STUDI PENGARUH KINERJA ALAT PRE DRYER 236KJ TERHADAP MOISTURE PRILL AMONIUM NITRAT DI PT MULTI NITROTAMA KIMIA TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 STUDI PENGARUH KINERJA ALAT PRE DRYER 236KJ TERHADAP MOISTURE PRILL AMONIUM NITRAT DI PT MULTI NITROTAMA KIMIA A Study of the Effect of Performance Pre Dryer 236KJ on Moisture of Ammonium Nitrate Prill in PT Multi Nitrotama Kimia TUGAS AKHIR OLEH : GITA NUR SAJIDA ( ) MENTARI KUSMAWARDHANI ( ) PROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG JULI 2012

2 STUDI PENGARUH KINERJA ALAT PRE DRYER 236KJ TERHADAP MOISTURE PRILL AMONIUM NITRAT DI PT MULTI NITROTAMA KIMIA A Study of the Effect of Performance Pre Dryer 236KJ on Moisture of Ammonium Nitrate Prill in PT Multi Nitrotama Kimia TUGAS AKHIR Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan Diploma III Teknik Kimia OLEH : GITA NUR SAJIDA ( ) MENTARI KUSMAWARDHANI ( ) PROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG JULI 2012

3

4 Data riwayat hidup penulis Nama : Gita Nur Sajida TTL : Bandung, 10 Februari 1991 Alamat : Sarijadi Blok 10 No gita.sajida@gmail.com Riwayat Pendidikan : : SDN Sarijadi 8 Bandung : SDN Sarijadi 6 Bandung : SMP Negeri 1 Cimahi : SMA Negeri 2 Cimahi : Politeknik Negeri Bandung Nama : Mentari Kusmawardhani TTL : Bandung, 19 November 1991 Alamat : Jl. Bina Putera no 20 Buciper Kota Cimahi tharie_liebean4jji@yahoo.com Riwayat Pendidikan : : SDN Karsawinaya Cimahi : SMP Negeri 1 Cimahi : SMA Negeri 2 Cimahi : Politeknik Negeri Bandung

5 KATA PENGANTAR Puji syukur ke hadirat Allah swt. karena berkat limpahan rahmat dan kasih sayang-nya penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Shalawat dan salam selalu tercurahlimpahkan kepada Rasulullah Muhammad saw., Sang Pejuang yang telah memberikan cahaya islam di dunia. Laporan tugas akhir dengan judul Studi Pengaruh Kinerja Alat Pre Dryer 236KJ Terhadap Moisture Prill Amonium Nitrat di PT Multi Nitrotama Kimia ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan mata kuliah semester VI di Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Bandung. Penulis menyadari sepenuhnya terdapat banyak kekurangan pada laporan ini, namun penulis berharap dengan adanya laporan tugas akhir ini bisa menjadi sarana pembelajaran bagi seluruh orang yang telah bersedia membacanya. Laporan ini tidak akan selesai tanpa dukungan dari pihak-pihak yang telah membantu, untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Ita dan Asep Sasmita, selaku pembimbing lapangan. 2. Bapak Ir. Tri Hariyadi, selaku dosen pembimbing tugas akhir. 3. Bapak Rispiandi, S.T. M.T., selaku koordinator tugas akhir. 4. Bapak Ir. Dwi Nirwantoro Nur, M.Sc., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia. 5. Bapak Hartono S.T., selaku manajer produksi di PT. Multi Nitrotama Kimia. 6. Bapak Nana Sutisna, Karmo Solihin, Taryat, Teguh Patrianda, Dadan Wildan, selaku supervisor shift bagian produksi di PT. Multi Nitrotama Kimia. 7. Bapak Iwa, Dede, dan Barnas selaku operator dry section di PT. Multi Nitrotama Kimia. 8. Bapak Rasman, selaku personalia di PT. Multi Nitrotama Kimia. 9. Bapak-bapak di bagian operator DCS, utility plant, nitrit acid (NA) plant, wet section, serta seluruh karyawan dan staf PT. Multi Nitrotama Kimia. Bandung, Juli 2012 Penulis

6 ABSTRAK Pengeringan awal prill amonium nitrat di PT Multi Nitrotama Kimia menggunakan alat Pre Dryer 236KJ dengan jenis direct heat rotary dryer. Proses pengeringan ini merupakan jenis pengeringan konvektif yang menggunakan aliran udara hangat sebagai udara pengering secara co-current. Target kandungan air yang terdapat pada prill keluaran 236KJ adalah 0,2% yang akhir-akhir ini mengalami penurunan kualitas. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kinerja alat yang berkaitan dengan terjadinya penurunan kualitas moisture prill amonium nitrat keluaran Pre Dryer 236KJ yang melebihi 0,2%. Kinerja alat ditinjau berdasarkan laju udara pengering, kondisi udara pengering dan waktu tinggal. Laju udara rata-rata yang diperlukan untuk mencapai target 0,2% adalah 19,73 kg/s, sedangkan laju udara rata-rata yang masuk berdasarkan kondisi lapangan adalah 18,09 kg/s sehingga kebutuhan udara kurang dan mengakibatkan moisture prill keluaran rata-rata 0,42%. Selain laju udara, kondisi udara pengering juga mempengaruhi moisture prill keluaran 236KJ. Kondisi ini juga dipengaruhi oleh waktu pengambilan data. Berdasarkan ketiga waktu pengukuran, diperoleh hasil yang signifikan pada pukul dimana selisih %Rh dan selisih kandungan air dalam udara (y) paling rendah terjadi pada waktu tersebut. Aksi yang dapat dilakukan untuk mencapai target 0,2% sesuai kondisi yang terjadi adalah dengan membuka damper blower 245RB/2 sebesar 88%. Selain itu, waktu tinggal prill di Pre Dryer 236KJ juga mempengaruhi moisture prill keluar 236KJ. Kebutuhan waktu tinggal secara teoritis adalah 105,69 menit sementara waktu tinggal berdasarkan kondisi operasi lapangan adalah 41,38 menit. Kurangnya waktu tinggal pada kondisi nyata menyebabkan moisture prill yang keluar melebihi 0,20 % yaitu rata-rata 0,57 %. Pada pengeringan prill amonium nitrat terjadi perpindahan massa dan perpindahan panas. Panas yang dibutuhkan untuk menurunkan moisture prill dari 2,94% menjadi 0,2% adalah 81,85 kj/jam. Kata kunci : amonium nitrat, prill, moisture, pengeringan, Pre Dryer, %Rh, udara, rotary dryer

7 ABSTRACT The pre drying of ammonium nitrate prills in PT Multi Nitrotama Kimia is carried out by using direct heat rotary dryer equipment, called Pre Dryer 236KJ. This drying process is a type of convective drying in which hot air stream as the drying stream is applied co-currently. The targeted moisture content of prilled product 236KJ is 0.2 per cent, which recently reduces in quality. The study aims to analyse performance of the drying equipment related to the reducing moisture quality of the ammonium nitrate prills from Pre Dryer 236KJ which is found to exceed 0.2 per cent. Performance of dryer is reviewed from the rate of drying air, condition of drying air and residence time. The average rate of drying air that is needed to reach the target of 0.2 per cent is kg/s, while in the actual process, the average rate of air is kg/s. As a result, this lower average rate of air produced prills at 0.42 per cent moisture in average. In addition, condition of the dry air influences moisture of prill out 236KJ. This condition was also affected by the measurement time. Based on the three part of measurements, significant result was obtained at 4 pm which gave the lowest difference of %Rh and moisture content in air. The improvement that can be done to reach the 0.2 per cent moisture target is opening the damper of 245RB/2 blower up to 88%. Another variable that influences to achieve the target of 0.2% moisture is the residence time of the prills in the Pre Dryer 236KJ. Theoretically, the time needed was minutes, while the actual time was minutes. The short actual residence time resulted in the moisture content of prilled product exceeding 0.2 per cent, which is 0.57 per cent in average. In the drying process of ammonium nitrate, the transition of mass and heat occurs. The heat needed to reduce prill moisture from 2.94 per cent to 0.2 per cent was kj/hour. Keyword : Ammonium Nitrat, Prill, Moisture, Drying, Pre Dryer, %Rh, Air, rotary dryer

8 DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN LEMBAR PERSEMBAHAN DATA RIWAYAT HIDUP PENULIS KATA PENGANTAR... i ABSTRAK... ii ABSTRACT... iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR TABEL... vii DAFTAR LAMPIRAN... viii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penelitian Tujuan Penelitian Ruang Lingkup Penelitian Tahapan Percobaan Sistematika Penulisan... 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembuatan Ammonium Nitrate Prill Prill Amonium Nitrat Prinsip Pengeringan Peralatan Pengeringan Pengeringan Kontinyu dengan Menggunakan Rotary Dryer Pengeringan Kontinyu Rotary Dryer Dasar-Dasar Perhitungan Dalam Direct-Heat Drying Tolak Ukur Kadar Air Dalam Bahan Padat... 21

9 2.6.2 Sifat Psikrometrik Udara Neraca Massa dan Neraca Panas BAB III METODOLOGI 3.1 Tahap Persiapan Awal Studi Literatur Studi Lapangan Tahapan Pendugaan Awal Tahap Pelaksanaan Tahapan Pengambilan Data Tahapan Studi Data Tahap Pengolahan Data Tahapan Pengolahan Data Tahapan Penyajian Dalam Bentuk Grafik Tahapan Analisis Hasil Penelitian dan Evaluasi Kinerja Alat Tahap Penyusunan Pembahasan, Kesimpulan dan Saran BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Proses Pengeringan Prill Amonium Nitrat Analisis Laju Udara yang Masuk Pre Dryer (236KJ) Analisa Kondisi Udara Pengering Waktu Tinggal Menghitung Jumlah Panas yang Terlibat BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... ix LAMPIRAN

10 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1 Produksi Amonium Nitrat di PT MNK... 1 Gambar 2.1 Wet Section Flow Diagram... 6 Gambar 2.2 Dry Section Flow Diagram... 7 Gambar 2.3 Kondisi Proses Pengeringan Gambar 2.4 Jenis Aliran Gas Pengering Gambar 2.5 Alat Pengering Jenis Tray Dryers Gambar 2.6 Alat Pengering Tipe Conveyor Dryers Gambar 2.7 Alat Pengering Jenis Tower Dryers Gambar 2.8 Adiabatic Countercurrent Air-Heated Rotary Dryer Gambar 2.9 Klasifikasi Rotary Dryer Berdasarkan Metode Perpindahan Panas Gambar 2.10 Sirip-sirip/Flights pada Rotary Dryer Gambar 2.11 Psychrometric Chart Gambar 4.1 Grafik Laju Udara Berdasarkan Waktu Pengambilan Data Gambar 4.2 Grafik Moisture Prill Keluar Berdasarkan Waktu Pengambilan Data Gambar 4.3 Grafik Rh Berdasarkan Waktu Pengambilan Data Gambar 4.4 Grafik %Rh Rata-Rata Berdasarkan Waktu Pengambilan Data Gambar 4.5 Grafik y Rata-Rata Berdasarkan Waktu Pengambilan Data Gambar 4.6 Grafik Kebutuhan Kalor Penguapan Air dan Pemanasan Uap Air Gambar 4.7 Grafik Kebutuhan Kalor Total pada Pengeringan... 40

11 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Laju Udara Tabel 4.2 Perbandingan Kebutuhan Laju Udara Tabel 4.3 Perhitungan %Rh Udara Pengering Tabel 4.4 Kondisi Udara Rata-Rata Berdasarkan Jam Pengambilan Data Tabel 4.5 Pengaruh y terhadap Moisture Prill Tabel 4.6 Nilai y Rata-Rata Berdasarkan Jam Pengambilan Data Tabel 4.7 Bukaan Damper Berdasarkan Jam Pengambilan Data Tabel 4.8 Waktu Tinggal Prill di 236KJ pada Berbagai Kondisi Tabel 4.9 Jumlah Kalor yang Terlibat... 39

12 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A : Daftar Istilah Lampiran B : Flow Diagram Dry Section Lampiran C : Data Pengamatan Lampiran D : Perhitungan Lampiran E : Spesifikasi Alat Lampiran F : Gambar Alat Lampiran G : Form Bimbingan Tugas Akhir Lampiran H : Form Revisi Laporan

13 DAFTAR PUSTAKA Anonim Prill (online). diakses pada tanggal 10 Mei 2012 jam Anonim Apa Itu Porositas (online). diakses pada tanggal 10 Mei 2012 jam Geankoplis, C.J Transport Processes and Separation Process Principles (Includes Unit Operations), Fourth Edition, International Edition. Prentice Hall. Land, C. M. Van t Drying in The Process Industry. United State of America: Waley. Perry, Robert H Perry s Chemical Engineers Handbook, Seventh Edition. McGraw-Hill. PT. Multi Nitrotama Kimia Operating Manual for Nitric Acid/Ammonium Nitrate Project at Cikampek West Java, Indonesia. Tokyo, Japan : NKK Corporation. PT. Multi Nitrotama Kimia. -. Operating Manual, Kaltenbach-Thuring Processes PT. Multi Nitrotama Kimia Preparation of Ammonium Nitrate Solution by Pipe Reactor. Reklaitis, G.V Introduction to Material and Energy Balances. United States of America. Treybal, Robert E Mass-Transfer Operations, Third Edition. McGraw-Hill.