Sistem Utilitas Pengolahan Air Industri Crude Palm Oil (CPO) PDF

Preview

Summary

Nama : I Made Arimbawa NIM : 181910401006 Tugas Besar Utilitas Kelas A Gambar 1. Diagram Pengolahan Air Pabrik CPO (Ilustrasi dibuat oleh Arim) Pabrik CPO biasanya menggunakan beberapa sumber air dalam pengoperasiannya yaitu air sumur, air sungai dan air danau. Beberapa sumber air tersebut sering me...

Description

Nama : I Made Arimbawa NIM : 181910401006 Tugas Besar Utilitas Kelas A

Gambar 1. Diagram Pengolahan Air Pabrik CPO

(Ilustrasi dibuat oleh Arim)

Pabrik CPO biasanya menggunakan beberapa sumber air dalam pengoperasiannya yaitu air sumur, air sungai dan air danau. Beberapa sumber air tersebut sering mengandung bahan atau benda yang dapat mengganggu jalannya proses atau operasi pengolahan CPO sehingga diperlukan tahap water treatment. Berikut merupakan water treatment pada pabrik crude palm oil (Siregar, 2016): 1. Screening. Proses ini merupakan tahap awal penjernihan air yang meliputi pemisahan partikelpartikel padat dalam air yang berukuran besar dan partikel yang lebih kecil akan tetap dalam air untuk menuju pengolahan selanjutnya yaitu pengendapan. Screening ditempatkan pada posisi pertama karena dapat memisahkan benda atau partikel padat yang ikut bersama air mentah apabila dibiarkan akan dapat menurnkan kinerja mesin, peralatan pabrik, perpipaan dan sebagainya. Permasalahan yang biasanya ditemukan

yaitu terdapat benda-benda padat yang dapat berasal dari sungai atau sumber air yang memiliki ukuran yang lebih kecil dari ukuran yang dapat di pisahkan oleh alat screening. Cara mengatasi hal tersebut yaitu dengan menggunakan dua buah screen yaitu Coarse Screen dan Fine Screen. Coarse Screen untuk memisahkan padatan yang berukuran 6 mm keatas sedangkan Fine Screen untuk padatan berukuran 0,2-6 mm (EPA, 2003). Menurut Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat (2003), dengan menggunakan kombinasi kedua screen tersebut dapat meminimalisir adanya padatan yang masuk kedalam alat pengolahan air selanjutnya . 2. Clarification Klarifikasi adalah suatu proses yang dapat menurunkan kekeruhan di dalam air dengan memasukkannya kedalam suatu alat yang dinamakan clarifier kemudian ditambahkan bahan kimia yang berfungsi sebagai koagulan. Contoh bahan kimia yang dapat digunakan yaitu larutan alum (Al2(SO4)3) dan larutan natrium karbonat (Na2CO3). Proses ini melibatkan koagulan sehingga disebut pula dengan proses koagulasi. Menurut Mazille dan Spuhler (2020) koagulasi adalah proses yang digunakan untuk memisahkan antara padatan dan cairan dengan cara menetralkan muatan dan membentuk lumpur. Permasalahan yang biasanya ditemukan dalam proses ini yaitu : 

Endapan yang dibiarkan akan menghasilkan banyak permasalahan Solusi : diperlukan pompa untuk mengontrol endapan dengan cara memompa endapa menuju bak pembuangan/limbah.



Suhu air yang masuk clarifier dalam keadaan dingin sehingga partikel-partikel membutuhkan waktu yang lebih lama untuk mengendap. Solusi : diperlukan Jar Test untuk mengatasi hal tersebut agar dapat disesuaikan dosis koagulan yang ditambahkan dengan suhu air sehingga akan menghasilkan flok yang lebih berat dan pengendapan menjadi lebih cepat (EPA, 2002).

3. Filtrasi. Menurut Environmental Protection Agency (EPA) Irlandia (1995), filtrasi didefinisikan sebagai suatu proses dimana air diarlikan melalui suatu bahan tertentu (membran) untuk menghilangkan partikel pengotor yang biasanya mengandung partikel tersuspensi (lumpur halus dan lempung), bahan biologis (bakteri, plankton, spora, kista atau bahan lain) dan flok. Filtrasi yang biasanya digunakan dalam pengolahan air pabrik CPO adalah filtrasi yang diklasifikasikan dalam kecepatan penyaringannya karena dianggap lebih efisien (EPA, 1995). Filtrasi dibedakan menjadi

dua berdasarkan kecepatan penyaringannya yaitu filtrasi cepat atau rapid gravity filtration dan filtrasi lambat atau slow sand filtration.

Gambar 2. Chamber untuk Proses Slow Sand Filtration

Sumber : EPA (1995) Pada filtrasi pasir lambat, air dimasukkan ke dalam filter hingga mengalir ke bawah melalui media. Lapisan pada filter ini berurutan dari atas ke bawah yaitu antrasit kasar, pasir dan kerikil. Proses penyaringan berlangsung dengan kecepatan 0,1-0,2 m/jam. Alat control pada filter yaitu valve dan bendungan pengukur atau measuring weir. Filtrasi cepat biasanya digunakan apabila kebutuhan air dalam suatu proses sangat besar sehingga memerlukan air dalam jumlah yang banyak dan cepat. Filter pada filtrasi cepat dibedakan menjadi tiga yaitu single media (hanya pasir), dual media (pasir dan antrasit) dan mixed media (pasir, antrasit dan garnet). Karbon aktif juga dapat digunakan pada filter ini karena dapat menghilangkan bau dan rasa air.

Gambar 3. Chamber pada Filtrasi Cepat

Permasalahan yang biasanya ada pada proses ini yaitu adanya endapan hasil filtrasi pada lapisan-lapisan filter namun hal tersebut dapat diatasi dengan melakukan backwashing secara berkala dan penggantian pasir. Backwashing adalah proses dimana aliran air dibalikkan melalui media filter dengan tujuan untuk menghilangkan zat padat yang terperangkap pada filter. Backwashing dapat menggunakan air saja, udara dan air

(secara terpisah dan berurutan) atau menggunakan udara dan air (secara bersamaan). Laju aliran air backwash tidak boleh meelbihi 20 m/jam karena laju aliran yang lebih tinggi akan menyebabkan rusaknya media filter (EPA, 1995). Hasil dari proses filtrasi ini adalah air yang dapat digunakan untuk sanitasi. Untuk kebutuhan air minum, air hasil filtrasi kemudian diproses dengan cara klorinasi dan selanjutnya diproses pada water treatment system sehingga layak untuk dikonsumsi berdasarkan standar air layak minum. Air domestik, tempat ibadah, kantin dan keperluan laboratorium cukup sampai proses klorinasi saja. Air yang dibutuhkan untuk air pendingin akan memasuki proses cooling. 4. Demineralisasi Air yang melalui tahap demineralisasi adalah air yang akan digunakan sebagai air umpan boiler, air proses dan air pendingin. Demineralisasi air adalah pembuangan semua kandungan garam anorganik melalui mekanisme pertukaran ion atau ion exchange (IX). Dalam proses ini, resin kation asam kuat dalam bentuk hidrogen mengubah garam terlarut menjadi asam yang sesuai, dan resin anion basa kuat dalam bentuk hidroksida menghilangkan asam-asam ini. Demineralisasi menghemat biaya pabrik daripada menggunakan proses penyulingan namun tetap menghasilkan kualitas air yang sama (Suez, 2020). Permasalahan yang ditemukan dalam proses ini yaitu : 

Resin anion yang sangat rentan terhadap pengotoran dari bahan organik apabila tidak dihilangkan maka akan terbentuk endapan silika yang menjadi kerak.



Kegagalan untuk menghilangkan silika dari resin



Kelebihan kontaminan dalam resin, resin dapat menjadi jenuh karena lebih banyak kontaminan. Masalah tersebut dapat dihilangkan dengan cara berikut :



Melalui proses filtrasi, jadi sebelum memasuki proses demineralisasi, air harus sudah di filtrasi sehingga kandungan organiknya hilang.



Pemilihan resin khusus. Resin akrilik dan jenis resin khusus lainnya yang kurang rentan terhadap pengotoran organik telah banyak dikembangkan. Menurut Siregar (2016) pada proses demineralisasi air pabrik CPO untuk resin kation menggunakan resin jenis sulfonated phenolic resin sedangkan resin anion menggunakan resin jenis acrylic base homogeneus (gel).



Pembersihan alat secara berkala

5. Deaerasi Proses ini menggunakan alat yang dinamakan deaerator yang bertujuan untuk menghilangkan gas-gas terlarut dalam air yang keluar dari ion exchanger sebelum diumpankan ke boiler. Proses deaerasi didasarkan pada dua prinsip ilmiah yaitu Hukum Henry yang menegaskan bahwa kelarutan gas dalam suatu larutan berkurang karena tekanan parsial gas di atas larutan berkurang dan prinsip hubungan antara kelarutan gas dengan suhu dimana kelarutan gas dalam suatu larutan menurun ketika suhu larutan naik dan mendekati suhu jenuh (Banda, 2015). Deaerasi dilakukan dengan cara memanaskan air hasil demineralisasi pada suhu 90°C agar gas O2 dan CO2 dapat dihilangkan. Gas-gas tersebut apabila dibiarkan akan menyebabkan korosi lokal yang cepat pada tube boiler. Permasalahan yang umumnya terjadi pada proses ini yaitu masih adanya sisa gas seperti O2 dalam feedwater boiler yang dapat menyebabkan kerak. Menurut Siregar (2016) hal tersebut dapat diatasi dengan penambahan senyawa hidrazin saat proses deaerasi yang akan mengikat O2 dalam air. 6. Cooling Proses ini yaitu menurunkan suhu air yang telah difiltrasi dari 53 °C menjadi 30°C atau sesuai kebutuhan. Air pendingin digunakan untuk proses pendinginan pada ion exchanger pabrik. Air pendingin yang telah digunakan sebelumnya dapat dikemablikan lagi menuju cooling tower untuk didinginkan kembali sehingga efisien. Beberapa permasalah yang ditemukan dalam proses ini yaitu : 

Penguapan dan kebocoran air memungkinkan terjadi pada proses ini sehingga volume air berkurang. Solusi : untuk mengontrol kejadian tersebut maka diperlukan penambahan air make up agar volume pada cooling tower terjaga (Hariansyah, 2012).



Terbentuknya kerak serta terjadinya korosi sehingga menurnkan heat transfer capacity Solusi : diperlukan injeksi bahan kimia jenis corrosion inhibitor seperti natrium fosfat dan Scale inhibitor seperti kalsium karbonat (CaCO3), kalsium sulfat (CaSO4), barium sulfat (BaSO4) dan strontium sulfat (SrSO4).

REFERENSI Banda, R. B., 2015. Modelling of the deaerator system in Flownex , Cape Town: Departement of Mechanical Engineering University of Cape Town. EPA, 1995. Water Treatment Manuals: Filtration, Wexford: EPA of Ireland. EPA, 2002. WATER TREATMENT MANUALS COAGULATION, FLOCCULATION & CLARIFICATION, Wexford: EPA of Ireland (An Ghníomhaireacht um Chaomhnú Comhshaoil). EPA, 2003. Wastewater Technology Fact Sheet Screening and Grit Removal, Portland: EPA of United States. Hariansyah, 2012. PRA-RANCANGAN PABRIK MARGARIN DARI MINYAK KELAPA SAWIT (CPO) DENGAN KAPASITAS 40.000 TON/TAHUN, Bandar Lampung: Prodi Teknik Kimia Universitas Lampung. Siregar, F., 2016. PRA RANCANGAN PABRIK CRUDE PALM OIL (CPO) MENGGUNAKAN CONTINUOUS STERILIZER DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 50.000 TON/TAHUN, Banda Aceh: Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala. Suez,

2020.

Handbook

Available

at:

of

Industrial

Water

Treatment.

[Online]

https://www.suezwatertechnologies.com/handbook/handbook-

industrial-water-treatment [Accessed 06 Juni 2020]....