Laporan Praktek Kerja Semen Indonesia

LAPORAN PRAKTEK KERJA

PABRIK SEMEN PT. SEMEN INDONESIA (Persero) Tbk, PABRIK TUBAN

Oleh :

Wiranto (I 0510039)

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014

iii Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan YME, karena atas rahmatNya, penulis dapat menyelesaikan dan menyusun laporan praktek kerja ini yang merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan program Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Dengan adanya praktek kerja ini, diharapkan mahasiswa dapat membandingkan antara teori yang dipelajari dan penerapannya di dalam dunia industri, sehingga dapat menyiapkan diri dalam memasuki dunia industri. Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Orang tua penulis yang selalu mendukung serta mendoakan penulis, sehingga penulis dapat melakukan praktek kerja dengan lancar tanpa ada halangan. 2. Dr. Sunu H. Pranolo, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. 3. Dr. Margono, S.T., M.T selaku dosen pembimbing yang telah mengarahkan dan membantu dalam penyelesaian tugas praktek kerja ini. 4. Ir. Aris Sunarso, selaku Kepala Bagian Pendidikan dan Pelatihan PT Semen Indonesia (Persero) Tbk. 5. Oktoria Masniari, S.T., selaku pembimbing lapangan yang telah memberikan petunjuk dan bimbingan selama pelaksanaan praktek kerja di PT Semen Indonesia (Persero) Tbk., Pabrik Tuban. 6. Semua pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan praktek kerja maupun penyusunan laporan kerja praktek ini.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

iii

iv Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Akhirnya penulis mengharapkan agar laporan ini dapat memberikan manfaat. Penulis menyadari kemungkinan laporan ini masih jauh dari sempurna sehingga kritik dan saran membangun sangat penyusun harapkan demi kesempurnaan dan pengembangan selanjutnya. Semoga laporan ini dapat digunakan sebagaimana mestinya.

Surakarta, Penulis

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

v Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Daftar Isi

Halaman Judul.....................................................................................................

i

Lembar Pengesahan ............................................................................................. ii Kata Pengantar ..................................................................................................... iii Daftar Isi..............................................................................................................

v

Daftar Tabel ......................................................................................................... vii Daftar Gambar ...................................................................................................... viii Intisari ................................................................................................................. ix Bab I Pendahuluan ..............................................................................................

1

A. Sejarah dan Perkembangan PT. Semen Gresik (Persero) Tbk .................

1

B. Visi dan Misi ............................................................................................

4

C. Lokasi Pabrik ...........................................................................................

5

D. Tata Letak Pabrik Tuban ..........................................................................

7

E. Bahan Baku dan Produk ...........................................................................

8

F.

Organisasi Perusahaan ............................................................................. 11

G. Keselamatan dan Kesehatan Kerja ........................................................... 15 Bab II Deskripsi Proses ....................................................................................... 16 A. Konsep Proses .......................................................................................... 16 B. Diagram Alir Proses ................................................................................. 34 C. Langkah-langkah Proses .......................................................................... 35 Bab III Spesifikasi Alat ....................................................................................... 50 A. Spesifikasi Alat Utama ............................................................................. 50 B. Spesifikasi Alat Pendukung ..................................................................... 64 Bab IV Utilitas .................................................................................................... 72 A. Penyediaan Air ......................................................................................... 72 B. Penyediaan Listrik.................................................................................... 75 C. Penyediaan Udara Tekan.......................................................................... 76 D. Penyediaan IDO ....................................................................................... 76 Bab V Pengolahan Limbah ................................................................................. 77 Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

v

vi Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

A. Limbah Cair ............................................................................................. 77 B. Limbah Udara (Debu) .............................................................................. 77 C. Limbah Padat ........................................................................................... 77 Bab VI Laboratorium .......................................................................................... 78 A. Program Kerja Laboratorium ................................................................... 78 B. Alat-alat Laboratorium ............................................................................. 78 C. Prosedur Analisis ..................................................................................... 79 Bab VII Penutup .................................................................................................. 81 A. Kesimpulan .............................................................................................. 81 B. Saran ......................................................................................................... 81 Daftar Pustaka ..................................................................................................... 82 Lampiran ............................................................................................................. 83

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

vii Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Daftar Tabel Tabel II.1

Panas Hidrasi Komponen dalam Semen ......................................... 20

Tabel II.2

Perbandingan Panas Hidrasi ............................................................ 20

Tabel II.3

Tipe dan Komposisi Semen Portland ............................................. 26

Tabel II.4

Komposisi Material di Mix Bin ....................................................... 39

Tabel II.5

Suhu Material Tiap Stage ................................................................ 43

Tabel II.6

Perbandingan Bahan Baku dan Bahan Campurannya ..................... 48

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

vii

viii Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Daftar Gambar Gambar I.1

Lokasi dan Tata Letak Pabrik ......................................................

Gambar II.1

Blok Diagram Proses Pembuatan Semen .................................... 34

Gambar III.1 Hammer Crusher

7

51

Gambar III.2 Two Roller Crusher ..................................................................... 52 Gambar III.3 Reclaimer .................................................................................... 52 Gambar III.4 Loesche Vertical Roller Mill (VRM) ........................................... 54 Gambar III.5 Blending Silo ............................................................................... 55 Gambar III.6 Suspension Preheater .................................................................. 57 Gambar III.7 Rotary Kiln .................................................................................. 59 Gambar III.8 Grate Cooler ............................................................................... 60 Gambar III.9 Ball Mill....................................................................................... 61 Gambar IV.1 Sistem Pengolahan Air ................................................................. 75

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

viii

Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Intisari PT. Semen Indonesia (Persero) Tbk., Pabrik Tuban berlokasi di Desa Sumber Arum, Kecamatan Kerek, Kabupaten Tuban Jawa Timur. Saat ini, PT Semen Indonesia (Persero) Tbk., Pabrik Tuban memproduksi semen dengan kapasitas total 9.000.000 ton/tahun, meliputi empat plant yaitu Tuban I, Tuban II, Tuban III, dan Tuban IV. Pabrik Tuban memproduksi dua jenis semen yaitu, Pozzolan Portland Cement (PPC), Ordinary Portland Cement (OPC) dan Special Blended Cement (SBC) . Bahan baku yang digunakan berupa batu kapur, tanah liat, dengan bahan korektif berupa copper slag, pasir silika, dan limestone (high grade) dan bahan tambahan berupa gypsum, trass, dan fly ash. Kebutuhan masing-masing bahan yaitu campuran batu kapur dan tanah liat sekitar 2600 ton/jam, pasir silika 52 ton/jam, cooper slag 48 ton/jam, gypsum 28 ton/jam, dan trass 96 ton/jam (khusus semen PPC). Semen jenis OPC diproduksi digunakan bahan baku batu kapur, tanah liat, copper slag, gypsum dan fly ash. Sedangkan untuk membuat semen PPC digunakan bahan tambahan berupa trass. Bahan bakar utama yang digunakan adalah batu bara dan Industrial Diesel Oil (IDO). Secara garis besar proses pembuatan semen dibagi menjadi lima tahap, yaitu penyiapan bahan baku, penggilingan bahan mentah, pembakaran, penggilingan akhir, dan pengemasan. Keseluruhan proses menggunakan proses kering. Kelancaran proses produksi PT. Semen Indonesia (Persero) Tbk. didukung oleh beberapa seksi yaitu seksi utilitas (penyediaan air, udara tekan, genset, dan IDO), seksi pengolahan limbah (mengatasi pencemaran udara dengan pemasangan dan perawatan electrostatic precipitator dan gravel bag filter), seksi pengendalian proses, dan seksi jaminan mutu (menjamin kualitas semen dengan didukung oleh laboratorium kimia, laboratorium fisika, dan laboratorium X-ray). Keyword: PT. Semen Indonesia (Persero) Tbk, produksi semen

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

ix

1 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

BAB I PENDAHULUAN

A.

Sejarah dan Perkembangan PT Semen Indonesia (Persero) Tbk. Sejarah dan perkembangan PT Semen Indonesia dibagi menjadi tiga masa

yaitu: 

Masa perintisan



Masa persiapan



Masa pelaksanaan pembangunan Secara terperinci penjelasan mengenai ketiga masa perkembangan PT Semen

Indonesia dapat dijelaskan pada subbab berikut ini. A.1 Masa Perintisan Masa perintisan ini dimulai pada tahun 1935, ketika seorang sarjana Belanda bernama Ir. Van Ess melakukan penelitian geologis di sekitar Gresik. Hasil survei menunjukkan adanya deposit batu kapur dalam jumlah besar. Penemuan ini mendorong pemerintah Belanda untuk mendirikan pabrik Semen. Akan tetapi, survei yang dilakukan tidak berkelanjutan karena pecahnya Perang Dunia II. Pada tahun 1950, Drs. Moh. Hatta (wakil presiden RI pada masa itu), mendorong pemerintah untuk merealisasikan proyek pembangunan pabrik semen tersebut. Hasil penelitian ulang yang dilakukan menyimpulkan bahwa proses pendirian pabrik Semen Gresik sangat baik. Dilaporkan bahwa deposit bahan galian tersebut dapat memenuhi kebutuhan pabrik semen yang beroperasi dengan kapasitas 250.000 ton per tahun selama 60 tahun. Tanggal 25 Maret 1953, dengan akte notaris Raden Meester Soewandi nomor 41 Jakarta, didirikanlah badan hukum NV. Semen Gresik. A.2 Masa Persiapan Realisasi pembangunan pabrik Semen Gresik tersebut selanjutnya oleh pemerintah Indonesia diserahkan ke BIN (Bank Industri Negara). Dengan penugasan tersebut, BIN mulai mengadakan persiapan-persiapan terutama yang Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

2 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

menyangkut penyediaan pembiayaan lokal yang berupa rupiah. Sedang untuk pembiayaan valuta asing, digunakan kredit Bank USA. Konsultan untuk persiapan pelaksanaan pembangunan pabrik ini adalah White Eng AS dan Mc Donald Co. yang ditugaskan untuk menentukan lokasi sekaligus merancang pembangunan pabrik. A.3 Masa Pelaksanaan Pembangunan Pelaksanaan pembangunan fisik pabrik dimulai pada bulan April 1955. Pembangunan tahap pertama dari pabrik tersebut dimaksudkan untuk mendirikan sebuah pabrik yang memiliki tanur pembakaran berkapasitas 250.000 ton/tahun dengan kemungkinan perluasan dimasa yang akan datang. Setelah kurang lebih dua tahun pelaksanaan pembangunan proyek tepatnya tanggal 7 Agustus 1957, Presiden Soekarno meresmikan Pabrik Semen Gresik dengan kapasitas 250.000 ton/tahun. Pada tahun 1961, pabrik Semen Gresik melakukan perluasan yang pertama dengan menambah satu tanur pembakaran sehingga kapasitas produksi meningkat menjadi 375.000 ton/tahun. Pada tanggal 17 April 1961, status NV. Semen Gresik berubah menjadi perusahaan negara, yaitu PN. Semen Gresik. Dan terakhir tanggal 24 Oktober 1969, statusnya berubah lagi menjadi PT Semen Gresik (PERSERO) hingga sekarang. Pada tahun 1972, pabrik Semen Gresik melakukan perluasan yang kedua dengan menambah satu buah kiln sehingga kapasitasnya menjadi 500.000 – 600.000 ton/tahun. Keempat kiln di atas adalah untuk proses basah. Pada tahun 1979, dilakukan perluasan ketiga dengan menambah dua buah Kiln untuk proses kering, sehingga kapasitas produksi menjadi 1,5 juta ton/tahun. Pada tahun 1988, dilakukan konversi bahan bakar dari minyak ke batubara sebagai upaya untuk menekan biaya bahan bakar. Pada tahun 1991, PT Semen Gresik (PERSERO) Tbk. mengadakan go public setelah listing di bursa pada tanggal 8 Juli 1991 dengan menjual 27% ( 40 juta) lembar saham kepada masyarakat. Komposisi kepemilikan saham menjadi Negara 83% dan Masyarakat 27%. Optimalisasi pabrik Semen Gresik dilakukan pada tahun 1992 dengan mengganti jenis Suspension Preheater dari Gepol menjadi Cyclone, Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

3 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

sehingga kapasitas terpasang pabrik Semen Gresik Unit I dan II menjadi 1,8 juta ton/tahun. Tanggal 16 November 1994, ditandatangani kerjasama perjanjian antara PT Semen Gresik dengan Fuller International untuk pembangunan perluasan keempat, yaitu pabrik Semen Gresik Unit III di Kota Tuban yang berkapasitas 2,3 juta ton/tahun dan diresmikan oleh Presiden Soeharto pada tanggal 24 September 1994. Salah satu alasan didirikannya Unit III di Tuban ini adalah struktur geografis Kota Tuban dan sekitarnya, yaitu pegunungan kapur yang mempunyai kemungkinan dilakukan penggalian bahan baku sampai dengan seratus tahun mendatang. Dengan berdirinya pabrik Semen Gresik Unit III ini, maka total kapasitas produksi menjadi 4,1 juta ton/tahun. Unit pabrik I dan II terletak di Desa Sidomoro, Kabupaten Gresik. Sedangkan Unit III terletak di Desa Sumber Arum, Kecamatan Kerek, Kabupaten Tuban. Pada masa ini pabrik yang beroperasi adalah Unit III, sedangkan untuk Unit I dan II beroperasi sebagai finishing dan analisis (laboratorium) saja. Bulan September 1995, PT Semen Gresik (Persero) melakukan penjualan sahamnya kepada masyarakat untuk kedua kalinya sehingga komposisi kepemilikan saham menjadi 65% milik pemerintah dan 35% milik masyarakat. Berkat disiplin dan kerjasama yang baik di antara para pegawai, maka pada tanggal 29 Mei 1996 PT Semen Gresik memperoleh sertifikat ISO 9002 untuk Unit I, II, dan III di Gresik dan Tuban. Pada tanggal 17 April 1997 dilakukan peresmian pabrik Semen Gresik Tuban II sebagai perluasan pabrik Semen Gresik unit III oleh Presiden Soeharto. Pabrik ini mempunyai kapasitas 2,3 juta ton/tahun. Pada tanggal 20 Maret 1998, Presiden Soeharto meresmikan pabrik Semen Tuban III yang juga berkapasitas 2,3 juta ton/tahun. Dengan selesainya pabrik Semen Tuban III, maka pabrik Semen Gresik mempunyai total produksi 8,2 juta ton per tahun. Pada tanggal 17 Septemner 1998 Pemerintah melepas 14% saham di Semen Gresik Group ke Cemex S.A. de C.V. Komposisi kepemilikan saham berubah menjadi Pemerintah 51%, masyarakat 35% dan Cemex S.A. de C.V 14%. Pada Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

4 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

tanggal 30 September 1999 komposisi kepemilikan saham berubah lagi menjadi pemerintah 51,01%, masyarakat 24,09% dan Cemex S.A. de C.V 24,9%. Pada tanggal 21 Maret 2001 Semen Gresik memperoleh sertifikat Sistem Manajemen Lingkungan ISO 14001 dan telah menerapkan GCG (Good Corporate Governance). Pada tanggal 27 Juli 2006 terjadi transaksi penjualan saham Cemex S.A. de C.V. ke Blue Valley Holding PTE Ltd, sehingga komposisi kepemilikan saham menjadi 51,01% milik Pemerintah RI, 24,09% milik masyarakat dan 24,90% milik Blue Valley Holding PTE Ltd. Pada awal tahun 2010 saham milik Blue Valley Holding PTE Ltd dijual ke masyarakat sehingga saat ini komposisi kepemilikan saham PT Semen Gresik (Persero) menjadi Pemerintah RI 51,01% dan masyarakat 48,99%. Pada tahun 2012, PT Semen Gresik (Persero) mengimplementasikan langkah transformasi dengan menjadi strategic holding sekaligus mengadakan perubahan nama menjadi PT Semen Indonesia (Persero) Tbk berdasarkan keputusan dari Kementerian Hukum dan Hak Asasi Manusia, Republik Indonesia. B.

Visi dan Misi

B1. Visi Menjadi Perusahaan Persemenan Terkemuka di Indonesia dan Asia Tenggara. B.2 Misi 1.

Memproduksi, memperdagangkan semen dan produk terkait lainnya yang berorientasikan kepuasan konsumen dengan menggunakan teknologi yang ramah lingkungan.

2.

Mewujudkan manajemen perusahaan yang berstandar internasional dengan menjunjung tinggi etika bisnis dan semangat kebersamaan serta bertindak proaktif, efisien dan inovatif dalam setiap karya.

3.

Meningkatkan keunggulan bersaing dalam industri semen domestik dan internasional.

4.

Memberdayakan

dan

mensinergikan

unit-unit

usaha

strategik

meningkatkan nilai tambah secara berkesinambungan.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

untuk

5 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

5.

Mengembangkan komitmen terhadap peningkatan kesejahteraan pemangku kepentingan (stakeholders) terutama pemegang saham, karyawan dan masyarakat sekitar.

C.

Lokasi Pabrik Dalam pendirian suatu pabrik, salah satu faktor yang sangat penting adalah

pemilihan lokasi pabrik. Karena pemilihan lokasi pabrik yang tepat dapat menaikkan daya guna dan akan menghemat biaya produksi suatu pabrik. Pabrik Semen Indonesia Unit III berada di Desa Sumber Arum, Kec. Kerek, Kab. Tuban, Jawa Timur dengan luas area 15.000 ha dan luas bangunan 400.000 m2 . Pemilihan lokasi pabrik PT Semen Indonesia antara lain didasarkan pada: 1.

Pertimbangan bahan baku Bahan baku batu kapur dan tanah liat cukup tersedia, batu kapur berada di Desa Popongan dan tanah liat terletak di Desa Tlogowaru dan Mliwang, kurang lebih 5 km dari lokasi pabrik.

2.

Pertimbangan bahan pembantu Pasir Silika diperoleh dari Tuban dan Madura. Copper Slag diperoleh dari PT Copper Smelting Gresik. Gypsum diperoleh dari PT Petrokimia Gresik berupa gypsum sintetis. Walaupun bahan pembantu tersebut lokasinya agak jauh, hal ini bukan merupakan masalah yang serius, karena lokasi pabrik dekat dengan jalan raya yang menghubungkan kota-kota di Pulau Jawa.

3.

Pertimbangan faktor transportasi PT Semen Indonesia (Persero) Tbk. di Tuban memiliki lokasi yang strategis karena: - Terletak kurang lebih 9 km dari tepi jalan raya yang menghubungkan kotakota besar seperti Surabaya dan Semarang. - Terletak dekat dengan pantai Tuban dan memiliki pelabuhan sendiri.

4.

Pertimbangan faktor sosial

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

6 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

PT Semen Indonesia menyerap tenaga kerja sehingga dapat membantu program pemerintah dalam menanggulangi pengangguran. Tenaga kerja di Tuban cukup tersedia. 5.

Pertimbangan pemasaran Wilayah pemasaran Semen Indonesia Group menjangkau seluruh provinsi di Indonesia serta ekspor ke beberapa negara di Asia.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

7 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

D.

Tata Letak Pabrik Tuban

Gambar I.1 Lokasi dan Tata Letak Pabrik Keterangan Gambar: 1. Limestone Crushing

13. Clinker Cooler

2. Clay Crushing

14. Clinker Storages

3. Clay Storages

15. Central Control Room

4. Limestone Storages

16. Gypsum/Trass Bin

5. Raw Material

17. Cement Finish Mill

6. Iron Silica Storages

18. Cement Storages Silo

7. Raw Mill

19. Cement Packing and Load Out

8. Electrostatic Precipitator

20. Masjid

9. Coal mill

21. Dormitory

10. Blending silo

22. Kantor Utama

11. Suspension Preheater

23. Utilitas

12. Rotary kiln

24. Bengkel Pemeliharaan Mesin Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

8 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Tata letak pabrik seperti dapat dilihat pada Gambar I.1, disusun dengan pertimbangan sebagai berikut: 1.

Unit-unit penyiapan bahan baku seperti limestone dan clay crusher, limestone, dan clay storage terletak dekat dengan area penambangan, hal ini bertujuan untuk kemudahan dalam penyimpanan sementara sebelum material dibawa ke pabrik.

2.

Roller mill dan unit pembakaran seperti blending silo, coal grinding, preheater, kiln dan cooler terletak di satu area, hal ini bertujuan agar proses aliran material dari alat-alat tersebut menjadi lebih mudah.

3.

Electrostatic presipitator (EP) sebagai alat pemisah debu dan dapat beroperasi pada suhu tinggi dipasang pada keluaran unit penggilingan bahan baku/roller mill dan cooler karena pada kedua alat tersebut debu keluar bersama gas dalam jumlah banyak dan bersuhu cukup tinggi (95°C).

4.

Dome klinker dan gypsum storage terletak di dekat unit finish mill sehingga transport material untuk penggilingan akhir sampai menjadi semen akan lebih mudah dan singkat.

5.

Semen silo dan unit packer berada pada satu tempat dan terletak dekat dengan jalur transportasi utama menuju ke pelabuhan, hal ini bertujuan memudahkan truk pengangkut semen melintas di dalam pabrik.

E.

Bahan Baku dan Produk Bahan baku dalam pembuatan semen terdiri dari tiga kategori yaitu bahan

baku utama, bahan korektif dan bahan tambahan (aditif). Penjelasan mengenai ketiga bahan baku tersebut: E.1 Bahan Baku Utama Bahan baku utama merupakan bahan dasar dalam industri semen. Bahan baku utama terdiri dari: a.

Batu kapur (Limestone) Batu kapur merupakan bahan baku utama pembuatan semen karena memiliki

kadar CaCO3 tinggi. Batu kapur mempunyai tingkat kekerasan berbeda-beda tergantung dari umur geologinya. Semakin tua umurnya maka akan semakin keras. Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

9 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Kekerasan batu kapur secara umum adalah 1,8 – 5,0 skala mohr dan specific gravity 2,6 – 2,8. Dalam keadaan murni, batu kapur berwarna putih karena dipengaruhi oleh adanya komponen tanah liat dan oksida besi. Batu kapur sebagai bahan baku dalam pembuatan semen mempunyai kadar CaO sebesar 50% - 60% dan kadar airnya sekitar 5%. b.

Tanah liat (Clay) Tanah liat (2SiO3.2H2O) termasuk ke dalam kelompok mineral Siliceous dan

Argillaceous, yaitu mineral sumber silika (SiO2), besi alumina (Fe2O3), serta kandungan CaCO3 kurang dari 75%. Tanah liat pada dasarnya terdiri atas berbagai variasi komposisi. Pada umumnya tanah liat merupakan senyawa alumina silica hydrate dengan kadar H2O maksimal 25% dan kadar A12O3 minimal 14%. E.2 Bahan Korektif Bahan korektif merupakan bahan baku penambah untuk koreksi bahan baku ketika terjadi kekurangan. Bahan korektif antara lain: a.

Pasir Silika (SiO2) Pasir silika didatangkan dari Tuban dan Madura. Pada umumnya pasir ini

tercampur dengan benda-benda logam lainnya sehingga potensinya kurang dari 100%. Pasir silika dengan kadar 95% merupakan bahan baku baik dalam pembuatan semen. b.

Copper Slag (Fe2O3) Copper slag digunakan sebagai pengoreksi kekurangan kandungan Fe2O3

pada tanah liat. Pasir besi harus mempunyai kandungan Fe2O3 yang lebih dari 75% agar dapat menambah kekurangan kandungan besi pada tanah liat. Kekurangan besi oksida dapat menyebabkan kehilangan kekuatan semen yang justru menjadi sifat utama kualitas suatu produk semen. Selain sebagai bahan baku korektif, copper slag juga berfungsi sebagai penghantar panas pada proses pembuatan terak (klinker). Copper slag mempunyai sifat menggumpal dan merupakan komponen dengan berat jenis terbesar dari komponen lainnya. c.

Limestone (CaCO3)

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

10 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Limestone digunakan sebagai pengoreksi apabila kadar CaO dalam bahan baku kurang. Limestone yang digunakan adalah yang mempunyai kadar CaO tinggi yaitu jenis High Grade Limestone. E.3 Bahan Tambahan (Aditif) Bahan tersebut ditambahkan dalam klinker agar didapatkan sifat-sifat tertentu. Bahan-bahan tambahan adalah : a.

Batuan gypsum (CaSO4.2H2O) Bahan baku tersebut diperoleh dari limbah pabrik Petrokimia. Batu gips ini

dipakai sebagai bahan campuran pada terak untuk digiling pada penggilingan akhir. Tujuan penambahan gips pada saat penggilingan terak adalah untuk memperlambat pengerasan pada semen, mencegah adanya false set, serta memberikan kekuatan tekanan pada semen. b.

Trass Trass adalah bahan hasil letusan gunung berapi yang berbutir halus dan

banyak mengandung oksida silika amorf (SiO2) dan telah mengalami pelapukan hingga derajat tertentu. c.

Fly Ash Fly ash merupakan abu dari sisa pembakaran batu bara dengan kandungan

oksida silika amorf (SiO2) sebesar 40,06%. Penambahan bahan ini yaitu untuk meningkatkan kuantitas produk semen. E.4 Produk PT Semen Indonesia PT Semen Indonesia memproduksi dua jenis semen yaitu: a.

Ordinary Portland Cement (OPC) Ordinary Portland Cement merupakan semen campuran dengan limestone

sebagai bahan tambahan pada campuran terak dan gypsum pada proses penggilingan akhir. OPC diproduksi di Pabrik Tuban III. Semen ini merupakan semen hidrolis untuk konstruksi khusus yang tidak memerlukan ketahanan sulfat, persyaratan panas hidrasi, dan kekuatan awal yang tinggi. OPC digunakan untuk

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

11 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

industri besar seperti gedung-gedung bertingkat, jembatan, landasan pacu, dan jalan raya. b.

Portland Pozzolan Cement (PPC) Portland Pozzolan Cement merupakan semen campuran dengan pozzolan

sebagai bahan tambahan pada campuran terak dan gypsum pada proses penggilingan akhir. PPC diproduksi di Pabrik Tuban I dan Tuban II. Semen ini digunakan untuk konstruksi umum yang tahan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang. Semen ini digunakan untuk bangunan perumahan, bendungan, dam, irigasi, bangunan tepi pantai, daerah rawa/gambut, dan bahan bangunan (genteng dan ubin). F.

Organisasi Perusahaan Kelancaran dan kontinuitas operasional suatu pabrik merupakan hal penting

dan menjadi tujuan utama setiap perusahaan. Struktur organisasi memberikan wewenang pada setiap bagian perusahaan untuk melaksanakan tugas yang dibebankan kepadanya, juga mengatur fungsi-fungsi atau orang-orang dalam hubungan satu dengan yang lain dalam melaksanakan fungsi mereka. Adapun struktur organisasi PT. Semen Indonesia (Persero) berbentuk organisasi garis (Line Organization) yang tertuang dalam Surat Keputusan Direksi Nomor 005/Kpts/Dir/2011, tentang Struktur Organisasi di PT. Semen Indonesia (Persero). Kedudukan tertinggi Struktur Organisasi dipegang oleh seorang Direktur Utama yang dibantu oleh seorang Wakil Direktur Utama yang membawahi 4 orang direktur, antara lain : • Direktur Produksi • Direktur Litbang • Direktur Pemasaran • Direktur Keuangan Direktur Utama juga membawahi langsung Satuan Pengawasan Intern dan Departemen Sumber Daya Manusia. Satuan Pengawasan Intern membawahi 2 dinas

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

12 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

yaitu: Dinas Pengawasaan Keuangan dan Administrasi serta Dinas Pengawasaan Teknik. Pada Struktur Organisasi pada PT. Semen Indonesia juga terdapat sebuah kompartemen dan sekretaris perusahaan, di mana kompartemen tersebut adalah kompartemen pabrik Tuban yang secara organisatoris berada di bawah Direktur Produksi. Kompartemen ini membawahi 4 departemen: - Departemen Produksi I - Departemen Produksi II - Departemen Produksi III - Departemen Produksi IV Sedangkan Departemen Pabrik Gresik berada langsung di bawah Direktur Produksi. Sekretaris Perusahaan dalam organisasi berada di bawah Direktur Keuangan dan Sekretaris Perusahaan ini membawahi Hubungan Pesaham. Direktur Keuangan juga membawahi langsung sebuah Departemen Keuangan dan Akuntansi serta Departemen Pengembangan Perusahaan/Wakil Manajemen. Direktur Litbang membawahi 3 departemen antara lain: • Departemen Rancang bangun • Departemen Teknik • Departemen Litbang dan Jaminan Mutu Sedangkan Direktur Pemasaran membawahi 2 departemen antara lain: • Departemen Pemasaran • Departemen Pembelian dan Pergudangan Badan Usaha PT Semen Indonesia (Persero) Tbk dan Kepemilikan saham. Pada tanggal 24 Oktober 1969 Pabrik Semen Gresik berubah statusnya menjadi Perseroan Terbatas (PT). Pemilikan Saham PT Semen Gresik saat ini adalah Pemerintah RI (51,01%) dan masyarakat (48,99%). Sejak tanggal 15 September 1995 dilakukan konsolidasi tiga pabrik semen, yaitu antara: - PT Semen Gresik (Persero) - PT Semen Padang (Persero)

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

13 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

- PT Semen Tonasa (Persero) PT Semen Gresik (Persero) Tbk. juga memiliki beberapa anak perusahaan untuk pendukungan operasional pabrik. Anak perusahaan tersebut adalah: a.

PT Industri Kemasan Semen Gresik (IKSG) PT Industri Kemasan Semen Gresik terletak di Tuban Jawa Timur. Bidang

usahanya meliputi: pengolahan bahan-bahan pokok pembuat kemasan melakukan pemasaran dan distribusi berbagai macam barang mengenai pembuatan kemasan. Produk IKSG adalah Kantong Kraft Jahit (Sewn Kraft), Kantong Kraft Lem (Pasted Kraft), Kantong Woven Cloth (Sewn Woven), Kantong Kraft Laminasi Woven (Sewn Woven Laminating), Kantong Besar, dan Kantong Belanja. b.

PT Kawasan Industri Gresik PT Kawasan Industri Gresik terletak di Gresik, Jawa Timur. Bidang usahanya

meliputi: penjualan lahan industri, penjualan ruko, persewaan tanah industri, persewaan bangunan pabrik siap pakai, persewaan gudang, persewaan gudang, persewaan kantor, dan persewaan ruko. c.

PT Eternit Gresik PT Eternit Gresik terletak di Gresik, Jawa Timur. Bidang usahanya meliputi:

memproduksi lembaran fiber-semen, panel, dan bahan bangunan lain dari fiber semen, serta memproduksi bahan bangunan dari bahan setengah jadi fiber-semen untuk diproses lebih lanjut. d.

PT United Traktor Semen Gresik (UTSG) PT United Traktor Semen Gresik bergerak dalam bidang usaha:

- Eksplorasi dan eksploitasi bahan tambang darat kecuali minyak dan gas - Pemasaran dan pertambangan hasil tambang - Perdagangan barang dan peralatan tambang di dalam dan luar negeri - Memberikan jasa usaha pertambangan. e.

PT Varia Usaha PT Varia Usaha bergerak dalam bidang: Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

14 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

- Jasa pengangkutan - Perdagangan/distributor semen - Pertambangan - Perdagangan barang industry f.

PT Swadaya Gatra Bidang usaha PT Swadaya Gatra meliputi developer, kontraktor sipil,

kontraktor mekanikal, kontraktor mekanikal dan elektrikal, bengkel dan manufaktur, fabrikasi baja, jasa penyewaan dan pemeliharaan alat berat, biro teknik, industri dan perdagangan. g.

PT Eternit Gresik (PT EG) PT Eternit Gresik (EG) berlokasi di Gresik, Jawa Timur dan bergerak dalam

bidang produksi asbes, bahan bangunan, dan cetakan. PT Eternit Gresik didirikan pada tahun 1971 dan sejak saat itu menjadi perusahaan terkemuka di antara produsen fiber semen lain di Indonesia serta perusahaan pertama yang memproduksi fiber semen 100% bebas asbes di Indonesia dan satu-satunya perusahaan yang memproduksi seluruh produknya tanpa mengandung asbes. Komposisi pemegang saham dalam anak perusahaan Perseroan ini setelah Perjanjian Jual dan Beli Saham pada tanggal 17 Mei 2006, No.129 yang diaktakan oleh Noor Irawati, SH Notaris di Surabaya adalah sebagai berikut: Perseroan memiliki saham sebesar 17,57% dan Team S.A sebesar 82,43%. Dalam bidang pengelolaan perusahaan, EG telah memperoleh Sertifikat ISO 9001:2000 dan ISO 14001 dari Benchmark Australia, serta AS 4801 tentang Keselamatan dan Kesehatan Kerja juga dari Benchmark Australia. i.

Thang Long Cement Thang Long Cement merupakan salah satu anak perusahaan Galeximo yang

bergerak dalam bidang penghasil semen (pabrik semen). Pabrik semen yang baru beroperasi secara komersial (comercial running) pada kuartal III/2008 ini memiliki teknologi modern yang diadopsi dari Polysius, Jerman. Saat ini kapasitas produksi yang dimiliki TLCC sebesar 2,3 juta ton/tahun atau sesuai dengan design capacity. Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

15 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Pabriknya berada di Provinsi Quang Ninh, atau di areal Hiep Phuoc Industrial Park, Distrik Nha Be, Ho Chi Minh City. Kedepan, atas komitmen SGG dan pihak Geleximco Group kapasitas pabrik ini akan ditingkatkan menjadi 6,5 juta ton/tahun. (Sinergi,2013)

G.

Keselamatan dan Kesehatan Kerja Keselamatan kerja adalah rangkaian usaha-usaha untuk pencegahan

kecelakaan dalam proses kerja. Keselamatan sangat berpengaruh terhadap peningkatan mutu produksi dan dapat membantu meningkatkan produksi. Bagian keselamatan kerja bertugas untuk pencegahan segala tindakan maupun keadaan berbahaya, dengan cara sebagai berikut: 1. Melakukan pengawasan terhadap lingkungan berbahaya 2. Melakukan pengawasan terhadap tindakan berbahaya 3. Menjaga pelaksanaan ketentuan keselamatan dan kesehatan kerja 4. Memeriksa dan merawat mobil pemadam kebakaran 5. Memeriksa dan merawat alat-alat pemadaman api ringan 6. Memeriksa dan merawat hydrant pemadam 7. Mencegah dan mengatasi terjadinya kebakaran 8. Mencegah dan menolong terjadinya kecelakaan kerja 9. Melaksanakan program TQC (Total Quality Control) Alat-alat keselamatan kerja antara lain helm pengaman, pelindung mata, perlindungan badan (baju tahan panas, jaket karet, jaket hujan, dan rompi kulit), perlindungan tangan (kaos tangan karet, kaos tangan kulit, kaos tangan kain, dan kaos tangan kombinasi), pelindung kaki, pelindung pernafasan, pelindung telinga (peredam suara). Pada bagian-bagian tertentu dipasang rambu-rambu K3 untuk pencegahan terjadinya kecelakaan kerja.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

16 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

BAB II DESKRIPSI PROSES

A.

Konsep Proses

1.

Definisi Semen Semen adalah pengikat hidrolis, dimana jika bercampur dengan air akan

membentuk suatu pasta yang akan mengeras karena adanya hidrasi. (Locher and Kropp, 1986) 2.

Komposisi semen Semen Portland terutama terdiri dari oksida kapur (CaO), oksida silika (SiO2),

oksida alumina (Al2O3), dan oksida besi (Fe2O3). Kandungan dari keempat oksida kurang lebih 95% dari berat semen dan biasanya disebut “major oxides”, sedangkan sisanya sebanyak 5% terdiri dari oksida magnesium (MgO) dan oksida lain. Keempat oksida utama pada semen akan membentuk senyawa-senyawa yang biasa disebut: 1) Trikalsium Silikat, 3CaO. SiO2 disingkat C3S 2) Dikalsium Silikat, 2CaO. SiO2 disingkat C2S 3) Trikalsium Aluminat, 3CaO. Al2O3 disingkat C3A 4) Tetra Kalsium Alumino Ferrite, 4CaO. Al2O3. Fe2O3, disingkat C4AF Keempat senyawa tersebut mempunyai sifat sebagai berikut: 1) C3S Sifat C3S hampir sama dengan sifat semen, yaitu apabila ditambahkan air akan menjadi kaku dan dalam beberapa jam saja pasti akan mengeras. C3S menunjang kekuatan awal semen dan menimbulkan panas hidrasi ±500 joule/gram. Kandungan C3S pada semen portland bervariasi antara 35% - 55% tergantung pada jenis semen portland. 2) C2S Pada penambahan air segera terjadi reaksi, menyebabkan pasta mengeras dan menimbulkan sedikit panas yaitu ±250 joule/gram. Pasta yang mengeras, perkembangan kekuatannya stabil dan lambat pada beberapa

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

17 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

minggu, kemudian mencapai kekuatan tekan akhir hampir sama dengan C3S. Kandungan C2S pada semen Portland bervariasi antara 15% - 35% dan rata-rata 25%. 3) C3A Dengan air bereaksi menimbulkan panas hidrasi yang tinggi yaitu ±850 joule/gram. Perkembangan kekuatan terjadi pada satu sampai dua hari, tetapi sangat rendah. Kandungan C3A pada semen Portland bervariasi antara 7% - 15%. 4) C4AF Dengan air bereaksi dengan cepat dan pasta terbentuk dalam beberapa menit, menimbulkan panas hidrasi ±420 joule/gram. Warna abu-abu pada semen dipengaruhi oleh C4AF. Kandungan C4AF pada semen Portland bervariasi antara 5% - 10% dan rata-rata 8%. 3.

Sifat–sifat Semen Sifat-sifat semen antara lain sebagai berikut :

3.1. Sifat Fisika a.

Setting dan Hardening Proses setting dan hardening terjadi karena adanya pembentukan komponen

hidrat yang dihasilkan dari reaksi hidrasi. Semen apabila dicampur dengan air akan menghasilkan pasta yang elastis dan dapat dibentuk (workable), sampai beberapa waktu karakteristik dari pasta tersebut tidak berubah dan periode ini sering dinamakan dormant periode. Pada tahapan selanjutnya pasta mulai menjadi kaku walau masih ada yang lemah, tetapi sudah tidak dapat dikerjakan (unworkable), kondisi ini dinamakan initial set. Tahapan berikutnya pasta melanjutkan kekuatannya sehingga didapat padatan yang utuh, kondisi ini dinamakan final set. Proses pengerasan berjalan terus dan sejalan dengan waktu akan diperoleh kekuatan, proses ini dikenal dengan nama hardening. Hasil padatan tersebut biasa disebut hardened cement paste atau cement stone. Jika pada pasta semen ditambahkan pasir dan agregat maka sifat cement stone akan meningkat (Locher and Kropp, 1986). Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

18 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

b.

Hidrasi Semen Hidrasi semen merupakan reaksi yang terjadi antara senyawa semen dengan

air. Semen terdiri atas beberapa senyawa, dengan demikian hidrasi semen terdiri dari beberapa reaksi kimia yang berjalan bersamaan. Semen Pozzolan mempunyai kandungan utama yaitu C3S, C2S, C3A, C4AF, dan silika aktif pada bahan pozzolan yang ditambahkan. Adapun reaksi-reaksi senyawa tersebut dengan air adalah sebagai berikut : 

Hidrasi C3S dan C2S Reaksi hidrasi C3S dan C2S dengan air akan membentuk kalsium silika hidrat

(CSH) dan kalsium hidroksida. Kalsium silikat hidrat adalah kristal yang bentuknya berupa padatan yang sering disebut tube morite gel. Dengan adanya Ca(OH)2 pasta semen mempunyai kebasaan yang tinggi.



C3 S

+

H2O

→

CSH

+

Ca(OH)2

C2 S

+

H2O

→

CSH

+

Ca(OH)2

Hidrasi C3A Hidrasi C3A akan menghasilkan kalsium aluminat hidrat (CAH) yang

kristalnya berbentuk kubus. Reaksi hidrasi C3A sangat cepat sehingga pasta semen cepat mengeras yang disebut dengan false set, untuk mencegahnya, perlu ditambah gypsum (CaSO4.2H2O). Mula-mula C3A akan bereaksi dengan gypsum menghasilkan kalsium sulfo aluminat (C3A.3CaSO4.31H2O) dimana kristalnya berbentuk jarum dan lebih stabil disebut dengan ettringite yang akan membungkus permukaan sendiri dengan C3A, sehingga menyebabkan reaksi hidrasi terlambat. Namun akibat peristiwa osmosis lapisan ini akan pecah dan reaksi hidrasi C3A akan terjadi lagi. Peristiwa ini terjadi pada dormant periode. Namun, setelah gypsum bereaksi semua, baru terbentuk kalsium aluminat hidrat (C3A.6H2O). C3A + 3CaSO4 + 32H2O →C3A.3CaSO4.32H2O (Ettringite), menunda pengerasan C3 A +

H2 O

→ CAH + panas tinggi

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

19 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.



Hidrasi C4AF Reaksi hidrasi C4AF air akan membentuk kalsium aluminoferrit hidrat dan

kalsium hidroksida. Reaksi: C4AF

+

H2O

→

CAFH

+ Ca(OH)2

C4AF + 2Ca(OH)2(s) + 4H2O(l) → 3CaO.Al2O3.3H2O(s) + 3CaO.Fe2O3.3H2O(s) 

Pozzolan Bahan pozzolan mengandung silika aktif dan alumina, dan jika bertemu

dengan kalsium hidroksida dan air juga akan mengalami reaksi hidrasi membentuk calcium silica hydrat dan tetra calcium alumina hydrat. SiO2

+

Ca(OH)2 +

Air

→

CSH

Faktor-faktor yang mempengaruhi hal tersebut antara lain: 1)

Kehalusan dari semen

2)

Jumlah air yang digunakan

3)

Temperatur

4)

Additive



Panas Hidrasi Hidrasi merupakan reaksi eksotermis. Panas hidrasi merupakan panas yang

terjadi selama semen mengalami proses hidrasi. Pada komposisi kimia semen yang menghasilkan panas hidrasi terbesar adalah C3A, sedangkan C2S menghasilkan panas hidrasi yang terkecil (tabel II.1). Panas hidrasi yang terlalu tinggi akan menimbulkan keretakan pada beton. Hal ini disebabkan panas yang timbul sulit dilepaskan dan terjadi pemuaian, kemudian pada proses pendinginan akan mengalami keretakan yang diakibatkan oleh adanya penyusutan. Tabel II.2 menunjukkan perbandingan panas hidrasi yang ditumbulkan dari semen Portland dan semen Pozzolan.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

20 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Tabel II.1 Panas Hidrasi Komponen dalam Semen Komponen Panas Hidrasi (J/g) C3 S

500

C2 S

250

C3 A

1340

C4AF

420

CaO

1150

MgO

840 Sumber: Locher and Kropp, 1986.

Tabel II.2 Perbandingan Panas Hidrasi Tipe Semen

Panas Hidrasi (J/g)

Semen Portland

375 – 525

Semen Pozzolan

315 – 420 Sumber: Locher and Kropp, 1986.

Bila semen dengan kekuatan awal tinggi dan panas hidrasi besar, kemungkinan terjadi retak-retak pada beton. Hal ini disebabkan panas yang timbul sulit dilepaskan dan terjadi pemuaian, kemudian pada proses pendinginan akan mengalami keretakan yang diakibatkan oleh adanya penyusutan. c.

Kuat Tekan (Strength) Kuat tekan merupakan kemampuan semen menahan suatu beban tekan.

Cement gel merupakan dasar kekuatan semen. Cement gel terbentuk dari rangka lanjutan calcium silicate hydrat dan calcium aluminate hydrat. (Locher and Kropp, 1986) Kuat tekan semen sangat dipengaruhi oleh komponen kimia semen yaitu C3S dan C2S. Untuk komponen C3S memberikan kuat tekan awal pada semen sedangkan untuk C2S kuat tekan akhir yang hampir sama dengan C3S. Komponen C3A berpengaruh pada kecepatan pengerasan semen dan C3AF berpengaruh pada warna semen. (Austin, 1985)

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

21 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Faktor yang mempengaruhi kuat tekan semen adalah: 1.

Kehalusan semen, makin halus ukuran partikel semen maka kuat tekan yang dimiliki akan semakin besar.

2.

Pori-pori, makin tinggi pori-pori semakin rendah kekuatan semen.

3.

Senyawa C3S dan C2S pada semen, senyawa C3S akan memberikan kekuatan awal pada semen, sedangkan untuk C2S memberikan pengaruh kekuatan akhir pada semen.

d.

Daya Tahan Semen terhadap Asam Sulfat Pada umumnya daya tahan beton terhadap asam sulfat sangat lemah, sehingga

mudah terdekomposisi. Senyawa sulfat bereaksi dengan Ca(OH)2 dan calcium aluminate hydrat, sehingga akan terjadi pengembangan volume dan menyebabkan terjadinya keretakan pada beton. Oleh sebab itu, dibuatlah jenis semen lain yang dapat mengatasi masalah tersebut, biasanya dipergunakan untuk daerah dengan kadar asam sulfat tinggi, misalnya daerah pantai. Semen tahan sulfat adalah semen yang mengandung C3A rendah atau slag tinggi (minimal 65%). (Locher and Kropp, 1986) e.

False Set False Set adalah kekakuan yang cepat (abnormal premature setting) terjadi

beberapa menit setelah penambahan air. Plastisitas adukan dapat diperoleh kembali dengan pengadukan tanpa penambahan air. Penyebab terjadinya false set: 1.

Dehidrasi gypsum, terjadi apabila gypsum ditambahkan ke dalam klinker yang terlalu panas. Karena gypsum berubah menjadi gypsum semi hidrat atau anhidrat yang bila dicampur dan diaduk dengan air akan terbentuk gypsum kembali dan adukan menjadi kaku.

2.

Reaksi alkali selama penyimpanan dengan karbonat.

3.

Alkali karbonat bereaksi dengan Ca(OH)2 kemudian mengendap dan menimbulkan kekakuan pada pasta.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

22 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

4.

C3S bereaksi dengan udara (Airation) pada kelembaban yang tinggi dan pada waktu penambahan air terjadi reaksi yang sangat cepat sehingga menimbulkan false set.

3.2. Sifat Kimia Semen a.

Loss On Ignition (LOI) LOI dipersyaratkan untuk pencegahan mineral-mineral yang dapat diuraikan

dengan pemijaran karena kristal mineral-mineral tersebut pada umumnya mengalami perubahan dalam periode yang panjang. Proses ini dapat menimbulkan kerusakan pada batu setelah beberapa tahun kemudian. b.

Insoluble Residue Insoluble residue adalah impuritas sisa setelah semen tersebut direaksikan

dengan asam klorida (HCl) dan natrium karbonat (Na2CO3). Insoluble residu dibatasi untuk upaya pencegahan tercampurnya semen Portland dengan bahanbahan alami lainnya dan tidak dapat dibatasi dari persyaratan fisika. c.

Modulus Semen Modulus semen adalah bilangan yang menyatakan perbandingan kuantitatif

dari senyawa-senyawa CaO, SiO2, Al2O3 dan Fe2O3. Perhitungaan modulus semen ini bertujuan untuk menentukan perbandingan jumlah dari masing-masing bahan mentah dalam penyiapan umpan kiln (kiln feed) sehingga diharapkan akan diperoleh terak/klinker dengan komposisi yang dikehendaki. Komposisi terak yang berbeda akan menghasilkan sifat semen yang berbeda pula. Beberapa modulus semen yang biasa digunakan adalah sebagai berikut: i.

Hydraulic Modulus (HM) Hydraulic Modulus merupakan perbandingan antara CaO dengan SiO2, Al2O3

dan Fe2O3. Nilai HM antara 1,7 - 2,3.

HM 

CaO SiO 2  Al2O3  Fe2O3

Hydraulic Modulus yang tinggi menyebabkan : 1. Umpan kiln sulit dibakar, sehingga kebutuhan panas pembakaran tinggi.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

23 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

2. kadar free lime tinggi, sehingga dapat menyebabkan retak-retak saat semen diaplikasikan. 3. kekuatan awal tinggi. Hydraulic Modulus yang rendah menyebabkan: 1. klinker mudah dibakar karena fluxing material berlebih. 2. kekuatan awal rendah. 3. kandungan C3S, C3A, C4AF turun. ii.

Silica Ratio (SR) SR yaitu perbandingan antara SiO2 dengan total Al2O3 dan Fe2O3. Nilai SR

berkisar antara 1,9 – 3,2.

SR 

SiO 2 Al2O3  Fe2O3

SR yang tinggi menyebabkan: 1. klinker sulit dibakar, sehingga memerlukan suhu yang lebih tinggi. 2. komposisi C3A dan C4AF turun. 3. komposisi C2S dan C3S naik. 4. fase meningkat karena suhu tinggi sehingga dapat merusak coating. 5. merusak batu tahan api. 6. memperlambat pengerasan semen. SR yang rendah menyebabkan: 1. klinker mudah dibakar. 2. komposisi C3A dan C4AF naik. 3. komposisi C2S dan C3S turun, sehingga burnability factor rendah. 4. mempercepat pengerasan semen. iii.

Alumia Ratio (AR) AR merupakan perbandingan antara Al2O3 dengan Fe2O3. Nilai AR biasanya

antara 1,5 - 2,5.

SR 

Al2O3 Fe2O3

Alumina ratio yang tinggi menyebabkan: Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

24 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

1. klinker sulit dibakar, sehingga membutuhkan suhu yang lebih tinggi. 2. kadar C3A dan C4AF naik. 3. pengerasan semen cepat dan kekuatan awal tinggi. Alumina ratio yang rendah menyebabkan: 1. klinker mudah dibakar. 2. kadar C4AF turun karena Al2O3 kurang. 3. terdapat sisa Fe2O3. 4. warna semen kurang gelap. iv.

Lime Saturation Factor (LSF) LSF adalah perbandingan antara CaO dalam raw meal dengan jumlah CaO

maksimum yang dibutuhkan untuk mengikat oksida-oksida yang lain. LSF dapat dicapai jika semua silika telah terikat sebagai C3S, semua oksida besi terikat dengan jumlah equivalen dengan alumina membentuk C4AF, sedangkan sisa alumina membentuk C3A. LSF yang tinggi pada umpan kiln akan menyebabkan pembakaran klinker menjadi lebih sulit.

LSF 

100 CaO 2,8SiO2  1,1 Al2O3  0,7 Fe2O3

Jika LSF < 89 menyebabkan terak mudah dibakar, kadar free lime rendah, liquid fase berlebihan sehingga cenderung membentuk ring dan coating ashing, potensial C3S rendah, C2S tinggi, dan panas hidrasi semen rendah. jika LSF > 98 menyebabkan terak sulit dibakar, kadar free lime tinggi, temperature burning zone tinggi, potensial kadar C3S tinggi, dan panas hidrasi tinggi. Nilai LSF standar semen Portland antara 0,90 – 0,95. v.

Burnability Index (BI) Burnability index dihitung berdasarkan komponen klinker yang penting yaitu

C3S, C4AF, dan C3A. Dalam rumus berikut akan terlihat bahwa kandungan C3S yang tinggi dengan kandungan C4AF atau C3A yang rendah akan menyebabkan klinker sulit dibakar. Jadi makin besar nilai BI, makin sulit pembakaran klinker.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

25 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

BI 

vi.

C3S C4 AF  C3 A

Burnability Factor (BF) Untuk kiln feed yang tidak mengandung magnesia atau alkali, nilai BF

dihitung berdasarkan persamaan berikut: BF = LSF + 10.SR Persamaan di atas juga berlaku untuk kiln feed yang kandungan magnesia dan alkalinya tidak berubah, sedangkan untuk kiln feed yang kandungan magnesia atau alkalinya berubah 1% atau lebih, nilai BF dihitung berdasarkan persamaan berikut: BF= LSF + 10.SR – 3(MgO + Alkali) Nilai BF bertambah besar jika LSF atau SR meningkat, sedangkan kandungan MgO atau alkali menurun. Makin besar nilai BF, makin sulit pembakaran klinker.

4.

Jenis-jenis Semen

a.

Semen Portland Di Amerika Serikat terdapat lima tipe umum semen portland yang memiliki

spesifikasi tertentu dan didesain oleh ASTM Specification C 150-63 sebagai berikut: b.

Tipe I/Ordinary Portland Cement (OPC) Semen ini digunakan untuk semua konstruksi umum yang tidak

membutuhkan sifat-sifat khusus misalnya rumah dan gedung-gedung perkantoran. c.

Tipe II/Moderate Heat Cement Digunakan untuk konstruksi dengan persyaratan panas hidrasi dan tahan

sulfat yang sedang. d.

Tipe III/High Early Strength Cement Digunakan untuk konstruksi dengan persyaratan kekuatan awal yang tinggi.

Kekuatan awal semen tergantung oleh jumlah C3S. Untuk meningkatkan kandungan C3S maka semen tipe III ini memiliki kandungan perbandingan limesilica dan kehalusan yang lebih tinggi dibandingkan semen tipe OPC. (Austin, 1984) Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

26 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

e.

Tipe IV/Low Heat Portland Cement Semen Portland jenis ini memiliki panas hidrasi yang rendah,oleh karena itu

kandungan C3S dan C3A lebih sedikit dibanding jenis semen Portland lain. Konsekuensinya kandungan C4AF mejadi lebih tinggi. Kandungan C3S yang rendah mengakibatkan kekuatan awalnya sangat rendah. (Austin, 1984) f.

Tipe V/Sulfate Resistance Portland Cement Semen tipe V memiliki sifat tahan sulfat yang tinggi. Semen ini memiliki

kandungan C3A yang rendah. Tabel II.3 Tipe dan Komposisi Semen Portland Komposisi (%) Tipe Semen C3S

C2S

C3A

C4AF

I

55

19

10

7

II

51

24

6

11

III

56

19

10

7

IV

28

49

4

12

V

38

23

4

9 Sumber: Austin, 1975.

g.

Portland Pozzolan Cement (PPC) Semen jenis ini dibuat dengan cara menggiling terak semen portland dengan

bahan yang memiliki sifat pozzolan baik, yang berasal dari alam maupun buatan. Kekuatan awal PPC lebih rendah dari OPC, namun seiring bertambahnya waktu kekuatannya akan bertambah hingga mencapai kekuatan akhir yang dapat lebih tinggi dari OPC. Hal ini disebabkan karena kandungan silika aktif dalam pozzolan yang dapat bereaksi dengan CaO selama proses hidrasi semen membentuk kalsium silika hidrat. (Bogue, 1968) Sifat-sifat yang dimiliki semen pozzolan antara lain: 1) Panas hidrasi rendah 2) Tahan sulfat dan air laut (Bogue, 1968). Sifat-sifat tersebut menyebabkan PPC sesuai untuk bangunan di tepi laut atau rawa, irigasi dan pencoran beton massa. Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

27 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

h.

High Allumina Cement (Semen Alumina Tinggi) High Allumina Cement adalah semen yang mengandung kalsium alumina

tinggi dan dibuat dengan cara melebur campuran batu kapur dan bauxite. Bauxite biasanya mengandung oksida besi, silika, magnesia, dan impuritas lainnya. Semen tipe ini memiliki sifat tahan air laut, sulfat, dan asam. Selain itu memiliki kuat tekan tinggi dalam waktu singkat, dan tahan suhu tinggi, oleh sebab itu semen tipe ini cocok digunakan untuk pabrik kimia, tambang, dan penyusun furnace. (Bogue, 1968) i.

Oil Well Cement Oil Well Cement adalah semen Portland yang dicampur dengan bahan retarder

khusus seperti asam borat, kasein, lignin, gula atau organic hydoxid acid. Retarder berfungsi untuk mengurangi kecepatan pengeringan semen sehingga adukan dapat dipompakan ke dalam sumur minyak atau gas. OWC bersifat tahan terhadap tekanan dan suhu tinggi. Kegunaan OWC: 1) melindungi ruangan antara oil well casing dengan karang atau tanah di sekelilingnya. 2) pelindungi oil well casing terhadap serangan air yang korosif. 3) menyangga oil well casing sehingga mengurangi tegangan dalam pipa baja. 4) menyumbat aliran air yang akan masuk ke dalam sumur minyak. j.

Blended Cement (Semen Campuran) Semen ini dibuat dengan menambahkan bahan-bahan lain ke dalam semen

Portland. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan sifat-sifat baik yang tidak dimiliki semen Portland. (Shukla and Pandey, 1977) k.

White Portland Cement/WPC (Semen Portland Putih) White Cement dibuat dari bahan mentah yang mengandung oksida besi dan

oksida magnesia serendah mungkin. Semen putih banyak digunakan untuk bangunan arsitektur dan dekorasi yang memerlukan warna dasar putih. WPC dapat juga digunakan untuk melapisi permukaan dinding atau lantai beton cor. (Shukla and Pandey, 1977)

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

28 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

l.

Masonary Cement Semen ini dibuat dari penggilingan klinker semen Portland, kapur halus dan

pasir. Sifat-sifat yang dimiliki oleh masonary cement adalah workability, daya plastisnya tinggi, dan ekspansinya rendah. Semen jenis ini digunakan untuk bangunan di daerah dingin sebab masonary cement memiliki perubahan volume kecil pada suhu yang berubah-ubah. (Shukla and Pandey, 1977) m.

Expanding Cement Berbeda dengan jenis semen lainnya, semen tipe ini justru memiliki sifat

expanding pada awal pengerasan. Expanding Cement cocok digunakan untuk menambal beton yang tua. Namun semen ini tidak dianjurkan untuk bangunan yang terkena air larut secara langsung. Expanding Cement dibuat dari 70% klinker, 10% expanding medium seperti calcium sulfoaluminate (campuran dari 50% gipsum, 25% bauxite¸dan 25% chalk) dan 20% stabilizing agent seperti granulated slag. (Shukla and Pandey, 1977)

5.

Teknologi Pembuatan Semen Ditinjau dari kadar air umpan yang masuk raw mill, maka proses pembuatan

semen dibagi menjadi empat macam: a. Proses basah b. Proses semi basah c. Proses semi kering d. Proses kering 5.1

Proses Basah (Wet Process) Pada proses ini umpan kiln berupa slurry dengan kadar air 25% - 40%. Kiln

yang digunakan untuk proses basah mempunyai ukuran yang panjang dan memerlukan zona dehidrasi. Zona dehidrasi diperlukan untuk mengeringkan kadar air yang cukup tinggi sehingga diperlukan panas yang besar. Secara singkat langkah proses pembuatan semen dengan metode ini adalah sebagai berikut: a. Penyiapan bahan Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

29 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Batu kapur dihancurkan lalu disimpan dalam gudang, sedangkan tanah liat dilumatkan dengan air kemudian dimasukkan dalam tangki tanah liat sambil diaduk supaya tidak mengendap. Pasir silika dan pasir besi disimpan dalam tempat penimbunan masing-masing. b. Pengolahan bahan Batu kapur, pasir silika dan pasir besi dicampur dan digiling dengan sejumlah air kemudian ditambahkan ke dalam tangki pencampur (blending tank) bersama lumatan tanah liat sambil terus diaduk supaya tetap homogen. c. Pembakaran Bahan yang telah dicampur kemudian dipompakan melalui pipa- pipa ke dalam kiln untuk dibakar pada suhu 1350°C - 1400°C. Selama proses pembakaran akan terjadi penguapan air, pelelehan bahan dan reaksi pembentukan material klinker. Setelah dibakar, bahan kemudian didinginkan sehingga diperoleh klinker padat. d. Penggilingan Klinker padat dicampur dengan gypsum lalu digiling bersama untuk menjadi semen. Semen hasil penggilingan ini kemudian dipindahkan ke dalam silo-silo penyimpanan semen. e. Pengantongan Semen dimasukkan ke dalam kantong dengan berat tertentu yaitu 50 kg. Semen yang telah dikemas kemudian siap diangkut dan dipasarkan. Keuntungan proses basah: 

Pencampuran umpan kiln lebih mudah karena berbentuk slurry.



Debu yang dihasilkan sedikit (kurang menyebabkan pencemaran udara). Kerugian proses basah:



Membutuhkan bahan bakar yang banyak karena memerlukan panas yang besar.



Kiln yang dipakai lebih panjang, karena terdapat dehydration zone.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

30 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

5.2

Proses Semi Basah Pada proses semi basah, batu kapur, pasir besi, dan pasir silika dipecah,

kemudian pada unit homogenisasi ditambahkan buburan tanah liat dan air dalam jumlah tertentu hingga terbentuk slurry dengan kadar air 15% - 25%. Sebelum diumpankan ke unit pembakaran terlebih dahulu disaring dengan filter press. Filter cake yang terbentuk (berupa pellet) siap dikalsinasi dengan long rotary kiln. Keuntungan proses semi basah adalah: a. Komposisi umpan lebih homogen dibanding dengan proses kering. b. Debu yang dihasilkan relatif sedikit. Kerugian proses semi basah adalah: a. Kiln yang digunakan lebih panjang dibanding kiln pada proses kering. b. Membutuhkan alat filter yang kontinyu untuk menyaring umpan yang berupa slurry. 5.3

Proses Semi Kering (Semi-Dry Process) Umpan kiln pada proses ini berupa tepung (serbuk) kering, lalu dengan alat

granulator (pelletizer) disemprot dengan air untuk dibentuk menjadi granular dengan kadar air 10% - 12%. Tahap-tahap pembuatan dengan proses semi kering: Tahap pengolahan awal sama dengan proses kering sampai pada tahap penyiapan kiln feed. Setelah itu kiln feed ditambah 10% - 15% air hingga menjadi nodule kecil. Nodule kemudian diumpankan dalam traveling grate calciner supaya terkalsinasi sebagian sebelum diumpankan ke dalam kiln. Pemanasan nodule memanfaatkan gas panas dari kiln exit gas kemudian dilewatkan melalui bagian atas nodule. Setelah mengalami kalsinasi sebagian, bahan masuk ke dalam kiln untuk mengalami klinkerisasi. Klinker yang terbentuk kemudian didinginkan lalu digiling bersama bahanbahan tambahan untuk menjadi semen siap kemas. Keuntungan proses semi kering adalah ukuran klinker yang keluar kiln seragam dan panas pembakaran lebih kecil dibanding proses basah.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

31 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Kerugian proses semi kering membutuhkan alat yang cukup banyak dan dalam prosesnya menghasilkan debu oleh karena itu diperlukan alat penyaring debu. 5.4

Proses Kering (Dry Process) Umpan masuk kiln berupa bubuk kering dengan kadar air pada bahan baku

0,5% - 1%. Secara singkat langkah proses pembuatan semen dengan metode ini adalah sebagai berikut : a. Penyimpanan bahan Limestone ditambang dengan peledakan kemudian ditransportkan ke hammer crusher untuk memperkecil ukurannya menjadi kurang dari 30 mm. Material kemudian dibawa dan disimpan dalam bentuk pile (timbunan). Untuk clay juga diperoleh dari pertambangan, tetapi cara pengambilannya dilakukan dengan penggarukan. Batu kapur dan tanah liat yang sudah dihancurkan kemudian dipindahkan ke silo-silo penyimpanan bahan baku. Demikian pula pasir besi, pasir silika, dan batu kapur high grade sebagai bahan koreksi disimpan dalam silo masing-masing. b. Pengolahan bahan Bahan dari silo-silo penyimpanan bahan baku masing-masing ditimbang sesuai proporsi yang telah ditentukan, selanjutnya diumpankan ke dalam mesin penggiling. Untuk proses kering, raw material digiling bersamaan dalam grinding mill. Material yang sudah digiling memiliki kehalusan 170 mesh dengan 10% - 20% tertahan di ayakan dan kandungan air sekitar 0,4%. Oleh sebab itu pada grinding mill, selain mengalami proses penggilingan material juga mengalami proses pengeringan. Udara panas didapatkan dari kiln yang suhunya berkisar antara 100°C - 280°C. Setelah halus, bahan dimasukkan ke silo pencampur (homogenizing silo) dan di dalam silo-silo ini bahan dicampur sampai menjadi homogen untuk selanjutnya disimpan di dalam silo-silo pengumpan (kiln feed silo). Sedangkan untuk proses basah, raw material dari pile diumpankan ke grinding mill. Di dalam grinding mill, material ditambah air sehingga akan berbentuk slurry yang Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

32 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

mempunyai kandungan air sekitar 30%. Slurry tersebut kemudian disimpan dalam wash mill dan selama penyimpanan dihomogenkan dengan pengadukan. c. Pembakaran Bahan dari homogenizing silo diumpankan ke preheater supaya mengalami pemanasan awal, yang meliputi penguapan air bebas dan pelepasan air hidrat dalam clay menurut reaksi: Al2O3.2 SiO2.xH2O → Al2O3 + 2 SiO2 + xH2O Bahan melewati ducting masuk dalam preheater melalui saluran (ducting) kemudian dibawa oleh gas panas dari bawah menuju ke cyclone I. Transfer panas terjadi ketika bahan dibawa bersama gas melewati ducting secara searah. Dari cyclone I, bahan turun menuju ducting di bawahnya lalu dibawa menuju cyclone II. Bahan kemudian turun lagi melalui ducting dibawah cyclone II dan dibawa menuju cyclone III. Dari cyclone III, bahan dibawa menuju cyclone IV. Dari cyclone IV, bahan masuk ke calciner untuk mengalami reaksi kalsinasi. Bahan dari calciner kemudian masuk ke kiln untuk mengalami proses pembakaran. Pada proses pembakaran terjadi pembentukan senyawa-senyawa penyusun semen yaitu C3S, C2S, C3A, dan C4AF. Setelah keluar dari kiln, klinker didinginkan mendadak dalam cooler dan disimpan dalam clinker storage. Pendinginan dilakukan pada suhu kurang dari 1000°C. d. Penggilingan akhir (finish mill) Setelah klinker didinginkan di dalam cooler selanjutnya dilakukan penggilingan akhir. Pada proses ini dilakukan penambahan gypsum sebanyak 4% – 5% dari berat klinker. Suhu klinker keluar dari cooler sekitar 100°C dan temperatur ini tidak turun banyak selama penyimpanan. Untuk mengatasi panas yang berlebih, biasanya digunakan air yang dispraykan ke finish mill. Semen yang keluar dari finish mill adalah 90% lolos ayakan 325 mesh. e. Pengantongan

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

33 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Dengan menggunakan mesin pengantongan, semen dimasukkan ke dalam kantong dengan berat standar. Kantong-kantong yang telah terisi kemudian diangkut dan siap untuk dipasarkan. Keuntungan proses kering:  Kiln yang digunakan relatif pendek.  Heat consumption rendah.  Kapasitas kiln besar. Kerugian proses kering:  Pencampuran umpan kiln kurang homogen dibandingkan proses basah.  Banyak menimbulkan debu.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

34 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

B.

Diagram Alir Proses

Batu kapur

Limestone crusher

Tanah liat

Clay cutter Raw mill

kiln

Pasir silika

Pasir besi Batu bara

Finish mill

packer Coal mill

konsumen

IDO

gypsum

Trass u/ PPC Zak kosong Gambar II.1 Blok Diagram Proses Pembuatan Semen

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

35 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

C.

Langkah-langkah Proses Proses pembuatan semen ada dua macam yaitu proses basah dan proses

kering. Proses pada PT Semen Indonesia (Persero) Tbk., Pabrik Tuban adalah proses kering. Alasan dihentikannya proses basah adalah penggunaan bahan bakar dan biaya operasional terlalu tinggi. Proses kering menggunakan prinsip preblending dan homogenasi umpan tanur dalam keadaan kering (kadar air 0,1% – 1%), untuk penghilangan air dilakukan pra pemanasan di luar kiln, yaitu pemanas awal (preheater). Proses pemanasan awal dilakukan dengan memanaskan material dengan jalan mensuspensikan material ke dalam aliran gas panas. Prinsip pencampuran suspensi ini dapat dilakukan dengan mudah dan dapat dilakukan secara vertikal dan bertingkat. Keuntungan proses kering adalah kiln yang digunakan relatif pendek, kebutuhan energi rendah sehingga konsumsi bahan bakar relatif lebih sedikit, kapasitas besar, dan biaya operasi rendah. Sedangkan kerugian proses kering adalah kadar air sangat mengganggu operasi karena material menjadi lengket, impuritas alkali menyebabkan penyempitan pada saluran, campuran kurang homogen, dan banyak debu yang dihasilkan, maka dibutuhkan penangkap debu. (Duda, 1985) Secara garis besar proses pembuatan semen dibagi dalam lima tahap produksi, yaitu penyiapan bahan mentah, pengolahan bahan, pembakaran, penggilingan, serta pengisian dan distribusi. Batu kapur (80%) diambil dari quarry, diangkut dan dihancurkan dengan alat pemecah batu kapur (limestone crusher), dicampur dengan tanah liat (15%) yang diambil, diangkut dan diiris dengan clay cutter, kemudian campuran yang disebut batu kapur mix tersebut disimpan di mix storage dalam bentuk pile. Pasir silika dan copper slag diperoleh dari pemasok. Kemudian dilakukan pengolahan bahan mentah, yaitu bahan mentah dicampur dengan proporsi tertentu, digiling dan dikeringkan pada mesin penggiling (vertical roller mill), sehingga menjadi tepung dan disimpan di silo umpan (homogenizing silo). Dalam tahap pembakaran, tepung umpan kiln diumpankan ke pemanas awal (preheater), dibakar dalam tanur putar (rotary kiln) agar membentuk terak sampai temperatur 1400°C, didinginkan secara mendadak pada cooler dan disimpan pada

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

36 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

penampung terak (clinker dome). Selanjutnya terak yang ditambah dengan gypsum dan atau tambahan lain pada proporsi tertentu digiling pada mesin penggiling (ball mill) dengan kehalusan tertentu menjadi semen dan disimpan pada silo-silo semen. Semen dikemas dengan berat 40 kg, 50 kg, atau curah, pada unit pengisian (packing plant), dan siap didistribusikan melalui darat maupun laut (Arsa, 1995). Tahaptahap pembuatan semen secara detail dijelaskan sebagai berikut: 1.

Persiapan Bahan Bahan baku pembuatan semen terdiri dari 2 komponen, yaitu bahan baku

utama dan bahan tambahan. Bahan baku utama yang digunakan adalah batu kapur (kemurnian 55% – 60%) dan tanah liat (kemurnian 65% – 70%), yang dipenuhi sendiri oleh PT Semen Indonesia (Persero) Tbk., Pabrik Tuban. Sedangkan bahan tambahan, yaitu copper slag (kemurnian minimal 75%) dan pasir silika (kemurnian 85% – 90%) didatangkan dari luar seperti PT Copper Smelting Gresik, Tuban dan Madura. Untuk bahan penolong berupa gypsum dan trass didatangkan dari Petrokimia Gresik. Pada unit penyiapan bahan ini meliputi penyiapan bahan berupa batu kapur dan tanah liat dari penambangan sampai pada pemecahan awal. a.

Persiapan Batu Kapur Batu kapur diperoleh dengan cara ditambang. Daerah penambangan batu

kapur terletak di daerah Sumberarum, Pongpongan, dan tanah milik perhutani Sebelum pengambilan batu kapur ini dimulai, sampel batu kapur terlebih dahulu dibawa ke laboratorium agar diketahui kualitasnya. Tahap-tahap penambangan batu kapur adalah sebagai berikut: i.

Pembersihan (Clearing) Pembersihan permukaan tanah dari kotoran, seperti semak-semak dan

rumput-rumputan dilakukan dengan menggunakan buldozer. ii.

Pengupasan (Stripping) Pengupasan tanah atas sampai ke permukaan gunung berkapur bisa mencapai

1 – 2 m permukaan tanah dari semak-semak dan rumput-rumputan dengan buldozer

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

37 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

dan shovel. Tujuan pengupasan ini adalah menghilangkan lapisan tanah yang tidak berguna karena dapat mengurangi persentase kandungan kapur. iii.

Pengeboran (Drilling) Pengeboran adalah tahap pembuatan lubang-lubang untuk menanam bahan

peledak. Jarak dan kedalaman lubang bor disesuaikan dengan kondisi operasi penambangan. Peralatan untuk pengeboran adalah crawl drill dan kompresor. iv.

Peledakan (Blasting) Langkah pertama peledakan adalah mengisi lubang hasil pengeboran dengan

bahan peledak. Beberapa lubang tidak diisi dengan peledak bertujuan untuk peredam getaran dan retakan karena ledakan. Bahan peledak adalah ANFO (Campuran 96% Amonium Nitrat dan 4% Fuel Oil) sebagai bahan peledak sekunder. Peledakan ini juga menggunakan power gel sebagai pemancing getaran selanjutnya (dinamit) dengan panjang 20 cm dan berat 200 gram. Sumber pemicu peledakan adalah elektrik detonator. v.

Pengerukan dan pemuatan (Loading) Batu kapur yang diledakkan dikeruk dan diangkut dengan alat angkut shovel

dan loader. vi.

Pengangkutan (Hauling) Pemindahan material dari area penambangan ke unit crusher menggunakan

dump truck. Ada dua macam hauling, yaitu hauling load (pengangkutan batu kapur ke pabrik menggunakan dump truck) dan hauling empty (dump truck kosong dari pabrik kembali ke lokasi pengambilan batu kapur). vii.

Penghancuran (Crushing) Proses penghancuran batu kapur dilakukan dengan limestone crusher tipe

hammer mill (CR-1). Di dalam crusher batu kapur mengalami size reduction dari ukuran maksimal 120 cm menjadi 10 - 20 cm. Limestone dibawa dari area penambangan oleh dump truck dan diumpankan ke dalam hopper crusher (HP-1) masing-masing berkapasitas 75 ton. Selanjutnya

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

38 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

limestone dibawa dari hopper crusher (HP-1) melewati wobbler feeder (FE-1), material yang berukuran kurang dari 90 mm akan jatuh ke belt conveyor (BC-1), sedangkan material yang besar akan masuk ke crusher (CR-1) dengan kapasitas 700 – 900 ton/jam. Di dalam limestone crusher material mengalami size reduction, yaitu bongkahan-bongkahan besar limestone dengan ukuran 1200 x 1200 mm akan dihancurkan menjadi produk crusher dengan ukuran 90% dari produk berukuran 7 – 8 cm. Kedua produk crusher tersebut akan jatuh ke belt conveyor (BC-1). Produk limestone crusher dengan kadar CaCO3 88% – 92% (medium grade) yang mengandung CaO 50% – 53% dicampur dengan produk Clay Crusher (CR-2) di dalam belt conveyor (BC-3). Kemudian campuran batu kapur dan tanah liat ditimbang oleh belt scale system di atas belt conveyor (BC-3) dan dibawa ke limestone and clay mix pile storage yang berkapasitas total 45.000 ton melalui belt conveyor (BC-4, dan BC-5) dan tripper (TR-1). Produk limestone Crusher dengan kadar CaCO3 lebih dari 93% (high grade) yang mengandung CaO 54% – 56% yang telah ditimbang oleh belt scale system yang terdapat di atas belt conveyor (BC-3) langsung dibawa ke limestone pile storage yang berkapasitas 10.000 ton melalui belt conveyor (BC-4, dan BC-5, dan BC-6) dan vibrating feeder (VF-1). b.

Persiapan Tanah Liat Sebelum dilakukan penambangan, tanah liat diambil untuk sampel. Sampel

tanah liat tersebut akan diuji di laboratorium sehingga dapat diketahui kualitas dan kandungannya. Tanah liat dibawa dari area penambangan oleh dump truck dan diumpankan ke dalam clay hopper (HP-2), selanjutnya diumpankan ke apron conveyor (AC-1). Dari apron conveyor (AC-1), tanah liat diumpankan ke clay crusher (CR-2) untuk dipotong-potong sehingga memudahkan proses pengeringan. Produk clay crusher (CR-2) dibawa belt conveyor (BC-2), kemudian dicampur dengan produk limestone crusher (CR-1) dan dibawa ke limestone and clay mix pile storage melalui belt conveyor (BC-3, BC-4, dan BC-5) dan tripper (TR-1) serta ditimbang oleh belt scale schenck weighting system yang terdapat pada belt conveyor (BC-3).

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

39 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

2.

Proses Unit Pengolahan Bahan Unit pengolahan bahan bertugas menyiapkan bahan mentah agar sesuai

dengan komposisi umpan kiln. Unit pengolahan dibagi menjadi 2, yaitu Raw Material Reclaiming dan Raw Grinding. a.

Raw Material Reclaiming Limestone dan clay produk dari crusher (CR-1 dan CR-2) dibawa belt

conveyor (BC-3, BC-4, dan BC-5) untuk disimpan di dalam limestone and clay mix pile storage yang berfungsi sebagai pre-blending (mixing bed). Sebagai alat stacking atau penumpukan digunakan tripper (TR-1) yang dipasang pada bagian bawah atap dari bangunan storage. Panjang pile material adalah 2 x 160 m yang akan diumpankan ke mix bin secara bergantian. Pile storage dilengkapi dengan reclaimer (RR) tipe bridge scrapper dengan harrow. Produk dari reclaimer (RR) dibawa belt conveyor (BC-7) dan dimasukkan ke dalam Mix Bin (BI-3). Komposisi material di Mix Bin (BI-3) dapat dituliskan pada Tabel II.4 berikut:

Tabel II.4 Komposisi Material di Mix Bin Komponen

Persen Massa

Mix

87,08%

Limestone

10,37%

Copper Slag

2,52%

Pasir Silika

0,03% Sumber: Central Control Room Tuban III, 2014

Copper slag dan pasir silika disimpan dalam open storage di-reclaim dengan front-end loader dimasukkan ke dalam Hopper (HP-3) dan selanjutnya dimasukkan ke dalam Bin (BI-1 dan BI-2) secara bergantian oleh Belt conveyor (BC-8). Pengeluaran copper slag dan pasir silika dari dalam Bin (BI-1 dan BI-2) diatur oleh Weight Feeder (WF-1 dan WF-2). Kadar limestone kadang tidak sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan, untuk itu perlu dikoreksi dengan penambahan limestone (CaCO3) high grade. Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

40 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Limestone and clay mix yang berada di dalam Bin pengeluarannya diatur oleh Apron Conveyor (AC-2), kemudian turun ke Mix Weight Feeder (WF-3) untuk ditimbang. Sedangkan pengeluaran limestone correction dari Bin (BI-4) diatur oleh Apron Conveyor (AC-3) dan ditimbang di Weight Feeder (WF-4). Keempat material tersebut kemudian diumpankan ke Roller Mill (RM-1) oleh Belt conveyor (BC-9, BC-10, dan BC-11). Belt conveyor dilengkapi dengan metal detektor untuk mendeteksi adanya metal terikut. b.

Raw Grinding Roller mill di pabrik Tuban adalah tipe Fuller Loesche, raw material mill

system ini dilengkapi dengan 3 buah mill fan system. Proses pengeringan raw material di dalam raw mill system menggunakan udara panas dari Suspension Preheater (SP) dan Grate cooler (GC) yang memiliki temperatur 230°C. Selain itu, raw mill system dilengkapi pula dengan air heater berbahan bakar IDO sebagai persediaan bila panas dari Suspension Preheater (SP) dan Grate Cooler (GC) tidak mencukupi atau bila kondisi kiln (KL) tidak beroperasi. Penggunaan air heater harus dibatasi seminimal mungkin karena biaya operasinya tinggi. Produk output dari Roller Mill (RM-1) mempunyai kehalusan 90% lolos ayakan 90 mikron dan kadar air kurang dari 1%. Produk tersebut dibawa aliran udara masuk ke dalam Cyclone (CN-1) akibat tarikan mill fan, 93% dari material akan terpisahkan dari aliran udara. Gas yang keluar dari Cyclone (CN-1) kemudian dilepas ke Stack (SK-1) melalui Electrostatic Presipitator (EP-1). Sisa produk yang masih ada diambil oleh Electrostatic Presipitator (EP-1), sedangkan gas yang telah bersih dibuang ke udara melalui Stack (SK-1). Kedua produk dari Electrostatic Presipitator (EP-1) dan Cyclone (CN-1) dibawa oleh Air Slide (AS-1, AS-2, AS-3, dan AS-4), Screw Conveyor (SC-1 dan SC-2), dan Bucket elevator (BE-1) ke Blending silo (BS-1 dan BS-2). Umur material dalam Blending silo adalah ± 4 jam. Pembakaran tidak sempurna pada kiln (KL) atau Suspension Preheater (SP) menghasilkan gas CO yang sebagian akan masuk ke dalam Roller Mill (RM-1). Kondisi ini akan meningkatkan suhu Electrostatic Presipitator (EP-1) secara drastis. Untuk pencegahan kerusakan alat, maka dust tertampung dalam Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

41 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Electrostatic Presipitator (EP-1) harus dilepas ke udara. Kinerja Electrostatic Presipitator (EP-1) dipengaruhi oleh beberapa parameter yaitu temperatur masuk EP, kondisi saat raw mill down, dan peralatan yang berhubungan dengan dust transport. Pengambilan sampel produk Roller Mill (RM-1) sebelum disimpan ke dalam Blending silo (BS-1 dan BS-2) melalui alat sampel otomatis, yang terdapat pada air slide dan dibawa oleh sampel transport ke laboratorium. 3.

Proses Unit Pembakaran Unit pembakaran merupakan unit utama sehingga perlu penanganan serius

karena kualitas semen yang dihasilkan sangat ditentukan oleh keberhasilan unit ini. Unit pembakaran mempunyai beberapa sub bagian, yaitu blending silo dan kiln feed, suspension preheater, rotary kiln, dan grate cooler. a.

Penyediaan Bahan Bakar (Coal mill) Batubara bahan bakar di PT Semen Indonesia., Pabrik Tuban didatangkan

dari daerah Kalimantan. Batubara ini didatangkan melalui jalur laut dan ditimbun di penimbunan dekat pelabuhan dengan kapasitas 73.000 ton. Batu bara dibawa dari pelabuhan dengan truk tertutup ke lokasi penimbunan di pabrik berkapasitas 15.000 ton. Batu bara dimasukkan ke dalam hopper (HP-5) kemudian dibawa dengan Belt conveyor (BC-12) menuju tempat penimbunan. Agar tetap homogen, batu bara dijatuhkan dari belt conveyor menggunakan tripper (TR-2) sehingga terbentuk lapisan material berbentuk prisma segitiga. Reclaiming (RR) batu bara menggunakan scrapper reclaimer kemudian dibawa dengan belt conveyor yang dilengkapi metal detektor menuju raw coal feed bin (BI-21). Dari raw coal feed bin, batu bara diumpankan ke coal mill (RM-2) yang memiliki tipe kerja mirip dengan roller mill, yaitu air-swept vertical roller mill. Coal mill terdiri dari meja berputar (grinding table) dengan kecepatan 25 rpm dilengkapi tiga buah alat penggiling (grinding roller) dengan sistem hidrolik dan gas nitrogen sebagai pegasnya. Batu bara jatuh ke atas Grinding table dan tersebar menuju tepi meja akibat gaya sentrifugal. Batu bara tersebut kemudian akan digiling oleh grinding roller dengan tekanan hidrolik sebesar 90 kg/cm2. Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

42 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Selain penggilingan, di dalam coal mill, batu bara juga mengalami pemanasan awal. Ke dalam coal mill, dialirkan gas panas bertemperatur sekitar 186°C dari suspension preheater dan kiln. Umpan masuk mill berkadar air 12% dan keluar dengan spesifikasi ukuran produk lolos 80% dari classifier 170 mesh berkadar air 3% – 4% dan bertemperatur sekitar 40°C. Produk dari coal mill akan terbawa aliran udara oleh alat explossion vent kemudian dihembuskan menuju bag filter (BF-3) untuk pemisahan batubara dari udara pembawa. Batubara kemudian terkumpul dan dibawa dengan screw conveyor (SC-3) menuju pulverized coal bin (BI-22) berkapasitas 120 ton. Batu bara tersebut kemudian dipompa dengan menggunakan pump menuju dua bin lain berkapasitas 120 ton dan 70 ton. Bin dengan kapasitas lebih besar digunakan untuk mensuplai batubara ke burner Separate Line Calciner (SLC) dan In Line Calciner (ILC), sedangkan bin berkapasitas lebih kecil digunakan untuk mensuplai batubara pada kiln burner. b.

Blending silo dan kiln feed Produk Roller Mill (RM-1) dimasukkan ke dalam Blending silo (BS-1 dan

BS-2) masing-masing berkapasitas 20.000 ton. Tipe blending silo adalah continous flow silo. Pemasukan tepung baku ke masing-masing silo diatur secara bergantian dengan timer setiap 36 menit. Pemasukan tepung baku produk dari Roller Mill (RM-1) ke dalam Blending Silo (BS-1 dan BS-2) diatur lewat distribusi air slide. Prinsip dari proses pencampuran material berdasarkan atas perbedaan layer material yang tercampur sewaktu material tersebut dikeluarkan dari dalam silo. Jadi proses blending akan berlangsung dengan baik bila terbentuk sebanyak mungkin layer material di dalam silo dengan komposisi berbeda dan menjaga isi setiap silo separuh dari kapasitas silo (10.000 ton). Material keluar dari kedua Silo (BS-1 dan BS-2) dan dikirim ke Kiln Feed Bin (BI-5) dengan kapasitas 90 ton melalui Air Slide (AS-5 dan AS-6). Umpan kiln (KL) yang ada di air slide diambil sampelnya dengan alat sampler masuk ke dalam sampel transport, dikirim ke laboratorium untuk dianalisis komposisinya. Umpan kiln dari Kiln Feed Bin (BI-5) masuk ke dalam Junction Box (JB), kemudian masuk ke dalam Kiln Feed Bin (BI-6) melalui Bucket elevator (BE-3) dan Air Slide (ASTeknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

43 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

7). Dari Kiln Feed Bin (BI-6) kemudian dibagi ke dalam Bin Kalibrasi (BI-7 dan BI-8) yang masing-masing berkapasitas 50 ton. Keluar dari Bin kalibrasi (BI-7 dan BI-8) ditimbang oleh Flowmeter yang kemudian diumpankan ke ILC dan SLC Preheater. c.

Pembuatan Terak Proses pembentukan terak terdiri dari beberapa tahapan proses sebagai

berikut: i.

Tahap Pelepasan Air dan Kalsinasi Awal dalam suspension preheater Suspension preheater yang digunakan terdiri dari cyclone empat stage dan

memiliki distribusi suhu seperti pada Tabel II.5 berikut: Tabel II.5 Suhu Material Tiap Stage Stage

Suhu

I

310°C - 400°C

II

500°C - 650°C

III

700°C - 820°C

IV

850°C - 900°C Sumber: Central Control Room Tuban III, 2014

Pada tahap tersebut, material halus umpan ke kiln akan mengalami pemanasan awal. Udara pemanas pada suspension preheater diperoleh dari udara panas dari kiln (untuk ILC) dan grate cooler yang dihisap dengan menggunakan ID Fan melalui bagian bawah suspension preheater (kalsinator). Selain itu, panas juga dihasilkan dari pembakaran batu bara pada kalsinator. Suspension preheater tersebut terdiri dari dua bagian yaitu ILC dan SLC. Masing-masing bagian tersebut terdiri dari lima buah cyclone separator dan sebuah kalsinator. Arus masuknya material dalam suspension Preheater dapat dijelaskan sebagai berikut. Material masuk ke bagian Riser Duct I dengan bantuan bucket elevator. Karena pengaruh dari arus udara pemanas, maka material tersebut terbawa ke atas dan masuk ke cyclone I. Dalam cyclone I, material akan terpisah dari udara pemanas, kemudian jatuh ke Riser Duct II. Dari Riser Duct II, material terbawa ke atas oleh udara dan masuk ke Cyclone II. Dan seterusnya, sampai pada akhirnya material masuk Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

44 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Cyclone IV dan siap diumpankan ke kiln. Di stage 4 ILC terdapat gate yang dapat mengatur arus keluar ILC langsung masuk kiln atau SLC terlebih dahulu. Pada saat start up, unit ILC dioperasikan terlebih dahulu (dengan bahan bakar IDO). Baru setelah ILC stabil, SLC mulai dioperasikan. Pada kondisi start up, material keluar ILC akan langsung dimasukkan kiln. Setelah steady state, material keluar ILC akan dialirkan ke SLC untuk dikalsinasi lanjut, baru masuk sebagai umpan kiln. Dalam suspension preheater, air bebas serta air hidrat yang terdapat pada tanah liat mengalami penguapan. Deskripsi prosesnya adalah sebagai berikut: - Pada temperatur 100°C terjadi penguapan air. H2O

H2O T=100°C

- Pada temperatur 500°C terjadi pelepasan air hidrat pada tanah liat. Al2O3xH2O

Al2O3

+ xH2O

T=500°C

SiO2xH2O

SiO2 + xH2O T=500°C

- Pada temperatur 700°C – 900°C terjadi proses kalsinasi awal. CaCO3

CaO + CO2 T=700°C – 900°C

MgCO3

MgO + CO2 T=700°C – 900°C

- Pada temperatur 800°C – 900°C terjadi reaksi pembentukan senyawa 2CaO.SiO2 atau C2S sebagian. 2CaO + SiO2

2CaO.SiO2 T=800°C – 900°C

Temperatur keluar suspension preheater dipertahankan pada 900°C. Pada titik tersebut, derajat kalsinasi berkisar antara 90% – 95%. Pada kondisi normal, derajat kalsinasi ILC adalah 85%, sedangkan derajat kalsinasi SLC adalah 92%. ii.

Tahap Kalsinasi Lanjutan dan Klinkerisasi di rotary kiln Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

45 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Umpan akan masuk rotary kiln dengan temperatur inlet pada kiln sekitar 900°C. Rotary kiln terbagi menjadi empat zona, yaitu: - Zona Kalsinasi (Calsining Zone) Pada daerah tersebut terjadi proses kalsinasi lanjutan, yaitu reaksi peruraian kalsium dan magnesium karbonat menjadi CaO, MgO dan CO2. Temperatur di zona kalsinasi ini sekitar 900°C – 1100°C. Partikel CaCO3 pada permukaan isi kiln akan mengalami kalsinasi relatif lebih cepat, karena secara terus menerus dibantu oleh gerakan tumbling selama kiln berputar. Pada saat proses kalsinasi berlangsung akan terjadi proses pembentukan mineral C2S atau 2CaO.SiO2. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut: CaCO3

CaO + CO2 T = 900°C – 1100°C

MgCO3

MgO + CO2 T = 900°C – 1100°C

2CaO + SiO2

2CaO.SiO2 T = 900°C – 1100°C

- Zona Transisi (Transition Zone) Pada zona ini, oksida besi mulai mengikat campuran oksida kalsium dan oksida alumina membentuk campuran C2(A,F). Dengan meningkatnya temperatur, maka oksida kalsium (CaO) bergabung dengan kalsium alumina dan C2(A,F) masing-masing membentuk 3CaO.Al2O3 atau C3A dan 4CaO.Al2O3.Fe2O3 atau C4AF. Pembentukan C3A dan C4AF terjadi pada temperatur 1100°C – 1250°C. Reaksinya adalah sebagai berikut: CaO + Al2O3

CaO.Al2O3 T = 1100°C – 1250°C

2CaO + CaO.Al2O3

3CaO.Al2O3 T = 1100°C – 1250°C

CaO + 2CaO.Fe2O3 + CaO.Al2O3

4CaO.Al2O3.Fe2O3 T = 1100°C – 1250°C Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

46 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

- Zona Pembakaran (Clinkerization Zone) Di daerah ini campuran kalsium alumina ferrit (C4AF) berubah fase menjadi cair pada temperatur 1250°C – 1400°C. Pada zona ini, temperatur operasi terus meningkat sampai mencapai 1400°C sehingga memperbesar fase cair sekitar 20% – 30%. Jumlah fase cair tersebut tergantung pada komposisi kimia pada raw mix design, silika modulus tinggi akan menyebabkan fase cairnya berkurang. Viskositas dari fase cair ini bergantung pada alumina rasio, alkali, SiO3, sedangkan MgO alkali akan menyebabkan kenaikan viskositas cairan. Partikel padat dalam kiln terdiri dari C2S dan CaO bebas. Pada temperatur ini, sisa unsur CaO akan mengikat C2S untuk membuat campuran kristal 3CaO.SiO2 atau C3S. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: 2CaO + SiO2

2CaO.SiO2 T = 900°C – 1100°C

2CaO + CaO.Al2O3

3CaO.Al2O3 T = 1100 – 1250°C

CaO + 2CaO.Fe2O3 + CaO.Al2O3

4CaO.Al2O3.Fe2O3 T = 1100 – 1250°C

CaO + 2CaOSiO2

3CaO.SiO2 T=1250°C - 1400°C

- Zona Pendinginan (Cooling Zone) Pendinginan dimulai setelah terak melewati flame. Reaksi kimia juga terjadi di akhir kiln. Senyawa C2A tidak stabil terdapat dalam terak akan berubah menjadi C3A. Selain itu, ada yang bergabung dengan CaO bebas yang tidak membentuk C2S dan ada juga yang bergabung dengan CaO dari mineral C3S yang cenderung melepaskan CaO selama pendinginan dan kembali menjadi C2S. Sebanyak 28% mineral C3A terbentuk di dalam cooling zone kiln dan di dalam grate cooler. Selain itu, di daerah ini campuran kalsium alumina ferrit yang berbentuk cairan, mengalami perubahan fisis menjadi kristal. Untuk pembangkit panas pada rotary Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

47 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

kiln, digunakan batu bara sebagai bahan bakar dalam burner. Sedangkan untuk operasi start up kiln, digunakan IDO sebagai bahan bakar sementara. Pemasok oksigen menggunakan dua sumber yaitu udara primer (udara luar) dan udara sekunder (berasal dari grate cooler). 4.

Proses Penggilingan Akhir Unit penggilingan semen dibagi menjadi dua bagian, yaitu bagian

penanganan terak dan penggilingan bahan pembantu dan bagian penggilingan akhir (finish mill). a. Penanganan Terak dan Penggilingan Bahan Pembantu Terak yang keluar dari Grate Cooler (GC) bertemperatur 80°C dibawa oleh drug conveyor menuju ke penimbunan terak yaitu Clinker Storage Silo (BI-9) dengan kapasitas 75.000 ton. Terak mentah dibawa ke marginal bin dengan kapasitas 1.000 ton untuk disimpan sementara waktu. Terak mentah dikeluarkan dengan truk lewat Loudout Spout System. Saat akan digunakan, terak mentah dibawa dump truck untuk diumpankan ke hopper dan dibawa belt conveyor untuk proses pencampuran dengan terak dari penimbunan terak. Clinker Storage Silo (BI9) mempunyai 10 buah lubang pengeluaran (discharge gate). Terak keluaran Clinker Storage Silo (BI-9) diumpankan ke tiga belt conveyor di bawah Clinker Storage Silo (BI-9), dari sini terjadi pencampuran terak mentah dengan terak dari penimbunan, kemudian ditransfer ke

Belt

Conveyor

(BC-13). Dengan

menggunakan Bucket Elevator (BE-4) campuran material tersebut dibawa ke Clinker Bin (BI-14 dan BI-15) dengan kapasitas masing-masing bin 175 ton. Gypsum dan trass diambil dari tempat penimbunan dengan menggunakan motor pengangkut untuk diumpankan ke Hopper (HP-4). Kemudian dilewatkan Belt Conveyor (BC-16) melalui apron conveyor. Dari Belt Conveyor (BC-16), gypsum atau trass dibawa ke Hammer Mill (CR-4). Material akan mengalami size reduction dari (40 x 40 x 40) cm menjadi produk crusher berdiameter 0 – 2,5cm, 103 mikron, sebanyak 95% dari umpan. Produk tersebut dibawa ke Bucket Elevator

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

48 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

(BE-5) melalui Belt Conveyor (BC-17) menunjukan gypsum Bin (BI-10 dan BI-11) atau Trass Bin (BI-12 dan BI-13) masing-masing berkapasitas 175 ton. b.

Penggilingan Akhir (Finish Mill) Pabrik Tuban I, II, III, dan IV masing-masing mempunyai dua alat Ball Mill

(BM-1 dan BM-2). Jika pabrik menginginkan jenis semen PPC maka bahan yang akan dipakai adalah terak, gypsum, dan trass. Akan tetapi, jika pabrik menginginkan jenis semen yang OPC, maka bahan yang akan dipakai adalah terak, gypsum, dan limestone. Perbandingan bahan baku dan campurannya tertera pada Tabel II.6. Tabel II.6 Perbandingan Bahan Baku dan Bahan Campurannya No.

Nama Bahan

Jumlah (ton/jam)

Presentase

1.

Terak (bahan baku)

137,6

66,3%

2.

Gypsum

6,86

3,2%

3.

Limestone/trass

48,6

23,5%

Sumber: Central Control Room Tuban III, 2014 Karena kuantitas produk masih di bawah standar, pihak perusahaan menambah produk dengan limestone pada penggilingan akhir sehingga didapatkan penambahan hasil dan kualitas memenuhi standar. Terak, gypsum, dan trass/limestone keluar dari masing-masing Bin melalui Weight Feeder (WF-5). Terak, gypsum, dan trass/limestone ditansfer ke Belt Conveyor (BC-16). Dari Belt Conveyor (BC-16) ditransfer ke Bucket Elevator (BE-6) lalu Belt Conveyor (BC17) dan dimasukkan ke dalam Surge Bin (BI-17) berkapasitas 40 ton yang akan diumpankan ke dalam Hydraulic Roller Crusher (HRC) lewat gate untuk diprecrushing sebelum digiling ke Ball Mill (BM-1 dan BM-2). Produk HRC ditransfer dengan Belt Conveyor (BC-18) ke dalam Ball Mill (BM-1 dan BM-2) kompartemen 1 kemudian menuju kompartemen 2. Agar didapatkan hasil penggilingan maksimal dan menambah kuantitas, pada kompartemen 2 ball mill diberi bahan campuran fly ash (abu dari sisa pembakaran batu bara). Produk HRC berukuran 0 – 90 mikron ini dalam ball mill akan mengalami size reduction menjadi Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

49 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

material campuran berukuran 100 mesh. Suhu terak masuk ball mill dikendalikan oleh water spray dengan sistem udara semprot. Alat ini berfungsi menurunkan temperatur terak masuk penggiling menjadi 70°C. Pendinginan lanjut dilakukan selama pemisahan di dalam separator sehingga diharapkan suhu akhir produk menjadi 60°C. Produk dari ball mill dipisahkan oleh Separator (SR) melalui air slide dan Bucket Elevator (BE-7). Dari sini produk dipisahkan menjadi dua bagian yaitu produk yang mempunyai kehalusan 325 mesh dibawa oleh aliran udara masuk Cyclone (CN-2) dan produk yang mempunyai kehalusan kurang dari 325 mesh dikembalikan ke Ball Mill (BM-1 dan BM-2). Produk dari Cyclone (CN-2) dibawa ke Air Slide (AS-8), selanjutnya diumpankan ke dalam Bucket Elevator (BE-8). Kemudian dari Bucket Elevator (BE-8) dimasukkan ke dalam Cement Silo (CS-1, CS-2, CS-3, dan CS-4) melalui Air Slide (AS-9). 5.

Proses Unit Pengisian Tahap pengantongan semen dimulai dari silo penyimpanan semen (CS-1, CS-

2, CS-3, dan CS-4). Alur proses pengantongan semen dimulai dari jatuhnya semen ke Air Slide (AS-10 dan AS-11) kemudian semen diangkut oleh Bucket Elevator (BE-9) dilewatkan air slide dan vibrating screen untuk pemisahan semen dengan kotoran pengganggu, semen berukuran 325 mesh masuk ke dalam Cement Bin (BI18). Semen curah masuk ke Bin Semen Curah (BI-19) melalui Air Slide (AS-12) kemudian diangkut dengan menggunakan truk untuk didistribusikan ke konsumen. Semen untuk kemasan masuk ke Cement Bin (BI-18) dan dilewatkan ke Cement Bin (BI-20) melalui Air Slide (AS-13) kemudian dibawa ke Roto Packer (PC). Pemasukkan semen ke dalam kantong diatur rentang berat 39,5 – 40,5 kg untuk semen jenis PPC dengan berat 40 kg dan rentang berat 49,5 – 50,5 kg untuk semen jenis OPC dengan berat 50 kg.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

50 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

BAB III SPESIFIKASI ALAT

A.

Spesifikasi Alat Utama

1.

Penghancuran Bahan Baku

a.

Crusher (CR-1) Fungsi

: Memperkecil ukuran batu kapur

Buatan

: Universal Engineering

Merek

: Bulldog

Tipe

: Non Clog Hammer Mill model 7270

Bahan konstruksi

: Steel Plat (ASTM 47)

Kapasitas

: 700 ton/jam

Feed size maximum

: 1.200 x 1.200 x 1.200 mm

Motor

: 1.072 kW, 600 rpm, 6.000 volt

Diameter rotor

: 72 in

Diameter shaft rotor

: 16 in

Kadar air maksimum

: 18%

Cara Kerja

:

Batu kapur diumpankan melalui Hopper (1), selanjutnya batu kapur akan dialirkan oleh Wobler Feeder (3) masuk ke dalam Crusher dan jatuh di atas Breaker Plate (5). Batu kapur ini dipukul atau dipecah oleh Hammer (6) berputar. Untuk pengaturan besar kecilnya produk crusher, maka jarak antara hammer dengan breaker plate dapat diatur. Material halus akan keluar melalui discharge opening yang sebelumnya melewati Screen (7). Sedangkan material besar akan kembali dipukul oleh hammer sampai halus dan akan keluar melewati screen. Proses pemecahan ini berlangsung cepat, hasil produk crusher keluar dari outlet (10) pada hammer mill. Produk crusher akan langsung jatuh dan diangkut apron convenyor ke limestone storage melalui belt convenyor.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

51 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Gambar III.1 Hammer Crusher Keterangan gambar:

b.

1. Hopper

6. Hammer

2. Feeder

7. Screen Bars

3. Wobler Feeder

8. Main Shaft

4. Cleaning Bars

9. Rantai

5. Breaker Plate

10. Outlet

Clay Cutter (CR-2) Fungsi

: Memperkecil ukuran tanah liat

Tipe

: Non-clog double roll crusher

Merek

: Bedhesi – Pedova

Bahan konstruksi

: Stainless steel

Kapasitas

: 350 ton/jam

Kadar air maksimum

: 30%

Ukuran material masuk : (500 x 500 x 500) mm3 Ukuran produk

: 90% – 95% dari berat semula

Diameter dalam roller : 0,65 m Diameter luar roller

: 0,79 m

Power listrik terpasang : Slow motor

: 110 kW, 735 rpm Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

52 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Fast motor Cara Kerja

: 132 kW, 735 rpm :

Alat tersebut terdiri dari dua unit horizontal roll berukuran besar. Masing-masing roll berputar dengan arah yang berlawanan dan kecepatan putar roll-nya pun berbeda sehingga menyebabkan efek gesekan pada material.

Gambar III.2 Two Roller Rrusher c.

Reclaimer (RR) Fungsi

: Preblending batu kapur dan tanah liat

Tipe

: Front acting bridge with harrow bridge dengan span 39 m

Kapasitas

: 750 MTPH

Total muatan listrik

: 164 kW

Cara Kerja

:

Tumpukan pile pada storage akan diambil dengan cara dirontokkan dengan reclaimer kemudiaan diangkut dengan scraper menuju ke belt conveyor yang terpasang di sekeliling conveyor.

Gambar III.3 Reclaimer Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

53 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

2.

Penggilingan dan Homogenisasi Bahan Baku

a.

Roller Mill (RM-1) Fungsi

: Menggiling material agar ukurannya lebih kecil

Tipe

: Fuller Loesche

Kapasitas

: 570 ton/jam

Penggerak utama

: Flender planetary, gear reducer KMP 750

Motor/putaran

: 4000 kW/1000 rpm, 6 kV

Clasifier motor

: 690 kW, 6 KV

Produk

: 170 mesh

Cara Kerja

:

Mekanisme kerja roller mill yaitu material masuk melalui cerobong Feed (1) pada roller mill, kemudian material jatuh di tengah-tengah Grinding table (2). Material pada Grinding table selanjutnya terlempar ke bawah Grinding roller (3) akibat adanya gaya sentrifugal menyebabkan grinding table berputar. Grinding roller menekan ke bawah menumbuk material yang ada diantara grinding roller dan grinding table. Gas panas 333°C yang berasal dari preheater dan dari cooler 400°C masuk ke roller mill melalui celah-celah grinding table, selanjutnya gas panas akan mengeringkan material yang ada di atas grinding table. Material yang halus akan ditarik oleh Classifier (4) ke atas menuju cyclone separator oleh ID Fan Mill untuk mengalami pemisahan antara material dan gas. Sedangkan material yang belum halus karena pengaruh gaya beratnya akan turun ke bawah kemudian keluar melalui mill reducer dan diumpankan kembali ke roller mill untuk digiling kembali.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

54 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Gambar III.4 Loesche Vertical Roller Mill (VRM) Keterangan Gambar: 1. Cerobong feed

5. Reducer

2. Grinding table

6. Oversize material

3. Grinding roller

7. Outlet material dan gas

4. Classifier b.

Blending silo (BS-1 & BS-2) Fungsi

: Menghomogenasi produk dari raw mill

Tipe

: IBAU Central Chember Silo

Bahan konstruksi

: Beton

Bentuk

: Silinder dengan bottom berbentuk cone yang terbalik

Kapasitas

: 20.000 ton

Diameter dalam

: 20 m

Tinggi

: 60,3 m

Cara Kerja

:

Produk Loesche Vertical Roller Mill masuk dari bagian atas blending silo melalui Air Slide System (1) dan keluar secara bergantian setiap 36 menit sehingga akan terbentuk layer-layer atau lapisan dengan ketebalan maksimal 1 m. Layer-layer tersebut akan bercampur sewaktu proses pengeluaran dengan membentuk suatu terowongan. Saat terjadi pencampuran material Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

55 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

halus akan menimbulkan banyak debu sehingga perlu Dust Collector (2) untuk menguranginya. Pengeluaran material dilakukan bersama melalui 2 dari 10 flow gate (3) pada setiap silo. Pengeluaran melalui flow gate ini diulang dalam selang waktu tertentu, satu siklus lengkap memerlukan waktu 12 menit. Selama proses tersebut material diaerasi oleh Blower (6) pada bagian bawah layer tersebut. Material keluar selanjutnya akan ditampung dalam sentral Hopper (5) melalui air slide yang diatur oleh bukaan Valve (6). Kemudian dari sentral hopper akan dikirim ke dalam kiln feed bin.

Keterangan Gambar: 1. Air slide 2. Dust collector 3. Flow gate 4. Valve 5. Central hopper 6. Blower

Gambar III.5 Blending Silo 3.

Pembakaran Tepung Baku dan Pendinginan Klinker

a.

Coal Mill (RM-2) Fungsi

: Menghancurkan batu bara

Produksi

: Loesche

Kapasitas

: 55 TPH

Motor/putaran

: 600 kW / 1000 rpm, 6 kV

Clasifier motor

: 65 kW / 1750 rpm, 6 kV

Mill fan

: 2 x 753.000 m3/jam Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

56 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Cara kerja

:

Secara umum cara kerja coal mill sama dengan raw mill, dalam pengoperasian coal mill jumlah udara yang masuk dibatasi untuk mencegah terjadinya kebakaran akibat berkontaknya batu bara dengan oksigen. b.

Suspension Preheater (SP) Fungsi

: Sebagai pemanas awal umpan kiln

Tipe

: Cyclone bertekanan rendah (ILC dan SLC)

Jumlah cyclone

: 4 buah

Tipe calciner ILC

: FLS 5200

Tipe calciner SLC

: FSC 7800

Diameter cyclone

: 6,9 m

Diameter cyclone ganda : 5 m Kapasitas ID fan

: 2 x 706.000 m3/jam

Motor fan

: 2500 kW, 1000 rpm, 6 kV

Cara Kerja

:

Material masuk ke dalam riser duct tahap I (1), kemudian bercampur dengan gas panas yang masuk ke dalam cyclone. Di dalam cyclone akan terjadi pemanasan material dan proses pemisahan gas dan material. Campuran umpan dan gas panas yang masuk ke dalam cyclone dengan arah tangensial memungkinkan terbentuknya pusaran angin di dalam cyclone. Pusaran angin tersebut menyebabkan terjadinya gaya sentrifugal, gaya gravitasi dan gaya angkat gas sangat mempengaruhi aliran material dalam cyclone. Material yang kasar karena dipengaruhi oleh gaya sentrifugal menyebabkan material menumbuk dinding cyclone. Akibat tumbukan dan gesekan material pada dinding cyclone material kehilangan pengaruh gaya sentrifugal sehingga material akan jatuh menuju down pipe karena pengaruh gaya gravitasi. Sedangkan material halus gaya yang dominan adalah gaya angkat gas sehingga material tersebut akan naik bersama-sama dengan gas dan keluar dari cyclone.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

57 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Material umpan kiln yang jatuh ke riser pipe dimasukkan ke dalam Riser Duct Cyclone stage II (2), kemudian mengalami proses seperti cyclone stage I. Selanjutnya material akan masuk ke dalam cyclone stage III (3) dan cyclone stage IV (4) dan mengalami proses yang sama dengan proses-proses sebelumnya. Material yang keluar dari cyclone stage III akan masuk ke dalam ILC dan SLC calsiner untuk mengalami proses kalsinasi awal pada kedua calsiner (5) tersebut. Selanjutnya material yang telah terkalsinasi akan terbawa oleh aliran gas masuk ke dalam cyclone stage IV. Material keluar dari cyclone stage IV dan siap diumpankan ke dalam kiln.

Stage 1 Feed ILC

Feed SLC

Stage 2

Stage 3

Stage 4

Calciner

Calciner

Aliran Feed Aliran Gas Gas dari cooler

Ke Kiln

Gambar 2.10 Suspension Preheater Sumber : Ir. Aris Sunarso, Proses pembuatan Semen di Pabrik Tuban, 2001

Gambar III.6 Suspension Preheater Keterangan Gambar: 1. Cyclone stage I

6. Burner

2. Cyclone stage II

7. Down pipe Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

58 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

3. Cyclon stage III

8. Valve

4. Cyclone stage IV

9. Gas Panas dari Cooler

5. Calsiner c.

Rotary Kiln (KL) Fungsi

: Tempat pembakaran material menjadi terak klinker

Buatan

: PT Multifab

Bahan

: Baja

Kapasitas

: 7.500 ton/jam

Diameter/Panjang

: 5,6 m/84 m

Kemiringan

: 4°

Main drive motor

: 600 kW, 1.150 rpm

Kecepatan putar

: 2,8 rpm

Bentuk

: Silinder horizontal

Cara Kerja

:

Umpan kiln dari preheater akan masuk melalui inlet chamber (1). Tenaga gerak dari motor dan main gear menyebabkan kiln berputar. Perputaran pada kiln diatur oleh girth gear (2) yang berfungsi sebagai pengaman dan mengurangi beban main gear (4). Karena pengaruh kemiringan dan gaya putar kiln umpan kiln akan bergerak perlahan di sepanjang kiln. Dari arah berlawanan gas panas hasil pembakaran batu bara dihembuskan oleh burner sehingga terjadi kontak panas dan perpindahan panas antara umpan kiln dengan gas panas. Panas pada proses pembakaran yang keluar akan diserap oleh Blower (6). Pembakaran akan terus berlangsung sampai terbentuk klinker dan akan keluar menuju Clinker Cooler (8). Selama proses pembakaran, material akan melewati 4 zone dalam kiln dengan range suhu berbeda-beda sehingga dalam kiln akan terjadi reaksi kimia pembentukan senyawa penyusun semen.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

59 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Gambar III.7 Rotary Kiln Keterangan Gambar:

d.

1. Inlet Chamber

5. Speed Reducer

2. Girth Gear

6. Blower

3. Nose Ring

7. Aliran Gas

4. Main Gear

8. Aliran Material ke Cooler

Grate Cooler (GC) Fungsi

: Mendinginkan klinker secara mendadak

Tipe

: Reciprocating hydraulic grate

Kapasitas

: 7.500 ton/jam

Motor pompa hidraulik : 90 Kw, 1500 rpm Motor penghancur terak : 75 Kw, 1000 rpm Jumlah fan

: 19 unit

Jumlah motor

: 6 unit

Bahan konstruksi

: Baja

Cara Kerja

:

Grate cooler berfungsi sebagai alat pendingin klinker yang dilakukan secara mendadak. Tujuan pendinginan di grate cooler adalah agar dihasilkan klinker amorf sehingga mudah digiling. Terak panas dengan suhu sekitar 1300°C keluar dari rotary kiln didinginkan oleh recriprocating grate cooler yang terbagi menjadi 16 kompartemen. Udara dihembuskan oleh 19 under grate fan dalam cooler untuk pendinginan terak sampai suhu 65°C diatas udara ambient. Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

60 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Gambar III.8 Grate Cooler

Keterangan Gambar: 1. Inlet material

6. Clinker Breaker

2. Grate-grate cooler

7. Movable Frame

3. Motor

8. Grizzly Bars

4. Drag Conveyor

9. Clinker Outlet

5. Fan udara pendingin 4.

Penggilingan Semen

a.

Roll crusher (HRC)

b.

Fungsi

: Menggiling clinker sebelum masuk ball mill

Tipe

: Hydraulic Roll Crusher

Power

: 1.000 kW

Ball mill (BM-1 & BM-2) Fungsi

: Menggiling campuran terak dan gipsum atau terak

Kapasitas

: 215 ton/jam

Mill drive

: Symmetro TSX – 2160A, 4900 kW

Diameter/Panjang

: 4,6 m/13 m

Kecepatan

: 16,6 rpm

Power

: 36 kW/ton semen

Cara Kerja

:

Ball mill digunakan untuk penggilingan dan pencampuran klinker dan gypsum sehingga diperoleh produk mill berupa semen dengan kehalusan yang Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

61 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

diinginkan. Ball mill terbuat dari plat baja berbentuk silinder horisontal, pada bagian dalam dilapisi oleh linier dari baja tuang yang dipasang menempel pada dinding dan terdapat screen (saringan), screen pada kompartemen satu dan dua tidak sama. Hal ini dikarenakan fungsi dan hasil yang dicapai tidak sama. Tujuan pemasangan linier adalah melindungi sel dari benturan bolabola penggiling. Ball mill terdiri dari dua kompartemen yang masing-masing kompartemen mempunyai ukuran bola yang berbeda. Bola pada kompartemen I berdiameter 40 mm, 50 mm, 60 mm, dan 70 mm sedangkan bola pada kompartmen II berdiameter 17 mm, 20 mm, dan 25 mm Antara kedua kompartemen tersebut terdapat screen sebagai penyaring material dan mencegah bercampurnya bola-bola logam pada di kompartemen I dan II. Kompartemen I dan II dipisahkan oleh Mill Shell (3) dengan sekat difragma (4). Material setelah dihancurkan di kompartemen I masuk ke celah diafragma karena adanya gaya putaran dari mill menuju ke kompartemen II. Pada kompartemen II material akan dihaluskan oleh bola-bola baja (5) namun ukurannya lebih kecil dari kompartemen I. Material halus akan ditarik oleh fan masuk separator untuk dilakukan pemisahan antara material halus dan yang kasar. Material semen yang halus akan langsung dibawa ke semen Silo, sedangkan yang masih kasar akan di-recycle ke finish mill untuk digiling lagi.

Gambar III.9 Ball Mill Keterangan Gambar: 1. Feed chute

5. Bola-Bola baja

2. Feed cone

6. Discharge cone

3. Mill Shell

7. Hexagonal trommel Screen Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

62 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

4. Sekat diafragma c.

Air separator (SR) Fungsi

: Memisahkan material semen halus dan kasar serta gas terikut

Jenis

: High Eff Separator O – Sepa

Ukuran

: N – 5000

Kapasitas

: 215 ton/jam

Main drive

: 550 kW, 1.500 rpm

Daya pompa

: 75 kW, 1.500 rpm

Suhu masuk

: 107°C

Suhu keluar

: 96°C

Cara Kerja

:

Material masuk melalui separator di bagian atas, kemudian didistribusikan secara merata dalam ruangan terpisah (separating zone) dengan menggunakan distribution plate. External blower menghasilkan aliran udara melewati material dalam separating zone, dan kemudian memisahkan material dengan efek gravitasi. Partikel halus terbawa aliran udara dan kemudian dipisahkan di cyclone. Udara bebas debu dikembalikan ke blower dan masuk kembali ke separator lewat ring pengatur fan. Aliran udara tersebut melewati partikel kasar, ketika partikel kasar tersebut jatuh, akan melewati serangkaian buffle sehingga terjadi pemisahan secara sekunder. 5.

Pengisian Semen

a.

Rotary packer (PC) Fungsi

: Mengemas semen

Jumlah Filling Spout

: 6 unit

Kapasitas

: 2.000 - 2.200 kantong/jam

Udara Tekan

: 22 Nm3/jam

Diameter Packer

: 1,6 m

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

63 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Tinggi

: 18 m

Daya

: 15 kW

Cara Kerja

:

Filling spout dimasukkan ke dalam lubang pada kantong kemasan. Semen akan dicurahkan melalui filling spout ke dalam kantong. Pada alat rotary packer terdapat timbangan sebagai pengukur berat semen masuk ke kemasan dengan ketelitian 0,1 kg.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

64 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

B.

Spesifikasi Alat Pendukung

1.

Alat Transportasi

a.

Bucket elevator (BE-1, BE-2, BE-3 & BE-4) Fungsi

: Menaikkan material padat secara vertikal

Lokasi

: Pengangkutan bahan baku, klinker dan semen ke bin, pengangkutan semen dari semen mill ke cyclone

b.

Tipe

: Chain, belt

Kapasitas

: 100 – 780 ton/jam

Lebar Bucket

: 0,63 m

Tinggi

: 24 – 90,05 m

Apron conveyor (AC-1, AC-2 & AC-3) Fungsi

: Mengangkut material berat dalam jangka pendek

Lokasi

: Pengangkutan klinker ke silo klinker, pengangkutan batu kapur dan tanah liat

c.

Tipe

: Roller supported

Kapasitas

: 90,4 – 900 ton/jam

Lebar

: 1,5 – 1,8 m

Kecepatan rantai

: 0,1- 6,1 m/menit

Bahan konstruksi

: Stainless steel, baja

Air slide conveyor (AS-1, AS-2, AS-3 & AS-4) Fungsi

: Mengangkut material halus berbentuk tepung

Lokasi

: Pengangkutan material dari separator ke raw mill, cyclone separator pada cement mill, pengangkutan dari silo semen ke packer.

Tipe

: Tertutup

Kapasitas

: 165 - 710 ton/jam

Lebar

: 0,3 – 0,6 m

Kemiringan

: 6° – 15°

Panjang

: 1,1 – 85,8 m Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

65 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Kebutuhan udara d.

: 705 – 15.292 m3/jam

Belt conveyor (BC-1, BC-2, BC-3 & BC-4) Fungsi

: Mengangkut material halus maupun kasar

Lokasi

: Pengangkutan bahan baku ke raw mill, dan semen

Kapasitas

: 600 – 1.200 ton/jam

Diameter

: 0,5 m

Panjang

: 9,6 – 168 m

Lebar

: 1,2 – 2 m

Kemiringan

: 8°

Kecepatan penggerak

: 0,5 – 1,4 m/detik

Bahan konstruksi

: Rubber

2.

Penangkap Debu

a.

Electrostatic Precipitator (EP-1 & EP-2)

b.

Fungsi

: Memisahkan material dan gas secara elektrik inlet

gas Temperatur

: 95°C

Tekanan

: -146 mmWg

Volume

: 1.295.000 m3/jam

T outlet gas

: 95°C

Tekanan

: -184 mmWg

Volume

: 1.356.000 m3/jam

Dust loading

: 50 mg/Nm3

Power

: 894 kW

Bag filter (BF-1 & BF-2) Fungsi

: Mengumpulkan material halus yang dihasilkan oleh mill dan kemudian dihasilkan kembali sebagai produk

Tipe

: Backward Curved Bladed, Jet Pulse

Kapasitas

: 40.440 m3/h

Temperatur

: 40°C Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

66 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Tekanan

: -254 mmWg, 150 mmWg

Motor/putaran

: 45 kW, 1500 rpm

Bahan konstruksi

: Baja

3.

Silo/Storage

a.

Clay mix storage (BI-3) Fungsi

: Menampung batu kapur dan tanah liat produk crusher untuk dicampur

Kapasitas

: 90.000 ton (2 stock pile, dengan kapasitas setiap pile adalah 45.000 ton)

b.

Panjang

: 160 m

Bentuk

: Teras beratap

Bin (BI-1, BI-2 & BI-4) Fungsi

: Menampung limestone and clay mix, limestone, copper slag, dan pasir silika secara terpisah

c.

d.

e.

Kapasitas

: 250 ton/jam

Bahan konstruksi

: Baja

Bin gypsum (BI-10 & BI-11) Fungsi

: Menampung gypsum

Kapasitas

: 175 ton/jam

Bahan konstruksi

: Beton

Kiln feed bin (BI-6) Fungsi

: Menampung umpan kiln siap bakar

Kapasitas

: 90 ton

Bahan konstruksi

: Baja

Clinker storage silo (BI-9) Fungsi

: Menampung klinker

Kapasitas

: 75.000 ton

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

67 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Konstruksi f.

: Beton

Silo semen (CS-1, CS-2, CS-3 & CS-4) Fungsi

: Menampung semen

Kapasitas

: 20.000 ton

Kapasitas semen out

: 500 - 750 ton/jam

Diameter dalam

: 22 m

Tinggi

: 53,25 m

Volume

: 14.285 m2

Head room

: 42,75 m

4.

Alat penimbang dan pengumpan

a.

Wobbler feeder (FE-1)

b.

c.

Fungsi

: Mengangkut batu kapur dari hopper ke crusher

Kapasitas

: 700 ton/jam

Lebar

: 1,524 m

Jumlah wobbler bar

: 19 unit

Motor

: 75 kW, 1500 rpm

Pitch

: 0,318 m

Weight feeder mix (WF-3) Fungsi

: Menimbang campuran limestone dan clay

Kapasitas

: 900 ton/jam

Lebar

: 1,8 m

Motor

: 3,7 kW

Kecepatan

: 22,7 m/menit

Weight feeder limestone (WF-4) Fungsi

: Menimbang limestone keluar dari bin

Kapasitas

: 90 ton/jam

Lebar

: 0,9 m

Motor

: 0,75 kW Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

68 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Kecepatan d.

e.

f.

g.

: 16,8 m/menit

Weight feeder copper slag (WF-2) Fungsi

: Menimbang copper slag yang keluar dari bin

Kapasitas

: 6,1 ton/jam

Lebar

: 0,9 m

Motor

: 0,56 kW

Kecepatan

: 1,83 m/menit

Weight feeder silica iron (WF-1) Fungsi

: Menimbang silica iron keluar dari bin

Kapasitas

: 20 ton/jam

Lebar

: 0,9 m

Motor

: 0,75 kW

Kecepatan

: 3,7 m/menit

Belt scale Fungsi

: Menimbang batu kapur dan tanah liat

Kapasitas

: 300 – 1.800 ton/jam

Lebar

: 1,2 – 2 m

Kecepatan

: 1,02 – 1,8 m/detik

Tripper (TR-1) Fungsi

: Mencurahkan batu kapur dan tanah liat ke limestone/clay storage

h.

Kapasitas

: 2.800 ton/jam

Ukuran

:2m

Bahan konstruksi

: Baja

Cyclone (CN-1 & CN-2) Fungsi

: Memisahkan material besar dan kecil (produk raw mill) menggunakan turbulensi udara

Diameter

: 6,3 m Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

69 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

i.

j.

k.

Ukuran bagian dalam

: 1,6 x 2,8 m

Efisiensi

: 93%

Raw mill fan (FN-2) Fungsi

: Menarik material halus dari raw mill

Kapasitas

: 753.000 m3/jam

Tekanan

: -1,57 mmWg

Suhu

: 95°C

Power motor drive

: 4.400 kW, 1.000 rpm, 600 Volt

Preheater ID fan (FN-1) Fungsi

: Menarik flue gas dari SLC dan ILC

Kapasitas

: 706.000 m3/jam

Tekanan

: -846 mmWg

Suhu

: 403°C

Power motor drive

: 2.500 kW, 1.000 rpm

Kiln fan (FN-5) Fungsi

: Mendinginkan kiln shell dan menyediakan udara primer

l.

m.

Kapasitas

: 10.870 m3/jam

Power

: 75 kW, 1.500 rpm

Electrostatic precipitator fan (FN-3) Fungsi

: Menarik material halus dari EP

Kapasitas

: 1.365.000 m3/jam

Tekanan

: -184 mmWg

Suhu

: 95°C

Power motor drive

: 1.041 kW, 500 rpm, 6.000 volt

Coal mill ID fan (FN-4) Fungsi

: Menarik material halus dari coal mill

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

70 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

n.

5.

Kapasitas

: 202.000 ton/jam

Tekanan

: -1.120 mmWg

Suhu

: 80°C

Power

: 800 kW, 1000 rpm, 6.000 volt

Table feeder Fungsi

: Mengeluarkan raw coal dari bin

Tipe

: Roplex Rotary Flow Discharger

Diameter

:3m

Kapasitas

: 20 – 70 ton/jam

Power

: 18,5 kW

Aeration blower Fungsi

: Memenuhi kebutuhan aerasi air slide di blending silo

6.

Tipe

: Vertical model 4M V – Sutor Blit

Kapasitas

: 360 m3/jam

Tekanan

: 0,56 kg/cm2

Power motor drive

: 11 kW, 1.500 rpm

Air heater Fungsi

: Pemanas dalam raw mill bila panas dari preheater dan grate cooler tidak mencukupi atau dalam kondisi kiln down

7.

Kapasitas

: 74,4 x 10 kcal/jam

Suhu udara masuk

: 400°C

Suhu udara keluar

: 90°C

Conditioning tower (CT-1 & CT-2) Fungsi

: Menurunkan temperatur gas panas by pass dari preheater dan grate cooler sebelum masuk EP

Diameter

: 11,2 m Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

71 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Tinggi pendingin

: 33 m

Pressure Drop : 38 mmWg Luas area 8.

9.

: 98,5 m2

Stack (SK-1 & SK-2) Fungsi

: Tempat pengeluaran limbah gas dan debu

Bentuk

: Silinder vertikal

Bahan konstruksi

: Baja

Vibrating screen (VF) Fungsi

: Memisahkan semen yang halus dan kasar

Desain umpan

:

- Kecepatan

: 500 ton/ jam

- Temperatur

: 100°C

- Kandungan air

: 0,5 %

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

72 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

BAB IV UTILITAS Utilitas adalah sarana penunjang proses yaitu bagian yang menyediakan bahan pembantu proses. Pada unit utilitas PT Semen Indonesia (Persero) Tbk. tersedia kebutuhan energi pokok dan tambahan yaitu: A.

Penyediaan Air Kebutuhan air menggunakan sumber air dari waduk Temandang, bozem, dan

sumur artesis. Air dari Waduk Temandang dan dari bozem dengan kapasitas 162.000 m3 dipompa dan ditampung dalam bak penampung raw water sebelum diolah di unit Water Treatment Plant dan digunakan sebagai air clear (sanitasi). Sedangkan 2 buah sumur artesis dengan debit masing-masing 120 m3/jam digunakan jika ada masalah pada proses pengendapan di unit Water Treatment Plant. Adapun penggunaan air di PT Semen Indonesia (Persero) Tbk. Pabrik Tuban meliputi: 1. Air Sanitasi Kebutuhan air sanitasi atau air bersih mencapai 96 m3/jam. Air sanitasi digunakan untuk: • Melayani kebutuhan pabrik • Usaha sampingan • Perumahan karyawan • Memberikan bantuan penduduk sekitar Secara terperinci air minum diambil dari: • Air baku

: Waduk Temandang

• Air tanah

: 2 buah sumur artesis

2. Air Proses Kebutuhan air proses rata-rata 14 m3/jam. Air sebagian besar digunakan untuk pendingin.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

73 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Syarat-syarat dari air proses adalah: 1.

Bebas dari lumpur dan endapan

2.

Mempunyai pH netral

Pada proses kering, air proses hanya digunakan pada pendingin dimana sumber airnya diambil dari sumur artesis.

Proses Pengolahan Air Sistem pengolahan air yang digunakan adalah sistem kapur soda, yaitu: 1.

Dengan menambahkan larutan kapur jenuh (Ca(OH)2) untuk menurunkan

kesadahan dan untuk mengurangi kadar kapur dalam air dan mengurangi kadar CO2 yang dapat merusak pipa. 2.

Dengan menambahkan larutan soda (Na2CO3) untuk menurunkan

kesadahan air. Penurunan kandungan kapur dan kesadahan diperlukan karena air daerah Tuban mempunyai kandungan kapur dan kesadahan total yang cukup tinggi, yaitu 200 - 350 ppm, sehingga diturunkan sampai 60 - 70 ppm. Air baku dari dua sumur bor dengan kedalaman sekitar 42 m dan 47 m dialirkan melalui pipa dan ditampung pada dua bak penampungan sementara yang mempunyai kapasitas 15 m3 yang terletak di bawah tanah. Dari sini aliran air dibagi menjadi dua, yaitu aliran air sanitasi yang menuju tangki air bersih dengan kapasitas 4000 m3 yang berada di bawah tanah dan aliran air proses yang mendapat pengolahan lebih dahulu. Pengolahan air proses setelah melewati tangki penampung air dipompa menuju tangki clarifier, kemudian ditambahkan larutan kapur 10% dan larutan soda 30%, pada bagian pipa bengkok yang disebut elbow jet mixer. Di tangki clarifier, air dipisahkan dari kandungan kapurnya. Proses pengendapan dipercepat dengan tawas. Air yang jernih akan keluar sebagai over flow dari clarifier sedangkan kapur dan material-matenial lain dikeluarkan dalam bentuk lumpur. Akibat dari penambahan larutan kapur maka pH menjadi tinggi yaitu antara 9,5 - 11. Sehingga

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

74 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

perlu ditambahkan larutan HCI (30% berat). Penambahan ini dilakukan pada pipa dari clarifier ke penyaring pasir (sand filter) yang berjumlah 6 buah. 3. Filtrasi Kotoran yang tidak terendapkan pada tangki pengendapan (clarifier) dipisahkan dengan filtrasi. Media filtrasi berupa kerikil dan pasir. Media terbawah berdiameter 2 inchi setebal 20 cm sebanyak 1,56 m3. Lapisan selanjutnya, berturut turut ke atas berdiameter 1,25, 1/8, 1/16, 1/32 inchi dengan tebal masing masing 16 cm dan volume 1,25 m3. Tiap periode tertentu kotoran yang tertahan oleh media dicuci dengan dialirkan air secara lawan arah dari bawah. 4. Desinfektan Selanjutnya untuk membunuh kuman dalam air digunakan zat desinfektan berupa chlor air. Chlor cair diperoleh dengan melarutkan kaporit dalam air. Kebutuhan kaporit sekitar 9 kg/m3. Setelah klorinasi, air diendapkan dalam tangki, selanjutnya dipompa ke tangki air bersih. Dari sini air telah siap didistribusikan.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

75 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

6

7

8

Lumpur

1

5

15 m3

12 15 m3

10

9

400 m3

11 100 m3

Lumpur

2

Lumpur

3 13

4

14

15

16

Sumber Air Keterangan : 1. Tangki penampung sementara 2. Tangki penampung sementara 3. Tangki Ca(OH)2 30 % 4. Tangki soda 30 % 5. Tangki Clarifier 6. Tangki HCl 30 %

7. Sand filter 13. Tangki NaOH 8. Sand filter 14. Tangki penukar anion 9. Tangki air proses 15. Tangki penukar kation 10. Tangki air sanitasi 16. Tangki HCl 11. Menara air 12. Menara pendingin air

Gambar IV.1 Sistem Pengolahan Air B.

Penyediaan Listrik Kebutuhan listrik tenaga diesel di PT.Semen Indonesia dipenuhi dari dua

sumber, yaitu Perusahaan Listrik Negara (PLN) dengan daya 96 MVA dan Genset dengan daya 2500 kVA untuk melayani cooler dan kiln jika ada pemadaman PLN.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

76 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

C.

Penyediaan Udara Tekan Penyediaan udara tekan dilakukan dengan cara memompa udara dari

atmosfer sehingga dihasilkan udara bertekanan yang kemudian digunakan pada peralatan-peralatan, seperti: kiln, finish mill, clinker cooler, crusher raw mill, dll. Jenis kompresor yang digunakan umumnya adalah rotary screw compressor. Kompresor ini berkapasitas 832 cms dengan tekanan 100 psig dan power motor 200 HP berjumlah 10 unit. D.

Penyediaan IDO IDO hanya digunakan untuk start up atau heating up di kiln karena harganya

yang mahal. IDO didapatkan dari Pertamina Surabaya dengan jumlah 400 kL/bulan melalui jalur darat. IDO tersebut disimpan di tangki penampungan yang berkapasitas 2400 kL.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

77 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

BAB V PENGOLAHAN LIMBAH Limbah merupakan hasil samping suatu proses produksi dan perlu penanganan khusus agar tidak mencemari lingkungan sekitarnya. PT Semen Indonesia menghasilkan tiga macam limbah: A.

Limbah Cair Limbah cairan PT. Semen Indonesia berasal dari lumpur sisa penjernihan air,

dan air buangan dari demineralisasi air. Penanganan limbah cair ini, perusahaan melakukan dengan dua cara, yaitu mud trap (memisahkan lumpur dari cairan) dan oil trap (memisahkan minyak dari cairan). Berdasarkan analisa laboratorium mengenai baku mutu air limbah maka spesifikasi limbah cair masih di bawah ambang batas sehingga tidak membahayakan bagi masyarakat sekitarnya. B.

Limbah Udara (Debu) Salah satu karakteristik industri semen adalah pencemaran udara, melalui

debu, SO2, CO2, dan NO2. Limbah tersebut biasanya berasal dari raw material (batu kapur, tanah liat), klinker, semen, dan batu bara. Limbah padatan (debu) di pabrik semen ini banyak dihasilkan dari pabrik dengan proses kering. PT. Semen Indonesia menangani limbah udara dengan melewatkan limbah debu melalui dust collector dan cyclone sebelum di lepas ke udara. Kedua alat ini berfungsi menangkap debu dan memisahkan padatan halus dan kasar. Jika alat ini bekerja dengan baik, maka debu yang keluar hanya mengandung debu. Selain itu PT. Semen Indonesia juga memasang peralatan berupa Electrostatic Precipitator dan Bag Filter. Penggunaan kedua alat ini cukup efektif untuk penanganan emisi debu C.

Limbah Padat PT Semen Indonesia (Persero) Tbk. Pabrik Tuban menghasilkan limbah padat

berupa sampah kertas yang berasal dari kertas-kertas arsip perkantoran yang dibuang karena sudah tidak terpakai dan kertas kantong semen yang pecah. Penanganan limbah kertas arsip dan kantong semen dengan cara dijual kepada pengumpul.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

78 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

BAB VI LABORATORIUM A.

Program Kerja Laboratorium

1.

Pengendalian Proses Tugas dari bagian ini secara umum adalah mengendalikan proses operasi di

pabrik sehingga diperoleh produk dengan mutu sesuai standar, seragam dan ekonomis. Salah satunya adalah menguji kehalusan semen agar sesuai standar SNI yaitu kadar air, CaCO3, free lime dan SO3. Dimana pengujian itu dilakukan setiap 2 jam sekali. Adapun sampel yang diperiksa meliputi : bahan baku, luluhan, terak, semen, dan pulverized coal. 2.

Jaminan Mutu

a.

Laboratorium Kimia Laboratorium kimia bertugas menguji bahan mentah dan semen dengan

analisa kimia. Kandungan yang diuji meliputi SiO3, R2O3, (Fe2O3+Al2O3), CaO, MgO, hilang pijar (Loss of Ignition/LOI). Untuk semen diuji juga SO3. Semen diuji tiap 1 jam (kering), selain itu semen diuji satu hari sekali dari contoh komposit pengambilan silo tiap hari dan untuk semen yang dikirim ke penelitian bahan di Bandung diambil tiap 3 kali sebulan. b.

Laboratorium Fisika Laboratorium ini bertugas menguji sifat-sifat fisika semen meliputi normal

consistency, kecepatan pengerasan, pemuaian, kuat tekan semen, pengerasan semu semen, dan kehalusan semen. Selain itu dilakukan pula uji pack set untuk semen curah. Tujuannya adalah mengetahui terjadinya penggumpalan. Adanya gumpalan akan mempengaruhi pengosongan truk dan pengisian semen.

B.

Alat-Alat Laboratorium Alat-alat laboratorium utama dalam laboratorium PT Semen Indonesia adalah

sebagai berikut:

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

79 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

1. Blain Berdasar kecepatan udara dalam volume tertentu untuk menembus suatu batch semen. Makin halus semen maka nilai blain semakin besar. 2. Wagner Untuk menentukan particle size distribution semen. 3. Spektrofotometer sinar x Untuk memeriksa kadar SiO2, Al2O3, CaO, Fe2O3. 4. Viccat Untuk memeriksa waktu pengerasan semen. 5. Gillmore Untuk memeriksa kekeringan semen. C.

Prosedur Analisis

1.

Laboratorium Mix

a.

Uji Kehalusan Semen. Untuk mengetahui kesesuaian standart SNI. Ada 3 cara dalam uji kehalusan:

• Mesh Berdasarkan kelolosan partikel • Blain Berdasarkan kecepatan udara dalam volume tertentu umtuk menembus suatu batch semen. • Turbiditer Untuk mengetahui partikel size distribution semen b.

Kadar air Uji ini untuk mengetahui kandungan air.

c.

Kadar CaCO3 Untuk menyesuaikan standart SNI.

d.

Freelime Untuk mengetahui CaCO3 bebas dalam terak dan semen.

e.

Kadar S03 Untuk kandungan gypsum dalam semen, uji dilakukan tiap 4 jam. Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

80 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Adapun sampel yang diperiksa dalam laboratorium ini adalah: a.

Bahan Baku Meliputi pemeriksaan batu kapur, tanah liat dari truk dan tangki, pasir silika

dan pasir besi b.

Luluhan (dari raw mill) Pengujian meliputi: kadar CaCO3 tiap 2 jam dan kadar air tiap 1 jam dan

kehalusan tiap 1 jam sekali c.

Terak Pengujian meliputi: kadar SO3 tiap 4 jam, kehalusan tiap 4 jam, dan free lime

serta Gillmore tiap 2 jam sekali d.

Pulverized Coal Pengujian ini meliputi: kadar air dari bahan bakar masuk dan keluar mill tiap

2 jam sekali.

2.

Laboratorium Kimia

a.

Cara Pengujian SiO2 Semen

- Menimbang 0,5 gram contoh. - Memasukkan dalam cawan porselin dan ditambah 2 ml aquadest. - Metambah 10 ml HCI (1: 1) dan 2 - 3 tetes HNO3 pekat. - Memanasi di atas hot plate, setelah kering atau gosong diangkat dan didinginkan. - Membasahi dengan aquadest secukupnya dan ditambah 10 ml HCl. - Memanasi lagi di atas hot plate hingga warna coklat larut, sambil disemprot air kemudian mendinginkan. - Menyaring dengan Whatman no 41, filtrat ditampung dalam gelas piala 400 ml untuk diuji kadar R2O3. - Menggosok endapan yang tertinggal dengan polish rubber dan menyemprot aquadest 4 - 5 kali. - Endapan diambil dan dimasukkan dalam oven 300°C selama 30 menit. - Menyimpan dalam desikator hingga suhu kamar, kemudian ditimbang. %SiO2 = 2 x berat endapan x 100%.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

81 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

BAB VII PENUTUP A.

Kesimpulan

1.

PT Semen Indonesia Pabrik Tuban memproduksi semen jenis Ordinary Portland Cement (OPC) dan Pozzoland Portland Cement (PPC)

2.

Proses pembuatan semen di PT Semen Indonesia Pabrik Tuban menggunakan proses kering dimana bahan baku yang digunakan yaitu batu kapur, tanah liat, pasir besi, pasir silika, gypsum (untuk membuat OPC) dan trass (untuk membuat PPC)

3.

Unit utilitas untuk menunjang produksi pada Pabrik Semen Tuban meliputi penyediaan air, tenaga listrik, udara tekan, dan bahan bakar

4.

Untuk menjaga mutu produk, dilakukan pemantauan terhadap bahan baku yang analisanya dilakukan Seksi Penelitian dan Pegujian Bahan, proses produksi yang analisanya dilakukan Seksi Pengendalian Proses dan hasil produksi yang analisanya dilakukan oleh Laboratorium Jaminan Mutu

5.

Adanya karyawan/pegawai PT Semen Indonesia (Persero) Tbk. yang kurang mematuhi peraturan dalam kelengkapan penggunaan Alat Pelindung Diri (APD)

6.

Kesadaran karyawan/pegawai dalam pemeliharaan dan kebersihan alat-alat analisa yang terdapat dalam Laboratorium masih kurang baik.

B.

Saran

1.

Untuk dapat mencapai visi dan misi perusahaan, disarankan kepada PT Semen Indonesia (Persero) Tbk. untuk selalu meningkatkan kualitas produk semen dan terus meningkatkan kesejahteraan karyawan dan masyarakat sekitar.

2.

Pengawasan karyawan terhadap kepatuhan penggunaan Alat Pelindung Diri (APD) sebaiknya terus ditingkatkan.

3.

Perlu adanya perawatan yang lebih baik terhadap alat-alat analisa yang terdapat dalam Laboratorium agar ketelitian dalam analisa dapat tercapai.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

82 Laporan Praktek Kerja PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

DAFTAR PUSTAKA Arsa, K., Ir, 1995, Diktat Teknologi Semen PT Semen Indonesia (Persero) Tbk, PT Semen Indonesia (Persero) Tbk., Tuban Bond, Fred C., 1951, Crushing & Grinding Calculations, British Chemical Engineering, British Duda, W.H., 1980, Cement Data Book, 3rd Edition, Vol I, Vol II, Vol III, Banverlag GMBH, Wesbeden and Berlin Peray, E.Kurt, 1979, Cement Manufacture’s Handbook, Chemical Published Co.Inc., New York PT Semen Gresik (Persero) Tbk., 2010, Profil Perusahaan, PT Semen Gresik (Persero) Tbk.”, Gresik http://www.cementkilns.co.uk/ckr_therm.html

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

83

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

LAMPIRAN

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

84

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

LAPORAN TUGAS KHUSUS AUDIT ENERGI ROTARY KILN PT. SEMEN INDONESIA (Persero) Tbk, PABRIK TUBAN

Oleh :

Wiranto (I 0510039)

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

85

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

BAB I PENDAHULUAN

I.1.

Latar Belakang Pabrik semen memiliki tahapan proses berupa penyediaan bahan mentah,

penggilingan

bahan

mentah,

pembakaran,

penggilingan

akhir

dan

pengantongan/pengemasan. Tahap pembakaran terdiri dari alat Suspension Preheater, Kiln dan Crossbar Cooler. Di dalam suspension preheater terjadi proses pemanasan awal dan terjadi kalsinasi awal, pada kiln terjadi proses kalsinasi lanjutan dan reaksi klinkerisasi sedangkan pada crossbar cooler terjadi pendinginan klinker. Kecenderungan biaya untuk energi dari waktu ke waktu semakin meningkat, terutama untuk bahan bakar fosil (minyak bumi, gas alam dan batu bara). Untuk mengetahui berapa besar energi yang dikonsumsi dan kemudian berapa besar energi tersebut yang digunakan dan berapa pula yang tidak berguna. Maka untuk itu melakukan audit energi. Dan dari audit energi kita dapat mengetahui potensi untuk melakukan efisiensi energi. Audit energi merupakan perhitungan yang harus dilakukan oleh seorang Cement Process Engineer. Perhitungan audit energi dapat digunakan untuk untuk keperluan perancangan proses, pengoperasian pabrik, maupun untuk tujuan lain, seperti modifikasi, evaluasi dan optimalisasi bahan bakar, serta kinerja sistem.

I.2.

Perumusan Masalah Permasalahan dalam tugas ini adalah bagaimana cara melakukan audit

energi dan data apa saja yang dibutuhkan untuk melakukan audit energi pada bagian suspension preheater dan rotary kiln.

I.3.

Tujuan 1. Mencari jumlah panas yang hilang. 2. Mengetahui efisiensi bahan bakar. Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

86

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

3. Mengetahui apakah peralatan masih sesuai dengan desain.

I.4.

Manfaat 1. Dapat digunakan sebagai contoh pelaporan audit energi. 2. Dapat mengetahui apakah perlu dilakukan modifikasi peralatan.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

87

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Aktivitas dalam menghasilkan suatu produk tidak dapat terlepas dari besarnya penggunaan energi. Kenaikan harga energi yang terus terjadi akan berdampak langsung pada melonjaknya biaya produksi, apalagi berdasarkan survei yang dilakukan pada berbagai jenis bidang industri, biaya energi selalu menjadi pengeluaran dengan biaya paling besar dibandingkan dengan biaya-biaya lainnya. Hal ini memerlukan perhatian khusus serta perlu dilaksanakannya suatu manajeman dalam penggunaan energi agar penggunaannya menjadi efektif dan efisien. Dengan adanya isu biaya energi dan pengaruh terhadap emisi gas buang, maka penting bagi industri di Indonesia untuk menerapkan sistem manajemen energi. Manajemen energi ini merupakan suatu kegiatan terpadu yang dilakukan untuk mengendalikan konsumsi energi agar tercapai pemanfaaatan energi yang efektif dan efisien untuk menghasilkan suatu hasil yang maksimal melalui tindakan teknis secara terstruktur dan ekonomis untuk meminimalisasikan pemanfaatan energi, termasuk energi untuk proses produksi dan juga untuk meminimalisasikan konsumsi bahan baku dan bahan pendukung lainnya

II.1

Unit Kiln Unit kiln merupakan suatu unit dimana terjadi proses pembakaran kiln feed

berupa campuran limestone, tanah liat, pasir silika dan pasir besi menjadi klinker. Unit kiln terdiri dari suspension preheater, rotary kiln, dan crossbar cooler. Alat yang paling utama pada unit ini ialah Rotary Kiln karena proses kalsinasi dan klinkerisasi terjadi di dalamnya, walaupun sebagian besar kalsinasi telah terjadi di Suspension Preheater. Selama proses pemanasan di dalam kiln, akan terjadi reaksi fisika dan kimia secara bersamaan dan interaksi antar molekul membentuk senyawa klinker. Proses klinkerisasi merupakan sistem reaksi yang kompleks, memiliki ciriciri sebagai berikut: Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

88

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

1. Membutuhkan energi tinggi 2. Laju reaksi rendah 3. Mineral klinker tidak stabil pada temperatur ambien 4. Kualitas klinker ditentukan oleh: a)

Komposisi kimia klinker

b)

Mikrostruktur klinker Apabila dalam proses klinkerisasi masih terdapat CaO yang belum bereaksi

dengan oksida lainnya, maka akan terbentuk CaO bebas (free lime) pada semen. CaO bebas dapat merugikan terhadap mutu semen. Kadar CaO bebas pada klinker dapat dijadikan salah satu indikator keberhasilan proses pembakaran di dalam Rotary Kiln.

II.2

Suspension Preheater Di dalam Suspension Preheater tepung baku akan mengalami pemanasan,

penguapan H2O, dan proses kalsinasi (90%). Alat ini beroperasi pada temperatur 600°C - 900°C. Di Unit Tuban 4 menggunakan Suspension Preheater yang terdiri atas 2 unit, yaitu ILC String 1 dan ILC String 2. Tiap unit terdiri dari 4 stage cyclone. Di dalam Suspension Preheater terjadi proses pemanasan awal dan terjadi kalsinasi awal, kemudian di dalam Rotary Kiln terjadi proses kalsinasi lanjutan. Gas panas pada Suspension Preheater berasal dari Rotary Kiln dan juga udara dari Crossbar Cooler. Adapun campuran material (raw mill) masuk melalui bagian atas Preheater, sehingga akan terjadi kontak counter current. Gas tersebut akan bercampur dengan material dengan temperatur yang relatif dingin, sehingga akan terjadi transfer panas dari gas ke raw mill. Sebagian panas dari sistem tersebut akan terbuang bersama gas yang keluar dari Suspension Preheater.

II.3

Rotary Kiln Rotary Kiln digunakan untuk membakar umpan kiln menjadi klinker.

Sumber panas dalam Rotary Kiln dihasilkan dari pembakaran batubara. Rotary Kiln

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

89

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

berbentuk silinder panjang dengan kemiringan tertentu, bagian outlet lebih rendah daripada bagian inlet. Hal ini bertujuan agar material dapat mengalir. Rotary Kiln terdiri atas empat zona, yaitu zona kalsinasi, zona transisi, zona klinkerisasi (zona pembakaran), dan zona pendinginan. Pada zona kalsinasi terjadi kalsinasi lanjutan dari Suspension Preheater, sehingga semua CaCO3 terurai menjadi CaO. Pada zona klinkerisasi, senyawa-senyawa penyusun semen terbentuk. Proses ini terjadi akibat reaksi antara oksida-oksida penyusun semen, yaitu CaO, SiO2, Al2O3, dan Fe2O3. Senyawa-senyawa tersebut bereaksi satu sama lain menghasilkan C2S, C3S, C3A, dan C4AF. Kemudian terbentuk fase cair aluminat dan ferit. Pada zona pendinginan, klinker mengalami penurunan temperatur dan terjadi kristalisasi fase cair. Tepung baku masuk Rotary Kiln pada suhu ± 800°C. Pada daerah kalsinasi suhu berkisar antara 800°C - 1000°C, dan pada daerah klinkerisasi berkisar 1450°C. Kemudian terjadi pendinginan di bagian paling akhir kiln sehingga temperatur klinker keluar kiln sekitar 1200°C. Karena proses pembentukan klinker di dalam Rotary Kiln berlangsung pada temperatur yang sangat tinggi, maka dinding Rotary Kiln harus dilapisi dengan bata tahan api untuk melindungi shell kiln 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. Pada sistem kiln ada beberapa proses pembakaran klinker: -

Pada suhu 100°C (reaksi endotermis) penguapan H2O bebas dari kiln feed. H2O(l)  H2O(v)

-

Pada suhu 600°C - 800°C (reaksi endotermis) penguraian garam-garam karbonat (kalsinasi). CaCO3  CaO + CO2 MgCO3  MgO + CO2

-

Pada suhu 800°C - 900°C (reaksi eksotermis) reaksi pembentukan senyawa C2S (dikalsium silikat). 2CaO + SiO2  2CaO.SiO2 Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

90

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

-

Pada suhu 1100°C - 1200°C (reaksi eksotermis) reaksi pembentukan senyawa C3A (trikalsium aluminat) dan C4AF (trikalsium aluminat ferit). 3CaO + Al2O3  3CaO.Al2O3 4CaO + Fe2O3 + Al2O3  4CaO.Al2O3.Fe2O3

-

Pada suhu 1200°C - 1450°C (reaksi eksotermis) reaksi pembentukan senyawa C3S (trikalsium silikat) CaO + 2CaO.SiO2  3CaO.SiO2

II.4

Crossbar Cooler Setelah mengalami proses pembentukan klinker dari Rotary Kiln, klinker

didinginkan di dalam Crossbar Cooler. Pendinginan ini dilakukan secara tiba-tiba menggunakan udara. Laju pendinginan klinker mempengaruhi perbandingan antara kristal dan fase cair klinker. Pendinginan klinker dilakukan secara tiba-tiba dari suhu ± 1400°C menjadi 150°C. Proses pendinginan klinker dilakukan secara mendadak dengan tujuan: -

Mencegah reaksi inverse yang dapat terjadi pada pendinginan lambat.

-

Dihasilkan klinker yang rapuh (berpori-pori tinggi) sehingga memudahkan penggilingan.

-

Mencegah pembentukan struktur kristal beta C2S yang bersifat hidraulis menjadi kristal alfa C2S yang kurang hidraulis.

-

Melindungi peralatan transportasi klinker dari temperatur tinggi.

II.5

Efisiensi Energi Untuk menjalankan suatu manajemen energi tersebut diperlukan data awal

dari semua instrumen yang terlibat dalam penggunaan energi. Untuk mendapatkan data inilah maka diperlukan adanya audit energi. Berdasarkan data yang didapat dari proses audit energi tersebut, perusahaan dapat membuat program efisiensi energi dan kebijakan-kebijakan yang telah ditetapkan untuk mendapatkan suatu nilai pencapaian yang optimal terhadap program efisiensi energi yang dilaksanakan dalam suatu manajemen energi. Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

91

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Hasil program efisiensi energi tersebut diperiksa untuk mengetahui tingkat pencapaian target dan kriteria yang telah ditetapkan perusahaan. Selanjutnya langkah yang dilakukan adalah mengevaluasi program dan melakukan tindak lanjut perbaikan program untuk masa yang akan datang. Bila ini dilakukan secara terusmenerus maka pasti akan diperoleh manfaat yang besar bagi perusahaan baik dari sisi penghematan biaya ekonomis, perbaikan sistem kerja, budaya kerja perusahaan dan tentunya dapat berdampak positif terhadap kelestarian lingkungan. 𝐸𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛𝑠𝑖 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖 =

𝐻𝑒𝑎𝑡 𝐼𝑛𝑝𝑢𝑡𝑠 − 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑂𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡𝑠 × 100% 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝐼𝑛𝑝𝑢𝑡𝑠

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

92

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

BAB III METODOLOGI

III.1

Pengambilan Data

III.1.1 Data Primer Pengambilan data dilakukan untuk menghitung panas yang digunakan oleh sistem rotary kiln. a. Jumlah umpan kiln (raw mill) dan komposisi senyawa penyusunnya b. Jumlah umpan batu bara dan karakterisiknya c. Jumlah klinker d. Laju udara pendorong batu bara dan udara primer kiln e. Profil suhu Suspension Preheater f. Profil suhu Kiln Shell

III.1.2 Data Sekunder Data sekunder berasal dari sumber buku/literatur, yang berfungsi untuk mengolah data primer. Data-data tersebut yaitu: a. Panas spesifik klinker b. Panas spesifik gas c. Sifat fisis udara d. Perhitungan panas konveksi e. Perhitungan panas reaksi pembuatan klinker

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

93

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Untuk mempermudah perhitungan neraca panas, dibuat skema/blok diagram arus material sebagai berikut: 8a 4a

9a

9b

ILC String 1

8b 4b

ILC String 2

2b

2a 3a

3b 1

5

Kiln 6

[ C i t 10 e Crossbar y 7 o Cooler u 11 r 12 s o u Gambar III.1. Distribusi Material dalam rTahap c Keterangan: e h Arus 1 = Umpan batu bara kiln e r Arus 2a = Umpan batu bara ILC String 1 e . Arus 2b = Umpan batu bara ILC String 2 ]

Pembakaran

Arus 3a

= Udara pendorong batu bara dan udara pembakaran ILC String 1

Arus 3b

= Udara pendorong batu bara dan udara pembakaran ILC String 2

Arus 4a

= Umpan raw mix ILC String 1

Arus 4b

= Umpan raw mix ILC String 2

Arus 5

= Kiln primary air

Arus 6

= Udara pendorong batu bara

Arus 7

= Udara pendingin cooler

Arus 8a

= Hasil pembakaran batu bara ILC String 1

Arus 8b

= Hasil pembakaran batu bara ILC String 2 Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

94

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Arus 9a

= Debu keluar dan hasil pembakaran raw mix ILC String 1

Arus 9b

= Debu keluar dan hasil pembakaran raw mix ILC String 2

Arus 10

= Udara panas keluaran cooler

Arus 11

= Udara panas ke raw mill

Arus 12

= Klinker

III.2

Pengolahan Data Tahapan pengolahan data adalah sebagai berikut:

III.2.1 Panas Input a. Menghitung panas pembakaran batu bara. b. Menghitung fine coal consumption. c. Menghitung jumlah udara masuk ILC dan kiln. d. Menghitung jumlah udara pendingin pada crossbar cooler. e. Menghitung jumlah air dalam batu bara. f. Menghitung raw mix to clinker. g. Menghitung jumlah dust (debu) dalam gas keluar.

III.2.2 Panas Output a. Menghitung jumlah gas hasil pembakaran batu bara. b. Menghitung jumlah gas hasil pembakaran raw mix dalam Suspension Preheater. c. Menghitung excess udara pemanas untuk Suspension Preheater. d. Menghitung jumlah CO2 dalam raw mix. e. Menghitung jumlah H2O bebas dalam raw mix. f. Menghitung jumlah H2O hidrat dalam raw mix. g. Menghitung panas yang hilang pada cooler. Panas ini terdiri dari panas yang dibawa klinker, panas yang dibawa oleh udara panas untuk raw mill dan panas yang dibawa oleh udara panas keluar cooler. h. Menganalisis jumlah panas yang dibawa masing-masing material. i. Menghitung panas yang hilang pada dinding Suspension Preheater j. Menghitung panas yang hilang pada dinding Kiln Shell Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

95

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada tanggal 29 Januari 2014, dilakukan pengambilan data dari Central Control Room (CCR) Pabrik Tuban 3 dan 4, Seksi Jaminan Mutu dan Bagian Evaluasi Proses, yang meliputi jenis komponen yang terlibat, suhu, dan laju alir. Data-data tersebut yaitu: 1. Umpan masuk kiln (raw mix) = 599 ton/jam LOI = 35,18% Tabel IV.1 Senyawa Kimia Penyusun Raw Mix Komponen

% Berat

CO2

77,22%

Free H2O

0,53%

Combined H2O

1,12%

C

0,11%

2. Fine coal - Umpan fine coal masuk kiln (PW 1)

= 24,0 ton/jam

- Umpan fine coal masuk ILC 1 (PW 2)

= 15,8 ton/jam

- Umpan fine coal masuk ILC 2 (PW 3)

= 18,0 ton/jam

Karakteristik fine coal - GHV = 4800 kcal/kg coal - L min = 8,542 kg air/kg coal - Pulvurized = 791 kcal/kg klinker Komposisi fine coal - Kadar Air = 13,7% - Kadar Abu = 11,5% 3. Udara pendorong batubara a. Kiln Flow = 119,281 kg udara/menit Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

96

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

b. ILC String 1 Flow = 112,005 kg udara/menit c. ILC String 2 Flow = 119,378 kg udara/menit 4. Udara primer kiln Volume aktual = 932,376 kg udara/menit 5. Klinker/terak Produksi klinker

= 365,4 ton/jam

Suhu (T)

= 131°C

6. Udara panas ke Raw Mill Flow

= 151716 Nm3/jam

Suhu (T)

= 354°C

7. Udara panas keluar Cooler Flow

= 185961 Nm3/jam

Suhu (T)

= 200°C

8. Profile luas permukaan dan temperature Suspension Preheater Tabel IV.2 Profile Luas Permukaan & Temperature Suspension Preheater PREHEATER

444CN11

444CN12

444CN13

444CN14

Description IA Roof IA Cyclone IA Cone IA Riser Duct IA Down Pipe IB Roof IB Cyclone IB Cone IB Riser Duct IB Down Pipe II Roof II Cyclone II Cone II Riser Duct II Down Pipe III Roof III Cyclone

Area m² 12.6 164.9 89.9 212.1 14.9 12.6 164.9 89.9 212.1 14.9 19.6 203.8 170.2 168.1 14.1 19.6 203.8

Temp °C 75.73 58.63 57.93 70.40 138.83 80.07 58.80 67.43 76.33 118.57 107.60 90.50 83.87 77.70 133.80 140.30 72.83

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

97

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

PREHEATER

444CN15

444CN21

444CN22

444CN23

444CN24

444CN25

III Cone III Riser Duct III Down Pipe IV Roof IV Cyclone IV Cone Calsiner

Area m² 195.7 153.2 87.2 19.6 203.8 195.7 750.5

Temp °C 79.23 110.17 182.34 140.27 90.03 74.53 179.5

IV Down Pipe IA Roof IA Cyclone IA Cone IA Riser Duct IA Down Pipe IB Roof IB Cyclone IB Cone IB Riser Duct IB Down Pipe II Roof II Cyclone II Cone II Riser Duct II Down Pipe III Roof III Cyclone III Cone III Riser Duct III Down Pipe IV Roof IV Cyclone IV Cone Calsiner IV Down Pipe

47.1 12.6 164.9 89.9 212.1 14.9 12.6 164.9 89.9 212.1 14.9 19.6 203.8 170.2 168.1 14.1 19.6 203.8 195.7 153.2 87.2 19.6 203.8 195.6 750.5 131.9

168.6

Description

69.43 70.20 63.23 64.37 163.30 65.53 65.27 68.63 73.57 158.97 82.27 92.43 85.23 81.7 136.2 141.20 75.43 89.37 108.0 152.1 137.20 147.00 97.40 184.43 221.60

9. Profile Kiln Shell Diameter

= 5,5 m

Panjang

= 84 m

Suhu permukaan kiln = 270°C

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

98

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

Untuk melengkapi data primer, dipelukan data sekunder yang diperoleh dari referensi adalah sebagai berikut: a. Panas spesifik (Cp) dengan basis suhu (Tr) 0°C, dari buku Kurt E. Peray b. Gas hasil pembakaran baru bara = 9,349 kg gas/kg batu bara c. Panas konveksi udara = 21,72563 kcal/h.m2.°C d. Densitas udara = 1,293 kg/Nm3

IV.1

Perhitungan Efisiensi Energi Kiln

IV.1.1 Panas Masuk 1. Arus 1, Arus 2a dan Arus 2b a. Combustion heat pulvurized = 791 kcal/kg clinker b. Fine coal consumption: 𝑝𝑢𝑙𝑣𝑢𝑟𝑖𝑧𝑒𝑑 𝐺𝐻𝑉 791 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐹𝑖𝑛𝑒 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑝𝑡𝑖𝑜𝑛 = 4800 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝐹𝑖𝑛𝑒 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑝𝑡𝑖𝑜𝑛 =

= 0,16479 𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑐𝑜𝑎𝑙 = 𝐹𝑖𝑛𝑒 𝑐𝑜𝑎𝑙 × 𝐶𝑃𝑐𝑜𝑎𝑙 × (𝑇𝑐𝑜𝑎𝑙 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,16479 𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0,2932 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑎𝑙. °𝐶 × (80 − 0)°𝐶 = 3,86531 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 c. Water from coal: 𝑊𝑎𝑡𝑒𝑟 𝑓𝑟𝑜𝑚 𝑐𝑜𝑎𝑙 = 𝐹𝑖𝑛𝑒 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑝𝑡𝑖𝑜𝑛 × %𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟 𝑖𝑛 𝑐𝑜𝑎𝑙 = 0,16479 𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 × 13,7% = 0,02258 𝑘𝑔 𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟 = 𝑊𝑎𝑡𝑒𝑟 × 𝐶𝑃𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟 × (𝑇𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,02258 𝑘𝑔 𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 1 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟. °𝐶 × (80 − 0)°𝐶 = 1,80640 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐴𝑟𝑢𝑠 1 + 2𝑎 + 2𝑏 = 𝐶𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑜𝑛 ℎ𝑒𝑎𝑡 𝑝𝑢𝑙𝑣𝑢𝑟𝑖𝑧𝑒𝑑 + 𝐹𝑖𝑛𝑒 𝑐𝑜𝑎𝑙 + 𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟 𝑓𝑟𝑜𝑚 𝑐𝑜𝑎𝑙 = 791 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 + 3,86531 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 + 1,8064 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 = 796,67171 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

99

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

2. Arus 5 𝐹𝑙𝑜𝑤 𝑘𝑖𝑙𝑛 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎𝑟𝑦 𝑎𝑖𝑟 𝐶𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 932,376 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑚𝑖𝑛 × 60 𝑚𝑖𝑛⁄ℎ𝑜𝑢𝑟 = 365400 𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟⁄ℎ𝑜𝑢𝑟

𝐾𝑖𝑙𝑛 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎𝑟𝑦 𝑎𝑖𝑟 =

= 0,1531 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑎𝑖𝑟 = 𝐾𝑖𝑙𝑛 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎𝑟𝑦 𝑎𝑖𝑟 × 𝐶𝑃𝑎𝑖𝑟 × (𝑇𝑎𝑖𝑟 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,1531 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0.23769 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟. °𝐶 × (30 − 0)°𝐶 = 1,80640 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟

3. Arus 6 a. Kiln coal transport 𝐹𝑙𝑜𝑤 𝑘𝑖𝑙𝑛 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡 𝐶𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 119,281 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑚𝑖𝑛 × 60 𝑚𝑖𝑛⁄ℎ𝑜𝑢𝑟 = 365400 𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟⁄ℎ𝑜𝑢𝑟

𝐾𝑖𝑙𝑛 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡 =

= 0,01959 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑎𝑖𝑟 = 𝑘𝑖𝑙𝑛 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡 × 𝐶𝑃𝑎𝑖𝑟 × (𝑇𝑎𝑖𝑟 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,01959 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0.23769 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟. °𝐶 × (30 − 0)°𝐶 = 0,13969 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 b. Remaining kiln burner 𝐾𝑖𝑙𝑛 𝑏𝑢𝑟𝑛𝑒𝑟 = (𝐶𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑎𝑖𝑟 𝑟𝑎𝑡𝑒 × 𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟) − (𝐾𝑖𝑙𝑛 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡 + 𝐾𝑖𝑙𝑛 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎𝑟𝑦 𝑎𝑖𝑟) Dimana: 𝐸𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 = (1 + %𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 𝐼𝐿𝐶 1 + %𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 𝐼𝐿𝐶 2) × %𝑃𝑊1 𝐶𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑎𝑖𝑟 𝑟𝑎𝑡𝑒 = 𝑓𝑖𝑛𝑒 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑝𝑡𝑖𝑜𝑛 × 𝐿 𝑚𝑖𝑛 Didapatkan: 𝐸𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 = (1 + 15,8% + 14,9%) × 41,5% = 0,54241 𝐶𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑎𝑖𝑟 𝑟𝑎𝑡𝑒 = 0,16479 𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 × 8,542 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑎𝑙 Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

100

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

= 1,40764 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐾𝑖𝑙𝑛 𝑏𝑢𝑟𝑛𝑒𝑟 = (1,40764 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 × 0,54241) − (0,01959 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 + 0,1531 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 ) = 0,59083 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑎𝑖𝑟 = 𝑘𝑖𝑙𝑛 𝑏𝑢𝑟𝑛𝑒𝑟 × 𝐶𝑃𝑎𝑖𝑟 × (𝑇𝑎𝑖𝑟 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,59083 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0.23769 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟. °𝐶 × (30 − 0)°𝐶 = 4,21303 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐴𝑟𝑢𝑠 6 = 𝑘𝑖𝑙𝑛 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡 + 𝑟𝑒𝑚𝑎𝑖𝑛𝑖𝑛𝑔 𝑘𝑖𝑙𝑛 𝑏𝑢𝑟𝑛𝑒𝑟 = 0,13969 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 + 4,21303 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 = 4,35272 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟

4. Arus 3a a. ILC String 1 Coal Transport 𝐹𝑙𝑜𝑤 𝐼𝐿𝐶 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡 𝐶𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 112,005 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑚𝑖𝑛 × 60 𝑚𝑖𝑛⁄ℎ𝑜𝑢𝑟 = 365400 𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟⁄ℎ𝑜𝑢𝑟

𝐼𝐿𝐶 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡 =

= 0,01839 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑎𝑖𝑟 = 𝐼𝐿𝐶 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡 × 𝐶𝑃𝑎𝑖𝑟 × (𝑇𝑎𝑖𝑟 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,01839 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0.23769 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟. °𝐶 × (30 − 0)°𝐶 = 0,13113 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 b. Remaining Air ILC String 1 𝐶𝑎𝑙𝑠𝑖𝑛𝑒𝑟 𝑠𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 1 = (𝐶𝑜𝑚𝑏 𝑎𝑖𝑟 𝑟𝑎𝑡𝑒 × 𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟) − 𝐼𝐿𝐶 1 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡 Dimana: 𝐸𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 = (1 + %𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 𝐼𝐿𝐶 1) × %𝑃𝑊2 Didapatkan: 𝐸𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 = (1 + 15,8%) × 27,4% = 0,31729 𝐶𝑎𝑙𝑠𝑖𝑛𝑒𝑟 𝑠𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 1 = (1,40764 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0,31729) − 0,01839 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 = 0,42824 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

101

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑎𝑖𝑟 = 𝐶𝑎𝑙𝑠𝑖𝑛𝑒𝑟 𝑠𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 1 × 𝐶𝑃𝑎𝑖𝑟 × (𝑇𝑎𝑖𝑟 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,42824 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0.23769 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟. °𝐶 × (30 − 0)°𝐶 = 3,05365 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 c. Extra Air for ILC String 1 𝐸𝑥𝑡𝑟𝑎 𝑎𝑖𝑟 𝐼𝐿𝐶 𝑠𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 1 = (1 + %𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 𝐼𝐿𝐶 1) × 𝐴𝑖𝑟 = (1 + 15,8%) × 0,01914 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 = 0,02216 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑎𝑖𝑟 = 𝐸𝑥𝑡𝑟𝑎 𝑎𝑖𝑟 𝑓𝑜𝑟 𝐼𝐿𝐶 𝑠𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 1 × 𝐶𝑃𝑎𝑖𝑟 × (𝑇𝑎𝑖𝑟 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,02216 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0.23769 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟. °𝐶 × (30 − 0)°𝐶 = 0,15802 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐴𝑟𝑢𝑠 3𝑎 = 𝐼𝐿𝐶 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡 + 𝑟𝑒𝑚𝑎𝑖𝑛𝑖𝑛𝑔 𝑎𝑖𝑟 𝐼𝐿𝐶 + 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎 𝑎𝑖𝑟 = 0,13113 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 + 3,05365 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 + 0,15802 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 = 3,3428 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟

5. Arus 3b a. ILC string 2 coal transport 𝐹𝑙𝑜𝑤 𝐼𝐿𝐶 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡 𝐶𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 119,378 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑚𝑖𝑛 × 60 𝑚𝑖𝑛⁄ℎ𝑜𝑢𝑟 = 365400 𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟⁄ℎ𝑜𝑢𝑟

𝐼𝐿𝐶 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡 =

= 0,0196 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑎𝑖𝑟 = 𝐼𝐿𝐶 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡 × 𝐶𝑃𝑎𝑖𝑟 × (𝑇𝑎𝑖𝑟 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,0196 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0.23769 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟. °𝐶 × (30 − 0) °𝐶 = 0,13976 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 b. Remaining Air ILC String 2 𝐶𝑎𝑙𝑠𝑖𝑛𝑒𝑟 𝑠𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 2 = (𝐶𝑜𝑚𝑏 𝑎𝑖𝑟 𝑟𝑎𝑡𝑒 × 𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟) − 𝐼𝐿𝐶 2 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡 Dimana: 𝐸𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 = (1 + %𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 𝐼𝐿𝐶 2) × %𝑃𝑊3 Didapatkan: 𝐸𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 = (1 + 14,9%) × 31,1% Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

102

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

= 0,35734 𝐶𝑎𝑙𝑠𝑖𝑛𝑒𝑟 𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 2 = (1,40764 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0,35734) − 0,0196 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 = 0,48361 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑎𝑖𝑟 = 𝐶𝑎𝑙𝑠𝑖𝑛𝑒𝑟 𝑠𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 2 × 𝐶𝑃𝑎𝑖𝑟 × (𝑇𝑎𝑖𝑟 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,48361 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0.23769 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟. °𝐶 × (30 − 0)°𝐶 = 3,44848 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 c. Extra Air for ILC String 2 𝐸𝑥𝑡𝑟𝑎 𝑎𝑖𝑟 𝐼𝐿𝐶 𝑠𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 2 = (1 + %𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 𝐼𝐿𝐶 2) × 𝐴𝑖𝑟 = (1 + 14,9%) × 0,01914 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 = 0,02199 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑎𝑖𝑟 = 𝐸𝑥𝑡𝑟𝑎 𝑎𝑖𝑟 𝑓𝑜𝑟 𝐼𝐿𝐶 𝑠𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 2 × 𝐶𝑃𝑎𝑖𝑟 × (𝑇𝑎𝑖𝑟 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,02199 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0.23769 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟. °𝐶 × (30 − 0)°𝐶 = 0,1568 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐴𝑟𝑢𝑠 3𝑏 = 𝐼𝐿𝐶 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡 + 𝑟𝑒𝑚𝑎𝑖𝑛𝑖𝑛𝑔 𝑎𝑖𝑟 𝐼𝐿𝐶 + 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎 𝑎𝑖𝑟 = 0,13976 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 + 3,44848 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 + 0,1568 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 = 3,74504 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟

6. Arus 7 a. Cooler Excess Air 𝐹𝑙𝑜𝑤 = 185961 𝑁𝑚3 ⁄ℎ𝑟 =

185961 𝑁𝑚3 ⁄ℎ𝑟 × 1,293 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟/𝑁𝑚3 365400 𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟⁄ℎ𝑟

= 0,65804 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑎𝑖𝑟 = 𝐶𝑜𝑜𝑙𝑒𝑟 𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 × 𝐶𝑃𝑎𝑖𝑟 × (𝑇𝑎𝑖𝑟 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,65804 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0.23769 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟. °𝐶 × (30 − 0)°𝐶 = 4,69229 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 b. Hot Air for Raw Mill 𝐹𝑙𝑜𝑤 = 151716 𝑁𝑚3 ⁄ℎ𝑟

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

103

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

=

151716 𝑁𝑚3 ⁄ℎ𝑟 × 1,293 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟/𝑁𝑚3 365400 𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟⁄ℎ𝑟

= 0,53686 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑎𝑖𝑟 = 𝐻𝑜𝑡 𝑎𝑖𝑟 𝑓𝑜𝑟 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑙𝑙 × 𝐶𝑃𝑎𝑖𝑟 × (𝑇𝑎𝑖𝑟 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,53686 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0.23769 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟. °𝐶 × (30 − 0)°𝐶 = 3,82819 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐴𝑟𝑢𝑠 7 = 𝐶𝑜𝑜𝑙𝑒𝑟 𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 + ℎ𝑜𝑡 𝑎𝑖𝑟 𝑓𝑜𝑟 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑙𝑙 = 4,69229 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 + 3,82819 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 = 8,52048 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟

7. Arus 4a dan Arus 4b a. Raw Mix Jumlah raw mix ILC String 1 dan 2 dihitung dengan rumus berikut: 𝑅𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 𝑡𝑜 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 =

(1 − 𝐶𝑜𝑎𝑙 𝑎𝑠ℎ) × 100 100 − 𝐿𝑂𝐼

𝐶𝑜𝑎𝑙 𝑎𝑠ℎ = 𝐹𝑖𝑛𝑒 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑝𝑡𝑖𝑜𝑛 × %𝑎𝑠ℎ 𝑖𝑛 𝑐𝑜𝑎𝑙 Didapatkan: 𝐶𝑜𝑎𝑙 𝑎𝑠ℎ = 0,16479 𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 × 11,5% 𝑘𝑔 𝑎𝑠ℎ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑎𝑙 = 0.01895 𝑘𝑔 𝑎𝑠ℎ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝑅𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 𝑡𝑜 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 =

(1 − 0.01895) × 100 100 − 35.18

= 1,5135 𝑘𝑔 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 = 𝑅𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 𝑡𝑜 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 × 𝐶𝑃𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 × (𝑇𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 1,5135 𝑘𝑔 𝑟𝑎𝑤⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0,21483 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑟𝑎𝑤. °𝐶 × (90 − 0)°𝐶 = 29,26307 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 b. Dust in Raw Mix Jumlah debu dalam raw mix dihitung dengan rumus berikut: 𝐷𝑢𝑠𝑡 =

(%𝑑𝑢𝑠𝑡 𝑖𝑛 𝑒𝑥𝑖𝑡 𝑔𝑎𝑠) × 𝑘𝑖𝑙𝑛 𝑓𝑒𝑒𝑑 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟

Dimana:

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

104

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

%𝑑𝑢𝑠𝑡 𝑖𝑛 𝑒𝑥𝑖𝑡 𝑔𝑎𝑠 = 100% − 𝑒𝑓𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑦 𝐸𝑓𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑦 =

𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 − 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑎𝑠ℎ × 100% [𝑘𝑖𝑙𝑛 𝑓𝑒𝑒𝑑 × (1 − 𝐻2 𝑂) × (1 − 𝐿𝑂𝐼)]

Didapatkan: 𝐸𝑓𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑦 =

365,4 𝑡𝑜𝑛⁄ℎ𝑟 − (11,2% × 57,8 𝑡𝑜𝑛⁄ℎ𝑟) × 100% [599 𝑡𝑜𝑛⁄ℎ𝑟 × (1 − 0,53%) × (1 − 35,18%)]

= 92,9% %𝑑𝑢𝑠𝑡 𝑖𝑛 𝑒𝑥𝑖𝑡 𝑔𝑎𝑠 = 100% − 92,9% = 7,1% 𝑡𝑜𝑛 𝑑𝑢𝑠𝑡⁄𝑡𝑜𝑛 𝑘𝑖𝑙𝑛 𝑓𝑒𝑒𝑑 𝐷𝑢𝑠𝑡 =

7,1% × 599 𝑡𝑜𝑛 𝑘𝑖𝑙𝑛 𝑓𝑒𝑒𝑑⁄ℎ𝑟 365,4 𝑡𝑜𝑛 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟⁄ℎ𝑟

= 0,11639 𝑡𝑜𝑛 𝑑𝑢𝑠𝑡⁄𝑡𝑜𝑛 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 = 0,11639 𝑘𝑔 𝑑𝑢𝑠𝑡 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑑𝑢𝑠𝑡 = 𝐷𝑢𝑠𝑡 × 𝐶𝑃𝑑𝑢𝑠𝑡 × (𝑇𝑑𝑢𝑠𝑡 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,11639 𝑘𝑔 𝑑𝑢𝑠𝑡 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0,21483 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑑𝑢𝑠𝑡. °𝐶 × (90 − 0)°𝐶 = 2,25037 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐴𝑟𝑢𝑠 4𝑎 + 4𝑏 = 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 + 𝑑𝑢𝑠𝑡 𝑖𝑛 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 = 29,26307 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 + 2,25037 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 = 31,51344 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟

IV.1.2 Panas Keluar 1. Arus 8a dan 8b Jumlah gas hasil pembakaran batu bara dihitung dengan rumus berikut: 𝐶𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡 = 9,349 𝑘𝑔 𝑔𝑎𝑠⁄𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑎𝑙 × 𝑓𝑖𝑛𝑒 𝑐𝑜𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑝𝑡𝑖𝑜𝑛 = 9,349 𝑘𝑔 𝑔𝑎𝑠⁄𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑎𝑙 × 0,16479 𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 = 1,54062 𝑘𝑔 𝑔𝑎𝑠⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑔𝑎𝑠 = 𝐶𝑜𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡 × 𝐶𝑃𝑔𝑎𝑠 × (𝑇𝑔𝑎𝑠 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 1,54062 𝑘𝑔 𝑔𝑎𝑠⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0,2579 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑔𝑎𝑠. °𝐶 × (380 − 0)°𝐶 = 150,98384 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

105

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

2. Arus 9a dan 9b a. Raw mix combustion product Jumlah gas hasil pembakaran raw mix dihitung dengan kesetimbangan reaksi pembakaran karbon (basis 1 kg karbon) berikut: 𝐶

+

𝑈𝑑𝑎𝑟𝑎

1 𝑘𝑔 + 11,53 𝑘𝑔

→

𝐶𝑂2

+

𝑁2

→ 3,67 𝑘𝑔 + 8,86 kg

Sedangkan jumlah karbon dalam raw mix dihitung dengan rumus berikut: 𝐶𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛 𝑖𝑛 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 = 𝑅𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 𝑡𝑜 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 × %𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛 𝑖𝑛 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 Didapatkan: 𝐶𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛 𝑖𝑛 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 = 1,51296

𝑘𝑔 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 𝑘𝑔 𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛 × 0.11% 𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝑘𝑔 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥

= 0,00166 𝑘𝑔 𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐶

+

𝑈𝑑𝑎𝑟𝑎

→

𝐶𝑂2

+

𝑁2

0,00166 𝑘𝑔 + 0,01914 𝑘𝑔 → 0,00609 𝑘𝑔 + 0,01471𝑘𝑔 Sehingga diperoleh gas hasil pembakaran raw mix dalam ILC String 1 dan ILC String 2 sebagai berikut: Tabel IV.3 Hasil Pembakaran Raw Mix dalam ILC String 1 dan 2 Suspension

Excess

CO2

N2

Preheater

Udara

kg CO2/kg clinker

kg N2/kg clinker

ILC String 1

15,8%

0,00609

0,01703

ILC String 2

14,9%

0.00609

0.0169

𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝐶𝑂2 = 𝐶𝑂2 𝑖𝑛 𝐼𝐿𝐶 𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 1 × 𝐶𝑃𝐶𝑂2 × (𝑇𝐶𝑂2 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,00609 𝑘𝑔 𝐶𝑂2⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0,23446 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝐶𝑂2 . °𝐶 × (378 − 0)°𝐶 = 0,53973 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑁2 = 𝑁2 𝑖𝑛 𝐼𝐿𝐶 𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 1 × 𝐶𝑃𝑁2 × (𝑇𝑁2 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,01703 𝑘𝑔 𝑁2 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0,2524 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑁2 . °𝐶 × (378 − 0)°𝐶 = 1,62478 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝐶𝑂2 = 𝐶𝑂2 𝑖𝑛 𝐼𝐿𝐶 𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 2 × 𝐶𝑃𝐶𝑂2 × (𝑇𝐶𝑂2 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,00609 𝑘𝑔 𝐶𝑂2⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0,23446 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝐶𝑂2 . °𝐶 × (382 − 0)°𝐶 Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

106

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

= 0,54544 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑁2 = 𝑁2 𝑖𝑛 𝐼𝐿𝐶 𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 2 × 𝐶𝑃𝑁2 × (𝑇𝑁2 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,0169 𝑘𝑔 𝑁2 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0,2524 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑁2 . °𝐶 × (382 − 0)°𝐶 = 1,62944 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 b. Excess Air in Exit Gas Suspension Preheater Jumlah excess udara pada ILC String 1 dan ILC String 2 dihitung dengan rumus berikut: 𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 1 = [

𝐿 𝑚𝑖𝑛 × %𝑃𝑊2 × %𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 × 𝑝𝑢𝑙𝑣𝑢𝑟𝑖𝑧𝑒𝑑 ] 𝐺𝐻𝑉 + (𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 𝑓𝑙𝑜𝑤 𝐼𝐿𝐶 1 − 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙𝑖𝑏𝑟𝑖𝑎 𝑎𝑖𝑟 𝑓𝑙𝑜𝑤)

𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 2 = [

𝐿 𝑚𝑖𝑛 × %𝑃𝑊3 × %𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 × 𝑝𝑢𝑙𝑣𝑢𝑟𝑖𝑧𝑒𝑑 ] 𝐺𝐻𝑉 + (𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 𝑓𝑙𝑜𝑤 𝐼𝐿𝐶 2 − 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙𝑖𝑏𝑟𝑖𝑎 𝑎𝑖𝑟 𝑓𝑙𝑜𝑤)

Didapatkan: 𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 1 = [

8,542 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑎𝑙 × 27,4% × 15,8% × 791 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄ 𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 ] 4800 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑎𝑙 + (0,0227 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 − 0,0196 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟)

= 0,06404 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑔𝑎𝑠 = 𝐸𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 𝑖𝑛 𝐼𝐿𝐶 𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 1 × 𝐶𝑃𝑔𝑎𝑠 × (𝑇𝑔𝑎𝑠 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,06404 𝑘𝑔 𝑔𝑎𝑠⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0,24569 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑔𝑎𝑠. °𝐶 × (378 − 0)°𝐶 = 5,94745 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 2 = [

8,542 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑎𝑙 × 31,1% × 14,9% × 791 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄ 𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 ] 4800 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑎𝑙 + (0,02252 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 − 0,0196 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟)

= 0,06815 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑔𝑎𝑠 = 𝐸𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 𝑖𝑛 𝐼𝐿𝐶 𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 2 × 𝐶𝑃𝑔𝑎𝑠 × (𝑇𝑔𝑎𝑠 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,06815 𝑘𝑔 𝑔𝑎𝑠⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0,24579 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑔𝑎𝑠. °𝐶 × (382 − 0)°𝐶 = 6,39872 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 c. CO2 dalam raw mix 𝐶𝑂2 𝑓𝑟𝑜𝑚 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 = 𝑅𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 𝑡𝑜 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 × %𝐶𝑂2 𝑖𝑛 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 = 1,5135 𝑘𝑔 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 × 77,22% Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

107

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

= 1,16872 𝑘𝑔 𝐶𝑂2⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝐶𝑂2 = 𝐶𝑂2 𝑓𝑟𝑜𝑚 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 × 𝐶𝑃𝐶𝑂2 × (𝑇𝐶𝑂2 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 1,16872 𝑘𝑔 𝐶𝑂2⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0,23463 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝐶𝑂2 . °𝐶 × (380 − 0)°𝐶 = 104,20237 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 d. H2O bebas dalam raw mix 𝐹𝑟𝑒𝑒 𝐻2 𝑂 𝑖𝑛 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 = 𝑅𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 𝑡𝑜 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 × %𝑓𝑟𝑒𝑒 𝐻2 𝑂 𝑖𝑛 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 = 1,5135 𝑘𝑔 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 × 0,53% = 0,00802 𝑘𝑔 𝐻2 𝑂⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝐻2 𝑂 = 𝐹𝑟𝑒𝑒 𝐻2 𝑂 𝑖𝑛 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 × 𝐶𝑃𝐻2 𝑂 × (𝑇𝐻2 𝑂 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,00802 𝑘𝑔 𝐻2 𝑂⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0,46186 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝐻2 𝑂. °𝐶 × (380 − 0)°𝐶 = 1,40756 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 e. H2O hidrat dalam raw mix 𝐶𝑜𝑚𝑏𝑖𝑛𝑒𝑑 𝐻2 𝑂 𝑖𝑛 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 = 𝑅𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 𝑡𝑜 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 × %𝑐𝑜𝑚𝑏𝑖𝑛𝑒𝑑 𝐻2 𝑂 = 1,5135 𝑘𝑔 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 × 1,12% = 0,01695 𝑘𝑔 𝐻2 𝑂⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝐻2 𝑂 = 𝐶𝑜𝑚𝑏𝑖𝑛𝑒𝑑 𝐻2 𝑂 𝑖𝑛 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 × 𝐶𝑃𝐻2 𝑂 × (𝑇𝐻2 𝑂 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,01695 𝑘𝑔 𝐻2 𝑂⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0,46186 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝐻2 𝑂. °𝐶 × (380 − 0)°𝐶 = 2,97484 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 f. Dust in exit gas Jumlah debu dalam gas keluar sama dengan jumlah debu dalam suspension preheater. 𝐷𝑢𝑠𝑡 = 0,11639 𝑘𝑔 𝑑𝑢𝑠𝑡 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑑𝑢𝑠𝑡 = 𝐷𝑢𝑠𝑡 × 𝐶𝑃𝑑𝑢𝑠𝑡 × (𝑇𝑑𝑢𝑠𝑡 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,11639 𝑘𝑔 𝑑𝑢𝑠𝑡 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0,23904 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑑𝑢𝑠𝑡. °𝐶 × (380 − 0)°𝐶 = 10,57231 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

108

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

𝐴𝑟𝑢𝑠 9𝑎 + 9𝑏 = 𝐶𝑂2 𝑖𝑛 𝐼𝐿𝐶 𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 1 + 𝑁2 𝑖𝑛 𝐼𝐿𝐶 𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 1 + 𝐶𝑂2 𝑖𝑛 𝐼𝐿𝐶 𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 2 + 𝑁2 𝑖𝑛 𝐼𝐿𝐶 𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 1 + 𝐸𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 𝑖𝑛 𝐼𝐿𝐶 𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 1 + 𝐸𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 𝑖𝑛 𝐼𝐿𝐶 𝑆𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔 2 + 𝐶𝑂2 𝑓𝑟𝑜𝑚 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 + 𝐹𝑟𝑒𝑒 𝐻2 𝑂 𝑖𝑛 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 + 𝐶𝑜𝑚𝑏𝑖𝑛𝑒𝑑 𝐻2 𝑂 𝑖𝑛 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 + 𝑑𝑢𝑠𝑡 𝑖𝑛 𝑟𝑎𝑤 𝑚𝑖𝑥 = 0,53973 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 + 1,62478 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 + 0,54544 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 + 1,62944 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 + 5,94745 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 + 6,39872 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 + 104,20237 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 + 1,40756 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 + 2,97484 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 + 10,57231 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 = 135,84264 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟

3. Arus 10 𝐸𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 = 185961 𝑁𝑚3 ⁄ℎ𝑟 185961 𝑁𝑚3 ⁄ℎ𝑟 × 1,293 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟/𝑁𝑚3 = 365400 𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟⁄ℎ𝑟 = 0,65804 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑎𝑖𝑟 = 𝑓𝑙𝑜𝑤 × 𝐶𝑃𝑎𝑖𝑟 × (𝑇𝑎𝑖𝑟 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,65804 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0,2416 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟. °𝐶 × (200 − 0)°𝐶 = 31,796 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟

4. Arus 11 𝐻𝑜𝑡 𝑎𝑖𝑟 𝑓𝑜𝑟 𝑀𝑖𝑙𝑙 = 151716 𝑁𝑚3 ⁄ℎ𝑟 151716 𝑁𝑚3⁄ℎ𝑟 × 1,293 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟/𝑁𝑚3 = 365400 𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟⁄ℎ𝑟 = 0,53686 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑅𝑀 𝑎𝑖𝑟 = 𝑓𝑙𝑜𝑤 × 𝐶𝑃𝑎𝑖𝑟 × (𝑇𝑎𝑖𝑟 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 0,53686 𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0,2451 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟. °𝐶 × (354 − 0)°𝐶 = 46,58 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

109

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

5. Arus 12 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 = 𝐶𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 × 𝐶𝑃𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 × (𝑇𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 ) = 1 𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 0,18986 𝑘𝑐𝑎𝑙⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘. °𝐶 × (131 − 0)°𝐶 = 24,87166 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟

6. Radiasi a. Suspension preheater 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑙𝑜𝑠𝑠 = [7. (𝑇𝑝𝑒𝑟𝑚𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 − 𝑇𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 ) + 0,000000051. (𝑇𝑝𝑒𝑟𝑚𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 + 273) 4

− (𝑇𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 + 273) ] × 0,86 × 𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑝𝑒𝑟𝑚𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 Suhu lingkungan = 30°C Tabel IV.4 Panas yang Hilang pada Suspension Preheater PREHEATER

444CN11

444CN12

444CN13

444CN14

444CN15

IA Roof IA Cyclone IA Cone IA Riser Duct IA Down Pipe IB Roof IB Cyclone IB Cone IB Riser Duct IB Down Pipe II Roof II Cyclone II Cone II Riser Duct II Down Pipe III Roof III Cyclone III Cone III Riser Duct III Down Pipe IV Roof IV Cyclone IV Cone Calsiner

Area m² 12.6 164.9 89.9 212.1 14.9 12.6 164.9 89.9 212.1 14.9 19.6 203.8 170.2 168.1 14.1 19.6 203.8 195.7 153.2 87.2 19.6 203.8 195.7 750.5

Temp °C 75.73 58.63 57.93 70.40 138.83 80.07 58.80 67.43 76.33 118.57 107.60 90.50 83.87 77.70 133.80 140.30 72.83 79.23 110.17 182.34 140.27 90.03 74.53 179.5

IV Down Pipe

47.1

168.6

Description

Heat loss kcal/h Kcal/kg clinker 6966 0.019 54956 0.150 29170 0.080 102556 0.281 23088 0.063 7706 0.021 55298 0.151 39979 0.109 119310 0.327 17826 0.049 19969 0.055 154915 0.424 113354 0.310 97668 0.267 20588 0.056 30883 0.085 105051 0.287 117752 0.322 162115 0.444 212092 0.580 30871 0.084 153543 0.420 105306 0.288 1778315 4.867 100498

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

0.275

4

110

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

PREHEATER

444CN21

444CN22

444CN23

444CN24

444CN25

Description IA Roof IA Cyclone IA Cone IA Riser Duct IA Down Pipe IB Roof IB Cyclone IB Cone IB Riser Duct IB Down Pipe II Roof II Cyclone II Cone II Riser Duct II Down Pipe III Roof III Cyclone III Cone III Riser Duct III Down Pipe IV Roof IV Cyclone IV Cone Calsiner IV Down Pipe

Area m² 12.6 164.9 89.9 212.1 14.9 12.6 164.9 89.9 212.1 14.9 19.6 203.8 170.2 168.1 14.1 19.6 203.8 195.7 153.2 87.2 19.6 203.8 195.7 750.5 131.9

Temp °C 69.43 70.20 63.23 64.37 163.30 65.53 65.27 68.63 73.57 158.97 82.27 92.43 85.23 81.7 136.2 141.20 75.43 89.37 108.0 152.1 137.20 147.00 97.40 184.43 221.60

Heat loss kcal/h Kcal/kg clinker 5916 0.016 79302 0.217 35141 0.096 85994 0.235 30175 0.083 5281 0.014 68756 0.188 41379 0.113 111439 0.305 28857 0.079 12628 0.035 160633 0.440 116620 0.319 106893 0.293 21188 0.058 31209 0.085 112128 0.307 145558 0.398 156789 0.429 156661 0.429 29772 0.081 346284 0.948 168584 0.461 1861385 5.094 449737 1.231

Total heat loss suspension preheater = 21,971 kcal/kg clinker b. Kiln shell 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑙𝑜𝑠𝑠 = =

𝑇𝑘𝑖𝑙𝑛 × 𝐻𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 × 𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑝𝑒𝑟𝑚𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 𝑘𝑖𝑙𝑛 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 𝑘𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟 270°𝐶 × 21,72563 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄ℎ𝑟. 𝑚2 °𝐶 × (3,14 × 5,5 𝑚 × 84 𝑚) 365400 𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟⁄ℎ𝑟

= 23,29 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑖𝑛𝑘𝑒𝑟

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

111

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

7. Total panas sistem kiln hasil perhitungan System Heat Input Arus 1 + Arus 2a + Arus 2b Arus 3a Arus 3b Arus 4a + Arus 4b Arus 5 Arus 6 Arus 7 Sum of Heat Inputs

kcal/kg clinker 796,67171 3,34280 3,74504 31,51344 1,80640 4,35272

System Heat Ouput

Arus 8a + Arus 8b Arus 9a + Arus 9b Arus 10 Arus 11 Arus 12 Kiln Radiation 8,52048 Suspension Preheater Radiation 849,95259 Sum of Heat Ouputs

kcal/kg clinker 150,98384 135,84264 31,79600 46,58000 24,87166 23,29000 21,97100 435,33514

IV.1.3 Efisiensi Energi 1. Efisiensi Energi Perhitungan 𝐸𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛𝑠𝑖 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖 = =

𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡𝑠 − 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡𝑠 × 100% 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡𝑠 414,61745 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 100% 849,95259 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘

= 48,781%

2. Efisiensi Energi Desain Dimana desain kebutuhan panas sistem pembakaran a. Input : - Heat in raw mix, air and fuel

= 35

kcal/kg clinker

- Combustibles in raw mix

=

- Firing in calciner K-string

= 450,2 kcal/kg clinker

- Firing in kiln

= 300

kcal/kg clinker

Total input

= 791

kcal/kg clinker

5,8 kcal/kg clinker

b. Output : - Heat of reaction

= 422 kcal/kg clinker

- Free water

=

Total output

= 427,1 kcal/kg clinker

5,1 kcal/kg clinker

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

112

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

𝐸𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛𝑠𝑖 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖 = =

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 × 100% 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡 427,1 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘 × 100% 791 𝑘𝑐𝑎𝑙 ⁄𝑘𝑔 𝑐𝑙𝑘

= 53,995%

IV.2

Pembahasan Efisiensi energi aktual dihitung dengan mengasumsikan bahwa panas yang

digunakan sistem adalah panas masuk (heat input) dikurangkan dengan panas yang hilang atau heat loss (heat output). Hal ini dikarenakan panas yang digunakan sistem (panas untuk reaksi dan panas untuk menguapkan air dalam bahan baku) tidak dapat dihitung dengan akurat. Besarnya efisiensi energi aktual dari hasil perhitungan diperoleh 48,781%. Persentase ini sangat bagus karena selisih antara efisiensi desain dengan efisiensi energi aktual hanya sebesar 5,214%. Peningkatan efisiensi peralatan ini dapat dilakukan dengan mengurangi jumlah panas yang hilang (heat loss). Agar panas yang hilang semakin kecil harus memperbaiki sistem isolasi peralatan, meningkatkan kualitas bahan baku (raw mix) dan bahan bakar, serta menguji komposisi bahan baku (raw mix) dan bahan bakar secara rutin agar proses dapat terkendali dengan baik.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014

113

Laporan Tugas Khusus PT Semen Indonesia (Persero) Tbk.

BAB V PENUTUP

V.1 Kesimpulan Dari perhitungan di atas, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut. 1. Penyusunan neraca panas dalam unit kiln melibatkan 3 kompartemen yaitu, suspension preheater, rotary kiln dan crossbar cooler. 2. Penyusunan neraca panas dalam sistem kiln menggunakan prinsip perpindahan panas dan termodinamika. 3. Besarnya efisiensi energi operasi berbeda dengan efisiensi energi desain. Hal ini dikarenakan kondisi operasi yang berbeda dengan rancangan.

V.2 Saran Beberapa saran agar sistem kiln semakin efisien adalah: 1. Agar panas yang hilang semakin kecil harus memperbaiki sistem isolasi peralatan, meningkatkan kualitas bahan baku dan bahan bakar, serta menguji komposisi bahan baku dan bahan bakar secara rutin agar proses dapat terkendali dengan baik. 2. Pengambilan data untuk neraca massa dan neraca panas harus dilakukan secara komprehensif dan menyeluruh dalam unit tersebut demi mengetahui efisiensi alat.

Teknik Kimia – Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2014