OPERASI TEKNIK KIMIA

Transportasi Zat Padat, Cair dan Gas

                  Transportasi merupakan proses yang paling sering berlangsung dalam industri kimia. Berbagai tahap proses teknik kimia seringkali dihubungkan satu sama lain melalui instalasi pengangkut.

                  Untuk pengangkutan yang tidak kontinu digunakan :

—  Bejana

—  Karung/kantong

—  Container

—  Silo

            Untuk pengangkutan yang kontinu digunakan :

—  Pengangkutan  dengan gaya berat

—  Pengangkutan getar ( vibrating conveyor )

—  Pengangkutan spiral ( screw conveyor)

—  Pengangkutan Rantai ( chain conveyor)

—  Pengangkutan Keranjang ( bucket conveyor, elevator )

—  Pengangkutan Sabuk (belt conveyor )

—  Pengangkutan Pelat ( plate conveyor )

—  Pengangkutan Rol ( gravity roller conveyor )

—  Pengangkutan Pneumatik ( pneumatik  conveyor )

Karakteristik dan performance dari belt conveyor yaitu : 

—  Dapat beroperasi secara mendatar maupun miring dengan sudut maksimum sampai dengan 180 ^o.

—  Sabuk disanggah oleh plat roller untuk membawa bahan. 

—  Kapasitas tinggi. 

—  Serba guna. 

—  Dapat beroperasi secara kontinu.

—  Kapasitas dapat diatur. 

—  Kecepatannya sampai dengan 600 ft/m.

—  Dapat naik turun. 

—  Perawatan mudah. 

  Kelemahan -kelemahan dari belt conveyor: 

—  Jaraknya telah tertentu. 

—  Biaya relatif mahal.

—  Sudut inklinasi terbatas.  

Penyimpanan Bahan

Penyimpanan bahan dalam proses Industri dapat dijumpai pada :

-          Pada awal proses : menyimpan bahan baku

-          Pada tengah-tengah proses : menyimpan bahan setengah jadi

-          Pada akhir proses : menyimpan bahan jadi/produk

-          Jumlah bahan yang disimpan tergantung dari:

           

- alat-alat pabrik secara keseluruhan

- metoda operasi : batch, semi-batch, continuous

- frekuensi, lamanya waktu yang diperlukan untuk proses dari masing-masing unit secara   individu yang ada di pabrik

- mudah sukarnya bahan tersebut didapat, jalur distribusi bahan dan  produk

 

Penyimpanan Zat Padat

• Penyimpanan dalam jumlah besar dilakukan dengan 3 metode :

-          Ditimbun dengan sistem outdoor

-          Ditimbun dengan sistem indoor

-          Disimpan dalam bin/bunker dan silo

1.  Sistem Outdoor

Bahan yang disimpan adalah bahan yang tidak dipengaruhi oleh udara, hujan, panas dll, misalnya : batu, kayu, dsb

Terdapat berbagai metode antara lain:

            - penyimpanan dibawah “travelling bridge”

            - penimbunan dikanan kiri jalan

            - overhead sistem

            - drag scrapper sistem

Pemilihan metode penyimpanan ini didasarkan pada:

- sifat bahan yang disimpan

- jumlah bahan yang disimpan

- cara handling bahan

              Overhead Sistem

Sistem ini digunakan untuk penyimpanan jika transportasi jarak jauh. Hal ini dilakukan dengan monorial car, cable way car dan sebagainya, yang dilengkapi dengan bucket.

     

      2.       Sistem Indoor

              Penyimpanan dengan sistem ini dapat dilakukan dengan 2 cara:

(a) penyimpanan indoor dalam bentuk timbunan:

            - untuk menyimpan bahan yang harus dipertahankan tetap kering

            - bahan yang memerlukan perlindungan terhadap atmosfer pada musim  tertentu, misal bahan   keramik, mineral, hasil pertanian dll

            - alat yang digunakan untuk sistem ini, yaitu:

ü   monorail crane baik untuk storing maupun delivering

ü   conveyor system, misal belt conveyor bersama dengan bucket elevator

ü  conveyor system (belt) yang dilengkapi dengan tripper                       

(b) penyimpanan indoor dalam bentuk bunker/bin dan silo

   v  BIN/ BUNKER :

-          banyak dipakai dan sangat menguntungkan bila feeding berlangsung secara gravity

-          Bahan yang disimpan bersifat free flowing

-          Pengumpanan bahan melalui bagian atas bin yang terbuka menggunakan monorail crane          yang   dilengkapi dengan tripper

-          Pengeluaran bahan berlangsung secara gravity untuk bahan yang bersifat free flowing sedangkan untuk bahan yang cenderung menyumbat dipakai mechanical agitator

   v  SILO:

-          Alat ini prinsipnya sama dengan BIN hanya ukurannya lebih besar (+_40 m)

-          Cocok untuk menyimpan bahan seperti lime, semen, dll 

-          Penumpanan bahan melalui bagian atas dan karena ketinggiannya digunkaan pengumpan        berupa elevator, bucket atau sistem pneumatics.

Transportasi Fluida (Cair dan Gas)

            Fluida adalah zat yang tidak dapat menahan perubahan bentuk (distorsi) secara permanen. Bila kita mencoba mengubah bentuk suatu massa fluida, maka di dalam fluida tersebut akan terbentuk lapisan-lapisan di mana lapisan yang satu akan mengalir di atas lapisan yang lain, sehingga tercapai bentuk baru. Selama perubahan bentuk tersebut, terdapat tegangan geser (shear stress), yang besarnya bergantung pada viskositas fluida dan laju alir fluida relatif terhadap arah tertentu.

            Bila fluida telah mendapatkan bentuk akhirnya, semua tegangan geser tersebut akan hilang sehingga fluida berada dalam keadaan kesetimbangan. Pada temperatur dan tekanan tertentu, setiap fluida mempunyai densitas tertentu. Jika densitas hanya sedikit terpengaruh oleh perubahan yang suhu dan tekanan yang relatif besar, fluida tersebut bersifat incompressible. Tetapi jika densitasnya peka terhadap perubahan variabel temperatur dan tekanan, fluida tersebut digolongkan compresible . Zat cair biasanya dianggap zat yang incompresible, sedangkan gas umumnya dikenal sebagai zat yang compresible.

 

Valve

            Sistem instalasi pipa biasanya terdiri dari banyak sekali valve dengan ukuran dan bentuk yang beragam. Beberapa jenis valve sangat cocok untuk membuka dan menutup penuh aliran, ada valve

yang cocok untuk mengurangi tekanan dan laju aliran fluida, ada pula valve yang berfungsi mengatur agar aliran fluida terjadi pada satu arah saja. Dua jenis valve yang paling dikenal adalah gate valve

dan globe valve. Pada gate valve, bukaan tempat aliran fluida hampir sama besar dengan pipa ehingga aliran fluida tidak berubah. Akibatnya, gate valve yang terbuka penuh hanya menyebabkan penurunan

tekanan sedikit. Dalam gate valve terdapat piringan tipis yang berada pada dudukan yang tipis pula. Bila gate valve dibuka, piring naik ke selongsong atas, sehingga seluruhnya berada di luar lintasan fluida. Valve ini tidak cocok digunakan sebagai pengendali aliran, dan biasanya dipakai dalam keadaan terbuka atau tertutup penuh. Sebaliknya, globe valve banyak digunakan sebagai pengendali aliran. Bukaannya bertambah secara hampir linear menurut posisi batang valve, sehingga keausan di

sekeliling piringan terdistribusi secara seragam. Fluida mengalir melalui bukaan yang terbatas dan berubah arah beberapa kali. Akibatnya, penurunan tekanan pada globe valve cukup besar.

Pompa

Pemindahan fluida melalui pipa, peralatan, atau udara terbuka dilakukan dengan pompa, kipas,

blower, dan kompresor. Alat-alat tersebut berfungsi meningkatkan energi mekanik fluida. Tambahan energi itu lalu digunakan untuk meningkatkan kecepatan, tekanan, atau elevasi fluida. Metoda yang umum untuk penambahan energi tersebut adalah dengan positive displacement dan aksi sentrifugal yang diberikan dengan gaya dari luar. Kedua metoda tersebut menyebabkan ada 2 jenis utama peralatan pemindah fluida, yaitu menggunakan tekanan langsung pada fluida dan menggunakan momen puntir untuk membangkitkan rotasi Pompa digunakan untuk mengalirkan fluida (umumnya cair) dari satu unit operasi ke unit operasi yang lain. Fluida mengalir akibat terjadinya perpindahan energi. Driving force yang umum digunakan untuk mengalirkan fluida adalah gravitasi, displacement

, gaya sentrifugal, gaya elektromagnetik, perpindahan momentum, impuls mekanik, atau kombinasinya. Saat ini, yang paling umum diaplikasikan adalah gaya sentrifugal dan gravitasi.

Ada 2 kelompok utama pompa:

1. Positive Displacement Pump, pada pompa jenis ini, volume tertentu zat cair terperangkap di dalam           satu ruang yang berganti-ganti diisi melalui pemasuk dan dikosongkan pada tekanan yang lebih             tinggi melalui pembuang. Ada 2 jenis positive displacement pump. Pada reciprocating pump ruang       tersebut adalah silinder stasioner yang berisi piston atau plunger. Pada pompa putar ruangnya           bergerak dari pemasuk sampai pembuang dan masuk lagi ke inlet. . Contoh reciprocating pump

     antara lain pompa piston, pompa plunger, dan pompa diafragma. Sedangkan jenis-jenis pompa

     putar antara lain gear pump, lobe pump, screw pump, cam pump, dan vane pump.

2. Pompa Sentrifugal, pada jenis pompa ini energi mekanik zat cair ditingkatkan dengan aksi            sentrifugal. Pompa ini paling banyak digunakan dipabrik.

PENUGASAN PER KELOMPOK

1. Jelaskan apa yang kamu ketahui tentang conveyor.

2. Buatlah gambar-gambar berbagai conveyor yang kamu ketahui (minimal 3  jenis)

3. Jelaskan apa yang kamu ketahui tentang silo/bin.

4. Buatlah gambar silo/bin.

5. Jelaskan gaya dorong (driving force) pada fluida.

6. Buatlah berbagai gambar pompa dan valve yang kamu ketahui (minimal 2 jenis).

Tugas di buat pada kertas HVS dan dijilid serta dikumpul minggu pertama masuk sekolah setelah libur lebaran.