Oleh Arie Malangyudo & Antonius Krisdwiarto
1. KLARIFIKASI MINYAK
1. KLARIFIKASI MINYAK
U m u m
Cairan yang keluar dari alat press terdiri dari campuran minyak, air dan padatan bukan minyak atau disebut Non Oily Solids (NOS) .
Untuk memisahkan minyak dari fase bukan minyak lainnya perlu dilakukan dengan proses pemurnian yang disebut dengan Klarifikasi. Minyak tersebut perlu segera dimurnikan dengan maksud agar tidak terjadi penurunan mutu akibat adanya reaksi hidrolisis dan oksidasi. Hidrolisa dapat terjadi pada saat cairan bersuhu panas dan cukup banyak air, demikian juga oksidasi akan terjadi dengan adanya NOS yang berupa bahan organic dan anorganik seperti Fe dan Cu berperan sebagai katalisator yang mempercepat terjadinya reaksi yang cepat dalam menurunkan mutu minyak.
Dalam cairan yang mengandung beberapa fase non minyak dapat dipisahkan dengan berbagai cara dan berbagai tahap. Pemisahan minyak dari fraksi cairan lainnya dilakukan dengan berdasarkan prinsip filtrasi, pengendapan, penguapan, pemisahan dan sebagainya.
Dalam mesocarp buah yang direbus , komposisi minyak sebesar 54%, air 28% dan NOS 18% dan jika diperas dengan Screw Press maka komposisi ini akan berubah menjadi cairan dengan kandungan minyak sebesar 66%, air 24% dan NOS 10%, berdasarkan ini dapat dihitung bahwa cairan yang keluar adalah 320 liter per ton TBS dimana didalamnya terdapat minyak sebanyak 210 liter dan perlu ditambahkan pengencer air untuk mempermudah proses pemurniannya.
Padatan bukan minyak yang keluar dari alat press diberi istilah Non Fatty Pressing Quotient (NFPQ), yaitu jumlah padatan yang berikut dalam minyak setelah melalui ayakan yang berasal dari Lumpur Kebun dan sel debris yang memiliki arti bahwa semakin tinggi NFPQ maka kehilangan minyak dalam proses klarifikasi semakin tinggi, dengan anggapan kehilangan minyak NOS tetap. NFPQ dalam minyak antara 10 – 20% (29).
5.2. Pengenceran
Pengenceran bertujuan agar pemisahan pasir dan serat-serat yang terdapat dalam minyak (NOS) dapat berjalan dengan baik. Pengenceran berlangsung dengan baik bila suhu air pengenceran 80° - 90°C. Suhu ini kadang-kadang tidak mendapat perhatian yang serius, karena tanki air panas berada ditempat yang lebih tinggi dari Digester, sehingga pengamatannya lebih sulit.
Air pengencer yang diberikan ke dalam cairan bermanfaat untuk beberapa hal sebagai berikut:
a. Untuk menurunkan viskositas cairan, sehingga zat yang memiliki BJ > 1,0 akan mudah mengendap sedangkan zat yang memiliki BJ < 1,0 akan mengapung.
BJ minyak pada suhu 40, 50, 70, dan 100°C berturut-turut adalah 0,895; 0,890; 0,876; 0,875. Dan zat tersebut mudah memisah dari minyak karena minyak memiliki viskositas 27, 14, dan 8 centipois pada suhu 50, 70, dan 100°C. Semakin rendah viscositas minyak, semakin mudah untuk memisahkan NOS baik dalam proses pengendapan maupun dalam proses pemisahan dengan sentrifuge.
b. Untuk mempermudah pemisahan fraksi yang terdapat dalam cairan minyak berdasarkan polaritas.
c. Untuk memecahkan emulsi minyak yang dalam bentuk partikel halus dan sering melekat dengan NOS. Juga berperan untuk melemahkan fungsi emulsifier yang terdapat dalam minyak.
Jumlah air pengencer yang digunakan sangat bervariasi antara PKS ke PKS. Jumlah air pengencer sulit diketahui jika tidak menggunakan Flow Meter. Jumlah air pengencer yang dianjurkan yaitu sebanding dengan crude oil yang keluar dari Screw Press. Jumlah air yang digunakan berpengaruh terhadap retention time minyak dalam Continuous Seatling Tank, yang sangat penting artinya dalam efisiensi pemisahan minyak dan kualitas minyak sawit. Jumlah air yang dianjurkan adalah sebanding dengan jumlah minyak yang terdapat dalam cairan yang keluar dari Press. Berdasarkan uraian sebelumnya maka jumlah air pengencer yang digunakan ialah 320 liter/ton TBS setara dengan 9600 liter.jam pada PKS berkapasitas 30 ton TBS/jam, dengan perincian 50% untuk Screw Press dan 50% untuk Vibrating Screen dan stasiun klarifikasi.
Pemakaian air pengencer yang terlalu banyak akan menyebabkan penurunan kualitas unit pengolahan PKS terutama pada alat klarifikasi. Pemberian air pengencer tergantung pada disain unit pengolahan dan kandungan NOS, yang sumbernya berasal dari tingkat kebersihan pemanen.
5.3. Sand Trap Tank
Cairan yang keluar dari alat press dan digester ditampung dalam “Oil Gutter” dan dialirkan kedalam Sand Trap Tank. Alat ini berfungsi untuk mengurangi jumlah pasir dalam minyak yang akan dialirkan keVibrating Screen (ayakan getar), dengan maksud agar ayakan getar terhindar dari gesekan pasir kasar yang dapat menyebabkan kehausan ayakan. Alat ini bekerja berdasarkan grafitasi yaitu mengendapkan padatan. Keberhasilan proses pengendapan tergantung pada retention time yang diterapkan sesuai dengan kapasitas tanki tersebut. Sand Trap Tank bisa berbentuk kotak atau silinder. Secara mekanis, bentuk silinder memberikan aliran sirkular yang dapat mempercepat proses pengendapan pasir atau padatan yang BJ-nya lebih besar dari minyak (Gambar 4.11).
Pengendapan padatan lebih baik jika pembersihan dasar tanki dilakukan secara teratur. Hal ini jarang dilakukan karena sludge yang berada didasar tanki mengandung minyak yang tinggi oleh sebab itu disarankan agar Sand Trap Tank dilengkapi dengan tanki pengencer untuk memisahkan minyak yang terdapat dalam sludge.
5.4. Ayakan Getar
Pemakaian ayakan getar bertujuan untuk memisahkan NOS yang berukuran besar, sehingga pada proses selanjutnya didapatkan minyak yang memenuhi standar.
Ayakan getar (Vibrating Screen) dikenal dengan tipe “rectangulair” dan “vibro’ yang keduanya mempunyai mekanisme pemisahan yang berbeda. Type rectangulair bekerja dengan arah getaran atas bawah, muka belakang dan kiri kanan, yang terdiri dari dua tingkat ayakan dengan ukuran 30 dan 40 mesh. Sedangkan ayakan vibro bekerja dengan arah getaran melingkar dan atas bawah, yang terdiri dari dua tingkat ayakan dengan ukuran 30 dan 40 mesh, yang sering disebut dengan double deck.
Pada alat ayakan getar ditambahkan air panas dengan tujuan agar partikel-partikel pasir dapat memisah dengan baik. Suhu air pencuci diusahakan agar tetap panas (80° - 90°C).
Fraksi yang dipisahkan dalam alat ini ada dua kelompok :
a. Pasir dan tanah yang terbawa dari kebun bersama TBS dan brondolan.. Umumnya pabrik telah memiliki Sand Trap Tank (STT) untuk mengendapkan partikel-partikel yang mempunyai berat jenis yang lebih besar dari l (satu). Karena waktu pengendapan sangat singkat sehingga tidak seluruh pasir atau gumpalan tanah terpisahkan, maka proses pemisahannya dilanjutkan pada ayakan getar.
b. Serat atau ampas yang terikut dalam minyak dipisahkan dengan maksud agar kadar kotoran minyak sesuai dengan standard kualitas.
Penambahan alat STT diantara talang alat Press (Screw Press) akan menambah ketahanan masa pakai ayakan getar, karena pasir dalam minyak mempunyai daya gesek yang tinggi dengan ayakan yang dapat mempercepat kehausan ayakan tidak lagi terikut ke ayakan getar.
5.5. Crude Oil Tank ( Buffer Tank )
Crude Oil Tank (COT) berfungsi untuk mengendapkan partikel-partikel berat yang tidak larut dan lolos dari ayakan getar. Karena tanki ini ukurannya kecil yaitu 10M³ dengan masa tunggu 30-45 menit untuk PKS 30 ton/jam, dapat dikatakan bahwa retention time minyak relatif singkat sehingga lebih berfungsi untuk mengendapkan pasir atau Lumpur partikel besar, sedangkan untuk memisahkan partikel halus kurang berhasil.
Crude Oil Tank ditempatkan tepat dibawah ayakan getar, berfungsi untuk menampung minyak dari ayakan getar sebelum dipompakan pada voorscheider atau Oil Settling Tank. Pemisahan minyak lebih sempurna jika panas minyak dipertahankan 80°C, oleh sebab itu dalam COT dipasang alat pipa coil pemanas. Pemanasan dilakukan dengan closed steam atau open steam.
Penggunaan uap langsung (pipa terbuka) pada minyak akan menyebabkan beberapa hal :
a. Pembentukan emulsi
Pemberian uap langsung pada minyak (ujung pipa berada didasar tanki) dapat menyebabkan, terbentuknya kembali emulsi minyak yang sangat sulit dipisahkan dalam alat pemisah selanjutnya.
b. Peningkatan viskositas cairan
Pemberian uap langsung terjadi goncangan-goncangan dan menyebabkan partikel halus kembali melayang-melayang dalam cairan minyak meningkatkan viskositas cairan sehingga pemisahan fraksi minyak dan non minyak semakin sulit.
c. Pengeluaran kabut
Penggunaan uap langsung yang terbuka akan mengeluarkan uap yang berbentuk kabut sehingga dapat mempengaruhi ketenangan kerja operator, dan dirasakan pengaruhnya pada unit pengolah yang berada disebelah atas alat tersebut.
Pemanasan dengan pipa terbuka sering dilakukan untuk maksud mempercepat pemanasan minyak, karena suhu minyak yang keluar dari Oil Gutter sangat rendah, yang mungkin akibat pemberian air pengencer bersuhu rendah dalam Screw Press.
Untuk mempertahankan retention time dari cairan yang ada dalam COT, perlu dilakukan pembuangan lumpur dan air dari lapisan bawah tanki secara teratur dengan memompakannya ke “Solution Tank”, dan jika dibuang ke dalam parit maka terjadi kehilangan minyak karena minyak yang melekat dalam lumpur masih tinggi.
Crude Oil Tank selain menampung minyak dari Oil Gutter juga difungsikan untuk menerima minyak dari Fat Pit dan “Reclaim Tank”. Pengoperasian COT untuk menerima cairan dari alat pengolah lain akan menyebabkan penurunan retention time cairan dalam alat tersebut dan dapat menyebabkan goncangan dan turbulensi akibat aliran cairan yang masuk dan akan menyebabkan pemisahan minyak dengan lumpur semankin berkurang. Oleh sebab itu penggunaan COT seharusnya hanyalah untuk menampung minyak dari Oil Gutter.
Sumber : Westfalia
5.6. Oil Settling Tank (Clarifier Tank)
Minyak yang berada dilapisan atas Crude Oil Tank dipompakan ke Oil Settling Tank untuk diendapkan. Fungsi dari Settling Tank ialah mengendapkan kotoran-kotoran (NOS) yang terdapat dalam minyak. Proses pengendapan ini dapat berlangsung sempurna apabila suhu minyak dapat dipertahankan pada suhu 80°C. Pada suhu ini kekentalan minyak lebih rendah sehingga fraksi-fraksi yang BJ > 1 akan berada dibagian bawah tanki dan mengendap
Campuran minyak yang terdapat dalam Oil Settling Tank terdiri dari tiga lapisan; lapisan minyak, lapisan Sludge dan lapisan Lumpur.
Semakin lama cairan minyak berada dalam Oil Settling Tank maka pemisahan akan semakin sempurna dan lumpur pun akan mengendap dibagian dasar tanki.
Faktor-faktor yang mempengaruhi lamanya minyak bertahan dalam settling tanki:
a. Volume Tanki; yaitu ukuran luas permukaan dan tingginya tanki. Semakin luas permukaan tangki semakin bebas partikel-partikel NOS mengendap.
b. Pada beberapa pabrik dijumpai Oil Settling Tank yang bentuk silinder dengan jumlah yang lebih banyak, sehingga sistim ini dapat disebut dengan semi continuous.
c. Debit Cairan masuk; berkaitan dengan volume tanki. Minyak yang masuk harus diatur perbandingan minyak dengan air, sehingga minyak dapat bertahan lebih lama dalam tanki. Keberhasilan oil settling tank memisahkan minyak dipengaruhi masa tunggu dan cara pengenceran.
d. Pembuangan lumpur (low drawn); lumpur yang berada di bawah tanki yaitu yang berada pada cone dapat mengganggu proses pengendapan, yaitu bila Cone ditutupi oleh lumpur maka dasar tanki yang berlumpur membentuk bidang datar, yang berarti akan mengurangi volume tanki dan mengurangi waktu tunggu dalam Oil Settling Tank. Untuk mencapai hasil yang lebih baik maka pembuangan lumpur perlu dilakukan secara teratur secara periodik. Pembuangan Lumpur yang terlalu cepat dapat mempertinggi Oil Losses, karena dalam lumpur tersebut terdapat minyak yang melekat. Banyak tidak minyak dalam lumpur juga dipengaruhi oleh suhu pemanasan.
e. Pembuangan cairan berlumpur; cairan ini berada dibagian tengah yang dialirkan ke dalam sludge tank dan kemudian dipompakan ke sludge separator atau decanter. Kontinuitas pemompaan dapat membantu pemisahan minyak dalam settling tank. Sedangkan pada lantai cylindrical settling tank, cairan lumpur dialirkan secara “over flow”.
Settling tank terdiri dari dua bentuk yaitu bentuk bak bersambung yang disebut dengan Continuous Settling Tank dan bentuk silinder. Kedua bentuk ini memiliki mekanisme pemisahan yang berbeda.
a. Continuous Settling Tank
Continuous Settling Tank (CST) adalah tipe bak bersambung yang dapat memisahkan lumpur sambil mengalir dari satu kamar ke kamar bak yang lain. Pemisahan dapat berlangsung dengan baik jika kecepatan aliran lebih lambat dari kecepatan mengendap dari zat yang BJ- nya lebih dari BJ minyak.. Pemisahan Sludge akan berjalan dengan baik sejak kamar bak pertama, karena pemisahan cairan hanya menjadi dua fase yaitu fase ringan dan fase berat. Fase berat mengalir dari bak yang satu ke bak lainnya melalui dasar tanki sedangkan fase ringan mengalir dari bagian atas. Semakin banyak bak yang bersambung maka pemisahan minyak dengan sludge semakin sempurna, demikian juga dengan suhu minyak yang tinggi akan mempercepat proses pemisahan minyak. Suhu CST hendaknya berkisar antara 80 - 90°C. Pemanasan dilakukan dengan menggunakan steam pada pipa tertutup. Minyak yang terdapat dibagian atas dikutip dengan menggunakan talang pengutip atau Skimmer dan kemudian dikumpulkan dan dialirkan ke Oil Tank. Masa tunggu dari cairan dalam CST dipengaruhi oleh ukuran CST dan jumlah cairan minyak yang ditampung dalam CST. Sebelum dikembangkannya kumbang penyerbuk kelapa sawit (KPKS) ukuran CST untuk PKS 30 Ton.jam adalah 30 M³C dan setelah pengembangan KPKS ukuran CST dapat diperbesar dengan menambah 1 unit dengan ukuran 20 – 30 M³ (Gambar 4.12.a), yang diperuntukkan menampung minyak yang berasal dari Sludge Separator atau decanter termasuk dari Fat Pit. Jumlah Sludge yang akan dipisahkan tergantung dari proses pengolahan sebelumnya. Ada
b. Cylindrical Continuous Settling Tank (CyST)
Pemisahan Sludge dalam tanki tergantung pada kecepatan aliran masuk cairan dari COT atau Decanter. Masuknya cairan minyak didalam Settling Tank bisa dari samping dan mengikuti aliran spiral dan ada yang masuk langsung kebagian tengah yang dibatasi dengan tabung, dan kemudian minyak yang memiliki BJ < 1 akan memisah keatas dan dikutip melalui Skimmer. Suhu cairan dalam tanki dipertahankan 80 - 90°C sehingga viskositas minyak dapat dipertahankan. Untuk memperoleh pemisahan yang baik maka dibuat volume tanki yang memiliki retention time antara 4-6 jam atau untuk PKS 30 ton/jam dibuat CyST berukuran 90M³. Karena ukuran CyST yang cukup besar maka pada akhir pengolahan tidak seluruhnya minyak tertampung, dan jika minyak harus dikutip seluruhnya pada akhir pengolahan maka perlu power khusus untuk membangkitkan alat klarifikasi, karena turbin sudah tidak bekerja lagi (kekurangan bahan bakar). Untuk mempertahankan suhu pada Cylindrical Settling Tank dilakukan pemanasan dengan uap. Pada beberapa disain terdapat pemanasan dengan menggunakan pipa uap tertutup dan pipa uap terbuka. Pemanasan dengan uap langsung akan menyebabkan terjadinya proses pembentukan emulsi yang dapat menurunkan efisiensi klarifikasi. Kualitas minyak yang dihasilkan semakin jelek apabila minyak semakin lama ditahan dalam Oil Settling Tank
5.7. Pemisahan pasir
a. Sand Cyclone
Alat ini ditempatkan pada pipa aliran antara Settling Tank dengan Sludge Separator yang berperan untuk mengurangi jumlah pasir dan padatan kasar. Alat ini terbuat dari logam atau porselin yang dapat memisahkan lumpur/pasir secara gravitasi dengan bantuan pompa (Gambar 4.13).
Untuk mengaktifkan pemisahan ini, maka sering ditambahkan alat dibawah yang berfungsi untuk menstabilkan aliran dan tekanan pada ujung cone, sehingga pasir akan turun dan keluar melalui shipon.
b. Strainer
Alat ini ditempatkan sebelum cairan diolah dalam Sludge Separator. Alat ini memisahkan pasir dengan sistem saring. Alat penyaring terdiri dari fibre yang jarang-jarang sehingga pasir dan lumpur akan tersaring. Alat ini dianggap kurang efektif untuk menyaring karena volume alat yang kecil sehingga memiliki masa tunggu yang singkat. Hal ini kadang dianggap pemborosan karena operator jarang membuang lumpur dan kalau dibuangpun lumpur mengandung minyak yang lebih tinggi dari yang dikeluarkan oleh sludge separator. Hanya sebagian orang berpikir bahwa pembuangan lumpur tersebut adalah mencegah kehausan “Nozzle Separator”
Wesfalia Strainer
Ayakan Getar digunakan untuk menyaring Sludge yang akan masuk kedalam Sludge Separator dengan maksud agar beban Sludge Separator lebih ringan dan umur Nozzle lebih lama.
Dilihat dari segi ekonomi , pemakaian alat ini lebih menguntungkan dan dapat menurunkan losses dan menaikan kapasitas alat.
5.8. Sludge Tank
Sludge yang berasal dari Oil Settling Tank dipompakan pada Sludge Tank dengan melalui “Desander”, untuk membuang pasir-pasir halus yang terdapat dalam Sludge. Kebersihan cairan minyak dalam sludge tank dipengaruhi pengoperasian Desander, karena alat ini dapat berfungsi bila pembuangan pasir dilaksanakan secara kontinu.
Sludge yang berada dalam Sludge Tank mendapat pemanasan dengan menggunakan pipa uap tertutup agar minyak tidak teraduk-aduk karena tekanan uap masuk, dan dengan pemanasan yang tinggi akan dapat memisahkan minyak yang tenang tersebut, yang masih terikat pada lumpur, oleh sebab itu suhu dalam sludge tank harus dipertahankan 90 - 100ºC.
Untuk mempercepat pemecahan gumpalan minyak pada lumpur dapat dilengkapi dengan alat pengaduk (Stirrer) dengan kecepatan putar yang rendah sebesar maksimum 10 rpm. Hal ini dimaksudkan agar tidak terjadi pembentukan emulsi karena cairan teraduk-aduk. Oleh sebab itu, lempeng pengaduk ditempatkan diatas pipa coil pemanas, sehingga tidak mengganggu lapisan sludge di bagian cone bawah.
Pipa masuk Sludge dari Settling tank berada disamping tanki bagian tengah dengan maksud agar dalam tanki tidak terjadi pengadukan yang berakibat pada pembentukan emulsi. Lumpur yang terdapat dibawah tanki harus dibuang setiap waktu tertentu, agar pasir tersebut tidak terikut masuk kedalam Sludge separator. Buangan lumpur tersebut ada baiknya dikumpulkan dalam “Solution Tank”.
5.9. Sludge Separator
Sludge yang masuk ke dalam Sludge Centrifuge terdiri dari bahan mudah menguap (VM) 80 –85%, bahan padatan bukan minyak (NOS) 8-12% dan minyak 5-10%. Komposisi sludge yang keluar dari sludge tank dipengaruhi oleh beberapa hal :
a. Air pengencer
Air pengencer yang digunakan. pada sludge seluruhnya berasal dari air buah, air pengencer pada Screw Press, ayakan getar dan air pencucian lantai yang terkumpul ke Fat Pit dan dipompakan ke COT atau CST.
b. Perlakuan Sebelumnya,
Perlakuan sebelumnya di proses oleh Desander seperti sand cyclone dan atau Strainer. Pada PKS yang tidak menggunakan Decanter untuk mengambil lumpur , umumnya menggunakan Desander.sebelum diproses di Settling Tank .
c. Penggunaan Ayakan Getar.
Ayakan getar dapat ditempatkan pada bak penampung sludge yang kemudian dipompakan kedalam Sludge Separator. Fungsi ayakan getar adalah untuk memisahkan Lumpur dan pasir yang terdapat dalam cairan. Dengan berkurangnya kandungan NOS maka kemampuan Sludge Separator untuk memisahkan minyak semakin tinggi. Ayakan yang digunakan adalah ukuran 50 mesh sehingga Lumpur dan pasir halus yang lolos pada ayakan getar di COT dapat tertapis.
Tujuan dari proses di Sludge Separator ialah memisahkan minyak dari air dan kotoran, dengan kata lain memisahkan minyak dari fraksi yang berat jenisnya 1(satu). Air dan kotoran yang dipisahkan disebut dengan air drab dengan kadar minyak/zat kering 7-10%. Fraksi ringan dikembalikan ke Oil Settling Tank. Suhu minyak dalam Sludge Separator dipertahankan diatas 90°C, yang dapat dibantu dengan pemberian uap panas. Cairan yang telah dibebaskan dari pasir-pasir halus dipompakan lagi ke oil settling tank.
Keberhasilan pemakian sludge separator sangat menentukan terhadap persentase kehilangan minyak. Kemampuan alat memisahkan VM dan NOS tergantung dari :
1. Kapasitas olah unit sludge separator. Debit cairan minyak yang tinggi akan mempengaruhi pemisahan fraksi-fraksi, karena dengan volume yang terlalu besar akan dapat memperkecil perbedaan antara fraksi ringan dan berat. Sehingga kehilangan minyak dalam drab tinggi. Kapasitas oleh separator dipengaruhi oleh jenis alat sludge separator dan ukuran nozzle yang dipakai. Semakin besar ukuran Nozzle maka kapasitas alat semakin besar.
2. N o z z l e. Ukuran lobang nozzle mempengaruhi pemisahan fraksi, semakin kecil akan semakin baik dengan ditunjukkan oleh kadar minyak yang terikut dalam air buangan relatif kecil, akan tetapi nozzle menjadi sangat cepat rusak, akibat gesekan pasir halus (jumlah pasir halus lebih banyak dari pada pasir kasar). Nozzle yang berukuran besar menyebabkan kehilangan minyak yang relatif tinggi pada air buangan, namun umur nozzle yang berlobang besarl lebih panjang dibandingkan dengan yang berukuran kecil.
3. Jenis Sludge Separator
Terdapat dua jenis Sludge separator yang dikenal untuk digunakan di PKS, yakni Jenis Putaran Horizontal dan Jenis Putaran Vertikal. Jenis Horizontal yang umum digunakan adalah buatan α-Alfa laval Malaysia
Keseimbangan pemisahan lumpur dari cairan yang masuk kedalam Sludge Separator perlu dipertahankan dengan :
a. Mempertahankan tekanan pada Outlet Sludge Separator dengan membuat bak yang berisi air sehingga tekanan lawan konstan. Ada
b. Mengisi air panas kedalam Sludge Separator untuk mempertahankan tekanan dalam Sludge Separator sehingga kecepatan air dan pemisahan lumpur dengan air konstan.
5.10. Oil Tank
Cairan yang berada dipermukaan tanki CST atau CyST dialirkan kedalam Oil Tank (OT). Minyak disini masih mengandung air dan kotoran-kotoran ringan. Oil Tank dilengkapi dengan pipa coil pemanas, yang digunakan untuk menaikkan dan mempertahankan suhu minyak hingga 90°C. Tujuan pemanasan minyak adalah untuk mempermudah pemisahan minyak dengan air dan kotoran ringan dengan cara pengendapan, yaitu zat yang memiliki berat jenis yang lebih berat dari minyak akan mengendap pada dasar tanki. Suhu minyak dalam Oil Tank sangat berpengaruh pada perlakuan selanjutnya, karena tidak terjadi lagi pemanasan, sehingga dianggap suhu pada oil tank adalah sumber panas untuk pengolahan lanjutan seperti pada Oil Purifier dan Vacuum Drier.
Luas permukaan minyak mempengaruhi pemisahan air dari minyak. Kadar air dalam minyak umumnya masih berkisar antara 0,6 – 1,0 % tergantung dari panas minyak dan masa tunggu yang berkaitan dengan ukuran tanki.
5.11. Oil Purifier
Alat Purifier ini sering disebut Oil Centrifuge, yang berfungsi memurnikan minyak dari kotoran yang tidak dikehendaki.
Purifier yang banyak digunakan ialah buatan Westfalia dan α-Alfa laval. Kedua alat ini mempunyai prinsip kerja yang sama akan tetapi kedua alat ini memiliki perbedaan daya pisah fraksi ringan dan berat. Oil Centrifuge Westfalia memisahkan fraksi berat dengan B.J. ≥ 1, artinya VM dan minyak berada dalam satu fraksi, sehingga NOS dan kotoran yang tergolong dalam fraksi berat saja, yang dipisahkan. Sebaliknya buatan α-Alfa laval memisahkan minyak dari NOS dan air, sehingga α-Alfa laval akan dapat menurunkan kadar air dalam minyak dari 0,6 – 0,1% menjadi 0,4 – 0,6%. Disamping itu, α-Alfa laval
Ukuran kapasitas α – Alfa laval harus disesuaikan dengan rendemen minyak dan kapasitas kempa ulir setiap jam sehingga dapat bekerja dalam kondisi optimum. Kapasitas Oil Purifier yang terlalu besar dapat menyebabkan pemisahan air dan kotoran kurang efektif. Oleh sebab itu dalam pengoperasian alat tersebut perlu dilakukan (52) :
a. Pembatasan kapasitas olah alat dan disesuaikan dengan kapasitas PKS.
b. Panas dalam Oil Purifier tetap dipertahankan agar tinggi sehingga viskositas minyak rendah danpemisahan NOS dan air akan lebih mudah.
c. Pencucian alat secara rutin hingga alat bekerja dengan baik.
5.12 Decanter
Kesulitan yang dialami dalam pengolahan sludge terutama dalam mekanisme pengoperasian Sludge Separator dan penggantian Nozzle, maka dipikirkan cara pemisahan lumpur yang lebih efektif. Cara pemisahan lumpur dalam Sludge Separator adalah putaran horizontal dan vertikal, maka decanter (40) adalah sejenis separator dengan posisi horizontal memanjang dengan jenis putaran vertikal..
Decanter dapat menggantikan unit-unit pengolahan di Stasiun klarifikasi Desander, Sand Cyclone, Sludge Centrifuge dan Oil Purifier.
Keberhasilan dalam pengoperasian Decanter dipengaruhi oleh :
a. Komposisi umpan yang akan diolah, karena ratio antara minyak, air dan lumpur mempengaruhi terhadap daya pisah alat tersebut.
b. Fungsi alat Decanter tersebut.
c. Perimbangan kapasitas alat dengan jumlah Sludge yang diolah.
1. Jenis Decanter
Alat Decanter yang digunakan ada dua jenis yaitu berdasarkan keluaran yaitu
a. Two-Phase Decanter
Alat ini bekerja memisahkan fraksi minyak dengan fraksi air dan fraksi padat atau fraksi padat dengan cairan, dengan penggunaan tersendiri.
Wesfalia Two Phase Decanter
Decanter 2 phase Jenis Lain
Pemisahan fraksi padat dengan fraksi cair.
Cairan minyak yang masuk dari Crude Oil Tank ke dalam Decanter dipisahkan menjadi dua fraksi yaitu fraksi padat dan cair. Fraksi padat yang berbentuk lumpur padat diangkut dengan bak trailer ke kebun, sedangkan fraksi cair dipompakan ke dalam Settling Tank untuk diolah lebih lanjut. Tujuan pengolahan ini merupakan cara pengurangan bahan padatan dalam cairan dengan maksud agar pemisahan minyak dalam settling tank
Decanter dapat ditempatkan sebagai pengganti Oil Purifier yakni minyak yang berasal dari Settling Tank atau Buffer Tank diolah menjadi dua fraksi yaitu fraksi minyak dan fraksi cairan yang masih mengandung Sludge. Karena prinsip kerja alat ini menggantikan Oil Purifier maka mekanisme pemisahan berpegang kepada kemurnian minyak, akibatnya Sludge yang keluar masih mengandung minyak, sehingga perlu diolah lagi dengan menggunakan Sludge Separator atau Decanter, sedangkan fraksi minyak bersih langsung diolah ke Vacuum Drier.
Decanter sebagai pengganti Sludge Separator, yaitu mengolah cairan yang berasal dari Sludge Tank dipisahkan. Cairan dipisahkan menjadi cairan minyak dan Sludge. Cairan minyak yang dipisahkan dipompakan ke Settling Tank, sedangkan fraksi Sludge dibuang ke Fa tPit untuk diteruskan ke unit pengolah limbah.
a. Three-Phase Decanter
Alat ini bekerja dengan prinsip yang sama dengan two-phase Decanter, hanya terdapat perbedaan dari fase fraksi. Pada alat ini dihasilkan 3 fraksi yaitu fraksi minyak, fraksi air (cair) dan fraksi padat.
Alat ini dapat ditempatkan sebagai pengganti Oil Purifier dan akan menghasilkan fraksi minyak, fraksi air dan padatan. Fraksi air yang masih mengandung minyak dilanjutkan pengolahannya pada Sludge Separator, dan Sludge dan minyak akan terpisah.
1. Penempatan Decanter
Wesfalia Three Phase Decanter
Decanter yang berfungsi memisahkan phase padat, phase minyak dan phase air memberikan peluang penempatannya dihulu, tengah dan diakhir proses klarifikasi. Umumnya penempatan di :
a. Hulu sebelum Settling Tank
Cairan hasil pressan yang keluar melalui Oil Gutter ditampung di Crude Oil Tank, memiliki kandungan lumpur yang tinggi. lumpur tersebut jika dipisahkan sebelum masuk kedalam proses klarifikasi akan lebih baik, karena lumpur tersebut tidak lagi mengendap di dasar tanki klarifikasi yang dapat menurunkan “Retention Time”. Decanter bekerja memerlukan keseimbangan, maka diperlukan “Buffer Tank” tambahan, yaitu ditempatkan diatas decanter. Kalau hanya menggantungkan stabilitas tekanan pada pompa dapat menyebabkan efisiensi pemisahan lumpur yang rendah dan kehilangan minyak yang tinggi dalam lumpur.
Decanter yang sesuai untuk dikembangkan pada cara ini adalah Decanter 2 phase, yaitu memisahkan cairan menjadi phase padat (lumpur) dan phase cair. Phase padat dikirmkan kelapang, sedangkan phase air dipompakan ke settling tank
b. Tengah sebelum Sludge Separator
Cairan yang keluar dari bagian bawah Settling Tank mengandung lumpur yang tinggi dan kadar minyak yang mencapai 10%. Cairan ini diolah dalam Decanter akan menghasilkan : phase padat akan dibuang, phase minyak dipompakan ke Settling Tank sedangkan phase cair tetap dialirkan ke Sludge Tank. Cara ini akan mengurangi beban lumpur yang masuk ke dalam Sludge Separator, umumnya digunakan adalah Decanter-3-phase (Gambar 4.15).
Cara ini akan membantu Sludge Separator dan dapat menggantikan “Sand Cyclone” dan “Strainer”.
c. Hilir klafirikasi sebagai pengganti alat Sludge Separator yang memisahkan lumpur minyak dan air. Jika dihulu ditempatkan Decanter maka pemisah lumpur yang ditempatkan diakhir klarifikasi ialah Sludge Separator. Jenis Decanter yang
Gambar 4.16
e. Hilir klarifikasi sebagai pengganti oil purifier
Pemurnian minyak dilakukan dengan alat Oil Purifier yang memisahkan minyak dan non minyak. Karena sifat-sifat ini dimiliki oleh Decanter-2-phase maka ada pabrik yang menggunakan Decanter memisahkan minyak dengan lumpur. Metode proses yang diterapkan ialah cairan minyak yang keluar dari Crude Oil Tank dipompakan ke Buffer Tank dan dialirkan kedalam Decanter dan akan menghasilkan minyak, lumpur dan cair. Dalam proses ini yang menjadi tujuan ialah memisahkan minyak yang bersih tanpa mempertimbangkan kehilangan minyak pada phase padat
lebih baik dan beban Sludge Separator akan lebih ringan. Oleh sebab itu Decanter ditempatkan sebelum Settling Tank dapat berfungsi untuk menggantikan kedudukan strainer dan sand cyclone.
5.13. Pengeringan minyak
5.13.1. Umum
Minyak yang masih mengandung air 0.6 – 1.0% perlu dikeringkan agar tidak terjadi reaksi hidrolisa. Maka untuk menghilangkan air tersebut perlu dilakukan pengeringan khusus. Pengeringan ini dapat dilakukan dengan panas dalam udara terbuka, pemanasan dalam ruangan tertutup dan dalam ruangan hampa.
Mekanisme pemanasan minyak dapat mempengaruhi mutu minyak dan dapat diketahui dari hasil pengeringan antara lain :
a. Kadar air
Pengeringan minyak yang tidak sempurna dapat diketahui dari kandungan air dalam minyak, pengeringan dikatakan baik jika kadar air %.
b. Nilai DOBI
Seperti diketahui bahwa nilai DOBI minyak adalah menggambarkan tingkat kerusakan minyak dalam proses pengolahan seperti oksidasi, kegosongan dan perombakan carotene dalam minyak yang tidak disukai oleh konsumen. Jika nilai DOBI minyak rendah maka dalam proses pengolahan lanjutan akan mengalami kesulitan dalam proses pemucatan sehingga warna minyak seperti Refined, Bleached and Deodorized Palm Oil berwarna R3 dan Y30 yang tidak disukai oleh pemakai seperti konsumen minyak goreng (60).
c. Polimerisasi
Minyak yang dihasilkan bila diolah dalam fraksinasi masih menghasilkan fraksi olein dengan Cloud Point yang tinggi, ini menunjukkan bahwa dalam minyak terjadi polimerisasi yang masih sulit dipisahkan dengan cara filtrasi.
Pemanasan minyak dapat merangsang proses oksidasi terutama jika minyak tersebut kontak dengan udara dan dalam minyak dijumpai peroksidant. Pemanasan yang berlebihan dapat menyebabkan kegosongan minyak sehingga dalam proses pemucatan akan lebih sulit atau derajat pemucatannya rendah.
5.13.2. Type pengering minyak
Alat pengering yang ditemukan di PKS umumnya terdiri dari tiga bentuk yaitu :
a. Oil Drier
Oil Drier bekerja menguapkan air ke udara dengan sistem pemanasan. Alat ini terdiri dari penggabungan dua alat yaitu bak pemanas minyak dan evaporator. Alat Evaporator dapat bekerja dengan baik jika suhu minyak mencapai 100°C. Oleh sebab itu dilakukan pemanasan pendahuluan dalam bak minyak, yaitu dengan memakai pipa uap tertutup. Kemudian minyak tersebut dialirkan kedalam rak talang yang bertingkat dan dilengkapi dengan pipa uap, kemudian akan turun melalui rak pipa sambil menguapkan air yang masih terkandung. Minyak yang dihasilkan dengan oil drier masih bermutu rendah sehingga tidak dapat dikembangkan, dan sekarang tidak adalagi PKS yang menggunakannya.
b. Oil dessicator
Akibat mutu minyak yang dihasilkan Oil Drier masih jelek maka dibuat alat pengering yang disebut dengan Oil Dessicator. Alat ini adalah pengganti bak pemanas minyak sedangkan Evaporator masih tetap dipakai. Alat ini berbentuk tabung dan diisi dengan kapur dan didalamnya terdapat pipa minyak dan pipa uap yang bersinggungan dengan aliran yang berbeda-beda dan posisi alat ditempatkan miring (sudut 45°). Suhu minyak dalam alat ini umumnya diatas 90°C, dan kemudian dialirkan pada talang
bertingkat dengan melalui sekat-sekat penguap di udara terbuka. Air akan menguap saat jatuh dari sekat ke sekat paling bawah dan di talang lebar yang lapisan minyaknya tipis.
Alat ini masih ada dijumpai di PKS yang berkapasitas rendah akan tetapi mutu minyak yang diolah ini umumnya lebih rendah dari hasil vacuum drier yakni tingginya bilangan peroksida.
c. Oil Vacuum Drier
Minyak yang keluar dari Oil Purifier atau Decanter masih mengandung air, maka perlu dikurangi hingga batas maksimum yang didasarkan pada mutu standar. Alat ini terdiri dari tabung yang berdiri tegak yang dihubungkan dengan Steam Injector atau Vacuum Pump untuk menurunkan tekanan dalam minyak hingga 50 TORR.
Pengisian minyak kedalam alat ini tidak dapat dilakukan dengan bantuan pompa, akan tetapi masuknya minyak dengan cara di isap oleh kevakuman alat pengering. Oleh sebab itu pengaturan pemasukan minyak dan pengaturan tekanan uap memerlukan perhatian yang khusus untuk memenuhi kapasitas dan mutu minyak produksi.
Pemisahan air (bahan mudah menguap) dari minyak dalam Vacuum Drier dipengaruhi oleh :
Suhu minyak;
Pemisahan air atau partikel lain yang mudah menguap semakin efektif bila suhu minyak masuk sudah tinggi. Pemanasan dalam vacuum drier tidak dilakukan, ,pemanasan minyak hanya dilakukan pada proses sebelumnya, yaitu pada Oil Purifier atau Decanter.
Kehampaan udara;
Partikel lebih mudah menguap dalam keadaan hampa udara. Kehampaan udara tergantung dari kemampuan Steam Injector atau pompa vacuum, dan juga dipengaruhi oleh fluktuasi debit minyak masuk.
Interaksi suhu minyak dan kehampaan;
Pengurangan kadar air dan partikel mudah menguap lainnya akan terjadi dengan sempurna, bila suhu diatas 70°C dengan tekanan dibawah 50 TORR.
Pengaturan kapasitas alat;
Semakin maksimum penggunaan kapasitas alat maka penguapan air semakin lambat dan menghasilkan minyak yang bermutu jelek.
5.14. Solution Tank
Solution Tank merupakan tanki untuk menampung minyak terbuang dalam proses, menampung padatan yang berasal dari alat penyaring ayakan getar dan blow down tanki pada stasiun klarifikasi. Cairan yang terkumpul diencerkan dengan air panas dan diendapkan. Alat ini dilengkapi dengan ayakan getar berukuran 60 mesh. Alat ini dilengkapi pipa pemanas untuk mempertahankan suhu minyak pada 90°C. Volume tanki ini dibuat berkapasitas 30 M³ , cukup besar untuk proses pemisahan lumpur dan pasir menjadi lebih baik. Minyak yang telah terpisah dipompakan ke Settling Tank untuk diproses lebih lanjut.
Alat ini ditempatkan dilantai bawah sehingga mudah menampung buangan atau tumpahan dari tanki lainnya. Alat ini berbentuk bak panjang yang dilengkapi dengan talang pengutip minyak (Gambar 4.19). Alat ini masih jarang ditemukan di Indonesia, yang ada hanya Collecting Tank, yaitu menampung minyak yang overflow.
5.15. Fat Pit
Fat Pit merupakan bak penampung sludge, tumpahan minyak, dan air cucian PKS. Fat Pit pada awalnya bukan merupakan alat pengolah, tapi belakangan ini setelah dilihat banyak terjadi ketidak seimbangan antara unit pengolah yang menyebabkan banyak minyak tumpah dan tidak dapat dikutip dalam unit pengolah, maka dimasukkan sebagai bagian dari alat pengolah.
Dilihat dari segi fungsi dan kapasitas Fat Pit tidak layak digunakan untuk menampung air kondensat yang mengandung minyak lebih sedikit (0.15% terhadap contoh) dari kandungan minyak buangan akhir (0.5% terhadap contoh). Penggunaan fat pit sebagai penampung air kondensat akan dapat menyebabkan terjadinya emulsi minyak dan mempersulit pemisahan dalam Fat Pit. Oleh sebab itu Fat Pit tidak boleh digunakan sebagai penampung air kondensat.
Bak Fat Pit dibuat dengan kemampuan menampung sludge setara dengan retention time 20 jam. Apabila penggunaan air secara keseluruhan adalah 600 1/ton TBS maka untuk kapasitas 30 Ton TBS/Jam memerlukan volume Fat Pit 20 x 600 1/ton x 30 ton = 360 M³. Dan minyak yang terkutip dipompa setiap jam untuk mencegah terjadinya penurunan mutu minyak. Retention time pada Fat Pit yang singkat akan menyebabkan kehilangan minyak yang lebih tinggi. Suatu hal yang perlu diperhatikan bahwa minyak yang keluar dari Sludge Separator sangat sulit memisah dan diduga terjadi emulsi, ini dibuktikan bahwa selalu dijumpai kehilangan minyak pada air buangan terakhir lebih tinggi dari kandungan minyak air buangan yang keluar dari Sludge Separator. Pada bak fat pit harus disediakan pipa pemanas sehingga mudah terjadi proses pemisahan minyak .
5.16. Sludge Oil Recovery Tank
Alat ini berfungsi untuk mengutip kembali minyak yang masih terdapat dalam air buangan Fat Pit. Pemakaian alat ini lebih efektif jika suhunya lebih tinggi dan pengeluaran lumpur di cone bawah dilakukan secara terjadwal. Alat ini berbentuk tanki silinder yang dibagian bawah berbentuk cone. Dan diletakkan dekat Fat Pit. Karena tingginya posisi alat, maka seringkali lupa dikontrol, sehingga terjadi overflow. Alat ini tidak begitu perlu jika dalam PKS sudah ditemukan “Solution Tank”.
No comments:
Post a Comment