OPERASI TEKNIK KIMIA (KLS XI KIMIA INDUSTRI)

Operasi Teknik Kimia

Transportasi Zat Padat, Cair dan Gas


Transportasi merupakan proses yang paling sering berlangsung dalam industri kimia.
Berbagai tahap proses teknik kimia seringkali dihubungkan satu sama lain melalui instalasi pengangkut.

Untuk pengangkutan yang tidak kontinu digunakan :

 Bejana

 Karung/kantong

 Container

 Silo


Untuk pengangkutan yang kontinu digunakan :


 Pengangkutan dengan gaya berat


 Pengangkutan getar ( vibrating conveyor )


 Pengangkutan spiral ( screw conveyor)


 Pengangkutan Rantai ( chain conveyor)


 Pengangkutan Keranjang ( bucket conveyor, elevator )


 Pengangkutan Sabuk (belt conveyor )


 Pengangkutan Pelat ( plate conveyor )


 Pengangkutan Rol ( gravity roller conveyor )


 Pengangkutan Pneumatik ( pneumatik conveyor )




Karakteristik dan performance dari belt conveyor yaitu :


 Dapat beroperasi secara mendatar maupun miring dengan sudut maksimum sampai dengan 180 o.

 Sabuk disanggah oleh plat roller untuk membawa bahan.

 Kapasitas tinggi.

 Serba guna.

 Dapat beroperasi secara kontinu.

 Kapasitas dapat diatur.

 Kecepatannya sampai dengan 600 ft/m.

 Dapat naik turun.

 Perawatan mudah.


Kelemahan -kelemahan dari belt conveyor:

 Jaraknya telah tertentu.

 Biaya relatif mahal.

 Sudut inklinasi terbatas.



Penyimpanan Bahan


Penyimpanan bahan dalam proses Industri dapat dijumpai pada :

- Pada awal proses : menyimpan bahan baku

- Pada tengah-tengah proses : menyimpan bahan setengah jadi

- Pada akhir proses : menyimpan bahan jadi/produk



Jumlah bahan yang disimpan tergantung dari:


- alat-alat pabrik secara keseluruhan

- metoda operasi : batch, semi-batch, continuous

- frekuensi, lamanya waktu yang diperlukan untuk proses dari masing-masing unit secara individu yang ada di pabrik

- mudah sukarnya bahan tersebut didapat, jalur distribusi bahan dan produk



Penyimpanan Zat Padat


 Penyimpanan dalam jumlah besar dilakukan dengan 3 metode :


- Ditimbun dengan sistem outdoor

- Ditimbun dengan sistem indoor

- Disimpan dalam bin/bunker dan silo



1. Sistem Outdoor

Bahan yang disimpan adalah bahan yang tidak dipengaruhi oleh udara, hujan, panas dll, misalnya : batu, kayu, dsb

Terdapat berbagai metode antara lain:

- penyimpanan dibawah “travelling bridge”

- penimbunan dikanan kiri jalan

- overhead sistem

- drag scrapper sistem


Pemilihan metode penyimpanan ini didasarkan pada:

- sifat bahan yang disimpan

- jumlah bahan yang disimpan

- cara handling bahan


Overhead Sistem

Sistem ini digunakan untuk penyimpanan jika transportasi jarak jauh. Hal ini dilakukan dengan monorial car, cable way car dan
sebagainya, yang dilengkapi dengan bucket.


2. Sistem Indoor

Penyimpanan dengan sistem ini dapat dilakukan dengan 2 cara:

(a) penyimpanan indoor dalam bentuk timbunan:

- untuk menyimpan bahan yang harus dipertahankan tetap kering

- bahan yang memerlukan perlindungan terhadap atmosfer pada musim tertentu, misal bahan keramik, mineral, hasil pertanian
dll



alat yang digunakan untuk sistem ini, yaitu:


 monorail crane baik untuk storing maupun delivering

 conveyor system, misal belt conveyor bersama dengan bucket elevator

 conveyor system (belt) yang dilengkapi dengan tripper


(b) penyimpanan indoor dalam bentuk bunker/bin dan silo

 BIN/ BUNKER :

- banyak dipakai dan sangat menguntungkan bila feeding berlangsung secara gravity

- Bahan yang disimpan bersifat free flowing

- Pengumpanan bahan melalui bagian atas bin yang terbuka menggunakan monorail crane yang dilengkapi dengan tripper

- Pengeluaran bahan berlangsung secara gravity untuk bahan yang bersifat free flowing sedangkan untuk bahan yang

cenderung menyumbat dipakai mechanical agitator



 SILO:

- Alat ini prinsipnya sama dengan BIN hanya ukurannya lebih besar (+_40 m)

- Cocok untuk menyimpan bahan seperti lime, semen, dll

- Penumpanan bahan melalui bagian atas dan karena ketinggiannya digunkaan pengumpan berupa elevator, bucket atau

sistem pneumatics.




Sistem Indoor

Pengeluaran bahan digunakan dengan sistem conveyor, belt conveyor, maupun screw conveyor.




Transportasi Fluida (Cair dan Gas)

Fluida adalah zat yang tidak dapat menahan perubahan bentuk (distorsi) secara permanen.
Bila kita mencoba mengubah bentuk suatu massa fluida, maka di dalam fluida tersebut akan
terbentuk lapisan-lapisan di mana lapisan yang satu akan mengalir di atas lapisan yang lain,
sehingga tercapai bentuk baru. Selama perubahan bentuk tersebut, terdapat tegangan geser (shear stress),
yang besarnya bergantung pada viskositas fluida dan laju alir fluida relatif terhadap arah tertentu.

Bila fluida telah mendapatkan bentuk akhirnya, semua tegangan geser tersebut akan hilang sehingga
fluida berada dalam keadaan kesetimbangan. Pada temperatur dan tekanan tertentu, setiap fluida mempunyai
densitas tertentu. Jika densitas hanya sedikit terpengaruh oleh perubahan yang suhu dan tekanan yang relatif besar,
fluida tersebut bersifat incompressible. Tetapi jika densitasnya peka terhadap perubahan variabel temperatur dan tekanan,
fluida tersebut digolongkan compresible . Zat cair biasanya dianggap zat yang incompresible, sedangkan gas umumnya dikenal sebagai zat yang compresible.


Pipa dan Tabung


Fluida dapat dialirkan dalam pipa atau tabung yang berpenampang bundar dan dijual dipasaran
dengan berbagai ukuran, tebal dinding, dan bahan konstruksi. Pada umumnya pipa berdinding tebal,
berdiameter relatif besar, dan tersedia dalam panjang antara 20-40 ft.
Sedangkan tabung berdinding tipis dan biasa tersedia dalam bentuk gulungan yang panjangnya
sampai beberapa ratus kaki. Ujung pipa logam biasanya berulir. Dinding pipa umumnya kesat,
sedangkan dinding tabung licin. Potongan-potongan pipa disambung dengan menggunakan ulir (screw),
flens (flange), atau las (weld), sedangkan tabung disambung dengan sambungan kompresi (compression fitting), flare fitting, atau sambungan solder (soldered fitting). Tabung biasanya dibuat dengan teknik ekstrusi atau cold drawn, sedangkan pipa logam biasanya dibuat dengan teknik las, cor (casting), dan piercing.


Valve


Sistem instalasi pipa biasanya terdiri dari banyak sekali valve dengan ukuran dan bentuk yang beragam. Beberapa jenis valve sangat cocok untuk membuka dan menutup penuh aliran, ada valve yang cocok untuk mengurangi tekanan dan laju aliran fluida,
ada pula valve yang berfungsi mengatur agar aliran fluida terjadi pada satu arah saja.
Dua jenis valve yang paling dikenal adalah gate valve dan globe valve.

Pada gate valve, bukaan tempat aliran fluida hampir sama besar dengan pipa ehingga aliran fluida tidak berubah. Akibatnya, gate valve yang terbuka penuh hanya menyebabkan penurunan tekanan sedikit. Dalam gate valve terdapat piringan tipis yang berada pada dudukan yang tipis pula. Bila gate valve dibuka, piring naik ke selongsong atas, sehingga seluruhnya berada di luar lintasan fluida. Valve ini tidak cocok digunakan sebagai pengendali aliran, dan biasanya dipakai dalam keadaan terbuka atau tertutup penuh. Sebaliknya, globe valve banyak digunakan sebagai pengendali aliran. Bukaannya bertambah secara hampir linear menurut posisi batang valve, sehingga keausan di sekeliling piringan terdistribusi secara seragam. Fluida mengalir melalui bukaan yang terbatas dan berubah arah beberapa kali. Akibatnya, penurunan tekanan pada globe valve cukup besar.


Pompa

Pemindahan fluida melalui pipa, peralatan, atau udara terbuka dilakukan dengan pompa, kipas,
blower, dan kompresor. Alat-alat tersebut berfungsi meningkatkan energi mekanik fluida. Tambahan energi itu lalu digunakan untuk meningkatkan kecepatan, tekanan, atau elevasi fluida. Metoda yang umum untuk penambahan energi tersebut adalah dengan positive displacement dan aksi sentrifugal yang diberikan dengan gaya dari luar.

Kedua metoda tersebut menyebabkan ada 2 jenis utama peralatan pemindah fluida, yaitu menggunakan tekanan langsung pada fluida dan menggunakan momen puntir untuk membangkitkan rotasi Pompa digunakan untuk mengalirkan fluida (umumnya cair) dari satu unit operasi ke unit operasi yang lain. Fluida mengalir akibat terjadinya perpindahan energi. Driving force yang umum digunakan untuk mengalirkan fluida adalah gravitasi, displacement , gaya sentrifugal, gaya elektromagnetik, perpindahan momentum, impuls mekanik, atau kombinasinya. Saat ini, yang paling umum diaplikasikan adalah gaya sentrifugal dan gravitasi.


Ada 2 kelompok utama pompa:


1. Positive Displacement Pump, pada pompa jenis ini, volume tertentu zat cair terperangkap di dalam satu ruang yang berganti-ganti diisi melalui pemasuk dan dikosongkan pada tekanan yang lebih tinggi melalui pembuang. Ada 2 jenis positive displacement pump. Pada reciprocating pump ruang tersebut adalah silinder stasioner yang berisi piston atau plunger. Pada pompa putar ruangnya bergerak dari pemasuk sampai pembuang dan masuk lagi ke inlet. . Contoh reciprocating pump antara lain pompa piston, pompa plunger, dan pompa diafragma. Sedangkan jenis-jenis pompa
putar antara lain gear pump, lobe pump, screw pump, cam pump, dan vane pump.


2. Pompa Sentrifugal, pada jenis pompa ini energi mekanik zat cair ditingkatkan dengan aksi sentrifugal. Pompa ini paling banyak digunakan dipabrik.