View
29
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
It was our final project result that was named. "Salt Purification Plant"
Citation preview
PRA-DESAIN PABRIKPemurnian Garam dari Garam Rakyat
Pembimbing :Prof.Dr.Ir. Achmad Roesyadi, DEA
OLEH :1.Ferdy Hartanto 23071000512.Rachmad Ramadhan Y. 2307100068
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
LATAR BELAKANG
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
Bahan Baku Utama : • Garam Rakyat
Bahan Baku Pembantu : • Caustic Soda• H2O• Soda Ash
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
KOMPOSISI GARAM RAKYAT KOMPOSISI CAUSTIC SODA
KomponenNaCl 84,6 %
CaSO4 1,02 %
MgCl2 2,56 %
MgSO4 0,81 %
Impurities 0,58 %
H2O 10,43 %
% Berat KomponenNaOH 48 %
H2O 52 %
% Berat
KOMPOSISI SODA ASH
Komponen
Na2CO3 99,8 %
NaCl 0,08 %
Na2SO4 0,1 %
H2O 0,02 %
% Berat
PRODUK
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
KARAKTERISTIK PRODUK
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
MANFAAT PRODUK
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
•Minuman kesehatan.
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
TabeltkKETERSEDIAAN BAHAN BAKU, 2007)
Produksi Garam Rakyat Indonesia Tahun 2002 – 2007
Tahun Produksi Nasional (ton/thn) 2002 223.715 2003 227.400 2004 300.297 2005 294.623 2006 316.186 2007 293.811
(Sumber: Badan Pusat Statistik Surabaya, 2007)
KAPASITAS PRODUKSI
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
Kebutuhan Sodium Chloride Nasional Tahun 2003 – 2007
Tahun Kebutuhan Nasional (ton/thn) 2003 144.209 2004 149.250 2005 173.375 2006 199.381 2007 219.319 (Sumber : Deperindag Jawa Timur , 2007)
KAPASITAS PRODUKSI
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
Grafik Kebutuhan Sodium Chloride di Indonesia
PEMILIHAN LOKASI PABRIK
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan lokasi pabrik antara lain adalah ketersediaan bahan baku, pasar, transportasi dan pasokan air.
Dengan pertimbangan – pertimbangan di atas maka kami memilih Gresik, Jawa Timur sebagai lokasi terbaik untuk perencanaan Pabrik Pemurnian Garam
SELEKSI PROSES
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
Parameter Macam Proses
Vacuum Pan Open Pan Rock Salt Mining
Bahan Baku Utama Garam Kasar / Brine Garam Kasar /
Brine Batuan Garam
Bahan Baku Pembantu
Soda Ash, Caustic Soda, Air
Air -
Yields Produk 99 - 99,80% 98,5 - 99,4 % 98,5 - 99,4 % Peralatan Mahal Mahal Mahal Utilitas Mahal Mahal Ekonomis
Instrumentasi Mahal Mahal Sederhana
PROSES YANG DIGUNAKAN
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
URAIAN PROSES
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
ANALISA EKONOMI
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
KESIMPULAN
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
• Pabrik ini direncanakan beroperasi secara kontinyu selama 24 jam per hari selama 300 hari per tahun dengan perincian sebagai berikut :• 1. Kapasitas : 15000 ton/tahun• 2. Operasi : Kontinyu• 24 jam per hari, 300 hari per tahun.• 3. Jumlah tenaga kerja : 57 orang• 4. Masa Konstruksi : 2 tahun• 5. Analisa Ekonomi• - Fixed Capital Investment : Rp. 117.718.673.175
• - Hasil Penjualan/tahun : Rp. 135.000.000.000
• - Total Capital Investment : Rp. 138.492.556.677• - Laju Pengembalian Modal : 11 % per tahun• - Waktu Pengembalian Modal : 6,21 tahun• - Titik Impas (BEP) : 34,05 %
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
UNIT PEMURNIAN BAHAN BAKU
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
PENCAMPURANPENCAMPURAN
PENGENDAPANPENGENDAPAN
REAKSIREAKSI
GARAM RAKYATSODA ASH
ENDAPAN
CAUSTIC SODA
AIR
LARUTAN BRINEFLOKULAN
UNIT PEMURNIAN BAHAN BAKU
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
Reaksi-1. CaSO4(Aq) + Na2CO3(Aq) ⎯⎯→ Na2SO4(Aq) + CaCO3(S)
Reaksi-2. MgCl2(Aq) + 2 NaOH(Aq) ⎯⎯→ 2 NaCl(Aq) + Mg(OH)2(S)
Reaksi-3. MgSO4(Aq) + 2 NaOH(Aq) ⎯⎯→ Na2SO4(Aq) + Mg(OH)2(S)
UNIT PENGUAPAN DAN PENGERINGAN
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
PENGUAPANPENGUAPAN
PEMISAHANPEMISAHAN
KRISTALISASIKRISTALISASI
UAP AIR
KRISTAL GARAM
UAP AIR
LARUTAN BRINE
SLURRY (CAMPURAN KRISTAL + MOTHER LIQUOR)
PENGERINGANPENGERINGAN
MOTHER LIQUOR
UNIT PENGENDALIAN PRODUK
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
PENDINGINANPENDINGINAN
AYAKANAYAKAN
SIZE REDUCTION
SIZE REDUCTION
KRISTAL GARAM
KRISTAL GARAM 10 MESH
INTERNAL RATE OF RETURN
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
Trial i Untuk mendapatkan cumulative net present value
mendekati total investasi akhir
CF
= total modal akhir masa konstruksi
(1 + i)n
n = tahun CF = net cash flow pada tahun ke - n
1 / (1 + i)n = discountfactor
TahunNet Cash Flow (Rp)
i = 11,000%
ke-n DF Present Value
1 Rp4.702.844.650 0,9009 Rp4.236.796.982
2 Rp15.713.514.081 0,8116 Rp12.753.440.533
3 Rp26.724.183.512 0,7312 Rp19.540.492.657
4 Rp27.523.978.027 0,6587 Rp18.130.896.858
5 Rp28.323.772.542 0,5935 Rp16.808.780.431
6 Rp29.123.567.057 0,5346 Rp15.570.648.241
7 Rp29.923.361.572 0,4817 Rp14.412.838.783
8 Rp30.723.156.086 0,4339 Rp13.331.591.476
9 Rp31.522.950.601 0,3909 Rp12.323.102.259
10 Rp32.322.745.116 0,3522 Rp11.383.569.141
Total Present Value Rp138.492.157.361
Total Investasi Awal Rp138.492.556.677
CONTOH PERHITUNGAN TANGKI
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
• Misal tangki berbentuk silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk standar dished head
• Dari data kapasitas dan densitas liquid dapat dihitung volume larutan.
• Asumsi liquid menempati 80% volume tangki, maka dapat dihitung volume tangki.
• Menentukan dimensi tangki• Asumsi Hs/D =1,5
Vol silinder (Vs) = π/4 D2 x Hs Didapatkan harga OD lalu distandarkan, sehingga dapat dihitung Hs.
CONTOH PERHITUNGAN TANGKI
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
• Menghitung Tekanan
Phidostatik = ((Hs – 1) x ρ)/ 144
Peksternal = 14,7 psia
Pops = Phidostatik + Peksternal
Pada umumnya tekanan design = 1,0 – 1,2 Pops
Pdesign = 1,05 x Pops • Misal bahan tangki : Carbon Steel SA 283 Grade D
CONTOH PERHITUNGAN TANGKI
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
• Dari Brownell & Young diperoleh harga f (lb/in2); • Mengambil asumsi sambungan las (E) = 0,8 dan
faktor korosi (C) = 0,125 in • Menghitung tebal silinder
ts = ((PxOD)/ 2(f E +0,4 P) ) +C
lalu distandarkan.• Checking ID• ID = OD – 2 ts
Setelah didapatkan harga ID,lalu menghitung kembali Hs.
CONTOH PERHITUNGAN TANGKI
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
CONTOH PERHITUNGAN TANGKI
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
• Menghitung tinggi tutup atas (ha)
ha = 0,169 OD
Tinggi tutup atas = tinggi tutup bawah• Menghitung tinggi larutan dalam tangki
• Hls = Vls / (π/4 D2 )
• Tinggi total tangki = tinggi silinder + tinggi tutup atas + tinggi tutup bawah
CONTOH PERHITUNGAN TANGKI
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
• Menghitung tebal tutup atas dan tutup bawah
Dari brownell & Young didapatkan untuk harga OD, dan t yang telah distandarkan didapat harga corner radius(rc),dan inside corner radius(icr)
• b = rc – (BC2 –AB2)0,5
• BC = rc – icr• AB = (ID/2)- icr• tha = thb =( (0,885 x P x rc)/(f E – 0,1P)) +C• Standarisasi tebal tutup dari tabel 5.7 Brownell &
Young
CONTOH PERHITUNGAN TANGKI
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
• Pemilihan pengaduk• Misal dipilih pengaduk jenis turbin
Dari geankoplis hal 144 didapatkan data :
Diameter impeller (Da) = 1/3 x D tangki
Lebar blade = 1/5 x Da
Panjang blade = ¼ x Da
Jumlah pengaduk = (tinggi liq x ρ liq) /D tangki• Ditetapkan kecepatan putar impeller (N) = 37 rpm• Menghitung Nre = N ρ Da2 / μ
CONTOH PERHITUNGAN TANGKI
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
• Dari kurva A (gb.9-12) Mc cabe ed.5 untuk Nre yang telah dihitung dapat diperoleh bilangan daya (Np)
• Menghitung daya yangdipakai pengaduk
P = Np x N3 x ρ x Da5/(550 gc)
CONTOH PERHITUNGAN POMPA
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
• Diketahui data rate massa dan densitas sehingga dapat dihitung rate volumetrik
• Mengasumsi aliran turbulen
• Menghitung DI opt = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13 (Timmerhaus hal 496)
• Menetapkan diameter nominal dan schedule pipa sehingga didapat data ID,OD dan v.
• Cek asumsi awal aliran dengan menghitung NreNre = D x v x ρ /μ
• Perhitungan friksi di bagian suction
Fc = Kc v2 / 2 £ (Geankoplis hal 93)
Dimana Kc = 0,55 (1 – A2/A1)
CONTOH PERHITUNGAN POMPA
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
• Menghitung friksi karena pipa lurusMemperkirakan panjang pipa di bag.suctionMenentukan bahan pipa sehingga didapat harga e/D; Nre dan fFps = 4f v2 L/ 2 D
• Menghitung friksi karena 1 elbowhpd = SKf v2 /2 £
• Friksi di bagian suctionFs = Fps+ Fc + hpd
• Menghitung friksi di bagian Discharge• Memperkirakan panjang pipa lurus dibagian discharge• Fpd= 4f v2 L/ 2 D
CONTOH PERHITUNGAN POMPA
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
• Menghitung friksi karena fitting dan valve• Mengasumsikan jenis fitting dan valve
sehingga diperoleh SKf total.
Ff = SKf v2 /2 £• Menghitung friksi di bagian discharge
Fd = Fpd + Ff • Menghitung friksi total pompa
Friksi total = Fs + Fd
CONTOH PERHITUNGAN POMPA
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
• Menghitung suction pressureTDH suction = Pressure head + static head + friction head suction
TDH suction = PA –Patm/(ρ g) +ZA + Fs
Pa calculation = THD suction x ρ g
Pa design = 1,1 x PA calculation
• Menghitung discharge pressureTDH discharge = Pressure head + static head + friction head discharge
TDH discharge = PA –Patm/(ρ g) +ZA + Fd
Pd calculation = THD discharge x ρ g
Pd design = 1,1 x PA calculation
• Pressure drop = Pd design -Pa design
CONTOH PERHITUNGAN POMPA
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
• Menghitung NPSHNPSH =(gc/g ((Pa –Pv/ρ)- Fs))-ZA
• Menghitung diferensial headDiambil dari titik A dan B DH = HB - HA = (PB/ρ) + (ZB g) + (avB
2 /2) - (PA/ρ) - (ZAg) - (£vA
2/2)Sehingga DH = ((PB-PA)/ρ) +ZB + £vB
2/2• Perhitungan liquid power dengan
Mechanical Energy BalanceZA g/gc + PA +v2
A/2£ gc + Wsp - Fs = ZB g/gc +PB/ρB + v2B/2£ gc
CONTOH PERHITUNGAN POMPA
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
• Dari Mechanical Energy Balance didapat harga Wsp
• Menghitung Bhp =( W x m)/ (h x 550)
• Efisiensi pompa 80%
• Power pompa = Bhp/ efisiensi pompa
ANALISA BEP
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
0
86.985.360.482Rp
100%0%
Penjualan Total
21.189.361.172Rp
135.000.000.000Rp
21.189.361.172Rp
Kapasitas
Pengeluaran Total
Biaya Tetap
24.787.219.291Rp
EVAPORATOR
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
THICKENER
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
ROTARY DRYER
LABORATORUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
Recommended