Waldemar_naibaho (1).docx

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099 UPAYA PENINGKATAN MUTU CPO MELALUI ANALISIS KEBUTUHAN UAP DIAREA STASION KLARIFIKASI PKS 20 TON TBS/JAM Waldemar Naibaho dan Parulian Siagian ABSTRACT Clarification Station is the last station in the processing of palm oil, has 13 purifiers gradually with a working system in the form of precipitation, filtering, rotation, and vacuum. The temperature of the steam supplied to the unit that takes the steam is between 138.22 oC. The result of this clarification station will determine the quality of the CPO to be sent to further processing to be manufactured into finished goods. ------------Keywords: station clarification mass. CPO

I. PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang Pengolahan kelapa sawit membutuhkan energi untuk mengekstraksi minyak sawit dan inti sawit. Energi tersebut berbentuk uap yang berperan dalam proses kimia, fisika, dan mekanika. Uap diperlukan terutama dalam proses sterilisasi buah, pelumatan, pengempaan, pengeringan inti dan salah satunya pada proses pemurnian minyak di stasiun klarifikasi. Hasil dari stasiun klarifikasi ini akan sangat menentukan mutu dari CPO (Crude Palm Oil) yang akan dikirim. Dalam proses yang dilakukan untuk memurnikan minyak, stasiun ini menggunakan uap air jenuh (Saturated Steam). Penggunaan uap jenuh ini akan mempermudah proses pengendapan sehingga pemisahan minyak dengan air dan lumpur akan lebih mudah dilakukan. 1.2. Tujuan Untuk mendapatkan jumlah uap yang dibutuhkan pada setiap alat yang digunakan pada stasiun klarifikasi sehingga didapatrkan kandungan CPO yang lebih bagus. 1.3. Manfaat Untuk menghindari penggunaan uap yang berlebihan selama proses pemurnian yang kemungkinan dapat merusak mutu dari minyak sawit. 1.4. Metodologi Penelitian Lokasi Penelitian PTPN IV Sawit Langkat Pengambilan data 1070 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099 Data pendukung dalam analisa ini adalah: Tekanan uap masuk Temperatur uap masuk Temperatur massa masuk Temperatur massa keluar Penghitungan kebutuhan uap pada stasiun klarifikasi Adapun alat – alat yang membutuhkan uap pada stasiun klarifikasi adalah: Sand Trap Tap Crude Oil Tank (COT) Continous Settling Tank (CST) Oil Tank (OT) Sludge Tank (ST) Storage tank Fat pit Sludge oil recovery Analisa kebutuhan uap antara massa minyak kasar dan massa uap hasil perhitungan kebutuhan uap tersebut akan dimasukkan dalam bentuk grafik. Pembuatan program/ aplikasi kebutuhan uap dengan Visual Basic 6.0. Alat Alat-alat yang membutuhkan uap pada stasiun klarifikasi antara lai adalah: Sand Trap Tap,Crude Oil Tank (COT), Continous Settling Tank (CST),Oil Tank (OT), Sludge Tank (ST), Storage tank, Fat pit, Sludge oil recovery II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Proses Pembentukan Uap Uap merupakan hasil dari proses perubahan secara fisika pada zat cair, dimana zat tersebut mengalami perubahan dikarenakan adanya panas yang diberikan. Salah satu alat yang digunakan yaitu ketel uap. (Pedoman Operasional Pengolahan Kelapa Sawit). Ketel uap merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengubah energi air menjadi energi potensial uap dengan bantuan panas hasil pebakaran cangkang dan fiber, yang kemudian uap tersebut akan digunakan untuk pembangkit tenaga listrik (dengan menggunakan turbin uap) serta mensuplai uap untuk kebutuhan proses pengolahan di pabrik. Kemampuan ketel uap menghasilkan uap dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya pengoperasian, karakteristik bahan bakar, jenis ketel dan sistem pembakaran dalam dapur. (Pedoman Operasional Pengolahan Kelapa Sawit). Dalam prosesnya adapun siklus yang digunakan pada ketel uap adalah siklus rankine. Cara kerja siklus rankine: - Proses 1-2: Fluida kerja (misalnya air) dipompa dari tekanan rendah menjadi tekanan tinggi. Pada tahap ini fluida kerja berfase cair sehingga hanya membutuhkan energi yang relatif kecil untuk proses pemompaan. 1071 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099

Gbr 2. Siklus Rankine pada diagram T – s

- Proses 2-3: Air bertekanan tinggi memasuki Ekonomiser untuk dipanaskan. Di sini air berubah fase menjadi uap jenuh. Proses ini berlangsung pada tekanan konstan. - Proses 3-4: Uap jenuh masuk ke ketel/ boiler. - Proses 4-5 : Uap yang dari boiler dipanaskan kembali sehingga menjadi uap kering - Proses 5-6: Uap kering berekspansi pada turbin sehingga menghasilkan kerja berupa putaran turbin. Proses ini menyebabkan penurunan temperature dan tekanan uap, sehingga pada sudu turbin tingkat akhir kondensasi titik air mulai terjadi. - Proses 6-1: Uap basah memasuki kondensor dan didinginkan sehingga semua uap berubah menjadi fase cair. Air dipompakan kembali 1072 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099 2.2. Turbin Uap Turbin merupakan alat untuk mengkorversikan energi dari steam menjadi energi mekanis (putaran) untuk membangkitkan energi listrik melalui alternator. Kelancaran operasi turbin sangat tergantung dari suplai uap yang dihasilkan boiler.

Gbr 3. Turbin Uap

2.3. Back Pressure Vessel ( BPV ) BPV merupakan bejana bertekanan untuk menyimpan uap yang berasal dari turbin yang kemudian akan didistribusikan ke instalasi pengolahan pabrik.

Gbr 4. Back Pressure Vessel

2.4. Perpindahan panas pada ketel uap Panas yang dihasilkan karena pembakaran bahan bakar dan udara yang dipindahkan kepada air, uap, ataupun udara, melalui bidang yang dipanaskan pada suatu instalasi ketel uap, ada tiga cara yaitu: 1073 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099 1. Perpindahan panas secara konduksi Perpindahan panas secara konduksi adalah perpindahan panas dari suatu benda padat ke bagian lain dari benda padat tersebut yang diakibatkan adanya perbedaan temperatur. Didalam dinding ketel tersebut, panas akan dirambatkan oleh molekul- molekul pada dinding ketel sebelah luar yang berbatasan dengan api, menuju ke molekul- molekul dinding ketel sebelah dalam yang berbatasan dengan air, uap ataupun udara. Untuk selanjutnya, panas yang dibawa merambat oleh dinding ketel tersebut akan diterima oleh molekul- molekul air, uap, ataupun udara dengan cara perpindahan panas konveksi 𝜕𝑇 𝑄𝑘𝑜𝑛𝑑 = −𝑘. 𝐴. ...............(.1) 𝜕𝑥 dimana : Qkond = panas yang diserap secara konduksi (W) k= konduktivitas dinding yang dipanaskan (W/m.°C) A= Luas bidang yang dipanaskan (m2) 𝜕𝑇 =gradientsuhukearah perpindahan kalor 𝜕𝑥

2. Perpindahan panas secara konveksi Perpindahan panas secara konveksi merupakan perpindahan panas yang dilakukan oleh molekul- molekul suatu fluida (cair ataupun gas). Molekul tesebut dalam gerakannya menyebar ke segala arah membawa panas, pada saat molekul tersebut menyentuh diding ketel maka panasnya dibagikan sebagian. Bila gerakan dari molekul yang kesegala arah tersebut disebabkan karena perbedaan temperatur didalam fluida itu sendiri, maka perpindahan panas tersebut dinamakan konveksi bebas (konveksi alamiah), sedangkan bila disebabkan akibat dari kekuatan mekanis (karena dipompakan atau dihembuskan dengan fan) maka perpindahan panas tersebut dinamakan konveksi paksa. Qkonv= h.A.ΔT ………………………(2) dimana : Qkonv= Laju perpindahan dengan cara konveksi (W) A = Luas Perpindahan panas (m2) H =.Koefisien perpindahan panas konveksi (W/m2.°C) ΔT = Beda antar suhu permukaan (Tw) dan suhu fluida (𝑇∞ ) (°C) 3. Perpindahan panas secara radiasi Perpindahan panas secara radiasi merupakan perpindahan panas antara suatu benda ke benda lain dengan cara melalui gelombang- gelombang elektro- magnetis tanpa tergantung kepada ada atau tidak adanya media diantara benda yang menerima pancaran panas tersebut. 𝑄𝑟𝑎𝑑 = 𝜖 . 𝜎 . 𝐴 . [(𝑇14 − 𝑇24 )] ...............(3) dimana : Qrad= panas yang diserap secara radiasi (W) 𝜖 = Faktor Emisivitas 𝜎 = Konst Stefan – Boltzman = 5,669 x 10-8 (W/m2 jam K4) 1074 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099 A = Luas bidang yang dipanaskan (m2) T1 = Temperatur nyala api (K) T2 = Temperatur benda yang dipanaskan (K) 2.5. Pengertian Stasiun klarifikasi Stasiun klarifikasi merupakan stasiun terakhir dari proses pengolahan CPO, hasil daripada stasiun akan menentukan mutu daripada CPO yang akan disimpan pada tangki timbun (storage tank), yang kemudian akan dikirim untuk diolah menjadi suatu produk. 1. Sand Trap Tank Sand trap tank berfungsi untuk memisahkan minyak kasar dari pasir serta benda-benda lain yang terikut dengan cara pengendapan, terjadinya pengendapan tersebut akibat adanya gaya gravitasi dan pengaruh daripada temperatur yang mengakibatkan perbedaan berat jenis. Temperatur minyak kasar pada Sand Trap Tank diharapkan ± 95 ℃. Minyak hasil dari tangki ini kemudian disalurkan ke ayakan getar (vibro separator).

Gbr 5. Sand Trap Tank

2. Vibro Separator (ayakan getar) Vibro separator (ayakan getar) merupakan alat yang digunakan untuk menyaring minyak mentah dari serabut, serat fiber dan pasir yang terikut bersama crude oil karena tidak terendap di sand trap tank dan dapat mengganggu proses pemisahan minyak, hasil dari proses ini kemudian akan ditampung pada crude oil tank (bak RO). Getaran Vibro Separator dikontrol melalui penyetelan bandul yang diikat pada electromotor. 3.Crude Oil Tank (bak RO) Crude oil tank berfungsi untuk mengendapkan partikel – partikel yang tidak larut dan lolos dari ayakan getar atau vibro separator dan meningkatkan temperatur sebelum minyak kasar dipompakan ke Continuos Settling Tank. 1075 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099 Pemanas pada Crude oil tank menggunakan steam coil untuk membantu pengendapan kotoran dalam minyak kasar, pengendapan minyak lebih sempurna jika panas dipertahankan ≥ 95 0C. Minyak hasil dari Crude oil tank akan diproses kembali ke Continuos Settling Tan

Gbr.6. Vibro Separator

4.Continuos Settling Tank Continuos settling tank merupakan tangki yang dapat memisahkan lumpur dengan minyak dimana prinsip pemisahan tersebut berdasarkan perbedaan berat jenis dari masing-masing komponen minyak mentah, dimana untuk berat jenis yang berat mengalir kedasar tangki yang kemudian akan dikirimkan ke sludge tank, sedangkan untuk berat jenis yang ringan akan dikirimkan ke oil tank. Temperatur minyak pada Continuos settling tank di harapkan antara 95 - 98 0C, adapun pemanasan awal pada Continuos settling tank ini menggunakan steam injeksi dan kemudian dilanjutkan dengan steam coil. 2.6. Proses pemurnian minyak yang masih mengandung lumpur dan kotoran dengan kadar yang ringan 3 – 5 % : 5.Oil tank Oil tank merupakan tanki penampung minyak sementara hasil pemisahan dari Continuos settling tank, minyak yang mengalir pada oil tank masih memiliki kandungan air dan kotoran dalam jumlah ringan. Oil tank merupakan sumber panas untuk pengolahan selanjutnya sehingga suhu minyak pada oil tank sangat berpengaruh karena tidak terjadi lagi pemanasan, dimana temperatur pemanasan pada tangki ini berkisar antara 90 – 950C. Tujuan pemanasan minyak ini juga untuk mempermudah pemisahan minyak dengan air dan kotoran ringan dengan cara pengendapan, sistem pemanasan pada oil tank menggunakan pipa spiral yang dialiri uap ( steam coil ). 6.Oil purifier Oil purifier berfungsi untuk memisahkan air dan kotoran yang berasal dari oil tank dengan cara sentrifugal dengan kecepatan putaran 6000 – 7000 rpm. 1076 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099 Akibat putaran tersebut maka akan terjadi gaya sentrifugal dengan perbedaan berat jenis, berat jenis yang berat akan terlempar dan akan ditampung dalam pipa, sedangkan berat jenis yang ringan akan terlempar mendekati pusat pusaran, dan minyak akan mengumpul ditengah yang kemudian akan dipompakan langsung ke vacum dryer. 7.Vacuum drier Vacuum drier berfungsi mengeringkan minyak dengan mengurangi kadar air dari dalam minyak dengan kondisi vacum. Cara kerja dari vacum dryer yaitu minyak dari oil purifier dipompakan naik ke vacuum drier. Di dalam mesin ini terdapat beberapa nozzle yang berfungsi untuk mengkabutkan minyak. Akibat pengabutan tersebut butir - butir air akan memisah dengan butiran minyak. Karena kondisi minyak yang dikabutkan panas, maka butir - butir air tersebut akan mudah menguap menjadi uap air yang akhirnya akan mudah dihisap oleh kevakuman tersebut. Minyak akan turun ke dasar tangki dan dipompakan menuju oil weighter yang kemudian akan dikirim ke storage tank. 8.Sludge tank Proses ulang pada sludge yang masih memiliki kandungan minyak yang berasal dari Continuous settling tank dimulai dari sludge tank. Sludge tank merupakan tangki penampungan sludge sementara yang kemudian akan di olah dalam sludge separator. Sludge yang terdapat dalam sludge tank mendapat pemanasan yang tinggi, sehingga dapat memisahkan minyak yang terikat dengan lumpur, suhu dalam sludge tank dipertahankan 90 – 980C. 9.Balance tank Balance tank merupakan tangki penampung minyak yang akan dipompakan ke Strainer, fungsi dari tangki ini adalah untuk mengurangi tekanan cairan yang dipompakan langsung dari sludge tank sehingga cairan tetap dalam keadaan kondisi tenang. 10.Strainer Strainer merupakan alat yang berguna untuk mengurangi serabut yang terdapat pada sludge sehingga tidak mengganggu kerja Sludge Seperator. Alat ini terdiri dari saringan dan sikat yang berputar. Alat ini dianggap kurang efektif untuk menyaring karena volume alat yang kecil sehingga memiliki masa tunggu yang singkat. 11.Pre Cleaner Pre Cleaner merupakan alat yang berfungsi untuk mengambil pasir halus yang masih terdapat di dalam sludge sebelum diolah pada sludge separator, agar peralatan pada sludge separator dapar terbebas dari keausan dini. Pemisahan dilakukan dengan prinsip yang dihasilkan dari tekanan yang dipompakan di mana bagian dengan berat jenis yang lebih berat akan terlempar ke bagian luar dan di alirkan ke bagian bawah. Sedangkan bagian dengan berat jenis 1077 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099 yang lebih ringan akan terlempar ke bagian tengah dan dialirkan ke outlet Pre Cleaner menuju sludge separator separator ini kemudian akan diproses ulang ke Continuous Settling Tank yang kemudian akan diproses lagi ke oil tank dan seterusnya.

Gbr 7.Skema proses pada stasiun klarifik

12.Sludge separator Sludge separator merupakan alat untuk memisahkan minyak dari sludge dengan gaya sentrifugal yang ditimbulkan dari putaran 5000 rpm. Minyak yang berat jenisnya lebih kecil akan bergerak menuju siporos dan terdorong keluar melalui sudut – sudut dis. Minyak hasil dari proses sludge

1078 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099

1079 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099 Keterangan Gambar 8 : 1. Ketel Uap: digunakan untuk mengubah energi air menjadi energi potensial uap dengan bantuan panas hasil pembakaran dari cangkang dan fiber. 2. Turbin Uap: digunakan untuk mengubah energi potensial uap ke dalam energi mekanis pada poros, yang kemudian akan dirubah menjadi energi listrik dengan menggunakan alternator yang berhubungan dengan poros turbin. 3. Back Pressure Vessel (BPV): sebagai tempat menyimpan dan mendistribusikan uap ke instalasi pengolahan pabrik dengan tekanan 2,6 – 3 kg/cm2, dan temperatur 128,08 – 132,88oC. 4. Sterilizer: digunakan untuk mempermudah pelepasan berondolan dari tandan dan menghentikan proses peningkatan Asam Lemak Bebas (ALB). 5. Stripping: tempat untuk memisahkan berondolan dari tandan. 6. Digester: digunakan untuk melumatkan daging buah dan memisahkannya dengan biji. 7. Pressing: sebagai tempat mengeluarkan minyak dari daging buah dengan cara penekanan. 8. Stasiun Biji: sebagai tempat pemisahan cangkang dan inti untuk menghasilkan inti sawit dengan mutu yang sesuai spesifikasi. 9. Sand Trap Tank: sebagai tempat memisahkan minyak kasar dari pasir serta benda-benda lain yang terikut dengan cara pengendapan. 10. Vibro: digunakan untuk menyaring minyak mentah dari serabut, serat fiber dan pasir. 11. Crude Oil Tank (Bak RO): digunakan untuk mengendapkan partikel – partikel yang tidak larut dan lolos dari ayakan getar. 12. Continuous Settling Tank (CST): tangki tempat memisahkan lumpur dengan minyak dimana prinsip pemisahan tersebut berdasarkan perbedaan berat jenis. 13. Sludge Tank: merupakan tempat penampungan lumpur dan sumber panas untuk pengolahan selanjutnya. 14. Sludge Separator: digunakan untuk memisahkan minyak dari sludge dengan gaya sentrifugal dengan kecepatan putaran 5000 rpm. 15. Oil Tank: merupakan tempat penampungan minyak dan pada tangki ini minyak diberi pemanasan untuk pengolahan selanjutnya. 16. Oil Purifier: digunakan untuk memisahkan minyak dari lumpur yang berasal dari oil tank dengan cara sentrifugal dengan kecepatan putaran 6000 – 7000 rpm. 17. Vacuum drier: digunakan untuk mengeringkan minyak dengan mengurangi kadar air dari dalam minyak dengan kondisi vacum. 18. Fat Pit: digunakan untuk menampung lumpur dan tumpahan minyak saat proses pengolahan. 19. Sludge Oil Recovery: digunakan untuk mengutip minyak kembali yang terdapat dalam fat pit yang kemudian akan di proses kembali pada CST. 20. Storage Tank: digunakan sebagai tempat penampungan minyak hasil olahan sebelum dikirim. 1080 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099 3.2. Perhitungan Kandungan Massa Pada PKS Langkat kapasitas olah dari pada pabrik adalah 20 Ton TBS/ jam, dan jumlah kandungan massa dari setiap alat perlu diketahui untuk mengetahui jumlah panas yang akan diperlukan untuk memanaskan massa daripada sawit ataupun minyak yang berada pada stasiun klarifikasi. 3.2.1. Sterilizer Tandan buah segar (TBS) dari lori dimasukkan kedalam sterilizer, yang kemudian akan direbus untuk proses sterilisasi sebelum diproses menjadi minyak. Dalam 1 sterilizer terdapat 8 lori, dimana setiap lorinya berkapasitas ± 2,5 ton. Sterilizer dengan tiga tahap perebusan/pemasukan uap

Gbr. 9. Sistem Perebusan Tripple Peak (SPTP)

Keterangan: Tekanan uap dan Temperatur yang dibutuhkan pada proses perebusan Puncak I yaitu 2,0 Kg/cm2 dan temperaturnya pada tabel uap pada lampiran A adalah 119,62 oC. Tekanan uap dan Temperatur yang dibutuhkan pada proses perebusan Puncak II yaitu 2,6 Kg/cm2 dan temperaturnya pada tabel uap pada lampiran A adalah 128,08oC. Tekanan uap dan Temperatur yang dibutuhkan pada proses perebusan Puncak III yaitu 3,0 Kg/cm2 dan temperaturnya pada tabel uap pada lampiran A adalah 132,88oC.

10. Skema massa pada sterilizer

Kandungan massa pada sterilizer: Kapasitas 20 Ton TBS/ jam = 20.000 kg/ jam 1081 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099 Dimana massa yang keluar dari sterilizer diperkirakan ± 99% sedangkan kondensat yang diperkirakan ± 1%, maka kandungan massanya adalah: TBS masak 99% = 99% × 20000 kg/jam = 19.800 kg/jam Kondensat (uap menjadi air) 1% = 1% × 20000 kg/jam = 200 kg/jam

3.2.2. Stripping TBS masak dari sterilizer diumpankan ke stripper drum untuk melepaskan buah dari tandannya dengan cara bantingan akibat dari putaran drum.

Gbr. 11. Skema massa pada stripping

Kandungan massa pada stripping: TBS masak 99% = 19.800 kg/jam Berondolan buah kelapa sawit diperkirakan antara ± 65%, sedangkan tandan kosong diperkirakan antara ± 35%, maka kandungan massanya adalah: Berondolan buah 65% = 65% × 19.800 kg/jam = 12.870 kg/jam Tandangan kosong 35% = 35% × 19.800 kg/jam = 6.930 kg/jam Digester Berondolan dari stripping diumpankan ke alat digester, dimana pada alat ini daging buah dilepaskan dari biji dengan menggunakan alat berupa pisau pengaduk berputar.

Gbr. 12. Skema massa pada digester

Kandungan massa pada digester: Berondolan buah 65% = 12.870 kg/jam Diperkirakan Perikarp (Daging buah) ± 75 %, sedangkan biji yang terlepas dari berondolan ± 25 %, maka kandungan massanya adalah: Perikarp (Daging buah) 75 % = 75 % × 12.870 kg/ jam = 9.625,5 kg/jam Biji yang terpisah dari berondolan 25% : 25 % = 25% × 12.870 = 3.217,5 kg/jam Untuk komponen statsion klarifikasi selanjutnta dan dengan perhitungan yang sama di tampilkan dalam Tabel 1. 1082 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099 Tabel 3. 1. Daftar kebutuhan massa di setiap komponen stasion klarifikasi No.

Posisi Stasion Klarifikasi

1.

Sterilizer

2.

Sripping

3.

Digester

4.

Pressing

5.

Send Trap Tank Crude Oil Tank

6. 7. 8 9.

Continious Settling Sludge Tank

10.

Sludge Separator Oil Tank

11.

Oil Furifier

12.

Vacum Drayer

13.

Far Fit

14.

Sludge Recpvery

Oil

Jenis Kandungan Massa (kg/jam 1. TBS Masak 2. Kondensat 1. Brondolan buah Tandan kosong 1. Daging buah 2. Biji yg pisah dr brondolan 1. Ampas presan 2. Minyak kasar 1. Minyak kasar 2. NOS (1) 1. Minyak kasar 2. NOS (2) 1. Minyak kasar 2. NOS (3) 1. Minyak kasar 2. NOS (4) 1. Minyak kasar 2. NOS (5) 1. Minyak 2. NOS (6) 1. Minyak 2. NOS (7) 1. Minyak 2. Air (1) 1. Minyak 2. NOS 1. Minyak kasar

Jumlah Persentase

% Kandungan Massa

0,99 0.01 0,65 0,35 0,75 0,25

Jumlah Kandungan Massa 20.000,000 20.000,000 19.800,000 19.800,000 12.870,000 12/870,000

0,15 0,85 0,95 0,05 0,98 0,02 0,45 0,55 0,65 0,35 0,15 0,85 0,95 0,05 0,98 0,02 0,99 0,01 0,99 0,01 0,75 0,25

9.652,500 9.652,500 7.873,130 7,873,130 7.479,474 7.479,474 7.329,884 7.329,.884 4.031,436 4.031,436 2.620,434 2.620,434 3.724,810 3.724,810 3.538,570 3,538,570 3.538,000 3.538,000 4.439,920 4.439,920 4.439,920 4.439,920

1.447,875 8.204,625 7.479,474 393,657 7.329,884 149,589 3.298,448 4.031,436 2.620,434 1.411,003 393,065 2.227,369 3.538,570 186,241 70,771 3.502,620 3.502,620 35,380 44,399 4.395,521 3.329,940 1.109,980

19.800,000 200,000 12.870,000 6.930,000 9.652,500 3.217,500

3.3. Perhitungan Kebutuhan Uap . Sand Trap Tank (STT) Adapun kondisi pada Sand Trap Tank ini adalah :

Temp massa minyak kasar masuk(Tin)= 45oC Temp massa minyak keluar (Tout) = 95oC Temp uap masuk (tin) = 132,88oC Tekanan uap masuk (Pin)= 3,0 kg/cm2

1083 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099

Gbr.13. Alur Sand Trap Tank

Tabel 3.2. Kandungan massa Sand Trap Tank Kandungan massa

massa ( kg/ jam)

Cp ( Kkal/Kg oC )

m × Cp ( Kkal/ jam oC )

1

Minyak Air Lumpur

4.861,66 1.869,88 747,94

0,53 1,00 0,38

2.576,68 1.869,88 284,21

2

Lumpur Air Minyak

196,8 177,17 19,68 7.873,13

0,38 1,00 0,53

74,78 177,17 10,43 4.993,15

No

Jumlah

Jadi jumlah kandungan massa yang masuk kedalam Sand Trap Tank, maka ̅̅̅̅̅) nya adalah: dapat dihitung Kalor jenis rata-rata (Cp ∑ m.Cp ̅̅̅̅̅) = (Cp . . . . . . . . . . . ............... . (1) ∑m ̅̅̅̅̅) = 4.993,15 = 0,63 Kkal/kgoC (Cp 7.873,13 Panas yang dibutuhkan untuk memanaskan minyak kasar adalah : ̅̅̅̅ .∆T (Kkal/Jam). . . . . . ………………. .... .(2) Qstt = m. 𝐶𝑝 dimana : m = Jumlah dari massa keseluruhan pada = 7.873,13 kg/jam Cp= Panas jenis rata-rata TBS 0,63 kkal/kg oC ∆T = Selisih temperatur (oC) yaitu selisih temperatur massa keluar Sand

Trap Tank dengan temperatur massa masuk. = 95 oC - 45 oC = 50 oC Maka Panas yang dibutuhkan: QSTT = 7.873,13 Kg/jam x 0,63 Kkal/ Kg oC x 50 oC QSTT = 248.003,59 kkal/jam

Diperkirakan terjadi kehilangan kalor sebesar 10% , dimana diakibatkan oleh dinding tangki dan pendinginan alami dimana tangki ini tidak 1084 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099

memiliki penutup, sehingga kalor yang dibutuhkan pada Sand Trap Tank adalah :QSTT TOT = (1 + 0,1) x 248.003,59 kkal/jam = 272.803,95 Kkal/jam. Panas laten penguapan adalah: Q Lu = mu u

Lu

= hg - hx . . . . . . . . . . . . . . . . . . Q ( hg - hx ) = mu

(3)

u

Maka: Qu = mu ( hg - hx ) Panas yang diberikan uap (Qu) sama dengan panas yang diterima Sand Trap Tank (QSTT TOT ): Qu= Q STT TOT mu .(hg - hx) = Q STT TOT mu .(hg hx) = 272.803,95 kkal/jam dimana : mu = massa uap yang dibutuhkan Sand Trap Tank, kg/jam hg= enthalpy uap jenuh pada tekanan 3,0 kg/cm2 = 650,8 kkal/kg hx= hf + x. hfg. . . . . . . . . . …… . . (4) dimana : hf= enthalpy cair jenuh pada tekanan 3,0 kg/cm2 = 133,5 kkal/kg x = kualitas uap = 5 % = 0,05 hfg = (hg – hf) = (650,8 – 133,5) = 517,3 kkal/kg, maka : hx = 133,5 kkal/kg + 0,05 . 517,3 kkal/kg = 159,35 kkal/kg

Gbr.14. Diagram T - h

Kebutuhan uap pada Sand Trap Tank pada tekanan 3,0 kg/cm2 , temperatur 132,88oC dan kualitas uap kandungan air 5% adalah : QSTT TOT

mu

= (h

mu

= (650,8

mu mu

= 555,1 kg/jam = 9,25 kg/menit

g − hx )

272.803,95 kkal/jam kkal/kg – 159,35 kkal/kg)

1085 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099 Crude Oil Tank (COT)

Gbr.15. Alur Crude Oil Tank

Adapun kondisi pada Crude Oil Tank Tank ini adalah : Temp massa minyak kasar masuk (Tin) = 50oC Tempe massa minyak kasar keluar (Tout) = 95oC Temp uap masuk (tin) = 132,88oC Tekanan uap masuk (Pin)= 3,0 kg/cm2

Tabel 3.3. Kandungan massa Crude Oil Tank No 1

2

Kandungan massa Minyak Air Lumpur Lumpur Air Minyak Jumlah

massa ( kg/ jam ) 4.764,42 1.817,52 747,95 67,32 67,31 14,96 7.479,48

Cp ( Kkal/Kg oC ) 0,53 1,00 0,38 0,38 1,00 0,53

m × Cp ( Kkal/ jam oC ) 2.525,14 1817,52 284,22 25,58 67,31 7,92 4.727,69

Jumlah kandungan massa yang masuk kedalam Crude Oil Tank, maka ̅̅̅̅̅) nya adalah: (Cp ̅̅̅̅̅) = ∑ m.Cp . . . (1) dapat dihitung Kalor jenis rata-rata (Cp ∑m ̅̅̅̅̅) = 4.727,69 = 0,63 Kkal/kgoC (Cp 7.479,48 Panas yang dibutuhkan untuk memanaskan minyak kasar adalah : ̅̅̅ .∆T (Kkal/Jam). . . . . . . . . (2) Qcot = m. ̅Cp dimana : m = Jumlah dari massa keseluruhan Cp= Panas jenis rata-rata TBS 0,63 Kkal/kg oC

∆T = Selisih temperatur (oC) yaitu selisih temperatur massa keluar Crude Oil Tank dengan temperatur massa masuk = 95 oC - 50 oC = 45 oC Maka Panas yang dibutuhkan: QCOT = 7.479,48 Kg/jam x 0,63 Kkal/ Kg oC x 45 oC QCOT = 212.043,26 kkal/jam 1086 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099

Diperkirakan terjadi kehilangan kalor sebesar 10% , dimana diakibatkan oleh dinding tangki yang tidak terisolasi, sehingga kalor yang dibutuhkan pada Crude Oil Tank adalah :Q COT TOT = (1 + 0,1) x 212.043,26 kkal/jam = 233.247,58 Kkal/ jam. Panas laten penguapan adalah: Q Lu = mu u

Lu = hg - hx . . . . . . . . . . . . ………………. . . . . . . . (3) Q ( hg - hx ) = mu u

Maka: Qu = mu ( hg - hx ) Panas yang diberikan uap ( Qu ) sama dengan panas yang diterima Crude Oil Tank (Q COT TOT ) :Qu = Q COT TOT mu .(hg - hx) = Q COT TOT mu .(hg - hx) = 233.247,58 kkal/jam dimana : mu = massa uap yang dibutuhkan Crude Oil Tank, kg/jam hg = enthalpy uap jenuh pada tekanan 3,0 kg/cm2 = 650,8 kkal/kg hx = hf + x. hfg . . . . . . . ………………. . . . . . . . (4) dimana : hf = enthalpy cair jenuh pada tekanan 3,0 kg/cm2 = 133,5 kkal/kg x = kualitas uap = 5 % = 0,05 hfg = (hg – hf) = (650,8 – 133,5) = 517,3 kkal/kg. maka : hx= 133,5 kkal/kg + 0,05 . 517,3 kkal/kg = 159,35 kkal/kg Kebutuhan uap pada Crude Oil Tank pada tekanan 3,0 kg/cm2 , temperatur 132,88oC dan kualitas uap kandungan air 5% adalah : mu mu mu

=

=

QCOT TOT

(hg − hx ) 233.247,58 kkal/jam

(650,8 kkal/kg – 159,35 kkal/kg)

= 474,61 kg/jam = 7,91 kg/menit Adapun kondisi pada Continuous Settling Tank ini adalah :

Temp massa minyak kasar masuk (Tin)= 75oC Temp massa lumpur dan minyak keluar (Tout)= 95oC Temperatur uap masuk (tin) = 132,88oC Tekanan uap masuk (Pin = 3,0 kg/cm2

1087 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099

Continuous Settling Tank (CST)

Gbr.16. Alur Continuous Settling Tank

Tabel 3.4. Kandungan massa Continuous Settling Tank No 1

2

Kandungan massa Minyak Air Lumpur Minyak Air Lumpur Jumlah

massa (kg/ jam) 3.133,54 131,93 32,98 201,57 2418,86 1.411 7.329,89

Cp (Kkal/Kg oC) 0,53 1,00 0,38 0,53 1,00 0,38

m × Cp (Kkal/ jam oC) 1.660,77 131,93 12,53 106,83 2418,86 536,18 4.867,1

Jumlah kandungan massa yang masuk kedalam Continuous Settling Tank, ̅̅̅̅̅) nya adalah maka dapat dihitung Kalor jenis rata-rata (Cp ∑ m.Cp ̅̅̅̅̅) = (Cp . . . . . . . .. . .......... .(1) ̅̅̅̅̅) = (Cp

∑m 4.867,1

7.329,89

= 0,66 Kkal/kgoC

Panas yang dibutuhkan untuk memanaskan minyak kasar adalah : ̅̅̅̅ .∆T (Kkal/Jam). . . . . . . . . . (2) Qcst = m. Cp dimana : m = Jumlah dari massa keseluruhan pada tabel 3.3 = 7.329,89 kg/jam Cp = Panas jenis rata-rata TBS 0,66 Kkal/kg oC ∆T = Selisih temperatur (oC) yaitu selisih temperatur massa keluar Continuous Settling Tank dengan temperatur masuk massa. = 95 oC - 75 oC = 20 oC Maka Panas yang dibutuhkan: QCST = 7.329,89 Kg/jam x 0,66 Kkal/ Kg oC x 20 oC QCST = 96.754,55 kkal/jam Diperkirakan terjadi kehilangan kalor sebesar 5% , dimana diakibatkan oleh dinding tangki yang tidak terisolasi, sehingga kalor yang dibutuhkan pada 1088 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099

Continuous Settling Tank adalah :Q CST TOT = (1 + 0,05) x 96.754,55 kkal/jam = 101.592,27 Kkal/ jam Panas laten penguapan adalah: Q Lu = mu ; Lu= hg - hx . . . . . . . . . . . .(3) u

Q

( hg - hx ) = mu

maka: Qu = mu ( hg - hx )

u

Panas yang diberikan uap (Qu) sama dengan panas yang diterima continuous settling tank (QCST TOT ) : Qu = Q CST TOT mu .(hg - hx) = Q CST TOT mu .(hg - hx) = 101.592,27 kal/jam dimana : mu = massa uap yang dibutuhkan Continuous Settling Tank, kg/jam hg = enthalpy uap jenuh pada tekanan 3,0 kg/cm2 = 650,8 kkal/kg hx = hf + x. hfg.... . . . . . . . . . . ...... . . .(4) dimana : hf = enthalpy cair jenuh pada tekanan 3,0 kg/cm2 = 133,5 kkal/kg x = kualitas uap = 5 % = 0,05 hfg = (hg – hf) = (650,8 – 133,5) = 517,3 kkal/kg maka : hx = 133,5 kkal/kg + 0,05 . 517,3 kkal/kg = 159,365 kkal/kg Kebutuhan uap pada Continuous Settling Tank pada tekanan 3,0 kg/cm2 , temperatur 132,88oC dan kualitas uap kandungan air 5% adalah : Qcsttot

mu

= (h

mu

= (650,8

mu mu

= 206,72 kg/jam = 3,45 kg/menit

g − hx )

101.592,27 Kkal /jam kkal/kg – 159,365 kkal/kg)

Sludge Tank (ST)

Gbr.17. Alur Sludge Tank

Adapun kondisi pada Sludge Tank ini adalah : Temperatur massa lumpur masuk (Tin) = 80oC 1089 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099 Temperatur massa minyak keluar (Tout) = 95oC Temperatur uap masuk (tin) = 132,88oC Tekanan uap masuk (Tout) = 3,0 kg/cm2

Tabel 3.5. Kandungan massa Sludge Tank Kandungan No massa Minyak 1 Air Lumpur Air 2 Lumpur Jumlah

massa ( kg/ am) 655,11 1048,17 917,15 987,7 423,3 4.031,43

Cp (kal/Kg oC ) 0,53 1,00 0,38 1,00 0,38

m × Cp ( Kkal/ jam oC ) 347,21 1.048,17 348,52 987,7 160,85 2.892,45

Jumlah kandungan massa yang masuk kedalam Sludge Tank, maka dapat dihitung Kalor jenis rata-rata ̅̅̅̅̅ (Cp) nya adalah ∑ m.Cp ̅̅̅̅̅ (Cp) = ∑ m ........... . . . . . . . . . . ..... (1) 2.892,45 ̅̅̅̅̅ (Cp) = = 0,72 Kkal/kgoC 4.031,43

Panas yang dibutuhkan untuk memanaskan minyak kasar adalah : ̅̅̅̅ .∆T (Kkal/Jam). . . . . . . . . . . . . ……………… (2) QST = m. Cp = 95 oC - 80 oC = 15 oC Maka Panas yang dibutuhkan: QST = 4.031,43 Kg/jam x 0,72 Kkal/ Kg oC x 15 oC QST = 43.539,44 kkal/jam Diperkirakan terjadi kehilangan kalor sebesar 5% , dimana diakibatkan oleh dinding tangki yang tidak terisolasi, sehingga kalor yang dibutuhkan pada Sludge Tank adalah : Q ST TOT = (1 + 0,05) x 43.539,44 Kkal/jam = 45.716,41 Kkal/ jam Panas laten penguapan adalah:

Lu

Q

= mu

u

Lu = hg - hx . . . . . . . . . . . . . . ... . ………………. .(3) Q ( hg - hx ) = mu u

Maka: Qu = mu ( hg - hx ) Panas yang diberikan uap (Qu) sama dengan panas yang diterima sludge tank (Q ST TOT ) : Qu = Q ST TOT mu .(hg - hx) = Qsttot mu .(hg - hx) = 45.716,41 kkal/jam Dimana : mu = massa uap yang dibutuhkan sludge tank, kg/jam hg = enthalpy uap jenuh pada tekanan 3,0 kg/cm2 = 650,8 kkal/kg hx = hf + x. hfg . . . . . . . . . . . . . . . (4) dimana : 1090 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099 hf x hfg maka : hx

= enthalpy cair jenuh pada tekanan 3,0 kg/cm2 = 133,5 kkal/kg = kualitas uap = 5 % = 0,05 = (hg – hf) = (650,8 – 133,5) = 517,3 kkal/kg

= 133,5 kkal/kg + 0,05 . 517,3 kkal/kg = 159,365 kkal/kg Kebutuhan uap pada sludge tank pada tekanan 3,0 kg/cm2 , temperatur 132,88oC dan kualitas uap kandungan air 5% adalah : QST TOT

mu

= (h

mu

=

g − hx )

45.716,41 Kkal/jam (650,8 kkal/kg – 159,365 kkal/kg)

mu = 93,02 kg/jam mu = 1,55 kg/menit Oil Tank (OT)

Gbr.18. Alur Oil Tank

Adapun kondisi pada Oil Tank ini adalah : Temperatur massa minyak masuk (Tin) = 80oC Temperatur massa minyak keluar (Tout) = 95oC Temperatur uap masuk (tin) = 132,88oC Tekanan uap masuk (Pin) = 3,0 kg/cm2 Tabel 3.6. Kandungan massa Oil Tank No

Kandungan massa 1 Minyak Air Lumpur 2 Lumpur Air Jumlah

massa( kg/ jam )

Cp(Kkal/Kg oC )

3.361,64 141,54 35,39 46,56 139,68 3.724,81

0,53 1,00 0,38 0,38 1,00

m× Cp (Kkal/ jam oC ) 1.781,67 141,54 12,77 17,69 139,68 2.093,35

Pada tabel dapat dilihat jumlah kandungan massa yang masuk kedalam Oil ̅̅̅̅̅) nya adalah Tank, maka dapat dihitung Kalor jenis rata-rata (Cp ̅̅̅̅̅) = (Cp

∑ m.Cp ∑m

. . . . . . . . . . . . . . (1) Lit 5 1091

_____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099

̅̅̅̅̅) = (Cp

2.093,35 3.724,81

= 0,56 Kkal/kgoC

Panas yang dibutuhkan untuk memanaskan minyak kasar adalah : ̅̅̅̅ .∆T (Kkal/Jam) . . . . . . . . . . . . . .(2) Lit 5 QOT = m. Cp Dimana : m = Jumlah dari massa keseluruhan pada tabel 3.4 = 3.724,81 kg/jam Cp = Panas jenis rata-rata TBS = 0,56 Kkal/kg oC ∆T = Selisih temperatur (oC) yaitu selisih temperatur massa keluar Oil Tank dengan temperatur masuk massa = 95 oC - 80 oC = 15 oC Maka Panas yang dibutuhkan: QOT = 3.724,81 Kg/jam x 0,56 Kkal/ Kg oC x 15 oC QOT = 31.288,4 kkal/jam Diperkirakan terjadi kehilangan kalor sebesar 5% , dimana diakibatkan oleh dinding tangki yang tidak terisolasi, sehingga kalor yang dibutuhkan pada Oil Tank adalah : Q OT TOT = (1 + 0,05) x 31.288,4 Kkal/jam = 32.852,82 Kkal/ jam Panas laten penguapan adalah: Qu

Lu

=

Lu

= hg - h x

mu .......

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . (3) ( hg - h x ) =

Qu mu

Maka: Qu = mu ( hg - hx ) Panas yang diberikan uap (Qu) sama dengan panas yang diterima Oil Tank (Q OT TOT ) : Qu = Q OT TOT mu .(hg - hx) = Q OT TOT mu .(hg - hx) = 32.852,82 kkal/jam dimana : mu = massa uap yang dibutuhkan Oil Tank, kg/jam hg = enthalpy uap jenuh pada tekanan 3,0 kg/cm2 = 650,8 kkal/kg

hx = hf + x. hfg. . . . ............. . . . . . . . . . (4) dimana : hf = enthalpy cair jenuh pada tekanan 3,0 kg/cm2 = 133,5 kkal/kg x = kualitas uap = 5 % = 0,05 hfg = (hg – hf) = (650,8 – 133,5) = 517,3 kkal/kg maka : hx= 133,5 kkal/kg + 0,05 . 517,3 kkal/kg = 159,365 kkal/kg 1092 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099 Kebutuhan uap pada Oil Tank pada tekanan 3,0 kg/cm2 , temperatur 132,88oC dan kualitas uap kandungan air 5% adalah :

mu mu

= (650,8 mu mu

QOT TOT

= (h

g − hx ) 32.852,82 Kkal/jam

kkal/kg – 159,365 kkal/kg)

= 66,85 kg/jam = 1,11 kg/menit

Adapun kondisi pada Storage Tank ini adalah : Temp massa minyak masuk (Tin) = 30oC Temp massa minyak keluar (Tout) = 50oC Temp uap masuk (tin) = 132,88oC Tekanan uap masuk (Pin)= 3,0 kg/cm2 Storage Tank

Gbr.19. Alur Storage Tank

Jumlah minyak (CPO) yang masuk dari vacuum drier adalah 3.433,1 kg/ jam, dengan Cp=0,53 Kkal/kgoC Panas yang dibutuhkan untuk memanaskan minyak kasar adalah : QST = m. Cp .∆T (Kkal/Jam) . . . . . . . . . . (1) dimana : m = Jumlah dari massa minyak = 3.433,1 kg/ jam Cp = Panas jenis rata-rata TBS = 0,53 Kkal/kg oC ∆T = Selisih temperatur (oC) yaitu selisih temperatur minyak keluar Storage Tank dengan temperatur masuk minyak = 50 oC - 30 oC = 20 oC Maka Panas yang dibutuhkan: QST = 3.433,1 Kg/jam x 0,53 Kkal/ Kg oC x 20 oC QST = 36.390,8 kkal/jam Diperkirakan terjadi kehilangan kalor sebesar 2% , dimana diakibatkan oleh dinding tangki, sehingga kalor yang dibutuhkan pada Storage Tank adalah : Q ST TOT = (1 + 0,02) x 36.390,8 Kkal/jam 1093 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099 = 37.118,68 Kkal/ jam Panas laten penguapan adalah: Q Lu = mu u

Lu = hg - hx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2) Q ( hg - hx ) = mu u

Maka: Qu = mu ( hg - hx ) Panas yang diberikan uap (Qu) sama dengan panas yang diterima Storage Tank (Qst) : Qu = Qsttot mu .(hg - hx) = Qsttot mu .(hg - hx) = 37.118,68 kkal/jam dimana : mu = massa uap yang dibutuhkan Storage Tank, kg/jam hg = enthalpy uap jenuh pada tekanan 3,0 kg/cm2 = 650,8 kkal/kg hx = hf + x. hfg . . . . . . . . . . . . . . . (3) dimana : hf= enthalpy cair jenuh pada tekanan 3,0 kg/cm2 = 133,5 kkal/kg

x = kualitas uap = 5 % = 0,05 hfg = (hg – hf) = (650,8 – 133,5) = 517,3 kkal/kg maka : hx= 133,5 kkal/kg + 0,05 . 517,3 kkal/kg = 159,365 kkal/kg Kebutuhan uap pada Storage Tank pada tekanan 3,0 kg/cm2 , temperatur 132,88oC dan kualitas uap kandungan air 5% adalah : Qst mu = (h −tot h ) g

mu

= (650,8

x

37.118,68 Kkal/jam kkal/kg – 159,365 kkal/kg)

= 75,53 kg/jam = 1,26 kg/menit Fat Pit ( FP )

Gbr.20. Alur Fat Pit

Adapun kondisi pada Fat Pit ini adalah : 1094 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099 Temp massa minyak masuk (Tin) Temp massa minyak keluar (Tout) Temp uap masuk (tin) Tekanan uap masuk (Pin)

= 50oC = 90oC = 132,88oC = 3,0 kg/cm2

Tabel 3.7. Kandungan massa Fat pit NO 1 2 3

Kandungan massa Minyak Air Lumpur Jumlah

massa (Kg/ jam) 44,39 1.997,96 2.397,57 4.439,92

Cp (Kkal/ kg oC) 0,53 1,00 0,38

m × Cp (Kkal/ jam oC) 23,53 1.997,96 911,08 2.932,57

Pada tabel dapat dilihat jumlah kandungan massa yang masuk kedalam Fat ̅̅̅̅̅) nya adalah ̅̅̅̅̅ ) = pit, maka dapat dihitung Kalor jenis rata-rata (Cp (Cp ∑ m.Cp

. . . . . . . . . . . . . . (1)

∑m

̅̅̅̅̅) = 2.932,57 = 0,66 Kkal/kgoC (Cp 4.439,92

Panas yang dibutuhkan untuk memanaskan minyak kasar adalah : ̅̅̅ .∆T (Kkal/Jam) QFP = m. ̅Cp . . . . . ... . . . (2) dimana : m = Jumlah dari massa = 4.439,92 kg/jam Cp= Panas jenis rata-rata TBS = 0,66 Kkal/kg o ∆T = Selisih temperatur (oC) yaitu selisih temperatur massa keluar Fat pit dengan temperatur masuk massa= 90 oC - 50 oC = 40 oC

Maka Panas yang dibutuhkan: QFP = 4.439,92 Kg/jam x 0,66 Kkal/ Kg oC x 40 oC QFP = 11.721,8 kkal/jam Diperkirakan terjadi kehilangan kalor sebesar 5%, dimana diakibatkan oleh pendinginan alami dimana fat pit tidak tertutup, sehingga kalor yang dibutuhkan pada Fat pit adalah : Q FP TOT = (1 + 0,05) x 11.721,89 Kkal/jam = 12.307,98 Kkal/ jam Panas laten penguapan adalah: Q Lu = mu u

Lu = hg - hx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (3) Q ( hg - h x ) = u mu

maka: Qu = mu ( hg - hx ) Panas yang diberikan uap (Qu) sama dengan panas yang diterima Fat pit (Q FP TOT ): 1095 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099 Qu = Q FP TOT mu .(hg - hx) = Q FP TOT mu .(hg - hx) = 12.307,98 kkal/jam Dimana : mu = massa uap yang dibutuhkan Fat pit, kg/jam hg= enthalpy uap jenuh pada tekanan 3,0 kg/cm2 = 650,8 kkal/kg hx = hf + x. hfg . . . . . . . . . . . . . . . (4) dimana : hf = enthalpy cair jenuh pada tekanan 3,0 kg/cm2 = 133,5 kkal/kg x= kualitas uap = 5 % = 0,05 hfg= (hg – hf) = (650,8 – 133,5) = 517,3 kkal/kg maka : h fg = 133,5 kkal/kg + 0,05 . 517,3 kkal/kg = 159,365 kkal/kg Kebutuhan uap pada Fat pit pada tekanan 3,0 kg/cm2 , temperatur 132,88oC dan kualitas uap kandungan air 5% adalah :

mu

QFP TOT

mu

= (h

= (650,8

12.307,98 Kkal/jam kkal/kg – 159,365 kkal/kg)

g − hx )

mu = 25,04 kg/jam Sludge Oil Recovery ( SOR )

Gbr.21. Alur Sludge Oil Recovery Adapun kondisi pada Sludge Oil Recovery adalah : Temp massa minyak masuk (Tin)= 50oC Temp massa minyak keluar (Tout)= 95oC Temp uap masuk (tin) = 132,88oC Tekanan uap masuk (Pin)= 3,0 kg/cm2 Jumlah kandungan massa yang masuk kedalam Sludge Oil Recovery, maka dapat dihitung Kalor jenis rata-rata ̅̅̅̅̅ (Cp) nya adalah :

1096 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099 Tabel 3.8. Kandungan massa Sludge Oil Recovery No 1 2 3

Kandungan massa Minyak Air Lumpur Jumlah

∑ m.Cp ̅̅̅̅̅ (Cp) = ∑ m

̅̅̅̅̅ (Cp) =

24,6 44,39

massa (Kg/ jam) 33,29 4,43 6,67 44,39

Cp (Kkal/ kg oC) 0,53 1,00 0,38

m × Cp (Kkal/ jam oC) 17,64 4,43 2,53 24,6

................ . . . . . . . . . . . (1)

= 0,55 Kkal/kgoC

Panas yang dibutuhkan untuk memanaskan minyak kasar adalah : ̅̅̅̅ .∆T (Kkal/Jam) . . . . . . . . . (2) QSOR = m. Cp dimana : m = Jumlah dari massa = 44,39 kg/jam Cp = Panas jenis rata-rata TBS = 0,55 Kkal/kg oC ∆T = Selisih temperatur (oC) yaitu selisih temperatur massa masuk Sludge Oil Recovery dengan temperatur masuk massa = 95 oC - 50 oC = 45 oC Maka Panas yang dibutuhkan: QSOR = 44,39 Kg/jam x 0,55 Kkal/ Kg oC x 45 oC = 65,41 kkal/jam Diperkirakan terjadi kehilangan kalor sebesar 5% , dimana diakibatkan oleh pendinginan alami dimana fat pit tidak tertutup, sehingga kalor yang dibutuhkan pada Sludge Oil Recovery adalah : Q SOR TOT = (1 + 0,05) x 65,41 Kkal/jam = 72,88 Kkal/ jam Panas laten penguapan adalah: Q Lu = mu u

= hg - h x Q ( hg - h x ) = u

. . . . . . . . . . . . . . . . (3)

mu

Maka: Qu = mu ( hg - hx ) Panas yang diberikan uap (Qu) sama dengan panas yang diterima Sludge Oil Recovery : Qu = Q SOR TOT mu .(hg - hx) = Q SOR TOT mu .(hg - hx) = 72,88 kkal/jam dimana : mu = massa uap yang dibutuhkan Sludge Oil Recovery, kg/jam hg = enthalpy uap jenuh pada tekanan 3,0 kg/cm2 = 650,8 kkal/kg hx = hf + x. hfg . . . . . . . . . . . . . . . (4) dimana : hf= enthalpy cair jenuh pada tekanan 3,0 kg/cm2 = 133,5 kkal/kg 1097 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099

x

= kualitas uap = 5 % = 0,05 hfg = (hg – hf) = (650,8 – 133,5) = 517,3 kkal/kg maka : hx= 133,5 kkal/kg + 0,05 . 517,3 kkal/kg = 159,365 kkal/kg Kebutuhan uap pada Sludge Oil Recovery pada tekanan 3,0 kg/cm2 , temperatur 132,88oC dan kualitas uap kandungan air 5% adalah : QSOR TOT

mu

=

mu

= (650,8

mu

= 0,15 kg/jam

(hg − hx ) 72,88 Kkal/jam kkal/kg – 159,365 kkal/kg)

3.4. Rekapitulasi Kebutuhan Uap Kondisi uap jenuh pada stasiun klarifikasi Pada tekanan uap masuk ( Pin )= 3,0 kg/ cm2 dan , Temperatur uap masuk ( Tin )= 132,88 0C Tabel 3.9. Kebutuhan uap pada stasiun klarifikasi No 1 2 3 4 5 6 7 8

Nama Cp alat (Kkal/kgoC) Sand trap 0,63 tank 0,63 Crude oil tank Cont. settling 0,66 tank 0,72 Sludge tank 0,56 Oil tank 0,53 Storage tank 0,66 Fat pit Sludge oil 0,55 Recovery

Qtot (Kkal/jam)

Hx (Kkal/jam)

Hfg Kkal/jam)

mu (kg/jam)

272.803,95

159,35

517,3

555,1

233.247,58

159,35

517,3

474,61

101.592,27

159,35

517,3

206,72

45.716,41 32.852,82 37.118,68 12.307,98

159,35 159,35 159,35 159,35

517,3 517,3 517,3 517,3

93,02 66,85 75,53 25,04

72,88

159,35

517,3

0,15

Total dari kebutuhan uapnya adalah: = 555,1+ 474,61+ 206,72+ 93,02+ 66,85+ 75,53 + 25,04 + 0,15 =1.497,02 kg/ jam Pada grafik dapat dilihat kebutuhan uap jenuh pada Stasiun Klarifikasi:

1098 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099

800 600

551

474,61

400 200

0

100

400

500

300 206.72 200 93.72 66.85 75.53

600

700

0

0.15

0

Massa

Kebutuhan

Gbr.22. Grafik kebutuhan uap Stasiun

klarifikasi

Dari grafik di atas jumlah kebutuhan uap paling bayak dibutuhkan yaitu pada Sand trap tank sebesar 555,1 kg/ jam, dan kebutuhan uap terkecil yaitu pada Sludge oil recovery sebesar 0,15kg/jam. Hal ini dipengaruhi oleht ergantung besar kecilnya suatu massa ( minyak kasar ) yang masuk kedalam suatu unit dalam stasiun klarifikasi, dimana semakin besar jumlah massa yang masuk maka dibutuhkan massa uap yang besar, demikian juga sebaliknya V. KESIMPULAN Dari hasil perhitungan maka dapat diperoleh beberapa kesimpulan anatara lain: Jumlah total massa uap jenuh yang masuk dalam stasiun klarifikasi dengan (Pin) = 3,0 kg/ cm2 dan (Tin) = 132,880C adalah 1.497,02 kg/ jam. Kebutuhan uap terbesar terdapat pada Sand trap tank, dan kebutuhan uap terkecil terdapat pada Sludge oil recovery. Massa uap berbanding lurus dengan jumlah massa ( minyak kasar) yang diolah.Kualitas dan jujmlah uap yang cukup akan menghasilkan mutu CPO yang bagus. DAFTAR PUSTAKA Buku Panduan, Pedoman Operasional Pengolahan Kelapa Sawit, PT Perkebunan Nusantara IV (Persero), Medan 2009 J. P. Holman, Perpindahan Kalor, Erlangga, Jakarta 1997 M. J. Djokosetyardjo. Ir, Ketel Uap, PT Pradnya Paramita, Jakarta 2006 Muin A. Syamsir Ir., Pesawat-Pesawat Konversi Energi I (Ketel Uap), Penerbit Rajawali, Jakarta 1988. Naibaho M. Ponten.DR.Ir, Teknologi Pengolahan Kelapa Sawit, Pusat Penelitian Kelapa Sawit, Medan, 1996.

1099 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099

Biodata Penulis: Waldemar Naibaho, adalah dosen tetap Fakultas Teknik dengan konsentrasi Konversi Energi.

prodi Teknik Mesin UHN

Parulian Siagian., adalah Dosen Tetap Fakultas Teknik prodi Teknik Mesin UHN dengan Konsentrasi Struktur dan Perancangan

1100 _____________ ISSN 0853-0203

VISI (2012) 20 (3) 1070-1099

1101 _____________ ISSN 0853-0203