utilitas Pabrik.ppt

7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt

1/41

Pendahuluan

Mata Kuliah : sistem utilitas

Beban SKS : 3 SKS

Aturan penilaian :

Quis : 15 %

Tugas : 15 %

UTS : 30 %

UAS : 40 %


2/41

RUANG LINGKUP MATA KULIAH

PENGANTAR (DEFINISI UTILITAS PBRIK)

LISTRIK (PEMBANGKIT, JARINGAN DAN MOTOR

LISTRIK) (DGN IBU ELVIE)

PENGGERAK UTAMA : MOTOR BAKAR, TURBIN GASDAN UAP, KETEL UAP, BAHAN BAKAR (DGN IBU

ELVIE)

AIR: AIR PROSES, DOMESTIK DAN AIR UMPAN

BOILER

BOILER (DENGAN IBU ELVIE)

UDARA


3/41

TUJUAN MATA KULIAH

Mahasiswa memahami pengertian sistem utilitas pabrik

Mahasiswa memahami proses dan teknologi prosespengolahan air minum serta syarat kualitas air minum

Mahasiswa memahami proses pengolahan air demin

dan teknologi yang digunakan serta syarat kualitas airdemin

Mehasiswa memahami air pendingin di pabrik

Mahasiswa memahami kebutuhan listrik di pabrik

Mahasiswa memahami fungsi udara instrumen danudara pabrik

Mahasiswa memahami sistem uap air di pabrik danpembangkit steam


4/41

Pengertian

Unit utilitasadalah salah satu unit

(PENUNJANG)operasi yang ada di dalam

sebuah pabrik kimia. Secara sederhana,

unit utilitas dapat didefinisikan sebagai unit

yang menyediakan media pendingin,

media pemanas, energi penggerak dan

lain sebagainya, untuk mendukung prosesproduksi pabrik


5/41


6/41


7/41

Pengertian

Unit utilitas adalah penghasil/penyedia bahan-bahanpembantu maupun energi yang dibutuhkan oleh pabrikal:

AIR BERSIH

AIR PENDINGIN AIR DEMIN

UDARA PABRIK

UDARA INSTRUMENT

TENAGA LISTRIK UAP AIR


8/41

Pengertian

Pabrik tidak harus mempunyai sistem

pemroses utilitas sendiri.Listrik misalnya,

pabrik bisa membelinya dari PLN jika

kapasitas PLN setempat mencukupi .ataumembeli dari pabrik lain. Demikian pula

untuk unit pengolahan limbah, unit

penyedia uap air & air pendingin dan unitpenyedia udara bertekanan.


9/41

Air bersih

Air bersihadalah salah satu jenis sumberdaya berbasis air yangbermutu baik dan biasa dimanfaatkan oleh manusia untukdikonsumsi atau dalam melakukan aktivitas mereka sehari-haritermasuk diantaranya adalah sanitasi

Untuk konsumsi air minummenurut departemen kesehatan, syarat-syarat air minum adalah tidak berasa, tidak berbau, tidak berwarna,dan tidak mengandung logam berat. Walaupun air dari sumber alamdapat diminum oleh manusia, terdapat risiko bahwa air ini telahtercemar oleh bakteri (misalnya Escherichia coli) atau zat-zatberbahaya. Walaupun bakteri dapat dibunuh dengan memasak airhingga 100 C, banyak zat berbahaya, terutama logam, tidak dapatdihilangkan dengan cara ini.


10/41

Sumber air baku

Sungai

Rata-rata lebih dari 40.000 kilometer kubik air segar diperoleh darisungai-sungai di dunia. Ketersediaan ini (sepadan dengan lebih dari7.000 meter kubik untuk setiap orang) sepintas terlihat cukup untukmenjamin persediaan yang cukup bagi setiap penduduk, tetapikenyataannya air tersebut seringkali tersedia di tempat-tempat yang

tidak tepat. Sebagai contoh air bersih di lembah sungai Amazonwalupun ketersediaannya cukup, lokasinya membuat sumber air initidak ekonomis untuk mengekspor air ke tempat-tempat yangmemerlukan.

Curah hujan

Dalam pemanfaatan hujan sebagai sumber dari air bersih, individu

perorangan/ berkelompok/ pemerintah biasanya membangunbendungan dan tandon air yang mahal untuk menyimpan air bersihdi saat bulan-bulan musim kering dan untuk menekan kerusakanmusibah banjir.

Air permukaan dan air bawah tanah.


11/41

Air baku

Airmerupakan salah satu senyawa di alam yang mempunyaiperan penting bagi aktifitas kehidupan manusia, baik secarabiologis maupun non biologis.

A irmerupakan pelarut kuatdan bersifat sangat polar. Olehkarena itu hampir tak dijumpai air(bentuk cair) bebas (alamiah)

yang murni. Airalam selalu mengandung banyak senyawa lain yang terlarut.

Urutan senyawa terlarut didalam air alam menurut jumlahnyaialah; garam mineral, senyawa organik, gas-gas.

Airbeserta senyawa lain yang terlarut dan tersedia dalam jumlahbesar, untuk selanjutnya disebut dengan istilah air baku.


12/41

Secara biologis

air diperlukan untukmembentuk

senyawa karbohidrat, carrier bagi zat gizi,

dan sebagainya. Sedang untuk kegiatannon biologis, airberperan antara lain pada

kegiatan industri. Diantaranya untuk air

proses, airboiler, dan airpendingin.


13/41


14/41

Air sungai

Sungai merupakansumber airbakuyang potensialbagi industri dan masyarakat perkotaan pada umumnya,sehingga banyak industri berdiri di sepanjang sungai

agar dapat memperoleh airbakuyang baik dan murah. Karakter air sungaitergantung pada banyak faktor,

antara lain :

asal aliran

penggunaan di sepanjang aliran struktur tanah sepanjang aliran

fluktuasi aliran


15/41

Air rawa/danau/waduk

Kualitas airrawa (danau, waduk) relatif

sama dengan airsungai.

Fluktuasi kualitas serta debit yang dapat

diambil biasanya lebih kecil dari pada

sungai.

Ciri khas dari airtawar ialah adanya gas

metan yang terlarut serta rendahnya kadar

oksigen terlarut untuk rawa yang anaerob

AIR TAWAR/ A i T h


16/41

AIR TAWAR/ A irTanah

Keberadaan merupakan bagian dari siklus airalam.

Airtanah yang telah cukup lama tersimpan di dalam bumi di sebutairconnate.

Formasi geologi yang mampu menyimpan airtanah dalam jumlahcukup sehingga mampu menghasilkan sumber air(baik keluar kepermukaan atau lewat sumur) disebut aquifer.

Kadar garam terlarut total, yang sering diukur sebagai totalDissolved Solids (TS), merupakan indikator untukmengklasifikasikan kualitas airtanah untuk sesuatu keperluan

Secara vertikal airtanah dapat dibagi dua bagian besar, yaitu zonaaerasidan zona jenuh.


17/41

Air laut

Kadar garam terlarutnya yang tinggi, airlaut umumnya hanyadipergunakan sebagai pendingin

Untuk lokasi di mana airtawar langka, airlaut digunakan sebagaiairbakuproses setelah ditawarkan.

Sebagai pendingin, airlaut berpotensi tinggi. Suhunya relatifkonstan sepanjang waktu (kecuali di negeri empat musim).

Masalah yang umumnya dihadapi ialah biota pembentuk karang dankerang-kerangan.

Aktifitas tumbuh biota tersebut meningkat bila suhu airlautmeningkat (hangat).

Pencegahan yang umum dilakukan ialah dengan melakukan

khlorinasi airlaut sebelum masuk penukar panas Beberapa industri menggunakan airlaut sebagai airproses atau airboiler dengan desalinasi


18/41

Bagi manusia, airmunum adalah salah satu kebutuhanutama,

untuk kebutuhan: minum, mandi, cuci, dsb

Airminum yang ideal adalah:

jernih

tidak berwarna

tidak berbau

tidak berasa

tidak mengandung kuman dan zat-zat yangberbahaya


19/41

Pemakaian air

Pemakaian airbersih penduduk perkotaan

di Indonesia :

Pelayanan Secara Langsung : 100-200

liter/orang/hari

Pelayanan dengan keran umum : 20-40

liter/orang/hari


20/41

Standar airminum di indonesia :diterapkan untuk sumber airminum

(airbaku) dan airminum sehingga tidak

akan menimbulkan dampak negatifterhadap kesehatan manusia :

Standar sumber airminum (airbaku) :

PP 82/2001Standar airminum : Keputusan Menkes

No. 907/2002


21/41

Parameter Fisik Air)

Suspended solid (>10-3 mm)

Koloid (10-6 mm - 10-3 mm)

Turbiditas (absorbed/scattered)

Warna (dissolved solid, warna kuning

Oksida besi > warna merah

Oksida besi > warna merah

Oksida mangan > warna coklat/hitam

Rasa dan bau

Temperatur


22/41

Parameter kualitas air

Total Dissolved Solids (ion balance)

Major constituents (1-1000 mg/L): Sodium,

calcium, magnesium, bicarbonate, sulfate, chloride

Secondary constituens (0.01-10 mg/L): iron,

strontium, potassium, carbonate, nitrate,

flouride, boron, silica


23/41

Florida

Logam > karsinogenik

Zat organik

BOD (Biochemical Oxygen Demand): jumlah

oksigen yang digunakan oleh mikroba untuk

mengkonsumsi zat organik

Nutrien (untuk pertumbuhan): karbon,

nitrogen, fosfor


24/41

Parameter Biologi Air

Patogen

Bakteri > kolera (bakteri Vibrio comma), tifus

(bakteri Salmonella thyposa),

Virus > diare, meningitis, hepatitis

Protozoa (hewan tingkat terendah)


25/41

Proses Alamiah Air

Proses Alamiah Air

Sedimentasi/pengendapan

Filtrasi Transfer gas

Solubilitas/kelarutan

Kecepatan transfer Transfer panas


26/41

Proses kimia > konversi kimia

Proses biokimia > proses metabolik

Mikroorganisma di air

Bakteri

Protozoa

Protozoa

Alga

Lainnya (rotifers, crustacea)


27/41

Pengolahan air

Jenis pengolahan air bersih secaraumum:

Penjernihan : bertujuan menurunkan

kekeruhan, Fe dan Mn

Pelunakan : bertujuan menurunkan

kesadahan air Desinfeksi : bertujuan membunuh

bakteri patogen


28/41

Jenis pengolahan air bersih

Jenis proses pengolahan air bersih:

Secara fisika : tidak ada penambahan zat kimia

(aditif), contoh: pengendapan, filtrasi, adsorpsi, dll

Secara kimiawi : penambahan bahan kimia sehingga

terjadi reaksi kimia. Contoh penyisihan logam berat,

pelunakan, netralisasi, klorinasi, ozonisasi, UV, dsb

Secara biologi


29/41

Penjenihan Air Karakteristik tipikal air permukaan di indonesia adalah masalah

kekeruhan, yang berfluktuasi tergantung musim. Sehinggasasaran utama adalah jernihRangkaian proses penjernihantergatung dari:

Suspensi koloidal:

Stabil sehingga sulit diendapkan

Ukuran 10-310-6 mm, memiliki kecepatan mengendap sekitar 1mm/jam sampai 1 mm/tahun

Non koloidal dapat terendapkan (settleable):

Tidak stabilSiap untuk mengendap


30/41

Konfigurasi penjernihan air

Koloid dengan kekeruhan tinggi

conditioning koagulasi + flukolasi sedimentasi

filtrasi distribusi desinfeksi

Koloid dengan kekeruhan sedang atau rendah:

conditioning koagulasi + flokulasi filtrasi

distribusi desinfeksi

Koloid dengan kekeruhan rendah:

conditioning saringan pasir lambat desinfeksi


31/41

Non koloid:

Filtrasi langsung (direct filtration)

Pengendapan langsung (directsedimentation)

Kombinasi filtrasi dan sedimentasi


32/41

Unit-unit Pengolahan

Conditioning:

Pengaturan pH

Penambahan kekeruhan

Pra-sedimentasi: pengendapan partikel

diskrit, misal: pasir


33/41

Koagulasi:

Destabilisasi partikel koloid

Pembubuhan bahan kimia: koagulan, misal

koagulan, misal: tawas

Dilakukan pengadukan cepat (rapid mixing):

Hidrolis: terjunan atau hidrolik jump

Mekanis: menggunakan batang pengaduk

Lamanya proses: 3090 detik


34/41

Flokulasi:

Pembentukan dan pembesaran flok

Dilakukan pengadukan lambat (slow

mixing): Pneumatis,Mekanis,Hidrolis,Waktu operasi: 1530 menit


35/41

Unit-unit Pengolahan (2)

Unit-unit Pengolahan (2)

Sedimentasi:

Pengendapan secara gravitasi: partikel > air:

Sedimantasi: pengendapan flok

Pra-sedimentasi: pengendapan settleable particle

Pra-sedimentasi: pengendapan settleable particle

Berdasarkan arah aliran:

Horizontal/radial

Vertikal

Dengan kemiringan:plate settler


36/41

Waktu pengendapan: tergantung ukuran partikel.

Kecepatan mengendap umumnya berkisar antara 1-2

jam

Penyisihan partikel yang mempunyai partikel <

air: Flotasi/pengapungan, misal penyisihan minyak

bebas (free oil) dari air

Gabungan instalasi unit koagulasi, flokulasi dan

sedimentasi: aselator


37/41

Pengolahan

Filtrasi: Penyaringan dengan menggunakan media berbutir

Penyisihan partikel dengan cara penyaringan untukukuran

diameter partikel lebih besar dari ukuran media filter: Saringan pasir cepat (rapid sand filtration) : laju aliran =120

Saringan pasir cepat (rapid sand filtration) : laju aliran= 120

m3/m2/jam Saringan pasir lambat (slow sand filtration) : laju aliran

= 5

m3/m2/jam


38/41

Pengolahan air

Saringan pasir cepat:

Single media : pasir

Multi media : antrasitpasirgarnet

Saringan pasir lambat:

Saringan pasir lambat:

Sedimentasi

Filtrasi

Biologi proses

Desinfeksi: penghilangan mikroorganisme patogen:klorinasi,

ozonisasi, sinar ultra violet, pemanasan, dll


39/41

Pengolahan airPenurunan kesadahan (airtanah):

Penambahan kapur atau kapur soda

Pertukaran ion: Ca++ + Na2R CaR + 2Na+

Penurunan Fe dan Mn:Oksidasi dan pengaturan pH

Oksidasi dan pengaturan pHPenyisihan materi terlarut (Total Dissolved Solid): Membran

Penyisihan bau, rasa dan warna:

Adsorpsi: karbon aktif


40/41

Membran

Membran

Menyisihkan partikel-partikel koloidal dan ion-ion terlarut

Selektivitas pemisahan berdasarkan ukuran pori :

Mikrofiltrasi : 0,0210 mm

Ultrafiltrasi : 0,010,02 mm

Membran dense : 0,00010,001 mm

Reverse osmosis : 0,0001 mm


41/41

Jaringan distribusi

Jaringan distribusiAiryang telah diolah siap untuk didistribusikan kepada para

pemakai. Sarana yang digunakan biasanya menggunakan

perpipaan, dikenal sebagai jaringan distribusi airminum

Selama perjalanannya dari reservoir penampung air, sampai ke

pelangggan, kualitas airharus tetap terjaga. Biasanya dilakukanpengecekan sisa khlor di titik dalam jaringan, agar dijamin

tidak ada bakteri patogen yang masuk selama perjalanannya.

Airyang dialirkan oleh jaringan distribusi ini harus dijamin

kuantitasnya, tidak boleh terlalu banyak hilang akibat kebocoran.

Kebocoran airyang ideal tidak lebih dari 15%.

Documents

utilitas Pabrik.ppt