Hai Pembaca blog ku,
kali ini saya membagikan sedikit ilmu yang kudapatkan di tempat praktek ku di PT. INDOCEMENT TUNGGAL PRAKARSA, Tbk, Plant 10 Ciberon.
ini adalah makalah kerja Praktek ku di Pabrik Semen Tiga Roda nama dagangnya dan nama resminya adalah PT. INDOCEMENT TUNGGAL PRAKARSA, Tbk, Plant 10 Ciberon. yang sudah ke persentasikan di pabrik tersebut pada tanggal 27 Febuari 2014 dan juga ku persentasikan di kampus ku tercinta UPN 'VETERAN' Yogyakarta, Program Studi Teknik Kimia. pada tanggal 27 Maret 2014.
selamat membaca mudah-mudahan bermanfaat bagi anda sekalian.

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karunianya sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan kerja praktek dengan baik. Kerja praktek dilaksanakan pada tanggal 2 Januari – 30 Januari 2014 di PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. Plant-10. Kerja praktek merupakan mata kuliah untuk setiap mahasiswa Program Studi Teknik Kimia UPN ‘Veteran’ Yogyakarta. Kerja praktek ini bertujuan agar mahasiswa dapat mengenal dan mengetahui dunia kerja yang sebenarnya serta menambah wawasan sesuai bidang ilmu yang dipelajari.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih atas bantuan dan fasilitas yang didapatkan selama pelaksanaan kerja praktek di PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. selain itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Orang tua penulis yang telah memberikan dukungan moril dan materil.

2. Bapak Ir. Erwan Samsuhadi Kusuma, selaku Production Department Head di PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. Palimanan-Cirebon.

3. Bapak Agusta Ali Akbar, selaku pembimbing lapangan.

4. Bapak Ir. I Ketut Subawa MT, selaku dosen pembimbing kerja praktek

5. Seluruh karyawan CCR (Central Control Room) Plant-10 di PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk.Palimanan-Cirebon.

6. Seluruh karyawan PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. Palimanan-Cirebon.

7. Teman-teman Kerja Praktek di PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. Palimanan Cirebon.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan laporan ini. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan. Akhir kata, penulis berharap laporan kerja praktek ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan.

Yogyakarta, 4 Maret 2014

Penulis

INTISARI

PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk, plant Cirebon merupakan salah satu perusahan penghasil semen yang telah berdiri sejak 1982 yang berlokasi didaerah Palimanan Kabupaten Cirebon, Jawa Barat. Proses produksi semen yang digunkan adalah proses kering dengan kapasitas produksi 2,5 juta ton per tahun).Bahan baku utama pembuatan semen berupa batu kapur dan tanah liat yang diperoleh dari penambangan sendiri di Gunung Kromong. Sementara bahan baku lainnya seperti pasir silica pasir besi, gypsum dan trass di beli dari daerah lain. Secara keseluruhan produksi semen di bagi menjadi 6 tahap, yaitu : penyediaan bahan baku, penggilingan dan pencampuran bahan baku (raw milling and blending ), pembakaran (Burning),pendinginan (cooling), penggilingan semen (cement mill), pengepakan (packing). . Produk yang dihasilkan adalah semen Portland Composite Cement (PCC) dan Ordinary Portland Cement (OPC

PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk, plant 10 memliki Mass Loss pada unit neraca massa burning dan cooling total sebesar 5,0578 % dan Effisiensi mass total pada unit neraca massa burning dan cooling sebesar 94,942 %. Dengan pembagian per unit SP Mass Loss sebesar 4,88 % dan Effisiensi Mass : 95,11 %, Unit Rotary Kiln Mass Loss : 0,8319 % dan Effisiensi Mass : 99,168 % dan Unit Air Quenching Cooler Mass Loss :1,66 % dan Effisiensi Mass : 98,340 %.

BAB I
PENDAHULUAN

1.1. Sejarah PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk.

Indocement group memulai kegiatan pada tanggal 1 juni 1973 dan pada tahun 1975 Indocement group mendirikan PT. District Indonesia Cement Enterprise di daerah Citereup, Bogor yang memulai berproduksi pada tanggal 4 Agustus 1975 dengan kapasitas produksi 500.000 ton semen per tahun. Sejalan dengan meningkatnya kebutuhan semen di Indonesia membuat PT. District Indonesia Cement Enterprise berkembang pesat. Hal ini membuat Indocement Group untuk mendirikan perusahan – perusahan baru.

Pada tahun 1978 Indocement Group mendirikan PT. Perkasa Indonesia Cement Enterprise (PICE) dengan kontraktor Kawasaki Heavy Industries Inc. Kapasitas produksi PT. Perkasa Indonesia Cement Enterprise adalah 1.000.000 ton semen per tahun. Pada tahun 1981 pula, Indocement Group mengembangkan produksi semen putih, yaitu dengan mendirikan PT. Perkasa Indah Indonesia Cement Enterprise (PIICE) dengan kapasitas produksi 200.000 ton semen per tahun. Lalu pada tahun 1983 PT. Perkasa Agung Utama Indonesia Cement Enterprise (PAUICE) oleh Indocement Group dengan kapasitas produksi 1.500.000 ton semen per tahun. Kemudian tahun 1985, Indocement Group mendirikan 2 pabrik baru yaitu PT. Perkasa Inti Abadi Indonesia Cement Enterprise (PIAICE) dan PT. Perkasa Abadi Mulia Indonesia Cement Enterprise (PAMICE) dengan kapasitas produksi 1.500.000 ton semen per tahun. Pada tahun 1985 didirikan PT. Indocement Tunggal Prakarsa dan disahkan oleh Mentri Kehakiman dengan nomor surat C2-3641.ht.01.01TH85. selanjutnya PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. mengambil ahli seluruh saham dari ke enam perusahan tersebut.

Pada tanggal 8 juli 1985 pemerintah Republik Indonesia yang diwakili oleh Departemen Keuangan membeli sebagian saham dari PT. Indocement Tunggal Prakarsa. Besarnya penyertaan modal adalah 30,8 % dan sisanya dimiliki oleh pihak swasta. Kemudian, pada tanggal 1 Januari 1986 dilakukan penggabungan keenam perusahan tersebut dan telah disetujui oleh para pemegang saham PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. sehingga sejak saat itu PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. telah mengambil alih seluruh hak dan kewajiban perusahaan tersebut dan keenam perusahaan tersebut dinyatakan bubar.

Pada tanggal 16 Oktober 1989, berdasarkan Surat Izin Mentri Keuangan Republik Indonesia Nomor 51-062/SHM/MK.01/1989 PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. melakukan go public dengan menjual 59.888.100 saham kepada masyarakat dengan harga penawaran Rp 10.000 per saham. Ternyata saham yang dijual kepada masyarakat habis terjual. Pada tanggal 27 November 1991 PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. Secara resmi membeli PT. Tridaya Manunggal Prakarsa Cement yang didirikan pada tahun 1982 di Cirebon karena TMPC mengalami masalah keuangan. Setelah diambil alih oleh PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk maka TMPC berganti nama menjadi PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk plant 9 dan plant 10. Kapasitas masing-masing plant 2,5 juta ton per tahun.

Saat ini PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk memiliki 12 plant yaitu 9 plant berlokasi di daerah Citereup Bogor, 2 plant di Palimanan Cirebon dan 1 plant bertempat di daerah Tarjun , Kota Baru, Kalimantan Selatan.

1.2. Lokasi Pabrik

PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. plant 9 dan plant 10 terletak di desa Palimanan Barat,Kecamatan Palimanan, Kabupaten Cirebon. Luas area PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. Cirebon sebesar 495 hektar, dengan pembagian 130 hektar digunakan untuk plant site, 120 hektar digunakan untuk housing dan 245 hektar digunakan untuk quarry dan buffer area.

1.3. Bahan Baku

Bahan baku semen terdiri dari bahan utama, bahan korektif, dan bahan tambahan.

1. Bahan baku utama

a. Batu Kapur (Limestone)
Batu kapur merupakan sumber CaCO₃ untuk pembuatan semen di PT. ITP Tbk, plant Cirebon.± 6.000 ton per hari.

b. Tanah Liat (clay)

Tanah liat merupakan penyumbang utama komponen Al₂O₃. Selain itu tanah liat juga menyumbang SiO₂ dan Fe₂O₃. Kebutuhan tanah liat ± 240 ton per hari.

2. Bahan Korektif

a. Pasir Silika ( silica sand)

Pasir silika merupakan bahan yang ditambahkan untuk memenuhi kebutuhan senyawa SiO₂ dalam proses pembuatan semen. Kebutuhan pasir silika ± 110 ton per hari.

b. Pasir Besi (iron sand)

Pasir besi digunakan untuk memperbaiki kandungan senyawa Fe₂O₃ yang harus dipenuhi dalam pembuatan semen. Kebutuhan pasir besi ± 35 ton per hari.

3. Bahan Tambahan

a. Gypsum

Gypsum merupakan bahan tambahan yang berfungsi untuk menjaga kelembaban dari semen serta mempertahankan waktu pengerasan semen. Kebutuhan gypsum ± 50 ton per hari.

b. Trass

Penggunaan Trass memiliki tujuan untuk menambahkan kekuatan ikatan semen sehingga konstruksi yang dibangun menjadi lebih kokoh. Kebutuhan trass ± 250 ton per hari.

BAB II
DESKRIPSI PROSES

2.1. Deskripsi Proses

Proses pembuatan semen di PT. Incocement Tunggal Prakarsa Tbk plant 10 terdiri dari enam tahap. Tahap-tahap tersebut adalah:

1. Penyediaan bahan baku

Penyediaan bahan baku yang dilakukan di PT.ITP Tbk plant 10 dibagi menjadi 2 cara, yaitu dengan cara penambangan ( untuk batu kapur dan tanah liat) serta dengan cara pembelian (untuk pasir silika,pasir besi,gypsum dan trass).

a. Penyediaan batu kapur

Penyediaan batu kapur dilakukan dengan cara penambangan batu kapur di Gunung Kromong yang berjarak ± 15 km dari lokasi pabrik. Tambang batu kapur yang terjadi di Gunung Kromong dibagi menjadi lima bagaian, yaitu quarry A hingga quarry E. Proses penambangan batu kapur itu sendiri dibagi menjadi tiga bagian utama, yaitu blasting,loading dan crushing.

b. Penyediaan tanah liat

Penyediaan tanah liat dilakukan dengan cara yang sama dengan batu kapur, yaitu melalui penambangan yang terletak di Gunung Kromong. Tanah liat di tambang dari quarry B dan quarry E. Proses penambangan tanah liat dilakukan dengan cara penggerukan lapisan tanah.

c. Penyediaan pasir silika

Pasir silika yang digunakan diperoleh dari penambangan di Rembang, Jawa Tengah.

d. Penyediaan pasir besi

Pasir besi di beli dari Kutoarjo, Jawa Tengah.

e. Penyediaan gypsum

Gypsum yang dipakai oleh PT.ITP Tbk plant 10 terdiri dari dua jenis yaitu : gypsum alami dan gypsum sintetis. Gypsum sintetis di beli dari PT. Petrokimia Gersik sedangkan gypsum alami diimport dari Thailand.

f. Penyediaan Trass

Trass diperoleh dengan cara membeli dari daerah Brobos, Palimanan, Cirebon.

2. Penggilingan dan pencampuran bahan baku (raw milling and blending)

Proses ini bertujuan untuk menyiapkan bahan baku dengan komposisi yang sesuai sehingga dapat menghasilkan produk semen dengan kualitas yang baik. Bahan baku yang akan dicampurkan dalam proses ini adalah batu kapur, tanah liat, pasir silika, dan pasir besi. Campuran bahan baku hasil penggilingan dan campuran dinamakan raw mix.

3. Pembakaran (burning)

Pembakaran merupakan proses terpenting dalam pembuatan semen. Di dalam proses pembakaran terjadi tiga reaksi penting, yaitu dehidrasi, kalsinasi, dan pembentukan kilnker. Dehidrasi merupakan proses penguapan air dari raw mix. Tahap ini terjadi di RSP ( Reinforced Suspension Preheater). Kalsinasi adalah reaksi perubahan kalsuim karbonat (CaCO₃) menjadi kalsium oksida (CaO) dengan melepas karbon dioksida (CO₂). Kalsinasi mulai terjadi pada RSP dan dilanjutkan pada kiln. Reaksi yang terakhir adalah reaksi pembentukan klinker dimana pada reaksi ini kalsium oksida akan bergabung dengan oksida-oksida lain, yaitu SiO₂,Al₂O₃, dan Fe₂O₃ membentuk C₂S,C₃S,C₃A, serta C₄AF yang merupakan komponen-komponen utama klinker. Bahan baku dalam proses pembakaran adalah raw mix yang merupakan produk dari proses sebelumnya sedangkan produk yang akan dihasilkan dari proses pembakaran adalah klinker.

4. Pendinginan (cooling)

Proses pendinginan klinker dilakukan setelah proses pembakaran didalam kiln. klinker yang keluar dari kiln telah berbentuk padatan tetapi masih memiliki suhu yang tinggi, sehingga diperlukan proses pendinginan untuk menurunkan temperatur klinker. Terdapat lima tujuan utama dari proses pendinginan:

a. klinker yang panas akan memberikan pengaruh negatif pada proses penggilingan selanjutnya.

b. Memudahkan pengangkutan klinker.

c. Efek dari gypsum yang ditambahkan akan hilang jika temperatur klinker terlalu tinggi.

d. Udara yang dipakai sebagai pendingin dapat dimanfaatkan kembali sebagai udara panas untuk pengeringan sehingga menurunkan biaya produksi.

e. Pendinginan yang cepat (quenching) akan meningkatkan kualitas semen.

klinker didinginkan dengan proses pendinginan cepat atau mendadak didalam Air Quenching Cooler (AQC).

5. Penggilingan Akhir (Unit Cement Mill)

Proses penggilingan ini bertujuan untuk mencampur dan menggiling klinker dengan gypsum sampai tingkat kehalusan tertentu sehingga terbentuk produk semen. Gypsum yang ditambahkan berkisar 3-5% dari berat klinker. Kehalusan semen yang dihasilkan merupakan salah satu faktor penentu kualitas semen. Untuk jenis semen PCC ditambahkan juga bahan aditif lain, berupa trass. Trass ini memiliki keistimewaan yaitu memiliki SiO₂ aktif yang akan berekasi dengan CaO bebas (Free lime) sehingga membentuk CS (CaO.SiO₂) yang akan bereaksi pada saat ditambahkan air. CS ini membantu kekuatan akhir semen. Tujuan lain dari penambahan trass adalah untuk menabah jumlah semen yang dihasilkan namun kualitas akhir semen masih memenuhi standar yang ditetapkan SII, sehingga hal ini menghemat jumlah bahan bakar yang digunakan.

6. Pengepakan (Unit Packing)

Merupakan proses penyiapan produk semen sebelum di jual kepada masyarakat. Pada proses pengepakan, semen akan dimasukkan dalam kemasan dengan tujuan untuk memudahkan distribusi dan penyimpanan saat dijual ke pasaran.

Terdapat 4 metode proses pembuatan semen yang dikenal saat ini, yaitu (Europian Comission, 2001) :

a. Proses kering (dry process) : umpan digiling dan dikeringkan sehingga menjadi bentuk serbuk. Serbuk tersebut kemudian di umpankan pada kiln.

b. Proses semi kering (semi-dry process) : umpan digiling dan dikeringkan, lalu di peletkan dengan air dan dipanaskan terlebih dahulu dalam sebuah preheater sebelum kemudian di umpankan ke kiln.

c. Proses semi basah (semi-wet process) : umpan yang memiliki kadar air tinggi digiling sehingga menjadi lumpur. Kemudian kadar air dikurangi dengan filtrasi. Ampas kemudian di ekstursi menjadi pellet dan di umpankan di preheater untuk kemudian di panaskan dalam kiln.

d. Proses basah (wet process) : umpan yang memiliki kadar air tinggi di giling sehingga menjadi lumpur. Lalu lumpur di umpankan ke kiln atau dikeringkan terlebih dahulu dengan slurry dryer.

Pada umumnya proses pembuatan semen terdiri dari 3 tahap utama yaitu penyiapan bahan baku, pemanasan dalam kiln, dan penggilingan akhir.

Proses yang digunakan di PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk, plant 10 adalah proses kering.

Semen yang dihasilkan oleh PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. Plant 10 Cirebon adalah jenis semen Portland yang merupakan semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terdiri dari kalsium silikat yang bersifat hidrolis bersama bahan tambahan yang biasanya digunakan yaitu gypsum. Semen Portland terdiri dari :

· Portland Composite Cement (PCC)

Semen ini dipasarkan dalam papper bag berukuran 40 kg dan 50 kg. Semen ini merupakan semen umum yang biasa digunakan.

· Ordinary Portland Cement (OPC)

Dipasarkan dalam bentuk semen curah, diangkut oleh bulk. Semen ini digunakan pada daerah dengan kandungan asam yang tinggi.

2.2. Diagram Alir Proses

Gambar 2.1. Diagram alir proses PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk, plant 10

Keterangan Gambar

1. Gudang penyimpanan bahan baku

2. Weighting feeder

3. Raw mill

4. EP

5. Homo silo

6. Stabilizer

7. Cerobong asap

8. Suspension Preheater

9. Mixing chamber

10. Ratary kiln

11. Cooling

12. Coal bin

13. Clinker silo

14. CKP mill

15. Semen mill

16. Bag filter

17. Semen silo

BAB III
TUGAS KHUSUS

3.1. Latar Belakang

Kualitas semen yang baik sangat dipengeruhi oleh kualitas klinker yang dihasilkan. Klinker merupakan hasil dari proses pembakaran di suspension preheater dan kiln serta proses pendinginan yang terjadi di cooler. Ketiga alat ini merupakan alat yang sangat vital.

Rotary kiln merupakan alat yang digunakan untuk membakar material yang berupa slurry menjadi bahan yang setengah jadi yang di sebut klinker. Karena proses pembakaran terjadi pada suhu tinggi maka rotary kiln dibuat dengan ketebalan berbeda tergantung pada temperatur yang terjadi dan beban yang diterima.

Keberhasilan suatu pabrik semen tergantung pada operasi rotary kiln sehingga di dalam perencanaan awal pembuatan pabrik semen yang menjadi dasar perhitungannya adalah kapasitas dari rotary kiln.

Dengan menghitung aliran massa dan panas pada rotary kiln maka dapat diketahui kebutuhan energi yang dibutuhkan, komposisi material masuk dan keluar serta efisiensi dari rotary kiln.

3.2. Tujuan

Tujuan tugas khusus ini adalah untuk melakukan perhitungan neraca massa dan neraca panas yang hilang di unit pembakaran dan pendinginan yang meliputi perhitungan di RSP(Reinforced Suspension Preheater) dan Kiln.

3.3. Neraca Massa

Neraca massa merupakan perhitungan dasar dalam satuan operasi dan satuan proses. Semua perhitungan didasarkan pada hukum kekekalan massa, yaitu :

Massa masuk system = Massa keluar system ………… (1)

Perhitungan ini akan dipakai sebagai basis untuk perhitungan neraca panas sistem. Sistem yang digunakan disini adalah alat-alat di unit kiln yang terdiri dari RSP(Reinforced Suspension Preheater) dan Kiln dengan basis 1 jam operasi.

3.4. Neraca Panas

Neraca panas merupakan suatu alat yang digunakan untuk menghitung kesetimbangan energi yang dibutuhkan dengan yang diberikan pada sistem. Dasar perhitungan neraca panas ini berdasarkan pada hukum kekekalan energi.

Enegi masuk sistem = Energi yang digunakan + Energi yang hilang ………(2)

Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai panas dalam kiln, diantaranya :

1) Komposisi umpan yang memenuhi standard an kondisi umpan yang homogen akan membuat pembakarannya lebih sempurna.

2) Kadar air yang terkandung dalam bahan baku besar, maka panas yang dibutuhkan untuk menghilangkan air akan lebih besar.

3) Keahlian operator merupakan faktor yang penting, karena pengaturan variabel-variabel proses dilakukan secara manual.

4) Penggunaan bahan bakar dengan komposisi kimia yang baik akan menentukan proses pembakaran yang baik dari hasil klinker yang baik pula.

Nilai efisiensi alat ini dapat menunjukkan kemampuan kiln dalam menghasilkan klinker uang diinginkan. Jika efisiensi kiln kurang dari 80% maka alat harus diperbaiki atau diganti komponen yang rusak, karena bukan menghasilkan keuntungan tapi cenderung akan mendatangkan kerugian bagi perusahaan. Nilai efisiensi alat diharapkan dapat setinggi mungkin.

3.5. Sistem Suspension Preheater

RSP (Reinforced Suspension Preheater) adalah alat yang digunakan pada proses pemanasan awal sebelum material masuk kiln. Tahapan proses di RSP diawali dengan pengumpanan raw meal ke dalam connecting duct antara C3 dan C4. Raw meal tersebut akan mengalami pemanasan dari gas panas yang berasal dari pembakaran dan gas buang kiln.

Raw meal akan tersuspensi dalam aliran gas panas sehingga akan terjadi perpindahan panas yang efektif. Ditinjau dari prinsip perpindahan panasnya dikenal dua jenis RSP yaitu RSP counter current dan RSP co-current. Pada RSP counter current, material masuk dari samping atas dan gas panas dari bawah. Suspense ini keluar lewat atas preheater.

Sistem ini memiliki kelemahan yaitu waktu kontaknya pendek sehingga perpindahan panasnya kurang efisien. RSP co-current biasanya menggunakan ducting cyclone, kemudian pada cyclone langsung dapat dipisahkan kembali antara gas panas bebas dengan materialnya. Untuk menambahkan efektifitas perpindahan panasnya biasanya digunakan lebih dari satu cyclone.

PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. menggunakan RSP jenis counter current dengan jumlah 8 siklon dan dibagi dua line dan tiap line mempunyai siklon sama banyak.

Prekalsinani yang terjadi pada RSP bisa mencapai 80-90% untuk mengurangi beban kerja kiln sehingga umur batu tahan api dalam kiln lebih panjang. Pada tahap prekalsinasi, umpan dibakar dengan panas sekitar 800-900^oC sehingga terjadi reaksi kalsinasi atau dekarbonisasi. Derajat kalsinasi tidak boleh melebihi 90% karena material akan lengket sihingga susah mengalir dalam RSP dan menyebabkan penyumbatan sehingga proses harus di shut down. Panas reaksi kalsinasi yaitu sekitar 400 kkal/kg klinker.

Reaksi kalsinasi yang terjadi yaitu :

CaCO₃ CaO + CO₂

MgCO₃MgO + CO₂

Reaksi mulai terjadi pada temperatur 700^oC dan berlangsung secara cepat pada temperatur 800-900^oC. waktu tinggal atau waktu kontak material dengan gas panas juga mempengaruhi terhadap proses kalsinasi. Waktu yang dibutuhkan untuk kalsinasi sampai suhu 900^oC adalah 2-12 detik.

Keuntungan penggunaan RSP sebagai alat prekalsinasi adalah sebagai berikut :

1. Kapasitas kiln lebih besar

2. Kapasitas existing palnt dapat ditingkatkan

3. Diameter kiln lebih kecil dengan specific thermal load yang lebih rendah

4. Dapat mempergunakan bahan bakar dengan kualitas rendah pada precalsiner

5. Umur batu tahan api lebih panjang

6. Operasi di kiln lebih stabil dan mudah dikontrol

Gambar 3.1. Gambaran Temperatur Tekanan Unit Suspension Preheater

(Sumber : Philip A.Alsop, 2005)

3.6. Sistem Kiln

Kiln yang digunakan adalah jenis rotary kiln dengan diameter 4,5 m dan panjang 78 m. Pada alat kiln ini terjadi proses kalsinasi akhir dan klinkerisasi atau molekurisasi. Batu tahan api yang melapisi dinding dalam kiln berfungsi untuk melindungi dinding silinder baja dari hot spot yang disebabkan oleh panas berlebih, sehingga akan merusak kiln itu sendiri selain itu juga berfungsi untuk meningkatkan efisiensi perpindahan panas yang terjadi atau mengurangi hilang panas yang terjadi. Rotary kiln memiliki bberapa fungsi yaitu :

1. Sebagai reaktor kimia yaitu tempat terjadinya reaksi dan klinkerisasi.

2. Sebagai pembangkit panas, karena terjadinya proses pembakaran bahan bakar yang menghasilkan panas.

3. Merupakan tempat terjadinya perpindahan panas antara raw meal dengan panas hasil pembakaran.

4. Sebagai alat transportasi material dan gas.

Pembakaran dalam kiln secara simulasi dengan gerakan material mendekati lidah api, sebagai akibat gaya gravitasi dan putaran kiln. Pembakaran ini menyebabkan perubahan sifat kimia dan material yang terjadi secara bertahap sepanjang kiln. Dari RSP umpan masuk rotary kiln dengan temperatur pada inlet kiln sekitar 850-900^oC. Pada alat rotary kiln ini proses yang terjadi dibagi ke dalam 4 zona, yaitu :

1. Calsining zone atau kalsinasi lanjutan, yaitu zona untuk menguraikan senyawa karbonat yang belum terkalsinasi di RSP. Proposi CaO akan semakin besar, sebaliknya proporsi CaCO₃ semakin kecil dan habis sempurna pada temperatur 850^oC. CaO yang terbentuk kemudian bereaksi dengan oksida silica membentuk C₂S.

2. Transition zone, yaitu zona terjadinya pembentukan fase cair untuk reaksi molekulisasi, karena reaksi molekulisasi akan lebih mudah jika berlangsung pada fase cair. Pada zona ini, proporsi C₃S semakin meningkat sampai temperatur 1200^oC, sedangkan oksida besi mulai meningkat campuran oksida kalsium dan oksida alumina membentuk C₃A dan C₄AF.

3. Burning zone, pada zona ini terjadi pelelehan pada suhu paling tinggi di kiln dan terjadi pembentukan C₃S.

4. Cooler zone, zona ini merupakan zona pendinginan awal klinker sebelum masuk cooler. Klinker yang keluar dari zona ini berbentuk padatan.

Pembagian zona ini berdasarkan nyala api yang terbentuk pada rotary kiln. Reaksi yang terjadi di kiln merupakan reaksi lanjut. Agar reaksi dapat terjadi seperti yang diharapkan, maka suhu pembakaran perlu dipertahankan sekitar 1350-1450^oC. Pembakaran ini sangat dipengaruhi oleh panjang lidah api. Panjang lidah api yang diharapkan akan membakar material secara sempurna.

Proses pembakaran klinker terjadi pada suhu sekitar 1450^oC dan ketika akan memasuki cement mill, klinker harus dalam keadaan dingin. Pendinginan klinker pertama dilakukan di dalam kiln sampai suhu 1000-1200^oC, kemudian keluar kiln didinginkan oleh Air Quenching Grade Cooler sampai 80-120^oC.

Tujuan pendinginan klinker adalah sebagai berikut :

1. Menjaga keawetan alat transportasi dan penyimpanan karena material dengan temperatur tinggi dapat merusak peralatan

2. Menghindari terurainya C₃S menjadi C₂S

3. Proses pendinginan yang tepat akan meningkatkan mutu semen

4. Menghindari terbentuknya periclase crystal yang dapat menurunkan mutu semen.

Tipe grade cooler ini mempunyai kelebihan yaitu dalam pemanfaatan udara keluar cooler sebagai udara pembakaran. Kurang lebih sekitar 60% udara dari cooler digunakan lagi sebagai udara pembakaran dalam kiln (secondary air) dan sisanya sebagai gas buang kiln atau tertiary air.

Pada dasarnya proses kalsinasi bisa terjadi secara sempurna di dalam RSP, akan tetapi hal ini dihindari karena akan menyebabkan plugging atau penyumbatan pada RSP penyebabnya adalah pada reaksi diosiasi CaCO₃ yang berlangsung secara endotermis membuat temperatur tetap pada 800-850^oC kemudian diikuti dengan pembentukan senyawa semen secara eksotermik sehingga temperatur terus mengalami kenaikan yang tidak terkendali.

Konsumsi panas berlebih harus diinvestigasi yang mungkin mengindikasi adanya kesalahan pengukuran laju umpan (feed chemistry), gangguan pada bahan bakar dan burner, kurangnya oksigen berlebih (excess oxygen), kebocoran udara.

Gambar 3.2. Gambaran Proses pada Unit Rotary Kiln

3.7. Sistem Cooler

Sistem pendinginan klinker ini memakai teknik perbandingan secara tiba-tiba dengan udara pendingin dari udara bebas dengan menggunakan blower berkapasitas besar. Pendinginan ini menurunkan suhu klinker dari 1460^oC sampai suhu klinker keluar sekitar kurang dari 100^oC, sehingga fasa klinker awal dari cair akan berubah langsung jadi padat. Pendinginan klinker dalam pembuatan semen dimaksudkan untuk :

1. Mencegah kerusakan alat-alat transportasi dan storage klinker, karena material dengan suhu tinggi dapat merusak peralatan dan sulit penanganannya

2. Menghindari terjadinya long periclase crystal yang akan menurunkan kualitas semen

3. Menghindari terurainya kembali C₃S dan C₂S

4. Panas yang terkandung dalam klinker dapat dimanfaatkan kembali sebagai secondary air, tertiary air dll.

Pendinginan cooler dilakukan secara cepat dengan tujuan agar diperoleh klinker dengan bentuk amorf sehingga mudah untuk digiling di unit cement mill. Klinker dari kiln outlet jatuh pada grade cooler dan udara pendingin dihembuskan dari cooler fan melalui lubang-lubang kecil pada grade, udara ini sebagian digunakan sebagai udara pembakar dalam rotary kiln (udara sekunder) dan sebagian lagi dialirkan ke Reinforced Suspension Preheater (RSP) sebagai udara tersier melalui tertiary duct.

3.8. Metodologi

3.8.1. Pengumpulan Data

Untuk melakukan perhitungan efisiensi unit pembakaran dan pendinginan diperlukan data yang diperoleh dengan cara :

1. Studi Literatur

Studi literatur dilakukan dengan cara mencari data-data yang diperlukan yang diperoleh dari Quality Control Departement. Data-data yang diperlukan antara lain :

a. Panas spesifik (CP) air,udara,batubara, dank linker

b. Panas pembentukan komponen-komponen klinker

c. Kelembaban udara

d. Berat molekul

e. NHV (Net Heating Value) bahan bakar

2. Study Lapangan

Studi lapangan dilakukan dengan cara mencari data-data yang diperlukan dari CCR (Center Control Room). Data-data yang diperlukan diantaranya :

a. Laju alir SP feed

b. Laju alir udara di berbagai aliran

c. Laju umpan batubara

d. Laju umpan sekam

e. Komposisi SP feed

f. Komposisi Klinker

g. Komposisi batubara

h. Komposisi abu batubara

i. Komposisi gas di SP

j. Komposisi gas di Kiln

k. % kalsinasi di SP

l. Temperatur aliran

3.8.2. Data Perhitungan

3.8.2.1. Data Primer

Data-data diperoleh dari Central Control Room (CCR) dan laboratorium plant 10 PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk, 27 Januari 2014, pukul 09.00-12.00 meliputi :

· Umpan masuk kiln : 138.896,8764 kg/jam

· Umpan batubara masuk rotary kiln : 11130,9 kg/jam

· Kapasitas Udara primary fan : 34762,88 kg

· NHV (Net Heating Value ) batubara : 5331 kkal/kg

Tabel 3.1. Komposisi SP feed

Komposisi	% Berat
SiO₂	14,05
Al₂O₃	3,70
Fe₂O₃	2,18
CaO	43,16
MgO	1,00
IL	35,4157

Tabel 3.2. Komposisi dan laju massa SP feed

Komponen	Komposisi (% Berat)	Laju massa (Kg/Jam)
SiO₂	14,18	42681,8
Al₂O₃	3,73	11,2273
Fe₂O₃	2,19	6591,9
CaCO₃	77,77	234087,7
MgCO₃	2,12	6381,2
Total	99,99	289753,8273 ≈ 289754

Tabel 3.3. Komposisi dan laju massa umpan batubara SP

Komponen	Komposisi (% Berat)	Laju massa (kg/jam)
C	65,4	10.149,75653
H	3,84	598,32768
O	16,28	2.536,66006
S	0,65	101,279425
N	0,93	144,907485
Ash	13,16	2.050,51882
Total	100	15.581,45

Pada basis 100 kg, komposisi Ash batubara menjadi :

Tabel 3.4. Komposisi Ash Batubara

Komponen	Komposisi (% Berat)
SiO₂	31,31
Al₂O₃	14,74
Fe₂O₃	4,33
CaO	33,43
MgO	2,14
SO₃	5,39
IL	6,73

Tabel 3.5. Komposisi dan laju massa Kiln feed

Komponen	Komposisi (% Berat)	Laju massa (kg/jam)
SiO₂	13,86	19251,1071
Al₂O₃	3,75	5208,6329
Fe₂O₃	2,04	2833,4963
CaCO₃	15,05	20903,9799
MgCO₃	0,004097	569
CaO	43,25	60072,899
MgO	0,99	1375,0791
SO₃	21,0559	29245,9874
Total	100	138896,8764

3.8.2.2. Data-data Sekunder

Data-data didapat dari Perry’s Chemical Engineering Handbook, Yaws Handbook dan Lange’s Handbook.

Tabel 3.6. Berat Molekul

Kompenen	Berat Molekul (gr/grmol)
SiO₂	60
Al₂O₃	102
Fe₂O₃	160
CaO	56
MgO	40
CaCO₃	100
MgCO₃	84
SO₃	80
C	12
H₂	2
S	32
CO₂	44
O₂	32
N₂	28
H₂O	18
SO₂	64

3.9 Hasil Perhitungan dan Pembahasan

Perhitungan neraca massa pada unit Burning dan cooling

Tabel 3.7. Hasil Perhitungan Neraca Massa di SP

Aliran	Input (kg / jam)	Output (kg / jam)
SP Feed	289.754	-
Batubara SP	16.723,8	-
Udara Primary Fan SP	34.762,88	-
Udara Pendorong Batubara SP	33.276,5	-
Udara Tersier	585.169,7497	-
Gas Buang Kiln	250.881,0466	-
Gas Buang SP	-	968.720,7807
Kiln Feed	-	138.896,8764
Dust Return	-	31.505,3226
Total	1.461.449,023	1.210.567,976
Massa yang hilang	71.444,9963

Tabel 3.8. Hasil Perhitungan ke Neraca Massa Rotary Kiln

Aliran	Input (kg / jam)	Output (kg / jam)
Kiln feed	138.896,8764	-
Batubara di kiln	11.130,9	-
Udara primary fan kiln	34.762,88	-
Udara pendorong batubara kiln	46.186,26	-
Udara nose ring	6.114	-
Udara sekunder	184.255,6766	-
Gas buang kiln	-	250.881,0466
Cooler feed	-	174.001,0759
Total	421.376,593	424.882,1225
Massa yang hilang	3505,53

Tabel 3.9. Hasil Perhitungan Neraca Massa di AQC

Aliran	Input (kg / jam)	Output (kg / jam)
Cooler feed	174.001,6759	-
Udara pendingin	834.225,28	-
Udara sekunder	-	184.225,6766
Udara tersier	-	585.169,7497
Udara cooler ke EP	-	64.799,8537
Debu terbuang	-	1,6759
Clinker	-	174.000
Total	1.008.226,956	1.024.954,28
Massa yang hilang	0

Tabel 3.10. Hasil Perhitungan Neraca Massa pada Sistem SP, Sistem Kiln dan AQC

No. Aliran	Input	Output
SP feed	289.753,8273	-
Batubara SP	15.581,45	-
Udara primary fan SP	34.762,88	-
Udara pendorong batubara SP	33.276,5	-
Btubara kilm	10.370,5816	-
Udara primary fan kiln	34.762,88	-
Udara pendorong batubara kiln	46.186,26	-
Udara nose ring	6.114	-
Udara pendingin	834.225,28	-
Gas buang SP	-	968.720,7807
Dust return	-	31.505,3226
Udara cooler ke EP	-	64.799,8537
Debu terbuang	-	1,6759
Clinker	-	174.000
Total	1.305.033,659	1.239.027,633
Massa tak terhitung	66.006,0261

Pada perhitungan neraca massa di Burning dan cooling didapatkan massa yang masuk sama dengan massa yang keluar dengan umpan kiln sebesar 138.896,8764 kg/jam dan klinker yang dihasilkan sebesar 174.000 kg. serta Mass Loss total : 5,0578 % dan dapat simpulkan bahwa pada pembakaran Burning dan Cooling terjadi sangat baik sehingga Effisiensi Mass yang diperoleh sebesar 94.94 %.

BAB IV
PENUTUP

Kesimpulan

1. Proses yang digunakan dalam pembuatan semen di PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk adalah proses kering.

2. Bahan bakar yang digunakan dalam proses pembuatan semen adalah batubara, karena batubara memiliki panas yang cukup tinggi.

3. Berdasarkan perhitungan neraca massa, massa yang masuk sama dengan massa yang keluar.

4. Mass Loss pada unit neraca massa burning dan cooling sebesar 5,0578 %

5. Effisiensi mass pada unit neraca massa burning dan cooling sebesar 94,94 %

Tropikal

Daftar Blog Saya

Sabtu, 21 Juni 2014

Hati dan cinta itu satu :)

Menghitung Neraca massa Pada Unit SP dan Rotarry Kilen di Pabrik Semen

KATA PENGANTAR

INTISARI

BAB I
PENDAHULUAN

1.1. Sejarah PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk.

1.2. Lokasi Pabrik

1.3. Bahan Baku

BAB II
DESKRIPSI PROSES

2.1. Deskripsi Proses

2.2. Diagram Alir Proses

BAB III
TUGAS KHUSUS

3.1. Latar Belakang

3.2. Tujuan

3.3. Neraca Massa

3.4. Neraca Panas

3.5. Sistem Suspension Preheater

3.6. Sistem Kiln

3.7. Sistem Cooler

3.8. Metodologi

3.8.1. Pengumpulan Data

3.8.2. Data Perhitungan

3.8.2.1. Data Primer

3.8.2.2. Data-data Sekunder

3.9 Hasil Perhitungan dan Pembahasan

BAB IV
PENUTUP

Kesimpulan

Inilah Aku

Bertahan untuk Mimpi Besar

Daftar Blog Saya

Sabtu, 21 Juni 2014

BAB I PENDAHULUAN

3.5. Sistem Suspension Preheater

3.7. Sistem Cooler

BAB I
PENDAHULUAN