Menara pendingin kilang bekerja di batas ekstrem—beban panas tinggi, air resirkulasi, dan risiko kontaminasi hidrokarbon/kimia proses. Program treatment yang terkoordinasi—scale inhibitor, corrosion inhibitor, dan biocide—jadi garis pertahanan untuk menjaga kapasitas desain dan umur peralatan.
Ketika air panas bersentuhan dengan logam dan udara terbuka, kimia air berubah cepat. Mineral terlarut mengendap sebagai kerak (scale; endapan mineral seperti CaCO₃), pH bergeser, dan biofilm (lapisan lendir mikroba) tumbuh di zona hangat yang tenang. Dampaknya nyata: “organic growth, contamination, scaling, and corrosion…reduce productivity, cause downtime, and require costly equipment replacement,” tulis invirotec.co.id.
Pada skala kilang, air makeup yang tak ditangani akan cepat “berat” oleh hardness dan TDS, mempercepat fouling, menaikkan head pompa, dan memaksa pembersihan lebih sering. Program kimia yang tepat bukan sekadar aditif; ini adalah strategi data‑driven untuk menahan scaling, korosi, dan mikrobiologi sekaligus mematuhi regulasi.
Kondisi operasi dan kontaminan proses
Menara pendingin kilang menghadapi beban panas tinggi, air resirkulasi, serta sesekali kontaminasi hidrokarbon/kimia proses. Saat air panas mendingin, mineral seperti Ca, Mg, Fe, hingga silikat terkonsentrasi lalu mengendap sebagai scale, mengisolasi permukaan penukar panas dan menyumbat nozzle (epcmholdings.com) (invirotec.co.id).
Contohnya, kalsium bikarbonat stabil di suhu ruang tetapi rekristalisasi menjadi CaCO₃ saat dipanaskan (epcmholdings.com) (epcmholdings.com). pH tinggi (>8,5) memicu scaling karbonat, sementara pH rendah (<6,5) menyerang logam (epcmholdings.com). Mikroba (alga, bakteri, biofilm) tumbuh cepat di zona hangat, mempercepat fouling dan korosi lokal (watertechusa.com) (epcmholdings.com).
Operasi kompleks menambah risiko: uap minyak atau kimia (mis. glikol, amina, pelarut) bisa masuk ke sistem, mengganggu kimia dan aksi biocide. Selain itu, regulasi lingkungan—termasuk di Indonesia—membatasi komposisi buangan dan jumlah Legionella, sehingga blowdown wajib memenuhi limit ketat (BOD, TDS, logam, patogen). “Setiap pembuangan…harus memenuhi semua persyaratan peraturan” (invirotec.co.id).
Baca juga:
Mengapa Sterilizer Horizontal & Kontrol Otomatis PLC/SCADA Jadi Pilihan Utama di Pabrik Kelapa Sawit
Program scale inhibitor terkoordinasi
Scaling adalah ancaman utama di air resirkulasi panas; saat TDS (total zat terlarut) naik, kelarutan Ca/Mg/anion (CO₃²⁻/SO₄²⁻) turun tajam di suhu tinggi (epcmholdings.com). Tanpa treatment, permukaan heat exchanger cepat tertutup CaCO₃/CaSO₄. Kuncinya adalah blend scale inhibitors yang “mengganggu presipitasi mineral” (epcmholdings.com).
Pilar strateginya meliputi fosfonat/polifosfat (HEDP, NTMP) sebagai pengikat Ca/Mg; namun di kondisi oksidatif, fosfonat terdegradasi menjadi ortofosfat yang bisa mengendap sebagai Ca₃(PO₄)₂, sehingga program modern meminimalkan beban fosfat atau menggabungkan fosfat anorganik dosis kecil dengan organik (chemengonline.com). Polimer organik (akrilat/sulfonat, poli‑karboksilat)—termasuk co/ter‑polymer canggih—mendistorsi kisi kristal sehingga endapan tidak melekat; rentang skala yang dapat dikendalikan luas: CaCO₃, CaSO₄, Fe(OH)₃, silikat Mg/Ca, fosfat, dan fluoride (chemengonline.com) (chemengonline.com). Dispersant dan threshold inhibitor dosis rendah membantu partikel mikro tetap tersuspensi untuk tersapu blowdown; di sini, bahan dispersant kerap disatukan dalam feed.
Dosis, siklus konsentrasi, dan kendali
Dosis inhibitor dihitung dari cycles of concentration (rasio konsentrasi air sirkulasi terhadap makeup). Operasi 6–8× dapat memangkas kebutuhan makeup dibanding 3×, asalkan inhibitor menjaga permukaan tetap bersih di ujung panas. Indeks kecenderungan scaling seperti Langelier/Ryznar (indeks empirik untuk menilai potensi pengendapan/korosif) dipantau; pH, konduktivitas/TDS, dan Ca²⁺ diukur kontinu untuk kontrol setpoint. Dengan treatment tepat, efisiensi perpindahan panas terjaga—“scale inhibitors…preserve heat transfer efficiency” (epcmholdings.com). Kenaikan siklus dari 4× ke 6–8× dapat memangkas blowdown 25–40% dan menghemat air; satu studi menunjukkan beban menara/water consumption turun ~40% lewat redesign dan reuse (researchgate.net).
Dalam praktik, ini berarti penghematan ratusan ribu liter air per hari di kilang besar, sekaligus pengurangan energi dan beban pengolahan limbah. Akurasi dosis ditopang pompa kimia dosing pump dan kontrol otomatis.
Baca juga:
Kondensat Sterilizer Sawit: Limbah Panas yang Bisa Diubah Jadi CPO dan Penghematan Energi
Tren lingkungan dan formulasi non‑P
Praktik modern menghindari fosfat dan inhibitor logam berat demi kepatuhan lingkungan. Permintaan “non‑phosphorus (non‑P) chemistry” meningkat untuk mencegah eutrofikasi (chemengonline.com). Aditif berbasis seng dibatasi karena toksik akuatik; formulasi terkini mengandalkan polimer bebas seng/fosfat, serta substitusi logam lebih aman seperti nitrat organik atau molibdat, dengan “performance advantages, including reduced fouling tendency and better corrosion performance” dibanding kromat/fosfat sederhana (chemengonline.com) (chemengonline.com).
Program corrosion inhibitor multi‑komponen
Logam menara (carbon steel, stainless, tembaga) diserang oksigen, CO₂, klorida/sulfat. Corrosion inhibitor membentuk film protektif di permukaan logam—“assemble on the metal surface…[forming] a passivation layer” (environmental-expert.com). Dosis presisi “slows corrosion rates…enhancing the equipment’s operating lifetime” (environmental-expert.com).
Program yang kokoh biasanya mencakup inhibitor anodik/barrier (menstabilkan pasivasi baja: silikat; molibdat atau fosfat; amina organik), inhibitor katodik untuk paduan tembaga (mis. benzotriazole, mercaptobenzothiazole), hingga filming amines (membentuk lapisan hidrofobik). Rentang pH netral—sekitar 7,0–8,0—menjaga keseimbangan: pH tinggi mempasivasi baja tetapi bisa merugikan tembaga, sehingga kebanyakan program berada di tengah. Dosis ditata untuk mencapai laju korosi 0,05–0,10 mm/tahun (≈2–4 mpy), dipantau via coupon/probe; Duvenhage menekankan peran kontrol dosis agar proteksi tercapai tanpa penumpukan berlebih (epcmholdings.com). Satu studi kasus: beralih dari program kromat lama ke blend non‑kromat menurunkan laju di bawah target industri sekaligus menghapus buangan kromium heksavalen.
Untuk sistem campuran logam di kilang, formulasi non‑kromat, non‑zinc, non‑phosphate corrosion inhibitors diintegrasikan dengan kimia scale agar proteksi logam dan penekan scale saling seimbang (chemengonline.com).
Program biocide dua‑mode
Pertumbuhan mikrobiologi tanpa kontrol melumpuhkan menara; slime layer memicu fouling dan korosi anaerob (watertechusa.com). Program “robust biocide” menggabungkan feed oksidator kontinu dan shock non‑oksidator periodik biocides.
Oksidator (klorin, dioksida klorin, bromin, ozon, hidrogen peroksida) diberi untuk menjaga residu rendah, mis. 0,2–0,5 ppm Cl₂, menekan bakteri planktonik dan alga; “oxidizing biocides…require constant feeding…Examples: Chlorine, Bromine, Iodine, Chlorine dioxide, Ozone, Hydrogen peroxide” (watertechusa.com). Banyak fasilitas memakai feed fraksionasi (pulse) untuk cakupan nyaris kontinu, menjaga ORP (oxidation‑reduction potential; indikator oksidasi) dan residu sehingga HPC (heterotrophic plate count; perkiraan bakteri total heterotrof) serta alga tetap minimal.
Non‑oksidator (mis. glutaraldehyde, DBNPA, THPS, isothiazolinone, quats) diberi sebagai “shock” mingguan; praktik umum ~5–20 mg/L glutaraldehyde. Setelah injeksi, jumlah bakteri planktonik dan biofilm turun drastis (pmc.ncbi.nlm.nih.gov); “non‑oxidizing biocides…do not require constant feeding because residual…can last…several days” (watertechusa.com). Namun, regrowth biasanya muncul 4–5 hari pasca‑treatment (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Kesimpulannya: kombinasi klorinasi kontinu dan glutaraldehyde mingguan mengontrol populasi bakteri, tetapi tidak memusnahkan; kelas biocide dirotasi berkala untuk mencegah resistensi.
Penunjang tambahan: karena minyak/organik melindungi biomassa, separator minyak dan antifoam sering dipasang—misalnya unit oil removal bersama bahan antifoam. Dispersant/surfaktan turut didose saat shock untuk memecah biofilm (epcmholdings.com). Batasan lingkungan atas oksidator diperhitungkan; ozonasi intermiten atau UV dapat menjadi pelengkap—UV tersedia sebagai opsi ultraviolet.
Baca juga:
Mengapa Sterilizer Horizontal & Kontrol Otomatis PLC/SCADA Jadi Pilihan Utama di Pabrik Kelapa Sawit
Metrik mikrobiologi dan kinerja
Target umum: HPC <1000 CFU/mL dan Legionella <1000 CFU/L, dengan reduksi 3–5 log per shock (99,9–99,999%) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Panduan WaterArts dan kesehatan diikuti untuk memastikan kontrol patogen. Program mutakhir menahan biofouling di bawah ambang liputan permukaan, sehingga tidak ada penurunan efisiensi pendinginan yang terukur; Duvenhage menekankan “rigorous water analysis” dan presisi dosis untuk menghindari strain resisten (epcmholdings.com).
Monitoring real‑time dan outcome keandalan
Program yang komprehensif memakai sensor dan loop kontrol otomatis: pH dijaga ~7,0–8,0 (epcmholdings.com); konduktivitas/TDS untuk mengatur blowdown; coupon/probe untuk laju korosi (target <0,1 mm/tahun); hitung mikrobiologi (Legionella/HPC) untuk jadwal shock; residu kimia: meter ORP untuk klorin, HPLC untuk glutaraldehyde.
Dengan kontrol ketat, manfaatnya material: kurang dari 1 mm scale CaCO₃ dapat memangkas koefisien perpindahan panas hingga separuh; treatment berkualitas mempertahankan kapasitas desain. Implementasi yang baik mengurangi downtime; sesudah upgrade water treatment, satu kilang memperpanjang siklus pembersihan dari triwulanan menjadi tahunan berkat blend inhibitor komposit. Kasus lain: beralih ke program fosfonat/polimer meningkatkan siklus ~50%, menghemat ∼100.000 m³ air per tahun. Performa ini berarti hemat energi (fan/pompa bekerja lebih ringan) dan umur peralatan lebih panjang. Perangkat pendukung pemantauan dan kontrol tersedia sebagai peralatan penunjang.
Kepatuhan blowdown dan skema pengolahan
Blowdown wajib memenuhi standar lokal Indonesia (pH, TSS, minyak/lemak, logam berat, biologis). Skema pengolahan tipikal: klarifikasi atau RO; opsi unit clarifier untuk TSS dan RO air payau untuk TDS. Formulasi bebas fosfat, bebas seng, dan biocide rendah toksisitas selaras dengan best practice global (chemengonline.com). “Setiap pembuangan…harus memenuhi semua persyaratan peraturan” (invirotec.co.id).
Baca juga:
Mengapa Sterilizer Horizontal & Kontrol Otomatis PLC/SCADA Jadi Pilihan Utama di Pabrik Kelapa Sawit
Ringkasan terintegrasi
Intinya: program cooling water kilang yang efektif menggabungkan (a) scale inhibitor komplementer (fosfonat + polimer multifungsi) untuk menjaga siklus tinggi dan kebersihan heat exchanger (epcmholdings.com) (chemengonline.com); (b) corrosion inhibitor multi‑komponen (passivator dan filming agent) untuk semua logam terbasahi (environmental-expert.com) (epcmholdings.com); serta (c) regimen biocide dual‑mode (oksidator kontinu + non‑oksidator periodik) berbasis monitoring real‑time (watertechusa.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Hasilnya: run‑length lebih panjang, blowdown turun (hemat air dan bahan kimia), serta perpindahan panas stabil—dengan keputusan dosis dan perbaikan berbasis data (indeks scaling, laju korosi, dan hitung mikroba) (epcmholdings.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Sumber dan referensi
Sumber yang ditinjau mencakup panduan praktik terbaik industri, studi kasus, dan penelitian. Misalnya, Felipe dkk. (Baker Hughes) menjelaskan fungsi corrosion inhibitor di Hydrocarbon Processing (environmental-expert.com); Duvenhage (EPCM) memberi tinjauan berfokus perawatan (epcmholdings.com) (epcmholdings.com); artikel industri Indonesia mengulas kontaminan dan langkah treatment (invirotec.co.id) (invirotec.co.id); Liu dkk. melaporkan efikasi biocide di menara uji (Biofouling 2011) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov); Matijašević dkk. (2014) mengkuantifikasi manfaat optimasi cooling water (~40% penurunan beban/pemakaian air) (researchgate.net); dan Buecker & Post (Chem. Eng. 2019) membahas evolusi kimia cooling water (chemengonline.com) (chemengonline.com). Data dan praktik terbaik tambahan diambil dari literatur teknis (chemengonline.com) (watertechusa.com) (watertechusa.com).
Kasus dan angka kunci lainnya: “scale inhibitors…preserve heat transfer efficiency” (epcmholdings.com); beban panas menguapkan air “leaving behind the dissolved minerals” (epcmholdings.com); permintaan non‑P meningkat (chemengonline.com); dan penghapusan fosfat memungkinkan “70% reduction in bleach usage” dengan biocide lanjutan (chemengonline.com).
