Pra Perancangan Pabrik Pembuatan Biodiesel Dari Biji Jarak Pagar (Jatropha Curcas Linn) Kapasitas 8000 Ton/Tahun

(1)

PRA RANCANGAN PABRIK

BIODIESEL DARI BIJI JARAK PAGAR DENGAN

KAPASITAS PRODUKSI 32.000 TON/TAHUN

KARYA AKHIR

DISUSUN OLEH :

025201046

MILANTORINO SIHOMBING

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

PRA RANCANGAN

PABRIK BIODIESEL DARI BIJI JARAK PAGAR

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Sains Terapan

OLEH :

HENRIQUES W. S. PANDIA

NIM : 025201011

FAKULTAS TEKNIK

(3)

LEMBAR PENGESAHAN

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN BIODIESEL DARI BIJI JARAK PAGAR

(JATROPHA CURCAS LINN) KAPASITAS 8000 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi

Persyaratan Ujian Sarjana Sains Terapan

Oleh :

NIM. 025201011

HENRIQUES W. S. PANDIA

Telah Diperiksa/Disetujui :

Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Dr. Eng. Ir. Irvan, Msi.

NIP. 132 126 842

NIP. 131 836 666

Ir. Indra Surya, MSc.

Mengetahui,

Koordinator Tugas Akhir

NIP. 132 126 842

Dr. Eng. Ir. Irvan, Msi.

FAKULTAS TEKNIK

MEDAN

(4)

PRA RANCANGAN PABRIK

LEMBAR PENGESAHAN

PEMBUATAN BIODIESEL DARI BIJI JARAK PAGAR

(

JATROPHA CURCAS LINN

) KAPASITAS 8000 TON/TAHUN

KARYA AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi

Persyaratan Ujian Sarjana Sains Terapan Oleh :

NIM. 025201011

HENRIQUES W. S. PANDIA

Telah Diperiksa/Disetujui :

Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Dr. Eng. Ir. Irvan, Msi.

NIP. 132 126 842 NIP. 131 836 666 Ir. Indra Surya, MSc.

Dosen Penguji I Dosen Penguji II Dosen Penguji III

Dr. Eng. Ir. Irvan, Msi Erni Misran, ST, MT

NIP. 132 126 842 NIP. 132 258 002 NIP. 132 282 133 Rondang Tambun, ST. MT Mengetahui,

Koordinator Tugas Akhir

NIP. 132 126 842 Dr. Eng. Ir. Irvan, Msi.

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI (D-IV)

FAKULTAS TEKNIK

(5)

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas segala berkat-NYA yang berlimpah-limpah, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biodiesel dari Biji Jarak Pagar (Jatropha Curcas Linn) dengan Kapasitas Produksi 8000 ton/tahun”.

Penyusunan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus dilaksanakan untuk dapat mengikuti sidang sarjana pada program studi teknologi kimia industri D-IV, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Dalam menyelesaikan tugas akhir ini penulis banyak menerima bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu dengan segala ketulusan hati penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Indra Surya, MSc, selaku ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Dalam hal ini, beliau juga merupakan dosen pembimbing II, terima kasih atas bimbingan dan arahannnya.

2. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, MSi, selaku koordinator Tugas Akhir Program Studi Teknologi Kimia Industri D-IV, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara dan sekaligus sebagai dosen pembimbing I, terima kasih atas bimbingan dan arahannya.

3. Bapak Rondang Tambun, ST, MT. selaku koordinator Program Studi D-IV, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

4. Seluruh staf pengajar Program Studi Teknologi Kimia Industri D-IV, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

5. Seluruh staf pegawai administrasi Program Studi Teknologi Kimia Industri D-IV, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

6. Kedua orang tua penulis, yang telah membesarkan, memberikan doa dan kasih sayang, memberikan dukungan moral maupun materil serta mendidik penulis dengan penuh sabar.

7. Partner penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir : M. Reza Fazrawi dan Milan Torino Sihombing.

(6)

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini, masih belum sempurna karena hakikat ilmu pengetahuan senantiasa berkembang, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran guna peningkatan mutu tugas akhir ini.

Medan, September 2007 Penulis

(7)

INTISARI

Pembuatan biodiesel (metil ester) dilakukan melalui proses transesterifikasi dengan katalis basa. Pabrik biodiesel ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 8000 ton/ tahun dan beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat memproduksi biodiesel yang mampu memenuhi kebutuhan pasar di Sumatera Utara khususnya dan daerah di Indonesia yang lain pada umumnya. Penggunaan minyak biji jarak sebagai bahan baku biodiesel diperkirakan tidak akan mengganggu pasokan minyak makan, industri oleokimia, dan ekspor CPO di Indonesia.

Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di Kawasan Industri Medan II, dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 11.033 m2

− Total modal investasi : Rp. 60.193.014.795,- .

Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 100 orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi garis.

Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik biodiesel ini adalah :

− Biaya produksi : Rp. 23.608.165.734,- − Hasil penjualan per tahun : Rp. 42.122.663.352,- − Laba bersih : Rp. 12.977.648.332,- − Profit margin : 43,95 %

− Break even point (BEP) : 45,15 % − Return of Investment (ROI) : 21,56 % − Pay Out Time : 4,64 tahun − Return of Network : 35,93 % − Internal rate of return : 31,09 %

(8)

DAFTAR ISI

Hal……

KATA PENGANTAR ... i

INTISARI ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR GAMBAR ... ix BAB I PENDAHULUAN ... I-1

1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Perumusan Masalah ... I-I 1.3 Tujuan Perancangan ... I-2 1.4 Manfaat Perancangan ... I-2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1

2.1 Biji Jarak Pagar ... II-1 2.2 Biodiesel ... II-3 2.3 Reaksi Transesterifikasi ... II-5 2.4 Deskripsi Proses ... II-7 BAB III NERACA MASSA ... III-1 BAB IV NERACA ENERGI ... IV-1 BAB V SPESIFIKASI ALAT ... V-1 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1

6.1 Instrumentasi ... VI-1 6.2 Keselamatan Kerja ... VI-7 BAB VII UTILITAS ... VII-1

(9)

7.8 Spesifikasi Peralatan Utilitas... VII-19 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ... VIII-1

8.1 Lokasi Pabrik ... VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik ... VIII-6 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ... IX-1

9.1 Organisasi Perusahaan ... IX-1 9.2 Manajemen Perusahaan ... IX-3 9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ... IX-4 9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ... IX-6 9.5 Sistem Kerja ... IX-8 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan... IX-10 9.7 Sistem Penggajian ... IX-12 BAB X ANALISA EKONOMI ... X-1

(10)

DAFTAR TABEL

Hal….

(11)

Tabel 10.2 Modal Investasi Tetap Tidak Langsung ... X-2 Tabel 10.3 Modal Kerja (Working Capital) ... X-3 Tabel 10.4 Biaya Tetap ... X-4 Tabel 10.5 Biaya Variabel... X-5 Tabel LA-1 Neraca Massa pada Twin Screw Press (SP-101)... LA-3 Tabel LA-2 Neraca Massa pada Vibrating Filter (VF-101) ... LA-4 Tabel LA-3 Neraca Massa pada Mixer I (M-301) ... LA-5 Tabel LA-4 Neraca Massa pada Reaktor Transesterifikasi (R-401) ... LA-7 Tabel LA-5 Neraca Massa pada Flash Drum I (D-801) ... LA-9 Tabel LA-6 Neraca Massa pada Dekanter I (ST-501) ... LA-10 Tabel LA-7 Neraca Massa pada Mixer II (M-302) ... LA-11 Tabel LA-8 Neraca Massa pada Dekanter II (ST-502) ... LA-13 Tabel LA-9 Neraca Massa pada Flash Drum II (D-802) ... LA-14 Tabel LB-1 Data Cp ... LB-1 Tabel LB-2 Data Cp ... LB-1 Tabel LB-3 Perhitungan Estimasi Cp(l) dan Cp(g)... LB-2 Tabel LB-4 Perhitungan Estimasi Cp trioleat ... LB-2 Tabel LB-5 Perhitungan Estimasi Cp Komponen Trigliserida ... LB-3 Tabel LB-6 Perhitungan Estimasi Cp Komponen yang Lain ... LB-3 Tabel LB-7 Kontibusi Elemen Atom untuk Metode Hurst & Harrisson ... LB-3 Tabel LB-8 Nilai ΔHof(298K) ... LB-4 Tabel LB-9 Nilai ΔHof(298K) untuk Estimasi ... LB-4 Tabel LB-10 ΔHof(298K) Campuran Trigliserida ... LB-5 Tabel LB-11 ΔHof(298K)

(12)

(13)

DAFTAR GAMBAR

Hal…..

(14)

INTISARI

Pembuatan biodiesel (metil ester) dilakukan melalui proses transesterifikasi dengan katalis basa. Pabrik biodiesel ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 8000 ton/ tahun dan beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat memproduksi biodiesel yang mampu memenuhi kebutuhan pasar di Sumatera Utara khususnya dan daerah di Indonesia yang lain pada umumnya. Penggunaan minyak biji jarak sebagai bahan baku biodiesel diperkirakan tidak akan mengganggu pasokan minyak makan, industri oleokimia, dan ekspor CPO di Indonesia.

Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di Kawasan Industri Medan II, dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 11.033 m2

− Total modal investasi : Rp. 60.193.014.795,- .

Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 100 orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi garis.

Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik biodiesel ini adalah :

− Biaya produksi : Rp. 23.608.165.734,- − Hasil penjualan per tahun : Rp. 42.122.663.352,- − Laba bersih : Rp. 12.977.648.332,- − Profit margin : 43,95 %

− Break even point (BEP) : 45,15 % − Return of Investment (ROI) : 21,56 % − Pay Out Time : 4,64 tahun − Return of Network : 35,93 % − Internal rate of return : 31,09 %

(15)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Di tengah krisis bahan bakar saat ini, bermunculan berbagai pemikiran untuk mengembangkan sumber energi alternatif, salah satunya adalah biodiesel. Biodiesel merupakan bahan bakar dari minyak nabati yang memiliki sifat menyerupai minyak diesel atau solar. Komoditas perkebunan penghasil minyak nabati di Indonesia yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku biodiesel sudah cukup banyak. Salah satunya adalah dengan memanfaatkan tanaman jarak pagar (Jatropha curcas). Tanaman yang dapat tumbuh di lahan kritis dan tidak membutuhkan banyak air serta pupuk ini, ternyata sangat efektif jika buah atau bijinya dikembangkan menjadi biodiesel sebagai energi alternatif pengganti minyak diesel (solar), minyak bakar, bahkan minyak tanah (kerosin). Selain merupakan sumber energi alternatif, biodiesel juga merupakan sumber energi yang dapat mengeliminasi emisi gas buang dan efek rumah kaca (Hambali, 2006).

Komoditas perkebunan penghasil minyak nabati di Indonesia yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku biodiesel cukup banyak, diantaranya minyak kelapa sawit, minyak kelapa dan jarak pagar. Mengingat minyak kelapa sawit dan minyak kelapa juga dimanfaatkan sebagai minyak makan (edible oil), maka peluang pemanfaatan minyak jarak pagar sebagai bahan baku biodiesel lebih besar, sehingga tidak akan mengganggu stok kebutuhan minyak makan dalam negeri, dan juga untuk ekspor CPO serta kebutuhan untuk industri oleokimia.

1.2. Perumusan Masalah

(16)

yang mana tanaman ini sangat mudah ditemui serta memiliki sifat – sifat kimia yang sama bila dijadikan biodiesel.

1.3. Tujuan Rancangan

Tujuan rancangan pabrik biodiesel dari biji jarak pagar adalah untuk memproduksi suatu sumber energi alternatif yang dapat diperbaharui serta mengaplikasikan ilmu teknik kimia yang meliputi neraca masa, neraca energi dan operasi teknik kimia. Pada proses produksi biodiesel dari biji jarak pagar (bahan mentah) dan tidak ketinggalan pula aspek ekonomi dari pembuatan biodiesel tersebut.

1.4. Manfaat Rancangan

Pembuatan biodiesel merupakan alternatif lain mengenai pemanfaatan tanaman jarak pagar secara maksimal. Selain itu, pembuatan biodisel ini diupayakan sebagai energi alternatif yang mana kelangkaan bahan bakar minyak saat ini melanda Indonesia bahkan dunia

(17)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Biji Jarak Pagar

Jarak pagar (Jatropha Curcas Linn) yang dalam Bahasa Inggris disebut Physic Nut merupakan jenis tanaman semak atau pohon yang tahan terhadap

kekeringan sehingga tahan hidup di daerah dengan curah hujan rendah. Tanaman dari keluarga Euphorbiaceae ini banyak ditemukan di Afrika Tengah dan Selatan, Asia Tenggara, dan India. Awalnya, tanaman ini didistribusikan oleh pelaut Portugis dari Karibia melalui pulau Cape Verde dan Guinea Bissau, kemudian ke negara lain di Afrika dan Asia.

Jarak pagar merupakan jenis tanaman perdu atau pohon kecil, bercabang – cabang tidak teratur, memiliki tinggi sekitar 1 hingga 7 meter. Batangnya berkayu, silindris, berkulit licin, memiliki tonjolan-tonjolan bekas tangkai daun yang gugur. Buahnya berbentuk bulat telur, memiliki diameter 2 hingga 4 cm, berwarna hijau ketika masih muda dan kuning jika sudah masak. Buah terbagi menjadi 3 ruang, masing-masing ruang berisi 1 biji. Biji berbentuk bulat lonjong, berwarna coklat kehitaman, dan mengandung banyak minyak. Tumbuhan ini mudah diperbanyak dengan stek batang atau biji yang sudah tua. Secara visual dapat diperlihatkan pada Gambar 2.1 (Degha, 1984)

Meskipun terdapat beberapa laporan dalam literatur tentang penggunaan minyak jarak pagar untuk merebus atau memasak, tetapi minyak jarak pagar secara umum tidak digunakan sebagai bahan nutrisi manusia karena komponennya yang beracun.

Crude Jatropa Curcas Oil (CJCO atau CJO) yang biasa disebut dengan

minyak kasar jarak pagar dapat digunakan sebagai pengganti minyak tanah tanpa merubah desain peralatan yang sudah ada, CJCO juga berpotensi untuk mengganti minyak bakar pada boiler pada industri – industri serta yang tidak asing lagi adalah sebagai bahan bakar hayati yang berbasis pada biodisel.

(18)

minyak hingga 50-60% pada kernel kimia minyak jarak pagar diperlihatkan pada Tabel 2.1. berikut ini.

Tabel 2.1. Analisa Kimia Minyak Jarak Pagar

Water 1000 ppm

FFA 0,03 – 5 %

Warna 17 kuning, 1 merah

Bilangan saponifikasi 195,5

Bilangan Iodine 94,9

Profil Asam Lemak (%)

Palmitat 14,6

Palmitoleat 0,85

Stearat 7,15

Oleat 46,19

Linoleat 30,80

Linolenat 0,20

Arachidat 0,21

(Sumber : Sevlele, 2007)

Karena minyak jarak pagar tidak dapat digunakan untuk tujuan nutrisi tanpa detoksifikasi terlebih dahulu, maka penggunaannya sebagai sumber energi bahan bakar sangat menarik. Di Madagaskar, Cape Verde, dan Benin, minyak dari biji jarak pagar digunakan sebagai pengganti bahan bakar diesel selama Perang Dunia II. Parameter kimia dan fisika dari minyak jarak pagar dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Parameter Kimia dan Fisika Minyak Jarak Pagar Parameter Minyak jarak pagar Densitas pada 150C (g cm-3) 0.920

(19)

Tabel 2.2. Parameter Kimia dan Fisika Minyak Jarak Pagar (lanjutan)

Titik beku (0C) 2.0 Kandungan Energi (MJ/ Kg) 39.6 – 41.8

Monogliserida, (%m/m) Tidak ditemukan Digliserida, (%m/m) 2.7 Trigliserida, (%m/m) 97.3

Air, (%m/m) 0.07

Posforus, (mg/kg) 290

Kalsium, (mg/kg) 56

Magnesium, (mg/kg) 103

Besi, (mg/kg) 2.4

(Sumber : Gubitz, et al, 1999 dan http://www.jatropha.de/use-of-oil, 2002)

Gambar 2.1 Perpotongan Melintang Buah Muda, Buah dan Perpotongan Logitudinal (Degha, 1984)

2.2. Biodiesel

(20)

(minyak lemak). Minyak lemak merupakan bahan bakar terbarukan, karena berasal dari tumbuh-tumbuhan.

Indonesia banyak sekali terdapat tumbuh-tumbuhan penghasil minyak lemak. Tidak kurang dari50 jenis tumbuhan bisa diolah menjadi sumber bahan bakar alami. Contoh yang populer adalah sawit, kelapa, jarak pagar, dan kapok (randu). Minyak lemak mentah adalah minyak lemak yang diperoleh dari pemerahan atau pengempaan biji sumber minyak (oilseed) tanpa mengalami pengolahan lanjut apa pun, kecuali penyaringan dan pengeringan (untuk menurunkan kadar air).

Melalui pengolahan yang disebut transesterifikasi dengan alkohol-alkohol sederhana seperti metanol dan etanol, proses ini menghasilkan ester alkil asam-asam lemak (atau biodiesel ester alkil) sebagai produk utama dan gliserin sebagai produk samping. Karena metanol lebih murah daripada etanol maupun alkohol-alkohol sederhana lainnya, sehingga metanol paling banyak digunakan dalam transesterifikasi dan produk utamanya adalah ester metil asam-asam lemak (Fatty Acids Methyl Ester/FAME) atau biodiesel ester metil.

Biodiesel atau metil ester dari minyak jarak pagar dapat dihasilkan melalui proses transesterifikasi trigliserida dari minyak jarak (Gambar 2.2). Transesterifikasi merupakan istilah umum yang digunakan untuk menjelaskan kelompok reaksi organik yang penting, dimana suatu ester diubah menjadi bentuk lain melalui pertukaran bagian-bagian tertentu. Pada reaksi pembentukan metil ester dari minyak jarak pagar terjadi pergantian gugus alkohol dari ester. Umumnya digunakan katalis seperti sodium metileat, NaOH dan KOH.

Gliserol yang dihasilkan dari reaksi transesterifikasi pada proses pembuatan biodiesel ini akan terpisahkan dibagian bawah reaktor sehingga dapat dengan mudah dipisahkan. Ester yang terbentuk kemudian dicuci dengan air untuk menghilangkan sisa katalis dan metanol. Proses transesterifikasi dapat dilakukan secara curah (batch) dan sinambung (continous) pada suhu 50-700

Dengan keunggulan di atas, ditambah dengan kenyataan emisi gas buang mesin berbahan bakar biodiesel (murni ataupun dicampur solar) akan lebih bersih dibandingkan dengan berbahan bakar solar saja, membuat

(21)

biodiesel menjadi bahan bakar berbasis minyak-lemak yang paling populer di seluruh dunia dan tahap penerapan komersialnya paling maju. Berikut ini adalah komposisi biodiesel dari minyak jarak pagar

Tabel 2.3. Kandungan Asam Lemak Pada Biodiesel Jarak Pagar

Jenis Asam Lemak Konsentrasi, % Metil Palmitat (16:0) 15,6 Metil Palmitoleat (16:1) 0,9

Metil Stearat (18:0) 6,7 Metil Oleat (18:1) 42,6 Metil Linoleat (18:2) 33,9 Metil Linolenat (18:3) 0,2 Metil Arachidat (20:0) 0,1

(Sumber :

Biodiesel yang telah diproduksi secara masal juga harus diketahui standarisasinya. Berikut tabel 2.4 memperlihatkan standar mutu Biodiesel di Indonesia.

Tabel 2.4. Standarisasi Mutu Biodisel Indonesia (RSNI EB 020551)

No Parameter Satuan Batas Nilai Metode Uji Metode Setara 1. Berat Jenis pada 40 oC kg/m3 850 – 890 ASTM D 1298 ISO 3675 2. Viskositas pada 40 oC CSt 2,3 – 6 ASTM D 445 ISO 3104

3. Angka Setana - Min 51 ATM D 613 ISO 5165

4. Titik Nyala oC Min 100 ASTM D 93 ISO 2710

5. Titik Kabut oC Maks 18 ASTM D 2500 -

6. Korosi Bilah Tembaga - Maks 51 ASTM D 130 ISO 2160

7. Residu Karbon Maks 0,05 ASTM D 4530

-dalam contoh asli % b Maks 0,05 ISO 10370

-ampas 10 % destilasi Maks 0,05

8. Air dan Sedimen % vol Maks 0,05 ASTM D 2790

(22)

11. Belerang ppm b mg/kg Maks 100 ASTM D 5453 prEN ISO 20884 12. Fosfor ppm b mg/kg Maks 10 AOCS Ca 12-55 FBI-A05-03 13. Angka Asam mg KOH/g Maks 0,8 AOCS Cd 3-36 FBI-A01-03 14. Gliserol Bebas % b Maks 0,02 AOCS Ca 14 -56 FBI-A02-03 15. Gliserol Total % b Maks 0,24 AOCS Ca 14-56 FBI-A02-03 16. Kadar Ester Alkil % b Min 96,5 Dihitung FBI-A03-03 17. Angka Iodium %b (gI2/100g) Min 115 AOCS Cd 1-25 FBI-A04-03

18. Uji Halphen - Negatif AOCS Cd 1-25 FBI-A06-03

(Sumber : Hambali, 2006)

2.3. Reaksi Transesterifikasi

Metil ester dari minyak jarak pagar dapat dihasilkan melalui proses transesterifikasi trigliserida dari minyak jarak. Transesterifikasi adalah penggantian gugus alkohol dari ester dengan alkohol lain dalam proses yang menyerupai hidrolisis, namun berbeda dengan hidrolisis. Pada proses transesterifikasi, reaktan yang digunakan bukan air, melainkan alkohol. Umumnya katalis yang digunakan adalah KOH atau NaOH.

Metanol digunakan secara umum, karena harganya yang murah dan lebih mudah untuk di recovery, walaupun tidak menutup kemungkinan menggunakan alkohol lainnya seperti etanol. Transesterifikasi merupakan reaksi kesetimbangan, oleh sebab itu untuk mendorong reaksi bergerak ke kanan untuk menghasilkan metil ester dibutuhkan alkohol dalam jumlah berlebih atau salah satu produk yang dihasilkan harus dipisahkan.

Gambar 2.2. memperlihatkan reaksi transesterifikasi trigliserida dengan metanol untuk menghasilkan biodisel

R1 C OCH2

O

R2 C OCH

O

R3 C OCH2

O

+ 3CH3OH HOCH

HOCH2

+ R2 C OCH3 O

Katalis

KOH/NaOH

Trigliserida Metanol Gliserol Biodiesel

C OCH3

O

C OCH3

O

(23)

Faktor-faktor utama yang mempengaruhi rendemen ester yang dihasilkan pada reaksi tranesterifikasi adalah rasio molar antara trigliserida dan alkohol, jenis katalis yang digunakan, suhu reaksi, waktu reaksi, kandungan air dan kandungan asam lemak bebas pada bahan baku yang menghambat reaksi. Faktor-faktor lain yang mempengaruhi kandungan ester pada biodiesel, diantaranya kandungan gliserol, jenis alkohol yang digunakan jumlah katalis sisa dan kandungan sabun.

2.4. Deskripsi Proses

Prose pembuatan FAME / Biodiesel dari biji jarak pagar ini terbagi dalam beberapa tahapan proses sebagai berikut.

2.4.1. Pengepresan Biji Jarak

Bahan baku biji jarak pagar yang digunakan adalah jenis biji kuning dan biji tua. Pertama sekali dimasukkan dalam Gudang (G–101) kemudian diangkut oleh bucket elevator jarak (B-102) yang selanjutnya di press dalam twin screw press (SP-101) dengan efisiensi 94% (Perry, 1999). Selanjutnya

minyak hasil pengepressan dihilangkan partikel-partikel ampasnya dengan menggunakan vibrating filter (VF-101) dan ampas hasil pengepressan (alur 3) serta dari vibrating filter (alur 4) ditampung dalam bak penampung ampas (B-201) untuk dijadikan bahan bakar ketel uap.

Gambar 2.3 memperlihatkan diagram proses pengambilan minyak dari biji jarak pagar

Biji Jarak Press (Screw Press)

Minyak Jarak

Ampas

Pupuk

Bahan Bakar Boiler

(24)

2.4.2. Transesterifikasi

Minyak keluaran vibrating filter ditampung dalam tangki minyak jarak (T-202) kemudian dipompakan ke dalam reaktor transesterifikasi (R-401) untuk proses transeterifikasi. Reaksi transesterifikasi dapat terjadi dengan perbandingan molar metanol dan minyak sebesar 5 : 1 (Andy, 2006), dan menambahkan 1% kalium hidroksida (KOH) (dalam basis minyak), pada temperatur 600C. Sebelumnya metanol (alur 8) dan KOH (alur 7) dicampurkan terlebih dahulu pada mixer I (M-301) dan kemudian dipompakan kedalam reaktor transesterifikasi (R-401). Dalam R-401, diasumsikan 96% minyak terkonversi menjadi metil ester asam lemak / FAME (fatty acid methyl ester) dengan gliserol sebagai hasil samping. Selanjutnya alur 10 dari reaktor dihubungkan dengan Flash drum I (T-101).

2.4.3. Recovery Metanol

Flash drum (D-801), digunakan untuk memperoleh pemisahan diantara

metanol dan komponen lain, dimana sebelum memasuki flash drum I dipanaskan terlebih dahulu dalam Exchanger (E-601) sampai temperatur 70,690

Tujuan tahap ini adalah untuk memisahkan metil ester dari gliserol, metanol dan katalis serta sabun yang terbentuk. Alur bottom dari flash drum I dipisahkan di dekanter I (ST-501) berdasarkan perbedaan densitas. Pada dekanter akan terbentuk dua lapisan yaitu bagian atas yang mengandung metil ester dan beberapa komponen samping yang masih terikut dan bagian bawah yang mengandung gliserol, metanol, katalis dan sabun. Bagian atas kemudian dipisahkan dan dipompakan ke dalam mixer II (M-302) untuk pencucian dengan menggunakan air. Fungsi pencucian ini adalah untuk memisahkan beberapa komponen yang masih terikut pada waktu pemisahan di dekanter I.

C. Hasil pemisahan berupa metanol 99,8% dan kandungan air 0,2% dialur 12 dikembalikan lagi ke tangki metanol (T-203). Selanjutnya alur bottom dikirim ke tangki pemisah dekanter I (ST-501).

(25)

Hasil dari mixer II kemudian dipisahkan lagi di dekanter II untuk mendapatkan metil ester yang benar-benar terpisah dari gliserol dan katalis.

2.4.5. Pemurnian Metil Ester

Untuk mendapatkan produk akhir biodiesel yang murni, digunakanlah flash drum II untuk memisahkan air yang masih terikut dalam metil ester.

(26)

BAB III

NERACA MASSA

Kapasitas produksi : 800 ton/tahun Waktu operasi : 24 jam/hari Basis operasi : 1 jam operasi Kapasitas produksi/jam : 1010,101 kg/jam

3.1 Twin Screw Press (SP-101)

Tabel 3.1 Neraca Massa pada Twin Screw Press (SP-101)

No. Komponen Masuk (Kg) Keluar (Kg)

Alur 1 Alur 2 Alur 3

1 Minyak (JCO) 1119,3495 1052,1885 67,1610

2 Ampas 1826,3070 1,8263 1824,4807

TOTAL 2945,6565 1054,0148 1891,6417

2945,6565

3.2 Vibrating Filter (VF-101)

Tabel 3.2 Neraca Massa pada Vibrating Filter (VF-101)

No. Komponen Masuk (Kg) Keluar (Kg)

Alur 2 Alur 4 Alur 5

1 Minyak (JCO) 1052,1885 - 1052,1885

2 Ampas 1,8263 1,8263 -

TOTAL 1054,0148 1,8263 1052,1885

(27)

3.3 Mixer I (M-301)

Tabel 3.3 Neraca Massa pada Mixer-1 (M-301)

No Komponen Masuk (Kg) Keluar (Kg)

Alur 7 Alur 8 Alur 9

1. CH3OH - 192,432 192,432

2. H2O - 0,3856 0,3856

3. KOH 10,2378 - 10,2378

TOTAL 10,2378 192,8176

203,555 203,555

3.4 Reaktor Transesterifikasi (R-401)

Tabel 3.4 Neraca Massa pada Reaktor Transesterifikasi (R-401)

No Komponen Masuk (Kg) Keluar (Kg)

Alur 6 Alur 9 Alur 10

1. Jatropha Metil Ester - - 987,7257

2. Gliserol - - 106,1591

3. CH3OH - 192,4321 81,5912

4. H2O 1,0522 0,3856 3,254

5. Sabun - - 30,9864

6. KOH - 10,2378 4,5763

7. Trigliserida 1023,7794 - 40,9512

8. FFA 27,3569 - -

TOTAL 1052,1885 203,0555 1255,2439

(28)

3.5 Flash Drum I (D-801)

Tabel 3.5 Neraca Massa pada Flash Drum I (D-801)

NO KOMPONEN Masuk (Kg) Keluar (Kg)

Alur 11 Alur 12 Alur 13

1. J. Metil Ester 987,7257 - 987,7257

2. Gliserol 106,1591 - 106,1591

3. CH3OH 81,5912 81,583 0,0081

4. H2O 3,254 0,1635 3,0905

5. Sabun 30,9864 - 30,9864

6. KOH 4,5763 - 4,5763

7. Trigliserida 40,9512 - 40,9512

Jumlah 1255,2439 81,7465 1173,4974

1255,2439

3.6 Dekanter I (ST-501)

Tabel 3.6 Neraca Massa pada Dekanter-1 (ST-501)

Alur 13 Alur 14 Alur 15

1. J. Metil Ester 987,7257 19,7545 967,9712

2. Gliserol 106,1591 104,0361 2,1231

3. CH3OH 0,0081 0,0074 0,0007

4. H2O 3,0905 3,0288 0,0617

5. Sabun 30,9864 30,3667 0,6197

6. KOH 4,5763 4,4849 0,0914

7. Trigliserida 40,9512 40,1323 0,8189

Jumlah 1173,4974 201,8107 971,6867

(29)

3.7 Mixer II (M-302)

Tabel 3.7 Neraca Massa Mixer-II (M-302)

No Komponen Masuk (Kg) Keluar (Kg)

Alur 15 Alur 16 Alur 17

1. J. Metil Ester 967,9712 - 967,9712

2. Gliserol 2,1231 - 2,1231

3. CH3OH 0,0007 - 0,0007

4. H2O 0,0617 242,9217 242,9834

5. Sabun 0,6197 - 0,6197

6. KOH 0,0914 - 0,0914

7. Trigliserida 0,8189 - 0,8189

Jumlah 971,6867 242,9217 1214,6084

1214,6084

3.8 Dekanter II (ST-502)

Tabel 3.8 Neraca Massa pada Dekanter-II (ST-502)

Alur 17 Alur 18 Alur 19

1. J. Metil Ester 967,9712 - 967,9712

2. Gliserol 2,1231 2,1231 -

3. CH3OH 0,0007 0,0007 -

4. H2O 242,9834 233,2059 9.7775

5. Sabun 0,6197 0,6197 -

6. KOH 0,0914 0,0914 -

7. Trigliserida 0,8189 0,8189 -

Jumlah 1214,6084 236,8597 977,7487

(30)

[image:30.595.115.530.106.258.2]

3.9 Flash Drum II (D-802)

Tabel 3.9 Neraca Massa pada Flash Drum II (D-802)

Alur 20 Alur 21 Alur 22

1. JME 967,9712 - 967,9712

2. H2O 9,7775 9,6797 0,0978

Jumlah 977,7487 9,6797 968,069

(31)

PENYETARAAN NERACA PD REAKTOR

Alur 10

Keluar Mol Trigliserida : 1,20119888

Alur 6 Alur 9 Alur 10 Mol Metanol : 6,00599438

1 Metil ester 987,725656 r1 = 1,15315092

2 Gliserol 106,1590738 F trigliserida : 40,951176

3 Sabun 30,98645928 F metanol : 81,5911934

4 Metanol 192,4321 81,59119344 F metil ester : 987,725656

5 Air 1,0522 0,385635 3,254027623 F gliserol : 106,159074

6 NaOH 10,23779 4,576319213

7 Trigliserida 1023,7794 40,951176

8 FFA 27,3569 Mol FFA : 0,10089957

1052,1885 203,0555

F sabun : 30,9864593

F air : 3,25402762

selisih : -8,40551E-05 F NaOH : 4,57631921

BM Trigliserida : 852,298 Alur 7

BM Metil Ester : 285,515 F NaOH = 10,237794

BM FFA : 271,13

BM Sabun : 307,102 Alur 8

BM Alkali : 56,11 F Metanol : 192,43206

278,13334 F Air : 0,38563539

BM Trigliserida : % berat BM

Tripalmitat 14,1 806 113,646

Tristearat 7,6 890 67,64

Trioleat 38,8 845 327,86

Trilinoleat 39,1 878 343,298

99,6 852,444

BM Metil Ester :

Metil palmitat 14,3 270,46 38,67578

Metil stearat 8,8 298,52 26,26976

Metil oleat 37,8 296,5 112,077

Metil linoleat 39,1 294,48 115,14168

100 292,16422

14,3 8,8 37,8 39,1 100

TOTAL 1255,243989 1255,243905

Masuk Komponen

(32)

BAB IV

NERACA PANAS

Basis perhitungan : 1 jam operasi Satuan operasi : kJ

Temperatur basis : 250C

4.1 Reaktor Transesterifikasi (R-401)

Tabel 4.1 Neraca Panas pada Reaktor Transesterifikasi (R-401)

No Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)

Alur 6 Alur 9 Alur 10

1. Jatropha Metil Ester - - 13019,1059

2. Gliserol - - 9287,7593

3. CH3OH - 2475,5531 7627,7303

4. H2O 21,9169 8,0312 477,0408

5. Sabun - - 1704,5491

6. KOH - 59,9731 190,4981

7. Trigliserida 1194,3772 - 424,9728

8. FFA 38,4076 - -

TOTAL 1254,7017 2543,5574 32728,6563

(33)

4.2 Heater I (E-601)

Tabel 4.2 Neraca Panas pada Heater I (E-601)

NO KOMPONEN Masuk (kJ) Keluar (kJ) Alur 10 Alur 11 1. J. Metil Ester 13019,1059 23258,9299 2. Gliserol 9287,7593 14900,3582 3. CH3OH 7627,7303 100365,6883

4. H2O 477,0408 751,5494

5. Sabun 1704,5491 2678,5771

6. KOH 190,4981 302,528

7. Trigliserida 424,9728 758,304

TOTAL 32728,6563 143015,5349

[image:33.595.117.431.106.362.2]

4.3 Flash Drum I (D-801)

Tabel 4.3 Neraca Panas pada Flash Drum (D-801)

NO KOMPONEN Masuk (kJ) Keluar (kJ)

Alur 11 Alur 12 Alur 13

1. J. Metil Ester 23258,9299 - 23258,9299

2. Gliserol 14900,3582 - 14900,3582

3. CH3OH 100365,6883 100357,8057 7,8826

4. H2O 751,5494 37,7576 713,7918

5. Sabun 2678,5771 - 2678,5771

6. KOH 302,528 - 302,528

7. Trigliserida 758,304 - 758,304

TOTAL 143015,5349 100395,5633 42620,3716

(34)

4.4 Kondensor (C-701)

Tabel 4.4 Neraca Panas pada Kondensor (C-701)

NO KOMPONEN Masuk (kJ) Keluar (kJ) Alur 12 Alur 23 1. CH3OH 100357,8057 1049,5339

2. H2O 37,7576 3,4089

TOTAL 100395,5633 1052,9428

4.5 Mixer II (M-302)

Tabel 4.5 Neraca Panas pada Mixer II (M-302)

No Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)

Alur 15 Alur 16 Alur 17

1. Jatropha Metil Ester 22794,343 - 12759,055

2. Gliserol 29,8452 - 186,0613

3. CH3OH 0,8611 - 0,0654

4. H2O 14,2487 5064,7637 35617,3753

5. Sabun 53,5689 - 34,0893

6. KOH 6,0465 - 3,8074

7. Trigliserida 15,1789 - 8,5066

TOTAL 22914,0923 5064,7637 48608,9603

27978,856

4.6 Heater II (E-602)

Tabel 4.6 Neraca Panas pada Heater II (E-601)

NO KOMPONEN Masuk (kJ) Keluar (kJ) Alur 19 Alur 20 1. Metil Ester 12759,055 28840,764

2. H2O 133,9832 4305,2298

(35)

4.7 Cooler (C-702)

Tabel 4.6 Neraca Panas pada Cooler (C-702)

NO KOMPONEN Masuk (kJ) Keluar (kJ) Alur 24 Alur 25 1. Metil Ester 23459,8589 1441,3182

2. H2O 23,4761 2,0269

(36)

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN

1. Gudang Bahan Baku Biji Jarak Pagar (G-101)

Fungsi : Menyimpan bahan baku biji jarak untuk kebutuhan 30 hari Bentuk : Prisma segi empat beraturan

Bahan konstruksi : Beton Jumlah : 1 unit Kapasitas : 166,9116 m Kondisi operasi : Kondisi ruang

3

Kondisi fisik :

- Panjang : 7,571 m - Lebar : 7,571 m - Tinggi : 3,7855 m

2. Gudang Penyimpanan KOH

Fungsi : Menyimpan KOH untuk kebutuhan 120 hari Bentuk : Prisma segi empat beraturan

Bahan konstruksi : Beton Jumlah : 1 unit Kapasitas : 14,4534 m Kondisi operasi : Kondisi ruang

3

Kondisi fisik :

(37)

3. Bucket Elevator KOH (B-101)

Fungsi : Mengangkut KOH dari gudang ke tangki pencampur Bentuk : Spaced-bucket centrifugal discharge elevator

Bahan konstruksi : Malleable-iron Jumlah : 1 unit

Laju alir : 10,2378 kg/jam Kondisi operasi : Kondisi ruang Kondisi fisik :

Tinggi elevator : 7,62 m

Ukuran bucket : (6 x 4 x 4¼) in Jarak antar bucket : 0,305 m Kecepatan bucket : 1,143 m/s Kecepatan putaran : 43 rpm Lebar belt : 17,78 cm Daya motor : 0,019 hp

4. Bucket Elevator Jarak Pagar (B-102)

Fungsi : Mengangkut biji jarak dari gudang ke tangki umpan Bentuk : Spaced-bucket centrifugal discharge elevator Bahan konstruksi : Malleable-iron

Jumlah : 1 unit

Laju alir : 2945,6565 kg/jam Kondisi operasi : Kondisi ruang Kondisi fisik :

Tinggi elevator : 7,62 m

(38)

5. Bak Penampungan Ampas (B-201)

Fungsi : Menampung ampas biji jarak dari Screw dan Vibrating Filter Bentuk : Bak persegi panjang

Bahan konstruksi : Kayu Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 1893,468 kg/jam Kondisi operasi : Kondisi ruang Kondisi fisik :

- Panjang : 5,1869 m - Lebar : 5,1869 m - Tinggi : 3,4579 m

6. Tangki Penyimpanan Metanol (T-203)

Fungsi : Menyimpan larutan metanol

Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Lama penyimpanan: 30 hari

Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C Jumlah : 1 unit

Silinder

- Diameter : 5,4106 m - Tinggi : 8,1159 m - Tebal : 1½ in Tutup

(39)

7. Screw Press (SP-101)

Fungsi : Mengekstrak biji jarak pagar Bentuk : Twin Screw

Bahan konstruksi : Stainless steel TP-24 Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 3,5 ton/jam Kondisi operasi : Kondisi ruang Kondisi fisik

- Kapasitas : 3,5 ton/jam - Panjang : 3,373 m - Lebar : 0,92 m - Tinggi : 1,46 m - Daya : 8,125 kW

8. Vibrating Filter (VP-101)

Fungsi : Memisahkan partikel ampas dari minyak jarak pagar Bentuk : Vibrating Filter

Bahan konstruksi : ALL 316 Stainless Steel Jumlah : 1 unit

(40)

9. Tangki Minyak Jarak Pagar (T-202)

Fungsi : Menyimpan minyak jarak pagar setelah disaring Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Lama penyimpanan: 30 hari

Kapasitas : 511,6467 m

10.Tangki Pencuci (T-204)

3

Kondisi operasi : Kondisi ruang Kondisi fisik :

Silinder

- Diameter : 7,3129 m - Tinggi : 10,9693 m - Tebal : 1¾ in Tutup

- Diameter : 7,3129 m - Tebal : 1¾ in

Fungsi : Menyimpan larutan metanol

Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Lama penyimpanan: 10 hari

Kapasitas : 70,2842 m3 Kondisi fisik :

Silinder

(41)

11.Tangki Produk Metil Ester (T-205)

Fungsi : Menyimpan produk metil ester

Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Lama penyimpanan: 20 hari

12.Tangki Crude Gliserol (T-206) 3

Silinder

- Diameter : 5,4106 m - Tebal : 1¾ in

Fungsi : Menyimpan minyak jarak pagar setelah disaring Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Lama penyimpanan: 20 hari

Kapasitas : 192,6787 m3 Kondisi fisik :

Silinder

- Diameter : 5,8123 m - Tinggi : 8,7184 m - Tebal : 1½ in Tutup

(42)

13.Mixer I (R-301)

Fungsi : Mencampur metanol dan KOH sebelum ke reaktor

Bentuk : Silinder vertikal berpengaduk alas datar dan tutup elipsoidal Lama penyimpanan: 1 jam

Bahan konstruksi : Stainless steel, SA-240 grade S tipe 304 18Cr – 8Ni Jumlah : 1 unit

14.Mixer II (M-302)

3

Silinder

- Diameter : 0,6 m - Tinggi : 0,9 m - Tebal : 5/8 in Tutup

- Diameter : 0,6 m - Tinggi : 0,15 - Tebal : 5/8 in Pengaduk

- Jenis : Turbin vertical blade (6blade) - Diameter blade : 0,6562 ft

- Lebar blade : 0,1312 ft - Lebar Baffle : 0,164 ft - Daya : 0,013 Hp

Fungsi : Mencuci crude metil ester dengan air pencuci

Bentuk : Silinder vertikal berpengaduk alas datar dan tutup elipsoidal Lama penyimpanan: 1 jam

(43)

Kondisi fisik : Silinder

- Diameter : 1,0812 m - Tinggi : 1,6218 m - Tebal : 1 3/8 in Tutup

- Diameter : 1,0812 m - Tinggi : 0,2703 m - Tebal : 1 3/8 in Pengaduk

- Jenis : Turbin vertical blade (6blade) - Diameter blade : 1,1824 ft

- Lebar blade : 0,2365 ft - Daya : 0,036 Hp Coil

- Diameter spiral : 0,055825 ft - Jumlah lilitan : 34 buah

15.Reaktor (R-401)

Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi transesterifikasi

Bentuk : Silinder vertikal berpengaduk alas datar dan tutup elipsoidal Lama penyimpanan: 1,5 jam

Kapasitas : 2,1358 m3 Kondisi operasi : 600C Kondisi fisik : Silinder

(44)

Tutup

- Diameter : 1,212 m - Tinggi : 0,303 m - Tebal : 1 3/8 in Pengaduk

- Jenis : Turbin vertical blade (6blade) - Diameter blade : 1,325ft

- Lebar blade : 0,2651 ft - Daya : 0,3188 Hp Jacket

- Diameter luar : 1,3072 ft - Luas steam : 2,033 m

16.Flash Drum I (D-801) 2

- Tebal : 1 3/8 in

Fungsi : Memisahkan metanol sisa untuk di recovery Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C

Jumlah : 1 unit Kapasitas : 75,5167 m3 Kondisi operasi : 70,690C Kondisi fisik :

Silinder

- Diameter : 3,9784 m - Tinggi : 5,9676 m - Tebal : 1 ½ in Tutup

(45)

17.Dekanter I (ST-501)

Fungsi : memisahkan crude metil ester dari campurannya Bentuk : Horizontal silinder

Lama penyimpanan: 3,41 jam

Kapasitas : 4,14874 m3 Kondisi operasi : 70,690

18.Dekanter II (ST-502) C Kondisi fisik :

Silinder

- Diameter : 0,997 m - Panjang : 4,9849 m - Tebal : 1 ¼ in Outlet

- Tinggi cairan bawah : 0,1629 m - Tinggi cairan atas : 0,7218 m

Fungsi : Memisahkan crude metil ester dari campurannya Bentuk : Horizontal silinder

Lama penyimpanan: 3,99 jam

Kapasitas : 4,698 m3 Kondisi operasi : 600C Silinder

- Diameter : 1,0569 m - Panjang : 4,5,2845 m - Tebal : 1 3/8 in Outlet

(46)

19.Flash DrumII (D-802)

Fungsi : Memisahkan air fasa uap dari produk

Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C

Jumlah : 1 unit Kapasitas : 17,965 m3 Kondisi operasi : 1000

20.Pompa I (P-101)

C Kondisi fisik : Silinder

- Diameter : 2,54 m - Tinggi : 5,9676 m - Tebal : 1 ½ in Tutup

- Diameter : 3,9784 m - Tinggi : 0,9946 m - Tebal : 1 ½ in

Fungsi : Mengalirkan bahan baku minyak jarak dari tangki penyimpanan ke reaktor transesterifikasi

Jumlah : 2 unit

Bahan konstruksi : Commercial steel Laju alir massa (F) : 1052,1885 kg/jam Spesifikasi pipa :

- Diameter nominal : ¾ in - Diameter dalam pipa : 0,824 in - Diameter luar pipa : 1,05 in - Schedule : 40 Spesifikasi pompa :

- Jenis : Sentrifugal - Efisiensi : 80 %

(47)

21.Pompa II (P-102)

Fungsi : Memompa metanol dari tangki metanol ke mixer I Jumlah : 1 unit

- Diameter nominal : ½ in - Diameter dalam pipa : 0,622 in - Diameter luar pipa : 0,84 in - Schedule : 40 Spesifikasi pompa :

- Jenis : Sentrifugal - Efisiensi : 80 % - Daya : 0,000705 hp

22.Pompa III (P-103)

Fungsi : Mengalirkan campuran metanol-KOH ke reaktor transesterifikasi

Jumlah : 1 unit

(48)

23.Pompa IV (P-104)

Fungsi : Memompa bahan dari reaktor ke flash drum I Jumlah : 1 unit

- Diameter nominal : 1 in - Diameter dalam pipa : 1,049 in - Diameter luar pipa : 1,315 in - Schedule : 40 Spesifikasi pompa :

24.Pompa V (P-105)

Fungsi : Mengalirkan crude gliserol dari dekanter I ke tangki penampung gliserol

Jumlah : 1 unit

(49)

25.Pompa VI (P-106)

Fungsi : Memompa bahan dari dekanter I ke mixer II Jumlah : 1 unit

26.Pompa VII (P-107)

Fungsi : memompa air pencuci ke mixer II Jumlah : 1 unit

(50)

27.Pompa VIII (P-108)

Fungsi : Mengalirkan dari dekanter II ke tangki gliserol Jumlah : 1 unit

28.Pompa IX (P-109)

Fungsi : Memompa bahan dari dekanter II ke heater II Jumlah : 1 unit

(51)

29.Pompa X (P-110)

Fungsi : Memompa produk dari flash drum II ke heater I Jumlah : 1 unit

30.Heater I (E-601)

Fungsi : menaikkan temperatur bahan sebelum ke flash drum I Jenis : 1-2 shell and tube exchanger

Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Carbon steel Diameter tube : 1 ½ in Jenis tube : 18 BWG Panjang tube : 20 ft Pitch (PT) : 17/8

31.Heater II (E-602)

in triangular pitch Jumlah tube : 34 tube

Diameter shell : 15 ¼ in

Fungsi : menaikkan temperatur bahan sebelum ke flash drum II Jenis : 1-2 shell and tube exchanger

(52)

Diameter tube : ¾ in Jenis tube : 10 BWG Panjang tube : 12 ft Pitch (PT

32.Condensor (C-701)

) : 1 in triangular pitch Jumlah tube : 32 tube

Diameter shell : 8 in

Fungsi : mengubah fasa metanol uap menjadi cair Jenis : 4-8 shell and tube exchanger

Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Carbon steel Diameter tube : 1 ¼ in Jenis tube : 8 BWG Panjang tube : 20 ft Pitch (PT

33.Cooler (C-702)

) : 1 9/16 in triangular pitch Jumlah tube : 255 tube

Diameter shell : 31 in

Fungsi : menurunkan temperatur metil ester Jenis : 1-2 shell and tube exchanger Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : Carbon steel Diameter tube : ¾ in

Jenis tube : 8 BWG Panjang tube : 12 ft

Pitch (PT) : 1 in triangular pitch Jumlah tube : 26 tube

(53)

BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

6.1 Instrumentasi

Alat instrumentasi merupakan salah satu bagian yang paling penting dalam suatu pabrik. Instrumentasi adalah rangkaian peralatan yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Dengan adanya alat kontrol maka dapat diketahui dan dikoreksi segala kesalahan ataupun penyimpangan proses yang mungkin terjadi.

Fungsi instrumentasi adalah sebagai penunjuk (indicator), pencatat (recorder), pengontrol (controller), dan pemberi tanda bahaya (alarm). Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanis atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual ataupun otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomis dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat-alat instrumen juga harus ditentukan apakah alat-alat tersebut dipasang di atas papan instrumen dekat peralatan proses (kontrol manual) atau disatukan di dalam suatu ruang kontrol pusat (control room) yang dihubungkan dengan bangsal peralatan (kontrol otomatis).

Alat-alat kontrol yang biasa dipakai pada peralatan proses antara lain :

1. Temperature Controller (TC), yaitu alat untuk mengetahui suhu aliran atau suhu operasi suatu alat dan dapat mengendalikan suhu operasi sesuai dengan kondisi yang diinginkan.

2. Pressure Controller (PC), yaitu alat untuk mengetahui tekanan suatu aliran dan tekanan pada peralatan yang sedang beroperasi dan sebagai alat untuk mengendalikan tekanan operasi sesuai yang diinginkan.

3. Flow Controller (FC), yaitu alat untuk mengukur debit aliran sesuai dengan yang diinginkan.

4. Level Controller (LC), yaitu alat untuk mengendalikan tinggi cairan dalam suatu alat sehingga tidak melebihi yang diinginkan.

(54)

sendiri. Pada pemakaian alat instrumentasi juga harus ditentukan apakah alat-alat itu dipasang pada peralat-alatan proses (manual control) atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bagian peralatan (automatic control).

Hal-hal yang diharapkan dari pemakaian alat-alat instrumentasi adalah:

 Kualitas produk dapat diperoleh sesuai dengan yang diinginkan

 Pengoperasian sistem peralatan lebih mudah

 Sistem kerja lebih efisien

 Penyimpangan yang mungkin terjadi dapat diketahui dengan cepat

Tabel 6.1 Daftar penggunaan instrumentasi pada pra rancangan pabrik pembuatan biodiesel dari biji jarak pagar

No Nama alat Jenis

instrumen

Kegunaan

1 Pompa FC Mengontrol laju alir cairan dalam pipa

2

Tangki bahan baku, tangki pencampur, dan tangki produk

LC Mengontrol ketinggian cairan dalam tangki

3 Reaktor

LC Mengontrol ketinggian cairan dalam reaktor

PI Mengetahui tekanan dalam reaktor TC Mengontrol suhu dalam reaktor 4 Heater dan Cooler TC Mengontrol suhu dalam alat

5 Dekanter LC Mengontrol ketinggian cairan dalam dekanter

6 Flash drum

LC Mengontrol ketinggian cairan dalam flash drum

(55)

Contoh jenis-jenis instrumentasi yang digunakan pada pra rancangan pabrik biodiesel dari biji jarak pagar :

1. Pompa

[image:55.595.257.400.240.321.2]

Variabel yang dikontrol pada pompa adalah laju aliran (flow rate). Untuk mengetahui laju aliran pada pompa dipasang flow control (FC). Jika laju aliran pompa lebih besar dari yang diinginkan maka secara otomatis katup pengendali (control valve) akan menutup atau memperkecil pembukaan katup.

Gambar 6.1 Instrumentasi pada pompa

2. Tangki bahan baku, tangki pencampur dan tangki produk

Pada tangki ini dilengkapi dengan level control (LC) yang berfungsi untuk mengontrol ketinggian cairan di dalam tangki. Prinsip kerja dari level control (LC) ini adalah dengan menggunakan pelampung (floater) sehingga isi tangki dapat terlihat dari posisi jarum penunjuk di luar tangki yang digerakkan oleh pelampung. Jika isi tangki tinggal sedikit, maka diisi dengan menggunakan pompa yang dilengkapi dengan valve yang berfungsi sebagai flow control (FC).

Gambar 6.2 Instrumentasi pada tangki FC

[image:55.595.217.396.539.634.2]

(56)

TC LC

PI

R-401

Steam

masuk

Kondensat keluar 3. Reaktor

[image:56.595.266.383.438.599.2]

Reaktor adalah alat tempat berlangsungnya reaksi kimia antara bahan-bahan yang digunakan. Dalam pabrik ini, reaktor merupakan tempat bereaksinya minyak jarak pagar, metanol dan KOH yang menghasilkan gliserol dan metil ester. Pada reaktor dilengkapi sensing elemen yang peka terhadap perubahan suhu, sehingga suhu dalam reaktor dapat dilihat pada indikator temperatur. Reaksi yang berlangsung pada reaktor merupakan reaksi endotermis atau reaksi yang membutuhkan panas. Oleh karena itu, untuk menjaga agar suhu operasi konstan pada 60 0

Gambar 6.3 Instrumentasi pada reaktor

C dibutuhkan steam yang dialirkan dalam jacket pemanas. Jika suhu terlalu rendah maka secara otomatis valve yang terdapat pada aliran steam akan terbuka sehingga suhu dalam reaktor dapat dijaga. Untuk menjaga

agar laju alir bahan masuk sesuai dengan yang diinginkan digunakan flow control (FC). Dan agar tekanan dalam reaktor dapat terdeteksi digunakan

pressure indicator (PI). Untuk mengendalikan ketinggian cairan dalam reaktor

(57)

4. Heater

Temperature control (TC) pada heater berfungsi untuk mengatur

besarnya suhu di dalam heater dengan cara mengatur banyaknya steam yang dialirkan. Jika temperatur di bawah kondisi yang diharapkan (set point), maka valve akan terbuka lebih besar dan jika temperatur di atas kondisi yang

diharapkan maka valve akan terbuka lebih kecil.

[image:57.595.259.382.610.708.2]

TC

Gambar 6.4 Instrumentasi pada heater

5. Cooler

Temperature control (TC) pada cooler berfungsi untuk mengatur

besarnya suhu di dalam cooler dengan cara mengatur banyaknya air pendingin yang dialirkan. Jika temperatur di bawah kondisi yang diharapkan (set point), maka valve akan terbuka lebih besar dan jika temperatur di atas kondisi yang diharapkan maka valve akan terbuka lebih kecil.

TC

(58)

6. Dekanter

[image:58.595.195.459.222.309.2]

Instrumentasi pada dekanter mencakup level controller (LC). LC berfungsi untuk mengontrol ketinggian permukaan cairan di dalam dekanter. Pengontrolan ketinggian permukaan cairan ini dilakukan dengan mengatur laju cairan yang masuk atau keluar dari dekanter.

Gambar 6.7 Instrumentasi pada dekanter

8. Separator Flash drum

Pada alat ini instrumen yang terpasang adalah pengontrol suhu, tekanan, dan ketinggian. Pressure indicator control alarm (PICA) merupakan alat yang memiliki tiga fungsi yaitu mengatur tekanan di dalam flash vaporizer dengan cara mengatur jumlah fluida yang keluar dari alat ini sehingga valve akan terbuka/tertutup, memberi sinyal pada pressure control (PC) untuk mengukur tekanan sesuai dengan tekanan set point dan membunyikan alarm ketika tekanan tidak sesuai dengan tekanan set point. Sedangkan pemasangan temperature indicator (TI) bertujuan untuk memberikan sinyal ketika temperatur sistem tidak berada pada temperatur set point. Selain itu dengan adanya kedua alat pengontrol tersebut maka tekanan dan temperatur dapat dipertahankan pada 1 atm dan 80 0

LC

(59)

PC

LC

TI

[image:59.595.245.385.101.263.2]

D-801

Gambar 6.8 Instrumentasi pada separator flash drum

6.2 Keselamatan Kerja Pabrik

Keselamatan kerja adalah suatu usaha untuk mencegah terjadinya kecelakaan, cacat ataupun kematian. Keselamatan kerja dan keamanan pabrik merupakan faktor yang perlu diperhatikan secara serius. Keselamatan kerja merupakan jaminan perlindungan bagi keselamatan karyawan dari bahaya cacat jasmani dan kematian. 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.

Makin tinggi tingkat keselamatan kerja dari suatu pabrik makin meningkat pula aktivitas kerja para karyawan. Hal ini disebabkan karena keamanan kerja sudah terjamin dan suasana kerja yang menyenangkan. Untuk mencapai hal tersebut adalah menjadi tanggung jawab dan kewajiban para perancang untuk merencanakannya sehingga bangunan yang dirancang dengan baik akan menciptakan rasa aman bagi para pekerja. Dengan adanya keselamatan kerja berarti para pekerja pabrik dan lingkungan sekitarnya dapat terhindar dari bahaya.

Untuk menjamin keselamatan kerja, maka dalam perencanaan suatu pabrik perlu diperhatikan beberapa hal, yaitu :

 Lokasi pabrik

 Sistem pencegahan kebocoran

 Sistem perawatan

(60)

 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

 Tidak boleh minum minuman keras (beralkohol) selama bertugas.

Pada pra rancangan pabrik pembuatan etil ester ini, usaha-usaha pencegahan terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi dilakukan dengan cara :

1. Pencegahan terhadap kebakaran

• Memasang sistem alarm pada tempat yang strategis dan penting, seperti power station, laboratorium dan ruang proses.

• Mobil pemadam kebakaran harus selalu dalam keadaan siap siaga di fire station.

• Fire hydrant ditempatkan di daerah storage, proses, dan perkantoran.

• Fire extinguisher disediakan pada bangunan pabrik untuk memadamkan api yang relatif kecil.

• Gas detector dipasang pada daerah proses, storage, dan daerah perpipaan dan dihubungkan dengan gas alarm di ruang kontrol untuk mendeteksi kebocoran gas.

• Smoke detector ditempatkan pada setiap sub-stasiun listrik untuk mendeteksi kebakaran melalui asapnya.

2. Memakai peralatan perlindungan diri

Di dalam pabrik disediakan peralatan perlindungan diri, seperti : • Pakaian kerja

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.

• Sepatu pengaman

(61)

• Topi pengaman

Topi yang lembut baik dari plastik maupun dari kulit 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.

• Sarung tangan

Dalam menangani beberapa bahan kimia yang bersifat korosif, maka para operator diwajibkan menggunakan sarung tangan untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan.

• Masker

Berguna untuk memberikan perlindungan terhadap debu-debu yang berbahaya ataupun uap bahan kimia agar tidak terhirup.

3. Pencegahan terhadap bahaya mekanis

• Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup luas dan tidak menghambat kegiatan kerja karyawan.

• Alat-alat dipasang dengan penahan yang cukup kuat. 4. Pencegahan terhadap bahaya listrik

• Setiap instansi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian sekering atau pemutus hubungan arus listrik secara otomatis lainnya.

• Sistem perkabelan listrik harus dipasang secara terpadu dengan tata letak pabrik, sehingga jika ada perbaikan dapat dilakukan dengan mudah.

5. Menerapkan nilai-nilai disiplin bagi karyawan

• Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan dan mematuhi setiap peraturan dan ketentuan yang diberikan.

• Setiap kecelakaan kerja atau kejadian yang merugikan segera dilaporkan ke atasan.

• Setiap karyawan harus saling mengingatkan akan perbuatan yang dapat menimbulkan bahaya.

(62)

6. Penyediaan poliklinik di lokasi pabrik

Poliklinik disediakan untuk tempat pengobatan akibat terjadinya kecelakaan secara tiba-tiba, misalnya menghirup gas beracun, patah tulang, luka terbakar pingsan/syok dan lain sebagainya.

Apabila terjadi kecelakaan kerja, seperti terjadinya kebakaran pada pabrik, maka hal-hal yang harus dilakukan adalah :

• Mematikan seluruh kegiatan pabrik, baik mesin maupun listrik.

• Mengaktifkan alat pemadam kebakaran, dalam hal ini alat pemadam kebakaran yang digunakan disesuaikan dengan jenis kebakaran yang terjadi, yaitu :

 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 CO CO

2

 Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan.

yang digunakan berbentuk cair dan mengalir dari beberapa tabung gas yang bertekanan yang disambung secara seri menuju nozel-nozel. Instalasi ini digunakan untuk kebakaran dalam ruang tertutup, seperti pada tempat tangki penyimpanan dan juga pemadam pada instalasi listrik.

Keselamatan kerja yang tinggi dapat dicapai dengan penambahan nilai-nilai disiplin bagi para karyawan, yaitu :

 Setiap peraturan dan ketentuan yang ada harus dipenuhi.

(63)

 Setiap karyawan harus saling mengingatkan perbuatan yang dapat menimbulkan bahaya.

(64)

BAB VII

UTILITAS

Utilitas merupakan unit penunjang utama dalam memperlancar jalannya suatu proses produksi. Dalam suatu pabrik, utilitas memegang peranan yang penting. Karena suatu proses produksi dalam suatu pabrik tidak akan berjalan dengan baik jika utilitas tidak ada. Oleh sebab itu, segala sarana dan prasarananya harus dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi suatu pabrik.

Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada pabrik pembuatan biodiesel dari biji jarak pagar adalah sebagai berikut:

1. Kebutuhan uap (steam) 2. Kebutuhan air

3. Kebutuhan bahan kimia 4. Kebutuhan tenaga listrik 5. Kebutuhan bahan bakar 6. Unit pengolahan limbah

7.1 Kebutuhan uap (steam)

Uap digunakan dalam pabrik sebagai media pemanas. Kebutuhan uap pada pabrik pembuatan biodiesel dari biji jarak pagar dapat dilihat dari tabel di bawah ini.

Tabel 7.1 Kebutuhan Uap pada Alat

Nama Alat Kebutuhan Uap (kg/jam)

Reaktor 595,2747

Mixer II 8,9817

Heater II 8,826

Total 613,0824

Uap yang dihasilkan dari ketel adalah 613,0824 kg/jam

Tambahan untuk kebocoran selama sirkulasi dan lain-lain diambil 10% serta faktor keamanan diambil 20% (Perry, 1997), sehingga :

(65)

• Untuk faktor keamanan : 20 % x 613,0824 kg/jam = 122,61648 kg/jam Total uap yang dihasilkan oleh ketel pada waktu pabrik start up

= steam yang dibutuhkan + steam untuk kebocoran + steam untuk keamanan = 613,0824 kg/jam + 61,30824 kg/jam + 122,61648 kg/jam

= 797,00712 kg/jam

Diperkirakan 80 % dari saturated steam dapat digunakan kembali. Saturated steam yang digunakan kembali adalah :

80 % x 797,00712 = 637,6057 kg/jam

Saturated steam dari flash drum II sebesar 9,6797 kg/jam

Sehingga total saturated steam sebesar : 647,2854 kg/jam Kebutuhan air tambahan untuk ketel :

Total uap yang dihasilkan – total saturated steam = 797,00712 – 647,2854 = 149,72172 kg/jam

7.2 Kebutuhan Air

Dalam proses produksi, air memegang peranan penting, baik untuk kebutuhan proses maupun kebutuhan domestik. Adapun kebutuhan air pada pabrik pembuatan biodiesel dari biji jarak pagar ini adalah sebagai berikut:

• Air untuk umpan ketel = 149,72172 kg/jam

• Air proses, yaitu pencucian metil ester = 242,9217 kg/jam • Air Pendingin :

Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin pada Alat

Nama Alat Kebutuhan Air (kg/jam)

Kondensor 677,7226

Cooler 150,3584

Total 828,081

Asumsi kehilangan air selama sirkulasi sebanyak 20%. • Maka air pendingin total pada proses = 1,2 x 828,081 kg/jam

(66)

Maka kebutuhan air tambahan untuk air pendingin = 0,2 x 993,6972 kg/jam = 198,73944 kg/jam

• Kebutuhan air domestik

Kebutuhan air domestik untuk tiap orang/shift adalah 40 – 100 ltr/hari …... (MetCalf, et.all, 1984)

Diambil 100 ltr/hari x

jam hari 24

1

= 4.16 ≈ 4 liter/jam

ρair = 1000 kg/m3

• Kebutuhan air untuk keperluan lain (laboratorium) diperkirakan 10 % dari total air keseluruhan

= 1 kg/liter Jumlah karyawan = 100 orang

Maka total air domestik = 4 x 100 = 400 ltr/jam x 1 kg/liter = 400 kg/jam

= 10 % x 1786,3406 kg/jam = 178,634 kg/jam

Sehingga kebutuhan total air yang diperlukan pada pengolahan awal adalah = 149,72172 + 242,9217 + 993,6972 + 400 + 178,634

= 1964,9746 kg/jam

7.3 Pengolahan Air

Pengolahan air pabrik terdiri dari beberapa tahap, yaitu: 1. Pengendapan

2. Klarifikasi 3. Filtrasi

(67)

[image:67.595.162.476.311.672.2]

Kebutuhan air untuk perancangan pabrik biodiesel ini diperoleh dari air bawah tanah. Kualitas air tanah dapat dilihat pada tabel 7.3 dan 7.4.

Tabel 7.3 Sifat fisika air bawah tanah di KIM II Medan No Parameter Range (mg/liter)

1 Padatan terlarut 32,80

2 Kekeruhan 290 NTU

3 Suhu 30,60 oC

4 Daya hantar listrik 66,20 us/cm

5 pH 7,100

Tabel 7.4 Kandungan bahan kimia air bawah tanah di KIM II Medan No Bahan Kimia Range (mg/liter)

1 Alumunium 0,020

2 Besi 2,250

3 Flourida 0,200

4 Klorida 4,000

5 Mangan 0,150

6 Nitrat 0,470

7 Oksigen terlarut (DO) -

8 Seng 0,040

9 Sulfat 0,000

10 Sulfit 0,065

11 Tembaga 0,000

12 BOD 6,000

13 COD 14,000

14 Alkalinitas 29,000

15 Kesadahan 36,000

16 Nitrit 0,003

(68)

7.3.1 Pengendapan

Pengendapan merupakan tahap awal dari pengolahan air. Pada bak penampungan, partikel-partikel padat yang berdiameter besar (berkisar antara 10 mikron – 10 mm) akan mengendap secara grafitasi tanpa bantuan bahan kimia, sedangkan partikel-partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air menuju unit pengolahan selanjutnya.

7.3.2 Klarifikasi

Klarifikasi merupakan proses penghilangan kekeruhan di dalam air. Air dari bak penampungan dialirkan ke dalam clarifier setelah diinjeksikan larutan alum, Al2 (SO4)3 dan larutan soda abu, Na2CO3. Larutan alum berfungsi sebagai koagulan utama dan larutan soda abu sebagai koagulan tambahan yang berfungsi sebagai bahan pembantu untuk mempercepat pengendapan dan penetralan pH.

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 (filtrasi).

Pemakaian larutan alum umumnya hingga 50 ppm terhadap jumlah air yang akan diolah, sedangkan perbandingan pemakaian alum dan soda abu

= 1 : 0,54 (Bauman,1971).

Total kebutuhan air = 1964,9746 kg/jam Pemakaian larutan alum = 50 ppm

Pemakaian larutan soda abu = 0,54 x 50 = 27 ppm

Larutan alum yang dibutuhkan = 50.10-6 x 1964,9746 = 0,0982 kg/jam Larutan soda abu yang dibutuhkan = 27.10-6 x 1964,9746 = 0,053 kg/jam

7.3.3 Filtrasi

(69)

b. Lapisan II terdiri dari antrakit setinggi 12,5 in = 31,75 cm c. Lapisan III terdiri dari batu kerikil (gravel) setinggi 7 in = 17,78 cm

Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan. Selama pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan regenerasi secara berkala dengan cara pencucian balik ( back washing). Dari sand filter, air dipompakan ke tangki utilitas-02, kemudian didistribusikan untuk berbagai

keperluan.

Untuk air umpan ketel masih diperlukan pengolahan lebih lanjut, yaitu proses demineralisasi (softener) dan deaerasi. Untuk air domestik (laboratorium, kantin dan tempat ibadah, poliklinik serta perkantoran) 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 dari penyaring merupakan air sehat dan memenuhi syarat-syarat air minum tanpa harus dimasak terlebih dahulu. Saat ini telah tersedia beberapa jenis water treatment system