PABRIK GYPSUM DARI KALSIUM KARBONAT (CaCO3 DAN ASAM …
Transcript of PABRIK GYPSUM DARI KALSIUM KARBONAT (CaCO3 DAN ASAM …
TUGAS AKHIR – TK145501
PABRIK GYPSUM DARI KALSIUM KARBONAT
(CaCO3) DAN ASAM SULFAT (H2SO4) DENGAN
PROSES SINTESIS
NUANSA APSARI
NRP. 10411500000022
FARIHAH NAAFIUMAMAH
NRP. 10411500000069
Dosen Pembimbing :
Ir. Budi Setiawan, MT
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA INDUSTRI
FAKULTAS VOKASI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2018
FINAL PROJECT– TK145501
GYPSUM PLANT FROM CALCIUM CARBONATE
(CaCO3) AND SULFURIC ACID (H2SO4) USING
SYNTHESIS PROCESS
NUANSA APSARI
NRP. 10411500000022
FARIHAH NAAFIUMAMAH
NRP. 10411500000069
Lecturer :
Ir. Budi Setiawan, MT
DEPARTMENT OF INDUSTRIAL CHEMICAL ENGINEERING
FACULTY OF VOCATION
SEPULUH NOPEMBER INSTITUTE OF TECHNOLOGY
SURABAYA
2018
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT, Tuhan bagi seluruh alam.
Hanya dengan Rahmat dan Hidayah-Nya kami dapat
menyelesaikan Tugas Akhir kami yang berjudul Pabrik Gypsum
dari Bahan Baku Kalsium Karbonat dan Asam Sulfat dengan
Proses Sintesis.
Tugas akhir ini disusun sebagai tugas yang harus
ditempuh dan diselesaikan di akhir semester ini sebagai
persyaratan kelulusan program studi DIII Teknik Kimia,
Departemen Teknik Kimia Industri, Fakultas Vokasi, Institut
Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Tujuan dari pengerjaan
Tugas Akhir ini adalah mahasiswa dapat memahami dan mampu
mengenal prinsip-prinsip perhitungan dari peralatan-peralatan
industri terutama industri kimia yang telah dipelajari di bangku
kuliah serta aplikasinya dalam sebuah perencanaan pabrik.
Penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-
besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dan
memberikan dukungan serta bimbingan hingga terselesaikannya
Tugas Akhir ini, antara lain kepada :
1. Allah SWT yang telah memberikan kami Rahmat,
Hidayah-Nya serta memberikan kesabaran dan
kekuatan yang tidak terkira kepada hamba-Nya.
2. Ayah, Ibu, kakak, adik, serta keluarga yang
senantiasa telah memberikan dukungan dan motivasi
kepada penulis secara moril dan materiil serta do’a
yang membuat penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir dengan tepat waktu serta usaha yang maksimal.
3. Bapak Ir. Agung Subyakto, MS. selaku Ketua
Departemen Teknik Kimia Industri, Fakultas Vokasi,
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.
iv
4. Ibu Dr. Ir. Niniek Fajar Puspita, M.Eng. selaku Ketua
Program Studi DIII Teknik Kimia, Departemen
Teknik Kimia Industri, Fakultas Vokasi, Institut
Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.
5. Bapak Ir. Budi Setiawan, MT. selaku Dosen
Pembimbing Tugas Akhir program studi DIII Teknik
Kimia, Departemen Teknik Kimia Industri, Fakultas
Vokasi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya.
6. Ibu Dr. Ir. Niniek Fajar Puspita, M.Eng. dan Ibu Ir.
Elly Agustiani, M.Eng. selaku Dosen Penguji Tugas
Akhir program studi DIII Teknik Kimia, Departemen
Teknik Kimia Industri, Fakultas Vokasi, Institut
Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.
7. Ibu Prof. Dr. Ir. Danawati Hari Prajitno dan Ibu Dr.
Ir. Lily Pudjiastuti, MT. selaku Dosen Wali kami di
kampus program studi DIII Teknik Kimia,
Departemen Teknik Kimia Industri, Fakultas Vokasi,
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.
8. Segenap Dosen, staff dan karyawan program studi
DIII Teknik Kimia, Departemen Teknik Kimia
Industri, Fakultas Vokasi, Institut Teknologi Sepuluh
Nopember Surabaya.
9. Rekan-rekan seperjuangan, angkatan 2015 program
studi DIII Teknik Kimia, Departemen Teknik Kimia
Industri, Fakultas Vokasi, Institut Teknologi Sepuluh
Nopember Surabaya.
10. Serta semua pihak yang telah membantu dalam
penyelesaian Tugas Akhir yang tidak dapat kami
sebutkan satu persatu.
Akhir kata penulis mengucapkan mohon maaf yang
sebesar-besarnya kepada semua pihak jika dalam proses dari awal
v
sampai akhir penulisan penelitian Tugas Akhir ini ada kata-kata
atau perilaku yang kurang berkenan. Terima kasih atas
perhatiannya dan kerjasamanya.
Surabaya, Juli 2018
TTD
Penulis
iii
PABRIK GYPSUM DARI KALSIUM KARBONAT (CaCO3) DAN
ASAM SULFAT (H2SO4) DENGAN PROSES SINTESIS
Nama Mahasiswa : Nuansa Apsari 10411500000022
Farihah Naafiumamah 10411500000069
Program Studi : Departemen Teknik Kimia Industri
Dosen Pembimbing : Ir. Budi Setiawan, MT.
ABSTRAK
Perkembangan pembangunan di Indonesia pada era globalisasi
semakin meningkat dapat dibuktikan dengan semakin banyaknya proyek
pembangunan fisik di seluruh nusantara baik di desa maupun kota. Dengan
semakin meningkatnya pembangunan fisik di Indonesia, maka kebutuhan semen
dan bahan bangunan lain seperti wallboard juga mengalami peningkatan.
Peningkatan kebutuhan akan semen dan wallboard berdampak meningkatnya
kebutuhan kalsium sulfat dihidrat (gypsum).
Gypsum dibuat dari proses sintesis. Pada proses ini, CaCO3
dimasukan kedalam mixer kemudian ditambahkan dengan H2O. Bahan baku
cair berupa H2SO4 98% dimasukan kedalam mixer kemudian ditambahkan
dengan H2O hingga menghasilkan H2SO4 50%. Kemudian CaCO3 direaksikan
dengan asam sulfat (H2SO4) 50% di reaktor pada kondisi operasi suhu 93°C
dan tekanan 1 atm. Konversi yang dihasilkan dengan metode ini sebesar 87,2%.
Produk keluar reaktor berupa slurry kemudian kemudian dimasukkan ke dalam
rotary vacuum filter untuk untuk dipisahkan cake dengan filtratnya. Produk
cairan hasil filtrasi direcycle menuju reaktor. Cake gypsum dimasukan kedalam
rotary dryer untuk dihilangkan kandungan airnya. Gypsum kemudian masuk ke
silo sebagai tempat penyimpanan sebelum proses pengemasan. Kemurnian dari
gypsum yang dihasilkan proses ini lebih dari 91%.
Pabrik gypsum dirancang dengan kapasitas 132.000 ton/tahun. Bahan
baku yang digunakan adalah kalsium karbonat (CaCO3) dan asam sulfat
(H2SO4). Pabrik ini direncanakan didirikan di Kecamatan Semanding,
Kabupaten Tuban Jawa Timur pada tahun 2022. Pabrik Gypsum ini
direncanakan beroperasi secara kontinyu selama 300 hari/tahun dengan basis
24 jam/hari.
Kata kunci: gypsum, kalsium karbonate, asam sulfat, sintesis
iv
GYPSUM PLANT FROM CALCIUM CARBONATE (CaCO3) AND
SULFURIC ACID (H2SO4) USING SYNTHESIS PROCESS
Student Name : Nuansa Apsari 10411500000022
Farihah Naafiumamah 10411500000069
Departement : Departement Of Chemical Engineering Industry
Supervisor : Ir. Budi Setiawan, MT.
ABSTRACT
Development of industrial in Indonesia in globalization era was
increasingly evidenced by the increasing number of physical development
projects throughout the archipelago, both in rural and urban areas. With the
increasing physical development in Indonesia, the need for cement and other
building materials such as wallboard also increased. Increasing the need for
cement and wallboard impacts the need for calcium sulfate dihydrate (gypsum).
Gypsum is made from synthesis process. In this process, CaCO3 is
added to the mixer then added with H2O. The liquid raw material of H2SO4
98% is fed into the mixer and then added with H2O to produce 50% H2SO4.
Then CaCO3 was reacted with 50% sulfuric acid (H2SO4) in the reactor under
operating conditions of 93 ° C and 1 atm pressure. The conversion generated by
this method is 87.2%. The reactor exit product is slurry and then put into the
rotary vacuum filter to separate the cake with the filtrate. The product of
filtration fluid is recycled to the reactor. The gypsum cake is put into the rotary
dryer to remove the water content. Gypsum then enter the silo as a storage place
before the packing process. The purity of the gypsum produced by this process is
more than 91%.
Gypsum factory is designed with a capacity of 132,000 tons / year.
The raw material used is calcium carbonate (CaCO3) and sulfuric acid (H2SO4).
This plant is planned to be established in Semanding Subdistrict, Tuban
Regency, East Java in 2022. This Gypsum Plant is planned to operate
continuously for 300 days / year on a 24 hour / day basis.
Keywords : gypsum, calcium carbonate, sulfuric acid, synthesis
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL.................................................................... i
KATA PENGANTAR ............................................................... iii
ABSTRAK .................................................................................. vi
ABSTRACT .............................................................................. vii
DAFTAR ISI ............................................................................ viii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................x
DAFTAR GRAFIK ................................................................... xi
DAFTAR TABEL ..................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ........................................................... I-1
1.2 Dasar Teori ................................................................. I-8
1.3 Sifat Fisika dan Kimia ................................................ I-9
1.4 Kegunaan ................................................................. I-12
BAB II MACAM DAN URAIAN PROSES
2.1 Macam Proses ........................................................... II-1
2.2 Seleksi Proses ............................................................ II-5
2.3 Uraian Proses Terpilih............................................... II-6
BAB III NERACA MASSA .................................................. III-1
BAB IV NERACA PANAS ................................................... IV-1
BAB V SPESIFIKASI ALAT ................................................ V-1
BAB VI UTILITAS
6.1 Unit Penyediaan Air ................................................ VI-1
6.2 Unit Penyediaan Listrik......................................... VI-10
6.3 Unit Penyediaan Bahan Bakar .............................. VI-11
BAB VII KESEHATAN DAN KESELAMATAN KERJA
7.1 Pengertian Kesehatan dan Keselamatan Kerja ....... VII-1
7.2 Kesehatan Kerja ..................................................... VII-2
7.3 Sistem Manajemen Kesehatan dan Keselamatan
Kerja ....................................................................... VII-3
ix
7.4 Kesehatan dan Keselamatan Kerja Pada Area
Pabrik Gypsum ....................................................... VII-8
BAB VIII INSTRUMENTASI
8.1 Instrumentasi dalam Industri ................................ VIII-1
8.2 Jenis-jenis Alat Kontrol dalam Bidang Industri ... VIII-6
8.3 Instrumentasi Pada Pabrik Gypsum ...................... VIII-7
BAB IX PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI KIMIA .. IX-1
BAB X KESIMPULAN .......................................................... X-1
DAFTAR PUSTAKA .............................................................. xiii
DAFTAR NOTASI ................................................................ . xvi
APPENDIKS A ...................................................................... A-1
APPENDIKS B ....................................................................... B-1
APPENDIKS C ....................................................................... C-1
LAMPIRAN :
1. Flowsheet Proses Pabrik Gypsum dari CaCO3 dan H2SO4
2. Flowsheet Utilitas Pabrik Gypsum dari CaCO3 dan H2SO4
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.2 Representasi Daerah Tuban Jawa Timur ............ I-8
Gambar 2.1 Diagram Balok Purifikasi Gypsum dari
Phosphogypsum .................................................. II-2
Gambar 2.2 Diagram Proses Pembuatan Gypsum dari Flue
Gas Desulfurization Gypsum .............................. II-4
Gambar 2.3 Diagram Proses Pembuatan Gypsum dari
CaCO3 dan H2SO4 .............................................. II-5
Gambar 2.3 Diagram Alir Proses Pembuatan Gypsum dari
CaCO3 dan H2SO4 .............................................. II-9
Gambar 8.1 Sistem Pengendalian Feedback Control ........ VIII-5
Gambar 8.2 Sistem Pengendalian Forward Control .......... VIII-5
Gambar 8.3 Sistem Pengendalian Cascade Control .......... VIII-6
xi
DAFTAR GRAFIK
Grafik 1.1 Data Ekspor dan Impor Gypsum dari Tahun
2012 - 2017 ............................................................. I-6
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Hasil Produksi Asam Sulfat dari Berbagai
Pabrik di Indonesia .................................................. I-4
Tabel 1.2 Data Ekspor- Impor Gypsum di Indonesia ......... I-5
Tabel 2.1 Pemilihan Proses Pembuatan Gypsum .............. II-6
Tabel 3.1 Neraca Massa Pada Mixer CaCO3 ................... III-2
Tabel 3.2 Neraca Massa Pada Mixer H2SO4 .................... III-3
Tabel 3.3 Neraca Massa Pada Reaktor ............................. III-4
Tabel 3.4 Neraca Massa Pada Rotary Vacuum Filter ..... III-7
Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Rotary Dryer .................... III-8
Tabel 3.6 Neraca Massa Pada Cyclone .......................... III-11
Tabel 3.7 Neraca Massa Pada Scrubber ......................... III-12
Tabel 3.8 Neraca Massa Pada Silo .................................. III-13
Tabel 4.1 Neraca Panas Pada Mixer CaCO3 .................... IV-2
Tabel 4.2 Neraca Panas Pada Mixer H2SO4 ..................... IV-3
Tabel 4.3 Neraca Panas Pada Heater ................................ IV-4
Tabel 4.4 Neraca Panas Pada Reaktor .............................. IV-6
Tabel 4.5 Neraca Panas Pada Rotary Vacuum Filter ...... IV-9
Tabel 4.6 Neraca Panas Pada Heater .............................. IV-10
Tabel 4.7 Neraca Panas Pada Rotary Dryer ................... IV-11
Tabel 4.8 Neraca Panas Pada Scrubber .......................... IV-12
Tabel 6.1 Bahan Kimia yang Ditambahkan Pada Air
Proses ................................................................... VI-5
Tabel 6.2 Syarat Kualitas Cooling Water .......................... VI-5
Tabel 6.3 Syarat Kualitas Boiler Water ............................. VI-7
Tabel 6.4 Kebutuhan Air Proses ......................................... VI-8
Tabel 6.5 Kebutuhan Air Boiler ......................................... VI-9
Tabel 6.6 Kebutuhan Air Total Pada Pabrik
xiii
Gypsum .............................................................. VI-10
Tabel 7.1 Alat Pelindung Diri yang Digunakan Pada
Pabrik Gypsum ................................................... VII-9
Tabel 8.1 Fungsi Pengendalian Proses ........................... VIII-7
I-1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.1.1 Sejarah
Gypsum dalam bahasa Persia disebut gatch, dalam
bahasa Yunani disebut gypsos dan dalam bahasa Latin disebut
gypsum. Negara seperti Iran, Egypt, Babylonia, Yunani dan
Itali terkenal dengan seni mengukir pada dinding dengan
bahan gypsum, sebagai contohnya yaitu dinding Jericho,
Piramida Cheops, Istana Knossos dan dekorasi interior dinding
Pompeii. Di Jerman gypsum digunakan untuk lumpang di
dinding dan digunakan untuk mendirikan bangunan pada
pertengah abad, sebuah biara Walkenried di gunung Harz yang
sangat terkenal, dan mencapai puncaknya pada periode
Baroque dab Rococo. Contohnya sekolah Wessobrunn untuk
para pekerja plester dan dekorasi plester di Istana
Charlottenburg, Jerman. Perluasan bisnis semen industri pada
pertengahan abad ke 19 juga meningkat dengan menggunakan
gypsum. Setelah beberapa abad industri gypsum telah
berkembang dengan pengalaman dari keahlian plester gypsum
jaman dulu. Perbedaan antara gypsum dan kapur
bagaimanapun masih belum terlihat pada abad ke 18.
Penelitian tentang dasar dari teknologi gypsum tela dimulai
pada tahun 1765 oleh Lavoisier dan telah dilanjutkan sampai
sekarang. Bagaimanapun, sebuah keahlian yang sangat tinggi
pada tradisi sulit untuk diterima penjelasannya secara ilmiah
dan juga di beberapa dekade terakhir pembuatan gypsum telah
berkembang ke industri modern.
Sampai zaman modern sekarang pun, kapur masih
digunakan pemanfaatannya untuk memplester bangunan.
Perkembangan ini secara tidak langsung memperlihatkan
adanya peningkatan kebutuhan akan bahan baku dan penolong
I-2
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
bagi perkembangan sektor industri yang merupakan industri
hilir.
1.1.2 Alasan Pendirian Pabrik
Perkembangan pembangunan di Indonesia pada era
globalisasi semakin meningkat dapat dibuktikan dengan
semakin banyaknya proyek pembangunan fisik di seluruh
nusantara baik di desa maupun kota. Dengan semakin
meningkatnya pembangunan fisik di Indonesia, maka
kebutuhan semen dan bahan bangunan lain seperti wallboard
juga mengalami peningkatan. Peningkatan kebutuhan akan
semen dan wallboard berdampak meningkatnya kebutuhan
kalsium sulfat dihidrat (gypsum), baik pada industri semen
maupun industri pembuatan wallboard karena gypsum
merupakan salah satu bahan baku dalam pembuatan semen
dan bahan utama dalam pembuatan wallboard.
Kebutuhan gypsum di Indonesia dicukupi dengan
produksi dalam negeri dan impor dari luar negeri. Produksi
gypsum dalam negeri masih belum mencukupi untuk
memenuhi kebutuhan gypsum di Indonesia. Maka masih
diperlukan impor dari luar negeri. Krisis ekonomi yang
menimpa Indonesia sejak tahun 1997, menyebabkan mahalnya
harga gypsum dari luar negeri. Kurs rupiah yang melemah
terhadap dolar Amerika membawa dampak yang besar bagi
industri dengan bahan baku yang diimpor dari luar negeri.
Untuk mengatasi masalah tersebut maka perlu didirikan
industri gypsum di Indonesia. Dengan pendirian industri
gypsum di Indonesia, diharapkan mampu mencukupi
kebutuhan gypsum di Indonesia.
I-3
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
1.1.3 Ketersediaan Bahan Baku
Pabrik gypsum didirikan berdekatan dengan lokasi
pemasok bahan baku untuk meminimalisir biaya transportasi
penyediaan bahan baku. Pemasok bahan baku yang dituju antara
lain, industri pertambangan di daerah Tuban, Jawa Timur sebagai
pemasok batu kapur dan PT. Petrokimia Gresik sebagai pemasok
asam sulfat.
Berikut tinjauan ketersediaan bahan baku sebagai faktor
pendukung pembuatan pabrik gypsum :
1. Kalsium Karbonat
Batu kapur merupakan bahan alam yang banyak
terdapat di Indonesia. Batu kapur adalah batuan padat
yang mengandung banyak kalsium karbonat. Mineral
karbonat yang umum ditemukan berasosiasi dengan batu
kapur adalah aragonite (CaCO3), yang merupakan mineral
metastable karena pada kurun waktu tertentu dapat
berubah menjadi kalsit (CaCO3) (Sucipto et al., 2007).
Kabupaten Tuban merupakan salah satu kabupaten di
Jawa Timur yang memiliki potensi sumber daya mineral
melimpah satunya yaitu batu kapur. Batu kapur
merupakan pertambangan mineral non logam yang dapat
digunakan sebagai bahan baku untuk membuat kalsium
karbonat karena memiliki kandungan CaCO3 yang tinggi.
Salah satu pabrik kalsium karbonat yang ada di Tuban
Jawa Timur yaitu CV Niraku Jaya Abadi yang berlokasi
di Kecamatan Jatirogo Kabupaten Tuban Jawa Timur,
dimana pabrik ini dapat mensuplai untuk kebutuhan
industri dengan kapasitas 20.000 ton/bulan.
I-4
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
2. Asam Sulfat
Berikut ini merupakan data produksi asam sulfat di
Indonesia pada tahun 2017:
Tabel 1.1 Data Hasil Produksi Asam Sulfat Dari
Berbagai Pabrik di Indonesia Tahun 2017
No Nama Pabrik Kapasitas
(Ton/Tahun)
1 PT Petrokimia Gresik
(III)
1.170.000
2 PT Petro Jordan Abadi 600.000
3 PT Indonesian Acids
Industry
82.500
(Sumber: Pupuk Indonesia dan Indoacids,2017)
I.1.4 Kebutuhan Dan Aspek Pasar
Gypsum adalah mineral yang terdapat dalam endapan besar
di seluruh dunia. Gypsum dapat dibuat menjadi plaster dinding
dengan menambahkan bahan pengisi seperti asbes, pulp kayu atau
pasir. Tanpa penambahan, disebut plaster paris dan digunakan
untuk membuat cetakan atau plaster dinding yang bersifat
hidraulik dan mengeras dalam air, tetapi juga sedikit larut dalam
air jadi tidak boleh digunakan dalam lingkungan basah.
Pada 2001, konstruksi kegiatan industri dalam negeri
cukup meningkat, dengan beberapa sektor yang menunjukkan
peningkatan. Pada 2001, perumahan baru mulai meningkat 2,17
% dibandingkan dengan orang-orang dari 2000, tapi nonhunian
konstruksi dan komersial pada 2001 mengalami penurunan
sebesar sebesar 3,43 % dibanding tahun 2000. Jelas konsumsi
domestik hampir 31,4 M sepanjang tahun (Donald,2001).
Indonesia adalah daerah industri Semen yang besar dan
sedang berkembang pesat. Hal ini menjadikan Indonesia tersebut
sebagai pasar yang baik untuk pabrik Gypsum. Selain itu, saat ini
I-5
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
penggunaan terbesar gypsum di Indonesia yaitu sebagai bahan
penolong Pabrik Semen atau sebagai retarder dalam Pabrik
Semen (Lina Darmawati,2012).
1.1.5 Penentuan Kapasitas Pabrik
Berikut adalah tabel data ekspor-impor gypsum di
Indonesia dari tahun 2011-2015 beserta data produksi dan
kebutuhannya pada Tabel 1.2
Tabel 1.3 Data Ekspor-Impor Gypsum di Indonesia
(ton/tahun)
Tahun Produksi Impor Ekspor
2011 734.164 1533425 0
2012 752.000 1843286 0,711
2013 559.090 1966207 0,055
2014 672.324 2017706 0,316
2015 962.433 2230297 7101,731
(Badan Pusat Statistik & Annual Report PT Petrokimia Gresik)
I-6
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Grafik 1.1 Data Ekspor dan Impor Gypsum Dari Tahun 2012-
2017
Dari Grafik 1.1 dapat dilihat bahwa jumlah ekspor
gypsum semakin menurun dan impor gypsum cenderung
meningkat. Hal ini dikarenakan produksi gypsum dalam negeri
belum bisa memenuhi permintaan pasar. Sehingga, dilakukan
pegurangan jumlah ekspor dan penambahan jumlah impor untuk
memenuhi kebutuhan pasar, seperti yang tertera dalam grafik.
Sehingga dari data tersebut dapat diketahui kapasitas
produksi pabrik gypsum dengan persamaan berikut:
Kebutuhan = (Produksi + Impor) 2022 - (Ekspor)2022
= (1.074.774+ 3.328.723) – ( 14.172)
= 4.389.325 ton/tahun
Kapasitas Pabrik = 0,03 x 4.389.325
= 131.679 ton/tahun
Dari data di atas dapat diambil kapasitas pabrik sebesar
132.000 ton/tahun. Pabrik bekerja secara kontinyu dalam 1 tahun
selama 300 hari, sehingga kapasitas produksi menjadi sebesar 440
ton/hari.
01000002000003000004000005000006000007000008000009000001000000110000012000001300000140000015000001600000170000018000001900000200000021000002200000230000024000002500000
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Impor Ekspor
I-7
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
1.1.6 Pemilihan Lokasi
Kriteria harus dipertimbangkan dalam menentukan lokasi
pabrik agar pabrik dapat mendatangkan keuntungan yang besar
antara lain, penyediaan bahan baku, pemasaran produk, fasilitas
transportasi dan tenaga kerja. Pabrik gypsum direncanakan akan
dibangun di daerah Semanding Tuban, Jawa Timur. Ada beberapa
faktor yang harus diperhatikan untuk menentukan lokasi pabrik
yang dirancang secara teknis dan ekonomis menguntungkan.
Adapun faktor-faktor yang harus dipertimbangkan :
Penyediaan bahan baku
Kriteria penilaian dititikberatkan pada kemudahan
memperoleh bahan baku. Dalam hal ini, bahan baku asam
sulfat diperoleh dari PT. Petrokimia Gresik. Bahan baku
kalsium karbonat diperoleh dari CV Niraku Jaya Abadi
yang berlokasi di Kecamatan Jatirogo Kabupaten Tuban
Jawa Timur.
Pemasaran produk
Faktor yang perlu diperhatikan adalah letak wilayah
pabrik yang membutuhkan gypsum dan jumlah
kebutuhannya. Daerah Tuban merupakan daerah yang
strategis untuk pendirian suatu pabrik karena dekat
dengan PT Semen Gresik sebagai salah satu produsen
semen di Indonesia.
Transportasi
Sarana dan prasarana transportasi sangat diperlukan untuk
proses penyediaan bahan baku dan pemasaran produk.
Dengan adanya fasilitas jalan raya dan pelabuhan laut
yang memadai, maka pemilihan lokasi di Tuban sangat
tepat.
I-8
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Tenaga kerja
Tersedianya tenaga kerja yang terampil mutlak
diperlukan untuk menjalankan mesin-mesin produksi.
Dan tenaga kerja dapat direkrut dari daerah Jawa timur,
Jawa Tengah dan sekitarnya.
Faktor penunjang lainnya
Tuban telah mempunyai sarana- sarana pendukung yang
memadahi seperti tersedianya air, listrik, dan sarana
lainnya sehingga proses produksi dapat berjalan dengan
baik. Tuban juga memiliki kemungkinan untuk perluasan
pabrik karena masih mempunyai areal yang cukup luas.
Adapun geografis daerah Tuban Jawa Timur dapat
direpresentasikan sebagai berikut :
Gambar 1.2 Representasi Daerah Tuban Jawa Timur
1.2 Dasar Teori
Gypsum secara luas tersebar di lapisan kerak bumi.
Didaerah pegunungan biasanya bisa ditemukan gypsum. Gypsum
dapat diperoleh dari proses industri gas yang mengalami
desulfurisasi atau batu kapur yang direaksikan dengan asam
I-9
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
sulfat. Gypsum digunakan pada industri material karena mudah
kehilangan kandungan air ketika dipanaskan, menghasilkan
dehidrasi kalsinasi gypsum sebagian atau total. Ketika air
ditambahkan pada kalsinasi gypsum maka akan kembali pada
keadaan awal yaitu mengeras. Dua fenomena dari proses
dehidrasi dan rehidrasi merupakan dasar dari teknologi gypsum.
Dehidrasi
CaSO4.2H2O + heat CaSO4.1/2H2O + 3/2 H2O
CaSO4.2H2O + heat CaSO4 + 2 H2O
Rehidrasi
CaSO4.1/2H2O + 3/2 H2O CaSO4.2H2O + heat
CaSO4 + 2 H2O CaSO4.2H2O + heat
Gypsum dihasilkan dari reaksi batu kapur (CaCO3)
dengan larutan asam sulfat (H2SO4) 50% berat di dalam Reaktor
Alir Tangki Berpengaduk (RATB). Reaksi berjalan secara
isothermal pada suhu 93,33oC dan tekanan 1 atm, reaksinya
sebagai berikut :
CaCO3 (s) + H2SO4 (l) + H2O (l) CaSO4.2H2O (s) + CO2 (g)
Produk keluar reaktor berupa slurry kemudian dilewatkan
pada alat penyaring untuk memisahkan antara gypsum dan
cairannya. Produk cairan hasil filtrasi berupa asam sulfat yang
akan direcycle menuju mixer. Produk bubur gypsum dilakukan
proses purifikasi dengan menggunakan pengering agar didapatkan
gypsum dengan kemurnian yang tinggi.
1.3 Sifat Fisika & Kimia
1.3.1 Bahan Baku Utama
1.3.1.1 Kalsium Karbonat
I-10
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
1. Sifat fisika kalsium karbonat
Rumus molekul : CaCO3
Kenampakan : Padat
Densitas : 2710 kg/m3
Titik Didih : 898 oC
Berat Molekul : 100.09 g/mol
Specific gravity : 2,711
Komposisi : CaCO3 : 99,38 `%
MgCO3 : 0,40 %
SiO2 : 0,04 %
Al2O3 : 0,02 %
Fe2O3 : 0,01 %
Na2O : 0,05 %
H2O : 0,10 %
Sifat kimia kalsium karbonat
Mengalami Kalsinasi
Reaksi : 𝐶𝑎𝐶𝑂3𝑇:700−900° 𝐶→ 𝐶𝑎𝑂 + 𝐶𝑂2
1.3.1.2 Asam Sulfat
1. Sifat fisika asam sulfat
Rumus molekul : H2SO4
Berat molekul : 98,08 g/gmol
Kenampakan : Cair
Densitas : 1,837 g/cm3
Titik didih : 338oC
Specific gravity : 1,834
2. Sifat Kimia Asam Sulfat
Dengan basa akan membentuk garam dan air
H2SO4 (l) + 2NaOH (s) Na2SO4(s) + H2O (l)
Dengan alkohol membentuk eter dan air
I-11
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
2C2H5OH(l) + H2SO4 C2H5OC2H5(l) + H2O(l)
Korosif terhadap semua logam
Bereaksi dengan NaCl membentuk NaSO4
NaCl + H2SO4(l) NaSO4 + 2HCl(l)
Bereaksi dengan MgCO3 membentuk MgSO4
MgCO3(s) + H2SO4(l) MgSO4(s) + H2O (l) + CO2(g)
1.3.2 Produk Utama
1.3.2.1 Gypsum
1. Sifat fisika gypsum :
Rumus Molekul : CaSO4.2H2O
Nama lain : Kalsium sulfat dihidrat
Berat Molekul : 172,17 g/gmol
Kenampakan : Serbuk berwarna putih
Specific gravity : 2,32-2,96
Sifat kimia Gypsum :
Mengalami pelepasan air hidrat
𝐶𝑎𝑆𝑂4 ∙ 2𝐻2𝑂𝑇:>90° 𝐶→ 𝐶𝑎𝑆𝑂4 ∙ 𝑜, 5𝐻2𝑂 + 1,5 𝐻2𝑂
1.3.3 Produk Sampingan
1.3.4.1 H2CO3
1. Sifat Fisika H2CO3 :
Rumus Molekul : H2CO3
Berat Molekul : 62,03 g/gmol
Densitas : 1,67 g/mL (1 atm)
pH Keasaman : 10,3
pH Kebasaan : 7,7
2. Sifat Kimia H2CO3
Reaksi pembentukan bersifat reversible :
I-12
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
H2O + CO2 ⇄ H2CO3 ⇄ H+ + HCO3-
I.3.4.1 CO2
1. Sifat Fisika CO2 :
Rumus Molekul : CO2
Berat Molekul : 44,01 g/gmol
Densitas : 1,562 g/mL (solid 1 atm, −78,5 °C)
0,770 g/mL (liquid 56 atm, 20 °C)
1.977 g/L (gas 1 atm, 0 °C)
Titik lebur : -78°C
Titik Didih : -57°C
Sifat Kimia CO2 :
Karbon dioksida adalah senyawa kovalen dengan bentuk molekul
linier.
Karbon dioksida adalah oksida yang bersifat asam dan dapat
bereaksi dengan air menghasilkan asam karbonat.
CO2 + H2O H2CO3
Karbon dioksida bereaksi dengan basa menghasilkan senyawa
karbonat dan bikarbonat.
CO2 + NaOH NaHCO3
NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O
1.4 Kegunaan
Kegunaan gypsum pada industri diantara yaitu :
1. Sebagai bahan untuk memperlambat pengerasan pada
industri semen.
2. Sebagai bahan untuk membuat wall board.
3. Sebagai bahan untuk membuat plasterboard.
4. sebagai bahan pengisi dan campuran cat putih.
5. Sebagai bahan pengisi keramik.
I-13
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
6. Sebagai bahan pembuat pupuk.
I-14
BAB I Pendahuluan
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Halaman ini sengaja dikosongkan
II-1
BAB II
MACAM DAN URAIAN PROSES
2.1 Macam Proses
Ada 3 macam pembuatan gypsum dalam skala industri,
diantaranya adalah:
1. Gypsum dari Phosphogypsum
2. Flue Gas Desulfurization Gypsum
3. Gypsum dari Kalsium Karbonat dan Asam Sulfat
2.1.1 Gypsum dari Phospogypsum
Proses pembuatan gypsum dari phosphogypsum merupakan
proses purifikasi untuk membersihkan pengotor pada gypsum yang
berasal dari batuan fosfat. Pembuatan gypsum dari phosphogypsum
ini terbagi atas dua proses, yaitu:
1. Proses Repulping
Pada proses ini, phosphogypsum dilarutkan
dengan neutralized water di dalam slurry tank hingga
mencapai konsentrasi 40% solid. Dalam proses ini
diharapkan pengotor dalam phospogypsum yang larut
dalam air yaitu P2O5 akan terlarut dengan proses
pengadukan menggunakan agitator selama 30 menit.
2. Proses Filtrasi dan penguapan
Endapan lumpur yang terbentuk dari slurry tank
kemudian dialirkan ke belt filter untuk memisahkan
antara cake gypsum dengan filtrat dengan batuan
hisapan vacuum blower. Cake gypsum pada saat berada
diatas filter cloth dikontakkan dengan uap, sehingga
menurunkan kandungan air bebas menjadi 25%. Filtrat
kemudian dikirim ke unit effluent treatment untuk
diproses menjadi neutralized water yang nantinya
II-2
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
digunakan kembali dalam slurry tank. Hasil dari proses
filtrasi ini adalah produk purifikasi gypsum.
Gambar 2.1 Diagram Balok Purifikasi Gypsum dari
Phosphogypsum
2.1.2 Flue Gas Desulfurization Gypsum
Flue gas desulfurization gypsum merupakan proses
pembuatan gypsum yang dihasilkan dari desulfurisasi pembakaran
gas fosil seperti batu bara, minyak dan lignite pada pembangkit
listrik yang menghasilkan produk dengan spesifikasi dan kualitas
yang standar. Secara umum defisini dari flue gas desulfurization
gypsum adalah gypsum yang dihasilkan dari bahan bakar gas pada
desulfurisasi plant, yang kemudian terbagi menjadi butiran kristal
dengan kemurnian sulfate dihydrate (CaSO4.2H2O) yang tinggi.
Teknologi FGD digunakan untuk mengurangi emisi SO2
yang dapat mencemari air hujan menjadi hujan asam. Ada dua tipe
FGD yaitu FGD basah (Wet Limestone Scrubbing) dan FGD kering
(Dry Limestone Scrubbing). Pada FGD basah, campuran air dan
gamping (batu kapur) disemprotkan dalam gas buang. Cara ini
dapat mengurangi emisi SO+ sampai 70-95 %. Kalsium karbonat
(CaCO3) dalam batu kapur diubah terlebih dahulu menjadi kalsium
II-3
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
sulfit (CaSO3). SO2 yang diserap kemudian direaksikan dengan
CaSO3 membentuk senyawa baru yaitu kalsium sulfat (CaSO4)
atau gypsum. FGD kering menggunakan campuran air dan batu
kapur atau gamping yang diinjeksikan ke dalam ruang bakar. Cara
ini dapat mengurangi emisi SO2 sampai 70-97 %. FGD kering
menghasilkan produk sampingan gypsum yang bercampur dengan
limbah lainnya
Secara rinci yang dihasilkan dari proses flue gas
desulfurization terbentuk setelah proses scrubbing batu kapur,
proses penyulingan dengan oksidasi diikuti dengan pemisahan
gypsum, pencucian dan pengeringan.
Flue gas desulfurization gypsum dihasilkan dalam empat
tahap yaitu :
1. Desulfurisasi
Pada tahap pertama debu gas dari bahan bakar di
semprot dengan menggunakan larutan batu kapur
dengan aliran berlawanan arah (counterflow). Reaksi
yang terjadi menghasilkan kalsium sulfat yang tidak
dapat larut dalam air :
SO2(g) + CaCO3(s) + ½ H2O CaSO3.1/2H2O(s) +CO2
Pada tahap selanjutnya adalah recovery operation
dimana flue gas desulfurization gypsum terbentuk dan
dipisahkan.
2. Gaya Oksidasi
Pada tahap kedua, kalsium sulfat bereaksi dengan
spontan dengan oksigen pada kondisi atmosferik (pH 5),
dengan ini terbentuk kalsium bisulfat yang dapat larut
dalam air, kemudian terjadi proses oksidasi menjadi
kalsium sulfat dihidrat :
CaSO3.1/2H2O(s) +O2(g) +3H2O 2CaSO4.2H2O(s)
II-4
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Selama proses ini butiran butiran gypsum terbentuk
secara terus menerus dengan ukuran berkisar antara 30-
70 µm.
3. Pemisahan Gypsum
Pada hydrocyclone, butiran kalsium sulfat dihirat yang
dihasilkan di quencher slurry dipisahkan dan zat
pengotor berupa padatan dihilangkan.
4. Pencucian dan Pengeringan Gypsum
Butiran kalsium sulfat yang sudah terpisah dari proses
penyaringan dengan air, kemudian dicuci untuk
menghilangkan zat terlarut seperti garam mineral.
Hasil dari flue gas desulfurization gypsum mengandung
kurang dari 10 wt% free moisture.
Gambar 2.2 Diagram Proses Pembuatan Gypsum dari Flue Gas
Desulfurization Gypsum
2.1.3 Gypsum dari Kalsium Karbonat dan Asam Sulfat
Pada proses ini, CaCO3 direaksikan dengan asam sulfat
(H2SO4) encer di reaktor pada kondisi operasi suhu 93,33°C dan
tekanan 1 atm. Konversi yang dihasilkan dengan metode ini
sebesar 87,2%. Produk yang dihasilkan dari reaktor kemudian
II-5
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
dimasukkan ke dalam alat pemisah untuk menghilangkan
impuritasnya. Kemurnian dari gypsum yang dihasilkan proses ini
lebih dari 91%. Reaksinya sebagai berikut:
CaCO3 (s) + H2SO4 (l) + H2O (l) CaSO4.2H2O (s) + CO2 (g)
Produk keluar reaktor berupa slurry kemudian dilewatkan
pada alat penyaring untuk memisahkan antara gypsum dan
cairannya. Produk cairan hasil filtrasi berupa asam sulfat yang akan
direcycle menuju mixer. Produk bubur gypsum dilakukan proses
purifikasi dengan menggunakan pengering agar didapatkan
gypsum dengan kemurnian yang tinggi.
Gambar 2.3 Diagram Proses Pembuatan Gypsum Dari Kalsium
Karbonat (CaCO3) dan Asam Sulfat
2.2 Seleksi Proses
Untuk dapat menyeleksi proses yang digunakan
dalam pembuatan pabrik Gypsum ini, perlu dilakukan peninjauan
mengenai perbandingan tiap-tiap proses yang ada. Dari macam
proses yang telah diuraikan diatas, berikut adalah beberapa
perbandingan dari macam proses yang ada,
II-6
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Tabel 2.1 Pemilihan Proses Pembuatan Gypsum
No. Parameter Proses 1 Proses 2 Proses 3
1. Bahan Baku Gypsum
Rock
Flue Gas Kalsium
karbonat
dan H2SO4
2. Ketersediaan
bahan baku
Terbatas
jumlahnya
Terbatas
jumlahnya
dan sulit
didapat
Berlimpah
dan mudah
didapat
3. Konsumsi
Energi
Sedikit Sedang Sedang
4. Kemurnian
produk
Tergantung
bahan baku
Kadar 94% Kadar
>91%
Berdasarkan Tabel 2.1 tentang perbandingan proses-
proses pembuatan Gypsum, maka akan dibuat pabrik Gypsum
dengan proses sintesis dari Batu kapur dan H2SO4. Hal ini
didasarkan pada beberapa alasan berikut :
1. Pada proses sintesis dari kalsium karbonat dan H2SO4,
bahan baku yang digunakan mudah didapat dan
jumlahnya berlimpah.
2. Produk gypsum yang dihasilkan memiliki kemurnian
yang tinggi yaitu sebesar lebih dari 91% dan sudah
memenuhi kebutuhan pasar.
2.3 Uraian Proses Terpilih
Pabrik Gypsum ini menggunakan proses sintesis dengan
bahan baku utama CaCO3 dan H2SO4. Dalam prosesnya, mulai dari
penyiapan bahan baku, reaksi pembentukan produk, pemisahan,
dan pengeringan. Berikut adalah proses pembuatan gypsum dengan
proses sintesis dari batu kapur dan H2SO4:
II-7
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
2.3.1 Penyiapan Bahan Baku
Kalsium karbonat disimpan dalam penyimpan pada kondisi 30°C.
Kalsium karbonat kemudian dibawa menggunakan belt conveyor
dan diangkut dengan menggunakan bucket elevator menuju mixer
CaCO3. Pada mixer, kalsium karbonat dicampur dengan air hingga
menjadi air kapur.
Asam sulfat disimpan dalam tangki penyimpanan pada
kondisi 30°C dan tekanan 1 atm. Asam sulfat ini memiliki kadar
98%. Asam sulfat kemudian dipompakan ke mixer H2SO4 untuk
diencerkan menggunakan air hingga mencapai kadar 50%.
2.3.2 Pembentukan Produk
Tahap ini bertujuan untuk membentuk gypsum yang
merupakan reaksi antara CaCO3 dengan H2SO4. Kalsium karbonat
yang telah dilarutkan dengan air dalam mixer CaCO3 masuk ke
dalam reaktor pada suhu 70°C dan larutan asam sulfat 50% dari
mixer H2SO4 pada suhu 70°C pada tekanan 1 atm. Reaksi yang
terjadi di dalam reaktor berlangsung pada tekanan 1 atm dan
temperatur 93°C. Reaktor yang digunakan adalah RATB (Reaktor
Alir Tangki Berpengaduk). Reaksi yang terjadi dalam reaktor
adalah reaksi eksotermis dan suhu produk keluar reaktor sebesar
93°C. Reaksi tersebut selain menghasilkan kalsium sulfat dihidrat
(CaSO4.2H2O) juga menghasilkan gas karbondioksida (CO2). Gas
keluar dari reaktor langsung dibuang ke lingkungan. Slurry
CaSO4.2H2O yang keluar dari reaktor kemudian di pompa ke
rotary drum vacum filter.
2.3.3 Pemisahan dan Pemurnian Produk
Langkah pemisahan bertujuan untuk memisahkan gypsum
dengan air dan asam sulfat. Proses pemisahan ini menggunakan
jenis rotary drum vacum filter. Keluaran dari rotary drum vacum
filter ini ialah produk gypsum sebagai cake dan larutan asam sulfat
sebagai filtrat. Cake gypsum keluaran rotary drum vacuum filter
dialirkan menggunakan screw feeder menuju dryer. Proses
II-8
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
purifikasi cake gypsum (CaSO4.2H2O) bertujuan untuk menaikan
kemurnian cake gypsum (CaSO4.2H2O) yang dihasilkan filter
karena kemurnian cake yang dihasilkan masih rendah dan belum
sesuai dengan yang ada di pasaran. Filtrat yang dihasilkan dari
filter berupa air dan asam sulfat yang selanjutnya direcycle ke
mixer 2.
2.3.4 Pengeringan Produk
Proses pengeringan gypsum menggunakan rotary dryer tipe
direct counter current yang metode pengeringannya menggunakan
hembusan udara panas yang berasal dari udara kering yang
dipanaskan dengan heat exchanger yang menggunakan steam
sebagai pemanas. Rotary dryer yang digunakan beroperasi pada
suhu 90°C dan tekanan 1 atm sehingga mengalami proses
pengurangan kandungan cairan dalam cake gypsum Produk
keluaran rotary dryer yang memiliki kadar CaSO4.2H2O sebesar
90,96% sudah sesuai dengan yang ada di pasaran. Kadar
CaSO4.2H2O yang ada dipasaran adalah 91%. Produk gypsum
selanjutnya diangkut menggunakan bucket elevator menuju silo
untuk menampung sementara produk gypsum sebelum menuju ke
unit packaging untuk di kemas kemudian disimpan di gudang
penyimpanan sebagai produk utama.
II-9
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Gambar 2.4 Diagram Alir Proses Pembuatan Gypsum Dari
Kalsium Karbonat dan Asam Sulfat
II-10
BAB II Macam dan Uraian Proses
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Halaman ini sengaja dikosongkan
II-1
BAB III
NERACA MASSA
Ditetapkan :
Kapasitas pabrik = 132.000 ton/tahun
1 tahun produksi = 300 hari
1 hari operasi = 24 jam
Basis = 1 jam
Kapasitas = 440.000 kg/hari
= 18.333,33 kg/jam
Perhitungan bahan baku
Dengan menggunakan basis 1000 kg dihasilkan produk gypsum
sebesar 2.019,16 kg/jam, maka untuk menghasilkan produk
gypsum sebesar 18.333,33 kg/jam dibutuhkan bahan baku sebesar
11.136 kg/jam
Perhitungan neraca massa
1. Mixer CaCO3
Fungsi : Mencampur bahan baku CaCO3 dan air sebelum
diumpan ke reaktor
III-2
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Tabel 3.1 Neraca Massa Pada Mixer CaCO3
Masuk Keluar
Komponen Massa(kg/jam) Komponen Massa(kg/jam)
Aliran 2 Aliran 5
CaCO3 11.066,95 CaCO3 11.066,95
MgCO3 44,54 MgCO3 44,54
SiO2 4,45 SiO2 4,45
Al2O3 2,23 Al2O3 2,23
Fe2O3 1,11 Fe2O3 1,11
Na2O 5,57 Na2O 5,57
H2O 11,14 H2O 11.147,13
Aliran 3
H2O 11.136,00
Total 22.271,99 Total 22.271,99
(3) H
2O
Mixer CaCO3 (2)
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O
3
Na2O
H2O
(5) CaCO
3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O
3
Na2O
H2O
III-3
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
2. Mixer Asam Sulfat
Fungsi : Mengencerkan asam sulfat 98% menjadi asam
sulfat 50%
Tabel 3.2 Neraca Massa Pada Mixer H2SO4
Masuk Keluar
Komponen Massa(kg/jam) Komponen Massa(kg/jam)
Aliran 9 Aliran 11
H2SO4 11.136,00 H2SO4 11.136,00
H2O 227,24 H2O 11.136,00
Aliran 10
H2O 10.908,73
Total 22.271,99 Total 22.271,99
(9) H
2O
MIXER
H2SO4
(8) H
2SO
4
H2O
(10) H
2SO
4
H2O
III-4
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
3. Reaktor
Fungsi : Mereaksikan CaCO3 dengan H2SO4
menghasilkan CaSO4.2H2O
Tabel 3.3 Neraca Massa Pada Mixer H2SO4
Masuk Keluar
Komponen Massa
(kg/jam) Komponen
Massa
(kg/jam)
Aliran 5 Aliran 14
CaCO3 11.066,95 CaSO4.2H2O 16.966,24
MgCO3 44,54 CaCO3 1.418,94
SiO2 4,45 MgCO3 45,41
Al2O3 2,23 SiO2 4,54
(13) H
2SO
4
H2O
(5) CaCO
3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O
3
Na2O
H2O
REAKTOR
(15) CO
2
(14) CaSO
4.2H
2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O
3
Na2O
H2SO
4
H O
(20) CaSO
4.2H
2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O
3
Na2O
H2SO
4
H2O
III-5
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Fe2O3 1,11 Al2O3 2,27
Na2O 5,57 Fe2O3 1,14
H2O 11.147,13 Na2O 15,91
Aliran 13 H2SO4 3.425,12
H2SO4 11.136,00 H2O 52.440,62
H2O 11.136,00 Aliran 15
Aliran 20 CO2 4.257,08
CaSO4.2H2O 324,93
CaCO3 27,16
MgCO3 0,87
SiO2 0,09
Al2O3 0,04
Fe2O3 0,02
Na2O 10,34
H2SO4 1.770,80
H2O 31.899,02
Total 78.577,27 Total 78.577,27
III-6
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
4. Rotary vacuum Filter
Fungsi : Memisahkan slurry CaSO4.2H2O menjadi cake
CaSO4.2H2O dan filtrat
ROTARY
VACUUM
FILTER
(18) H
2O
(14) CaSO
4.2H
2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O
3
Na2O
H2SO
4
H2O
(19) CaSO
4.2H
2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O
3
Na2O
H2SO
4
H2O
(20) CaSO
4.2H
2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O
3
Na2O
H2SO
4
H2O
III-7
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Tabel 3.4 Neraca Massa Pada Rotary Vacuum Filter
Masuk Keluar
Komponen Massa
(kg/jam) Komponen
Massa
(kg/jam)
Aliran 14 Aliran 19
CaSO4.2H2O 16.966,24 CaSO4.2H2O 16.626,91
CaCO3 1.418,94 CaCO3 1.390,56
MgCO3 45,41 MgCO3 44,51
SiO2 4,54 SiO2 4,45
Al2O3 2,27 Al2O3 2,23
Fe2O3 1,14 Fe2O3 1,11
Na2O 15,91 Na2O 0,32
H2SO4 3.425,12 H2SO4 68,50
H2O 52.440,62 H2O 1.363,12
Aliran 18
Aliran 20
H2O 15.715,45 CaSO4.2H2O 339,32
CaCO3 28,38
MgCO3 0,91
SiO2 0,09
Al2O3 0,05
Fe2O3 0,02
Na2O 15,59
H2SO4 3.356,62
H2O 66.792,95
Total 90.035,64 Total 90.035,64
III-8
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
5. Rotary Dryer
Fungsi : Menurunkan kadar air pada gypsum
Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Rotary Dryer
Masuk Keluar
Komponen Massa
(kg/jam) Komponen
Massa
(kg/jam)
Aliran 19 Aliran 21
CaSO4.2H2O 16.626,91 CaSO4.2H2O 16.625,25
CaCO3 1.390,56 CaCO3 1.390,42
MgCO3 44,51 MgCO3 44,50
SiO2 4,45 SiO2 4,45
Al2O3 2,23 Al2O3 2,23
Fe2O3 1,11 Fe2O3 1,11
Na2O 0,32 Na2O 0,32
H2SO4 68,50 H2SO4 68,50
DRYER (19) CaSO
4.2H
2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O
3
Na2O
H2O
(21) CaSO
4.2H
2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O
3
Na2O
H2O
(24)
Debu Gypsum
III-9
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
H2O 1.363,12 H2O 195,02
Aliran 24
CaSO4.2H2O 1,66
CaCO3 0,14
MgCO3 0,0045
SiO2 0,0004
Al2O3 0,0002
Fe2O3 0,0001
Na2O 0,00003
H2SO4 0,0069
H2O 1.168,1043
Total 19.501,71 Total 19.501,71
III-10
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
6. Cyclone
Fungsi : Menangkap debu yang terikut udara panas
Cyclone (24)
CaSO4.2H
2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O
3
Na2O
(25) CaSO
4.2H
2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O
3
Na2O
(31) CaSO
4.2H
2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O
3
Na2O
III-11
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Tabel 3.6 Neraca Massa Pada Cyclone
Masuk Keluar
Komponen Massa
(kg/jam) Komponen
Massa
(kg/jam)
Aliran 24 Aliran 25
CaSO4.2H2O 1,66 CaSO4.2H2O 1,41
CaCO3 0,14 CaCO3 0,12
MgCO3 0,0045 MgCO3 0,004
SiO2 0,0004 SiO2 0,0004
Al2O3 0,0002 Al2O3 0,0002
Fe2O3 0,0001 Fe2O3 0,0001
Na2O 0,00003 Na2O 0,00003
H2SO4 0,01 H2SO4 0,01
Aliran 23
CaSO4.2H2O 0,25
CaCO3 0,02
MgCO3 0,0007
SiO2 0,0001
Al2O3 0,00003
Fe2O3 0,00002
Na2O 0,00000
H2SO4 0,00103
Total 1,81 Total 1,81
III-12
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
7. Scrubber
Fungsi : Menyerap gas CO2 menggunakan pelarut air
menghasilkan larutan H2CO3
Tabel 3.7 Neraca Massa Pada Scrubber
Masuk Keluar
Komponen Massa (kg/jam) Komponen Massa
(kg/jam)
Aliran 15 Aliran 30
CO2 4.257,08 H2CO3 5.458,74
Aliran 29 CO2 383,14
H2O 2.000,00 H2O 415,21
Total 6.257,08 Total 6.257,08
SCRUBBER
(29) H
2CO
3
(15) CO
2
(29) H
2O
III-13
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
8. Silo
Fungsi : Untuk menampung produk CaSO4.2H2O yang
dihasilkan
Tabel 3.8 Neraca Massa Pada Silo
Masuk Keluar
Komponen Massa
(kg/jam) Komponen
Massa (kg/jam)
Aliran 20 Aliran 24
CaSO4.2H2O 16.625,25 CaSO4.2H2O 16.626,67
CaCO3 1.390,42 CaCO3 1.390,54
MgCO3 44,50 MgCO3 44,50
SiO2 4,45 SiO2 4,45
Al2O3 2,23 Al2O3 2,23
Fe2O3 1,11 Fe2O3 1,11
Na2O 0,32 Na2O 0,32
H2SO4 68,50 H2SO4 68,50
H2O 195,02 H2O 195,02
SILO (20) CaSO
4.
2H2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O
3
Na2O
H2O
(28) CaSO
4.2H
2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O
3
Na2O
H2O
III-14
BAB III Neraca Massa
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Aliran 22
CaSO4.2H2O 1,41 CaCO3 0,12 MgCO3 0,0038 SiO2 0,0004 Al2O3 0,0002 Fe2O3 0,0001 Na2O 0,0000
H2SO4 0,0058 H2O 0,0000
Total 18.333,33 Total 18.333,33
IV-1
BAB IV
NERACA PANAS
1 tahun
produksi = 300 Hari
1 hari operasi = 24 Jam
Basis = 1 Jam
Kapasitas Produksi= 132.000 Ton/tahun
440.000 Kg/Hari
18.333 Kg/Jam
Satuan panas
= kkal
Suhu
reference = 25°C
QInput = QOutput
Asumsi : 1. Tidak ada akumulasi energi (steady state)
2. Perubahan energi kinetik diabaikan (Ep = 0)
3. Perubahan energi potensial diabaikan (Ek = 0)
4. Tidak ada usaha yang ditambahkan (W = 0)
5. Neraca panas dihitung pada setiap kapasitas alat
Sehingga,
Q =∆H
IV-2
BAB IV Neraca Panas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
1. Mixer CaCO3
Fungsi : Mencampurkan CaCO3 dan H2O sebelum diumpan ke
reaktor
(Aliran 3)
H2O
Saturated
Steam
T = 303,15 K
=
T= 423,15 K
(Aliran 2)
(Aliran 5)
CaCO3
CaCO3
MgCO3
MgCO3
SiO2
SiO2
Al2O3
Kondensat
Al2O3
Fe2O3
T= 423,15 K Fe2O3
Na2O
Na2O
H2O
H2O
T= 303,15
K
T= 353,15 K
Tabel 4.1 Neraca Panas Pada Mixer CaCO3
Masuk Keluar
Komponen Panas
(kkal/jam) Komponen Panas (kkal/jam)
Aliran (2) Aliran (5)
CaCO3
6.821,26 CaCO3
762,30
MgCO3
0,05 MgCO3
0,50
SiO2
4,49 SiO2
594,83
Al2O3
2,28 Al2O3
0,24
Fe2O3
0,59 Fe2O3
162,09
Na2O
35,31 Na2O
4.273,04
H2O
55,40 H2O
745.928,16
MIXER
IV-3
BAB IV Neraca Panas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Aliran (3)
H2O 55.402,06
Qsupplay
725.683,92 Qloss 36.284,20
Total 788.005,36 Total 788.005,36
2. Mixer H2SO4
Fungsi : Untuk mengencerkan H2SO4 98% dengan H2O
sehingga menjadi H2SO4 50%.
(Aliran 9)
H2O
T=303,15K
(Aliran 8)
(Aliran 10)
H2SO4
H2SO4
T = 303,15 K
H2O
T =
313,15K
Tabel 4.2 Neraca Panas Pada Mixer H2SO4
Masuk Keluar
Komponen Panas (kkal/jam) Komponen Panas (kkal/jam)
Aliran (8) Aliran (10)
H2SO4
655.374,72 H2SO4
1.997.879,63
H2O
1.130,65 H2O
166.453,19
Aliran(9)
H2O 54.271,41
MIXER
IV-4
BAB IV Neraca Panas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Qpelarutan -96.599,06 Qpemanas -
1.550.155,10
Total 614.177,72 Total 614.177,72
3. Heater
Fungsi : Untuk memanaskan H2SO4 dari suhu 313,15 K hingga
353,15 K
Saturated
steam
T=
423,15 (Aliran 13)
(Aliran 10) H2SO4
H2SO4 H2O
H2O T=353,15
T=313,15
Kondensat
T= 423,15
Tabel 4.3 Neraca Panas Pada Heater
Masuk Keluar
Komponen Panas (kkal/jam) Komponen Panas (kkal/jam)
Aliran (10) Aliran (13)
H2SO4
1.997.879,63 H2SO4
7.791.305,73
H2O
166.453,19 H2O
613.465,91
Qsupplay 6.568.882,97 Qloss 328.444,15
Total 8.733.215,79 Total 8.733.215,79
HEATER
IV-5
BAB IV Neraca Panas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
4. Reaktor
Fungsi : Untuk mereaksikan CaCO3 dan H2SO4 hingga
menghasilkan CaSO4.2H2O
(Aliran 5 )
CaCO3
MgCO3
SiO
Air
Pendingin (Aliran15)
Al2O3 T = 303,15K
CO2
T=
366,15K
(Aliran 14)
Fe2O3
CaSO4.2H2O
Na2O
CaCO3
H2O
MgCO3
T= 343,15K
SiO2
(Aliran 13)
Al2O3
H2SO4
Fe2O3
H2O
Na2O
T= 343,15K
H2O
H2SO4
(Aliran 20)
Air
Pendingin
CaSO4.2H2O
T=
313,15
T=366,15K
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
REAKTOR
IV-6
BAB IV Neraca Panas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Na2O
H2O
H2SO4
Tabel 4.4 Neraca Panas Pada Reaktor
Masuk Keluar
Komponen Panas
(kkal/jam) Komponen
Panas
(kkal/jam)
Aliran (5) Aliran (14)
CaCO3 870,50
CaSO4.2H2O 4,62
MgCO3 0,41
CaCO3 86,41
SiO2 0,55
MgCO3 0,63
Al2O3 0,28
SiO2 0,41
Fe2O3 0,07
Al2O3 0,21
Na2O 63,57
Fe2O3 0,06
H2O 498.210,02
Na2O 274,44
H2O 3.017.906,00
Aliran(13)
H2SO4 3.577.342,04
H2O 6.235.415,59
H2SO4 498.210,02 Aliran (15)
IV-7
BAB IV Neraca Panas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
CO2 352,18
Aliran( 20)
CaSO4.2H2O 0,09
CaCO3 2,60
MgCO3 0,01
SiO2 0,01
Al2O3 0,01
Fe2O3 0,00
Na2O 91,82
H2O 764.229,56
H2SO4 1.115.521,90
H2O Pendingin
in 836.450,60 ∆H25
-21,84
H2OPendinginOut 3.353.122,47
Total 9.949.067,61 Total 9.949.067,61
IV-8
BAB IV Neraca Panas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
5. Rotary Vacuum Filter
Fungsi : Memisahkan slurry CaSO4.2H2O menjadi cake
CaSO4.2H2O dan filtrate.
(Aliran 14)
(Aliran 18)
CaSO4.2H2O
H2O
(Aliran 19)
CaCO3
T= 303,15K CaSO4.2H2O
MgCO3
CaCO3
SiO2
MgCO3
Al2O3
SiO2
Fe2O3
Al2O3
Na2O
Fe2O3
H2O
Na2O
H2SO4
H2O
T= 366,15 K
H2SO4
(Aliran 20)
T=333,15 K
CaSO4.2H2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Na2O
H2O
H2SO4
T= 333,5 K
Tabel 4.5 Neraca Panas Pada Rotary Vacuum Filter
ROTARY VAKUM FILTER
IV-9
BAB IV Neraca Panas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Masuk Keluar
Komponen Panas (kkal/jam) Komponen Panas (kkal/jam)
Aliran (14) Aliran (19)
CaSO4.2H2O
113,36 CaSO4.2H2O
4,52
CaCO3
86,41 CaCO3
133,32
MgCO3
0,63 MgCO3
0,32
SiO2
0,41 SiO2
0,68
Al2O3
0,21 Al2O3
0,34
Fe2O3 58,68 Fe2O3 0,09
Na2O 274,44 Na2O 2,83
H2O 3.577.342,04 H2O 47.668,92
H2SO4 3.017.906,00 H2SO4 29.563,77
Aliran (18)
Aliran (20)
H2O
1.072.061,23 CaSO4.2H2O
0,09
CaCO3
2,72
MgCO3
0,01
SiO2
0,01
Al2O3
0,01
Fe2O3 0,00
Na2O 138,43
H2O 2.335.777,08
Q Loss -3.805.925,42 H2SO4 1.448.624,83
Total 3.861.917,98 Total 3.861.917,98
IV-10
BAB IV Neraca Panas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
6. Heater
Fungsi : Memanaskan udara dari suhu 303,15 K menjadi
353,15 K sebelum masuk ke dryer.
Tabel 4.6 Neraca Panas pada Heater
Masuk Keluar
Komponen Panas (kkal/jam) Komponen Panas
(kkal/jam)
Aliran (22) Aliran (23)
Udara 59.877,46 Panas
produk 21.766.250,3
Qsupplay 22.848.813,48 Qloss 1.142.440,67
Total 22.908.690,9 Total 22.908.690,9
Udara T = 303,15 K
Udara T = 393,15 K
Steam T = 423,15 K
Kondensat T = 423,15 K
IV-11
BAB IV Neraca Panas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
7. Rotary Dryer
Fungsi : Untuk menurunkan kadar air pada CaSO4.2H2O
(Aliran 19)
(Aliran 21)
CaSO4.2H2O
CaSO4.2H2O
CaCO3
CaCO3
MgCO3
MgCO3
SiO2
SiO2
Al2O3
Al2O3
Fe2O3
Fe2O3
Na2O
Na2O
H2O
H2O
H2SO4
T=363,15 K
T= 333,15 K
Tabel 4.7 Neraca Panas pada Rotary Dryer
Masuk Keluar
Komponen Panas (kkal/jam) Komponen Panas
(kkal/jam)
Aliran (19) Aliran(21)
Panas feed 717.983,07 Panas
produk 717.983,07
Aliran (23)
Aliran
Panas udara 1.587.215,39 Panas
udara 1.204.291,08
Q loss 382.924,31
DRYER
IV-12
BAB IV Neraca Panas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Total 2.305.198,47 Total 2.305.198,47
8. Scrubber
Fungsi : untuk menyerap sisa sisa gas CO2 menggunakan
pelarut air hingga menghasilkan larutan asam
karbonat
Tabel 4.8Neraca Panas pada Scrubber
Masuk Keluar
Komponen Panas (kkal/jam) Komponen Panas
(kkal/jam)
Aliran (15) Aliran (30)
CO2 4.000.000,00 H2CO3 17.663,23
Aliran (29)
CO2 42.561,13
H2O 1.286.292,41 H2O 10.357,93
H2O pendingin in 1.735.108,74 ∆H25 -4.800,60
H2O pendingin
out 6.955.619,46
Total 7.021.401,15 Total 7.021.401,15
SCRUBBER (Aliran30)
H2CO
3
T = 323,15 K
(Aliran 15) CO
2
T = 366,15 K
(Aliran 29) H
2O
T = 303,15 K
Air Pendingin T = 318,15 K
V-1
BAB V
SPESIFIKASI ALAT
1. Gudang CaCO3 ( F-110 )
Fungsi : Menyimpan CaCO3 pada tekanan 1
atm dan suhu 300C
Bahan Konstruksi : Beton
Bentuk :Bangunan persegi panjang dan
ditutup atap
Volume Gudang : 760,18 m3
Panjang Gudang : 6,58 m
Lebar Gudang : 16,44 m
Tinggi Gudang : 17 m
2. Mixer CaCO3 ( M-120 )
Fungsi : Mencampurkan CaCO3 dengan
H2O sebelum diumpan ke reaktor
Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C
Bentuk :Silinder vertikal berpengaduk
dengan torispherical head dan
torinoconical closure
Jumlah : 1 Unit
Kondisi Operasi
Tekanan : 1 atm
Temperature : 800C
Laju Alir massa : 22.271,99 kg/jam
Asumsi
Waktu Tinggal : 1 jam
Volume Larutan : 0,75
1. Silinder
Diameter Luar : 74,16 in
Diamter Dalam : 73,79 in
V-2
BAB V Spesifikasi Alat
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Tinggi : 147,58 in
Tebal : 0,19 in
2. Tutup
Tebal Head : 0,19 in
Tebal Closure : 0,19 in
3. Pengaduk
Jenis Pengaduk : 6 blade turbine
Diameter Impeller : 24,6 in
Kecepatan Putar : 2 rps
Daya Motor : 3,1 hp
3 . Reaktor ( R-210 )
Fungsi :Mereaksikan CaCO3 dengan
H2SO4 dan H2O hingga
menghasilkan CaSO4.2H2O
Bahan Konstruksi : Carbon steel
SA-229 Grade A
Bentuk : Silinder tegak berpengaduk
dengan tutup atas dan bawah
berbentuk torispherical dished
head
Jumlah : 1
Kondisi Operasi
Tekanan : 1 atm
Temperatur : 930C
Laju Alir Massa : 78577,27 kg/jam
Volume Larutan :80%
Diameter : 2,25 m
Tinggi : 8,89 m
Tebal Tangki : 3/16 in
Tebal tutup atas : 3/16 in
Tebal tutup bawah : 3/16 in
V-3
BAB V Spesifikasi Alat
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Jenis Las : Double Welded Butt Joint
Bahan Konstruksi : Stainless Steel
SA-229 Grade A
Jenis Pengaduk : 6 Blade Turbine
Diameter Impeller : 1,93 m
Kecepatan Putar : 1
Daya Motor : 32,55 hp
4. Scrubber ( D-220 )
Fungsi : Untuk meraksikan CO2 dari
reaktor dengan H2O
untukmenghasilkan H2CO3
yang akan menjadi produk
samping
Bentuk : Silinder vertikal dengan
tutup atas dan bawah standard
dished head
Bahan : Carbon Steel
SA-201 Grade A
Jumlah : 1 Unit
1. Tower
Luas Penampang : 0,47 m2
Diameter :0,77 m
Tinggi :3,87 m
2. Shell
Diamater Luar : 30,83 in
Diameter Dalam :30,46 in
Tebal Shell :3/16 in
Tebal Tutup :3/16 in
5. Bucket elevator ( J-122 )
Fungsi : Mengangkut CaCO3 dari
V-4
BAB V Spesifikasi Alat
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Screw conveyor ke mixer
CaCO3
Bentuk : Continous bucket elevator
Jumlah : 1
Kondisi Operasi
Tekanan : 1 atm
Temperatur : 300C
Laju Alir Massa : 10658 kg/jam
Lebar belt : 7 in
Tinggi elevator : 75 ft
Daya : 4,5 hp
6. Screw Conveyor ( J-121 )
Fungsi : Mengangkut CaCO3 dari
tangki penyimpan
Konstruksi Bahan : Carbon steel
Bentuk : horizontal screw conveyor
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi :
Tekanan : 1 atm
Suhu : 300C
Laju Alir Massa : 10658 kg/jam
Tinggi : 16,40 ft
Panjang : 32,81 ft
Daya : 18
7. Pompa ( L-141 )
Fungsi :Untuk memompa asam sulfat
dari tangki penyimpan ke mixer
H2SO4
Jenis : Pompa Sentrifugal
Jumlah : 1unit
V-5
BAB V Spesifikasi Alat
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Bahan Konstruksi : commercial steel
Kondisi Operasi
Tekanan : 1 atm
Suhu : 300C
Section Area : 0,05ft2
Diamter Luar : 3,5 in
Diamter Dalam : 3,07 in
Daya : 1 hp
8. Heat Exchanger ( E-213 )
Fungsi : memanaskan H2SO4
dari suhu 300C sampai
800C
Type : Double Pipe Heat
Exchanger
OD Nominal : 7,98 in
ID : 6,63 in
Panjang : 20 hairpin
Luas Penampang : 554,88 ft2
9. Tangki Penyimpan H2SO4 ( F-130 )
Fungsi : Untuk menyimpan bahan baku
asam sulfat 98%
Tipe : Silinder tegak dengan tutup atas
berbentuk datar dan tutup
bawah berbentuk konis
Kapasitas : 1.000,55 m3
Waktu penyimpanan : 7 hari
Bahan Konstruksi : Stainless Steel SA-283 Grade C
Jumlah : 1 unit
Diameter : 35 ft
Tinggi : 42 ft
V-6
BAB V Spesifikasi Alat
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Tebal Shell :
− Course 1 : 6 1/6 in
− Course 2 : 5 3/16 in
− Course 3 : 4 5/16 in
− Course 4 : 3 8/16 in
− Course 5 : 2 10/16 in
− Course 6 : 1 12/16 in
− Course 7 : 14/16 in
Tebal Tutup Atas : 14/16 in
Tebal Tutup Bawah : 13 5/16 in
10. Mixer H2SO4 ( M-140 )
Fungsi : Untuk mengencerkan asam
sulfat 98% menjadi asam sulfat
50%
Tipe : Silinder tegak dengan tutup atas
dan tutup bawah berbentuk
dishead head dan dilengkapi
dengan pengaduk
Kapasitas : 21.895,50 kg/jam
Bahan Konstruksi : Stainless Steel SA-283 Grade C
Kondisi Operasi :
− Tekanan : 1 atm
− Temperatur : 300 C
− Waktu tinggal : 1 jam
Jumlah : 1 unit
Dimensi Tangki
Diameter :
− Inside : 6,00 ft
− Outside :6,04 ft
Tinggi : 24 ft
V-7
BAB V Spesifikasi Alat
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Tebal Shell : 4/16 in
Tebal Tutup Atas : 4/16 in
Tebal Tutup Bawah : 4/16 in
Dimensi Pengaduk :
Jenis pengaduk : Propeller
Diameter pengaduk : 2 ft
Kecepatan putar : 2 rps
Power : 1 hp
11. Rotary Vacuum Filter ( H-310 )
Fungsi : Untuk memisahkan slurry
CaSO4.2H2O menjadi cake
CaSO4.2H2O dan filtrat
Tipe : Rotary Vacuum Filter
Kapasitas : 90.035,64 kg/jam
Kondisi Operasi :
− Temperatur : 600 C
Jumlah : 1 unit
Penurunan tekanan : 67 kPa
Waktu tinggal : 90 s
Waktu siklus : 5 menit
Bagian filter tercelup : 30 %
Kecepatan putar : 0,1 rpm
Luas filter : 95,76 m2
Diameter filter : 3,91 m
Panjang filter : 7,81 m
12. Rotary Dryer ( B-410 )
Fungsi : Untuk mengeringkan Gypsum
dengan udara panas
Tipe : Carbon Steel SA 283 Grade C
Kapasitas : 90.035,64 kg/jam
V-8
BAB V Spesifikasi Alat
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Diameter : 1,79 m
Panjang : 13,05 m
Tebal isolasi : 4 in
Tebal shell : 3/16 in
Kecepatan putar : 8,4 rpm
Sudut rotary : 350
Time of passes : 4,97 menit
Jumlah flight : 28 buah
Power : 135 hp
13. Belt Conveyor ( J-421 )
Fungsi : Mentransportasikan Gypsum
dari rotray dryer menuju bucket
elevator
Konstruksi Bahan : Melleable Cast Iron
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi :
− Tekanan : 1 atm
− Temperatur : 300C
Laju Alir Massa : 18.333,33 kg/jam
Lebar belt : 0,36 m
Daya : 2,78 hp
14. Cyclone ( H-413 )
Fungsi : Untuk menangkap padatan yang
terikut udara panas dari rotary
dryer
Tipe : Silinder tegak dengan atas
berbentuk datar dan tutup bawah
Efisiensi : 85%
Kecepatan gas masuk : 20 m/s
Jumlah putaran : 4
V-9
BAB V Spesifikasi Alat
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Diameter : 4,04 m
Tinggi : 16,15 m
15. Blower ( G-411 )
Fungsi : Untuk mengalirkan udara ke
heater
Jumlah : 1 unit
Bahan konstruksi : Carbon steel
Kondisi operasi :
− Tekanan : 1 atm
Power : 72 hp
16. Silo ( F-420 )
Fungsi : Untuk menyimpan produk
gypsum
Tipe : Silinder tegak dengan atas
berbentuk datar dan tutup bawah
berbentuk konis
Kapasitas : 3.079.999,99 kg/jam
Waktu penyimpanan : 7 hari
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C
Jumlah : 1 unit
Diameter : 32 ft
Tinggi : 128 ft
Tebal shell : 7/16 in
Tebal tutup atas : 7 7/16 in
Tebal tutup bawah : 2 5/16 in
V-10
BAB V Spesifikasi Alat
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Halaman ini sengaja dikosongkan
VI-1
BAB VI
UTILITAS
Utilitas merupakan sarana penunjang dari suatu proses
utama yang ada dalam pabrik.oleh karena itu utilitas memegang
peranan penting dalam pelaksanaan operasi dan proses. Sarana
utilitas pada pabrik Gypsum diantaranya adalah :
I. Air
Air dalam pabrik Gypsum ini digunakan sebagai air
pendingin, air sanitasi, air umpan boiler dan air
proses.
II. Steam
Steam pada pabrik digunakan untuk proses
pemanasan (menaikkan suhu).
III. Listrik
Listrik berfungsi sebagai tenaga penggerak dari
beberapa peralatan proses maupun penerangan.
IV. Bahan Bakar
Bakan bakar berfungsi untuk bahan bakar boiler dan
pembangkit tenaga listrik.
6.1 Unit Penyediaan Air
Kebutuhan air pabrik diperoleh dari air sungai Babat.
Pengolahan air sungai dapat meliputi secara fisik dan kimia.
Tahapan pengolahan air adalah sebagai berikut:
1. Penyaringan awal
Sebelum mengalami proses pengolahan, air dari sungai
harus mengalami pembersihan awal agar proses
selanjutnya dapat berlangsung dengan lancar. Air sungai
dialirkan menuju bak penampung melewati bar screen
yang berfungsi unutk menyaring kotoran-kotoran yang
berukuran besar seperti kayu, ranting, daun, sampah
plastik dan sebagainya. Air sungai dalam bak
VI-2
BAB VI Utilitas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
penampung dilewatkan strainer untuk menahan kotoran-
kotoran yang berukuran kecil. Kemudian dipompa
menuju bak pengendap koagulasi dan flokulasi.
2. Koagulasi dan Flokulasi
Tahap ini bertujuan untuk mengendapkan suspensi
partikel koloid yang tidak terendapkan karena
ukurannya sangat kecil. Untuk mengatasi masalah
tersebut air dialirkan menuju tangki koagulasi dengan
pengadukan cepat dan dilakukan penambahan koagulan
berupa tawas. Pengadukan cepat bertujuan agar larutan
tawas dapat tercampur sempurna dengan air yang diolah
dan tujuan penambahan tawas adalah unutk
memperbesar ukuran partikel padatan yang sukar
mengendap sehingga waktu pengendapan menjadi lebih
cepat. Setelah terbentuk gumpalan-gumpalan, air
dialirkan secara over flow kedalam tangki flokulasi
dengan pengadukan lambat dan dilakukan penambahan
flokulan berupa larutan kapur [ Ca(OH)2 ]. Tujuan
pengadukan lambat ini adalah partikel-partikel koloid
yang tidak stabil akan saling berkaitan sehingga
terbentuk flok dengan ukuran besar dan mudah
terendapkan. Pengaruh penambahan kapur Ca(OH)2
akan menaikkan pH dan bereaksi dengan bikarbonat
membentuk endapan CaCO3. Bila kapur yang
ditambahkan cukup banyak sehingga pH = 10,5 maka
akan membentuk endapan Mg(OH)2.
Berikut reaksi kimia yang terjadi :
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2 CaCO3 + 2H2O
Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 Mg(OH)2 + 2 CaCO3
+ 2 H2O
Setelah itu, air dari tangki flokulasi dialirkan secara
overflow kedalam clarifier.
VI-3
BAB VI Utilitas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
3. Clarifier
Tahap ini dilakukan dengan memakai alat pulsator untuk
mendapatkan flok yang terbentuk pada proses flokulasi
dan koagulasi pada zona-zona pengendapan di alat
tersebut. Air yang bersih menuju proses filtrasi
sedangkan lumpur atau flok-flok yang terbentuk masuk
ke dalam bak penampung lumpur. Air jernih dari bagian
atas ditampung dalam penampung air bersih kemudian
dipompa ke sand filter.
4. Filtrasi
Penyaring yang digunakan adalah rapid sand fliter
(filter saringan cepat). Sand filter jenis ini berupa bak
yang berisi pasir kwarsa yang berfungsi untuk
menyaring flok halus dan kotoran lain yang lolos dari
klarifier. Air yang masuk ke filter ini telah dicampur
terlebih dahulu dengan klorin dan tawas. Media
penyaring biasanya lebih dari satu lapisan, yaitu pasir
kwarsa dan batu dengan mesh tertentu. Air mengalir ke
bawah melalui media tersebut. Zat-zat padat yang tidak
larut akan melekat pada media, sedangkan air yang
jernih akan terkumpul di bagian dasar dan mengalir
keluar melalui suatu pipa menuju reservoir yang akan
dialirkan menggunakan pompa ke tiga unit, yaitu unit air
sanitasi, unit air proses/pendingin dan unit air umpan
boiler.
5. Unit Sanitasi
Pada Unit Air Sanitasi, Air Sanitasi ditambahkan
dengan klorin. Klorin banyak digunakan dalam
pengolahan air bersih dan air limbah sebagai oksidator
dan desinfektan. Sebagai oksidator, klorin digunakan
untuk menghilangkan bau dan rasa pada pengolahan air
bersih. Untuk mengoksidasi Fe(II) dan Mn(II) yang
VI-4
BAB VI Utilitas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
banyak terkandung dalam air tanah menjadi Fe(III) dan
Mn(III). Yang dimaksud dengan klorin tidak hanya Cl2
saja akan tetapi termasuk pula asam hipoklorit (HOCl)
dan ion hipoklorit (OCl-), juga beberapa jenis kloramin
seperti monokloramin (NH2Cl) dan dikloramin (NHCl2)
termasuk di dalamnya. Klorin dapat diperoleh dari gas
Cl2 atau dari garam-garam NaOCl dan Ca(OCl)2.
Kloramin terbentuk karena adanya reaksi antara
amoniak (NH3) baik anorganik maupun organik
aminoak di dalam air dengan klorin. Bentuk desinfektan
yang ditambahkan akan mempengaruhi kualitas yang
didesinfeksi. Penambahan klorin dalam bentuk gas akan
menyebabkan turunnya pH air, karena terjadi
pembentukan asam kuat. Akan tetapi penambahan
klorin dalam bentuk natrium hipoklorit akan menaikkan
alkalinity air tersebut sehingga pH akan lebih besar.
Sedangkan kalsium hipoklorit akan menaikkan pH dan
kesadahan total air yang didesinfeksi.
6. Unit Air Proses/Pendingin
• Tugas unit penyediaan air pendingin adalah :
Menyediakan air pendingin yang memenuhi syarat -
syarat sebagai air pendingin untuk keperluan
operasional pada heat exchanger. Alat yang
digunakan adalah cooling tower.
• Proses pada cooling water unit adalah :
Air dari sirkulasi proses dengan suhu ± 40 – 450C
masuk ke menara pendingin di bagian atas, lalu
jatuh ke dalam basin melalui distributor dan
splashing cup (cawan pemercik) dalam bentuk
butiran hujan. Udara luar masuk melaui sirip–sirip
kayu yang terhisap oleh fan yang berada di puncak
cooling tower dan terkontak langsung dengan air
VI-5
BAB VI Utilitas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
yang turun ke basin, sehingga temperatur air turun
sampai 28 – 300C. Air pendingin dalam basin harus
memenuhi syarat bebas korosi, bebas kerak, bebas
jamur, dan bebas bakteri. Di dalam air pendingin
diberi bahan-bahan kimia sehingga air memenuhi
syarat untuk proses. Bahan kimia tersebut adalah:
Tabel 6.1 Bahan Kimia yang Ditambahkan pada
Air Proses
No. Chemical Value Fungsi
1 PO4 5,0 – 7,0
ppm
Scale inhibitor
2 Zinc Min. 0,5
ppm
Corrotion
inhibitor
3 Kathon Colonies
formin
unit/ml
Slime remover
4 CL2 gas 0,2 – 0,5
ppm as
free
chlorine
Control
microbiological
growth
(Sumber : Utilitas PT. Petrokimia Gresik)
• Syarat kualitas cooling water
Tabel 6.2 Syarat Kualitas Cooling Water
Parameter Syarat Satuan
pH 7,3 – 7,8
Conductivity <3000 Micro mhos
Ca Hardness 400 – 600 ppm CaCO3
Alk M 20 – 250 ppm CaCO3
Silikat (SiO2) <150 ppm SiO2
Phospate 5,0 – 7,0 ppm PO4
Chlorida (Cl-) <423 ppm CaCO3
VI-6
BAB VI Utilitas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Chlor sisa (Cl2) 0,2 – 0,5 ppm Cl2
Sulfat (SO4) ppm SO4
Besi (Fe) <2 ppm Fe
Zinc Min. 0,5 ppm Zinc
Kekeruhan <25 NTU
(Sumber : Utilitas PT. Petrokimia Gresik)
7. Unit Air Umpan Boiler
Unit ini berfungsi untuk menghilangkan garam-garam
terlarut dalam air sehingga menghasilkan air bebas
mineral. Mineral yang dimaksudkan adalah mineral
seperti ion positif (Ca2+, Mg2+, Na+) dan ion negatif (Cl-
, SO42-, PO4
3- dan lain-lain) yang dapat merusak alat dan
mengganggu proses. Air demineralisasi digunakan
sebagai boiler feed water. Unit air demineralsisasi
terdiri dari Cation Tower dan Anion Tower. Uraian
proses unit air demineralisasi adalah sebagia berikut:
• Cation Tower
Cation Tower berisi resin kation yang mampu
menyerap ion-ion positif dalam air. Air kemudian
dimasukan dari atas kedalam Cation Tower.
Didalam cation exchanger, garam-garam Na, Ca,
Mg diikat oleh resin kation dengan reaksi sebagai
berikut:
Di dalam air resin kation akan mengalami disosiasi
RSO3H RSO3- + H+
• Anion Tower
Anion Tower berisi resin anion yang mampu
menyerap ion-ion negatif di dalam air sehingga air
yang keluar dari anion tower bersifat netral. Resin
yang dipakai adalah R=N-OH. Reaksi penyerapan
yang terjadi:
VI-7
BAB VI Utilitas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
H2SO4 + R=N-OH R=N-SO4 + H2O
HCl + R=N-OH R=N-Cl + H2O
H2SiO3 + R=N-OH R=N-SiO3 + H2O
H2CO3 + R=N-OH R=N-HCO3 + H2O
Syarat kualitas demineralisasi water untuk memenuhi
kebutuhan air boiler :
Tabel 6.3 Syarat Kualitas Boiler Water
Parameter Syarat Satuan
pH 9 – 10
Conductivity Max. 10 Micro mhos
Ca Hardness 0 ppm CaCO3
Alk M ppm CaCO3
Silikat (SiO2) Max. 0,2 ppm SiO2
Phospate ppm PO4
Chlorida (Cl-) ppm CaCO3
Chlor sisa (Cl2) ppm Cl2
Sulfat (SO4) ppm SO4
Besi (Fe) ppm Fe
Zinc ppm Zinc
Kekeruhan NTU
(Sumber : Utilitas PT. Petrokimia Gresik)
Kebutuhan air pada pabrik Gypsum dipenuhi dari air
sungai Brantas dengan debit 1000 liter/detik yang terlebih dulu di
treatment. Air digunakan untuk menghasilkan steam dari unit
boiler, pendingin untuk cooler, dan untuk keperluan sanitasi.
A. Air Sanitasi
Air sanitasi digunakan untuk keperluan karyawan,
laboratorium, perkantoran, pemadam kebakaran dan
keperluan lainnya. Berikut jumlah air sanitasi yang
dibutuhkan pada pabrik Gypsum:
• Untuk keperluan karyawan
VI-8
BAB VI Utilitas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Menurut standar WHO, kebutuhan air untuk
tiap orang adalah 0,2 m3/hari.
Jumlah karyawan = 500 orang
Kebutuhan tiap orang = 0,2 m3/hari
Total kebutuhan air = 0,2 x 500 = 100
m3/hari
• Untuk laboratorium
Direncanakan kebutuhan air untuk laboratorim
adalah sebesar 20% dari kebutuhan karyawan.
Kebutuhan air = 20% x 100
m3/hari = 20 m3/hari
• Untuk hidran kebakaran standar
Kebutuhan air untuk hidran kebakaran menurut
SNI 19-6728.12002 sebesar 5% dari kebutuhan
domestik (kebutuhan air karyawan).
Kebutuhan air = 5% x 100
m3/hari = 5 m3/hari
Dari rincian di atas, dapat dihitung kebutuhan air
sanitasi pada pabrik Gypsum ini sebesar:
Total kebutuhan air sanitasi = 125 m3/hari
B. Air Proses / Air pendingin
Air proses pada pabrik Gypsum adalah untuk
pencampuran kalsium karbonat, pengenceran asam
sulfat, jaket pada reaktor, washer pada rotary vacuum
filter dan instalasi scrubber. Kebutuhan air dapat
dilihat pada tabel:
Tabel 6.4 Kebutuhan Air Proses
No. Nama Alat Kebutuhan Air
(kg/jam)
1 Mixer CaCO3 11.136,00
2 Mixer H2SO4 10.908,73
VI-9
BAB VI Utilitas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
3 Reaktor 207.367,46
4 Rotary Vacuum
Filter
15.715,43
5 Scrubber 2.000,00
Total 231.412,19
Total kebutuhan air pendingin
= 231.412,19 / densitas air
= 231.412,19 kg/jam
995,65 kg/m3
= 232,42 m3/jam
Karena digunakan sistem sirkulasi untuk menghemat
air, maka diasumsikan air pendingin yang
ditambahkan selama pabrik dalam kondisi steady
sebesar 20% dari total kebutuhan air pendingin.
Sehingga,
kebutuhan air pendingin = 20% x 232,42 m3/jam =
46,48 m3/jam = 1.115,63 m3/hari
C. Air Boiler
Air boiler pada pabrik Gypsum adalah untuk unit
penyediaan steam pada mixer CaCO3 dan heater.
Kebutuhan air dapat dilihat pada tabel:
Tabel 6.5 Kebutuhan Air Boiler
No. Nama Alat Kebutuhan Air
(kg/jam)
1 Mixer CaCO3 9.396,84
2 Heater H2SO4 12.339,89
3 Heater Udara 41.014,98
Total 62.751,71
Total kebutuhan air pendingin
= 62.751,71 / densitas air
VI-10
BAB VI Utilitas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
= 62.751,71 kg/jam
995,65 kg/m3
= 63,02 m3/jam
Karena digunakan sistem sirkulasi untuk menghemat
air, maka diasumsikan air umpan boiler yang
ditambahkan selama pabrik dalam kondisi steady
sebesar 20% dari total kebutuhan air umpan boiler.
Sehingga,
kebutuhan air umpan boiler = 20% x 63,02 m3/jam =
12,60 m3/jam = 302,49 m3/hari
Dari rincian diatas dapat dihitung jumlah air
keseluruhan yang dibutuhkan pada pabrik Gypsum.
Total air yang dibutuhkan tiap harinya dapat dilihat
pada tabel :
Tabel 6.6 Kebutuhan Air Total Pada Pabrik
Gypsum
No. Kegunaan Kebutuhan Air
(m3/hari)
1 Air Sanitasi 125,00
2 Air Proses / Air
pendingin
1.115,63
4 Air Boiler 302,49
Total 1.543,42
6.2. Unit Penyediaan Listrik
Listrik dibutuhkan selain untuk penerangan pabrik juga
digunakan untuk menjalankan alat pabrik seperti reaktor, rotary
vacuum filter, dan lain-lain. Sedangkan pada peralatan utilitas
digunakan untuk menggerakkan pengaduk pada pompa, tangki
koagulasi, flokulasi, dan peralatan utilitas lainnya. Kebutuhan
listrik di pabrik Gypsum ini diperoleh dari PLN wilayah setempat.
VI-11
BAB VI Utilitas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
6.3. Unit Penyediaan Bahan Bakar
1. Bahan bakar yang digunakan untuk generator
• Jenis bahan bakar : Solar
• Heating Value : 19.448 BTU/lb
• Efisiensi bahan bakar : 80%
• Specific gravity : 0,8691
2. Bahan bakar yang digunakan untuk boiler
• Jenis bahan bakar : Solar
• Heating value : 19.448 BTU/lb
VI-12
BAB VI Utilitas
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Halaman ini sengaja dikosongkan
VII-1
BAB VII
KESEHATAN DAN KESELAMATAN KERJA
7.1 Pengertian Kesehatan dan Keselamatan Kerja
Keselamatan dan Kesehatan (K3) adalah suatu program
yang dibuat pekerja maupun pengusaha sebagai upaya mencegah
timbulnya kecelakaan dan penyakit akibat kerja dengan cara
mengenali hal – hal yang berpotensi menimbulkan kecelakaan
dan penyakit akibat kerja serta tindakan antisipatif apabila terjadi
kecelakaan dan penyakit akibat kerja. Tujuan dari dibuatnya
program K3 adalah untuk mengurangi biaya perusahan apabila
timbul kecelakaan dan penyakit akibat kerja. Keselamatan kerja
merupakan hal yang harus dipertimbangkan terlebih dahulu oleh
para pekerja, terutama pekerjaan yang memang pada dasarnya
memiliki tingkat resiko kecelakaan yang amat tinggi. Saat ini
keselamatan kerja telah menjadi hal yang dipermasalahkan yang
banyak menyita berbagai organisasi karena mencakup
permasalahan segi kemanusiaan, biaya dan manfaat ekonomi,
aspek hokum, pertanggungjawaban serta citra organisasi itu
sendiri. Keselamatan kerja merupakan saran untuk
pencegahan kecelakaan, cacat, dan kematian sebagai akibat
kecelakaan kerja (Ari, 2011).
Menurut Smith dan Sonez (2011) pelatihan kesehatan dan
kelelamatan kerja (K3) mampu menurunkan resiko terjadinya
kecelakaan kerja. Semakin besar pengetahuan karyawan akan K3
maka semakin kecil terjadinya resiko kecelakaan kerja, demikian
sebaliknya semakin minimnya pengetahuan karyawan akan K3
maka semakin besar resiko terjadinya kecelakaan
kerja.Keselamatan kerja merupakan sarana atau alat untuk
mencegah terjadinya kecelakaan kerja yang tidak diduga yang
disebabkan oleh kelalaian kerja sehingga mencegah terjadinya
cacat atau kematian terhadap pekerja, kemudian mencegah
terjadinya kerusakan tempat dan peralatan kerja. Keselamatan dan
VII-2
BAB VII Kesehatan dan Keselamatan Kerja
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
kesehatan kerja bertujuan mencegah, mengurangi bahkan
menihilkan risiko kecelakaan kerja (zero accident).
7.2 Kesehatan Kerja
Menurut Mangkunegara (2011) kesehatan adalah
keadaan sehat, baik secara fisik, mental, spiritual maupun sosial
yang memungkinkan setiap orang untuk hidup produktif secara
sosial dan ekonomis. Tujuan kesehatan kerja adalah supaya
karyawan sehat, bugar dan terhindar dari gangguan kesehatan
yang berkaitan dengan dengan pekerjaan maupun tidak berkaitan
dengan pekerjaan (Kurniawidjaja, 2010).
Menurut Anies (2005) faktor-faktor yang menjadi sebab
penyakit akibat kerja, antara lain:
a. Golongan fisik, seperti:
1) Suara/bunyi yang bisa menyebabkan tuli. Bunyi yang bisa
menyebabkan tuli. Bunyi yang melebihi batas toleransi
manusia dapat menggangu produktivitas atau kesehatan
karyawan. Tingkat kebisingan yang menggangu adalah di
atas 85 disebel selama 8 jam dan seterusnya
2) Suhu yang terlalu tinggi menyebabkan heat stroke heat
cramps atau hyperpyrexia, sedangkan suhu yang rendah
bisa menimbulkan froshhite.
3) Penerangan lampu yang kurang baik, misalnya
menyebabkan kelainan pada indra penghliatan atau
kesilauan yang memudahkan terjadinya kecelakaan.
b. Golongan kimiawi, yaitu:
1.Debu yang menyebabkan pnemokoniasi, diantaranya:
silikosis, bisinosis, asbetosis, dan lain-lain.
2.Uap yang di antaranya bisa menyebabkan metal framefever,
Dermatilis atau keracunan gas,misalnya keracunan
CO,H2S,dan lain-lain.
VII-3
BAB VII Kesehatan dan Keselamatan Kerja
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
c. Golongan infeksi misalnya: virus, parasit, maupun jamur.
d. Golongan fisiologis yang di sebabkan oleh kesalahan-
kesalahan kontruksi mesin,sikap badan yang kurang baik,
salah dalam melakukan pekerjaan, dan lain-lain yang
semuanya bisa menimbulkan fisik atau bahkan lambat laun
perubahan fisik pekerja.
e. Golongan psikologis, yaitu :
1. Proses kerja yang rutin dan membosankan
2. Hubungan kerja yang selalu menekan atau sangat menuntut
3) Suasana kerja yang kurang aman.
Menurut UU Kesehatan Tahun 1992 Pasal 23, upaya
kesehatan kerja adalah upaya penyerasian antara kapasitas kerja,
beban kerja, dan lingkungan kerja agar setiap pekerja dapat
bekerja secara sehat tanpa membahayakan dirinya sendiri maupun
masyarakat di sekelilingnya, agar diperoleh produktivitas kerja
yang optimal.
Menurut Ari (2011) tujuan dari Kesehatan Kerja adalah
sebagai berikut :
1. Memelihara dan meningkatkan derajat kesehatan kerja
masyarakat pekerja di semua lapangan kerja setinggi –
tingginya baik fisik, mental maupun kesejahteraan sosialnya.
2. Mencegah timbulnya gangguan kesehatan pada masyarakat
pekerja yang diakibatkan oleh keadaan/kondisi lingkungan
kerjanya.
3. Memberikan pekerjaan dan perlindungan bagi pekerja di dalam
pekerjaannya dari kemungkinan bahaya yang disebabkan oleh
faktor – faktor yang membahayakan kesehatan.
7.3 Sistem Manajemen Kesehatan dan Keselamatan Kerja
Terjadinya kecelakaan kerja dimulai dari disfungsi
manajemen dalam upaya penerapan Kesehatan dan Keselamatan
VII-4
BAB VII Kesehatan dan Keselamatan Kerja
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Kerja (K3). Ketimpangan tersebut menjadi penyebab dasar
terjadinya kecelakaan kerja. Dengan semakin meningkatnya kasus
kecelakaan kerja dan kerugian akibat kecelakaan kerja, serta
meningkatnya potensi bahaya dalam proses produksi, dibutuhkan
pengelolaan K3 secara efektif, menyeluruh, dan terintegrasi
dalam manajemen perusahaan. Manajemen K3 dalam organisasi
yang efektif dapat membantu untuk meningkatkan semangat
pekerja dan memungkinkan mereka memiliki keyakinan dalam
pengelolaan organisasi (Akpan, 2011).
Adapun peraturan perundang-undangan di Indonesia yang
menyangkut keselamatan dan kesehatan kerja antara lain sebagai
berikut:
a. Undang-Undang No. 36 tahun 2009
Undang-undang ini mengantikan Undang-undang No.23 tahun
1992 Tentang kesehatan. Undang-Undang ini menetapkan
bahwa setiap orang mempunyai hak yang sama dalam
memperoleh akses atas sumber daya di bidang kesehatan, dan
setiap orang mempunyai hak dalam memperoleh pelayanan
kesehatan yang aman, bermutu, dan terjangkau.
b. Undang-Undang No. 13 Tahun 2003
undang-undang ini menjelaskan mengenai Ketenagakerjaan
menetapkan pada hakikatnya hukum ketenagakerjaan tidak
hanya mengatur kepentingan saja tetapi termasuk kepentingan
masyarakat pemberi kerja.dalam pasal 86 sampai dengan 87
undang-undang ini di tetapkan bahwa setiap pekerja berhak
mendapatkan perlindungan atas Keselamatan dan Kesehatan
Kerja, moral dan kesusilaan, serta perlakuan yang sesuai
dengan harkat dan martabat manusia serta nilai-nilai
agama,untuk mewujudkan produktivitas kerja yang optimal
dan setiap perusahaan wajib menerapkan sistem manajemen
Keselamatan dan Kesehatan kerja yang terintegrasi dengan
sistem manajemen perusahaan dan pelaksanaanya di atur
VII-5
BAB VII Kesehatan dan Keselamatan Kerja
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
sanksi administratif atas pelanggaran ketentuan ini, Undang-
undang ini meliputi:
1) Ketenagakerjaan adalah segala hal yang berhubungan
dengan tenaga kerja pada waktu sebelum, selama, dan
sesudah masa kerja.
2) Tenaga kerja adalah setiap orang yang mampu
melakukan pekerjaan guna menghasilkan barang dan
atau jasa baik untuk memenuhi kebutuhan sendiri
maupun untuk masyarakat.
3) Pekerja/buruh adalah setiap orang yang bekerja dengan
menerima upah atau imbalan dalam bentuk lain.
4) Pemberi kerja adalah orang perseorangan, pengusaha,
badan hukum, atau badan-badan lainnya yang
mempekerjakan tenaga kerja dengan membayar upah
atau imbalan dalam bentuk lain.
c. Undang-Undang No. 1 Tahun 1970
UU Keselamatan kerja yang di gunakan untuk mencegah
terjadinya kecelakaan kerja, menjamin suatu proses produksi
berjalan teratur dan sesuai rencana, dan mengatur agar proses
produksi tidak merugikan semua pihak, setiap tenaga kerja
berhak mendapatkan perlindungan keselamatan dalam
melakukan pekerjaannya untuk kesejahteraan dan
meningkatkan produksi serta produktivitas nasional, Undang-
undang ini meletakan dasar-dasar pelaksanaan Kesehatan
Kerja, seperti yang tercantum dalam pasal 3 dan pasal 8 dalam
pasal 3 di atur tentang:
a. pemberian pertolongan pada kecelakaan mencegah dan
mengendalikan timbulnya penyakit akibat kerja.
b. memelihara kebersihan, kesehatan dan ketertiban serta
memperoleh keserasian antara tenaga kerja, alat kerja,
lingkungan, cara dan proses kerja, sedangkan pasal 8
diatur tentang kewajiban pemberi kerja untuk
memeriksakan kesehatan pekerja yang akan di terima
maupun akan di pindahkan, serta pemeriksaan
VII-6
BAB VII Kesehatan dan Keselamatan Kerja
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
kesehatan secara berkala. UU Keselamatan Kerja yang
berlaku di Indonesia sekarang adalah UU Keselamatan
Kerja (UUKK) No.1 tahun 1970. Undang-undang ini
merupakan Undang-undang pokok yang memuat aturan
dasar atau ketentuan-ketentuan umum tentang
keselamatan kerja di segala macam tempat kerja yang
berada di wilayah kekuasan hukum NKRI.
Terdapat berbagai upaya untuk mencegah kecelakan kerja
di tempat kerja, antara lain:
1. Upaya pencegahan kecelakaan kerja melalui pengendalian
bahaya di tempat kerja
a. Pemantauan dan pengendalian kondisi tidak aman
b. Pemantauan dan pengendalian tindakan tidak aman
2. Upaya pencegahan kecelakaan kerja melalui pembinaan dan
pengawasan
a. Pelatihan dan pendidikan
b. Konseling dan konsultasi
c. Pengembangan sumber daya ataupun teknologi
3. Upaya pencegahan kecelakaan kerja melalui sistem manajemen
a. Prosedur dan aturan
b. Penyediaan sarana dan prasarana
c. Penghargaan dan sanksi
Bentuk dari alat-alat keselamatan kerja antara lain:
1. Safety helmet (untuk tugas lapangan), berfungsi sebagai
pelindung kepala dari benda yang bisa mengenai kepala secara
langsung.
VII-7
BAB VII Kesehatan dan Keselamatan Kerja
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
2. Sepatu atau safety shoes (untuk tugas lapangan dan kantor),
berfungsi mencegah kecelakaan fatal yang menimpa kaki
karena tertimpa benda tajam atau berat, benda panas, cairan
kimia, dan sebagainya.
3. Sarung tangan (untuk tugas lapangan), berfungsi sebagai alat
pelindung tangan pada saat bekerja di tempat atau situasi yang
dapat mengakibatkan cedera tangan. Bahan dan bentuk sarung
tangan di sesuaikan dengan fungsi masing-masing pekerjaan.
4. Penutup telinga atau ear plug (untuk tugas lapangan), berfungsi
sebagai pelindung telinga pada saat bekerja di tempat yang
bising.
5. Kaca mata pengaman atau safety glasses (untuk tugas
lapangan), berfungsi sebagai pelindung mata ketika bekerja
(misalnya mengelas atau saat berada dalam lapangan untuk
waktu yang cukup lama).
6. Masker atau respirator (untuk tugas lapangan), berfungsi
sebagai penyaring udara yang dihirup saat bekerja di tempat
dengan kualitas udara buruk (misal berdebu, beracun, dsb).
7. Baju safety (untuk tugas lapangan ataupun di kantor), berfungsi
sebagai pelindung tubuh pada saat bekerja. Baju safety
cenderung dibuat lebih tebal dari baju biasa dan memiliki
warna yang mencolok agar terlihat walaupun saat bekerja di
malam hari.
8. Rompi safety (untuk tugas lapangan), dibuat dengan warna
neon atau mencolok supaya saat keadaan malam hari ataupun
gelap, pegawai dapat terlihat sehingga menghindari terjadinya
kecelakaan kerja.
9. Tabung pemadam api atau racun api, berfungsi sebagai
tindakan awal yang dapat dilakukan ketika terjadinya
kebakaran.
VII-8
BAB VII Kesehatan dan Keselamatan Kerja
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
7.4 Kesehatan dan Keselamatan Kerja Pada Area Pabrik
Gypsum
7.4.1 Sistem yang Digunakan pada Pabrik Gypsum
1. Sistem Manajemen Keselamatan dan Kesehatan Kerja
Sistem Manajemen Keselamatan dan Kesehatan Kerja
(SMK3) (SMK3) yang diimplementasikan pada Pabrik
Gypsum antara lain :
a. Sistem Manajemen Keselamatan dan Kesehatan
Kerja (SMK3), berdasarkan PERMENAKER
05/1996
b. Sistem Manajemen Keselamatan dan Kesehatan
Kerja (SMK3), berdasarkan PP 50/2012
c. ISO 14001 Sistem Manajemen Lingkungan
d. Zero Accident
e. LTI-free manhours
f. Program Pola Hidup Sehat (PPHS)
g. Contractor Safety Management System (CSMS)
h. Process Safety Management (PSM)
i. Behaviour Based Safety (BBS)
Adapun tujuan dari penerapan SMk3 bertujuan untuk :
a. Meningkatkan efektifitas perlindungan keselamatan
dan kesehatan kerja yang terencana, terukur,
terstruktur dan terintegrasi.
b. Mencegah dan mengurangi kecelakaan kerja serta
penyakit akibat kerja dengan melibatkan unu=sur
manajemen, pekerja atau buruh, dan sertifikat pekerja
atau buruh.
c. Menciptakan tempat kerja yang aman, nyaman dan
efisien untuk mendorong produktifitas kerja.
Sistem manajemen pada Pabrik Gypsum meliputi :
a. Pelaksanaan prosedur kerja dengan menggunakan
buku pedoman keselamatan kerja.
VII-9
BAB VII Kesehatan dan Keselamatan Kerja
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
b. Pokok- pokok kebijakan direksi dalam bidang K3.
c. Pembuatan usaha-usaha untuk mengatasi bahaya
yang mungkin timbul ditempat kerja.
2. Sistem Komunikasi
Sistem komunikasi yang dilakukan di Pabrik Gypsum
yaitu dengan tersedianya alat komunikasi yang
menghubungkan antar unit baik dengan sistem telepon
maupun dengan sistem wireless yang di setting
berdasarkan tempat-tempat yang telah ditentukan untuk
strart, stop dan emergency pengoperasian.
3. Sistem Alarm Pabrik
Sistem alarm dalam pabrik digunakan untuk mendeteksi
asap jika terjadi kebakaran atau tanda bahaya. Sehingga
apabila terjadi bahaya sewaktu-waktu pada karyawan
dapat segera mengetahui.
4. Penggunaan Alat Pelindung Diri
Untuk setiap kegiatan yang berlokasi pada daerah Pabrik
Gypsum wajib menggunakan Alat Pelindung Diri yang
telah disediakan.
7.4.2 Alat Pelidung Diri yang Digunakan pada Pabrik
Gypsum
Beberapa area untuk karyawan dan visitor yang harus
diperhatikan dalam Pabrik Gypsum demi Keselamatan Kerja
yaitu :
Tabel 7.1 Alat Pelindung Diri yang Digunakan Pada Pabrik
Gypsum
No Nama Alat Alat Pelindung Diri
1 Area Tangki Penyimpan
CaCO3
• Safety shoes
• Safety helmet
• Masker Asam
2 Area Tangki Penyimpan
H2SO4
• Safety shoes
• Safety helmet
VII-10
BAB VII Kesehatan dan Keselamatan Kerja
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
• Masker Asam
3 Area Tangki Penyimpan
Gypsum
• Safety shoes
• Safety helmet
• Masker Asam
4 Area Tangki Penyimpan
H2CO3
• Safety shoes
• Safety helmet
• Masker Asam
5 Area Mixer CaCO3 • Safety shoes
• Safety helmet
• Masker Asam
• Sarung Tangan Pengaman
6 Area Mixer H2SO4 • Safety shoes
• Safety helmet
• Masker Asam
• Sarung Tangan Pengaman
7 Area Reaktor • Safety shoes
• Safety helmet
• Masker Asam
• Sarung Tangan Pengaman
• Welding Glasses
• Ear Plug
8 Area Rotary Vacuum Filter • Safety shoes
• Safety helmet
• Masker Asam
• Sarung Tangan Pengaman
• Welding Glasses
• Earmuff
9 Area Rotary Dryer • Safety shoes
• Safety helmet
• Masker Asam
• Sarung Tangan Tahan Panas
• Welding Glasses
• Earmuff
VII-11
BAB VII Kesehatan dan Keselamatan Kerja
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
10 Area Scrubber • Safety shoes
• Safety helmet
• Masker Asam
• Sarung Tangan Pengaman
• Welding Glasses
• Earmuff
11 Area Pompa • Safety shoes
• Safety helmet
• Masker Asam
• Sarung Tangan Pengaman
• Welding Glasess
12 Area Sistem Perpipaan • Safety shoes
• Safety helmet
• Masker Asam
13 Area Heat Exchanger • Safety shoes
• Safety helmet
• Masker Asam
• Sarung Tangan Pengaman
7.4.3 Keselamatan pada Pabrik Gypsum
1. Area Tangki Penyimpan
Pada tangki penampung, harus dilengkapi dengan sistem
keamanan yang berupa :
• Pemberian label dan spesifikasi bahannya.
• Serta pengecekan secara berkala oleh petugas K3
2. Area Pompa
Pada pompa harus dilengkapi dengan penutup pompa
serta pengecekan secara berkala oleh petugas K3.
3. Area Sistem Perpipaan
Pada sistem perpipaan digunakan pengecatan secara
berbeda pada tiap aliran fluida, misalnya fluida panas
digunakan pipa yang sudah dicat warnah merah,
sedangkan aliran fluida dingin digunakan warna biru,
VII-12
BAB VII Kesehatan dan Keselamatan Kerja
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
serta pengecekan secara berkala oleh petugas K3. Selain
itu penempatan perpipaan haruslah aman atau tidak
menggangu jalannya proses serta kegiatan dari para
pekerja atau karyawan.
4. Area Heat Exchanger
Pada area heat exchanger dilengkapi dengan isolator
untuk mencegah terjadinya radiasi panas yang tinggi,
sedangkan pada boiler mempunyai level suara sampai
batas 85 dB, serta pengecekan secara berkala oleh
petugas K3.
5. Area Pabrik Secara Umum dan Keseluruhan
• Pemberian jalan antar masing-masing daerah untuk
mempermudah kelancaran transportasi, serta
memudahkan jika terjadi keadaan darurat
• Disediakan hydrant disetiap plant (unit) untuk
menanggulangi pencegahan awal pada saat terjadi
kebakaran.
• Memasang alarm disetiap plant (unit) sebagai tanda
peringatan awal adanya keadaan darurat. Disediakan
pintu dan tangga darurat serta emergency room yang
dapat digunakan sewaktu-waktu pada saat terjadi
kejadian darurat.
• Pemberian safety shower pada setiap daerah untuk
menanggulangi bila terkena paparan bahan kimia serta
penempatan safety shower yang tepat.
• Terdapatnya sprinkle pada daerah-daerah yang suhunya
mudah meningkat seperti reaktor, elektrolyzer, dan
evaporator, untuk mencegah terjadinya kebakaran
ataupun ledakan.
• Penempatan APAR (Alat Pemadam Api Ringan) yang
lebih dari satu untuk masing-masing daerah dan
VII-13
BAB VII Kesehatan dan Keselamatan Kerja
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
penempatan yang mudah terjangkau oleh para operator,
jika terjadi kebakaran ringan.
• Inspeksi pabrik secara keseluruhan direncanakan akan
dilakukan setiap tiga bulan sekali. Sedangkan untuk
pengecekan fungsi alat seperti APAR akan dilakukan
inspeksi setiap satu bulan.
VII-14
BAB VII Kesehatan dan Keselamatan Kerja
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Halaman ini sengaja dikosongkan
VIII-1
BAB VIII
INSTRUMENTASI
8.1 Instrumentasi dalam Industri
Instrumentasi merupakan sistem dan susunan yang
dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya
proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Di
dalam suatu pabrik kimia, pemakaian instrumen merupakan suatu
hal yang penting karena dengan adanya rangkaian instrumen
tersebut maka operasi semua peralatan yang ada di dalam pabrik
dapat dimonitor dan dikontrol dengan cermat, mudah dan efisien.
Dengan demikian, kondisi operasi selalu berada dalam kondisi
yang diharapkan (Ulrich, 1984).
Secara umum, kerja dari alat-alat instrumen dapat dibagi
dalam dua bagian yaitu operasi secara manual dan operasi secara
otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses
bergantung pada pertimbangan ekonomis dari sistem peralatan itu
sendiri. Menurut sifatnya konsep dasar pengendalian proses ada
dua jenis, yaitu:
1. Pengendalian secara manual
Tindakan pengendalian yang dilakukan oleh manusia.
Sistem pengendalian ini merupakan sistem yang ekonomis
karena tidak membutuhkan begitu banyak instrumentasi dan
instalasi. Namun pengendalian ini berpotensi tidak praktis dan
tidak aman karena sebagai pengendalinya adalah manusia
yang tidak lepas dari kesalahan.
2. Pengendalian secara otomatis
Berbeda dengan pengendalian secara manual,
pengendalian secara otomatis menggunakan instrumentasi
sebagai pengendali proses, namun manusia masih terlibat
sebagai otak pengendali. Banyak pekerjaan manusia dalam
pengendalian secara manual diambil alih oleh instrumentasi
VIII-2
BAB VIII Instrumentasi
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
sehingga membuat sistem pengendalian ini sangat praktis dan
menguntungkan.
Secara garis besar, alat-alat kontrol dapat diklasifikasikan
atas:
a. Penunjuk (Indicator)
Indicator adalah suatu alat yang (biasanya terletak pada
tempat dimana pengukuran untuk proses tersebut dilakukan)
memberikan harga dari besaran (variabel) yang diukur.
Besaran ini merupakan besaran sesaat.
b. Pengirim (Transmitter)
Transmitter adalah satu elemen dari sistem pengendalian
proses. Untuk mengukur besaran dari suatu proses digunakan
alat ukur yang disebut sebagai sensor (bagian yang
berhubungan langsung dengan medium yang diukur), dimana
transmitter kemudian mengubah sinyal yang diterima dari
sensor menjadi sinyal standart.Transmitter adalah alat yang
mengukur harga dari suatu besaran seperti suhu, tinggi
permukaan dan mengirim sinyal yang diperolehnya
keperalatan lain misal recorder, indicator atau alarm.
c. Pencatat (Recorder)
Recorder (biasanya terletak jauh dari tempat dimana
besaran proses diukur), bekerja untuk mencatat harga harga
yang diperoleh dari pengukuran secara kontinyu atau secara
periodik.
d. Pengatur (Controller)
Controller adalah suatu alat yang membanding kan harga
besaran yang diukur dengan harga sebenarnya yang diinginkan
bagi besaran itu dan memberikan sinyal untuk pengkoreksian
kesalahan, jika terjadi perbedaan antara harga besaran yang
diukur dengan harga besaran yang sebenarnya.
e. Katup pengatur (Control valves)
Sinyak koreksi yang dihasilkan oleh controller berfungsi
untuk mengoperasikan control valve untuk memperbaiki atau
VIII-3
BAB VIII Instrumentasi
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
meniadakan kesalahan tersebut. Biasanya controller
ditempatkan jauh dari tempat pengukuran. Controller juga
dapat berfungsi (dilengkapi) untuk dapat mencatat atau
mengukur.
Instrumentasi selain digunakan untuk mengetahui kondisi
operasi juga berfungsi untuk mengatur nila-nilai variabel proses,
baik secara manual maupun secara otomatis untuk mengingatkan
operator akan kondisi yang kritis dan berbahaya. Tujuan dari
pemasangan alat instrumentasi bagi perencanaan suatu pabrik
sebagai berikut:
1. Untuk menjaga proses instrumentasi agar tetap aman, yaitu
dengan cara:
• Mendetaksi adanya kondisi yang berbahaya sedini
mungkin, dan membuat tanda-tanda bahaya secara
interlock otomatis jika kondisi kritis muncul.
• Menjaga variabel-variabel proses benda pada batas
kondisi yang aman.
2. Menjaga jalannya suatu proses produksi agar sesuai denagn
yang dikehendaki.
3. Menekan biaya produksi serendah mungkin dengan tetap
memperhatikan faktor-faktor yang lainnya atau efisiensi kerja.
4. Menjaga kualitas agar tetap berada dalam standar yang
ditetapkan.
5. Memperoleh hasil kerja yang efisien.
6. Membantu dalam keselamatan kerja bagi pekerja dan karyawan
pabrik.
Pengendalian variabel proses dapat dilakukan secara
manual maupun secara otomatis. Pengaturan secara manual,
biasanya peralatan yang dikontrol hanya diberi instrument
penunjuk atau pencatan saja, sedangkan untuk pengendalian
secara otomatis diperlukan beberapa elemen, yaitu :
1. Sensor
VIII-4
BAB VIII Instrumentasi
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Sensor adalah suatu alat yang sangat sensitif terhadap
perubahan besaran fisik yang terjadi dalam suatu proses.
2. Elemen penguat
Elemen penguat berfungsi untuk mengubah perubahan
besaran fisik yang dideteksi oleh sensor menjadi signal yang
dapat dibaca oleh controller.
3. Controller
Controller merupakan elemen yang berfungsi mengatur
besaran proses agar tetap sesuai dengan kondisi yang
dikehendaki (sesuai dengan set point yang diinginkan) agar
peralatan produksi dapat beroperasi secara optimum.
4. Element pengontrol akhir
Element yang berfungsi untuk mewujudkan signal
koreksi dari controller menjadi aksi yang dapat
mengembalikan kondisi variabel proses ke harga yang telah
ditetapkan.
Faktor-faktor yang diperlukan dalam pemilihan
instrumentasi adalah:
1. Sensitivity
2. Readability.
3. Accuracy
4. Precition
5. Bahan konstruksi serta pengaruh pemasangan
peralatan instrumentasi pada kondisi proses.
6. Faktor – faktor ekonomi
Sistem pengendalian yang digunakan pada pabrik ini
menggunakan dan mengkombinasikan beberapa tipe
pengendalian sesuai dengan tujuan dan keperluannya:
1. Feedback control
Perubahan pada sistem diukur (setelah adanya gangguan),
hasil pengukuran dibandingkan dengan set point, hasil
perbandingan digunakan untuk mengendalikan variabel yang
dimanipulasi. Pengendalian yang banyak digunakan adalah
VIII-5
BAB VIII Instrumentasi
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
jenis feedback (umpan balik) berdasarkanpertimbangan
kemudahan pengendalian.
Gambar 8.1 Sistem Pengendalian Feedback Control
2. Feed Forward control
Besarnya gangguan diukur (sensor pada input), hasil
pengukuran digunakan untuk mengendalikan variabel yang
dimanipulasi.
Gambar 8.2 Sistem Pengendalian Forward Control
3. Cascade Control
Sistem pengendalian yang dapat memiliki main loop atau
pengendalian utama dan auxiliary loop atau pengendalian
tambahan.
VIII-6
BAB VIII Instrumentasi
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Gambar 8.3 Sistem Pengendalian Cascade Control
8.2 Jenis-Jenis Alat Kontrol dalam Bidang Industri
Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik
adalah:
1. Variabel temperatur
• Temperatur Indicator (TI) adalah instrumentasi yang
digunakan untuk menunjukkan temperatur dari suatu alat.
• Temperatur Controller (TC) adalah instrumentasi yang
digunakan untuk mengkontrol temperatur suatu alat. Dengan
menggunakan temperatur controller, para engineer dapat
melakukan pengendalian terhadap peralatan sehingga
temperatur peralatan tetap berada dalam range yang
diinginkan. Temperatur controller kadang-kadang juga dapat
mencatat temperatur dari suatu peralatan secara berkala
(Temperatur Recorder).
2. Variabel tinggi permukaan cairan
• Level Indicator (LI) adalah instrumentasi yang digunakan
untuk menunjukkan ketinggian cairan dalam suatu alat.
• Level Controller (LC) adalah instumentasi yang digunakan
untuk mengkontrol ketinggian cairan dalam suatu alat.
Dengan menggunakan level controller, para engineer juga
dapat melakukan pengendalian ketinggian cairan dalam
peralatan tersebut.
VIII-7
BAB VIII Instrumentasi
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
3. Variabel tekanan
• Pressure Indicator (PI) adalah instrumentasi yang
digunakan untuk menunjukkan tekanan operasi suatu alat.
• Pressure Controller (PC) adalah instrumentasi yang
digunakan untuk mengamati tekanan operasi suatu alat.
Para engineer juga dapat melakukan perubahan tekanan
dari peralatan operasi. Pressure controller dapat juga
dilengkapi pencatat tekanan dari suatu peralatan secara
berkala (Pressure Recorder).
4. Variabel aliran cairan
• Flow Indicator (FI) adalah instrumentasi yang digunakan
untuk menunjukkan laju aliran atau cairan suatu alat.
• Flow Controller (FC) adalah instrumentasi yang digunakan
untuk mengamati laju alir larutan atau cairan yang melalui
suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan
pengendalian.
8.3 Instrumentasi pada Pabrik Gypsum
Proses pengendalian pada pabrik gypsum menggunakan
feedback control configuration karena selain biayanya relatif
lebih murah dan pengaturan sistem pengendaliannya lebih
sederhana. Konfigurasi ini mengukur secara langsung variabel
yang ingin dikendalikan untuk mengatur harga variabel yang
dimanipulasi. Tujuan pengendalian ini adalah untuk
mempertahankan variabel yang dikendalikan pada level yang
diinginkan (set point).
Tabel 8.1 Fungsi Pengendalian Proses
No Nama Alat Controller Fungsi
1 Storage CaCO3 LI Mengetahui level ketinggian
CaCO3 yang ada di dalam tangki
penyimpan.
VIII-8
BAB VIII Instrumentasi
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
2 Storage H2SO4 LC untuk mengendalikan keringgian
H2SO4 dalam tangki penyimpan.
3 Mixer CaCO3 TC Mengatur temperatur di dalam
premixer CaCO3.
LC Mengatur ketinggian campuran
CaCO3 dan H2O di dalam
premixer.
FC Mengatur kecepatan alir yang
masuk ke dalam premixer CaCO3.
4 Mixer H2SO4 TC Mengatur temperatur di dalam
premixer H2SO4.
LC Mengatur ketinggian H2SO4 di
dalam premixer.
FC Mengatur kecepatan alir yang
masuk ke dalam premixer H2SO4
5 Heater TC Mengatur temperatur H2SO4
sebelum memasuki reaktor.
6 Reaktor TC Mengatur temperatur di dalam
reaktor
LC Mengatur ketinggian slurry di
dalam reaktor
FC Mengatur kecepatan alir yang
masuk ke dalam reaktor
7 Rotary Vacuum
Filter
PC Mengatur tekanan di dalam rotary
vacuum filter
FC Mengatur kecepatan alir yang
masuk ke dalam rotary vacuum
filter
8 Rotary Dryer TC Mengatur temperatur di dalam
rotary dryer
FC Mengatur kecepatan alir yang
masuk ke dalam rotary dryer
VIII-9
BAB VIII Instrumentasi
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
9 Heater TC Mengatur temperatur udara kering
sebelum memasuki rotary dryer.
10 Storage H2CO3 LC untuk mengendalikan keringgian
H2CO3
dalam tangki penyimpan.
11 Silo Gypsum LI Mengetahui level ketinggian
gypsum yang ada di dalam tangki
penyimpan.
VIII-10
BAB VIII Instrumentasi
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Halaman ini sengaja dikosongkan
IX-1
BAB IX
PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI KIMIA
Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 32 Tahun 2009
Tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup
menjelaskan bahwa limbah adalah sisa suatu usaha dan/atau
kegiatan. Bahan berbahaya dan beracun yang selanjutnya disingkat
B3 adalah zat,energi, dan/atau komponen lain yang karena sifat,
konsentrasi, dan/atau jumlahnya, baik secara langsung maupun
tidak langsung, dapat mencemarkan dan/atau merusak lingkungan
hidup, dan/atau membahayakan lingkungan hidup, kesehatan, serta
kelangsungan hidup manusia dan makhluk hidup lain. Sehingga
limbah bahan berbahaya dan beracun yang selanjutnya disebut
Limbah B3, adalah sisa suatu usaha dan/atau kegiatan yang
mengandung B3.
Pengelolaan limbah B3 adalah kegiatan yang meliputi
pengurangan, penyimpanan, pengumpulan, pengangkutan,
pemanfaatan, pengolahan, dan/atau penimbuhan. Kemudian
dijelaskan mengenai kewajiban untuk melakukan pengelolaan B3
merupakan upaya untuk mengurangi terjadinya kemungkinan
risiko terhadap lingkungan hidup yang berupa terjadinya
pencemaran dan/atau kerusakan lingkungan hidup, mengingat B3
mempunyai potensi yang cukup besar untuk menimbulkan dampak
negatif.
Upaya pengelolaan limbah dapat dilakukan dengan
melaksanakan konsep 4R, yaitu:
• Reduce, minimalisasi sampah dari sumber.
• Reuse, memanfaatkan kembali limbah.
• Recovery, melakukan upaya untuk perolehan kembali
bahan-bahan yang berguna.
• Recycle, melakukan pemrosesan sehingga
menghasilkan produk lainnya.
IX-2
BAB IX Pengolahan Limbah Industri Kimia
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Pengendalian pencemaran akan membawa dampak positif bagi
lingkungan karena akan menyebabkan kesehatan masyarakat yang
lebih baik, kenyamanan hidup lingkungan sekitar yang lebih tinggi,
kerusakan materi yang rendah, dan yang penting adalah kerusakan
lingkungan yang rendah. Faktor utama yang harus diperhatikan
dalam pengendalian pencemaran ialah karakteristik dari pencemar
dan hal tersebut bergantung pada jenis dan konsentrasi senyawa
yang dibebaskan ke lingkungan, kondisi geografis sumber
pencemar, dan kondisi meteorologis lingkungan.
Dalam Pabrik Gypsum, selama proses produksi akan
dihasilkan limbah yang perlu diolah terlebih dahulu sebelum
dibuang ke lingkungan. Limbah yang dihasilkan yaitu :
1. Limbah Padat
Limbah padat yang dihasilkan Pabrik Gypsum berasal dari
transportasi Gypsum dari satu unit ke unit yang lainnya,
dimana pada transportasi tersebut debu-debu gypsum
dapat berterbangan di udara bebas.
2. Limbah Gas
Limbah gas yang dihasilkan Pabrik Gypsum adalah gas
CO2 yang berasal dari proses reaksi dalam reaktor.
Penanganan limbah pada Pabrik Gypsum yaitu :
1. Limbah padat
Salah satu karakterisik industri Pabrik Gypsum
adalah menyebabkan pencemaran udara melalui debu yang
dihasilkan selama proses produksi. Limbah padat (debu) di
Pabrik Gypsum ini dihasilkan dari proses transportasi
Gypsum dari satu unit ke unit yang lainnya, dimana pada
transportasi tersebut debu-debu Gypsum dapat
berterbangan bebas di udara bebas
Untuk mengatasi permasalahan di atas, dapat
dilakukan dengan cara melewatkan limbah padat (debu)
IX-3
BAB IX Pengolahan Limbah Industri Kimia
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4)
dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
melalui beberapa peralatan, yaitu cyclone, dust collector,
bag filter, maupun electric precipitator terlebih dahulu.
Dimana alat tersebut, berfungsi sebagai penangkap debu
dan memisahkan padatan halus dan kasar dari gas.
Berdasarkan hasil survey pabrik-pabrik yang telah
mengaplikasikan sistem tersebut, dapat diketahui bahwa
proses penanganan limbah padat (debu) dengan beberapa
peralatan diatas dapat berjalan dengan sangat baik. Hal
tersebut dapat diketahui dari data pengukuran debu yang
berterbangan di udara setiap bulannya.
2. Limbah Gas
Limbah gas yang dihasilkan Pabrik Gypsum
adalah gas CO2 yang berasal dari proses reaksi oleh
reaktor. Gas CO2 yang dihasilkan kemudian dilewatkan
kedalam water scrubber. Dalam water scrubber, gas CO2
akan disemprot dengan water process sehingga gas CO2
akan bereaksi dengan H2O membentuk asam karbonat (
H2CO3 ). Asam karbonat yang dihasilkan kemudian
ditampung dan dapat dijadikan sebagai produk samping
dari Pabrik Gypsum ini.
Unit water scrubber kemudian akan
mengeluarkan sisa gas CO2 yang jumlahnya sudah lebih
sedikit dan sudag dibawah standar maksimum
pembuangan gas CO2 yang kemudian dibuang ke atmosfer.
IX-4
BAB IX Pengolahan Limbah Industri Kimia
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Halaman ini sengaja dikosongkan
X-1
BAB X
KESIMPULAN
Dari uraian proses Pabrik Gypsum ini dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut :
1. Kapasitas Pabrik Gypsum adalah 132.000 ton/tahun atau
440 ton/hari atau 18,33 ton/jam atau 18.333,33 kg/jam.
2. Bahan baku yang digunakan Pabrik Gypsum adalah
Kalsium karbonat ( CaCO3 ) sebesar 11.136 kg/jam dan
Asam sulfat ( H2SO4) sebesar 11.363 kg/jam.
3. Pembuatan Gypsum ini melalui beberapa tahapan proses
yaitu :
• Tahap pertama yaitu tahap persiapan bahan baku
dimana bahan baku yang digunakan adalah Kalsium
karbonat CaCO3 dan Asam sulfat ( H2SO4) 50%.
• Tahap kedua adalah reaksi proses dimana kalsium
karbonat direaksikan dengan larutan asam sulfat di
dalam reaktor.
• Tahap ketiga adalah tahap filtrasi yang terjadi di dalam
rotary vacuum filter sehingga menghasilkan cake
Gypsum dan filtrat.
• Tahap keempat adalah tahap pengeringan dengan
menggunakan rotary dryer yang bertujuan untuk
menghilangkan kandungan air pada produk sehingga
produk memiliki kandungan air sebesar 1%.
• Tahap kelima adalah proses pengemasan produk
Gypsum.
4. Produk utama Pabrik Gypsum berupa Gypsum atau
CaSO4.2H2O dengan kemurnian 91% dan produk
samping berupa asam karbonat (H2CO3).
5. Limbah yang dihasilkan Pabrik Gypsum yaitu :
• Limbah Padat
X-2
BAB X Kesimpulan
Pabrik Gypsum dari Kalsium Karbonate (CaCO3) dan Asam Sulfat (H2SO4) dengan Proses Sintesis
Departemen Teknik Kimia Industri Fakultas Vokasi
Limbah padat berasal dari proses transportasi Gypsum
dari satu unit ke unit yang lainnya.
• Limbah Gas
Limbah gas berasal dari proses reaksi yaitu berupa gas CO2.
Kebutuhan air
6. Jumlah kebutuhan air proses yang dibutuhkan (dengan
resirkulasi) adalah sebesar :
Air sanitasi = 125,00 m3/hari
Air proses/ air pendingin = 1.115,63 m3/hari
Air umpan boiler = 302,49 m3/hari +
Total = 1.543,42 m3/hari
viii
DAFTAR PUSTAKA
Brownel, L. E., Young E.H. 1959. Process Equipment Design.
New Delhi : Wiley Eastern Ltd.
Geankoplis, C. J. (1997). Transport Process and Unit Operation.
New York: Prentice-Hall, Inc.
Himmelblau, D. M. (1996). Basic Principles and Calculation in
Chemical Engineering. New Jersey: Prentice – Hall, Inc.
Kern, D. Q. (1965). Process Heat Transfer . New York: Mc-Graw
Hill.
Kirk, R.E., Othmer, V.R., 1999, Encyclopedia of Chemical
Technology, John Wiley & Sons Inc., New York
Levenspiel, Octave. (1999). Chemical Reaction Engineering 3th
Edition. Oregon.
McCabe, Warren L. . (1993). Unit Operations of Chemical
Engineering 5th Edition. United States.
Perry, R.H., Green, D., 1999, Perry’s Chemical Engineers’
Handbook, 7th ed., McGraw Hill Companies Inc., USA
Timerhaus, Klause D. .1991. Plant Design and Economics for
Chemical Engineering. Colorado: McGraw-Hill.
Treybal, R. E. (1981). Mass Transfer Operations. USA:
Mc.GrawHill Book Company.
Ulrich, G. D. (1984). A Guide to Chemical Engineering Process
Design and Economics. New York: John Wiley and Sons.
Walas, S. M. (1990). Chemical Process Equipment. Departement
of Chemical and Petroleum Engineering. University of
Kansas.
Yaws, C.L. dkk., 1999, Chemical Properties Handbook, McGraw
Hill Companies Inc., USA
ix
Badan Pusat Statistik, 2017, Statistic Indonesia, www.bps.go.id,
Indonesia, diakses pada tanggal 25 November 2017
PT Petrokimia Gresik, 2017, Spesifikasi Produk,
www.petrokimia-gresik.com, diakses pada tanggal 20
Desember 2017.
x
DAFTAR NOTASI
No Notasi Keterangan Satuan
1 M massa kg
2 N mol mol
3 BM Berat molekul g/kmol
4 T Suhu °C/°F
5 cp Heat Capacity kcal/kg°C
6 ∆Hf Enthalpy pembentukan kcal/kmol
7 ∆Hf Enthalpy product kcal
8 H Enthalpy kcal
9 Hv Enthalpy vapor kcal/kg
10 HI Enthalpy liquid kcal/kg
11 Ms Massa Steam kg
12 Q Panas kcal
13 ρ Densitas gr/cm3
14 η Efisiensi %
15 µ Viscositas Cp
16 D Diameter In
17 H Tinggi In
18 P Tekanan atm/psia
19 R Jari-jari In
20 ts Tebal tangki In
21 C Faktor Korosi -
22 E Efisiensi pengelasan -
23 th Tebal tutup atas In
24 V Volume m3
25 W Faktor intensifikasi stress -
26 gc Gravitasi Lbm.ft/lbf.s2
27 Nre Reynold number -
28 Np Power Number -
29 A Luas Area m2
Kapasitas produksi = ton/tahun
1 tahun produksi = hari
1 hari operasi = jam
Basis = jam
Kapasitas = kg/hari
= kg/jam
Perhitungan bahan baku :
Basis CaCO3 yang masuk = kg/jam
Tabel 1 Berat Molekul Komponen
1. Mixer CaCO3
Fungsi : Mencampur bahan baku CaCO3 dan air
sebelum diumpan ke reaktor
APPENDIKS A
NERACA MASSA
132.000
300
24
1
MgCO3 83,00
SiO2 60,00
Al2O3 102,00
440.000
18.333,3333
11.136
Komponen BM (kg/kgmol)
CaCO3 100,00
H2SO4 98,00
CaSO4.2H2O 172,00
CO2 44,00
Fe2O3 160,00
Na2O 62,00
H2O 18,000
H2CO3 62,00
A - 1
Neraca massa total :
Tabel 2 Komponen Bahan Baku CaCO3 (A2)
Perbandingan antara CaCO3 dan H2O = 1 :1 sehingga,
H2O masuk =
= 1 x kmol/jam
= kmol/jam
= kg/jam
CaCO3 99,38% 11.066,95
MgCO3 0,40% 44,54
A2 + A3 = A5
Komponen Persen (%) Massa (kg)
Fe2O3 0,01% 1,11
Na2O 0,05% 5,57
SiO2 0,04% 4,45
Al2O3 0,02% 2,23
1 x mol CaCO3
111
111,36
H2O 0,10% 11,14
Total 100% 11.136
2.004,48
(3)
MIXER (2)
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Na2O
H2O
(5)
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Na2O
H2O
A - 2
Tabel 3 Neraca Massa pada Mixer CaCO3
2. Mixer H2SO4
Fungsi : Mengencerkan H2SO4 98% menjadi H2SO4 50%
Neraca massa total :
Bahan baku H2SO4 yang masuk reaktor (A10) adalah 2x
bahan baku CaCO3 yang masuk
Masuk Keluar
CaCO3 11.066,95 CaCO3 11.066,95
MgCO3 44,54 MgCO3 44,54
Komponen Massa(kg/jam) Komponen Massa(kg/jam)
Aliran 2 Aliran 5
Fe2O3 1,11 Fe2O3 1,11
Na2O 5,57 Na2O 5,57
SiO2 4,45 SiO2 4,45
Al2O3 2,23 Al2O3 2,23
Total 13.140,48 Total 13.140,48
A8 + A9 = A10
H2O 11,14 H2O 2.015,62
Aliran 3
H2O 2.004,48
(9)
MIXER (8)
H2SO4
H2O
(10)
H2SO4
H2O
A - 3
A10 = kg/jam
Neraca massa komponen :
a. H2SO4
x = 0,5 x
= kg/jam
H2SO4 masuk = kg/jam
H2SO4 keluar =
b. H2O
H2O masuk = kg/jam
A9 = kg/jam
H2O keluar =
Tabel 4 Neraca Massa pada Mixer H2SO4
22.271,9937
11.135,9969 kg/jam
227,2652
(0,02 x A8) + A9 = 0,5 x A10
(0,02 x 20.000) + A9 = 39.200
10.908,73
0,98 x A8 = 0,5 x A10
0,98 A8 22.271,9937
11.363,26
11.135,9969
A8
Aliran 8 Aliran 10
H2SO4 11.136,00 H2SO4 11.136,00
11.136,00 kg/jam
Masuk Keluar
Komponen Massa(kg/jam) Komponen Massa(kg/jam)
Total 22.271,99 Total 22.271,99
H2O 227,27 H2O 11.136,00
Aliran 9
H2O 10.908,73
A - 4
3. Reaktor
Fungsi : Mereaksikan CaCO3 dengan H2SO4 menghasilkan
CaSO4.2H2O
Reaksi :
CaCO3 + H2SO4 + H2O CaSO4.2H2O + CO2
Konversi reaksi = (US : 6613141)
Neraca massa total :
Neraca massa komponen :
a. CaCO3
CaCO3 masuk = kg/jam
= kmol/jam
CaCO3 bereaksi =
87,21%
A5 + A13 = A14 + A15 + A20
11.066,95
110,6695
87,21% x mol CaCO3 masuk
(13)
H2SO4
H2O
(5)
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Na2O
H2O
REAKTOR
(15)
CO2
(14)
CaSO4.2H2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Na2O
H2SO4
H2O
(20)
CaSO4.2H2
O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Na2O
A - 5
= x kmol/jam
= kmol/jam
CaCO3 sisa = -
= kmol/jam
= kg/jam
b. H2SO4
H2SO4 masuk = kg/jam
= kmol/jam
H2SO4 bereaksi =
= 1 x kmol/jam
= kmol/jam
H2SO4 sisa = - kmol/jam
= kmol/jam
= kg/jam
c. H2O
H2O masuk = kg/jam
= kmol/jam
H2O bereaksi =
= 1 x kmol/jam
= kmol/jam
H2O sisa = - kmol/jam
= kmol/jam
= kg/jam
d. CaSO4.2H2O
CaSO4.2H2O terbentuk =
= 1 x kmol/jam
= kmol/jam
= kg/jam
e. CO2
CO2 terbentuk =
= 1 x kmol/jam
= kmol/jam
110,6695 96,5149
14,1546
1.415,4634
11.136
113,6326
87,21% 110,6695
96,5149
1.677,5364
13.151,6123
730,6451
1 x mol CaCO3 bereaksi
96,5149
96,5149
1 x mol CaCO3 bereaksi
96,5149
96,5149
113,6326 96,5149
17,1177
96,5149
16.600,5633
1 x mol CaCO3 bereaksi
96,5149
96,5149
730,65 96,5149
634,1302
11.414,3440
1 x mol CaCO3 bereaksi
96,5149
A - 6
= kg/jam
Tabel 5 Neraca Massa pada Reaktor
Aliran 5 Aliran 14
Aliran 20
4.246,6557
CaCO3 11.066,95 CaSO4.2H2O 16.966,24
MgCO3 44,54 CaCO3 1.418,94
Masuk Keluar
Komponen Massa (kg/jam) Komponen Massa (kg/jam)
Fe2O3 1,11 Al2O3 2,27
Na2O 5,57 Fe2O3 1,14
SiO2 4,45 MgCO3 45,41
Al2O3 2,23 SiO2 4,54
H2SO4 11.136,00 H2O 43.309,10
H2O 11.136,00 Aliran 15
H2O 2.015,62 Na2O 15,91
Aliran 13 H2SO4 3.425,12
CaCO3 27,16
MgCO3 0,87
CO2 4.257,08
CaSO4.2H2O 324,93
Na2O 10,34
H2SO4 1.770,80
H2O 31.899,02
SiO2 0,09
Al2O3 0,04
Fe2O3 0,02
Total 69.445,75 Total 69.445,75
A - 7
5. Rotary Vacuum Filter
Neraca total :
Fungsi : Memisahkan slurry CaSO4.2H2O menjadi cake
CaSO4.2H2O dan filtrat
Efisiensi : Cake yang terikut kedalam air sebesar 5%
H2O yang terikut cake sebesar 5%
Asumsi : H2O yang dibutuhkan sebesar 20% total arus
Semua H2SO4 terikut kedalam filtrat
Neraca total :
Neraca komponen :
a. H2O
H2O yang dibutuhkan = 20% x total arus output reaktor
A14 + A18 = A19 + A20
ROTARY
VACUUM
FILTER
(18)
H2O
(14)
CaSO4.2H2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Na2O
H2SO4
H2O
(19)
CaSO4.2H2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Na2O
H2SO4
H2O
(20)
CaSO4.2H2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Na2O
H2SO4
H2O
A - 8
= kg/jam
H2O yang terikut cake = kg/jam
H2O yang terikut filtrat = kg/jam
Tabel 6 Neraca Massa pada Rotary Vacuum Filter
Aliran 14 Aliran 19
Aliran 18 Aliran 20
2.859,9124
54.338,3354
Masuk Keluar
Komponen Massa (kg/jam) Komponen Massa (kg/jam)
13.889,1496
MgCO3 45,41 MgCO3 44,51
SiO2 4,54 SiO2 4,45
CaSO4.2H2O 16.966,24 CaSO4.2H2O 16.626,91
CaCO3 1.418,94 CaCO3 1.390,56
Na2O 15,91 Na2O 0,32
H2SO4 3.425,12 H2SO4 68,50
Al2O3 2,27 Al2O3 2,23
Fe2O3 1,14 Fe2O3 1,11
CaCO3 28,38
H2O 43.309,10 H2O 1.143,96
H2O 13.889,15 CaSO4.2H2O 339,32
Al2O3 0,05
Fe2O3 0,02
MgCO3 0,91
SiO2 0,09
H2O 56.054,28
Na2O 15,59
H2SO4 3.356,62
Total 79.077,82 Total 79.077,82
A - 9
6. Rotary Dryer
Fungsi : Menurunkan kadar air pada gypsum
Neraca massa total :
Neraca massa komponen :
a.
CaSO4.2H2O masuk = kg/jam
Asumsi CaSO4.2H2O terikut udara =
CaSO4.2H2O produk = 99,9% x feed
= kg/jam
CaSO4.2H2O terikut udara = feed - produk
= kg/jam
b. H2O
H2O masuk = kg/jam
Kadar air pada feed (X1) =
Kadar air pada produk (X2) =
Rate of drying = Berat feed (X1 - X2)
(kg H2O teruap/jam) =
A19 = A21 + A24
CaSO4.2H2O
16.626,9149
0,01%
16.625,2522
1,6627
1.143,9650
6%
1,0%
951,1394
DRYER (19)
CaSO4.2H2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Na2O
H2O
(21)
CaSO4.2H2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Na2O
H2O
(24)
H2O
A - 10
H2O sisa = H2O masuk- H2O teruap
= kg/jam
Tabel 7 Neraca Massa pada Rotary Dryer
Aliran 19 Aliran 21
Aliran 24
Masuk Keluar
Komponen Massa (kg/jam) Komponen Massa (kg/jam)
192,8255
MgCO3 44,51 MgCO3 44,50
CaSO4.2H2O 16.626,91 CaSO4.2H2O 16.625,25
CaCO3 1.390,56 CaCO3 1.390,42
Fe2O3 1,11 Fe2O3 1,11
Na2O 0,32 Na2O 0,32
SiO2 4,45 SiO2 4,45
Al2O3 2,23 Al2O3 2,23
CaSO4.2H2O 1,66
CaCO3 0,14
MgCO3 0,0045
H2SO4 68,50 H2SO4 68,50
H2O 1.143,96 H2O 192,83
Na2O 0,00003
H2SO4 0,01
H2O 951,14
SiO2 0,0004
Al2O3 0,0002
Fe2O3 0,0001
Total 19.282,55 Total 19.282,55
A - 11
7. Cyclone
Fungsi : Menangkap debu yang terikut udara panas
Efisiensi cyclone =
Tabel 8 Neraca Massa pada Cyclone
Aliran 24 Aliran 25
Komponen Massa (kg/jam) Komponen Massa (kg/jam)
CaSO4.2H2O 1,66 CaSO4.2H2O 1,41
85%
Masuk Keluar
SiO2 0,0004 SiO2 0,0004
Al2O3 0,0002 Al2O3 0,0002
CaCO3 0,14 CaCO3 0,12
MgCO3 0,0045 MgCO3 0,004
Cyclone (24)
CaSO4.2H2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Na2O
(25)
CaSO4.2H2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Na2O
(31)
CaSO4.2H2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Na2O
A - 12
Aliran 31
8. Scrubber
Fungsi : Menyerap gas CO2 menggunakan pelarut air
menghasilkan larutan asam karbonat
Reaksi : CO2 + H2O H2CO3
Konversi alat =
Neraca massa total :
H2SO4 0,01 H2SO4 0,01
Fe2O3 0,0001 Fe2O3 0,0001
Na2O 0,00003 Na2O 0,00003
SiO2 0,0001
Al2O3 0,00003
Fe2O3 0,00002
CaSO4.2H2O 0,25
CaCO3 0,02
MgCO3 0,0007
Total 1,81 Total 1,81
91%
A14 + A29 = A30
Na2O 0,000005
H2SO4 0,001
SCRUBBER
(29)
H2CO3
(15)
CO2
(29)
A - 13
Neraca massa komponen :
a. CO2
CO2 masuk = kg/jam CO2 masuk
= kmol/jam
CO2 bereaksi = 91 % x CO2 masuk
= 91 % x kmol/jam
= kmol/jam
CO2 sisa = - kmol/jam
= kmol/jam
= kg/jam
b. H2O
Air yang diperlukan
H2O masuk = kg/jam
= kmol/jam
H2O bereaksi = 1 x mol CO2 bereaksi
= 1 x kmol/jam
= kmol/jam
H2O sisa = -
= kmol/jam
= kg/jam
c. H2CO3
H2CO3 terbentuk = kmol/jam
= kg/jam
Tabel 9 Neraca Massa pada Scrubber
Aliran 15 Aliran 30
Aliran 29
8,7077
383,1371
2.000,0000
111,1111
88,0441
88,0441
4.257,1
96,7518
96,7518
88,0441
96,7518 88,0441
Masuk Keluar
Komponen Massa (kg/jam) Komponen Massa (kg/jam)
111,1111 88,0441
23,0670
415,2056
88,0441
5.458,7364
H2O 2.000,00 H2O 415,21
CO2 4.257,08 H2CO3 5.458,74
CO2 383,14
A - 14
Total Total
9. Silo
Fungsi : Untuk menampung produk CaSO4.2H2O yang dihasilkan
Tabel 10 Neraca Massa pada Silo
Aliran 20 Aliran 28
Aliran 24
6.257,08 6.257,08
CaSO4.2H2O 16.625,25 CaSO4.2H2O 16.626,67
CaCO3 1.390,42 CaCO3 1.390,54
Masuk Keluar
Komponen Massa (kg/jam) Komponen Massa (kg/jam)
Al2O3 2,23 Al2O3 2,23
Fe2O3 1,11 Fe2O3 1,11
MgCO3 44,50 MgCO3 44,50
SiO2 4,45 SiO2 4,45
H2O 192,83 H2O 192,83
Na2O 0,32 Na2O 0,32
H2SO4 68,50 H2SO4 68,50
SILO (20)
CaSO4.
2H2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Na2O
(27)
CaSO4.2H2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Na2O
H2O
A - 15
Kemurnian Gypsum =
CaSO4.2H2O 1,41
SiO2 0,00
Al2O3 0,00
CaCO3 0,12
MgCO3 0,00
Total 18.331,14 Total 18.331,14
90,70%
H2SO4 0,01
H2O 0,00
Fe2O3 0,00
Na2O 0,00
A - 16
APPENDIKS B NERACA PANAS
1 tahun produksi = Hari
1 hari operasi = Jam
Basis = Jam
Kapasitas Produksi = Ton/tahun
Kg/Hari
Kg/Jam
Satuan panas = kkal
Suhu reference = 25°C
Q Input = Q Output
Asumsi : 1. Tidak ada akumulasi energi (steady state )
2. Perubahan energi kinetik diabaikan (Ep = 0)
3. Perubahan energi potensial diabaikan (Ek = 0)
4. Tidak ada usaha yang ditambahkan (W = 0)
5. Neraca panas dihitung pada setiap kapasitas alat
Sehingga,
Q = ∆H
300
24
1
132.000
440.000
18.333
APPENDIKS B
NERACA PANAS
B-1
1. MIXER CaCO3
Fungsi : mencampurkan CaCO3 dengan H2O sebelum di umpan ke reaktor
(Aliran 3)
H2O
Saturated Steam T= 303,15 K
T= 423,15 K
(Aliran 2) (Aliran 5)
CaCO3
MgCO3
SiO2
Kondensat Al2O3
T= 423,15 K Fe2O3
Na2O
H2O
T= 303,15 K T= 353,15 K
303 K ; T Reference =
Cp CaCO3 = cal/molK =
Cp MgCO3 = cal/molK =
Cp SiO2 = cal/molK =
Cp Al2O3 = cal/molK =
Cp Fe2O3 = cal/molK =
Cp H2O = J/gmolK =
K ; T Reference =
= J/gmolK =
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Na2O
H2O
Cp Bahan Masuk T=
61.636,27
84,50
60.470,7
0,00
1,01
1,03
0,53
Cp Bahan Masuk
kkal/kgK
84.827,7
0,62
374,68
374,68
4,98
4,98
kkal/kgK
(Aliran 2)
298,15
298
Cp H2O
303,15
(perry, ed 8)
kkal/kgK
kkal/kgK
kkal/kgK
kkal/kgK
kkal/kgK
104.624
(Aliran 3)
(perry, ed 8)
MIXER
B-2
APPENDIKS B NERACA PANAS
Data perhitungn kapasitas panas (Cp) dapat ditentukan dengan menggunakan
hukum kopp's dengan rumus :
Dik etahui :
𝑛𝐸
nE :
∆E :
No
1
2
3
4
5
6
7
Berikut adalah data Cpmenggunakan metode modifikasi hukum Kopp's
(Perry, ed.8)
1. Na2O
Berat Molekul : 62
26,19
13,42
Tabel Perhitungan Enthalpy Panas Yang Masuk
Cp
J/(mol0C)
Banyaknya unsur dalam senyawa
Konstribusi elemen (Tabel 2-350 Perry, Ed.8)
=
65,80
15,73
0,25
17
Total Satuan
Na
29
23
KJ/Kmol.K
KJ/Kmol.K
C
H
Na
Si
K
Mg
11
8
13
26
O
2,00
1,00 13,42
Tabel B.1 Data Komponen Zat Berdasarkan Hukum Kopp's
Unsur ∆E(KJ/Kmol.K)
Total
kg/kmol
Tabel B.2 Perhitungan Kapasitas Panas Na2O
Komponen n ∆E
52,38
O
Kkal/KgK
KJ/Kmol.K
Kkal/Kmol.K
𝑛𝐸∆𝐸
𝑁
𝐸=1
B-3
K T Reference = K
Cp CaCO3 = cal/molK =
Cp MgCO3 = cal/molK =
Cp SiO2 = cal/molK =
Cp Al2O3 = cal/molK =
Cp Fe2O3 = cal/molK =
Cp H2O = J/gmolK =
133,54
1,01
1,03
353,15
(perry, ed 8)
145,55
0,07
5,57
kkal/kgK
kkal/kgK
Massa (Kg)
Tabel Perhitungan Enthalphy Panas Yang keluar
8.012.300
H2O
353,15
Total 22.271,99 751.721,17
Na2O
Komponen
66,92
10.875,08
1,11
0,00
Q(kkal/jam)
6.821,26
0,05
4,49
Komponen
0,07 762,30
MgCO3 44,54 0,01 0,50
SiO2 4,45
Cp Bahan Keluar T =
133,5 594,83
Al2O3 2,23 0,1
CaCO3
4,98
4,98
303,15
H2O
0,11
kkal/kgK
kkal/kgK
11.136,00
0,01
11,14
(Aliran 5)
298,15
Massa (Kg)
11.066,95
44,54
4,45
2,23
0,53
1,27
T (K)
MgCO3
2,28
0,59
35,31
SiO2
Total
H2O
929,50
T (K) Cp
CaCO3
Al2O3
F2O3
Na2O
Cp
0,62
11.147,13
23.288.647
4.148,83
kkal/kgK
kkal/kgK
Q(kkal/jam)
11.066,95
66,92
5,57 14,0 4.273,04
55,40
55.402,06
62.321,4522.271,99
6.888,09
0,24
Fe2O3 1,11
745.928,16
145,6 162,09
B-4
APPENDIKS B NERACA PANAS
Q = Qout - Qin
Q = kkal/jam
Saturated steam digunakan untuk memenuhi kebutuhan panas.
Data steam yang digunakan (T=423,15K)
Hv= Kj/kg = kkal/kg
Hl= Kj/kg = kkal/kg
λ steam Qsupplay = kkal/kg
λ steam Qloss = 0,05 x 505,33 kkal/kg
+ 505,33 x msteam = +
m steam =
m steam = kg
Qsupply =
Qloss =
0,05
4,49
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaCO3
25,27 x msteam
480,06 689.399,72
1.436,06
725.683,92
36.284,20
62.321,45 751.721,17
162,090,59
Tabel NeracaPanas Pada Mixer CaCO3
Masuk Keluar
632,20
656,43
151,10
505,33
25,27
689.399,72
2.746,50
762,30
594,83
0,24
Qin + Qsupply = Qout +Qloss
Aliran (2) Aliran (5)
35,31
55,40
(Geankoplis, ed 4)
6.821,26
0,50
2,28
Na2O
H2O
MgCO3
SiO2
Al2O3
4.273,04
745.928,16
Komponen Panas (kkal/jam) Komponen Panas (kkal/jam)
Fe2O3
Na2O
H2O
B-5
Qsupplay Qloss
2. MIXER H2SO4
Fungsi : Untuk Mengencerkan H2SO4 98% dengan H2O hingga
menjadi 50% H2SO4
H2O
T= 303,15 K
(Aliran 8)
H2SO4 H2SO4
T = 303,15 K H2O
T = 313,15 K
Cp Bahan Masuk = 303,15 K Tref = K
= J/molK = kkal/kgK
= J/molK = kkal/kgK
= 303,15 K Tref = K
= J/molK = kkal/kgK
Total
(Aliran 8)
298,15
725.683,92 36.284,20
374,68 4,98
(Aliran 9)
Cp Bahan Masuk
Cp H2SO4
Cp H2O
Cp H2O
788.005,36
Q(kkal/jam)
303,15
Tabel Perhitungan Enthalpy Panas Yang Masuk
Komponen Massa (Kg) T (K) Cp
58,85Cp H2SO4 11.136,00
24.131,17 58,85
788.005,36 Total
H2O 55.402,06
Aliran (3)
655.374,72
(Aliran 9)
(Aliran 10)
(perry, ed 8)
(perry, ed 8)
298,15
374,68 4,98
MIXER
B-6
APPENDIKS B NERACA PANAS
= K = K
= = kkal/KgK
= = kkal/KgK
=
Sehingga,
=
= kkal/jam
Panas Pencampuran H2SO4 = =
Sehingga,
=
= kkal/jam
= +
=
Qpendinginan = + -
= kkal/jam
11.136,00
Panas pelarutan total = panas pelarutan + panas pengenceran
-29.500,51 kkal/jam
kkal/jam
Panas masuk + Panas pelarutan = Panas keluar + Qpemanas
-1.550.155,10
Cp Bahan Keluar
Panas Pelarutan H2SO4 =
-12,34Kj/gmol
kJ/gmol -6,71 kkal/gmol
303,1514,95 166.453,19
179,41
11.136,00
Total 22.271,99 2.164.332,82
laju aliran H2SO4 x panas pelarutan
kkal/gmol
-29.501
H2SO4
∆Hdil
J/molK
Tabel Perhitungan Enthalpy Panas Yang Keluar
303,15
Total
313,15 Tref
73.562,75
298,15
Cp H2O 227,27
(Aliran10)
54.271,41
22.271,99
Laju aliran H2SO4 x Panas Pencampuran
-96.599,06
∆Hsol
1.997.879,63
H2O
-28,07
4,98
Cp H2SO4
Cp H2O
Komponen Massa (Kg) T (K) Cp Q(kkal/jam)
179,41
(perry, ed 8)
1.125,71 J/molK 14,95
710.776,78
Cp H2O 10.908,73
4,98 1.130,65
-96.599,06
2.164.332,82710.776,78
-67.098,54
-2,950
Panas Pelarutan Total
-67.098,54
B-7
3. Heater
Fungsi : Memanaskan H2SO4 50% dari suhu 303,15 K sampai 353,15 K
Saturated steam
T= 423,15
T=353,15
T=313,15
Kondensat
T= 423,15
Cp Bahan Masuk= K Tref = K
= J/molK = kkal/kgK
= J/molK = kkal/kgK
H2SO4
H2O
H2SO4
H2O
Cp H2SO4
Cp H2O
(Aliran 10)
(Aliran 13)
(Aliran 10)
Aliran(9)
Total 614.177,72 Total 614.177,72
298,15
H2O
H2SO4
313,15
-1.550.155,10
1.125,71
-96.599,06 Qpemanas
166.453,19
Komponen
H2SO4 655.374,72 1.997.879,63
(perry, ed 8)
Panas (kkal/jam)Komponen
Tabel NeracaPanas Pada Mixer H2SO4
Masuk Keluar
H2O 54.271,41
Qpelarutan
14,95
73.562,75 179,41
Tabel Perhitungan Enthalpy Panas Yang Masuk
H2O
Panas (kkal/jam)
Aliran (8) Aliran (10)
1.130,65
HEATER
B-8
APPENDIKS B NERACA PANAS
Cp Bahan Keluar= K = K
= = kkal/KgK
= = kkal/KgK
Q =
Q = kkal/jam
Saturated steam digunakan untuk memenuhi kebutuhan panas.
Data steam yang digunakan (T=423,15K)
Hv= Kj/kg = kkal/kg
Hl= Kj/kg = kkal/kg
λ steam supplay = kkal/kg
λ steam loss = 0,05 x 505,33 kkal/kg
= kkal/kg
+ 505,33 x msteam = +
m steam =
m steam = kg
T (K)
699,65
(perry, ed 8)
613.465,91
4.148,83 J/molK
Total 22.271,99 8.404.771,64
Tabel Perhitungan Enthalpy Panas Yang Keluar
Komponen
699,65 7.791.305,73
55,09
Massa (Kg)
656,43
632,20 151,10
505,33
11.136,00303,15
298,15
H2O 11.136,00 14,95 166.453,19
353,15 Tref
(Aliran 13)
Cp H2SO4
CpH2O
6.240.438,83
Cp Q(kkal/jam)
H2SO4
Qin + Qsupply = Qout +Qloss
2.164.332,82
11.136,00303,15
179,41 1.997.879,63
12.999,20
J/molK
Total 22.271,99 2.164.332,82
286.879
2.746,50
55,09
Qout-Qin
8.404.771,64 25,27 x msteam
H2O 11.136,00
Komponen
25,27
480,06 6.240.438,83
Massa (Kg) T (K) Cp Q(kkal/jam)
H2SO4
B-9
Qsupply = kkal/jam
Qloss = kkal/jam
H2SO4
H2O
H2SO4
H2O
Aliran (13)Aliran (10)
7.791.305,731.997.879,63
166.453,19 613.465,91
Masuk Keluar
Komponen Panas (kkal/jam) Komponen Panas (kkal/jam)
328.444,15
Tabel Neraca Panas Pada Heater
Qsupplay 6.568.882,97 Qloss 328.444,15
Total
6.568.882,97
8.733.215,79 Total 8.733.215,79
B-10
APPENDIKS B NERACA PANAS
4. REAKTOR
Fungsi : Untuk mereaksikan CaCO3 dan H2SO4 hingga
menghasilkan CaSO4.2H2O
(Aliran 5 )
Air Pendingin (Aliran 15)
T = 303,15 K CO2
T = 366,15 K CaSO4.2H2O
(Aliran 13)
H2SO4
H2SO4
Air Pendingin
T=366,15K
Cp Bahan Masuk= K T ref = K
= 46,8 cal/molK =
H2O
H2SO4
CaSO4.2H2O
Cp CaSO4.2H2O
Fe2O3
Na2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
H2O
343,15
(Aliran 14)
Al2O3
Fe2O3
kkal/kgK
(Aliran 20)
(Aliran 5)
T= 343,15 K
T= 343,15K
298,15
H2O
H2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Na2O
H2O
T= 313,15
SiO2
Al2O3
CaCO3
0,00027
Fe2O3
Na2O
MgCO3
REAKTOR
B-11
= cal/molK =
Cp MgCO3 = cal/molK =
= cal/molK =
= cal/molK =
= cal/molK =
= J/gmolK =
Cp Bahan Masuk= K T ref = K
= =
= =
Cp Bahan Masuk= K T ref = K
= 46,80 cal/molK =
= cal/molK =
Cp MgCO3 = cal/molK =
= cal/molK =
= cal/molK =
= cal/molK =
= J/gmolK =
= =
= =
kkal/kgK
kkal/kgK
kkal/kgK
343,15
0,08 870,50
Cp CaSO4.2H2O
Cp SiO2 9.125,95 0,15
Cp Al2O3
Cp Fe2O3
J/gmolK
J/gmolK
(Aliran 13)
kkal/kgK
kkal/kgK
kkal/kgK
2.633,69
343,15 298,15
T (K) Cp
0,41
4,45
34,97
34,97
0,08
(aliran 20)
Q(kkal/jam)
0,01
11.066,95
0,12
0,12
231.211,5
Cp CaCO3 9.587,73
kkal/kgK
kkal/kgK
591,50 0,01 kkal/kgK
0,55
2,23
Massa (Kg)
Tabel Perhitungan Enthalpy Panas Yang Masuk
J/gmolK 431,57
kkal/kgK
Cp Al2O3 15.800,48 0,15
kkal/kgK
0,10
3.390,38
7.865,72
0,07
45,02
563,43
kkal/kgK
kkal/kgK
298,15
0,00027 kkal/kgK
44,54
0,28
Cp H2O
Cp H2SO4
Cp H2O
0,12
3.390,38
0,01
0,12
Cp CaCO3
Cp SiO2
760,50
kkal/kgK
Cp Fe2O3 13.139,55 0,08 kkal/kgK
Cp H2O
45,02
333,15
7.351,61
12.734,16
10.752,73
CaCO3
MgCO3
SiO2
kkal/kgK
Cp H2O
Cp H2SO4 177.102,9
2.633,69 J/gmolK
CaSO4.2H2O
Komponen
(perry, ed 8)
(perry, ed 8)
(perry, ed 8)
B-12
APPENDIKS B NERACA PANAS
K T ref = K
= cal/molK = kkal/kgK
= cal/molK = kkal/kgK
Cp MgCO3 = cal/molK = kkal/kgK
= cal/molK = kkal/kgK
= cal/molK = kkal/kgK
= cal/molK = kkal/kgK
= J/gmolK = kkal/kgK
= J/gmolK = kkal/kgK
K T ref = K
= cal/molK = kkal/kgK
366,15 298,15
(Aliran 15)
91,82
343,151,11
0,08
8,88
0,09
0,05
333,15
SiO2
Cp Bahan Keluar =
Cp CaSO4.2H2O
5.412,54
0,06
1.149,20
563,43 6.235.415,59
5.137,56
0,09
881,11
Cp Bahan Keluar
(Aliran 14)
68,22
11,42 63,57
11.136,00
0,15
298,15
8.269,71
0,00
Cp CaCO3
498.210,02
0,00
5,57
31.899,02
6.089,52
0,01
46,80
0,07
0,01
0,09
2,60
0,01
0,01
0,07
1.115.521,90
78.577,27 9.112.617,00
366,15
Al2O3
Fe2O3
Na2O
H2O
0,09
Cp H2SO4
764.229,56
27,16
Cp CO2
1.770,80 431,57
324,93
11.147,13 45,02
Al2O3
Fe2O3
Na2O
H2O
0,04
0,02
10,34
0,15
0,01
34,97
0,10
Cp SiO2
Cp Al2O3
0,87
0,08
Cp H2O
9.387,88
H2SO4
CaCO3
11.136,00 45,02 498.210,02
361.577,7
3.640,01
Cp Fe2O3
CaSO4.2H2O
MgCO3
H2SO4
Total
(perry, ed 8)
(perry, ed 8)
0,00027
B-13
Tabel Panas Reaksi Pada Keadaan standar (298,15 K)
Panas Reaksi Keadaan Standar
∆H25 = kkal/jam
Maka,
0,09
H2O 52.440,62 68,22
SiO2
∆Hf (kkal/kmol)H25 (kkal/jam)
-46.259,59
-9.077,42
-27.941,06
-18.693,97
-6.593,65
0,05
2,27 0,09
CO2
Na2O
4,54
3.577.342,04
Al2O3
17,25 274,44
H2SO4 3.425,12 881,11
Total 78.577,27
3.017.906,00
366,15
352,18
0,21
Q(kkal/jam)
4,62
Massa (Kg)
0,41
86,41
6.595.966,99
Tabel Perhitungan Enthalpy Panas Yang Keluar
Komponen T (K) Cp
CaSO4.2H2O
CaCO3
CO2
H2SO4
H2O
Komponen
Fe2O3 1,14 0,06
-289,50
MgCO3 45,41 0,01
CaSO4.2H2O 16.966,24 0,00
CaCO3 + H2SO4 + H2O CaSO4.2H2O + CO2
-479,30
(perry, ed 8)
0,63
CaCO3 1.418,94 0,06
15,91
4.257,08 0,08
-193,69
-68,32
∆H25 = (∆Hf CaSO4.2H2O + ∆Hf CO2)-( ∆Hf CaCO3 + ∆Hf H2SO4 + 2 ∆Hf H2O)
-94,05
-21,84
B-14
APPENDIKS B NERACA PANAS
Panas Masuk + Q = Panas Keluar + ∆H25
kkal/jam
Air pendingin digunakan untuk memenuhi kebutuhan pelepasan panas.
Kebutuhan air pendingin :
K
K
Cp air pendingin = J/gmolK =
Kg/jam
Cp air pendingin masuk (T= 303,15K)
Cp H2O= J/gmolK = kkal/KgK
m . Cp . ΔT
x
kkal/Kg
Cp air pendingin Keluar ( T=318,15 K)
Cp H2O = J/gmolK = kkal/kgK
H= m . Cp . ΔT
= x
= kkal/Kg
168.129,33
-2.516.671,86
374,68
836.450,60
Komponen Panas (kkal/jam)
19,94
CaSO4.2H2O
Q =
m . Cp . ΔT
168.129,33
Suhu air pendingin masuk = 303,15
Q
19,94
Keluar
0,41
Masuk
Tabel Neraca Panas Pada Reaktor
4,98
H=
Q =
3.353.122,47
4,98
1.502,00
14,97 kkal/kgK
=
=
Aliran (14)
318,15
4,62
CaCO3 86,41
168.129,33
14,97
=
2.516.671,86
Aliran (5)
Komponen Panas (kkal/jam)
m =
=
CaCO3 870,50
MgCO3
Suhu air pendingin Keluar =
Cp . ΔT
1.127,32
B-15
Na2O
2,60
Aliran( 20)
0,09
Na2O
-21,84
CO2
0,01
91,82
CaSO4.2H2O
Aliran(13)
H2O
H2SO4
0,06
H2O Pendingin in
1.115.521,90
H2O
Fe2O3
Na2O
63,57
498.210,02
352,18
0,21
H2SO4
H2SO4
MgCO3
H2O 3.017.906,00
MgCO3 0,63
0,07 Al2O3
764.229,56
0,01
Total
0,00
SiO2
3.577.342,04
SiO2 0,01
6.235.415,59
274,44
Fe2O3
SiO2 0,41
H2OPendinginOut
∆H25
Aliran (15)
3.353.122,47
CaCO3
H2O
9.949.067,61Total 9.949.067,61
836.450,60
Al2O3
498.210,02
Fe2O3
0,55
Al2O3 0,28
B-16
APPENDIKS B NERACA PANAS
5. Rotary Vacum Filter
Fungsi : Memisahkan slurry CaSO4.2H2O menjadi cake CaSO4.2H2O dan filtrate
(Aliran 18)
CaSO4.2H2O
T= 303,15K CaSO4.2H2O
Al2O3
Fe2O3 Al2O3
Na2O Fe2O3
H2O Na2O
H2SO4 H2O
T= 366,15 K H2SO4
T= 333,15 K
CaSO4.2H2O
Al2O3
Fe2O3
Na2O
H2O
H2SO4
T= 333,15 K
K T ref = K
= 46,80 cal/molK kkal/kgK
= cal/molK = kkal/kgK0,06
(Aliran 20)
6.089,52
(Aliran 14)
298,15
(Aliran 14)
H2O
0,01
Cp CaCO3
SiO2
SiO2
366,15
(Aliran 19)
Cp CaSO4.2H2O
Cp Bahan Masuk =
MgCO3
CaCO3
SiO2
MgCO3
MgCO3
CaCO3
CaCO3
ROTARY VAKUM FILTER
B-17
= cal/molK = kkal/kgK
= cal/molK = kkal/kgK
= cal/molK = kkal/kgK
= cal/molK = kkal/kgK
= J/gmolK = kkal/kgK
= J/gmolK = kkal/kgK
K T ref = K
= J/gmolK = kkal/kgK
K T ref = K
= 46,80 cal/molK = kkal/kgK
= cal/molK = kkal/kgK
= cal/molK = kkal/kgK
1.149,20
15,91
58,68
Na2O
0,63
303,15
0,09 0,21
Fe2O3
H2O 3.425,12
274,44
0,09
881,11 3.017.906,00
3.577.342,04
51,69
(Aliran 19)
H2SO4
1.072.061,23
52.440,62
15.715,45H2O
Total 90.035,64 7.667.843,40
298,15333,15
Massa (Kg)
1.418,94
298,15
(Aliran 18)
881,11
Tabel Perhitungan Enthalpy Panas Yang Masuk
0,01
4,98
Cp Bahan Masuk =
9.587,73 0,10
1,14
45,41 0,01
Cp MgCO3
Cp CaSO4.2H2O
Cp CaCO3
T (K)
591,50
0,01
0,41
CaCO3
MgCO3
4,54
Cp H2O
Cp H2SO4
Cp SiO2
0,09
8.269,71 51,69
5.137,56 68,22
361.577,7
0,06 86,41
Cp H2O 374,68
Cp Al2O3
Cp Fe2O3
5.412,54
Al2O3 2,27 366,15
303,15
17,25
68,22
68,22
CaSO4.2H2O
Cp Bahan Keluar =
SiO2
Komponen
0,00
113,36
0,09
9.387,88
16.966,24
Cp MgCO3
(perry, ed 8)
(perry, ed 8)
0,01
Cp Q(kkal/jam)
B-18
APPENDIKS B NERACA PANAS
= cal/molK = kkal/kgK
= cal/molK = kkal/kgK
= cal/molK = kkal/kgK
= J/gmolK = kkal/kgK
= J/gmolK = kkal/kgK
K T ref = K
= 46,80 cal/molK = kkal/kgK
= cal/molK = kkal/kgK
= cal/molK = kkal/kgK
= cal/molK = kkal/kgK
= cal/molK = kkal/kgK
= cal/molK = kkal/kgK
= J/gmolK = kkal/kgK
= J/gmolK = kkal/kgK
Cp H2O
591,50
MgCO3 44,51
0,08
333,15
Tabel Perhitungan Enthalpy Panas Yang Keluar
Komponen Massa (Kg)
0,15
CaCO3
Cp Fe2O3
Q(kkal/jam)
(Aliran 20)
Cp CaSO4.2H2O 0,00
0,09
0,34
0,10
0,08
34,97
Cp H2SO4 177.102,9
34,97 47.668,92
1,11
9.125,95
15.800,48
CaSO4.2H2O 16.626,91
333,15
4,520,00
H2SO4 68,50 431,57 29.563,77
Fe2O3
2,83
H2O 1.363,12
Total 19.501,71 77.374,79
Cp Bahan Keluar = 298,15
9.125,95
15.800,48
Cp SiO2
2.633,69 34,97
13.139,55
Cp MgCO3
133,32
2,23 0,15
Cp Al2O3
Cp H2SO4
4,45 0,15 0,68
0,01
Cp SiO2
0,08
0,10
13.139,55
T (K) Cp
177.102,9
Cp Fe2O3
Cp H2O
431,57
Cp CaCO3 9.587,73
2.633,69
Na2O 0,32 8,88
Al2O3
Cp Al2O3 0,15
0,01 0,32
SiO2
431,57
(perry, ed 8)
(perry, ed 8)
0,15
0,15
(Aliran 19)
1.390,56
B-19
Neraca Energi Total :
Panas masuk + Qloss = Panas keluar
Qloss = Panas keluar - Panas masuk
Qloss = kkal/jam
CaSO4.2H2O
0,68
8,88
0,01
133,32CaCO3
CaSO4.2H2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Fe2O3
-3.805.925,42
Tabel Neraca Panas Pada Rotary Vacuum Filter
Masuk Keluar
0,02
0,15 0,01
0,08 0,00
Na2O 15,59
0,21 0,34Al2O3
0,63
Al2O3
SiO2 0,09
Komponen
MgCO3
SiO2
Komponen Panas (kkal/jam) Komponen Panas (kkal/jam)
Aliran (14) Aliran (19)
4,52
0,01
Al2O3 0,05
138,43
H2O 66.792,95 34,97 2.335.777,08
H2SO4 3.356,62
0,41
113,36
0,15
431,57
86,41
1.448.624,83
Total 70.533,93 3.784.543,18
Massa (Kg) T (K) Cp Q(kkal/jam)
CaSO4.2H2O 339,32
333,15
0,00 0,09
CaCO3 28,38 0,10 2,72
MgCO3 0,91 0,01
0,32
Tabel Perhitungan Enthalpy Panas Yang Keluar
(Aliran 20)
B-20
APPENDIKS B NERACA PANAS
6. Heater
Fungsi : Memanaskan udara dari suhu 303,15 K menjadi 353,15 K sebelum
masuk ke dryer.
0,09
H2O 47.668,92
Al2O3
0,01
0,01
138,43
CaSO4.2H2O
MgCO3
SiO2
2.335.777,08
Fe2O3
Na2O
H2O
0,01
0,00
Fe2O3 58,68 Fe2O3
3.017.906,00 H2SO4 29.563,77
Na2O 274,44
H2O 3.577.342,04
Q Loss -3.805.925,42 H2SO4 1.448.624,83
CaCO3 2,72
Total 3.861.917,98Total 3.861.917,98
H2O 1.072.061,23 0,09
Aliran (18) Aliran (20)
H2SO4
Na2O 2,83
Udara Udara
T = 393,15 K
Steam
Kondensat
T = 423,15 K
B-21
K
Cp udara = J/gmol K = kkal/kg K
Q udara =
= x x
= kkal/jam
K)
Cp udara = J/gmol K = kkal/kg K
Q udara =
= x x
= kkal/jam
Q = Qout - Qin
Q = kkal/jam
Saturated steam digunakan untuk memenuhi kebutuhan panas.
Data steam yang digunakan (T = 393,15 K)
Hv= kJ/kg = kkal/kg
Hl= kJ/kg = kkal/kg
kkal/kg
25,27 kkal/kg
+ 505,33 x msteam = +
m steam =
m steam = kg
Qsupply =
Qloss =
5,00
480,06 21.706.372,8
45.215,64
1.142.440,67
22.848.813,48 kkal/jam
kkal/jam
λ steam Qloss=
Qin + Qsupply = Qout +Qloss
59.877,46 21.766.250,3 25,27 x msteam
Aliran (22) Aliran (23)
Tabel Neraca Panas pada Heater
Masuk Keluar
Komponen Panas (kkal/jam) Komponen Panas (kkal/jam)
21.706.372,80
2.746,50 656,43
632,20 151,10
21.766.250,26
59.877,46
393,15
2.780,03
10.000,00 22,91
505,33λ steam Qsupplay=
303,15
145,31 1,20
10.000,00 1,20
m . Cp . ΔT
m . Cp . ΔT
22,91
Cp bahan masuk T=
Cp bahan keluar T=
(perry, ed 8)
(Geankoplis, ed 4)
95,00
Kondensat
T = 423,15 K
B-22
APPENDIKS B NERACA PANAS
7. Rotary Dryer
Fungsi : Menurunkan kadar air pada CaSO4.2H2O
CaSO4.2H2O CaSO4.2H2O
CaCO3 CaCO3
MgCO3
SiO2 SiO2
Al2O3 Al2O3
Fe2O3 Fe2O3
Na2O Na2O
H2O H2O
H2SO4
Data kondisi operasi :
T udara masuk, TG2 = K
T udara keluar, TG1 = K
H2 = (humidity chart)
Feed masuk, Ls = kg/jam
T feed masuk, TS1 = K
T feed keluar, TS2 = K
X1 =
X2 =
λ ref (T = 25oC) = kJ/kg = kkal/kg
(Aliran 19) (Aliran 21)
T= 363,15 K
T= 333,15 K
0,01
19.501,71
0,10
0,02
2.442,31
363,15
583,22
MgCO3
Total 22.908.690,9 Total 22.908.690,9
Udara 59.877,46 Panas produk 21.766.250,3
Qsupplay 22.848.813,48 Qloss 1.142.440,67
393,15
303,15
333,15
DRYER
B-23
Perhitungan neraca massa menggunakan humidity :
G . H2 + Ls . X1 = G . H1 + Ls . X2
G . + = G . H1 . . . . . . . . . . . . . . . . . (1)
Perhitungan enthalphy untuk udara :
H'G2 = cs (TG2 - Tref) + H2 . λref
=
=
H'G1 = cs (TG1 - Tref) + H1 . λref
=
= + H1
Perhitungan enthalphy untuk padatan :
H's1 = CpS (Ts1 - Tsref) + X1 . CpA (Ts1 - Tref)
=
= kkal/kg
H's2 = CpS (Ts2 - Tsref) + X1 . CpA (Ts2 - Tref)
=
= kkal/kg
Neraca panas untuk dryer :
G . H'G2 + Ls . H's1 = G . H'G1 + Ls . H's2 + Q (0)
G . 0,10 + = G.H1 . . . . . . . . . . . . . (2)
Subtitusi persamaan (1) ke persamaan (2), maka diperoleh hasil :
G = kg dry air/jam
H1= kg H2O/kg dry air
Perhitungan panas masuk :
Panas feed = Ls . Hs1
= x
= kkal/jam
Panas udara = G . HG2
0,3909 x (60-25) + 0,25 x 1,0007 (60-25)
0,07
19.501,71
717.983,07
17,18
36,82
-646,15
25.542,06
0,3909 x (100-25)+ 0,25 x 1,0007 (100-25)
36,82
0,01 1.560,14
62,14 kkal/kg
(1,005+1,88(0,01) x (80-25) + 0,01 x 583,2236
(1,005+1,88H1)(30-25)+H1 x 583,2236
5,03 592,62
B-24
APPENDIKS B NERACA PANAS
= x
= kkal/jam
Perhitungan panas keluar :
Panas produk = Ls . Hs1
= x
= kkal/jam
Panas udara = G . HG2
= x
= kkal/jam
Neraca panas total :
Panas masuk = = Panas keluar + Q loss
Q loss = -
= kkal/jam
Panas feed 717.983,07 Panas produk 717.983,07
Keluar
Q loss 382.924,31
Total 2.305.198,47 Total 2.305.198,47
Aliran (23) Aliran
Panas udara 1.587.215,39 Panas udara 1.204.291,08
25.542,06
1.587.215,39
19.501,71
Komponen Panas (kkal/jam) Komponen Panas (kkal/jam)
Aliran (19) Aliran(21)
62,14
36,82
47,15
1.922.274,16
717.983,07
25.542,06
1.204.291,08
2.305.198,47
382.924,31
Tabel Neraca Panas pada Dryer
Masuk
B-25
8. Scrubber
Fungsi : Menyerap sisa-sisa gas CO2 menggunakan pelarut air menghasilkan
larutan asam karbonat
K = K
=
Cp bahan masukT= K
J/gmol K = kkal/kg K
Cp bahan keluar T= K
Data perhitungn kapasitas panas (Cp) dapat ditentukan dengan menggunakan
hukum kopp's dengan rumus :
(Aliran 30)
4,98
Tabel B.18 Perhitungan Enthalpy Panas yang Masuk
Komponen Massa (kg) T (K) Cp
Cp H2O =
1.286.292
Q (kkal/jam)
(Aliran29)
366,15CO2 4.257,08
13.294.765,01
Cpbahan masuk T= 298,15Tref
302,15
303,15
374,68
366,15
cal/molK 302,15 kkal/kg C
(perry, ed 8)
(perry, ed 8)
Cp CO2 =
(Aliran 15)
4.000.000,00
5.286.292
H2O 2.000,00 303,15 4,98
Total 6.257,08
323,15
SCRUBBER (Aliran30)
H2CO3
T = 323,15 K
(Aliran 15)
CO2
T = 366,15 K
(Aliran 29)
H2O
T = 303,15 K
Air Pendingin
T = 318,15 K
B-26
APPENDIKS B NERACA PANAS
𝑛𝐸
nE :
∆E :
No
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
Berikut adalah data Cpmenggunakan metode modifikasi hukum Kopp's
(Perry, ed.8)
Berat Molekul : 61,99
Diketahui :
Kkal/KgK
Na 26,19
Si 17,00
K 28,78
Mg 22,69
kg/kmol
Tabel B.2 Perhitungan Kapasitas Panas Na2O
Komponen n ∆E Total
10,89
O 3,00 7,56 22,68
1. H2CO3
Cp=
Total
33,57
8,02
0,13
H 2,00 7,56 15,12
10,89
J/(mol0C)
Banyaknya unsur dalam senyawa
C 1,00
∆E(KJ/Kmol.K)
C 10,89
H 7,56
O 13,42
KJ/Kmol.K
Satuan
KJ/Kmol.K
KJ/Kmol.K
KJ/Kmol.K
Kkal/Kmol.K
Konstribusi elemen (Tabel 2-350 Perry, Ed.8)
Tabel B.1 Data Komponen Zat Berdasarkan Hukum Kopp's
Unsur
𝑛𝐸∆𝐸
𝑁
𝐸=1
B-27
K) = K
=
=
Reaksi yang berlangsung di srubber:
Panas reaksi pada keadaan standar (298,15 K):
Panas reaksi keadaan standar:
∆H25 = ∆Hf H2CO3 - ( ∆Hf CO2 + ∆Hf H2O)
∆H25 = kkal
Maka,
Panas masuk + Q = Panas keluar + ∆H25
Q = kkal/jam
Air pendingin digunakan untuk memenuhi pelepasan panas.
Kebutuhan air pendingin :
Suhu air pendingin masuk = oC
Suhu air pendingin keluar = oC
H2O -68.317,40
H2CO3 -167.170,00
-4.800,60
-5.220.510,72
303,15
318,15
CO2 -94.052,00
Komponen Massa (kg) T (K)
H2CO3 5.458,74
111,1
24,95
3,24
42.561,13
10.357,93
17.663,23
70.582,30
CO2
H2O
383,14
415,21 323,15
Cp Q (kkal/jam)
Total 6.257,08
CO2 + H2O H2CO3
Komponen ∆Hf (kkal/kmol)
Reaksi konversi ; 91%
323,15Cpbahan keluar T= Tref 298,15
(perry, ed 8)
4.887.779,78
1.878,77
cal/molK
J/gmolK
(Aliran 30)
Cp CO2 =
Cp H2O =
kkal/kg K
kkal/kg K
111,09
24,95
B-28
APPENDIKS B NERACA PANAS
Cp air pendingin = J/gmol K = kkal/kg K
Q = m . Cp . ΔT
m = Q
(Cp . ΔT)
=
( )
= kg/jam
Cp air pendingin masuk (T = K)
Cp H2O = J/gmol K = kkal/kg K
H = m . Cp . ΔT
= x
= kkal/kg
Cp air pendingin keluar (T = K)
Cp H2O = J/gmol K = kkal/kg K
H = m . Cp . ΔT
= x
= kkal/kg
CO2 4.000.000,00 H2CO3 17.663,23
Total 7.021.401,15 Total 7.021.401,15
H2O pendingin in 1.735.108,74 ∆H25 -4.800,60
H2O pendingin out 6.955.619,46
Aliran (29) 42.561,13
H2O 1.286.292,41 H2O 10.357,93
CO2
348.762,57 4,98
1.127,32
Komponen Panas (kkal/jam) Komponen Panas (kkal/jam)
Aliran (15) Aliran (30)
303,15
318,15
1.735.108,74
1.502,00 19,94
348.762,57 19,94
6.955.619,46
Tabel Neraca Panas pada Scrubber
Masuk Keluar
14,97
5.220.510,72
14,97
348.762,57
374,68 4,98
B-29
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
1. Gudang CaCO3
Fungsi : Menyimpan CaCO3 pada tekanan 1 atm
dan suhu 300C
: Beton
: Bangunan persegi panjang dan ditutup atap
Menentukan dimensi Tangki
Bahan baku yang disimpan untuk jangka waktu 7 hari pada 1 unit
gudang CaCO3.
Jumlah CaCO3 yang ditampung per tangki untuk kebutuhan
produksi,
Densitas
ρ CaCO3 = g/ml = =
= g/ml = =
= g/ml = =
= g/ml = =
= g/ml = =
= g/ml = =
= g/ml = =
Fraksi
x CaCO3 =
=
=
=
=
=
kg/m3
kg/m3
kg/m3
kg/m3
kg/m3
ρ H2O
ρ Na2O
2334,0
3982,6
5179,8ρ Fe2O3
x MgCO3
x SiO2
x Al2O3
kg/m3
kg/m3
2,71
3,31
2,33
3,98
5,18
2,27
1,00
0,0004
2270,0
995,65
ρ MgCO3
ρ SiO2
ρ Al2O3
0,0002
0,0001
kg/l
kg/l
kg/l
kg/l
kg/l
kg/l
kg/l
2,71
3,31
2,33
3,98
5,18
2,27
1,00
2710,0
3307,0
0,0005
Bahan Konstruksi
Bentuk
x Fe2O3
x Na2O
0,99
0,0040
APPENDIKS C
SPESIFIKASI ALAT
C-1
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
=
Densitas Campuran
ρ campuran = = kg/l
Ʃ(fraksi berat/ρ bahan)
= kg/m3
= lb/ft3
Penyimpanan CaCO3 selama 1 hari
=
Penyimpanan CaCO3 selama 7 hari =
Volume CaCO3 yang ditampung per unit penyimpanan,
kg/m3
Safety factor tangki :
Sehingga didapatkan volume tangki yang akan direncanakan,
V = m3
Menentukan diameter dan tinggi tangki
Berdasarkan tabel 4.27 pg 248 Ulrich (1984)
rasio P/L =
Sehingga,
Tinggi gudang = m
Volume gudang = p x l x t
= x l x
Lebar Gudang = m
Panjang Gudang = m
1870847,47 m3
kg
267263,92 Kg/TangkiJam
2707,2
168,93
x
760,18
17,00
0,40
xKg2707,16
=
1870847,47
17,00
16,44
Kg
267263,92
kg
11136,00
1 2,71
0,0010
1,00
Kg
= 691,07
Jam24
6,58
0,40
760,18
0,10
x H2O
C-2
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Spesifikasi Gudang CaCO3
Volume = m2
Tinggi = m
Panjang = m
Lebar = m
2. MIXER CaCO3
Fungsi : Mencampurkan CaCO3 dengan H2O
sebelum diumpankan ke reaktor
Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C
Bentuk : Silinder vertikal berpengaduk dengan
torisperical head dan torinoconical closures
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi
Tekanan : atm = psi
Temperatur :0C
Laju Alir Massa : kg/jam
Asumsi :
Waktu Tinggal : jam
Menentukan dimensi premixer
Menghitung volume campuran CaCO3 dan H2O pada mixer,
T = 0C = K
ρ CaCO3 = g/ml = =
= g/ml = =
= g/ml = =
= g/ml = =
= g/ml = =
kg/l
5,18
3,98
3,31 3307,0 kg/m3
3,31
1
2710,0 kg/m3
ρ Fe2O3 5,18 5179,8 kg/m3
22271,99
30,00 303,15
3,98
kg/l
ρ SiO2 2,33 kg/m3
14,70
2334,0
3982,6
2,71 2,71 kg/l
ρ MgCO3 kg/l
2,33 kg/l
Densitas
1,00
kg/m3
ρ Al2O3
760,18
17,00
6,58
16,44
80,00
C-3
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
= g/ml = =
= g/ml = =
x CaCO3 =
=
=
=
=
=
=
Densitas Campuran
ρ campuran = = kg/l
Ʃ(fraksi berat/ρ bahan)
=
= lb/ft3
Viskositas Campuran
µ campuran =
Volume campuran CaCO3 dan H2O
Safety factor tangki :
Sehingga didapatkan volume tangki yang akan direncanakan,
Vtangki =
=
Menentukan diameter dan tinggi tangki,
Diameter tangki ditentukan dengan persamaan berikut :
kg/m3
1,00 kg/l1,00 995,65
=
90,85
0,00
0,50
2,27
x SiO2
x Al2O3
x Fe2O3
0,10
16,83
m3x
1,00
1455,86
m3
kg/l
15,30
ρ H2O
2270,0
0,50
kg/m3
x MgCO3
1,00 1,46
Kgkg/m
3
0,0002
0,0001
0,00025
Fraksi
0,00005
22271,99
2,27ρ Na2O
x Na2O
x H2O
0,02 kg/ms
1455,9
594,28 ft3
kg/m3
C-4
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Berdasarkan tabel 4.18 pg. 248 Ulrich
Rasio L/D =
Sehingga
a. Diameter (D) = = ft
in
b. Panjang Shell = = ft
in
Menentukan tebal dinding
Joint efficiency, E =
Allowable stress = psia
= psia
= 1,2 x Pop
= psia
Rs = x Ds
=
= m
= in
C = in
Sehingga t dapat dihitung
Berdasarkan persamaan 13.1 pg. 254 Brownel (1959), tebal dinding
tangki silinder dengan tekanan dalam ditentukan oleh persamaan berikut:
- P
Dimana:
ts = tebal shell (in) f = tekanan maks. yang diijinkan (psia)
P = tekanan internal (psi) E = efisiensi pengelasan
12650,00
ts
P.ri
5,59
3,41
m
m 11,17
67,61
1,70
14,70
=
17,64
134,09
0,80 ( double-welded butt joint)
+ c
0,50
0,50 1,70
0,85
33,52
0,13
Pdes
Vtangki
4,00
=
Pop
f.E 0,60
x
12
D πL
4
D π 32
C-5
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
ri = jari – jari dalam (in) c = faktor korosi
Ketebalan dinding shell
ts = in
Maka digunakan tebal shell standar in
Menentukan diameter luar tangki
(OD)s = (ID)s + 2.ts
= + 2 x
= in
Berdasarkan tabel 5.7 pg. 91 Brownell (1959), pada OD standar 78 in.
dengan tebal shell 1/4 in. diperoleh harga:
rc =
icr =
Karena icr >6% dari rc, maka digunakan persamaan 7.76 & 7.77 pg.
138 Brownell (1959),
dalam hal ini : W = faktor intensifikasi stress
W =
+ c
th = in
=
Menghitung tinggi head
ID = in
OD = in
1,76
0,25
P.rc.W
Digunakan tebal head standar
th =
0,24
0,25
67,61 0,25
68,11
78,00
0,183
2.f.E-0.2.P
4 3/4
67,61
68,11
5,0
icr
rc3
4
1W
C-6
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Berdasarkan penentuan dimensi dished head pg. 87 Brownell (1959)
diperoleh harga:
ID
2
BC = rc - icr = - = in
ID
2
AC = (BC2-AB
2)
0.5= in
b = rc - AC = - =
Dari tabel 5.6 pg. 88 Brownell (1959), untuk tebal head 1/4 in diperoleh
harga sf = 1 ½ - 2 1/2. Dipilih sf = 2,5
Maka :
OA = th + b + sf
= + +
= in
Tinggi Tangki= H - 2OA
-
in
Menghitung tebal knuckle closure
cos α, α = 45° :
knuckle radius : 8,5 in (>6% diameter luar shell)
4,75 =
in2,00
78,00 4,75 73,25
134,1
107,20
10,76
29,06
10,76
13,45
0,71
67,24
in
a =
78,00 67,24
0,19
=67,61
= 33,81
-AB = - icr = 33,81
26,89
2,5
C-7
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Berdasarkan sec. 13.10e pg. 259 Brownell (1959), tebal knuckle
dihitung dengan persamaan 7.76 & 7.77, dimana variabel rc disubstitusi
dengan L.
tk = dimana, L =
d1 = ID - 2rk (1 - cos α) =
2 x
dalam hal ini : W = faktor intensifikasi stress
W =
+ c
tk = in
Menghitung tebal cone
Berdasarkan persamaan 6.154 pg. 118 Brownell (1959), tebal cone
diperoleh sbb:
tc = in
Digunakan tebal closure standar in.
Menghitung dimensi pengaduk
Jenis pengaduk : six-blade turbine
Jumlah baffle : 4 buah
0,18
tc =
62,63
P.L.W
2.f.E-0.2.P
= 44,290,71
=62,63
P.d1
=
L
1,32
tk
2 cosα (f.E - 0,6.P)
0,08
0,19
2cosα
d1
5,0
kr
L3
4
1W
c0,2.p2.f.E
p.L.W
C-8
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Menurut Geankoplis, dimensi turbin standar yaitu:
= ; Da = x = in
= ; E = x = in
= ; L = x = in
= ; W = x = in
= ; J = x = in
Dimana,
Dt = diameter tangki
Da = diameter impeller
E = tinggi turbin dari dasar tangki
L = panjangn blade turbin
W = lebar blade turbin
J = lebar baffle
Menghitung power pengaduk
Kecepatan pengadukan, N = 2 rps
Power pengadukan ditentukan oleh persamaan 9.20 pg. 253 McCabe
(1999), dimana nilai KT diperoleh dari tabel 9.2 pg. 252
Harga KT =
= kgf.m/s = hp
67,61J/Dt 0,08 0,08
gc
0,33 0,33 67,61
E/Da
4,51
1,65
5,63
22,54
1,00 1,00
L/Da 0,25 0,25 22,54
22,54W/Da 0,20
=ρ.N.Da
2
Da/Dt
=KT.N
3.Da
5.ρ
120,54
P
22,54
5,63
22,54
0,20
= 50580,24μ
1,59
NRe
C-9
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Efisiensi motor penggerak =
Daya motor penggerak = hp
Menghitung tebal jaket
Q serap = m x cp x ∆T
= m x cp x ∆T
m = kg/jam
= kg/jam
= m3/jam
Diameter inside jaket = D +2 t = in
Jari-jari reaktor = in
Tinggi reaktor = in
Tinggi Jaket = m
volume jaket 110% dari volume kebutuhan air = m3
Spesifikasi Premixer CaCO3
1. Silinder
Diamter Luar = in
Diameter Dalam = in
Tinggi = in
Tebal = in
2. Tutup
Tebal Head = in
Tebal Closure = in
3. Pengaduk
Jenis Pengaduk = 6 Blade Turbin
Diameter Impeller = in
Kecepatan Putar = rps
Daya Motor = Hp
80,4
15,97
725684
14513,68
Kebutuhan air pendingin 14513,68
14,51
68,11
34,06
107,20
2,0
0,80
22,54
2,0
68,11
67,61
134,09
0,25
0,25
0,19
1,98
C-10
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
3. Reaktor
Fungsi : Mereaksikan CaCO3 dengan
H2SO4 dan H2O menghasilkan CaSO4.2H2O
Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade A
Bentuk : Silinder vertikal berpengaduk dengan alas
atas dan bawah torispherical head
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi
: 1 atm = psi
: 93 °C
:
Menentukan ukuran tangki
Untuk perancangan, volume reaktor diambil 120 % dari volume larutan
menghitung volume reaktor :
dalam reaktor terdapat :
Densitas
= g/ml = =
= g/ml = =
= g/ml = =
= g/ml = =
= g/ml = =
= g/ml = =
= g/ml = =
= g/ml = =
= g/ml = =
Fraksi
=
ρ H2SO4 1,35
2,32 2320,0 kg/m3
ρ MgCO3
78577,27 kg/jam
14,70
ρ Al2O3
kg/l
2,27 2270,0 kg/m3
ρ CaSO4.2H2O
ρ CaCO3
3,31
ρ SiO2
kg/l
3,98
2,33 kg/l
kg/l
kg/m3
5,18 5179,8 kg/m3
5,18 kg/l
2,32
kg/l
kg/m3
1,00 kg/l
1349,4 kg/m3
1,35
2,71
ρ Na2O
0,004135
Tekanan
Temperatur
Laju alir massa
kg/m3
3307,0 kg/m3
2334,0
1,00 995,6
kg/l
ρ H2O
2,27 kg/l
3,98 3982,6
2,33
3,31
2,71 2710,0
kg/m3
x CaSO4.2H2O
ρ Fe2O3
C-11
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
=
=
=
=
=
=
=
=
Densitas Campuran
ρ campuran = =
Ʃ(fraksi berat/ρ bahan)
=
= lb/ft3
= = lb/ft3
=
= kg/jam
=
τ =
V =
Dimana : = (jam)
= (m3)
CA0 = Konsentrasi feed masuk (kmol/m3)
FA0 = (kmol/jam)
0,000029
0,000014
0,000202
0,689540
0,164256
0,44
442,40
kg/l
Densitas campuran
1,00
442,40
0,000578
0,000058
0,0005 kg/ms
Massa
Rate volumetrik
78577,27
177,62
1,00
Waktu tinggal
Volume reaktor
Laju alir molar
27,61
V
0,141187
27,61
Viskositas campuran
x CaCO3
x SiO2
x MgCO3
x Al2O3
x Fe2O3
x Na2O
x H2O
x H2SO4
kg/m3
kg/m3
m3/jam
FA0 . XA
τ
-rA
CA0. XA
-rA
C-12
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
XA =
-rA = Kecepatan reaksi (kmol/m3 jam)
τ = 10 menit = jam
FAO = kmol/jam
CAO =
volume feed
CAO = kmol/m3
XA =
-rA = x
= x
=
V = x
V = x
= m3
Untuk perancangan, diberikan faktor kelonggaran 20% maka :
Volume reaktor = 1,2 x m3
= m3
Volume larutan 80% dari volume reaktor, maka :
Volume tangki =
= x
CA0 XA
τ
18,31 0,87
0,17
Konversi
mol masuk
0,87
95,82
29,60
3252,8
0,87
95,82
FA0 XA
-rA
29,60
0,17
18,31
35,52
Volume larutan
0,80
Volume larutan 35,52
3252,76
0,80
C-13
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
= m3
Volume = π/4 x D² x H
= π/4 x D² x 1,25 D
D = m = in = ft
H = m = in = ft
Menentukan tebal shell
Diameter dalam = m = in
Suhu operasi = 93oC =
oF
= psia
= 1,2 x Pop
= psia
Bahan konstruksi =
f = psi
(appendix D, Brownell-Young)
c = Faktor korosi = in
E=Efisiensi sambungan =
Tebal shell dihitung dengan persamaan 13.1 Brownell-Young :
t = + c
=
= in
Dipakai tebal shell standar, t = in m
OD = ID + 2.t = in
Dari tabel 5.7 Brownell-Young, OD yang sesuai = in
Koreksi: ID = OD - 2t = 228 -2 x 3/16
= in = m
Stainless steel SA 229
228,00
8,98
88,76
227,63 5,78
7,37
14,70
88,38
4,00
2,24
0,13
0,80
0,18
2,24
353,52 29,46
Pop
Pdes
17,64
18750,00
35,52
88,38
Ditetapkan H/D =
0,0048
199,40
0,1875
28,42
𝑝. 𝑟𝑖
𝑓. 𝐸 − 0,6 𝑝
C-14
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Menentukan tebal head dan volume head
Bentuk head = torispherical dished head
Tebal head dihitung denga persamaan 13.12 Brownell-Young
th = + c
Dari tabel 5.7 Brownell-Young :
icr = in
r = in
maka :
th =
= in
th = in
Dipakai tebal head = 3/16 in
icr/OD = = 6 %
Untuk rasio icr terhadap OD sekitar 6%, dengan
persamaan 5.11 Brownell-Young, dihitung volume head:
V = 4.9E-05 x (Di)3
= ft3 = m3
tha = in (Brownell and Young, table 5.7, p.91)
sf = in (Brownell and Young, table 5.6, p.88)
icr = in (Brownell and Young, table 5.7, p.90)
r = in
a = ID/2 = in
AB = a - icr = in
BC = r – icr = in
AC = √(BC² - AB²)
= in
13,75
180,00
100,1
2,00
577,90 16,36
3/16
132,77
13,75
180,00
0,31
113,8
166,3
0,31
0,06
0.855 p.r
f. E − 0.1 p
C-15
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
b = r - AC = in
OA = b+sf+th = in = m
Jadi tinggi head = tinggi reaktor + 2 x tinggi head
= m
Perhitungan Pengaduk
Dipakai impeller jenis 6 blade turbin
Dimana :
Da = Diameter impeller
Dt = Diameter tangki
H = Tinggi liquid
W = Tinggi impeller
J = Lebar baffle
L = Panjang pengaduk
C = Jarak pengaduk ke dasar tangki
(Geankoplis)
Ketentuan :
a. perbandingan diameter impeller dengan diameter reactor adalah
Da/Dt = 1/3, Da = 1/3 . Dt = m
b. perbandingan posisi sudu impeller dengan diameter impeller adalah
E/Da = 1 , E = Da = m
c. perbandingan lebar impeller dengan diameter impeller adalah
W/Da = 1/5, W = m
d. perbandingan kedalaman baffle dengan diameter reaktor adalah
j/Dt = 1/12, j = m
e. perbandingan panjang sudu impeller dengan diamete impeller adalah
L/Da = ¼, L = m
1,26
47,23
49,48
0,19
0,48
11,49
1,93
1,93
0,39
C-16
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Memperkirakan Kecepatan Putaran Pengaduk
Kecepatan putar pengaduk asumsi 1 rps,
= rps
Bilangan Reynold untuk pengadukan:
Re =
=
=
Power pengadukan ditentukan oleh persamaan 9.20 pg. 253 McCabe
(1999), dimana nilai KT diperoleh dari tabel 9.2 pg. 252
Harga KT =
= kg.m/s
P = kg.m/s = Hp
Asumsi efisiensi motor =
Tenaga motor untuk pengaduk = Hp
Menghitung tebal jaket
Q serap = m x cp x ∆T
= m x cp x ∆T
m = kg/jam
= kg/jam
= m3/jam
Diameter inside jaket = D +2 t = m
3327245,90
0,80
32,55
2,25
(1,848^2 x 1,3422 x 442,40)
1980,3
9,80
1
26,04
1,65 x 1,3422^3 x 1,848^5 x 442,4
P =KT.N
3.Da
5.ρ
gc
N
1,65
=
0,0005
1980,33
836451
11208,62
Kebutuhan air pendingin
11,21
11208,62
Da².N.ρ
µ
C-17
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Jari-jari reaktor = m
Tinggi reaktor = m
Tinggi Jaket = m
volume jaket 110% dari volume kebutuhan air = m3
Spesifikasi Reaktor :
Kode alat = R-210
Kapasitas = m3
Diameter = m
Tinggi = m
Tebal tangki = in
Tebal tutup atas = 3/16 in
Tebal tutup bawah = 3/16 in
Jenis las = Double Welded Butt Joint
Bahan Konstruksi = Stainless Steel SA-229
Jenis Pengaduk = 6 Blade Turbin
Diameter Impeller = m
Kecepatan Putar = rps
Daya Motor = Hp
4. Scrubber
Fungsi : Mereaksikan CO2 dari reaktor dengan fresh
water untuk menghasilkan H2CO3 yang akan
menjadi produk samping.
Bentuk : Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah
standard dished head
Bahan : Carbon Steel SA-201 Grade A
Jumlah : 1 unit
Laju alir gas, Fg :
Laju alir air, Fl :
Densitas gas masuk, ρg : kg/m3
=
Densitas air masuk, ρl : kg/m3
kg/jam
kg/jam
2000,00
lb/ft1,98
35,52
2,25
4074,80
6,7
995,47
62,15
12,33
1,00
1,13
8,98
1,93
8,98
32,55
0,19
C-18
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Volume gas, Vg : m3/jam
Viskositas gas, μg : x 10-3
kg/m.s
Viskositas air, μl : x 10-3
kg/m.s
BM gas rata-rata : kg/mol
Perhitungan Dimensi Tower
Menentukan nilai absis dan ordinat pada fig. 6.34 pg. 195 Treybal
Nilai absis =
=
-
=
dimana pressure drop ditentukan N/m2/m
= =
Packing menggunakan ceramic raching ring 50 mm. Berdasarkan tabel
6.3 pg. 168 Treybal (1981) diperoleh data sbb:
Tebal dinding = 6 mm
Cf = 65
ε =
CD =
ap = 92 m2/m
3
G' =
=
G'
BM
0,03
400,00
kmol/m2.s
0,10
0,74
135,60
2000,00
Nilai ordinat
0,89
=
0,50
=2,41
44,00
995,47
=44,00
)1,98
0,05
2057,98
0,01
4074,80
2,41
1,98
G
(
0,5
gl
g
ρρ
ρ
G
L
cglg
0,1
lf
2
)gρ(ρρ
JμC)(G'
0,5
0,1
lf
cglg
1,0)(μC
)gρ(ρρ0,1971
0,5
gl
g
ρρ
ρ
G
L
cglg
0,1
lf
2
)gρ(ρρ
JμC)(G'
0,5
gl
g
ρρ
ρ
G
L
cglg
0,1
lf
2
)gρ(ρρ
JμC)(G'
0,5
0,1
lf
cglg
1,0)(μC
)gρ(ρρ0,04
0,5
gl
g
ρρ
ρ
G
L
cglg
0,1
lf
2
)gρ(ρρ
JμC)(G'
0,5
gl
g
ρρ
ρ
G
L
cglg
0,1
lf
2
)gρ(ρρ
JμC)(G'
0,5
0,1
lf
cglg
1,0)(μC
)gρ(ρρ0,1971
0,5
gl
g
ρρ
ρ
G
L
cglg
0,1
lf
2
)gρ(ρρ
JμC)(G'
0,5
gl
g
ρρ
ρ
G
L
cglg
0,1
lf
2
)gρ(ρρ
JμC)(G'
0,5
0,1
lf
cglg
1,0)(μC
)gρ(ρρ0,04
0,5
gl
g
ρρ
ρ
G
L
cglg
0,1
lf
2
)gρ(ρρ
JμC)(G'
C-19
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
= kg/jam
Fg
G'
= m2
Menghitung Diameter Tower
Dt =
4 x 0,5
Menghitung Tinggi Tower
= 5
Sehingga,
Lt = 5 x Dt
= 5 x
= m
= in
= ft
Menghitung Tebal Shell
Joint efficiency, E =
Allowable stress = psia
Pdesain
= psi
= 1,2 x Pop
=
Rt = 0,5 x Dt
)π
4074,80
3,87
Laju alir gas, Fg
Luas penampang tower (A)
= (0,47
12,69
0,77
Pdes
13750,00
Pop
m
0,80
=
152,29
17,64 psi
=
0,47
14,70
0,77
Berdasarkan Tabel 4.18 Ulrich (1984), rasio L/D
0,5
π
4A
0,5
π
4A
0,5
π
4A
0,5
π
4A
0,5
π
4A
0,5
π
4A
0,5
π
4A
0,5
π
4A
C-20
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
= 0,5 x
= m
= in
C = in
Berdasarkan persamaan 13.1 pg. 254 Brownel (1959), tebal dinding
tangki silinder dengan tekanan dalam ditentukan oleh persamaan berikut:
- P
(pers.13.1 Brownell & Young)
Dimana:
ts = tebal shell (in) f = tekanan maks. yang diijinkan (psia)
P = tekanan internal (psi) E = efisiensi pengelasan
ri = jari – jari dalam (in) c = faktor korosi
Ketebalan dinding shell
ts = in
in.
Menentukan diameter luar tangki
= (ID)s + 2.ts
= + 2 x
= in
Berdasarkan tabel 5.7 pg. 91 Brownell (1959), pada OD standar 32 in.
dengan tebal shell 3/16 in. diperoleh harga:
rc =
icr =
Karena icr >6% dari rc, maka digunakan persamaan 7.76 & 7.77 pg.
138 Brownell (1959),
Maka digunakan tebal shell standar
30,46
0,60f.E
0,19
(OD)s
ts = + c
30,83
0,15
0,19
P.ri
0,39
15,23
0,13
0,77
30,00
2,00
5,0
icr
rc3
4
1W
C-21
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
dalam hal ini : W = faktor intensifikasi stress
W =
+ c
th = in
Digunakan tebal head standar in
Menghitung tinggi head
ID = in
OD = in
Berdasarkan penentuan dimensi dished head pg. 87 Brownell
(1959) diperoleh harga:
ID
2
BC = rc - icr = - = in
ID
2
AC = (BC2-AB
2)
0.5= in
b = rc - AC = - =
Dari tabel 5.6 pg. 88 Brownell (1959), untuk tebal head 3/16 in diperoleh
harga sf = 1 ½ - 2. Dipilih sf = 2
= 15,23
- 2,00
30,00
2.f.E-0.2.P
=30,46
a =
5,32
28,00
24,68
30,46
13,23
1,72
inAB =
=P.rc.W
th
24,68
0,13
- icr = 15,23 =
in2,00
30,00 2,00
0,19
30,83
5,0
icr
rc3
4
1W
C-22
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Maka :
Hh = th + b + sf
= + +
= in
Spesifikasi Scrubber
1. Tower
Luas Penampang = m2
Diameter = m
Tinggi = m
2. Shell
Diameter Luar = in
Diameter Dalam = in
Tebal Shell = in
Tebal Tutup = in
5. Bucket Elevator
Fungsi : Mengangkut CaCO3 dari screw
conveyor ke mixer CaCO3
Bentuk : continuous bucket elevator
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi :
= 1 atm
= 300C
Laju alir massa = kg/jam
= lbm/jam
Faktor kelonggaran = 20 %
ρ CaCO3 =
Laju alir desain = kg/jam
= kg/s
= lbm/jam
0,19
168,93 lbm/ft3
12789,60
3,55
28195,95
0,47
0,77
2,00
30,46
0,19 5,32
3,87
0,19
Tekanan
Temperatur
10658,00
23496,63
7,51
30,83
C-23
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
= ton/jam
Berdasarkan Perry’s Chemical Engineering P.21-8
Maka, spesifikasi bucket elevator :
- Ukuran bucket elevator = width x projection x depth
= 8 in x 5in x 5 1/2 in
- = 14 in
- Putaran head shaft = 43 rpm
- = 7 in
- = ft/min
- = 75 ft = m
- = hp
- Rasio penambahan hp/ ft = Hp/ft
= x 75
= hp
- Power total = +
= hp
- Efisiensi = %
- power yang digunakan =
= hp
Spesifikasi Bucket Elevator
Tinggi Elevator = ft
Lebar Belt = in
Putaran = rpm
Daya = hp
6. Screw Conveyor
Fungsi : Mengangkut CaCO3 dari tangki penyimpan
Bahan konstruksi : Carbon steel
Bucket spacing
Lebar belt
Kecepatan 225,00
Tinggi elevator
2,10
3,60
2,10
3,60
0,80
0,02
1,50
12,79
22,86
Power poros
0,02
1,50
80,00
75,00
7,00
43,00
4,50
4,5
C-24
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Bentuk : horizontal screw conveyor
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi :
Tekanan = 1 atm
Temperatur = K
Laju alir massa = kg/jam
Faktor kelonggaran = 20 %
ρ CaCO3 = lb/ft3
Laju alir desain = kg/jam
= lbm/jam
Kapasitas desain kg/jam
lb/ft3
= ft3/jam
= ft3/menit
Dari tabel 5.4 a Walas dipilih diameter conveyor sebesar 14 in,
untuk 80% full beroperasi pada :
Kecepatan putar (ω) = ft3/jam x
= rpm
(Walas, hal 80)
Dari tabel 5.4 c Walas dipilih bearing factor untuk
self lubricating bronze sebesar :
Bearing factor (s) =
HP factor (F) =
Direncanakan:
Tinggi (h) = m = ft
Panjang (l) = m = ft
Daya Screw Conveyor
P = [{(s x ῳ)+(F x Q x ρ)} x L + (0,51 x h x 30000)]/106
= Hp
(Walas, hal 80)
=
14,00
5,00 16,40
10,00
45,00
59,22
10,23
216,0
17,01
950,00
255,00
32,81
303,15
28195,95
12789,60
10658,00
168,93
215,97
3,60
12789,60
C-25
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Maka, dipilih daya (P) = hp
= (Walas, hal 80)
= in.lb
Spesifikasi Conveyor
= ft3/jam
= ft
= ft
= hp
7. Pompa dari tangki penyimpan H2SO4
Fungsi : Memompa asam sulfat dari
tangki penyimpan ke mixer
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit
Bahan konstruksi :
Kondisi operasi :
- Tekanan = 1 atm
- Temperatur = 300C
- Laju alir massa = kg/jam
= lb/s
- ρ H2SO4 = kg/m3
= lbm/ft3
- μ H2SO4 = cP
= lbm/ft hr
= kg/m.s
F
ρ- Laju alir volumetrik, Q
63000 x P
0,0017
6,96
11363,26
=
18,00
torque
110849,97
1826,10
ῳ
114,81
1,71
4,14
Commercial Steel
Kapasitas Design
Tinggi
Panjang
Daya
216,0
16,40
32,81
18,00
C-26
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
kg/jam
kg/m3
= m3/jam
= m3/s
= ft3/s
1. Perencanaan Pompa
Asumsi : Aliran turbulen (Nre > 2100)
Di optimum = 3,99 (Q)0,45
(ρ)0,13
= in
(Timmerhause, pers. 15, hal 496)
Dari Appendiks A.5-1 Geankoplis ditentukan :
Nominal pipe size : in = m
Schedule number :
Diameter luar : in = m
Diameter dalam : in = m
Inside sectional area : ft2
2. Jenis Aliran
Q ft3/s
Aift
2
= m/s
( ) ( ) ( )
=
Karena Nre > 2100, maka asumsi aliran turbulen benar
Ukuran pipa keluar dipilih = in Sch2,0
0,80=
1826,10
11363,26=
0,06
2,053
0,0017
0,0610
2,00 0,05
40,00
2,38
0,06= 2,62v =
0,80
NReμ
2,07 0,05
0,02330
0,02
ρ v ID
0,00
1826,10
6,22
ft/s
40,00
0,05
=
=
44770,89
C-27
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
3. Perhitungan Friction Losses
a. Friksi pada pipa lurus
Panjang pipa yang digunakan:
- pipa lurus = m
- 3 elbow 90o = 3 x 35 x = m
- 1 globe
- 1 gate valve = 1 x 9 x = m
total pipa = m
Bahan pipa yang digunakan : Commersial Steel
Untuk pipa commersial steel, ε = m
ID = m
Panjang total pipa lurus = m
ε m
ID m
Dengan memplotkan harga e/D dan Nre didapatkan
faktor friksi :
f = (Geankoplis, fig. 2.10-3)
Sehingga friction loss :
ΔL x v2 (Geankoplis, pers. 2.10-5)
D x 2
4 x x 20 x 2,0
x 2
= J/kg
b. Sudden Contraction
Friksi yang terjadi karena adanya perpindahan dari luas
penampang besar ke luas penampang kecil
Untuk aliran turbulen, α = (Geankoplis, hal 98)
A20,55
(aliran turbulen)
=
=
=
1
4f
= Kcv2
2
2α
0,005
Ff
0,05
Nre = 44770,89
=
20,0
- )
hc
0,000046
( 1Kc
0,00005= 0,0009 m
0,80
0,05
0,05
0,01
0,05
2,43
5,51
0,47
20,00
25,99
0,05
C-28
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
A1
Karena A2 jauh lebih kecil dari A1, maka A2/A1
=
x ( )2
2 x 1
c.
1
Digunakan 4 buah elbow 90o
Kf = (Geankoplis, tabel 2.10-1)
(Geankoplis, pers. 2.10-17)
2,0
2 x 1
hf = J/kg
2
Digunakan 1 buah Gate Valve
Kf = (Geankoplis, tabel 2.10-1)
(Geankoplis, pers. 2.10-17)
2,00
2 x 1
hf = J/kg
3
Digunakan 1 buah Globe Valve
Kf = (Geankoplis, tabel 2.10-1)
(Geankoplis, pers. 2.10-17)
2,00
2 x 1
0,24
0,75
0,55
hf = 0,75 x0,80
x0,80
=
6,00
hf = Kfv
2
2α
Friksi pada Valve
hf =
4
Friksi Pada fitting dan valve
hc =0,55
- )
0,55
x 0,75
0,75
hf = Kfv
2
2α
Kfv
2
2α
J/kg
dianggap 0, sehingga, harga Kc
( 1Kc
0,05=
0,80
0,96
Friksi pada Valve
0,17
hf =
0,0008
=
Friksi pada elbow :
hf
C-29
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
hf = J/Kg
hftotal =
d. Sudden Enlargement Losses
Friksi yang terjadi karena adanya perpindahan dari luas
penampang kecil ke luas penampang besar
Untuk aliran turbulen, α = 1 (Geankoplis, hal 98)
A1
A2
Karena A1 jauh lebih kecil dari A2, maka A2/A1
dianggap 0, sehingga, harga Kex =
2 x 1
Friksi total pada pompa
ΣF = Ff + hc + hf (elbow + valve)+ hex
= + + +
= J/kg
4. Daya Pompa
Persamaan Bernoulli
v22 - v1
2
2 α
(Geankoplis, pers. 2.7-28)
Dimana :
Tekanan pada titik 1 (P1) : tekanan diatas permukaan cairan H2SO4
= 1 atm = Pa
Tekanan pada titik 2 (P2) : tekanan diatas permukaan cairan H2SO4
= 1 atm = Pa
= 0 Pa
J/kg0,40
hex
0,239
P2
4,02
= Kexv2
2
2α
P1
(pada tangki penyimpan)
(pada mixer H2SO4)
ΔP
101325,00
J/Kg
=(P2-P1) + (Z2-Z1)
2,43 0,0008 1,20 0,40
=
Kex
101325,00
=
-Ws
0,80
)
hex
1,43
1,00
+
=
ΣFρ
x g +
( 1 -
C-30
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
= m
= 0 m/s2
=
= m/s2
= 0 + + 0 +
= J/kg
= J/kg
= -ŋ x Wp Geankoplis, hal 104)
= x Wp
= J/kg
5. Power Pompa
Mass flowrate = kg/jam
= kg/s
Wp = J/kg
Brake Horse Power = mass flowrate x Wp
Geankoplis, hal 104)
= kg/s x J/kg
= W
= kW
= Hp
= Hp
Spesifikasi Pompa
= ft2
= in
= in
= hp
v2
v1
0,6377
m/s2
4,00
0,80
ΔZ
v22 - v1
2
-Ws + 2,32
-41,84Ws
Ws
Wp
Maka dipilih pompa dengan daya motor
=
1,00
52,30
3,16
52,30
+ ( 40 0,638
2,32
41,84
-0,80
) +
3,16
11363,26
1826,10
Diameter Luar
Diameter Dalam
Daya
0,02
2,38
Section Area
-41,84
52,30
165,07
0,17
0,22
x 9,802 x 1
39,20
2,07
1,00
C-31
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
8. Heater dari H2SO4
Fungsi : Memanaskan H2SO4 dari suhu40°C sampai 80° C
sebelum masuk Reaktor
Type : Double pipe heat exchanger
1) Heat transfer
= kg/jam = lb/hr
= btu/hr
= m x λ
= = lb/hr
= btu/hr
T1 = F
T2 = F
2) LMTD
Higher temperature Δt1
Lower temperature Δt2
Δt2 - Δt1
LMTD =
=
2,3 log ( / )
=oF
3) Caloric temperature
= 1/2 (T1 + T2)
=oF
= 1/2 (t1 + t2)
=oF
QH2SO4
Qsteam
W steam
W
Q
302,00
140,00
Tav
tav
Hot fluid Cold fluid
198,0 126,00
159,48
Different
302,00 176,00 126,00
2,3 log (Δt2/Δt1)
72,00
12999,20 kg/jam
104,00
1237565,60
26023349,89
49109,75
72,00
104,00
176,00
Δt2 - Δt1
22271,99
198,00302,00
28663,2
C-32
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Trial ukuran DPHE 10 x 8 sch 40 panjang 20 ft hairpin
Dari tabel 11, kern
Untuk anulus :
= 10 in = ft
= ### in = ft
untuk inner pipe:
D = ### in = ft
a" = ft2/ft
4a) 4b)Flow Area
= ft D = ft
= ft ap = ᴨD2/4
aa = ᴨ (D22 - D1
2)/4 = ft
2
= ft2
De = (D22 - D1
2)/D1
= ft
5a) 5b)
Ga = W/aa Gp = w/ap
= =
6a) 6b) Reynolds number
Pada temperatur =oF, Pada temperatur
oF,
μ = cP μ = cP
= lb/ft.hr = lb/ft.hr
Rea = De . Ga Rep =
= =
lb/(hr)(ft2)
μμ
140,00
8,23
(fig. 14 Kern)
Hot Fluid : shell, annulus (steam)
0,84
0,72
Flow Area
Mass velocity
0,72
0,41
Mass velocity
Reynolds number
0,72
2,26
0,14
0,03
10578,54
0,01
D2
3,40
D . Gp
0,84
0,72
0,25
D1
lb/(hr)(ft2)
Cold Fluid : tube, pipe (H2SO4)
202153,57 121099,49
302,00
1499457,87
(fig. 15 Kern)
D2
D1
C-33
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
7a) jH 7b)
jH = jH =
8a) Pada temperaturoF, 8b) Pada temperatur
oF,
c = btu/lb.oF c = btu/lb.
oF
(fig.3 Kern) (fig.2 Kern)
k = k =
(Tabel 5 Kern) (Tabel 5 Kern)1/3
=1/3
=
9a) ho 9b) hi
ho = jH k1/3 0,14
hi = jH k1/3 0,14
De De
= =
10b)hio
hio = hi x ID
OD
= x
=
btu/hr(ft2)(
oF)
11) Clean overall coefficient, Uc:
x
+
12) Design overall coefficient, UD
939,59
hio + ho
808,8hio.hoUc = = 29,22 =
63,17
302,00
btu/hr(ft2)(oF)
btu/hr(ft2)(
oF)
808,78
(fig. 24 Kern)
0,25
0,45
0,02
0,72
(fig. 24 Kern)
0,98
btu/hr(ft2)(oF)
0,35
140,00
1000
jH jH
110,0
0,84
24,56
btu/hr(ft2)(oF/ft) btu/hr(ft2)(oF/ft)
939,6
939,6
63,17
808,8
𝑐. 𝜇
𝑘
𝑐. 𝜇
𝑘
𝑐. 𝜇
𝑘
𝑐. 𝜇
𝑘
𝜇
𝜇𝑤
𝑐. 𝜇
𝑘
𝑐. 𝜇
𝑘 𝜇
𝜇𝑤
C-34
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Rd =
1 1
UD Uc
UD = btu/hr(ft2)(
oF)
Uc
UD
13) Required surface:
A = = ft2
Required length = A
a"
= = lin ft
Sehingga dibutuhkan 8 seri hairpin dengan panjang pipa 20 ft
L = ft
A = x
= ft2
UD = =
x
= btu/hr(ft2)(
oF)
Rd = = -
x
= (hr)(ft2)(
oF)/btu
1) = 1) =
= ft = ft0,72
2,26
320,00
29,22
731,2
UD . Δt
731,2
cold fluidhot fluid
Uc - UD
Uc . UD 29,22 10,74
0,06
Pressure drop
A . Δt 722,6
63,17 h outsie
D
10,74
320,00
323,81
2,26
hi
=
10,61
Q
D'
722,56
Q 1237565,60
159,48
29,22
De' (D2-D1)
0,12
+ Rd
0,06
10,74
10,61
ho Summary
C-35
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
= =
= =
f = f =
= =
s = , ρ = 63 x 1 s = , ρ =
= =
2) = 2) =
= ft =
=
3) V = = fps
= psi
Fl =
= 3 x
2 x
= ft
=
= psi
Spesifikasi Heater
Jenis = Double pipe heat exchanger
OD Nominal = in
ID = in
ΔP yang diizinkan = 10 psi
ΔP yang diizinkan = 10 psi
Rep'
+0,26
(D'.Ga/μ)0,42
4fGp2L
2gρ2D'
Δ Pp
144,00
0,02
0,004 +
0,00
1,00
ΔfpΔfa 4fGa2L
2gρ2De'
D' . Gp
μ
10578,54
0,004
144,00
0,28
0,01
1,50
3600ρ
G
Δ Pa (Δfa + Fl)ρ
3 V
2g
0,90
0,04
Rea' De' . Ga
62,50
μ
693634,98
32,20
0,61
0,26
62,5x1,5
93,75
0,03
Δfp.ρ
(De'.Ga/μ)0,42
8,63
10,02
0,90
C-36
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Panjang = hairpin
Luas Penampang = ft2
9. Tangki Penyimpan Asam Sulfat
Fungsi : Menyimpan asam sulfat 98% pada tekanan 1 atm
dan temperatur 303,15 K
Menentukan tipe tangki penyimpan
Tipe tangki yang dipilih yaitu berbentuk silinder tegak dengan atap
berbentuk conical dan bawah rata dengan pertimbangan:
a. Bahan baku yang disimpan berwujud cair
b. Kondisi operasi tangki pada tekanan 1 atm dan
temperatur 303,15 K
Menentukan bahan konstruksi
Bahan konstruksi yang dipilih adalah Carbon Steel SA-283 Grade C
dengan pertimbangan:
a. Bahan baku berwujud cairan non-korosif dalam keadaan
pekat
b. Maximum allowable stress cukup besar
psi
Menentukan ukuran tangki
Bahan baku yang disimpan untuk jangka waktu 30 hari
Kapasitas = kg/jam x 24 jam
= kg/hari
Densitas larutan asam sulfat 98%
= °C = K
ρ H2SO4= g/mL = kg/m3
(Perry's Handbook)
= kg/m3
= lb/ft3
Kecepatan Volumetrik = kg/hari
kg/m3
20,00
722,6
ρ H2SO4
261.014,2
303,15
1,83 1.826,10
12.650,00
10.875,59
261.014,20
T 30,00
114,00
1.826,10
1.826,10
C-37
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
= m3/hari
Volume asam sulfat yang ditampung per unit tangki penyimpan,
= m3/hari x 7 hari
= m3
Safety factor tangki :
Sehingga didapatkan volume tangki yang akan direncanakan,
V tangki= m3
= bbl
Menentukan diameter dan tinggi tangki,
Dari Appendix E (Process Equipment Design, Brownell&Young),
dipilih tangki dengan kapasitas 7200 bbl dengan spesifikasi sebagai
berikut :
a. Inside diameter (d) = ft
b. Tinggi (H) = ft
c. Jumlah Course = buah
d. Allowable Welded Joint = in
e. Butt-welded Courses = in
= ft
Menghitung tebal dan panjang shell course,
Tebal shell course dapat dihitung dengan menggunakan persamaan
3.16 dan 3.17 pg 45 (Brownell & Young)
Berdasarkan circumferential stress ,
x
2 x f x E
t = Thickness of shell , in
p = Internal pressure , psi
d = Inside diameter , in
f = Allowable stress , psi
E = Joint efficiency , -
c = Corrosion allowance, in
6.922,58
142,94
t =p d
+ c
142,94
1.000,55
35
42
7
0,16
0,10
1.100,60
72
6
C-38
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Digunakan persamaan 3.17 untuk hydrostatic test.
pdes = 1,2 x pop
= H psi
Untuk pengelasan, digunakan double-welded butt joint , dengan
spesifikasi sebagai berikut :
E = ( Brownell & Young page 254 )
c =
Sehingga t dapat dihitung,
pdes x d
2 x f x E
= H in
Sedangkan panjang shell course dihitung menggunakan persamaan:
π D - Weld Length
(Brownell & Young page 55)
Weld Length = Jumlah Course x Allowable welded joint
n = Jumlah Course
t1 = x ( H )
= x ( 42 )
pop = ρAs x
x
= 1,2 x ρAs
0,14
0,14
Course 1
+ c
0,14
L =12n
0,95
0,80
0,13
t =
144
H
144
x
= 1,2 x 114
H
144
H
C-39
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
= in
Untuk course 1, dipilih plate dengan ketebalan
= in = in
Sehingga didapatkan,
D1 = ( 12 x d ) + t1
= +
= in
L1 = π x - ( 7 x )
= ft
= 15 ft in
15 ft in
H2 = -
= -
= ft
t2 = x ( H )
= x ( 36 )
= in
Untuk course 2, dipilih plate dengan ketebalan
= in = in
sehingga didapatkan,
D2 = ( 12 x d ) + t2
= +
= in
L2 = π x - ( 7 x )
0,16
84
6,08
6,08 6 1/16
420
5,21
0,14
0,14
5,21
5,21
H
42
6
6
36
15,91
10,92
Course 2
426,08
426,08
6,08
5 3/16
10 15/16
425,21
425,21 0,16
84
420
C-40
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
= ft
= 15 ft in
15 ft in
H3 = -
= -
= ft
t3 = x ( H )
= x ( 30 )
= in
Untuk course 3, dipilih plate dengan ketebalan
= in = in
sehingga didapatkan,
D3 = ( 12 x d ) + t3
= +
= in
L3 = π x - ( 7 x )
= ft
= 15 ft in
15 ft in
Course 4
H4 = -
= -
= ft
36 6
30
0,14
0,14
10,56
Course 3
H2 6
15,88
4 5/16
10 9/16
H3 6
30 6
84
15,85
10,20
420 4,34
424,34
424,34 0,16
10 3/16
4,34
4,34
24
C-41
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
t4 = x ( H )
= x ( 24 )
= in
Untuk course 4, dipilih plate dengan ketebalan
= in = in
sehingga didapatkan,
D4 = ( 12 x d ) + t4
= +
= in
L4 = π x - ( 7 x )
= ft
= 15 ft in
= 15 ft in
H5 = -
= -
= ft
t5 = x ( H )
= x ( 18 )
= in
Untuk course 5, dipilih plate dengan ketebalan
= in = in
sehingga didapatkan,
D5 = ( 12 x d ) + t5
= +
3 8/16
9,84
Course 5
H4 6
423,47
423,47 0,16
84
15,82
420 3,47
9 13/16
0,14
0,14
3,47
3,47
420 2,60
2,60
2,60 2 10/16
24 6
18
0,14
0,14
C-42
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
= in
L5 = π x - ( 7 x )
= ft
= 15 ft in
= 15 ft in
H6 = -
= -
= ft
t6 = x ( H )
= x ( 12 )
= in
Untuk course 6, dipilih plate dengan ketebalan
= in = in
sehingga didapatkan,
D6 = ( 12 x d ) + t6
= +
= in
L6 = π x - ( 7 x )
= ft
= 15 ft in
= 15 ft in
6
18 6
84
15,78
9,36
422,60
422,60 0,16
9 6/16
Course 7
421,74
421,74 0,16
84
15,75
1 3/4
420 1,74
12
0,14
0,14
1,74
1,74
9
9
Course 6
H5
C-43
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
H7 = -
= -
= ft
t7 = x ( H )
= x ( 6 )
= in
Untuk course 7, dipilih plate dengan ketebalan
= in = in
sehingga didapatkan,
D7 = ( 12 x d ) + t7
= +
= in
L7 = π x - ( 7 x )
= ft
= 15 ft in
= 15 ft in
Menghitung tebal tutup atas
Tutup atas yang digunakan berbentuk flat head
Bahan yang digunakan Carbon steel SA-283 Grade C
Joint efficiency, E =
Allowable stress = psia
C = in (Buku desain bejana hal 79)
Pop = 1 atm
P lingkungan = 1 atm = psi
c = in
Perhitungan berdasarkan internal pressure
Pdes = psi
0,25
H6 6
0,13
84
15,72
8,64
0,80
39,90
420 0,87
420,87
420,87 0,16
0,87
0,87 14/16
12,00 6
6
0,14
0,14
12.650
14,7
8 10/16
C-44
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
t head = Di x ( ( C x ( Pdes / f x E ) ) 0,5
) + c
= in
= in
Menghitung tebal tutup atas
Jenis head yang digunakan adalah conical head
Menentukan tebal conical head
Pdes = 5,7 psi
Asumsi : α = 30o
=
2 cos 30o ( 12.650 x 0,8 - 0,6 x 40)
= in
maka digunakan tebal standar menurut ASME = in
Spesifikasi Tangki Penyimpan Asam Sulfat
Nama alat : F-130
Fungsi : Menyimpan asam sulfat 98% pada 1 atm
dan suhu 300 C
Tipe : Silinder tegak dengan atas berbentuk datar
dan tutup bawah berbentuk konis
Kapasitas : m3
Waktu penyimpanan: 7 hari
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 Grade C
Jumlah : 1 unit
Di : ft
H : ft
Tebal shell :
Course 1 : in
Course 2 : in
Course 3 : in
+ 0,13
=P.d
2 cosα (f.E - 0,6.P)
40 x (35 x 12)
0,89
14/16
+
13,31
13 5/16
1.000,55
35
42
tc c
6 1/16
5 3/16
4 5/16
C-45
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Course 4 : in
Course 5 : in
Course 6 : in
Course 7 : in
Tebal tutup atas : in
Tebal tutup bawah : in
10. Mixer Asam Sulfat
Fungsi : Mengencerkan asam sulfat 98% menjadi
asam sulfat 50%
Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C
Bentuk : Silinder dengan tutup atas dan bawah
berbentuk standart dished head
dilengkapi dengan pengaduk
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi
Tekanan : 1 atm
Temperatur : 30 °C
Laju alir massa : kg/jam
: 1 jam
Densitas larutan asam sulfat 50%
= °C = K
ρ H2SO4= g/mL = kg/m3
( Perry's Handbook)
= kg/m3
= lb/ft3
Laju alir volumetrik= kg/jam
kg/m3
= m3/jam
Volume asam sulfat= m3/jam x 1 jam
14/16
13 5/16
16,23
84,24
21.895,50
T 30,00 303,15
Waktu tinggal
ρ H2SO4
1.349,40
2 10/16
1 12/16
14/16
21.895,50
16,23
1.349,40
3 8/16
1,35 1.349,40
C-46
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
= m3
Safety factor tangki =
Sehingga didapatkan volume tangki yang akan direncanakan,
Vtangki = m3
= ft3
Menentukan ukuran tangki dan ketebalannya :
Asumsi dimensi rasio : H/D = 4 (Ulrich, tabel 4-27)
= 1 x π x D2
x H
4
= 1 x π x D2
x 4D
4
= π x D3
D = 5,9 ft
D ≈ 6 ft = 72 in
H = 24 ft = in
Menentukan tebal minimun shell
Joint efficiency, E =
Allowable stress = psia
Pdesain = 1 x psi
= psi
ri = x Ds
= x 6
= ft
= in
C = in
Berdasarkan persamaan 13.1 page 254 (Brownell & Young), tebal
dinding tangki silinder dengan tekanan dalam ditentukan oleh
persamaan berikut :
3
36
630,32
P.ri
630,32
288
12.650
0,5
0,5
0,80
14,7
17,64
ts =
17,85
+
0,10
16,23
c
0,13
V tangki
630,32
C-47
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
- P
Dimana:
ts = tebal shell (in) f = tekanan maks. yang diijinkan (psia)
P = tekanan internal (psi)E = efisiensi pengelasan
ri = jari – jari dalam (in) c = faktor korosi
Ketebalan dinding shell
ts = in
maka digunakan tebal shell standar menurut ASME= in
Menentukan diameter luar tangki
(OD)s = + 2 ts
= + 2 x
= in
Berdasarkan tabel 5.7 page 91 (Brownell&Young), pada OD
standar 72 in dengan tebal shell 1/4 in diperoleh harga :
rc = 72
icr = 4
Karena icr>6% dari rc, maka digunakan persamaan 7.76 & 7.77
pg 138 (Brownell & Young),
dalam hal ini : W = faktor intensifikasi stress
W =
th = in
Digunakan tebal head standar = in
+ 0,13
1/4
(ID)s
th =P.rc.W
2.f.E-0.2.P
ts = + cf.E 0,6
0,2572
72,50
3/8
1,76
th =17,635 x 72 x 1,764
( 2 x 12.650 x 0,8) - ( 0,2 x 17,635)
+ c
0,19
0,24
0,24
5,0
icr
rc3
4
1W
C-48
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Menghitung tinggi head
ID =
OD =
Berdasarkan penentuan dimensi dished head pg. 87 ( Brownell
& Young) diperoleh harga :
ID 72
2 2
BC = rc - icr = 72 - = in
ID
2
= 36 - = in
AC = (BC2-AB
2)
0.5 = in
b = rc- AC = 72 - = in
Dari tabel 5.6 pg. 88 (Brownell &Young), untuk tebal head 1/4
diperoleh harga sf = 1 ½ - 2 ½. Dipilih sf = 2 ½ maka,
= th + b + sf
= + + 2
= in
Tinggi Tangki = H - 2 OA
= 288 -
= 36= =
- icrAB
a
OA
29,92
12,23
31,63
0,24 12,23 1/2
=
67,63
72
72,5
59,77
in
4,38
4,38
14,96
59,77
C-49
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
= in
Menghitung dimensi pengaduk
Jenis pengaduk : Propeller
Geometri pengaduk standar ( Tabel 3.4-1, Geankoplis) :
Da 1 W 1 H 1
Dt 3 Da 5 Dt
L 1 J 1 C 1
Da 4 Dt 12 Dt 3
Dimana,
Dt = diameter tangki
Da = diameter impeller
E = tinggi turbin dari dasar tangki
L = panjangn blade turbin
W = lebar blade turbin
J = lebar baffle
H = tinggi larutan
C = tinggi pengaduk dari dasar tangki
Da = x = in
E = x = in
L = x = in
W = x = in
Da/Dt = 1/3 ;
E/Da = 1 ;
W/Da = 1/5 ;
;
= =
L/Da = 1/4 ;
1/3
1
258,08
; ===
; =;
1/4
1/5
72,0
24,0
24,0
24,0
24,0
24,0
6,0
4,8
C-50
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
J = x = in
H/Dt = 1 ; H = x = in
C/Dt = 1/3 ; C = x = in
Menghitung power pengaduk
Diameter pengaduk, Da = 24 in = m
Kecepatan pengadukan, N = 2 rps
= x 2 x ( )2
=
Nre > 10.000, maka aliran tersebut adalah aliran turbulen.
Menggunakan curve 5 pada fig.3.4-5, Geankoplis edisi 4 hal 159 untuk
menentukan power pengaduk :
Np = 0,38
Power pengaduk,
P = Np x ρ x N3 x Da
5
= 0,38 x x 1 3
x ( )5
= 345 J/s
= kW
= hp
Efisiensi motor penggerak=
Daya motor penggerak = hp = 1 hp
Spesifikasi Mixer Asam Sulfat
Nama alat : M-140
Fungsi : Mengencerkan asam sulfat 98% menjadi
asam sulfat 50%
Jumlah : 1 unit
Kapasitas : kg/jam21.895,50
0,46
0,58
0,61
1.349,40 0,61
0,00117
857.092,41
80%
0,35
1.349,4 0,61
J/Dt = 1/12 ;
NRe =ρ.N.Da
2
μ
0,08
1
1/3
72,0
72,0
72,0
6,0
72,0
24,0
C-51
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C
Dimensi Tangki
Tinggi : 24 ft
Diameter
Inside diameter : 6 ft
Outside diameter : 6 ft
Tebal shell : in
Tebal tutup atas : in
Tebal tutup bawah : in
Dimensi Pengaduk
Jenis pengaduk : Propeller
Diameter pengaduk : 2 ft
Kecepatan putar : 2 rps
Power motor : 1 hp
11. Rotary Vacuum Filter
Fungsi :Memisahkan slurry CaSO4.2H2O menjadi cake
CaSO4.2H2O dan filtrat
Bahan konstruksi : Carbon Steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi
Tekanan : 1 atm
Temperatur masuk : K
Temperatur keluar : K
Laju alir massa : kg/jam
Densitas campuran : kg/m3
Menentukan dimensi drum filter
Volume campuran cake dan filtrat yang ditampung :
kg/jam m3
kg/m3
jam
79.077,82
1.034,30
79.077,82
1.034,30
4/16
4/16
4/16
366,15
333,15
= 76,46
C-52
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Safety factor tangki :
Sehingga didapatkan volume tangki yang akan direncanakan,
Vtangki = m3
Menentukan laju alir filtrat dan cake
Tabel C.1 Densitas campuran filtrat
Laju alir filtrat= kg/jam
Densitas filtrat= kg/m3
Volume filtrat = m3/jam
Viskositas filtrat= kg/m.s
= Pa.s
Tabel C.2 Densitas campuran cake
SiO2 0,000231
1.007,38
1.000,65
999,87
999,84
999,84
999,84
1.000,17
1.007,80
Densitas campuran
Komponen
59.795,27
984,70
60,72
Komponen
CaCO3 0,072115 2.710,00
MgCO3
Al2O3 0,000115 3.982,60
Fe2O3 0,000058 5.179,80
CaSO4.2H2O
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Na2O
H2SO4
0,0056748
0,0004746
0,0000152
0,0000015
0,0000008
0,0000004
0,0002607
0,0561352
0,002308
H2O 0,9374368 983,20
0,0005
0,0005
CaSO4.2H2O 0,862278 2.320,00
984,70
2.334,00
xi ρ (kg/m3)
xi
0,10
84,10
ρ (kg/m3)
3.050,90
C-53
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Laju alir cake = kg/jam
Densitas cake = kg/m3
Volume cake = m3/jam
Menghitung luas filter0,50
( Eq. 14.2-24, pg 917, Geankoplis)
massa wet cake
massa dry cake
( - )
1 - ( 1 x )
= kg padatan/m3 filtrat
V
tc
= m3 filtrat/s
Bagian filter yang tercelup (f)=
Penurunan tekanan ( -Δp ) = Pa
1,07=
18.070,09
]
79.077,82=
0,004
= 0,23cx
=ρ - Cx
1 - m.Cx
=
=0,23
0,23984,70cs
= massa slurry (cx) / (cs)
= 21,97 x0,23
1.301,94
massa dry cake
1.301,94
0,30
67.000
massa slurry
=m =
A x tc
= [tc x μ x α x cs
19.282,55
18.070,09
Na2O 0,000017 2.270,00
H2SO4 0,003553 1.840,00
H2O 0,059326 1.000,00
Densitas campuran 2.171,83
19.282,55
2.171,83
8,88
VFlowrate =
2 x f x ( -Δp )
C-54
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
α = ( 4,37 x 109 ) ( -Δp )
0,3
=
Waktu siklus (tc)= 5 menit = s
0,50
300 x 0,0005 x 1,25.E+11 x 1.256,398
A = m2
Menghitung diameter filter
= π x D x H
diasumsikan bahwa H = 2D, sehingga
= 2 x π x D2
= 2 x π x D2
= m
= m
Menghitung waktu tinggal
t = f x tc
= 0,30 x 300
= 90 s
Menghitung kecepatan putar
N = f
tc
= 0,30
5,00
300,00
)1/2
94,62
=0,004
A
2 x 0,3 x 67.000
122.547.336.851
= 0,000041
=0,0039
= (
V= (
2 x f x ( -Δp ))
A
A x tc tc x μ x α x cs
A
A
94,62
D 3,88
7,76H
C-55
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
= 0,1 putaran/menit
Spesifikasi Rotary Vacuum Filter
Nama alat : H-310
Fungsi : Memisahkan slurry CaSO4.2H2O
menjadi cake CaSO4.2H2O dan
filtrat
Tipe : Rotary Vacuum Filter
Kapasitas : kg/jam
Jumlah : 1 unit
Temperatur : 600C
Penurunan tekanan : 67 kPa
Waktu siklus : 5 menit
Bagian filter yang tercelup:
Luas filter : m2
Diameter filter : m
Tinggi filter : m
Waktu tinggal : 90 s
Kecepatan putar : rpm
12. Rotary Dryer
Fungsi : Mengeringkan gypsum dengan udara panas
Kondisi operasi:
Tekanan = 1 atm
T udara masuk, TG2 = oC = o
F
T udara keluar, TG1 = 30 oC = o
F
T feed masuk, TS1 = 60 oC = o
F
T feed keluar, TS2 = 90 oC = o
F
Tabel C.1 Komponen bahan masuk Rotary Dryer
Volume rate
(m3/jam)
79.077,82
30%
94,62
(kg/jam)Komponen ρ (kg/m
3)
Mass rate
3,88
7,76
0,1
120 248
86
140
194
C-56
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Log Mean Temperature Difference (LMTD) :
Δt1 = TG2 - TG1 = - = oF
Δt2 = TS2 - TS1 = - = oF
LMTD = Δt1 - Δt2 = 98 oF = K
ln Δt1
Δt2
Massa udara yang digunakan = kg/jam
G adalah mass air velocity (0,5 - 5 kg/m2.det) (Ulrich, Table 4-10)
G = kg/m2.detik
= kg/m2.jam
= lb/ft2.jam
Area of dryer =
=
= m2
3,00
10.800,00
2.210,03
7,16677
0,51312
0,01459
0,00191
0,00056
0,00021
0,00014
0,03723
1,14396
8,87850
309,99
massa udara
G
27.060,26
10.800,00
2,51
27.060,26
H2O 1.143,96 1.000,00
19.282,55Total
Fe2O3 1,11 5.179,80
Na2O 0,32 2.270,00
H2SO4 68,50 1.840,00
MgCO3 44,51 3.050,90
SiO2 4,45 2.334,00
Al2O3 2,23 3.982,60
CaSO4.2H2O 16.626,91 2.320,00
CaCO3 1.390,56 2.710,00
248
194
86
140
162
54
C-57
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Area of Dryer = π x D2
= π x D2
D = m = ft
Perhitungan Koefisien Volumetrik Heat Transfer (Ua)
Ua = (Ulrich, Table 4-10)
Ket: Ua = koefisien volumetrik heat transfer (J/m3.s.K)
G = gas mass velocity (kg/s.m2)
D = Diameter Dryer (m)
Ua =
= J/m3.s.K
Perhitungan Panjang Rotary Dryer :
Q = Ua x V x ΔT (Perry's ed. 7, pers. 12-51)
V =
Ket: Q = panas total (J/s)
Ua = koefisien volumetrik heat transfer (J/m3.s.K)
V = Volume dryer (m3)
ΔT = Log mean temperature difference (K)
D = Diameter Dryer (m)
L = Panjang dryer (m)
Q = Ua x π x D2 x L x ΔT
Q = kkal/jam= J/s
= x L x
2,51
240 x G0,67
D
240 x 30,67
1,79
280,58
π x D2 x L
4
2.840.299,14 280,58 2,50
4
2.442.217,66 2.840.299
5,861,79
309,99
4
4
C-58
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
L = m = ft
Perbandingan L/D = 4 - 10 (Perry ed 7, pg 12-54)
(memenuhi range)
Perhitungan Time of Passes (θ)
θ = + (Perry's ed.7 pers. 12-55)
B = 5(Dp)-0,5
(Perry's ed.7 pers. 12-56)
Keterangan: θ = time of passes (menit)
L = panjang dryer (m)
S = slope drum (m/m)
N = speed (rpm)
D = Diameter Dryer (m)
B = Konstanta material
G = rate massa udara (kg/m2.s)
F = rate solid (kg solid/jam.m2)
Dp = barat partikel (µm)
S = 0-8 cm/m (Perry's ed.7, hal 12-56), diambil 5 cm/m
= m/m
Dp = 20 mesh = in = µm
Kecepatan peripheral dryer 0.25-0.5 m/s
(Perry ed. 7, pg 12-56)
Kec. Peripheral = m/s
= m/menit
Kec. Putar dryer (N) =
=
= rpm
=13,05
1,79=
0,23.L0,6
7,31
B.L.G
S.N0,9
.D F
0,05
13,05
D
0,05 1.270
0,25
15
Kecepatan peripheral
D
15,00
1,79
8,40
42,80
L
C-59
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
B = 5 x (1270)-0,5
=
F = kg/jam = kg/jam.m2
θ =
(tanda + untuk aliran counter current, Perry's ed.7, pg 12-55)
= menit
Perhitungan sudut rotary dryer
tg α= S x L
= 5,00 x
= 65 cm = m
α = 35 0
Perhitungan flight rotary dryer :
Menurut Perry's ed 7, pg 12-56 :
Tinggi flight = 1/12 - 1/8 D
Panjang flight = 0,6 - 2 m
Jumlah flight/circle = 2,4 - 3 D
Pengambilan data :
Tinggi flight = D = m
Panjang flight = 2 m
Jumlah flight/circle = D = buah
Total circle = panjang drum/panjang flight
= 7 buah
Total jumlah flight = total circle x jumlah flight tiap circle
= 28 buah
Perhitungan tebal shell drum :
Digunakan shell drum dari carbon steel SA 283 Grade C
Joint efficiency (E) =
Allowable stress (S) = psia
4,97
13,05
0,14
19.282,55 128,26
0,23 x 13,05
0,05 x 8,40,9
x 1,79+0,6 x 0,1403 x 13,05 x 3
129,72
2,40 4
0,13 0,22
0,80
12.650
0,65
C-60
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Diameter (ID) = m = ft
faktor korosi (C) =
P op = 1 atm = psi
P des = x Pop
= psi
ts =
= 17,6 x x 12
2 x x -
= in
= ft
digunakan tebal shell standar = in
Menghitung isolasi
Isolasi yang dipakai adalah = Batu setebal in
= ft
Diameter dalam rotary = ft
Diameter luar rotary =
= ft
Diameter rotary terisolasi = Do + 2 x batu isolasi
= ft
Menghitung power
hp =
N = Putaran rotary = rpm
d = diameter shell = ft
w = berat bahan = kg = lb
D = d + 2 = ft
W = berat total
6,56
0,19
3/16
5,86
+
1,79
0,13
5,86
14,70
0,02
Di + 2 ts
5,89
0,33
8,4
19.282,6 42511
12.650
5,86
7,859
17,64
P . D+ C
2 . f . E . - P
5,86
1,2
0,8 17,640,13
4
𝑁 𝑥 (4,75𝑑𝑤 + 0,1925𝐷𝑊 + 0,33 𝑊)
100000
C-61
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
perhitungan berat total :
a. Berat Shell
We = π/4 x ( Do2 – Di
2 ) x L x ρ
Do = diameter luar shell = ft
Di = diameter dalam shell = ft
L = panjang Drum = ft
ρ = density steel = lb/ft3
We = lb
b. Berat isolasi
We = π/4 x ( Do2 – Di
2 ) x L x ρ
Do = diameter luar shell = ft
Di = diameter dalam shell = ft
L = panjang Drum = ft
ρ = density steel = lb/ft3
We = lb
Berat total = Berat shell + Berat isolasi + Berat bahan
= + +
= lb
hp =
= hp
Asumsi efisiensi motor =
jadi power Rotary Dryer adalah= hp
Spesifikasi Rotary Dryer
Nama alat = B-410
Fungsi = Mengeringkan gypsum dengan udara panas
Jumlah = 1 unit
Kapasitas = kg/jam
5,89
5,86
42,80
490,06
5,89
5,86
42,80
19
232,88 42.510,756.007
48.750
107,01
134
6006,526
232,8777
80%
19.282,55
𝑁 𝑥 (4,75𝑑𝑤 + 0,1925𝐷𝑊 + 0,33 𝑊)
100000
C-62
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Diameter dryer = m
Panjang dryer = m
Tebal isolasi = 4 in
Tebal shell = in
Kecepatan putar = rpm
Sudut rotary = 35 0
Time of passes = menit
Jumlah flight = 28 buah
Power = hp
13. Belt Conveyor
Nama Alat : J-421
Fungsi : Mentransportasikan gypsum dari dryer menuju
bucket elevator
Jenis : Troughed antifriction idlers
Bahan : Melleable cast iron
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
Tekanan = 1 atm
Laju alir massa = kg/jam
Faktor kelonggaran = 12 % (tabel 28-8, Perry 1999)
Laju alir desain = kg/jam
= ton/jam
Berdasarkan Perry's Chemical Engineering P.21-7 maka spesifikasi
belt conveyor :
Kapasitas maksimal= 32 ton/jam
Lebar belt = 14 in = m
Kecepatan normal = ft/menit
= m/menit
Perhitungan power
hp/10 ft (lift) = hp
hp/100 ft (center) = hp
hp tripper = hp
100
18.331,14
20.530,88
20,53
31
0,34
0,44
2
1,79
13,05
3/16
8,4
4,97
134
0,36
C-63
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Power total = hp
14. Bucket Elevator
Nama Alat : J-422
Fungsi : Mengangkut produk gypsum menuju silo
Bentuk : Continuous bucket elevator
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
Tekanan = 1 atm
Laju alir massa = kg/jam
= lb/jam
Faktor kelonggaran = 20 %
Laju alir desain = kg/jam
= kg/s
= lb/jam
= ton/jam
Berdasarkan Perry's Chemical Engineering P.21-8 maka spesifikasi
bucket elevator :
Ukuran bucket elevator = width x projection x depth
= 8 in x 5in x 5 1/2 in
Bucket spacing = 14 in
Putaran head shaft = 43 rpm
Lebar belt = 9 in
Kecepatan = ft/min
Tinggi elevator = 25 ft = m
Power poros = hp
Rasio penambahan hp/ft = hp/ft
= x 25
= hp
Power total = + 1
= hp
Efisiensi =
Power yang digunakan =
225
22
0,80
21.997,37
6,11
48.495,40
7,62
0,04
0,04
1
18.331,14
40.412,84
2,78
1,6
1,60
2,60
2,60
C-64
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
= hp
15. Silo Penyimpanan Produk
Fungsi : Untuk menampung dan menyimpan
gypsum yang dihasilkan
Type : Silinder tegak tutup atas datar dan tutup
bawah konis
Bahan konstruksi : Stainless steel SA-283 Grade C
Kondisi operasi :
Tekanan : 1 atm
Temperatur : 300C
Laju alir massa : kg/jam
Jangka waktu : 30 hari
Tabel C.1 Densitas campuran bahan
ρ campuran = kg/m3
= lb/ft3
Komponen xi ρ (kg/m3)
CaSO4.2H2O 0,907017 2.320,00
CaCO3 0,075857 2.710,00
MgCO3 0,002428 3.050,90
18.331,14
0,000017 2.270,00
H2SO4 0,003737 1.840,00
2.312,42
144,36
SiO2 0,000243 2.334,00
Al2O3 0,000121 3.982,60
Fe2O3 0,000061 5.179,80
H2O 0,010519 1.000,00
Densitas campuran 2.312,42
Na2O
0,80
3,25
C-65
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Massa total campuran untuk 7 hari menjadi :
= kg x 24 jam x 7 hari
jam
= kg
= lb
Asumsi volume rongga sebesar 50% volume total, sehingga volume
bulk = 2 x volume padatan
Densitas bulk = densitas padatan
= 0,5 x lb/ft3
= lb/ft3
Volume padatan = lb
lb/ft3
= ft3
Asumsi volume padatan =
Volume silo = ft3
Menentukan dimensi silo
Menentukan ukuran tangki dan ketebalannya :
Asumsi dimensi rasio : H/D = 4 (Ulrich, tabel 4-27)
= 1 x π x Di2 x H
4
= 1 x π x Di2 x 4d
4
= π x Di3
Di = 32 ft
Di ≈ 32 ft = in
H = 128 ft = in
Jika 1 course berukuran 8 ft, maka banyak course yang digunakan
18.331,14
3.079.631,81
6.789.425,96
0,5
144,36
V tangki
104.513,82
104.513,82
72,18
6.789.426
72,18
94.062,44
0,90
104.513,82
1.536
384
C-66
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
adalah 16 buah.
Menentukan tebal tutup atas
Tebal tutup atas yang digunakan berbentuk flat head
Bahan yang digunakan Stainless steel SA-238 Grade C
Joint efficiency, E =
Allowable stress = psia
C = in (Buku desain bejana hal 79)
Pop = 1 atm
P lingkungan = 1 atm = psi
c = in
Perhitungan berdasarkan internal pressure
P desain= 1,2 x Pop
= psi
t head = Di x ( ( C x ( Pdes / f x E ) ) 0,5
) + c
= in
= in
Menentukan Tebal shell silinder
Berdasarkan persamaan 13.1 page 254 (Brownell & Young), tebal
dinding tangki silinder dengan tekanan dalam ditentukan oleh
persamaan berikut :
- P
Dimana:
ts = tebal shell (in) f = tekanan maks. yang diijinkan (psia)
P = tekanan internal (psi)E = efisiensi pengelasan
ri = jari – jari dalam (in) c = faktor korosi
ri = x Di
= x
0,80
0,25
17,64
0,13
7,44
7 7/16
ts =P.ri
+ cf.E 0,60
0,50 32
12.650
14,7
0,50
C-67
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
= ft
= in
Ketebalan dinding shell
ts = in
maka digunakan tebal shell standar menurut ASME = 7 in
16
Menentukan tebal conical head
Asumsi : α = 30o
=
2 cos 30o ( 12.650 x 0,8 - 0,6 x 17,64)
= in
maka digunakan tebal standar menurut ASME = in
Spesifikasi Silo Penyimpanan Produk
Nama Alat : F-420
Fungsi : Untuk menyimpan produk Gypsum
Tipe : Silinder tegak dengan atas berbentuk datar
dan tutup bawah berbentuk konis
Kapasitas : kg
Waktu penyimpanan: 7 hari
Bahan konstruksi : Stainless steel SA-283 Grade C
Jumlah : 1 unit
Di : ft
H : ft
Tebal silinder : in
Tebal tutup atas : in
Tebal tutup bawah : in
16. Cyclone
Fungsi = Menangkap padatan yang terikut udara panas
0,13
+ c
3.079.632
32
128
7/16
7 7/16
2 5/16
17,64 x (32 x 12)
2,30
16
192
0,46
tc =P.d
2 cosα (f.E - 0,6.P)
+
2 5/16
C-68
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
dari rotary dryer
Laju alir massa= kg/jam
Tabel C.1 Komponen bahan masuk Cyclone
Densitas partikel (ρs ) = kg/m3
T gas masuk =0C
Densitas udara ( ρg ) = kg/m3
Viskositas udara = kg/m.s
Penentuan dimensi cyclone
( pg. 17-28, ed 7, Perry's Handbook)
Ns = Jumlah putaran efektif dalam cyclone
= 4
Vmax = 20 m/s
(Fig. 17-38 ed 7, Perry's Handbook)
Berdasarkan Fig. 17-39 ed 7 Perry's Handbook, didapat data :
2.345,14
30,00
1,15
0,000018
Dp,th =
0,000032
H2SO4 0,006850 1.840,00 0,0000037
H2O 0,000000 1.000,00 0,0000000
0,004451 3.050,90 0,0000015
SiO2 0,000445 2.334,00 0,0000002
1,81
KomponenMass rate
ρ (kg/m3)
Volume rate
2.320,00 0,0007167
2.270,00 0,0000000
CaCO3 0,139056 2.710,00 0,0000513
MgCO3
Total 1,81 2.345,14 0,0007735
(kg/jam) (m3/jam)
CaSO4.2H2O 1,662691
Al2O3 0,000223 3.982,60 0,0000001
Fe2O3 0,000111 5.179,80 0,0000000
Na2O
9.µ.𝐵𝑐
𝜋.𝑁𝑠.𝑉𝑐.(ρ𝑠 − ρ)0,5
C-69
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Eo =
Dpi/Dp =
Dpi =
Dp, th = Dpi / 2,4 =
9 x x Bc 1
π x 4 x 20 x ( 2.345,143 - 1,15 )
Bc
= Bc
= m
Dc = 4,00 x Bc
= m
De = 0,50 x Dc
= m
Hc = 0,50 x Dc
= m
Lc = 2,00 x Dc
= m
Sc = 0,13 x Dc
= m
Zc = 2,00 x Dc
= m
Jc = 0,25 x Dc
= m
Spesifikasi Cyclone :
Nama Alat : H-413
Efisiensi :
Kecepatan gas masuk : m/s
2,02
8,08
(0,00
0,50
8,08
1,01
0,85
20
2,7778E-10 0,00000000028
1,01Bc
4,04
2,02
)
=0,00
(0,000017) 2
588.811,13
0,85
2,40
0,000040
Dp,th =
=
0,000017
0,000017
C-70
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
Jumlah putaran :
Diameter cyclone : m
Tinggi cyclone : m
17. Blower
Nama Alat : G-411
Fungsi : Mengalitkan udara ke heater
Jenis : Blower Sentrifugal
Jumlah : 1 unit
Bahan konstruksi : Carbon steel
Kondisi operasi :
Tekanan : 1 atm
massa udara = kg/jam
= lb/jam
BM udara =
ρ udara = lb/ft3(Pada 30 C, 86 F)
F
ρ
lb/jam
lb/ft3
= ft3/jam
= ft3/min
P1 = 14,7 psig = lb/ft2
P2 = 50 psig = lb/ft2
hp = 3,03 x 10-5 x P1 x Q x ln (P2/P1)
= hp
Daya blower (P)
Efisiensi (η) = %
4
4,04
16,15
Laju alir volumetrik gas, Q =
=596,58
0,0729
8.183,49
70
270,60
596,58
28,84
0,0729
136,39
2.117
7.200
10,71
C-71
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
144 x η x Q (Perry & Green, 1999)
x x
= hp
maka dipilih blower dengan daya motor= 25 hp
=144,00 0,70 8.183,49
33.000,00
25,00
=P33.000,00
C-72
RIWAYAT PENULIS
Nuansa Apsari penulis dilahirkan di Blora
pada tanggal 2 November 1996 yang
merupakan keempat dari empat
bersaudara. Penulis telah menempuh
pendidikan formal yaitu lulus dari TK Bina
Patra pada tahun 2003, lulus dari SD Ngelo
1 Cepu pada tahun 2009, lulus dari SMP 2
Cepu pada tahun 2012 dan lulus dari SMA
Negeri 1 Cepu pada tahun 2015. Setelah
lulus SMA, penulis diterima di Program
studi Diploma III Teknik Kimia FV-ITS
dengan
Nomor Registrasi 10411500000022. Selama kuliah penulis aktif
berorganisasi sebagai Staff ahli Bidang Kewirausahaan (KWU)
Himpunan Mahasiswa DIII Teknik Kimia FV-ITS (2016-2017), serta
beberapa pelatihan dan seminar yang diadakan di Institut Teknologi
Sepuluh Nopember Surabaya (ITS). Penulis pernah melaksanakan kerja
praktek di PT. Petrokimia Gresik.
Email : [email protected]
RIWAYAT PENULIS
Farihah Naafiumamah penulis dilahirkan
di Jakarta pada tanggal 23 Juni 1996 yang
merupakan pertama dari tigabersaudara.
Penulis telah menempuh pendidikan formal
yaitu lulus dari TK Kartika Putra VII pada
tahun 2002, lulus dari SDIT As Salaam
pada tahun 2008, lulus dari SMPIP Daarul
Jannah pada tahun 2011 dan lulus dari
SMK SMAK Bogor pada tahun 2015.
Setelah lulus SMA, penulis diterima di
Program studi Diploma III Teknik Kimia
FV-ITS dengan
Nomor Registrasi 10411500000069. Selama kuliah penulis aktif
berorganisasi sebagai Staff ahli Bidang Akademik dan Kesejahteraan
Mahasiswa (AKESMA) Himpunan Mahasiswa DIII Teknik Kimia FV-
ITS (2017-2018), serta beberapa pelatihan dan seminar yang diadakan di
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya (ITS). Penulis pernah
melaksanakan kerja praktek di PT. Petrokimia Gresik.
Email : [email protected]
22 F-420 Silo 121 J-422 Bucket Elevator 120 J-421 Screw Conveyor 1
19 G-411 Blower 1
18 E-412 Heater 1
17 H-431 Cyclone 116 B-410 Rotary Dryer 115 L-311 Pompa 114 H-310 Rotary Vacuum Filter 113 L-311 Pompa 112 L-212 Reaktor 111 L-211 Pompa 110 M-140 Pompa 1
9 M-120 Premixer H2SO4 1
8 L-141 Premixer CaCO3 1
7 F-130 Pompa 1
6 L-131 Tangki Penyimpan H 2 SO 4 1
5 J-123 Pompa 14 J-122 Screw Conveyor 13 J-121 Bucket Elevator 12 F-110 Screw Conveyor 1
1 F-110 Hopper 1
No Kode Alat Nama Alat Jumlah
PABRIK GYPSUM DARI KALSIUM KARBONAT (CaCO3) DAN ASAM SULFAT (H2SO4) DENGAN PROSES SINTESIS
FAKULTAS VOKASIINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA2018
PROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA
Diperiksa Oleh :Ir. Budi Setiawan, MT
NIP. 19540220 198701 1 001
Digambar Oleh:Nuansa Apsari
Farihah Naafiumamah1041150000002210411500000069
Cooling Water Return
Steam Kondensat
(kg/hari)
Cooling Water
(kg/hari)
Aliran Massa
(kg/hari)
Produk
Tekanan (atm)
Water Proses (kg/hari)
Steam (kg/hari)
Keterangan Simbol Keterangan
Bahan BakuTemperatur
(0C)
Simbol
WP
S
SC
CW
CWTR
0,271855
Nomer massa (kg)31
0,02
0,0007
0,0001
0,00003
0,00002
0,000005
0
0,001
0,25
45215,64 45215,64Steam 1.436,06 1.436,06 12999,2 12999,25458,74
5873,95
30
415,21
16626,67
18333,34
29
2000
2000
281390,54
44,5
4,45
2,23
1,11
0,32
195,02
68,5
19 209 10 11 12 13 14komponen
1 2 3 4 5 6 7 81418,94
27CaCO3 11.066,95 11.066,95 11.066,95
21 22 23 24 25 2615 16 17 18
MgCO3 44,54 44,54 44,54
1390,42 0,14 0,121390,56 28,38
44,51 0,9145,41
0,094,54SiO2 4,45 4,45 4,45
44,5 0,0045 0,004
2,27Al2O3 2,23 2,23 2,23
4,45 0,0004 0,00044,45
Fe2O3 1,11 1,11 1,11 1,11 0,021,14
2,23 0,0002 0,00022,23 0,05
15,91Na2O 5,57 5,57 5,57
1,11 0,0001 0,0001
H2O 11,14 11,14 11.136,00 11.147,13 227,27 227,27
0,32 0,00003 0,000030,32 15,59
168129,33 168129,33 15715,45 1363,12 66792,9510908,73 11136 11136 52440,6
3356,6211136 11136 3425,12H2SO4 11136 11136
195,02 0 0
16966,2CaSO4.2H2O
68,5 0,01 0,168,5
CO2
16625,25 1,66 1,4116626,91 339,32
H2CO3
4257,08
Udara Kering10.909 22.272 12.999 12.999 22.272 74.320Total 11.136 11.136 11.136 1.436 22.272 1.436 11.363 11.363
25.542,06 25.542,0645215,6418331,8 25542,06 25542,06 1,81523 1,63473 45215,644.257 168.129 168.129 15.715 19501,71 70533,93
DIGAMBAR OLEH:
1. Nuansa Apsari 104115000000022
2. Farihah Naafiumamah 104115000000069
DIPERIKSA OLEH
Ir. Budi Setiawan, MT. 19540220 198701 1 001
FLOWSHEET
PABRIK GYPSUM DARI KALSIUM KARBONAT DAN ASAM SULFAT DENGAN PROSES
SINTESIS
PROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA INDUSTRI
FAKULTAS VOKASI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
2018
L-512 Pompa Air Sanitasi 1
F-511 Tangki Desinfektan 1
F-510 Tangki Penampung Air Sanitasi 1
L-411 Pompa Air Proses 1
F-410 Tangki Penampung Air Proses 1
L-331 Pompa Air Umpan Boiler 1
F-330 Tangki Penampung Air Boiler 1
D-320 Anion Exchanger 1
L-312 Pompa Air Softener 1
L-311 Pompa Air Jernih 1
D-310 Kation Exchanger 1
F-212 Bak Penampung Air Jernih 1
L-211 Pompa Air Bersih 1
D-210 Sand Filter 1
F-134 Bak Penampung Air Bersih 1
F-133 Bak Penampung Lumpur 1
L-132 Pompa Lumpur 1
F-131 Bak Penampung Lumpur Sementara 1
H-130 Clarifier 1
F-121 Tangki Ca(H)2 1
M-120 Tangki Flokulasi 1
F-112 Tangki Tawas 1
L-111 Pompa Air Sungai 1
M-110 Tangki Koagulasi 1
KODE NAMA ALAT JUMLAH