Jelaskan definisi sistem utilitas dalam industi proses yang anda ketahui.Jelaskan sistem pengolahan air dengan menggunakan proses secara fisika dan kimia. Jelaskan konsep pengolahan air umpan boiler dalam industri.

ALEX PEPSEGA INDRA PUTRA

 1. Jelaskan definisi sistem utilitas dalam industi proses yang anda ketahui.

2. Jelaskan sistem pengolahan air dengan menggunakan proses secara fisika dan kimia.

3. Jelaskan konsep pengolahan air umpan boiler dalam industri.

4. Bagaimana cara pengolahan air sungai menjadi air industri. Jelaskan

Jawab
1. Menurut penjelasan pada materi diktat maupun pengalaman saya di industri. Sistem utilitas merupakan sistem pendukung proses yang merupakan bagian penting dalam menunjang berlangsungnya suatu proses dalam suatu pabrik. Sistem tersebut juga dibagi beberapa unit antara lain : unit penyediaan air (air proses, air pendingin, air sanitasi, air umpan boiler dan air untuk perkantoran dan perumahan), steam, listrik dan pengadaan bahan bakar. Serta itu pernah dijelaskan pada pembukaan pertama pertemuan di gc dimana utilitas terdiri dari air (water) , pengolahan limbah (Waste water treatment), POWER PLANT and STEAM GENERATION.

2. Pada dasarnya pengelohan fisika tanpa ada campur bahan kimia. Proses pengolahan air secara fisika bisa menggunakann cara sedimentasi, filterisasi, screening dan beberapa cara lainnya. Tapi ada juga yang menggabungkan kedua proses tersebut yaitu fisika dan kimia. Yang pertama alex akan menjelaskan tujuan masing-masing dulu baik secara fisika maupun kimia Tujuan pengolahan air secara fisika antara lain : • Memisahkan padatan yang besar (Coarse Solid) • Memisahkan padatan yang tersuspensi dan terapung • Memisahkan lemak Tujuan pengolahan secara kimia antara lain : • Pengendapan zat-zat terlarut dengan memakai koagulan. Koagulan merupakan za-zat kimia yang mampu menetralisir muatan partikel koloid yang memiliki untuk mengikat partikl-partikel tersebut. Contohnya seperti Alum (Al2(SO4)3), Ferro Sulfat (Fe2SO4.7H2O), Ferric Sulfat (Fe(SO)4), Sodium Aluminate (NaAlO2), Amonia Alum, dan Chlorinasited Copperas. • Penghilangan zat-zat racun dan bibit penyakit • Menghilangkan bau dan rasa Pengolahan secara Fisika melalui tahapan pengolahannya antara lain : a. Penyaringan adalah cara yang efisien dan murah untuk menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar b. Flotasi Digunakan untuk menyisihkan bahan-bahan yang mengapung (minyak, lemak) agar tidak mengganggu proses pengolahan berikutnya c. Filtrasi Menyisihkan sebanyak mungkin partikel tersuspensi dari dalam air agar tidak mengganggu proses pengolahan berikutnya d. Adsorpsi Menyisihkan kemungkinan adanya senyawa aromatik (fenol) dan senyawa organik terlarut lainnya Pengolahan secara Kimia Tujuan : Menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap seperti koloid Tahapan pengolahannya berupa penambahan koagulan dan flokulan (bahan kimia)

3. Air umpan boiler Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler adalah : a. Zat-zat yang dapat menyebabkan korosi Korosi disebabkan air mengandung larutanlarutan asam, gas-gas terlarut seperti O2, CO2, H2S yang masuk kebadan air b. Zat yang dapat menyebabkan kerak (scale reforming) Pembentukan kerak disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu tinggi, yang biasanya berupa garam-garam karbonat dan silikat. c. Zat yang menyebabkan foaming dan Priming Foaming adalah terbentuknya gelembung atau busa dipermukaan air dan keluar bersama steam. Air yang diambil kembali dari proses pemanasan bisa menyebabkan foaming pada boiler karena adanya zat-zat organik dan anorganik dalam jumlah cukup besar. Efek pembusaan terjadi pada alkalinitas tinggi. Priming adalah adanya tetes air dalam steam (buih dan kabut) yang menurunkan efisiensi energi steam dan pada akhirnya menghasilkan deposit kristal garam. Priming dapat disebabkan oleh konstruksi boiler yang kurang baik, kecepatan alir yang berlebihan atau fluktuasi tiba-tiba dalam aliran. Selain itu harus memenuhi standard baku air umpan boiler yaitu : CEK DI BAHAN MUTU AIR PROSES
Diagaram diatas menjelaskan proses pengolahan air sungai menjadi air umpan boiler. Dimana air sungai masuk menuju bak pencampuran dimana disitu di campur berbagai macam alum,flokuan,NOH dan kaporit. Kemudian masuk ke klarifier untuk di jernihkan yang akan dibagi dua ada yang dilanjutkan ke bak lumpur yang menghasilkan air saja dan untuk ke decanter menghasilkan lumpur padat. Yang satunya melalui saringan pasir yang akan dimasukan ke bak air terfiltrasi akan ada yang menghasilkan air untuk sanitasi.pendingin dan service ada yang dilanjutkan ke unit demineralisasi yang terdiri filter karbon (bertujuan untuk menghilangkan Cl2,warna,bau,zat-zat organic),penukar kation (penghilangan Ca2+,Mg2+,Na+ ,K+ dsb),dekarbonator (penghilang CO2),dan penukar anion(penghilangan Cl- ,SiO3 - dsb). Selanjutnya di masukan ke dearator yang di dalamnya dimasukan zat pengikat O2. Kemudian dimasukan ke unit injeksi kimia terdapat zat anti kerak yang nantinya jadi air umpan boiler dan air proses

4. Proses pertama masuk dibagian Penjernihan (Clarification) Bahan baku air diambil dari badan air sungai. Air sungai dialirkan dari daerah terbuka ke water intake system yang terdiri dari screen dan pompa. Screen dipakai untuk memisahkan kotoran dan bendabenda asing pada aliran suction pompa. Air yang tersaring oleh screen masuk ke suction pompa dan dialirkan melalui pipa masuk ke unit pengolahan air. Air masuk ke dalam tangki sedimentasi untuk mengendapkan dan memisahkan lumpur yang mungkin terbawa, yang dapat menyebabkan gangguan fouling di dalam proses penyediaan air bebas mineral. Partikel yang besar dihilangkan dengan penyaringan, tetapi koloidal yang ada dilepas melalui proses klarifikasi dalam penetralan dan penggumpalan (coagulation) dan sebelum dikeluarkan dilakukan injeksi larutan alum, kaustik, dan klorin. Jumlah aliran bahan kimia yang masuk dikontrol secara otomatis sebanding dengan jumlah air yang masuk. Jumlah injeksi bahan kimia tergantung dari mutu air sungai dan keadaan operasi di lapangan. Semua air alam mengandung bermacam-macam jenis dan jumlah pengotor. Kotoran ini dapat digolongkan sebagai : a. Padatan yang terlarut Zat-zat padat yang terlarut terdiri dari bermacam-macam komposisi mineral-mineral seperti kalsium karbonat, magnesium karbonat, kalsium sulfat, magnesium sulfat, silika, sodium klorida, sodium sulfat dan sejumlah kecil besi, mangan, florida, aluminium, dan lain-lain. b. Gas-gas yang terlarut Gas-gas yang terlarut biasanya adalah komponen dari udara walaupun biasanya jarang, seperti hidrogen sulfida, metana, oksigen dan CO2. c. Zat yang tersuspensi Dapat berupa kekeruhan (turbidity) yang terjadi dari bahan organik, mikro organik, tanah liat dan endapan lumpur, warna yang disebabkan oleh pembusukan tumbuh-tumbuhan, dan lapisan endapan mineral seperti minyak. Pada proses penjernihan air, telah disebutkan menggunakan koagulan agar dapat meningkatkan proses penggumpalan partikel- partikel tersuspesi, disamping itu pula, digunakan bahan kimiayang berfungsi untuk membunuh bakteri, jamur, dan mikroorganisme, dan bahankimia yang berfungsi sebagai pengatur pH sehingga dapat memepermudah pembentukan flok. a. Larutan Alum (Alumunium Sulfat) Berupa tepung berwarna putih, dapat larut dalam air, stabil dalam udara, tidak mudah terbakar, tidak dapat larut dalam alkohol dan dapat dengan cepat membentuk gumpalan. Alum berfungsi sebagai bahan penggumpal (floculant) untuk menjernihkan air. Pembentukan flok terbaik pada PH 6,5 – 7,5. Jumlah alum yang diinjeksikan sebanyak 0,06% dari air umpan dengan konsentrasi 26% volum.Reaksi yang terjadi : Al2(SO4)3 + 3 Ca(HCO3)2 → 2 Al(OH)3 + 3 CaSO4 + 6 CO2 Al2(SO4)3 + 3 Na2CO3 +3 H2O → 2 Al(OH)3 +3 Na2SO4 + 3 CO2 Al2(SO4)3 + 6H2O 2Al3+ + 6OH- + 3H2SO4 b. Soda Kaustik (NaOH) Diinjeksikan untuk mengatur pH atau memberikan kondisi basa pada air sungai sehingga mempermudah pembentukan flok oleh alum karena air sungai cenderung bersifat asam. Jumlah soda abu yang diinjeksikan sebanyak 0,05% dari air umpan dengan konsentrasi 48 % volumc. Klorin/Kaporit Berfungsi untuk membunuh bakteri, jamur, dan mikroorganisme. Jumlah kaporit yang diijeksikan sebanyak 1,2 % dari umpan. Air sungai yang telah ditreatment pada unit pengendapan, penggumpalan, selajutnya diolah pada unit filtrasi yaitu pada Sand Filter. Selanjutnya penyaringan(Filtration) Air yang dipersiapkan sebagai bahan baku untuk proses pertukaran ion (ion exchanger) harus disaring untuk mencegah fouling di penukar ion yang disebabkan oleh kotoran yang terbawa. Sejumlah kotoran yang terbawa dikoagulasikan pada proses penjernihan. Bahan akan dihilangkan termasuk bahan organik, warna dan bakteri. Air yang telah mengalami proses penjernihan, turbiditasnya menjadi 5 ppm atau lebih rendah. Selama operasi dari filter, kotoran yang masih terbawa pada air setelah mengalami proses penjernihan akan terlepas oleh filter dan terkumpul pada permukaan bed. Penyaringan ini menggunakan media pasir atau sand filter berbentuk silinder vertikal yang terdiri dariantrasit,fine sand, coarse sand,dan activated carbon.Activated carbon digunakanuntuk menghilangkan klorin, bau dan warna. Bila sand filter ini telah jenuh maka perlu dilakukan regenerasi, dengan cara cuci aliran balik (backwash) dengan aliran yang lebih tinggi dari aliran filtrasi, hal ini dilakukan untuk melepaskan kotoran (suspended matters) dari permukaan filter dan untuk memperluas bidang penyaringan. Setelah di-backwash dan filter dioperasikan kembali, air hasil saringan untuk beberapa menit pertama dikirim ke pembuangan, hal ini dilakukan untuk membersihkan sistem dari benda-benda padat yang masih terbawa dan setelah itu dibuang. Backwash filter secara otomatis terjadi bila hilang tekan tinggi (high pressure drop) tercapai atau waktu operasi (duration time) tercapai. Larutan kaustik diinjeksikan melalui pipa (line header outlet) dari sand filter untuk mengatur pH dari produk air filter yang masuk ke tangki penyimpanan air filter . Untuk mencegah tumbuhnya mikroorganisme yang ada dalam air filter dilakukan injeksi klorin. Dari tangki air filter, air didistribusikan ke menara pendingin, keperluan air umum, dan unit demineralisasi.
Tahap ketiga Demineralisasi berfungsi mengambil semua ion yang terkandung di dalam air. Air yang telah mengalami proses ini disebut air demin (Deionized Water). Sistem demineralisasidisiapkan untuk mengolah air filter dengan penukar ion (Ion Exchanger) untuk menghilangkan padatan yang terlarut dalam air dan menghasilkan air demin sebagai air umpan boileruntuk membangkitkan steam dengan tekanan 198,54 kPa dan temperatur 120oC. Unit penyediaan air bebas mineral terdiri dari penukar kation (Cation Exchanger) dan penukar anion (Anion Exchanger).Pada penukar kation diisi dengan penukar ion asam lemah berupa metilen akrilat. Resin ini dirancang untuk menghilangkan/mengikat ion-ion logam dari air atau ion-ion positif seperti K+ , Ca2+, Mg2+, Fe2+, Mn+ dan Al3+,dengan reaksi sebagai berikut : R-H + NaCl(aq)  R-Na(s) + HCl(aq) Resin akan melepaskan ion H+ sehingga air yang dihasilkan akan bersifat asam dengan pH 3,2-3,3. Apabila pH air yang keluar melebihi batas yang dibolehkan, berarti resin yang ada telah jenuh dan perlu diregenerasi. Hal tersebut dilakukan dengan melarutkan asam sulfat sehingga ion H+ dari asam sulfat akan menggantikan ion logam dalam resin dan selanjutnya resin dapat digunakan. Penyerapan ion positif mutlak dilakukan agar tidak membentuk kerak. Penukar anion berisi penukar ion basa lemah berupa resin amino polistirena, NH(CH)2OH). Resin ini dirancang untuk menghilangkan ion asam dari air atau ion-ion negatif seperti karbonat, bikarbonat, sulfat, sulfit, nitrat, nitrit, silika, dan lain,dengan reaksi sebagai berikut : Z-OH + HCl(aq)  Z-Cl(s) + H+ + OH Penukar kation-anion berisi campuran resin kation dan anion untuk pengolahan akhir air. Semua penukar ion dioperasikan dengan aliran air yang kontinyu.Resin yang diisikan ke penukar ion diregenerasi bila kemampuannya menukar ion telah habis dan sebagai batasannya adalah total galon dan konduktivitas air (high SiO2, high conductivity). Regenerasi terdiri dari tiga langkah yaitu cuci balik (backwash), regenerasi awal dengan bahan kimia, dan pencucian (rinse). Bahan kimia yang dipakai untuk regenerasi dari penukar ion dan netralisasi air bekas regenerasi adalah : 1. Asam sulfat (H2SO4 2. Soda kaustik (NaOH) Reaksi yang terjadi pada saat regenerasi adalah : • Pada penukar kation 2 Na-R(s) + H2SO4 (aq)  2 R-H(s) + Na2SO4 (aq) • Pada penukar anion Z-Cl(s) +NaOH(aq)  Z-OH(s) + NaCl(aq) Buangan bahan kimia dari Cation Exchanger dan Anion Exchanger mengalir ke bawah ke dalam kolam netralisasi melalui saluran pembuangan. Air bebas mineral yang telah diproduksi selanjutnya akan dialirkan ke tangki penampungan air demin Tahap ke Empat Deaerasi merupakan proses penghilangan gas-gas terlarut yang terdapat pada air keluaran Ion Excahanger, untuk air umpan boiler yang berasala dari Demin Water Tank, gas-gas terlarut harus dihilangkan terutama gas terlarut berupa O2. Penghilangan gas O2 tersebut dilakukan pada Deaearator, dengan ditambahkan bahan kimia hidrazin (N2H4) yang akan mengikat gas O2. Proses deaerasi dilakukan dalam deaerator dalam 2 tahap Mekanis : proses stripping dengan steam LS dapat menghilangkan Oksigen sampai 0,007 ppmKimia : reaksi dengan N2H4 (hydrazine) dapat menghilangkan sisa oksigen N2H4 + O2 N2 + H2O