RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

(1)

PEMERINTAH PROVINSI JAWA TENGAH

DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN NEGERI 3 KENDAL

Jalan Boja - Limbangan Kilometer 1 Boja, Kabupaten Kendal Kode Pos 51381

Telepon 0294-572623Faksimile0294-572623 Surat Elektronik [email protected],[email protected]

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

Nama Sekolah : SMK Negeri 3 Kendal Bidang Keahlian : Teknologi dan Rekayasa Program Keahlian : Teknik Kimia

Kompetensi Keahlian : Kimia Industri (C3) Mata Pelajaran : Proses Industri Kimia Kelas / Semester : XI / I

Tahun Pelajaran : 2022/2023

Jam Pelajaran : 21 JP (@ 45 Menit) A. Kompetensi Inti

KI-3

(Pengetahuan) :

Memahami, menerapkan, menganalisis, dan mengevaluasi tentang pengetahuan faktual, konseptual, operasional dasar, dan metakognitif sesuai dengan bidang dan lingkup kerja Teknik Kimia pada tingkat teknis, spesifik, detil, dan kompleks, berkenaan dengan ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dalam konteks pengembangan potensi diri sebagai bagian dari keluarga, sekolah, dunia kerja, warga masyarakat nasional, regional, dan internasional.

KI-4

(Keterampilan) :

Melaksanakan tugas spesifik dengan menggunakan alat, informasi, dan prosedur kerja yang lazim dilakukan serta memecahkan masalah sesuai dengan bidang kerja Teknik Kimia. Menampilkan kinerja di bawah bimbingan dengan mutu dan kuantitas yang terukur sesuai dengan standar kompetensi kerja.

Menunjukkan keterampilan menalar, mengolah, dan menyaji secara efektif, kreatif, produktif, kritis, mandiri, kolaboratif, komunikatif, dan solutif dalam ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah, serta mampu melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan langsung.

Menunjukkan keterampilan mempersepsi, kesiapan, meniru, membiasakan, gerak mahir, menjadikan gerak alami dalam ranah konkret terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah, serta mampu melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan langsung.

B. Kompetensi Dasar dan Indikator Pencapaian Kompetensi

KompetensiDasar Indikator Pencapaian Kompetensi 3.1 Menerapkan pengolahan ar minum dan

air proses.

4.1 Mengolah air minum dan air proses.

3.1.1 Menentukan baku mutu air minum 3.1.2 Menentukan baku mutu air proses 4.1.1 Melaksanakan pengoperasian sistem

pengolahan air minum

4.1.2 Melaksanakan pengoperasian sistem pengolahan air proses

C. Tujuan Pembelajaran

 Melalui langkah pembelajaran model Discovery Learning dengan pendekatan saintifik peserta didik menerapkan pengolahan air minum dan air proses, mengamati, mengajukan pertanyaan, mengajukan jawaban sementara, mengumpulkan data, menganalisa data, menyusun simpulan serta mengomunikasikan untuk dapat mencapai kompetensi pengetahuan (memahami, menerapkan, menganalisis, dan mengevaluasi),

 Melalui langkah pembelajaran model Discovery Learning dengan pendekatan saintifik peserta didik mengolah air minum dan air proses, mengajukan pertanyaan, mengajukan jawaban sementara, mengumpulkan data, menganalisa data, menyusun simpulan serta mengomunikasikan untuk dapat mencapai kompetensi keterampilan (mengamati, mencoba, menyaji, dan menalar), dan sikap (jujur, santun, dan tanggungjawab).

(2)

D. Materi Pembelajaran Materi Faktual

dapat diamati dengan indera atau alat

Air yang dapat digunakan untuk kebutuhan rumah tangga harus memenuhi persyaratan air yang baik.

Materi Konseptual

Gabungan antar fakta-fakta yang saling berhubungan

Air sebelum digunakan untuk kebutuhan rumah tangga harus diolah terlebih dahulu. Air yang akan diolah bisa berasal dari beberapa sumber dan terlebih dahulu harus melewati beberapa proses fisika dan proses kimia sebelum bisa dikonsumsi atau dialirkan ke rumah tangga.

Materi Prinsip

Generalisasi hubungan antar konsep-konsep yang saling terkait

- Prosedur screening air bahan baku

- Prosedur penggunaan bahan kimia dalam proses - Prosedur proses pengendapan

- Prosedur proses peningkatan derajat keasaman - Prosedur penyaringan

Materi Prosedural

Sederetan langkah yang sistematis dalam menerapkan prinsip

Tahapan-tahapan dalam proses fisika dan proses kimia dalam pengolahan air untuk kebutuhan rumah tangga.

E. Pendekatan, Metode dan Model

 Pendekatan : Saintifik

 Metode : Ekspositori, Diskusi, Tanya Jawab, Demontrasi, Praktek dan Penugasan

 Model : Discovery Learning F. Alat dan Media Pembelajaran

 Vidio Pembelajaran.

 Slide Powerpoint.

 LCD Proyektor.

G. SumberBelajar

 Hand Out

 Austin, G. T, 1984, Shreve‟s Chemical Process Industries, Edisi ke – empat, Mc - Graw Hill, Book Company.

 Suparni, 2008, Kimia Industri Untuk SMK Jilid 3, Direktorat Pembinaan SMK, Jakarta.

 Proses Industri Kimia, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia, Kelas XI Semester 3, 2013.

 Operasi teknik kimia, warren mc cabe, J smith, Yasyifi.

 Principle of unit operation, allan foust, LA wenze; wiley & sons l

 Perry chemical engineering hand book, six edition, mc graw hill,

 Jurnal – jurnal kimia.

 Materi dari internet.

H. Kegiatan Pembelajaran Pembelajaran Pertama Tahap

pembelajaran

Sintaks Model Pembelajaran

Kegiatan Pembelajaran

Langkah Saintifik

PPK Waktu

M 1

M 2

M 3

M 4

M 5

Pendahuluan

 Melakukan

pembukaan dengan salam pembuka dan berdoa untuk memulai pembelajaran

Religiositas

 Memeriksa kehadiran peserta didik sebagai sikap disiplin

Disiplin

 Menyiapkan fisik dan psikis peserta didik dalam mengawali



(3)

kegiatan pembelajaran.

 Memberikan gambaran tentang manfaat mempelajari pelajaran yang akan dipelajari.

 Rasa ingin tahu

 Menyampaikan tujuan pembelajaran pada pertemuan yang berlangsung



 Mengaitkan materi pembelajaran yang akan dilakukan dengan pengalaman peserta didik dengan Materi sebelumnya,

 Literasi

 Guru menyampaikan tatacara sistem penilaian dalam belajar.



Inti

Stimulus

 Guru menampilkan tayangan tentang Baku mutu air



 Siswa mengamati dan memahami tayangan tentang Baku mutu air

Identifikasi masalah

 Guru menanyakan maksud dari tayangan tentang Baku mutu air

 Siswa secara berkelompok mendiskusikan tentang Baku mutu air

Pengumpulan data

 Guru meminta siswa mengali informasi tentang Baku mutu air

 Siswa menggali informasi tentang tentang Baku mutu air



Pembuktian

 Guru memberikan beberapa pertanyaan yang berkenaan tentang Baku mutu air



 Siswa menjawab dan mendiskusikan pertanyaan yang diberikan guru secara berkelompok.



Menarik kesimpulan

 Siswa menyajikan dalam bentuk hasil diskusi kelompok tentang Baku mutu



(4)

air

 Siswa lain memberikan tanggapan terhadap presentasi kelompok mengenai Baku mutu air



 Siswa menerima tanggapan dari siswa lain dan guru



 Siswa menyimpulkan materi tentang Baku mutu air



Penutup

 Guru menyimpulkan pelajaran yang sudah dibahas

 Guru melaksanakan penilaian

pengetahuan melalui tes tertulis.

 Guru memberikan tugas untuk pertemuan selanjutnya.

Tanggung jawab

 Siswa melakukan pembersihan

peralatan, media dan ruangan.

Disiplin

 Guru mengarahkan siswa untuk berdo‟a sebelum selesai pembelajaran.

Religiositas

Pembelajaran Kedua Tahap

pemebelajaran

PPK Waktu

M 1

M 2

M 3

M 4

M 5

Pendahuluan

 Melakukan

Religiositas

Disiplin

 Menyiapkan fisik dan psikis peserta didik dalam mengawali kegiatan

pembelajaran.



 Menyampaikan tujuan pembelajaran pada pertemuan yang



(5)

berlangsung

 Literasi



Inti

Stimulus

 Guru menampilkan tayangan tentang Proses Pengolahan air minum



 Siswa mengamati dan memahami tayangan tentang Proses Pengolahan air minum

 Guru menanyakan maksud dari tayangan tentang Proses Pengolahan air minum

 Siswa secara berkelompok mendiskusikan tentang Proses Pengolahan air minum

Pengumpulan data

 Guru meminta siswa mengali informasi tentang Proses Pengolahan air minum

 Siswa menggali informasi tentang tentang Proses Pengolahan air minum



Pembuktian

 Guru memberikan beberapa pertanyaan yang berkenaan tentang Proses Pengolahan air minum



Menarik kesimpulan

 Siswa menyajikan dalam bentuk hasil diskusi kelompok tentang Proses Pengolahan air minum



 Siswa lain 

(6)

memberikan tanggapan terhadap presentasi kelompok mengenai Proses Pengolahan air minum



 Siswa menyimpulkan materi tentang Proses Pengolahan air minum



Penutup

Tanggung jawab

Disiplin

Religiositas

Pembelajaran Ketiga Tahap

pembelajaran

PPK Waktu

M 1

M 2

M 3

M 4

M 5

Pendahuluan

 Melakukan

Religiositas

Disiplin

 Menyiapkan fisik dan psikis peserta didik dalam mengawali kegiatan

pembelajaran.



 Menyampaikan tujuan pembelajaran pada pertemuan yang



(7)

berlangsung

 Literasi



Inti

Stimulus

 Guru menampilkan tayangan tentang Proses Pengolahan air proses



 Siswa mengamati dan memahami tayangan tentang Proses Pengolahan air proses

 Guru menanyakan maksud dari tayangan tentang Proses Pengolahan air proses

 Siswa secara berkelompok mendiskusikan tentang Proses Pengolahan air proses

Pengumpulan data

 Guru meminta siswa mengali informasi tentang Proses Pengolahan air proses

 Siswa menggali informasi tentang tentang Proses Pengolahan air proses



Pembuktian

 Guru memberikan beberapa pertanyaan yang berkenaan tentang Proses Pengolahan air proses



Menarik kesimpulan

 Siswa menyajikan dalam bentuk hasil diskusi kelompok tentang Proses Pengolahan air proses



 Siswa lain memberikan



(8)

tanggapan terhadap presentasi kelompok mengenai Proses Pengolahan air proses



 Siswa menyimpulkan materi tentang Proses Pengolahan air proses



Penutup

Tanggung jawab

Disiplin

Religiositas

I. Penilaian Pembelajaran

 Penilaian Skala Sikap

 Teknik penilaian : Observasi : sikap religiius dan sikap sosial

 Bentuk penilaian : lembar pengamatan

 Instrumen penilaian : jurnal (terlampir)

 Pengetahuan

 Jenis/Teknik tes : tertulis, lisan,dan Penugasan

 Bentuk tes : uraian

 Instrumen Penilaian : (terlampir)

 Keterampilan

Teknik/Bentuk Penilaian :

 Praktik/Performence

 Fortofolio

 Instrumen Penilaian : (terlampir)

(9)

Remedial

Bagi peserta didik yang belum memenuhi kriteria ketuntasan minimal (KKM), maka guru bisa memberikan soal tambahan misalnya.

CONTOH PROGRAM REMIDI

Sekolah : ………..

Kelas/Semester : ………..

Mata Pelajaran : ………..

Ulangan Harian Ke : ………..

Tanggal Ulangan Harian : ………..

Bentuk Ulangan Harian : ………..

Materi Ulangan Harian : ………..

(KD / Indikator) : ………..

KKM : ………..

No

Nama Peserta

Didik

Nilai Ulangan

Indikator yang Belum Dikuasai

Bentuk Tindakan Remedial

Nilai Setelah

Remedial Keterangan 1

2 dst

Pengayaan

Guru memberikan nasihat agar tetap rendah hati, karena telah mencapai KKM (Kriteria Ketuntasan Minimal). Guru memberikan soal pengayaan sebagai berikut :

1. Membaca buku-buku tentang materi yang relevan.

2. Mencari informasi secara online tentang materi

3. Membaca surat kabar, majalah, serta berita online tentang materi 4. Mengamati langsung tentang materi yang ada di lingkungan sekitar.

Mengetahui: Kendal, 17 Juni 2022

Kepala SMK N 3 Kendal, Guru Mata Pelajaran,

Bambang Dite Wahyono,S.Pd,M.Pd Indiana Krisnawati,S.T NIP. 19640403 198803 1 014 NIP. 19770609 202221 2 003 Catatan Kepala Sekolah

...

(10)

Lampiran

Materi Pembelajaran

PROSES PENGOLAHAN AIR MINUM DAN AIR PROSES A. Air

Air merupakan salah satu keperluan hidup yang sangat penting. Air juga merupakan salah satu kebutuhan utama bagi manusia, untuk kebutuhan minum, mandi, cuci, masak, dan lainnya. Tanpa air mungkin tidak akan ada kehidupan. Air yang terdapat di alam tidak ada yang murni, didalamnya selalu terdapat zat-zat atau komponen- komponen lain, baik yang terlarut maupun yang tidak terlarut. Jenis dan jumlah komponen itu tergantung pada keadaan di sekitar sumber. Air yang didalamnya terlarut garam-garam kalsium atau magnesium disebut sebagai air sadah, sedangkan air yang tidak mengandung garam-garam tersebut disebut air lunak.

Ketersediaan air bersih di sebuah kawasan sangatlah penting. Namun, mengingat bahwa tidak semua kawasan mendapatkan air bersih, maka perlu adanya pemerataan distribusi air bersih bagi masyarakat.

Kriteria air bersih biasanya meliputi 3 aspek, yaitu kualitas, kuantitas, dan kontinuitas. Secara umum, pengolahan air bersih terdiri dari 3, yaitu pengolahan secara fisika, kimia, dan biologi. Pada pengolahan secara fisika, biasanya dilakukan secara mekanis, tanpa adanya penambahan bahan kimia. Contohnya adalah pengendapan, filtrasi, adsorpsi, dan lain-lain. Pada pengolahan secara kimiawi, terdapat penambahan bahan kimia, seperti klor, tawas, dan lain-lain, biasanya digunakan untuk menyisihkan logam- logam berat yang terkandung dalam air. Pada pengolahan secara biologis, biasanya memanfaatkan mikroorganisme sebagai media pengolahnya.

B. DIAGRAM ALIR PROSES

Sumber-sumber air yang dapat dimanfaatkan untuk mendukung kehidupan adalah sebagai berikut:

1. Air Atmosfir

Ar atmosfer berasal dari atmosfir, air ini biasanya bersifat lunak dan didalamnya terlaurt gas-gas CO2, N2, O2. Contoh : Air Hujan, Air salju

2. Air Permukaan

Air permukaan merupakan air baku utama bagi produksi air minum di kota-kota besar.

Komponen air permukaan tergantung pada keadaan tanah disekitarnya. Sumber air permukaan dapat berupa air sungai, air laut, air danau, air sumber (mata air), waduk, empang, dan air dari saluran irigasi.

a. Air laut

Air yang memiliki kandungan garam-garam yang cukup banyak jenisnya dan salah satu diantaranya adalah garam NaCl (2,7%).

b. Air Hujan

Air hujan merupakan sumber air yang sangat penting terutama bagi daerah yang tidak memiliki atau memiliki sedikit sumber air tanah maupun air permukaan

3. Air Tanah

semua air yang meresap dari permukaan tanah sampai ke lapisan batuan yang tersimpan dan mengalir di bawah permukaan tanah yang dapat digunakan untuk keperluan mahluk hidup. Air tanah biasa disebut sebagai air bersih/ air minum, dikarenakan pada proses peresapan kedalam tanah, air disaring oleh lapisan-lapisan tanah dan melarutkan mineral- mineral tanah sehingga air tanah kaya akan mineral yang dibutuhkan untuk tubuh manusia.

Air di bumi mengalami siklus hidrologi dimana siklus ini terus berputar sehingga jumlah air di bumi tetap. Siklus air melalui beberapa tahapan yaitu :

1. Evaporasi 2. Kondensasi 3. Presipitasi

4. Aliran air menuju laut dari permukaan tanah atau dalam tanah

(11)

C. BAKU MUTU AIR

Tabel Syarat Baku Mutu Air berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan Nomor : 416/Men.Kes/Per/Ix/1990

Secara garis besar Syarat air yang baik dikonsumsi/ digunakan adalah : 1. Jernih tidak keruh

2. Tidak berbau

3. Tidak berasa ketika diminum

4. Bisa membuihkan sabun dan ketika di panaskan tidak meninggalkan kerak 5. Kandungan mineral cukup untuk memenuhi kebutuhan tubuh

6. pH netral berkisar pada 6,5 - 8,5 7. Bebas dari bakteri pathogen

(12)

D. KESADAHAN AIR

Kesadahan air banyak ditemukan pada air yang bersumber pada daerah yang mengandung garam mineral dan kapur secara berlebihan.

Kesadahan terhadap air disebabkan oleh :

1. Persenyawaan ion Mg dan Ca dengan ion bikarbonat

2. Persenyawaan ion Mg dan Ca dengan ion sulfat, nitrat, klorida 3. Garam-garam besi, zinc, silika

Kesadahan air dibagi menjadi dua (2) berdasarkan kandungan persenyawaan di dalam air : 1. Kesadahan Sementara

Kesadahan yang terjadi karena adanya persenyawaan ion Mg dan Ca dengan ion bikarbonat (HCO₃^-) dan Karbonat (CO₃^2-)

2. Kesadahan Tetap

Kesadahan yang terjadi karena adanya persenyawaan ion Mg dan Ca dengan ion sulfat, nitrat, zinc,

Beberapa kerugian yang didapat ketika mengonsumsi air sadah : 1. Air sadah tidak membusakan sabun

2. Timbul kerak ketika dipanaskan, menyebabkan kerusakan/ mengotori pada alat yang digunakan

3. Jika digunakan dalam industri dapat menghambat proses produksi karena konsumsi bahan bakar semakin besar sehingga bisa terjadi ledakan pada boiler

4. Konsumsi biaya bertambah besar selama proses industri berlangsung

Kesadahan dapat dihilangkan dengan beberapa cara, perhatikan pada gambar berikut ini

Keterangan :

1. Pemanasan/ Pemasakan

Pemanasan air dapat mengakibatkan dapat menyebabkan keluarnya CO₂ dari dalam air sehingga gas tersebut beraksi dengan ion Ca dalam air membentuk endapan kapur (CaCO3).

Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + H₂O + CO₂ 2. Penambahan Kapur

Penambahan kapur pada air dapat mengabsorbsi karbon dioksida dan mengendapkan kapur.

Ca(OH)₂ + Ca(HCO₃)₂ → 2CaCO₃ + 2H₂O 3. Penambahan sodium

Pemanasan air dapat mengakibatkan dapat menyebabkan keluarnya CO2 dari dalam air sehingga gas tersebut beraksi dengan ion Ca dalam air membentuk endapan kapur (CaCO₃).

Na2CO3 + Ca(HCO3)2 → 2NaHCO3 + CaCO3

CaSO₄ + Na₂CO₃ → CaCO₃ + Na₂SO₄ 4. Proses pertukaran basa/ ion

Dalam melakukan pelunakan air pada persediaan air dalam jumlah sangat besar dapat dilakukan dengan proses permutit. Dimana senyawa yang digunakan dalam proses ini adalah natrium permutit yang merupakan persenyawaan dari Natrium, Alumunium dan Silika (Na2 Al,SiO, xH2O)

Pada proses permutit akan terjadi proses pertukaran kation Na dengan ion Ca dan Mg didalam air. Semua ion Ca dan Mg akan dilepas melalui reaksi pertukaran basa (base exchange) dan natrium permutit berubah menjadi kalsium dan magnesium permutit.

Dengan demikian, kesadahan air akan turun menjadi nol (zero hardness)

(13)

E. PROSES PENGOLAHAN AIR

Beberapa proses yang terjadi pada pengolahan air : 1. Screening

Pemisahan pengotor makro atau pengotor yang memiliki ukuran relative besar dengan cara peyaringan seperti botol plastik, dedaunan, dan pengotor yang lainnya.

2. Penambahan Tawas (Alumunium Sulfat)

Berfungsi untuk mngadsorpsi kotoran-kotoran dari air yang masuk, penambahan tawas dilakukan agar kotoran-kotoran dalam air yang akan diolah dapat dipisahkan

3. Penambahan Kapur (Ca(OH)₂)

Berfungsi untuk menaikan derajat keasaman dari air yang akan diolah. Pada dasarnya air yang akan diolah adalah air sungai yang mengalir, memiliki derajat keasaman yang rendah sehingga perlu dinaikan derajat keasamannya agar air yang diproduksi memiliki derajat keasaman yang netral.

Penambahan kapur ke dalam air olahan akan mengakibatkan reaksi antara kapur dengan ion bikarbonat yang berada dalam air. Jika kapur yang ditambahkan cukup banyak maka pH akan naik berlebih. Pada pH > 10,5 akan mengakibatkan pengendapan Mg(OH)₂ 4. Penambahan soda abu (natrium karbonat)

Penambahan natrium karbonat bertujuan untuk menetralisir kelebihan ion Ca yang berasal dari kapur.

5. Aerasi

Aerasi adalah salah satu pengolahan air dengan cara penambahan oksigen kedalam air. Penambahan oksigen dilakukan sebagai salah satu usaha pengambilan zat pencemar yang tergantung di dalam air, sehingga konsentrasi zat pencemar akan hilang atau bahkan dapat dihilangkan sama sekali.

Tujuan utama proses aerasi ialah agar O2 di udara dapat bereaksi dengan kation yang ada di dalam air olahan. Reaksi kation dan oksigen menghasilkan oksidasi logam yang sukar larut dalam air sehingga dapat mengendap. Manfaat yang didapat dari proses ini yaitu menghilangnya rasa serta bau tidak enak, menghilangnya gas-gas yang tidak dibutuhkan (CO2, methane, hydrogen sulfida), meningkatnya derajat keasaman air (karena kadar CO2 dihilangkan), serta menambah gas-gas yang diperlukan ataupun untuk mendinginkan air.

Selain itu dengan proses aerasi juga dapat menurunkan kadar besi (Fe) dan magnesium (Mg).

6. Koagulasi

Air olahan setelah ditambahkan kapur, tawas, dan natrium karbonat akan dialirkan ke dalam bak koagulasi dan flokulasi ini. Didalam bak ini, terjadi proses koagulasi. Proses koagulai dilakukan untuk destabilisasi partikel koloid, karena pada dasarnya air sungai atau air-air kotor biasanya berbentuk koloid dengan berbagai partikel koloid yang terkandung di dalamnya. Destabilisasi partikel koloid ini bisa dengan penambahan bahan kimia berupa tawas, ataupun dilakukan secara fisik dengan rapid mixing (pengadukan cepat), hidrolis (terjunan atau hydrolic jump), maupun secara mekanis (menggunakan batang pengaduk). Lamanya proses adalah 30 - 90 detik.

7. Flokulasi

Merupakan proses pembentukan flok sebagai akibat gabungan dari koloid-koloid dalam air baku (air sungai) dengan koagulan. Flokulasi dilakukan dengan pengadukan secara perlahan di dalam bak yang sama atau pada bak yang dipisahkan dengan bak koagulasi.

8. Sedimentasi

Setelah melewati proses destabilisasi partikel koloid melalui unit koagulasi dan unit flokulasi, selanjutnya perjalanan air akan masuk ke dalam unit sedimentasi. Unit ini berfungsi untuk mengendapkan partikel-partikel koloid yang sudah didestabilisasi oleh unit sebelumnya. Unit ini menggunakan prinsip berat jenis. Berat jenis partikel koloid (biasanya berupa lumpur) akan lebih besar daripada berat jenis air. Dalam bak sedimentasi, akan terpisah antara air dan lumpur.

9. Rekarbonasi

Rekarbonasi merupakan proses penurunan pH air hasil olahan dan juga menstabilkan kembali air yang telah diolah. Rekarbonasi dilakukan pada dua bak (chamber), bak pertama merupakan sumber CO₂ (bisa juga dalam bak pertama dilakukan pembakaran metana sebagai sumber gas karbon dioksia. Pada bak kedua merupakan tempat air olahan di aliri oleh gas karbon dioksida.

Air hasil proses sebelumnya biasanya masih mengandung ion kalsium dan magnesium dalam bentuk karbonat. Kedua senyawa karbonat yang dalam air hasil olahan

(14)

sebelumnya akan bereaksi dengan gas karbon dioksida mebentuk senyawa bikarbonat yang larut dalam air. Sehingga dapat diolah kembali.

10. Filtrasi

Setelah proses sedimentasi, proses selanjutnya adalah filtrasi. Unit filtrasi ini, sesuai dengan namanya, adalah untuk menyaring dengan media berbutir. Media berbutir ini biasanya terdiri dari antrasit, pasir silica, dan kerikil silica denga ketebalan berbeda.

11. Penampungan

Air hasil filtrasi kemudian ditampung di dalam sebuah bak penampungan. Dalam bak ini, air sudah bisa digunakan sebagai air cuci

12. Klorinasi

Biasanya untuk proses tambahan, dilakukan disinfeksi berupa penambahan chlor, bisa juga ditambahkan ozonisasi, UV, pemabasan, dan lain-lain sebelum masuk ke bangunan selanjutnya yaitu reservoir (penampung air bersih).

F. PROSES PENGOLAHAN AIR UNTUK KEBUTUHAN RUMAH TANGGA Diagram alir proses pengolahan air kebutuhan rumah tangga :

Keterangan :

A : Proses screening

B : Penambahan Tawas, Kapur, Soda

C : Merupakan bak Koagulasi dan Flokulasi. Sebelum proses Koagulasi dan Flokulasi dilakukjan terlebih dahulu proses Aerasi.

D : Proses Sedimnetasi E : Proses Rekarbonasi

F : Penampungan, sebelum masuk ke penampungan terlebih dahulu terjadi proses Filtrasi.

Pada bak penampungan ini air sudah bisa digunakan untuk air pencuci.

G : Proses Klorinasi

Pada proses pengolahan air untuk kebutuhan rumah tangga atau umum, sumber air yang digunakan adalah air sungai. Pada tahap awal air sungai diambil kemudian dilakukan screening, bertujuan untuk menghilangkan kotoran-kotoran berukuran makro (besar) seperti dedaunan, botol plastik yang ikut terhanyut oleh aliran sungai. Proses berikutnya dilakukan penambahan tawas, kalsium karbonat dan juga natrium karbonat. Penambahan tawas bertujuan untuk menggumpalkan kotoran-kotoran mikro (yang tidak terlihat) agar nantinya dapat dipisahkan, penambahan kalsium karbonat bertujuan untuk meningkatkan derajat keasaman dari air (biasanya air sungai memiliki pH asam) dan yang terakhir penambahan natrium karbonat untuk menetralisir kelebihan ion kalsium yang berasal dari kalsium karbonat. Selanjutnya adalah proses aerasi yang bertujuan untuk menghilangkan kandungan logam, sehingga logam akan bereaksi dengan oksigen membentuk oksida yang sukar larut.

(15)

Pada tahap berikutnya dilakukan proses koagulasi yaitu pengendapan hasil dari penambahan tawas. Proses setelahnya, flokulasi, kotoran-kotoran yang melayang hasil dari penambahan tawas digabung dengan cara diaduk perlahan yang pada akhirnya membentuk flok-flok besar. Flok-flok besar yang belum mengendap diendapkan pada tangki sedimentasi dengan cara didiamkan. Air kemudian dialirkan ke bak rekarbonasi, untuk menetralisir pH dan juga menetralisir kelebihan ion Ca dan Mg yang tidak hilang dari proses berikutnya.

Pada tahap ketiga, dilakukan penyaringan sebelum akhirnya dimasukan ke dalam bak penampungan. Pada bak ini air sudah dapat digunakan untuk mencuci. Dari bak pencuci, air kemudian dialirkan ke bak penampungan berikutnya yang pada perjalanannya ditambahkan klorin untuk membunuh bakteri. Air pada bak penampungan terakhir dapat dikonsumsi sebagai kebutuhan rumah tangga.

PROSES PENGOLAHAN AIR UNTUK COOLER TOWER 1. Air Pendingin

Sistem pendinginan adalah suatu rangkaian untuk mengatasi terjadinya over heating (panas yang berlebihan) pada mesin agar mesin bisa bekerja secara stabil. Air pendingin adalah air limbah yang berasal dari aliran air yang digunakan untuk penghilangan panas dan tidak berkontak langsung dengan bahan baku, produk antara dan produk akhir. Sistem air pendingin merupakan bagian yang terintegrasi dari proses operasi pada industri. Untuk produktifitas pabrik yang kontinu, sistem tersebut memerlukan pengolahan kimia yang tepat, tindakan pencegahan, dan perawatan yang baik. Kebanyakan proses produksi pada industri memerlukan air pendingin untuk efisiensi dan operasi yang baik. Sistem air pendingin mengontrol suhu dan tekanan dengan cara memindahkan panas dari fluida proses ke air pendingin yang kemudian akan membawa panasnya.

Beberapa faktor yang membuat air menjadi coolant yang baik adalah : 1. Sangar berlimpah dan tidak mahal.

2. Dapat ditangani dengan mudah dan aman digunakan.

3. Dapat membawa panas per unit volume dalam jumlah yang besar.

4. Tidak mengembang ataupun menyusut (volumenya) pada perubahan suhu dalam range normal.

5. Tidak terdekomposisi.

Beberapa parameter penting dalam sistem air pendingin :

1. Konduktivitas mengindikasikan jumlah dissolved mineral dalam air.

2. pH, menunjukkan indikasi dari tingkat keasaman atau kebasaan dari air.

3. Alkalinitas, berupa ion carbonate (CO3-2

) dan ion bicarbonate (HCO3-

).

4. Hardness / kesadahan, menunjukkan jumlah ion calcium dan magnesium yang ada dalam air.

Pada umumnya air digunakan sebagai media pendingin karena faktor-faktor sebagai berikut:

1. Air merupakan materi yang dapat diperoleh dalam jumlah besar.

2. Mudah dalam pengaturan dan pengolahan.

3. Menyerap panas yang relatif tinggi persatuan volume.

4. Tidak mudah menyusut secara berarti dalam batasan dengan adanya perubahan temperatur pendingin.

5. Tidak terdekomposisi.

Adapun syarat-syarat air yang digunakan sebagai media pendingin:

1. Jernih, maksudnya air harus bersih, tidak terdapat partikel-parlikel kasar yaitu batu, krikil atau partikel-partikel halus seperti pasir, tanah dan lumut yang dapat menyebabkan air kotor.

2. Tidak menyebabkan korosi.

3. Tidak menyebabkan fouling, fouling disebabkan oleh kotoran yang terikut saat air masuk unit pengolahan air seperti pasir, mikroba dan zat-zat organik.

(16)

Tabel 1. Standar Industri Terhadap Air Pendingin (KEP-49/MENLH/11/2010) standar industri terhadap air pendingin yang digunakan:

No. Jenis Air

Limbah Parameter Kadar Maksimum

(mg/L) Metode Pengukuran

1. Air Pendingin

Residu Klorin 2 Standard Method 4500-Cl

Karbon Organik

Total 5 SNI-06-6989.28-2005 atau

APHA 5310 Tabel 2. Parameter Air pendingin pada Industri

2. Jenis Sistem Air Pendingin

Ada tiga system air pendingin yang biasa digunakan di industri yaitu : a. Once through systems

Air pendingin digunakan sebagai pendingin pada heat exchanger hanya dilewatkan sekali, selanjutnya langsung dikembalikan lagi ke badan air. Once through systems digunakan bilamana kebutuhan air pendingin sangat banyak, ketersediaan sumber air banyak dan murah serta memiliki fasilitas untuk menangani buangan air panas dari air pendingin yang sudah digunakan. Once through system dimana air pendingin akan melewati HE hanya sekali. Mineral-mineral dalam air akan relatif tetap jumlahnya, tidak berubah. Polusi suhu yang disebabkan discharge dari sistem ini menjadi perhatian lingkungan.

Keuntungan menggunakan Once through systems : a. Tidak diperlukan cooling tower

b. Tidak diperlukan pengolan / treatment pendahuluan Kerugian menggunakan once through systems :

a. Korosi b. Fouling

c. Sampah dan kotoran

d. Polusi / pencemaran temperatur di badan air

Gambar 1 Once through.system (Gumilar, 2011) b. Open Evaporative Recirculating Systems

Air tawar yang berasal dari sungai atau danau dipompakan sebagai make-up cooling tower setelah sebelumnya dilakukan treatment (sedimentasi dan koagulasi) terlebih dahulu. Air tersebut digunakan untuk mendinginkan proses-proses di dalam pabrik.

Air pendingin yang telah panas kemudian didinginkan di cooling tower untuk kemudian disirkulasikan kembali ke dalam pabrik. Untuk menjaga kualitas air, misalnya agar tidak terdapat algae/bacteria dan pengendapan (scaling), maka perlu diinjeksikan beberapa jenis chemicals tertentu. Kualitas air juga dijaga melalui mekanisme make- up dan blow-down.

Keungtungan menggunakan Open evaporative recirculating systems : a. Jumlah kebutuhan air medikit (make up);

b. Memungkinkan untuk mengontrol korosi

(17)

Kerugian menggunakan Open evaporative recirculating systems : a. Investasi (capital cost) lebih tinggi daripada once through;

b. Memerlukan cooling tower yang cukup besar;

c. System purge dan blowdown kemungkinan dapat mengakibatkan pencemaran lingkungan

Gambar 1.2: Open evaporative recirculating systems (Gumilar, 2011) c. Closed Nonevaporative Recirculating Systems

Air tawar pendingin digunakan untuk mendinginkan proses-proses didalam pabrik.

Air tawar pendingin yang telah panas didinginkan kembali di suatu “secondary cooler”

(biasanya plate heat exchanger) untuk selanjutnya disirkulasikan kembali secara tertutup kedalam pabrik. Air laut dipakai untuk mendinginkan “secondary cooler” dengan cara hanya sekali pakai (once through), sumber air berasal dari laut kemudian dibuang lagi ke laut. Closed Nonevaporative Recirculating Systems yang menggunakan air pendingin yang sama dan disirkulasikan berulang kali dalam siklus yang kontinu. Pada sistem ini, komposisi air juga relatif konstan.

Keuntungan menggunakan Closed nonevaporative recirculating systems : a. Air pendinginyang kembali relatif bersih

b. Temperatur air pendingin memungkinkan lebih tinggi dari 100^oC Kerugian menggunakan Closed nonevaporative recirculating systems : a. Investasi / capital cost sangat tinggi

b. Dibatasi oleh equipment secondary heat exchanger

Gambar 3: Closed nonevaporative recirculating systems (Gumilar, 2011) 3. Masalah dalam Air Pendingin

Permasalahan pada air pendingin, apabila tidak dikontrol dengan baik, akan menimbulkan efek negatif pada keseluruhan proses atau operasi. Contohnya meningkatkan biaya perawatan, perbaikan peralatan, frekuensi shutdown lebih sering (untuk cleaning), mengurangi efisiensi transfer panas, menimbulkan pemborosan bahan bakar untuk power plant, dan lain-lain. Beberapa permasalahan umum pada air pendingin, adalah sebagai berikut:

a. Korosi

Korosi adalah proses elektrokimia dimana logam kembali ke bentuk alaminya sebagai oksida. Beberapa tipe korosi yang sering terjadi antara lain general attack, pitting, dan galvanic attack. Kerugian yang ditimbulkan oleh korosi pada sistem air pendingin adalah penyumbatan dan kerusakan pada sistem perpipaan. Kontaminasi produk yang diinginkan karena adanya kebocoran-kebocoran, dan menurunnya efisiensi perpindahan panas.

Faktor utama yang mempangaruhi terjadinya korosi adalah kondisi air pendingin itu sendiri. Beberapa kondisi tersebut antara lain :

1. Oksigen atau dissolved gas yang lain.

(18)

2. Dissolved dan suspended solid.

3. Alkalinitas (pH).

4. Suhu.

5. Aktifitas mikroba.

Metode yang digunakan untuk mencegah / meminimalisir korosi antara lain : 1. Memililih material anti korosi saat mendesain proses.

2. Menggunakan protective coatings seperti cat, metal plating, tar, atau plastik.

3. Melindungi dari substansi yang bersifat katiodik, menggunakan anoda dan atau yang lain.

4. Menambahkan corrosion inhibitor (anodic : molybdate, orthophosphate, nitrate, silicate – katiodik : PSO, bicarbonate, polyphosphate, zinc – general : soluble oils, triazoles copper).

b. Scale

Scale adalah lapisan padat dari material inorganik yang terbentuk karena pengendapan. Beberapa scale yang sering terjadi berupa calcium carbonat, calcium phosphate, magnesium silicate, dan silica.

Scale dapat dikendalikan dengan beberapa cara, yaitu :

1. Membatasi konsentrasi dari mineral-mineral pembentuk scale.

2. Menambahkan asam untuk menjaga agar mineral pembentuk scale (contoh : calcium carbonate) tetap larut.

3. Meningkatkan aliran air dengan luas permukaan yang besar.

4. Menambahkan bahan kimia anti scale.

c. Fouling

Fouling adalah akumulasi dari material solid yang berbeda dari scale dan dikarenakan mikroorganisme. Pembentukan fouling yang disebabkan oleh mikroorganisme dapat dicegah atau dikendalikan menggunakan klorin, klorofenol, garam organometal, ammonium kuartener, dan berbagai jenis mikrobiosida (biosida).

d. Biological Contamination

Biological contamination adalah pertumbuhan tidak terkontrol dari mikroba yang dapat menimbulkan pembentukan deposit, fouling, corrosion, dan scale.

Faktor yang mendukung pertumbuhan mikroba antara lain :

1. Nutrien, hidrokarbon atau substansi organik lainnya sbg makanan dari mikroba.

2. Atmosfir, pertumbuhan organisme bergantung pada ketersediaan oksigen atau karbondioksida.

3. Temperatur, organisme dapat membentuk slime dapat membentuk slime pada suhu 4,4 – 65,6 C.

Cara mengatasi tumbuhnya lumut dan mikroorganisme pada pendingin sekunder adalah sebagai berikut:

1. Pencegahan kontaminasi nutrisi dan padatan tersuspensi pada air pendingin.

2. Pemakaian bahan pengontrol lumut.

3. Sterilisasi adalah suatu perawatan untuk merendahkan potensi pelekatan mikroorganisme dalam sistem air pendingin dengan jalan pembunuhan mikroorganisme.

4. Peredaman pertumbuhan mikroorganisme.

5. Pengikisan lumut: perawatan ini adalah mengikis lumut yang melekat pada system pendingin dengan bahan-bahan kimia.

4. Teknologi Cooling Tower (Menara Pendingin)

Proses perpindahan panas selalu dijumpai industri-industri kimia yang dijalankan dalam alat penukar panas. Penukar panas atau dalam istilah bahasa inggrisnya heat exchanger (HE) adalah suatu alat yang memungkinkan perpindahan panas dan bisa berfungsi sebagai pemanas maupun sebagai pendingin. Biasanya, medium pemanas dipakai uap lewat panas (super heated steam) dan air biasa sebagai air pendingin (cooling water). Penukar panas dirancang sebisa mungkin agar perpindahan panas antar fluida dapat berlangsung secara efisien (Maruli tua saud,2007). Salah satu alat penukar panas adalah menara pendingin (cooling tower). Menara pendingin merupakan merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk menurunkan suhu aliran air dengan cara mengekstraksi panas dari air dan mengemisikannya ke atmosfir.

Menara pendingin menggunakan penguapan dimana sebagian air diuapkan ke aliran udara yang bergerak dan kemudian dibuang ke atmosfir. Sebagai akibatnya, air yang tersisa didinginkan secara signifikan. Menara pendingin mampu menurunkan suhu air lebih dari peralatan-peralatan yang hanya menggunakan udara untuk membuang panas. Berikut ini

(19)

adalah beberapa teknologi yang digunakan dalam pengolahan air pendingin yang digunakan dalam berbagai industri yang disesuaikan dengan kebutuhan dan spesifikasinya (Roepandi, 2008).

Gambar 1.4: Diagram skematik sistim menara pendingin (Laboratorium Nasional Pacific Northwest, 2001)

a. Komponen menara pendingin

Komponen dasar sebuah menara pendingin meliputi :

1. Rangka dan wadah. Hampir semua menara memiliki rangka berstruktur yang menunjang tutup luar (wadah/casing), motor, fan, dan komponen lainnya.

2. Terdapat tiga jenis bahan pengisi (fill) : - Media Isian Penciprat (Splash Film).

- Media Isian Selaput (Film Fill).

- Bahan isian/pengisi sumbatan rendah (Low-clog film fills).

3. Kolam air dingin (cold-water basin)

4. Saluran udara masuk merupakan titik masuk bagi udara menuju menara.

5. Louvers. Kegunaan louvers adalah untuk menyamakan aliran udara ke bahan pengisi dan menahan air dalam menara.

6. Nosel. Alat ini menyemprotkan air untuk membasahi bahan pengisi.

7. Fan: Fan aksial (jenis baling-baling) dan sentrifugal keduanya digunakan dalam menara.

5. Jenis-Jenis Menara Pendingin

1. Menara pendingin jenis natural draft merupakan menara pendingin jenis natural draft atau hiperbola menggunakan perbedaan suhu antara udara ambien dan udara yang lebih panas dibagian dalam menara. Begitu udara panas mengalir ke atas melalui menara (sebab udara panas akan naik), udara segar yang dingin disalurkan ke menara melalui saluran udara masuk di bagian bawah. Tidak diperlukan fan dan hampir tidak ada sirkulasi udara panas yang dapat mempengaruhi kinerja. Kontruksi beton banyak digunakan untuk dinding menara dengan ketinggian hingga mencapai 200 m. Menara pendingin tersebut hanya digunakan untuk jumlah panas yang besar sebab struktur beton yang besar cukup mahal.

(20)

2. Menara Pendingin Draft Mekanik merupakan menara draft mekanik memiliki fan yang besar untuk mendorong atau mengalirkan udara melalui air yang disirkulasi. Air jatuh turun diatas permukaan bahan pengisi, yang membantu untuk meningkatkan waktu kontak antara air dan udara – hal ini membantu dalam memaksimalkan perpindahan panas diantara keduanya. Laju pendinginan menara draft mekanis tergantung pada banyak parameter seperti diameter fan dan kecepatan operasi, bahan pengisi untuk tahanan sistim dll. Menara draft mekanik tersedia dalam range kapasitas yang besar. Menara tersedia dalam bentuk rakitan pabrik atau didirikan dilapangan – sebagai contoh menara beton hanya bisa dibuat dilapangan.

Banyak menara telah dibangun dan dapat digabungkan untuk mendapatkan kapasitas yang dikehendaki. Jadi, banyak menara pendingin yang merupakan rakitan dari dua atau lebih menara pendingin individu atau “sel”.

Jumlah sel yang mereka miliki, misalnya suatu menara delapan sel, dinamakan sesuai dengan jumlah selnya.

Menara dengan jumlah sel banyak, dapat berupa garis lurus, segi empat, atau bundar tergantung pada bentuk individu sel dan tempat saluran udara masuk ditempatkan pada sisi atau dibawah sel.

G. PENGOLAHAN AIR UNTUK BOILER (KETEL UAP) 1. Ketel Uap

Ketel uap adalah suatu pesawat yang digunakan untuk mengubah air yang ada di dalamnya menjadi uap dengan cara dipanaskan. Dengan adanya bahan perantara air tersebut, maka di dalam ketel uap harus ada ruang atau tempat air. Uap yang dibentuk di dalam ketel mempunyai tekanan yang lebih besar dari pada tekanan udara luar, maka ketel harus mampu menahan tekanan uap tersebut. Kekuatan ketel uap tergantung dari bentuk dan bahannya. Bentuk yang lebih kuat untuk menahan tekanan yang lebih besar dari dalam adalah bentuk bulat cembung dan silinder sebab dengan bentuk semacam itu sukar berubah bentuknya yang disebabkan oleh tekanan dari dalam. Tetapi bentuk bulat cembung ini tidak digunakan untuk ketel uap karena konstruksinya yang sulit unruk dikerjakan. Oleh karena itu pada umumnya ketel uap dibuat dalam bentuk silinder. Bahan untuk ketel uap harus baik karena disamping harus menahan tekanan yang tinggi juga harus tahan pada suhu yang tinggi. Biasanya digunakan baja Siemens-Martin yang liat dan mudah dikerjakan.

Gambar Skema proses pada Ketel Uap (Boiler) 2. Air Pengisi Ketel

a) Sumber-sumber air pengisi ketel

Macam-macam air yang dapat digunakan sebagai air pengisi ketel adalah air sumur dan air kondensat. Air kondensat sudah murni sehingga tidak perlu mengalami pengolahan yang khusus, sedangkan untuk air yang berasal dari sumur perlu mendapat pengolahan-pengolahan lebih dahulu.

b) Syarat Air Pengisi Ketel

Pada dasarnya air yang akan digunakan, terutama yang digunakan sebagai air pengisi ketel, harus memenuhi syarat. Air yang berasal dari alam (sungai dan tanah) tidak ada yang dalam keadaan murni, biasanya terdapat pengotor-pengotor, antara lain :

(21)

 Zat tersuspensi, seperti lumpur dan tanah liat. Biasanya dihilangkan dengan penyaringan.

 Zat terlarut, seperti garam-garam mineral (garam magnesium, kalsium dan lain- lain).

Tabel 5-1. Syarat air pengisi ketel dan air ketel

c) Persyaratan air umpan boiler :

Boiler atau ketel uap merupakan sebuah alat untuk pembangkit uap dimana uap ini berfungsi sebagaizat pemindah tenaga kaloris. Tenaga kalor yang dikandung dalam uap dinyatakan dengan entalpi panas.

Hal-hal yang mempengaruhi efisiensi boiler adalah bahan bakar dan kualitas air umpan boiler.Parameter-parameter yang mempengaruhi kualitas air umpan boiler antara lain:

(1) Oksigen terlarut, dalam jumlah yang tinggi dapat menyebabkan korosi pada peralatan boiler.

(2) Kekeruhan, dapat mengenda pada perpipaan dan peralatan proses serta mengganggu proses.

(3) PH. Bila tidak sesuai dengan standar kualitas air umpan boiler dapat menyebabkan korosi pada peralatan

(4) Kesadahan, merupakan kandungan ion Ca dan Mg yang dapat menyebabkan kerak pada peralatan serta perpipaan boiler sehingga menimbulkan local overheating (5) Fe, dapat menyebabkan air bewarna dan mengendap disaluran air dan boiler bila

teroksidasi oleh oksigen

Secara umum air yang akan digunakan sebagai umpan boiler adalah air yang tidak mengandung unsur yang dapat menyebabkan terjadinya endapan yang dapat membentuk kerak pada boiler dan air yang tidak mengandung unsur yang dapat menyebabkan korosi boiler.

Berikut ini merupakan persyaratan bakumutu air umpan boiler : Tabel baku mutu air umpan boiler

Parameter Satuan Ukuran

PH unit 10,5-11,5

Conductivity Ymhos/cm 5000, max

TDS Ppm 3500, max

P-Alkalinity ppm -

M- Alkalinity Ppm 800 , max

O – Alkalinity Ppm 2,5 x S_iO₂ , min

T - Hardness Ppm -

Silica Ppm 150, max

Besi Ppm 2, max

PHospat residual Ppm -

SulpHite residual Ppm 20,50

PH Condensate Unit 8,0 – 9,0

Harga PH pada air umpan boiler dan air pendingin penting untuk diperhatikan untuk mencegah terjadinya korosi. Terdapat hubungan antara PH dan laju terjadinya korosi pada bahan kontruksi dari logam mid steel yang menunjukkan adanya kecenderungan menurunnya korosi dengan naiknya harga pH . Namun pada bahan kontruksi dari

Spesifikasi Air pengisi ketel Air ketel

Kesadahan < 0,1 OD <0,1 OD

pH 7,5-8,0 10,0-10,8

TDS Tidak nyata max 1500

PAlkali 50 ppm 300 ppm

M Alkali 100 ppm 500 ppm

Chlorine Tidak nyata max 70 ppm

Sulfit 30 ppm max 60 ppm

Oksigen Tidak nyata -

Silikat Tidak nyata -

Fe Tidak nyata

P205 Max 30 ppm

(22)

logam Cu terjadi sebaliknya, yaitu kecenderungan laju korosi menaik dengan menaiknya harga pH diatas 9.

d) Karakteristik air boiler : (1) PH (Derajat Keasaman)

Merupakan indikasi untuk keasaman suatu zat . PH (Pondus hidrogenium) ditentukan oleh jumlah hydrogen bebas (H⁺) dalam suatu zat. PH adalah factor logaritmik, ketika sebuah larutan menjadi 10x lebih asam, PH akan jatuh oleh satu unit.

(2) Daya hantar listrik/konduktivitas

Daya hantar listrik adalah kemampuan dari larutan untuk menghantarkan arus listrik yang dinyatakan dalam pmhos/cm. Harga daya hantar listrik dari umpan air boiler di[erhatikan untuk mencegah terjadinya endapan kerak pada bagian permukaan perpidahan panas dan untuk menjaga kemurnian steam.

(3) Alkalinitas

Didefinisikan sebagai jumlah anion dalam air yang akan bereaksi untuk menetralkan ion H⁺ . Harga alkalinitas tinggi tidak dikehendaki untuk umpan air boiler karena dapat menimbulkan pembusaan dan carryover.

(4) Kesadahan, karbonat dan non karbonat (5) Kandungan Silica, Besi, Phospat

(6) Turbiditas, sifat optic dari suatu larutan yang menyebabka cahaya yang melaluinya terabsorsi.

(7) TTS ( Total Suspendied Solid) 3. Pengolahan Eksternal Air Umpan Boiler

Pengolahan eksternal digunakan untuk membuang padatan tersuspensi, padatan telarut (terutama ion kalsium dan magnesium yang merupakan penyebab utama pembentukan kerak) dan gas- gas terlarut (oksigen dan karbon dioksida).

Proses perlakuan eksternal yang ada adalah:

(1) Koagulasi dan Flokulasi (2) Sedimentasi

(3) Filtrasi

(4) Demineralisasi (5) Softening (6) Deaerasi

Metode pengolahan awal adalah sedimentasi sederhana dalam tangki pengendapan ataupengendapan dalam clarifiers dengan bantuan koagulan dan flokulan. Penyaring pasirbertekanan, dengan aerasi untuk menghilangkan karbon dioksida dan besi.

(1) Koagulasi dan Flokulasi

Koagulasi dan flokulasi yaitu proses pemberian bahan-bahan koagulan dan flokulan kedalam air umpan boiler dengan cara penginjeksian. Koagulasi merupakan proses netralisasi muatan sehingga partikel-partikel dapat saling berdekatan satu dengan yang lainnya. Flokulasi merupakan proses penyatuan antar partikel-partikel yang sudah saling berdekatan satu dengan yang lain sehingga partikel-partikel akan saling menarik dan membentuk flok. Untuk menurunkan turbidity pada inlet clarifier diinjeksikan bahan kimia, yaitu :

a) Aluminium Sulfat (Al2(SO4)3 . 18 H2O) b) Natrium Hidroksida (NaOH)

c) Klorin (Cl2)

d) Coagulant Aid (Polymer)

(23)

(2) Sedimentasi

Tujuan sedimentasi adalah memberikan kesempatan kepada partikel-partikel besar untuk mengendap dan partikel yang lebih halus akan membutuhkan waktu endap yang lebih lama.

(3) Filtrasi

Pengolahan dengan cara filtrasi dapat dilakukan dengan cara penyaringan zat padat tersuspensi didalam air sebelum air diisikan kedalam boiler. Efisiensi saringan paling baik bila unit beroperasi pada kecepatan aliran terkecil, padatan akan melalui media membawa padatan bersamanya. Demikian pada tekanan yang tinggi dapat memecahkan media akan keluar pada saat dilakukan backwash.

(4) Demineralisasi

Demineralisasi berfungsi untuk membebaskan air dari unsur-unsur silika, sulfat, chloride (klorida) dan karbonat dengan menggunakan resin. Diagram Alir proses seperti gambar dibawah ini:

Gambar Diagram Alir Demineralizer a) Cation exchenger

Proses ini bertujuan untuk menghilangkan unsur-unsur logam yang berupa ion- ion positif yang terdapat dalam air dengan menggunakan resin kation R-SO3H (type Dowex Upcore Mono A-500). Proses ini dilakukan dengan melewatkan air melalui bagian bawah, dimana akan terjadi pengikatan logam-logam tersebut oleh resin. Resin R-SO3H ini bersifat asam kuat, karena itu disebut asam kuat cation exchanger resin.

Proses ini menghasilkan asam seperti asam seperti HCl, H₂SO₄ dan asam-asam lain. Keasaman berkisar antara Ph 2,8 – 3,5. untuk memperoleh resin aktif kembali, dilakukan regenerasi dengan menambahkan H2SO4 pada resin tersebut.

b) Degasifier

Dari cation tower air dilewatkan ke degasifier yang berfungsi untuk menghilangkan gas CO2 yang terbentuk dari asam karbonat pada proses sebelumnya.

Reaksi yang terjadi adalah :

H2CO3 → H2O + CO2

Proses di degasifier ini berlangsung pada tekanan vakum 740 mmHg dengan menggunakan steam ejektor, di dalam tangki ini terdapat netting ring sebagai media untuk memperluas bidang kontak sehingga air yang masuk terlebih dahulu diinjeksikan dengan steam.. Sedangkan keluaran steam ejektor dikondensasikan dengan menginjeksi air dari bagian atas dan selanjutnya ditampung dalam seal pot sebagai umpan recovery tank, maka CO2 akan terlepas sebagai fraksi ringan dan air akan turun ke bawah sebagai fraksi berat.

c) Anion Tower

Berfungsi untuk menyerap atau mengikat ion-ion negatif yang terdapat dalam kandungan air yang keluar dari degasifier. Resin pada anion exchanger adalah R = NOH (Tipe Dowex Upcore Mono C-600). Reaksi ini menghasilkan H2O, oleh karena itu air demin selalu bersifat netral.Selanjutnya air outlet anion tower masuk ke mix bed polisher dari bagian atas. Air keluar tangki ini memiliki pH = 7,5 – 8,5. Untuk memperoleh resin aktif kembali, dilakukan regenerasi dengan menambahkan NaOH pada resin tersebut.

(24)

d) Mix Bed Polisher

Berfungsi untuk menghilangkan sisa-sisa logam atau asam dari proses sebelumnya, sehingga diharapkan air yang keluar dari mix bed polisher telah bersihdari kation dan anion. Di dalam mix bed polisher digunakan dua macam resin yaitu resin kation dan resin anion yang sekaligus keduanya berfungsi untuk menghilangkan sisa kation dan anion, terutama natrium dan sisa asam sebagai senyawa silika, dengan reaksi sebagai berikut :

Reaksi Kation :

Na₂SiO₃ + 2 R–SO₃H → 2 RSO₃Na + H₂SiO₃ Reaksi Anion :

H2SiO3 + 2 R=N–OH → 2 R=N-SiO3 + H2O

Air yang telah bebas mineral tersebut dimasukkan ke polish water tank dandigunakan untuk air umpan boiler. Air yang keluar dari mix bed polisher ini memiliki pH antara 6 – 7.

(5) Deaerasi

Dalam deaerasi, gas terlarut, seperti oksigen dan karbon dioksida, dibuang dengan pemanasan awal air umpan sebelum masuk ke boiler. Seluruh air alam mengandung gas terlarut dalam larutannya. Gas-gas tertentu seperti karbon dioksida dan oksigen, sangat meningkatkan korosi. Bila dipanaskan dalam sistim boiler, karbon dioksida(CO₂) dan oksigen (O₂) dilepaskan sebagai gas dan bergabung dengan air (H2O) membentuk asam karbonat (H2CO3).

Penghilangan oksigen, karbon dioksida dan gas lain yang tidak dapat terembunkan dari air umpan boiler sangat penting bagi umur peralatan boiler dan juga keamanan operasi. Asam karbonat mengkorosi logam menurunkan umur peralatan dan pemipaan. Asam ini juga melarutkan besi (Fe) yang jika kembali ke boiler akan mengalami pengendapan dan meyebabkan terjadinya pembentukan kerak pada boiler dan pipa. Kerak ini tidak hanya berperan dalam penurunan umur peralatan tapi juga meningkatkan jumlah energi yang diperlukan untuk mencapai perpindahan panas.

(25)

Lampiran Instrumen Penilaian A. ISTRUMEN PENILAIAN SIKAP

- Penilaian Observasi

Penilaian observasi berdasarkan pengamatan sikap dan perilaku peserta didik sehari-hari, baik terkait dalam proses pembelajaran maupun secara umum. Pengamatan langsung dilakukan oleh guru. Berikut contoh instrumen penilaian sikap

No Nama Siswa

Sikap

spiritual Sikap sosial Jumlah

Skor Mensyukuri

1-4

Jujur 1-4

Kerja sama 1-4

Harga diri 1-4 1

2 3 4 dst

a. Sikap Spiritual

Indikator sikap spiritual “mensyukuri”:

• Berdoa sebelum dan sesudah kegiatan pembelajaran

• Memberi salam pada saat awal dan akhir presentasi sesuai agama yang dianut

• Saling menghormati, toleransi

• Memelihara hubungan baik dengan sesama teman sekelas.

Rubrik pemberian skor:

• 4 = jika peserta didik melakukan 4 (empat) kegiatan tersebut

• 3 = jika peserta didik melakukan 3 (tiga) kegiatan tersebut

• 2 = jika peserta didik melakukan 2 (dua) kegiatan tersebut

• 1 = jika peserta didik melakukan 1 (satu) kegiatan tersebut.

b. Sikap Sosial 1. Sikap jujur

Indikator sikap sosial “jujur”

• Tidak berbohong

• Mengembalikan kepada yang berhak bila menemukan sesuatu

• Tidak nyontek, tidak plagiarism

• Terus terang.

Rubrik pemberian skor

2. Sikap kerja sama

Indikator sikap sosial “kerja sama”

• Peduli kepada sesama

• Saling membantu dalam hal kebaikan

• Saling menghargai/ toleran

• Ramah dengan sesama.

3. Sikap Harga diri

Indikator sikap sosial “harga diri”

(26)

• Tidak suka dengan dominasi asing

• Bersikap sopan untuk menegur bagi mereka yang mengejek

• Cinta produk negeri sendiri

• Menghargai dan menjaga karya-karya sekolah dan masyarakat sendiri.

B. INSTRUMEN PENILAIAN PENGETAHUAN dan KETERAMPILAN KISI-KISI SOAL PENGETAHUAN DAN KETERAMPILAN

Mata Pelajaran : PIK Tahun Pelajaran : 2021/2022

Kelas : XI/Gasal Jumlah Soal : 10 Soal

Kompetensi Keahlian : KI Alokasi Waktu : 60 menit

Penilaian : Penilaian Tengah Semester

No. Kompetensi Dasar

IPK Indikato r Soal

Bentuk Soal

Tingkat Kognitif

JML No Soal PG Essay C1 C2 C3 C4 C5 C6

1 3.1 Menerapkan pengolahan ar minum dan air proses.

3.1.1 Menentu kan baku mutu air minum

 Siklus air dan kesadah an

√ √ √ 5 1,2,3,4,

5

2 3.1.2

Menentu kan baku mutu air proses

 Tahapa n proses pengola han air

√ √ 5 4,6,7,8,

9,10

Soal Pilihan Ganda :

Berilah tanda silang (x) pada salah satu huruf a, b, c, d, dan e di depan jawaban yang paling tepat !

1. Air adalah salah satu kebutuhan utama bagi manusia, untuk kebutuhan minum, mandi, cuci, masak, dan lainnya. Ketersediaan air bersih di sebuah kawasan sangatlah penting. Namun, mengingat bahwa tidak semua kawasan mendapatkan air bersih, maka perlu adanya pemerataan distribusi air bersih bagi masyarakat. Salah satu sumber air yang dapat digunakan ataupun dikonsumsi adalah air yang mengandung senyawa NaCl dengan kadar rata-rata 2,7%.

Sumber air tersebut adalah …

a. Air laut d. air hujan

b. Air tanah e. air bendungan

c. Air sungai

2. Air yang dikonsumsi ataupun yang diolah selalu melewati siklus yang disebut siklus hidrologi air. Dalam siklus hidrologi air terdapat proses dimana air mengalami perubahan bentuk dari zat cair menjadi uap yang kemudian berkumpul pada lapisan atmosfer. Proses tersebut disebut

…

a. Persipitasi d. sublimasi

b. Evaporasi e. kristalisasi

c. Kondensasi

3. Salah satu sumber air ada banyak sekali, beberapa diantaranya adalah air laut, air tanah, air hujan, air sungai. Dari beberapa sumber air tersebut, air tanah memiliki kualitas paling bagus dibandingkan dengan sumber air lainnya. Hal ini dikarenakan …

a. Air tanah berasal dari tanah dan dalam tanah mengandung banyak mineral.

(27)

b. Air tanah terpendam jauh di dalam tanah jauh dari udara sehingga tidak terkontiminasi.

c. Air tanah berasal dari air permukaan yang meresap ke dalam tanah dan melarutkan banyak sekali mineral dalam tanah yang dibutuhkan oleh manusia.

d. Air tanah berasal dari dalam tanah yang melarutkan banyak sekali mineral dalam tanah yang dibutuhkan oleh manusia.

e. Air tanah adalah air murni, bersih dan netral pH-nya.

4. Kesadahan air disebabkan dua mineral logam yang berikatan dengan ion-ion tertentu. ion logam penyebab kesadahan air adalah ....

a. ion Ca dan Na d. ion Ca dan Mg

b. ion Mg dan Na e. ion Cl dan Na

c. ion Al dan Mg

5. Baca dengan teliti studi kasus di bawah ini.

Seorang siswa diberi dua buah air dari sumber yang berbeda. Air yang pertama dimasukan ke dalam gelas kimia dengan label "A" , sedangkan pada air yang kedua dimasukan ke dalam gelas kimia dengan label "B" .

Air pada dua gelas kimia tersebut sebagian digunakan untuk mencuci dengan menggunakan sabun. Dari proses mencuci tersebut dihasilkan buih yang sangat sedikit bahkan bisa dikatakan tidak ada buih.

Air pada dua gelas kimia tersebut kemudian dipanaskan. pada saat proses pemanasan dihasilkan kerak pada kedua gelas kimia tersebut. Setelah proses pemanasan, air kemudian didinginkan.

Air pada kedua gelas kimia tersebut kemudian digunakan untuk mencuci dengan menggunakan sabun. Dan hasilnya, air pada gelas kimia A tetap tidak menghasilkan buih sedangkan pada gelas kimia B menghasilkan buih yang banyak.

Dari studi kasus di atas, pernyataan di bawah ini yang benar adalah ...

a. Kedua air pada gelas kimia adalah air sadah tetap

b. Air pada gelas Kimia A adalah air sadah sementara sedangkan pada gelas kimia B adalah air sadah tetap

c. Air pada gelas kimia A dan Gelas Kimia B adalah air tidak sadah

d. Kedua air di gelas tersebut adalah air sadah sementara yang berubah menjadi air sadah tetap dikarenakan adanya reksi kimia.

e. Air pada gelas Kimia A adalah air sadah tetap sedangkan pada gelas kimia B adalah air sadah sementara

6. Pada proses pengolahan air, terdapar proses yang disebut dengan proses rekarbonasi. Proses rekarbonasi ini dilakukan dengan mengalirkan gas karbon dioksida dari bawah bak atau reactor yang kemudian terbentuk gelembung-gelembung gas menuju ke atas permukaan air.

Tujuan dari proses ini adalah …

a. Agar derajat keasaman dari air yang berasal dari bak sebelumnya semakin besar b. Agar derajat keasaman dari air yang berasal dari bak sebelumnya menjadi netral c. Agar kotoran-kotoran yang berada pada bagian bawah bak terangkat ke atas.

d. Agar kotoran-kotoran yang berada pada bagian bawah bak terangkat ke atas sehingga dapat dilakuakn penyaringan sebelum masuk ke tahap selanjutnya.

e. Agar derajat keasaman dari air yang berasal dari bak sebelumnya turun.

Perhatikan gambar dibawah ini (untuk nomor 8 – 10)!

(28)

7. Flok-flok hasil dari suatu proses kemudian di gabungkan menjadi flok besar yang kemudian air dengan flok besar tersebut dialirkan ke suatu bak untuk di endapkan. Proses pengendapan ini ditunjukan oleh huruf …

a. A d. G

b. F e. D

c. C

8. Proses penyaringan kotoran-kotoran dalam skala makro, seperti botol minuman, daun, ranting kayu dan lain sebagainya ditunjukan oleh nomor …

a. E d. G

b. D e. A

c. C

9. Proses untuk mematikan bakteri yang masih terkandung pada air yang akan dikonsumsi ditunjukan pada …

a. C d. F

b. D e. G

c. E

10. Air tawar yang berasal dari sungai atau danau dipompakan sebagai make-up cooling tower setelah sebelumnya dilakukan treatment (sedimentasi dan koagulasi) terlebih dahulu. Air tersebut digunakan untuk mendinginkan proses-proses di dalam pabrik. Air pendingin yang telah panas kemudian didinginkan di cooling tower untuk kemudian disirkulasikan kembali ke dalam pabrik. Dari penjelasan diatas merupakan pengertian jenis sistem air pendingin yaitu … a. Once through system

b. Closed Non-evaporative recicurlating system c. Make up Cooling tower

d. Cooling tower system

e. Open evaporative recicurlating system.

Pedoman Penskoran Soal Pilihan Ganda : NO

SOAL KUNCI JAWABAN SKOR

Benar Salah

1 Jawaban : A 1 0

2 Jawaban : B 1 0

3 Jawaban : C 1 0

4 Jawaban : D 1 0

5 Jawaban : E 1 0

6 Jawaban : E 1 0

7 Jawaban : E 1 0

8 Jawaban : E 1 0

9 Jawaban : E 1 0

10 Jawaban : E 1 0

TOTAL SKOR MAKSIMUM 10 0

C. INSTRUMEN PENILAIAN KETERAMPILAN Soal Praktek Bidang Keahlian : Teknologi dan Rekayasa Program Keahlian : Teknik Kimia Industri Kompetensi Keahlian : Kimia Industri (C3) Mata Pelajaran : Proses Industri Kimia Kelas / Semester : XI / Gasal