makalah otk fix kelompok 1
DESCRIPTION
TangkiTRANSCRIPT
MAKALAH OPERASI TEKNIK KIMIA I
PERALATAN PENYIMPANAN
FLUIDA DAN PADATAN
OLEH :
KELOMPOK 1
KELAS C
AHMAD ZAKI (1207121266)
ANDRI MULIA (0807132101)
FENNY LASMA H. S. (1207113627)
PETER (1207113617)
SUCI RAMADHANI (1207136484)
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU
PEKANBARU
2014
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa
karena atas berkat dan rahmat karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan makalah
yang berjudul “Peralatan Penyimpanan Fluida dan Padatan” tepat pada waktunya.
Tugas ini ditujukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Operasi Teknik Kimia.
Pada kesempatan ini tidak lupa penulis sampaikan terima kasih kepada ibu
Komalasari, ST., MT yang telah memberikan bimbingan dan arahan dalam
penulisan makalah ini.
Kami menyadari bahwa makalah ini masih banyak kekurangan dan
kelemahannya, baik dalam isi maupun sistematika penulisannya. Hal ini
disebabkan oleh keterbatasan pengetahuan dan wawasan kami. Oleh sebab itu,
kami sangan mengharapkan kritik dan saran yang dapat menyempurnakan
makalah ini.
Akhirnya, kami mengharapkan semoga makalah ini dapat memberikan
manfaat, khususnya bagi kami dan umumnya bagi pembaca.
Pekanbaru, 22 Februari 2014
Penyusun
i
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
KATA PENGANTAR .........................................................................................i
DAFTAR ISI ......................................................................................................ii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ..............................................................................................1
1.2 Tujuan Kerja Praktek ....................................................................................1
BAB II ISI
2.1 Penggolongan Tangki Berdasarkan Tekanan ...............................................2
2.2 Penggolongan Tangki Berdasarkan Geometri ..............................................8
2.3 Penggolongan Tangki Berdasarkan Bentuk ...............................................17
2.4 Penggolongan Tangki Berdasarkan Fungsi ................................................18
BAB III KESIMPULAN
3.1 Kesimpulan .................................................................................................27
3.2 Saran ...........................................................................................................27
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................28
ii
iii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Teknik Kimia adalah suatu cabang ilmu teknik yang mempelajari
pemrosesan bahan mentah menjadi suatu produk yang berguna dan bernilai jual
tinggi dengan menggunakan biaya yang seminimal mungkin. Pada dasarnya, ilmu
Teknik Kimia merupakan aplikasi dari ilmu kimia dengan memasukkan faktor-
faktor ekonomi dan sosial serta menggabungkan kaidah teknik. Ilmu Teknik
Kimia digunakan terutama untuk merancang proses-proses kimia, merancang
tempat penyimpanan material yang terdiri atas bermacam variasi konstruksi, sifat
fisika dan kimia material, kebutuhan operasi dll. Sebagai contohnya, digunakan
tangki sebagai tempat penyimpanan liquid dan gas. Oleh karena itu, kita sebagai
mahasiswa Teknik Kimia perlu mempelajari dan mengetahui kegunaan tangki
secara tepat sehingga kita dapat memilih tangki yang tepat sesuai dengan sifat-
sifat yang dimiliki oleh suatu material.
`1.2 Tujuan
Tujuan Penulisan Makalah yang berjudul “Tangki Penyimpanan Material”
yaitu untuk memberikan informasi mengenai tangki-tangki yang digunakan untuk
menyimpan suatu jenis material dan juga untuk memenuhi tugas yang diberikan
oleh pengampu mata kuliah Operasi Teknik Kimia yang dijadwalkan pada
semester 4.
1
BAB II
ISI
Tangki pada dasarnya dipakai sebagai tempat penyimpanan material baik
berupa benda padat, cair, maupun gas. Dalam mendesain tangki, seorang
perencana harus merencanakan pembuatan tangki dengan baik terutama untuk
menahan gaya gempa yang mungkin terjadi. Jika tangki tidak direncanakan
dengan baik, maka kerusakan pada tangki dapat mengakibatkan kerugian jiwa
maupun materi yang cukup besar.
Desain dan keamanan tangki penyimpanan telah menjadi kekhawatiran
besar. Seperti yang dilaporkan, kasus kebakaran dan ledakan tangki telah
meningkat selama bertahun-tahun dan kecelakaan ini mengakibatkan cedera
bahkan kematian. Tumpahan dan kebakaran tangki tidak hanya mengakibatkan
polusi lingkungan, tetapi juga dapat mengakibatkan kerugian finansial dan
dampak signifikan terhadap bisnis di masa depan karena reputasi industri,
Beberapa contoh kerusakan tangki adalah keretakan pada bendungan beton
berkapasitas lima juta galon di Westminister, California, pada tanggal 21
September 1998 yang mengakibatkan kerugian yang hampir mencapai 27 juta
dolar. Contoh yang lain adalah banyaknya tangki baja las tempat penyimpanan
minyak di Alaska yang mengalami kebocoran dikarenakan oleh gempa tahun
1964. Hal yang sama juga terjadi di Padang yang disebabkan oleh Gempa Padang
tanggal 30 September 2009 (Cendana, 2011).
Oleh karena itu, tangki harus direncanakan secara baik dengan mengacu
kepada standar pembuatan tangki yang sesuai guna menghindari kerugian akibat
kerusakan tangki itu sendiri (Cendana, 2011).
2.1 Penggolongan Tangki Berdasarkan Tekanan
Menurut Natanagara (2011), secara umum tangki penyimpanan dapat di
bagi menjadi dua bila diklasifikasikan berdasarkan tekanan internalnya yaitu :
2
1. Tanki Atmosferik (Atmospheric Tank)
Terdapat beberapa jenis dari tangki timbun tekanan rendah (tangki
atmosferik) ini yaitu :
a. Fixed Cone Roof Tank
Tangki jenis ini digunakan untuk menimbun atau menyimpan berbagai
jenis fluida dengan tekanan uap rendah atau amat rendah (mendekati atmosferik)
atau dengan kata lain fluida yang tidak mudah menguap namun pada literatur
lainnya menyatakan bahwa fixed roof (cone atau dome) dapat digunakan untuk
menyimpan semua jenis produk (crude oil, gasoline, benzene, fuel dan lain – lain
termasuk produk atau bahan baku yang bersifat korosif , mudah terbakar,
ekonomis bila digunakan hingga volume 2000 m3, diameter dapat mencapai 300 ft
( 91.4 m ) dan tinggi 64 ft ( 19.5 m ).
Gambar 2.1 Fixed Cone Roof Tank
b. Tanki Tutup Cembung Tetap ( Fixed Dome Roof Tank )
Tutup tangki jenis ini berbentuk cembung, ekonomis bila digunakan
dengan volume > 2000 m3 dan bahkan cukup ekonomis hingga volume 7000 m3.
Kegunaan tangki ini sama dengan Fixed Cone Roof Tank.
Gambar 2.2 Fixed Dome Roof Tank
3
Baik Fixed Cone Roof Tank maupun Fixed Dome Roof Tank dapat
memiliki internal floating roof, biasanya dengan penggunaan floating roof
ditujukan untuk penyimpanan bahan – bahan yang mudah terbakar atau mudah
menguap , kelebihan dari penggunaan internal floating roof ini adalah :
1. Level atau tingkat penguapan dari produk bisa dikurangi
2. Dapat mengurangi resiko kebakaran
c. Umbrella Tank
Kegunaan tangki ini sama dengan fixed cone roof tank bedanya adalah
bentuk tutupnya yang melengkung dengan titik pusat meredian di puncak tangki.
Gambar 2.3 Umbrella Tank
d. Tangki Horizontal (Horizontal Tank)
Tanki ini dapat menyimpan bahan kimia yang memiliki tingkat penguapan
rendah (low volatility), air minum dengan tekanan uap tidak melebihi 5 psi,
diameter dari tanki dapat mencapai 12 feet (3.6 m) dengan panjang mencapai 60
feet (18.3 m).
Gambar 2.4 Tangki Horizontal
4
e. Tank Type Plain Hemispheroid
Tangki jenis ini digunakan untuk menimbun fluida (minyak) dengan
tekanan uap sedikit dibawah 5 psi.
Gambar 2.5 Tank Type Plain Hemispheroid
f. Tank Type Noded Hemispheroid
Tangki ini digunakan untuk menyimpan fluida (light naptha pentane)
dengan tekanan uap tidak lebih dari 5 psi.
g. Tank Type Plain Spheroid
Merupakan tanki bertekanan rendah dengan kapasitas 20.000 barrel .
Gambar 2.6 Tank TypeHemispheroidal
5
h. Tanki Tipe Noded Spheroid
Gambar 2.7 Tank Type Noded Spheroid
2. Pressure Tank
Tangki jenis ini dapat menyimpan fluida dengan tekanan uap lebih dari
11,1 psi dan umumnya fluida yang disimpan adalah produk – produk minyak
bumi. Tangki jenis ini terdiri atas :
a. Tanki Peluru (Bullet Tank),
Tanki ini sebenarnya lebih dikenal sebagai pressure vessel berbentuk
horizontal dengan volume maksimum 2000 barrel biasanya digunakan untuk
menyimpan LPG, LNG , Propana, Butana , H2, amoniak dengan tekanan diatas 15
psig.
Gambar 2.8 Bullet Tank
6
b. Tangki Bola (Spherical Tank)
Tangki bertekanan yang digunakan untuk menyimpan gas–gas yang
dicairkan seperti LPG, O2, N2 dan lain–lain bahkan dapat menyimpan gas cair
tersebut hingga mencapai tekanan 75 psi, volume tangki dapat mencapai 50000
barrel , untuk penyimpanan LNG dengan suhu -190 (cryogenic) tangki dibuat
berdinding double dimana diantara kedua dinding tersebut diisi dengan isolasi
seperti polyurethane foam, tekanan penyimpanan diatas 15 psig.
Gambar 2.9 Spherical Tank
c. Dome Roof Tank
Fungsi tangki ini adalah untuk menyimpan bahan–bahan yang mudah
terbakar, meledak, dan mudah menguap seperti gasoline, bahan disimpan dengan
tekanan rendah 0.5 – 15 psig.
Gambar 2.10 Dome Roof Tank
Terdapat juga tangki penyimpanan khusus yang digunakan untuk
menyimpan liquid (H2, N2, O2, Ar, CO2) pada temperature yang sangat rendah
7
(cryogenic), dimana untuk jenis tangki ini diperlukan isolasi (seperti pada
spherical tank) dan harus dioperasikan pada tekanan rendah.
2.2 Penggolongan Tangki Berdasarkan Geometri
Menurut Jerry dkk (2009), tipe tangki yang paling banyak dijumpai dapat
diklasifikasikan berdasarkan bentuk geometri tangki yaitu terdiri atas :
1. Open and Closed Tanks
2. Flat-Bottomed Tank
3. Tangki Silindris dengan Atap dan Dasar Tertutup Rapat
4. Spherical Tank
Tangki pada setiap klasifikasi ini banyak digunakan sebagai tangki
penyimpanan dan tangki pemroses untuk fluida. Range dari setiap proses untuk
tangki dapat disesuaikan, dan tidak mudah untuk memenuhi semua kebutuhan
dalam berbagai aplikasi. Sangat mungkin untuk menunjukkan beberapa kegunaan
umum dari tipe/bentuk umum tangki.
Cairan yang tidak berbahaya dalam jumlah yang besar, seperti larutan
garam atau larutan yang encer, dapat disimpan dalam sebuah kolam jika hanya
dalam jumlah yang kecil, atau dalam bak terbuka yang terbuat dari besi, kayu,
atau tangki yang terbuat dari beton untuk jumlah yang besar. Jika fluidanya
bersifat toksik, mudah terbakar, atau kondisi penyimpanan dalam bentuk gas, atau
jika tekanannya lebih besar dari tekanan atmosferik, sistem tertutup sangat
diperlukan.
Untuk penyimpanan fluida pada tekanan atmosferik, biasanya digunakan
tangki silinder dengan dasar yang datar dan tutup yang berbentuk kerucut. Bentuk
lingkaran digunakan untuk tekanan tangki dimana volume yang dibutuhkan besar.
Untuk volume yang lebih kecil dengan tekanan, tangki silindris dengan tutup lebih
ekonomis.
1. Tangki Terbuka dan Tangki Tertutup
a. Tangki Terbuka (Open Tank)
Tangki terbuka biasanya digunakan sebagai surge tank diantara operasi,
sebagai vats untuk proses batch dimana material tercampur, sebagai setting tank,
dekanter, reaktor, reservoir dan lain-lain. Sebenarnya, tangki tipe ini lebih murah
8
daripada tangki tertutup dengan konstruksi dan kapasitas yang sama. Untuk
memutuskan menggunakan tangki terbuka ini atau tidak tergantung pada fluida
yang ditangani dan tergantung pada proses operasinya.
Untuk larutan tidak terlalu encer dengan jumlah besar dapat disimpan
dalam sebuah kolam. Sebenarnya kolam tidak dapat juga dikatakan sebagai
tangki. Untuk itu tempat penyimpanan sederhana dapat dibuat dengan material
yang murah, seperti lempung. Tidak semua tipe lempung dapat digunakan untuk
kolam penyimpanan; clay misalnya dengan sifat yang tak mudah tertembus oleh
air atau kedap air dapat digunakan.
Sebagai contoh penggunaan dari kolam yang terbuat dari lempung pada
proses dimana garam dikristalisasi dari air laut dengan evaporasi dengan bantuan
sinar matahari. Apabila fluida yang digunakan lebih mempunyai nilai tempat
penyimpanan yang lebih baik sangat diperlukan. Tangki sirkular besar yang
terbuat dari baja atau beton banyak digunakan untuk kolam pengendapan dengan
pengeruk yang berputar akan memisahkan endapan ke dasar tangki.
Tangki tipe ini, harus memiliki range diameter dari 100-200 ft dan dengan
kedalaman beberapa feet. Tangki terbuka yang lebih kecil biasanya digunakan
untuk bentuk sirkular dan terbuat dari baja ringan, pelat beton, dan kadang-kadang
dari kayu. Material lain dapat digunakan pada penggunaan terbatas dengan korosi
yang cukup tinggi atau masalah kontaminasi sering dijumpai. Bagaimanapun pada
umumnya proses di industri sebagian besar tangki yang digunakan terbuat dari
baja karena harga yang relatif murah dan fabrikasi yang mudah. Pada beberapa
kasus, beberapa tangki dilapisi dengan karet, kaca, atau plastik untuk
meningkatkan ketahanan terhadap korosi. Pada industri makanan umumnya tangki
digunakan untuk fermentasi, dimana potongan kayu digunakan pada pembuatan
wine dan sejenis minuman keras lainnya. Redwood atau Cyprus tank sering
digunakan untuk reservoir penampungan air. Kayu juga digunakan untuk
meletakkan baja untuk menangani larutan hidroklorat encer, laktat, asam asetat
dan larutan garam. Kayu juga merupakan kebutuhan mutlak karena harganya yang
murah pada proses penyamakan, pemasakan bir, dan industri fermentasi.
9
Pada industri makanan dan farmasi biasanya diperlukan untuk
menambahkan material pada tangki terbuka dalam proses persiapan campuran.
Tangki terbuka kecil atau ketel biasanya digunakan untuk keperluan-keperluan
tertentu. Baja yang dilapisi kaca, tembaga, monel, dan tangki yang terbuat dari
stainless-steel biasanya digunakan untuk ketahanan terhadap korosi dan mencegah
kontaminasi pada proses material.
Gambar 2.11 Tangki Terbuka
b. Tangki Tertutup (Closed Tank)
Fluida yang mudah terbakar, fluida yang bersifat toksik, dan gas harus
disimpan pada tangki tertutup. Bahan kimia berbahaya, seperti asam dan kaustik
akan mengurangi resiko yang dapat ditimbulkan jika disimpan pada tangki
tertutup. Minyak yang mudah terbakar dan produk lain yang sejenis
mengharuskan untuk menggunakan tangki dan tangki tertutup pada industri
perminyakan dan petrokimia.
Penggunaan tangki secara luas pada bidang ini telah menghasilkan usaha
yang sangat penting bagi American Petroleum Institute untuk menstandarisasi
perancangan untuk kebutuhan keamanan dan ekonomi. Tangki digunakan untuk
menyimpan crude oil dan produk dari industri perminyakan umumnya dirancang
dan dibuat sesuai dengan standar API 12C, spesifikasi API untuk tangki
penyimpanan minyak mentah. Ini merupakan referensi standar yang digunakan
untuk perancangan tangki pada industri perminyakan, tapi juga berguna sebagai
referensi untuk aplikasi lain.
10
Gambar 2.12 Tangki Tertutup
2. Tangki dengan dasar datar (Flat Bottomed Tank)
Perancangan tangki yang paling ekonomis yang beroperasi pada tekanan
atmosferik adalah tangki silindris yang diposisikan tegak dengan dasar yang datar
dan tutup berbentuk kerucut. Pada kasus yang menggunakan umpan yang
dipengaruhi oleh gravitasi, tangkinya diletakkan pada ketinggian tertentu dari atas
tanah, dan dengan dasar yang datar yang dilengkapi dengan kolom-kolom dan
penampang kayu bersilang dengan tiang penyangga dari baja. Silindris, dasar
yang datar, tutup berbentuk kerucut dan dilengkapi dengan saluran udara atau
lubang angin yang menyebabkan fluida terekspansi dan terkontraksi sebagai
akibat dari temperature dan volume yang fluktuatif.
Tangki dengan diameter yang lebih besar dari 24 ft dapat dilengkapi
dengan tutup yang tersendiri; tangki dengan diameter yang lebih besar, lebih dari
48 ft, biasanya membutuhkan sekurang-kurangya 1 kolom sentral sebagai support.
Tangki dengan diameter yang lebih besar biasanya dirancang dengan kolom yang
banyak atau dengan pelampung, atau atap yang berjembatan yang akan naik atau
turun sesuai dengan ketinggian fluida didalam tangki.
Jika atap yang berbentuk kubah digunakan, tekanan 2,5 sampai 15 lb per
meter persegi dapat digunakan. Tangki ini biasanya diameternya tidak terlalu
besar namun lebih tinggi untuk memberikan kapasitas yang lebih besar dari tangki
dengan atap yang berbentuk kerucut.
11
Gambar 2.13 Tangki Dasar Datar
3. Tangki Silindris dengan Atap dan Dasar yang Tertutup Rapat
Tangki silindris yang tertutup rapat pada dasar dan atapnya digunakan jika
tekanan uap dari fluida yang disimpan memerlukan perancangan yang lebi kuat
lagi. Ada kode-kode yang dikembangkan oleh American Petroleum Institute dan
American Society of Mechanical Engineer untuk menetukan perancangan tangki.
Tangki tipe ini biasanya memiliki diameter 12 ft. Field-erected tangki memiliki
diameter melebihi 35 ft dan panjangnya 200 ft. Jika harus menyimpan fluida
dengan jumlah besar, tangki yang berbentuk seperti baterai digunakan. Bentuk
atap yang tertutup rapat yang bermacam-macam digunakan sebagai atap pada
tangki yang berbentuk silinder. Atap yang tertutup rapat ada yang berbentuk hemi-
spherical, elips, torispheris, bentuk standar, bentuk kerucut, dan bentuk
toriconical.
Untuk beberapa keperluan tertentu lempengan tipis digunakan untuk
menutup bagian atas tangki. Namun jarang digunakan untuk tangki yang besar.
Untuk tekanan kode tidak diberikan oleh ASME, tangki biasanya dilengkapi
dengan penutup yang standar., sesungguhnya tangki yang membutuhkan kode
konstruksi dilengkapi oleh ASME-dished atau elliptical dished. Biasanya yang
sering digunakan sebagai atap untuk pressure tangki berbentuk elips. Sebagian
besar alat proses pada industri kimia dan petrokimia seperti destilator, desorber,
absorber, scrubber, heat exchanger, pressure-surge tank, dan separator biasanya
menggunakan tangki berbentuk silindris dengan kedua ujung yang tertutup rapat
yang satu dengan yang lainnya.
12
Gambar 2.14 Tangki Silinder yang Tertutup Rapat
4. Tangki Spherical
Tempat penyimpanan untuk volume yang besar dengan tekanan yang
sedang biasanya dibuat dalam bentuk lingkaran atau berbentuk lingkungan.
Kapasitas dan tekanan yang digunakan dalam tangki tipe ini bervariasi. Range
kapasitas berkisar antara 1000-25000 bbl, dan range tekanan berkisar 10 psig
untuk tangki yang lebih besar dan 200 psig untuk tangki yang lebih yang kecil.
Saat gas disimpan di bawah tekanan, volume penyimpanan yang dibutuhkan
berbanding terbalik dengan tekanan penyimpanan. Pada umumnya, saat sejumlah
gas disimpan dalam tangki yang berbentuk spherical akan lebih ekonomis jika
menggunakan volume dengan jumlah besar, operasi penyimpanan dengan tekanan
rendah.
Pada penyimpanan dengan tekanan tinggi volume gas menjadi berkurang,
karena itulah tangki spherical menjadi lebih ekonomis. Jika kelonggaran diberikan
pada biaya kompresi dan pendinginan gas, beberapanya akan hilang. Ketika
menangani gas dengan jumlah kecil, lebih menguntungkan jika menggunakan
tangki penyimpanan yang berbentuk silindris karena biaya pembuatan menjadi
factor yang berpengaruh dan tangki silindris yang kecil lebih ekonomis dari tangki
spherical yang kecil. Walaupun tangki spherical memiliki aplikasi proses yang
terbatas, mayoritas tekanan disebabkan oleh dinding silindris. Penutup dapat
13
dibuat flat atau datar jika dinding penopangnya sesuai, tetapi lebih banyak
dijumpai yang berbentuk kerucut.
Gambar 2.15 Spherical Tank
Penutup bejana dapat terbagi atas 6 jenis bila penggunaannya dibagi
berdasarkan tekan operasi bejana yaitu :
a. Bejana ½ Bola (Hemispherical Tank)
Suatu tutup bejana setengah bola adalah bentuk yang paling kuat, mampu
menahan tekan dua kali banyak dari bentuk tutup torispherical dilihat dari
ketebalan yang sama. Ongkos pembentukan suatu tutup bejana setengah bola,
bagaimanapun lebih tinggi dibandingkan dengan yang untuk suatu tutup
berbentuk torispherical. Tutup bejana yang setengah bola ini biasanya digunakan
pada tekan tinggi. Dari berbagai macam pengujian, didapat bahwa untuk tekanan
sama di bagian yang silindris dan tutup setengah bola dari suatu bejana, ketebalan
dari tutup yang diperlukan adalah separuh silinder tangkinya. Bagaimanapun,
ketika pembesaran dari dua bagian berbeda, tekan discontinuitas akan di-set ke
arah tutup dan sampingan silinder. Untuk tidak ada perbedaan di dalam
pembesaran antara kedua bagian (ketegangan diametral yang sama) dapat
ditunjukkan bahwa untuk baja (perbandingan Poisson D 0.3) perbandingan dari
ketebalan tutup bejana setengah bola ketebalan jumlah maksimumnya, secara
normal sama dengan 0.6.
14
Gambar 2.16 Bentuk Hemispheroid
b. Bejana Ellips Piring (Ellipsoidal)
Tutup bejana Ellipsoidal yang standar dihasilkan dengan suatu
perbandingan poros utama dan kecil sebesar 2:1. dari perbandingan ini, persamaan
berikut ini dapat digunakan untuk menghitung ketebalan minimum yang
diperlukan:
Gambar 2.17 Bentuk Ellipsoid
c. Bejana Torispherical
Suatu bentuk torispherical, yang mana sering digunakan sebagai penutup
akhir dari bejana silindris, dibentuk dari bagian dari suatu torus dan bagian dari
suatu lapisan. Bentuknya mendekati dari suatu bentuk lonjong tetapi adalah lebih
murah dan lebih mudah untuk membuatnya. Perbandingan radius sendi engsel dan
radius mahkota harus dibuat kurang dari 6/100 untuk menghindari tekuk. Tekan
akan menjadi lebih tinggi di bagian torus dibanding bagian yang berbentuk bola.
15
Tutup torispherical yang standar adalah penutup yang paling umum digunakan
sebagai penutup akhir untuk bejana yang beroperasi pada tekan 15 bar.
Dia dapat digunakan untuk tekanan yang lebih tinggi, tetapi di atas 10 bar.
Diatas 15 bar, suatu tutup ellipsoidal pada umumnya terbuktikan sebagai penutup
paling hemat untuk digunakan. Ada dua ujung batas tutup bejana torispherical:
bahwa antar bagian yang silindris dan tutupnya, adan itu adalah pada ujung dari
radius mahkota dan radius sendi engsel. Penekukan dan shear stress disebabkan
oleh pembesaran diferensial yang terjadi pada titik-titik ini harus diperhitungkan
di perancangan tutup bejana tersebut. Suatu pendekatan yang diambil adalah
menggunakan persamaan dasar untuk suatu bentuk setengah bola dan untuk
memperkenalkan konsentrasi tekan atau bentuk, faktor yang memungkinkan tekan
bias ditingkatkan dalam kaitan dengan discontinuitas. Faktor konsentrasi tekanan
adalah suatu fungsi dari radius sendi engsel dan radfius mahkota.
Gambar 2.18 Bentuk Tutup Torispherical
d. Bejana Piring Standar (Flanged Standart Dished & Flanged Shallow
Dished Heads)
Tutup jenis ini umunya digunakan untuk bejana horizontal yang
menyimpan cairan yang mudah menguap (volatile), seperti: nafta, bensin, alkohol
dan lain-lain. Sedangkan pada bejana silinder tegak biasanya digunakan sebagai
bejana proses yang beroperasi pada tekan rendah (vakum). Jika diinginkan
diameter tutup ≤ diameter shell maka digunakan flanged standart dished
sedangkan jika diinginkan diameter tutup ≥ diameter shell maka digunakan
flanged shallow dished head.
16
e. Bejana Konis
Tutup bejana konis biasanya digunakan sebagai penutup atas pada tangki
silinder tegak dengan alas flat bottom yang beroperasi pada tekan atmosferik.
Disamping itu juga digunakan sebagai tutup bawah pada alat-alat proses seperti:
evaporator, spray dryer, crystallizer, bin, hopper, separator tank dan lain-lain.
Besarnya sudut (α) yang dibentuk pada jenis konis pada tutup atas tangki silinder
tegak dengan alas flat bottom adalah < 450C (menurut Morris), tetapi menurut
Buthod & Megsey < 300C. sebaiknya menggunakan α < 300C, karena 300C < α <
600C adalah kemiringan sudut yang dibentuk tutp konis untuk tutup bawah bejana
(bin, hopper) yang mengalirkan cairan 300C < α < 450C dan 450C < α < 600C
untuk mengalirkan butiran padatan.
f. Bejana Datar (Flanged –Only Head)
Perancangan tutup bejana ini adalah yang paling ekonomis karena
merupakan gabungan antara flange dan flat plate. Aplikasi dari flanged-only dapat
digunakan sebagai tutup bejana penyimpan jenis silinder horizontal yang
beroperasi pada tekan atmosferik. Tipe bejana dengan jenis tutup ini dapat
digunakan unutk menyimpan fuel oil (minyak bahan bakar), kerosin, minyak solar
ataupun cairan yang mempunyai tekanan uap rendah, disamping itu dapat juga
digunakan sebagai tutup atas konis, kisaran diameternya ≤ 20 ft. Tutup bejana
setengah bola, ellipsoidal dan torispherical secara bersama dikenal sebagai tutup
bejana yang bundar. Mereka dibentuk dengan menekan atau memutar, diameter
yang besar dibuat dari bagian pembentukan. Tutup torispherical sering dikenal
sebagai tutup bagian akhir. Ukuran yang lebih disukai dari tutup bejana yang
bundar diberikan didalam standard ankode.
2.3 Penggolongan Tangki Berdasarkan Bentuknya
1. Tangki Lingkaran (Circular Tank)
Tangki yang umum digunakan sebagai tempat penyimpanan adalah tangki
yang berbentuk silinder. Tangki ini memiliki nilai ekonomis dalam perencanaan.
Selain itu, dalam perhitungan teknisnya, momen yang terjadi tidak besar.
17
Gambar 2.19 Tangki Berbentuk Silinder
2. Tangki Persegi / Persegi Panjang (Rectangular Tank)
Bentuk silinder secara structural paling cocok untuk kostruksi tangki, tapi
tangki persegi panjang sering disukai untuk tujuan tertentu, antara lain kemudahan
dalam proses konstruksi. Desain tangki persegi panjang mirip dengan konsep
desain tangki lingkaran. Perbedaan utama dalam konsep desain tangki persegi
panjang dengan tangki lingkaran adalah momen yang terjadi, gaya geser dan
tekanan pada dinding tangki. Sebagai contoh : Sludge Oil Reclaimed Tank pada
Pabrik Minyak Kelapa Sawit.
Gambar 2.20 Tangki Berbentuk Persegi
2.4 Penggolongan Tangki Berdasarkan Fungsinya
Berdasarkan kegunaannya, tangki terbagi atas 3 yang berfungsi sebagai
tempat menyimpan material dalam fasa padat, cair, dan gas.
1. Penyimpanan Bahan Berfasa Padat
Penyimpanan bahan padat untuk jumlah besar dapat dilakukan di:
18
a. Alam bebas
Bahan-bahan yang stabil terhadap cuaca dapat disimpan/ditumpuk dialam
bebas. Yang perlu diperhatikan hanyalah sudut kecondongannya, bila terlalu besar
bisa terjadi kecelakaan karena barang-barang yang disimpan dapat menekan
dinding batas. Tinggi penimbunan bahan-bahan tertentu, misal bahan organik,
karbon, dan briket harus diperhatikan karena pada tumpukan yang tinggi menjadi
panas karena beratnya dan dapat menyala (Destrina, 2013).
Gambar 2.21 Penyimpanan di Alam
b. Tempat yang Beratap/Hanggar
Penyimpanan bahan-bahan yg berpengaruh terhadap perubahan cuaca
secara langsung harus ditempatkan pada hanggar terbuka. Contoh bahan-bahan
ini: batu-batu, kayu, kardus, dan produk dalam drum (Destrina, 2013).
Gambar 2.22 Hanggar
19
c. Gudang
Penyimpanan di gudang tertutup disimpan terutama produk-produk dalam
drum, karung, kotak logam, karton, dsb. Gudang ini dapat bertingkat atau hanya
berlantai satu (Destrina, 2013).
Gambar 2.23 Penyimpanan bahan di Gudang
d. Bunker/Silo
Silo adalah bejana tegak lurus untuk penyimpanan bahan-bahan padat yg
mengalir, misalnya serbuk/butir. Pengisian dilakukan memakai peralatan
transportasi tertentu dan lubang pengeluaran terletak disebelah bawah, biasanya
dihubungkan dengan unit penyedot. Dalam silo hanya bisa disimpan bahan-bahan
yg tidak melekat. Contohnya pupuk atau bahan sintetik disimpan dg cara ini.
Drum-drum, kotak logam, dan karung-karung yang telah diisi harus diberi label
isi dan jumlah.Tulisan harus dengan cat dan tidak boleh terhapus(Destrina, 2013).
Silo biasanya terbuat dari stainless steel (berlapis enamel) dimana bagian
bawah berbentuk kerucut untuk mempermudah pengeluaran bahan. Frame
penyangga dibuat dari rangka baja dengan kekuatan yang sesuai. Prinsip kerja silo
yaitu silo selalu diisi dari atas dan pengeluarannya melalui sebuah lubang pada
sisi sebelah bawah (Destrina, 2013).
20
Gambar 2.24 Silo
e. Storage Piles
Storage Piles Merupakan cara penyimpanan yang murah dan sederhana.
Prinsip kerjanya yaitu bahan yang akan disimpan dibuat dalam tumpukan-
tumpukan (piles) ditempat terbuka. Tumpukan-tumpukan tersebut dibuat langsung
dari bahan–bahan yang keluar dari belt conveyor (alat ini terdiri dari endless belt /
sabuk yang membawa solid dari satu tempat ketempat yang lain. Belt conveyor
membutuhkan tenaga yang kecil dan dapat mengangkut material yang cukup
jauh). Bahan-bahan yang dapat disimpan dengan cara seperti ini adalah bahan-
bahan padat yang tak berpengaruh terhadap keadaan cuaca. Contoh dari bahan
tersebut adalah batubara, kerikil, pasir (Destrina, 2013)
Gambar 2.25 Storage Pile
f. Bin
Alat ini berupa bejana berbentuk silinder atau segi empat terbuat dari
beton atau baja yang biasanya tidak terlalu tinggi dan agak besar. Prinsip kerja
Bin yaitu pengeluaran zat padat pada bin dapat melalui setiap bukaan yang
terdapat di dekat dasar bin, dimana tekanan pada sisi keluar lebih kecil dari
21
tekanan vertikal pada ketinggian yang sama sehingga bukaan tidak dapat
tersumbat (Destrina, 2013).
Gambar 2.26 Bin
g. Hopper
Hopper adalah bin kecil dengan dasar agak miring dan digunakan untuk
menumpuk sementara sebelum zat diumpan ke dalam proses. Prinsip Kerja :
Mempermudah aliran padatan keluar dengan memberi getaran dengan arah :
Gyrating Hooper,yaitu getaran yang dikenakan tegak lurus terhadap saluran arus
dan Whirpool Hooper, yaitu mempunyai arah getaran kombinasi dari gerak
memulir dan mengangkat (Destrina, 2013).
Gambar 2.27 Hopper
2. Gas
Gas memiliki volume yang besar bila dibandingkan dengan cairan untuk
berat yang sama. Oleh karena itu gas harus disimpan dibawah tekanan dalam
bejana-bejana bertekanan yang khusus. Banyak jenis gas menjadi cair pada suhu
dibawah tekanan. Karena itu bejana-bejana bertekanan tinggi seringkali berisi gas
yang tercairkan. Gas-gas seperti ini antara lain adalah khlor, amoniak, fosgen,
karbondioksida, dan propana (Sinnott, 2005)
22
Cara penyimpanan gas terdiri atas 2 yaitu :
a. Cara penyimpanan dalam skala besar
Dapat digunakan gasometer (untuk gas kota dan gas bumi) dan tangki
bertekanan / bejana yang berbentuk bulat, silinder vertikal atau horizontal, terbuat
dari baja biasa atau baja tahan korosi (Badai,2011)
Gambar 2.28 Gasometer Gambar 2.29 Gasometer
b. Cara penyimpanan dalam skala kecil
Gas-gas dalam jumlah kecil disimpan dalam botol bertekanan (sering
disebut tabung gas). Botol bertekanan merupakan bejana berbentuk
silinder yang terbuat dari baja dengan bahan dasar yang berbentuk
setengah bola pada satu ujung dan sebuah katub pada ujung yang lain. isi
botol antara 1-100 liter dan tekanannya sampai 200 bar (Badai, 2011)
Gambar 2.30 Tabung Gas
23
3. Cair
Bahan yang berwujud cair biasanya disimpan secara massal dalam tangki
silinder vertikal yang terbuat dari bahan baja. Atap yang digunakan dapat berupa
tipe fixed dan floating. Pada tangki tipe Floating, terdapat sebuah piston yang
dapat bergerak dengan bebas yang mengapung pada permukaan cairan. Tangki
tipe ini digunakan untuk menghilangkan terjadinya penguapan dan juga untuk
cairan yang mudah terbakar. Sementara untuk tangki tipe Fixed ini dapat
digunakan menyimpan cairan yang dapat meledak. Tangki silinder horizontal dan
tangki yang berbentuk persegi juga digunakan untuk menyimpan cairan dalam
jumlah yang kecil (Sinnott,2005).
Dalam penyimpanan zat cair diperlukan perhatian terhadap sifat-sifat bahan :
1. Daya tahan bahan terhadap pengaruh udara luar
2. Volatilitas bahan
3. Korosifitas bahan
4. Jumlah bahan
Jenis-jenis tangki penyimpan air :
a. Tangki Kubus
Tangki jenis ini terbuat dari beton yang kedap air yang biasanya digunakan
untuk menyimpan air.
Gambar 2.31 Tangki Kubus
b. Tangki Silinder Vertikal
Tangki silinder vertikal umumnya digunakan untuk instalasi tangki di luar
ruangan (outdoor storage/tank field) seperti untuk petroleum, ter, aspal, BBM,
24
dll). Tangki silinder vertikal memiliki keuntungan lebih sedikit memakan tempat,
tetapi memerlukan ketebalan dinding yang lebih tebal untuk menahan tekanan
hidrostatisnya. Biasa digunakan di dalam ruangan untuk instalasi tangki cairan
yang dipertinggi (elevated liquid storage) sehingga diperoleh tekanan cairan yang
diperlukan.
Gambar 2.32 Tangki Silinder Vertikal
c. Tangki berbentuk bola
Reservoir bola mempunyai keuntungan untuk suatu volume tertentu luas
permukaan wadah adalah minimal dan dapat menahan tekanan tangki 2 kali lipat
dari bentuk silinder dengan tebal dinding yang sama. Dipilih untuk penyimpanan
bahan di luar ruangan yang memerlukan sistem isolasi dari permukaan tangki
terhadap temperatur kamar, seperti tangki penyimpanan LNG, dll, atau bahan cair
yang mudah menguap.
Gambar 2.33 Tangki Berbentuk Bola
d. Tangki berbentuk ellips
25
Tangki ini digunakan untuk bahan cair pada tekanan atmosfer atau tekanan
rendah, karena merupakan kombinasi optimal dari bentuk bola dan silinder.
Pengisian dan pengosongan bahan cair dilakukan dengan menggunakan pompa
maupun dengan cara gravitasi.
e. Penyimpanan bahan cair dalam wadah (Storage of liquid in container)
Disimpan dalam wadah gentong, drum, kaleng, atau botol. Penangan dan
penyimpanan harus lebih hati-hati bila dibandingkan dengan bahan padat.
Untuk bahan yang mudah terbakar, disekitar lokasi tangki dilengkapi
dengan tanggul penampungan, guna menyebarnya api apabila terjadi kebocoran
atau ledakan.
26
BAB III
KESIMPULAN dan SARAN
3.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dalam makalah ini adalah :
1. Perancangan tangki merupakan hal yang terpenting karena jika tangki tidak
direncanakan dengan baik, maka kerusakan pada tangki akan mengakibatkan
kerugian jiwa, kerusakan lingkungan, dan kerugian materi
2. Penyimpanan bahan yang berfasa padat dapat dilakukan pada alam bebas,
tempat yang beratap/hanggar, gudang, bunker/silo, storage pile, bin, dan
hopper.
3. Dalampenyimpananzatcairdiperlukanperhatianterhadapsifat-sifatbahan :
a. Daya tahan bahan terhadap pengaruh udara luar
b. Volatilitas bahan
c. Korosifitas bahan
d. Jumlah bahan
4. Gas memiliki volume yang besar bila dibandingkan dengan cairan untuk berat
yang sama. Oleh karena itu gas harus disimpan dalam bejana bertekanan
khusus. Untuk penyimpanan gas dalam skala besar dipakai gasometer dan
tangki bertekanan yang berbentuk bulat, silinder vertikal atau horizontal,
terbuat dari baja biasa atau baja tahan korosi. Untuk penyimpanan berskala
kecil dipakai tabung gas.
3.2 Saran
Penulis menyarankan kepada seluruh pembaca untuk dapat melengkapi
maupun menambahkan saran sehingga penulisan makalah ini dapat mencapai
kesempurnaan
27
DAFTAR PUSTAKA
Badai, M. 2011. Bab 1 Penyimpanan Bahan. [Online]. Tersedia: http://www.
authorstream.com/Presentation/adnancrusader3500-1566076-bab-1-
penyimpanan-bahan/[22 Februari 2013.
Cendana. 2011. Chapter II: Tangki [Online]. Tersedia: http://repository.usu.ac.id/
bitstream/123456789/29449/3/Chapter%20II.pdf[22 Februari 2014].
Destrina, Z. 2013. Tangki Penyimpanan Bahan Padatan. [Online]. Tersedia: http://
zefdes.blogspot.com/2013/05/tangki-penyimpanan-bahan-
padatan.html[22Februari 2014].
Jerry et al. 2009. Tangki Liquid dan Gas. [Online]. Tersedia: http://www.scribd.
com/doc/148185203/pemilihan-tangki-sperical[22 Februari 2014].
Natanagara, N.D. 2011. Tipe-tipe Tanki Penyimpanan. [Online]. Tersedia: http://
novhan-natanagara.blogspot.com/2011/02/tipe-tipe-tanki-
penyimpanan.html[22 Februari 2014]
Sinnott, R.K. 2005. Chemical Engineering Design. Oxford : Linacre House.
28