MAKALAH OPERASI TEKNIK KIMIA I

PERALATAN PENYIMPANAN

FLUIDA DAN PADATAN

OLEH :

KELOMPOK 1

KELAS C

AHMAD ZAKI (1207121266)

ANDRI MULIA (0807132101)

FENNY LASMA H. S. (1207113627)

PETER (1207113617)

SUCI RAMADHANI (1207136484)

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU

PEKANBARU

2014

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa

karena atas berkat dan rahmat karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan makalah

yang berjudul “Peralatan Penyimpanan Fluida dan Padatan” tepat pada waktunya.

Tugas ini ditujukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Operasi Teknik Kimia.

Pada kesempatan ini tidak lupa penulis sampaikan terima kasih kepada ibu

Komalasari, ST., MT yang telah memberikan bimbingan dan arahan dalam

penulisan makalah ini.

Kami menyadari bahwa makalah ini masih banyak kekurangan dan

kelemahannya, baik dalam isi maupun sistematika penulisannya. Hal ini

disebabkan oleh keterbatasan pengetahuan dan wawasan kami. Oleh sebab itu,

kami sangan mengharapkan kritik dan saran yang dapat menyempurnakan

makalah ini.

Akhirnya, kami mengharapkan semoga makalah ini dapat memberikan

manfaat, khususnya bagi kami dan umumnya bagi pembaca.

Pekanbaru, 22 Februari 2014

Penyusun

i

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

KATA PENGANTAR .........................................................................................i

DAFTAR ISI ......................................................................................................ii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ..............................................................................................1

1.2 Tujuan Kerja Praktek ....................................................................................1

BAB II ISI

2.1 Penggolongan Tangki Berdasarkan Tekanan ...............................................2

2.2 Penggolongan Tangki Berdasarkan Geometri ..............................................8

2.3 Penggolongan Tangki Berdasarkan Bentuk ...............................................17

2.4 Penggolongan Tangki Berdasarkan Fungsi ................................................18

BAB III KESIMPULAN

3.1 Kesimpulan .................................................................................................27

3.2 Saran ...........................................................................................................27

DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................28

ii

iii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Teknik Kimia adalah suatu cabang ilmu teknik yang mempelajari

pemrosesan bahan mentah menjadi suatu produk yang berguna dan bernilai jual

tinggi dengan menggunakan biaya yang seminimal mungkin. Pada dasarnya, ilmu

Teknik Kimia merupakan aplikasi dari ilmu kimia dengan memasukkan faktor-

faktor ekonomi dan sosial serta menggabungkan kaidah teknik. Ilmu Teknik

Kimia digunakan terutama untuk merancang proses-proses kimia, merancang

tempat penyimpanan material yang terdiri atas bermacam variasi konstruksi, sifat

fisika dan kimia material, kebutuhan operasi dll. Sebagai contohnya, digunakan

tangki sebagai tempat penyimpanan liquid dan gas. Oleh karena itu, kita sebagai

mahasiswa Teknik Kimia perlu mempelajari dan mengetahui kegunaan tangki

secara tepat sehingga kita dapat memilih tangki yang tepat sesuai dengan sifat-

sifat yang dimiliki oleh suatu material.

`1.2 Tujuan

Tujuan Penulisan Makalah yang berjudul “Tangki Penyimpanan Material”

yaitu untuk memberikan informasi mengenai tangki-tangki yang digunakan untuk

menyimpan suatu jenis material dan juga untuk memenuhi tugas yang diberikan

oleh pengampu mata kuliah Operasi Teknik Kimia yang dijadwalkan pada

semester 4.

1

BAB II

ISI

Tangki pada dasarnya dipakai sebagai tempat penyimpanan material baik

berupa benda padat, cair, maupun gas. Dalam mendesain tangki, seorang

perencana harus merencanakan pembuatan tangki dengan baik terutama untuk

menahan gaya gempa yang mungkin terjadi. Jika tangki tidak direncanakan

dengan baik, maka kerusakan pada tangki dapat mengakibatkan kerugian jiwa

maupun materi yang cukup besar.

Desain dan keamanan tangki penyimpanan telah menjadi kekhawatiran

besar. Seperti yang dilaporkan, kasus kebakaran dan ledakan tangki telah

meningkat selama bertahun-tahun dan kecelakaan ini mengakibatkan cedera

bahkan kematian. Tumpahan dan kebakaran tangki tidak hanya mengakibatkan

polusi lingkungan, tetapi juga dapat mengakibatkan kerugian finansial dan

dampak signifikan terhadap bisnis di masa depan karena reputasi industri,

Beberapa contoh kerusakan tangki adalah keretakan pada bendungan beton

berkapasitas lima juta galon di Westminister, California, pada tanggal 21

September 1998 yang mengakibatkan kerugian yang hampir mencapai 27 juta

dolar. Contoh yang lain adalah banyaknya tangki baja las tempat penyimpanan

minyak di Alaska yang mengalami kebocoran dikarenakan oleh gempa tahun

1964. Hal yang sama juga terjadi di Padang yang disebabkan oleh Gempa Padang

tanggal 30 September 2009 (Cendana, 2011).

Oleh karena itu, tangki harus direncanakan secara baik dengan mengacu

kepada standar pembuatan tangki yang sesuai guna menghindari kerugian akibat

kerusakan tangki itu sendiri (Cendana, 2011).

2.1 Penggolongan Tangki Berdasarkan Tekanan

Menurut Natanagara (2011), secara umum tangki penyimpanan dapat di

bagi menjadi dua bila diklasifikasikan berdasarkan tekanan internalnya yaitu :

2

1. Tanki Atmosferik (Atmospheric Tank)

Terdapat beberapa jenis dari tangki timbun tekanan rendah (tangki

atmosferik) ini yaitu :

a. Fixed Cone Roof Tank

Tangki jenis ini digunakan untuk menimbun atau menyimpan berbagai

jenis fluida dengan tekanan uap rendah atau amat rendah (mendekati atmosferik)

atau dengan kata lain fluida yang tidak mudah menguap namun pada literatur

lainnya menyatakan bahwa fixed roof (cone atau dome) dapat digunakan untuk

menyimpan semua jenis produk (crude oil, gasoline, benzene, fuel dan lain – lain

termasuk produk atau bahan baku yang bersifat korosif , mudah terbakar,

ekonomis bila digunakan hingga volume 2000 m3, diameter dapat mencapai 300 ft

( 91.4 m ) dan tinggi 64 ft ( 19.5 m ).

Gambar 2.1 Fixed Cone Roof Tank

b. Tanki Tutup Cembung Tetap ( Fixed Dome Roof Tank )

Tutup tangki jenis ini berbentuk cembung, ekonomis bila digunakan

dengan volume > 2000 m3 dan bahkan cukup ekonomis hingga volume 7000 m3.

Kegunaan tangki ini sama dengan Fixed Cone Roof Tank.

Gambar 2.2 Fixed Dome Roof Tank

3

Baik Fixed Cone Roof Tank maupun Fixed Dome Roof Tank dapat

memiliki internal floating roof, biasanya dengan penggunaan floating roof

ditujukan untuk penyimpanan bahan – bahan yang mudah terbakar atau mudah

menguap , kelebihan dari penggunaan internal floating roof ini adalah :

1. Level atau tingkat penguapan dari produk bisa dikurangi

2. Dapat mengurangi resiko kebakaran

c. Umbrella Tank

Kegunaan tangki ini sama dengan fixed cone roof tank bedanya adalah

bentuk tutupnya yang melengkung dengan titik pusat meredian di puncak tangki.

Gambar 2.3 Umbrella Tank

d. Tangki Horizontal (Horizontal Tank)

Tanki ini dapat menyimpan bahan kimia yang memiliki tingkat penguapan

rendah (low volatility), air minum dengan tekanan uap tidak melebihi 5 psi,

diameter dari tanki dapat mencapai 12 feet (3.6 m) dengan panjang mencapai 60

feet (18.3 m).

Gambar 2.4 Tangki Horizontal

4

e. Tank Type Plain Hemispheroid

Tangki jenis ini digunakan untuk menimbun fluida (minyak) dengan

tekanan uap sedikit dibawah 5 psi.

Gambar 2.5 Tank Type Plain Hemispheroid

f. Tank Type Noded Hemispheroid

Tangki ini digunakan untuk menyimpan fluida (light naptha pentane)

dengan tekanan uap tidak lebih dari 5 psi.

g. Tank Type Plain Spheroid

Merupakan tanki bertekanan rendah dengan kapasitas 20.000 barrel .

Gambar 2.6 Tank TypeHemispheroidal

5

h. Tanki Tipe Noded Spheroid

Gambar 2.7 Tank Type Noded Spheroid

2. Pressure Tank

Tangki jenis ini dapat menyimpan fluida dengan tekanan uap lebih dari

11,1 psi dan umumnya fluida yang disimpan adalah produk – produk minyak

bumi. Tangki jenis ini terdiri atas :

a. Tanki Peluru (Bullet Tank),

Tanki ini sebenarnya lebih dikenal sebagai pressure vessel berbentuk

horizontal dengan volume maksimum 2000 barrel biasanya digunakan untuk

menyimpan LPG, LNG , Propana, Butana , H2, amoniak dengan tekanan diatas 15

psig.

Gambar 2.8 Bullet Tank

6

b. Tangki Bola (Spherical Tank)

Tangki bertekanan yang digunakan untuk menyimpan gas–gas yang

dicairkan seperti LPG, O2, N2 dan lain–lain bahkan dapat menyimpan gas cair

tersebut hingga mencapai tekanan 75 psi, volume tangki dapat mencapai 50000

barrel , untuk penyimpanan LNG dengan suhu -190 (cryogenic) tangki dibuat

berdinding double dimana diantara kedua dinding tersebut diisi dengan isolasi

seperti polyurethane foam, tekanan penyimpanan diatas 15 psig.

Gambar 2.9 Spherical Tank

c. Dome Roof Tank

Fungsi tangki ini adalah untuk menyimpan bahan–bahan yang mudah

terbakar, meledak, dan mudah menguap seperti gasoline, bahan disimpan dengan

tekanan rendah 0.5 – 15 psig.

Gambar 2.10 Dome Roof Tank

Terdapat juga tangki penyimpanan khusus yang digunakan untuk

menyimpan liquid (H2, N2, O2, Ar, CO2) pada temperature yang sangat rendah

7

(cryogenic), dimana untuk jenis tangki ini diperlukan isolasi (seperti pada

spherical tank) dan harus dioperasikan pada tekanan rendah.

2.2 Penggolongan Tangki Berdasarkan Geometri

Menurut Jerry dkk (2009), tipe tangki yang paling banyak dijumpai dapat

diklasifikasikan berdasarkan bentuk geometri tangki yaitu terdiri atas :

1. Open and Closed Tanks

2. Flat-Bottomed Tank

3. Tangki Silindris dengan Atap dan Dasar Tertutup Rapat

4. Spherical Tank

Tangki pada setiap klasifikasi ini banyak digunakan sebagai tangki

penyimpanan dan tangki pemroses untuk fluida. Range dari setiap proses untuk

tangki dapat disesuaikan, dan tidak mudah untuk memenuhi semua kebutuhan

dalam berbagai aplikasi. Sangat mungkin untuk menunjukkan beberapa kegunaan

umum dari tipe/bentuk umum tangki.

Cairan yang tidak berbahaya dalam jumlah yang besar, seperti larutan

garam atau larutan yang encer, dapat disimpan dalam sebuah kolam jika hanya

dalam jumlah yang kecil, atau dalam bak terbuka yang terbuat dari besi, kayu,

atau tangki yang terbuat dari beton untuk jumlah yang besar. Jika fluidanya

bersifat toksik, mudah terbakar, atau kondisi penyimpanan dalam bentuk gas, atau

jika tekanannya lebih besar dari tekanan atmosferik, sistem tertutup sangat

diperlukan.

Untuk penyimpanan fluida pada tekanan atmosferik, biasanya digunakan

tangki silinder dengan dasar yang datar dan tutup yang berbentuk kerucut. Bentuk

lingkaran digunakan untuk tekanan tangki dimana volume yang dibutuhkan besar.

Untuk volume yang lebih kecil dengan tekanan, tangki silindris dengan tutup lebih

ekonomis.

1. Tangki Terbuka dan Tangki Tertutup

a. Tangki Terbuka (Open Tank)

Tangki terbuka biasanya digunakan sebagai surge tank diantara operasi,

sebagai vats untuk proses batch dimana material tercampur, sebagai setting tank,

dekanter, reaktor, reservoir dan lain-lain. Sebenarnya, tangki tipe ini lebih murah

8

daripada tangki tertutup dengan konstruksi dan kapasitas yang sama. Untuk

memutuskan menggunakan tangki terbuka ini atau tidak tergantung pada fluida

yang ditangani dan tergantung pada proses operasinya.

Untuk larutan tidak terlalu encer dengan jumlah besar dapat disimpan

dalam sebuah kolam. Sebenarnya kolam tidak dapat juga dikatakan sebagai

tangki. Untuk itu tempat penyimpanan sederhana dapat dibuat dengan material

yang murah, seperti lempung. Tidak semua tipe lempung dapat digunakan untuk

kolam penyimpanan; clay misalnya dengan sifat yang tak mudah tertembus oleh

air atau kedap air dapat digunakan.

Sebagai contoh penggunaan dari kolam yang terbuat dari lempung pada

proses dimana garam dikristalisasi dari air laut dengan evaporasi dengan bantuan

sinar matahari. Apabila fluida yang digunakan lebih mempunyai nilai tempat

penyimpanan yang lebih baik sangat diperlukan. Tangki sirkular besar yang

terbuat dari baja atau beton banyak digunakan untuk kolam pengendapan dengan

pengeruk yang berputar akan memisahkan endapan ke dasar tangki.

Tangki tipe ini, harus memiliki range diameter dari 100-200 ft dan dengan

kedalaman beberapa feet. Tangki terbuka yang lebih kecil biasanya digunakan

untuk bentuk sirkular dan terbuat dari baja ringan, pelat beton, dan kadang-kadang

dari kayu. Material lain dapat digunakan pada penggunaan terbatas dengan korosi

yang cukup tinggi atau masalah kontaminasi sering dijumpai. Bagaimanapun pada

umumnya proses di industri sebagian besar tangki yang digunakan terbuat dari

baja karena harga yang relatif murah dan fabrikasi yang mudah. Pada beberapa

kasus, beberapa tangki dilapisi dengan karet, kaca, atau plastik untuk

meningkatkan ketahanan terhadap korosi. Pada industri makanan umumnya tangki

digunakan untuk fermentasi, dimana potongan kayu digunakan pada pembuatan

wine dan sejenis minuman keras lainnya. Redwood atau Cyprus tank sering

digunakan untuk reservoir penampungan air. Kayu juga digunakan untuk

meletakkan baja untuk menangani larutan hidroklorat encer, laktat, asam asetat

dan larutan garam. Kayu juga merupakan kebutuhan mutlak karena harganya yang

murah pada proses penyamakan, pemasakan bir, dan industri fermentasi.

9

Pada industri makanan dan farmasi biasanya diperlukan untuk

menambahkan material pada tangki terbuka dalam proses persiapan campuran.

Tangki terbuka kecil atau ketel biasanya digunakan untuk keperluan-keperluan

tertentu. Baja yang dilapisi kaca, tembaga, monel, dan tangki yang terbuat dari

stainless-steel biasanya digunakan untuk ketahanan terhadap korosi dan mencegah

kontaminasi pada proses material.

Gambar 2.11 Tangki Terbuka

b. Tangki Tertutup (Closed Tank)

Fluida yang mudah terbakar, fluida yang bersifat toksik, dan gas harus

disimpan pada tangki tertutup. Bahan kimia berbahaya, seperti asam dan kaustik

akan mengurangi resiko yang dapat ditimbulkan jika disimpan pada tangki

tertutup. Minyak yang mudah terbakar dan produk lain yang sejenis

mengharuskan untuk menggunakan tangki dan tangki tertutup pada industri

perminyakan dan petrokimia.

Penggunaan tangki secara luas pada bidang ini telah menghasilkan usaha

yang sangat penting bagi American Petroleum Institute untuk menstandarisasi

perancangan untuk kebutuhan keamanan dan ekonomi. Tangki digunakan untuk

menyimpan crude oil dan produk dari industri perminyakan umumnya dirancang

dan dibuat sesuai dengan standar API 12C, spesifikasi API untuk tangki

penyimpanan minyak mentah. Ini merupakan referensi standar yang digunakan

untuk perancangan tangki pada industri perminyakan, tapi juga berguna sebagai

referensi untuk aplikasi lain.

10

Gambar 2.12 Tangki Tertutup

2. Tangki dengan dasar datar (Flat Bottomed Tank)

Perancangan tangki yang paling ekonomis yang beroperasi pada tekanan

atmosferik adalah tangki silindris yang diposisikan tegak dengan dasar yang datar

dan tutup berbentuk kerucut. Pada kasus yang menggunakan umpan yang

dipengaruhi oleh gravitasi, tangkinya diletakkan pada ketinggian tertentu dari atas

tanah, dan dengan dasar yang datar yang dilengkapi dengan kolom-kolom dan

penampang kayu bersilang dengan tiang penyangga dari baja. Silindris, dasar

yang datar, tutup berbentuk kerucut dan dilengkapi dengan saluran udara atau

lubang angin yang menyebabkan fluida terekspansi dan terkontraksi sebagai

akibat dari temperature dan volume yang fluktuatif.

Tangki dengan diameter yang lebih besar dari 24 ft dapat dilengkapi

dengan tutup yang tersendiri; tangki dengan diameter yang lebih besar, lebih dari

48 ft, biasanya membutuhkan sekurang-kurangya 1 kolom sentral sebagai support.

Tangki dengan diameter yang lebih besar biasanya dirancang dengan kolom yang

banyak atau dengan pelampung, atau atap yang berjembatan yang akan naik atau

turun sesuai dengan ketinggian fluida didalam tangki.

Jika atap yang berbentuk kubah digunakan, tekanan 2,5 sampai 15 lb per

meter persegi dapat digunakan. Tangki ini biasanya diameternya tidak terlalu

besar namun lebih tinggi untuk memberikan kapasitas yang lebih besar dari tangki

dengan atap yang berbentuk kerucut.

11

Gambar 2.13 Tangki Dasar Datar

3. Tangki Silindris dengan Atap dan Dasar yang Tertutup Rapat

Tangki silindris yang tertutup rapat pada dasar dan atapnya digunakan jika

tekanan uap dari fluida yang disimpan memerlukan perancangan yang lebi kuat

lagi. Ada kode-kode yang dikembangkan oleh American Petroleum Institute dan

American Society of Mechanical Engineer untuk menetukan perancangan tangki.

Tangki tipe ini biasanya memiliki diameter 12 ft. Field-erected tangki memiliki

diameter melebihi 35 ft dan panjangnya 200 ft. Jika harus menyimpan fluida

dengan jumlah besar, tangki yang berbentuk seperti baterai digunakan. Bentuk

atap yang tertutup rapat yang bermacam-macam digunakan sebagai atap pada

tangki yang berbentuk silinder. Atap yang tertutup rapat ada yang berbentuk hemi-

spherical, elips, torispheris, bentuk standar, bentuk kerucut, dan bentuk

toriconical.

Untuk beberapa keperluan tertentu lempengan tipis digunakan untuk

menutup bagian atas tangki. Namun jarang digunakan untuk tangki yang besar.

Untuk tekanan kode tidak diberikan oleh ASME, tangki biasanya dilengkapi

dengan penutup yang standar., sesungguhnya tangki yang membutuhkan kode

konstruksi dilengkapi oleh ASME-dished atau elliptical dished. Biasanya yang

sering digunakan sebagai atap untuk pressure tangki berbentuk elips. Sebagian

besar alat proses pada industri kimia dan petrokimia seperti destilator, desorber,

absorber, scrubber, heat exchanger, pressure-surge tank, dan separator biasanya

menggunakan tangki berbentuk silindris dengan kedua ujung yang tertutup rapat

yang satu dengan yang lainnya.

12

Gambar 2.14 Tangki Silinder yang Tertutup Rapat

4. Tangki Spherical

Tempat penyimpanan untuk volume yang besar dengan tekanan yang

sedang biasanya dibuat dalam bentuk lingkaran atau berbentuk lingkungan.

Kapasitas dan tekanan yang digunakan dalam tangki tipe ini bervariasi. Range

kapasitas berkisar antara 1000-25000 bbl, dan range tekanan berkisar 10 psig

untuk tangki yang lebih besar dan 200 psig untuk tangki yang lebih yang kecil.

Saat gas disimpan di bawah tekanan, volume penyimpanan yang dibutuhkan

berbanding terbalik dengan tekanan penyimpanan. Pada umumnya, saat sejumlah

gas disimpan dalam tangki yang berbentuk spherical akan lebih ekonomis jika

menggunakan volume dengan jumlah besar, operasi penyimpanan dengan tekanan

rendah.

Pada penyimpanan dengan tekanan tinggi volume gas menjadi berkurang,

karena itulah tangki spherical menjadi lebih ekonomis. Jika kelonggaran diberikan

pada biaya kompresi dan pendinginan gas, beberapanya akan hilang. Ketika

menangani gas dengan jumlah kecil, lebih menguntungkan jika menggunakan

tangki penyimpanan yang berbentuk silindris karena biaya pembuatan menjadi

factor yang berpengaruh dan tangki silindris yang kecil lebih ekonomis dari tangki

spherical yang kecil. Walaupun tangki spherical memiliki aplikasi proses yang

terbatas, mayoritas tekanan disebabkan oleh dinding silindris. Penutup dapat

13

dibuat flat atau datar jika dinding penopangnya sesuai, tetapi lebih banyak

dijumpai yang berbentuk kerucut.

Gambar 2.15 Spherical Tank

Penutup bejana dapat terbagi atas 6 jenis bila penggunaannya dibagi

berdasarkan tekan operasi bejana yaitu :

a. Bejana ½ Bola (Hemispherical Tank)

Suatu tutup bejana setengah bola adalah bentuk yang paling kuat, mampu

menahan tekan dua kali banyak dari bentuk tutup torispherical dilihat dari

ketebalan yang sama. Ongkos pembentukan suatu tutup bejana setengah bola,

bagaimanapun lebih tinggi dibandingkan dengan yang untuk suatu tutup

berbentuk torispherical. Tutup bejana yang setengah bola ini biasanya digunakan

pada tekan tinggi. Dari berbagai macam pengujian, didapat bahwa untuk tekanan

sama di bagian yang silindris dan tutup setengah bola dari suatu bejana, ketebalan

dari tutup yang diperlukan adalah separuh silinder tangkinya. Bagaimanapun,

ketika pembesaran dari dua bagian berbeda, tekan discontinuitas akan di-set ke

arah tutup dan sampingan silinder. Untuk tidak ada perbedaan di dalam

pembesaran antara kedua bagian (ketegangan diametral yang sama) dapat

ditunjukkan bahwa untuk baja (perbandingan Poisson D 0.3) perbandingan dari

ketebalan tutup bejana setengah bola ketebalan jumlah maksimumnya, secara

normal sama dengan 0.6.

14

Gambar 2.16 Bentuk Hemispheroid

b. Bejana Ellips Piring (Ellipsoidal)

Tutup bejana Ellipsoidal yang standar dihasilkan dengan suatu

perbandingan poros utama dan kecil sebesar 2:1. dari perbandingan ini, persamaan

berikut ini dapat digunakan untuk menghitung ketebalan minimum yang

diperlukan:

Gambar 2.17 Bentuk Ellipsoid

c. Bejana Torispherical

Suatu bentuk torispherical, yang mana sering digunakan sebagai penutup

akhir dari bejana silindris, dibentuk dari bagian dari suatu torus dan bagian dari

suatu lapisan. Bentuknya mendekati dari suatu bentuk lonjong tetapi adalah lebih

murah dan lebih mudah untuk membuatnya. Perbandingan radius sendi engsel dan

radius mahkota harus dibuat kurang dari 6/100 untuk menghindari tekuk. Tekan

akan menjadi lebih tinggi di bagian torus dibanding bagian yang berbentuk bola.

15

Tutup torispherical yang standar adalah penutup yang paling umum digunakan

sebagai penutup akhir untuk bejana yang beroperasi pada tekan 15 bar.

Dia dapat digunakan untuk tekanan yang lebih tinggi, tetapi di atas 10 bar.

Diatas 15 bar, suatu tutup ellipsoidal pada umumnya terbuktikan sebagai penutup

paling hemat untuk digunakan. Ada dua ujung batas tutup bejana torispherical:

bahwa antar bagian yang silindris dan tutupnya, adan itu adalah pada ujung dari

radius mahkota dan radius sendi engsel. Penekukan dan shear stress disebabkan

oleh pembesaran diferensial yang terjadi pada titik-titik ini harus diperhitungkan

di perancangan tutup bejana tersebut. Suatu pendekatan yang diambil adalah

menggunakan persamaan dasar untuk suatu bentuk setengah bola dan untuk

memperkenalkan konsentrasi tekan atau bentuk, faktor yang memungkinkan tekan

bias ditingkatkan dalam kaitan dengan discontinuitas. Faktor konsentrasi tekanan

adalah suatu fungsi dari radius sendi engsel dan radfius mahkota.

Gambar 2.18 Bentuk Tutup Torispherical

d. Bejana Piring Standar (Flanged Standart Dished & Flanged Shallow

Dished Heads)

Tutup jenis ini umunya digunakan untuk bejana horizontal yang

menyimpan cairan yang mudah menguap (volatile), seperti: nafta, bensin, alkohol

dan lain-lain. Sedangkan pada bejana silinder tegak biasanya digunakan sebagai

bejana proses yang beroperasi pada tekan rendah (vakum). Jika diinginkan

diameter tutup ≤ diameter shell maka digunakan flanged standart dished

sedangkan jika diinginkan diameter tutup ≥ diameter shell maka digunakan

flanged shallow dished head.

16

e. Bejana Konis

Tutup bejana konis biasanya digunakan sebagai penutup atas pada tangki

silinder tegak dengan alas flat bottom yang beroperasi pada tekan atmosferik.

Disamping itu juga digunakan sebagai tutup bawah pada alat-alat proses seperti:

evaporator, spray dryer, crystallizer, bin, hopper, separator tank dan lain-lain.

Besarnya sudut (α) yang dibentuk pada jenis konis pada tutup atas tangki silinder

tegak dengan alas flat bottom adalah < 450C (menurut Morris), tetapi menurut

Buthod & Megsey < 300C. sebaiknya menggunakan α < 300C, karena 300C < α <

600C adalah kemiringan sudut yang dibentuk tutp konis untuk tutup bawah bejana

(bin, hopper) yang mengalirkan cairan 300C < α < 450C dan 450C < α < 600C

untuk mengalirkan butiran padatan.

f. Bejana Datar (Flanged –Only Head)

Perancangan tutup bejana ini adalah yang paling ekonomis karena

merupakan gabungan antara flange dan flat plate. Aplikasi dari flanged-only dapat

digunakan sebagai tutup bejana penyimpan jenis silinder horizontal yang

beroperasi pada tekan atmosferik. Tipe bejana dengan jenis tutup ini dapat

digunakan unutk menyimpan fuel oil (minyak bahan bakar), kerosin, minyak solar

ataupun cairan yang mempunyai tekanan uap rendah, disamping itu dapat juga

digunakan sebagai tutup atas konis, kisaran diameternya ≤ 20 ft. Tutup bejana

setengah bola, ellipsoidal dan torispherical secara bersama dikenal sebagai tutup

bejana yang bundar. Mereka dibentuk dengan menekan atau memutar, diameter

yang besar dibuat dari bagian pembentukan. Tutup torispherical sering dikenal

sebagai tutup bagian akhir. Ukuran yang lebih disukai dari tutup bejana yang

bundar diberikan didalam standard ankode.

2.3 Penggolongan Tangki Berdasarkan Bentuknya

1. Tangki Lingkaran (Circular Tank)

Tangki yang umum digunakan sebagai tempat penyimpanan adalah tangki

yang berbentuk silinder. Tangki ini memiliki nilai ekonomis dalam perencanaan.

Selain itu, dalam perhitungan teknisnya, momen yang terjadi tidak besar.

17

Gambar 2.19 Tangki Berbentuk Silinder

2. Tangki Persegi / Persegi Panjang (Rectangular Tank)

Bentuk silinder secara structural paling cocok untuk kostruksi tangki, tapi

tangki persegi panjang sering disukai untuk tujuan tertentu, antara lain kemudahan

dalam proses konstruksi. Desain tangki persegi panjang mirip dengan konsep

desain tangki lingkaran. Perbedaan utama dalam konsep desain tangki persegi

panjang dengan tangki lingkaran adalah momen yang terjadi, gaya geser dan

tekanan pada dinding tangki. Sebagai contoh : Sludge Oil Reclaimed Tank pada

Pabrik Minyak Kelapa Sawit.

Gambar 2.20 Tangki Berbentuk Persegi

2.4 Penggolongan Tangki Berdasarkan Fungsinya

Berdasarkan kegunaannya, tangki terbagi atas 3 yang berfungsi sebagai

tempat menyimpan material dalam fasa padat, cair, dan gas.

1. Penyimpanan Bahan Berfasa Padat

Penyimpanan bahan padat untuk jumlah besar dapat dilakukan di:

18

a. Alam bebas

Bahan-bahan yang stabil terhadap cuaca dapat disimpan/ditumpuk dialam

bebas. Yang perlu diperhatikan hanyalah sudut kecondongannya, bila terlalu besar

bisa terjadi kecelakaan karena barang-barang yang disimpan dapat menekan

dinding batas. Tinggi penimbunan bahan-bahan tertentu, misal bahan organik,

karbon, dan briket harus diperhatikan karena pada tumpukan yang tinggi menjadi

panas karena beratnya dan dapat menyala (Destrina, 2013).

Gambar 2.21 Penyimpanan di Alam

b. Tempat yang Beratap/Hanggar

Penyimpanan bahan-bahan yg berpengaruh terhadap perubahan cuaca

secara langsung harus ditempatkan pada hanggar terbuka. Contoh bahan-bahan

ini: batu-batu, kayu, kardus, dan produk dalam drum (Destrina, 2013).

Gambar 2.22 Hanggar

19

c. Gudang

Penyimpanan di gudang tertutup disimpan terutama produk-produk dalam

drum, karung, kotak logam, karton, dsb. Gudang ini dapat bertingkat atau hanya

berlantai satu (Destrina, 2013).

Gambar 2.23 Penyimpanan bahan di Gudang

d. Bunker/Silo

Silo adalah bejana tegak lurus untuk penyimpanan bahan-bahan padat yg

mengalir, misalnya serbuk/butir. Pengisian dilakukan memakai peralatan

transportasi tertentu dan lubang pengeluaran terletak disebelah bawah, biasanya

dihubungkan dengan unit penyedot. Dalam silo hanya bisa disimpan bahan-bahan

yg tidak melekat. Contohnya pupuk atau bahan sintetik disimpan dg cara ini.

Drum-drum, kotak logam, dan karung-karung yang telah diisi harus diberi label

isi dan jumlah.Tulisan harus dengan cat dan tidak boleh terhapus(Destrina, 2013).

Silo biasanya terbuat dari stainless steel (berlapis enamel) dimana bagian

bawah berbentuk kerucut untuk mempermudah pengeluaran bahan. Frame

penyangga dibuat dari rangka baja dengan kekuatan yang sesuai. Prinsip kerja silo

yaitu silo selalu diisi dari atas dan pengeluarannya melalui sebuah lubang pada

sisi sebelah bawah (Destrina, 2013).

20

Gambar 2.24 Silo

e. Storage Piles

Storage Piles Merupakan cara penyimpanan yang murah dan sederhana.

Prinsip kerjanya yaitu bahan yang akan disimpan dibuat dalam tumpukan-

tumpukan (piles) ditempat terbuka. Tumpukan-tumpukan tersebut dibuat langsung

dari bahan–bahan yang keluar dari belt conveyor (alat ini terdiri dari endless belt /

sabuk yang membawa solid dari satu tempat ketempat yang lain. Belt conveyor

membutuhkan tenaga yang kecil dan dapat mengangkut material yang cukup

jauh). Bahan-bahan yang dapat disimpan dengan cara seperti ini adalah bahan-

bahan padat yang tak berpengaruh terhadap keadaan cuaca. Contoh dari bahan

tersebut adalah batubara, kerikil, pasir (Destrina, 2013)

Gambar 2.25 Storage Pile

f. Bin

Alat ini berupa bejana berbentuk silinder atau segi empat terbuat dari

beton atau baja yang biasanya tidak terlalu tinggi dan agak besar. Prinsip kerja

Bin yaitu pengeluaran zat padat pada bin dapat melalui setiap bukaan yang

terdapat di dekat dasar bin, dimana tekanan pada sisi keluar lebih kecil dari

21

tekanan vertikal pada ketinggian yang sama sehingga bukaan tidak dapat

tersumbat (Destrina, 2013).

Gambar 2.26 Bin

g. Hopper

Hopper adalah bin kecil dengan dasar agak miring dan digunakan untuk

menumpuk sementara sebelum zat diumpan ke dalam proses. Prinsip Kerja :

Mempermudah aliran padatan keluar dengan memberi getaran dengan arah :

Gyrating Hooper,yaitu getaran yang dikenakan tegak lurus terhadap saluran arus

dan Whirpool Hooper, yaitu mempunyai arah getaran kombinasi dari gerak

memulir dan mengangkat (Destrina, 2013).

Gambar 2.27 Hopper

2. Gas

Gas memiliki volume yang besar bila dibandingkan dengan cairan untuk

berat yang sama. Oleh karena itu gas harus disimpan dibawah tekanan dalam

bejana-bejana bertekanan yang khusus. Banyak jenis gas menjadi cair pada suhu

dibawah tekanan. Karena itu bejana-bejana bertekanan tinggi seringkali berisi gas

yang tercairkan. Gas-gas seperti ini antara lain adalah khlor, amoniak, fosgen,

karbondioksida, dan propana (Sinnott, 2005)

22

Cara penyimpanan gas terdiri atas 2 yaitu :

a. Cara penyimpanan dalam skala besar

Dapat digunakan gasometer (untuk gas kota dan gas bumi) dan tangki

bertekanan / bejana yang berbentuk bulat, silinder vertikal atau horizontal, terbuat

dari baja biasa atau baja tahan korosi (Badai,2011)

Gambar 2.28 Gasometer Gambar 2.29 Gasometer

b. Cara penyimpanan dalam skala kecil

Gas-gas dalam jumlah kecil disimpan dalam botol bertekanan (sering

disebut tabung gas). Botol bertekanan merupakan bejana berbentuk

silinder yang terbuat dari baja dengan bahan dasar yang berbentuk

setengah bola pada satu ujung dan sebuah katub pada ujung yang lain. isi

botol antara 1-100 liter dan tekanannya sampai 200 bar (Badai, 2011)

Gambar 2.30 Tabung Gas

23

3. Cair

Bahan yang berwujud cair biasanya disimpan secara massal dalam tangki

silinder vertikal yang terbuat dari bahan baja. Atap yang digunakan dapat berupa

tipe fixed dan floating. Pada tangki tipe Floating, terdapat sebuah piston yang

dapat bergerak dengan bebas yang mengapung pada permukaan cairan. Tangki

tipe ini digunakan untuk menghilangkan terjadinya penguapan dan juga untuk

cairan yang mudah terbakar. Sementara untuk tangki tipe Fixed ini dapat

digunakan menyimpan cairan yang dapat meledak. Tangki silinder horizontal dan

tangki yang berbentuk persegi juga digunakan untuk menyimpan cairan dalam

jumlah yang kecil (Sinnott,2005).

Dalam penyimpanan zat cair diperlukan perhatian terhadap sifat-sifat bahan :

1. Daya tahan bahan terhadap pengaruh udara luar

2. Volatilitas bahan

3. Korosifitas bahan

4. Jumlah bahan

Jenis-jenis tangki penyimpan air :

a. Tangki Kubus

Tangki jenis ini terbuat dari beton yang kedap air yang biasanya digunakan

untuk menyimpan air.

Gambar 2.31 Tangki Kubus

b. Tangki Silinder Vertikal

Tangki silinder vertikal umumnya digunakan untuk instalasi tangki di luar

ruangan (outdoor storage/tank field) seperti untuk petroleum, ter, aspal, BBM,

24

dll). Tangki silinder vertikal memiliki keuntungan lebih sedikit memakan tempat,

tetapi memerlukan ketebalan dinding yang lebih tebal untuk menahan tekanan

hidrostatisnya. Biasa digunakan di dalam ruangan untuk instalasi tangki cairan

yang dipertinggi (elevated liquid storage) sehingga diperoleh tekanan cairan yang

diperlukan.

Gambar 2.32 Tangki Silinder Vertikal

c. Tangki berbentuk bola

Reservoir bola mempunyai keuntungan untuk suatu volume tertentu luas

permukaan wadah adalah minimal dan dapat menahan tekanan tangki 2 kali lipat

dari bentuk silinder dengan tebal dinding yang sama. Dipilih untuk penyimpanan

bahan di luar ruangan yang memerlukan sistem isolasi dari permukaan tangki

terhadap temperatur kamar, seperti tangki penyimpanan LNG, dll, atau bahan cair

yang mudah menguap.

Gambar 2.33 Tangki Berbentuk Bola

d. Tangki berbentuk ellips

25

Tangki ini digunakan untuk bahan cair pada tekanan atmosfer atau tekanan

rendah, karena merupakan kombinasi optimal dari bentuk bola dan silinder.

Pengisian dan pengosongan bahan cair dilakukan dengan menggunakan pompa

maupun dengan cara gravitasi.

e. Penyimpanan bahan cair dalam wadah (Storage of liquid in container)

Disimpan dalam wadah gentong, drum, kaleng, atau botol. Penangan dan

penyimpanan harus lebih hati-hati bila dibandingkan dengan bahan padat.

Untuk bahan yang mudah terbakar, disekitar lokasi tangki dilengkapi

dengan tanggul penampungan, guna menyebarnya api apabila terjadi kebocoran

atau ledakan.

26

BAB III

KESIMPULAN dan SARAN

3.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dalam makalah ini adalah :

1. Perancangan tangki merupakan hal yang terpenting karena jika tangki tidak

direncanakan dengan baik, maka kerusakan pada tangki akan mengakibatkan

kerugian jiwa, kerusakan lingkungan, dan kerugian materi

2. Penyimpanan bahan yang berfasa padat dapat dilakukan pada alam bebas,

tempat yang beratap/hanggar, gudang, bunker/silo, storage pile, bin, dan

hopper.

3. Dalampenyimpananzatcairdiperlukanperhatianterhadapsifat-sifatbahan :

a. Daya tahan bahan terhadap pengaruh udara luar

b. Volatilitas bahan

c. Korosifitas bahan

d. Jumlah bahan

4. Gas memiliki volume yang besar bila dibandingkan dengan cairan untuk berat

yang sama. Oleh karena itu gas harus disimpan dalam bejana bertekanan

khusus. Untuk penyimpanan gas dalam skala besar dipakai gasometer dan

tangki bertekanan yang berbentuk bulat, silinder vertikal atau horizontal,

terbuat dari baja biasa atau baja tahan korosi. Untuk penyimpanan berskala

kecil dipakai tabung gas.

3.2 Saran

Penulis menyarankan kepada seluruh pembaca untuk dapat melengkapi

maupun menambahkan saran sehingga penulisan makalah ini dapat mencapai

kesempurnaan

27

DAFTAR PUSTAKA

Badai, M. 2011. Bab 1 Penyimpanan Bahan. [Online]. Tersedia: http://www.

authorstream.com/Presentation/adnancrusader3500-1566076-bab-1-

penyimpanan-bahan/[22 Februari 2013.

Cendana. 2011. Chapter II: Tangki [Online]. Tersedia: http://repository.usu.ac.id/

bitstream/123456789/29449/3/Chapter%20II.pdf[22 Februari 2014].

Destrina, Z. 2013. Tangki Penyimpanan Bahan Padatan. [Online]. Tersedia: http://

zefdes.blogspot.com/2013/05/tangki-penyimpanan-bahan-

padatan.html[22Februari 2014].

Jerry et al. 2009. Tangki Liquid dan Gas. [Online]. Tersedia: http://www.scribd.

com/doc/148185203/pemilihan-tangki-sperical[22 Februari 2014].

Natanagara, N.D. 2011. Tipe-tipe Tanki Penyimpanan. [Online]. Tersedia: http://

novhan-natanagara.blogspot.com/2011/02/tipe-tipe-tanki-

penyimpanan.html[22 Februari 2014]

Sinnott, R.K. 2005. Chemical Engineering Design. Oxford : Linacre House.

28