PERALATAN PROSES INDUSTRI “DEKANTER”
DISUSUN OLEH : Kelompok III DESLIA PRIMA DWI MANSANDI GUNA SAKA PALWA IRA TRI ASI JAYA MANDALA MEIDA HELMAYANI
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS RIAU PEKANBARU 2012
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat karunia, rahmat, serta kemampuan untuk penulis sehingga dapat menyelesaikan makalah ini sebagai bentuk tanggung jawab dari dosen atas tugas yang telah diberikan kepada penulis. Dalam penyusunan maupun penulisan makalah ini, penulis banyak mengalami kesulitan
terutama
disebabkan
oleh
kurangnya
ilmu
pengetahuan
yang
dimiliki.
Namun,berkat bimbingan dari beberapa pihak akhirnya makalah ini dapat diselesaikan, walaupun masih terdapat banyak kekurangan. Oleh sebab itu, sudah sepantasnya penulis mengucapkan terima kasih kepada dosen pengasuh mata kuliah Peralatan Proses Kimia II. Makalah ini berisi tentang materi yang berhubungan dengan Peralatan Proses Kimia II yang membahas tentang alat pemisahan berdasarkan berat jenis. Makalah ini diharapkan dapat memberikan informasi kepada para pembacanya. Penulis menyadari bahwa sebagai mahasiswa yang pengetahuannya belum seberapa dan masih perlu banyak belajar,penyusunan maupun penulisan makalah ini masih sangat j auh dari kata sempurna. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan adanya umpan berupa kritik, saran, atau apapun bentuknya yang bersifat membangun dan positif demi perbaikan makalah ini dan agar makalah ini lebih berdaya guna di masa yang akan datang.
Pekanbaru, 12 Maret 2012
Penulis
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Sering kali kita perlu memisahkan komponen-komponen dari campuran menjadi fraksifraksi yang individu, dimana yang pada akhirnya kita menginginkan suatu hasil atau produk yang murni. Banyak metode yang diciptakan untuk melakukan pemisahan dan ada beberapa satuan operasi yang digunakan untuk itu.Pemisahan juga dapat digunakan dengan dekanter. Dekanter
adalah
alat
pemisah
berdasarkan
perbedaan
berat
jenis
dengan
menggunakan prinsip sentrifugal, bisa antara fase liquid-liquid atau fase liquid-solid. Prinsipnya cairan atau suspensi dimasukkan dalam decanter yang biasanya berbentuk silinder dari bagian porosnya, lalu decanter diputar dengan kecepatan tertentu tergantung bahan yang akan dipisahkan. Dengan putaran tersebut akan menciptakan gaya sentrifugal pada cairan atau suspensi tersebut, dan makin besar massa zat, maka akan makin besar pula gaya sentrifugal yang diderita, sehingga zat yang yang berat jenisnya lebih besar akan terdesak ke arah dinding decanter dimana terdapat outlet untuk mengeluarkan zat tersebut. Dan zat dengan berat jenis yang lebih kecil akan tertahan di bagian poros yang di situ juga dibuatkan outlet untuk mengeluarkan zat yang lebih ringan tersebut.
1.2. Tujuan
Adapun tujuan penulisan makalah ini adalah untuk memberikan dan menambah pengetahuan tentang pemisahan dengan cara Dekanter serta sebagai salah satu tugas untuk mata kuliah Peralatan Proses Kimia II di Teknik Kimia DIII Fakultas Teknik Universitas Riau.
BAB II ISI 2.1. Pengertian
Dekanter adalah alat yang digunakan untuk memisahkan liquid-liquid dengan prinsip perbedaan densitas dan kelarutan yang rendah. Proses pemisahan menggunakan dekanter diusahakan pada temperatur rendah karena pada temperatur yang tinggi densitas akan semakin kecil dan kelarutan akan semakin tinggi, sehingga campuran sulit dipisahkan. Prinsip kerjanya adalah cairan atau suspensi yang dimasukkan dalam dekanter yang biasanya berbentuk silinder dari bagian porosnya, lalu dekanter diputar dengan kecepatan tertentu.
2.2. Jenis – Jenis Dekanter
Gambar 2.1. Dekanter ( tampak dalam )
Pada dekanter prinsipnya cairan atau suspensi dimasukkan dalam dekanternya yang biasanya berbentuk silinder dari bagian porosnya , lalu decanter diputar dengan kecepatan tertentu tergantung bahan yang akan dipisahkan. Dengan putaran tersebut akan menciptakan gaya sentrifugal pada cairan atau suspensi tersebut, dan makin besar massa zat maka makin besar pula gaya sentrifugal yang diperlukan, sehingga zat yang berat jenisnya lebih besar akan terdesak ke arah dinding decanter dimana terdapat outlet untuk mengeluarkan zat tersebut. Dan dengan berat jenis yang lebih kecil akan tertahan dibagian poros yang di bagian tersebut juga dibuat outlet untuk mengeluarkan zat dengan massa yang lebih ringan.
Decanter dibagi menjadi 2 jenis berdasarkan output yang dihasilkan yaitu :
1. Two phase decanter Two phase decanter bekerja dengan cara yaitu cairan minyak yang masuk dari CST
(Continous Settling Tank ) ke dalam decanter dipisahkan menjadi dua fraksi yaitu fraksi padat dan cair. Fraksi padat yang berbentuk lumpur padat diangkut dengan gerbong trailer ke drainase, sedangkan fraksi cair dipompakan kedalam CST (Continous Settling Tank ) untuk diolah lebih lanjut. Tujuan pengolahan ini merupakan cara pengurangan bahan padatan dalam cairan dengan maksud agar pemisahan minyak dalam CST (Continous Settling Tank) lebih baik dan beban sludge separator akan lebih ringan. Oleh sebab itu penempatan decanter sebelum CST (Continous Settling Tank) dapat berfungsi untuk menggantikan kedudukan strainer dan sand cyclone. Decanter dapat ditempatkan sebagai pengganti oil purifier dengan cara minyak yang
berasal dari CST (Continous Settling Tank) diolah menjadi dua fraksi yaitu fraksi minyak dan fraksi cairan yang masih mengandung sludge. Karena prinsip kerja alat ini menggantikan oil purifier maka mekanisme pemisahan berpegang kepada kemurnian minyak, akibatnya sludge
yang keluar masih mengandung minyak sehingga perlu diolah lagi dengan menggunakan sludge separator atau decanter , sedangkan fraksi minyak bersih langsung diolah ke vaccum drier . Decanter sebagai pengganti sludge separator mengolah cairan yang berasal dari sludge tank . Cairan dipisahkan menjadi cairan dan sludge. Cairan minyak yang dipisahkan
dipompakan ke settling tank , sedangkan fraksi sludge dibuang ke fat-fit untuk diteruskan ke unit pengolahan limbah.
2. Three Phase Decanter Three Phase Decanter bekerja dengan prinsip yang sama dengan two-phase decanter ,
hanya terdapat perbedaan dari fase fraksi. Pada alat ini dihasilkan 3 fraksi yaitu fraksi minyak, fraksi cair, dan fraksi padat. Three phase decanter dapat ditempatkan sebagai pengganti oil purifier dan akan menghasilkan fraksi minyak, fraksi air, dan padatan. Fraksi air yang masih mengandung minyak dilanjutkan dengan pengolahannya pada sludge separator untuk memisahkan sludge dan minyak.
Gambar 2.2. Dekanter ( luar )
2.3. Penggunaan Dekanter
1.
Pada pemurnian CPO Minyak banyak mengandung kotoran-kotoran yang berasal dari daging buah seperti
lumpur, air dan lain-lain. Untuk mendapatkan minyak yang memenuhi standar, maka perlu dilakukan pemurnian terhadap minyak tersebut. Pada stasiun ini terdiri dari beberapa unit alat pengolahan untuk memurnikan minyak produksi, yang meliputi : Sand Trap Tank, Vibrating Screen, Crude Oil Tank, Continous Settling Tank (CST), Oil Tank, Purifier, Vacum Dryer, Sludge Oil Tank, Sludge Vibrating Screen, Sludge Centrifuge, Fat Pit, dan Storage Tank. a..sand trap tank Minyak hasil mesin press merupakan minyak mentah yang masih banyak mengandung kotoran-kotoran. Minyak tersebut masuk ke sand trap tank untuk
mengendapkan partikel-partikel yang mempunyai densitas tinggi.Sand trap tank adalah sebuah bejana yang berbentuk silinder tegak. b.vibratingsistem Minyak bagian atas dari sand trap tank yang masih mengandung serat dan sedikit kotoran dialirkan ke ayakan getar (vibrating screen). Proses penyaringan memakai vibrating screen bertujuan untuk memisahkan padatan, seperti : serabut, pasir, tanah dan kotorankotoran lain yang masih terbawa dari sand trap tank. Vibrating yang digunakan adalah double deck vibrating screen, dimana screen pertama berukuran 30 mesh dan screen kedua 40 mesh. Padatan yang tertahan pada ayakan akan dikembalikan ke digester melalui conveyor, sedangkan minyak dipompakan ke crude oil tank. c. COT Minyak yang keluar dari vibrating screen dialirkan ke crude oil tank untuk ditampung sementara.Pada crude oil tank ini minyak dipanaskan dengan steam melalui sistem pipa pemanas, dan suhu dipertahankan 90-95°C.Dari sini minyak dipompakan ke CST (Continuous Settling Tank). d.CST (Continuous Settling Tank) Minyak dari COT dipompakan ke CST dimana sebelumnya dilewatkan ke buffer tank agar aliran minyak masuk ke CST (Continuous Settling Tank) tidak terlalu kencang. CST (Continuous Settling Tank ) bertujuan untuk mengendapkan lumpur (sudge) berdasarkan 0
perbedaan berat jenisnya. Di CST suhu dipertahankan 86-90 C. Minyak pada bagian atas CST (Continuous Settling Tank) dikutip dengan bantuan skimmer menuju oil tank, sedangkan sludge (yang masih mengandung minyak) pada bagian bawah dialirkan secara underflow ke sludge vibrating screen sebelum ke sludge oil tank. Sludge dan pasir yang mengendap didasar CST (Continuous Settling Tank )di blowdown untuk dibawa ke sludge drain tank . e.Oil tank Minyak dari CST (Continuous Settling Tank )menuju ke oil tank untuk ditampung sementara waktu, sebelum dialirkan ke oil purifier. Dalam oil tank juga terjadi pemanasan (75-80°C) dengan tujuan untuk mengurangi kadar air. f. Purifier Di dalam purifier dilakukan pemurnian untuk mengurangi kadar kotoran dan kadar air yang terdapat pada minyak berdasarkan atas perbedaan densitas dengan menggunakan gaya sentrifugal, dengan kecepatan perputarannya 7500 rpm. Kotoran dan air yang memiliki densitas yang besar akan berada pada bagian yang luar (dinding bowl), sedangkan minyak
yang mempunyai densitas lebih kecil bergerak ke arah poros dan keluar melalui sudu-sudu untuk dialirkan ke vacuum drier. Kotoran dan air yang melekat pada dinding di-blowdown ke saluran pembuangan untuk dibawa ke Fat Pit. g. Vacuum drier Minyak yang keluar dari purifier masih mengandung air, maka untuk mengurangi kadar air tersebut, minyak dipompakan ke vacuum drier. Di sini minyak disemprot dengan menggunakan nozzle sehingga campuran minyak dan air tersebut akan pecah. Hal ini akan mempermudah pemisahan air dalam minyak, dimana minyak yang memiliki tekanan uap lebih rendah dari air akan turun ke bawah dan kemudian dipompakan ke storage tank. h. Sludge tank Untuk overflow dari tangki ini di alirkan ke drain tank sedangkan under flownya dialirkan ke vibrating screen dan brush strainer atau langsung ke bak transit untuk dipompakan ke sand cyclone. Untuk mempercepat pengendapan lumpur, sludge dipanaskan (80-90oC) dengan menggunakan uap yang dialirkan melalui coil pemanas. Sehingga densitas minyak menjadi lebih rendah dan lumpur halus yang melekat pada minyak akan terlepas dan mengendap pada dasar tangki. Dari sand cyclone atau brush strainer sludge dialirkan ke balance tank sebagai umpan untuk decanter atau sludge centrifuge. i. Sludge sentrifuge Sludge centrifuge untuk mengolah sludge. Sludge Centrifuge adalah alat yang digunakan untuk memisahkan minyak yang masih terkandung di dalam sludge, dengan cara pemisahan berdasarkan gaya sentrifugal. Didalam sludge centrifuge ini terdapat bowl yang berputar 1450 rpm, bowl ini berbentuk bintang yang diujungnya terdapat nozzle dengan diameter lubang tertentu dan nozzle ini dapat diganti sesuai keinginan. Prinsip kerjanya adalah nozzle separator berputar dengan gaya centifugal dimana pemisahannya, fraksi berat ( lumpur, kotoran ) terlempar ke dinding bowl dan fraksi ringan (air dan minyak) akan ketengah. Minyak yang mempunyai densitas lebih kecil akan menuju poros dan terdorong keluar melalui sudu-sudu (paring disk), dan ditampung di reclaimed tank sebelum dipompakan oleh reclaimed oil pump untuk alirkan kembali ke CST (Continuous Settling Tank). Sedangkan sludge (mengandung air) yang mempuyai densitas lebih besar akan terdorong ke bagian dinding bowl dan keluar melalui nozzle, kemudian sludge keluar melalui saluran pembuangan menuju fat pit. j. Sludge drain tank Lapisan bawah dari CST (Continuous Settling Tank), dan sludge tank pada selang waktu tertentu didrain menuju sludge drain tank. Di sludge drain tank minyak mengalir
tenang dan dibiarkan overflow untuk mengalir dan ditampung pada reclaimed tank, dan kemudian dipompakan kembali ke CST (Continuous Settling Tank) untuk kemudian dimurnikan lagi. Sedangkan kotoran dan air dialirkan menuju fat pit. k. Fat Pit Sebelum sludge di buang ke kolam pengolahan limbah, terlebih dahulu ditampung di fat pit dengan maksud agar minyak yang masih terbawa dapat terpisah kembali. Di Fat Pit diinjeksikan uap sebagai pemanas untuk mempermudah proses pemisahan minyak dengan kotoran. Minyak yang ada pada permukaan dibiarkan melimpah (overflow). Selanjutnya minyak ditampung pada sebuah bak pada pinggiran kolam fat pit, dan kemudian dipompakan kembali ke sludge drain tank. l. Storagetank Minyak dari vacuum dryer, kemudian dipompakan ke storage tank (tangki timbun), pada suhu simpan 45-55°C. Setiap hari dilakukan pengujian mutu. Minyak yang dihasilkan dari daging buah berupa minyak yang disebut Crude Palm Oil (CPO).
Dekanter yang berfungsi memisahkan fraksi padat, minyak, dan air memberikan
peluang penempatannya di hulu, tengah, dan di akhir proses klarifikasi. Penempatan dekanter dapat dilakukan dengan beberapa variasi tergantung dari tujuan yang akan diperoleh :
1. Hulu Sebelum CST (Continuous Settling Tank) Cairan hasil pressan yang keluar melalui oil gutter ditampung di crude oil tank , memiliki kandungan lumpur yang tinggi. Lumpur tersebut jika dipisahkan sebelum masuk kedalam proses klarifikasi akan lebih baik, karena lumpur tersebut tidak lagi mengendap di dasar tangki klarifikasi yang dapat menurunkan retention time. Decanter bekerja memerlukan keseimbangan, maka diperlukan buffer tank tambahan yaitu ditempatkan diatas decanter . Kalau hanya menggantungkan stabilitas tekanan pada pompa dapat menyebabkan efisiensi pemisahan lumpur yang rendah dan losis minyak yang tinggi dalam lumpur.
2.Tengah sebelum sludge separator Cairan yang keluar dari bagian bawah CST (Continuous Settling Tank ) mengandung lumpur yang tinggi dan kadar minyak yang mencapai 10 %. Cairan ini diolah dalam decanter akan menghasilkan : fraksi padat akan dibuang, fraksi minyak dipompakan ke CST, sedangkan fraksi cair tetap dialirkan ke sludge tank . Cara ini akan membantu sludge separator dan dapat menggantikan sand cyclone dan strainer .
3. Hilir klarifikasi Penempatan decanter di hilir sebagai pengganti sludge separator yang memisahkan lumpur minyak dan air. Jika di hulu ditempatkan decanter maka pemisah lumpur yang ditempatkan diakhir klarifikasi adalah sludge separator . Jenis decanter yang digunakan mengganti sludge separator adalah decanter 2 phase dan decanter 3 phase.
4. Hilir Klarifikasi Sebagai Pengganti Oil Purifier Pemurnian minyak dilakukan dengan alat oil purifier yang memisahkan minyak dan non minyak. Karena sifat-sifat ini dimiliki oleh decanter 2 phase maka ada pabrik yang menggunakan decanter memisahkan minyak dengan lumpur. Metode proses yang diterapkan adalah cairan minyak yang keluar dari crude oil tank dipompakan ke buffer tank dan dialirkan kedalam decanter dan akan menghasilkan minyak, lumpur dan cairan. Dalam proses ini yang menjadi tujuan adalah memisahkan minyak yang bersih tanpa mempertimbangkan kehilangan minyak pada fraksi padat.
2.
Pada pengendalian dan system instrumentasi Critical Equipment pada perancangan pabrik menggunakan dua buah reaktor dan
tiga buah dekanter. Reaktor dipilih sebagai critical equipment karena fungsi alat ini tidak dapat digantikan dengan alat lain. Untuk mengendalikan critical equipment diperlukan alat yang disebut critical part , dimana sistem pengendalian dapat dilakukan pada suhu, tekanan, laju alir, dan level cairan.
1. Reaktor esterifikasi Reaktor esteerifikasi merupakan tempat mereaksikan FFA dan metanol dengan bantuan katalis H 2SO4. Pada reaktor esterifikaasi pengendalian dilakukan pada laju alir umpan masuk dan rasionya, pengendalian terhadap suhu reaktor, level cairan, level cairan. 2. Dekanter I Pada dekanter I dilakukan pemisahan trigliserida, FFA, FAME, dengan air, metanol dan katalis H2SO4. Pengendalian dilakukan terhadap level cairan dalam dekanter I dengan menggunakan Level controller (LC). 3. Reaktor Transesterifikasi Merupakan tempat untuk mereaksikan trigliserida dan meanol dengan katalis NaOH. Pada areaktor ini pengendalian dilakukan terhadap laju alir umpan masuk dengan flow controller (FC) dan rasio umpan dengan flow rasio controller (FRC), pengendalian terhadap
suhu menggunakan temperature controller, dan kecepatan putar pengaduk denga speed controller (SC). 4. Dekanter II Pada dekanter II pengendalian dilakukan terhadap level cairan dengan menggunakan level controller (LC). 5. Dekanter III Pengendalian dilakukan terhadap level cairan dengan level control.
Horizontal-Centrifuge atau dikenal Decanter memproses sludge yang sudah dicampur additive-chemical serta dipanaskan dengan electrode-heater untuk mempermudah proses
sentrifugal pada kecepatan 2500-rpm. Residu-residu ditampung dalam tangki residu.
Fluida hasil keluaran Decanter dipanaskan kembali untuk menjalani proses Vertical-DiscCentrifuge (VDC), didalam alat ini, dilakukan pemisahan padatan, air dan minyak. Buangan
air dan buangan padatan ditampung dalam wadah-wadah yang terpisah.
