Analisa Teknis Ekonomis Perencanaan Sistem Reverse

Analisa Teknis Ekonomis Perencanaan Sistem Reverse Osmosis Untuk Kebutuhan
Air Tawar (Domestic Fresh Water System) Pada Kapal Niaga (MT.Avila)
hhhh Oleh : Suryadi
Pembimbing : Ir.Alam Baheramsyah M.Sc
Department of Marine Engineering - Faculty of Marine Technology
Sepuluh Nopember Institute of Technology Surabaya
[email protected]
kapal niaga dilakukan dengan cara konvensional
yaitu dengan melakukan pengisian air bersih pada
tangki air tawar dari pelabuhan seperti yang
terdapat pada kapal MT.Avila. Tetapi ada beberapa
kapal yang sudah dilengkapi dengan distilator yang
digunakan pada kondisi tertentu.Untuk rute
pelayaran dengan waktu yang lama (jauh)
memerlukan air bersih yang banyak. Hal ini berarti
bahwa ukuran tangki air bersih menjadi sangat
besar sehingga penggunaan ruangan di kapal
menjadi kurang efesien.
Demikian juga biaya penyediaan air bersih juga
menjadi lebih besar. Untuk menghemat ruang
dalam kapal dengan ukuran tangki air bersih,
maka air bersih sebaiknya tidak hanya disediakan
di pelabuhan, tetapi air bersih juga disediakan
melalui teknologi desalinasi air laut menjadi air
tawar.Selain distilasi teknologi desalinasi yang
lain adalah teknologi Reverse Osmosis (RO).
Sistem ini banyak digunakan pada industri
pembangkit seperti PLTU dan masih jarang
digunakan di kapal.Dengan adanya perubahan
perancangan instalasi sistem air tawar dengan
menggunakan sistem konvesional ke perancangan
sistem air tawar dengan penambahan sistem
Reverse Osmosis (RO), maka akan berakibat pula
pada perubahan sistem perpipaannya. Perubahanperubahan yang dilakukan tersebut nantinya dikaji
lanjut, baik secara teknis maupun ekonomis.
Dari uraian dalam pendahuluan diatas maka
permasalahan yang akan dibahas adalah :
Bagaimana kekurangan dan kelebihan dari segi
teknis tentang perencanaan penggunaan sistem
Reverse Osmosis (RO) pada sistem air tawar
untuk kapal niaga.
Bagaimana kekurangan dan kelebihan dari segi
ekonomis tentang perencanaan penggunaan
sistem Reverse Osmosis (RO) pada sistem air
tawar untuk kapal niaga.
ABSTRACT
In general, the fresh water supply on merchant
ships is made in a conventional system by filling
clean water to the fresh water tank from the
harbour.
In this final project will be analyse in the
technical and economical on the design of fresh
water system by using a Reverse Osmosis system
and compare it with conventional system on the
vessel MT Avila.This case is included installation
design, the size of the fresh water tank, the amount
of payload, the cost of investment and operational
costs.
The conclution that get in this final project is
Reverse Osmosis (RO) system is very efficient
when applied to merchant ships such as vessel
MT. Avila because with this system the ship is
capable to producing its own fresh water,size of
fresh water tank is more smaller,for a new
building payload of ship can be improved. For the
percentage of total costs for needs of fresh water
is more cheap about 61,2 persen than conventional
system.
Key words: Fresh water domestic system,
Reverse Osmosis system, conventional system
LATAR BELAKANG
Suatu kemajuan teknologi di dalam dunia
maritim terutama di bidang perkapalan di
Indonesia harus dapat mengembangkan teknologi
yang serba cepat, mudah dan efisien dalam
merancang suatu kapal ataupun di dalam
pemakaian suatu kapal.
Di dalam suatu kapal terdapat berbagai sistem
misalnya sistem air tawar (Domestic fresh water
system) dimana sistem ini mengatur tentang supply
air tawar untuk semua kebutuhan air tawar (fresh
water) di kapal.
Sistem air tawar di kapal ini merupakan sistem
yang sangat vital,ini dikarenakan air tawar
digunakan untuk makan ,minum,mandi, cuci para
ABK, pendinginan mesin dan kebutuhan lainnya di
kapal.Pada umumnya persediaan air bersih pada
Adapun batasan masalah dari Tugas Akhir ini
adalah :
Dalam Tugas Akhir ini hanya terbatas pada
analisa aspek teknis dan ekonomis sistem air
1
tawar (Domestic fresh water system) dengan
penambahan sistem Reverse Osmosis,lalu
membandingkan dengan sistem konvensional.
Dalam Tugas Akhir ini objek yang dianalisa
hanya kapal niaga (MT. Avila).
Penulisan Tugas Akhir ini bertujuan untuk :
Mendapatkan desain sistem air tawar
(Domestic fresh water system) kapal MT. Avila
dengan sistem Reverse Osmosis (RO).
Mengetahui aspek teknis dan ekonomis pada
perancangan sistem air tawar dengan
penambahan sistem Reverse Osmosis (RO) jika
diaplikasikan
pada
kapal
niaga
dan
membandingkannya
dengan
sistem
konvensional.
20 persen dari total penduduk indonesia.(Suara
Pembaruan-23 Maret 2007).
Berdasarkan fakta di atas secara tidak langsung
kondisi air bersih di indonesia juga berdampak
terhadap bidang perkapalan khususnya mengenai
kebutuhan air bersih di kapal,yang mana air bersih
di kapal digunakan untuk makan,minum,mandi,
cuci para ABK,pendinginan mesin dan kebutuhan
lainnya di kapal.Maka dari itu sangat diperlukan
teknologi pengolahan air bersih sehingga akan
membantu dalam persediaan air bersih di
kapal.Desalinasi merupakan merupakan cara lama
untuk mendatangkan air dalam skala besar namun
untuk memperbaiki cara desalinasi konvensional
diperlukan cara khusus dan modern,tidak hanya itu
juga cara tersebut harus murah dan tahan lama.
Manfaat yang dapat diperoleh dari tugas akhir
ini sebagai berikut:
Memberikan masukan untuk pihak yang
berkaitan dalam
mendesain perancangan
sistem air tawar di kapal dengan sistem Reverse
Osmosis (RO).
Mengetahui kelebihan dan kekurangan dari segi
teknis dan ekonomis dalam perancangan sistem
air tawar dengan menggunakan sistem Reverse
Osmosis (RO) pada kapal niaga.
Sistem instalasi air tawar
Sistem air tawar (Domestic fresh water system)
merupakan salah satu sistem di kapal yang
berfungsi untuk memenuhi semua kebutuhan air
tawar di kapal yang mana air tawar dikapal
digunakan untuk makan,minum, mandi,cuci para
ABK, pendinginan mesin dan kebutuhan lainnya
di kapal.Air yang digunakan adalah air yang baik,
bersih dan menyehatkan sehingga peningkatan
kualitas air sangat penting di kapal.
Kebutuhan air tawar kapal
Penyediaan kebutuhan air bersih di Indonesia
saat ini masih minim.Di kota-kota besar pelayanan
penyediaan air bersih baru mencapai 45
persen,sedangkan di pedesaan juga baru sebesar 10
persen.Ini membuktikan terjadinya krisis air bersih
di Indonesia.
Kekurangan air telah berdampak negatif
terhadap semua sektor,termasuk kesehatan.Tanpa
akses air minum yang higienis mengakibatkan
3.800 anak meninggal tiap hari oleh
penyakit.Begitu peliknya masalah ini sehingga
para ahli berpendapat bahwa suatu saat nanti,akan
terjadi”pertarungan” untuk memperebutkan air
bersih ini.Sama halnya dengan pertarungan untuk
memperebutkan sumber energi minyak dan gas
bumi.Di
indonesia
sendiri,dengan
jumlah
penduduk mencapai 200 juta,kebutuhan air bersih
menjadi
semakin
mendesak.Kecenderungan
konsumsi air diperkirakan terus naik hingga 15-35
persen per
kapita
per
tahun.Sedangkan
ketersediaan air bersih cenderung melambat
(berkurang) akibat
kerusakan alam dan
pencemaran.Sekitar 119 juta rakyat indonesia
belum memiliki akses terhadap air besih.
Penduduk indonesia yang bisa mengakses air
bersih untuk kebutuhan sehari-hari,baru mencapai
Gambar 1. Diagram sistem air tawar
Keterangan :
1. Tangki persediaan
9. Pipa pembagi
2. Pipa pengisian
10. Tempat penggunaan
3. Pipa udara
11. Heating coil
4. Sounding pipa
12. Pipa udara
5. Pompa tangan
13. Oven flow pipa
6. Pompa centrifugal 14. Katup test
7. Tangki dinas
15. Selang (Hose)
8. Pipa pengisap
16. Pipa Utama
Tangki persediaan (1) dilengkapi dengan
sounding pipe (4) dan vent pipe (3) dan diisi
melalui pipe pengisian (2) yang menembus
geladak.Melalui lubang pemasukan (8), pompa
tangan (5) atau pompa centrifugal (6), air minum
2
bantalan udara, air dialirkan melalui pipa (8) ke
tempat-tempat penggunaannya (9). Bilamana air
dipergunakan didalam tangki turun, dan bilamana
tekanan mencapai suatu harga yang tertentu,
pressure relay (5) menjalankan motor listrik (7)
lagi, melalui aliran listrik (6) dan pompa (2) mulai
memasukkan air lagi ke dalam pneumatic tank.
kkkPompa centrifugal dapat dipisahkan dari sistem
ini dengan ketentuan disconnecting valve (katupkatup yang dapat memisahkan bagian-bagian)
(15).Tangki diperlengkapi dengan disconnecting
valve (16) dan katup pengeringan (14), dan diganti
dengan udara melalui pipa (10) dan katup penutup
(stop valve) (11). (Teknik Konstruksi Kapal Baja
Jilid 2.hal 285-289)
dialirkan ke tangki dinas (7) yang melengkapi
dengan pipa udara (12) dan heating coil (11).
Dari tangki dinas (7) air dialirkan melalui pipa
utama (16) ke tempat-tempat penggunaan (10).
Tangki dinas (7) mempunyai overflow pipe (13)
dengan sebuah katup test (14 valve) untuk
mengembalikan kelebihan air kembali ke tangki
persediaan (1).Hubungan dengan overflow pipa
pada cabang pipa dengan test valve (14) yang
menuju ke ruangan di mana pompa-pompa
dipasang. Sistem ini dapat diisi di pelabuhan
melalui selang (house) (15).
Sistem instalasi air laut
Cara kerja otomatis dari sistem air laut dapat
dicapai dengan mempergunakan tangki-tangki
pneumatik (hydrophore tank). Sebuah diagram dari
sistem itu dapat dilihat pada Gambar 2.berikut.
II.3. Desalinasi
Beberapa metode desalinasi air laut diteliti dan
dikembangkan untuk memperoleh air tawar dari air
laut yang asin karena mengandung garam.
Membuang garam-garam yang terlarut dari dalam
air disebut desalinasi.Dewasa ini desalinasi
merupakan salah satu masalah yang mendesak
untuk mendapat perhatian. sumber lain.
Pertambahan penduduk,industri dan irigasi
harus diimbangi tersedianya air tawar yang
cukup.Desalinasi
dapat
dilakukan
dengan
penyulingan,pembekuan,osmosis balik (Reverse
Osmosis),elektrodialisis,dan pertukaran ion.
Prinsip Dasar Reverse Osmosis
Apabila duah buah larutan dengan konsentrasi
encer dan konsentrasi pekat dipisahkan oleh
membran semi permeable,maka larutan dengan
konsentrasi yang encer akan terdifusi melalui
membran semi permeable tersebut masuk ke dalam
larutan yang pekat sampai terjadi kesetimbangan
konsentrasi.Phenomena tersebut dikenal sebagai
proses osmosis.
Gambar 2. Diagram kerja otomatis sistem air laut
Keterangan:
1. Pompa tangan
2. Pompa centrifugal
3. Tangan pneumatic
4. Udara
5. Pressure relay
6. Aliran listrik
7. Mesin listrik
8. Pipa pembagi
9. Tempat penggunaan
10. Pipa pemasukan udara
11. Stop valve
12. Katup
13. Non return valve
14. Katup pengeringan
15. Disconnecting valve
16. Disconnecting valve
Air dimasukkan dengan pompa (1) yang
digerakkan oleh motor (7) melalui katup (12) dan
non return valve (13) masuk ke dalam tangki
pneumatic (3). Pada waktu permukaan air di dalam
tangki naik, tekanan udara di dalamnya juga akan
naik, dan sebuah bantalan udara akan terbentuk.
Pada suatu tekanan yang tertentu yang diberikan
oleh bantalan udara, pressure relay (5) akan
mematikan
mesin
listrik
(7)
sehingga
menghentikan pemasukan air ke dalam tangki.
gggKemudian oleh aksi dari tekanan di dalam
Gambar 4. Prinsip dasar proses osmosis balik
(Reverse Osmosis)
3
Daya penggerak (driving force) yang
menyebabkan terjadinya aliran /difusi air tawar ke
dalam air asin melalui membran semi permeable
tersebut dinamakan tekanan osmosis.Besarnya
tekanan osmosis tersebut tergantung dari
karakteristik membran, temperatur air, dan
konsentrasi garam yang terlarut dalam air.Tekanan
osmotik normal air laut yang mengandung TDS
35.000 ppm dan suhu 25ºC adalah kira-kira 26,7
kg/cm², dan untuk air laut di daerah timur tengah
atau laut merah yang mengandung TDS 42.000
ppm,dan suhu 30ºC,tekanan osmotik adalah 32,7
kg/cm².Apabila tekanan kerja lebih besar dari
tekanan osmotiknya,maka aliran air tawar akan
berbalik yakni dari air asin ke air tawar melalui
membran semi permeable (Reverse Osmosis).
Qp = debit air olahan (liter/jam)
Qf = debit air baku (liter/jam )
angDidalam prakteknya,proses pengolahan air laut
dengan Sistem RO terdiri dari 4 proses utama,
yaitu
(1) pretreatment,
(2) pressurization,
(3) membrane separation, (4) post treatment
stabilization. Pada gambar 5. akan dijelaskan
mengenai proses utama yang terdapat pada sistem
Reverse Osmosis (RO).
Tekanan osmosis dari suatu larutan dapat
dinyatakan dalam persamaan :
Π π = 1,12 (t + 273)Σ mi
Dimana,
π = tekanan osmosis (Psi)
d t = suhu (ºC)
Σmi = jumlah molalitas kandungan t
ionik/nonionik
Gambar 5. Proses utama osmosis balik (Reverse
Osmosis)
Proses desalinasi dengan Reverse Osmosis
Di dalam proses desalinasi air laut dengan
sistem
Reverse
Osmosis
(RO),tidak
memungkinkan untuk memisahkan seluruh garam
dari air lautnya, karena akan membutuhkan
tekanan yang sangat tinggi sekali.Oleh karena itu
pada kenyataannya, untuk menghasilkan air tawar
maka air asin atau air laut di pompa dengan
tekanan tinggi ke dalam suatu modul membrane
osmosis balik yang mempunyai dua buah outlet
yakni outlet untuk air tawar yang dihasilkan dan
outlet untuk air garam yang telah dipekatkan
(reject water).
Proses desalinasi dengan Reverse Osmosis:
Pretreatment : Air umpan (air laut ) pada tahap
pretreatment
disesuaikan dengan membran
dengan cara memisahkan padatan tersuspensi,
menyesuaikan pH, dan menambahkan inhibitor
untuk mengontrol scaling yang dapat disebabkan
oleh senyawa tetentu, seperti kalsium sulfat.
Pressurization: Pompa akan meningkatkan
tekanan dari umpan yang sudah melalui proses
pretreatment hingga tekanan operasi yang sesuai
dengan membran dan salinitas air umpan.
Separation:
Membran permeable akan
menghalangi aliran garam terlarut, sementara
membran akan memperbolehkan air produk
terdesalinasi melewatinya. Efek permeabilitas
membran ini akan menyebabkan terdapatnya dua
aliran, yaitu aliran produk air bersih, dan
aliran brine terkonsentrasi. Karena tidak ada
membran yang sempurna pada proses pemisahan
ini, sedikit garam dapat mengalir melewati
membran dan tersisa pada air produk. Membran
RO memiliki berbaga jenis konfigurasi, antara
lain spiral
wound dan hollow
fine
fiber
membranes.
Stabilization: Air produk hasil pemisahan
dengan
membran
biasanya
membutuhkan
Laju pemisahan garam dapat dilihat pada
persamaan :
S = {(Cf – Cp)}x 100
Dimana,
Cp = konsentrasi garam air olahan (mg/liter)
Cf = konsentrasi garam air baku (mg/liter )
Laju produksi dapat
menggunakan persamaan :
R=
Dimana,
ditentukan
dengan
Qp
100 0 0
Qf
4
penyesuaian pH sebelum dialirkan ke sistem
distribusi untuk dapat digunakan sebagai air
minum. Produk mengalir melalui kolom aerasi
dimana pH akan ditingkatkan dari sekitar 5 hingga
mendekati 7. (Danial/fadjar.P, Majalah Tren
Keunggulan lain yang menarik pada proses
Osmosis Balik antara lain yakni pengoperasiannya
dilakukan pada suhu kamar tanpa instalasi
penambah uap,mudah untuk memperbesar
kapasitas,serta pengoperasian alat mudah.
Kualitas air olahan sistem Reverse Osmosis
Pengertian LWT dan DWT kapal.
Parameter yang mengindikasikan ukuran kapal
terdiri dari displacement,DWT dan LWT.
Displacement dapat diartikan sebagai berat fluida
yang dipindahkan oleh badan kapal yang tercelup
di bawah permukaan fluida (air) atau dengan kata
lain displacement sama dengan berat kapal secara
keseluruhan, yang relevan dengan air laut dengan
massa jenis 1,025 ton/m3.
Displacement kapal terdiri atas bobot mati
(Dead Weight Tonnage/DWT) dan berat kapal
kosong (Light Weight Tonnage/LWT),di mana
DWT sama dengan kapasitas pembebanan kapal
termasuk bunkering dan supply penting lain yang
berhubungan dengan konfigurasi penggerak
kapal.Sedangkan LWT merupakan berat kapal
tanpa muatan,bahan bakar,minyak pelumas,awak
kapal,air tawar dan air ballast.Sehingga bobot mati
kapal (DWT) direpresentasikan sebagai perbedaan
antara displacement dengan berat kapal kosong
(LWT),yang diekspresikan sebagai
Konstruksi edisi Agustus 2010).
DWT = Displacement – LWT
Berat kapal kosong (LWT) tidak digunakan
sebagai patokan utama untuk menentukan ukuran
kapal,melainkan dead weight (DWT) yang
berhubungan langsung dengan perubahan sarat
kapal seperti kapasitas pembebanan termasuk
bahan bakar,minyak pelumas, fluida pendingin, air
ballast,persediaan air tawar, awak kapal dan
muatan utama. Kadang-kadang DWT juga
digunakan sebagai dasar untuk menentukan Desain
Draft dari kapal yang akan direncanakan.Maka
perhitungan DWT dimulai dari komponen yang
mana terdiri dari berat bahan bakar dari main
engine atau mesin induk dimana dapat
dirumuskan:
Keterangan :
Perhatikan PH Air pada hasil penyaringan Reverse
Osmosis yang terkadang hasilnya justru turun
dibawah standar air mineral setelah proses
penyaringan. Namun, hal tersebut tidak menjadi
masalah sesuai standar persyaratan mutu air
minum dalam kemasan untuk air demineral yang
standar Ph nya antara 5,0 – 7,5.Yang termasuk air
Demineral adalah proses Destilasi, Deionisasi,
Reverse Osmosis dan proses sejenis lainnya.
(www.airminumisiulang.com)
Keunggulan proses osmosis balik (RO) :
Keunggulan utama yang menjadikan Proses
Osmosis Balik sebagai metode pengolahan air asin
yang menarik ialah konsumsi energi yang sangat
rendah.Untuk
instalasi
dengan
kapasitas
kecil,konsumsi energi yang khusus ialah kira-kira
8-9 kwh/T untuk air laut yang mempunyai 35.000
ppm TDS dan kira-kira 9-11 kwh/T untuk air laut
yang mempunyai 42.000 ppm TDS.Konsumsi
energi sedikit lebih kecil untuk kapasitas besar
atau untuk persen recovery yang lebih kecil.
W FO
= BHP x SFOC x
S
K
Vdinas
Dimana :
WFO = Berat bahan bakar yang dibawa (ton)
P
= Power main engine (Kw)
SFOC = Spesifik Fuel Oil Consumption
(g/kw.h)
S
= Radius pelayaran (mil laut)
Vdinas = Kecepatan kapal (knot)
5
K
= Konstanta penambahan bahan bakar
(1,3x 10-6)
Depresiasi adalah turunnya nilai / harga dari
sebuah benda karena pemakaian dan kerusakan
benda itu, sedangkan amortisasi adalah
pembayaran dalam suatu periode tertentu.
� Biaya operasi pemeliharaan
Agar dapat memenuhi umur proyek sesuai
dengan yang direncanakan pada detail desain maka
diperlukan biaya untuk operasi dan pemeliharaan
proyek.
Ekonomi teknik
Ekonomi Teknik merupakan disiplin ilmu yang
berkaitan dengan aspek-aspek ekonomi dalam
teknik,yang terdiri atas evaluasi sistematis dari
biaya-biaya dan manfaat-manfaat usulan proyek
teknik.
Pada pelaksanaan pembangunan, mulai dari ide,
studi kelayakan,perencanaan,pelaksanaan sampai
pada
operasi
pemeliharaan
membutuhkan
bermacam – macam biaya antara lain:
Biaya investasi ( Capital Cost )
Biaya modal adalah jumlah semua pengeluaran
yang dibutuhkan mulai dari pra studi sampai
proyek selesai dibangun. Semua pengeluaran yang
termasuk biaya modal ini dibagi menjadi dua
bagian :
a. Biaya Langsung ( Direct Cost )
Biaya ini merupakan biaya yang diperlukan
untuk pembangunan sebua proyek.
b. Biaya Tak Langsung ( Indirect Cost )
Biaya ini ada tiga komponen yaitu :
i. Biaya tak terduga dari biaya langsung.
Kemungkinan hal yang tak terduga ini
dikelompokan menjadi tiga, yaitu :
� Pengeluaran yang timbul tapi tidak pasti
� Biaya yang mungkin timbul tapi tidak terlihat
� Biaya yang mungkin timbul karena kenaikan
harga
ii. Biaya teknik ( Engineering Cost )
Biaya teknik adalah biaya pembuatan desain
mulai dari studi awal ( preliminary study ), pra
studi kelayakan, studi kelayakan, biaya
perencanaan dan pengawasan selama waktu
konstruksi.
iii. Bunga ( Interest )
Dari periode waktu dari ide sampai pelaksanaan
fisik, bunga berpengaruh terhadap biaya langsung,
biaya tak terduga, dan biaya teknik sehingga harus
diperhitungkan.
Biaya tahunan ( Annual Cost )
Biaya yang diperlukan sampai umur proyek
selesai. Biaya ini merupakan beban yang masih
harus dipikul oleh pihak pemilik / investor. Pada
prinsipnya biaya yang masih diperlukan sepanjang
umur proyek ini merupakan biaya tahunan ( A )
terdiri dari :
� Bunga
Biaya ini menyebabkan terjadinya perubahan
biaya modal karena adanya tingkat suku bunga
selama umur proyek.
� Depresiaasi / amortisasi
METODE PENELITIAN
Didalam melaksanakan penelitian untuk Tugas
Akhir ini digunakan tahapan-tahapan metode
penelitian sebagai berikut :
Pengumpulan data
Pengambilan data dilakukan dengan cara studi
lapangan yang meliputi:
a. Gambar dari general arrangement kapal MT.
Avila.
b. Gambar dari fresh water & sea water system
MT. Avila
Mendesain system air tawar MT. Avila dengan
system reverse osmosis (RO)
Mendesain system air tawar MT. Avila dengan
penambahan sistem reverse osmosis, sehingga
tampak perubahan-perubahan yang terjadi dari
desain secara konvensional dengan desain yang
menggunakan reverse osmosis.
Analisa teknis dan ekonomis
Menganalisa dari segi teknis dan ekonomis dari
system kebutuhan air tawar yang telah didesain
dengan sistem reverse osmosis (RO). Kajian teknis
tentang perubahan yang dilakukan dalam
sistemnya untuk perancangan system air tawar
menggunakan sistem reverse osmosis.Dalam
kajian
ekonomis
yang
dibahas
adalah
perbandingan investasi dan biaya operasional
yang dibutuhkan selama umur proyek kapal.
Membandingkan dengan sistem konvensional
Dari hasil analisa teknis dan ekonomis yang
menggunakan sistem reverse osmosis kemudian
dibandingkan dengan sistem yang konvensional.
Di sini akan timbul perbedaan sehingga dapat
dilakukan analisa pada tahap selanjutnya.
Analisa dan pembahasan
Jika hasil perbandingan sesuai maka
selanjutnya dilakukan analisa dan pembahasan.
Dari sini akan didapatkan hasil berupa kelebihan
dan kekurangan antara sistem konvensional
dengan sistem reverse osmosis.
Kesimpulan dan saran
Kesimpulan berdasarkan dari hasil analisa data dan
pembahasan yang telah dilakukan. Selanjutnya
adalah memberikan saran-saran yang diberikan
6
sebagai masukan dan bahan pertimbangan pihak
yang berkaitan untuk melakukan analisa lebih
lanjut.
Dalam penyelesaian tugas akhir ini penulis
mengikuti diagram alir seperti pada gambar berikut
assignment)
: 8 x 1 = 8 men
6 x 2 = 12 men
Total = 20 men
Genset
: AC 450 V / 3 φ / 60 Hz 320 KW
2 buah
Main Engines : 2 x YANMAR 1471 x 750 rpm
Cargo oil Tank : 7050 m3
F.W Tank
: 120 m3
H.F.O Tank
: 300 m3
M.D.O Tank
: 60 m3
SLOP Tank
: 250 m3
(Sumber : PT. DOK dan Perkapalan Surabaya
(Persero)
Complement
Perhitungan kebutuhan air bersih kapal
MT.Avila
Main engine yang digunakan pada kapal MT.
Avila berjumlah 2 set dengan spesifikasi yang
sama.Adapun spesifikasi mesinnya adalah sebagai
berikut :
Jenis
Type
Daya Max
Jml.Sylinder
Bore
Stroke
Rpm
Cycle
SFOC
: YANMAR
: 6EY26 in-line
: 1471 kW (1972,6 hp)
:6
: 260 mm
: 385 mm
: 750 r/min
: 4 strokes engine
: 197 g/kWh (144,68 gr/BHP.h)
Dari data-data main engine di atas akan
dihasilkan perhitungan jarak pelayaran kapal MT.
Avila dengan perhitungan sebagai berikut :
WFO
FO
WFO
300 m³ =
0,991ton / m 3
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Data Kapal
Adapun principle dimention kapal MT. Avila
adalah sebagai berikut :
Name of ship : MT.Avila
Owner
: Prestige Marine Service PTE
LTD
Type of ship
: 6300 DWT Oil Tanker
Shipyard
: PT. DOK dan Perkapalan
Surabaya
Length O.A
: 93.00 m
Length B.P
: 87.00 m
Beam Mld
: 17.50 m
Depth Mld
: 9.00 m
Draft Designed : 6.70 m
Vs
: 12 knot
Scantling Draft : 7.20 m (subject to freeboard
V FO
=
W FO
= 297,3 ton
W FO
= BHP x SFOC x
297,3
= 3945,2 x 289,36 x
S
= 2403,94 mil laut.
Waktu pelayaran:
S=VxT
7
S
1,3 10
Vdinas
S
1,3 10
12
6
6
T=
teknologi Reverse Osmosis (RO). Cara kerja
sistem ini adalah memindahkan air melalui satu
tahap ke tahap berikutnya yakni bagian yang lebih
encer ke bagian yang lebih pekat. Sistem ini
mampu menyaring 99% bakteri dan partikel
dengan
diameter
0.0001
µm,sehingga
menghasilkan air tawar yang berkualitas.
Untuk mendesain system RO diperlukan tiga
tahapan antara lain:
- Analisa kualitas air baku.
- Pemilihan spesifikasi komponen yang
digunakan.
Pemilihan spesifikasi peralatan didasarkan pada
kualitas air baku dan kapasitas yang
dibutuhkan.
- Desain dan rencana sistem Reverse Osmosis.
Desain atau rancangan unit pengolahan air
dituangkan kedalam gambar desain untuk
memudahkan dalam pengerjaan.
Analisa kualitas air baku
Kandungan air laut :
- TDS 35.000 ppm pada suhu 25 ºC
TDS 42.000 ppm pada suhu 30 ºC
- NaCl sebesar 20 gr/l
- Densitas garam 1,5 gr/ml
(Sumber : Laboratorium teknik penyehatan)
2403,94mil
12knot / mil
T = 200,33 jam = 8,34 hari532vb88888
Maka kapal MT.Avila tersebut beroperasi selama
kurang lebih 8 hari.
Diketahui kapasitas tangki fresh water dari data
kapal MT.Avila adalah 120 m3 maka sebanding
dengan 120.000
liter.Pengoperasian
kapal
MT.Avila kurang lebih 8 hari,maka dalam satu
hari pengoperasian membutuhkan air tawar 15.000
liter perhari.
Desain sistem air tawar pada kapal MT.Avila
Pada umumnya persediaan air bersih tersebut
dilakukan di pelabuhan yaitu dengan cara
melakukan pengisian air bersih pada tangki air
tawar.Dari tangki air tawar (FW tank) air bersih
didistribusikan ke masing geladak dengan
menggunakan tangki bertekanan (hydrophore)
yang dilengkapi dengan pompa air tawar (FW
pump).
Perhitungan tekanan osmosis :
Volume NaCl =
20 gr
1,5 gr / ml
13,3ml
Volume pelarut = 1000 ml – 13,3 ml = 9986,67
ml= 0.9987 l
Suhu (t) = 25 ºC
Tekanan osmosis (π) = 1,12 (t + 273)Σmi
= 1,12 (25+273){ 20 gr : [(Mr Na+Mr Cl)/Vol
pearut]}
= 1,12 x 298 K {20 gr :[(23+35,5)/0,9987]}
= 113,95 Psi (7,97 bar)
Perhitungan di atas memperlihatkan besarnya
tekanan osmosis untuk air asin (air baku) yang
mengandung 20 gr NaCl adalah sebesar 113,95
Psi,sehingga diperlukan tekanan yang lebih besar
dari 113,95 Psi untuk dapat menyaring molekul
garam oleh membrane.
Gambar 8. Sistem air tawar secar konvensional
pada
kapal
MT.Avila
Desain sistem air tawar dengan system Reverse
Osmosis (RO).
Sistem air tawar (fresh water system) dengan
system Reverse Osmosis merupakan system air
tawar yang sudah dilengkapi dengan system
desalinasi untuk mengubah air laut menjadi air
tawar.Pada kapal MT. Avila system desalinasi
yang direncanakan adalah dengan menggunakan
Pemilihan spesifikasi komponen RO
Komponen-komponen system Reverse Osmosis
yang akan digunakan di kapal MT.Avila terdiri
dari 3 macam komponen utama antara lain:
8
- Unit pengolahan tingkat awal
- Unit Reverse Osmosis (RO)
- Unit pembangkit listrik (sumber tenaga)
 Unit pengolahan awal
Unit ini digunakan untuk mengolah air laut
sebelum diproses di dalam unit RO.Air laut yang
dekat dengan pantai masih mengandung partikel
padatan tersuspensi, mineral, plankton dan
lainnya,maka air baku tersebut perlu dilakukan
pengolahan
pendahuluan.Unit
pengolahan
pendahuluan yang akan digunakan pada system
RO kapal MT.Avila terdiri dari beberapa peralatan
utama antara lain:
digunakan untuk menaikkan pH kearah
netral.Penggunaan
kalium
permanganate
dimaksudkan untuk membunuh bakteri-bakteri
pathogen,sehingga tidak menimbulkan masalah
penyumbatan di system penyaringan berikutnya
karena terjadinya proses biologi (terbentuknya
lumut dll.).
Spesifikasi tangki KMnO4:
Model
: BT 5040
Volume
: 50 liter
Dimension
: Ø 50 cm x 40 cm
Material of Contraction : FRP (Fiberglass
Reinforced
Plastic)
Number
: 1 unit
1. Pompa clarifier
Pompa clarifier digunakan untuk memompa air
laut menuju tangki air baku.Pompa ini
direncanakan menggunakan pompa air laut (sea
water pump) yang sudah ada di kapal MT. Avila.
Spesifikasi dari pompa clarifier tersebut adalah:
Jenis pompa
: Sentrifugal pump 2 set (sea water
pump)
Kapasitas
: 1,0 m3/h
Tekanan
: 0,45 MPa
5. Tangki reaktor
Berfungsi untuk mengakomodasikan terjadinya
proses pencampuran antara air baku dan bahanbahan kimia tertentu.Biasanya dipakai Kalium
permanganate atau klorin yang berfungsi sebagai
zat oksidator untuk menurunkan kandungan bahan
organic dan soda ash yang digunakan untuk
menaikan pH kearah netral.
Spesifikasi Tangki reaktor:
Kapasitas
: 0,5-1m3/jam
Ukuran
:
63
cm
x
120
cm,dilengkapi dengan
penyangga
Material
: Fiber Reinforced Plastic
(FRP)
Inlet/Outlet
: 1”
Tekanan Operasi
: 4 bar
Jumlah
: 1 unit
2. Tangki air baku
Tangki penampungan air baku berfungsi untuk
menampung air laut yang akan diolah dengan
system RO.Tangki yang akan digunakan adalah
tangki air laut bertekanan (SW pressure
tank/hydrophore) yang telah terpasang di kapal
MT.Avila.
Spesifikasi tangki air baku:
Jenis
: Sea water pressure tank
Kapasitas : 0,5 m3
Tekanan : 0,4 MPa
6. Saringan pasir cepat (Pressure Sand Filter)
Berfungsi menyaring partikel kasar yang
berasal dari air baku dan hasil oksidasi kalium
permanganate atau klorin,termasuk besi dan
mangan.Unit filter berbentuk silinder dan terbuat
dari bahan fiberglas.
Spesifikasi saringan pasir cepat:
Satu paket dengan unit Reverse Osmosis (RO)
3. Pompa dosing KMnO4
Berfungsi untuk menginjeksikan larutan
Kalium
Permanganat
(KMnO 4)
untuk
mengoksidasi zat besi atau mangan yang ada di
dalam air baku.
Spesifikasi pompa dosing KMnO4:
Type
: Chemtech 100/030
Pressure
: 7 Bar
Capacity
: 4.7 lt/hour
Pump head
: SAN
Diaphragm
: Hypalon
Number
: 1 unit
7. Filter mangan zeolit (Manganese Greensand
Filter)
Berfungsi untuk menyerap zat besi atau
mangan di dalam air yang belum sempat
teroksidasi di dalam tangki reactor dan saringan
pasir cepat.
Spesifikasi filter mangan zeolit :
Satu paket dengan unit Reverse Osmosis (RO)
4. Tangki KMnO4
Berfungsi untuk menampung larutan kalium
permanganate (KMnO4).Larutan ini berfungsi
sebagai zat oksidator untuk menurunkan
kandungan bahan organik dan soda ash yang
8. Filter karbon aktif (Activated Carbon Filter)
9
sangat kecil.Dari perhitungan analisa kualitas air
baku didapatkan tekanan osmosis untuk air asin
(air baku) yang mengandung 20 gr NaCl adalah
sebesar 113,95 Psi (7,97 bar),sehingga diperlukan
tekanan yang lebih besar dari 113,95 Psi(7,97 bar)
untuk dapat menyaring molekul garam oleh
membrane.
Spesifikasi pompa air baku yang dipilih:
Type
: Satu paket dengan unit Reverse
Osmosis (RO)
Daya
: 1,5 KW
Tekanan : 200 Psi ( 13,98 bar )
Berfungsi untuk penghilang bau,warna, logam
berat dan pengotor -pengotor organik lainnya.
Ukuran dan bentuk unit ini sama dengan unit
penyaring
lainnya.Media
penyaring
yang
digunakan adalah karbon aktif granular atau
butiran dengan ukuran 1-2,5mm atau resin sintetis,
Spesifikasi filter karbon aktif :
Satu paket dengan unit Reverse Osmosis (RO)
9. Filter cartridge untuk RO
Filter ini berfungsi sebagai penyaring untuk
menjamin bahwa air yang akan masuk ke proses
penyaringan osmosis balik benar-benar memenuhi
syarat air baku bagi system osmosis balik (RO).
Spesifikasi filter cartridge untuk RO:
Kapasitas
: 20 liter/menit
Tekanan max : 125 Psi
Inlet/Outlet
: 3/4 “
Diameter pore : 0,5 mikron & 0,35 mikron
Jumlah
: 2 unit
 Unit Reverse Osmosis (RO)
1. Reverse Osmosis (RO) Unit
Unit Osmosis balik (RO) merupakan jantung
dari system pengolahan air secara keseluruhan.
Unit ini terdiri dari selaput membrane yang
digulung secara spiral dengan pelindung kerangka
luar (vessel) yang tahan terhadap tekanan tinggi.
Spesifikasi unit Reverse Osmosis (RO):
Merk
: CHIWATEC
Model number
: Pengolahan air (S2T5000GPD
Dengan pra-perawatan)
Kapasitas
: 800 liter/jam (19.200
liter/hari)
Air baku (TDS)
: 3000 ppm
Fitur :
10. Dosing pump bahan kimia RO
Dalam system pengolahan air laut dengan
system reverse osmosis,sebelum masuk ke unit RO
dibutuhkan 3 (tiga) buah pompa dosing,masingmasing untuk menginjeksikan larutan anti
scalant,larutan anti fouling dan larutan control pH.
Spesifikasi dosing pump untuk bahan kimia RO:
Type
: Chemtech 100/030
Pressure
: 7 Bar
Capacity
: 4.7 lt/hour
Pump head
: SAN
Diaphragm
: Hypalon
Number
: 3 unit (weight @2,6 kg)
-
11. Tangki bahan kimia untuk RO
Untuk menampung larutan anti scalant (anti
kerak),larutan anti biofouling (penyumbatan oleh
mikroba).
Spesifikasi tangki bahan kimia RO:
-
Model
: BT 5040
Volume
: 50 liter
Dimension
: Ø 50 cm x 40 cm
Material of Contraction : FRP (Fiberglass
Reinforced
Plastic)
Number
: 2 unit
TFCRO membran dengan rata-rata 99%
Penolakan garam;
Saringan pasir kuarsa (Quartz sand filter )
Karbon aktif filter (Activated carbon
filter )
Pelunak ( Softener )
SS Pompa Sentrifugal
FRP pressure Vessel
5 Micron Sediment filter
Data teknis :
-
12. Pompa air baku
Pompa ini berfungsi untuk memompa air baku
dari tangki air baku menuju unit Reverse Osmosis
(RO).Pompa ini merupakan pompa tekanan tinggi
sehingga mampu mendorong air baku menembus
membrane RO yang mempunyai porositas yang
10
Produksi: 800 LPH
Jumlah Elemen: 2 pcs
Dirancang recovery rate: 30%
Power supply: 380V/220V, 50Hz/60Hz, 1
phase/tri-phase
Driving motor: 1.5KW
Tekanan operasi: 200 psi
Demensions: 760mm*760mm*1700mm
Berat: 100kg
Jenis pompa
: Sentrifugal pump 2 set (fresh
water pump)
Kapasitas
: 1,0 m3/h
Tekanan
: 0,45 MPa
 III. Unit pembangkit listrik (sumber tenaga)
Merupakan sumber tenaga yang dibutuhkan
untuk menjalankan seluruh unit osmosis balik
(RO).Tenaga yang dibutuhkan sangat bervariasi
tergantung dari kapasitas alat yang diinginkan.
Sumber tenaga desain Reverse Osmosis pada kapal
MT.Avila direncanakan menggunakan generator
utama yang sudah ada di kapal.
Spesifikasi geneator utama kapal MT.Avila:
Genset
: Yanmar 6AYL-ST
Output
: 320 KW
Voltage
: AC 450 V
Phase
: 3 φ (tiga phase)
Rpm
: 180 rpm
Frekuensi
: 60 Hz
Number
: 2 unit
2. Tangki penampung air produk
Untuk menampung air olahan sebelum
didistribusikan melalui kran pengisian. Tangki
produk yang akan digunakan adalah tangki air
tawar yang terletak di sisi kanan (starboard) dan
kiri (portside) main deck kapal. Kedua tangki ini
merupakan tangki tawar pada system konvensional
yang ukuranya sudah diperkecil.Untuk menjaga
stabilitas kapal maka kedua tangki ini didesain
dengan ukuran dan volume yang sama.
Perhitungan ukuran tangki air produk:
Dari perhitungan kebutuhan air tawar didapatkan
data:
- Kebutuhan air tawar selama berlayar = 120.000
liter
- Waktu beroperasi kapal = 8 hari
V(tangki air
produk) = Volume air yang
dibutuhkan dalam satu
hari pelayaran
Vair selama berlayar
waktu operasi kapal
120 .000 liter
=
8 hari
=
Desain rencana system RO kapal MT.Avila
= 15.000 liter
= 15 m3
Volume tangki air produk = 15 m3.
Dimensi :
Panjang = 2,3 m
Lebar I = 2,569 m
Lebar II = 1,83 m
Tinggi = 3 m
Volume = 15,27 m3
Gambar 9.Ukuran tangki air produk
3. Pompa produk
Berfungsi untuk memompa air olahan untuk
proses pengisian ke tempat-tempat yang
membutuhkan.
Pompa
ini
direncanakan
menggunakan pompa air tawar (fresh water
pump) yang sudah ada di kapal MT. Avila.
Spesifikasi dari pompa produk tersebut adalah:
Gambar 10.Skema perencanaan system reverse
osmosis (RO) pada kapal MT.Avila
11
pasir selanjutnya dialirkan ke filter Mangan Zeolit
(manganese greensand filter)(F2).Dengan adanya
filter Mangan Zeolit ini,zat besi atau mangan yang
belum teroksidasi di dalam tangki reaktor dapat
dihilangkan sampai konsentrasi < 0,1 mg/l. Zat
Besi dan mangan ini harus dihilangkan terlebih
dahulu karena zat-zat tersebut dapat menimbulkan
kerak (scale) di dalam membrane RO.
Dari filter Mangan Zeolit,air dialirkan ke filter
karbon aktif (activated carbon filter)(F3) untuk
menghilangkan bau atau warna serta polutan
mikro.Filter ini mempunyai fungsi untuk
menghilangkan senyawa warna dalam air baku
yang dapat mempercepat penyumbatan membrane
Osmosis Balik secara adsorbsi.Setelah melalui
filter penghilang warna,air dialirkan ke filter
cartridge (F4) yang dapat menyaring partikel
kotoran sampai ukuran 0,5 mikron.Dari filter
cartridge,selanjutnya air dialirkan ke unit
membrane RO (R3) dengan menggunakan pompa
tekanan tinggi sambil diinjeksi dengan zat anti
kerak (anti skalant) (T4) dan zat anti biofouling
(T5).Pada unit membrane RO ini terjadi proses
penyaringan mikroorganisme,logam berat , bakteri,
virus ,bahan anorganik dan bahan berbahaya
lainnya yang terlarut dalam air.Dengan demikian
hanya molekul air saja yang dapat menembus
membrane sehingga dapat menghasilkan air yang
sangat murni.Air yang keluar dari modul
membrane Osmosis Balik yakni air tawar dan air
buangan garam yang telah dipekatkan.
Selanjutnya produk air tawar dialirkan ke
tangki penampung air produk (Aft. Fresh water
tank) yang terletak di sisi kanan (starboard) dan
sisi kiri (portside) main deck kapal.Sedangkan air
buangan atau reject brine dibuang mealui sistem
bilga.Dari tangki penampung air produk air tawar
dialirkan menuju FW pressure tank/hydrophore
dengan menggunakan FW pump.Dari FW pressure
tank air tawar kemudian didistribusikan ke masingmasing geladak untuk memenuhi semua kebutuhan
air tawar pada kapal.
SIGNED :
SIGNED :
REV :
DRAWING NO :
01 - 42 07 068 - RO
SCALE :
DATE :
Ir. Alam Baheramsyah M.Sc
DRAWING BY :
This drawing and the information contained herein
are supplied on the undestanding that
those are for educational purpose only
and shall not be used for industrial purpose
MV. AVILA
6300 DWT 0IL TANKER
Suryadi
REVERSE OSMOSIS SYSTEM
42 07 100 068
FOR DOMESTIC FRESH
WATER SYSTEM
APPROVE BY :
EVEN SEMESTER 2011/2012
FINAL PROJECT - ME09 1329
the DEPT of MARINE ENGINEERING-ITS
Desain system Reverse Osmosis (RO) pada
kapal MT.Avila
Gambar 11. Sistem air tawar dengan sistem RO pada
kapal MT.Avila (PID)
Cara kerja system RO:
Air baku yang berasal dari air laut dipompa
dengan menggunakan pompa clarifier/sea water
pump menuju tangki penampung air baku/S.W
pressure tank (R2).Dari tangki penampung air
baku,air baku dipompa ke tangki reaktor (T2)
sambil
diinjeksi dengan larutan kalium
permanganat (KMn04) yang disediakan pada
KMn04 tank (T1) dengan menggunakan pompa
dosing,agar zat besi atau mangan yang larut dalam
air baku dapat dioksidasi menjadi bentuk senyawa
oksida Besi atau Mangan yang tak larut dalam
air.Selain itu,pembubuhan Kalium permanganate
bersifat oksidator yang juga dapat berfungsi untuk
membunuh
mikroorganisme
yang
dapat
menyebabkan biofouling (penyumbatan oleh
bakteri) di dalam membrane Osmosis Balik.
Dari tangki reaktor,air yang telah teroksidasi
dan juga padatan tersuspensi (SS) yang berupa
partikel halus,plankton dan hasil oksidasi lainnya
termasuk besi dan mangan disaring dengan
saringan pasir (F1).Air yang keluar dari saringan
Analisa teknis system Reverse Osmosis (RO)
kapal MT.Avila.
1. Sistem instalasi semakin kompleks
Di dalam prakteknya,proses pengolahan air
tawar dengan sistem reverse osmosis terdiri dari
dua bagian yakni unit pengolahan pendahuluan dan
unit RO.Untuk menunjang pengoperasiannya
sistem ini juga memerlukan banyak komponenkomponen tambahan seperti tangki-tangki cairan
bahan kimia,saringan-saringan (filter) sehingga
sistem instalasi perpipaannya menjadi lebih
12
kompleks
dan
panjang.Unit
pengolahan
pendahuluan tersebut terdiri dari beberapa
peralatan utama yakni pompa air baku,tangki
reaktor,saringan pasir,filter mangan zeolit,dan
filter penghilang warna (color removal),dan filter
cartridge ukuran 0,5 µm,serta pompa dosing untuk
anti scalant,dan anti biofouling.Sedangkan unit RO
terdiri dari pompa tekanan tinggi dan membrane
RO.
Ukuran dimensi masing-masing tangki adalah:
Dimensi :
Panjang = 2,3 m
Lebar I = 2,569 m
Lebar II = 1,83 m
Tinggi = 3 m
Volume = 15,27 m3
2. Memperkecil ukuran tangki air tawar
Ukuran tangki air tawar system konvensional
Dari data yang didapat volume tangki air tawar
kapal MT.avila adalah 120 m³.Tangki ini dibagi
menjadi dua bagian yang terletak di sisi kanan
(starboard) dan sisi kiri (portside) main deck kapal
yang masing-masing mempunyai volume 60
m³.Ukuran dimensi masing-masing tangki adalah:
Panjang
: 7,5 m
Lebar I
: 3,948 m
Lebar II
: 1,83 m
Panjang sisi lengkung : 7,798 m
Tinggi
:3
m
FW tank (Starboard)
FW tank (Starboard)
FW tank (Portside)
Gambar 13. Ukuran FW tank system air tawar
dengan system Reverse Osmosis
Dari perhitungan di atas dapat dibandingkan
bahwa ukuran tangki air tawar (FW tank) dari
system dengan penambahan system Reverse
Osmosis mempunyai ukuran tangki empat kali
lebih kecil dari ukuran tangki sistem
konvensional.Pada sistem air tawar dengan
penambahan sistem RO volume total tangki air
tawar (FW tank) adalah ± 30 m³.Sedangkan
volume total tangki air tawar (FW tank) system air
tawar secara konvensional adalah ± 120 m³.
3. Untuk pembangunan kapal baru mampu
memperbesar payload
Sebelum menghitung besarnya payload
besarnya nilai DWT,LWT,dan Displacement harus
diketahui.Hubungan antara DWT, LWT, dan
Displacement adalah dapat dilihat pada perumusan
seperti di bawah ini :
FW tank (Portside)
Gambar 12. Ukuran FW tank system air tawar
secara konvensional
Ukuran tangki air tawar dengan system Reverse
Osmosis
Dari perhitungan kebutuhan air tawar didapatkan
data:
- Kebutuhan air tawar selama berlayar = 120.000
liter
- Waktu beroperasi kapal = 8 hari
V (tangki air produk) = Volume air yang dibutuhkan dalam satu hari
pelayaran
DWT = Δ – LWT atau Δ = DWT + LWT
Dimana : DWT = Berat mati muatan kapal
Δ
= Displacement kapal
LWT = Berat komponen kapal yang
bersifat tetap
Komponen LWT meliputi:
Vair selama berlayar
waktu operasi kapal
120 .000 liter
=
8 hari
=
-
= 15.000 liter
= 15 m3
13
Berat baja kapal (wst)
Berat outfit dan akomodasi (woa)
Berat Instalasi Permesinan (wm)
Berat Cadangan (wres)
Payload
Diketahui :
V cargo tank
ρ solar
Payload
= Volume cargo oil tank × ρ solar
Perhitungan payload system air tawar dengan
system RO:
Misal :
Displacement kapal pada system air tawar
konvensional = ∆1
Displacement kapal pada system air tawar dengan
RO = ∆2
∆1 = ∆2
= 7050 m³
= 0,82-0,87 ton/m³
= 7050 m³ × 0,85 m³
= 5992,5 ton
Payload kapal jika pada sistem air tawar dengan
sistem RO
Diketahui :
- Payload kapal jika sistem air tawar
konvensional = 5992,5 ton
- Berat air tawar pada system air tawar
konvensional
Wfw = Volume fw tank × ρ air tawar
= 120 m³ × 1
= 120 ton
- Berat air tawar pada system air tawar dengan
system RO
Wfw = Volume fw tank × ρ air tawar
= 30 m³ × 1
= 30 ton
Dari perhitungan di atas dapat dibandingkan
bahwa berat air tawar pada system air tawar
dengan penambahan system RO empat kali
lebih ringan dari pada system air tawar
konvensional.
Berat komponen sistem Reverse Osmosis :
DWT1 + LWT1 = DWT2 + LWT2
(Payload1 + Wt1) + LWT1 = (Payload2 + Wt2) +
LWT2
(5992,5 + Wt1) + LWT1 = (Payload2 + (Wt1-90)) +
(LWT1+ 0,4652)
5992,5 + Wt1 + LWT1 = Payload2 + Wt1- 90 +
LWT1+ 0,4652
Payload2 = 5992,5 + 90 – 0,4652
Payload2 = 6082 ton
Dari perhitungan di atas dapat diketahui bahwa
pada pembangunan kapal baru nilai payload dari
kapal jika pada system air tawar diberi
penambahan system RO lebih besar dibandingkan
dengan nilai payload pada system air tawar
konvensional.Selisih dari nilai payload tersebut
adalah ± 89,5 ton.
4. Menghemat ruangan di kapal
s
Gambar 14. Main deck kapal MT.Avila pada
system air tawar konvensional
Berat komponen-komponen RO di atas termasuk
berat instalasi permesinan (Wm) sehingga
merupakan berat komponen yang bersifat tetap
(LWT). Dengan demikian berat LWT dari sistem
air tawar dengan penambahan sistem RO
bertambah ± 465,2 kg (0,4652 ton) dari sistem
konvensional.
14
Gambar 15.Main deck kapal MT.Avila pada
system air tawar dengan penambahan system RO
.Dari kedua gambar tersebut dapat dilihat bahwa
penambahan system Reverse Osmosis (RO) pada
system air tawar kapal MT.Avila mampu
menghemat ruangan di main deck kapal kurang
lebih setengah dari volume tangki air tawar pada
system air tawar konvensional.
5. Konsumsi daya rendah
Untuk mengetahui kebutuhan daya listrik untuk
mengoperasikan system RO di kapal yaitu
dengan cara menghitung semua kebutuhan
daya maksimum dari tiap-tiap komponen RO.
Analisa ekonomis sistem air tawar (Fresh water
domestic system) kapal MT.Avila.
Perhitungan ekonomis dari system – system ini
lebih banyak berdasarkan pada harga dari masing –
masing komponen dan juga lamanya waktu
beroperasi dari masing – masing komponen
( lifetime ). Untuk memudahkan analisis kelayakan
ekonomi. Biaya – biaya tersebut nantinya akan
dikelompokan menjadi beberapa komponen.
Dimana semua biaya tersebut akan dikelompokan
menjadi dua, yaitu biaya modal ( capital cost ) dan
biaya jumlah lama operasi ( annual cost ).
Analisa ekonomis sistem air tawar konvensional
- Biaya modal
• Umur proyek : 20 tahun
• Biaya kemungkinan tak terduga : 10%
• Biaya teknik : 8 %
• Bunga : 10 %
Biaya modal dari sistem air tawar konvensional
di anggap nol karena pada sistem ini belum
diberi penambahan komponen-komponen RO
untuk proses desalinasi air laut menjadi air
tawar.
- Biaya operasional
• Kebutuhan air tawar selama berlayar =
120.000 liter
• Waktu pelayaran = 8 hari
• 1 tahun = 365 hari
Docking (annual survey) = interval 1 tahun
Waktu rata-rata satu kali docking = 2 minggu
(14 hari)
(sumber : BKI:class survey)
Diasumsikan kapal berhenti kerja (idle)= 3
bulan/tahun
Waktu kapal beroperasi = 365 – waktu
docking - idle
= 365-14 – 90
= 261 hari
Jadi jumlah pelayaran kapal (Trip) dalam
setahun:
= 261/8
= 32,6 kali
• harga air tawar : Rp. 12.000 per meter kubik.
(sumber : www.pdam.com)
• Umur proyek : 20 tahun
P total = P kapal (Fw.system konv) + P sytem RO
= 481,9 kW + 1,59 kW
= 483,49 kW
Dengan penambahan sistem RO pada sistem air
tawar (FW system) kapal MT.Avila kebutuhan
total daya listrik maksimum meningkat menjadi
483,49 kW.Peningkatan kebutuhan daya total dari
kapal tidak terlalu besar yaitu ± 1,6 kW. Untuk
memenuhi kebutuhan kapasitas tersebut masih bisa
dicukupi dengan
genset Yanmar 6AYL-ST
dengan kapasitas 320 kW berjumlah 2 genset.
Sehingga tidak berpengaruh terhadap kapasitas
genset yang sudah tersedia di kapal.
6. Kualitas air olahan sangat baik dan laik
minum
Membran Reverse Osmosis mampu untuk
menyaring keluar sampai 99% mineral
anorganik yang masih terlarut dalam air yang
sudah terlihat jernih. Meskipun membrane RO
mempunyai kemampuan untuk menyaring zatzat organik yang terkandung dalam air baku
tetapi tidak semua zat organik tersebut tersaring
oleh membran dan kualitas dari air olahannya
masih memenuhi standar air besih sehingga
mempunyai kualitas yang sangat baik dan dapat
langsung di minum tanpa di masak.
Kualitas dari hasil olahan air asin/payau dengan
menggunakan sistem RO akan ditunjukan pada
table di bawah ini.
15
• Diasumsikan harga air tawar naik 5% setiap
tahunnya
Misal : Periode
= n
Biaya operasional
= P
Harga air tawar
= Q
Kebutuhan air tawar = x
Besarnya biaya total untuk mencukupi
kebutuhan air tawar selama umur proyek (20
tahun) adalah sama dengan biaya operasional
kapal karena pada sistem konvensional
besarnya biaya modal adalah nol.Jadi,besarnya
biaya total dari sistem air tawar konvensional
selama umur proyek adalah Rp. 1.552.248.149.
Biaya operasional untuk sistem air tawar
konvensional:
= Kebutuhan air tawar selama berlayar × harga
air tawar
Pn = Qn.x
Analisa ekonomis sistem air tawar dengan
penambahan sistem Reverse Osmosis
Dimana x = 120 m³
Untuk n = 1 → Q1= 12.000
n = 2→ Q2= 5%Q1 + Q1
n = 3→ Q3= 5%Q2 + Q2
…………………………
n = 20 → Q20= 5%Q19 + Q19
Berikut hasil perhitungan biaya operasional
untuk sistem air tawar konvensional
- Biaya modal
• Umur proyek : 20 tahun
• Biaya kemungkinan tak terduga : 10%
• Biaya teknik : 8 %
• Bunga : 10 %
Biaya modal = [A]+[B]+[C]
Dimana : [A] = Biaya langsung
= Rp. 64.125.000
[B] = Biaya tak terduga
= 10% biaya langsung
= Rp. 6.412.500
Biaya operasional untuk sistem air tawar
konvensional selalu naik setiap tahunnya.Hal
ini disebabkan karena harga air tawar juga
naik.Kenaikan harga air tawar ini diasumsikan
sebesar 5% per tahun.Dari data di atas dapat
diketahui besarnya biaya operasional dari
sistem air tawar konvensional selama 20 tahun
adalah Rp. 1.552.248.149
[C] = biaya teknik
= 8% biaya langsung
= Rp. 5.130.000
Jadi besarnya biaya modal adalah sebesar :
Biaya modal = 64.125.000 + 6.412.500 +
5.130.000
= Rp. 75.667.500
Biaya total kebutuhan air tawar selama 20
tahun :
= Biaya modal + biaya operasional selama 20
tahun
16
- Biaya operasional
• Pada sistem air tawar dengan penambahan
sistem RO tidak perlu mengeluarkan biaya
untuk membeli air tawar dari pelabuhan karena
dengan penambahan sistem RO,sistem air tawar
di kapal mampu untuk memproduksi air tawar
sendiri dengan proses desalinasi.Sehingga biaya
untuk kebutuhan air tawar dianggap nol.
…………………………………
n = 20→Y20 = 5%Y19 + Y19 ; Z20 = 5%Z19
+ Z19
• Biaya operasional dalam penggunaan sistem
RO antara lain pergantian spare part yang
meliputi filter cartridge,media filter dan juga
pergantian element membrane osmosis pada
unit RO.Untuk mengoperasikan unit ini juga
memerlukan bahan bakar dan pelumas untuk
generator serta penambahan bahan-bahan kimia
RO (larutan KMnO4,anti scalant dan anti
fouling). Selain itu daya yang dibutuhkan untuk
mengoperasikan sistem RO ini sangat kecil
yaitu ± 1,6 kW.Sehingga tidak berpengaruh
terhadap konsumsi bahan bakar generator
utama yang ada di kapal.Dengan demikian
biaya operasional untuk mengoperasikan sistem
RO di kapal MT.Avila hanya meliputi
pergantian spare part dan penambahan bahan
kimia RO.
Biaya operasional sistem air tawar dengan
sistem RO selalu naik setiap tahunnya.Hal ini
disebabkan karena harga spare part dan bahan
kimia juga naik.Kenaikan harga tersebut
diasumsikan sebesar 5% per tahun.Dari data di
atas dapat diketahui besarnya biaya operasional
dari sistem air tawar dengan sistem RO selama
20 tahun adalah Rp. 756.549.030.
Biaya total kebutuhan air tawar selama 20
tahun :
= Biaya modal + biaya operasional selama 20
tahun
(sumber: Teknologi Osmosis Balik kapaitas 20m³/hari:
Suara Bahari No. 1 Tahun I - Mei 2000, Rubrik IPTEK)
• Umur proyek : 20 tahun
• Diasumsikan biaya spare part dan bahan
kimia naik 5% setiap tahunnya
Misal : Periode
= n
Biaya operasional
= P
Biaya spare part/thn = Y
Biaya bahan kimia/thn = Z
Biaya operasional untuk mengoperasikan unit
RO pertahun
= biaya Spare part/thn × biaya bahan kimia /thn
Pn = Yn + Zn
Untuk
n = 1 → Y1= 22.100.000 ; Z1= 780.000
n = 2→ Y2 = 5%Y1 + Y1 ; Z2 = 5%Z1 + Z1
n = 3→ Y3 = 5%Y2 + Y2 ; Z3 = 5%Z2 + Z2
17
Besarnya biaya total untuk mencukupi
kebutuhan air tawar selama umur proyek (20
tahun) adalah biaya operasional selama umur
proyek
ditambah
biaya
modal
yang
dikeluarkan.Biaya modal pada sistem air tawar
dengan RO adalah Rp. 75.667.500 dan biaya
operasionalnya
adalah
Rp.756.549.030.
Jadi,besarnya biaya total dari sistem air tawar
dengan penambahan sistem RO selama umur
proyek adalah Rp.832.216.530.
sistem air tawar yang diberi penambahan sistem
RO.Besarnya nilai payload akan dihitung dalam
satu kali pelayaran. Selanjutnya akan dicari selisih
nilai payload dari kedua sistem tersebut.
- Nilai payload yang dibawa kapal pada sistem
air tawar secara konvensional.
Dari data yang didapat volume dari ruang muat
(Cargo oil tank )kapal MT.Avila adalah 7050
m3.Jenis muatan yang dibawa adalah minyak
jenis CPP (Clean Petrolium Product) dan yang
biasa di muat adalah solar.
Payload
= Volume cargo oil tank × ρ solar
Diketahui :
V cargo tank = 7050 m³
ρ solar
= 0,82-0,87 ton/m³
Payload
= 7050 m³ × 0,85 m³
= 5992,5 ton
Harga solar = Rp.7.200 per liter (Ship to Ship)
Grafik perbandingan antara biaya total dari
sistem air tawar konvensional dengan sistem air
tawar RO.
(Sumber : Pertamina :Harga solar non subsidi per
januari 2011)
Nilai muatan = Volume cargo oil tank × Harga
solar
= 7050 m³ × Rp.7.200 per liter
= 7.050.000 liter × 7.200
= Rp. 50.760.000.000
- Nilai payload yang dibawa kapal pada sistem
air tawar dengan penambahan sistem RO.
Dari perhitungan payload kapal pada analisa
teknis didapat besarnya payload kapal pada
system air tawar dengan sistem RO yaitu 6082
ton.
Dari grafik di atas dapat diketahui bahwa pada
periode ke-1 biaya total dari sistem air tawar
dengan sistem RO lebih besar daripada sistem
konvensional.Hal ini disebabkan karena pada
sistem air tawar dengan sistem RO membutuhkan
biaya modal yang relatif besar untuk pengadaan
Unit RO dan komponen-komponen pendukungnya.
Sedangkan pada sistem konvensional tidak
mengeluarkan biaya modal karena persediaan air
tawar dilakukan dengan cara mengisi tangki air
tawar dari darat. Sehingga biaya yang dikeluarkan
hanya biaya operasional saja.Tetapi selama periode
ke-2 sampai periode ke-20 biaya total yang
dikeluarkan pada sistem air tawar dengan RO jauh
lebih kecil dari pada sistem air tawar
konvensional.Selisih dari biaya tersebut lebih dari
100% per tahunnya.Hal ini disebabkan karena
pada sistem air tawar dengan sistem RO tidak
mengeluarkan biaya untuk membeli air tawar dari
darat karena sistem ini mampu memproduksi air
tawar sendiri.
Payload
= Volume cargo oil tank × ρ solar
Diketahui :
Payload
= 6082 ton
ρ solar
= 0,82-0,87 ton/m³
V cargo tank = Payload / ρ solar
= 6082 / 0,85
= 7155,3 m³
Harga solar = Rp.7.200 per liter (Ship to Ship)
(Sumber : Pertamina :Harga solar non subsidi per
januari 2011)
Nilai muatan = Volume cargo oil tank × Harga
solar
= 7155,3 m³ × Rp.7.200 per liter
= 7.155.300 liter × 7.200
= Rp. 51.518.160.000
Nilai muatan (Payload) yang dibawa kapal
Pada perhitungan nilai muatan (payload) ini
akan dibandingkan besarnya nilai payload kapal
jika pada saat pembangunan kapal baru sistem air
tawar menggunakan sistem konvensional dengan
18
KESIMPULAN
Dari hasil analisa data dan pembahasan yang
dilakukan diperoleh hasil sebagai berikut:
1. Dilihat dari segi teknis
Kelebihan sistem air tawar dengan sistem RO
tersebut antara lain :
- Kapal Mampu memproduksi air tawar yang siap
minum
- Mampu memperkecil ukuran tangki air tawar
- Untuk pembangunan kapal baru mampu
memperbesar nilai muatan (payload)
- Menghemat ruangan di kapal
- Konsumsi daya sangat rendah.
Kelemahan sistem air tawar dengan sistem RO
yaitu Instalasi lebih komplek dan panjang karena
air umpan harus diolah terlebih dahulu untuk
menghilangkan partikulat- partikulat. Selain itu
sistem ini juga membutuhkan perbaikan dan
perawatan secara berkala.
DAFTAR PUSTAKA
1. Prastowo,Hari,Ir,Msc,2009.Hand Out Sistem
Perpipaan Kapal,Jurusan Teknik Sistem
Perkapalan FTK-ITS,Surabaya
2. Djaya,Indra Kusna,2008.Teknik Konstruksi
Kapal Baja Jilid 2.Departemen Pendidikan
Nasional,Jakarta
3. Tim Kurikulum SMK Perkapalan FTKITS,2003,Mengenal
Jenis-jenis
Kapal.
Departemen Pendidikan Nasional,Jakarta
4. PT Indonesia Power UBP Perak ”System
Reverse Osmosis”
5. Kurniawan,Ertanto.2008.“STUDY PERENCAN
AAN REVERSE OSMOSIS PADA KAPALKAPAL PATROLI 38 METER“ Teknik Sistem
Perkapalan- ITS,Surabaya
6. Said,Nusa Idaman.1999.”Pengolahan Payau
Menjadi Air Minum Dengan Teknologi Reverse
Osmosis”.Jakarta:Badan
Pengkajian
dan
Penerapan Teknologi.
7. Sahuburua,
Dominggus.2006.”DESAIN
DESTILATOR UNTUK DESTILASI AIR LAUT
PADA
KAPAL
PENANGKAP
IKAN
(SEBUAH
STUD1
PADA
KM.TOY0
21)”.TeknikMesin-Universitas
Pattimura,
Ambon
8. Abdullah, Nuruddin.2008. “Tarif Air akan Naik
10%”. Forum Kompas. Juni 2008. Jakarta
9. Danial/fadjar.P, Majalah Tren Konstruksi ,edisi
Agustus 2010
2. Dilihat dari segi ekonomis
- Biaya modal sistem air tawar dengan RO lebih
mahal dari pada sistem konvensional.
- Biaya operasi sistem air tawar dengan RO lebih
murah dari pada sistem konvensional.
- Biaya total selama umur proyek sistem air tawar
dengan RO lebih murah dari pada sistem air
tawar konvensional.
Selisih biaya total :
= Rp. 1.552.248.149 – Rp.832.216.530
= Rp. 720.031.619
Biaya total sistem air tawar dengan sistem RO
lebih murah ± 33,2 persen dari biaya total sistem
air tawar konvensional.
www.airminumisiulang.com
www.pertamina.com./indexhargaminyak2011
www.chiwatec.com
- Nilai muatan (Payload)untuk pembangunan
kapal baru.
Selisih payload :
= Rp. 51.518.160.000 – Rp. 50.760.000.000
= Rp. 758.160.000
Nilai payload yang dibawa kapal jika sistem air
tawar diberi penambahan sistem RO lebih besar
± 1,5 persen dari nilai payload yang dibawa kapal
pada sistem air tawar secara konvensional.
Ucapan Terima Kasih
Kepada Bapak Ir. Alam Baheramsyah, M.Sc
sebagai dosen pembimbing yang telah banyak
memberikan ilmu, masukan dan saran sehingga
sekripsi ini dapat selesai tepat waktu.
Kepada bapak Ir. Alam Baheramsyah, M.Sc
sebagai Ketua Jurusan Teknik Sistem
Perkapalan, yang telah banyak memberikan
dorongan, motivasi dan arahan serta fasilitas
terhadap penyelesaian skripsi ini.
Kepada Dosen Jurusan Teknik Sistem
Perkapalan yang telah membimbing dan
memberi banyak ilmu pengetahuan pada
penulis.
Dari analisa dan pembahasan secara teknis
maupun ekonomis maka dapat diambil kesimpulan
bahwa dengan banyaknya kelebihan yang dimiliki
sistem Reverse Osmosis (RO) maka sistem RO
sangat tepat apabila diterapkan pada kapal-kapal
niaga dan kapal penumpang dengan tingkat
kebutuhan air tawar yang tinggi dan juga rute
pelayaran yang relatif jauh.
19