Pemisahan Minyak Dengan Decanter dan Separator

  1. Introduction

D3 PRO adalah suatu system pengolahan minyak tanpa menambahkan air pengencer setelah Minyak kotor keluar dari screw press (sedangkan steam dan hot water di proses sebelumnya tidak di ubah, tidak ada perubahan di dalam extraction efficiency).

UNDILUTED CRUDE hasil screw press setelah melalui desander cyclone akan langsung di dimasukkan ke decanter yg mempunyai gaya centrifugal ~3000 G force, dimana apapun jenis dan- merk decanter nya , crude oil ini akan terpisah-kan dan membentuk lapisan berdasarkan perbedaan berat jenis menjadi:

a. Oil (light phase)

b. Emulsion if any + water with nos (heavy Phase)

c. Solid

decanter 3 phase

decanter 3 phase

2. Process Flow

Clarification Station

Stasiun Pemurnian Minyak

Crude oil dari press masuk ke sand trap tank. Overflow dari sand trap tank mengalir ke COT pertama yang berkapasitas 7 m3. dengan terlebih dahulu melalui Vibrating screen double deck dengan mesh 20 untuk ke dua deck.

Dari COT 1 di pompakan ke COT 2 yang mempunyai kapasitas sama dengan COT 1 melalui Sand Cyclone Singgle Stage (SSC). Dari COT 2 crude oil dipompakan ke Decanter buffer tank yang berkapasitas 3-6 M3 dengan terlebih dahulu melalui sand cyclone double stage. Dari Decanter feed tank crude oil di proses oleh decanter, dimana out put dari decanter terdiri dari 3 phase :

  1. Solid (biasanya di tampung di hopper seberum diaplikasi ke lapangan).
Solid Hooper

Solid Hooper

  1. Light phase dengan kandungan kotoran di bawah 0.05 persen akan di tampung di light phase tank untuk di simpan ke skimming tank dengan kapasitas 30 ton. Setelah itu minyak murni tersebut akan di proses oleh vacuum drier untuk di kurangi kandungan moistnya menjadi di bawah 0.2 persen. Hasil dari Vacuum drier akan di kirim ke oil storage tank untuk selanjutnya dijual ke customer
  2. Heavy phase dengan kandungan minyak di bawah 8 persen akan di tampung di heavy phase tank, untuk selanjutnya di tampung di sludge tank dengan kapasitas 30 ton, untuk selanjutnya di pompakan ke sludge buffer tank dengan kapasitas 3-5 M3 sebagai umpan dari slude separator. Light phase dari sludge separator akan di kirim kembali ke process yang sebelumnya akan di koleksi di reclaimed tank, sedangkan heavy phase separator dengan kandungan minyak di bawah 1 persen to O/WM akan dikirimkan ke final effluent, untuk selanjutnya di kirim ke kolam limbah.

Untuk condensate dari sterilizer akan di kutip di fat-pit untuk di ambil minyaknya dan di kumpulkan di reclaimed tank, untuk selanjutnya di olah kembali ke process bersamaan dengan light phase separator.

Sludge Separator

Sludge Separator

3. D3 PRO Unit

Heavy Phase Pump

Heavy Phase Pump

Standart unit yang dipakai untuk system D3 PRO adalah :

  1. Sand trap tank dengan kapasitas 10 M3 (by kontraktor)
  2. Vibrating screen double deck dengan mesh 20 (by kontraktor)
  3. Crude oil tank 1 kapasitas 7 M3 (by kontraktor)
  4. Sand cyclone singgle stage/SSC c/w pompa (by AIfa Laval)
  5. Crude oil tank 2 kapasitas 7 M3 (by Kontraktor)
  6. Sand cyclone second stage/STC c/w pompa (by Alfa Laval)
  7. Decanter feed tank kapasitas 5 M3 (by kontraktor)
  8. Decanter (by Alfa Laval)
  9. Light phase tank kap 3 M3 (by kontraktor)
  10. Pompa dari light phase tank ke pure oil tank (by kontraktor)
  11. Pure oil tank kapasitas 30 M3 (by kontraktor)
  12. Pompa pure oil tank ke skimmed tank (by kontraktor)
  13. Skimmed oil tank kapasitas 30 M3 + stand by pump (by kontraktor)
  14. Vacuum drier c/w vacuum pump & drier oil pump (alfa laval)
  15. Heavy phase tank kap 3 M3 (by kontraktor)
  16. Pompa dari heavy phase tank ke sludge tank (by kontraktor)
  17. Sludge tank kap 30 M3 (by kontraktor)
  18. Hot water tank kapasitas 3 M3 (by kontraktor)
  19. Sludge separator PASX 710 (by Alfa laval)
  20. Solid conveyor (by kontraktor)
  21. Reclaimed oil tank kapasitas 3 M3 (by Kontraktor)

 

4. Lay Out Dimention

D3 PRO LAYOUT

D3 PRO LAYOUT

  1. Luas bangunan stasiun klarifikasi : 21 x28 M2
  2. Ketinggian dari lantai ke ujung buffer tank : 13 M
  3. Luas platform decanter & vacuum Drier 5 x 10 M2 dengan ketinggian 3.5 M dari lantai
  4. Luas plat form untuk decanter feed tank : 5 x 6 M2 dengan ketinggian dari lantai 11 M

5. Referensi

Alfa Laval D3 Pro System Project

Clarification Station

Tujuan dari Clarifier adalah untuk memproses atau memurnikan jumlah maksimum Crude Palm Oil (CPO) dari CPO dan Non Oily Solids (NOS) yang tidak larut sehingga menghasilkan CPO yang baik bersih dan kering. produk akhir CPO harus memiliki kandungan kotoran (dirt) tidak lebih dari 0,02% dan kadar air (moisture) tidak lebih dari 0,01%. CPO hasil pressing ini direbus dengan air panas (steam) kemudian di diamkan agar terjadi proses pengendapan, dimana minyak akan mengambang dan sludge akan mengendap untuk memperoleh proses pemurnian selanjutnya. Setelah menetap itu dialirkan ke bagian bawah kompartemen menetap luar. Dari sini itu diperbolehkan meluap ke Heat Exchanger / pengering sebelum mentransfer melalui Tank dikalibrasi dengan metode pilihan penyimpanan atau kemasan.

Clarification Process

Palm Oil Mill Clarification Process

Di Pabrik Minyak Sawit, Minyak kasar yang diperoleh dari pengempaan, dibersihkan dari kotoran yang terutama berasal dari daging buah berupa bahan padat dan air. Maksud dari pada pembersihan/pemurnian Minyak kasar adalah untuk memurnikan Minyak tersebut agar diperoleh mutu sebaik mungkin dan dapat dipasarkan dengan harga yang layak.

Flow Proses

Crude Oil dari Screw Press masuk ke Sand Trap tank melalui sebuah talang (Gutter). Overflow dari Sand Trap Tank mengalir ke Crude Clarification StructureOil Tank (COT) melalui Vibrating Screen double deck dengan mesh 20.

Dari COT Crude Oil dipompakan melewati Crude Oil Buffer Tank menuju Vertical Continuous Settling Tank (CST) kapasitas 120 m3. minyak mentah ditahan untuk pengendapan dalam CST untuk memisahkan minyak bagus dan sludge.

Kebutuhan air panas untuk proses klarifikasi dan pressing di suplay dari Hot Water Tank kapasitas 6 m3 dengan over flow menuju Hot Well Tank yang akan dipompakan kembali oleh Hot Well Pumps menuju Hot Well Tank.

Pemisahan Biji Dan Sabut

Pendahuluan

Proses pemisahan serabut dari biji pada ampas hasil pengempaan bertujuan terutama untuk memperoleh biji sebersih mungkin yang kemudian akan menghasilkan Inti Sawit secara rationil, yaitu kerugian yang sekecil-kecilnya dengan hasil dan mutu Inti Sawit yang setinggi mungkin.

Meskipun proses itu sendiri tidak mempunyai segi-segi teknologis yang berarti namun tujuan untuk memperoleh biji yang sebersih mungkin dari dalam gumpalan sampah/ampas pengempaan sangat dipengaruhi oleh segi teknologis dari proses yang mendahuluinya.

Untuk itu perlu dimengerti/dipahami tujuan dari proses perebusan dan syarat-syarat yang harus dipenuhi pada proses pengadukan agar tujuan dari proses pemisahan serabut dari biji dapat dicapai sebaik mungkin.

Hal-hal yang akan timbul pada pemisahan Biji dan Serabut

Jika proses pemisahan serabut dari biji tidak menghasilkan biji yang bersih, maka sebab-sebab utama dari padanya adalah :

a. Kegagalan dalam mencapai syarat tersebut dari proses perebusan.

b. Tidak terpenuhinya syarat tersebut dari proses pengadukan.

c. Pengempaan yang tidak dapat menghaaasilkan ampas pengempaan cukup kering (Ampas Press basah karena masih banyak mengandung minyak).

Perhatian   :     Dalam urutan tersebut diatas terdapat hubungan sebab dan akibat yang erat sekali meskipun tidak terdapat pada proses pemisahan itu sendiri, tetapi merupakan sebab-sebab utama yang akan mengganggu proses pemisahan antara serabut dengan biji.

d.   Pemuatan/pengisian alat pemisah yang melebihi kemampuannya (Over capacity). Hal ini harus dihindari dengan jalan :

  • Pemuatan/pengisian yang teratur dan yang disesuaikan dengan daya muat alat itu.
  • Memasang alat pemisah dengan kapasitas yang sesuai dengan banyaknya ampas pengempaan yang harus diproses.

e. Jumlah pusingan Trommol alat pemisah yang tidak sesuai.

f. Jumlah pusingan kipas (Ventilator) yang tidak cukup.

g. Kemungkinan adanya kebocoran pada saluran hisap (Ducting)

Akibat-akibat yang akan timbul sehubungan dengan hal tersebut diatas adalah :

Gesekan antar biji & gesekan antara biji dengn dinding Trommol (Polishing Drum) tidak cukup besar untuk mengkompensir/ mengimbangi/menghilangkan/mentiadakan akibat-akibat dari kegagalan dalam proses perebusan, pengadukan dan pengempaan sehingga pemisahan tidak menghasilkan biji yang bersih.

Biji kotor terdiri dari biji yang masih banyak mengandung serabut dan ini menyebabkan terjadinya hal-hal sebagai berikut :

  • Penurunan kadar air dari biji pada saat dikeringkan menjadi terhalang. Penurunan kadar air biji diperlukan sebelum biji-biji tersebut dipecahkan didalam alat-alat pemecah biji (Nut Cracker)
  • Serabut yang masih melekat pada biji akan merupakan pelindung biji terhadap benturan/gesekan yang menjadi dasar dari proses pemecahan biji dan berarti menurunkan effek pemecahan biji dengan akibat selanjutnya.
  • Biji yang tidak pecah (biji Balen) pada bagian pemecahan biji akan meningkat & menurunkan kapasitas pada unit pemecah biji karena biji tersebut harus dipecah kembali.
  • Kerugian karena biji setengah pecah dan inti pecah akan meningkat.
  • Serabut/sampah akan mengotori dan menggangu bekerjanya alat pemecah  dan alat pemisahan.
  • Kadar kotoran pada produksi Inti akan meningkat & menyebabkan terjadinya penurunan mutu kernel.

 

Artikel Terkait :

Pemurnian (Clarification)

 

Pemisahan dengan cara Biologis

Pemisahan secara biologis yang dimaksudkan disini adalah pemisahan (pengutipan minyak) yang dilakukan pada fat pit (sludge oil recovery system).

Minyak yang di fat pit tersebut umumnya berasal dari :

–     Pembuangan (blow down) dari stasiun rebusan.

–     Lumpur/air buangan stasiun clarificatis yaitu antara lain berasal dari Decanter, Nozzle Separator dan Sand Tank.

–     Minyak-minyak yang terikut ke pembuangan pada saat pencucian, dll.

Minyak-minyak yang diperoleh di fat pit sebahagian adalah karena proses pengendapan dan sebahagian lagi adalah karena proses biologis, yaitu terjadinya pemecahan molekul-molekul minyak sebagai akibat fermentasi.

Minyak yang diperoleh dari fat pit tersebut selanjutnya dipompakan kembali ke crude oil tank untuk diproses ulang sedangkan sisa lumpur (sludge) dan air dialirkan ke kolam limbah (effluent treatment plant).

Walaupun telah dilakukan upaya pengutipan minyak semaksimal mungkin, namun pada lumpur/air buangan fat pit masih saja ada minyak yang terikut dan ini selanjutnya dihitung sebagai kerugian.

Batasan kerugian yang dapat ditolerir untuk ini adalah maksimum 1% terhadap kadar basah (on wet basis).

Artikel Terkait :

Pemurnian (Clarification)

Pemisahan Minyak dengan cara Pengendapan (Settling)

Pemisahan dengan cara Centrifuge

 

Process Flow Diagram Of Palm Oil Mill

A process flow diagram (PFD) is a diagram commonly used in engineering to indicate the general flow of plant processes and equipment. The PFD displays the relationship between major equipment of a plant facility and does not show minor details such as piping details and designations.

The process of extracting Palm Oil from Oil Palm Fresh Fruit Bunches (FFBs) is long established. It is done using broadly the same technique but with one of three different technologies. A process flow diagram (PFD) of palm oil milling process is shown as figure below.

Process Flow Diagram

Process Flow Diagram

The Process Flow Chart provides a visual representation of the steps in a process. Flow charts are also referred to as Process Mapping or Flow Diagrams. Constructing a flow chart is often one of the first activities of a process improvement effort, because of the following benefits:

  • Gives everyone a clear understanding of the process
  • Helps to identify non-value-added operations
  • Facilitates teamwork and communication
  • Keeps everyone on the same page

A flow chart diagram of palm oil milling process is shown as figure below.

Flow Chart Diagram Of Palm Oil Mill

Flow Chart Diagram Of Palm Oil Mill

Related Post :

Pabrik Minyak Kelapa Sawit (Palm Oil Mill)

Kelistrikan Pabrik Kelapa Sawit (Palm Oil Mill)

Proses Penerimaan Buah

 

Pemisahan dengan cara Centrifuge

Pendahuluan

  • Minyak dan Sludge yang diperoleh dari hasil pemisahan dengan cara pengendapan kemudian dialirkan kedalam masing-masing tanki untuk diproses lebih lanjut.

    Sludge Centrifuge

    Sludge Centrifuge

  • Seperti yang telah dijelaskan terdahulu bahwa didalam minyak hasil pemisahan ini masih mengandung unsur-unsur :
  1. Air                    :  ±  0,75%
  2. Zat padat       :  ±  0,25%
  • Minyak dengan kandungan  tersebut diatas masih belum memenuhi standard mutu jual, sehingga harus diproses lebih lanjut untuk menurunkan kadar air dan zat padat yang terkandung didalamnya (proses penjernihan).
  • Proses lanjutan (penjernihan) ini sebenarnya masih dapat dilakukan dengan cara pemanasan dan pengendapan tetapi akan memakan waktu yang lebih lama dan dengan segala resikonya antara lain :
  1. Perlu adanya penambahan tanki-tanki.
  2. Sebagai akibat pemansan yang berlebihan untuk waktu yang lama, maka bilangan peroxida didalam minyak akan meningkat akibat oxidasi. Hal ini sangat tidak diinginkan karena akan menurunkan harga jual minyak sawit.
  • Dengan penjelasan tersebut diatas dapatlah ditarik suatu kesimpulan bahwa penggunaan Centrifuge adalah lebih sesuai, karena waktu pemisahan yang lebih cepat/singkat dan dengan tingkat oxidasi yang jauh lebih kecil.

Tujuan Penggunaan Centrifuge

Centrifuge adalah mesin berputaran sangat tinggi yang digunakan untuk memisahkan cairan-cairan yang tidak saling bersenyawa (tidak saling melarutkan), mempunyai BJ yang berbeda dan sekaligus juga benda padat yang terkandung didalamnya. Dengan kata lain Centrifuge dapat digunakan dalam berbagai proses untuk pemisahan cairan-cairan atau antara cairan dengan bahan padat yang terkandung didalam.

Dengan bantuan gaya Centrifugal, komponen-komponen yang akan dipisahkan dipengaruhi oleh kekuatan yang ribuan kali lebih besar dari gaya gravitasi bumi, sehingga pemisahan minyak, air dan zat padat yang terkandung akan jauh lebih cepat didalam sebuah Bowl yang berputar.

Apa yang dikehendaki dari suatu Centrifuge dalam applikasinya di pabrik kelapa sawit adalah untuk melakukan tugas-tugas sebagai berikut :

1. Untuk membersihkan minyak (top oil) yang dihasilkan dari proses pemisahan pada clarifier tank sebelum diproses (dikeringkan) di Vacuum dryer. Jenis centrifuge yang digunakan untuk aplikasi ini adalah Oil Purifier, yaitu yang bertugas untuk memisahkan minyak dari air dan kotoran-kotoran ringan yang masih terkandung didalamnya.

2. Untuk mengambil kembali minyak yang masih terikut dengan sludge (lumpur) yang berasal dari clarifier tank.

Jenis centrifuge yang digunakan untuk aplikasi ini adalah Nozzle Separator atau Decanter atau kombinasi dari kedua nya.

Perbedaan jenis centrifuge tersebut diatas adalah disebabkan adanya perbedaan komposisi dari masing-masing produk yang akan diolah yaitu sebagai berikut :

  • Minyak dari Top Oil Tank terdiri dari :
  1. Air                    :  ± 0,75%
  2. Minyak           :  ± 99%
  3. Zat Padat       :  ± 0,25%
  • Sludge (lumpur) Clarifier Tank terdiri dari :
  1. Air                    :  ± 75%
  2. Minyak           :  ± 15%
  3. Zat Padat       :  ± 10%

Dari contoh diatas dapat dilihat bahwa komposisi masing-masing produk sangatlah berbeda walaupun produk-produk tersebut terdiri dari komponen yang sama, yaitu : minyak, air dan zat padat yang terkandung didalamnya, namun pengolahan dari ketiga produk tersebut haruslah menggunakan jenis Centrifuge yang berbeda agar dapat diperoleh hasil yang optimal.

Gaya Centrifugal

Dengan bantuan gaya centrifugal, komponen-komponen yang akan dipisahkan dipengaruhi oleh kekuatan yang ribuan kali lebih besar dari gaya gravitasi bumi, sehingga pemisahan minyak, air dan zat padat yang terkandung didalamnya akan jauh lebih cepat didalam sebuah bowl yang berputar.

Untuk jelasnya, dibawah ini diberikan suatu dasar perhitungan untuk mendapatkan gambaran dari perbedaan pemisahan dengan gaya gravitasi (alamiah) dan pemisahan dengan bantuan gaya centrifugal yang terjadi didalam suatu bowl yang berputar yaitu sebagai berikut :

Apabila Percepatan Radial (a) dalam Separator adalah :

=V2/R………………………….           (1)

dan Kecepatan Radial (V)

V = (n/60)  x  2  π  R ………………(2)

dimana :

n =  jumlah putaran permenit (RPM)

R = Jari-jari (Radial distance)

maka subsitusi persamaan (2) ke (1) merupakan percepatan radial adalah :

= (n2  x  4 π2  R2)/(3600  x R)

= (n2  x  π2  R)/900  ………………………(3)

Percepatan Gravitasi adalah :

=  981 cm/sec2 ……………………….(4)

Maka apabila persamaan dibagi dengan persamaan 4 akan didapat berapa kali percepatan pemisahan Centrifugal terhadap percepatan gravitasi, atau menurut rumus :

= (n2  x  π2  R)/(900 x 981) …………………(5)

Contoh :

Suatu Separator dengan jari-jari Bowl (R) = 40 cm, pada putaran (n) = 3000 RPM, maka percepatan memisah bila di bandingkan dengan percepatan gravitasi (menurut persamaan 5) adalah sebesar :

= (n2  x  π2  R)/(900  x  981)

= ((3000)2  x  (3,14)2  x  40)/(900  x  981)

= 4020 kali ≈ 4000 kali percepatan gravitasi

Pada pemakaian Separator dapat disimpulkan bahwa partikel minyak yang berputar dalam mesin centrifugal, dengan jari-jari Bowl ® 40 cm dari sumbu putar pada 3000 RPM (n) gaya pemisahannya 4000 kali lebih besar dari pemisahan dengan cara gravitasi, misalnya pada Static Clarifier.

Untuk mengetahui hubungan berapa kali percepatan gravitasi terhadap jari-jari Bowl (R) dan putaran Sludge Separator (n) dapat dilihat pada tabel-1

Jari – jari (R) dalam Cm

N = RPM

10

20

30

40

50

800

1.000

1.200

1.400

1.600

1.800

2.000

2.500

3.000

71

111

160

218

285

360

444

694

1.000

142

222

320

436

570

720

888

1.388

2.000

213

333

480

654

755

1.080

1.332

2.082

3.000

284

444

640

872

1.140

1.440

1.776

2.776

4.000

355

555

800

1.090

1.425

1.800

2.220

3.470

5.000

Tabel-1 : Hubungan percepatan gravitasi terhadap jari-jari Bowl dengan putaran sludge Separator (n)

Sebelum diolah oleh mesin Nozzle Separator hal yang perlu diperhatikan :

  • Sludge harus bertemperatur tinggi (minimal 95º) agar viskositas minyak rendah dan mudah untuk dipisahkan.
  • Sludge tersebut harus melalui Ritary Brush Strainer dan Sand Cyclone. Tujuan digunakan Rotary Brush Strainer untuk menyaring fibre beserta kotoran, hal ini akan memperkecil viskositas, sedangkan Sand Cyclone untuk membebaskan pasir agar Nozzle tidak cepat aus dan tidak cepat sumbat.

Maka untuk memperoleh gambaran penggunaan Brush Strainer dalam memperkecil viscositas dapat dilihat pada tabel 2.

Tabel-2 : Viskositas sebelum dan sesudah Brush Strainer pada temperatur yang konstan (80º).

Nomor Sample

Apparent viscositas centipoise

Sludge sebelum Brush Strainer

Sludge setelah Brush Strainer

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

142,0

89,6

73,4

48,1

39,4

26,6

22,1

15,2

12,9

10,4

76,8

50,5

42,3

30,0

25,3

17,6

14,7

10,5

9,2

7,6

Pemisahan Minyak dengan cara Pengendapan (Settling)

Proses pemurnian minyak dilakukan dengan tiga cara yaitu :

–          Cara dengan pengendapan (Settling)

–          Cara dengan pemusingan (Centrifuge)

–          Cara dengan pengaruh biologis.

Penjelasan  dibawah ini akan memberikan gambaran mengenai penggabungan dimaksud serta keterkaitan antara satu proses dengan proses yang menyusul berikutnya.

Continuous Settling Tank

Continuous Settling Tank

 

Proses pendahuluan

Minyak kasar yang diperoleh dari hasil pengempaan (Press) dialirkan ke Saringan Getar (Vibrating Screen) untuk disaring, agar kotoran kasar berupa serabut-serabut dan cangkang yang lolos dari Saringan Press (Press Cage) dapat dipisahkan. Minyak kasar yang telah disaring selanjutnya dimasukkan kedalam suatu bak penampung (Crude Oil Tank), sedangkan kotoran yang berupa Serabut dan Cangkang dikembalikan ke Fruit Elevator untuk di proses ulang (Re-Cycle ke Digester/Press).

Minyak kasar atau Crude Oil yang telah terkumpul didalam Crude Oil Tank kemudian dinaikkan temperaturnya hingga mencapai 95 s/d 100ºC untuk selanjutnya dipompakan ke Tanki Pengendap (Static Clarifier Tank).

Menaikkan temperatur Minyak kasar adalah sangat penting artinya ; yaitu untuk memperbesar perbedaan berat jenis (BJ) antara Minyak, air dan Heavy Sludge yang terkandung didalam minyak kasar tersebut agar pada proses pengendapan minyak yang berat jenisnya lebih ringan akan mudah memisahkan diri dan naik kepermukaan.

Jika Minyak kasar dari pengempaan dibiarkan sementara waktu, maka akan terbentuk lapisan minyak dipermukaan yang semakin lama semakin tebal.

Untuk mendapatkan pengertian yang lebih jauh terhadap faktor-faktor yang mempengaruhi proses pengendapan, maka akan diteliti apakah yang akan terjadi seandaninya cairan yang diendapkan terdiri hanya dari dua unsur yang tidak dapat bercampur (dalam hal ini Air dan Minyak) karena berat jenis yang berbeda-beda sedangkan zat yang terdispersi (Minyak) didalam zat dispersis (Air) berbentuk butir-butir kecil dari berbagai garis menengah.

Diumpamakan bahwa butiran-butiran minyak berbentuk bola. Butiran tersebut apabila dialirkan dalam suatu Tabung berisi media dengan berat jenis yang lebih besar akan mendapat gaya dorong keatas.

Butiran-butiran minyak yang dianggap berbentuk bola mempunyai volume sebagai berikut :

Volume      =    (4/3)    x  phi.  R3            =  1/6 . phi.  d3

Dimana     :  R = jari-jari bola minyak

d = diameter bola minyak

phi = 3.14

Apabila :    – Berat jenis (BJ) dari zat yang terdispersi (Minyak)  =    Y1

– Berat jenis (BJ) dari zat dispersie (Air) ………….    =    Y2

– Garis tengah butir (Minyak) ……………………….  =    d

Maka butir-butir zat yang terdispersi akan bergerak kearah permukaan oleh gaya sebesar :

1/6 p  d3  (Y2 – Y1) ………………………………….. (I)

Pada awalnya gerak ini adalah gerak yang dipercepat yang kemudian menjadi gerak yang beraturan. Pengaruh geseran yang dialami butir-butir minyak dalam geraknya didalam zat dispersie (Air) adalah m,engikuti hukum STOKES.

Menurut hukum STOKES daya gerak butir minyak (P) adalah :

3 phi n d.v  ……………………………………………………….    (II)

Dimana :

n (etha)  =       Viscositas Dynamis

V  =       kecepatan beraturan dari geraknya butir.

Dari persamaan (I) dan (II) apabila gerak dari butiran Minyak untuk mencapai kecepatan beraturan adalah sama, maka :

1/6 p d3 (Y2 – Y1) =  3 p h d.v

Kecepatan beraturan (v) adalah :

= ((1/6 . phi . d3)/(3 . phi . n . d)) x (Y2 – Y1)

= ((d2)/(18n)) x (Y2 – Y1)       ……………………………   (III)

Jalan pemikiran tersebut diatas tidak seluruhnya tepat, meskipun cukup cermat untuk keperluan kita, karena jarak yang telah ditempuh oleh butir minyak sebelum gerak yang dipercepat berobah menjadi gerak yang beraturan, dapat diabaikan saja karena sangat kecilnya.

Contoh       :

Suatu butir minyak (BJ = 0,9) dengan diameter = 0,04 mm, akan bergerak kepermukaan didalam lingkungan air bersuhu 20ºC yang mempunyai viscositas dynamis 0,01 deci-poise dengan kecepatan,

v = (d2 (Y2 – Y1)) / 18

v = ((0.04mm x 103)2 x (1 – 0.9))/ (18 x 0,01 deci-poise)

v = ((0.04)2 x 106 x 0.1)/(18 x 0,01)

v = 900 micron/dt

v = 900  x  10-4  cm/dt

v = 9  x  10-2  cm/dt

Jika pada suatu pengendapan, dengan tinggi apisan cairan (h) = 4 meter, sedangkan dikehendaki tak ada lagi butir-butir minyak ≥ 0,04 mm yang masih belum terpisahkan, maka diperlukan jangka waktu pengendapan :

h/v = (4 x 102 detik)/ 9.10-2 = (4 x 104)/9 = 4.444,44 detik  =  ± 1,23 jam

Sehingga waktu yang diperlukan untuk pemisahan campuran dari 2 unsur (Air dan minyak) dengan pengendapan adalah tergantung dari :

h =   Tinggi lapisan campuran dalam cm

d =   Des-integrasi dari minyak (diameter minyak)

(Y2-Y1)=  Selisih berat jenis

(etha) =  Viscositas dari air

Tingginya Lapisan Campuran

Dari h/v = waktu pengendapan, nyatalah bahwa semakin besar (h)  =  semakin tinggi lapisan cairan, semakin panjang pula jangka waktu yang diperlukan untuk pengendapan.

Karena diutamakan waktu pengendapan yang sependek mungkin maka harus diusahakan lapisan yang setipis mungkin.

Didalam praktek perpendekan ini dapat dicapai dengan pemisahan sehingga cairan terbagi dalam beberpa lapisan-lapisan dan ini didapat misalnya, pada pengendapan Static Clarifier.

Des-integrasi Dari Minyak

Des-integrasi minyak diartikan bahwa halusnya butir-butir minyak atau semakin halus (kecil) akan semakin panjang jangka waktu pengendapan. Oleh karena itu harus tetap diusahakan supaya butir-butir minyak yang keluar dari pengempaan tidak terpecah dalam butir yang halus.

Didalam prakteknya hal yang demikian tergantung dari cara pengempaan dan tak selalu dapat dicapai.

Hal ini disebabkan :

–          Pengadukan yang berlebihan

–          Pengacauan (didalam talang minyak kasar)

–          Pengempaan pada tekanan tinggi dan lain sebagainya.

Selisih berat jenis dari kedua zat yang akan dipisahkan sesamanya, dapat dikatakan tetap karena juga pada umumnya suhu kedua zat adalah sama.

Agar supaya memperoleh gambaran mengenai jalannya proses pengendapan dari minyak kasar yang dihasilkan oleh pengempaan dan yang mengandung banyak zat padat bukan lemak, kita umpamakan tangki terisi oleh minyak kasar.

Jika minyak kasar kita biarkan maka isi tanki akan mengendap dan akan terbentuklah lapisan sebagai berikut :

a.   Lapisan pertama   :     Yang terutama terdiri dari minyak.

b.   Lapisan kedua       :     Terdiri dari Air dan minyak yang mungkin masih dikandungnya dan berada dalam bentuk yang terhomogenisir atau jika berbentuk emulsie maka minyak ini dengan air merupakan emulsie yang masih hidup.

c.   Lapisan ketiga       :     Pada umumnya terdiri dari emulsieminyak/air yang tak terpecahkan; yang menjadi stabilisator dari emulsie yang tak hidup ini terutama adalah zat-zat padat yang dikandung oleh minyak kasar.

Lapisan Pertama

Minyak dari lapisan ini masih mengandung bintik-bintik air dan zaat pengotor lainnya. Untuk memperoleh minyak murni maka kadar air diturunkan dari ± 0,75% sampai seminimal mungkin (atau berkisar £ 0,10%).

Lapisan Kedua

Jika dinilai dari sifat-sifat emulsi yang dikandungnya kecuali dengan oengendapan, minyak didalam lapisan ini dapat dibebaskan dengan proses kimia, umpamanya dengan pembubuhan Electrolyte yang dapat memecahkan emulsie.

Dengan percobaan kearah ini, ternyata hasil yang dicapai tidak memberikan harapan untuk dilakukan secara besar-besaran karena dari percobaan itu didapat kesan bahwa perobahan yang terjadi karena pembubuhan Electrolyte, disamping memecahkan beberapa emulsie yang telah ada, juga menimbulkan emulsie yang baru.

Oleh sebab itu maka pembebasan minyak dari emulsie lapisan kedua dengan jalan pemanasan atau dengan jalan pemusingan (Centrifuge) adalah tetap lebih sederhana.

Lapisan Ketiga

Lapisan ini mengandung emulsie yang tidak hidup dan zat organik yang padat.

Terbentuknya emulsie sangat dipengaruhi oleh tingkat hubungan secara kimiawi maupun physic antara zat padat itu terhadap zat yang meng-emulgeer (air).

Maka dalam hal ini perhatian yang khusus untuk lapisan ketiga tersebut sangat diperlukan, agar supaya kerugian minyak dapat dibatasi serendah mungkin.

Minyak kasar hasil pengempaan yang akan diendapkan mempunyai komposisi sebagai berikut :

  • Minyak : ± 50%
  • Air : ± 42%
  • Zat Padat : ±   8 %

Proses pengendapan (Settling) dilakukan didalam suatu tanki vertikal yang mempunyai daya tampung berkisar 70 M3.

Tanki ini disebut Static Clarifier (Clarification Tank) yang bekerja secara kontinu, artinya ninyak kasar dari Crude Oil Tank dipompakan ke tanki pengendap ini secara terus menerus dan pengeluaran dari tanki ini juga akan berlangsung secara terus-menerus yaitu berupa :

1. Minyak (Top Oil)

Minyak yang diperoleh dari hasil pengendapan ini mempunyai komposisi sebagai berikut :

  • Minyak                        : ± 99%
  • Air                    : ± 0,75%
  • Zat Padat        : ± 0,25%

Selanjutnya minyak ini dialirkan kedalam tangki penampung minyak (Oil Tank) untuk kemudian akan diproses lebih lanjut  dengan menggunakan oil Purifier dan Vacum Dryer.

Pemisahan yang terjadi adalah didasari “Hukum Bejana Berhubungan”’ dimana akan terjadi selisih ketinggian permukaan antara media ringan (minyak) dan media berat (air dan Sludge).

Karena pemisahan yang akan dilakukan adalah secara kontinue, maka selisih ketinggian dari kedua media tadi harus diatur posisinya agar tujuan/hasil pemisahan yang diperoleh enar-benar sesuai dengan apa yang kita inginkan.

Untuk mengatur selisih permukaan tersebut diatas, maka rumus sederhana yang biasa digunakan adalah sebagai berikut :

->  Po g x + Ps g y = Ps g  z

g    =    Percepatan gravitasi (» 9,81 m/dt2)

Po  =    Berat jenis minyak (» 0,9 gm/cc)

Ps  =    Berat jenis sludge (» 1,0 gm/cc)

Maka persamaan menjadi :

->  Po x + Ps y = Ps  z ………………………………. (1)

Sehingga persamaan (1) menjadi :

->  0,9x + y = z ………………………………………. (2)

Menurut gambar diatas, terlihat : SH + z  = x + y  dimana :

SH =    Selisih permukaan minyak dan sludge

x    =    Tinggi lapisan minyak

y    =    Tinggi lapisan Sludge

z    =    Tinggi lapisan miniyak dan sludge

->  SH =    x  +  y  –  z………………………………..  (3)

SH =    Ketinggian Sludge Skimmer dibandingkan Oil Skimmer.

Substitusi rumus (2) ke (3)

->  SH =  x  +  y  –  (0,9x  +  y)

=  x  +  y  –  0,9x  –  y

=  x  –  0,9x

=  0,1x

Jadi :

->  x  =  10 SH

Dari hasil perhitungan tersebut dapat disimpulkan bahwa selisih ketinggian antara permukan minyak dengan saluran keluar sludge atau tinggi SH adalah 1/10x.

2. Lumpur (Sludge)

Sludge yang diperoleh dari hasil pengendapan ini mempunyai komposisi sebagai berikut :

Minyak :  ±  15%

air           :  ±  75%

Zat padat :  ±  10%

Sludge ini kemudian dialirkan ke tanki Sludge untuk kemudian akan diproses lebih lanjut dengan Nozzle Separator atau Decanter.

Hal-hal yang perlu mendapat perhatian pada proses pemisahan dengan cara pengendapan ini antara lain adalah sebagai berikut :

a.   Untuk mendapatkan suatu hasil pemisahan yang baik, maka tangki Clarifier ini harus diisi secara kontinu dengan volume yang teratur dan dengan temperatur crude oil berkisar 95 s/d 100ºC.

Hindari cara pengisian yang berfluktuasi karena hal ini dapat menimbulkan Turbulensi dan mengacaukan lapisan-lapisan yang sudah terbentuk didalam tanki Clarifier.

b.   Tanki Clarifier dilengkapi dengan pipa pemanas (Heating Coil) yang berfungsi untuk memanaskan Crude Oil sisa pengolahan yang lalu dan hanya perlu dioperasikan paling lama 30 menit sebelum dimulainya pengolahan.

Selam proses berlangsung, pipa pemanas (Heating Coil) yang ada didalam tanki Clarifier tidak boleh dibuka/dioperasikan disebabkan hal-hal sebagai berikut :

  1. Pemanasan oleh Heating Coil akan menyebabkan air yang terkandung ada didalam Heavy Phase dan berada disekitar Heating Coil menjadi mendidih.
  2. Pada air yang mendidih akan timbul gelembung-gelembung udara yang bergerak keatas untuk kemudian menimbulkan arus (Turbulensi) yang akan mengacaukan proses pemisahan serta pengendapan yang sudah mulai terbentuk.
  3. Setiap pagi sebelum pengolahan dimulai dan sebelum dilakukan pemanasan pendahuluan, maka sebahagian kecil dari isi tanki (± 3 m3) perlu dikeluarkan dan dimasukkan kedalam bak penampung (sludge Drain Tank).

Maksud pengeluaran ini adalah agar kotoran dan pasir yang telah mengendap pada saat tangki dalam keadaan diam (Statis) dapat dikeluarkan.

Pada Sludge Drain Tank ini pasir dan kotoran akan dipisahkan dari minyak yang masih terikut bersamanya ; untuk kemudian minyak yang telah bebas dari pasir dan kotoran tersebut dikembalikan ke Clarifier Tank atau ke Crude Oil Tank.