Hari ini, 31 Januari 2019

Pagi jam 8 pagi saya sudah sampai di kantor dan belum sempat duduk untuk memeriksa catatan harian operasional tanggal 30 Januari 2019, pak Budi datang menghampiri dan menyampaikan informasi dari shift malam bahwa press no 3 trouble dan tidak bisa di start. Langsung terlintas dalam pikiran saya "habis sudah, produktivitas hancur, turun 50%". Sudah ada 2 unit press andalan yang rusak, sedangkan 2 unit yang lain tidak bisa optimal. Jadwal pengiriman produk sudah menunggu, bahan baku menumpuk dan harus segera diproses supaya tidak rusak.

Pagi ini tidak ada meeting untuk membahas kinerja operasional kemarin, pak Budi dan pak Andi langsung mengecek kondisi press. Saya sendiri melanjutkan mengecek catatan harian operasional kemarin seorang diri. Kinerja yang kacau. Produktivitas proses harian turun 40%, quality produk 63% outspec (sudah kronis), solvent loss meningkat 92% dari rata-rata harian bulan ini, tekanan steam selalu drop dibawah standar minimal 5 bar.
"KRONIS"

Banyak sekali masalah. Seharusnya harus diselesaikan dengan cepat, tetapi realitasnya tidak bisa segera diselesaikan karena berbagai kondisi yang mau tidak mau harus dimaklumi. Steam masalah karena masalah bahan bakar yang juga tidak bisa langsung diselesaikan. Press 1 rusak karena termakan umur yang sudah lebih 20 tahun sehingga perbaikan perlu waktu yang lama. Press 3 apa yang terjadi?

Saya bangkit dari tempat duduk dan langsung melangkah keluar kantor menuju kelapangan untuk mengecek press 3. Belum sampai di lokasi press 3, pak Ipin (Kepala Regu shift malam) yang belum pulang menghampiri saya. Dia langsung menyampaikan kronologi press 3 rusak dan tidak bisa beroperasi lagi. Saya mendengarkan tetapi saya tidak terlalu percaya dengan apa yang dia sampaikan karena biasanya ada ucapan bumbu untuk menutupi kesalahan.

Setelah selesai mendengarkan informasi dari pak Ipin, saya melanjutkan langkah untuk menuju lokasi press 3. Dari jauh saya melihat pak Budi dan pak Andi sedang membongkar press 3. Sesampainya di lokasi press 3 saya melihat roll sompel dan material yang menumpuk di ruang pengeluaran di bagian center part.
"Apa masalahnya Pak?", tanya saya ke pak Budi.
"Spi dandang lepas Pak", jawab pak Budi.
Jawaban yang sedikit meringankan beban di pagi ini. Press 3 tidak rusak parah dan mungkin selepas tengah hari bisa dioperasikan lagi.

Karena masalah press 3 tidak serius, saya melanjutkan langkah untuk ke gudang dan pelabuhan untuk mengecek progress loading yang sedang berlangsung. Sesampai di gudang, saya amati stok produk di gudang. Dalam pikiran saya, dengan mengamati tumpukan produk di gudang, saya mengestimasi loading sudah dapat sekitar 2.500 ton. Kemudian saya melanjutkan langkah untuk menemui pak Yanto (Kepala Gudang dan sekaligus Master Loading).
"Sudah dapat berapa Pak?", tanya saya ke pak Yanto
"2.345 mas, tadi malam hujan stop loading 1 jam", jawab pak Yanto.

Loading berjalan dengan normal. Saya melanjutkan langkah ke pabrik ekstraksi. Sesampainya di pabrik ekstraksi, saya langsung melihat level miscella dan solvent di tangki proses. Level yang rendah pertanda tidak bagus. Solvent Loss tinggi.
Saya lihat flowrate destilasi miscella, 10.000. Saya lihat tekanan vacuum -400. DROP. Saya pegang pipa dari line kondenser. PANAS. "Apakah pabrik ini mampu bertahan beroperasi hingga 2 bulan lagi?", pertanyaan dalam benak saya yang saya hubungkan dengan target loading dan kondisi bahan baku yang menumpuk dan mulai rusak.

Saya lihat vacuum plant. NORMAL. Saya lihat suhu output produk. NORMAL.
Saya lihat suhu output desorber 80. PARAH. "Steam lagi - steam lagi". Saya cek tekanan steam. 3 bar. PARAH. "Kondisi masalah serius yang seharusnya tidak boleh terjadi tetapi harus dihadapi karena suatu alasan yang harus dipahami".

Saya minta seorang operator untuk mengambil sample mineral oil absorbent untuk dikirim ke Lab guna mengetahui kandungan solvent-nya.

Langkah saya lanjutkan untuk mengecek pabrik ekstraksi lebih lanjut. Saya pegang pipa air cooling tower masuk pabrik dan tekanannya. NORMAL. Saya pegang pipa air cooling tower keluar dari pabrik. TERLALU PANAS. "Mampu bertahan berapa lama lagi operasinya?", terlintas kembali dalam benak saya.
Saya lanjutkan ke ekstraktor, suhu, vacuum, isi material. NORMAL . Toaster juga normal.
Setelah saya merasa cukup mengecek pabrik, saya kembali melangkah ke kantor dan sesampainya di kantor saya melihat jam sudah menunjukkan pukul 09:45.

Siang jam 13:35, saya dapat telp dari Lab yang menginformasikan bahwa hasil analisa absorbent sudah di emailkan. Setelah menutup telp, saya langsung lihat email. Margin kandungan solvent dalam absorbent antara absorber dan desorber adalah 3,14% dengan kandungan solvent dalam desorber yang sangat tinggi,10,05%. "PARAH".

????...

Steam Jet Ejector

Steam jet ejector merupakan alat pembangkit vacuum dengan menggunakan steam sebagai media pendorong. Suatu pancaran cairan, gas atau uap (steam) keluar dari nozzle dengan kecepatan tinggi sehingga dihasilkan tekanan rendah di titik nozzle tersebut. Dengan demikian, gas yang harus diangkut akan terhisap, terbawa dan mengalami percepatan.

Steam jet ejector berfungsi untuk mengeluarkan gas atau uap dari suatu ruangan dan mempertahankan kevakuman yang tercapai. Steam jet ejector merupakan pompa yang tidak mempunyai bagian-bagian yang bergerak. Oleh karena itu, pompa ini sangat sederhana dan tidak memerlukan perawatan yang rumit.

Dalam steam jet ejector, steam yang telah dipakai dikondensasi dengan mencampurkannya dengan air. Daya hisap dan vacuum akhir yang tercapai seringkali tergantung pada tekanan awal pancaran, tekanan uap kondensate dan konstruksi pompa (jumlah langkah kerjanya).

Dengan steam jet ejector satu langkah hanya bisa dicapai vacuum sebesar 130 mbar (atau perbandingan kompresi sekitar 1:8).

Pada steam jet ejector yang disusun secara seri, beberapa jet ejector dihubungkan berturut-turut dan makin kebelakang jet ejector semakin kecil. Pada tiap langkah, steam diumpankan secara terpisah. Agar uap dan steam dari langkah sebelumnya tidak dikompresi pada langkah berikutnya, maka diantara jet ejector dipasang condenser kontak. Didalam kondeser kontak ini, disemprotkan air agar uap dan steam terkondensasi. Air yang keluar dari condenser dialirkan melalui pipa barometik (ketinggian minimal 10 meter) atau dengan pompa (misalnya dengan side channel pump).

Selain dengan system seri dan karena steam jet ejector tidak mempunyai daya hisap yang besar, maka untuk membuat vacuum awal sering digunakan pompa pendesak (misalnya dengan pompa vacuum cincin air). Dalam proses stripping untuk evaporasi, sering digunakan sebuah steam jet ejector dengan tekanan input steam 4 bar dan steam outputnya digunakan sebagai steam stripper untuk stage sebelumnya, sedangkan vacuum awal digunakan pompa vacuum cincin air. Dengan system seperti ini bisa diperoleh vacuum awal 600 mbar (oleh pompa) dan vacuum akhir sebesar 980 mbar.

Vacuum akhir ditempat hisap yang dicapai dengan steam jet ejector langkah majemuk dibatasi oleh tekanan uap dari kondensate dan besarnya sekitar 4 mbar abs (-996 mbar). Vacuum akhir yang lebih baik (0,7 mbar abs) bisa dicapai bila bahan pancar dari langkah pertama tidak dikondensasi (langsung dibuang) karena uap akhir yang tersisa biasanya merupakan uap yang tidak mudah untuk dikondensasi.

Pada steam jet ejector yang bekerja pada vacuum yang tinggi (diatas 5 mbar), maka diperlukan pemanasan jet ejector supaya tidak terbentuk es akibat titik beku air dilewati selama operasi berlangsung. Pemanasan bisa dilakukan dengan system coil yang mengelilingi body jet ejector yang biasa dikenal dengan trace heater. Model sekarang, trace heater dibuat mengelilingi penuh dinding jet ejector dan supaya berfungsi optimal maka coil harus benar-benar menempel dinding jet ejector.

Steam jet ejector bersifat stabil terhadap penghisapan cairan atau uap yang terkondensasi (sama halnya dengan pompa pancar air). Umumnya dipakai steam jet ejector 3 langkah atau 4 langkah secara seri,  tergantung dari kebutuhan vacuum disesuaikan dengan biaya steam dan air. Steam yang dipakai biasanya adalah dry saturated steam dengan tekanan sekitar 10 bar atau lebih.

EFFESIENSI PEMAKAIAN STEAM

Lima hari yang lalu Bos memanggilku untuk membahas pencapaian Objektif, salah satunya soal efisiensi pemakaian steam. Si Bos bilang, "Pak Edy, pemakaian steam di pabrik ekstraksi 2012 turun 15% dibanding tahun sebelumnya dan bulan-bulan awal di tahun ini masih memenuhi target. Hal itu tidak jelek, tetapi angka bulanannya sebenarnya berfluktuasi, kenapa tidak bisa dijaga stabil pada kisaran angka yang rendah?"

Dalam hati aku mengeluh, "sudah dikasih sapi, masih minta gajah". Itulah Bos, sudah beberapa kali kujelaskan soal pemakaian steam di pabrik ekstraksi, tetapi dia tetap tidak mengerti atau mungkin tidak mau mengerti. Yang dia lihat adalah data, dan meminta pencapaian yang lebih bagus dari data tersebut atau setidaknya dijaga stabil data pada kisaran yang bagus, tanpa memberi masukan langkah-langkah atau solusi yang bisa dilakukan. Tetapi itu wajar, tugas bos memang seperti itu, yang dipikirkan adalah biaya operasional yang serendah mungkin dan saya harus selalu berpikir bagaimana untuk bisa mencapainya.

Apa yang bisa lakukan untuk menghemat steam?

Pertama untuk bisa menjawab pertanyaan ini kita harus tahu apa itu steam dan bagaimana sifatnya. Steam yang dipakai ada dua jenis, yaitu saturated steam dan superheated steam. Sedangkan fungsi dari steam bermacam-macam tergantung kebutuhan proses, tetapi secara umumnya steam dipakai sebagai media pemanas, pembawa, fluida penggerak, fluida pencipta vacuum, dll.

Saturated steam dikenal juga sebagai steam jenuh/steam basah merupakan steam yang berada dalam kondisi titik didihnya. Pernah ada kasus, di Pabrik Minyak Goreng (PMG) yang menggunakan pembangkit vacuum dengan steam jet ejector, kondisi vacuum  tidak tercapai sehingga proses pembuatan minyak goreng gagal, analisa penyebab masalah dari department (PMG) mengatakan; “vacuum nge-drop disebabkan oleh kondisi steam yang basah”. Sialnya bagi department pembangkit steam (boiler), bos percaya dengan analisa penyebab masalah tersebut (maklum, bos biasanya kurang memahami soal teknis/proses, mereka biasanya lebih memahami bisnis dan manajemen), sehingga department boiler yang kena getahnya.

Steam yang keluar dari boiler dipastikan merupakan steam basah/steam jenuh/saturated steam bila tidak ada proses lanjutan berupa pemanasan lanjut atau reducer tekanan. Dalam mesin boiler air dipanaskan hingga menguap, tekanan steam yang terjadi berhubungan dengan kecepatan penguapan dan flowrate pemakaian steam. Untuk flowrate pemakaian yang tetap, semakan besar tekanan  berarti semakin cepat proses penguapan dan berarti juga semakin besar kebutuhan panas/bahan bakar. Jadi adanya kasus vacuum nge-drop karena steamnya basah merupakan alasan yang tidak tepat selama tekanan steam sesuai spesifikasi dan stabil, sehingga dalam kasus ini, tidak selayaknya department boiler mendapat getahnya karena bisa dipastikan faktor penyebab vacuum nge-drop bukan dari steam.

Sebagai catatan, dalam proses transfer di pipe line dari boler ke pemakai steam, dipastikan akan terjadi proses kondensasi dan penurunan tekanan karena adanya panas yang hilang ke lingkungan. Oleh karena itu, dalam perancangan pipe line dari boiler ke pemakai steam harus dipertimbangkan faktor loss panas, sehingga steam yang sampai ke pemakai sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan.

Superheated steam atau biasa disebut steam kering/steam lewat jenuh merupakan steam dalam kondisi diatas titik didihnya. Superheated steam diciptakan dari saturated steam dengan cara pemanasan lanjut atau dengan flash/reducer steam. Superheated steam dibuat biasanya untuk penggunaan khusus misalnya kondensate yang terjadi merupakan pengganggu proses/alat atau yang dibutuhkan hanya pada kebutuhan aliran fluidanya, contohnya adalah untuk steam stripping, steam penggerak turbin, dll

Saya ingat ketika masih kuliah, Bapak Dosen pernah bertanya "Bila anda menggunakan steam sebagai media pemanas, anda pilih saturated atau superheated steam?" Bila jawabannya adalah superheated steam tanpa alasan lain, Pak Dosen pasti menyalahkannya, karena panas latent steam  sebesar 2100 kJ/kg jauh lebih besar daripada kapasitas panasnya (4,2 kJ/kg/K). Hal ini benar, tetapi jangan sampai tertanam dipikiran bahwa steam untuk pemanas harus saturated steam, bila ada superhated steam yang tidak terpakai (misalnya sisa penggerak turbin) bila dipakai pasti merupakan suatu penghematan yang sangat besar.

Pada prinsipnya, untuk berhemaat pemakaian steam  langkahnya cukup sederhana, yaitu jangan sampai terjadi overprocessing dan kebocoran, serta steam trap harus dalam kondisi normal.

Beberapa hari yang lalu, rekan kerja saya melihat bebapa bagian pipa steam tidak mempunyai isolasi. Dia mengatakan; “Pak Edy, itu pipa steam yang tidak berisolasi apa tidak sebaiknya diberi isolasi, klo terbuka begitu pasti banyak steam yang mengembun dan hal ini merupakan pemborosan steam”.

Benarkah pipa steam yang tidak berisolasi menyebabkan banyak panas steam yang hilang sehingga steam menjadi mengembun? 

Fungsi utama dari isolasi steam adalah fungsi untuk mencegah kecelakaan permukaan panas, bukan sebagai penghambat transfer panas karena sebenarnya hambatan transfer panas oleh isolasi lebih kecil daripada hambatan transfer panas oleh udara. Jadi udara lebih efektif untuk menghambat transfer panas daripada isolasi. Tetapi isolasi menjadi sangat penting untuk menghambat transfer panas di pipa steam bila pipa steam tersebut terletak diruang terbuka yang bisa terkena hujan dan hembusan angin. Hujan dan angin bisa menyebabkan panas steam terbuang.

PEMAKAIAN LISTRIK

Dalam sebuah pabrik, umumnya porsi biaya terbesar untuk biaya operasional (utility) disumbangkan oleh biaya pemakaian listrik. Sedikit saja kita bisa mengurangi pemakaian biaya untuk komponen yang memberikan porsi biaya terbesar dalam operasional, maka penurunan biaya operasional secara keseluruhan akan terasa significant. Oleh karena itu, biasanya bila ada Bos baru, hampir pasti bos tersebut akan menanyakan; “Pak Edy, kebutuhan listrik sebesar ini untuk apa saja? Bisakah lebih dikurangi?”.

Apa yang bisa kita lakukan untuk bisa menghemat pemakaian listrik?

Untuk menjawab pertanyaan itu, kita perlu mengidentifikasi setiap alat/mesin yang menggunakan listrik. Adakah yang bisa tidak perlu dioperasikan atau adakah yang perlu dilakukan pengaturan operasionalnya sehingga diperlukan listrik yang lebih rendah. Dalam identifikasi, sebaiknya dimulai dengan mesin listrik yang membutuhkan listrik yang besar. Pompa dengan power 80 kW tentu lebih berpengaruh terhapat biaya listrik dibanding lampu 100 watt.

Sebenarnya tahapan yang tidak kalah pentingnya adalah tahapan ketika perancangan pembangunan pabrik. Ketika dalam perancangan kita salah mimilih alat/mesin listrik dengan kapasitas yang melebihi kebutuhan proses (overprocessing), maka pemborosan pemakaian listrik akan terjadi selama pabrik dioperasikan dan hal ini merupakan biaya yang sangat besar. Misalnya adalah kita memilih motor untuk pompa, bila dalam perancangan kita memilih pompa yang terlalu besar (motor terlalu besar) dari pada kebutuhan proses, maka selama operasi diperlukan listrik lebih besar daripada yang seharusnya bisa dipakai. Bila sudah terjadi hal seperti ini, untuk mengganti pompa/motor sesuai kapasitas yang diinginkan berarti diperlukan biaya investasi baru lagi yang cukup besar dan hal ini umumnya jarang dilakukan bila overprocessingnya tidak terlalu besar.

Rumus pemakaian listrik adalah kW = 3^0,5 x 0,8 x V x A / 1000. V adalah tegangan listrik yang dalam pabrik biasanya stabil diangka 380 volt. Sedangkan A adalah arus listrik yang besarnya ada yang stabil dan ada yang berubah-ubah tergantung beban yang diberikan. Contoh arus listrik yang besarnya stabil misalnya untuk motor penggerak pompa sentrifugal, lampu, dll. Sedangkan motor untuk menggerakkan mesin yang bebannya berubah, misalnya mesin press, besarnya arus listrik tergantung beban yang diberikan.

Mesin listrik dengan arus stabil harus dipilih yang cocok untuk kebutuhan proses dan jangan sampai terjadi overprocessing. Bila overprocessing, berarti pemborosan untuk selamanya (selama dipakai), bila diganti dengan mesin yang sesui kebutuhan proses, berarti diperlukan investasi baru. Pilih mana yang lebih murah. Untuk mesin listrik dengan arus listrik yang besarnya sesuai beban, maka lakukan operasional yang memerlukan listrik yang paling kecil. Misalnya dengan cara jangan menambah jumlah mesin yang dioperasikan bila beban mesin yang telah dioperasikan belum mencapai maksimal. Satu mesin dengan beban maksimal akan memerlukan listrik lebih sedikit bila dibandingkan dengan mengoperasikan dua mesin dengan beban yang rendah untuk flowrate material proses yang sama.

KEKEKALAN, PENGHEMATAN DAN BIAYA ENERGI

DEFINISI UMUM

Kekekalan energy: Energy tidak dapat diciptakan atau dihilangkan, tetapi hanya bisa diubah dari bentuk energy satu ke energy bentuk lain

Penghematan energy: aktivitas yang dilakukan untuk menghasilkan pemakaian energy yang lebih sedikit

Biaya energy: harga yang harus dibayar untuk pemakaian energy

MOBIL/MOTOR LISTRIK

Sekarang banyak dikembangkan mobil/motor listrik. Benarkah mobil listrik itu bisa menghemat energy dan ramah lingkungan? Dari sisi kekekalan energy, mobil listrik dipastikan merupakan pemborosan energy dibanding dengan mobil berbahan bakar cair/gas bila sumber energy listrik berasal dari bahan bakar cair/gas/padat. Energy bahan bakar  untuk berubah menjadi energy listrik memerlukan tahapan pengubahan bentuk energy lain dan setiap terjadinya proses perubahan bentuk energy pasti ada loss energy yang tidak termanfaatkan. Sebagai contoh adalah turbin dengan bahan bakar batu bara. Batu bara akan dibakar menghasilkan energy pasas untuk memanaskan steam. Panas pembakaran pasti ada yang loss dan tidak semua diserap oleh steam. Energy panas steam akan diubah menjadi energy gerak turbin (pasti muncul loss energy). Dan terakhir energy gerak tubin diubah menjadi energy listrik juga pasti muncul loss energy. Umumnya 10%  energy pembakaran batubara bisa dikonversi menjadi energy listrik sudah merupakan pencapaian yang bagus dari sebuah pembangkit listrik berbahan bakar batu bara (produksi listrik 0,55 kWh dari 1 kg batu bara), ini berarti 90% energy pembakaran merupakan loss energy. Jadi secara kekekalan energy, pemakaian mobil listrik adalah pemborosan energy.

Dari sisi biaya energy, mobil listrik bisa lebih murah dibandingkan mobil berbahan bakar cair/gas bila sumber energy listrik berasal dari energy yang lebih murah dari bahan bakar cair/gas, misalnya batu bara atau energy matahari. Tetapi biaya energy bisa menjadi lebih mahal bila sumber energy listrik juga berasal dari bahan bakar cair (solar). Harga energy untuk jumlah satuan energy yang sama berbeda-beda tergantung jenis energinya.

Dari sisi lingkungan, belum tentu mobil listrik lebih ramah lingkungan dibanding mobil berbahan bakar cair/solar. Untuk mobil listriknya sendiri dipastikan ramah lingkungan karena tidak mengeluarkan gas buang, tetapi bila dilihat secara global (bila sumber energy listrik dari batu bara), pencemaran lingkungan akan dipindah ke pembangkit listrik dan hal ini dimungkinkan secara total jumlah gas buangnya bisa jauh lebih besar.

ALAT PENGUBAH AIR MENJADI BAHAN BAKAR KENDARAAN BERMOTOR

Pada tahun 2010, santer diberitakan di berita nasional penemuan alat untuk mengubah air menjadi bahan bakar yang bisa digunakan untuk menggerakkan kendaraan bermotor. Bahkan penemu alat tersebut adalah tim ahli dari Presiden Republik Indonesia.

Dari sisi kekekalan energy, air dijadikan energy bakar (gas hydrogen) pasti diperlukan energy yang lebih besar daripada energy yang dihasilkan karena panas pembentukan air sebesar 285,58kJ/mol. Ini artinya untuk menguraikan air menjadi hydrogen dan oksigen diperlukan energy sebesar 285,58 kJ/mol air. Energi ini merupakan energi minimal karena belum diperhitungkan loss energy. Untuk menguraikannya bisa dilakukan dengan eletrolisis yang membutuhkan energy listrik. Jadi bisa dipastikan (berdasarkan hukum kekealan energy) energy yang diperlukan untuk mengubah air menjadi energi hidrogen lebih besar daripada energi yang dihasilkan oleh pembakaran hidrogen.

Bila energy listrik berasal dari listrik luar (misalnya listrik turbin), hal ini pasti pemborosan energy dan dimungkinkan lebih mahal dari sisi biaya. Tetapi hal ini bisa dimungkinkan penghematan energy bila energy listrik elektrolisis berasal dari energy gerak roda kendaraan bermotor tetapi hal ini perlu pengkajian lebih lanjut (apakah loss energy bisa diminimalisir? Apakah bisa konsiten untuk jangka waktu lama? Apakah biaya lebih murah?)

KONVERSI DARI BAHAN BAKAR CAIR KE BAHAN BAKAR GAS

Ini merupakan program pemerintah dan faktor utama yang diperhatikan disini hanyalah pada harga bahan bakar gas yang lebih murah daripada bahan bakar cair. Tetapi pemakaian gas sebagai bahan bakar perlu disayangkan dan ini hanyalah program jangka pendek (pemerintah mengambil mudahnya saja) untuk menghemat biaya karena sebenarnya gas bisa digunakan untuk bahan baku industri petrokimia yang akan memberikan nilai tambah lapangan kerja

PEMAKAIAN PEMANAS LISTRIK MENGGANTIKAN PEMANAS STEAM DI PABRIK

Dari sisi kekekalan energy, pemakaian pemanas listrik menggantikan pemanas steam di pabrik hampir bisa dipastikan merupakan pemborosan energy (tergantung sumber energy listrik). Tetapi dari sisi biaya, hal ini bisa dihitung mana yang lebih murah sehingga bisa menurunkan biaya operasional pabrik.

PENUTUP

Harga energy persatuan energy mempunyai nilai berbeda-beda tergantung sumber dan bentuk energy. Pemborosan/penghematan pemakaian energy dari sisi kekekalan energy belum tentu meningkat/menurunkan biaya energy.  Dalam hukum kekekalan energy, setiap perpindahan bentuk energy pasti diikuti energy samping yang dalam aplikasinya merupakan loss energy (kerugian)

Physical Properties Hexane terkait Keselamatan

Flammable Limits (% vol) : 1,2 - 7,4

     Flammable Limit merupakan batas konsentrasi hexane di udara yang bisa memunculkan terjadinya reaksi pembakaran. Hexane di udara dengan konsentrasi dibawah 1,2% atau diatas 7,4% tidak akan bisa terbakar. Tetapi perlu diingat, gas mempunyai sifat memenuhi ruangan sehingga ketika ada uap hexane dengan konsentrasi tinggi di udara, maka uap tersebut akan menyebar dan  lama-kelamaan konstentrasinya akan menurun dan akhirnya pasti masuk dalam range flammable limits sehingga potensi bahaya muncul.

     Dalam proses industri (umumnya hexane dipakai sebagai solvent dalam pabrik ekstraksi), munculnya konsentrasi hexane dalam range flammable limit harus dihindari baik di area lingkungan proses maupun di dalam peralatan proses. Ketika muncul sumber api diarea atau didalam ruang dengan konsentrasi hexane dalam range flammable, maka kebakaran bahkan ledakan akan terjadi. Proses kebakaran maupun ledakan yang terjadi akan berlangsung sangat cepat, dimungkinkan dalam hitungan detik. Jadi ketika kejadian tersebut terjadi, hampir tidak ada yang bisa dilakukan lagi.

     Untuk mencegah munculnya konsentrasi flammable di dalam peralatan proses bisa dilakukan dengan penambaan gas inert misalnya Nitrogen, Karbon Dioksida, Argon maupun Steam pada kondisi tertentu, misalnya saat start-up maupun purge. Sedangkan untuk mencegah munculnya konsentrasi flammable di area lingkungan sekitar pabrik bisa dilakukan dengan pencegahan kebocoran peralatan

     Sebagai catatan, range flammable tersebut berlaku pada kondisi suhu dan tekanan atmosferis, serta dalam ruang tube 2”.   Range tersebut akan melebar bila suhu, tekanan dan diameter ruang makin besar.

Ignition Temperature (oC):  225

     Ignition temperature merupakan suhu yang diperlukan untuk memulai atau menyebabkan ledakan dengan sendirinya walaupun tidak ada pemicu luar berupa api atau percikan. Kondisi operasi pabrik yang menggunakan hexane tidak boleh bersuhu diatas ignition temperature dan dalam prakteknya perlu 10% sebagai faktor keselamatan.

Flash Point (oC):  -26 

     Flash point merupakan cairan dimana bahan cair atau bahan mudah menguap memberikan uap yang cukup untuk membentuk campuran yang bisa terbakar dengan udara yang berada pada permukaan bahan cair tersebut. Jadi ketika hexane pada suhu lingkungan diberi api, maka hexane tersebut akan terbakar. Hal ini berbeda dengan cairan yang mempunyai flash point diatas suhu lingkungan, misalnya  minyak goreng yang mempunyai flash point 135oC, maka minyak goreng tidak akan terbakar pada suhu lingkungan, bahkan aman untuk menggoreng karena flash point-nya yang tinggi.

     Cairan dengan titik nyala dibawah 0 oC tergolong cairan sangat mudah sekali menyala.

Vapor Density (udara = 1):  2,975

     Vapor density menunjukkan perbandingan berat uap hexane dibanding dengan udara pada volume yang sama, suhu dan tekanan tertentu. Uap hexane 2,975 kali lebih berat daripada udara, sehingga uap cenderung mengalir dipermukaan, mengumpul di area bawah dalam ruang yang terkurung/tertutup. Oleh karena itu, dalam pabrik yang menggunakan hexane, tidak boleh terdapat basement, input vent blower diambil dari bagian bawah tangki, semua peralatan proses harus terdapat jalur drain dibagian dasar dan semua permukaan peralatan tidak boleh bersuhu diatas ignition point hexane. 

Boiling Point, pada tekanan 1 atm (oC):  69

     Boiling point merupakan suhu dimana hexane akan mendidih. Alat proses untuk penguapan hexane, misalnya evaporator, stripper dan toaster, suhu operasinya harus diatas boiling point, umumnya untuk memperoleh hasil penguapan yang maksimal digunakan suhu diatas 100oC. Sedangkan alat proses yang menggunakan hexane dalam bentuk cair, misalnya ekstraktor, suhu operasinya harus dibawah boiling point, biasanya dalam kisaran 50 - 60 oC.

     Dari sisi keselamatan, hexane tergolong mempunyai titik didih rendah. Hal ini berarti bila terjadi kebakaran pada tangki hexane, maka tekanan akan cepat meningkat. Bila tangki tidak menpunyai relief valve, maka ledakan besar akan cepat terjadi. Sedangkan bila tangki dilengkapi dengan relief valve, maka proses penyusutan quantity hexane akan berlangsung dengan cepat, akibatnya proses penyerapan panas oleh cairan hexane berkurang dan akhirnya tangki akan sobek dan meledak.

Vapor  Pressure, pada suhu 38 oC (atm):  0.34

     Vapor pressure adalah tekanan parsial suatu uap pada kesetimbangan dengan fase bukan uapnya. Nilai tekanan uap sangat dipengaruhi oleh suhu operasi, semakin tinggi suhu semakin besar tekanan uapnya dan semakin mudah cairan hexane menguap hingga dicapai suhu didih. 

     Tekanan uap menunjukkan jumlah fraksi uap dari suatu cairan dalam kondisi kesetimbangan. Dalam aplikasi di dunia industri, sifat tekanan uap ini digunakan dalam perancangan jumlah stage dalam proses destilasi maupun kondensasi. Sebagai contoh adalah kondesor untuk mengkondensari hexane, diperlukan jumlah kondensor yang lebih banyak (secara seri) bila dibandingkan jumlah kondensor untuk mengkondensasi air karena tekanan uap hexane yang jauh lebih besar dibanding tekanan uap air.

     Dari sisi keselamanan, peran tekanan uap serupa dengan boiling point. Hexane mempunyai tekanan uap yang tergolong besar, sehingga hexane di area terbuka dan pada suhu lingkungan akan menguap habis. Oleh karena itu, bila terjadi kebakaran, alat pemanam api yang tepat digunakan adalah alat pemanam api untuk gas yaitu tepung dan dilanjutkan dengan busa atau air untuk pendinginan lanjut.

Specific gravity, pada 16 oC (air=1): 0,664

     Specific gravity menunjukkan perbandingan berat cairan hexane per satuan volume, dibandingkan dengan berat air pada volume yang sama, suhu dan tekanan tertentu. Hal ini berarti, bila hexane dicampur dengan air, maka hexane akan berada di atas.

     Proses pemandaman api hexane dengan air tidak efektif  karena hexane akan muncul di permukaan sehingga oksigen sebagai bahan baku reaksi pembakaran akan terus tersedia. Selain itu, air juga bisa membuat api menyebar. Tetapi air bisa berfungsi sebagai pendingin peralatan atau bangunan.

Ekstraksi

EKSTRAKSI

            Ekstraksi merupakan proses pemisahan didasarkan prinsip pelarutan. Gaya pendorong pada ekstraksi adalah perbedaan konsentrasi ekstrak di dalam bahan ekstraksi dan pelarut. Salah satu cara untuk untuk memperoleh gaya pendorong yang besar adalah dengan menggunakan pelarut segar atau pelarut yang tidak mengandung ekstrak, tetapi pemakaian pelarut segar berarti diperlukan pelarut yang banyak dan hal ini berarti diperlukan biaya lebih untuk recovery. Cara lain untuk memperoleh gaya pendorong besar adalah dengan segera mengeluarkan larutan ekstrak dari permukaan perpindahan.

            Beberapa contoh  pelarut yang biasa dipakai adalah air, asam-asam organik dan anorganik, hidrokarbon jenuh, toluen, karbon disulfit, eter, aseton, hidrokarbon yang mengandung khlor, isopropanol dan etanol. Untuk ekstraksi minyak nabati dalam industri biasa digunakan Hexane sebagai pelarut karena mempunyai tekanan uap yang besar sehingga mudah direcovery.

Dalam satu tahap ekstraksi tunggal, yaitu mencampur bahan ekstraksi dengan pelarut satu kali, umumnya tidak mungkin seluruh ekstrak terlarutkan. Hal ini karena adanya proses kesetimbangan. Ekstraksi akan lebih menguntungkan jika dilaksanakan dalam jumlah tahap yang banyak, setiap tahap menggunakan pelarut yang sedikit tetapi kerugiannya adalah konsentrasi larutan ekstrak makin lama makin rendah dan jumlah total pelarut yang dibutuhkan menjadi besar, sehingga untuk mendapatkan pelarut kembali biayanya menjadi mahal. Operasi yang lebih ekonomis adalah dengan menggunakan proses dengan aliran berlawanan.

Dalam proses ekstraksi, luas permukaan bidang antarmuka untuk perpindahan massa antara bahan ekstraksi dan pelarut harus sebesar mungkin. Pada ekstraksi padat-cair hal tersebut dapat dicapai dengan memperkecil ukuran bahan ekstraksi dan pada ekstraksi cair-cair dengan mencerai-beraikan salah satu cairan menjadi tetes-tetes (dengan bantuan pengaduk). Pada ekstraksi padat-cair memperkecil ukuran bahan ekstraksi bisa berpengaruh pada mengecilnya porositas bulk material yang berakibat terhambatnya pencampuran pelarut dan akhirnya proses ekstraksi menjadi tidak optimal.

Tahanan yang menghambat pelarutan ekstrak sedapat mungkin bernilai sekecil mungkin. Tahanan tersebut terutama tergantung pada ukuran dan sifat partikel dari bahan ekstraksi. Semakin kecil partikel ini, semakin pendek jalan yang harus ditempuh pada perpindahan massa dengan cara difusi, sehingga semakin rendah tahanannya. Pada ekstraksi bahan padat tahanan makin besar jika kapiler-kapiler bahan padat semakin halus (porositas kecil) dan jika ekstrak semakin terbungkus di dalam sel (misalnya pada bahan-bahan alami).

Pada proses ekstraksi, suhu juga seringkali memainkan peranan penting dalam unjuk kerja ekstraksi. Semakin tinggi suhu, semakin kecil viscositas fasa cair dan semakin besar kelarutan ekstrak dalam pelarut. Selain itu, kecenderungan membentuk emulsi berkurang pada suhu yang tinggi.

            Pada ekstraksi padat-cair, ketika bahan ekstraksi dicampur dalam pelarut, maka pelarut menembus kapiler-kapiler dalam bahan ekstraksi. Larutan ekstrak dengan konsentrasi tinggi terbentuk di bagian dalam bahan ekstraksi dan dengan cara difusi akan terjadi kesetimbangan keonsentrasi antara larutan tersebut dengan larutan di luar bahan padat. Karena adanya gaya adhesi setelah pemisahan larutan ekstrak, maka akan selalu tertinggal larutan ekstrak dalam kuantitas tertentu di dadalam bahan ekstraksi. Untuk memperoleh efisiensi yang tinggi pada tiap bahan ekstraksi, perlu diusahakan agar kuantitas cairan yang tertinggal sekecil mungkin. Biasanya hal ini dapat dilakukan dengan membiarkan menetes keluar (jarang dilakukan dengan cara penekanan atau sentrifugasi).

            Untuk mencapai unjuk kerja ekstraksi atau kecepatan ekstraksi yang tinggi pada ekstraksi padat-cair, syarat-syarat berikut harus dipenuhi:

·   Luas permukaan kontak yang sebesar mungkin. Hal ini dapat dicapai dengan memperkecil ukuran bahan ekstraksi. Dalam hal ini lintasan-lintasan kapiler, yang harus dilewati dengan cara difusi menjadi lebih pendek sehingga mengurangi tahanan. Untuk alat ekstraksi tertentu harus dijaga agar pada pengecilan bahan ekstraksi ukuran partikel yang diperoleh tidak menjadi terlalu kecil karena bila hal itu terjadi, maka tidak dapat dipastikan bahwa bahan ekstraksi cukup permeabel untuk pelarut.

·   Kecepatan alir pelarut sedapat mungkin besar dibanding dengan laju alir bahan ekstraksi agar ekstrak yang terlarut dapat segera diangkat keluar dari permukaan bahan padat. Hal ini juga tergantung pada jenis ekstraktor yang digunakan karena agar ekstrak yang terlarut dapat segera diangkat bisa dilakukan dengan pengadukan secara turbulen atau dengan pemberian laju alir pelarut yang tinggi.

·   Suhu yang lebih tinggi (viscositas pelarut lebih rendah, kelarutan ekstrak lebih besar) pada umunya menguntungkan unjuk kerja ekstraksi.

Dalam industri ekstraksi minyak nabati, sering digunakan ekstraktor keranjang dengan sistem counter-current 6 stage dan digunakan pelarut Hexane. Sebagai contoh adalah ekstraksi bungkil kelapa yang mengandung minyak 22%, dengan ekstraktor keranjang counter-currrent 6 stage dan waktu tinggal 3,4 jam bisa diperoleh bungkil kelapa dengan kandungan minyak sekitar 2%.

Waste Detection:

· Defect: produk rusak/outspec, effect:
   1. Biaya perbaikan/reproses
   2. Biaya material, produk, energy…
   3. Kerugian atas waktu
   4. Kerugian penumpukan dan tempat
   5. Kerugaian ‘Brand’ & ‘Company Image’
   6. Kerusakan lingkungan
· Overproduction: Obuatlah sesuai kebutuhan dan tepat waktu, effect:
  1. Biaya kelebihan stock (excess inventory)
  2. Kerusakan barang (penumpukan/handling, expired >> material, energy, waktu)
  3. Biaya tempat (pallet, ruang)
  4. Uang modal yang terhenti. Work in progress.
· Transportation: kecepatan dan efektivitas = biaya, kerusakan, waktu, inventory, ruang, kelelahan, kecelakaan.
· Inventory: stock barang atau inventory sama dengan modal kerja. Penumpukan
hanya memperlemah daya saing dan kerugian.
· Waiting: menunggu adalah pemborosan yang sulit untuk dihitung, dan cash flow
memerlukan kecepatan dan ketepatan.
· Over Processing: sesuatu yang tidak memberikan nilai tambah produk, ex: jika
pakai steam 10 bar cukup, mengapa harus pakai 15 bar.
· Motion: tidak semua gerakan dan aktivitas menghasilkan nilai tambah >>
kelelahan.
· People: ketidakhadirannya di tempat kerja tidak mempengaruhi hasil kerja

Operating Engineering

Operating Engineering, yang dilakukan adalah:

• Trouble-Shooting
• Optimasi

Dasar evaluasi Operating Engineering untuk melakukan kerja:

• Data operasi pabrik (real)
• Spesifikasi alat
• Teori

Metode optimasi:

• Waste Detection: defect, overproduction, transportation, inventory, waiting, overprocessing, motion, people
• Cost Priority: optimasi dimulai dari cost yang paling tinggi
• Understanding process: jangan sampai terjadi overprocessing, ex: bila steam 10 bar sudah cukup maka jangan pakai steam 15 bar. 

Sikap Mental Seorang Engineer

1. Engineer menentukan course of action (beda dengan scientist, yaitu menentukan kebenaran).
2. Bekerja dengan data dan knowledge yang kurang dan terkadang berlawanan.
3. Pentingnya mengembangkan dan menggunakan engineering judgement.
4. Menanyakan kebenaran setiap informasi.
5. Eksperimen adalah arbiter terakhir.