DESAIN STORAGE PALM KERNEL OIL

DISUSUN OLEH :HudaeniJufrodiOfi SofiullahRuri WidayantoTiti Munawati

Mata Kuliah: Perancangan Bejana & Alat Penukar PanasSemester / Kelas: VI / B1_R2Dosen: Tiur Elysabeth, ST, MT

TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS SERANG RAYA2014KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan nikmat dan karunia-Nya shingga tersusunnya tugas makalah ini.

Pengembangan dan pembelajaran dari materi yang ada dalam makalah ini senantiasa masih dalam bimbingan Dosen. Upaya ini diharapkan dapat lebih mengoptimalkan penguasaan materi terhadap kompetensi yang dipersyaratkan.

Dalam penyusunan makalah ini, masih banyak kekurangannya. Untuk itu diharapkan saran dan kritik yang membangun demi perbaikan yang akan datang.

Dengan demikian penyusun mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penyusunan makalah ini.

Serang, 01 Maret 2014

Penyususn

DAFTAR ISI

KATA PENGANTARDAFTAR ISIDAFTAR TABELDAFTAR GAMBARBAB I PENDAHULUAN1.1 LATAR BELAKANG1.2 TUJUANBAB II TINJAUAN PUSTAKA2.1 JENIS STORAGE2.2 INSTRUMENTASIBAB III PEMBAHASAN3.1 PERMASALAHAN3.2 PENYELESAIAN MASALAHBAB IV KESIMPULANDAFTAR PUSTAKA

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 karakteristik Palm Kernel OilTabel 1.2 Standard mutu minyak

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 jenis-jenis tangkiGambar 2.2 tangki umbrellaGambar 2.3 tangki dome roofGambar 2.4 tangki horizontalGambar 2.5 tangki tipe plain HemispheroidGambar 2.6 tangki peluruGambar 2.7 tangki bolaGambar 2.8 tangki cryogenicGambar 3.1 Dimensi Tanki

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangPalm Kernel Oil (PKO) terbuat dari bijih palm yang masih segar (fruit fresh branches). Fruit fresh branches (FFB) dibawa ke penggilingan palm oil dimana FFB disterilisasi dengan steam dan buah akan terkupas. Kemudian buah yang terkelupas dilakukan pengepresan sehingga mendapatkan palm oil dari daging mesocarp. Kulit yang telah terpisah dari dagingnya, dipisahkan dari serat, dipecah untuk menghilangkan kulit, dan dikeringkan hingga kadar airnya dibawah 8% untuk mencegah pertumbuhan kapang /jamur.Palm kernel yang mengandung sekitar 50% minyak (db) kemudian dipecah menggunakan screw press (Ekspleler) untuk menghasilkan palm kernel oil dan palm kernel meat.Tabel 1.1 karakteristik Palm Kernel OilDensity (40 C)0.0898 0.9140 Kg/L

Acid valueMax 0.5ppm

Iodine value13 23ppm

Saponification value230 254

Melting value25 30 C

Solidification point20 24 C

Minyak adalah salah satu kelompok yang termasuk pada golongan lipid, yaitu senyawa organik yang terdapat di alam serta tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik non-polar, misalnya dietil eter (C2H5OC2H5), Kloroform (CHCl3), benzena dan hidrokarbon lainnya yang polaritasnya sama.

Tabel 1.2 Standard mutu minyak

Minyak dapat mengalami kerusakan atau terdegradasi yang diakibatkan oleh reaksi oksidasi, aktivitas bakteri, dan hidrogenasi. Oksidasi disebabkan oleh udara yang adadisekitar saat pemanasan atau penggorengan, umumnya proses ini berjalan lambat. Derajat oksidasi ditandai dengan penyerapan oksigen, semakin lama dantinggi suhupemanasan, proses oksidasi berjalan cepat. Oksidasi terjadi pada ikatan tidak jenuh dalam asam lemak.Oksidasi dimulai dengan pembentukan peroksida dan hidroperoksida dengan pengikatan oksigen pada ikatan rangkap pada asam lemak tidak jenuh.Minyak mengalami oksidasi menjadi senyawa antara peroksida yang tidak stabil ketika dipanaskan.Minyak yang memiliki tingkat ketidakjenuhan tinggi akan lebih mudah untuk terdegradasi. Biasanya pada minyak yang telah terdegradasi akan berbau tengik. Bau ini berasal dari radikal-radikal bebas yang tercipta dari reaksi oksidasi, dengan katalis atau pemicu seperti cahaya, panas, logam berat dan bakteri.Untuk mencegah terjadinya kerusakan pada minyak, maka diperlukan perlakuan khusus pada minyak.Dalam penyimpanannya perlu memperhatikan karakter minyak, tekanan, suhu dan jumlah produksinya. Karakter minyak, tekanan, suhu, dan jumlah produksi akan menentukan jenis material tempat penyimpan bahan yang akan dipakai, ketebalan, jenis storage dan perlakuan khusus pada storage, misalnya jacket atau lining.

1.2 TujuanTujuan dari tugas ini adalah untuk belajar bagaimana merancang suatu tanki penyimpanan dari study kasus yang diberikan.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 Jenis StorageLiquid dapat disimpan di berbagai macam jenis storage.Hal ini disesuaikan dengan karakteristik liquid tersebut dan kondisi-kondisi tertentu yang dilakukan guna menjaga agar produk liquid tetap terjaga. Berikut beberapa macam jenis storage liquid :1. Tangki atmosferikTangki atmosferik digunakan untuk menyimpan liquid dengan pressure sesuai dengan atmosfer atau lingkungan. Sehingga pressure di dalam tangki sama dengan pressure di lingkungan.

Gambar 2.1 jenis-jenis tangki

Kompenen Utama Suatu TangkiExternal floating roof (EFR) adalah tanki dengan open top dan floating roof mengapung tepat di atas cairan produk (bisa sistim pontoon dengan single deck atau double dek). Flaoating roof dilengkapi seal system di sekeliling roof menutup celah antara roof dan dinding tanki. Tanki jenis ini menyimpan produk dengan TVPs antara 1.511 psia.Internal floating roof (IFR) tanks adalah fixed roof dengan dilengkapi floating deck di dalamnya, bisa pan type deck atau pontoon dengan single deck. IFR tanks sangat sempurna untuk mengurangi rugi penguapan dengan meniadakan vapor space yaitu ruangan di antara fixed roof dan permukaan liquid yang memicu kerugian penguapan, (vapor loss), terutama pada saat in/out-breathing. Di samping itu untuk mencegah akumulasi salju ataupun air hujan di atas floating roof.Jenis-jenis tangki atmosperik antara lain :1. Fixed cone Roof tank, digunakan untuk 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 lainlain 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 )

2. Tanki umbrella, kegunaanya sama dengan fixed cone roof bedanya adalah bentuk tutupnya yang melengkung dengan titik pusat meredian di puncak tanki.

Gambar 2.2 tangki umberlla

3. Tanki tutup cembung tetap (fixed dome roof), bentuk tutupnya cembung,ekonomis bila digunakan dengan volume > 2000 m3 dan bahkan cukup ekonomis hingga volume 7000 m3 (dengan D < 65 m), kegunaanya sama dengan fix cone roof tank.

Gambar 2.3 tangki dome roof

4. Tanki Horizontal, 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

5. Tanki Tipe plain Hemispheroid, digunakan untuk menimbun fluida (minyak) dngan tekanan uap ( RVP ) sedikit dibawah 5 psi

Gambar 2.5 tangki tipe plain Hemispheroid

6. Tanki tipe Noded Hemispheroid, untuk menyimpan fluida (light naptha pentane) dengan tekanan uap tidak lebih dari 5 psi.

7. Tanki Plain Spheroid, tanki bertekanan rendah dengan kapasitas 20.000 barrel.

8. Tanki Tipe Noded SpheroidTangki ini kegunaannya mirip dengan tipe plain spheroid, hanya ukurannya lebih besar yakni 80.000 barel dengan dua buah ties dan dan 3 buah truss.

2. Pressure tankTangki jenis ini bertekanan uap (rvp) lebih dari 11,1 psi. Fluida yang disimpan biasanya produk minyak bumi seperti LPG, LNG. Terdapat beberapa jenis tangki penyimpanan jenis pressure tank yang lazim digunakan dalam industri :

a. Tanki peluru ( bullet tank ), tanki ini sebenarnya lebih sebagai pressure vessel berbentuk horizontal dengan volume maksimum 2000 barrel biasanya digunakan untuk menyimpan LPG, LPG, Propane, Butane, H2, ammonia dengan tekanan diatas 15 psig.

Gambar 2.6 tangki peluru

b. Tanki bola( spherical tank ), pressure vessel 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 tanki dapat mencapai 50000 barrel, untuk penyimpanan LNG dengan suhu -190 C (cryogenic) tanki dibuat berdinding double dimana diantara kedua dinding tersebut diisi dengan isolasi seperti polyurethane foam, tekanan penyimpanan diatas 15 psig.

Gambar 2.7 tangki bola

c. Dome Roof tank, untuk menyimpan bahan bahan yang mudah terbakar, meledak, dan mudah menguap seperti gasoline, bahan disimpan dengan tekanan rendah 0.5 15 psig.

Terdapat juga tanki penyimpanan khusus yang digunakan untuk menyimpan liquid (H2, N2, O2, Ar, CO2) pada temperature yang sangat rendah (cryogenic) , dimana untuk jenis tanki ini diperlukan isolasi (seperti pada spherical tank) dan dioperasikan pada tekanan rendah.

Gambar 2.8 tangki cryogenic

2.2 InstrumentasiPada sebuah pabrik Palm Kernel Oil dengan kapasitas produksi 30 ton FBB/ hour. Produk akan ditampung dalam storage selama 5 hari. Suction palm kernel oil ke dalam storage memiliki tekanan 2 atm dan bersuhu 30 C. Berdasarkan dengan standard American Petroleum Institute (API) nomor 650, yaitu storage yang dikhususkan untuk oil, jenis storage untuk minyak dengan kapasitas 30 ton FBB/hour dan tekanan 2 atm, maka diperlukan desain storage dengan jenis atmospheric above ground tank.Mild quality carbon steel (A-36, A-283-C) adalah material yang paling banyak digunakan untuk storage tanks. Untuk tanki dengan corrosive services, corrosion allowance ditambahkan pada thickness dari hasil calculated design. Bila ini tidak ekonomis, atau bila product contamination terjadi sedangkan corrosion tidak bisa ditoleransi, maka tank material di-upgraded menjadi stainless steel atau high alloy. Atau sebagai alternative, carbon steel tanks dapat dilining dengan corrosion-resistant materials seperti rubber, plastic atau ceramic tile.Tanki ada juga yang diinsulated dengan berbagai tujuan misalnya temperature control, personnel protection, energy conservation, atau mencegah external condensation. Ada juga dalam kasus tertentu digunakan materials seperti fiberglass, mineral wool, expanded polystyrene atau polyurethane. Material tangki yang dipergunakan untuk PKO berupa stainless steel, karena minyak inti sawit bersifat sedikit asam sehingga dengan stainless steel tidak akan terjadi korosif di bagain dalam tangki, maka minyak akan terjaga kebersihannya.Hal-hal penting lainnya yang perlu dipertimbangkan pada foundation adalah leak detection systems, corrosivity, cathodic protection, dan secondary containment. Seorang engineer harus mempertimbangkan environmental dan safety implications dari kebocoran ke dalam containment space dibawah tank floor. Untuk foundations earth atau concrete ring-wall, leak-detection umumnya dilakukan dengan memberikan flexible membrane liner pada grade elevation dengan drain pipe di bawah tank floor, yang akan men-drains ke sekeliling tanki. Untuk concrete slab, leak detection dapat dilakukan sama atau dengan menempatkan radial grooves di sisi atas slab yang diteruskan ke sekeliling tanki. Ketika kebocoran terjadi, satu atau lebih grooves akan terdapat bocoran tank liquid.Secondary containment sering diperlukan untuk mencegah liquid dari kebocoran yang merembes ke dalam tanah dan/atau groundwater. Ini bisa dilakukan dengan membangun dikes dilengkapi liners terbuat dari high-density polyethylene (HDPE), atau dengan menambahkan concrete walls dan slabs, sepanjang leak detection system. Curb dan dike containment yang terdapat dalam berbagai regulations juga mengatur tentang volume, area, height dan spacing antara multiple tanks dan process units. Area sumps mungkin juga diperlukan untuk menampung possible leakage.Provisions alat-alat tertentu juga harus dilakukan untuk removing water atau debris dari sumps.

Perlengkapan instrumentasi yang diperlukan pada pembuatan storage minyak kernel ini berupa :

a. Level indikator controlAlat pengukuran level biasanya bekerja berdasarkan differential pressure, atau sonic, capacitance, displacer velocity atau pengukuran liquid-conductivity. Sonar atau radar level measurements pada saat ini lebih popular. Devices biasanya dimounted di atas roof tank. Alat ini mengirim signal, yang dipantulkan oleh liquid level. Waktu yang ditempuh untuk memantulkan signal yang diterima digunakan untuk mengukur liquid height. Keuntungan utama instruments ini adalah adalah dapat digunakan pada corrosive liquids. Level ini kemudian digunakan untuk mengatur closing atau opening dari suatu valves. Ketika level control yang akurat telah berfungsi dengan baik, liquid level ini dimaintained antara HLL dan LLL. Automatic emergency cut-offs akan bekerja bila liquid level mencapai overfill level untuk mencegah overflow, atau ketika di bawah LLL untuk mencegah cavitation pump. Level storage berguna untuk menjaga level minyak, sehingga storage tidak akan rusak karena kelebihan tekanan karena melampaui batas maksimal storage. Level indikator disetting dengan nilai maksimal level 90% dari kapasitas storage.

b. Temperature indikator controlThermocouple yang dimounted di bawah LLL suatu tanki, menginformasikan continuous readout temperature. Multiple measurement points kadang-kadang juga diperlukan sebagai representative temperature readings pada large tank, dimana pada posisi yang berbeda terdapat penunjukan temperatures yang berbeda juga, atau di mana terdapat heating coil. Temperature tanki bisa juga dimaintained dengan mengatur flow-rate dari cooling/heating medium dalam suatu internal coil.Temperature indikator bertujuan untuk menjaga agar minyak tidak rusak, karena suhu yang terlalu rendah akanmembuat minyak menjadi beku (padat), sementara suhu yang terlalu tinggi akan mempermudah minyak teroksidasi. Temperature indikator control disetting pada temperatur antara 25-39 C.

c. Lubang ventLubang vent terbuat dari pipa berukuran 10 cm, dan dipasang dengan tujuan sebagai jalur release udara pada storage. Sehingga pada saat pengisian storage tidak melembung dan saat unloading storage tidak peyot.

d. DrainJalur drain dipasang dengan menggunakan sebuah globe valve berukuran 10 inches. Jalur ini digunakan untuk mengosongkan storage, sehingga seluruh minyak yang di dalamnya akan keluar. Hal ini digunakan jika terjadi degradasi pada minyak karena proses oksidasi maupun jika terjadi kesalahan operasi.

e. ManholeDitujukan untuk menjadi akses keluar masuk orang pada saat maintenance atau perawatan tangki.

f. Upsets dan safetyUpsets (ketidaknormalan operasi) yang umum terjadi termasuk overpressure, overflow, boil-over, over temperature, water ingress, floating-roof failure, unexpected phase separation, lightning, static-charge buildup, steam coil failure dan fires. Monitoring dan control yang memadai akan membantu menjamin safety selama upsets atau incidents yang mungkin terjadi. Control dan pencegahan terjadinya hal yang tidak diinginkan termasuk penggunaan sprays, deluge dan foam systems pressure-, temperature-, level- dan fire-monitoring devices; pressure-relief systems; kesemuanya untuk menjamin mencegah accident dan upsets condition.

g. Concrete ring-wall Dibuat dengan mengecor melingkar untuk menopang hanya dinding shell diatasnya. Ring-wall foundations adalah yang paling banyak dan ekonomis digunakan, sangat umum digunakan pada large tanks dan dapat tahan terhadap uplift forces yang bekerja pada tanki. Kebanyakan tanki yang dipakai dalam chemical plants/refinary berdiameter lebih besar dari 15 ft. Pada umumnya juga dengan ring-wall foundations.

BAB IIIPEMBAHASAN

3.1 PermasalahanSebuah pabrik memproduksi Palm Kernel Oil (PKO) dengan kapasitas 30 ton FBB/hour.Produk ditampung selama 5 hari dalam sebuah tangki penyimpanan. Jika temperatur PKO 30 oC dan tekanannya 2 atm, buatlah rancangan tangki yang sesuai dengan kondisi produk !!

3.2 Penyelesaian MasalahDari data permasalahan di atas, kami menyimpulkan bahwa storage berbentuk cone roof dengan material storage terbuat dari stainless steel. Dengan kapasitas produksi sebanyak 30 ton/h, maka diperlukan kapasitas storage sebesar 158.916 ft3. Kalkulasi volume storage adalah sebagai berikut :

Jumlah produksi selama penyimpanan Jumlah produksi per jam adalah 30 ton Rata-rata massa jenis PKO adalah 0.9000 Kg/L Jumlah produksi PKO selama 5 hari (L)

Perhitungan kapasitas storage Perhitungan kapasitas storage dengan 90% dead levelGross capacity (gc)

Desain berdasarkan pada API 650

Dari tabel di atas, diperoleh dimensi tangki sebagai berikut:Kapasitas = 1.188.774,2 gallon 1.200.000 gallonDiameter= 80 ftTinggi= 32 ft

Pembuktian:D : H = 5 : 2V = 158.916 ft3/4 x D2 x H = 158916/4 x (5/2 H)2 x H = 158916/4 x 25/4 H3 = 15891625/16 H3 = 158916H3 = 158916 x 16/25H3 = 32390.5H = 31.87 32 ftD = 80 ft

TERBUKTI !!!

Dimensi Tanki

1234580 ft32 ft

Gambar 3.1 Dimensi Tanki

Keterangan:1. Inlet2. Outlet3. Drain4. Level Indicator5. Temperatur Indicator

BAB IVKESIMPULAN

Dari pembahasan di atas, kami menyimpulkan bahwa storage berbentuk cone roof dengan material storage terbuat dari stainless steel. Dengan kapasitas produksi sebanyak 30 ton/h, maka diperlukan kapasitas storage sebesar 158.916 ft3, dengan diameter sebesar 80 ft dan tinggi sebesar 32 ft.

Dimensi Tanki

1234580 ft32 ft

Gambar 3.1 Dimensi Tanki

Keterangan:1. Inlet2. Outlet3. Drain4. Level Indicator5. Temperatur Indicator

DAFTAR PUSTAKA

https://www.academia.edu/4198779/Stabilitas_minyak