Sedimentasi

   Sedimentasi adalah proses pemisahan padatan yang terkandung dalam limbah cair oleh gaya gravitasi, pada umumnya proses Sedimentasi dilakukan setelah proses Koagulasi dan Flokulasi dimana tujuannya adalah untuk memperbesar partikel padatan sehingga menjadi lebih berat dan dapat tenggelam dalam waktu lebih singkat.

   Sedimentasi dipengaruhi oleh  karakteristik cairan dan pertikel-pertikel padat dari dalam fluida secara gravitasi. Karakteristik cairan yang mempengaruhi sedimentasi tersebut adalah (massa/satuan volume), spesifik gravity, spesifik weight, kecepatan jatuh, diameter, porositas, viskositas. Sedangkan karakteristik partikel yang mempengaruhi sedimentasi yaitu ukuran partikel, bentuk partikel, berat spesifik, densitas, dan kecepatan jatuh. Sedimentasi  berdasrkan kecepatan jatuhnya terdiri dari dua tahap:

1.     Free settling (pengendapan bebas) : merupakan tahap dimana kecepatan jatuhnya relative konstan , kecepatan sedimentasi akan linier hingga waktu tertentu. Pada saat awal sedimentasi pertikel yang jatuh dianggap hanya satu partikel, tidak dipengaruhi oleh partikel lain. Free settling pada umumnya berlangsung di awal proses sedimentasi dimana konsentrasi tumpukan partikel masih rendah sekali.

2.      Hindered settling (pengendapan terintangi) : suatu keadaan dimana kecepatan jatuhnya semakin lambat karena ada pengaruh dari partikel-partikel lain. Kecepatan sedimentasi akan berkurang sejalan dengan waktu. Hindered settling mulai terjadi pada keadaan akhir proses sedimentasi dimana sudah mulai terbentuk zona dengan tumpukan partikel yang mengendap ( Geankoplis, 1983).

  

Bak pengendap mempunyai beberapa tipe yang secara garis besar bisa dibagi dalam 3 tipe yaitu ;

1. Conventional Settling Basin

Conventional settling basin dipakai untuk detention time lebih dari 2 jam. Panjang standar straight flow settling basin ditentukan oleh kecepatan aliran yang diperkenankan dari detention time yang diperlukan. Penting diperhatikan agar pemasukan dan pengeluaran dari air diatur agar merata dan menghindari short cicuiting yang biasanya memakai distribution baffle atau check board opening.  Pada bagian pengeluaran harus diusahakan sepanjang weir menerima volume air yang sama. Endapan yang terjadiharus dibersihkan secara kontinu atau periodik untuk mengurangi kapasitas penampunagn lumpur dan mencegah dekomposisi zat-zat organik yang mengurangi kemampuan penjernihan.

2. Rapid FlowTreatment Tank

Ada dua macam rapid flow treatment tank yaitu ;

1. Solid Ccontact Classifier

Air dan larutan koagulan dicampur pada daerah sentral reaksi dan diaduk secara mekanis atau hidrolis selama kira-kira 10 menit dan akhirnya dikeluarkan melalui endapan yang sudah terbentuk. Air mengalir ke atas melalui sludge blanket di mana kekeruhan dihilangkan dengan cara adsorpsi pada partikel-partikel floc yang membentuk sludge bed. Sludge blanket mengandung endapan-endapan dipertahankan dalam suspensi oleh pengadukan mekanis dan aliran hidrolis. Karena penampang pada sludge filter zone makin besar, maka kecepatan aliran ke atas dari air jernih makin kecil, sehingga partikel-partikel terpisah dan meninggalkan bagian atas yang jernih.

  

2. Accelerator

Di dalam accelerator koagulan/flokulan bersama-sama dengan air ditambahkan langsung kepada endapan yang sebelumnya  sudah ada. Maksud  penambahan ini bukan untuk membentuk partikel baru akan tetapi membesarkan partikel yang sudah ada. Pada accelerator terdapat daerah pencampuran yang pertama di mana air akan didorong ke atas menuju daerah pencampuran yang terakhir dengan membawa dengan konsentrasi yang tinggi dan tersuspensi karena pengadukan cepat. Air tadi akan ke bawah alirannya akan berubah menjadi laminar memasuki daerah yang diameternya lebih besar. Air bersih akan naik ke atas sedangkan floc akan turun ke bawah dan dikeluarkan melalui concentrator compartement.

3.      Tube settler

          Salah satu cara pengendapan yang sekarang cukup terkenal ialah tube settler. Floc-floc yang terbentuk di dalam flocculator diusahakan mengendap di dalam tube-tube (pipa-pipa) yang dipasang miring dengan sudut tertentu. Air yang banyak mengandung floc diusahakan naik di dalam tube-tube. Akibat berat floc dan adanya gaya grafitasi bumi maka floc akan mengendap di bagian bawah tube dan akan turun di bagian bawah (penampang) limpur.   Dari hasil penelitian didapatkan bahwa kemiringan untuk tube adalah 60^o dan panjang tube adalah 80 cm. Dengan memakai tube settler ternyata hasilnya lebih dibandingkan dengan bak pengendapan (Iryani, 2009).

Pada mekanisme sedimentasi hindered settling, kosentrasi padatan tinggi sehingga pengaruh antar partikel tidak dapat diabaikan. Kecepatan pengendapan dipengaruhi oleh sifat fluida, sifat fisis padatan, dan kosentrasi,

     

Turbin

A.    Pengertian Turbin

     Secara garis besar pengertian turbin adalah mesin penggerak, dimana energi fluida kerja dipergunakan langsung untuk memutar roda turbin. Jadi berbeda dengan yang terjadi pada mesin torak, pada turbin tidak terdapat bagian yang bergerak translasi, bagian turbin yang berputar dinamakan rotor, dan bagian yang tidak bergerak dinamakan strator atau rumah turbin. Roda (rotor) turbin terletak didalam rumah turbin (strator) dan memutar poros daya yang menggerakkan atau memutar bebannya. Beban yang dimaksud dapat berupa generator listrik, pompa, compressor, baling-baling atau perkakas lainnya. Di dalam turbin, fluida kerja mengalami proses ekspansi, yaitu proses penurunan pekanan dan mengalir secara kontinyu. Fluida kerjanya dapat berupa air, uap air, gas atau dapat berupa nuklir.

B.     Peralatan Mesin Turbin

      Pada permukaan roda turbin terdapat sudu-sudu, karena sudu-sudu ini bergerak bersama-sama dengan roda turbin, maka sudu tersebut dinamakan sudu gerak. Sudu-sudu akan terletak melingkari roda turbin yang bisa terletak dalam satu baris atau lebih dari satu baris. Jika terletak dalam satu baris dinamakan turbin bertingkat tunggal, sedangkan sudu-sudu yang lebih dari satu baris dinamakan turbin bertingkat ganda.

     Pada turbin bertngkat ganda fluida kerja melalui garis sudu yang pertama, kemudian baris kedua, ketiga dan seterusnya. Tetapi sebelum mengalir pada baris sudu berikutnya, fluida melalui baris sudu yang bersatu dengan rumah turbin yang dinamakan sudu tetap. Sudu tetap berfungsi untuk mengarahkan aliran fluida kerja masuk ke dalam sudu gerak berikutnya, tetapi dapat juga berfungsi sebagai Nozzle.

C.    Prinsip Kerja Turbin

     Apabila ada fluida kerja melalui ruang-ruang diantara sudu-sudu turbin sehingga roda turbin dapat berputar, maka dikatakan ada gaya yang bekerja pada sudu-sudunya. Gaya tersebut timbul karena terjadinya perubahan momentum dari fluida kerja yang mengalir diantara sudu-sudunya. Untuk penggerak dari sudu-sudu tersebut dianggap:

a.       Aliran steady, uniform, paralel dan satu dimensi.

b.      Tidak ada benda lain di dalam ruang-ruang diantara sudu-sudu.

c.       Pengaruh gaya grafitasi diabaikan.

Pada sebuah turbin, mungkin terdapat beberapa baris sudu gerak yang dipasang berurutan dalam arah aliran fluida kerja, setiap baris sudu terdiri dari sudu yang disusun melingkari roda turbin, masing-masing dengan bentuk dan ukuran yang sama. Turbin dengan satu baris sudu gerak dinamakan turbin beringkat tunggal. Sedangkan turbin dengan beberapa baris sudu gerak dinamai turbin bertingkat ganda. Dalam hal tersebut, terakhir fluida kerja turbin yang mengalir melalui sudu baris pertama, kedua, ketiga dan seterunya. Tetapi sebelum ke setiap baris sudu berikutnya, fluida kerja melalui baris sudu yang bersatu dengan rumah turbin, oleh karena sudu tersebut tidak bergerak berputar, sudu terbut dinamai sudu tetap, sudu tetap juga berfungsi mengarahkan aliran fluida kerja masuk kedalam sudu gerak berikutnya.tetapi juga berfungsi sebagai nozzle.

Zat Aditif pada Polimer

Bahan Pewarna

Polimer yang disebut juga sebagai makromolekul, adalah molekul besar yang dibangun oleh pengulangan kesatuan kimia yang kecil dan sederhana. Kesatuan-kesatuan berulang itu setara dengan monomer, yaitu bahan dasar pembuat polimer. Sehingga molekul-molekul polimer umumnya memunyai massa molekul yang sangat besar.

Aditif adalah senyawa kimia yang bila ditambahkan akan menaikkan unjuk kerja (sifat kimia dan fisik berubah) seperti yang diharapkan.

Berdasarkan fungsinya, bahan tambahan atau zat aditif polimer dapat dikelompokkan menjadi :
1. bahan pelunak (plasticizer);
2. bahan penyetabil (stabilizer);
3. bahan pelumas (lubricant);
4. bahan pengisi (filler);
5. pewarna (colorant).

1.  Plasticizer, fungsinya untuk mengubah sifat mekanik polimer, Semakin tinggi modulus young maka akan semakin kaku, karena itu ditambahkan plastisizer untuk menurunkan kakauan dan temperatur transisi glass (Tg).

2.  Stabillizer, berfungsi untuk mempertahankan produk plastik dari kerusakan, baik selama proses, dalam penyimpanan, maupun aplikasi produk.
Ada 3 jenis bahan penyetabil yaitu:

·         penyetabil panas (heat stabilizer), menghambat degradasi thermal, energi (panas) yang terserap dapat memicu radikal bebas yang dapat menimbulkan reaksi oksigen dan membentuk senyawa karbonil, hal ini yang dapat menimbulkan warna kuning atau kecoklat-cokltan pada produk akhir.

·         penyetabil terhadap sinar ultra violet (UV stabilizer), matahari memiliki panjang gelombang sampai di permukaan bumi sekitar 3000-4000 A, hal ini dapat memecahkan senyawa kimia terutama senyawa organik.

·         dan antioksidan, mengurangi krusakan produk dari peroses oksidasi yang dapat memutuskan rantai polimer. Tanda yang terlihat apabila produk plastik telah teroksidasi adalah:

-  polimer menjadi rapuh

- kecepatan alir polimer tidak stabil dan cenderung menjadi lebih tinggi.

- sifat kuat tariknya berkurang

-  terjadi retak-retak pada permukaan produk

-  terjadi perubahan warna

3.  Filler, menurut fungsi dapat diklasifikasikan menjadi tiga, yaitu:

·         Dapat memperkuat polimer dan meningkatkan sifat mekanik.

·         Digunakan untuk mengisi ruang dan mengurangi jumlah resin yang digunakan dalam proses produksi (hemat resin).

·         Meningkatkan slektivitas listrik.

4.  Colorant,  berfungsi untuk meningkatkan penampilan dan memperbaiki sifat tertentu dari bahan plastik. Pertimbangan yang perlu diambil dalam memilih warna yang sesuai meliputi :

·         Aspek yang berkaitan dengan penampilan bahan plastik selama pembuatan produk warna, meliputi daya gabung, pengaruh sifat alir apada system dan daya tahan terhadap panas serta bahan kimia.

·         Aspek yang berkaitan dengan produk akhir, antara lain meliputi ketahanan terhadapcuaca, bahan kimia dan solvent.

Colorant dapat diklasifikasikan dalam 2 jenis, yaitu :

·         Dyes, bahan ini larut dalam bahan plastik sehingga menjadi satu sistem dan terdispersi secara merata setelah melalui proses pencampuran. Dyes mempunyai light fastness dan ketahanan panas kurang baik dan dapat mengalami migrasi (bergerak ke permukaan) sehingga mengurangi daya tarik dan kadang-kadang dapat meracuni kulit. Penggunaan dyes dalam plastik jumlahnya terbatas.

·         Pigment, bahan ini tidak larut dalam bahan plastik tetapi hanya terdispersi diantara rantai molekul bahan plastik tersebut. Pencampuran bahan tersebut dengan bahan plastik kadang-kadang memerlukan teknologi dan peralatan khusus. Derajat dispersi pigmen dalam bahan plastik tergantung pada suhu, waktu pencampuran dan alat pencampur serta ukuran partikel pigmen dan berat molekul bahan plastik.

Pigmen dapat dikelompokkan menjadi 2 tipe yaitu pigmen anorganik dan pigmen organik. Pigmen anorganik memunyai molekul yang lebih besar dan luas permukaanya lebih kecil, permukaannya buram karena menyebarkan sinar. Contoh pigment anorganik : titanium dioksida yang memberi warna putih, besi oksida memberi warna kuning, coklat, merah dan hitam, cadmium yang memberi warna kuning terang dan merah, dll.
Pigmen organik ukuran partikelnya lebih kecil, warna lebih kuat, dan dispersinya lebih mudah namun harganya lebih mahal.

SEPARATOR

Liquid- Gas Sparator

2.1.   Definisi Separator
Separator adalah tabung bertekanan yang digunakan untuk memisahkan fluida campuran menjadi tiga fasa atau dua fasa, dimana pemisahannya dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu :
a.    Prinsip penurunan tekanan.
b.    Gravity setlink
c.    Turbulensi aliran atau perubahan arah aliran
d.    Pemecahan atau tumbukan fluida

Untuk mendapaktkan effisiensi kerja yang stabil dengan kondisi yang bervariasi, gas liquid separator harus mempunyai komponen pemisah sebagai berikut :
1.    Bagian pemisah pertama, berfungsi untuk memisahkan cairan dari aliran fluida yang masuk dengan cepat berupa tetes minyak dengan ukuran besar.
2.    Bagian pengumpul cairan, berfungsi untuk memisahkan tetes cairan kecil dengan prinsip gravity setlink.
3.    Bagian pemisah kedua, berfungsi untuk memisahkan tetes cairan kecil dengan prinsip gravity settlink.
4.    Mist extraktor, berfungsi untuk memisahkan tetes cairan berukuran sangat kecil (kabut).
5.    Peralatan kontrol, berfungsi untuk mengontrol kerja separator terutama pada kondisi over pressure.

Didalam block station, disamping terdapat separator pemisah gabungan terdapat juga separator uji yang berfungsi untuk melakukan pengujian (test) produksi suatu sumur dan dari separator uji ini laju produksi sumur (Qo,Qw,danQg) bias didapat dimana Qo dan Qw diperoleh dari barel meter sedangkan Qg diperoleh dari pencatatan orifice flow meter (orifice plate ) atau dari alat pencatat aliran gas lainnya.
Disamping itu ditinjau dari tekanan kerjanyapun separator dapat dibagi tiga, yaitu separator tekanan tinggi (750 – 1500 psi), tekanan sedang (230 – 700 psi), tekanan rendah (10 – 225).


2.2.   Jenis Separator
Dalam industri perminyakan dikenal beberapa jenis separator berdasarkan bentuk, posisinya dan fungsinya.

2.2.1.    Jenis separator berdasarkan bentuk dan posisinya.
a.   Separator tegak/vertikal.
Biasanya digunakan untuk memisahkan fluida produksi yang mempunyai GLR rendah dan/atau kadar padatan tinggi, separator ini sudah dibersihkan serta mempunyal kapasitas cairan dan gas yang besar.

b. Separator datar/horisontal
Sangat baik untuk memisahkan fluida produksi yang mempunyai GLR tinggi dan cairan berbusa. Separator ini dibedakan menjadi dua jenis, yaitu single tube horizontal seprator dan double tube horizontal separator. Karena bentuknya yang panjang, separator ini banyak memakan tempat dan sulit dibersihkan, namun demikian kebanyakan fasilitas pemisahan dilepas pantai menggunakan separator ini dan untuk fluida produksi yang banyak mengandung pasir, separator ini tidak menguntungkan.

c. Separator bulat /spherical.
Separator jenis ini mempunyai kapasitas gas dan surge terbatas sehingga umumnya digunakan untuk memisahkan fluida produksi dengan GLR kecil sampai sedang namun separator ini dapat bekerja pada tekanan tinggi. Terdapat dua tipe separator bulat yaitu tipe untuk pemisahan dua fasa dan tipe untuk pemisahan tiga fasa.

2.2.2.    Berdasarkan fasa hasil pemisahanya , yaitu:
a. Separator dua fasa, memisahkan fluida dormasi menjadi cairan dan gas, gas keluar dari atas sedangkan cairan keluar dari bawah.
b. Separator tiga fasa, memisahkan fluida formasi menjadi minyak, air dan gas. Gas keluar dari bagian atas, minyak dari tengah dan air dari bawah.


2.2.3.   Kelebihan dan kekurangan dari masing-masing separator :
a. Separator Vertikal
    Kelebihannya :

• Pengontrolan level cairan tidak terlalu rumit
• Dapat menanggung pasir dalam jumlah yang besar
• Mudah dibersihkan
• Sedikit sekali kecenderungan akan penguapan kembali dari  cairan
• Mempunyai surge cairan yang besar

    Kekurangannya :

• Lebih mahal
• Bagian-bagiannya lebih sukar dikapalkan (pengiriman)
• Membutuhkan diameter yang lebih besar untuk kapasitas gas tertentu

b. Separator Horizontal
    Kelebihannya :

• Lebih murah dari separator vertical
• Lebih mudah pengiriman bagian-bagiannya
• Baik untuk minyak berbuih (foaming)
• Lebih ekonomis dan efisien untuk mengolah volume gas yang lebih besar
• Lebih luas untuk setting bila terdapat dua fasa cair

    Kekurangannya :

• Pengontrolan level cairan lebih rumit daripada separator vertical
• Sukar dalam membersihkan Lumpur, pasir, paraffin
• Diameter lebih kecil untuk kapasitas gas tertentu      

c. Separator Bulat
    Kelebihannya :

• Termurah dari kedua tipe diatas
• Lebih mudah mengeringkan dan membersihkannya dari pada separator vertical, lebih kompak dari yang lain

    Kekurangannya :

• Pengontrolan cairan rumit
• Mempunyai ruang pemisah dan kapasitas surge yang lebihk kecil  

2.2.4.    Jenis separator berdasarkan fungsinya.
Berdasarkan fungsinya atau jenis penggunaannya, separator dapat dibedakan atas: gas scrubber, knock‑out flash‑chamber, expansion vessal, chemical electric dan filter.

a. Gas scrubber
Jenis ini dirancang untuk memisahkan butir cairan yang masih terikut gas hasil pemisahan tingkat pertama, karenanya alat ini ditempatkan setelah separator, atau sebelum dehydrator, extraction plant atau kompresor untuk mencegah masuknya cairan kedalam alat tersebut.

b. Knock‑out
Jenis ini dapat dibedakan menjadi dua, yaitu free water knock‑out (FWK0) yang digunakan untuk memisahkan air bebas dari hidrokarbon cair dan total liquid knock‑out (TLKO) yang digunakan untuk memisahkan cairan dari aliran gas bertekanan tinggi ( > 125 psi )

c. Flash chamber.
Alat ini digunakan pada tahap ianjut dari proses pemisahan secara kilat (flash) dari separator. Flash chamber ini digunakan sebagai separator, tingkat kedua dan dirancang untuk bekerja pada tekanan rendah ( > 125 psi )

d. Expansion vessel.
Alat ini digunakan untuk proses pengembangan pada pemisahan bertemperatur rendah yang dirancang untuk menampung gas hidrat yang terbentuk pada proses pendinginan dan mempunyai tekanan kerja antara 100 ‑1300 psi.

e. Chemical electric.
Merupakan jenis separator tingkat lanjut untuk memisahkan air dari cairan hasil separasi tingkat sebelumnya yang dilakukan secara electris (menggunakan prisip anoda katoda) dan umumnya untuk memudahkan pemisahan.


2.2.5.    Oil Skimmer.
Merupakan peralatan pemisah yang direncanakan untuk menyaring tetes‑tetes minyak dalam air yang akan dibuang sebagai hasil proses pemisahan sebelumnya untuk mencegah turbulensi aliran, air yang mengandung tetes minyak dimasukkan melalui pembagi aliran yang berisi batu bara / batu arang tipis‑tipis, sedangkan proses pemisahan berdasarkan sistem gravity setling.
Kapasitas oil skimmer tergantung pada beberapa faktor terutama pada densitas minyak air yang dapat ditentukan berdasarkan hukum intermediate yang berhubungan dengan kecepatan setling dari partikel.

2.2.6.    Gas Dehydrator.
Gas dehydrator adalah alat yang digunakan untuk memisahkan partikel air yang terkandung didalam gas. Peralatan ini merupakan bagian akhir dari pemisahan gas hidrokarbon terutama pada lapangan gas alam.
Ada dua cara pemisahan air dari gas, yaitu dengan
a. Solid desiccant, misainya calsium chloride
b. Liquid desiccant, misainya glycol.

2.2.6.1. Calsium chloride gas dehydrator.
Komponen peralatan ini merupakan kombinasi dari separator tiga tingkat, yaitu gas ‑ liquid absorbtion tower dan solid bad desiccant unit. Pemisahan partikei air dari gas dilakukan dengan cara mengkontakkan aliran gas dengan calsium chloride didalam chemical bad section.

2.2.6.2. Glycol dehydrator.
Liquid desiccant yang sering digunakan adalah trienthylene glycol. Peneyerapan partikel air terjadi karena adanya kontak antara glycol dengan gas yang mengandung air pada tray didalam absorber (kontaktor) proses regenerasi glycol yang mengandung air dilakukan dengan cara pemanasan sehingga air terbebaskan dari glycol.