BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES, LABORATORIUM DAN PENGOLAHAN LIMBAH. merupakan bagian penting untuk menunjang proses produksi pada suatu pabrik.

(1)

Bab IV – UTILITAS

BAB IV

UNIT PENDUKUNG PROSES, LABORATORIUM DAN PENGOLAHAN LIMBAH

4.1. Unit Pendukung Proses

Unit pendukung proses atau yang lebih dikenal dengan sebutan utilitas merupakan bagian penting untuk menunjang proses produksi pada suatu pabrik.

Utilitas di pabrik n-butil oleat yang dirancang antara lain meliputi unit pengadaan air (air pendingin, air umpan boiler, air konsumsi, sanitasi dan air pemadam kebakaran), unit pengadaan steam, unit pengadaan udara tekan, unit pengadaan listrik, dan unit pengadaan bahan bakar. Utilitas yang dirancang pada pabrik n-butil oleat antara lain :

1. Unit pengadaan air

Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air untuk memenuhi kebutuhan air sebagai berikut :

a. Air pendingin

Kebutuhan make up air pendingin sebesar 160.418,17 kg/jam.

b. Air umpan boiler

Kebutuhan make up air umpan boiler sebesar 6.625,15 kg/jam.

c. Air konsumsi umum dan sanitasi

Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi sebesar 527,97 kg/jam.

d. Air pemadam kebakaran

Kebutuhan air pemadam kebakaran sebesar 36,43 kg/jam.

60

(2)

Sumber air berasal dari air Laut Jawa.

2. Unit pengadaan steam

Unit ini bertugas untuk menyediakan kebutuhan steam sebagai media pemanas reboiler serta media pemanas pada heat exchanger dengan kebutuhan steam sebesar 5.520,95 kg/jam.

3. Unit pengadaan udara tekan

Unit ini bertugas untuk menyediakan udara tekan untuk kebutuhan instrumentasi pneumatic, untuk penyediaan udara tekan di bengkel, dan kebutuhan umum yang lain. Kebutuhan udara tekan yang harus disediakan adalah sebesar 185 m³/jam.

4. Unit pengadaan listrik

Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak untuk peralatan proses, keperluan pengolahan air, peralatan-peralatan elektronik atau listrik AC, maupun untuk penerangan. Lisrik di-supply dari PLN dan dari generator sebagai cadangan bila listrik dari PLN mengalami gangguan. Kebutuhan listrik sebesar 346,45 kW. Pada saat listrik PLN mati, hanya listrik proses, utilitas, laboratorium, dan instrumentasi yang tetap menyala. Penerangan hanya 1/3 dari penerangan total karena hanya untuk penerangan proses. Adapun supply listrik dari generator sebesar 450 kW.

5. Unit pengadaan bahan bakar

Unit ini bertugas menyediakan bahan bakar untuk kebutuhan boiler dan generator. Kebutuhan bahan bakar boiler sebesar 45,19 kg/jam dan kebutuhan

(3)

bahan bakar untuk generator sebesar 90,3 kg/jam (jika diperlukan ketika listrik dari PLN mengalami gangguan).

4.1.1. Unit Pengadaan dan Pengolahan Air

Sumber air yang digunakan untuk air umpan boiler, air pendingin, air pemadam kebakaran, air konsumsi umum dan sanitasi dalam pabrik seluruhnya diperoleh dari air laut yang tidak jauh dari pabrik dengan faktor-faktor sebagai berikut :

a. Air laut dapat diperoleh dalam jumlah yang besar.

b. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya.

c. Lokasi laut yang dekat dengan pabrik.

d. Dapat menyerap panas per satuan volume yang tinggi.

Untuk menghindari fouling yang terjadi pada alat-alat penukar panas maka perlu diadakan pengolahan air laut. Pengolahan dilakukan secara fisis dan kimia yang sebelumnya melalui proses desalinasi air laut berupa screening, filtering, unit desalinasi, demineralisasi, dan dearasi.

1) Unit Desalinasi

BU-02 Air laut

BU- 01 Saringan

awal

Traveling screen

Strainer, untuk d>0.4

mm

Desalinasi Membran

Brine Sludge

Reject Ke Laut

Cloropac

Ke Pabrik

Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air Laut dengan Desalinasi Membran Sebelum Masuk Proses Pabrik

(4)

Kebutuhan air pendingin, air konsumsi umum, air sanitasi dan lainnya menggunakan teknologi membrane reverse osmosis untuk menghasilkan air kebutuhan pabrik, unit desalinasi ini terdapat di pinggir pantai untuk memudahkan proses pengambilan air laut.

Tahapan pertama air laut sebelum melewati tahapan reverse osmosis disaring terlebih dahulu dengan water tavelling screen dan stainer untuk menghilangkan padatan dan partikel-partikel kecil yang terbawa dari laut. Selanjutnya, air melalui proses desalinasi dengan membrane berupa selulosa asetat. Reverse osmosis yang dilakukan untuk menghilangkan kadar garam air laut dari kisaran 10.000 ppm menjadi air tawar dengan kandungan garam 100 ppm, senyawa organik, dan partikel-partikel padatan yang berukuran sangat kecil. Setelah melewati proses ini air kemudian di pompakan ke pabrik untuk diproses lebih lanjut. Air tawar dari proses desalinasi kemudian diinjeksikan gas klorin sebagai desinfektan sebagai penghilang mikoba dan zat renik yang masih lolos desalinasi.

2) Unit Demineralisasi

Air tawar hasil proses desalinasi dibagi menjadi dua aliran sesuai dengan jumlah kebutuhan, aliran untuk kebutuhan air umum dan sanitasi serta aliran untuk kebutuhan air umpan boiler dan air pendingin. Resin digunakan untuk menghilangkan mineral-mineral yang terkandung dalam air seperti ion Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Fe²⁺, Al³⁺, HCO3-, SO42-, Cl^-.

Air diumpankan ke cation exchanger yang berfungsi untuk menukar ion-ion positif/kation yang ada di air umpan. Alat ini berupa silinder tegak yang berisi tumpukan butir-butir resin penukar ion. Alat ini sering disebut softener yang

(5)

mengandung resin jenis hydrogen-zeolite dimana kation-kation dalam umpan akan ditukar dengan ion H⁺ yang ada pada resin. Akibat tertukarnya ion H⁺ dari kation- kation yang ada dalam air umpan, maka air keluaran cation exchanger mempunyai pH rendah dan free acid material (FMA) yaitu CaCO3 sekitar 12 ppm. FMA merupakan salah satu parameter untuk mengukur tingkat kejenuhan resin. Pada operasi normal FMA stabil sekitar 12 ppm, apabila FMA turun berarti resin yang digunakan telah jenuh sehingga perlu diregenerasi dengan H2SO4 dengan konsentrasi 2%. Adapun reaksi yang terjadi dalam kation exchanger adalah:

2NaCl + RH2 ---> RNa2 + 2 HCl...(IV-1) CaCO3 + RH2 ---> RCa + H2CO3...(IV-2) BaCl2 + RH2 ---> RBa + 2 HCl...(IV-3) Apabila resin sudah jenuh maka pencucian dilakukan dengan menggunakan larutan H2SO4 2%. Reaksi yang terjadi pada waktu regenerasi adalah:

RNa2 + H2SO4 ---> RH2 + Na2SO4...(IV-4) RCa + H2SO4 ---> RH2 + CaSO4...(IV-5) RBa + H2SO4 ---> RH2 + BaSO4...(IV-6) Air keluaran cation exchanger kemudian diumpankan ke anion exchanger.

Anion exchanger berfungsi sebagai alat penukar anion-anion (HCO3-, SO42-, NO3-, CO3-, Cl^-) yang terdapat didalam air umpan. Di dalam anion exchanger mengandung resin jenis weakly basic anion exchanger (WBAE) dimana anion- anion dalam air umpan akan ditukar dengan ion OH^- dari asam-asam yang terkandung dalam umpan menjadi bebas dan berikatan dengan OH^- yang lepas dari resin yang mengakibatkan terjadinya netralisasi sehingga pH air keluar anion

(6)

exchanger kembali normal. Kandungan silika pada air keluaran anion exchanger menjadi tolak ukur bahwa resin telah jenuh (12 ppm). Resin yang telah jenuh diregenerasi menggunakan larutan NaOH 4%. Reaksi yang terjadi di dalam anion exchanger adalah:

R(OH)2 + 2 HCl ---> RCl2 + 2 H2O...(IV-7) R(OH)2 + H2SO4 ---> RSO4 + 2 H2O...(IV-8) R(OH)2 + H2CO3 ---> RCO3 + 2 H2O...(IV-9) Pencucian resin yang sudah jenuh digunakan larutan NaOH 4%. Reaksi yang terjadi saat regenerasi adalah:

RCl2 + 2 NaOH ---> R(OH)2 + 2 NaCl...(IV-10) RSO4 + 2 NaOH ---> R(OH)2 + 2 Na2SO4...(IV-11) RCO3 + 2 NaOH ---> R(OH)2 + 2 Na2CO3...(IV-12) Air keluaran dari cation dan anion exchanger ditampung dalam tangki air demineralisasi sebagai penyimpanan sementara untuk dipakai sebagai air pendingin dan air umpan boiler yang sebelumnya melalui tahapan proses unit deaerasi.

3) Unit Deaerasi

Air yang sudah diolah di unit demineralisasi masih mengandung sedikit gas- gas terlarut terutama O2. Gas tersebut dihilangkan di unit deaerasi karena jika tidak dihilangkan, gas-gas tersebut akan menyebabkan korosi. Proses pengurangan gas- gas dalam unit ini dapat dilakukan dengan cara mekanis dan cara kimiawi. Proses mekanis dilakukan dengan cara mengkontakkan air umpan boiler dengan uap tekanan rendah, hal ini mengakibatkan naiknya suhu air yang menyebabkan kelarutan dari gas-gas didalam air menjadi berkurang dan akhirnya terlepas ke

(7)

atmosfer. Selanjutnya jika dilakukan secara kimiawi pada proses deaerasi, air umpan boiler ditambahkan senyawa hidrazin (N2H4).

4) Tangki Umpan Boiler

Alat ini berfungsi menampung air umpan boiler selama 12 jam. Bahan-bahan yang ditambahkan untuk mencegah korosi dan kerak, antara lain (Powell, 1954):

 Hidrazin (N2H4)

Zat ini berfungsi untuk menghilangkan sisa gas terlarut terutama gas oksigen sehingga dapat mencegah korosi pada boiler. Adapun reaksi yang terjadi adalah :

N2H4(aq) + O2(g) N2(g) + 2 H2O (l)...(IV-13)

 NaH2PO4

Zat ini berfungsi untuk mencegah timbulnya kerak. Reaksi yang terjadi : 2 NaH2PO4 +4 NaOH +3 CaCO3 Ca3(PO4)2 + 3Na2CO3+4H2O...(IV-14)

(8)

Gambar 4.2 Skema Hasil Desalinasi Air Laut dalam Pabrik

A. Air Pendingin

Air pendingin digunakan sebagai media pendingin pada kondensor, jaket reaktor dan heat exchanger. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air laut sebagai pendingin adalah :

 Partikel-partikel besar/ makroba (makhluk hidup laut dan konstituen lain)

 Partikel-partikel kecil/ mikroba (ganggang dan mikroorganisme laut)

(9)

Tabel 4.1 Penggunaan Air Laut sebagai Media Pendingin

No. Nama Alat Kode Alat Kebutuhan (kg/jam)

1. Kondensor-01 CD-01 83.623,62

2. Kondensor-02 CD-02 7.014,98

3. Cooler-01 HE-01 21.633,31

4. Cooler-02 HE-03 29.925,52

5. Jaket Jaket R-01 18.220,73

Total Kebutuhan air pendingin = 160.418,17 kg/jam Densitas air pada 32 ^oC = 1.021,0367 kg/m³

Kebutuhan air pendingin ini dibutuhkan pada suhu masuk unit proses sebesar 32 ^oC dan keluar unit proses pada suhu 42 ^oC. kebutuhan air pendingin sebesar 160.418,17 kg/jam adalah saat start up, pada saat pabrik berjalan (proses kontinyu) hanya dibutuhkan make up air pendingin sebesar 16.041,82 kg/jam.

B. Air Umpan Boiler

Air umpan boiler atau yang dikenal dengan sebutan boiler feed water (BFW) adalah air kondisi baik yang sangat diperhatikan penanganan dan pengolahannya.

Air umpan boiler untuk pabrik n-butil oleat ini juga didapatkan dari hasil pengolahan air laut. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler, antara lain :

a. Kandungan yang dapat menyebabkan korosi

Korosi yang terjadi didalam boiler disebabkan karena air mengandung larutan- larutan asam dan garam-garam tertentu yang terlarut.

(10)

b. Kandungan yang dapat menyebabkan kerak (scale reforming)

Pembentukan kerak disebabkan karena kesadahan dan suhu yang tinggi, biasanya berupa garam-garam silika dan karbonat.

c. Kandungan yang dapat menyebabkan pembusaan (foaming)

Air yang diambil dari proses pemanasan dapat menyebabkan foaming pada boiler dan alat penukar panas karena adanya zat-zat organik, anorganik dan zat-zat yang tidak larut dalam jumlah besar. Efek pembusaan terjadi pada alkalinitas tinggi.

Air hasil desalinasi belum memenuhi persyaratan untuk digunakan sebagai air umpan boiler, sehingga harus menjalani proses pengolahan terlebih dahulu. Air umpan boiler harus memenuhi peryaratan tertentu agar tidak menimbulkan masalah, untuk itu tahapan proses yang dilalui adalah proses demineralisasi dan proses deaerasi.

Tabel 4.2 Kebutuhan Air Umpan Boiler

No. Nama Alat Kode Alat Kebutuhan (kg/jam)

1. Heater-02 HE-02 857,67

2. Reboiler-01 RB-01 3.735,81

3. Reboiler-02 RB-02 927,48

Total Kebutuhan air untuk steam = 5.520,95 kg/jam

Kebutuhan air yang digunakan untuk pembuatan steam sebesar 5.520,95 kg/jam adalah saat start up pabrik. Untuk kebutuhan selanjutnya hanya menggunakan air make up saja. Boiler feed water (BFW) terdiri dari 20% make up

(11)

water dan 80% kondensat. Jadi, jumlah air untuk keperluan make up air umpan boiler sebesar 6.625,15 kg/jam.

C. Air Konsumsi Umum dan Sanitasi

Sumber air untuk keperluan konsumsi dan sanitasi juga berasal dari air laut.

Air ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum, perkantoran, laboratorium, kantin, taman dan poliklinik. Air konsumsi dan sanitasi harus memenuhi beberapa syarat fisik, syarat kimia dan syarat bakteriologis.

a. Syarat fisik :

- Suhu dibawah suhu udara luar - Warna jernih

- Tidak mempunyai rasa dan tidak berbau b. Syarat kimia :

- Tidak mengandung zat organik - Tidak beracun

c. Syarat bakteriologis :

- Tidak mengandung bakteri, terutama bakteri yang bersifat patogen

Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi dapat dilihat pada Tabel 4.3 : Tabel 4.3 Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi

No Keterangan Kebutuhan (kg/jam)

1 Perkantoran 258

2 Laboratorium 67

3 Kantin 125

4. Pertamanan 45

5. Poliklinik 33,3

Jumlah 528

(12)

Rangkaian proses pengolahan air konsumsi umum dan sanitasi menjadi satu bagian dengan proses pengolahan air pendingi dan air umpan boiler, hanya saja untuk air konsumsi umum dan sanitasi tidak perlu melalui tahap demineralisasi.

Dari tangki penyimpanan kemudian dialirkan ke tangki penampung air rumah tangga dan kantor.

D. Air Pemadam Kebakaran

Air pemadam kebakaran adalah air yang disiapkan jika suatu saat jika pabrik mengalami kebakaran dapat diatasi segera dengan pemadaman yang menggunakan air pemadam yang telah disediakan. Sama dengan air sanitasi, air pemadam kebakaran juga disediakan dari air laut yang diolah terlebih dahulu dengan proses desalinasi. Kebutuhan air laut sebagai air pemadam kebakaran sebesar 63,36 kg/jam.

4.1.2. Unit Pengadaan Steam

Steam yang diproduksi pada pabrik n-butil oleat ini digunakan sebagai media pemanas pada reboiler dan heat exchanger. Untuk memenuhi kebutuhan steam digunakan 1 buah boiler. Steam yang dihasilkan dari boiler ini adalah saturated steam yang mempunyai suhu 336,46 ^oC dan tekanan 139,826 bar.

Jumlah steam yang dibutuhkan sebesar 5.520,95 kg/jam. Untuk menjaga kemungkinan kebocoran steam pada saat distribusi dan make up blowdown pada boiler, maka jumlah steam dilebihkan sebanyak 20%. Sehingga jumlah steam yang dibutuhkan adalah 6.625,15 kg/jam.

(13)

Bab IV – UTILITAS Perancangan boiler:

Dirancang untuk memenuhi kebutuhan steam.

Steam yang dihasilkan : T = 336,46 ^oC = 609,61 K P = 137,96 atm = 139,826 bar

∆Hv steam = 457,64 Btu/lbm

Jenis boiler = boiler pipa air ( untuk tekanan > 200 psi)

 Menentukan daya boiler

Daya yang diperlukan boiler dihitung dengan persamaan :

...(IV-15) Dimana :

Ms = massa steam yang dihasilkan

= 14.605,93 lb/jam

∆hv = entalpi steam pada 139,826 bar dan 336,46 ^oC

= 1.372,91 Btu/lbm (Tabel 7 Kern)

∆hfeed = entalpi umpan

= 57,61 Btu/lbm Umpan air terdiri dari :

20 % make up water, 80 % kondensat, dan 100% air bersih umpan alat proses.

Jadi daya yang dibutuhkan adalah sebesar 23 HP.

 Menentukan luas penampang perpindahan panas

Ditentukan luas bidang pemanasan = 12 ft²/HP Total heating surface = 275,47 ft²

5 , 34 3 , 970

) .(

x hfeed hv

Daya ms  

(14)

 Perhitungan kapasitas boiler

Q = ms (h – hf)

= 2.921,19 x (1.372,91 – 1.109,85)

= 768.446 Btu/jam

 Kebutuhan bahan bakar

Bahan bakar yang digunakan adalah batubara dari Kalimantan Prima Coal.

Heating value (hv) = 12.051,93 Btu/lb

Jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan panas yang ada adalah sebesar 45,19 kg/jam.

Spesifikasi boiler yang dibutuhkan :

Kode : B-01

Fungsi : Memenuhi kebutuhan steam Jenis : Boiler pipa air

Jumlah : 1 buah

Suhu steam : 336,46 ^oC Tekanan steam : 139,826 bar

Efisiensi : 80 %

Bahan bakar : Batubara 4.1.3. Unit Pengadaan Udara Tekan

Kebutuhan udara tekan untuk prarancangan pabrik n-butil oleat digunakan sebagai instrumentasi pneumatic.

Kebutuhan udara tekan dihitung berdasarkan jumlah alat kontrol yang digunakan, yaitu 45 control valve, sehingga diperkirakan kebutuhan udara tekan

(15)

sebesar 185 m³/jam, tekanan 7 bar, dan suhu 308,15 K. Alat untuk menyediakan udara tekan berupa kompresor.

Perhitungan Daya Kompresor

Daya yang diperlukan kompresor dihitung dengan persamaan :

………(IV-16) Dimana :

K = adiabatik exponent = 1,19 (Branan, 1994, fig. 1) P1 = suction pressure = 1 atm (14,7 psi)

Q1 = kapasitas aktual = 108,89 ft³/menit

r = compression ratio (P2/P1)= 6,9083 (Perry, 2008, p. 10-45) EO = efisiensi = 80%

Jadi daya yang dibutuhkan adalah sebesar = 14 HP Spesifikasi kompresor yang dibutuhkan :

Kode : CU-01

Fungsi : Memenuhi kebutuhan udara tekan Jenis : Single Stage Reciprocating Compressor

Jumlah : 1 buah

Kapasitas : 185 m³/jam Tekanan suction : 1,01325 bar Tekanan discharge : 7 bar Suhu udara : 35 ^oC

Efisiensi : 80 %

Daya kompresor : 15 HP

 

O

K K

E r Q K P

K Daya



 



 





 

 







1 1 .

33000

144 ⁽ ¹⁾

1 1

(16)

4.1.4. Unit Pengadaan Listrik

Kebutuhan tenaga listrik di pabrik n-butil oleat ini dipenuhi oleh PLN dan generator pabrik. Hal ini bertujuan agar pasokan tenaga listrik dapat berlangsung kontinyu meskipun ada gangguan pasokan dari PLN.

Generator yang digunakan adalah generator arus bolak-balik dengan pertimbangan :

1. Tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar

2. Tegangan dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai kebutuhan Kebutuhan listrik di pabrik ini antara lain terdiri dari : 1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas

2. Listrik untuk penerangan 3. Listrik untuk AC

4. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi 5. Listrik untuk alat-alat elektronik

A. Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas

Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan utilitas dapat dilihat pada Tabel 4.4. dan Tabel 4.5.

(17)

Tabel 4.4 Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses

No. Alat Jumlah

Daya Pompa

(HP)

Daya yang Tersedia

(HP)

Total HP

1. P-01 1 0,13 0,17 0,17

2. P-02 1 0,62 0,75 0,75

3. P-03 1 0,001 0,03 0,03

4. P-04 1 0,001 0,04 0,04

5. P-05 1 1,8 2,00 2,00

6. P-06 1 0,14 0,17 0,17

7. P-07 1 0,07 0,08 0,08

8. P-08 1 0,03 0,08 0,08

9. P-09 1 0,03 0,08 0,08

10. P-10 1 0,001 0,04 0,04

11. P-11 1 1,99 2,00 2,00

12. P-12 1 0,03 0,04 0,04

13. P-13 1 0,2 0,25 0,25

14. P-14 1 0,51 0,75 0,75

Jumlah 6,49

(18)

Tabel 4.5 Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Utilitas No. Alat Jumlah Daya Pompa

(HP)

Daya yang

Tersedia (HP) Total HP

1. PWT-02 1 0,63 0,75 0,75

2. PWT-03 1 11,63 15,00 15,00

3. PWT-04 1 33,71 40,00 40,00

4. PWT-06 1 1,87 2,00 2,00

5. PWT-08 1 0,63 0,75 0,75

6. PWT-09 1 2,5 3,00 3,00

7. PWT-12 1 0,05 0,08 0,08

8. PWT-13 1 0,05 0,08 0,08

9. PU-01 1 0,05 0,08 0,08

10. PU-02 1 0.05 0,08 0,08

11. PU-03 1 0,1 0,13 0,13

12. PU-04 1 0,94 1,00 1,00

13. Belt Conveyor 1 0,24 0,25 0,25

14. Bucket 1 0,14 0,33 0,33

15. Motor pengaduk

RATB 1 2,86 3 3

16. Boiler 1 22,95 25 25

17. Kompresor 1 13,55 15 15

Jumlah 106,4

Jadi jumlah listrik yang dikonsumsi untuk keperluan proses dan utilitas sebesar 112,89 HP. Untuk faktor keamanan, kebutuhan listrik ini dilebihkan 10% sehingga total kebutuhan listrik adalah 124,18 HP atau sebesar 92,6 kW.

(19)

B. Listrik untuk Penerangan

Untuk menentukan besarnya tenaga listrik penerangan digunakan persamaan :

D U

F L a

.

 . ...(IV-17)

dengan :

L : Lumen per outlet a : Luas area, ft²

F : foot candle yang diperlukan (Perry, 1984,tabel 13) U : Koefisien utilitas (Perry, 1984,tabel 16)

D : Efisiensi lampu (Perry, 1984,tabel 16)

(20)

Tabel 4.6 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan Bangunan Luas, m² Luas, ft² F U

Pos keamanan 30 322,91 20 0,42

Parkir 700 7.634,55 10 0,49

Musholla 300 3.229,09 20 0,55

Kantin 150 1.614,55 20 0,51

Kantor 1500 16.145,47 35 0,60

Poliklinik 150 1.614,55 20 0,56

Ruang kontrol 300 3.229,09 40 0,56

Laboratorium 300 3.229,09 40 0,56

Proses 8000 86.109,19 30 0,59

Utilitas 4000 43.054,59 10 0,59

Coal Storage 320 3.444,37 10 0,51

Ruang generator 100 1.076,36 10 0,51

Bengkel 375 4.036,37 40 0,51

Garasi 400 4.305,46 10 0,51

Gudang 300 3.229,09 5 0,51

Pemadam 240 2.583,28 20 0,51

Tangki produk 1000 10.763,63 10 0,51

Jalan dan taman 2400 25.832,76 5 0,55

Area perluasan 2950 31752,76 5 0,57

Jumlah lumen :

 untuk penerangan dalam ruangan = 9.932.616,86 lumen

 untuk penerangan bagian luar ruangan = 641.720,32 lumen

Untuk semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan lampu fluorescent 40 Watt dimana satu buah lampu instant starting daylight 40 W mempunyai 1920 lumen (Perry, 1984, tabel 18).

Jadi jumlah lampu dalam ruangan = 5.173 buah

(21)

Untuk penerangan bagian luar ruangan digunakan lampu mercury 100 Watt, dimana lumen output tiap lampu adalah 4.300 lumen (www.philips.co.id, 2013).

Jadi jumlah lampu luar ruangan = 149 buah

Total daya penerangan = ( 40 W x 5.615 + 100 W x 112 )

= 221.853,25 W

= 221,85 kW C. Listrik untuk AC

Kebutuhan listrik untuk kebutuhan AC sebanyak 40 unit dengan daya 1 buah AC sebesar 300 Watt membutuhkan tenaga listrik sebesar 12000 Watt atau 12 kW.

D. Listrik untuk Laboratorium dan Instrumentasi

Kebutuhan listrik untuk laboratorium dan instrumentasi diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 20.000 Watt atau 20 kW.

Tabel 4.7 Total Kebutuhan Daya Listrik Pabrik

No. Kebutuhan Listrik Tenaga listrik (kW)

1.

2.

Listrik untuk keperluan proses dan utilitas Listrik untuk keperluan penerangan

92,64 221,85 3.

4.

Listrik untuk AC

Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi

12 20

Total 346,45

Generator yang digunakan sebagai cadangan sumber listrik (KID) mempunyai efisiensi 80%, sehingga generator yang disiapkan harus mempunyai output sebesar

(22)

418,07 kW. Oleh karena itu, dipilih generator dengan daya 450 kW sehingga masih tersedia cadangan daya sebesar 31,93 kW.

Spesifikasi generator yang diperlukan :

Jenis : AC generator

Jumlah : 1 buah

Kapasitas / Tegangan : 450 kW ; 220/360 Volt

Efisiensi : 80 %

Bahan bakar : Batubara 4.1.5. Unit Pengadaan Bahan Bakar

Unit pengadaan bahan bakar mempunyai tugas untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar boiler dan generator. Jenis bahan bakar yang digunakan adalah batu bara.

Pemilihan batu bara sebagai bahan bakar di dasarkan pada alasan : 1. Mudah didapat

2. Lebih ekonomis

3. Penghematan bahan bakar minyak (BBM) 4. Mudah dalam penyimpanan

Bahan bakar batu bara yang digunakan mempunyai spesifikasi sebagai berikut :

Coal Brand : Prima Coal

Total Moisture : 12%

Internal Moisture : 15 %

Ash (%,ar) : 5%

(23)

Volatile Matter (%,adb) : 40%

Fixed Carbon (%,adb) : 37%

Total Sulfur (%,adb) : 0,8%

Heating value : 6.700 kcal/kg Efisiensi bahan bakar : 80 %

Kebutuhan bahan bakar dapat diperkirakan sebagai berikut : bahan bakar =kapasitas alat

𝑒𝑓𝑓. 𝜌. h a. Kebutuhan bahan bakar untuk boiler

Kapasitas boiler = 768.446 Btu/jam Kebutuhan bahan bakar = 45,19 kg/jam b. Kebutuhan bahan bakar untuk generator

Kapasitas generator = 380 kW

= 1.296.613,2 Btu/h Kebutuhan bahan bakar = 76,25 kg/jam

Maka total kebutuhan bahan bakar batubara untuk boiler dan generator dibutuhkan sebanyak 221,44 kg/jam.

4.2. Unit Laboratorium

Laboratorium memiliki peranan sangat besar di dalam suatu pabrik untuk memperoleh data–data yang diperlukan. Data–data tersebut digunakan untuk evaluasi unit-unit yang ada, menentukan tingkat efisiensi, dan untuk pengendalian mutu.

Pengendalian mutu atau pengawasan mutu di dalam suatu pabrik pada hakekatnya dilakukan dengan tujuan mengendalikan mutu produk yang dihasilkan

(24)

agar sesuai dengan standar yang ditentukan. Pengendalian mutu dilakukan mulai bahan baku, saat proses berlangsung, dan juga pada hasil atau produk.

Pengendalian rutin dilakukan untuk menjaga agar kualitas dari bahan baku dan produk yang dihasilkan sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Dengan pemeriksaan secara rutin juga dapat diketahui apakah proses berjalan normal atau menyimpang. Jika diketahui analisa produk tidak sesuai dengan yang diharapkan maka dengan mudah dapat diketahui atau diatasi.

Laboratorium berada di bawah bidang teknik dan perekayasaan yang mempunyai tugas pokok antara lain :

a. Sebagai pengontrol kualitas bahan baku dan pengontrol kualitas produk b. Sebagai pengontrol terhadap proses produksi

c. Sebagai pengontrol terhadap mutu air pendingin, air umpan boiler, dan lain- lain yang berkaitan langsung dengan proses produksi

Laboratorium melaksanakan kerja 24 jam sehari dalam kelompok kerja shift dan non-shift.

1. Kelompok shift

Kelompok ini melaksanakan tugas pemantauan dan analisa – analisa rutin terhadap proses produksi. Dalam melaksanakan tugasnya, kelompok ini menggunakan sistem bergilir, yaitu sistem kerja shift selama 24 jam dengan dibagi menjadi 3 shift. Masing – masing shift bekerja selama 8 jam.

2. Kelompok non-shift

Kelompok ini mempunyai tugas melakukan analisa khusus yaitu analisa yang sifatnya tidak rutin dan menyediakan reagen kimia yang diperlukan di

(25)

laboratorium. Dalam rangka membantu kelancaran pekerjaan kelompok shift, kelompok ini melaksanakan tugasnya di laboratorium utama dengan tugas antara lain :

a. Menyediakan reagen kimia untuk analisa laboratorium b. Melakukan analisa bahan pembuangan penyebab polusi

c. Melakukan penelitian atau percobaan untuk membantu kelancaran produksi Dalam menjalankan tugasnya, bagian laboratorium dibagi menjadi :

1. Laboratorium fisik 2. Laboratorium analitik 4.2.1 Laboratorium Fisik

Bagian ini bertugas mengadakan pemeriksaan atau pengamatan terhadap sifat – sifat bahan baku, produk, dan air. Pengamatan yang dilakukan yaitu antara lain :

 specific gravity

 viskositas

 kandungan air

4.2.2 Laboratorium Analitik

Bagian ini mengadakan pemeriksaan terhadap bahan baku dan produk mengenai sifat – sifat kimianya. Analisa yang dilakukan antara lain :

 Analisa komposisi produk utama

 Analisa komposisi produk samping

 Analisa komposisi bahan baku

(26)

Untuk menganalisis kandungan bahan baku dan produk menggunakan metode titimetrik/volumetri dan atau menggunakan metode spektrofotometri dengan menggunakan alat spektrofotometer dengan cara mengukur transmitan ataupun absorban suatu cuplikan sebagai fungsi dari konsentrasi.

4.2.3 Prosedur Analisa Bahan Baku dan Produk

A. Analisis Bahan Baku

 Viskositas Kinematik

Alat : viscometer tube, bath, stopwatch, termometer Cara pengujian :

- Mengisikan sampel dengan volume tertentu (sesuai dengan kapasitas kapiler) ke dalam viscometer tube yang telah dipilih

- Memasukkan sampel ke dalam bath, diamkan selama 15 menit agar temperature sampel sesuai dengan temperature bath / temperatur pengetesan

- Pengetesan dilakukan dengan mengalirkan sampel melalui kapiler sambil menghitung alirnya

 Viskositas Index

Alat : Viscositimeter

PRODUK N-Butil Oleat PROSES

BAHAN BAKU N-Butanol Asam Oleat

(27)

Cara pengujian : Berdasarkan hasil pemeriksaan viskositas kinematik, dapat dibuat perpotongan garis pada tabel viscosity index.

 Water Content Tester

Alat : SYD-260 Water Content Tester Cara pengujian :

- Memasukkan alat ke dalam larutan bahan baku n-butanol yang akan dianalisa

- Selanjutnya pada monitor akan ditampilkan kadar air yang terkandung pada sampel bahan baku n-butanol

B. Analisa Proses Produksi

 Kromatografi Lapis Tipis (KLT)

Alat : chamber, pinset, plat KLT, eluen Cara pengujian :

- Potong plat sesuai ukuran, umumnya lebar plat selebar 1 cm, lalu buar garis dasar di bagian bawah sekitar 0,5 cm dari ujung bawah plat

- Menggunakan pipa kapiler, totolkan samper cairan yang telah disiapkan sejajar, tepat diatas base line

- Menggunakan pipet yang berbeda, masukkan masing-masing eluen ke dalam chamber dan campurkan

- Tempatkan plat pada chamber berisi eluen. Base line jangan sampai tercelup oleh eluen, kemudian tutup chamber.

- Tunggu eluen merambat sampat mencapai garis akhir, di sana pemisahan akan terlihat

(28)

- Setelah mencapai garis akhir, angkat plat dengan pinset, keringkan dan uku jarak spot. Jika spot tidak kelihatan, aamti pada lampu UV. Jika masih tak terlihat, semprot dengan pewarna tertentu seperti kalium kromat atau ninhidrin.

- Selanjutnya dari hasil yang dianalisa akan diperoleh apakah sudah terbentuk ester yang diharapkan atau belum.

C. Analisa Produk

 Infra Red Spectrofotometer (IRS)

Mengambil sampel n-butil oleat secukupnya kemudian dianalisa langsung menggunakan Infra red Spectrofotometer (IRS). Dengan alat ini dapat ditentukan kandungan gugus organik yang tersusun, apakah sudah memenuhi kriteria sebagai produk atau belum.

 Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red (FTIR)

Digunakan untuk menentukan gugus fungsional senyawa melalu prinsip absorpsi cahaya infra merah oleh molekul dalam produk n-butil oleat.

Alat : FTIR

Cara pengujian :

- Mengisi kuvet dengan larutan sampel produk n-butil oleat

- Lalu sinar inframerah dilewatkan melalui sampel dan larutan pembanding - Selanjutnya sinar dilewatkan pada monokromator untuk menghilangkan sinar yang tidak diinginkan (stray radiation). Berkas tersebut kemudian didispersikan melalui prisma atau gratting.

(29)

- Dengan melewatkan mealui slit, sinar tersebut difokuskan pada detektor yang akan mengubah berkas sinar menjadi sinyal listrik yang selanjutnya direkam oleh recorder.

4.2.4 Prosedur Analisa Air

Air yang dianalisis antara lain:

1. Air pendingin 2. Air umpan boiler 3. Air limbah

4. Air konsumsi umum dan sanitasi 5. Air pemadam kebakaran

Parameter yang diuji antara lain warna, pH, kandungan klorin, tingkat kekeruhan, total kesadahan, jumlah padatan, total alkalinitas, sulfat, silika, dan konduktivitas air.

Alat-alat yang digunakan dalam laboratorium analisa air ini antara lain:

1. pH meter, digunakan untuk mengetahui tingkat keasaman/kebasaan air.

2. Spektrofotometer, digunakan untuk mengetahui konsentrasi suatu senyawa terlarut dalam air.

3. Spectroscopy, digunakan untuk mengetahui kadar silika, sulfat, hidrazin, turbiditas, kadar fosfat, dan kadar sulfat.

4. Peralatan titrasi, untuk mengetaui jumlah kandungan klorida, kesadahan dan alkalinitas.

5. Conductivity meter, untuk mengetahui konduktivitas suatu zat yang terlarut dalam air.

(30)

Air umpan boiler yang dihasilkan unit demineralisasi juga diuji oleh laboratorium ini. Parameter yang diuji antara lain pH, konduktivitas dan kandungan silikat (SiO2), kandungan Mg²⁺, Ca²⁺.

(31)

4.3. Unit Pengolahan Limbah 4.3.1. Limbah Cair

Limbah cair yang dihasilkan oleh pabrik n-butil oleat ini antara lain limbah buangan sanitasi, air berminyak dari alat-alat proses, dan hasil proses.

a. Air buangan sanitasi

Air buangan sanitasi yang berasal dari seluruh toilet di kawasan pabrik dikumpulkan dan diolah dalam unit stabilisasi dengan menggunakan lumpur aktif, aerasi dan penambahan desinfektan Ca-hypochlorite.

b. Air berminyak dari alat proses

Air berminyak berasal dari buangan pelumas pada pompa dan alat lainnya.

Proses pemisahan dilakukan berdasarkan perbedaan berat jenisnya. Minyak di lapisan atas dialirkan ke penampungan minyak dan selanjutnya dibakar dalam tungku pembakar. Sedangkan air di lapisan bawah dialirkan ke penampungan akhir dan selanjutnya dibuang.

c. Air limbah proses

Limbah air sisa proses merupakan limbah cair yang dihasilkan dari proses produksi, misalnya limbah yang keluar dari arus purging hasil bawah MD-01 dan hasil bawah DC-01. Limbah ini diolah menggunakan system netralisasi dan sedimentasi dengan bahan pembuatan batu kapur, soda ash, atau soda kaustik (NaOH) dalam kolam penetralan. Hasil yang terbentuk dialirkan ke kolam penampungan akhir.

(32)

Bab IV – UTILITAS 4.3.2. Limbah Gas

Limbah gas berasal dari gas hasil pembakaran bahan bakar boiler berupa CO2 dan N2. Gas tersebut langsung dibuang ke udara bebas.

4.3.3. Limbah Debu dan Kebisingan

Limbah debu dan kebisingan dihasilkan dari proses yang terjadi di dalam pabrik. Hal ini dapat diatasi dengan mengadakan penghijauan di area sekeliling pabrik, mengisolir bising dengan tembok, memasang alat penghisap debu, dan mewajibkan karyawan menggunakan masker dan ear protector.

4.4. Unit Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3)

Sistem manajemen Keselamatan dan Kesehatan Kerja (SMK3) dilaksanakan dalam rangka pengendalian risiko kerja guna terciptanya tempat kerja yang aman, efisien, dan produktif. Selain itu, unit ini juga mengatur dalam memelihara aspek- aspek Keselamatan dan Kerja dan Lingkungan Hidup (K3LH) sebagai prioritas bisnis dan memberikan dukungan penuh terhadap pelaksanaan K3LH.

Salah satu upaya perlindungan K3 adalah mencegah timbulnya kecelakaan kerja, PAK, (Penyakit Akibat Kerja) dan pembinaan kerja yang sehat yaitu dengan adanya hygiene perusahan. Hygiene perusahaan adalah spesialisasi dalam ilmu, beserta prakteknya yang lingkup dedikasinya mengenali, mengukur dan melakukan penilaian (evaluasi) terhadap faktor penyebab gangguan kesehatan atau penyakit dalam lingkungan kerja dan perusahaan. Hasil pengukuran dan evaluasi demikian dipergunakan sebagai dasar tindakan korektif serta guna pengembangan pengendalian yang lebih bersifat preventif terhadap lingkungan kerja/perusahaan.

(33)

Dengan menerapkan hygiene perusahaan, kesehatan tenaga kerja dapat dilindungi dan masyarakat sekitar suatu perusahaan terhindar dari bahaya faktor lingkungan yang mungkin diakibatkan oleh beroperasinya perusahaan.

Dalam menangani kesehatan kerja, perusahaan menyediakan pengelolaan kuratif dan preventif. Pengelolaan kuratif diberikan berupa pelayanan bat-obatan dan tersedianya tenaga medis untuk karyawan yang bersangkutan maupun keluarganya. Pengelolaan preventif diberikan berupa perlengkapan kerja. Alat-alat keselamatan kerja (personal protective equipment) yang disediakan oleh perusahaan meliputi :

1. Safety Helmets

Digunakan oleh setiap orang yang memasuki area industri. Terdapat sebanyak 135 buah helm untuk semua karyawan, serta 65 buah helm untuk visitor /pengunjung.

2. Kacamata Pengaman (safety glasses)

Digunakan oleh setiap orang yang memasuki area industri. Terdapat sebanyak 135 buah helm untuk semua karyawan, serta 65 buah helm untuk visitor /pengunjung.

3. Penutup Telinga (ear plug)

Terdapat 100 buah bagi yang ingin memasuki tempat bekerja yang bising.

4. Masker

5. Tali Keselamatan (safety belt) 6. Pelindung badan, terdiri atas :

 Baju tahan panas

(34)

 Jaket hujan

 Jaket dan rompi kulit

7. Pelindung tangan, terdiri dari kaos tangan yang dibedakan menjadi beberapa jenis menurut unit tempat bagian kerja. Kaos tangan tersebut terdiri dari beberapa jenis antara lain :

 Leather gloves

 Vinyl and neoprene gloves

 Rubber gloves

 Heat resistant gloves

 Padded cloth gloves

 Metal mesh gloves 8. Pelindung kaki berupa :

 Sepatu karet

 Safety shoes

Keselamatan kerja menjadi prioritas utama yang harus dijamin dalam pengoperasian suatu pabrik sehingga dibuat ketentuan-ketentuan untuk menjaga agar tidak terjadi hal yang membahayakan. Ketentuan tersebut dibagi menjadi dua, yaitu:

a. Ketentuan umum

 Tamu atau rekan tidak diizinkan masuk ke daerah plant tanpa persetujuan/izin dari manajer plant dan security.

 Badge tanda pengenal harus dikenakan pada tempat yang mudah dilihat saat memasuki ataupun di daerah plant.

(35)

 Tidak diperbolehkan membawa senjata api, senjata tajam, korek api atau alat

pembuat api lainnya, obat bius/minuman yang beralkohol ke dalam area pabrik.

 Dilarang menyentuh dan mengoperasikan alat-alat operasi.

b. Ketentuan khusus

 Dilarang keras membawa rokok di daerah plant, kecuali di tempat khusus yang telah disetujui oleh pimpinan perusahaan.

 Dilarang membawa handphone dan alat potret ke dalam plant.

 Apabila terjadi keadaan darurat, semua perlengkapan kemungkinan sumber

nyala harus dimatikan, personil yang mengemudi mobil harus mematikan mesin dan memarkir kendaraannya di tepi jalan agar mobil pemadam kebakaran atau mobil ambulance dapat lewat. Selain itu, seluruh pekerja harus segera berkumpul di assembly point.

 Semua orang yang memasuki daerah plant harus memakai topi pengaman,

alat keselamatan perorangan lainnya, dan harus mematuhi semua tanda-tanda keselamatan yang telah ditentukan.

 Semua orang yang mengendarai kendaraan bermotor di dalam pabrik harus memiliki surat izin mengemudi (SIM) dan surat izin masuk kendaraan.

 Batas kecepatan di daerah pabrik adalah 40 km/jam.

 Setiap orang yang memasuki daerah pabrik wajib menjaga kebersihan.

Masalah keselamatan kerja ini adalah tanggung jawab semua pihak. Namun, ada satu departemen yang secara khusus mengatur masalah keselamatan kerja ini.

Departemen yang mengatur masalah ini adalah Health, Safety, and Environment

(36)

(HSE). HSE melaksanakan tugas yang berlandaskan pada UU No.1/1970 tentang keselamatan kerja karyawan yang dikeluarkan oleh Departemen Tenaga Kerja.

Tugas pokok yang dilakukan oleh HSE adalah sebagai berikut:

a. Menyusun rencana kerja jangka pendek dan jangka panjang bagian Lingkungan Keselamatan dan Kesehatan Kerja (LK3) di daerah pabrik,

b. Menyusun anggaran biaya rutin dan non rutin guna melaksanakan rencana kerja bagian LK3,

c. Mengawasi, membimbing, dan memberikan petunjuk pelaksanaan, pencegahan, dan penanggulangan bahaya kebakaran, kecelakaan kerja, pencemaran, dan perlindungan lingkungan,

d. Mengadakan kerja sama dengan instansi pemerintah dalam hal pencegahan dan penanggulangan kebakaran, kecelakaan, dan pengawasan perlindungan lingkungan,

e. Melaksanakan pembinaan karir karyawan LK3,

f. Bertindak selaku Badan Keselamatan Lalu Lintas Jalan, Membuat laporan kegiatan rutin dan non rutin bagian LK3