yang dapat mengenai kepala.
4. Sarung tangan
Dalam menangani beberapa bahan kimia yang bersifat korosif, maka para operator diwajibkan menggunakan sarung tangan untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan.
Berguna untuk memberikan perlindungan terhadap debu-debu yang berbahaya ataupun uap bahan kimia agar tidak terhirup.
(Bernasconi, 1995)
6.2.3 Pencegahan terhadap bahaya mekanis
Upaya pencegahan kecelakaan terhadap bahaya mekanis adalah :
1. Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup luas dan tidak menghambat
kegiatan kerja karyawan.
2. Alat-alat dipasang dengan penahan yang cukup kuat
3. Peralatan yang berbahaya seperti ketel uap bertekanan tinggi, reaktor
bertekanan tinggi dan tangki gas bertekanan tinggi, harus diberi pagar
pengaman.
4. Jalur pipa sebaiknya diletak diatas permuakaan tanah
6.2.4 Pencegahan terhadap Bahaya Listrik
Upaya peningkatan keselamatan kerja pada listrik adalah :
1. Setiap instalasi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian sekring atau pemutus hubungan arus listrik secara otomatis lainnya. 2. Sistem perkabelan listrik harus dipasang secara terpadu dengan tata letak
pabrik, sehingga jika ada perbaikan dapat dilakukan dengan mudah. 3. Memasang papan tanda bahaya yang jelas pada daerah sumber tegangan
tinggi.
4. Kabel-kabel listrik yang letaknya berdekatan dengan alat-alat yang beroperasi pada suhu tinggi harus diisolasi secara khusus.
5. Setiap peralatan atau bangunan yang menjulang tinggi harus dilengkapi dengan penangkal petir yang dibumikan.
6. Penempatan dan pemasangan motor-motor listrik tidak boleh menganggu lalu lintas pekerja
Poliklinik disediakan untuk tempat pengobatan akibat terjadinya kecelakaan secara tiba-tiba, misalnya menghirup gas beracun, patah tulang, luka terbakar pingsan/syok dan lain sebagainya.
Keselamatankerja yang tinggidapatdicapaidenganpenambahannilai-nilaidisiplin bagi para karyawan, yaitu (Peters, dkk. 2004) :
a. Setiapkaryawanbertugassesuaidenganpedoman-pedoman yang diberikan. b. Setiapperaturandanketentuan yang adaharusdipenuhi.
c. Setiapkecelakaanataukejadian yang
merugikanharussegeradilaporkankepadapimpinan.
d. Setiapkaryawanharussalingmengingatkanperbuatan yang
dapatmenimbulkanbahaya.
e. Dilakukan control secara periodic
terhhadapseluruhalatinstalasipabrikolehpetugasperawatan.
Apabila terjadi kecelakaan kerja, seperti terjadinya kebakaran pada pabrik, maka hal-hal yang harus dilakukan adalah :
1. Mematikan seluruh kegiatan pabrik, baik mesin maupun listrik.
2. Mengaktifkan alat pemadam kebakaran, dalam hal ini alat pemadam kebakaran yang digunakan disesuaikan dengan jenis kebakaran yang terjadi, yaitu (Bernasconi, 1995) :
Instalasi pemadam dengan air
Untuk kebakaran yang terjadi pada bahan berpijar seperti kayu, arang, kertas, dan bahan berserat. Air ini dapat disemprotkan dalam bentuk kabut. Sebagai sumber air, biasanya digunakan air tanah yang dialirkan melalui pipa-pipa yang dipasang pada instalasi-instalasi tertentu di sekitar areal pabrik. Air dipompakan dengan menggunakan pompa yang bekerja dengan instalasi listrik tersendiri, sehingga tidak terganggu apabila listrik pada pabrik dimatikan ketika kebakaran terjadi.
Instalasi pemadam dengan CO2
CO2 yang digunakan berbentuk cair dan mengalir dari beberapa tabung
Dalam suatu pabrik, utilitas merupakan unit penunjang utama jalannya proses produksi. Oleh karena itu, segala sarana dan prasarananya harus dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi suatu pabrik.
Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada pabrik pembuatan karbon disulfida adalah sebagai berikut:
1. Kebutuhan air
2. Kebutuhan udara pendingin 3. Kebutuhan bahan kimia 4. Kebutuhan listrik 5. Unit pengolahan limbah
7.1 Kebutuhan Air
Dalam proses produksi, air memegang peranan penting, baik untuk kebutuhan proses maupun kebutuhan domestik. Kebutuhan air pada pabrik pembuatan ksrbon disulfida adalah sebagai berikut:
• Air pendingin
Kebutuhan air pendingin pada pabrik pembuatan karbon disulfidadigunakan pada condensor berjumlah 139,202 kg/jam
Air pendingin bekas dari kondensordigunakan kembali untuk kebutuhan air pendingin setelah didinginkan dalam unit refrigrator. Dengan menganggap terjadi kehilangan air selama proses sirkulasi, maka air tambahan yang diperlukan adalah jumlah air yang hilang karena penguapan, drift loss, dan
blowdown (Perry dkk, 1997).
Untuk memenuhi pemakaian air maka disediakan penambahan air sebesar 20% dari kebutuhan air pendingin.
Kuantitas penambahan air = (1+0,2) x 139,202 kg/jam = 167,042 kg/jam
• Air untuk kebutuhan sanitasi 1. Kebutuhan Karyawan
Berdasarkan standar dari WHO, kebutuhan karyawan = 120 L/hari Densitaas air 30oC = 999,99 kg/m3 = 0,999 kg/L
Jadi kebutuhan air untuk 120 orang setiap hari adalah :
Kebutuhan air = 120orang x 120 L/hari/orang x 0,999 kg/L
= 599,4 kg/jam
2. Air kebutuhan laboratorium, taman dan keperluan lain
Air untuk kebutuhan laboratorium, taman dan keperluan lain diperkirakan 30% dari kebutuhan karyawan
Maka, 30 % x 599,99 kg/jam = 179,82 kg/jam,
Jadi kebutuhan air untuk karyawan, laboratorium dan kebutuhan lain adalah = 599,99 + 180,00 = 779,99 kg/jam
3. Air untuk pemadam kebakaran dan cadangan air
[image:58.595.153.379.322.435.2]Diperkirakan 40 % berlebih dari kebutuhan air sanitasi, sehingga total kebutuhan air sanitasi adalah = 1,4 x 779,22 kg/jam = 1.090,908 kg/jam
Tabel 7.2 Pemakaian air untuk berbagai kebutuhan No Keperluan Kebutuhan (kg/jam)
1 Karyawan 599,4
2 Laboratorium 779,99
3 Cadangan 1090,908
Total 2.470,298
Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka di lokasi pengambilan air dibangun fasilitas penampungan air (water intake) yang juga merupakan tempat pengolahan awal air sungai. Pengolahan ini meliputi penyaringan sampah dan kotoran yang terbawa bersama air. Selanjutnya air dipompakan ke lokasi pabrik untuk diolah dan digunakan sesuai dengan keperluannya. Pengolahan air di pabrik terdiri dari beberapa tahap, yaitu:
1. Screening
2. Klarifikasi 3. Filtrasi
7.1.1 Screening
Tahap screening merupakan tahap awal dari pengolahan air. Adapun tujuan screening adalah (Degremont, 1991):
- Memudahkan pemisahan dan menyingkirkan partikel-partikel padat yang besar yang terbawa dalam air sungai.
Pada tahap ini, partikel yang besar akan tersaring tanpa bantuan bahan kimia. Sedangkan partikel-partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air menuju unit pengolahan selanjutnya.
7.1.2 Klarifikasi
Klarifikasi merupakan proses penghilangan kekeruhan di dalam air. Air dari
screening dialirkan ke dalam clarifier setelah diinjeksikan larutan alum, Al2(SO4)3
dan larutan abu Na2CO3. Larutan Al2(SO4)3 berfungsi sebagai koagulan utama dan
larutan Na2CO3 sebagai koagulan tambahan yang berfungsi sebagai bahan pembantu
untuk mempercepat pengendapan dan penetralan pH (Perry dkk, 1999).
Setelah pencampuran yang disertai pengadukan maka akan terbentuk flok-flok yang akan mengendap ke dasar clarifier karena gaya grafitasi, sedangkan air jernih akan keluar melimpah (overflow) yang selanjutnya akan masuk ke penyaring pasir (sand filter) untuk penyaringan.
Pemakaian larutan alum umumnya 5-50 ppm terhadap jumlah air yang akan diolah, sedangkan perbandingan pemakaian alum dan abu soda = 1 : 0,54 (Baumann, 1971).
Total kebutuhan air = 2637,340kg/jam Pemakaian larutan alum = 50 ppm
Pemakaian larutan soda abu = 0,54 x 50 = 27 ppm
Larutan alum yang dibutuhkan = 50.10-6 x 2637,340 = 0,1319kg/jam Larutan abu soda yang dibutuhkan = 27.10-6 x 2637,340 = 0,1288kg/jam
7.1.3 Filtrasi
Filtrasi berfungsi untuk memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut bersama air. Penyaring pasir (sand filter) yang digunakan terdiri dari 3 lapisan, yaitu: 1. Lapisan atas terdiri dari pasir hijau (green sand). Lapisan ini bertujuan
2. Untuk menghasilkan penyaringan yang efektif, perlu digunakan medium berpori misalnya anterasit atau marmer. Pada pabrik ini digunakan anterasit setinggi 12,5 in (31,75 cm).
3. Lapisan bawah menggunakan batu krikil/gravel setinggi 7 in (17,78 cm). (Metcalf dan Eddy, 1991).
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).
Untuk air proses, masih diperlukan pengolahan lebih lanjut, yaitu proses 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 proses klorinasi
diteruskan ke penyaring air (water treatment system) sehingga air yang keluar merupakan air sehat dan memenuhi syarat-syarat air minum tanpa harus dimasak terlebih dahulu.
Total kebutuhan air yang memerlukan proses klorinasi = 756 kg/jam Kaporit yang digunakan direncanakan mengandung klorin 70 %
Kebutuhan klorin = 2 ppm dari berat air (Nalco, 1988) Total kebutuhan kaporit = (2.10-6 x 756)/0,7 = 0,00216 kg/jam
7.2 Kebutuhan Air Pendingin
Air pendingin berfungsi sebagai media pendingin pada alat perpindahan panas Tabel D.2 Tabel Kebutuhan Air Pendingin
No Kode Alat Nama Alat Jumlah (kg/jam)
1 CD-101 Kondensor 139,202
Untuk memenuhi kebutuhan air, maka pada Pra Perancangan Pabrik Pembuatan karbon disulfida ini menggunakan air sungai. Sebelum digunakan, air sungai tersebut masih perlu diproses untuk memenuhi standar air sanitasi dan air pendingin.
Air untuk pendingin direncanakan akan didinginkan kembali (Sirkulasi) dalam cooling tower, sehingga tidak diperlukan penggantian air pendingin, kecuali bila ada kebocoran atau kehilangan karena penguapan. Untuk memenuhi pemakaian air maka disediakan penambahan air sebesar 20% dari kebutuhan air pendingin.
Kuantitas penambahan air = (1+0,2) x 139,202 kg/jam = 167,042 kg/jam
7.2.1 Unit Refrigerasi (UR)
Fungsi : mendinginkan udara dari 30oC menjadi 20oC Jenis : Single stage mechanical refrigeration cycle Bahan konstruksi : carbon steel
Laju sirkulasi refrigerant : 11.416.879,411 kg/jam Suhu pendinginan = 10°C
Tekanan pendinginan = 25 bar
Suhu kondensasi = 25°C
Tekanan kondensasi = 91 bar
Kerja kompressor, Wc = Q x m = 3,087 kj/kg x 37784216,149 kg/jam = 116634849,065 kJ/jam
= 32.398,567 KW
Gambar 7.1 Unit Refrigerasi
7.3 Kebutuhan Bahan Kimia
Kebutuhan bahan kimia pada pabrik pembuatan Karbon Disulfida adalah sebagai berikut:
1. Al2(SO4)3 = 0,0433kg/jam
2. Na2CO3 = 0,0234kg/jam
3. Kaporit = 0,0014kg/jam
7.4 Kebutuhan Listrik
Perincian kebutuhan listrik diperkirakan sebagai berikut:
1. Unit Proses = 1700 hp
2. Unit Utilitas = 100 hp
3. Instrumentasi = 40 hp 4. Penerangan dan kantor = 30 hp
Total kebutuhan listrik = 1870 hp x 0,7457 kW/hp = 1394,459 kW
7.5 Unit Pengolahan Limbah
Limbah dari suatu pabrik harus diolah sebelum dibuang ke badan air atau atmosfer, karena limbah tersebut mengandung bermacam-macam zat yang dapat membahayakan alam sekitar maupun manusia itu sendiri. Demi kelestarian lingkungan hidup, maka setiap pabrik harus mempunyai unit pengolahan limbah.
Sumber-sumber limbah cair pabrik pembuatan kabon disulfida ini meliputi: 1. Limbah proses akibat zat-zat yang terbuang, bocor atau tumpah.
3. Limbah domestik yang mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari kamar mandi dan limbah cair dari kantin.
4. Limbah laboratorium yang mengandung bahan-bahan kimia yang digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang dipergunakan dan mutu produk yang dihasilkan, serta yang dipergunakan untuk penelitian dan pengembangan proses.
Perhitungan untuk Sistem Pengolahan Limbah
Perkiraan jumlah air limbah buangan pabrik adalah sebagai berikut: 1. Pencucian peralatan pabrik = 100 liter/jam
2. Limbah domestik dan kantor
Diperkirakan air buangan tiap orang untuk:
domestik = 19 liter/hari (Metcalf et all, 1991)
kantor = 20 liter/hari (Metcalf et all, 1991)
Jumlah karyawan = 159 orang
Jadi, jumlah limbah domestik dan kantor :
= 144× (20 + 19) liter/hari × 1 hari/24 jam = 234 liter/jam
3. Laboratorium = 15 liter/jam
Total limbah = 385,631 ltr/jam = 0,3856 m3/jam
7.5.1 Bak Penampungan
Limbah yang masuk dalam bak ini adalah limbah domestik, pencucian alat dan laboratorium.
Laju volumetrik limbah = 0,3856 m3/jam Waktu penampungan = 15 jam
Volume air buangan = (0,3856 ×15× 24)/2 = 69,408 m3 Bak terisi 90 % maka volume bak =
9 , 0
9052 , 69
= 77,12 m3 Direncanakan ukuran bak sebagai berikut:
maka; Volume bak = p×l×t
77,12 m3 = 2l×l×l
l = 3,38 m
Jadi, panjang bak = 6,76 m tinggi bak = 3,38 m lebar bak = 22,84 m
7.5.2 Bak Netralisasi
Air buangan pabrik yang mengandung bahan organik mempunyai pH = 5. Untuk menetralkan limbah diinjeksikan larutan 30% massa soda abu (Na2CO3).
Kebutuhan soda abu untuk menetralkan air limbah dengan pH = 5 adalah 0,15 gr soda abu / 30 ml air limbah (Lab. Analisa FMIPA USU).
Kebutuhan Na2CO3 =
gr kg 1000 1 ml gr 30 15 , 0 3 m ml 6 10 jam 3 m 408 ,
0 × × ×
= 2,04 kg/jam Laju alir larutan 30% Na2CO3 =
3 , 0 04 , 2
= 6,8 kg/jam
Densitas larutan 30% Na2CO3 = 1327 kg/m3 (Perry, 1997)
Volume 30% Na2CO3 =
1327 8 , 6
= 0,0051m3/jam
Diasumsikan reaksi