PROSES GARAM – ASAM SULFAT (MANNHEIM)
PRA RENCANA PABRIK
Oleh :
PRIMA NURUL ALVIANI
(0831010007)
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
Pra Rencana Pabrik
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Kimia
Program Studi Teknik Kimia
OLEH :
PRIMA NURUL ALVIANI (0831010007)
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
PRA RENCANA
PABRIK NATRIUM SULFAT DARI GARAM (NaCl) DAN
ASAM SULFAT DENGAN PROSES GARAM – ASAM SULFAT
(MANNHEIM)
Oleh :
PRIMA NURUL ALVIANI
(0831010007)
Telah dikoreksi dan disetujui untuk Ujian Lisan Pra Rencana
ASAM SULFAT DENGAN PROSES GARAM – ASAM SULFAT
(MANNHEIM)
Disusun Oleh :
PRIMA NURUL ALVIANI (0831010007)
Telah dipertahankan dan diterima oleh Dosen Penguji Ujian Lisan Pada tanggal : 13 April 2012
PENGUJI I
Ir. Suprihatin, MT
NIP. 19630508 199203 2 001 PENGUJI II
Ir. Ely Kurniati, MT
NIP. 19661130 199203 2 001
PEMBIMBING
Ir. Nur Hapsari, MT
NIP. 19620912 199203 2 002
Mengetahui
Dekan Fakultas Teknologi Industri
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur PENGUJI III
NAMA : Prima Nurul Alviani
NPM / JURUSAN : 0831010007 / Teknik Kimia
Telah menyelesaikan tugas akhir dan disetujui untuk mengikuti Ujian Negara Lisan periode V Tahun Akademik 2011– 2012
1. PRA RENCANA PABRIK (DESIGN/ TA)
Judul : PABRIK NATRIUM SULFAT DARI GARAM DAN ASAM SULFAT DENGAN PROSES GARAM – ASAM SULFAT (MANNHEIM)
2. SKRIPSI
Judul : PEMBUATAN ASAM OKSALAT DARI BATANG ECENG GONDOK
3. PKL
Judul : PDAM SURYA SEMBADA KOTA SURABAYA, IPAM KARANGPILANG III
Dosen Pembimbing Design/ TA
Ir. Nur Hapsari, MT NIP. 19620912 199203 2 002
Dosen Pembimbing SKRIPSI
Ir. Dwi Hery Astuti, MT NIP. 19590520 198703 2 001
Dosen Pembimbing PKL
Ir. Tutuk Harsini,MT NIP. 19520916 198203 2 001
Mengetahui,
rahmat serta karuniaNya sehingga penyusun telah dapat menyelesaikan Tugas Akhir
“Pra Rencana Pabrik Natrium Sulfat Dari Garam dan Asam Sulfat dengan Proses Garam – Asam Sulfat (Mannheim)”, dimana Tugas Akhir ini merupakan tugas yang
diberikan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan program pendidikan kesarjanaan di Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Surabaya.
Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Natrium Sulfat Dari Garam dan Asam Sulfat dengan Proses Garam – Asam Sulfat (Mannheim)” ini disusun berdasarkan
pada beberapa sumber yang berasal dari beberapa literatur , data-data , majalah kimia, dan internet.
Pada kesempatan ini kami mengucapkan terima kasih atas segala bantuan
baik berupa saran, sarana maupun prasarana sampai tersusunnya Tugas Akhir ini kepada :
1. Bapak Ir. Sutiyono, MT
Selaku Dekan FTI UPN “Veteran” Jawa Timur 2. Ibu Ir. Retno Dewati, MT
Selaku Ketua Program Studi Teknik Kimia, FTI, UPN “Veteran” Jawa Timur.
7. Dosen - dosen Program Studi Teknik Kimia , FTI , UPN “Veteran” Jawa Timur.
8. Seluruh Civitas Akademik Jurusan Teknik Kimia , FTI , UPN “Veteran”
Jawa Timur.
9. Kedua orangtua dan kakak adik kami yang selalu mendoakan kami.
10. Semua pihak yang telah membantu , memberikan bantuan, saran serta dorongan dalam penyelesaian tugas akhir ini.
Kami menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu segala kritik dan saran yang membangun kami harapkan dalam sempurnanya tugas akhir ini.
Sebagai akhir kata, penyusun mengharapkan semoga Tugas Akhir yang telah disusun ini dapat bermanfaat bagi kita semua khususnya bagi mahasiswa
Fakultas Teknologi Industri jurusan Teknik Kimia.
Surabaya , April 2012
kapasitas 25.000 ton/tahun dalam bentuk padat. Pabrik beroperasi secara kontinyu
berjalan selama 24 jam tiap hari dan 330 hari kerja dalam setahun.
Penelitian dan pengembangan Natrium Sulfat dari tahun ke tahun semakin
maju dan banyak dilakukan penyempurnaan dalam pembuatannya sehingga banyak dikenal proses pembuatannya. Pada pabrik kertas yang banyak memakai kraft maka banyak pula Natrium Sulfat yang digunakan. Sebagian besar produk Natrium Sulfat
dipergunakan untuk pabrik kertas dengan proses kraft. Secara singkat, uraian proses dari pabrik Natrium Sulfat sebagai berikut :
Pertama-tama, Garam (NaCl) dan Asam Sulfat (H2SO4) yang sedikit berlebih
diumpankan ke dalam furnace (Mannheim Furnace). Gas HCl sebagai produk samping di dinginkan dan diserap dengan air di dalam absorber sehingga
menghasilkan larutan HCl. Salt Cake (Natrium Sulfat mentah) dikeluarkan dari furnace secara kontinyu kemudian diangkut menuju Solution Tank. Pada solution
tank ditambahkan soda ash untuk menetralisir kelebihan asam sulfat. Endapan dibiarkan untuk menetap dan cairan bening diatasnya dipompa ke Rotary Drum Vacuum Filter untuk ditampung dan disaring. Setelah itu masuk ke dalam Kristalizer
dan mother liquor dikembalikan ke solution tank untuk digunakan pada proses selanjutnya. Cake berupa Natrium Sulfat Dehydrat diumpankan menuju tangki
Sistem Operasi : Kontinyu
Waktu Operasi : 330 hari/tahun ; 24 jam/hari
Analisa Ekonomi :
* Massa Konstruksi : 2 Tahun
* Umur Pabrik : 10 Tahun
* Fixed Capital Investment (FCI) : Rp. 133.532.341.341,28 * Working Capital Investment (WCI) : Rp. 3.469.850.342,64 * Total Capital Investment (TCI) : Rp. 137.002.191.683,93
* Biaya Bahan Baku (1 tahun) : Rp. 37.461.041.244,00 * Biaya Utilitas (1 tahun) : Rp. 2.313.411.210,00
- Steam = 15358 lb/hari
- Air pendingin = 15324 m3/hari
- Listrik = 132,22 kWh/hari
- Bahan Bakar = 3981,12 liter/hari * Biaya Produksi Total (Total Production Cost) : Rp. 79.244.551.071,19 * Hasil Penjualan Produk (Sale Income) : Rp. 127.755.587.404,84
* Bunga Bank : 14%
* Internal Rate of Return (IRR) : 22,75%
Tabel II.1. Perbedaan batasan – batasan Proses Pembuatan Natrium Sulfat ... II-8 Tabel VII.1. Jenis Dan Jumlah Fire – Extinguisher ... VII-6 Tabel VIII.2.1. Baku mutu air baku bersih ... VIII-5
Tabel VIII.2.3. Kebutuhan air proses pada pabrik Natrium Sulfat ... VIII-12 Tabel VIII.4.1. Kebutuhan listrik untuk peralatan proses dan utilitas ... VIII-53
Tabel VIII.4.2. Kebutuhan Listrik Ruang Pabrik dan Daerah Pabrik... VIII-55 Tabel IX.1. Pembagian Luas Pabrik ... IX-8 Tabel X.1. Jadwal Kerja Karyawan Proses... X-10
Tabel X.2. Perincian Jumlah Tenaga Kerja Dan Gaji... X-12 Tabel XI.1. Biaya Total Produksi Dalam Berbagai Kapasitas... XI-9 Tabel XI.2. Modal sendiri pada tahun konstruksi ... XI-9
Tabel XI.3. Modal pinjaman pada tahun konstruksi ... XI-10 Tabel XI.4. Tabel Cash Flow ... XI-11
Proses Mannheim ... II-2 Gambar II.1 2. Natrium Sulfat dengan proses Natural Brine... II-3 Gambar II.1.3 Natrium Sulfat dengan proses Rayon Spin Batch ... II-5
Gambar IX.1. Peta Gresik ... IX-1 Gambar IX.2. Lay Out Pabrik ... IX-9
KATA PENGANTAR ... ii
INTISARI... iv
DAFTAR TABEL... vi
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR ISI... viii
BAB I PENDAHULUAN ... I – 1 BAB II SELEKSI DAN URAIAN PROSES ... II – 1 BAB III NERACA MASSA ... III – 1
BAB IV NERACA PANAS... IV – 1 BAB V SPESIFIKASI ALAT... V – 1 BAB VI PERENCANAAN ALAT UTAMA ... VI – 1
BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA... VII – 1 BAB VIII UTILITAS... VIII – 1
BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ... IX – 1 BAB X ORGANISASI PERUSAHAAN ... X – 1 BAB XI ANALISA EKONOMI... XI – 1
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Sejarah Perkembangan Pabrik
Natrium Sulfat adalah salah satu bahan yang sangat diperlukan
sebagai bahan baku produk hulu, Natrium Sulfat banyak digunakan
sebagai salah satu bahan pembuat kertas, detergen, gelas dan lain-lain.
Natrium sulfat (Na2SO4) dapat diperoleh dari air danau yang ada di
Amerika. Selain itu dapat diperoleh dengan mereaksikan dari senyawa
Natrium, misalnya : NaCl ( Garam ) dengan H2SO4 (Asam Sulfat). Yang
merupakan senyawa Natrium yang pertama kali ditemukan pada tahun
1807 oleh Sir Humphry Davy. Dimana senyawa Natrium terdapat dalam jumlah yang berlimpah dalam bentuk alami, misalnya NaCl dalam air laut,
Na2CO3 terdapat di Australia dan Afrika timur, NaNO3 terdapat di Chili
dan Peru.
Pengolahan Natrium Sulfat dari air danau (Searles Lake) yang berasal dari California ini dimulai pada tahun 1916 sebagai produk
samping pembuatan KCl. Sedangkan yang berasal dari batuan (mineral)
diproduksi secara besar pada tahun 1980.
pembuatannya sehingga banyak dikenal proses pembuatannya. Pada pabrik
kertas yang banyak memakai kraft maka banyak pula Natrium Sulfat yang
digunakan. Sebagian besar produk Natrium Sulfat dipergunakan untuk
pabrik kertas dengan proses kraft.
Pertimbangan lain kita mendirikan Na2SO4 adalah selama ini
Indonesia masih mengimport dari negara lain sebanyak 2.157.134.338 kg
(Berdasarkan data eksport-import BPS Jawa Timur tahun 2004). Sehingga
dengan didirikannya Pabrik Natrium Sulfat ini diharapkan dapat
memenuhi kebutuhan dalam negeri dan menggunakan tenaga kerja yang
dapat mengurangi pengangguran. Disamping itu jika memungkinkan
mengeksport negara lain dapat menambah devisa negara.
Di Dunia perdagangan Natrium Sulfat dikenal dan dijual dalam
bentuk: Anhydrous Natrium Sulfate/ Salt Cake, Natrium Sulfate
Decahydrate, Sodium Hydroden Sulfida / Niter Cake.
Pada Pra Rencana Pabrik ini kita akan membuat Natrium Sulfat dari
garam (NaCl) dan Asam Sulfat (H2SO4) yang di Indonesia sudah banyak
diproduksi misalnya di PT.Petrokimia Gresik yang harganya cukup murah
dan mudah didapat.
I.2. Sifat Bahan Baku dan Produk Garam Industri (NaCl)
Berat Molekul : 58, 5
Warna : Putih bening
Bentuk : Kristal putih
Spesific gravity : 2,163
Melting Point : 801°C
Boiling Point : 1465 °C
Solubility,Cold water : 35,9 gr/100 gr H2O (25°C)
Solubility,Hot water : 39,8 gr/100 gr H2O (100°C)
Sedikit larut dalam 95% HCl Ethyl alcohol
Tidak larut dalam HCl pekat
Asam Sulfat ( Chemicalland 21 & Perry 7ed : 1999 )
Nama lain : Oil of Vitriol, Dihydrogen Sulfate
Rumus Molekul : H2SO4
Rumus Bangun :
Berat Molekul : 98
Warna : Tidak berwarna
Bau : Tajam dan khas
Bentuk : Liquid pekat
Spesific Gravity : 1,834
Solubility, Cold Water : Larut sedikit
Komposisi supplier PT. Petrokimia Gresik:
H2SO4 = 98, 0 %
H2O = 2, 0 %
Total = 100, 0 %
Natrium Sulfat ( Chemicalland21 & Perry 7ed : 1999 )
Nama lain : Thenardite, Salt Cake, Trona
Rumus Molekul : NaSO4
Rumus Bangun :
Berat Molekul : 142
Warna : Putih
Bau : Tidak berbau
Bentuk : serbuk
Spesific Gravity : 2,700
Melting Point : 880 - 888 0C
Boiling Pont : Terdekomposisi diatas 1100 0C
Solubility, Cold Water : 5 Kg b / 100 Kg H2O (H2O = 0◦C)
I.3. Kegunaan
Natrium Sulfat banyak digunakan pada Industri Kimia, karena sifat
inertnya pada suhu rendah dan sifat reaktifnya pada suhu tinggi.
Adapun kegunaannya adalah sebagai berikut :
1. Dalam industry Kertas Craft 70% dari Na2SO4 digunakan sebagai
campuran dalam proses pembuatan craft.
2. Dalam industry gelas, 10% dari Na2SO4 pada suhu tinggi
digunakan untuk pembuatan gelas yang membantu mempercepat
proses pencairan, mengurangi kecenderungan alkali.
3. Dalam industri Detergen 20 % Na2SO4, pada suhu rendah sifat inert
Na2SO4 dimanfaatkan untuk pembuatan detergen sintetis.
4. Dalam industry tekstil dapat digunakan sebagai pembuat zat warna
yaitu standarisasi zat warna.
5. Dalam industry kimia lainnya, Sebagai bahan baku Industri Alkali
Carbonate, Alkali hyposulfite dll
I.4. Aspek Ekonomi
Kebutuhan Natrium Sulfat di Indonesia, semakin meningkat
sejalan dengan semakin meningkatnya kebutuhan akan pupuk di
Tahun Kapasitas Produksi ( ton / tahun)
2004 45.500
2005 46.000
2006 60.500
2007 65.000
2008 77.100
Sumber : BPS (Badan Pusat Statistik)
Tabel I.1. Kapasitas dan Produksi Natrium Sulfat di Indonesia
Berdasarkan tabel diatas, dapat dibuat grafik hubungan antara
kebutuhan produk dengan tahun produksi.
Dari grafik di atas, dengan metode regresi linier maka diperoleh
persamaan untuk mencari kebutuhan pada tahun tertentu dengan persamaan :
Y = 8220 X – 2E+07
y = 8220x ‐2E+07
0 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 70,000 80,000 90,000
2002 2004 2006 2008 2010
Kapasitas
Produksi
(
ton
/
tahun)
Kapasitas Produksi ( to n / tahun)
Keterangan : Y = Kebutuhan (ton/tahun)
X = Tahun ke-n
Pabrik Natrium Sulfat ini direncanakan beroperasi pada tahun 2012 sehingga
untuk mencari kebutuhan pada tahun 2012, maka X = 2012.
Kebutuhan pada tahun 2012 :
Y = [ 8220 x 2012 ] – 107
= 653864 ton/th
Untuk kapasitas terpasang pabrik, diambil asumsi 3,75% dari kebutuhan total,
sehingga kapasitas pabrik = 3,75% x 653864 ton/tahun = 25.000 ton/tahun.
Dan, dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa kebutuhan Natrium
BAB II
SELEKSI DAN URAIAN PROSES
II.1 Macam – macam Proses
Beberapa tahun perkembangan dalam teknologi, pembuatan Natrium
Sulfat ini dapat dilakukan dengan lima macam cara atau proses dan bahan
baku yang dipergunakan juga berbeda pula.
Proses pembuatan Natrium Sulfat dapat dibedakan menjadi dua
bagian utama yaitu proses pembuatan dengan bahan baku garam dan proses
pembuatan dengan bahan baku selain garam. Adapun proses yang dapat
digunakan dalam pembuatan Natrium Sulfat adalah:
1. Natrium Sulfat dari Garam – Asam Sulfat dengan proses
Mannheim
2. Natrium Sulfat dengan proses Natural Brine
3. Natrium Sulfat dengan proses Hargreaves
4. Natrium Sulfat dengan proses Rayon Spin Batch
II.1.1 Natrium Sulfat dari Garam – Asam Sulfat dengan proses Mannheim
Gambar II.1 1. Natrium Sulfat dari Garam – Asam Sulfat dengan proses Mannheim
Pada proses Mannheim bahan baku yang digunakan adalah Garam
(NaCl) dan Asam Sulfat (H2SO4) yang sedikit berlebih diumpankan ke
dalam furnace dengan pengaduk (Mannheim Furnace). Dimana massa
yang bereaksi dengan perlahan dipanaskan sampai suhu mendekati titik
leburnya (843°C). Gas HCl sebagai produk samping didinginkan dan
diserap dengan air didalam absorber sehingga menghasilkan larutan HCl.
Salt Cake (Natrium Sulfat mentah) dikeluarkan dari furnace secara
kontinyu. Ketika Garam Glauber’s didapat, salt cake dilarutkan dalam air
panas. Pada furnace ditambahkan Soda Ash untuk menetralisir kelebihan
Garam Glauber’s ditampung dan dikeringkan dalam Rotary Dryer dan
ditampung dalam Silo. Mother liquor dikembalikan ke solution tank untuk
digunakan pada proses selanjutnya, agar kristal tidak berwarna crystalizer
dipertahankan dalam keadaan asam dalam netral.
Reaksi: 2NaCl + H2SO4→ 2HCl + Na2SO4
98% Yield
Na2SO4 + 10 H2O → Na2SO4 . + 10 H2O
95% Yield
II.1.2 Natrium Sulfat dengan proses Natural Brine
Gambar II.1 2. Natrium Sulfat dengan proses Natural Brine
Natrium Sulfate merupakan bahan baku utama dan dapat diperoleh
dari beberapa air tanah atau danau yang mengandung Natrium Sulfate
(Searles Lake Brine). Larutan brine pertama-tama didinginkan melalui beberapa tahapan pendinginan, dimana pada saat pendinginan, Natrium
Larutan Glauber’s salt kemudian diumpankan pada centrifuge untuk
memisahkan Kristal yang terbentuk dengan mother liquor, dimana Kristal yang
terbentuk diumpankan ke dalam remelting vessel, sedangkan mother liquor
dikembalikan kembali menuju ke alat cooling.
Pada remelting vessel, larutan Glauber’s salt diendapkan dalam
bentuk sulfate solid dengan cara memanaskan menggunakan steam.
Dekomposisi : Na2SO4.10 H2O(C) Na2SO4(C) + 10 H2O(G)
Produk Natrium Sulfat kemudian dikeringkan pada dryer dengan
menggunakan natural gas sebagai pemanas, sedangkan padatan yang
terikut uap panas kemudian dikembalikan pada remilting vessel.
II.1.3 Natrium Sulfat dengan proses Hargreaves
Proses ini dikembangkan di Amerika pada pertengahan abad 19.
Proses ini berjalan dengan mengontak antara Sulfur Dioksida, udara dan
NaCl sambil dipanaskan dengan pengalihan steam sebagai H2O juda gas
SO2 diperoleh dari hasil pembakaran reaksi :
S + O2→ SO2 + Panas
NaCl + 2 SO2 + 2H2O → 2 Na2SO4 + 4 HCl
II.1.4 Natrium Sulfat dengan proses Rayon Spin Batch
Gambar II.1.3 Natrium Sulfat dengan proses Rayon Spin Batch
Pada proses ini, Natrium Sulfate dibuat dengan cara memintal serat
viscose kedalam sulfuric acid dan kemudian produk Natrium Sulfate dapat
mengendap. Reaksi yang terjadi :
2 Cell-OCS2Na(S) + H2SO4 2 Cell-OH(L) + 2CS2(L) + Na2SO4(S)
Cell = Cellulose
Berdasarkan reaksi tersebut, maka Natrium Sulfate yang dihasilkan
merupakan bahan baku utama yang merupakan produk samping dari
pemintalan serat viscose dengan penambahan sulfuric acid, sebelum
proses pemurnian dilakukan.
Pada proses pemurnian, reaksi antara serat viscose dan sulfuric
acid dilakukan pada spinbath crystallizer, dimana Natrium Sulfate yang
dihasilakan dikristalkan dalam bentuk Glauber’s Salt ( Na2SO4.10 H2O )
melter, dimana pada melter Glauber’s salt dikalsinasi pada suhu 32,38 oC
untuk melepaskan 10 molekul H2O dengan cara menambahkan air proses,
sehingga membentuk padatan Natrium Sulfate. Untuk menghilangkan
kandungan asam (sulfuric acid) yang masih terkandung dalam larutan,
maka ditambahkan larutan NaOH untuk menetralkan asam. Pada melter
dilakukan pemanasan untuk mengurangi kandungan air dalam larutan.
Konsumsi energi pada pabrik ini dapat dikurangi dengan
menggunakan multi efek evaporator, karena pemakaian multi efek
evaporator dapat menghemat penggunaan steam pada pabrik.
Larutan Natrium Sulfat dari unit melter (evaporative
crystallization), kemudian diumpankan pada centrifuge untuk memisahkan
cake Natrium Sulfate dan mother liquor dikembalikan pada melter untuk
proses selanjutnya.
Cake Natrium Sulfate kemudian dikeringkan pada dryer dengan
udara panas dan kemudian didinginkan pada cooler untuk kemudian
disaring pada screen dengan ukuran disesuaikan dengan kebutuhan pasar
(± 20 – 40 mesh).
II.1.5 Natrium Sulfat dengan proses Three Stage Lake
Pada proses ini Na2SO4 dibuat dari bahan mineral (batuan alam)
yang mempunyai komposisi senyawa yang terbesar adalah Na2SO4 . 10H2O
membersihkan kotoran-kotoran yang ada. Setelah itu dicairkan dengan
menggunakan Rotary Melter yang menggunakan api langsung untuk
pemanasnya. Sisa uap air yang ada diuapkan di Rotary Dryer dengan
menggunakan api langsung sebagai pemanasnya.
Reaksi yang terjadi :
Na2SO4 . 10H2O → Na2SO4 . 10H2O
II.2 Seleksi Proses
Dari kelima proses maka dipilih proses Garam – Asam Sulfat
dengan proses Mannheim karena berdasarkan pertimbangan-pertimbangan
sebagai berikut:
Bahan baku yang mudah diperoleh
Peralatan yang dipakai lebih sedikit dan mudah didapat atau mudah
dirancang di Indonesia
Proses yang digunakan lebih sederhana sehingga biaya proses lebih
murah
Produk yang dihasilkan mempunyai konversi tinggi mencapai 98 % Produk samping yang dihasilkan adalah HCl yang mempunyai banyak
kegunaan
Adapun pertimbangan tersebut diambil dengan memperhatikan
batasan-batasan perbandingan antara proses satu dengan yang lainnya.
Proses
Pembatas
Mannheim Natural Brine Hargreaves
Rayon Spin Batch Three Stage Lake Bahan baku yang digunakan Garam (NaCl) Natural Brine
(Searles Lake Brine
dari california) Garam Rayon garam Glauber’s Bahan pembantu yang digunakan Asam Sulfat
(H2SO4) -
SO2
- -
Suhu reaksi 843°C 15-20°C - -
Yield produksi 98% - 98% - -
Kadar Produk > 99% 99.5% 98% 97% 99%
Tabel II.1. Perbedaan batasan – batasan Proses Pembauatan Natrium Sulfat
Dari tinjauan proses pembuatan Natrium Sulfate diatas maka dapat
kami tarik kesimpulan bahwa proses pembuatan Natrium Sulfate yang
dipilih yaitu proses pembuatan Natrium Sulfate dari Garam- Asam sulfat
dengan proses Mannheim.
II.3 Uraian Proses
Pada para rencana pabrik Natrium Sulfat dapat dibagi menjadi 4
1. Unit Pengendalian Bahan (Kode Unit :100)
2. Unit Proses Natrium Sulfat (Kode Unit : 200)
3. Unit Proses HCl (Kode Unit : 300)
4. Unit Pengendalian Produk (Kode Unit : 400)
Adapun penjelasan proses tiap unit sebagai berikut : Unit Pengendalian Bahan (Kode Unit: 100)
Pertama adalah Natrium sulfat dengan kadar 98% msuk kedalam tangki
pengencer R-122 untuk memperoleh asam sulfat sesuai dengan proses yang
dikehendaki yaitu dengan yaitu kadar 77,67% (60°Be). Kemudian dipompa dari
tangki pengencer R-122 menuju ke Mannheim Furnace Q-210. Secara bersamaan
Garam dengan kandungan NaCl 93,18% dari gudang F-110 diumpankan pada
Disk Mill C-112 dengan Belt Conveyor J-111 untuk dihaluskan sampai dengan
200 mesh. Dari Disk Mill C-112, garam kemudian diumpankan ke Mannheim
Furnace Q-210 dengan Screw Conveyor J-113. Pada Mannheim Furnace Q-210
terjadi reaksi antara NaCl dan H2SO4 membentuk Na2SO4 dan gas HCl pada suhu
843°C dengan tekanan 4 atm.
Reaksi yang terjadi adalah : (Keyes :763)
Reaksi 1 2NaCl (s) + H2SO4(aq)→ 2HCl (g) + Na2SO4(s)
Reaksi 2 MgCl (s) + H2SO4(aq)→ 2HCl (g) + MgSO4(s)
Reaksi 3 Fe2O3(s) + 3H2SO4(aq)→ 3H2O (g) + Fe2(SO4)3(s)
Produk utama berupa Natrium Sulfat keluar pada nozzle bagian bawah
sampai 40°C. Produk atas merupakan produk samping HCl, dikeluarkan pada
Nozzle bagian atas menuju ke Coke Tower untuk didinginkan sampai suhu 175°C.
Unit Proses Natrium Sulfat (Kode Unit :200)
Pada Rotary Cooler B-220, produk didinginkan dengan bantuan udara
bebas secara Counter-Current yang dihembuskan dari Blower G-222. Udara dan
padatan yang ada, dipisahkan pada Cyclone H-221 dimana udara dibuang ke
udara bebas, sedangkan padatan terpisah diumpankan ke Silo F-224 dengan
Bucket Elevator J-223.
Dari Silo F-224 Natrium Sulfat kemudian diumpankan pada Neutralizer
R-230 untuk netralisasi H2SO4 dengan bantuan Na2CO3 yang diumpankan dari Silo
F-130.
Reaksi yang terjadi :
Na2CO3(s)+ H2SO4(l)→ H2CO3(l) + Na2SO4(s)
Produk Neutrallizer R-230 kemudian dipompa menuju Rotary Drum
Vacum Filter H-240. Pada Rotary Drum Vacuum Filter H-240 terjadi pemisahan
Cake dan filtrat dengan bantuan tekanan vacuum. Cake dibuang ke pengolahan
limbah padat, sedangkan filtrat berupa Natrium Sulfat jenuh menuju Crystallizer
S-250.
Pada Crystallizer S-250 terjadi proses kristalisasi Na2SO4 menjadi
Na2SO4.10 H2O pada suhu 38°C.
Produk campuran kristal dan mother liquor kemudian diumpankan pada
Rotary Druum Vacuum Filter H-260 untuk pemisahan cake dan filtrat. Filtrat
berupa larutan impuritis dibuang ke pengolahan limbah cair sedangkan cake
berupa Natrium Sulfat Dehydrat diumpankan pada tangki F-410 dengan Screw
Conveyor J-261 sebagai produk akhir.
Unit Proses HCl (Kode Unit : 300)
Dari Mannheim Furnace (Q-210) terjadi Reaksi :
2NaCl (s) + H2SO4(aq) → Na2SO4(s) + 2HCl (g)
Dari reaksi tersebut terbentuk Produk samping HCl yang berupa gas,
Kemudian di pompa ke Coke Tower (D-310) untuk didinginkan lalu diumpan ke
HCl Absorber (D -320) untuk proses pemisahan antara HCl liquida dan HCl gas.
HCl liquida dipompa ke tangki penyimpanan HCl (F-420) sedangkan HCl gas
Unit Pengendalian Produk (Kode Unit : 400)
Produk Natrium Sulfat F-410
Produk dari S-260 diangkut ke F- 410 dengan bantuan J-261.
Dalam F-410 (Tempat Penyimpanan) dengan Kapasitas penyimpanan
panas yang tinggi dalam perubahan fase dalam padat ke cair, dan
perubahan suhu fase menguntungkan dari 32ºC .
Produk HCl F- 420
Produk dari D-310 lalu dipompa menuju F-420, produk HCl
memiliki laju penguapan sangat tinggi sehingga penyimpanan dan
BAB III
NERACA MASSA
Kapasitas produksi = 25.000 ton/tahun
Waktu operasi = 24 jam / hari ; 330 hari / tahun
Satuan massa = kilogram/jam
1. TANGKI PENGENCER (F-122) Neraca Massa :
Komponen Masuk (kg/jam) Komponen Keluar (kg/jam)
# H2SO4 dari F-120 # H2SO4 ke Furnace (Q-210)
H2SO4 850.3074 H2SO4 787.2596
H2O 17.3532 H2O 226.3359
# Air Utilitas
H2O 145.9348
2. FURNACE (Q-210) Neraca Massa :
Komponen Masuk (kg/jam) Komponen Keluar (kg/jam)
# Garam (NaCl) dari F-110) # Salt Cake ke B-220
NaCl 907.8003 Na2SO4 1079.7392
CaSO4 8.3706 MgSO4 8.4037
MgCl 4.3547 Fe2(SO4)3 0.0029
Fe2O3 0.0581 H2SO4 0.7498
Impuritis 0.4839 Fe2O3 0.0569
H2O 43.7304 NaCl 18.1560
MgSO4 2.9031 CaSO4 8.3706
Impuritis 0.4839
# H2SO4 dari F-122 # Produk Gas HCl ke D-310
H2SO4 787.2596 HCl 558.4234
H2O 226.3359 SO3 30.07619
H2O 276.83380
3. ROTARY COOLER (B-220) Neraca Massa :
Komponen Masuk (kg/jam) Komponen Keluar (kg/jam)
# Salt Cake dari Q-210
Na2SO4 1079.7392 # Produk atas ke H-221
MgSO4 8.4037 Na2SO4 1.0797
Fe2(SO4)3 0.002903103 MgSO4 0.0084037
H2SO4 0.7498 Fe2(SO4)3 0.0000029
Fe2O3 0.0569 H2SO4 0.0007
NaCl 18.1560 Fe2O3 0.000057
CaSO4 8.3706 NaCl 0.0182
Impuritis 0.4839 CaSO4 0.0084
Impuritis 0.0005
# Produk bawah ke F-224
Na2SO4 1078.6595
MgSO4 8.3953
Fe2(SO4)3 0.0029
H2SO4 0.7490
Fe2O3 0.0568
NaCl 18.1379
CaSO4 8.3622
Impuritis 0.4834
4. CYCLONE (H-221) Neraca Massa :
Komponen Masuk (kg/jam) Komponen Keluar (kg/jam)
# Campuran bahan dari B-220
Na2SO4 1.0797
# Produk atas ke Udara
bebas
MgSO4 0.0084 Na2SO4 0.0108
Fe2(SO4)3 0.0000 MgSO4 0.000084
H2SO4 0.0007 Fe2(SO4)3 0.000000029
Fe2O3 0.0001 H2SO4 0.0000075
NaCl 0.0182 Fe2O3 0.0000006
CaSO4 0.0084 NaCl 0.0001816
Impuritis 0.0005 CaSO4 0.0000837
Impuritis 0.0000048
# Produk bawah ke F-224
Na2SO4 1.0689
MgSO4 0.0083
Fe2(SO4)3 0.0000
H2SO4 0.0007
Fe2O3 0.0001
NaCl 0.0180
CaSO4 0.0083
Impuritis 0.0005
5. SILO (F-224) Neraca Massa :
Komponen Masuk (kg/jam) Komponen Keluar (kg/jam)
# Salt Cake dari B-220 # Salt cake Ke R-230
Na2SO4 1079.7392 Na2SO4 1080.8082
MgSO4 8.4037 MgSO4 8.4120 Fe2(SO4)3 0.0029 Fe2(SO4)3 0.0029
H2SO4 0.7498 H2SO4 0.7505
Fe2O3 0.0569 Fe2O3 0.0570
NaCl 18.1560 NaCl 18.1740
CaSO4 8.3706 CaSO4 8.3789
Impuritis 0.4839 Impuritis 0.4843
# Salt Cake dari H-221
Na2SO4 1.0689
MgSO4 0.0083
Fe2(SO4)3 0.0000029
H2SO4 0.0007
Fe2O3 0.0001
NaCl 0.0180
CaSO4 0.0083
Impuritis 0.0005
6. SOLUTION TANK / NEUTRALIZER (R-230) Neraca Massa :
Komponen Masuk (kg/jam) Komponen Keluar (kg/jam)
# Salt Cake dari F-224 # Campuran bahan
Na2SO4 1080.808 Na2SO4 1081.8966
MgSO4 8.4120 MgSO4 8.4120 Fe2(SO4)3 0.0029 Fe2(SO4)3 0.0029
H2SO4 0.7505 H2CO3 0.4748
Fe2O3 0.0570 Fe2O3 0.0570
NaCl 18.1740 NaCl 18.1744
CaSO4 8.3789 CaSO4 8.1281
Impuritis 0.4843 CaSO4 (terlarut) 0.2508
Na2CO3 0.0812
# Soda Ash dari F-130 Impuritis 0.4843
Na2CO3 0.8930 H2O 2573.1832
Na2SO4 0.0009
NaCl 0.0004
H2O 0.0004
# Air proses
H2O 2573.1827
7. ROTARY DRUM VACUUM FILTER – 1 (H-240) Neraca Massa :
Komponen Masuk (kg/jam) Komponen Keluar (kg/jam)
# Campuran Bahan dari R-230 # Filtrat ke S-250
Na2SO4 1081.897 Na2SO4 1060.2586
MgSO4 8.412 MgSO4 8.2438
Fe2(SO4)3 0.003 Fe2(SO4)3 0.0028
H2CO3 0.475 H2CO3 0.4653
Fe2O3 0.057 NaCl 17.8109
NaCl 18.174 CaSO4 (terlarut) 0.2458
CaSO4 8.128 Na2CO3 0.0796
CaSO4 (terlarut) 0.251 H2O 2521.7195
Na2CO3 0.081
Impuritis 0.484
H2O 2573.183 # Cake Ke Pengolahan
Fe2O3 0.0558
CaSO4 7.9655
Impuritis 0.4746
Na2SO4 21.6379
# Air Proses dari Utilitas MgSO4 0.1682
H2O 5.0976 Fe2(SO4)3 0.0001
H2CO3 0.0095
NaCl 0.3635
CaSO4 (terlarut) 0.0050
Na2CO3 0.0016
H2O 51.4637
# Bekas Air Pencuci
Air Pencuci 5.0976
Fe2O3 0.00114
CaSO4 0.16256
Impuritis 0.00969
8. CRYSTALLIZER (S-250) Neraca Massa :
Komponen Masuk (kg/jam) Komponen Keluar (kg/jam)
# Filtrat dari H-240 # Campuran Kristal ke F-410
Na2SO4 1060.2586 Na2SO4 .10 H2O 3212.9049
MgSO4 8.2438 MgSO4 8.2438 Fe2(SO4)3 0.0028 Fe2(SO4)3 0.0028
H2CO3 0.4653 H2CO3 0.4653
NaCl 17.8109 NaCl 17.8109 CaSO4 (terlarut) 0.2458 CaSO4 (terlarut) 0.2458
Na2CO3 0.0796 Na2CO3 0.0796
H2O 2521.7195 H2O 369.0732
9. COKE TOWER (D-310) Neraca Massa :
Komponen Masuk (kg/jam) Komponen Keluar (kg/jam)
# Produk Gas HCl # Produk Gas HCl ke D-320
HCl 558.4234 HCl 558.4234
H2O 276.8338 H2O 259.4743
SO3 30.0762
# Produk H2SO4 ke Q-210
H2SO4 36.8433
H2O 10.5924
865.3334 865.3334
10. HCl ABSORBER (D-320) Neraca Massa :
Komponen Masuk (kg/jam) Komponen Keluar (kg/jam)
# Produk gas HCl dari D-310
# Produk gas HCl ke D-330
HCl 558.4234 HCl 11.1685
H2O 259.4743 H2O 5.1895
# Air Proses dari Utilitas # Produk Liquid HCl ke F-420
H2O 578.6756 HCl 547.2550
H2O 832.9604
11. HCl SCRUBBER (D-330) Neraca Massa :
Komponen Masuk (kg/jam) Komponen Keluar (kg/jam)
# Produk gas HCl dari Coke Tower
# Produk gas HCl dari Scrubber
HCl 11.1685 HCl 0.2234
H2O 5.1895 H2O 0.1038
# Air Proses # Produk Liquid HCl ke Penampung HCl
H2O 10.7309 HCl 10.9451
H2O 15.8166
27.0889 27.0889
Kapasitas Produk =
Direncanakan kapasitas produk 25000 ton/tahun (memenuhi). 3156.565247 kg/jam
75757.56592 kg/hari
24999997 kg/tahun
BAB IV
NERACA PANAS
Kapasitas produksi = 25.000 ton/tahun
Waktu operasi = 24 jam / hari ; 330 hari / tahun
Satuan panas = kilokalori/jam
1. TANGKI PENGENCER (F-122) Neraca Panas :
Komponen Masuk (Kkal / jam) Komponen Keluar (Kkal / jam)
H2SO4 1735.3212 H2SO4 35667.6780
H2O 39.8406 H2O 11547.0050
Air Proses 335.0460
∆Hs 45104.4753
2. FURNACE (Q-210) Neraca Panas :
Komponen Masuk (Kkal / jam) Komponen Keluar (Kkal / jam) # H Garam dari F-110 # H Produk Salt Cake ke B-220
NaCl 966.3817 Na2SO4 210822.2759
CaSO4 7.4385 MgSO4 1580.5697
MgCl2 4.3658 Fe2(SO4)3 0.4061
MgSO4 3.3375 H2SO4 258.6870
Fe2O3 0.0466 Fe2O3 10.4585
Impuritis 0.4509 NaCl 3609.9065
H2O 103.7499 CaSO4 1747.3287
Impuritis 111.1518
# H2SO4 dari F-120
H2SO4 1660.2775 # H Produk Gas ke D-310
H2O 536.9794 HCl 147890.8381
SO3 6123.0621
# H2S04 dari D-310 H2O 320842.0738
H2SO4 202.0203
H2O 65.3437 Q Loss 43508.2570
Q Supply 870165.1405
ΔHR 298,15 K -137210.517
3. ROTARY COOLER (B-220) Neraca Panas :
Komponen Masuk (Kkal / jam) Komponen Keluar (Kkal / jam) # H Salt Cake dari Q-210 # H Produk Bawah ke F-224
Na2SO4 210822.2759 Na2SO4 3741.0683
MgSO4 1580.5697 MgSO4 28.0474
Fe2(SO4)3 0.4061 Fe2(SO4)3 0.0072
H2SO4 258.6870 H2SO4 4.5904
Fe2O3 10.4585 Fe2O3 0.1338
NaCl 3609.9065 NaCl 56.2079
CaSO4 1747.3287 CaSO4 21.7473
impuritis 111.1518 Impuritis 1.3245
# H udara bebas # H Produk Atas ke H-221
Udara + H2O (uap) 3254.4799 Na2SO4 44.1945
MgSO4 0.3313
Fe2(SO4)3 0.0001
H2SO4 0.0542
Fe2O3 0.0018
NaCl 0.6827
CaSO4 0.2826
Impuritis 0.0179
# H udara bebas
Udara + H2O (uap) 217496.5721
4. SOLUTION TANK / NEUTRALLIZER (R-230) Neraca Panas :
Komponen Masuk (Kkal / jam) Komponen Keluar (Kkal / jam) # H Salt Cake dari F-224 # H Produk Salt Cake ke H-240
Na2SO4 3744.7720 Na2SO4 8746.6003
MgSO4 28.0752 MgSO4 65.5088
Fe2(SO4)3 0.0072 Fe2(SO4)3 0.0168
H2SO4 4.5950 H2CO3 7.8804
Fe2O3 0.1340 Fe2O3 0.3180
NaCl 56.2635 NaCl 131.7415
CaSO4 21.7689 CaSO4 49.9439
impuritis 1.3258 Impuritis 3.1619
H2O 5003.4117
# H Soda Ash dari F-130 CaSO4 (terlarut) 1.5412
Na2CO3 1.2173 Na2CO3 0.7746
Na2SO4 0.0010
NaCl 0.0005 Q loss 510.6570
H2O 0.0001
# H Air Proses dari Utilitas
H2O 714.7730
Q Supply 10213.1404
ΔH reaksi -264.5176
5. CRYTALLIZER (S-250) Neraca Panas :
Komponen Masuk (Kkal / jam) Komponen Keluar (Kkal / jam) # H Salt Cake dari H-240 # H Salt Cake Ke F-410
Na2SO4 8571.6683 Na2SO4 .10 H2O 15539.6836
MgSO4 64.1986 MgSO4 23.8452
Fe2(SO4)3 0.0165 Fe2(SO4)3 0.0061
H2CO3 7.7228 H2CO3 2.8685
NaCl 129.1066 NaCl 47.7710
CaSO4 (Terlarut) 1.5104 CaSO4 (terlarut) 0.5527
Na2CO3 0.7591 Na2CO3 0.2820
H2O 4903.3435 H2O 266.5529
ΔH reaksi 4318285.3290 Q Terserap 4316082.0929
4331963.6548 4331963.6548
6. COKE TOWER (D-310) Neraca Panas :
Komponen Masuk (Kkal / jam) Komponen Keluar (Kkal / jam) # H Produk Gas HCL # H Produk Gas HCL ke D-320
HCl 35238.1618 HCl 16095.0925
SO3 1239.1277 H2O (g) 17895.0151
H2O (g) 41432.1259
ΔH reaksi -15602.0244 Q Terserap 28317.2833
7. HCl ABSORBER (D-320) Neraca Panas :
Komponen Masuk (Kkal / jam) Komponen Keluar (Kkal / jam) # H Produk Gas HCL dari D-310 # H Produk Gas HCL ke D-330
HCl 16095.0925 HCl 170.9613
H2O (g) 17895.0151 H2O (g) 187.6671
# H air Proses dari Utilitas # H ProdukHCL ke F-420
H2O 72.0762 HCl 1355.7946
H2O (g) 4636.4884
Q terserap 27711.2725
34062.1839 34062.1839
8. HCl SCRUBBER (D-330) Neraca Panas :
Komponen Masuk (Kkal / jam) Komponen Keluar (Kkal / jam) # H Produk Gas HCL dari D-320 # H Produk Gas HCL ke udara bebas
HCl 170.9613 HCl 0.2979
H2O (g) 190.7591 H2O (l) 0.0404
# H air Proses dari Utilitas # H Produk HCL ke pengolahan
H2O 72.0762 HCl 27.1159
H2O (g) 94.4200
Q terserap 311.9225
BAB V
SPESIFIKASI ALAT
Kapasitas produksi = 25.000 ton/tahun
Waktu operasi = 24 jam / hari ; 330 hari / tahun Satuan massa = kilogram/jam
Satuan panas = kilokalori/jam
1. GUDANG STOK GARAM (F-110)
Fungsi : Menampung garam dari supplier. Dasar pemilihan : Bahan tidak hygroscopic.
Spesifikasi :
Kapasitas : 688 m3
Bentuk : empat persegi panjang. Ukuran : panjang : 11,8663 m lebar : 11,8663 m
tinggi : 4,7465 m Bahan konstruksi : beton
2. BELT CONVEYOR – 1 (J-111)
Fungsi : Memindahkan bahan dari F-110 ke C-112.
Type : Troughhed belt on 45° idlers with rolls of equals length.
Dasar pemilihan : Dipilih conveyor jenis belt karena sesuai dengan bahan. Spesifikasi :
Kapaisitas maksimal : 32 ton/jam
Belt width : 14 in. - Trought width : 9 in.
- Skirt Seal : 2 in. Belt speed : 200 ft/min Panjang : 16,62 ft
Sudut elevasi : 15,7112o Power : 3 hp Jumlah : 1 buah
3. DISK MILL (C-112)
Fungsi : Menghaluskan bahan dari ¼ in sampai dengan 200 mesh. Type : Doble runner attrition mill.
Dasar pemilihan : Sesuai dengan bahan.
Spesifikasi :
Kapasitas : 2133,3936 lb/jam
Runner size : 24 in
Power : 2,5 hp
Jumlah : 1 buah
4. SCREW CONVEYOR – 1 (J-113)
Fungsi : Membawa bahan dari C-112 ke Q-210.
Type : Rotary Cuttof Valve.
Dasar pemilihan : Digunakan pada padatan dengan ssstem tertutup.
Spesifikasi :
Kapasitas : 16,576 cuft/jam Panjang : 12 ft
Diemater : 6 in Kecepatan putaran : 18 rpm Power : 0,10 hp
Jumlah : 1 buah.
5. TANGKI PENAMPUNG H2SO4 (F-120)
Fungsi : Menampung Sulfuric Acid (H2SO4) dari supplier.
Type : Silinder tegak, tutup bawah datar dan tutup atas conical.
Dasar pemilihan : Umum digunakan pada tekanan atmospheric. Spesifikasi :
Diameter : 10,691 ft
Tinggi : 16,036 ft Tebal shell : ¼ in
Tebal tutup atas : ¼ in Tebal tuup bawah : 5/16 in
Bahan konstruski : Carbon Steel SA-283 Grade C (Brownell : 251)
Jumlah : 2 buah
6. POMPA – 1 (L-121)
Fungsi : Mengalirkan H2SO4 98% dari F-120 ke F-122.
Type : Centrifugal Pump
Spesifikasi :
Bahan : Commercial Steel. Kapasitas : 2,1176 gpm
Dynamic head, -Wf : 68,1575 ft.lbf/lbm Effisensi motor : 83%
Power : 0,11 hp Jumlah : 1 buah
7. TANGKI PENGENCER ASAM SULFAT (F-122)
Fungsi : Mengencerkan H2SO4 98% menjadi larutan asam sulfat
Spesifikasi :
Bahan : Carbon Steel SA-285 Grade C
Bentuk : Silinder tegak dengan bagian atas dished head dan bagian
bawah dished bottom dengan pengaduk. Diameter shell : 6,740 ft
Tinggi total : 10,111 ft
Tebal tutup atas : 1/8 in Tebal tutup bawah : 1/4 in
Tebal shell : 3/16 in
Pengaduk : turbin 6 blade 4 baffle. Jumlah turbin : 1 buah
Motor pengaduk : 7,3 hp
Jumlah : 1 buah
8. POMPA – 2 (L-123)
Fungsi : Mengalirkan H2SO4 dari F-122 ke Q-210
Type : Centrifugal Pump
Dasar pemilihan : Sesuai untuk viskositas rendah, tidak mengadung solid.
Spesifikasi :
Bahan : Commercial Steel Rate volumetric : 2,474 gpm
Effisiensi motor : 80%
Power : 0,14 hp Jumlah : 1 buah
9. TANGKI PENAMPUNG Na2CO3 (F-130) Fungsi : Menampung Na2CO3 dari supplier
Type : Silinder tegak denagn tutup atas plat dan dan bawah conis. Dasar pemilihan : umum digunakan untuk menampung padatan.
Spesifikasi :
Volume : 45 cuft = 1,2726 m3 Diameter : 3,2294 ft
Tinggi : 6,4588 ft Tebal shell : 1/8 in
Tebal tutup atas : 1/8 in
Tebal tutup bawah : 1/8 in
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C (Brownell-253)
Jumlah : 2 buah
10. MANNHEIM FURNACE (Q-210)
Fungsi : Untuk Mereaksikan NaCl dan H2SO4 membentuk
Na2SO4 dan gas HCl
Dasar Pemilihan : Penanganan otomatis dan sesuai bahan yang digunakan.
Rate Bahan : 1981.2964 = 4367,9661
Dipilih Rotary Hearth Furnace dengan Tabel Spesifikasi alat dari (Furnace
Broker Inc)
Spesifikasi :
Model : Rotary Hearth Atmosphere Furnace Serial Number : 5D-411
Kapasitas Maks : 10000 lb
Temperature Maks : 2200 ºF
Control Voltage : 208 Volts ; 3 phases
Power Charge : 20 hp
Outside Diameter : 10 ft = 120 in Inside Diameter : 6 ft = 72 in
Tinggi : 9 ft
Interior : Brick Line dengan alloy hearth
Accessories : Air operated door dengan 12 in W x 12 in H opening. Panas dissupply direct gas fired dengan 2 American Burner (1.000.000 btu/hr maks)
Control : L & N Spedoomax strip chart recorder and L & N pyroctac.
11. BLOWER – 1 (G-211)
Fungsi : Memindahkan udara dari udara bebas ke Q-210. Type : Centrifugal Blower.
Dasar pemilihan : Sesuai dengan jenis bahan, effisiensi tinggi. Spesifikiasi :
Bahan : Commercial Steel.
Rate volumetric : 1803,3285 ft3/mnt Adiabatic head : 15000 ft/lbf/lbm gas
Effisiensi motor : 40% Power : 9,8 hp Jumlah : 1 buah
12. SCREW CONVEYOR – 2 (J-212)
Fungsi : Membawa bahan dari Q-210 ke B-220
Type : Rotary Cuttof Valve
Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk padatan dengan system tertutup.
Spesifikasi :
Kapasitas : 14,6618 cuft/jam Panjang : 10 ft
Diameter : 6 in Kecepatan putaran : 16 rpm
Jumlah : 1 buah
13. ROTARY COOLER (B-220)
Fungsi : Mendinginkan Salt Cake dengan bantuan udara bebas. Type : Rotary Drum.
Spesifikasi :
Kapasitas : 1115,9630 kg/jam Isolasi : Batu isolasi
Tebal isolasi : 12 in Tebal shell : 1/4 in Panjang : 18,36 ft
Diameter : 4,5 ft Tinggi bahan : 0,108 ft Sudut rotary : 1o
Time of Passes : 15 menit Power : 5,0 hp
Jumlah : 1 buah
14. CYCLONE (H-221)
Fungsi : Untuk memisahkan padatan dari gas. Type : Van Tongeren Cyclone.
Spesifikasi :
Kapasitas : 86,015 cuft Diameter partikel : 0,00003122 ft
Tebal shell : 3/16 in Tebal tutup atas : 3/16 in Tebal tutup bawah : 3/16 in
Jumlah : 1 buah
15. BLOWER – 2 (G-222)
Fungsi : Memindahkan udara dari udara bebas ke B-220 Type : Centrifugal Blower.
Dasar pemilihan : Sesuai dengan jenis bahan, effisiensi tinggi. Spesifikasi :
Bahan : Commercial Steel.
Rate volumetric : 1651,117 cuft/mnt. Adiabtic head : 15000 ft.lbf/lbm gas.
Effisiensi motor : 50%
Power : 7,2 hp Jumlah : 1 buah
16. BUCKET ELEVATOR – 1 (J-223)
Type : Continous Bucket Elevator.
Dasar pemilihan : untuk mindahkan bahan dengan ketinggian tertentu. Spesifikasi :
Kapasitas maksimum : 14 ton/jam.
Ukuran : 6 in x 4 in x 4 ¼ in. Bucket spacing : 12 in
Tinggi elevator : 43 ft Ukuran feed (maks) : ¾ in
Bucket speed : 25 ft/menit. Putaran head shaft : 5 rpm Lebar belt : 7 in
Power total : 1,9 hp
Jumlah : 1 buah
17. SILO (F-224)
Fungsi : Menampung bahan dari J-223.
Type : Silinder tegak denagn tutup atas plat dan tutup bawah conis.
Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk menampung padatan.
Spesifikasi :
Volume : 414,3904 cuft = 11,73 m3.
Tinggi : 16,811 ft
Tebal shell : 1/4 in Tebal tutup atas : 1/4 in
Tebal tutup bawah : 1/4 in
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C (Brownell : 253) Jumlah : 1 buah
18. SOLUTION TANK / NEUTRALLIZER (R-230)
Perhitungan dan penjelasan pada bab VI – Spesifikasi Alat Utama. Fungsi : Netralisasi H2SO4 dengan bantuan Na2CO3.
Type : Silinder tegak, tutup atas dishead, tutup bawah conical
dilengkapi pengaduk dan jaket. Shell :
Diameter : 3,83 ft = 1,17 m
Tinggi : 7,65 ft = 2 m Tebal shell : ¼ in
Tebal tutup atas : ¼ in Tebal tutp bawah : ¼ in
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C (Brownell : 253).
Jumlah : 1 buah Sistem pengaduk :
Diameter impeler : 1,28 ft
Lebar blade : 0,255 ft Panjang blade : 0,32 ft
Power motor : 6,6 hp Sistem pendingin :
Diameter jaket : 3,87 ft
Tinggi jaket : 4,46 ft Jaket spacing : 1/8 in
Tebal jaket : 3/16 in
19. POMPA – 3 (L-231)
Fungsi : Mengalirkan bahan dari R-230 ke H-240. Type : Reciprocating Pump.
Dasar pemilihan : Sesuai dengan viskositas rendah, mengandung solid.
Spesifikasi :
Bahan : Commercial Steel.
Rate volumetric : 14,091 gpm. Total Dynamic Head : 38,575 ft.lbf/lbm Effisiensi motor : 80%
20. ROTARY DRUM VACUUM FILTER – 1 (H-240) Fungsi : Memisahkan filtrate dengan cake. Type : Standart rotary drum vacuum filter.
Dasar pemilihan : Sesuai dengan bahan. Spesifikasi :
Kapasitas maksimum : 0,283 m3
Diameter : 0,61 m Tinggi : 1,8 m
Putaran : 7 ½ rpm
Power : 1,12 kW = 1,5 hp Bahan : Carbon Steel
Jumlah : 1 buah.
21. CRYSTALLIZER (S-250)
Fungsi : Mengkristalkan Sodium Sulfate Decahydrate. Type : Swenson – Walker Crystallizer.
Dasar pemilihan : Digunakan untuk kristalisasi pendinginan mendadak. Spesifikasi :
Kapaistas : 100,221 cuft.
Diameter : 2,861 ft Panjang : 9,528 ft
Power : 0,2 hp
Jumlah : 2 buah (1 buah stanby running)
22. SCREW CONVEYOR – 3 (J-261)
Fungsi : Membawa bahan dari H-260 ke F-410. Type : Rotary Cuttof Valve.
Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk padatan denagn system tertutup. Spesifikasi :
Kapasitas : 134,081 cuft/jam. Panjang : 10 ft
Diameter : 10 in
Kecepatan putaran : 21 rpm Power : 0,5 hp Jumlah : 1 buah
23. COKE TOWER (D-310)
Fungsi : Menyerap panas dari bahan dan konversi gas SO3
menjadi H2SO4.
Type : Packed Tower dengan coke dilengkapi jaket.
- Shell :
Diameter : 14,707 ft Tinggi : 102,95 ft
Tebal shell : 5/16 in Tebal tutup atas : ¼ in Tebal tutup bawah : ¼ in
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C (Brownell : 253). Jumlah : 2 buah
- Sistem pendingin :
Diameter jaket : 14,76 ft Tinggi jaket : 3,860 ft
Jaket spacing : 1/16 in Tebal jaket : 5/16 in
24. POMPA – 4 (L-311)
Fungsi : Mengalirkan bahan dari D-310 ke Q-210.
Type : Centrifugal Pump.
Dasar pemilihan : Sesuai untuk viskositas rendah, tidak mengandung solid.
Spesifikasi :
Bahan : Commercial Steel. Rate volumetric : 2,465 gpm.
Effisiensi motor : 80%
Power : 0,07 kW = 0,1 hp Jumlah : 1 buah
25. HCl ABSORBER (D-320)
Fungsi : Menyerap gas HCl dengan bantuan air proses.
Type : Packed Colomn
Dasar pemilihan : Lebih umum digunakan dalam industri kimia karena
effisiensi penyerapan tinggi.
Spesifikasi :
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C Kecepatan uap : 0,9987 kmol/jam
Diameter : 6,02 m
Tinggi total : 8,4 m
Jenis packing : Rasching Rings (keramik).
Ukuran packing : 1 in (25 mm) Jumlah : 1 buah
26. POMPA – 5 (L-321)
Fungsi : Mengalirkan bahan dari D-320 ke F-420.
Dasar pemilihan : Sesuai untuk viskositas rendah, tidak mengandung solid.
Spesifikasi :
Bahan : Commercial Steel
Rate volumetric : 5,038 gpm Total Dynamic Head : 35,11 ft.lbf/lbm Effisiensi motor : 80%
Power : 0,11 kW = 0,2 hp Jumlah : 1 buah
27. HCl SCRUBBER (D-330)
Fungsi : Menyerap gas HCl dengan bantuan air proses.
Type : Packed Colomn.
Dasar pemilihan : Lebih umum digunakan dalam industri kimia karena effisiensi penyerapan tinggi.
Spesifikasi :
Bahan : Carbon Steel SA-283 Grade C
Kecepatan uap : 0,0155 kmol/jam Diameter : 0,31 m
Tinggi total : 4,9 m
Jenis packing : Rasching Rings (keramik). Ukuran : 1in (25 mm)
28. TANGKI PENAMPUNG Na2SO4.10 H2O (F-410)
Fungsi : Menampung Na2SO4.10 H2O / menampung produk akhir.
Type : Silinder tegak dengan tutup atas plat dan tutup bawah
conis.
Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk menampung padatan.
Spesifikasi :
Volume : 4827 cuft = 137 m3 Diameter : 13 ft
Tinggi : 38 ft Tebal shell : 5/16 in Tebal tutup atas : 5/16 in
Tebal tutup bawah : 5/16 in
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C (Brownell : 253) Jumlah : 4 buah
29. TANGKI PENAMPUNG HCl (F-420)
Fungsi : Menampung produk samping HCl.
Spesifikasi :
Volume : 1438 cuft = 41 m3 Diameter : 10 ft
Tinggi : 19 ft Tebal shell : ¼ in
Tebal tutup atas : ¼ in
Tebal tutup bawah : ¼ in
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C (Brownell : 253)
BAB VI
PERANCANGAN ALAT UTAMA
Fungsi : Menetralkan H2SO4 dengan bantuan Na2CO3.
Type : Silinder tegak, tutup ata dishead, tutup bawah conical
dilengkapi pengaduk dan jaket
Dasar pemilihan : - Tangki berpengaduk effisien untuk pencampuran.
- Tutup bawah conis, mempermudah pengeluaran
produk.
1. Perhitungan shell dan tutup
Perhitungan :
Rate massa = 3691,1453 kg/jam = 8137,4899 lb.jam
Volume bahan = 113,0208 cuft/jam
Keterangan :
θ = Waktu pengadukkan ; detik
µ = Viskositas bahan ; Pa.dt
V = Volume bahan ; m3
P = Power pengaduk ; kW / m3
µ campuran = 1,46 cp (berdasarkan sg bahan) (1 cp = 0,001 Pa.dt)
= 0,0015 Pa.dt
Volume bahan = 113,0208 cuft = 3,2 m3 (1 cuft = 0,0283 m3)
P = digunakan 0,21 kW/m3 (antara 0,2 – 0,5 kW/m3)
Waktu tinggal : 60 menit = 1 jam
37 menit = 0,623 jam
Dengan waktu tinggal 37 menit, dimana volume bahan mengisi 80% volume
tangki dan digunakan 1 buah tangki.
Volume bahan
Menentukkan ukuran tangki dan ketebalannya :
Diambil dimention ratio H/D = 2 (Ulrich; T.4-18)
Maka, D = 3,83 ft = 45,916 in = 1,17 m (Dmaks = 4 m; UlrichT.4-18)
H = 7,65 ft = 91,831 in = 2,33 m
H = 6,12 ft = 73,465 in = 1,87 m
Penentuan Tebal Shell :
Tebal shell berdasarkan ASME Code Cylindrical Tank :
Dengan : tmin = tebal shell minimum ; in
P = tekanan tangki ; psi
ri = jari – jari tangki ; in (1/2 D)
C = factor korosi ; in (digunakan 1/8 in = 0,125 in)
E = faktor pengelasan, digunakan double welded, E = 0,8
F = stress allowable, bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 grade
Poperasi = PHydrosttis =
Pdesign = Poperasi + Phidrostatik
= 14,7 + 3,06 = 17,76 psi
R = ½ D
= ½ x 45,916 in = 22,96 in
Maka digunkan t = ¼ in
Untuk tebal tutup atas disamakan dengan tebal tutup bawah, karena tutup bawah
mempunyai beban yang lebih besar.
Tebal bawah, conis :
Dengan α = 30o
Maka digunakan Tc = 3/16 in.
Tinggi Conical :
Maka
2. Perhitungan Pengaduk
Dipakai impeller jenis turbin dengan 6 buah flat blade. (dari Mc.Cabe, P.216)
Diameter impeller (Da) = 1/3 diameter shell = 1/3 x 3,83 = 1,28 ft
Lebar blade (y) = 1/5 diameter impeller = 1/5 x 1,28 = 0,255 ft
Panjang blade (L) = ¼ diameter impeller = ¼ x 1,28 = 0,32 ft
Penetuan putaran pengaduk :
Dengan : V = Peripheral speed ; m/menit
Untuk pengaduk jenis turbin peripheral speed = 200-250
m/menit (Joshi ; hal.389)
Da = diameter pengaduk ; m
N = putaran pengaduk ; rpm
Diambil kecepatan putaran, V = 225 m/menit.
Da = 1,28 ft = 0,389 m
225 = π x 0,389 x N
N = 184,32 rpm = 3,07 rps
Penetuan jumlah pengaduk :
Jarak antar pengaduk = (1 - 1,5) x diameter impeller (Joshi : hal.389)
= 1,5 x 1,28 = 1,913 ft.
Putaran pengaduk, N = 184,32 rpm = 3,07 rps
π campuran = 0,00099 lb/ft.dtk (berdasarkan sg bahan)
ρ campuran = 72 lb/cuft
Karena NRe > 10000, maka digunakan baffle. (Perry 6ed ; hal.19-8)
Untuk NRe > 10000, diperlukan 4 buah baffle, dengan sudut 90o (Mc.Cabe,
P.217).
Lebar baffle, J = J/Dt = 1/12
Lebar baffle, J = 1/12 x 3,83 = 0,32 ft
Untuk NRe > 10000 perhitungan power digunakan Ludwig Vol.1, pers.5.5 ;
hal.190.
Power Pengaduk :
K3 = factor mixer (turbin) = 6,3 (Ludwig Vol.1, pers.5.5 ; hal.190)
g = konstanta gravitasi ; lb/dt2. (32,2 lb/dtk2)
ρ = densitas ; lb/cuft
N = kecepatan putaran impeller ; rps
Da = Diameter impeller ; ft
Untuk 2 pengaduk, power input = 2 x 2,51 hp = 5,0 hp.
Perhitungan Losses Pengaduk :
Gland Losses (kebocoran tenaga akibat poros dan bearing) = 10% (Joshi : 399)
Gland Losses 10% = 10% x 5,0 hp = 0,50 hp
Power input dengan Gland Losses = 5,0 + 0,50 = 5,51 hp.
Transmission system losses = 20% (Joshi : 399)
Transmission system losses = 20% x 5,51 hp = 1,103 hp
Power input dengan transmission system losses = 5,51 + 1,103 hp = 6,617 hp.
Digunakan power motor = 6,6 hp
Perhitungan jaket :
Perhitungan system penjaga suhu : (Kern. Hal:719)
Dari neraca panas, suhu yang dijaga = 60o
Q supply = 10213,1404 kkal/jam = 40556,1457 Btu/jam
Suhu masuk rata – rata = 30oC = 95oF
Suhu bahan keluar = 60OC = 140oF
ΔT = 140 – 95 = 45oF
Kebutuhan steam = 20,2880 kg/jam = 44,5948 lb/jam
Densitas steam = 0,155 lb/cuft
Asumsi kecepatan aliran = 3 ft/dtk (Kern. T.12 hal.845)
Dengan : D2 = diameter dalam jaket ;
D1 = diameter luar jaket di bejana (2 x tebal)
D1 = 3,83 + 2 (1/4 in x 1/12 ft) = 3,87 ft
Penetuan tebal jaket :
Tebal jaket berdasarkan ASME Code untuk Cylindrical :
Dengan : tmin = tebal shell minimum ; in
P = tekanan tangki ; psi
ri = jari – jari tangki ; in (1/2 D)
C = factor korosi ; in (digunakan 1/8 in = 0,125 in)
E = faktor pengelasan, digunakan double welded, E = 0,8
F = stress allowable, bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 grade
C, maka f = 12650 psi (Brownell, T.13-1).
Pdesign = 17,76 psi
R = ½ D
= ½ x 3,872 ft = 1,936 ft
Maka digunkan t = 3/16 in
Untuk tebal tutup disamakan dengan tebal tutup bawah, karena tutup bawah
mempunyai beban yang lebih besar.
Perhitungan tinggi jaket :
Untuk diameter kurang dari 114 in, m : 12 in = 1 ft (Hesse : 85)
h = tinggi conical = 3,3 ft.
d = inside diameter jaket = 3,9 ft.
D = outside diameter jaket = ID + (2 x tebal jaket) = 4,2473 ft
16,3863 = (π x 3,83 x h) + 61,122
hjaket = 4,46 ft
Perhitungan Jumlah Penyangga :
1. Berat Cairan = 8137,4988 lb
2. Berat Bejana :
a. Berat Shell :
- Volume Shell = 2πr x H x tshell
= 2π x 22,96 x 7,65 x 12 x ¼
= 3309,934 in3
- Berat Shell = 3309,934 in3 x
= 940,21 lb
b. Berat Tutup :
1. Tutup atas berbentuk dishead head :
- Diameter =
(B & Y, pers. 5-12 hal.88)
=
Dari table 5.8 ; sf = 1 ½ in dan dari table 5.7 ; icr = 4 3/8
=
- Berat Tutup =
=
= 156 lb
2. Tutup bawah berbentuk conis :
- Luas penampang = 0,03 ft2
Jari – jari =
Diameter (m) = 2 x 0,09 = 0,18 ft = 2,21 in
- Volume tutup =
=
= 13,35 ft3
- Berat tutup = 13,35 ft3 x 490 lb/ft3
= 6543 lb
Berat total bejana = Berat shell + berat tutup atas + berat tutup bawah
= 940,21 + 156 + 6543 = 7638,61 lb
3. Berat Pengaduk
Asumsi : 5% berat total bejana.
Berat pengaduk = 5% x 7638,61 = 381,9305 lb
4. Berat Jaket
b. – Volume jaket = 2πr x H x tjaket
=
= 1,131 ft3
- Berat jaket = 1,131 ft3 x 490 lb/ft3 = 554,01 lb
- Berat total jaket = 44,594 + 554,01 = 598,60 lb
Berat beban total = berat cairan + berat bejana + berat pengaduk + berat jaket
= 8137,4988 + 7638,61 + 381,9305 + 598,60
= 16756,64 lb
~ Direncanakan panjang kolom penyangga (L) = 21 ft = 252 in
~ Jumlah penyangga = 3 buah
Asumsi : menggunakan kolom berbentuk WF
Dari table 7.3 (Hesse : 144)
Digunakan jenis WF dengan ukuran :
6 x 6 : A = 7,35 in2 ; d = 6,19 in ; b = 6,05 in ;
Kx-x = 2,63 ; Ky-y = 1,54
L / Kx-x = 252 / 2,63 = 95,82 < 120
L / Ky-y = 252 / 1,54 = 163,64 < 120
Kx-x =
P = 92222,06
Ky-y =
=
P = 53183,72
Ternyata P design kolom > P total bejana, maka design dapat digunakan.
Perhitungan Base Plate :
Digunakan lanatai beton dengan f = 600 psi.
Abp = (2 m + 0.95 d) (2 n + 0,8 b) in2 ; dengan m = n
9,31 = (2m + 0,95 x 6,19) (2n + 0,8 x 6,05) in2
9,31 = (2m + 5,8805) (2n + 4,84) in2
9,31 = 4m2 + 9,68 m + 11,761 m + 19,152
9,31 = 4m2 + 21,441 m + 19,152
Panjang = d + 2m = 6,19 + (2 x (-1,133)) = 3,92 in
Lebar = b + 2n = 6,05 + (2 x (-1,133)) = 3,78 in
Diambil panjang = lebar = 4 in
Asumsi lantai beton memenuhi :
Karena n > m maka t base plate dihitung berdasarkan nilai n :
t = 0,23 in
diambil t base plate = 1 in
Spesifikasi :
Fungsi : Menetralkan H2SO4 dengan bantuan Na2CO3.
Type : Silinder tegak, tutup ata dishead, tutup bawah conical
dilengkapi pengaduk dan jaket
Shell :
Tinggi = 7,65 ft
Tebal shell = ¼ in
Tebal tutup atas = ¼ in
Tebal tutup bawah = ¼ in
Bahan konstruksi = Carbon Steel SA-283 Grade C (Brownell : 253)
Jumlah = 1 buah
Sistem pengaduk :
Dipakai impeller jenis turbin dengan 6 buah flat blade dengan jumlah 2 buah :
Diameter impeller = 1,28 ft
Lebar blade = 0,255 ft
Panjang blade = 0,32 ft
Power motor = 6,6 hp
Sistem pendingin :
Diameter jaket = 3,872 ft
Tinggi jaket = 4,46 ft
Jaket spacing = 1/8 in
BAB VII
INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
VII.1. Instrumen
Dalam rangka pengoprasian pabrik, pemasanagn alat – alat
instrumentasi sangat dibutuhkan dan memperoleh hasil produksi yang optimal. Pemasangan alat – alat instrumen disini bertujuan sebagai pengontrol jalannya
proses produksi dari peralatan – peralatan pada awal sampai akhir produksi. Dimana dengan alat instrumentasi tersebut, kegiatan maupun aktivitas tiap – tiap unit dapat dicatat kondisi operasinya sehingga sesuai dengan kondisi operasi yang
dikehendaki serta mampu memberikan tanda – tanda apabila terjadi penyimpangan – penyimpangan selama proses produksi berlangsung.
Pada uraian diatas dapat disederhanakan bahwa adanya alat instrumentasi maka :
1. Proses produksi dapat berjalan sesuai dengan kondisi – kondisi yang telah
ditentukan sehingga diperoleh hasil yang optimum.
2. Proses produksi berjalan sesuai dengan efisiensi yang telah ditentukan dan
kondisi proses tetap terjaga pada kondisi yang sama. 3. Membantu mempermudah pengoperasian alat.
4. Bila terjadi penyimpangan selama proses produksi, maka dapat segera
Adapun variabel proses yang diukur dibagi menjadi 3 bagian, yaitu : 1. Variabel yang berhubungan dengan energi, seperti temperatur, tekanan dan
radiasi.
2. Variabel yang berhubungan dengan kuantitas dan rate, seperti pada
kecepatan aliran fluida, ketinggian liquida, dan ketebalan.
3. Variabel yang berhubungan dengan karakteristik fisik dan kimia, seperti densitas, kandungan air.
Yang harus diperhatikan di dalam pemilihan alat instrumentasi adalah sebagai berikut :
o Level, range dan fungsi dari alat instrumentasi.
o Ketelitian hasil pengukuran. o Konstruksi material.
o Pengaruh yang ditimbulkan terhadap kondisi operasi proses yang
berlangsung.
o Mudah diperoleh di pasaran.
o Mudah dipergunakan dan mudah diperbaiki jika rusak.
Instrumen yang ada dipasaran dapat dibedakan dari jenis
pengoperasian alat instrumentasi tersebut, yaitu alat instrumentasi manual atau otomatis. Pada dasarnya alat – alat kontrol yang otomatis lebih disukai karenakan
maka pada perencanaan pabrik ini sedianya akan menggunakan kedua jenis alat instrumentasi tersebut. Adapun fungsi utama dari alat instrumentasi otomatis
adalah :
o Melakukan pengukuran.
o Sebagai pembanding hasil pengukuran dengan kondisi yang harus
diacapai.
o Melakukan perhitungan. o Melakukan koreksi.
Alat instrumentasi otomatis dapat dibagi menjadi tiga jenis yaitu : 1. Sensing / Primary Element.
Alat kontrol ini berlangsung mersakan adanya perubahan pada variabel
yang diukur, misalnya temperatur. Primary element merubah energi yang dirasakan dari medium yang sedang dikontrol menjadi signal yang sudah
biasa dibaca (yaitu dengan tekana fluida). 2. Receiving Element / Elemen Pengontrol.
Alat kontrol ini akan mengevaluasi signal yang didapat darin sensing
element dan diubah menjadi skala yang bisa dibaca, digambarkan dan dibaca oleh error detector. Dengan demikian sumber energi bisa diatur
3. Transmitting Element.
Alat kontrol ini berfungsi sebagai pembawa signal dari sensing element ke
receiving element.
Disamping ketiga jenis tersebut, masih terdapat peralatan pelengkap
yang lain, yaitu : Error Detector Element, alat ini akan membandingkan besarnya harga terukur pada variabel yang dikontrol dengan harga yang diinginkan dan apabila terdapat perbedaan alat ini akan mengirimkan sebagai signal error.
Amplifier akan digunakan sebgai penguat signal yang dihasilkan oleh Error Detector jika signal yang dikeluarkan lemah. Motor Operator Signal yang
dihasilkan harus diubah sesuai dengan kondisi yang diinginkan, yaitu dengan penambahan variabel manipulasi. Kebanyakan sistem kontrol memerlukan operator atau motor untuk menjalankan Final Control Element, dimana alat ini
adalah untuk mengoreksi harga variabel manipulasi. Instrumentasi pada perencanaan pabrik ini adalah :
Flow Control (FC) : Mengontrol aliran setelah keluar suatu alat.
Flow Ratio Control (FRC) : Mengontrol ratio aliran yang bercabang.
Level Control (LC) : Mengontrol ketinggian liquid didalam tangki.
Weight Control (WC) : Mengontrol berat solid yang dikeluarkan dari
tangki.
Pressure Control (PC) : Mengontrol tekanan pada suatu aliran/alat.
Untuk menghindari kecelakaan yang mungkin terjadi , berikut ini terdapat beberapa hal yang perlu mendapat perhatian pada setiap pabrik pada
umunya dan pada pabrik ini pada khususnya.
VII.2.1. Bahaya Kebakaran A. Penyebab Kebakaran
- Adanya nyala terbuka (open flame) yang datang dari unit utilitas,
workshop dan lain – lain.
- Adanya loncatan bunga api yang yang disebabkan oleh korsletting
aliran listrik seperti pada stop kontak, saklar serta instrumen lainnya. B. Pencegahan
- Menempatkan unit utilitas dan power yang cukup jauh dari lokasi
proses yang dikerjakan.
- Menempatkan bahan yang mudah terbakar pada tempat yang terisolasi
dan tertutup.
- Memasang kabel atau kawat listrik ditempat – tempat yang terlindung, jauh dari daerah yang panas memugkinkan terjadinya kebakaran.
- Sistem alarm hendaknya ditempatkan pada lokasi dimana tenaga kerja dengan cepat dapat mengetahui apabila terjadi kebakaran.
C. Alat Pencegah Kebakaran
- Pemakaian portable fire – extinguiser bagi daerah yang mudah terjangkau b