Post on 06-Feb-2018
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 %
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
5/41
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
6/41
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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.
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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.
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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.
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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.
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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.
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
13/41
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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.
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
24/41
Parameter Biologi Air
Patogen
Bakteri > kolera (bakteri Vibrio comma), tifus
(bakteri Salmonella thyposa),
Virus > diare, meningitis, hepatitis
Protozoa (hewan tingkat terendah)
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
25/41
Proses Alamiah Air
Proses Alamiah Air
Sedimentasi/pengendapan
Filtrasi Transfer gas
Solubilitas/kelarutan
Kecepatan transfer Transfer panas
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
26/41
Proses kimia > konversi kimia
Proses biokimia > proses metabolik
Mikroorganisma di air
Bakteri
Protozoa
Protozoa
Alga
Lainnya (rotifers, crustacea)
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
31/41
Non koloid:
Filtrasi langsung (direct filtration)
Pengendapan langsung (directsedimentation)
Kombinasi filtrasi dan sedimentasi
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
32/41
Unit-unit Pengolahan
Conditioning:
Pengaturan pH
Penambahan kekeruhan
Pra-sedimentasi: pengendapan partikel
diskrit, misal: pasir
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
34/41
Flokulasi:
Pembentukan dan pembesaran flok
Dilakukan pengadukan lambat (slow
mixing): Pneumatis,Mekanis,Hidrolis,Waktu operasi: 1530 menit
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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
7/21/2019 utilitas Pabrik.ppt
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%.