materii 3 perancangan

8/19/2019 materii 3 Perancangan

1/51

D IAGRAM A LIRP ROSES I NDUSTRI

Dr. Tutuk Djoko K


2/51

6 LANGKAH PERANCANGAN PROSES (PABRIK ) KIMIA

Konsepsi dan Definisi

Pengembangan Diagram Alir(Flow Sheet)

Desain Peralatan

Analisa Ekonomi

Optimasi

Pelaporan


3/51

D IAGRAM A LIR (F LOW S HEET ) P ROSES K IMIA

Adalah gambar yang ringkas dan tepatyang menampilkan dalam jumlah besarinformasi teknik tentang proses kimia

Merupakan bahasa yang digunakan olehinsinyur /operator proses kimia

Anda harus lancar dalam

menterjemahkan dari kata-kata kediagram alir (flow sheet) dan sebaliknya


4/51

T IPE U TAMA F LOW S HEET P ROSES K IMIA

Gambar/Diagram InformasiDiagram alir input-output Bahan baku

Reaksi kimiaProduk

Diagram Alir Blok Semua hal di atas, ditambahNecara bahanSatuan proses utama (mayor)Tampilan khusus satuan proses

Diagram Alir Proses(Process Flow Diagram)

Semua hal di atas, ditambahNeraca energiKondisi proses (T dan P)Spesifikasi peralatan proses

utama


5/51

D IAGRAM A LIR INPUT -O UTPUT

Satu kotak mewakili semua operasi fisika dan kimiadalam prosesGaris dengan panah mewakili bahan bergerak masukdan keluar prosesBahan baku ( raw material ) masuk dari sebelah kiriProduk keluar dari kananLaju alir (kuantitas) produk dan bahan baku bisaditampilkan

ProsesBahan Baku Produk


6/51

Prosespembuatan

Amonia

350 ton CH 4/hari

795 ton H 2O/hari

825 ton N 2/hari

1000 ton NH 3/hari

970 ton CO 2/hari

Diagram Alir Input-output pembuatan Amonia

Pertanyaan yang bisa dikembangkan:Natural gas nya apa sudah murni, kalau tidak murni perlu tidak

proses pemurnian. Apakah tekanan dan suhu masuk sudahsama??Bagaimana sumber air nya, apakah dalam bentuk liquid ataugas

• Apa sumber Nitrogen?• Haruskah kita gunakan udara?• Jika ya, bagaimana dengan oksigen?

Amonia apakah sudah sesuai spek? Kalau belum bagaimanalangkah2 yang diperlukan. Bagaimana penanganan CO2n a.


7/51

D IAGRAM A LIR BLOK (K OTAK )

Merupakan langkah berikutnya yang lebihkompleks dan detailMempunyai beberapa fitur:

proses kimia direpresentasikan sebagaikelompok blok (kotak) terhubung ataudisebut Satuan Proses

Setiap satuan proses menggambarkanfungsi proses secara spesifik, dimanabahan mengalami perubahan fisikadan/atau kimia


8/51

Garis dengan panah menghubungkankotak dan menggambarkan aliranproses: input dan outputBahan baku masuk di sebelah kiri

Produk keluar di sebelah kananJumlah atau laju alir input dan outputbisa ditampilkan, langsung dalam

diagram atau dalam tabel yangmenyertai


9/51

Hanya ada 4 macam satuan proses dalam Diagram Alir Blok:

1. Mixer, Pencampur

Mixer

Mentega

C 12 H 22 O 11(sukrosa)

Telur

TepungGaram

NaHCO 3

Chocolate chip

Adonan chocolate chipcookies mentah


10/51

2. Reaktor

Reaktor(oven)

Chocolate chipcookies matang

3. Splitter

4 kg kue75% chocolate chip cookies25% peanut butter cookies

Splitter



Adonan chocolate chipcookies mentah


11/51

4. Separator

4 kg kue75% chocolate chip cookies

25% peanut butter cookies

Separator




12/51

Satuan Proses dikategorikan berdasarkan

fungsinyaSatuan Proses secara sederhana menunjukkan“tugas” penting yang dibutuhkan untukmengubah bahan baku menjadi produk yangdiinginkanMengabaikan apa yang terjadi di dalam SatuanProses dan tidak menjelaskan bagaimanaterpenuhinya fungsi Satuan Proses tersebutSatu proses mungkin membutuhkan beberapaperalatan atau satu peralatan memenuhibeberapa fungsi


13/51

Mixer : mengkombinasikan 2 atau lebih inputmenjadi output tunggal

Reaktor : Arus input mengandung reaktanTerjadi 1 atau lebih reaksi kimia

Splitter : memisahkan input tunggal ke dalam2 atau lebih output. Jika input

merupakan campuran 2 atau lebihkomponen, semua arus outputmempunyai komposisi yang sama

Separator : 1 arus input dipisahkan menjadi 2 ataulebih output. Output mempunyaikomposisi yang berbeda terhadap inputdan output yang lain. Perubahankomposisi terjadi secara fisika dantidak terjadi reaksi kimia


14/51

Mixer Reaktor Mixer Reaktor Reaktor

Separator Mixer ReaktorSeparator Separator

Gas Alam

Steam

Udara

H2O2N2CH4COH2O

H2N2CO2H2O

CO2

H2N2

H2N2NH3

H2N2

Amonia Air

Diagram Alir Blok yang disederhanakan untuk pembuatan amonia

dari gas alam


15/51


16/51


17/51


18/51


19/51


20/51

Diagram alir blok berguna untuk

menunjukkan satuan proses utama danbahan mengalir antara satuan proses,tetapi bukan gambar nyata proseskimia sesuai fungsinyaProcess Flow Diagram (PFD) lanjutandari diagram alir blok yang lebihkompleks dan lebih banyakinformasinya


21/51

F ITUR -FITUR PADA PFD

Proses kimia ditampilkan sebagai kelompokperalatan proses yang terhubungSemua peralatan proses utama digambar

secara representatif. Tipe reaktor danmetode pemisahan juga dipilihTerdapat peralatan yang digunakan untukmemindahkan /mengalirkan bahan (sepertipompa, kompresor, konveyor) dan untukmemanaskan atau mendinginkan bahan(seperti penukar panas, furnace)


22/51

Setiap peralatan proses ditandai dengan

nomor dan namaDitampilkan Utilitas utama (steam,cooling water, dsb)

Garis dengan panah menghubungkansetiap peralatan proses danmenunjukkan input dan output

Aliran proses diberi nomor


23/51

Bahan masuk dari sebelah kiri dan keluardari sebelah kananUmumnya, aliran gas di atas, cairan ditengah dan padatan di bawahLaju alir atau kuantitas, komposisi,temperatur, tekanan dan/atau fase aliran

ditampilkan, biasanya dalam sebuah tabelyang menyertai


24/51


25/51


26/51


27/51

Simbol Peralatan


28/51


29/51


30/51


31/51


32/51


33/51


34/51


35/51


36/51


37/51


38/51


39/51


40/51


41/51


42/51


43/51

M ODE (C ARA ) O PERASI P ROSES

Proses Kimia

Berdasarkancara bahan

masuk dankeluar proses

Batch

Aliran

Kontinyu

Semi Batch

Berdasarkanketergantungan pd waktu

Steady State

UnsteadyState


44/51

ProsesBatch

• Semua aliran input, masuk satuanproses satu kali, dan pada waktukemudian semua aliran outputdikeluarkan dari satuan proses satukali juga• Jumlah aliran input dan outputdinyatakan dalam massa atau mol

Proses Aliran

Kontinyu

• Aliran input secara kontinyu mengalirke dalam satuan proses dan aliran

output secara kontinyu keluar darisatuan proses• Jumlah aliran input dan outputdinyatakan dalam laju alir massa atau

laju alir molar


45/51

ProsesSemi Batch

Merupakan kombinasi dariproses batch dan kontinue,misalnya semua aliran inputdimasukkan satu kali dan aliranoutput dikeluarkan secarakontinyu

ProsesSteady State

Proses yang tidak tergantung waktu,variabel proses tidak berubahterhadap waktu

ProsesTransient/Unsteadystate

Satu atau lebih variabel prosesberubah terhadap waktu


46/51

C ATATAN -CATATAN

Semua satuan proses (mixer, reaktor, splitter,separator) dapat dioperasikan secara batch,kontinyu atau semibatch

Proses batch, biasanya digunakan dalamindutri farmasi, polimer khusus dan produkperawatan pribadi (kosmetik)Proses batch , kapasitas produksi tahunannyarendah (50 – 500 ton/th atau lebih kecil)Proses batch, peralatan dapat digunakanbeberepa kali untuk produk yang berbeda


47/51

Proses aliran kontinyu biasanya untuk

industri dengan kapasitas produksi besar(1000 – 5000 ton/th atau lebih untuk setiappabrik), seperti industri minyak, industrikimia

Proses aliran kontinyu, peralatan digunakanuntuk satu tujuan khusus dan beroperasi 24

jam/hari, 7 hari/minggu


48/51

Proses batch dan semibatch secara alamiadalah unsteady stateProses aliran kontinyu hampir selaluberoperasi dalam kondisi steady state kecualiselama start-up dan shutdown

Kualitas produk lebih konsisten dan biayaoperasional secara umum lebih rendahdengan kondisi steady stateSemua jenis diagram alir ( flowsheet ) – diagram alir input-output, blok dan PFD – dapat digunakan baik untuk operasi batch,semibatch, kontinyu, steady state atau

unsteady state


49/51

Untuk semua proses, komponen A dan B dicampur dan

bereaksi menjadi C

08.00 09.00 10.00 11.00

A

BC

Operasi Batch


50/51

08.00 09.00 10.00 11.00

Operasi Kontinue Steady State

A

BC

A

BC

A

BC

A

BC


51/51

08.00 09.00 10.00 11.00

A BC

Operasi Semibatch

B

materii 3 perancangan

Documents