Laporan Kerja Praktek - PT Indocement Tunggal Prakarsa, tbk.

BAB I PENDAHULUAN

A. Sejarah dan Perkembangan PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. adalah perusahaan terbatas dengan produksi semen cap “Tiga Roda”. Perusahaan ini memiliki 12 pabrik yang tersebar di tiga lokasi, yaitu di daerah Citeureup-Bogor, Tarjun-Kalimantan Selatan dan Palimanan-Cirebon. PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. memulai kegiatan pembuatan semen pada tahun 1975 di Citeureup melalui PT Distinc Indonesia Cement Enterprise (PT DICE). Pengembangan selanjutnya dilakukan oleh badan usaha lain dengan mendirikan plant 3 – 8 yang berlokasi sama dengan plant sebelumnya. Seiring dengan meningkatnya kebutuhan semen di dalam negeri, maka badan usaha ini mengalami perkembangan yang pesat. Hal ini ditandai dengan pendirian perusahaan-perusahaan baru. Pada Tahun 1985, kelompok perusahaan ini telah memiliki kapasitas terpasang sebesar 7,7 hingga 8,9 juta ton per tahun. Enam kelompok perusahaan yang tergabung adalah sebagai berikut: 1. PT Distinct Indonesia Cement Enterprise (DICE) Perusahaan ini didirikan pada tanggal 1 Juni 1973. Perusahaan ini merupakan awal dari plant 1 dan plant 2 dengan kapasitas masing-masing plant adalah 500.000 ton per tahun. Plant 1 mulai beroperasi pada tanggal 18 Juli 1975 dan diresmikan pada tanggal 4 Agustus 1975. Plant 2 mulai beroperasi pada tanggal 14 Agustus 1975 dan diresmikan pada tanggal 5 Agustus 1976. Hasil produksi dari kedua plant ini adalah semen tipe I ASTM. 2. PT Perkasa Indonesia Cement Enterprise (PICE) Perusahaan ini merupakan awal dari plant 3 dan plant 4. Plant 3 mulai beroperasi pada tanggal 26 Oktober 1978 dan plant 4 mulai beroperasi pada tanggal 17 November 1980. Kapasitas produksi masing-masing plant adalah sebesar 1.000.000 ton per tahunnya dengan produknya adalah semen tipe I ASTM.

1

3. PT Perkasa Indah Indonesia Cement Putih Enterprise (PIICPE) Perusahaan ini diresmikan pada tanggal 16 Maret 1981 dan merupakan awal dari plant 5 yang khusus memproduksi semen putih (merupakan satu-satunya produsen semen putih di Indonesia) dan oil-well cement. Kapasitas terpasang per tahunnya sebesar 200.000 ton. 4. PT Perkasa Agung Utama Indonesia Cement Enterprise (PAUICE) Perusahaan ini mulai beroperasi pada bulan Desember 1983 dan merupakan awal dari plant 6 dengan kapasitas terpasang 1,5 juta ton per tahunnya. Hasil produknya berupa semen tipe I ASTM. 5. PT Perkasa Inti Abadi Indonesia Cement Enterprise (PIAICE) Perusahaan ini mulai beroperasi pada tanggal 16 Desember 1984 dan merupakan awal dari plant 7 dengan kapasitas terpasang sebesar 1,5 juta ton per tahunnya. 6. PT. Perkasa Abadi Mulia Indonesia Cement Enterprise (PAMICE) Perusahaan ini mulai beroperasi pada tanggal 10 Juli 1985 dan merupakan awal dari plant 8. Kapasitas produksinya adalah 1,5 juta ton. Pada tanggal 16 Januari 1985, keenam perusahaan tersebut melakukan merger lalu resmi berbentuk badan hukum dengan nama PT Indocement Tunggal Prakarsa pada tanggal 17 Mei 1985. Pada tanggal 25 Juni 1985 pemerintah Republik Indonesia menyertakan modal sebesar 35% dari total saham yang berjumlah Rp. 364.333.840,00 dan sisanya dikuasai oleh pihak swasta. Berdasarkan surat Izin No. SI-062/SHM/MK-10/89 tanggal 16 Oktober 1989 maka PT. Indocement Tunggal Prakarsa, Tbk., melakukan go public dengan menjual 59.000.100 lembar sahamnya kepada masyarakat dengan nilai nominal Rp.1.000,00 per saham dan harga penawarannya sebesar Rp.10.000,00 per saham. PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. berusaha meningkatkan kapasitas produksinya dengan membeli plant milik PT. Tridaya Manunggal Perkasa Cement Enterprise (TMPCE) yang berlokasi di Palimanan, Cirebon pada tanggal 27 November 1991. Plant ini dinamakan plant 9 dengan kapasitas terpasang 1.200.000 ton pertahun. Tahun 1997 dibangun plant 10 disebelah plant 9 dengan kapasitas terpasang sama.

2

Pada tahun 1994, didirikan pabrik dibawah PT Indo Kodeco Cement (PT IKC) dengan sistem joint venture (Indocement : 51%, Korea Devt. Co. : 46%, Marubeni Corp. : 3%) di daerah Tarjun, Kalimantan Selatan dengan kapasitas terpasang 2.400.000 ton per tahun. Pada tanggal 29 maret 1995, PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. memperoleh penghargaan sertifikat ISO 9001 karena manajemen mutu yang baik. Usaha selanjutnya adalah pembangunan plant 11 di Citeureup, Bogor pada tahun 1997. Plant 11 memiliki kapasitas terpasang 2.400.000 ton pertahun dan mulai beroperasi pada bulan Maret 1999. Pada tanggal 20 Oktober 2000, berdasarkan RUPS Luar Biasa, diputuskan bahwa anak perusahaan PT. IKC langsung berada dibawah operasional PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. dan dinamakan plant 12. Dengan beroperasinya plant 12 maka PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. memiliki kapasitas terpasang 17.100.000 ton klinker per tahun sehingga menjadi produsen semen terbesar di Indonesia. Kapasitas produksi PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. dari tiap plant ditunjukkan pada Tabel 1 (Production Dept., 2013). Pada tanggal 18 April 2001, Kimmeridge Enterprise Pte. Ltd., anak perusahaan Heidelberger Zemen AG (perusahaan semen dari Jerman) membeli saham perseroan milik Badan Penyehatan Perbankan Nasional (BPPN) dan milik PT Holdiko Perkasa, sehingga Kimmeridge menjadi pemegang saham pengendalian perseroan dengan total 1.674.133.233 saham atau setara dengan 45,48% dari total modal yang disetor dan ditempatkan di perseroan. Setelah mengalami beberapa perubahan, susunan pemegang saham PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. adalah sebagai berikut (CHRD, 2013): a. Birchwood Omnia Limited, England

: 51,00 %

b. PT Mekar Perkasa

: 13,03 %

c. Masyarakat

: 35,97 %

3

Tabel 1. Kapasitas Produksi tiap Plant PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. Nama Plant

Lokasi

Kapasitas per tahun

Produk

Plant 1

Citeureup, Bogor

700.000 ton

PCC1 / OWC2

Plant 2

Citeureup, Bogor

600.000 ton

PCC / PCC

Plant 3

Citeureup, Bogor

1.100.000 ton

PCC

Plant 4

Citeureup, Bogor

1.100.000 ton

PCC

Plant 5

Citeureup, Bogor

200.000 ton

WC3

Plant 6

Citeureup, Bogor

1.600.000 ton

PCC

Plant 7

Citeureup, Bogor

1.900.000 ton

PCC

Plant 8

Citeureup, Bogor

1.900.000 ton

PCC

Plant 9

Palimanan, Cirebon

2.050.000 ton

PCC

Plant 10

Palimanan, Cirebon

2.050.000 ton

PCC

Plant 11

Citeureup, Bogor

2.600.000 ton

PCC

Plant 12

Tarjun, Kalimantan Selatan

2.600.000 ton

PCC

Total

18.400.000 ton

1

Portland Coposite Cement

2

Oil Well Cement

3

White Cement

B. Lokasi Perusahaan PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. terdiri dari 12 plant yang terletak di tiga buah lokasi berbeda, yakni : 1. Pabrik di Citeureup (Bogor), terdiri atas 9 plant (plant 1 s.d. 8 dan plant 11) dengan area seluas 200 ha. 2. Pabrik di Palimanan (Cirebon), meliputi palnt 9 dan 10 dengan area seluas 520 hektar.

4

3. Pabrik di Tarjun (Kalimantan Selatan), yakni plant 12 dengan area seluas 580 hektar. Alasan pemilihan ketiga lokasi tersebut didasarkan pada beberapa pertimbangan berikut: 1. Orientasi pasar (market oriented) Lokasi daerah didasarkan atas pertimbangan bahwa sebagian besar pembangunan di Indonesia terletak di pulau Jawa dan daerah ini dekat Jakarta sehingga memudahkan pendistribusian produk serta pemasaran impor ekspor. 2. Orientasi bahan baku (raw material oriented) Sebagian besar bukit-bukit di Citeureup berupa bukit kapur dan tanah liat walaupun tidak subur tetapi bermanfaat untuk bahan baku dalam pembuatan semen sehingga 93% bahan mentah yang diperlukan dapat terpenuhi. 3. Tenaga Kerja Daerah Citeureup bukanlah kawasan industri, jadi dengan berdirinya PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. membuka peluang besar untuk dapat merekrut tenaga kerja yang banyak. 4. Transportasi Dekatnya Citeureup dengan Jakarta (Tanjung Priok) dan jalan tol Jagorawi akan sangat memudahkan pemasaran produk-produk PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. baik untuk di dalam negeri maupun keperluan ekspor impor. 5. Utilitas Adanya sungai Cileungsi yang melintasi kawasan PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. sangat mendukung untuk memenuhi kebutuhan air karena cukup memungkinkan untuk dilakukan pembuatan unit pengolahan air.

5

C. Produk yang Dihasilkan Adapun jenis-jenis semen yang dihasilkan oleh PT Indocement Tnggal Prakarsa Tbk. antara lain: 1. Ordinary Portland Cement (OPC) OPC dikenal pula sebagai semen abu. Semen ini terdiri dari lima tipe standar. PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. memproduksi OPC tipe I, II, dan V. OPC merupakan semen berkualitas tinggi yang sesuai unutk berbagai kebutuhan seperti konstruksi rumah, bangunan bertingkat, dan jembatan. a. Semen OPC tipe I 

SNI 15–2094–1994 (Indonesia)



ASTM C 150–95 (Amerika Serikat)



BS 12 1989 (Inggris)

Merupakan bahan baku untuk mixed cement, cement asbestos, ubin lantai, ferrocement, dan untuk penggunaan umum baha bangunan yang tidak memerlukan persyaratan khusus. b. Semen OPC tipe II 





Mempunyai sifat ketahanan sulfat dan panas hidrasi rendah dimana biasanya digunakan pada lahan dengan kadar sulfat rendah. Tipe ini biasanya digunakan pada dermaga, bendungan, rangka konstruksi berat. c. Semen OPC tipe V 





Memiliki kelebihan dalam proteksi terhadap kadar sulfat yang tinggi yang terdapat pada air. Biasanya digunakan unutk komstruksi di lahan gambut atau bangunan di tepi laut yang memiliki kandungan sulfat yang tinggi.

6

2. White Cement (Semen Putih) Semen putih (SNI 15–2094–1994) digunakan untuk dekorasi eksterior dan interior bangunan. PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. merupakan satusatunya produsen semen putih di Indoensia, dimana produksinya dapat memenuhi permintaan domestik. Semen putih diproduksi di plant 5. 3. Oil Well Cement 

SNI 15–3044–1992 Kelas G



Class 6 – High Sulfate Resistant



API Specification 10A

Merupakan tipe semen spesial yang digunakan pada pengeboran minyak dan gas alam baik di daratan maupun di lepas pantai dengan kedalaman sampai 8000 ft. OWC dicampur dalam slurry dan kemudian diinjeksikan di antara pipa bor dan dinding sumur minyak dimana semen dapat mengeras walaupun berada pada temperatur sumur minyak yag tinggi. 4. Mixed Cement Mixed cement (SNI 15–3500–1993) merupakan klasifikasi luas yang mencakup berbagai jenis produk semen. Mixed cement diproduksi dengan cara mencampur clinker dengan berbagai macam aditif seperti fly ash (abu terbang), limestone (batu kapur), dan terak tungku bakar (blast-furnace slag), dimana komposisinya tergantung penggunaan. Mixed cement memiliki kadar clinker yang lebih rendah (sekitar 65 % bila dibandingkan dengan OPC tipe I dengan kadar 96 %). Mixed cement biasanya digunakanuntuk berbagai jenis aplikasi non struktural seperti konstruksi bangunan apartemen yang tidak terlalu tinggi. 5. Pozzolan Cement Pozzolan cement merupakan sebuah produk semen hidrolik pozzolanik dengan kandungan limestone tinggi. Tipe ini biasanya digunakan untuk proyek konstruksi dengan persyaratan lebih sedikit dukungan struktural. Tahun 1999, PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. memperkenalkan tipe ini dengan angka produksi 300.000 ton per tahun.

7

6. White Mortar TR30 Merupakan produk terbaru Tiga Roda yang sangat sesuai untuk acian, pelamir, dan nat. Keuntungan menggunakan White Mortar TR30 antara lain dapat menghasilkan permukaan acian yang lebih halus, mengurangi retak dan terkelupasnya permukaan karena mempunyai sifat plastis dengan daya rekat tinggi, cepat dan mudah dalam pengerjaan, hemat dalam pemakaian material serta dapat digunakan pada permukaan beton dengan menambah lem putih. Plant 1 saat ini memproduksi semen jenis PCC (Portland Composite Cement). Semen PCC dibuat dengan penambahan bahan aditif berupa campuran trass dan limestone hingga 30 %. Semen PCC dikemas dengan ukuran 40 dan 50 kg per kantong, sesuai dengan permintaan. Selain itu, terdapat pula semen curah dengan ukuran 20 dan 25 ton. Namun di plant 1 tidak memproduksi semen dalam kemasan big-bag yang berkapasitas 1 hingga 2 ton per kantongnya. Plant 2 memproduksi semen jenis OWC (Oil Well Cement). Semen OWC dibuat dengan penambahan iron sand yang lebih banyak dibandingkan dengan bahan baku semen PCC. Semen OWC ini tidak dikemas di dalam kantong melainkan hanya tersedia dalam kapasitas semen curah berukuran 20 dan 25 ton yang dimuat dalam bulk truck.

8

BAB II STRUKTUR ORGANISASI

A. Visi, Misi, dan Motto 1. Visi Premium domestic player in cement business and market leader in Java in ready-mix concrete, aggregates, and sand businesses. ”Pemimpin pasar semen yang berkualitas dan pemeran penting dibidang beton”. 2. Misi We are in the business of providing quality cement and building materials at competitive prices, ia a way that promotes sustainable development. ”Kami berkecimpung dalam bisnis penyediaan papan, semen dan bangunan yang terkait, serta jasa yang terkait yang bermutu dengan harga yang kompetitif dan tetap memperhatikan pembangunan berkelanjutan”. 3. Motto Better shelter for a better life. ”Turut membangun kehidupan bermutu”.

B. Struktur Organisasi Perusahaan di Citeureup ini didukung oleh 4270 tenaga kerja dengan berbagai macam keahlian dan disiplin ilmu sehingga keseluruhannya berintegrasi dengan baik. Organisasi ini membagi unit-unit kerja organisasi secara fungsional yang disahkan melalui surat pengesahan No. C2-3641.HT.01.01.Th.85. Kekuasaan tertinggi dalam perusahaan dipegang oleh Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS). Untuk pelaksanaan kegiataan operasional dipegang oleh Dewan Direksi yang terdiri dari 9 orang yang bertugas melaksanakan kebijakan yang telah digariskan RUPS. Sebagai wakil pemegang saham untuk mengawasi Dewan Direksi dibentuk Dewan Komisaris yang terdiri dari 9 orang dengan 1 Komisaris Utama dan 2 Wakil Komisaris Utama. Dalam melaksanakan kegiatan eksekutif sehari-hari,

9

direksi mengangkat Plant/Division Manager dan mengawasi jalannya pabrik ditunjuk pula 2 orang General Manager Operation. Rapat Umum Pemegang Saham Luar Biasa PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. pada tanggal 30 Oktober 2005 menghasilkan keputusan sebagai berikut : Dewan Komisaris: Komisaris Utama

: Dr. Albert Scheuer

Wakil Komisaris Utama

: Teddy Djuhar

(merangkap Komisaris Independen) Wakil Presiden Komisaris

: I Nyoman Tjager

(merangkap Komisaris Independen) Komisaris Independen

: Muhammad Jusuf Hamka

Komisaris

: Dr. Lorenz Naeger

Komisaris

: Dr. Bernard Scheifele

Komisaris

: Daniel Hugues Jules Gauthier

Dewan Direksi: Direktur Utama

: Daniel Eugene Antoine Lavalle

Wakil Direktur Utama

: Franciscus Welirang

Direktur

: Nelson Gylding Dorrel Borch

Direktur

: Kuky Permana Kumalaputra

Direktur

: Hasan Imer

Direktur

: Lie Sukanto

Direktur

: Ramakanta Bhattacharjee

Direktur

: Benny Setiawan Santoso

Direktur

: Daniel Robert Fritz

10

Gambar 1. Struktur Organisasi PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk.

Untuk pabrik Citeureup Bogor, dari kesembilan plant yang ada dibagi menjadi 4 Divisi dimana setiap divisi dikepalai oleh 1 orang Plant/Division Manager. Divisi tersebut antara lain plant 1-2 dan 5, plant 3-4, plant 6-11, dan plant 7-8. Untuk plant 1-2 sendiri dibagi menjadi 3 departemen antara lain Production Department, Electrical Department, dan Mechanical Department. Sedangkan untuk tiap departemen dibagi menjadi beberapa Section. Untuk lebih lengkapnya, struktur organisasi dalam suatu divisi dapat dilihat dari bagan struktur di bawah ini:

11

Gambar 2. Struktur Organisasi Plant 1-2

Departemen Produksi memiliki 5 section yang berada dibawah kendalinya, yakni Raw Mill Section, Burning Section, Finish Mill Section, Packing House Section, dan CCP Operatin. Plant 1-2 memiliki CCP (Central Control Panel) di setiap section. Berbeda dengan plant-plant lain yang sudah terintegrasi dan memiliki satu CCP untuk mengontrol seluruh section.

C. Tenaga Kerja Tenaga kerja di PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. Terdiri dari staff dan non staff. Tenaga kerja tersebut merupakan orang-orang yang berasal dari tingkat pendidikan dan latar belakang yang berbeda-beda. Berikut merupakan data Work Force PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. per 2013 (CHRD, 2013).

12

Tabel 2. Data Work Force Karyawan Tetap Unit

Staff

Non Staff

Total

Head Office

428

362

790

Citeureup

433

2.297

2.730

Cirebon

67

593

660

Tarjun

100

637

773

Total

1.028

3.889

4.917

D. Waktu Kerja Pembagian waktu kerja yang teratur sudah pasti akan membuat karyawan dapat menggunakan waktu dengan sebaik-baiknya. Pembagian kerja yang diberikan kepada karyawan di PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. dibagi dalam dua waktu kerja, yaitu: 1. Waktu Kerja Normal Senin – Kamis

: 08:00 – 17:00 WIB (istirahat: 12:00 – 13:00 WIB)

Jumat


Sabtu – Minggu

: Libur

2. Waktu Kerja Shift Shift A

: 07:00 – 15:00 WIB

Shift B

: 15:00 – 23:00 WIB

Shift C

: 23:00 – 07:00 WIB

Tabel 3. Pembagian Waktu Kerja Shift Karyawan Tanggal

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Shift A

I

I

II

II

III

III

IV

IV

I

I

II

II

III

III

IV

IV

Shift B

IV

IV

I

I

II

II

III

III

IV

IV

I

I

II

II

III

III

Shift C

III

III

IV

IV

I

I

II

II

III

III

IV

IV

I

I

II

II

13

Waktu kerja shift tersebut dilaksanakan secara bergantian selama 2 hari dengan hari libur selama 2 hari dalam 8 hari. Untuk bagian delivery dan packing, waktu kerja dibagi menjadi 2 shift, yaitu: Shift A Senin – Kamis

: 07:00 – 14:00 WIB

Jumat


Sabtu

: 07:00 – 12:30 WIB

Minggu

: Libur

Shift B Senin – Kamis

: 13:30 – 21:30 WIB

Jumat

: 14:30 – 22:00 WIB

Sabtu

: 12:00 – 17:30 WIB

Minggu

: Libur

E. Fasilitas Karyawan 1. Fasilitas Kesehatan Di bidang kesehatan ditangani poliklinik yang berada di lingkungan pabrik. Pagi hari diberikan kesempatan bagi karyawan yang ingin berobat, sedangkan sore hari diperuntukkan bagi keluarga karyawan. Fasilitas poliklinik yang ada di lingkungan pabrik antara lain: a. Balai Pengobatan Umum/Dokter Umum dan Spesialis b. Balai Pengobatan Gigi c. Klinik P3K dan UGD (24 jam) d. Apotik e. Rontgen 2. Fasilitas Keselamatan Kerja Di lokasi PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. telah dipasang rambu-rambu peringatan pada tempat-tempat yang dianggap rawan dan pada tahun 1984 telah berdiri departemen baru yaitu Safety Dept. dan Health Dept. dibawah GAD.

14

Adapun fasilitas yang disediakan seperti helm, safety shoes, masker, pelindung telinga (ear plug), kacamata las, dsb. 3. Fasilitas Kesejahteraan dan Kerohanian Fasilitas kesejahteraan dan kerohanian yang diberikan perusahaan kepada karyawan antara lain: a. Perumahan b. Sarana Transportasi c. Sarana Olah raga d. Masjid

F. Standar Nasional dan Internasional Sistem manajemen PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. meliputi Quality Management System dan SSHE (Safety, Security, Health, and Environment). Quality System Management Representative bertugas menetapkan, memelihara, dan memastikan bahwa Management System yang diterapkan berjalan dengan efektif sesuai lingkup sertifikasi. Management System yang diterapkan adalah sebagai berikut: MS = QMS + SSHE

(1)

Dengan lingkup sistem manajemen adalah sebagai berikut: QMS: 1. TQC (Total Quality Control), untuk pengelolaan improvement 2. ISO 17025, untuk pengelolaan laboratorium 3. ISO 9001:2008, untuk pengelolaan mutu 4. API, untuk sertifikasi produk OWC SSHE: 1. SMK3 (Sistem Manajemen Keselamatan dan Kesehatan Kerja) 2. OHSAS (Occupational Health and Safety Advisory Services), untuk pengelolaan keselamatan dan kesehatan kerja (internasional) 3. ISO 14001, untuk pengelolaan lingkungan 4. SMP (Sistem Manajemen Pegamanan)

15

G. Penanganan Limbah Pengolahan limbah yang dihasilkan oleh kegiatan industri perlu mendapat perhatian khusus. Limbah yang dibuang ke lingkungan sekitar harus sesuai dengan baku mutu yang telah ditetapkan oleh Kementrian Lingkungan Hidup. Limbah yang dihasilkan oleh PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. adalah sebagai berikut: 1. Limbah Cair Proses produksi semen tidak menghasilkan limbah cair. Limbah cair yang ada berasal dari laboratorium, terutama Laboratorium Kimia. Limbah yang dihasilkan berupa larutan-larutan kimia yang digunakan untuk keperluan pengujian dan beberapa diantaranya mengandung logam berat. Selain itu juga terdapat limbah cair yang berupa oli dan minyak. Departemen

yang

menghasilkan

limbah

cair

menyimpan

dan

mengumpulkan limbah yang dihasilkannya. Setelah itu limbah yang sudah tidak bisa dimanfaatkan akan dikirim ke PPLI (Penampungan Pengolahan Limbah Indonesia) yang terletak di Bogor untuk diolah lebih lanjut. 2. Limbah Padat Limbah padat yang dihasilkan di PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. berupa partikulat padat atau debu-debu baik yang terikut dalam gas buang maupun yang timbul selama produksi. Penanganan limbah padat ini menjadi tanggung jawab Departemen Produksi yang pelaksanaannya diserahkan pada setiap section. Upaya yang dilakukan untuk mengurangi timbulnya debu adalah dengan menggunakan peralatan seperti Dust Collector, Bag Filter, dan Electrostatic Precipitator. Peraturan Kementrian Lingkungan Hidup menetapkan kandungan debu maksimal dalam gas buangan sebesar 80 mg/cm3. Akan tetapi untuk mengurangi resiko keluarnya debu bersama gas buang, PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. menetapkan kandungan debu maksimal 50 mg/cm3.

16

3. Limbah Gas Limbah gas yang dihasilkan keluar dari chimney di Raw Mill maupun di Burning Section. Gas buang yang dihasilkan mengandung karbon dioksida, SOx, dan NOx. gas buangan tersebut juga mengandung

karbon monoksida yang

disebabkan oleh adanya pembakaran karbon yang tidak sempurna. Karbon ini berasal dari batubara yang digunakan sebagai bahan bakar untuk Rotary Kiln maupun Suspension Preheater. Karbon monoksida bila terhirup dalam jumlah berlebihan akan sangat berbahaya karena bersifat toksik. Upaya yang dilakukan untuk menghindari terjadinya limbah gas buang yang berlebih adalah dengan tindakan preventif, yaitu mengoperasikan pembakaran berdasarkan kondisi operasi yang telah ditentukan.

H. Sistem Pemasaran dan Distribusi Produk Bagian pemasaran di PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk.

meliputi

perencanaan transportasi, penentuan harga jual yang sesuai (tidak melebihi ketentuan Asosiasi Semen Indonesia), pendistribusian kepada distributor dan juga promosi. Berikut gambaran pemasaran produk semen PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. yaitu:

Gambar 3. Diagram Alir Distribusi Produk

17

BAB III TINJAUAN PUSTAKA

A. Definisi Semen Semen berasal dari kata ”cementum” yang berarti perekat. Kata “semen” sudah dipakai lebih dari 2000 tahun, bahkan “lime” (CaO) sudah digunakan lebih lama sebagai material bangunan. Semen adalah suatu campuran kimia yang memiliki sifat hidraulis, apabila dicampur dengan air dalam jumlah tertentu akan mengikat material lain menjadi satu massa yang padat. Karena sifat hidraulik tersebut, maka semen dapat mengeras walaupun berada di dalam air. Sifat hidraulik ini menjadikan semen sebagai suatu kebutuhan utama dalam pekerjaan konstruksi bangunan seperti jalan raya, bandar udara, bendungan, perumahan, dan lain-lain.

B. Sejarah dan Perkembangan Semen Semen telah dikenal sejak zaman Mesir kuno sebagai perekat dan pengisi celah-celah di antara tumpukan batuan dalam konstruksi piramida. Orang Yunani dan Roma membuat semen dengan cara mencampurkan tuf vulkanik dengan batu gamping. Setelah revolusi industri di Eropa pada pertengahan abad ke-18, dilakukan penelitian-penelitian tentang semen sebagai berikut: 1. Tahun 1756, John Smeaton dari Inggris menemukan hidraulic lime yang dipakai untuk membangun gedung Eddistone Light Stone. Jenis kiln yang digunakan yaitu bottle kiln. 2. Tahun 1796, Joseph Parker dari Inggris menemukan cara membuat hidraulic cement yang dilakukan dengan batu kapur dan batuan silika yang akhirnya dikenal sebagai Roman Cement. 3. Tahun 1810, Edgar Dobbs dari Inggris menemukan batu kapur dan tanah liat sebagai bahan baku pembuatan semen.

18

4. Tahun 1824, Yoseph Aspdin memperoleh paten untuk semen buatannya. Semen ini dibuat dengan cara mengkalsinasi batu gamping dan diberi nama semen Portland karena kekuatannya hampir sama dengan Portland Stone yang merupakan bahan bangunan saat itu. 5. Tahun 1825, James Frost dari Swancombe pabrik semen Portland pertama kali didirikan di Inggris, kemudian di Belgia pada tahun 1855, Jerman pada tahun 1855, dan Jepang pada tahun 1875. 6. 1850, David O Saylor dari Pensylvania menemukan semen alam. Semen ini diproduksi di Amerika Serikat dengan cara menggunakan tungku tegak. Kekuatan semen ini lebih rendah daripada sement Portland, akan tetapi lebih tinggi daripada Hidraulic Cement. 7. Tahun 1908, mulai dikenal Rotary Kiln (tanur putar) sebagai pengering. 8. Tahun 1930, Dr. Lellep berhasil mengembangkan Travelling Gate Preheater dengan maksud penghematan pemakaian energi panas dengan cara mengurangi kadar air dari umpan dan memperbaiki proses pertukaran panas baik dalam proses pemanasan awal maupun dalam proses kalsinasi. Penemuan ini dipatenkan oleh Polysius dengan nama Lepol Kiln. 9. Tahun 1953, KHD berhasil menginstalasikan Suspension Raw Mill Preheater yang pertama. Tipe kiln inilah yang saat ini banyak digunakan karena pemakaian panasnya yang ekonomis. Pada awalnya, alasan utama pemilihan proses basah adalah karena homogenisasi yang efektif dari hasil gilingan bahan mentah tidak mungkin dapat diperoleh kecuali dalam bentuk slurry. Dengan pengembangan teknik-teknik khusus untuk homogenisasi dry material, seperti mixed bed, mixing chamber silo, dan sebagainya, faktor penghambat tersebut dapat teratasi.

19

C. Klasifikasi Semen 1. Portland Cement Semen Portland merupakan produk yang diperoleh dari clinker yang telah dihaluskan yang terdiri dari kalsium silikat hidraulis dan biasanya mengandung CaSO4 sebagai tambahan. Kalsium silikat hidraulis memiliki kemampuan untuk mengeras tanpa proses pengeringan atau reaksi dengan CO2 yang ada di udara luar. Menurut ASTM, klasifikasi semen Portland terbagi atas 5 tipe: a. Semen tipe I (Ordinary Portland Cement, OPC) Semen ini merupakan semen yang paling banyak diproduksi. Kegunaannya untuk konstruksi umum dan pekerjaan beton. b. Semen tipe II (Moderate Heat of Hardening and Sulfate Resisting Cement) Semen ini memberikan daya yang lebih besar terhadap kekuatan yang disebabkan oleh bahan-bahan kimia aggressive, khususnya sulfat yang terdapat dalam tanah dan air tertentu. Tetapi semen tipe ini mengeras lebih lambat dan mempunyai panas hidrasi yang lebih rendah daripada tipe I. semen ini sedikit mengandung C3A (Trikalsium aluminat, 3CaO.Al2O3) dan banyak mengandung C2S (Dikalsium silikat, 2CaO.SiO2). Kegunaan semen ini untuk pembuatan beton pada musim dingin, pembangunan gedunggedung yang besar, dan produksi beton tekan dalam pabrik. Panas yang dihasilkan semen ini tidak boleh lebih dari 70 kalori/gram setelah 7 harilah 28 hari. c. Semen tipe III (High Early Strength Portland Cement) Semen ini dibuat dari bahan baku dengan perbandingan lime dan silika lebih tinggi dan digiling lebih halus daripada tipe I. Semen ini memiliki kandungan C3S (Trikalsium silikat, 3CaO.SiO2) paling tinggi diantara tipe semen yang lain, sehingga kekuatan awalnya tinggi. Kegunaan semen ini untuk pembuatan beton pada musim dingin, pembangunan gedung-gedung besar, dan produksi beton tekan dalam pabrik.

20

d. Semen tipe IV (Low Heat Portland Cement) Kandungan C3S dan C3A dangat rendah dan tahan terhadap sulfat. Kandungan C3S dan C3A yang rendah mengakibatkan menurunnya laju pelepasan panas selama proses hidrasi, akibatnya kadar C4AF (Tetrakalsium alumina ferit, 4CaO.Al2O3.Fe2O3) meningkat karena proses penambahan Fe2O3 yang dilakukan untuk mengurangi jumlah C3A. Panas yang dihasilkan tidak boleh lebih dari 60 kalori/gram setelah 7 hari dan 70 kalori/gram setelah 28 hari. Kegunaan semen ini untuk konstruksi bendungan. e. Semen tipe V (Sulfate Resistance Cement) Semen ini mengandung C3A yang paling rendah dan mempunyai ketahanan sulfat yang paling tinggi. Kegunaan semen ini untuk konstruksi dalam tanah yang banyak mengandung senyawa sulfat, konstruksi dalam tanah, terowongan, selokan, dan konstruksi bangunan pada musim panas. f. Semen Putih (White Cement) Semen ini merupakan semen Portland dengan kadar besi oksida yang rendah. Selama proses produksi berlangsung, dibutuhkan pengawasan tambahan agar semen ini tidak terkontaminasi dengan Fe2O3. Penggunaan ini untuk barang-barang seni dan dekorasi eksterior maupun interior. g. Semen Sumur Minyak (Oil Well Cement) Semen ini digunakan dalam kegiatan pengeboran minyak bumi dan gas alam baik di daratan maupun di lepas pantai. Semen sumur minyak mempunyai waktu pengikatan pada temperatur dan tekanan tinggi serta tahan terhadap sulfat. h. High Sulfate Resistance Semen ini digunakan pada pembuatan dermaga, bawah laut, dan terowongan. Kandungan C3A rendah untuk menahan serangan sulfat.

21

2. Mixed Cement a. Fly Ash Cement (semen Abu Terbang) Semen ini termasuk semen Portland Pozzolan yang terdiri dari campuran semen Portland tipe I dan abu terbang yang dihasilkan dari hasil pembakaran batubara pada instalasi PLTU. Semen ini tahan terhadap sulfat sehingga cocok untuk konstruksi bawah laut dan daerah-daerah yang berkadar sulfat tinggi. Semen ini digunakan untuk bangunan beton yang besar yang membutuhkan panas hidrasi rendah, misalnya bendungan, parit, dan pipa bawah tanah. b. Silica Cement Merupakan campuran abu vulkanik dan white earth, sangat tahan terhadap sulfat dan bahan kimia. c. Blast Furnace Slag Cement Kuat tekan awal kecil, tetapi kuat tekan akhir tinggi. Sangat tahan terhadap suhu dan bahan kimia. Digunakan untuk konstruksi dam, brake water, dan lain-lain. 3. Special Cement a. Alumina Cement Bahan baku: batu kapur dan bauksit Waktu pengikatan cepat, kuat tekan cukup. Digunakan untuk konstruksi urgen dan refraktori. b. Expansive Cement Bahan baku: batu kaput, CaSO4, alumina. Digunakan untuk menghindari retak pada semen/beton dan menghindari penyusutan beton. c. Colour Cement Penambahan admixture dan pigmen pada semen putih. Digunakan untuk dekorasi. d. Jet Cement Setelah 2-3 jam, kuat tekan 200 kg/cm2. Digunakan untuk konstruksi urgent.

22

D. Komposisi Semen Semen dibentuk oleh 4 oksida utama, yaitu CaO, SiO2, Al2O3, dan Fe2O3 yang kemudian akan bereaksi membentuk senywa-senyawa berikut: a. Trikalsium silikat

: 3CaO.SiO2

atau C3S

b. Dikalsium silikat

: 2CaO.SiO2

atau C2S

c. Trikalsium silikat

: 3CaO.Al2O3

atau C3A

d. Tetrakalsium alumina ferit

: 4CaO.Al2O3.Fe2O3 atau C4AF

Keempat senyawa tersebut memiliki sifat-sifat sebagai berikut: 

C3 S Menunjang kekuatan awal dan menimbulkan panas hidrasi. Kandungan senyawa ini pada semen Portland adalah 48 – 54 %.



C2 S Memberikan kekuatan awal yang stabil dan lambat pada beberapa minggu terakhir sebelum mencapai kekuatan akhir yang sama dengan C3S. Kandungan senyawa ini pada semen adalah 19 – 22 %.



C3 A Memberikan pengaruh kekuatan pada fase akhir dan menyumbang panas hidrasi paling tinggi. Kandungan senyawa ini pada semen adalah 9-10 %.



C4AF Memberikan warna gelap pada semen. Kandungan senyawa ini pada semen adalah 9 – 10%.

E. Sifat-sifat Semen 1. Panas Hidrasi Semen Panas Hidrasi merupakan panas yang terjadi selama semen mengalami proses hidrasi. Jumlah panas yang terjadi tergantung pada tipe semen, komposisi kimia semen, kehalusan semen, dan rasio semen dengan air. Untuk komponen yang berpengaruh pada timbulnya panas hidrasi adalah C3A, C4AF, C3S, dan yang paling rendah adalah C2S. berdasarkan hal di atas, maka untuk 23

menghindari retak rambut pada pembangunan bendungan atau menara air, digunakan semen dengan kandungan C3A rendah. Hal ini membuat panas hidrasi yang terbentuk tidak terlalu besar sehingga semen akan lebih lambat mengeras. Reaksi yang terjadi bila air ditambahkan ke dalam semen Portland yaitu: C3S + 6H2O  C3S2.3H2O + 3Ca(OH)2

(2)

C3S + 4H2O  C3S2.3H2O + Ca(OH)2

(3)

C3A + 6 H2O  C3A.6H2O

(4)

C4AF + H2O  3CaO.Al2O3.6H2O + 3CaO.Fe2O3.6H2O

(5)

Kecepatan reaksi hidrasi akan mempengaruhi waktu pengikatan awal dan pengerasan semen. Kecepatan awal harus cukup lambat agar adonan semen dapat dituang. Urutan besarnya jumlah panas hidrasi dari yang terbesar ke yang terkecil adalah: a. High early strength cement b. Ordinary cement c. Moderate heat cement d. Sulfate resistance cement e. Low heat cement Mutu semen sesudah pengerasan dipengaruhi oleh panas hidrasi. Adanya panas hidrasi akan menyebabkan retak-retak rambut dan penyusutan. 2. Setting and Hardening Mekanisme terjadinya setting dan hardening pada pencampuran semen dengan air diawali dengan bereaksinya C3A menghasilkan 3CaO.Al2O3.3H2O. Senyawa ini berupa gel/pasta yang bersifat cepat set (kaku), sehingga ia akan mengontrol setting time. Pasta yang terbentuk akan bereaksi dengan gypsum membentuk etterignite yang akan membungkus permukaan pasta itu sendiri dan C3A. Lapisan tersebut membuat reaksi hidrasi C3A terhalangi dan proses pengerasan yang cepat (flash set) dapat dicegah.

24

Peristiwa osmosis membuat lapisan etterignite pecah dan reaksi hidrasi C3A akan terjadi lagi dan segera pula terbentuk etterignite yang baru. Hal ini berlangsung terus-menerus hingga gypsum habis terpakai. Proses ini akhirnya menghasilkan perpanjangan setting time dimana semakin banyak gypsum yang digunakan maka setting time semakin panjang. Pada peristiwa ini, gypsum dikenal sebagai “retarder”. Kecepatan hidrasi bertambah seiring dengan hampir habisnya gypsum dan C3A yang bereaksi dengan silika. Akibatnya, kristal C3S diubah bentuknya menjadi kristal yang lebih besar. Periode ini diiringi dengan pecahnya coating. Coating terbentuk pada awal reaksi hidrasi yaitu berupa endapan Ca(OH)2, etterinite, dan C-S-H pada partikel semen. Periode inimenghambat reaksi hidrasi dan disebut “induction period”. Selama beberapa jam, reaksi hidrasi C3S terjadi dan menghasilkan 3CaO.2SiO2.3H2O (C-S-H). C-S-H akan mengisi rongga dan membentuk titiktitik kontak yang menghasilkan kekakuan. Konsentrasi dari C-S-H dan titik-titik kontak

akan

menghalangi

mobilitas

partikel-partikel

semen.

Hal

ini

menyebabkan semen menjadi kaku dan terjadilah final set. Pada tahap ini, mulai terjadi pengerasan secara steady. 3. Kuat Tekan Komposisi semen sangat mempengaruhi kekuatan (strength) dari semen itu sendiri. Kekuatan yang dimaksud adalah kuat tekan, yaitu sifat kemampuan menahan suatu beban. Kekuatan semen tergantung pada kekuatan mekanik dalam keadaan kaku/set dan keras. Kekuatan ini disebabkan oleh kondisi partikel-partikel semen dan adhesi terhadap pasir atau agregat lain yang dicampur sebagai adukan. C3S memberikan kontribusi yang besar pada kuat tekan awal dan C2S memberikan kontribusi kekuatan pada umur yang lebih lama. C3A mempengaruhi kuat tekan sampai pada tingkat tertentu pada umur 28 hari dan selanjutnya pada umur berikutnya pengaruh ini semakin kecil. Hal yang sama juga terjadidengan penambahan gypsum. Kekuatan awal merupakan salah satu

25

sifat fisis semen. Kadar C3S yang tinggi berarti semen mempunyai kekuatan awal yang tinggi. Sedangkan apabila kadar C2S tinggi, semen mempunyai kekuatan awal yang tinggi untuk waktu yang lama. Kadar C3A hanya sedikit mempengaruhi perkembangan kekuatan awal, sedangkan pada perkembangan berikutnya untuk C3A dan C4AF tidak berpengaruh. 4. Kelembaban Sifat hidrolis semen membuat proses pengerasan semen dapat terjadi pada udara terbuka. Hal ini terjadi karena semen menyerap air dan udara. Oleh karena itu, perlu ada perhatian khusus pada saat penyimpanan dan transportasi. Kelembaban semen akan mengakibatkan menurunnya specific gravity, terbentuknya gumpalan-gumpalan, terjadinya “false set”, menurunnya kualitas semen, bertambahnya “loss of ignition”, penurunan kekuatan, dan bertambahnya waktu setting time dan hardening. 5. Daya Tahan terhadap Sulfat Beton dari semen Portland dapat mengalami kerusakan oleh pengaruh asam dan sekitarnya. Umumnya serangan oleh asam dan beton adalah dengan merubah konstruksi-konstruksi semen yang tidak larut dalam air menjadi senyawa yang larut dalam air. Misalnya, HCl merubah C3S, C2S, C3A, dan C4AF menjadi CaCl2, AlCl2, dan FeCl2. Kecuali barium sulfat, semua senyawa sulfat umumnya dapat menyerang beton dengan hebatnya. Sulfat bereaksi dengan kalsium hidroksida dan juga kalsium alumina hidrat. Reaksi yang terjadi dapat menyebabkan pengembangan volum dan mengakibatkan terjadinya ekspansi. Pada pengaruh sulfat kontinu, ekspansi tersebut akan menimbulkan keretakan yang dapat mengakibatkan beton hancur.

26

F. Bahan Baku Pembuatan Semen Bahan baku yang digunakan di industri semen terdiri dari 3 golongan, yaitu bahan baku utama, bahan baku korektif, dan bahan baku tambahan (aditif). Namun di samping itu, ada pula bahan pengotor yang pada umumnya terikut dalam bahan baku. Pada plant 1-2, bahan baku utama yang digunakan adalah limestone dan sandy clay, sedangkan bahan baku korektif menggunakan iron sand. 1. Bahan baku utama a. Limestone Limestone merupakan bahan baku dengan kadar kapur tinggi berupa batuan alam (CaCO3) yang termasuk dalam golongan mineral calcerous. Limestone adalah yang paling umum digunakan, disamping jenis batu chalks, marl, shell deposit. Batu kapur atau limestone dengan tingkat kemurnian tinggi terdiri dari calcite dan aroganite. Warna fisik batu kapur dipengaruhi oleh zat pengotornya. Yang paling murni adalah berwarna putih. Bentuk limestone yang paling murni adalah kalsit dan aroganit. Kristal kalsit berbentuk hexagonal dan aroganit berbentuk rhombic. Specific gravity kalsit 2,7 sedangkan aroganit 2,95. Kebutuhan limestone untuk semua plant di Citeureup dipenuhi dari daerah Quarry D yang berjarak 7 km dari pabrik. Berikut adalah komposisi dari limestone (Quality Control, 10 April 2013).  SiO2

: 4,25 %

 Al2O3

: 1,77 %

 Fe2O3

: 0,45 %

 CaO

: 49,59 %

 MgO

: 3,07 %

 Moisture content : 5,31 %

27

b. Sandy clay Bahan baku penting lainnya adalah clay. Clay terbentuk dari hancuran alkali dan alkalin di alam yang mengandung aluminium silikat dan dari konversi produk kimianya, terutama feldspar dan mika. Komponen utama clay dibentuk oleh hydrous aluminium silicates. Clay dibagi menjdi group kaolin, grup montmorinolite, grup clay mika termasuk illite dan klorida. Kebutuhan clay untuk semua plant di Citeureup dipenuhi dari tambang daerah Hambalang. Berikut adalah komposisi dari clay (Quality Control, 10 April 2013).  SiO2

: 63,30 %

 Al2O3

: 14,89 %

 Fe2O3

: 5,05 %

 CaO

: 1,39 %

 MgO

: 1,45 %

 Moisture content : 8,75 %

2. Bahan baku korektif Bahan korektif ditambahkan apabila pada pencampuran komponen utama komposisi oksida-oksida utamanya belum memenuhi persyaratan baik secara kuantitatif maupun kualitatif. Komposisi penambahan tergantung kekurangan sesuai dengan raw mix design yang diinginkan. Beberapa contoh bahan baku korektif yang biasa digunakan adalah:  Untuk silika : pasir silika, diatomite, tanah liat  Untuk besi

: pyrite cynder, iron sand, iron ore

Untuk plant 1-2, bahan baku korektif yang digunakan adalah pasir besi (iron sand) yang dibeli dari PT Aneka Tambang (persero) Tbk. Cilacap.

28

3. Bahan baku aditif Bahan baku aditif (tambahan) diberikan untuk tujuan tertentu, terutama untuk memperbaiki sifat-sifat semen atau membuat jenis semen tertentu. Pada plant 1-2, terutama plant 1 yang memproduksi semen PCC, bahan baku aditif yang digunakan berupa gypsum, trass, dan limestone. Contoh bahan aditif yang sering digunakan adalah sebagai berikut. a. Gypsum (CaSO4.2H2O) Bahan ini dibeli dari PT Petrokimia Gresik (untuk gypsum sintetis) dan dari Thailand (untuk gypsum alami). Gypsum yang digunakan berkisar antara 2 – 3 % dari keseluruhan bahan baku. Penambahan gypsum bertujuan untuk memperlambat pengerasan semen (setting time). b. Trass atau Pozzolan Konsentrasi yang digunakan diperbolehkan hingga 30 % untuk semen jenis PPC. Sedangkan untuk OPC dan PCC masing-masing diperbolehkan hingga 10 dan 20 %. Kandungan terbanyak Pozzolan berupa silika dan alumina.

4. Bahan pengotor dan merugikan Bahan pengotor yaitu komponen-komponen yang terikut dalam bahan baku yang merugikan kualitas semen atau mengganggu jalannya operasi, sehingga jumlahnya harus dibatasi. a. Magnesium oksida (MgO) MgO

muncul

dalam

limestone

terutama

dalam

bentuk

diatomite

(CaCO3.MgCO3). kandungan dalam clinker seharusnya sebanyak 2 %. Kelebihan MgO dapat menyebabkan magnesia expansion atau keretakan pada saat semen mengeras. Hal ini terjadi karena MgO bebas yang dikenal dengan periclase bereaksi dengan air menghasilkan Mg(OH)2. Tetapi proses ini berjalan lambat. Mg(OH)2 mempunyai volume yang lebih besar daripada MgO dan dibentuk pada bintik yang sama dimana partikel periclase bertempat. Hal ini dapat memisahkan pasta semen yang sedang mengeras, sehingga dapat menyebabkan keretakan.

29

b. Alkali Kandungan K2O dan Na2Osudah ada dalam bahan baku seperti clay dimana komponen-komponen ini terdispersi dalam feldspar, mika, dan partikel illite, serta sejumlah kecil abu batubara. Selama proses pembakaran dalam rotary kiln, sebagian dari alkali menguap dalam zona pembakaran yang dapat menyebabkan sirkulasi alkali. c. Sulfur Sulfur atau belerang biasanya muncul dalam bentuk silfida (pyrite dan marcasite) dalam semua bahan baku semen. Kelebihan kandungan sulfur seperti SO2 dapat bereaksi dengan CaCO3 dalam preheater dan kembali ke kiln dalam bentuk CaSO4. Zat ini juga dapat memproduksi alkali sulfat yang dapat mempengaruhi operasi kiln dan kualitas semen. Selain itu, kandungan sulfur yang berlebih dapat menyebabkan penambahan emisi SO2 pada gas buangan, menyumbat saluran preheater, dan bersifat korosif yang dapat merusak peralatan. Untuk mengontrol setting time, semen membutuhkan kalsium sulfat (gypsum) yang ditambahkan pada clinker. Kandungan maksimum yang diperbolehkan dalam semen antara 1,7 – 2,4 %. d. Klorida Klorida bereaksi dengan alkali dala rotary kiln membentuk alkali klorida, dan bersirkulasi di antara zona pembakaran kiln dan preheater, membentuk sebuah siklus atau sirkulasi. Mekanisme terjadinya suatu siklus klorida, alkali, atau sulfur (dikenal dengan istilah alkali-cycle atau sulfur-cycle) terjadi di zona pembakaran kiln dimana komponen tersebut menguap karena suhu yang tinggi. Komponenkomponen ini akan membentuk gas dan terbang bersama gas buang kiln menuju preheater. Di dalam preheater, karena suhunya lebih dingin, maka akan terjadi pengembunan hingga pemadatan kembali di dalam preheater. Padatan yang terbentuk tak jarang menyumbat saluran di dalam preheater.

30

Proporsi bahan baku yang digunakan dalam pembuatan semen pada plant 1-2 adalah sebagai berikut (Quality Control, 10 April 2013):  Limestone

: 84,36 %

 Sandy clay

: 14,34 %

 Iron sand

: 1,32 %

G. Teknologi Pembuatan Semen Teknologi pembuatan semen secara umum dibagi menjadi 4 macam proses, yaitu proses basah, proses semi basah, proses semi kering, dan proses kering. 1. Proses basah Pada proses ini, umpan masuk kiln berupa slurry dengan kadar air 25 – 40 %. Kiln yang digunakan untuk proses basah mempunyai ukuran yang panjang dan memerlukan zona dehidrasi karena harus mengeringkan kadar air yang cukup tinggi. Panas yang diperlukan besar, yaitu 1200 – 1500 kkal/kg cklinker. Keuntungan: a. Semen yang dihasilkan lebih baik karena lebih homogen b. Debu yang dihasilkan relatif lebih sedikit Kerugian: a. Untuk kapasitas clinker yang sama, fixed capital untuk pembuatan kiln proses basah lebih besar dibandingkan dengan proses kering, karena kiln yang digunakan lebih panjang. b. Pada waktu pembakaran, memerlukan panas dalam jumlah yang besar sehingga dibutuhkan bahan bakar yang banyak (biaya produksi tinggi. 2. Proses semi basah Dalam proses semi basah, umpan masuk kiln dalam bentuk coke. Penyediaan umpan kiln sama dengan proses basah, hanya umpan kiln disaring lebih dahulu. Selanjutnya coke yang digunakan sebagai umpan kiln disyaratkan mempunyai kandungan air 17 – 27 %.

31

Keuntungan: a. Panas yang digunakan pada waktu pembakaran tidak sebesar panas yang digunakan pada waktu pembakaran di proses basah. b. Debu yang dihasilkan relatif lebih sedikit dibandingkan proses kering. 3. Proses semi kering Dalam proses semi kering, umpan masuk kiln dalam bentuk butiran. Bahan baku yang telah dihancurkan, digiling dalam raw mill. Selanjutnya dibentuk butiranbutiran dalam unit granulasi dengan penambahan 10 – 15 % air dan dicampur untuk mencapai homogenitas. Setelah homogen baru diumpankan ke kiln. Kerugian: a. Peralatan yang digunakan lebih banyak b. Debu yang dihasilkan lebih banyak dibandingkan dengan proses basah dan semi basah. 4. Proses kering Umpan yang masuk kiln berupa bubuk kering. Kadar air bahan baku antara 0,5 – 1,0 %. Saat ini proses yang paling banyak digunakan dalam pembuatan semen, termasuk PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk., adalah proses kering. Keuntungan: a. Kiln yang digunakan lebih pendek b. Kebutuhan panas lebih rendah Kerugian: a. Campuran tepung baku kurang homogen dibandingkan proses basah. b. Banyak menimbulkan debu

H. Mekanisme Reaksi Pembuatan Semen Mekanisme reaksi yang terjadi dalam proses pembuatan semen dapat dilihat pada Tabel 4. Reaksi-reaksi yang ada terjadi di Suspension Preheater dan Kiln. Adapun besarnya panas pembentukan material semen dapat dilihat pada tabel 5 (Lea, 1970).

32

Tabel 4. Mekanisme Reaksi Pembuatan Semen Proses Kering Suhu, °C

Proses

< 100

Pelepasan air bebas

100 – 400

Pelepasan air terikat

400 – 750

Dekomposisi tanah liat

600 – 900 600 – 1000

Dekomposisi metakaolin membentuk campuran oksida yang reaktif

Reaksi kimia

Al4(OH)8Si4O10  2Al2O3.SiO2 + 4H2O Al2O3.2SiO2  Al2O3 + 2SiO2

Dekomposisi limestonedan pembentukan

CaCO3  CaO + CO2

C2S dan C3A

3CaO + 2SiO2 + Al2O3  2CaO.2SiO2 + CaO.Al2O3 2CaO.2SiO2 + CaO  C2S

800 – 1300

Reaksi limestone dengan C2S dan C3A

2CaO + SiO  C2S

serta pembentukan C4AF

CaO.Al2O3 + 2CaO  C3A CaO.Al2O3 + 3CaO + Fe2O3  C4AF

12500 – 1450

Reaksi lanjut limestone dengan C2S

1450 – 1200

Pendinginan kiln

1200 – 100

Pendinginan clinker di cooler

C2S + CaO  C3S

Tabel 5. Panas Pembentukan Material Utama Semen Panas pembakaran, kkal/kg Reaksi

20 °C

1300 °C

2CaO + SiO2 (gel) ↔ βC2S

193,0

-

2CaO + SiO2 (gel) ↔ γC2S

199,0

-

3CaO + SiO2 (gel) ↔ C3S

143,5

-

2CaO + SiO2 (aerosil) ↔ C2S

159,6

-

3CaO + SiO2 (aerosil) ↔ C3S

119,2

-

2CaO + SiO2 (quartz) ↔ C2S

173,0

146,0

3CaO + SiO2 (quartz) ↔ C3S

129,0

111,0

3CaO + αAl2O3 ↔ C3A

16,0

21,0

4CaO + αAl2O3 + Fe2O3 ↔ C4AF

25,0

-

4CaO + 2αAl2O3 + Fe2O3 ↔ C6A2F

37,0

-

33

I.

Parameter Penentu Kualitas Semen 1. Parameter Fisika a. Kehalusan semen Kehalusan semen menentukan luas permukaan partikel semen. Semakin halus semn akan menyebabkan peningkatan panas hidrasi, peningkatan kebutuhan air, dan terjadi drying shringkage pada proses hidrasi. Kekuatan semen juga akan bertambah seiring bertambah halusnya semen. Bila semen terlalu kasar, kekuatan, keplastisan, dan konsistensinya akan berkurang. b. Kekekalan bentuk Kekekalan bentuk disyaratkan untuk mengendalikan pemuaian atau penyusutan beton yang dapat merusak konstruksi bangunan. Ekspansi semen tersebut tergantung pada kandungan CaO dan MgO, Na2O dan K2O. Untuk ordinary cement, kandungan maksimum senyawa-senyawa tersebut masingmasing adalah:  MgO

:2%

 SO3

: 3,5 %

 Total alkali

: 0,6 %

 Free lime

:1%

c. Setting time Waktu pengikatan disyaratkan untuk mengendalikan sifat plastisitas dan workability dari adonan semen. Setting time dipengaruhi oleh temperatur dan kelembaban relatif. Temperatur yang tinggi dapatmenyebabkan waktu pengikatan menjadi pendek. Penambahan bahan retarder seperti gypsum juga mempengaruhi waktu pengikatan. Semakin banyak gypsum yang ditambahkan, maka setting time-nya juga semakin lama. d. Kuat tekan Syarat ini digunakan untuk mengontrol kemampuan untuk menerima beban tekan dari mortal atau beton yang akan dibuat. Kuat tekan dipengaruhi oleh:  Komposisi mineral, kandungan CaO, MgO, dan gypsum  Temperatur

34

 Kehalusan semen  Rasio semen-air  Cara pengerjaan dan perlakuan Standar kuat tekan minimum yaitu:  230 kg/cm2 setelah 3 hari  300 kg/cm2 setelah 7 hari  400 kg/cm2 setelah 28 hari e. Panas hidrasi Syarat ini digunakan untuk mengontrol agar panas yang digunakan pada reaksi hidrasi semen tidak terlalu besar. Panas yang terlalu besar dapat menimbulkan keretakan pada beton. f. False set Hal ini terjadi bila adonan megeras dalam waktu yang singkat. Dengan proses weathering pada semen, false set dapat dihindari sehingga alkali karbonat tidak terbentuk dari alkali dalam semen dan CO2 dalam udara. g. Specific gravity Specific gravity digunakan sebagai ukuran untuk mengetahui kesempurnaan pembakaran clinker dan untuk mengetahui apakah clinker telah tercampur dengan sempurna. 2. Parameter Kimia a. Loss of Ignition (LOI) LOI disyaratkan untuk mencegah adanya mineral-mineral yang dapat diuraikan pada pemijaran. Besarnya hilang pijar yang tergantung pada banyaknya air kristal gypsum umumnya berkisar 2,5 – 3 %. Hilang pijar pada semen terutama disebabkan oleh terjadinya penguapan air kristal yang berasal dari gypsum dan penguapan air dan CO2 yang terlepas ke udara. b. Insoluble Residue (IR) IR adalah residu yang tetap tinggal di ayakan setelah semen direaksikan dengan HCl dan Na2CO3. Nilai IR umumnya 1,5 %. IR dibatasi untuk

35

mencegah tercampurnya bahan semen dengan bahan pengotor yang melebihi batas. c. Free Lime (CaO bebas) Free lime adalah CaO yang tidak ikut bereaksi dengan komponen lain selama proses pembuatan clinker. Kandungan CaO bebas yang baik adalah dibawah 1,5 %. Bila terlalu tinggi, beton akan memiliki kekuatan yang lebih rendah. d. MgO Kandungan MgO dibatasi karena dapat menimbulkan ekspansi terhadap semen setelah jangka waktu beberapa tahun (akibat reaksi MgO dengan air menjadi Mg(OH)2 yang mempunya volume besar). e. SO3 SO3 dapat digunakan untuk memperbaiki pengikatan atau setting (sebagai retarder) tetapi bila terlalu banyak akan menimbulkan kerugian yaitu dapat menurunkan kekuatan semen. f. Alkali Dapat menimbulkan keretakan pada beton apabila dipakai agregat yang mengandung silikat reaktif terhadap alkali. Apabila sgregatnya tidak mengandung silikat yang reaktif terhadap alkali, tidak menimbulkan kerugian. g. Mineral C2S, C3S, C3A, dan C4AF Umumnya standar mineral ini tidak dibatasi karenapengukurannya membutuhkan peralatan mikroskopis yang mahal, namun dapat dihitung melalui perhitungan estimasi. Syarat-syarat kimia dari semen Portland dapat dilihat pada Tabel 6.

36

Tabel 6. Syarat Kimia dari Semen Portland Komponen

Tipe I

II

III

IV

V

MgO max

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

SO3 max untuk C3S < 8 %

3,0

3,0

4,5

3,0

3,0

SO3 max untuk C3S > 8 %

2,5

3,0

3,0

-

-

LOI max

3,0

3,0

3,0

2,5

3,0

IR max

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

Alkali sebagai Na2O

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

C3S max

-

-

-

35

-

C3S min

-

-

-

40

-

C3A max

-

8

25

7

6

C4AF + 2C3S atau C4AF + C2S max

-

-

-

-

-

C3S + C3A max

-

56

-

-

-

3. Modulus Semen Komposisi clinker yang terdiri dari banyak komponen dengan tingkat kemungkinan yang sangat banyak da raw mix-nya bersumber dari bermacammacam bahan baku dengan komposisi yang kompleks. Kompleksitas itu menyulitkan dalam membuat konfigurasi penyusunan bahan baku. Hal ini perlu memenuhi persyaratan semen yang dikehendaki. Untuk itulah dibuat rasio yang dapat memudahkan kontrol komposisi semen. Rasio itu disebut Modulus. Untuk menentukan proporsi bahan baku, digunakan modulus semen. Modulus semen adalah bilangan yang menyatakan perbandingan senyawasenyawa seperti CaO, SiO2, Al2O3, dan Fe2O3. Modulus-modulus ini digunakan sebagai dasar untuk menghitung perbandingan bahan baku yang diperlukan untuk pembuatan terak dengan komposisi yang diinginkan, sehingga menghasilkan jenis semen yang sesuai dengan standar produk yang berlaku. Modulus yang dipakai dalam semen adalah:

37

a. Lime Saturation Factor (LSF)

Harga LSF antara 66 – 120 tetapi disarankan 92 – 96. Free lime disebabkan oleh harga LSF yang lebih besar dari 100. Semakin tinggi harga LSF biasanya kekuatan semen semakin baik dan membutuhkan panas yang lebih tinggi pada proses pembakaran clinker. b. Silica Modulus (SM)

Harga SM berkisar antara 1,9 – 3,2, tetapi dalam pembuatan semen disarankan antara 2,3 – 2,7. Semakin tinggi harga SM akan menyebabkan: 1) Pengerasan semen lambat 2) Pembentukan coating di kiln cenderung turun 3) Pembakaran clinker sulit 4) Kebutuhan bahan bakar meningkat Jika harga SM terlalu rendah karena kandungan Al2O3 yang tinggi, maka semen akan cepat mengeras. c. Iron Modulus (IM)

Harga IM berkisar antara 1,5 – 2,5. Semen yang mempunyai harga IM tinggi mengakibatkan waktu pengerasan yang sangat cepat sehingga diperlukan gypsum dalam jumlah besar.

38

BAB IV DESKRIPSI PROSES

A. Konsep Proses Proses pembuatan semen dengan bahan baku batu kapur, tanah liat, dan pasir besi dilakukan berdasarkan pada reaksi dehidrasi, kalsinasi, dan molekulerisasi. 1. Reaksi dehidrasi CaCO3.xH2O(s)  CaCO3(s) + xH2O(g)

(9)

Al2O3.yH2O(s)  Al2O3(s) + yH2O(g)

(10)

SiO2.zH2O(s)  SiO2(s) + zH2O(g)

(11)

Fe2O3.pH2O(s)  Fe2O3(s) + pH2O(g)

(12)

Reaksi dehidrasi terjadi pada fase padat dan bersifat irreversible endotermis. Reaksi ini meliputi penguapan air bebas yang terjadi di raw mill dan penguapan air terikat yang terjadi di suspension preheater (SP). 2. Reaksi kalsinasi CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g)

(13)

MgCO3(s)  MgO(s) + CO2(g)

(14)

Reaksi kalsinasi terjadi pada fase padat dan gas serta bersifat irreversible endotermis. Reaksi ini mulai terjadi di suspension preheater kemudian berlanjut di kiln. 3. Reaksi molekulerisasi 2CaO(l) + SiO2(l)  2CaO.SiO2(l) (C2S)

(15)

3CaO(l) + Al2O3(l)  3CaO.Al2O3(l) (C3A)

(16)

CaO.(l) + 2CaO.SiO2(l)  3CaO.SiO2(l) (C3S)

(17)

3CaO.Al2O3(l) + Fe2O3(l)  4CaO.Al2O3.Fe2O3(l) (C4AF)

(18)

Reaksi molekulerisasi terjadi pada fare cair dan bersifat irreversible eksotermis. Reaksi ini terjadi di rotary kiln pada suhu 850 – 1450 °C dan tekanan 4,10 – 7,40 bar.

39

B. Langkah Proses

Gambar 4. Diagram Alir Pembuatan Semen

Secara garis besar, proses pembuatan semen di Plant 1-2 PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. dibagi dalam beberapa tahap berikut: 1. Raw Mill Section Sebelum bahan baku dimasukkan ke dalam kiln, bahan baku perlu mengalami tahap pengeringan dan penggilingan. Hal ini dimaksudkan untuk: a. Mengeringkan bahan baku hingga kadar airnya berkurang dari 9,5 % menjadi ± 1 %. b. Mereduksi ukuran bahan baku dari 30 mm hingga ukurannya menjadi 170 mesh (90 μ) sehingga diperoleh material yang lebih halus dengan luas permukaan besar yang berpegaruh pada keefektifan di suspension preheater dan kiln c. Mencampur bahan sehingga diperoleh campuran yang homogen dan menghasilkan LSF, SM, dan IM yang ditentukan

40

d. Memisahkan bahan yang masih kasar agar dapat diproses kembali sehingga memenuhi syarat untuk umpan di Burning Section (raw meal) Batu kapur (limestone), tanah liat (sandy clay), dan pasir besi (iron sand) dari tempat penampungan sementara dimasukkan ke dalam hopper dengan belt conveyor. Dari hopper menggunakan apron conveyor, bahan baku ditimbang dengan weighing feeder untuk menghitung banyaknya bahan baku yang diperlukan. Dari weighing feeder, bahan baku tersebut melewati belt conveyor untuk diumpankan masuk ke dalam raw mill. Dalam proses penggilingan dengan mill juga terjadi proses pengeringan dengan menggunakan gas panas yang berasal dari SP (Suspension Preheater) dengan temperatur + 300oC. Lifter dipasang diruang pengeringan yang berfungsi untuk membantu kontak gas panas dengan material yang masuk. Material yang telah tergiling kemudian akan terlempar dan terisap menuju separator. Material yang halus akan menuju alat penangkap debu Electrostatic Precipitator (EP). Sedangkan material yang masih kasar akan jatuh kembali ke meja akibat gravitasi yang kemudian masuk bucket elevator untuk dikembalikan ke dalam mill melalui saluran masuk yang berada di separator untuk digiling kembali. Pada EP, debu yang tidak tertangkap dibuang ke udara bebas melalui cerobong. Batas emisi debu disini adalah 80 mg/m3. Sedangkan bahan baku halus yang dapat ditangkap EP akan jatuh kemudian akan diangkut dengan screw conveyor dan air slide, kemudian dibawa masuk ke bucket elevator dan dialirkan ke blending silo untuk dihomogenisasi. 2. Burning Section Section Pada proses pembakaran ini akan terjadi reaksi kimia antara batu kapur, silika, tanah liat dan pasir besi membentuk clinker dengan kandungan C2S,C3S,C3A dan C4AF. Proses pembakaran meliputi tahapan: a. Tahap Homogenisasi Proses ini terjadi di dalam blending silo dengan menggunakan bantuan udara bertekanan tinggi dari dasar silo. Tujuan homogenisasi adalah untuk menghomogenkan campuran tepung baku, sehingga diharapkan tidak

41

akan terjadi kesulitan pada saat operasi di kiln. Keuntungan tahapan ini adalah:

1) Mutu clinker lebih baik dan seragam 2) Penghematan bahan bakar 3) Proses pembakaran lebih stabil dalam kurun waktu yang lama 4) Terjadinya coating (tepung baku yang meleleh, bereaksi dan melekat pada bata tahan api) sehingga bata tahan apinya dapat bertahan lama. Pada plant 1 terdapat dua buah blending silo dengan kapasitas masing-masing 1.000 ton. Material masuk melalui air slide yang kemudian disebar ke enam buah saluran yang berada di atas silo. Didasar silo, material terfluidisasi oleh udara, masuk ke dalam silo outlet secara bergantian dan secara otomatis dialirkan ke ruang blending. Material jatuh ke air slide dan dari bawah dialirkan udara yang bertekanan tinggi sehingga material terangkat dan saling berhamburan hingga terhomogenisasi. b. Tahap Pembentukan Klinker Proses pembentukkan clinker terjadi dalam rotary kiln maupun sebelumnya pada Suspension preheater (SP). Di dalam SP, material / raw meal mengalami pemanasan awal dan proses kalsinasi awal. Kalsinasi awal bertujuan untuk menaikkan derajat kalsinasi material sebelum masuk kiln karena proses kalsinasi membutuhkan energi yang besar sehingga beban panas kiln berkurang. Panas yang dibutuhkan untuk pemanasan dan kalisinasi awal diperoleh dari gas buang rotary kiln dan dari pembakaran yang terjadi di SP. Selanjutnya pada rotary kiln terjadi proses kalsinasi lanjutan, sintering, dan pendinginan clinker. Keuntungan yang didapat dengan menggunakan SP antara lain : 1) Gas panas yang keluar dari SP dapat digunakan untuk pemanasan di raw mill, impact dryer, dan rotary dryer. 2) Panjang rotary kiln dapat relatif lebih pendek. 3) Penghematan bahan bakar

42

Secara keseluruhan, arah aliran gas dengan material adalah counter current, tetapi bila dilihat per bagian transfer panasnya terjadi secara co-current. Pembakaran menggunakan bahan bakar batubara yang dialirkan ke burner pada ujung pengeluaran kiln. Batubara dibakar dengan bantuan udara primer yang dihembuskan oleh primary fan blower dan udara sekunder yang berasal dari cooler. Hasil pembakaran berupa gas panas digunakan untuk membantu pemanasan di SP, raw mill dan coal mill. Umpan kiln dari raw meal blending silo dialirkan oleh air slide dan bucket elevator ke feed tank sebagai tempat penampungan sementara. Dari feed tank, tepung baku dikeluarkan dan diumpankan ke SP. Pada plant 1, jenis SP yang digunakan adalah Suspension Preheater with Calciner dimana SP tersebut memiliki 4 stage yang berupa cyclone (C1,C2,C3,C4). Material masuk kedalam SP melalui saluran penghubung antara siklon 4 dan 3

sedangkan gas panas mengalir

berlawanan arah dengan umpan. Dengan adanya susunan siklon di SP, maka tepung baku mengalami pemanasan sepanjang tingkatan di siklon dan karena gaya sentrifugal, material akan turun terpisah dengan gas panas. Karena dorongan gas panas dari siklon 3, maka material yang berada di saluran antara siklon 4 dan 3 terangkat masuk siklon 4. Pada siklon 4 terjadi proses penguapan air yang terdapat pada tepung baku. karena gaya sentrifugal material akan terpisah dengan gas panas. Material akan turun ke siklon 3 dan 2. karena ada dorongan gas panas dari siklon 2 maka material akan masuk di siklon 3. Pada siklon 3 terjadi pemisahan material dengan gas panas sehingga material akan jatuh ke saluran siklon 4, sedangkan gas panas akan naik. Hal yang sama terjadi pada siklon 2 dan 1, material yang jatuh pada siklon 1 masuk ke dalam calciner (KSV). Pada calciner material menerima gas panas dari kiln yang selain menaikkan temperaturnya juga mendorong terjadinya proses prekalsinasi hingga 85-90%.

43

Reaksi dekomposisi carbonat adalah : CaCO3

CaO + CO2 (13)

Panas

Dari siklon 4 baru dimasukkan ke kiln inlet hood. Penggunaan pre-calciner ini memberikan keuntungan: 1) Diameter dan panjang kiln lebih kecil sehingga mengurangi penggunaan bata tahan api di burning zone, karena sebagian pembakaran di burning zone telah dilakukan oleh precalciner. 2) Bebas panas lebih rendah, terutama untuk kiln berkapasitas besar 3) Waktu tinggal material didalam kiln lebih cepat. Tahap berikutnya tepung baku masuk ke rotary kiln. Disinilah terjadi proses kalsinasi lanjutan dan sintering atau pembentukan mineralmineral pembentuk semen, yaitu C2S, C3S, C3A dan C4AF. Kontak antara material dan gas panas berlangsung secara counter current, sehingga terjadi perpindahan panas yang menyebabkan perubahan fisik dan kimia dari material sepanjang kiln. Tepung baku masuk rotary kiln pada suhu + 850oC. Pada daerah kalsinasi suhu berkisar antara 850-1000oC, dan pada daerah sintering berkisar 1450oC. Karena proses pembentukan clinker di dalam rotary kiln berlangsung pada temperatur yang sangat tinggi, maka dinding rotary kiln harus dilapisi dengan bata tahan api untuk melindungi shell tube akibat nyala api, gas panas dan material panas, mengurangi beban rotary kiln dan berfungsi sebagai isolator panas, sehingga dapat mengurangi kehilangan panas akibat radiasi dan konveksi. Proses klinkerisasi dalam kiln terbagi dalam beberapa zone, yaitu:

44

1) Calcining Zone Pada zone ini raw meal dari preheater akan mengalami pemanasan hingga ± 900 0C dan proses yang terjadi adalah proses penguraian secara maksimum dari unsur-unsur reaktif yang terkandung dalam material. Pada kondisi ini material masih berbentuk bubuk, dan bagian dalam kiln digunakan lapisan brick alumina. 2) Transition Zone Karena adanya slope kiln ke arah outlet dan bergerak memutar, maka material dari calcining zone akan bergerak ke daerah transition zone. Pada daerah ini material mengalami pemanasan hingga ± 1200 0C. Proses yang terjadi adalah mulai terbentuk reaksi sedikit demi sedikit antara CaO dengan senyawa SiO2, Al2O3, dan Fe2O3. Material mulai berubah menjadi cair dan pada daerah ini. 3) Sintering Zone Pada daerah ini material mulai mendekati sumber panas yang terpancar dari burner. Pemansan yang terjadi hingga ± 1500 0C. Proses yang terjadi adalah pelelehan dari seluruh material dan reaksi maksimum antara CaO dengan unsur SiO2, Al2O3, dan Fe2O3 membentuk mineral compound senyawa utama klinker yaitu C2S (belite), C3S (alite), C3A (celite), dan C4AF (felite). Reaksi ini disebut reaksi klinkerisasi. Lapisan yang terpasang pada dinding kiln adalah brick

jenis basic yang

mempunyai sifat dapat mengikat coating, sehingga kiln shell lebih terlindungi terhadap perlakuan panas yang sangat tinggi. Reaksi klinker adalah: 4CaO(s) + Al2O3(s) + Fe2O3(s)  4CaO. Al2O3.Fe2O3(s) (C4AF)

(18)

4CaO(s) + Al2O3(s)  3CaO. Al2O3(s) (C3A)

(16)

2CaO(s) + SiO2(s)  2CaO.SiO3(ℓ) (C2S)

(15)

CaO(s) + 2CaO. SiO3(ℓ)  3CaO. SiO3(s) (C3S)

(17)

45

4) Cooling Zone Material yang berbentuk cair di sintering zone akan mengalir ke coolingzone dan akan mengalami perubahan fasa karena material menjauhi burner gun. Temperatur akan turun hingga mencapai ± 1200 0

C, dan karena adanya gerakan rotasi kiln, maka sebagian besar material

akan berbentuk butiran. c. Tahap Pendinginan Klinker Setelah mengalami proses pembentukan clinker dari rotary kiln, clinker didinginkan terlebih dahulu agar: 1) Menjaga keawetan peralatan transport dan penyimpanan karena clinker masih bertemperatur tinggi 2) Menghindari terurainya C3S menjadi C2S 3) Clinker yang panas dapat menyebabkan peruraian gypsum yang ditambahkan pada penggilingan akhir. 4) Menghindari terbentuknya crystal periclase, yang akan menurunkan kualitas semen. Pendinginan ini dilakukan secara tiba-tiba atau disebut juga proses quenching. Laja pendinginan clinker mempengaruhi perbandingan antara cristal dan fase cair clinker. Pendinginan yang lambat mendorong pertumbuhan mineral clinker, oleh karena itu pendinginan clinker dilakukan secara tiba-tiba dari suhu + 1450oC menjadi 120oC. Tujuan quenching yaitu untuk mendapatkan klinker dengan mutu yang baik dan mencegah terjadinya reaksi inversi pembentukan C2S dari C3S. Reaksi inversi C3S: 3CaO.SiO2(s)  2CaO.SiO2(s) + CaO(s)

(19)

Proses pendinginan clinker di P-11 dilakukan dengan grate cooler atau Air Quenching Cooler (AQC). Hamparan clinker yang mengalir sepanjang grate cooler digerakkan dengan system hidrolisis. Udara pendingin dihembuskan dari bawah grate dengan menggunakan cooling fan

46

menembus hamparan clinker. Udara hasil pembakaran dibagi menjadi udara sekunder, tersier dan gas buang. Udara sekunder dimanfaatkan untuk pembakaran di SP. Sedangkan gas buang setelah melewati Electrostatic Precipitator (EP) dikeluarkan melalui stack. Selain laju udara, variabel lain yang dikontrol adalah kecepatan grate plate. Diantara grate 2 dan 3 terdapat crusher yang berfungsi mereduksi ukuran clinker (biasanya berupa coating yang terlepas dari bata tahan api) menjadi lebih kecil lagi. Partikel halus ini bersama-sama dengan partikel halus dari EP yang telah dipisahkan dari gas buang dan diangkut oleh screw conveyor, dibawa dengan apron conveyor menuju clinker silo. Temperatur clinker yang keluar dari grate cooler sekitar 80-120oC. Diantara semua tipe cooler, grate cooler adalah yang paling bagus dibandingkan dengan satellite cooler karena grate cooler melakukan pendinginan secara mendadak sehingga clinker yang dihasilkan bertemperatur lebih rendah. 3. Finish Mill Section Pada unit penggilingan akhir dilakukan penggilingan clinker menjadi semen yang memenuhi syarat kehalusan. Kehalusan semen adalah salah satu faktor penentu utama dari semen yang dihasilkan. Partikel keluar dari alat penggilingan (mill) yang kemudian melewati separator dan produk yang keluar berukuran 30 µm yang akan menghasilkan kuat tekan awal yang tinggi dan peningkatan kuat tekan beton pada tahap berikutnya. Clinker dari silo penyimpanan dimasukkan ke dalam hopper melalui vibrating feeder dan ditentukan proporsinya dengan weighing feeder, kemudian dibawa kealat penggilingan akhir. Gypsum sebagai bahan tambahan dibawa dari storage menuju ke hooper dengan belt conveyor. Dengan diatur oleh weighing feeder gypsum dimasukkan ke cement mill bersama dengan clinker. Gypsum yang ditambahkan 3-5% dari clinker. Cement mill yang digunakan adalah tube mill dengan ukuran diameter shell 4,1 m dan panjang 12,5 m, dengan kapasitas 80 ton/jam dan terdiri dari 2 chamber yang dibatasi oleh compartement.

47

Chamber 1 diisi oleh bola-bola baja (steel ball) ukuran diameter 60, 70, dan 80 mm dan chamber 2 diisi baja dengan diameter 17, 20, 30 dan 50 mm dan proses kontak antara steel ball dan clinker di masing-masing chamber berlangsung ± 30 menit. Dinding shell dilapisi dengan linear yang berfungsi mengarahkan gerakan stell ball dan melindungi shell. Dengan adanya putaran mill maka akan terjadi benturan antara steel ball dengan clinker sehingga clinker dapat hancur dan halus yang mengakibatkan suhu dalam alat menjadi tinggi. Sedang suhu dalam alat ini tidak boleh lebih dari 120 oC karena gypsum akan kehilangan air kristalnya sehingga tidak dapat berfungsi sebagai retarder dan semen yang dihasilkan akan mengalami proses false set yang lebih cepat. Oleh karena itu di kedua ujung cement mill terdapat water spray yang berfungsi untuk menyemburkan air agar suhu di dalam mill kurang dari atau sama dengan 120oC. Produk yang keluar dari Cement mill sebagian besar masuk lewat air slide ke bucket elevator untuk selanjutnya dengan bantuan air slide, material masuk O-sepa separator. Disini terjadi pemisahan partikel, partikel yang belum memenuhi syarat kehalusan akan masuk kembali ke mill sedangkan partikel halus akan masuk cement silo sebagai produk dengan bantuan air lift. Hasil kasar (tailing) akan kembali masuk ke mill, sedagkan hasil yang halus bersama dengan hasil dari air separator dan produk halus yang terikat udara masuk dalam EP lewat air slide akan masuk ke cement silo dengan bantuan air lift. 4. Packing House Section Dari cement silo, produk semen yang sudah jadi diangkut menggunakan air slide menuju bucket elevator. Dari bucket elevator, semen dimasukkan ke dalam vibrating screen untuk memisahkan material yang halus dan kasar serta pangotor yang ikut terbawa produk semen. Material kasar dan pengotor dibuang dengan menggunakan corong vibrating screen di bagian atas, sedangkan material yang halus langsung masuk ke dalam cement bin. Dari Bin, semen dialirkan ke dalam in-line packer. Jika bin tersebut telah penuh maka semen akan terus bersirkulasi, yaitu dijatuhkan

48

kembali ke dalam bucket elevator lalu kembali ke vibrating screen dan seterusnya. Masing-masing in-line packer terdiri dari enam corong pengisian yang mengumpankan semen ke dalam kantong dengan kapasitas masing-masing 40 kg dan 50 kg. untuk mengurangi jumlah semen tumpah pada saat pengisian, maka dipasang screw conveyor pendek pada masing-masing in-line packer dan selanjutnya dialirkan ke screw conveyor panjang lalu masuk ke dalam bucket elevator dan ke vibrating screen, selanjutnya masuk ke dalam bin. Semen yang telah masuk ke dalam kantong akan diangkut ke dalam belt conveyor menuju truk pengangkutan. Selain pengemasan ke dalam kantong 50 kg, pada unit packing terdapat juga pengemasan dalam ukuran besar yakni big bag dengan kapasitas 1 dan 1,5 ton serta semen curah dengan kapasitas 1525 ton atau sesuai dengan pesanan. Untuk semen curah, semen yang berasal dari bin langsung didistribusikan ke loading truck. Untuk mencegah terjadinya polusi udara akibat debu, maka pada unit pengantongan ini dilengkapi dengan alat dust collector jenis bag filter.

49

BAB V SPESIFIKASI ALAT

A. Raw Meal Section a. Impact Dryer (Limestone) Tugas: 

Menghancurkan limestone dari ukuran 50 menjadi 20 mm



Mengeringkan limestone dari 5 menjadi 3 % moisture content



Memisahkan limestone yang masih kasar untuk digiling kembali

Spesifikasi: Kode alat

: B3-01.0

Tipe

: Kawasaki Hazemag SAPT 5/250 Imp. Brk.

Ukuran

: 3950L × 3350W × 9300H

Kapasitas

: 130 ton/jam

Prinsip kerja: Size reduction terjadi karena impact dari hammer mill. Pada alat ini digunakan impeller untuk melemparkan material dengan kecepatan yang tinggi ke arah plate impact yang keras dan kasar (breaker plate). Impact crusher digunakan untuk material-material dengan daya lengket rendah dan rapuh. Yang perlu diperhatikan adalah plate breaker sering aus.

b. Double Roll Crusher (Clay) Tugas: 

Menghancurkan clay dari ukuran 300 menjadi 20 mm



Memisahkan limestone yang masih kasar untuk digiling kembali


: B2-02.0

Tipe

: Kawasaki Spiked Roll

Ukuran

: 750 × 630

Kapasitas

: 25 ton/jam 50

Prinsip kerja: Material dihancurkan dengan melewatkan material tersebut di antara kedua roll yang sedang berputar secara berlawanan arah. Material yang akan dihancurkan akan diatur oleh alur/gigi secara melintang atau memanjang dari double roll crusher tersebut.

c. Clay Drier Tugas: Mengeringkan moisture content tanah liat (clay) dari 28 % menjadi 3 % Spesifikasi: Kode alat

: D-01.0

Tipe

: Paralel Flow, Rotary Dryer

Ukuran

: 3.4 m in θ × 34 m length, slope: 5/100 (tan θ)

Kapasitas

: 25 ton/jam

Prinsip kerja: Raw material masuk melalui cone feed ke dalam dryer. Pengeringan berlangsung antara material dengan gas yang masuk searah dengan material basah hingga terjadi penguapan air dari material tersebut. Gas panas yang digunakan merupakan sisa pembakaran di kiln an telah dialirkan melalui SP. Mengalirnya material disebabkan oleh kemiringan dryer, putaran, dan aliran gas panas. Di dalam rotary dryer terdapat pengangkat/lifter yang jumlahnya ratusan dengan tinggi 40 cm yang digunakan untuk meratakan pengeringan pada material. Material yang masuk akan berputar mengikuti putaran dryer sehingga material tersebut akan jatuh ke bawah pada saat berada di bagian atas di dalam rotary dryer. Gas panas keluar dari dryer bercampur dengan debu halus. Gas tersebut kemudian dialirkan masuk ke dalam cyclone.

51

d. Raw Grinding Mill Tugas: Menghancurkan campuran bahan baku (raw meal) menjadi ukuran yang seragam Spesifikasi: Kode alat Tipe

: E-07.15

: Tube Mill

Ukuran

: 3.9 m ID × 12 m L

Kapasitas

: 120 ton/jam

Prinsip kerja: Di dalam alat ini terjadi proses pencampuran, penghancuran, penggilingan, penghalusan, dan pengeringan. Raw material masuk melalui cone feed. Material digiling dengan media penggiling berupa steel ball yang berdiameter 17 – 90 mm. Pengeringan berlangsung akibat kontak antara material dan gas panas yang berasal dari SP. Gas panas dan material dialirkan secara co-current. Penghalusan terjadi karena tumbukan dan gesekan antara steel ball dan material akibat putaran mill.

e. Raw Meal Silo Tugas: Menyimpan raw meal sebelum diumpankan ke dalam suspension preheater Spesifikasi: Kode alat

:-

Tipe

: Steel Construction

Ukuran

: 11 m ID × 23 m IH

Kapasitas

: 2000 ton

Prinsip kerja: Dari air blending silo, material masuk ke bagian storage melalui sistem pengangkutan air slide. Pada bagian storage ini produk raw meal disimpan untuk kemudian diumpankan ke SP.

52

f. Air Blending Silo Tugas: Menghomogenkan raw meal dan sebagai tempat penampungan sementara Spesifikasi: Kode alat

: F-11.1

Tipe

: Steel Construction

Ukuran

: 10,7 m ID × 16 m IH

Kapasitas

: 1000 ton

Prinsip kerja: Udara bertekanan tinggi dan udara bertekanan rendah dialirkan ke dalam silo secara pulsuatif. Air blending silo mempunyai 9 segmen yang akan menghembuskan udara bertekanan tinggi dan rendah secara kontinu dan bertahap yaitu 10 detik off dan 5 detik on untuk udara bertekanan tinggi. Sedangkan untuk udara bertekanan rendah dialirkan terus menerus. Setiap kali menghembuskan udara bertekanan tinggi hanya 2 segmen yang bekerja. Alat ini juga dilengkapi dengan aerator homogenitas material dimanna di setiap segmen memiliki 66 aerator. Proses homogenasi ini berlangsung selama 2 jam. Setelah proses homogenisasi ini selesai, kemudian dilakukan pengecekan homogenitas bagian bawah dan bagian atas. Setelah benar-benar homogen, material ini dimasukkan ke dalam storage silo (raw material silo).

g. Air Separator Tugas: Memisahkan semen yang masih kasar untuk digiling kembali Spesifikasi: Kode alat

: I-06.1

Tipe

: Cyclone Type Kawasaki CS 45-8

Ukuran

: Upper casing diameter 4500 mm

Kecepatan

: 140 – 70 rpm

Kapasitas

: 80 ton/jam

53

Prinsip kerja: Material hasil penggilingan dari raw mill dimasukkan ke dalam air separator dan jatuh di atas piringan pembagi yang berputar dan ditebarkan, kemudian disirkulasikan oleh baling-baling fan. Akibat dari sirkulasi ruang yang berbentuk cone, material kasar akan mengalami gaya sentrifugal dan menghantam dinding sehingga akan kehilangan kecepatan. Pada saat itu, material kasar juga akan mengalami gaya gravitasi sehingga akan jatuh ke dalam hopper tabung yang berbentuk kerucut. Partikel-partikel yang kasar dikembalikan ke grinding mill dan partikel yang halus akan terbawa aliran udara naik ke atas. Selanjutnya partikel halus ini akan masuk ke cyclone dan keluar sebagai produk halus dari bagian atas cyclone.

B. Burning Section a. Clinker Silo Tugas: Sabagai tempat penyimpanan sementara untuk clinker Spesifikasi: Kode alat

:-

Tipe

: concreete construction

Ukuran

: 22 m ID × 45.7 m IH × 50.3 m OH

Kapasitas

: 17372 m3

Prinsip kerja: Setelah didinginkan dan dihancurkan, clinker dibawa oleh apron conveyor ke dalam clinker silo untuk disimpan sementara. Pada saluran pengeluaran terdapat apron conveyor untuk membawa clinker dari clinker silo ke finish grinding mill.

b. Air Quenching Cooler Tugas: Mendinginkan clinker dari suhu 1200 menjadi maksimal 120 ºC

54

Spesifikasi Kode alat

: G-14.0

Tipe

: horizontal double deck gr

Ukuran

: Grate width 3360 mm Grate length 20400 mm Grate stroke 130 × 160 mm

Kapasitas

: 1500 ton/hari

Prinsip kerja: Clinker jatuh dari rotary kiln ke grate plate membentuk tumpukan. Karena adanya geraka plate (moving grate plate) yang berlawanan arah maka clinker akan bergerak maju. Udara dingin yang ditiupkan blower lewat bagian bawah grate menembus tumpukan clinker. Sebagian udara pendingin dihembuskan sebagai udara sekunder untuk pembakaran di kiln dan sebagian lagi masuk ke dalam EP untuk menangkap sisa debu sebelum dibuang ke udara bebas. Clinker yang mempunyai ukuran lebih besar dari yang diinginkan akan dihancurkan ke dalam impact crusher yang terdapat di antara susunan grate. Clinker yang telah mengalami size reduction kemudian masuk ke drag chain, bergabung dengan clinker dari chamber menuju apron conveyor.

c. Rotary Kiln Tugas: 

Sebagai tempat kalsinasi lanjutan hingga semua CaCO3 dan MgCO3 habis terdekomposisi



Tempat pembakaran hot meal sekaligus mereaksikannya untuk membentuk mineral-mineral semen (C2S, C3S, C3A, dan C4AF)


: G-13.1-3; MG-13.4 & G-13.5

Tipe

: Rotary 3 Support

Ukuran

: 4.5 m θ × 78 m length, slope: 3.5 % (tan θ)

Kapasitas

: 2000 ton/hari

55

Prinsip kerja: Umpan kiln berasal dari suspension preheater yang masuk dari ujung kiln (kiln inlet hood) dengan suhu kira-kira 800 – 900 ºC dan dari ujung yang lain disemburkan gas panas. Di dalam kiln terjadi proses kalsinasi lanjutan (+ 15 %) dan sintering sehingga raw meal menjadi clinker. Kemiringan dan putaran kiln menyebabkan material bergerak ke ujung pembakaran dan kemudian jatuh ke dalam air quenching cooler yang dilengkapi dengan cooling air fan untuk pendinginan lebih lanjut.

d. Suspension Preheater Tugas: Tempat reaksi kalsinasi dan pemanasan awal Spesifikasi: Kode alat

: MG-06.0

Tipe

: Kawasaki NKSV Multi Cyclone

Ukuran

: C1 6200 mm θ × 1 C2 5500 mm θ × 1 C3 4400 mm θ × 1 C4 3300 mm θ × 1

Kapasitas

: 2000 ton/hari

Prinsip kerja: Material masuk ke saluran tepung baku yang terdapat di antara stage keempat dan ketiga. Tepung baku ini akan bertemu dengan gas panas yang keluar dari cyclone ketiga dan terbawa ke cyclone keempat. Pada cyclone ini, debu dan gas panas akan keluar akibat hisapan EP fan. Sedangkan material akan jatuh ke bawah dan masuk cyclone ketiga karena terbawa aliran gas dari cyclone kedua. Pada cyclone ketiga, debu dan gas panas akan terbawa ke atas sedangkan material akan jatuh ke bawah dan masuk cyclone pertama. Demikian proses seharusnya yang terjadi pada stage yang lain. Material akan mengalami prekalsinasi dimana CaCO3 yang terdapat dalam material akan terurai menjadi

56

CaO dan CO2 dengan menggunakan gas tersier dari cooler dan udara sisa pembakaran di kiln. Setelah material mengalami prekalsinasi, material akan terbawa ke kiln melalui kiln inlet hood. Pada suspension preheater ini, derajad kalsinasi dapat mencapai 85 – 90 %.

C. Finish Mill Section a. Finish Mill Grinding Tugas: Menghancurkan clinker menjadi semen dengan ukuran yang diinginkan Spesifikasi: Kode alat

: I-05.1-5

Tipe

: tube mill

Ukuran

: 4100 ID × 12500 L

Kecepatan

: 15.2 rpm

Kapasitas

: 80 ton/jam

Prinsip kerja: Material berup campuran antara clinker, gypsum, dan additive masuk melalui inlet di chamber 1 material dihancurkan oleh steel ball ukuran besar dan kemudian masuk chamber 2 untuk digerus/dihaluskan oleh steel ball yang berukuran lebih kecil. Suhu di dalam mill dijaga supaya selalu dibawah 120 ºC.

b. Air Separator Tugas: Memisahkan material halus dan material yang masih kasar setelah grinding Spesifikasi: Kode alat

: I-06.1

Tipe

: cyclone type Kawasaki CS 45-8

Ukuran

: upper casing diameter 4500 mm

Kecepatan

: 140 – 70 rpm

Kapasitas

: 80 ton/jam

57

Prinsip kerja: Material hasil penggilingan dari cement mill dimasukkan ke dalam air separator dan jatuh di atas piringan pembagi yang berputar dan ditebarkan, kemudian disirkulasikan oleh baling-baling fan. Akibat dari sirkulasi ruang yang berbentuk cone, material kasar akan mengalami gaya sentrifugal dan menghantam dinding sehingga akan kehilangan kecepatan. Pada saat itu, material kasar juga akan mengalami gaya gravitasi sehingga akan jatuh ke dalam hopper tabung yang berbentuk kerucut. Partikel-partikel yang kasar dikembalikan ke cement mill dan partikel yang halus akan terbawa aliran udara naik ke atas. Selanjutnya partikel halus ini akan masuk ke cyclone dan keluar sebagai produk halus dari bagian atas cyclone.

D. Packing House Section a. Feed Bin Tugas: Sebagai tempat penampungan sementara untuk semen dan menghomogenkannya menggunakan udara hembus Spesifikasi: Kode alat

: J-08.0

Tipe

: steel construction

Ukuran

: 3.5 m × 3.5 m × 5 m

Kapasitas

: 50 ton

Prinsip kerja: Semen yang telah diangkut dengan bucket elevator ditampung di feed bin selama beberapa waktu dengan dihembuskan udara oleh blower dari bagian bawah untuk menghomogenkan semen. Semen keluar jatuh dari bagian bawah menuju vibrating screen.

58

b. Packer Tugas: Memasukkan semen ke dalam kantong Spesifikasi: Kode alat

: J-14.0

Tipe

: 6 spout auto-packer AI-75

Ukuran

: range og weighing 40 – 50 kgs

Akurasi

: ± 1/200

Kecepatan

: 1050 rpm

Kapasitas

: 90 ton/jam

Prinsip kerja: Kantong diletakkan di atas saddle, limit switch tersentuh dan mengirim perintah ke unit magnet untuk menarik rod ke atas dan ratchet hook terlepas. Ifilling tube naik dan lubang akan terbuka. Pengisian berjalan sambil ditimbang. Setelah pengisian sama dengan berat pembanding, hanger sadle turun, lubang tertutup kembali, dan kantong dijatuhkan ke atas conveyor.

c. Cement Silo Tugas: Menyimpan semen yang sudah dihaluskan di Finish Mill Section Spesifikasi: Kode alat

:-

Tipe

: steel construction

Ukuran

: 15 m ID × 28 m IH × 31 m OH

Kapasitas

: 5000 ton

Prinsip kerja: Setelah mengalami proses grinding, semen dialirkan dengan air sliding conveyor menuju cement silo untuk penampungan sementara. Untuk proses packing, semen juga dialirkan dari silo menggunakan air sliding conveyor.

59

E. Spesifikasi Alat Pembantu 1. Electrostatic Precipitator Tugas: Menengkap debu dari gas buangan sebelum dibuang melalui chimney Spesifikasi: Kode alat

: G-09.0

Tipe

: Horizontal Flow 2-Sectional Type

Ukuran

: 22 m L × 10 m W × 20 m H plate: 9358 mm H × 1980 mm W × 156 pcs wire: 10300 mm L × 1216 pcs pitch: 250 mm

Kapasitas

: 5500 m3/menit (wet) at 130 ºC

Prinsip kerja: Prinsip penangkapan debu dari EP didasarkan pada efek ionisasi di dalam medan listrik yang kuat. Medan listrik ini dihasilkan oleh elektroda negatif yang bertindak sebagai elektroda pelepas muatan listrik dan elektroda positif yang bertindak sebagai elektroda pengumpul. Elektroda pengumpul berupa plat-plat yang diletakkan berderet dan dihubungkan dengan bumi (ground), sedangkan elektroda pelepas berupa kawat-kawat yang diletakkan berderet dekat elektroda pengumpul dan dihubungkan dengan tegangan tinggi. Elektroda pengumpul mempunyai polaritas positif dan elektroda pelepas mempunyai polaritas negatif. Di antara kedua elektroda tersebut dialirkan tegangan tinggi searah sebesar 40 – 80 kV. Karena pengaruh medan listrik yang kuat di antara kedua elektroda sesuai dengan gaya hukum tarik medan listrik oleh coloumb maka ion negatif mendapat gaya tarik ke arah elektroda positif dan ion-ion positif mendapat gaya tarik ke arah elektroda negatif. Bila gas masuk EP mengandung debu maka ionion dari partikel debu yang telah bermuatan listrik tersebut akan akan tertarik ke arah elektroda yang bersesuaian, dimana pada

masing-masing elektroda

bermuatan listrik dan partikel debu akan dinetralisir kembali. Proses ini berlangsung terus-menerus hingga debu yang menempel pada masing-masing

60

elektroda maka plat-plat tersebut dipukul dengan cara diketuk-ketuk secara periodik oleh rapping gear. Sehingga debu tersebut jatuh ke bagian atas penampung yang disebut dust hopper.

2. Dust Collector Tugas: Memisahkan gas buangan suspension preheater dari padatan halus yang terbawa gas buangan tersebut serta memebersihkan debu dari coal bin Spesifikasi: Kode alat

: EH-10.0

Tipe

: mechanical vibration type

Ukuran

: 150 m2 filter area, 3 chambers Pressure loss 170 mmaq Filter bag: NT 112, 170θ ×2650L × 108 pcs

Kapasitas: 150 m3/menit (80 ºC) Prinsip kerja: Debu yang dihisap dari berbagai mesin akan ditahan pada bag filter bagian luar. Untuk melepaskan debu akan digunakan sistem penembakan udara bertekanan tinggi. Udara bertekanan tinggi berasal dari kompresor dan diatur dengan valve yang dirangkai secara elektrik. Biasanya dilengkapi filter udara agar tetap kering. Tujuan penembakan untuk melepaskan debu dari bag filter. Material yang jatuh akibat penembakan akan diangkut dengan screw conveyor keluar melewati lubang yang dilengkapi dengan rotary lock guna mencegah material tidak kembali ke dust collector dan juga sebagai penyekat sehingga hisapannya tetap besar.

61

BAB VI SISTEM UTILITAS

Unit utilitas berfungsi sebagai unit pendukung yang bertugas untuk mensuplai kebutuhan bagi unit-unit yang lain. Adapun unit utilitas di PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. terdiri dari beberapa bagian sebagai berikut :

A. Unit Penyediaan dan Pengolahan Air Unit pengolahan air atau water supply section merupakan salah satu unit utilitas yang bertugas mengelola air untuk kebutuhan industri maupun rumah tangga. Unit ini sangat berpengaruh dalam kelancaran produksi semen di PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. dari awal hingga akhir proses. Selain itu air ini juga dimanfaatkan oleh perusahaan lain yang masih dalam group seperti PT Bogasari Textile, Areal CCIE, PT Indomix, dan beberapa perusahaan yang lain dilingkungan pabrik Citeureup. Water supply section memiliki tugas antara lain: 1.

Menjaga kelancaran produksi air bersih dengan mengoperasikan instalasi water treatment

2.

Menjamin kelancaran stok dan distribusi air bersih dari instalasi produksi ke setiap pemakai, yaitu

3.



Cement plant P-1 s/d P-8 serta P-11



Kantor-kantor P-1 s/d P-8 serta P-11



Utilitas untuk diseluruh divisi



Kepentingan Proyek



Areal / kawasan CCIE dan PT Indomix

Pengambilan dan pengolahan air tanah serta pendistribusiannya ke kompleks perumahan, poliklinik, dan instalasi pusat produksi air minum karyawan.

4.

Pemeriksaan kualitas air, baik air baku maupun air bersih secara perodik termasuk limbah

5.

Merawat dan memperbaiki seluruh sistem water supply treatment / water supply serta jaringan distribusi ke lokasi pemakaian pada seluruh plant. 62

1.

Pasokan Air Baku dan Penggunaan Secara garis besar sumber baku air di PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk ada 2 (dua) macam yaitu : a. Sumber Air Tanah Air tanah ini berasal dari 11 buah sumur dalam (depp well) yang terdapat di komplek pabrik dengan kapasitas rata-rata sebesar 200 liter/menit tiap sumurnya. Pangambilan air tanah dilakukan dengan cara mengebor tanah hingga kedalaman 40-60 meter dengan diameter 22 inchi. Casing yang digunakan adalah pipa dengan diameter kurang dari 22 inchi yang dibawahnya dipasang penyaring yang berfungsi agar kotoran tidak terhisap bersama air sedangkan pada ujung atas pipa dipasang pompa. Air kemudian melalui filter rock dan disaring dengan pipa penyaring. Air yang telah disaring tersebut kemudian dialirkan ke bak penampung. Penggunaan air tanah hanya terbatas untuk kepentingan perumahan dan poliklinik yang setiap harinya sekitar 6000 liter. Pusat Produksi Air Minum (PPAM) karyawan yang terletak di Housing II merupakan instalasi yang dirancang khusus untuk memproduksi air minum kemasan 20 Liter, instalasi ini melaksanakan proses perlakuan peningkatan mutu fisik dan kimiawi sekaligus bakteriologis dengan media ozon sebagai oksidan dan desinfektannya. Proses ini dikenal oleh karyawan dengan ”ozonisasi”. Karakteristik dari air bersih dapat dilihat pada tabel 7 (Departemen Kontrol Proses).

63

Tabel 7. Karakteristik Air Bersih Parameter

Keterangan

Parameter

Keterangan

Warna

Tidak berwarna

Besi

0,2 mg/lt

Bau

Tidak berbau

Klorida

250 mg/lt

Rasa

Tidak berasa

Sulfat

250 mg/lt

pH

6,5 - 8,5

Nitrat

0,1 mg/lt

Kekeruhan

10 ppm

Timbal

3,0 mg/lt

Zat organik

10 mg/lt

mangan

0,1 mg/lt

Kesadahan

150 – 500

b. Sumber Air Permukaan Air permukaan yang diambil adalah air sungai yang mengalir di belakang pabrik yaitu sungai Cileungsi, Air baku kemudian diolah di Instalasi Water Treatment (IWT) sebelum didistribusikan ke pemakai yang 85 % diantaranya digunakan untuk air pendingin dengan menggunakan sistem daur ulang plant. Air yang dikirim dari water treatment tersebut sebelum dipakai ke plant ditampung pada bak sirkulasi yang sekaligus berfungsi sebagai bak cadangan yang berada pada masing-masing plant. Untuk merawat kualitas air pendingin agar tetap terjaga secara optimum sudah selayaknya dilakukan secondary treatment yang antara lain dilakukan dengan jalan: 

Memberi tambahan bahan-bahan tertentu seperti: chlor, corrosion, dan scale inhibitor.



Blow down dan pembersihan bak secara periodik.

Permasalahan yang dihadapi dalam sistem tersebut antara lain: 

Scale/kerak pada pipa dan peralatan.



Korosi/ karat pada pipa dan peralatan terutama yang tertanam dalam tanah. 64



Fouling organism, lumut, jasad hidup lain seperti siput yang mengakibatkan penyumbatan pada pipa dan sistem.



Kehilangan air karena kebocoran bak, tidak tersirkulasinya air secara baik/ tidak mengalir pada proporsi yang sebenarnya.



Kontaminasi, debu, tanah, dan lain-lain

Syarat baku mutunya dapat dilihat pada tabel 8 (Departemen Kontrol Proses).

Tabel 8. Syarat Baku Mutu Air Pendingin

2.

Parameter

Keterangan

Parameter

Keterangan

Temperatur

Suhu udara

Klorida

Maks 600 mg/lt

pH

6,5 – 9

Sulfat

Maks 400 mg/lt

Kekeruhan

Maks 25 ppm

Nitrat

Maks 1 mg/lt

Kesadahan

Maks 500 mg/lt

CO2

Maks 20 mg/lt

Total padatan

Maks 1500 mg/lt

Mangan

Maks 0,5 mg/lt

Besi

Maks 1 mg/lt

Magnesium

Maks 150 mg/lt

Water Treatment Instalasi water treatment merupakan sarana untuk melakukan kegiatan mulai dari pengambilan air baku dari sungai Cileungsi yang kemudian memprosesnya menjadi air siap pakai atau didistribusikan sebagai pendingin, air baku boiler. utilitas umum dan perusahaan group secara kuantitatif maupun kualitatif. instalasi ini terletak di areal P-6/8 dengan menempati lahan ± 2 Ha.

65

B. Unit Instalasi Tenaga Listrik Kebutuhan utama listrik di PT Indocement Tunggal Prakarsa, Tbk. didapatkan dari PLN. Sedangkan untuk kebutuhan tertentu, di pabrik Bogor memiliki 2 power station sabagi cadangan tenaga. Untuk saat ini, unit pabrik Bogor mengoperasikan stasiun power 1 dan power 2. Kebutuhan listrik digunakan untuk keperluan penerangan, pendinginan ruangan, pompa-pompa blower, pengisi baterai, fan, penggerak crane, mensuplai peralatan bantu, dan sebagainya. Pengoperasian dilakukan dari central remote control yang terdapat di ruangan central.

Tabel 9. Kapasitas Pembangkit Listrik PT Indocement Tunggal Prakarsa, Tbk. Tempat Power I Power II

Jenis pembangkit Diesel Diesel Turbin uap

Jumlah unit 5 9 1

Kapasitas, MW 8,20 19,00 11,87

Turbin gas

2

42,00

Total, MW 41,00 171,00 11,87 84,00

Bahan bakar IDO IDO Batubara Gas bertekanan

C. Unit Penyediaan Bahan Bakar Unit ini di bawah Supply Division yang bertugas menyediakan kebutuhan bahan bakar dan mendistribusikan ke unit-unit yang membutuhkan. Jenis bahan bakar yang dibutuhkan oleh PT Indocement Tunggal Prakarsa, Tbk. antara lain: 1. Solar Solar digunakan untuk bahan bakar alat-alat transportasi, seperti truk, alat berat, dan kendaraan operasional pabrik. Bahan bakar ini langsung dibeli dari Pertamina. Solar dikirim ke pabrik dengan menggunakan tangki yang kemudian ditampung dalam tempat pengisian solar 2. Oil Oil yang biasa digunakan adalah IDO (Industrial Diesel Oil) yang berasal dari penyulingan minyak bumi. IDO digunakan sebagai bahan bakar untuk jenis

66

pembangkit listrik diesel power station dan juga untuk pemanasan awal di rotary kiln. 3. Batubara Batubara digunakan untuk bahan bakar burner di suspension preheater dan rotary kiln. Untuk memenuhi kebutuhan batubara, PT Indocement Tunggal Prakarsa, Tbk. Mengadakan kontrak kerja dengan PT Krakatau Steel yaitu terminal batubara di Cigading seluas 18 Ha yang terletak di zona PT Krakatau Steel, Cilegon Serang yang terminalnya dikelola oelh PT KICE. 4. Bahan bakar alternatif Sebagai upaya dalam keberlanjutan penggunaan bahan bakar fosil, PT Indocement

Tunggal

Prakarsa,

Tbk.

melakukan

tindakan

mengurangi

penggunaan batubara dengan mencampurnya dengan limbah yang masih dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar. Beberapa contoh bahan bakar alternatif yang digunakan adalah sekam padi, serbuk gergaji, dan ban bekas.

D. Unit Pembuatan Kantong Semen Pada PT Indocement Tunggal Prakarsa, Tbk., unit pembuatan kantong semen merupakan divisi tersendiri yakni Paper Bag Divition. Bahan baku yang digunakan untuk pembuatan kantong semen adalah: 1. Kertas Jenis kertas yang digunakan untuk pembuatan kantong semen adalah jenis kertas regular kraft dan extensible kraft (cuplak) antara lain: a. Regular kraft eurocan, dari Kanada b. Regular kraft canfor, dari Kanada c. Regular kraft KKA, dari kertas kraft Aceh d. Extensible kraft (cuplak), dari Scandinavia e. Extensible kraft (cuplak KKA), dari kertas kraft Aceh Kualitas kertas yang digunakan diuji untuk mengetahui kekuatan kertas tersebut.

67

2. Lem Digunakan untuk merekatkan bagian-bagian tepi kertas agar terbentuk menjadi kantong-kantong kertas. Lem dibuat dengan cara mencampurkan tepung kanji (tapioka) dan air dengan perbandingan 1:10 lalu dimasak sampai suhu 60 ºC, kemudian ditambahkan tawas dari Polyvinyl Asetat (PVA) sebagai pengawet. 3. Benang dan Kapas Jenis benang yang dipakai adalah benang polyester fibre dan benang polypropilen multifilamen. Benang dipilih warna putih untuk semen Portland dan merah untuk semen putih. 4. Tinta Digunakan untuk memberi warna atau mencetak logo kantong semen merk dagang perusahaan. Warna standard yang digunakan adalah warna merah dan biru. Jenis tinta yang dipakai adalah callier dari Singapura, camantika dari Jepang, dan DTC dari Jakarta. 5. Filler Cord Digunakan untuk menutup lubang jahitan dan bantalan benang sehingga memperkuat kantong semen. Jenis filler cord yang dipakai adalah polyamida robe.

Mesin pembuat kantong semen terdiri dari dua mesin utama yaitu: 1. Tubing Machine Konstruksi pada tubing machine dibagi menjadi lima unit: a. Paper Roll Stand Unit, digunakan untuk meletakkan gulungan kertas yang akan dibuat kantong setengah jadi. b. Printing Unit, digunakan untuk mencetak logo/cap perusahaan pada lembaran kertas yang akan dibuat kantong. c. Edge Position Controller and Web Draw Unit, digunakan untuk menjaga agar tegangan dari lembaran kertas berubah serta mengatur dan menjaga posisi dari lapisan kantong bagian dalam dan bagian luar pada saat lembaran kantong akan dipotong.

68

d. Longitudinal Pasting Unit, digunakan untuk memberikan lem pada lembaran kantong yang dipotong. e. Tube Forming Unit, digunakan untuk membentuk lembaran beberapa lapis kertas menjadi bentuk kantong semen.

2. Automatic Sewing Machine Lune Konstruksi pada sewing machine terbagi menjadi empat unit: a. Automatic Tube Feeder, digunakan untuk mengambil dan memasukkan tube ke mesin automatic valve former. b. Automatic Valve Former, digunakan untuk melipat katup pada kantong kertas. c. Double Head Sewing, digunakan untuk menjahit sisi bawah dan atas kertas. d. Automatic Bag Collector, digunakan untuk menumpuk kantong yang sudah dijahit.

Berdasarkan kebutuhannya, dibuat jenis kantong semen sesuai dengan jenis semen yang ada, yaitu: 1. Semen Portland Tipe I 6 lapis dengan kapasitas 50 kg 2. Fly Ash Cement a. 5 lapis (1 lapis polyethylene coating), isi 40 dan 50 kg untuk luar Jawa. b. 4 lapis (1 lapis polyethylene coating), isi 40 kg untuk Pulau Jawa. 3. Oil Well Cement a. 6 lapis (1 lapis polyethylene coating), isi 40 dan 50 kg untuk luar Jawa. b. 4 lapis (1 lapis polyethylene coating), isi 40 kg untuk Pulau Jawa. 4. White Cement a. 6 lapis (1 lapis polyethylene coating), isi 40 dan 50 kg untuk luar Jawa. b. 4 lapis (1 lapis polyethylene coating), isi 40 kg untuk Pulau Jawa.

69

E. Unit Peralatan Berat Unit ini disebut HED (Heavy Equipment Division) dan bertugas menangani pengoperasian dan perawatan alat berat. HED dibagi menjadi 3 departemen, yaitu: 1. Mining Heavy Equipment Dept. (MHED) 2. Production Mobile Equipment Depti. (PMED) 3. Light Medium Equipment Transportation and Operation Dept. (LMETOD) Masing-masing departemen dibagi menjadi empat section: 1. Aplikasi Alat Berat Pemilihan jenis, model, kapasitas, dan merk alat berat untuk aplikasi medan operasi tertentu mengacu pada performance hand book dan petunjuk teknis dan ekonomi. 2. Pengoperasian Alat Berat Tugas yang dilakukan meliputi penempatan dan pengaturan kendaraan alat-alat berat, pemantauan, test, dan evaluasi. 3. Perawatan (maintainance) Bertugas melakukan preventive maintainance dan predictive maintainance. 4. Administrasi dan Staff Tugas/fungsi yang dilakukan adalah pelayanan administrasi, part purchasing, pengolahan, dan teknis pengoperasian alat berat.

F. Unit Fabrikasi dan Perbaikan Mesin Unit Fabrikasi dan Perbaikan Mesin berada d bawah TSD (Technical Service Division) yang bertugas melakukan pembuatan suku cadang mesin/alat produksi serta melakukan perbaikan mesin/alat produksi tersebut. Unit ini bekerja berdasarkan pesanan dari unit produksi dan dibagi atas lima kelompok kerja. 1. Machine Tool Unit ini bertugas membuat suku cadang yang dibutuhkan sesuai kemampuan mesin perkakas yang ada. Suku cadang yang dapat dibuat antara lain roda gigi, baut, mur, dan lainnya.

70

2. Rigger Rigger bertugas dalam bidang pengangkutan, misalnya pengangkutan alat dari unit fabrikasi ke unit produksi dan sebagainya. 3. Fitter Fitter bertugas melepas dan memasang kembali bagian-bagian alat yang akan dan telah dipakai. 4. Fabrikasi Unit ini bertugas mengerjakan/membuat bagian-bagian mesin yang ada hubungannya dengan pengelasan dan penggunaan plat-plat baja sebagai benda kerja, misalnya membuat bucket, siklon, dan lain-lain. 5. Welder Unit welder bertugas sebagai tenaga pengelasan.

71

BAB VII PENGENDALIAN MUTU

A. Central Control Panel Section CCP merupakan seksi pusat kontrol yang berada di setiap Plant/Division, dimana besaran-besaran prosesnya dikendaliakan. Untuk plant 1-2, karena pabriknya merupakan yang paling tua, CCP yang dimiliki belum terintegrasi. CCP terpencar di setiap Section baik Raw Mill, Burning (Kiln), Finish Mill, dan Packing House Section. Sedangkan di plant lain, CCP yang dimiliki sudah terintegrasi menjadi satu dan mengontrol setiap section. Besaran-besaran yang dikendalikan atau diukur yaitu; suhu,tekanan, laju aliran, kandungan gas serta bukaan damper. Peralatan instrumentasi yang ada dalam CCP yaitu; 1. Controller Digunakan untuk mengendalikan proses produksi baik secara automatis maupun normal. 2. Recorder Digunakan untuk mencatat semua kejadian proses produksi sepanjang waktu. 3. Indicator Digunakan untuk mengatur temperatur,tekanan serta kualitas bahan.

B. Quality Assurance and Research Department Karena plant 1-2 adalah pabrik tertua, quality control yang dilakukan masih manual, yakni setiap bahan baku dan produk di setiap aliran dianalisis secara berkala di dalam laboratorium yang ada di QARD tersebut. QARD memiliki dua laboratorium, yaitu laboratorium kimia dan laboratorium fisika. 1.

Laboratorium kimia Laboratorium ini bertugas menganalisa secara kimia bahan baku, klinker, dan semen yang meliputi:

72

a. Penentuan komposisi penyusun produk semen, yaitu kandungan CaO, SiO2, Al2O3, dan MgO serta komponen gas dan residu yang tidak larut dalam asam. b. Analisa kandungan air dalam bahan baku. 2.

Laboratorium fisika Laboratorium fisika sebagai tempat menganalisis hal-hal yang berhubungan dengan sifat fisika semen. Sifat fisika yang perlu diperhatikan dalam pengendalian mutu semen adalah sebagai berikut: a. Kehalusan Semakin bertambahnya kehalusan semen, maka akan mempertinggi kekuatan awal. Demikian juga panas hidrasi dan air yang dibutuhkan per satuan berat semakin banyak. Setting time akan menjadi lebih pendek, tetapi sebaliknya dapat menyebabkan drying shringkage dan keretakan beton. Semen yang terlalu halus mudah dipengaruhi oleh udara luar, mineralmineralnya mudah rusak sehingga menyebabkan menurunya kekuatan semen. Akan tetapi bila semen terlalu kasar kekuatan, plastisitas

dan

konsistensinya akan menurun. Biasanya kehalusan semen sekitar 3200-3600 cm2/g blaine. b. Compressive strenght Kekuatan beton erat hubunganya dengan kualitas semen seperti komposisi meneral, kandungan free-lime dan MgO, kandungan gypsum, serta kehalusan semen dan pengerjaanya. c. Waktu Pengikatan Menurut spesifikasi ASTM, waktu pengikatan semen lebih dari 1 jam untuk initial set dan lebih dari 10 jam untuk final set menurut metode Gilmore. Waktu pengikatan diluar batas ini menyebabkan kesulitan dalam pengerjaan. Pengujian

waktu

pengikatan

semen

biasnaya

dilakukan

dengna

memperhatikan kondisi dan kelembaban.

73

d. False Set False set merupakan pengikatan yang tidak wajar yaitu bila air ditambahkan ke dalam semen setelah beberapa menit akan mengeras, tetapi bila campuran diaduk kembali akan timbul lagi sifat plastisitasnya. Walaupun ini menurunkan kualitas semen, namun tidak memberikan kesulitan yang berarti dalam pembuatan beton. False set dapat dihindari dengan melindungi semen dari udara luar, sehingga alkali karbonat tidak terbentuk. Berasal dari alkali dalam semen dengan karbondioksida dari udara. False set dapat juga dihindari dengan penambahan gypsum selama penggilingan akhir.

74

BAB VIII TUGAS KHUSUS “Evaluasi Efisiensi Energi Sistem Kiln di Plant 1” A. Latar Belakang Industri semen merupakan salah satu industri yang memegang peranan penting dalam pembangunan bangsa. Faktor bahan baku yang banyak tersedia di dalam negeri menjadi salah satu keunggulan dari industri ini. Produknya pun telah menjadi kebutuhan mendasar dalam berbagai bidang. Perkembangan industri semen di Indonesia terus mengalami peningkatan setiap tahunnya, seiring dengan semakin banyaknya permintaan dan didukung oleh melimpahnya cadangan bahan baku di beberapa wilayah di Indonesia. Hal tersebut menjadi salah satu pemicu bagi industriindustri semen di Indonesia untuk lebih meningkatkan kinerja dan performa demi menghasilkan semen yang berkualitas dan sesuai dengan standar serta keinginan konsumen. Terdapat banyak aspek yang mempengaruhi kinerja dari sebuah industri semen, seperti misalnya ketersediaan dan komposisi bahan baku, kinerja dari alat proses yang digunakan, kesinambungan antar unit operasi, dan lain sebagainya. Keseluruhan aspek tersebut pada akhirnya akan berpengaruh terhadap kualitas semen yang dihasilkan. Studi yang komprehensif terhadap aspek-aspek tersebut dapat dilakukan untuk meninjau seberapa besar pengaruh dari aspek yang ditinjau terhadap output yang diinginkan. Adapun salah satu studi yang dilakukan untuk melihat sejauh mana kinerja sebuah proses adalah dengan mengevaluasi kinerja setiap unit. Seperti industri semen pada umumnya, PT Indocement Tunggal Prakarsa, Tbk. sebagai produsen semen terbesar di Indonesia memiliki beberapa unit operasi dalam proses produksi semen. Unit operasi tersebut meliputi raw mill section, burning section, finish mill section, dan packing house section. Masing-masing saling terkait namun evaluasi kinerjanya dilakukan terpisah.

75

Burning Section merupakan salah satu unit yang penting dalam industri semen dan merupakan tempat berlangsungnya reaksi utama yaitu perubahan raw meal menjadi clinker yang selanjutnya dproses lebih lanjut menjadi semen. Burning Section terdiri dari tiga alat utama, yaitu suspension preheater, rotary kiln, dan air quenching cooler. Istilah kiln system seringkali digunakan untuk menyebut rangkaian dari ketiga alat tersebut dengan kiln sebagai tinjauan utama. Garis besar proses yang terjadi dalam burning section adalah tahap pemanasan awal terjadi di suspension preheater (SP) yang diikuti dengan tahap kalsinasi awal sampai mencapai konversi 85 %. Kalsinasi lanjutan terjadi di dalam rotary kiln. Rotary kiln terbagi dalam empat zona yakni calcining, transition, burning/sintering, dan cooling zone. Suhu maksimum yang dapat dicapai dalam rotary kiln mencapai 1450 ºC. Clinker terbentuk pada tahap akhir kemudian didinginkan secara tiba-tiba pada air quenching cooler. Konsumsi energi terbsar dalam keseluruhan proses pembuatan semen adalah konsumsi energi pada burning section. Oleh karena itu, diperlukan suatu studi untuk mengevaluasi efisiensi penggunaan energi dalam unit tersebut. Efisiensi penggunaan energi dapat dilakukan dengan menghitung jumlah panas yang hilang (heat loss) dari burning section. Heat loss dapat dihitung dari data-data operasional yang ada dengan pengambilan sejumlah asumsi untuk menyederhanakan perhitungan.

B. Tujuan Tujuan dari tugas khusus ini antara lain sebagai: a.

mempelajari tahapan proses yang terjadi di dalam kiln system/burning section

b.

menghitung heat loss dalam kiln system pada Plant 1 PT Indocement Tunggal Prakarsa, Tk.

76

C. Tinjauan Proses Tahapan proses di dalam sistem kiln dimaksudkan untuk meraksikan bahan baku sehingga membentuk clinker dengan kandungan C2S, C3S, C3A, dan C4AF tertentu. Proses ini terdiri atas dua tahap utama, yakni sebagai berikut: 1. Tahap Pembentukan Clinker Proses pembentukan clinker terdiri atas beberapa tahap sebagai berikut: a. Proses pemanasan dan penguapan air b. Proses kalsinasi awal c. Proses kalsinasi lanjutan d. Proses transisi e. Proses sintering f. Proses pendinginan Pada suspension preheater, raw meal mengalami penguapan air, pemanasan awal, dan proses kalsinasi awal hingga mencapai 80 – 90 %. Unit suspension preheater memberikan beberapa keuntungan antara lain: a. Gas panas yang keluar dari suspension preheater dapat digunakan sebagai pemanas di raw mill. b. Rotary kiln lebih pendek c. Penghematan bahan bakar Pada kiln, terjadi proses kalsinasi lanjutan, sintering, dan pendinginan clinker. Proses pembakaran di rotary kiln menggunakan bahan bakar batubara. Bahan bakar ini dialirkan ke burner di ujung pengeluaran kiln. Batubara dibakar dengan bantuan udara primer yang dihembuskan oleh primary fan blower dari udara bebas dan udara sekunder yang berasal dari cooler. Hasil pembakaran yang berupa gas panas selanjutnya membantu pemanasan di suspension preheater dan raw mill. Raw meal dari silo dialirkan dengan air slide dan bucket elevator ke feed tank sebagai tempat penampungan sementara. Dari feed tank, raw meal dikeluarkan melalui weighing feeder dengan tujuan untuk mengatur material agar tetap konstan menuju bucket elevator. Selanjutnya raw meal masuk ke SP, yaitu di antara cyclone 4 dan cyclone 3.

77

Sistem SP terdiri dari 4 cyclone yang berhubungan satu sama lain secara bertingkat. Raw meal mengalami pemanasan secara berulang di sepanjang tingkat cyclone dan material akan turun secara terpisah dari gas panas dengan bantuan gaya tangensial. Gas panas akan keluar karena hisapan SP fan. Gas panas ini digunakan kembali untuk proses pengeringan dan penggilingan di raw mill section. SP dilengkapi dengan precalciner yang berfungsi untuk menaikkan derajad kalsinasi material sebelum masuk ke kiln karena proses kalsinas memerlukan energi yang besar. Gas untuk pemanas material berasal dari gas panas yang dihasilkan oleh 4 burner yang dipasang pada riser duct serta sisa gas panas dari kiln. Penggunaan precalciner ini memberikan keuntungan antara lain: a. Diameter dan panjang kiln lebih kecil sehingga mengurangi pemakaian bata tahan api di burning zone, karena sebagian pembakaran di burning zone telah dilakukan oleh precalciner. b. Beban panas lebih rendah terutama untuk kiln berkapasitas besar. c. Waktu tinggal material di dalam kiln lebih singkat. Raw meal yang keluar dari SP menjadi hot meal, masuk ke kiln, dan mengalir di sepanjang kiln berdasarkan gaya gravitasi. Hot meal memasuki kiln pada suhu 900 – 1000 ºC melalui kiln inlet hood. Di dalam rotary kiln, terjadi kontak antara gas panas dan material secara kontinu dengan arah counter-current sehingga terjadi reaksi dan perpindahan panas yang menyebabkan terjadinya perubahan fisis dan kimia material sepanjang kiln menjadi hasil akhir berupa clinker. Proses pembentukan clinker berlangsung pada suhu tinggi. Oleh karena itu, dinding rotary kiln harus dilapisi dengan batu bata tahan api dengan tujuan untuk mengurangi beban panas kiln shell dan sebagai isolator panas untuk mengurangi kehilangan panas akibat radiasi dan konvksi. Pada zona kalsinasi lanjutan, proses kalsinasi berlangsung sampai sempurna. Pada zona transisi, hot meal mengalami persiapan pembakaran dengan sebagian material mengalami perubahan fase menjadi cair dan berfungsi sebagai pengikat pada reaksi pembakaran pada proses sintering. Panas di dalam proses

78

ini didapatkan dari bahan bakar batubara yang dialirkan ke dalam burner yang terletak di ujung pengeluaran kiln. Bahan bakar dialirkan menggunakan udara dan dibakar bersama dengan udara primer dan sebagian udara sekunder. Sistem pembakaran yang digunakan adalah semi indirect firing system.

2. Tahap Pendinginan Clinker Clinker yang keluar dari rotary kiln mengalami pendinginan awal dalam kiln yaitu pada cooling zone dari 1450 ºC menjadi 1100 – 1200 ºC. Pada proses pendinginan dalam kiln, fase cair mengkristal kembali membentuk C3S dan C4AF. Selanjutnya pendinginan dilakukan dalam air quenching cooler. Clinker harus didinginkan ecara cepat sebelum masuk ke dalam unit penggilingan akhir. Hal ini disebabkan oleh hal-hal berikut: a. Menghindari terbentuknya kristal long periclase yang dapat menurunkan kualitas semen. b. Proses pendinginan yang cepat dapat meningkatkan mutu semen yang dihasilkan. c. Clinker panas akan menyebabkan penguraian gypsum yang ditambahkan pada proses penggilingan akhir. d. Sensible heat yang terkandung dalam clinker dapat dimanfaatkan kembali untuk secondary air dan tertiary air. Proses pendinginan di dalam cooler dilakukan secara tiba-tiba dari suhu 1100 – 1200 ºC menjadi 100 – 120 ºC. Pada cooler, sumber udara pendigin berasal dari lima fan yang dapat diatur laju alir gasnya. Pada pendinginan dengan grate cooler, cooler yang digunakan terdiri dari dua buah grate yang disusun secara horizontal. Grate pertama letaknya lebih tinggi dari grate kedua dan berfungsi untuk proses pendinginan dan menghindari proses pembentukan C3S menjadi C2S agar standar C3S yang diinginkan untuk semen dapat dipenuhi. Dari grate kedua, clinker selanjutnya masuk ke impact crusher yang berfungsi untuk menghancurkan clinker.

79

Grate cooler memiliki pelat yang berlubang-lubang dan disusun dengan kemiringan tertentu. Pelat tersebut bekerja secara maju-mundur dan disusun selang-seling antara pelat yang bergerak dengan pelat yang diam. Udara yang dihembuskan dari fan menembus hamparan clinker. Udara panas yang dihasilkan akan digunakan sebagai udara pemanas di dalam kiln dan sebagian akan tertarik oleh EP fan. Clinker yang telah mengalami proses pendinginan keluar pada suhu 90 – 120 ºC dan selanjutnya dibawa menuju ke clinker silo dengan menggunakan apron conveyor.

D. Reaksi-reaksi dalam Sistem Kiln Pada dasarnya yang terjadi adalah proses pembuatan semen dengan bahan baku limestone, sandy clay, dan iron sand berdasarkan pada reaksi disosiasi dan sintesa secara molekuler. Reaksi disosiasi: Al2Si2O7.xH2O(s)  Al2O3(s) + 2 SiO2(s) + xH2O

(20)

Reaksi sintesa: 2CaO(s) + SiO2(s)  2CaO.SiO2(s)

(15)

3CaO(s) + Al2O3(s)  3CaO.Al2O3(s)

(16)

4CaO(s) + Al2O3(s) + Fe2O3(s)  4CaO.Al2O3.Fe2O3(s)

(18)

2CaO.SiO2 (s) + CaO(l)  3CaO.SiO2(l)

(17)

Reaksi tersebut terjadi menurut mekanisme berikut: 1. Penguapan air bebas yang terkandung dalam raw meal (100 ºC) 2. Penguapan air hidrat yang dikandung clay (500 ºC) Al2Si2O7.xH2O(s)  Al2O3(s) + 2 SiO2(s) + xH2O

(20)

3. Kalsinasi (600 – 900 ºC) CaCO3  CaO + CO2

(13)

4. Penguapan air hidrat yang terkandung dalam limestone (800 ºC) 5. Pembentukan C2S (800 – 900 ºC) 2CaO(s) + SiO2(s)  2CaO.SiO2(s)

(15)

80

6. Pembentukan C3A dan C4AF (900 – 1200 ºC) 3CaO(s) + Al2O3(s)  3CaO.Al2O3(s)

(16)

4CaO(s) + Al2O3(s) + Fe2O3(s)  4CaO.Al2O3.Fe2O3(s)

(18)

7. Pembentukan fase cair (1250 – 1280 ºC) 8. Pembentukan C3S (1260 – 1450 ºC) 2CaO.SiO2 (s) + CaO(l)  3CaO.SiO2(l)

(17)

Reaksi dilakukan di SP dan kiln yang dioperasikan pada kondisi berikut: 1. Suspension preheater Suhu

: 300 – 850 ºC

Tekanan

: -7,72 s/d -54,86 mbar

2. Rotary kiln Suhu

: 850 – 1450 ºC

Tekanan

: 0,10 s/d -7,40 mbar

Suhu tersebut dipilih berdasarkan pada sifat bahan, dimana untuk disosiasi CaCO3 diperlukan panas yang tinggi, juga untuk pembentukan clinker diperlukan suhu yang tinggi untuk pembentukan fase cair. Bila suhu kurang, panas yang diperlukan tidak mencukupi sehingga reaksi kurang sempurna. Sedangkan bila suhu terlalu tinggi, akan terjadi pembakaran yang berlebihan.

E. Evaluasi Heat Loss Data-data yang digunakan dalam perhitungan evaluasi heat loss pada plant 1-2 adalah sebagai berikut: 1. Data primer Data ini diperoleh dari Departemen Produksi Plant 1-2 berupa Daily report Operation pada tanggal 10 April 2013. Adapun data yang digunakan meliputi data-data sebagai berikut: a. Komposisi raw meal dan ultimate analysis batubara b. Net Heating Value (NHV) batubara

81

c. Kapasitas blower udara primer, sekunder, dan udara pendingin d. Bukaan damper dari blower udara pendingin 2. Data Sekunder Data ini diperoleh dari literatur dan studi pustaka yang meliputi: a. Panas jenis bahan dan air, udara, dan batubara b. Kelembaban relatif udara c. Densitas udara d. Panas penguapan air

Data-data primer dan sekunder tersebut digunakan dalam perhitungan neraca massa dan neraca energi (panas). Neraca massa dan neraca energi yang terhitung selanjutnya dapat digunakan untuk menghitung total heat loss dalam sistem kiln. Dari hasil perhitungan heat loss, efisiensi penggunaan energi dapat diketahui.

SP flue gas 136.190,77 kg/jam

Dust return 12.579,17 kg/jam Raw meal 125.791,67 kg/jam

SP primary air 3.483,67 kg/jam

Suspension Preheater

Hot meal 82.291,22 kg/jam

SP coal 3.366,67 kg/jam

Tertiary air 20.817,45 kg/jam

Kiln flue gas 77.602,17 kg/jam

Exhaust gas 135.313,45 kg/jam

Secondary air 52.043,64 kg/jam

Air Quenching Cooler

Rotary Kiln Hot clinker 72.060,47 kg/jam

Kiln coal 7.266,67 kg/jam

Kiln primary air 8.061,12 kg/jam

Cold clinker 72.060,47 kg/jam

Quenching air 208.174,54 kg/jam

Gambar 5. Diagram Alir Kuantitatif Sistem Kiln 82

F. Perhitungan Neraca Massa Hasil perhitungan neraca massa di suspension preheater: SP Flue gas

Tertiary air

Raw meal Dust return

Suspension Preheater

SP primary air SP coal

Hot meal

Kiln flue gas

Gambar 6. Diagram Alir Suspension Preheater

Tabel 10. Neraca Massa di Suspension Preheater Arus

Masuk, kg/jam

Raw meal

Keluar, kg/jam

125.791,67

Coal SP

3.366,67

Udara primer SP

3.483,20

Gas buang kiln

77.602,17

Udara tersier

20.817,45

Dust return

12.579,17

Hot meal

82.291,22

Gas buangan SP Total Massa tidak terhitung

136.190,77 231.061,15

231.061,15

= massa masuk – massa keluar

(21)

= 231.061,15 – 231.061,15 = 0,00 kg/jam

= 0,00 % 83

Hasil perhitungan neraca massa di rotary kiln:

Kiln flue gas

Secondary air Hot meal

Rotary Kiln

Kiln coal

Hot clinker

Kiln primary air

Gambar 7. Diagram Alir Rotary Kiln

Tabel 11. Neraca Massa di Rotary Kiln Arus

Masuk, kg/jam

Hot meal

82.291,22

Coal kiln

7.266,67

Udara primer kiln

8.061,12

Udara sekunder

Keluar, kg/jam

52.043,64

Clinker panas

72.060,47

Gas buangan kiln

77.602,17

Total Massa tidak terhitung

149.662,64

149.662,64

= 149.662,64 – 149.662,64 = 0,00 kg/jam

%massa tidak terhitung

= 0,00 %

84

Hasil perhitungan neraca massa di air quenching cooler:

Tertiary air

Exhaust gas

Secondary air Air Quenching Cooler

Hot clinker

Cold clinker

Quenching air

Gambar 8. Diagram Alir Air Quenching Cooler

Tabel 12. Neraca Massa di Air Quenching Cooler Arus

Masuk, kg/jam

Clinker panas

Keluar, kg/jam

72.060,47

Udara pendingin

208.174,54

Clinker dingin

72.060,47

Exhaust gas

135.313,45

Udara tersier

20.817,45

Udara skunder

52.043,64

Total Massa tidak terhitung

280.235,01

280.235,01

= 280.235,01 – 280.235,01 = 0,00 kg/jam

%massa tidak terhitung

= 0,00 %

85

Detail perhitungan untuk neraca massa di tiap alat adalah sebagai berikut. 1. Neraca Massa di Suspension Preheater a. Massa masuk suspension preheater (1) Raw meal Massa raw meal masuk SP

= 125,79 ton/jam = 125.791,67 kg/jam (Daily Report Operation, 10 April 2013)

Tabel 13. Hasil Analisis Komposisi Raw Meal Komponen SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO

Komposisi, % wt 13,16 3,26 1,92 42,15 2,43 Proceed Material Inquiry by Stage, 10 April 2013

= 75,23 % wt

= 5,08 % wt Komposisi raw meal menjadi:

Tabel 14. Komposisi Raw Meal Komponen SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaCO3 MgCO3 Total

Komposisi, % wt 13,16 3,26 1,92 75,23 5,08 98,65

86

Asumsi moisture content dari raw meal sebesar 0,20 % wt. Total komposisi raw meal basah menjadi 98,85 % wt.

Tabel 15. Komposisi Raw Meal Terkoreksi Komponen

Komposisi, % wt

Massa, kg/jam

BM, kg/kmol

Mol, kmol/jam

SiO2

13,32

16.750,54

60,08

278,78

Al2O3

3,29

4.142,57

101,96

40,63

Fe2O3

1,94

2.444,82

159,69

15,31

CaCO3

76,11

95.736,09

100,09

956,53

MgCO3

5,14

6.463,14

84,31

76,66

H2O

0,20

254,50

18,02

14,13

100,00

125.791,67

Total

1.382,04

(2) Batubara SP Massa batubara masuk SP

= 3,37 ton/jam = 3.366,67 kg/jam (Daily Report Operation, 10 April 2013)

Tabel 16. Komposisi Batubara Komponen

Komposisi, % wt

C

61,56

H

5,33

O

30,92

N

1,59

S

0,61

Total

100,00 QARD, 2012

87

Moisture content dari batubara SP sebesar 8,01 % wt (Daily Report Operation, 10 April 2013). Total komposisi batubara SP basah menjadi 108,01 % wt.

Tabel 17. Komposisi Batubara Terkoreksi Komponen Komposisi, % wt

Massa, kg/jam

BM, kg/kmol

Mol, kmol/jam

C

56,99

1.918,71

12,01

159,75

H

4,94

166,27

1,01

164,96

O

28,62

963,64

16,00

60,23

N

1,47

49,51

14,01

3,54

S

0,56

18,93

32,07

0,59

H2O

7,41

249,60

18,02

13,85

Total

100,00

3.366,67

402,92

(3) Udara primer SP Data udara lingkungan: Suhu dan tekanan

= 35 ºC / 1 atm

Massa jenis udara

= 0,9952

kg/m3

Kelembaban udara

= 0,03

kg air/kg udara kering

Berat molekut rata-rata

= 28,85

kg/kmol

Kapasitas blower

= 3.500 m3/jam

Damper opening

= 100 %

Massa udara = kapasitas blower × ρ udara × damper opening

(27)

= 3.500 m3/jam × 0,9952 kg/m3 × 1 = 3.483,20 kg/jam

88

= 101,45 kg/jam Massa udara kering = massa udara – massa air dalam udara

(28)

= 3.483,20 – 101,45 = 3.381,75 kg/jam

= 117,22 kmol/jam

Mol N2 dalam udara = 0,79 × mol udara kering

(30)

= 0,79 × 117,22 kmol/jam = 92,60 kmol/jam

Mol O2 dalam udara = 0,21 × mol udara kering

(31)

= 0,21 × 117,22 kmol/jam = 24,62 kmol/jam

Massa N2 dalam udara

= mol N2 dalam udara × BM N2

(32)

= 92,60 kmol/jam × 28,01 kg/kmol = 2.594,08 kg/jam

Massa O2 dalam udara

= mol O2 dalam udara × BM O2

(33)

= 24,62 kmol/jam × 32,00 kg/kmol = 787,67 kg/jam

89

(4) Gas buangan kiln Massa gas buangan kiln masuk suspension preheater dihitung di neraca massa kiln.

(5) Udara tersier Massa udara tersier masuk suspension preheater dihitung di neraca massa air quenching cooler.

b. Massa keluar suspension preheater (1) Dust return Asumsi %dust return = 10 % wt Massa dust return

= %dust return × massa raw meal

(34)

= 0.1 × 125.791,67 kg/jam = 12.579,17 kg/jam

Tabel 18. Komposisi Dust Return Komponen

Komposisi, % wt

Massa, kg/jam

BM, kg/kmol

Mol, kmol/jam

SiO2

13,32

1.675,05

60,08

27,88

Al2O3

3,29

414,26

101,96

4,06

Fe2O3

1,94

244,48

159,69

1,53

CaCO3

76,11

9.573,61

100,09

95,65

MgCO3

5,14

646,31

84,31

7,67

H2O

0,20

25,45

18,02

1,41

100,00

12.579,17

Total

138,20

90

Tabel 19. Komposisi Raw Meal Setelah Dust Return Komponen

Komposisi, % wt

Massa, kg/jam

BM, kg/kmol

Mol, kmol/jam

SiO2

13,32

15.075,49

60,08

250,91

Al2O3

3,29

3.728,31

101,96

36,57

Fe2O3

1,94

2.200,34

159,69

13,78

CaCO3

76,11

86.162,49

100,09

860,88

MgCO3

5,14

5.816,83

84,31

68,99

H2O

0,20

229,05

18,02

12,71

100,00

113.212,50

Total

1.243,83

(2) Hot meal Derajad kalsinasi

= 75 % mole

Reaksi kalsinasi CaCO3: CaCO3  CaO + CO2

(13)

Tabel 20. Stoichiometri Reaksi Kalsinasi CaCO3 di SP dalam kmol/jam Komponen CaCO3

Mula-mula 860,88

Bereaksi

Setimbang

Satuan

645,66

215,22

kmol/jam

CaO

645,66

645,66

kmol/jam

CO2

645,66

645,66

kmol/jam

Tabel 21. Stoichiometri Reaksi Kalsinasi CaCO3 di SP dalam kg/jam Komponen

Mula-mula

CaCO3

86.162,49

Bereaksi

Setimbang

Satuan

64.621,86

21.540.62

kg/jam

CaO

36.206,80

36.206.80

kg/jam

CO2

28.415,07

28.415.07

kg/jam

Reaksi kalsinasi MgCO3: MgCO3  MgO + CO2

(14)

91

Tabel 22. Stoichiometri Reaksi Kalsinasi MgCO3 di SP dalam kmol/jam Komponen

Mula-mula

Bereaksi

Setimbang

Satuan

MgCO3

68,99

51,74

17,25

kmol/jam

MgO

51,74

51,74

kmol/jam

CO2

51,74

51,74

kmol/jam

Tabel 23. Stoichiometri Reaksi Kalsinasi MgCO3 di SP dalam kg/jam Komponen

Mula-mula

Bereaksi

Setimbang

Satuan

MgCO3

5.816,83

4.362,62

1.454,21

kg/jam

MgO

2.085,45

2.085,45

kg/jam

CO2

2.277,17

2.277,17

kg/jam

Tabel 24. Komposisi Hot Meal Masuk Rotary Kiln Komponen

Komposisi, % wt

Massa, kg/jam

BM, kg/kmol

Mol, kmol/jam

SiO2

18,32

15.075,49

60,08

250,91

Al2O3

4,53

3.728,31

101,96

36,57

Fe2O3

2,67

2.200,34

159,69

13,78

CaCO3

26,18

21.540,62

100,09

215,22

MgCO3

1,77

1.454,21

84,31

17,25

CaO

44,00

36.206,80

56,08

645,66

MgO

2,53

2.085,45

40,30

51,74

Total

100,00

82.291,22

1.231,12

(3) Gas buangan SP Pembakaran batubara di suspension preheater. Pembakaran unsur karbon (C) Reaksi pembakaran karbon dari batubara: C + O2 → CO2

(35)

92

Tabel 25. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Karbon di SP dalam kmol/jam Komponen

Mula-mula

Bereaksi

C

159,75

159,75

kmol/jam

O2

159,75

159,75

kmol/jam

CO2

159,75

Setimbang

159,75

Satuan

kmol/jam

Tabel 26. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Karbon di SP dalam kg/jam Komponen

Mula-mula

Bereaksi

C

1.918,71

1.918,71

kg/jam

O2

5.111,81

5.111,81

kg/jam

CO2

7.030,52

Setimbang

7.030,52

Satuan

kg/jam

Pembakaran unsur hidrogen (H) Reaksi pembakaran hidrogen dari batubara: 2H2 + O2 → 2H2O

(36)

Tabel 27. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Hidrogen di SP dalam kmol/jam Komponen

Mula-mula

Bereaksi

H2

82,48

82,48

kmol/jam

O2

41,24

41,24

kmol/jam

H2O

82,48

Setimbang

82,48

Satuan

kmol/jam

Tabel 28. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Hidrogen di SP dalam kg/jam Komponen

Mula-mula

Bereaksi

H2

166,27

166,27

kg/jam

O2

1.319,65

1.319,65

kg/jam

H2O

1.485,92

Setimbang

1.485,92

Satuan

kg/jam

Pembakaran unsur belerang (H) Reaksi pembakaran belerang dari batubara: S + O2 → SO2

(37)

93

Tabel 29. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Belerang di SP dalam kmol/jam Komponen

Mula-mula

Bereaksi

S

0,59

0,59

kmol/jam

O2

0,59

0,59

kmol/jam

SO2

0,59

Setimbang

0,59

Satuan

kmol/jam

Tabel 30. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Belerang di SP dalam kg/jam Komponen

Mula-mula

Bereaksi

S

18,93

18,93

kg/jam

O2

18,89

18,89

kg/jam

SO2

37,82

Setimbang

37,82

Satuan

kg/jam

Dari hasil perhitungan stoichiometri pembakaran batubara di atas, dapat disimpulkan bahwa banyaknya oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran batubara adalah sebesar 6.450,35 kg/jam.

Komponen-kmponen yang terdapat dalam gas buangan SP antara lain: Gas karbon dioksida (CO2) -

CO2 hasil pembakaran batubara SP

: 7.030,52

kg/jam

-

CO2 hasil kalsinasi CaCO3 di SP

: 28.415,07

kg/jam

-

CO2 hasil kalsinasi MgCO3 di SP

: 2.277,17

kg/jam

-

CO2 dari gas buangan kiln

: 25.405,54

kg/jam +

: 63.128,29

kg/jam

Massa CO2 total keluar SP

94

Uap air (H2O) -

H2O dari raw meal

:

229,05

kg/jam

-

H2O dari batubara SP

:

249,60

kg/jam

-

H2O hasil pembakaran batubara SP

: 1.485,92

kg/jam

-

H2O dari udara primer SP

:

101,45

kg/jam

-

H2O dari udara tersier

:

606,33

kg/jam

-

H2O dari gas buangan kiln

: 5.496,60

kg/jam +

: 8.168,96

kg/jam

Massa CO2 total keluar SP Gas belerang dioksida (SO2) -

SO2 hasil pembakaran batubara SP

:

37,82

kg/jam

-

SO2 dari gas buangan kiln

:

81,63

kg/jam +

:

119,44

kg/jam

Massa SO2 total keluar SP Gas nitrogen (N2) -

N2 dari batubara SP

:

49,51

kg/jam

-

N2 dari udara primer SP

: 2.594,08

kg/jam

-

N2 dari udara tersier

: 15.503,60

kg/jam

-

N2 dari gas buangan kiln

: 44.869,31

kg/jam +

: 63.016.50

kg/jam

Massa N2 total keluar SP Gas oksigen (O2) -

O2 dari batubara SP

:

963,64

kg/jam

-

O2 dari udara primer SP

:

787,67

kg/jam

-

O2 dari udara tersier

: 4.707,52

kg/jam

-

O2 dari gas buangan kiln

: 1.749,10

kg/jam

-

O2 untuk pembakaran batubara SP

: - 6.450,35

kg/jam +

:

kg/jam

Massa O2 total keluar SP

1.757,58

95

Tabel 31. Komposisi Gas Buangan Suspension Preheater Komponen

Komposisi, % wt

Massa, kg/jam

BM, kg/kmol

Mol, kmol/jam

CO2

46,35

63.128,29

44,01

1.434,42

H2O

6,00

8.168,96

18,02

453,45

SO2

0,09

119,44

64,06

1,86

N2

46,27

63.016,50

28,01

2.249,51

O2

1,29

1.757,58

32,00

54,93

100,00

136.190,77

Total

4.194,17

2. Neraca Massa di Rotary Kiln a. Massa masuk rotary kiln (1) Hot meal Massa hot meal masuk rotary kiln dihitung di neraca massa suspension preheater.

(2) Batubara kiln Massa batubara kiln = 7,27 ton/jam = 7.266,67 kg/jam Daily Report Operation, 10 April 2013

Tabel 32. Komposisi Batubara Kiln Komponen

Komposisi, % wt

Massa, kg/jam

BM, kg/kmol

Mol, kmol/jam

C

56,99

4.141,38

12,01

344,81

H

4,94

358,88

1,01

356,06

O

28,62

2.079,94

16,00

130,00

N

1,47

106,87

14,01

7,63

S

0,56

40,86

32,07

1,27

H2O

7,41

538,74

18,02

29,90

100,00

7.266,67

Total

869,67

96

(3) Udara primer kiln Kapasitas blower

= 8.100 m3/jam

Damper opening

= 100 %

Massa udara = 8.100 m3/jam × 0,9952 kg/m3 × 1 = 8.061,12 kg/jam

= 234,79 kg/jam Massa udara kering = 8.061,12 – 234,79 = 7.826,33 kg/jam

Mol udara kering

= 271,27 kmol/jam

Mol N2 dalam udara = 0,79 × 271,27 kmol/jam = 214,31 kmol/jam

Mol O2 dalam udara = 0,21 × 271,27 kmol/jam = 56,97 kmol/jam





97

(4) Udara sekunder Udara sekunder masuk rotary kiln dihitung di neraca massa air quenching cooler.

b. Massa keluar rotary kiln (1) Clinker panas Kalsinasi CaCO3 di rotary kiln: Tabel 33. Stoichiometri Reaksi Kalsinasi CaCO3 di Kiln dalam kmol/jam Komponen

Mula-mula

Bereaksi

CaCO3

215,22

215,22

CaO

645,66

215,22

860,88

kmol/jam

215,22

215,22

kmol/jam

CO2

Setimbang

Satuan kmol/jam

Tabel 34. Stoichiometri Reaksi Kalsinasi CaCO3 di Kiln dalam kg/jam Komponen

Mula-mula

Bereaksi

CaCO3

21.540,62

21.540,62

CaO

36.206,80

12.068,93

48.275,73

kg/jam

9.471,69

9.471,69

kg/jam

CO2

Setimbang

Satuan kg/jam

Kalsinasi MgCO3 di rotary kiln: Tabel 35. Stoichiometri Reaksi Kalsinasi MgCO3 di Kiln dalam kmol/jam Komponen

Mula-mula

Bereaksi

MgCO3

17,25

17,25

MgO

51,74

17,25

68,99

kmol/jam

17,25

17,25

kmol/jam

CO2

Setimbang

Satuan kmol/jam

98

Tabel 36. Stoichiometri Reaksi Kalsinasi MgCO3 di Kiln dalam kg/jam Komponen

Mula-mula

Bereaksi

MgCO3

1.454,21

1.454,21

MgO

2.085,45

695,15

2.780,60

kg/jam

759,06

759,06

kg/jam

CO2

Setimbang

Satuan kg/jam

Tabel 37. Komposisi Clinker Panas Komponen

Komposisi, % wt

Massa, kg/jam

BM, kg/kmol

Mol, kmol/jam

SiO2

20,92

15.075,49

60,08

250,91

Al2O3

5,17

3.728,31

101,96

36,57

Fe2O3

3,05

2.200,34

159,69

13,78

CaO

66,99

48.275,73

56,08

860,88

MgO

3,86

2.780,60

40,30

68,99

Total

100,00

72.060,47

1.231,12

(2) Gas buangan kiln Pembakaran batubara di rotary kiln. Pembakaran unsur karbon (C)

Tabel 38. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Karbon di Kiln dalam kmol/jam Komponen

Mula-mula

Bereaksi

C

344,81

344,81

kmol/jam

O2

344,81

344,81

kmol/jam

CO2

344,81

Setimbang

344,81

Satuan

kmol/jam

Tabel 39. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Karbon di Kiln dalam kg/jam Komponen

Mula-mula

Bereaksi

Setimbang

Satuan

C

4.141,38

4.141,38

kg/jam

O2

11.033,42

11.033,42

kg/jam

CO2

15.174,79

15.174,79

kg/jam

99

Pembakaran unsur hidrogen (H)

Tabel 40. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Hidrogen di Kiln dalam kmol/jam Komponen

Mula-mula

Bereaksi

Setimbang

Satuan

H2

178,03

178,03

kmol/jam

O2

89,01

89,01

kmol/jam

H2O

178,03

178,03

kmol/jam

Tabel 41. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Hidrogen di Kiln dalam kg/jam Komponen

Mula-mula

Bereaksi

H2

358,88

358,88

kg/jam

O2

2.848,35

2.848,35

kg/jam

H2O

3.207,24

Setimbang

3.207,24

Satuan

kg/jam

Pembakaran unsur belerang (S)

Tabel 42. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Belerang di Kiln dalam kmol/jam Komponen

Mula-mula

Bereaksi

S

1,27

1,27

kmol/jam

O2

1,27

1,27

kmol/jam

SO2

1,27

Setimbang

1,27

Satuan

kmol/jam

Tabel 43. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Belerang di Kiln dalam kg/jam Komponen

Mula-mula

Bereaksi

Setimbang

Satuan

S

44,86

44,86

kg/jam

O2

40,77

40,77

kg/jam

SO2

81,63

81,63

kg/jam

Dari hasil perhitungan stoichiometri pembakaran batubara di atas, dapat disimpulkan bahwa banyaknya oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran batubara adalah sebesar 13.922,54 kg/jam.

100

Komponen-kmponen yang terdapat dalam gas buangan SP antara lain: Gas karbon dioksida (CO2) -

CO2 hasil pembakaran batubara kiln

: 15.174,79

kg/jam

-

CO2 hasil kalsinasi CaCO3 di kiln

: 9.471,69

kg/jam

-

CO2 hasil kalsinasi MgCO3 di kiln

:

kg/jam +

Massa CO2 total keluar kiln

759,06

: 25.405,54

kg/jam

Uap air (H2O) -

H2O dari batubara kiln

:

538,74

kg/jam

-

H2O hasil pembakaran batubara kiln

: 3.207,24

kg/jam

-

H2O dari udara primer kiln

:

kg/jam

-

H2O dari udara sekunder

: 1.515,83

kg/jam +

Massa H2O total keluar kiln

: 5.496,60

kg/jam

:

81,63

kg/jam

234,79

Gas belerang dioksida (SO2) SO2 hasil pembakaran batubara kiln Gas nitrogen (N2) -

N2 dari batubara kiln

:

106,87

kg/jam

-

N2 dari udara primer kiln

: 6.003,44

kg/jam

-

N2 dari udara sekunder

: 38.758,99

kg/jam +

Massa N2 total keluar kiln

: 44.869,31

kg/jam

Gas oksigen (O2) -

O2 dari batubara kiln

:

2.079,94

kg/jam

-

O2 dari udara primer kiln

:

1.822,89

kg/jam

-

O2 dari udara sekunder

: 11.768,81

kg/jam

-

O2 untuk pembakaran batubara SP

: -13.922,54

kg/jam +

:

kg/jam

Massa O2 total keluar kiln

1.749,10

101

Tabel 44. Komposisi Gas Buangan Rotary Kiln Komponen

Komposisi, % wt

Massa, kg/jam

BM, kg/kmol

Mol, kmol/jam

CO2

32,74

25.405,54

44,01

577,27

H2O

7,08

5.496,60

18,02

305,11

SO2

0,11

81,63

64,06

1,27

N2

57,82

44.869,31

28,01

1.601,71

O2

2,25

1.749,10

32,00

54,66

100,00

77.602,17

Total

2.540,03

3. Neraca Massa di Air Quenching Cooler a. Massa masuk air quenching cooler (1) Clinker panas Massa clinker panas masuk air quenching coler dihitung di neraca massa rotary kiln.

(2) Udara pendingin 

Throat fan 1

Kapasitas blower

= 29.319 m3/jam

Damper opening

= 20 %

Massa udara = 29.319 m3/jam × 0,9952 kg/m3 × 0,20 = 5.835,65 kg/jam

= 169,97 kg/jam

Massa udara kering

= 5.835,65 – 169,97 = 5.665,68 kg/jam

Mol udara kering

= 196,38 kmol/jam 102









Throat fan 2

Kapasitas blower

= 23.707 m3/jam

Damper opening

= 90 %


= 618,46 kg/jam

Massa udara kering

= 21.233,89 – 618,46 = 20.615,42 kg/jam

Mol udara kering

= 714,56 kmol/jam


103








Cooling fan 1

Kapasitas blower

= 84.050 m3/jam

Damper opening

= 85 %


= 2.070,86 kg/jam

Massa udara kering

= 71.099,58 – 2.070,86 = 69.028,71 kg/jam

Mol udara kering

= 2.392,65 kmol/jam

Mol N2 dalam udara = 0,79 × 2.392,65 kmol/jam = 1.890,19 kmol/jam

Mol O2 dalam udara = 0,21 × 2.392,65 kmol/jam = 502,46 kmol/jam

104


= 1.890,19 kmol/jam × 28,01 kg/kmol = 52,950,72 kg/jam





Cooling fan 2

Kapasitas blower

= 78.831 m3/jam

Damper opening

= 80 %


= 1.828,02 kg/jam

Massa udara kering

= 62.762,09 – 1.828,02 = 1.828,02 kg/jam

Mol udara kering

= 2.112,07 kmol/jam

Mol N2 dalam udara = 0,79 × 2.112,07 kmol/jam = 1.668,54 kmol/jam



= 1.668,54 kmol/jam × 28,01 kg/kmol = 46.741,46 kg/jam

105





Cooling fan 3

Kapasitas blower

= 49.268 m3/jam

Damper opening

= 65 %


= 928,27 kg/jam

Massa udara kering

= 31.870,48 – 928,27 = 30.942,22 kg/jam

Mol udara kering

= 1.072,51 kmol/jam

Mol N2 dalam udara = 0,79 × 1.072,51 kmol/jam = 847,28 kmol/jam






106



Cooling fan 4

Kapasitas blower

= 25.745 m3/jam

Damper opening

= 60 %


= 447,75 kg/jam

Massa udara kering

= 15.372,85 – 447,75 = 14.925,10 kg/jam

Mol udara kering

= 517,33 kmol/jam







107

Massa total udara masuk cooler

= 208.174,54 kg/jam

Massa total uap air dalam udara

=

Massa total udara kering

= 202.111,21 kg/jam

Massa total N2 masuk cooler

= 155.035,97 kg/jam

Massa total O2 masuk cooler

= 47.075,24 kg/jam

6.063,34 kg/jam

b. Massa keluar air quenching cooler Asumsi distribusi udara dari cooler: Udara tersier

= 10 % wt

Udara sekunder

= 25 % wt

Exhaust gas

= 65 % wt

(1) Clinker dingin Massa dan komposisi clinker dingin dianggap sama dengan massa dan komposisi clinker panas. Massa dan komposisi clinker panas dihitung di neraca massa rotary kiln.

(2) Udara sekunder Massa udara sekunder = 52.043,64 kg/jam

Tabel 45. Komposisi Udara Sekunder Komponen H2O

Komposisi, % wt

Massa, kg/jam

BM, kg/kmol

Mol, kmol/jam

2,91

1.515,83

18,02

84,14

N2

74,47

38.758,99

28,01

1.383,59

O2

22,61

11.768,81

32,00

367,79

100,00

52.043,64

Total

1.835,52

108

(3) Udara tersier Massa udara tersier = 20.817,45 kg/jam

Tabel 46. Komposisi Udara Tersier Komponen

Komposisi, % wt

H2O

Massa, kg/jam

BM, kg/kmol

Mol, kmol/jam

2,91

606,33

18,02

33,66

N2

74,47

15.503,60

28,01

553,44

O2

22,61

4.707,52

32,00

147,12

100,00

20.817,45

Total

734,21

(4) Exhaust gas Massa exhaust gas = 135.313,45 kg/jam

Tabel 47. Komposisi Exhaust Gas Komponen

Komposisi, % wt

H2O

Massa, kg/jam

BM, kg/kmol

Mol, kmol/jam

2,91

3.941,17

18,02

218,77

N2

74,47

100.773,38

28,01

3.597,33

O2

22,61

30.598,91

32,00

956,25

100,00

135.313,45

Total

4.772,35

G. Perhitungan Neraca Panas Suhu referensi

=

25,00

ºC

=

298,15

K

1. Panas Masuk Sistem Kiln a. Panas Raw Meal Suhu raw meal masuk SP

=

40,00

ºC

=

313,15

K

109

Tabel 48. Panas Sensible Raw Meal Komponen

Mol, kmol/jam

CP.dT, kkal/kmol

n.CP.dT, kkal/jam

SiO2

278,78

164,24

45.787,90

Al2O3

40,63

288,39

11.716,77

Fe2O3

15,31

374,87

5.739,25

CaCO3

956,53

300,29

287.240,22

MgCO3

76,66

253,50

19.432,21

H2O

14,13

125,87

1.778,12

Total

1.382,04

371.694,47

b. Panas Batubara Massa batubara masuk SP

= 3.366,67

kg/jam

Massa batubara masuk Kiln

= 7.266,67

kg/jam

Massa total masuk sistem

= 10.633,33

kg/jam

Suhu batubara masuk sistem

=

40,00

ºC

=

313,15

K

(1) Panas sensible batubara Kapasitas panas batubara

= 0,26 – 0,37 kal/g.ºC (Perry, 1984)

Diambil CP rata-rata

=

0,315 kal/g.ºC

=

0,315 kkal/kg.K

Panas sensible batubara

= m.CP.dT

(38)

= 10.633,33 × 0,315 × (313,15 – 298,15) = 50.242,50 kkal/jam

110

(2) Panas Pembakaran Batubara Heating value (HV)

= 5.954,20 kkal/kg

Panas pembakaran batubara = m.HV

(39)

= 10.633,33 kg/jam × 5.954,20 kkal/kg = 63.312.993,33 kkal/jam

c. Panas Udara Primer Suhu udara primer masuk sistem =

30,00

ºC

=

303,15

K

Tabel 49. Panas Sensible Udara Primer Komponen H2O

n, kmol/jam

CP.dT, kkal/kmol

n.CP.dT, kkal/jam

18,66

41,93

782,61

N2

306,91

34,00

10.435,85

O2

81,58

31,35

2.557,98

Total

407,15

13.776,45

d. Panas Udara Pendingin Suhu udara primer masuk sistem =

30,00

ºC

=

303,15

K

Tabel 50. Panas Sensible Udara Pendingin Komponen H2O

n, kmol/jam

CP.dT, kkal/kmol

n.CP.dT, kkal/jam

336,57

41,93

14.112,60

N2

5.534,35

34,00

188.185,90

O2

1.471,16

31,35

46.127,20

Total

7.342,07

248.425,70

111

2. Panas Keluar Sistem Kiln a. Panas Dust Return Suhu dust return keluar sistem

=

446,50

ºC

=

719,65

K

Tabel 51. Panas Sensible Dust Return Komponen

n, kmol/jam

CP.dT, kkal/kmol

n.CP.dT, kkal/jam

SiO2

27,88

5.976,61

166.618,47

Al2O3

4,06

10.204,59

41.460,04

Fe2O3

1,53

13.010,65

19.919,26

CaCO3

95,65

10.241,28

979.608,45

MgCO3

7,67

7.123,35

54.604,52

H2O

1,41

3.651,54

5.158,56

Total

138,20

1.267.369,29

b. Panas Reaksi Kalsinasi

Tabel 52. Panas Pembentukan Komponen

∆Hf, kkal/mol

∆Hf, kkal/kmol

CaCO3

-289,50

-0,29

CaO

-151,70

-0,15

MgCO3

-261,70

-0,26

MgO

-143,84

-0,14

CO2

-94,05

-0,09 (Perry, 1984)

112

(1) Panas pembentukan produk

Tabel 53. Panas Pembentukan Produk Komponen

n, kmol/jam

∆Hf, kkal/kmol

n.∆Hf, kkal/jam

CaO

860,88

-0,15

-130,60

MgO

68,99

-0,14

-9,92

CO2

929,87

-0,09

-87,46

Total

1.859,73

-227,97

(2) Panas dekomposisi reaktan

Tabel 54. Panas Dekomposisi Reaktan Komponen

n, kmol/jam

∆Hf, kkal/kmol

n.∆Hf, kkal/jam

CaCO3

860,88

-0,29

-249,22

MgCO3

68,99

-0,26

-18,05

Total

929,87

Panas reaksi kalsinasi

-267,28 = Σ(n.∆Hf)produk – n.∆Hf reaktan

(40)

= (-227,97) – (-267,28) = 39,30 kkal/jam

c. Panas Penguapan Air Panas laten air (λV)

= 9,729 kal/mol (Perry, 1984)

Mol air raw meal

= 12,71

kmol/jam

Mol air batubara SP

= 13,85

kmol/jam

Mol air batubara kiln

= 29,90

kmol/jam

Mol air total

= 56,47

kmol/jam

113

= nW.λV

Panas penguapan air

(41)

= 56,47 kmol/jam × 9,729 kkal/kmol = 549,43 kkal/jam

d. Panas Gas Buangan SP Suhu gas buangan SP

= 446,50 ºC = 719,65 K

Tabel 55. Panas Sensible Gas Buangan SP Komponen

n, kmol/jam

CP.dT, kkal/kmol

CO2

1.434,42

4.561,99

6.543.833,62

H2O

453,45

3.651,54

1.655.777,35

SO2

1,86

4.286,63

7.992,22

N2

2.249,51

2.954,25

6.645.625,65

O2

54,93

3.172,42

174.249,65

Total

4.194,17

n.CP.dT, kkal/jam

15.027.478,49

e. Panas Radiasi dan Konveksi Kiln

Tabel 56. Suhu Kiln Shell

Dengan:

L, m

Ts, ºC

L, m

Ts, ºC

5

299

45

254

10

206

50

254

15

123

55

254

20

113

60

254

25

180

65

254

30

279

70

254

35

282

75

254

40 L

254 78 : panjang kiln shell, m

254

Ts

: suhu kiln shell, ºC

114

Panas konveksi dan radiasi kiln shell: Q = kA(Ts – Tref) Dengan:

(42)

Q

: panas konveksi dan radiasi kiln, kkal/jam

k

: 5,79244 kkal/m2.jam.K

A

: luas permukaan luar shell, m2 A = πDo∆L

(43)

Do = 3,80 m (diameter luar kiln shell) ∆L (panjang inkremen, m) Ts

: suhu dinding luar shell, K

Tref

: suhu referensi, K

Tabel 57. Panas Radiasi dan Konveksi Kiln Shell L, m

Ts, K

A, m2

Q, kkal/jam

5

572.15

59,69

94.736,12

10

479.15

59,69

62.581,16

15

396.15

59,69

33.883,72

20

386.15

59,69

30.426,20

25

453.15

59,69

53.591,60

30

552.15

59,69

87.821,07

35

555.15

59,69

88.858,33

40

527.15

59,69

79.177,27

45

527.15

59,69

79.177,27

50

527.15

59,69

79.177,27

55

527.15

59,69

79.177,27

60

527.15

59,69

79.177,27

65

527.15

59,69

79.177,27

70

527.15

59,69

79.177,27

75

527.15

59,69

79.177,27

78

527.15

35,81

47.506,36

Total

1.132.013,62

115

f. Panas Clinker Dingin Suhu clinker dingin

= 400,00 ºC = 673,15 K

Tabel 58. Panas Sensible Clinker Dingin Komponen

n, kmol/jam

CP.dT, kkal/kmol

n.CP.dT, kkal/jam

SiO2

250,91

5.212,20

1.307.769,05

Al2O3

36,57

8.937,52

326.808,70

Fe2O3

13,78

11.383,26

156.849,55

CaO

860,88

4.429,66

3.813.391,90

MgO

68,99

3.900,55

269.099,22

Total

1.231,12

5.873.918,42

g. Panas Exhaust Gas Suhu exhaust gas = 190,21 ºC = 463,36 K

Tabel 59. Panas Sensible Exhaust Gas Komponen

n, kmol/jam

CP.dT, kkal/kmol

n.CP.dT, kkal/jam

218,77

1.400,05

306.285,35

N2

3.597,33

1.136,76

4.089.290,74

O2

956,25

1.158,04

1.107.376,96

H2O

Total

4.772,35

5.502.953,04

116

Tabel 60. Neraca Panas Overall di Sistem Kiln Arus

Masuk, kkal/jam

Panas sensible raw meal

Keluar, kkal/jam

371.694,47

Panas sensible coal

50.242,50

Panas pembakaran coal

63.312.993,33

Panas sensible udara primer Panas sensible udara pendingin

13.776,45 248.425,70

Panas sensible dust return

1.267.369,29

Panas reaksi kalsinasi

39,30

Panas penguapan air

129,43

Panas sensible gas buangan SP

15.027.478,49

Panas radiasi dan konveksi

1.132.822,68

Panas sensible clinker dingin

5.873.918,42

Panas sensible exhaust gas

5.502.953,04

Total

63.997.132,45

Heat loss = total panas masuk – total panas keluar

28.805.130,66 (44)

= 63.997.132,45 – 28.805.130,66 = 35.192.001,80 kkal/jam

Efisiensi sistem kiln

= 100 - %heat loss

(46)

= 100 – 54,99 = 45,01 %

117

H. Pembahasan Perhitungan neraca massa dan neraca panas dari sistem kiln perlu disusun untuk mengetahui jumlah panas yang hilang (heat loss) dan efisiensi dari sistem tersebut. Hal ini sangat penting karena proses produksi semen secara umum, konsumsi energi yang paling besar adalah pada sistem kiln (burning section). Dari hasil perhitungan diperoleh nilai heat loss sebesar 54,99 %. Panas yang hilang tersebut kemungkinan adalah karena pemijaran hot meal di dalam rotary kiln yang kurang sempurna. Suhu clinker panas keluar kiln tercatat rata-rata 1.032,28 ºC (Proceed Material Inquiry by Stage, 10 April 2013). Suhu ideal clinker panas keluar rotary kiln semestinya adalah ± 1.400 ºC. Pemijaran yang kurang sempurna ini dapat disebabkan karena waktu tinggal clinker di dalam rotary kiln yang terlalu singkat sehingga proses sintesis kurang sempurna. Efisiensi energi sistem kiln yang terhitung adalah sebesar 45,01 %. Nilai efisiensi tersebut adalah konsekuensi dari nilai heat loss. Semakin besar heat loss, maka efisiensi akan menjadi semakin kecil, begitu juga sebaliknya. Dari segi proses, efisiensi proses secara keseluruhan dapat ditingkatkan dengan meminimalkan heat loss. Pada kasus ini, panas hilang diprediksikan karena reaksi yang kurang sempurna akibat pemijaran hot meal yang kurang baik karena waktu tinggal hot meal dalam kiln yang singkat. Untuk mengatasi masalah ini, maka waktu tinggal tepung baku di dalam rotary kiln perlu diatur sedemikian sehingga waktu tinggal di dalam kiln lebih lama. Hal yang dapat dilakukan seperti menurunkan kecepatan putar rotary kiln sehingga laju hot meal dalam kiln menurun dan waktu tinggal tepung baku lebih lama. Data umpan raw meal tercatat rata-rata 125,79 ton/jam yang merupakan kapasitas yang di atas umpan maksimal. Umpan ideal raw meal adalah 120 ton/jam maksimal. Laju umpan yang terlalu besar ini juga memberikan kemungkinan naiknya laju hot meal di dalam rotary kiln sehingga menjadikan waktu tinggal tepung baku lebih singkat. Maka salah satu cara meningkatkan efisiensi energi di sistem kiln ini juga dapat dilakukan dengan menekan laju umpan raw meal agar tidak lebih dari laju umpan maksimal yang diperbolehkan.

118

I. Kesimpulan Beberapa kesimpulan yang dapat diambil adalah sebagai berikut: 1. Sistem kiln (burning section) adalah unit yang terpenting dalam industri semen. 2. Komsumsi panas terbesar adalah konsumsi panas pada burning section terutama di rotary kiln. 3. Heat loss dan efisiensi energi dari sistem kiln dapat dihitung dengan mengevaluasi neraca massa dan neraca panas suatu sistem kiln. 4. Pada perhitungan neraca massa, asumsi dust return yang digunakan sebesar 10 % berat dan kandungan air raw meal sebesar 0,20 % berat. 5. Tidak ada massa hilang (tidak terhitung) pada perhitungan neraca massa di sistem kiln. 6. Pada perhitungan neraca panas, digunakan suhu referensi sebesar 25 ºC (298,15 K) dengan asumsi suhu udara lingkungan 30 ºC (313,15 K). 7. Heat loss terhitung sebesar 54,99 % dan efisiensi energi sebesar 45,01 %. 8. Heat loss yang semakin besar memberikan efisiensi energi yang semakin kecil, begitu pula sebaliknya. 9. Kehilangan panas dapat diminimalkan dengan mengoptimalkan waktu tinggal tepung baku dalam rotary kiln.

119

DAFTAR PUSTAKA Apple, James M. 1990. “Tata Letak Pabrik dan Pemindahan Bahan”. Edisi ketiga. Bandung : ITB. Banerjea. 1980. “Technology of Portland Cement and Blended Cement”. India. Duda, H. Walter. 1983. “Cement Data Book”. International Process Engineering In Geankoplis, Christie J. 1983. “Transport Processes and Unit Operations”. 2nd edition. Boston : Allyn and Bacon. George, T. Austin. 1985. “Chemical Process Industries”. Shreevels. New York. Perray, E. Kurt. 1973. “Cement Manufacture’s Hand Book”. 5nd edition. Japan : Mc Graw Hill Book Company. Kogakhusa. Tokyo. Perry, R.H. 1984. “Chemical Engineer’s Hand Book”. New York: Mc. Graw Hill Book Company. Smith, JM and Hc Van Ness. 1984. “Introduction To Chemical Engineering Thermodynamics”. 4nd edition. New york : Mc. Graw Hill Book Company.

120

Laporan Kerja Praktek - PT Indocement Tunggal Prakarsa, tbk.

Recommend Documents