LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Kapasitas pembuatan keramik BaTiO3 adalah 700 ton/tahun dengan ketentuan sebagai berikut : 1 tahun

= 330 hari kerja

1 hari

= 24 jam

Kapasitas tiap hari : = 700

ton 1 tahun 1000 kg x x tahun 330 hari 1 ton

= 2121,212 kg/ hari Kemurnian

= 99,99 % (BaTiO3)

Impiuritis

= 0,01 % (BaCO3, TiO2)

Perhitungan Mundur 1. Furnace 8 6

CO2 7

Furnace

BaCO3

BaTiO3

TiO2 BaCO3(s) + TiO2 (s)

BaTiO3 (s) + CO2 (g)

Neraca Massa total : F6 = F7 + F8 Neraca masing – masing komponen : F7 BaTiO3 = 2121,212 kg/hari N7 BaTiO3 = 9,0964 kmol/hari Kemurnian produk yang diinginkan adalah 99,99 % yang berfasa padatan sehingga banyaknya massa mol BaCO3 dan TiO2 yang bereaksi adalah sebesar 99,99 % agar didapat kemurnian produk yang diinginkan, maka : N7 BaTiO3 = N8 CO2 = 0,999 N6 BaCO3 N6 BaCO3 = 9,0973 kmol/hari N6 TiO2

= 9,0973 kmol/hari

LA-1

Universitas Sumatera Utara

LA-2 Maka, F6 BaCO3 = 9,0973 x 197,336 6

= 1795,23 kg/hari

F TiO2

= 9,0973 x 79,866

= 726,56

kg/hari

F8 CO2

= 9,0946 x 44,0095

= 400,30

kg/hari

F7 BaCO3 = (9,0955 - 9,0946 ) x 197,336 = 0,180

kg/hari

F7 TiO2

= (9,0955 - 9,0946 ) x 79,866

kg/hari

F6 total

= F6 BaCO3 + F6 TiO2

= 0,072

= 1795,23 kg/hari + 726,56 kg/hari = 2521,79 kg/hari 2. Pneumatic Press 4

5 Pneumatic Press

BaCO3

BaCO3

TiO2

TiO2

Neraca Massa Total F4 = F5=F6 = 2521,79 kg/hari Neraca Massa Komponen : F4 BaCO3 = F5 BaCO3 = 1795,23 kg/hari F4 TiO2

= F5 TiO2 = 726,56 kg/hari

3. Mixer 3

4 Mixer

BaCO3

BaCO3

TiO2

TiO2

Neraca Massa Total F3 = F4 = 2521,79 kg/hari


LA-3 Neraca Massa Komponen : F3 BaCO3 = F4 BaCO3 = 1795,23 kg/hari F3 TiO2

= F4 TiO2 = 726,56 kg/hari

4.

Conveyor BaCO3

TiO2 1

2 3 Conveyor BaCO3 TiO2

Neraca Massa Total F1+ F2 = F3 = 2521,79 kg/hari Neraca Massa Komponen : F1 BaCO3 = F3 BaCO3 = 1795,23 kg/hari F2 TiO2

= F3 TiO2 = 726,56 kg/hari

Perhitungan Maju 1. Conveyor BaCO3

TiO2 1

2 3 Conveyor BaCO3 TiO2

Neraca Massa Total F1+ F2 = F3 = 2521,79 kg/hari Neraca Massa Komponen :


LA-4

F1 BaCO3 = F3 BaCO3 = 1795,23 kg/hari 2

F TiO2

= F3 TiO2 = 726,56 kg/hari

2. Mixer

3

4 Mixer

BaCO3

BaCO3

TiO2

TiO2

Neraca Massa Total F3 = F4 = 2521,79 kg/hari Neraca Massa Komponen : F3 BaCO3 = F4 BaCO3 = 1795,23 kg/hari F3 TiO2

= F4 TiO2 = 726,56 kg/hari

3. Pneumatic Press 4

5 Pneumatic Press

BaCO3

BaCO3

TiO2

TiO2

Neraca Massa Total F4 = F5 = 2521,79 kg/hari Neraca Massa Komponen : F4 BaCO3 = F5 BaCO3 = 1795,23 kg/hari 4

F TiO2

= F5 TiO2 = 726,56 kg/hari


LA-5

4. Furnace 8 6

CO2 7

Furnace

BaCO3

BaTiO3

TiO2 BaCO3(s) + TiO2 (s) 6

7

BaTiO3 (s) + CO2 (g)

8

Neraca Massa total : F = F + F

Neraca masing – masing komponen : F7 BaTiO3 = 2121,212 kg/hari N7 BaTiO3 = 9,0964 kmol/hari Kemurnian produk yang diinginkan adalah 99,99 % yang berfasa padatan sehingga banyaknya massa mol BaCO3 dan TiO2 yang bereaksi adalah sebesar 99,99 % agar didapat kemurnian produk yang diinginkan, maka : N7 BaTiO3 = N8 CO2 = 0,999 N6 BaCO3 N6 BaCO3 = 9,0973 kmol/hari N6 TiO2

= 9,0973 kmol/hari

Maka, F6 BaCO3 = 9,0973 x 197,336 6

= 1795,23 kg/hari

F TiO2

= 9,0973 x 79,866

= 726,56

kg/hari

F8 CO2

= 9,0946 x 44,0095

= 400,30

kg/hari

F7 BaCO3 = (9,0955 - 9,0946 ) x 197,336 = 0,180

kg/hari

F7 TiO2

= (9,0955 - 9,0946 ) x 79,866

kg/hari

F6 total

= F6 BaCO3 + F6 TiO2

= 0,072

= 1795,23 kg/hari + 726,56 kg/hari = 2521,79 kg/hari


LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS Basis Perhitungan

: 1 hari operasi

Satuan operasi

: kJ/hari

Temperatur

: 28 OC

Neraca panas menggunakan rumus – rumus perhitungan sebagai berikut : Perhitungan Cp padatan (J/mol.K) dengan menggunakan metode Hurst dan Harrison, dimana nilai kontribusi unsur atom, yaitu : Tabel LB.1 Tebel Kontribusi Unsur Atom dengan Metode Hurst dan Harrison Unsur Atom

∆E

Ba

32,37

Ti

27,24

O

13,42

C

10,89

Sumber : (Perry, 1999) Rumus Metode Hurst dan Harrison : CPS =

𝑛 𝑖=1 𝑁𝑖. ∆𝐸𝑖

Dimana : CPS

= Kapasitas panas padatan (J/mol.K)

n

= Jumlah unsur atom yang berbeda dalam suatu senyawa

Ni

= Jumlah unsur atom i dalam senyawa

∆𝐸𝑖

= Nilai dari kontribusi unsur atom i pada tabel LB.1

Menghitung Cp. BaCO3 pada 28OC : Cp

= ∆EBa + ∆EC + 3∆EO = 32,37 + 10,89+ 3 (13,42) = 83,52 J/mol.K

Menghitung Cp TiO2 pada 28OC : Cp

= ∆ETi + 2∆EO = 27,24 + 2 (13,42)

LB-1 Universitas Sumatera Utara

LB-2 = 54,08 J/mol.K Menghitung Cp BaTiO3 pada 28OC : Cp

= ∆EBa + ∆ETi + 3∆EO = 32,37 + 27,24+ 3 (13,42) = 99,87 J/mol.K

Dari data tabel kontribusi atom maka didapat Cp padatan, yaitu : Tabel LB.2 Kapasitas Panas Padatan Senyawa

Cp(j/mol.k)

BaCO3

83,52

TiO2

54,08

BaTiO3

99,87

Dari data entalpi pembentukan ∆HfO(kkal/mol) pada suhu 25O C, yaitu : Senyawa

∆HfO(kkal/mol)

BaCO3

-289,9

TiO2

-225,79

BaTiO3

4,23

CO2

-94,5

Sumber :( Perry, 1999) LB.1 Furnace 8 CO2 6 BaCO3 TiO2 Panas masuk furnace =

𝑁𝑠6

7 BaTiO3

Furnace 301,15 𝐶𝑝(𝑔) 𝑑𝑇 298,15

Tabel LB.3 Panas Masuk Furnace Alur

Komponen

F(kg/hari)

BaCO3 6

TiO2 Qin

N(kmol/hari)

N1∫Cp dT

1.795,23

9,0973

0

726,56

9,0973

0 0


LB-3 Panas Keluar Furnace = ∑N7BaTiO3

1623 ,15 𝐶𝑝(𝑔) 𝑑𝑇 301,15

+ ∑N8CO2

1623 ,15 𝐶𝑝(𝑔) 𝑑𝑇 301,15

= 9,0964 kmol/hari x 99,87 J/mol.K(1623,15-301,15)+9,0964 kmol/hari x68.723,94 J/mol = 1.826.123,495 kJ/hari BaCO3(s) + TiO2(s)

BaTiO3 + CO2 (g)

Reaksi : ∆Hr = (∆H0f

BaTiO3 ++

∆H0f CO2 - ∆H0f BaCO3 - ∆H0f TiO3)

= 4,23 + (-94,5) – (-289,9) – (-225,79) = 425,42 j/mol 1.Panas Reaksi Pembakaran ∆HR (1.623,15) = ∆HR(298,15) + ∑σ ∑σ

1623 ,15 𝐶𝑝(𝐵𝑎𝐶𝑂 3) 𝑑𝑇 298,15

∑σ

1623 ,15 𝐶𝑝(𝑇𝑖𝑂2) 𝑑𝑇 298,15

∑σ

1623 ,15 𝐶𝑝(𝐵𝑎𝑇𝑖𝑂 3) 𝑑𝑇 298,15

1623 ,15 𝑁𝐶𝑝𝑑𝑇 (𝐶𝑂2 ) 298,15

= -1(83,52)x(1.623,5-298,15) = -110,644 j/mol = - 1 (54,08) x (1.623,15-298,15) = - 71,656 j/mol = (99,87) x(1.623,15 – 298,15) = 132.327,75 j/mol 0,0796 =1x(19,02(1.623,15-298,15) + 2 (1.6232 – 298,152) – 8

∆Hr

r

1623 ,15 𝐶𝑝(𝑠) 𝑑𝑇 298,15

7,37 3

x10-5(1.623.153 – 298,153) + 8,133

3,746 4

x 10-

(1.623,154 – 298,154) – x 10-12 (1.623,155 -298, 5 155) = 68.723, 945 j/mol = 425,42 + (-110,644+- 71,656+ 132.327,75 + 68.723, 945) = 19.157,115 j/mol = 9,0964 kmol/hari


LB-4 r∆Hr = 174.260,99 kJ/hari Panas yang dibutuhkan : Q = Qout – Qin + r∆Hr = 1.826.123,495 kJ/hari – 0 kJ/hari + 174.260,99 kJ/hari = 2.000.384,49 kJ/hari


LAMPIRAN C SPESIFIKASI PERALATAN Spesifikasi peralatan dihitung berdasarkan urutan peralatan dalam flowsheet pembuatan keramik barium titanat. LC.1 Gudang Penyimpanan TiO2 (G - 101) Fungsi

: Tempat Penyimpanan TiO2 sebelum di proses selama 30 hari

Bentuk

: Bangunan berbentuk balok dengan atap berbentuk limas

Bahan

: Beton

Kondisi penyimpanan : Tekanan

: 1 atm : 300C

Suhu Jumlah Gudang

: 1 unit

TiO2 yang diangkut dengan truk dimasukkan langsung kegudang penyimpanan dengan kapasitas 30 hari. TiO2 ditempatkan dalam sak – sak dengan berat @ 50 kg. Jadi 1 sak memuat : 𝐹𝑇𝑖𝑂 2

Valume TiO2 = 𝜌

𝑇𝑖 𝑂 2

50 𝑘𝑔

= 4.000 𝑘𝑔 /𝑚 3 = 0,0125 m3/sak

Kebutuhan TiO2 = 726,56 kg/hari Banyak sak yang dibutuhkan dalam 30 hari : Jumlah sak (@ 50 kg) =

726,56

𝑘𝑔 𝑕 𝑎𝑟𝑖

𝑥 30 𝑕𝑎𝑟𝑖

50 𝑘𝑔 /𝑠𝑎𝑘

= 435,94 sak Volume total sak dalam 30 hari = 0,0125 x 435,94 = 5,4492 m3 Faktor kosong ruangan = 20 % dan area jalan dalam gudang = 20 %, sehingga : Volume gedung yang dibutuhkan = 1,4 x 5,4492 m3 = 7,6289 m3 Bangunan diperkirakan dibangun dengan panjang 2,5 m, dengan tinggi tumpukan TiO2 2 m, sehingga : V=pxlxt 7,6289 = 2,5 x l x 2

LC-1


LC-2 l

= 1.526 m

Tinggi bangunan direncanakan 2x tinggi tumpukan bahan baku = 4 m. Sehingga, ukuran bangunan gedung yang digunakan adalah : Panjang

= 2,5 m

Lebar

=2m

Tinggi

=4m

LC.2 Gudang Penyimpanan BaCO3 (G - 102) Fungsi

: Tempat penyimpanan BaCO3 sebelum diproses selama 30

hari Bentuk

: Bangunan berbentuk balok dengan atap berbentuk limas

Bahan Kontruksi

: Beton


: 1 atm : 30 OC

Suhu Jumlah gudang

: 1 unit

BaCO3 yang diangkut dengan truk dimasukkan langsung ke gudang penyimpanan dengan kapasitas 30 hari, BaCO3 ditempatkan dalam sak – sak dengan berat @ 50 kg. 𝐹𝐵𝑎𝐶𝑂 3

Valume BaCO3 = 𝜌

𝐵𝑎𝐶𝑂 3

50 𝑘𝑔

= 4.286 𝑘𝑔 /𝑚 3

= 0,01167m3/sak Kebutuhan BaCO3

= 1795,23 kg/hari

Banyak sak yang dibutuhkan dalam 30 hari : Jumlah sak (@ 50 kg) =

1795,23

𝑘𝑔 𝑕 𝑎𝑟𝑖

𝑥 30 𝑕𝑎𝑟𝑖

50 𝑘𝑔 /𝑠𝑎𝑘

= 1.077,14 sak Volume total sak dalam 30 hari = 0,01167 x 1.077,14 = 12,566 m3 Faktor kosong ruangan = 20 % dan area jalan dalam gudang = 20 %, sehingga : Volume gedung yang dibutuhkan = 1,4 x 12,566 m3 = 17,59 m3


LC-3 Bangunan diperkirakan dibangun dengan panjang 4 m, dengan tinggi tumpukan BaCO3 2 m, sehingga : V=pxlxt 17,59 = 4 x l x 2 l = 2,199 m Tinggi bangunan direncanakan 2x tinggi tumpukan bahan baku = 4 m. Sehingga, ukuran bangunan gedung yang digunakan adalah : Panjang

=4 m

Lebar

= 2,5 m

Tinggi

=4 m

LC.3

Bucket Elevator (BE - 103)

Fungsi

: Mengangkut TiO2 dari gudang penyimpanan ke silo

Bentuk

: Continuous – Bucket elevator

Bahan Kontruksi

: Malleable - iron


: 30 OC

Suhu Jumlah

: 1 unit

Faktor kelonggaran

: 12 %

Laju umpan

: 1 atm

(Perry&Green, 1997)

= 726,56 kg/hari = 30,27 kg/jam

Kapasitas total conveyor

= (1 + faktor keamanan ) x Laju umpan = (1 + 0,12 ) x 30,27 kg/jam = 33,90 kg/jam = 0,0339 ton/jam

Untuk bucket elevator kapasitas 2 ton/jam, spesifikasi : - Tinggi elevator = 25 ft (Perry&Green,1997) - Ukuran bucket = (6 x 4 x 4,25) in - Jarak antar bucket = 12 in Perhitungan daya yang dibutuhkan (P) : P = 0,07 m0,63 ∆Z (Timmerhaus,2004) Dimana

: P = Daya (kW) M = Laju Alir Massa (kg/s)


LC-4 ∆Z = Tinggi Elevator (m) m = 33,90 kg/jam = 0,0094 kg/s ∆Z= 25 ft = 7,62 m P = 0,07 (0,0094)0,63 (7,62)

= 0,028 kW = 0,03785 hp

Efisiensi motor = 80 % Daya yang dibutuhkan = 0,03785 hp/0,8 = 0,047 hp Maka dipakai motor dengan daya ½ hp LC.4 Bucket Elevator (BE – 104) Fungsi : mengangkut BaCO3 dari gudang penyimpanan BaCO3 ke silo Jenis

: Continuous – bucket Elevator

Bahan konstruksi

: Malleable – iron

Jumlah

: 1 unit

Kondisi penyimpanan

: Tekanan Suhu

Faktor kelonggaran

: 1 atm : 30 OC

= 12 %

(Perry & Green, 1997)

Laju umpan = 1795,23 kg/hari = 74,80 kg/jam Kapasitas total conveyor

= (1 + faktor keamanan) x Laju umpan = (1 + 0,12) x 74,80 kg/jam = 83,77 kg/jam = 0,0838 ton/jam

Untuk bucket elevator kapasitas < 2 ton/jam, spesifikasi : -

Tinggi elevator

= 25 ft

(Perry& Green,

1997) -

Ukuran elevator

= (6 x 4 x 4,25 ) in

-

Jarak antar bucket

= 12 in

Perhitungan daya yang dibutuhkan (P) : P = 0,07 m0,63∆Z

(Timmerhaus, 2004)

Dimana : P = Daya (kW) m = laju alir massa (kg/s)


LC-5 ∆Z= tinggi elevator (m) M = 83,77 kg/jam = 0,0233 kg/s ∆Z = 25 ft = 7,62 m 1 hp = 0,74570 kW P = 0,07 (0,0233)0,63 (7,62) = 0,05 kW = 0,067 hp Efisiensi motor = 80 % Daya yang dibutuhkan = 0,067 hp/0,8 = 0,084 hp Maka dipakai motor dengan daya ½ hp. LC.5 Silo (S-110) Fungsi

: menampung TiO2 dari Bucket elevator

Jenis

: mass-flow silo

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: Temperatur (T) Tekanan (P)

: 300C : 1 atm

Desain alat untuk silo

Valley

bentuk bawah valley

Laju alir masuk

: 726,565 kg/hari = 30,27

ρTiO2

: 4000 kg/m3

Kebutuhan perancangan: 7hari Untuk kapasitas 1 minggu hari dapat dihitung : FTiO2

= 30,27 kg/jam x 7 hari x 24 jam/hari = 5085,95 kg 𝐹

5085 ,95 𝑘𝑔

Volume Tio2

= 𝜌 𝑇𝑖𝑂 2 = 4000 𝑘𝑔 /𝑚 3 = 1,27 m3

Faktor kelonggaran

= 20 %

𝑇𝑖𝑂 2

Volume yang dibutuhkan = (1,2) 1,27m3 = 1,526 m3


LC-6 Diameter dan tinggi silo 

Volume silo (Vs) 1

Vs = 4πDi2H; asumsi : Di:H=1:3 3

Vs = 4πDi3

(brownell,1959) 3

1,526

= 4πDi3

Di3

= 0,648 m3

Di

= 0,865 m

H

= 3 x Di = 3 x 0,865 m= 2,6 m

 Volume valley (Vv) Diasumsikan perbandingan diameter dan tinggi silo dan valley 5:1, maka Diameter valley adalah 1/5 x 0,865 m = 0,173 m Tinggi valley adalah 1/5 x 2,6 m = 0,52 m Ukuran Bin opening (valley) = B =0,10 m Dan θ yang sesuai adalah 220

LC.6 Silo (S-111) Fungsi

: menampung BaCO3 dari Bucket elevator

Jenis

: mass-flow silo

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: Temperatur (T) Tekanan (P)

: 300C : 1 atm

Desain alat untuk silo

Valley

bentuk bawah valley

Laju alir masuk

: 1795,23kg/hari = 74,80 kg/jam

ρBaCO3

: 4286 kg/m3

Kebutuhan perancangan: 7hari Untuk kapasitas 1 minggu hari dapat dihitung :


LC-7

F BaCO3

= 74,80 kg/jam x 7 hari x 24 jam/hari = 12.566,6 kg 12.566,6 𝑘𝑔

𝐹

Volume BaCO3

= 𝜌 BaCO 3 = 4286 𝑘𝑔 /𝑚 3 = 2,932 m3

Faktor kelonggaran

= 20 %

BaCO 3

Volume yang dibutuhkan = (1,2) 2,932 m3 = 3,52 m3 Diameter dan tinggi silo 

Volume silo (Vs) 1

Vs = 4πDi2H; asumsi : Di:H=1:3 3

Vs = 4πDi3

(brownell,1959) 3

3,52

= 4πDi3

Di3

= 1,490 m3

Di

= 1,143 m

H

= 3 x Di = 3 x 1,143 m= 3,43 m

 Volume valley (Vv) Diasumsikan perbandingan diameter dan tinggi silo dan valley 5:1, maka Diameter valley adalah 1/5 x 1,143 m = 0,229m Tinggi valley adalah 1/5 x 3,43 m = 0,686m Ukuran Bin opening (valley) = B =0,15 m Dan θ yang sesuai adalah 220

LC.7 Screw conveyor (SC-112) Fungsi

: mengangkut TiO2 menuju Mixer

Bahan Konstruksi

: Carbon steel

Kondisi operasi

: Tekanan : 1 atm Suhu

Jumlah

: 30 0 atm

: 1 unit

Data : FTiO2 = 726,56 kg/hari = 30,27 kg/jam = 0,0084 kg/s ρTiO2 = 4000 kg/m3


LC-8

Direncanakan dalam suatu proses cukup ditempuh 1/6 jam kerja (10 menit) Panjang screw conveyor diperkirakan = 20 m = 65,616 ft Laju volumetrik conveyor : 𝑄=

30,27 𝑘𝑔/𝑗𝑎𝑚 1 𝑥 𝑗𝑎𝑚 3 4000𝑘𝑔/𝑚 1/6

= 0,0454 m3/jam = 1,2614x10-5 m3/s Daya conveyor, P = 0,07 F0,82L Dimana : P = Daya conveyor (kW) F = Laju alir massa (kg/s) L = Jarak angkut (m) Maka P = 0,07 x (0,0084)0,82 x 20 = 0,02780 kW = 0,03730 hp Efisiensi motor = 80 % Daya yang dibutuhkan = 0,03730 hp/0,8 = 0,0466 hp Maka dipakai motor dengan daya ½ hp LC.8 Screw Conveyor (SC-113) Fungsi

: Mengangkut BaCO3 menuju Mixer

Bahan Konstruksi

: Carbon steel

Kondisi operasi


Jumlah

: 300C

: 1 unit

Data : FBaCO3 = 1795,23 kg/hari = 74,780 kg/jam = 0,02078 kg/s ρ BaCO3 = 4.286 kg/m3 Direncanakan dalam satu proses cukup ditempuh 1/6 jam kerja (10 menit) Panjang screw conveyor diperkirakan = 20 m = 65,616 ft Laju volumetrik conveyor : 𝑄=

74,780 𝑘𝑔/𝑗𝑎𝑚 1 𝑥 𝑗𝑎𝑚 4286 𝑘𝑔/𝑚3 1/6

= 0,1047 m3/jam = 2,9087x 10 -5 m3/s Daya Conveyor, P = 0,07 F0,82L


LC-9

Dimana : P = Daya conveyor (kW) F = Laju alir massa (kg/s) L = Jarak angkut (m) Maka P = 0,07 x (0,02078)0,82 x 20 = 0, 0582 kW = 0,0780 hp Efisiensi motor = 80 % Daya yang dibutuhkan = 0,0780 hp/0,8 = 0,0979 hp Maka dipakai motor dengan daya ½ hp LC.9 mixer (M-114) Fungsi

: Mencampurkan semua bahan baku agar menjadi

homogen Jenis

: Ribbon mixer

Jumlah

: 1 unit

Bahan Konstruksi

: Carbon steel

Kondisi Operasi


: 30 0C

Perhitungan dimensi pencampuran Tabel LC.1 komposisi bahan yang masuk ke Mixer (M-114) Laju Alir

ρ

Vcampuran

(kg/jam)

(kg/m3)

(M3/jam)

BaCO3

1795,23

4.286

0,4189

TiO2

726,565

4.000

0,1816

Total

2521,79

4.119,26

0,6005

Laju massa

= 2521,79 kg/jam

Waktu tinggal = 4 jam Perhitungan : a. Volume Tangki Volume campuran, V1 = 0,6005m3/jam x 4 jam = 2,402 m3 Volume tangki,

Vt = 1,2 (2,402) = 2,8824 m

LC-10

3

b. Diameter dan tinggi shell


Direncanakan : Hs = Dt 1:1 Dimana : Hs = tinggi shell Dt = diameter dalam tangki - Volume shell tangki (Vs) 𝜋

𝜋

Vs = 4 𝐷𝑡2 𝐻𝑠 = 4 𝐷𝑡2 𝐷𝑡 =

𝜋 4

𝐷𝑡3

(perry, 2007)

- Volume tutup tangki (Ve) 𝜋

Ve = 24 𝐷𝑡3

(brownell & Yaoung, 1959)

- Volume tangki (V) V

= Vs + Ve 7𝜋

= 24 𝐷𝑡3 7𝜋

2,8824 m3

= 24 𝐷𝑡3

𝐷𝑡3

= 3,1473 m3

𝐷𝑡

= 1,4655 m = 4,808 ft = 57,696in

Hs

= 1,4655 m = 4,808 ft = 57,696in

c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = 1,4655 m Rasio axis = 2:1 Tinggi tutup = ½(

1,4655 2

) = 0,3664 m

Maka, tinggi total tangki = 1,4655 m + 0,3664 m = 1,832 m d. Tebal shell tangki Untuk cylindrical shells : 𝑡𝑠 =

𝑃.𝑟 𝑆.𝐸𝑗 −0,6𝑃

+ 𝐶𝑐

(Timmerhaus, 2004)

Dimana : P = maximum allowable internal pressure r = jari- jari tangki S = maximum allowable working stress Ej = joint efficiency LC-11 Cc= allowance for corrosion


Tekanan udara luar, Po = 1 atm = 101, 325 kPa = (2521,79kg/jam)(4 jam)(9,8 m/s2)/[π/4(1,8435 m)2]

P = F/A

= 37.054,38 N/m2 = 37,05 Kpa Poperasi

= Po + P = 101,325 kPa + 37,05 kPa = 138,379 kPa

Faktor keamanan = 20 % P design

= (1,2)( 138,379 kPa) = 166,055 kPa = 24,084 psi

Untuk bahan konstruksi Carbon steel, SA – 285, Grade C : S = 13.750 psi Ej = 0,85 C = 0,02 in/tahun n = 10 tahun Cc = 0,02 in/tahun x 10 tahun = 0,2 in 𝑡𝑠 =

𝑃.𝑟 𝑆.𝐸𝑗 −0,6𝑃

+ 𝐶𝑐

24,084 𝑝𝑠𝑖 𝑥 57,696 𝑖𝑛

= (13.750 𝑥 0,85)−(0,6 𝑥 24,084

𝑝𝑠𝑖 )

= 0,119 𝑖𝑛

Maka tebal shell yang dibutuhkan = ½ in e. Tebal tutup tangki Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell. Maka tebal shell standart yang digunakan = ½ in

( Brownell,1959)

f. Sistem pengaduk Jenis pengaduk : Double helical ribbon Untuk ribbon blender kecepatan yang dipakai adalah 280 ft/min (tabel 19.2 perrys) Daya motor yang digunakan 1 hp

Untuk Double helical ribbon standart (Geankoplis, 2003), diperoleh :


LC-12 Da/Dt = 1/3

: Da = 1/3 x 1,4655 m = 0,4885 m

W/Da = 1/5

: W = 1/5 x 0,4885 m = 0,0977 m

Dimana : Dt = diameter tangki Da = diameter helical W = lebar blade pada helical

LC.10 Screw Conveyor (SC-210) Fungsi

: Mengangkut campuran BaCO3 dan TiO2 menuju Pneumatic press.

Bahan Konstruksi

: Carbon steel

Kondisi operasi


Jumlah

: 300C

: 1 unit

Data : Fcampuran = 2521,79 kg/hari = 105,075kg/jam = 0,0292 kg/s Ρcampuran = 4.119,26 kg/m3 Direncanakan dalam satu proses cukup ditempuh 1/6 jam kerja (10 menit) Panjang screw conveyor diperkirakan = 20 m = 65,616 ft Laju volumetrik conveyor : 𝑄=

105,075 𝑘𝑔/𝑗𝑎𝑚 1 𝑥 𝑗𝑎𝑚 3 4.119,26 𝑘𝑔/𝑚 1/6

= 0,1530 m3/jam = 4,2514 x 10-5 m3/s Daya Conveyor, P = 0,07 F0,82L Dimana : P = Daya conveyor (kW) F = Laju alir massa (kg/s) L = Jarak angkut (m) Maka P = 0,07 x (0,0292)0,82 x 20 = 0, 077 kW = 0,1035 hp Efisiensi motor = 80 % Daya yang dibutuhkan = 0,1035 hp/0,8 = 0,130 hp


LC-13

Maka dipakai motor dengan daya ½ hp

LC.11 Pneumatic press (P-211) Fungsi

: Tempat mencetak campuran menjadi blok keramik

Bahan konstruksi

: Plat baja

Kondisi operasi


Jumlah 𝑀𝐹 = 𝑃𝑥

: 300 C

: 1 unit 𝜋𝑑 𝑐 2 4

− 𝑊

(Heine, 1967) Dimana : P

= Tekanan Udara, umumnya 90-110 psi

dc

= Diameter piston (in)

W

= Berat total (lbm)

Faktor toleransi

= 10 %

W

= (100+10)% x 20 kg = 22 kg = 4,85 lb

dc

= =

2

𝑀𝐹+𝑊 𝜋𝑃 16+4,85

2

3,14 𝑥 100

= 0,066 in LC.12 Belt Conveyor (BC-212) Fungsi

: Mengangkut blok keramik ke gudang penyimpanan

sementara Jenis

: Horizontal belt conveyor

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel

Kondisi Operasi

: Tekanan Suhu

Jumlah

: 1 atm : 300 atm

: 1 unit

Data : Jumlah materi

: 2521,79kg/hari = 105,075 kg/jam

Faktor kelonggaran

: 20 %


LC-14

Kapasitas materi

: 1,2 x 105,075 kg/jam = 126,09 kg/jam = 0,126

ton/jam Panjang

: 20 ft

Menghitung daya conveyor : P

= Pempty + Phorizontal + P vertikal

Kecepatan conveyor (µ) dapat dihitung : Asumsi tebal belt conveyor 24 inci dengan angle of repose 200 maka dari tabel 5.5a wallas diperoleh data untuk conveyor = 87,9 µ =

0,126 87,9

x 100

= 0,1434 ft/menit Menghitung daya empty Horsepower conveyor dengan panjang 20 ft dan tebal belt conveyor 24 inci dapat dilihat dari grafik 5,5c wallas yaitu = 0,1 hp Pempty

= 0,1434 x 0,1 = 0,01434 hp

Menghitung daya horizontal Phorizontal

= (0,4 + L/300)(w/100) (Wallas,1988) 20 = 20,0764 𝑓𝑡 cos 50

𝐿

=

Phorizontal

= (0,4+20,0764/300)( 0,126/100) =0,00059 hp

Menghitung Daya vertikal Pvertikal

= 0,001 H.w (Wallas,1998)

H

= 20 tg 50 = 1,7498 ft

Pvertikal

= 0,001 x 1,7498 x 0,126 = 0,00022 hp

Dengan demikian daya conveyor seluruhnya adalah : P

= 0,01434 hp + 0,00059 hp + 0,00022 hp = 0,01515 hp

Efisiensi motor 80 % Daya yang diperlukan untuk menggerakkan motor ,0,1515 /0,8 = 0,0189 hp


LC-15 Maka digunakan motor standar dengan daya ½ hp LC.13 Gudang Penyimpanan Sementara Blok Keramik (G-213) Fungsi

: Tempat penyimpanan sementara blok keramik selama

30 hari Bentuk

: Bangunan persegi dengan atap berbentuk limas

Bahan

: Beton

Kondisi operasi


Jumlah

: 300 C

: 1 unit

Perhitungan desain bangunan keramik yang telah dicetak memiliki berat 340,2504 gr/blok keramik ρcampuran = 4.119,26 kg/m3 0,34025 𝑘𝑔

= F/ρ = 4.119,26 𝑘𝑔 /𝑐𝑚 3 = 8,25 x 10-5

Volume produk keramik m3/blok

Laju produk keramik = 2521,79 kg/hari = 105,075 kg/jam

Perkiraan banyaknya blok keramik yang tersimpan didalam gudang sementara jumlah blok (@0,34025kg) =

105,075 𝑘𝑔 𝑗𝑎𝑚 0,34025 𝑘𝑔 𝑏𝑙𝑜𝑘

= 308,82 blok/jam Volume total : 308,82 blok/jam x 8,25 x 10-5 m3/blok x 30 hari x 24 jam/hari = 18,366 m3 Faktor kosong ruangan

= 20 % dan area jalan dalam gudang = 20 %,

sehingga : Volume ruang yang dibutuhkan = (1,4) 18,366 m3 = 25,71 m3 Bangunan diperkirakan dibangun dengan panjang 5 m,dengan tinggi tumpukan 2 m, sehingga : V

=pxlxt

25,71

= (5) x (l) x (2)

L

= 2,57 m

Tinggi bangunan direncanakan 2x tinggi tumpukan bahan baku = 5 m


LC-16 Sehiggga ukuran bangun gedung yang digunakan adalah Panjang

=5m

Lebar

=3m

Tinggi

=4m

LC.14 Belt conveyor (BC-310) Fungsi

: Mengangkut blok keramik ke furnace

Jenis


Bahan Konstruksi

: Carbon Steel

Kondisi Operasi

: Tekanan Suhu

Jumlah

: 1 atm : 300 atm

: 1 buah


: 2521,79kg/hari = 105,075 kg/jam

Faktor kelonggaran

: 20 %

Kapasitas materi

: 1,2 x 105,075 kg/jam = 126,09 kg/jam = 0,126

ton/jam Panjang

: 20 ft



Kecepatan conveyor (µ) dapat dihitung : Asumsi tebal belt conveyor 24 inci dengan angle of repose 200 maka dari tabel 5.5a wallas diperoleh data untuk conveyor = 87,9 µ =

0,126 87,9

x 100


= 0,1434 x 0,1 = 0,01434 hp


= (0,4 + L/300)(w/100) (Wallas,1988)


LC-17 20 = 20,0764 𝑓𝑡 cos 50

𝐿

=

Phorizontal

= (0,4+20,0764/300)( 0,126/100) =0,00059 hp


= 0,001 H.w (Wallas,1998)

H

= 20 tg 50 = 1,7498 ft

Pvertikal

= 0,001 x 1,7498 x 0,126 = 0,00022 hp


= 0,01434 hp + 0,00059 hp + 0,00022 hp = 0,01515 hp

Efisiensi motor 80 % Daya yang diperlukan untuk menggerakkan motor 0,1515 /0,8 = 0,0189 hp Maka digunakan motor standar dengan daya ½ hp

LC.15 Furnace (Q-311) Fungsi

: Tempat peleburan BaCO3 dan TiO2 sehingga terjadi pembentukan keramik BaTiO3

Jenis

: Electric Furnace

Bahan Konstruksi

: Refractory brik dengan dinding dalam magnesite (86,8 % Mgo, 6,3 % Fe2O3, 3 % CaO, 2,6 % SiO2), dinding tengah kaolin insulating firebrick, dinding luar carbon steel plate SA- grade B, dengan elektroda grafit.

Kondisi

: Tekanan Suhu

Jumlah

: 1 atm : 1350 0 C

: 3 buah


LC-18 Tabel C.2 Komposisi bahan yang masuk ke Elektric furnace (Q-311) Komponen

Laju alir

ρ

Vcampuran

(kg/jam)

(kg/m3)

(m3/jam)

1794,80

4.286

0,4188

726,43

4.000

0,1816

2521,23

4.119,26

0,6120

BaCO3 TiO2 Total Reaksi yang terjadi di dalam furnace

:

BaCO3(s) + TiO2  BaTiO3(s) + CO2 (g) Data : Panas yang dihasilkan

= 176.483.931,5 kJ/hari

Bahan menduduki 50 % volume dalam tungku, residence time 10 jam. 𝐹 𝜌 𝑠𝑙𝑢𝑟𝑟𝑦

(

Volume tungku

=

)

0,5

𝑥 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑒𝑛𝑐𝑒 𝑡𝑖𝑚𝑒

2521,23 𝑘𝑔/𝑗𝑎𝑚 ) 4.119,26 𝑘𝑔/𝑚3 = 𝑥 10 𝑗𝑎𝑚 = 12,24 𝑚3 0,5 (

Rasio tinggi (T) terhadap diameter (D) adalah L:D = 1:1 =1/4πD2L

Volume tangki, V

=1/4πD3

V

12,24 m3 =1/4πD3 D3

= 15,59 m3

D

= 2,498 m

L

= 2,498 m

slate plate T1 Magn T0 esite

Fire bric k T2

T3


LC-19

Tebal dinding tungku reduksi Suhu permukaan dalam tungku

13500C

= 1623,15 K

Suhu permukaan luar

280C

= 301,15 K

Asumsi heat loss yang terjadi pada dinding qo = 500 Btu/ft2.hr = 15.769, 53 W/m2

(Bird, dkk,2001)

Magnesite Tebal, ∆x = ∆x1 T0 = 13500C= 1623 K, k=1,46 Btu/ ft2.hr(0F/ft)=2,53 W/m.

(Perry & Green,1997)

T1 = 10000C x1 – x0 = (k)(T0 – T1) x 1 𝑞𝑜

(Bird,dkk, 2001)

∆x1 = (k)(T0 – T1) x 1 𝑞𝑜 = (2,53)(1623,15 – 1273,15) x 1/15.769,53 = 0,056 m Kaolin insulating firebrick Tebal, ∆x = ∆x1 T1 = 10000C= 1273 K, k=0,23 Btu/ ft2.hr(0F/ft)=0,4 W/m.K (Perry & Green,1997) T2 = 60 0C x2 – x1 = (k)(T1 – T2) x 1 𝑞𝑜

(Bird,dkk, 2001)

∆x2 = (k)(T1 – T2) x 1 𝑞𝑜 = (0,4)(1273,15-333,15) x 1/15.769,53 = 0,0315 m Carbon steel plate SA-135 Grade B Tebal, ∆x = ∆x3 T3 = 280C= 301,15 K, k3=45,17 W/m.K x3 – x2 = (k)(T2 – T3) x 1 𝑞𝑜

(Perry & Green,1997) (Bird,dkk, 2001)

∆x3 = (k)(T2 – T3) x 1 𝑞𝑜 = (45,17)(333,15-301,15) x 1/15.769,53 = 0,6166 m Daya aktual yang dibutuhkan, Q = 2.000.384,486 kJ/hari (Lamp.B)


LC-20

= 23,15 kW Daya, P

=

Q η

=

23,15 0,96

= 24,1173 kW = 32,34 hp

LC.16 Blower (JB-314) Fungsi

: Mengalirkan gas CO2 dari furnace ke lingkungan

Jenis

: Blower sentrifugal

Bahan Konstruksi

: Commercial steel

Kondisi Operasi

: Tekanan

: 1 atm : 300C

Suhu Jumlah

: 1 unit

Perhitungan desain Blower : Laju alir = 400,33 kg/hari

= 16,68 kg/jam

ρ = 1977 kg/m3 Laju alir volumetrik gas, Q =

16,68 1977

= 0,0084 m3/jam

Efisiensi blower 75 %sehingga daya blower dapat dihitung dengan persamaan : P= P=

144 𝑥 𝑀 𝑋 𝑄 33.000 144 𝑥 0,75 𝑋 0,0084 33.000

P = 2,76 x 10-5 Hp Maka dipilih Blower dengan daya motor ½ Hp. LC.17 Belt conveyor (BC- 312) Fungsi

: Mengangkut blok keramik ke gudang penyimpanan

produk Jenis


Bahan Konstruksi

: Carbon Steel

Kondisi Operasi

: Tekanan Suhu

: 1 atm : 300 atm


LC-21

Jumlah

: 1 unit


: 2121,21 kg/hari = 88,384 kg/jam

Faktor kelonggaran

: 20 %

Kapasitas materi

: 1,2 x 88,384 kg/jam = 106,06 kg/jam = 0,106 ton/jam

Panjang

: 50 ft



Kecepatan conveyor (µ) dapat dihitung

:

Asumsi tebal belt conveyor 24 inci dengan angle of repose 200 maka dari tabel 5.5a wallas diperoleh data untuk conveyor = 87,9 µ =

0,106 87,9

x 100


= 0,1206 x 0,1 = 0,01206 hp


= (0,4 + L/300)(w/100)

(Wallas,1988) 𝐿

=

50 = 50,19 𝑓𝑡 cos 50

Phorizontal

= (0,4+50,19/300)( 0,106/100) = 0,00060 hp


= 0,001 H.w

(Wallas,1998) H

= 50 tg 50 = 4,374 ft

Pvertikal

= 0,001 x 4,374 x 0,106

= 0,00046 hp


= 0,01206 hp + 0,00060 hp + 0,00046 hp


LC-22

= 0,01313 hp Efisiensi motor 80 % Daya yang diperlukan untuk menggerakkan motor 0,01313 /0,8 = 0,0164 hp Maka digunakan motor standar dengan daya ½ hp

LC.18 Gudang Penyimpanan Keramik BaTiO3 (G-313) Fungsi

: Tempat penyimpanan keramik BaTiO3 selama 30 hari

Bentuk

: Bangunan persegi dengan atap berbentuk limas

Bahan

: Beton

Kondisi operasi


Jumlah

: 300 C

: 1 unit

Perhitungan desain bangunan Keramik BaTiO3 di cetak dalam bentuk blok, setiap blok mempunyai ukuran yang bervariasi, desain keramik BaTiO3 diperkirakan sebagai berikut : Mempunyai ukuran : Volume

: 0,0000825 m3=82,5 cm3

Massa

: 340,2504 gr

Direncanakan ukuran blok : Panjang

: 8 cm

Lebar

: 5 cm

Tinggi

:2,065 cm

Didalam satu kotak terdapat: 10 buah Dihasilkan 7411,6 blok keramik BaTiO3 per hari atau 741,16 kotak, Dengan Faktor kosong ruangan (fk) kotak Volume kotak

= 20 %

: 0,0000825 m3 x 10 lebar x 1,2 = 0,00099 m2

Volume keramik selama 30 hari = 741,16 kotak/hari x 0,00099 m3/kotak x 30 hari = 22,05 m3 Faktor kosong ruangan (fk)

= 20 % dan area jalan dalam gudang = 20 %,

sehingga : Volume ruang yang dibutuhkan, Vg= (1+fk x fj) x V = (1 + 0,2 x 0,2 ) x 22,05 m3


LC-23 = 30,873 m3 Direncanakan : 1. Panjang gedung penyimpanan 5 m, dengan tinggi tumpukan 2 m, sehingga : V 30,873 L

=pxlxt = (5) x (l) x (2) = 3,0873 m

2. Tinggi bangunan direncanakan 2x tinggi tumpukan bahan baku = 4 m Sehiggga ukuran bangun gedung yang digunakan untuk penyimpanan keramik BaTiO3 adalah : Tinggi gudang

=4m

Panjang gudang

=5m

Lebar gudang

= 3,5 m


LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT UTILITAS D.1 Tangki Bahan Bakar (TB) Fungsi

: Menyimpan bahan bakar solar selama 7 hari

Bentuk

: Selinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan Kontruksi

: Carbon steel SA-53, grade B

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: Temperatur : 300C Tekanan

: 1 atm

Laju massa solar

: kg/jam

Densitas solar

: 0,89 kg/l = 55,56 lbm/ft3 = 890,0712 kg/m3

(Perry & Green,1997) Kebutuhan perancangan

: 24 jam

Faktor keamanan

: 20 %

Perhitungan Ukuran Tangki 6,468

a. Volume solar (Va) =

kg jam

x 24 jamx 7 hari

890,0712

= 1,2208 𝑚3

Volume tangki, Vt = 1,2 x 1,2208 m3 = 1,465 m3 b. Diameter dan tebal tangki Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = 2 : 3 𝜋𝐷𝑖 𝐻𝑠 4 1 𝑉𝑠 = 𝜋𝐷𝑖 𝐻𝑠 4 1 3 1,465 𝑚3 = 𝜋𝐷𝑖2 𝐷 4 2 𝑖 3 1,465 𝑚3 = 𝜋𝐷𝑖3 8 𝑉𝑠 =

D = 1,2440 m H

= 1,8660 m

c. Tinggi cairan dalam tangki

LD-1


Tinggi cairan dalam tangki =

=

volume cairan x tinggi silinder

1,2208 1,8660 1,465

LD-2

volume tangki

= 1,555 𝑚

d. Tebal tangki Tekanan hidrostatik =ρxgxt

P

= 890,0712 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 1,555 m = 13.565,75 kPa Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P = 13.565,75 kPa + 101,325 kPa = 13.667,076 kPa Faktor kelonggaran

= 20 %

Pdesign = (1,2)( 13.667,076 kPa) = 16.400,490 kPa Joint efficiency (E)

= 0,8

(Timmerhaus, 2004)

Allowable stress (S) = 12.650 psia = 87.218,714 kPa Tebal shell tangki : t=

𝑃𝐷 2𝑆𝐸−1,2𝑃

=2

(16.400,490 𝑘𝑃𝑎 )( 1,2440 𝑚) 87.218,714 𝑘𝑃𝑎 0,8 − 1,2 (16.400,490 𝑘𝑃𝑎 )

= 0,1702 in Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan

= 0,1702 in = 1/8 in = 0,295 in

Tebal shell standar yang digunakan

= 0,3 in

D.2 Pompa Utilitas (PU - 01) Fungsi

: memompa bahan bakar ke generator

Jenis

: pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: commercial steel

Kondisi operasi

:

-

Temperatur

: 30 0C

-

Tekanan

: 1 atm

-

Densitas solar

: 0,89 kg/l = 55,56 lbm/ft3

(Perry & green, 1997)


LD-3 -

: 1,1 cp = 7.392,1x 100,4 lbm/ft.jam

Viskositas solar (µ)

(Perry & green, 1997) -

Laju alir massa (F)

: 5,7566 kg/jam = 0,00353 lbm/s 0,00353 𝑙𝑏𝑚 /𝑠

= 6,345 𝑥 10−5 𝑓𝑡 3 /𝑠

Laju alir volumetrik (Q)

=

Diameter optimum, De

= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13

55,56 𝑙𝑏𝑚 /𝑓𝑡 3

(Timmerhaus, 2004)

= 3,9 (6,345 𝑥 10−5 ft3/s)0,45 (55,56 lbm/ft3)0,13 = 0,08490 ft = 1,02 in Dari tabel A.5-1 geankoplis, 1997. Dipilih pipa comercial steel : Ukuran nominal

: 2 ½ in

Schedule number

: 40

Diameter dalam (ID)

: 2,469 in = 0,2057 ft

Diameter luar (OD)

: 2,875 in = 0,2396 ft

Inside sectional area (A)

: 0,03322 ft2

Kecepatan linear, v = Q/A = Bilangan reynold, NRe

=

6,345 𝑥 10−5 𝑓𝑡 3 /𝑠 0,03322 𝑓𝑡 2

= 0,0019 ft/s

𝜌𝑥𝑣𝑥𝐷 µ 55,56

=

𝑙𝑏𝑚 𝑓𝑡 3

𝑓𝑡 0,2057 𝑠 𝑙𝑏𝑚 10−4 𝑠 𝑓𝑡

0,0019

7,392 𝑥

𝑓𝑡

= 0,0295 (aliran laminer) Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ɛ = 0,00015 ft (geankoplis, 1997) Pada NRe = 0,0295 dan ɛ/D =

0,00015 ft 0,2057 ft

= 0,0007 diperoleh harga factor fanning

(Gambar 2.10-3), f = 0,006 (Geankoplis, 1997). Friction loss : 1 sharp edge entrance

𝐴

hc = 0,5 1 − 𝐴2 1

𝑉2

= 0,5 1 − 0

2𝑎𝑔𝑐

0,0019 2 2 1 (32,174)

hc = 2,83 x 10-8 ft.lbf/lbm 𝑉2

0,0019 2

3 elbow 900

hf = nKf2𝑔𝑐 = 3(0,75) 2(32,174) = 0,136 ft.lbf/lbm

1 check valve

hf = nKf2𝑔𝑐 = 1(2) 2(32,174) = 1,134 𝑥 107 ft. lbf/lbm

Pipa lurus 50 ft

Ff = 4f

𝑉2

∆𝐿𝑉 2 𝐷2𝑔𝑐

0,0019 2

= 4 (0,006)

50 (0,0019 )2 (1,9717)(2)(32,174)


LD-4 Ff = 3,56 x 10-5 ft.lbf/lbm 2

𝐴

hex= n 1 − 𝐴2

1 sharp edge exict

𝑉2 2𝑎𝑔𝑐

1

= 1 1−0

2

0,0019 2 2 1 (32,174)

-8

Hex= 6,67 x 10 ft.lbf/lbm ƩF = 0,13597 ft.lbf/lbm

Total friction loss

Dari persamaan Bernouli : 1 2gc

g

v 2 2 − v 2 1 + gc z2 − z1 +

P 2 −P 1 ρ

+ ƩF + Ws = 0

(Geankoplis, 1997) Dimana : V1

=V2

∆V2

=0

P1

= P2

∆P

=0

Tinggi pemompaan, ∆Z = 10 ft 32,174

0 + 32,174 10 + 0 + 0,13597 + 𝑊𝑠 = 0 -Ws = 10,13597 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, 𝝶 = 80 % Wp = Ws/ 𝝶 = 12,667 ft.lbf/lbm Daya pompa, P =

W p vρ 550

=

12,667 x 0,0019 550

x 55,56

= 0,002 hp

Digunakan daya motor standar 0,5 hp


LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI Dalam rencana pra rancangan pabrik Keramik Barium Titanat digunakan asumsi sebagai berikut : 1. Pabrik beroperasi selama 330 hari dalam setahun. 2. Kapasitas maksimum adalah 660 ton/tahun. 3. Perhitungan didas 4. arkan pada harga alat terpasang (HAT) 5. Harga alat disesuaikan dengan basis 16 April 2012, dimana nilai tukar dollar terhadap rupiah adalah US$ 1 = Rp 9.225.

(Bank Indonesia,16 April 2012)

1. Modal Investasi Tetap 1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)

1.1.1 Biaya Tanah Lokasi Pabrik Biaya tanah pada lokasi pabrik diperkirakan Rp 877.297 /m2 (www.inkuiri.com) Luas tanah seluruhnya = 4994 m2 Harga tanah seluruhnya = 4994 m2  Rp 877.297 /m2 = Rp 4.381.221.218 Biaya perataan tanah diperkirakan 5 dari harga tanah seluruhnya Biaya perataan tanah = 0,05 x Rp 4.381.221.218 = Rp 219.061.061 Maka total biaya tanah (A) adalah Rp 4.600.282.279

LE-1 Universitas Sumatera Utara

LE-2

1.1.2 Harga Bangunan dan Sarana Tabel LE.1 Perincian Luas dan Harga Bangunan, serta sarananya

No

Nama Bangunan

1 Pos jaga

Luas

Harga

(m2)

(Rp/m2)

Jumlah (Rp)

30

300.000

9.000.000

2 Tempat parkir*

100

100.000

10.000.000

3 Gudang produk

150

400.000

60.000.000

4 Gudangbahan baku

150

400.000

60.000.000

5 Poliklinik

50

500.000

25.000.000

6 Bengkel

70

400.000

28.000.000

7 Pembang kitlistrik

100

800.000

80.000.000

8 Perkantoran

240

1.000.000

240.000.000

9 Tempat proses

2000

1.500.000

3.000.000.000

10 Gudang peralatan

100

400.000

40.000.000

11 Kantin

70

400.000

28.000.000

12 Tempat ibadah

70

400.000

28.000.000

13 Taman*

50

100.000

5.000.000

1200

150.000

180.000.000

15 Ruang control

80

600.000

48.000.000

16 Laboratorium

80

600.000

48.000.000

800

0

0

14 Jalan*

17 Daeran perluasan* Total

4540

3.889.000.000

Ket * : sarana pabrik Harga bangunan saja

= Rp 3.694.000.000

Harga sarana

= Rp 195.000.000

Total biaya bangunan dan sarana (B) = Rp 3.889.000.000


LE-3

1.1.3 Perincian Harga Peralatan Harga peralatan yang di impor dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut :

X  I  Cx  Cy  2   x   X1   I y  m

(Timmerhaus et.al, 2004)

dimana: Cx = harga alat pada tahun 2012 Cy = harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia X1 = kapasitas alat yang tersedia X2 = kapasitas alat yang diinginkan Ix = indeks harga pada tahun 2012 Iy = indeks harga pada tahun yang tersedia m = faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat)

Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift Tahun Indeks X1 X12 Y1 2

X1.Y1

1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999

814 (Y1) 852 895 915.1 930.6 943.1 964.2 993.4 1027.5 1039.1 1056.8 1061.9 1068.3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

1 4 9 16 25 36 49 64 81 100 121 144 169

662596 725904 801025 837408 866016 889438 929682 986844 1055756 1079729 1116826 1127632 1141265

814 1704 2685 3660.4 4653 5658.6 6749.4 7947.2 9247.5 10391 11624.8 12742.8 13887.9

2000

1089

14

196

1185921

15246

2001 1093.9 15 225 1196617 16408.5 2002 1102.5 16 256 1215506 17640 Total 15846.4 136 1496 15818164 141060.1 (Sumber : Tabel 6-2 Timmerhaus et.al, 2004)


LE-4

Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2012 digunakan metode regresi koefisien korelasi :

n  ΣX i  Yi  ΣX i  ΣYi  n  ΣX i 2  ΣX i 2  n  ΣYi 2  ΣYi 2 

r

(Montgomery, 1992)

Dengan memasukkan harga-harga pada Tabel LE – 2, maka diperoleh harga koefisien korelasi :

16141060,1  13615846,4  0,980821  1 161496  1362  1615818164  15846,42 

r

Harga koefisien yang mendekati +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linier antar variabel X dan Y. sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah persamaan regresi linier. Persamaan umum regresi linier. Y = a + b  X dengan: Y

= indeks harga pada tahun yang dicari (2012)

X

= variabel tahun ke n – 1

a. b

= tetapan persamaan regresi

Untuk mengetahui harga indeks tahun yang diinginkan. lebih dahulu dicari tetapan a dan b. a=Y–bX

n  ΣXi Yi   ΣXi  ΣYi  n  ΣXi2  ΣXi 2

b

Jika disubstitusikan harga pada Tabel LE – 2. diperoleh harga :

b

16 141060,1  13615846,4

161496  1362

Y

ΣYi 15846,4   990,4 n 16

X

ΣX i 136   8,5 n 16

 18,72265

a = 990,4 – (18,72265)(8,5) = 831.257


LE-5

Sehingga persamaan regresi liniernya adalah : Y=a+bX Y = 831,257 + 18,72265 X

Dengan demikian, harga indeks pada tahun 2012 (X = 26) adalah : Y = 831,257 + 18,72265 (26) Y = 1318,046

Perhitungan harga peralatan menggunakan harga faktor eksponensial (m), kapasitas yang digunakan adalah harga eksponen Marshall & Swift yang dapat dilihat pada buku Plant Design and Economics for Chemical Engineers, Timmerhaus et.al, 2004, halaman 264, table 6-4. Untuk alat yang tidak tersedia. faktor eksponensialnya dianggap 0,6 (Timmerhaus et.al, 2004).


LE-6

Contoh perhitungan harga peralatan : Silo Bahan Baku TiO2 (G-101)

Purchased cost, dollar

10

102

6

103

Capacity, gal 104

105

105

Mixing tank with agitator 304 Stainless stell

104

Carbon steel 310 kPa (30 psig) Carbon-steel tank (spherical)

P-82 Jan,2002

103 10-1

1

2

10

10

103

Capacity, m3

Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Silo) (Timmerhaus et.al, 2004) X2 = 1,105 m3 X1 = 10 m3 Cy = US$ 12.000 Ix = 1318,046 Iy = 1102,5 m = 0,6 1,105 Maka, Cx = US$ 12.000  10

0, 6



1318,046 1102,5

Cx = US$ 3.826,05  Rp 9.225 Cx = Rp 35.295.306 /unit


LE-7

Dengan cara yang sama diperoleh perkiraan harga alat lainnya yang dapat dilihat pada Tabel E.3 untuk perkiraan peralatan proses dan Tabel E.4 untuk perkiraan peralatan utilitas.

Tabel LE.3 Perkiraan Harga Peralatan Proses Nama alat

Kode

Unit

Bucket Elevator

BE-103

1

134.412.723

134.412.723

Bucket Elevator

BE-104

1

134.412.723

134.412.723

Silo Bahan Baku TiO2

S – 110

1

35.295.306

35.295.306

Silo Bahan Baku BaCO3

S – 111

1

35.295.306

35.295.306

Screw Convenyor

SC – 112

1

130.385.995

130.385.995

Screw Convenyor

SC – 113

1

217.309.991

217.309.991

Ribbon Mixer

M – 114

1

121.076.380

121.076.380

Screw Convenyor

SC – 210

1

130.385.995

130.385.995

Pneumatic Press

P – 211

1

Belt Convenyor

BC – 212

1

300.890.757

300.890.757

Belt Convenyor

BC – 310

1

300.890.757

300.890.757

Q – 311

1

Belt Convenyor

BC – 312

1

300.890.757

300.890.757

Blower

JB – 314

1

73.092.795

73.092.795

Furnace

harga /unit (Rp)

1.774.048.500

7.071.011.243

Harga Total (Rp)

1.774.048.500

7.071.011.243

Alat Proses Impor

10.759.399.228

Alat Proses Non Impor

0

Harga Total Alat Proses

10.759.399.228

Tabel LE.4 Perkiraan Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah Nama Alat Kode Unit Harga/Unit (Rp) Harga Total (Rp) Tangki bahan bakar TU-01 1 5.328.917.903 5.328.917.903 Total Harga peralatan Utilitas Impor 5.328.917.903 Generator G 8 25.000.000 200.000.000 Pompa PU-01 2 3.500.000 7.000.000 Total Harga Peralatan Utilitas Non Impor 207.000.000 Total Harga Peralatan Utilitas 5.535.917.903


LE-8

Tabel LE.5 Perkiraan Harga Peralatan Kesehatan dan keselamatan kerja Harga/Unit (Rp) 12.500 150.000 500 12.500

Harga Total (Rp) 375.000 8.850.000 29.500 737.500

59 4 3

60.000 1.300.000 50.000

3.540.000 5.200.000 150.000

Fire extiguisher

10

650.000

6.500.000

Alarm

6

150.000

900.000

Nama Alat Safety helmet Sepatu pelindung Masker Sarung tangan

Unit 30 59 59 59

Penutup telinga Baju tahan panas Kaca mata pengaman

Total

26.282.000

Untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut : -

Biaya transportasi

= 5

-

Biaya asuransi

= 1

-

Bea masuk

= 15 

-

PPn

= 10 

-

PPh

= 10 

-

Biaya gudang di pelabuhan

= 0.5 

-

Biaya administrasi pelabuhan = 0.5 

-

Transportasi lokal

= 0,5 

-

Biaya tak terduga

= 0,5 

Total = 43 

(Timmerhaus et al, 2004).

Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut: -

PPn

= 10 

-

PPh

= 10 

-

Transportasi lokal

= 0,5 

-

Biaya tak terduga

= 0,5 


LE-9

Total = 21 

(Timmerhaus et al, 2004).

Total harga peralatan proses utilitas : = 1,43 x (Rp 10.759.399.228 + Rp 5.535.917.903) + 1,21 x (Rp 207.00.000 + Rp 26.282.000) = Rp 23.006.293.497 + Rp 282.271.220 = Rp 23.288.564.717 Biaya pemasangan diperkirakan 10 dari total harga peralatan Biaya pemasangan = 0,1  Rp 23.288.564.717 = Rp 2.328.856.472 Harga peralatan terpasang (HPT) (C) = Rp 23.288.564.717 + 2.328.856.472 = Rp 25.617.421.188

1.1.4

Instrumentasi dan Alat Kontrol Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 13 dari total harga

peralatan (Timmerhaus et.al, 2004). Biaya instrumentasi dan alat kontrol (D) = 0,13  Rp 25.617.421.188 = Rp 3.330.264.754

1.1.5

Biaya Perpipaan Diperkirakan biaya perpipaan 80 dari total harga peralatan (Timmerhaus

et.al, 2004). Biaya perpipaan (E) = 0,8  Rp 25.617.421.188 = Rp 20.493.936.951

1.1.6

Biaya Instalasi Listrik Diperkirakan biaya instalasi listrik 50 dari total harga peralatan

(Timmerhaus et.al, 2004). Biaya instalasi listrik (F) = 0,5  Rp 25.617.421.188 = Rp 12.808.710.594


LE-10

1.1.7 Biaya Insulasi Diperkirakan biaya insulasi 10 dari total harga peralatan (Timmerhaus et.al, 2004). Biaya insulasi (G) = 0,1  Rp 25.617.421.188 = Rp 2.561.742.119

1.1.8 Biaya Inventaris Kantor Diperkirakan biaya inventaris kantor 5 dari total harga peralatan (Timmerhaus et.al, 2004). Biaya inventaris kantor (H) = 0,05  Rp 25.617.421.188 = Rp 1.280.871.059

1.1.9 Biaya Perlengkapan Kebakaran dan Keamanan Diperkirakan biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan 5 dari total harga peralatan (Timmerhaus et.al, 2004). Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan (I) = 0,05  Rp 25.617.421.188 = Rp 1.280.871.059

1.1.10

Sarana Transportasi

Untuk mempermudah pekerjaan, perusahaan member fasilitas sarana transportasi (J), seperti pada table berikut ini : Tabel LE.6 Biaya Sarana Transportasi No. 1. 2. 3. 5. 6. 7.

Jenis Kendaraan Mobil Direktur Mobil Manajer Mobil kepala Bagian Truk karyawan Ambulans Mobil Pemadam Kebakaran

Unit 1 3 9 4 1 1 Total

Jenis New Camry Ford Avanza Truk Mini Bus Truk Tangki

Harga/unit

Harga total

(Rp)

(Rp)

450.000.000 255.000.000 150.000.000 380.000.000 150.000.000 380.000.000

450.000.000 765.000.000 1.350.000.000 1.520.000.000 150.000.000 380.000.000 4.615.000.000


LE-11

Total MITL = A + B + C + D + E + F + G + H + I + J

= Rp 80.478.100.000

1.2 Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL) 1.2.1 Pra Investasi Diperkirakan 7 dari MITL (Timmerhaus et.al, 2004) Pra investasi (K) = 0,07  Rp 80.478.100.004 = Rp 5.633.467.000 1.2.2 Engineering dan Supervisi Diperkirakan 8 dari MITL (Timmerhaus et.al, 2004) Engineering dan supervisi (L) = 0,08  Rp 80.478.100.004 = Rp 6.438.248.000

1.2.3 Biaya Kontraktor Diperkirakan 5 dari MITL (Timmerhaus et.al, 2004) Biaya kontraktor (M) = 0,05  Rp 80.478.100.004 = Rp 4.023.905.000

1.2.4 Biaya Tak Terduga Diperkirakan 10 dari MITL (Timmerhaus et.al, 2004) Biaya tak terduga (N) = 0,1  Rp 80.478.100.004 = Rp 8.047.810.000

Total MITTL = K + L + M + N = Rp 24.143.430.001 Total MIT

= MITL + MITTL = Rp 80.478.100.004 + Rp 24.143.430.001 = Rp 104.621.530.005


LE-12

2. Modal Kerja Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 3 bulan (= 90 hari). 2.1 Persediaan Bahan Baku Proses 1. Titanium Oksida ( TiO2) Kebutuhan

= 726,565 kg/hari

Harga

= US $ 400/ton

Harga total

= 90 hari  0,7266 ton/hari  US $ 400/ton

(PT. Tianjin Bairun, 2012)

= US $ 26.156,34 x Rp 9.225/US$ = Rp. 241.292.237

2. Barium Karbonat (BaCO3) Kebutuhan

= 1.795,23 kg/hari

Harga

= US $ 100/ton

(PT. Kronox Dupont,

2012) Harga total

= 90 hari  1,79523 ton/hari  US $ 100/ton = US $ 16.157,07 x Rp 9.225/US$ = Rp. 149.048.971

2.2 Persediaan Bahan Baku Utilitas 1. Solar Kebutuhan = 6,47 liter/jam Harga

= Rp 9700/ltr

(PT. Pertamina, 2012)

Harga total = 90 hari  24 jam/hari  6,47 liter/jam  Rp 9700/ltr = Rp 135.559.440

2. Air Kebutuhan = 22,09 m3/Hari Harga

= Rp 7750 /m3

(PT. PDAM Tritanadi,

2012) Harga total = 90 hari  22,09 m3/Hari  Rp 7750 /m3 = Rp 15.409.505


LE-13

Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan adalah = Rp 541.310.152

2.3 Kas 2.3.1

Gaji Pegawai Tabel LE.7 Perincian Gaji Pegawai

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Jabatan

Jumlah

Gaji/bulan (Rp)

Total Gaji (Rp)

Dewan komisaris

2

10.000.000

20.000.000

Direktur

1

15.000.000

15.000.000

Staf Ahli

2

5.000.000

10.000.000

Sekretaris

1

3.000.000

3.000.000

Manajer Produksi

1

7.000.000

7.000.000

Manajer Teknik Manajer Umum dan Keuangan Kepala Seksi Proses Kepala Seksi Utilitas Kepala Seksi Mesin Kepala Seksi Instrumentasi

1

7.000.000

7.000.000

1

7.000.000

7.000.000

1

5.000.000

5.000.000

1

5.000.000

5.000.000

1

5.000.000

5.000.000

1

5.000.000

5.000.000

Kepala Seksi Listrik Kepala Seksi Pemeliharaan Kepala Seksi Hubungan Masyarakat

1

5.000.000

5.000.000

1

5.000.000

5.000.000

1

5.000.000

5.000.000

Kepala Seksi Administrasi

1

5.000.000

5.000.000

Kepala Seksi Keuangan

1

5.000.000

5.000.000

Karyawan Produksi

48

3.000.000

144.000.000

Karyawan Teknik

11

3.000.000

33.000.000

Karyawan Keuangan

2

2.500.000

5.000.000

Karyawan Administrasi

2

2.000.000

4.000.000

Dokter

1

3.000.000

3.000.000

Perawat

2

2.000.000

4.000.000


LE-14

23 24 25

Petugas Keamanan

6

1.500.000

9.000.000

Petugas Kebersihan

10

1.500.000

15.000.000

Supir

3 103

1.500.000

4.500.000 335.500.000

Jumlah

Total gaji pengawai selama 1 bulan = Rp

335.500.000

Total gaji pengawai selama 3 bulan = Rp 1.006.500.000 2.3.2

Biaya Administrasi Umum Diperkirakan 10 dari gaji pegawai = 0,1  Rp 1.006.500.000 = Rp 100.650.000

2.3.3

Biaya Pemasaran Diperkirakan 10 dari gaji pegawai = 0,1  Rp 1.006.500.000 = Rp 100.650.000

2.3.4

Pajak Bumi dan Bangunan Dasar perhitungan Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) mengacu kepada

Undang-Undang RI No. 20 Tahun 2000 Jo UU No. 21 Tahun 1997 tentang Bea Perolehan Hak atas Tanah dan Bangunan, sebagai berikut :  Yang menjadi objek pajak adalah perolehan hak atas tanah dan atas bangunan (Pasal 2 ayat 1 UU No.20/00).  Dasar pengenaan pajak adalah Nilai Perolehan Objek Pajak (Pasal 6 ayat 1 UU No.20/00).  Tarif pajak ditetapkan sebesar 5% (Pasal 5 UU No.21/97).  Nilai perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak ditetapkan sebesar Rp. 30.000.000,(Pasal 7 ayat 1 UU No.21/97).  Besarnya pajak yang terutang dihitung dengan cara mengalikan tarif pajak dengan Nilai Perolehan Objek Kena Pajak (Pasal 8 ayat 2 UU No.21/97).

Maka berdasarkan penjelasan di atas, perhitungan PBB ditetapkan sebagai berikut :


LE-15

Wajib Pajak Pabrik Pembuatan Keramik Barium Titanat Nilai Perolehan Objek Pajak 

Tanah

Rp 4.381.221.218



Bangunan

Rp 3.694.000.000

Total NJOP

Rp 8.075.221.218

Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak

Rp

Nilai Perolehan Objek Pajak Kena Pajak

Rp 8.045.221.218

Nilai Jual Kena Pajak = 20% x Rp 8.045.221.218

Rp 1.609.044.244

Pajak yang terutang (5% Dari NJKP)

Rp

30.000.000

80.452.212

Maka Pajak Bumi dan Bangunan per 3 bulan = (3/12) x Rp 80.452.212 = Rp 20.113.053 Tabel LE.8 Perincian Biaya Kas No. Jenis Biaya 1. Gaji Pegawai 2. Administrasi Umum 3. Pemasaran 4. Pajak Bumi dan Bangunan Total

Jumlah (Rp) 1.006.500.000 100.650.000 100.650.000 20.113.053 1.227.913.053

2.4 Biaya Start – Up Diperkirakan 12  dari Modal Investasi Tetap

(Timmerhaus et.al, 2004)

= 0,12  Rp 104.621.530.006 = Rp

12.554.583.601

2.5 Piutang Dagang PD 

dimana:

IP  HPT 12

PD

= piutang dagang

IP

= jangka waktu kredit yang diberikan (3 bulan)

HPT

= hasil penjualan tahunan

Penjualan : Harga jual keramik barium titanat = US$ 17.500/ton

(www.stmc-priceceramic.com)


LE-16

Produksi Keramik BaTiO3 = 2,1212 ton/hari Hasil penjualan Keramik BaTiO3 tahunan = 2,1212 ton/hari  330 hari/tahun  US$ 17.500/ton = US$ 12.249.930 x Rp 9.225/US$ = Rp 113.005.604.250 Piutang Dagang =

3  Rp 113.005.604.250 12

= Rp 28.251.401.063

Perincian modal kerja dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel LE.9 Perincian Modal Kerja No. 1. 2. 3. 4.

Jenis Biaya Bahan baku proses dan utilitas Kas Start up Piutang Dagang

Jumlah (Rp) 541.310.152 1.227.913.053

Total

12.554.583.601 28.251.401.063 42.575.207.868

Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp 104.621.530.006 + Rp 42.575.207.868 = Rp 147.196.737.874 Modal ini berasal dari: 1. Modal sendiri

= 60  dari total modal investasi = 0,6  Rp 147.196.737.874 = Rp 88.318.042.724

2. Pinjaman dari Bank = 40  dari total modal investasi = 0,4  Rp 147.196.737.874 = Rp 58.878.695.150


LE-17

3. Biaya Produksi Total 3.1 Biaya Tetap (Fixed Cost = FC) 3.1.1

Gaji Tetap Karyawan Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah 3 bulan gaji

yang diberikan sebagai tunjangan, sehingga : Gaji total (O) = (12 + 3)  Rp 335.500.000 = Rp 5.032.500.000 3.1.2

Bunga Pinjaman Bank Bunga pinjaman bank adalah 16% dari total pinjaman (Bank Mandiri, 2011). Bunga bank (P) = 0,16  Rp 58.878.695.150 = Rp 9.420.591.224

3.1.3

Depresiasi dan Amortisasi Pengeluaran untuk memperoleh harta berwujud yang mempunyai masa

manfaat lebih dari 1 (satu) tahun harus dibebankan sebagai biaya untuk mendapatkan, menagih, dan memelihara penghasilan melalui penyusutan (Rusdji, 2004). Pada perancangan pabrik ini dipakai metode garis lurus (straight line mothod). Dasar penyusutan menggunakan masa manfaat dan tarif penyusutan sesuai dengan Undang-Undang Republik Indonesia No.17 Tahun 2000 Pasal 11 ayat 6, dapat dilihat pada table dibawah ini :

Tabel LE.10 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 Kelompok Harta

Masa

Tarif

Berwujud

(tahun)

(%)

4

25

Beberapa Jenis Harta

I. Bukan Bangunan 1.Kelompok 1

Mesin kantor, perlengkapan, alat perangkat/ tools industri.

2. Kelompok 2

8

12,5

Mobil, truk kerja

3. Kelompok 3

16

6,25

Mesin industri kimia, mesin industri mesin

20

5

II. Bangunan Permanen

Bangunan sarana dan penunjang

(Sumber : Waluyo, 2000 dan Rusdji,2004) Depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol.


D

PL n

LE-18

dimana : D = depresiasi per tahun P = harga awal peralatan L = harga akhir peralatan n = umur peralatan (tahun) Tabel LE.11 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UURI No. 17 Tahun 2000 Umur Komponen Biaya (Rp) Depresiasi (Rp) (tahun) Bangunan 3889.000.000 20 194.450.000 Peralatan proses dan utilitas 25.617.421.188 16 1.601.088.824 Instrumentrasi dan pengendalian proses 3.330.264.754 16 208.141.547 Perpipaan 20.493.936.951 16 1.280.871.059 Instalasi listrik 12.808.710.594 16 800.544.412 Inventaris kantor 1.280.871.059 4 320.217.765 Insulasi 2.561.742.119 16 160.108.882 Perlengkapan keamanan 1.280.871.059 16 80.054.441 Sarana transportasi 4.615.000.000 8 576.875.000 TOTAL 5.222.351.931 Semua modal investasi tetap langsung (MITL) kecuali tanah mengalami penyusutan yang disebut depresiasi. Sedangkan modal investasi tetap tidak langsung (MITTL) juga mengalami penyusutan yang disebut amortisasi. Pengeluaran untuk memperoleh harta tak berwujud dan pengeluaran lainnya yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun untuk mendapatkan, menagih, dan memelihara penghasilan dapat dihitung dengan amortisasi dengan menerapkan taat azas (UURI Pasal 11 ayat 1 No. Tahun 2000). Para Wajib Pajak menggunakan tarif amortisasi untuk harta tidak berwujud dengan menggunakan masa manfaat kelompok masa 4 (empat) tahun sesuai pendekatan prakiraan harta tak berwujud yang dimaksud (Rusdji, 2004).


LE-19

Untuk masa, maka biaya amortisasi adalah 20% dari MITTL, sehingga : Biaya amortisasi = 0,2  Rp 24.143.430.001 = Rp

4.828.686.000

Total biaya depresiasi dan amortisasi (Q) = Rp 5.222.351.931 + Rp 4.828.686.000 = Rp

3.1.4

10.051.037.932

Biaya Tetap Perawatan 1. Perawatan mesin dan alat-alat proses Perawatan mesin dan peralatan dalam industri proses berkisar 2 sampai 20%, diambil 5% dari harga peralatan terpasang di pabrik (Timmerhaus et.al,2004). Biaya perawatan mesin = 0,05  Rp 25.617.421.188 = Rp 1.280.871.059

2. Perawatan bangunan Diperkirakan 5 dari harga bangunan (Timmerhaus et.al, 2004). Perawatan bangunan = 0,05  Rp 3.889.000.000 = Rp 194.450.000

3. Perawatan kendaraan Diperkirakan 5 dari harga kendaraan (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan kendaraan = 0,05  Rp = Rp

4.615.000.000

230.750.000

4. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol Diperkirakan 5 dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan instrumentasi = 0,05  Rp 3.330.264.754 = Rp 166.513.238


LE-20

5. Perawatan perpipaan Diperkirakan 5 dari harga perpipaan (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan perpipaan = 0,05  Rp

20.493.936.951

= Rp 1.024.696.848

6. Perawatan instalasi listrik Diperkirakan 5 dari harga instalasi listrik (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan listrik = 0,05  Rp 12.808.710.594 = Rp

640.435.530

7. Perawatan insulasi Diperkirakan 5 dari harga Insulasi (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan insulasi = 0,05  Rp 2.561.742.119 = Rp

128.087.106

8. Perawatan inventaris kantor Diperkirakan 5 dari harga inventaris kantor (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan inventaris kantor = 0,05  Rp 1.280.871.059 = Rp 64.043.553

9. Perawatan perlengkapan kebakaran Diperkirakan 5 dari harga perlenkapan kebakaran (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan perlengkapan kebakaran = 0,05 x Rp 1.280.871.059 = Rp 64.043.553 Total biaya perawatan (R) = Rp

3.1.5

3.793.890.886

Biaya Tambahan Industri (Pant Overhead Cost) Biaya tambahan industri ini diperkirakan 10  dari modal investasi tetap (Timmerhaus et al, 2004).

Pant Overhead Cost (S) = 0,1  Rp 104.621.530.006 = Rp 10.462.153.001


LE-21

3.1.6

Biaya Administrasi Umum Biaya administrasi umum ini diperkirakan 10  dari biaya tambahan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya administrasi umum (T) = 0,1  Rp 10.462.153.001 = Rp 1.046.215.300

3.1.7

Biaya Pemasaran dan Distribusi Biaya pemasaran selama 1 tahun

= Rp 100.650.000

Biaya distribusi diperkirakan 50% dari biaya pemasaran, sehingga : Biaya distribusi = 0,5 x Rp 100.650.000 = Rp 50.325.000 Biaya pemasaran dan distribusi (U) = Rp 150.975.000 Biaya Laboratorium. Penelitan dan Pengembangan

3.1.8

Diperkirakan 5 dari biaya tambahan industri (Timmerhaus et al, 2004). Biaya laboratorium (V) = 0,05 x Rp 10.462.153.001 = Rp

3.1.9

523.107.650

Biaya Asuransi 1. Biaya asuransi pabrik. adalah 3,1 permil dari modal investasi tetap langsung (Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia-AAJI, 2009). Biaya asuransi = 0,0031  Rp 80.478.100.004 = Rp

249.482.110

Biaya asuransi karyawan. Premi asuransi = Rp 351.000,-/tenaga kerja (PT. Prudential Life Assurance, 2010). Maka biaya asuransi karyawan = 123 x Rp 351.000,= Rp 36.153.000 Total biaya asuransi (W)

= Rp 285.635.110

3.1.10 Pajak Bumi dan Bangunan Pajak Bumi dan Bangunan (X) adalah Rp 80.452.212


LE-22

Total Biaya Tetap (Fixed Cost) = O + P + Q + R + S + T + U + V + W + X = Rp 40.846.558.315 3.2 Biaya Variabel 3.2.1 Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan adalah Rp 541.310.152 Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun =

12 x Rp 541.310.152 3

= Rp 2.165.240.608

3.2.2 Biaya Variabel Tambahan 1. Perawatan dan Penanganan Lingkungan Diperkirakan 10 dari biaya variabel bahan baku Biaya variabel Perawatan dan Penanganan Lingkungan: = 0,1  Rp 2.165.240.608 = Rp 216.524.061 2. Biaya Variabel Pemasaran dan Distribusi Diperkirakan 10 dari biaya variabel bahan baku Biaya Pemasaran dan Distribusi = 0,1  Rp 2.165.240.608 = Rp 216.524.061 Total biaya variabel tambahan

= Rp 433.048.122

3.2.3 Biaya Variabel Lainnya Diperkirakan 5  dari biaya variabel tambahan = 0,05  Rp 433.048.122 = Rp 21.652.406

Total biaya variabel = Rp 2.619.941.136

Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel


LE-23

= Rp 40.846.558.315 + Rp 2.619.941.136 = Rp 43.466.499.451 4. Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan 4.1

Laba Sebelum Pajak Laba atas penjualan

= total penjualan – total biaya produksi = Rp 113.005.604.250 – Rp 43.466.499.451 = Rp 69.539.104.799

Bonus perusahaan untuk karyawan 0,5 % dari keuntungan perusahaan = 0,005 x Rp 69.539.104.799 = Rp 347.695.524,00 Pengurangan bonus atas penghasilan bruto sesuai dengan UURI No. 17/00 Pasal 6 ayat 1 sehingga : Laba sebelum pajak (bruto)

= Rp 69.539.104.799 − Rp 347.695.524,00 = Rp 69.191.409.275,26

4.2

Pajak Penghasilan Berdasarkan UURI Nomor 17 ayat 1 Tahun 2000, Tentang Perubahan Ketiga

atas Undang-undang Nomor 7 Tahun 1983 Tentang Pajak Penghasilan adalah (Rusjdi, 2004) :  Penghasilan sampai dengan Rp 50.000.000,- dikenakan pajak sebesar 5.  Penghasilan Rp 50.000.000,- sampai dengan Rp 250.000.000,- dikenakan pajak sebesar 15.  Penghasilan Rp 250.000.000,- sampai dengan Rp 500.000.000,- dikenakan pajak sebesar 25.  Penghasilan di atas Rp 500.000.000,- dikenakan pajak sebesar 30. Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah : - 5  Rp 50.000.000,-

= Rp

2.500.000

- 15  (Rp 250.000.000,- - Rp 50.000.000,-)

= Rp

30.000.000

- 25% x (Rp 500.000.000,- - Rp 250.000.000,-)

= Rp

62.500.000

- 30  (Rp 69.191.409.275,26 – Rp 500.000.000)= Rp

20.607.422.783

Total PPh

= Rp 20.702.422.783


LE-24

4.3

Laba setelah pajak Laba setelah pajak = laba sebelum pajak – PPh = Rp 69.191.409.275,26 – Rp 20.702.422.783 = Rp 48.488.986.493

5. Analisa Aspek Ekonomi 5.1 Profit Margin (PM) PM =

Laba sebelum pajak  100  total penjualan Rp 69.539.104.799 Rp 113.005.604.250

PM =

 100 

= 61,53 

5.2 Break Even Point (BEP) BEP =

Biaya Tetap  100  Total Penjualan  Biaya Variabel

BEP =

Rp 40.846.558.315 Rp 113.005.604.250  Rp 2.619.941.136

 100

= 37,00  Kapasitas produksi pada titik BEP = 37,00   700.ton/tahun = 259,02 ton Nilai penjualan pada titik BEP

= 30,19   Rp 113.005.604.250 = Rp 41.816.028.220

5.3 Return on Investment (ROI) ROI =

Laba setelah pajak  100  Total Modal Investasi

ROI =

Rp 48.488.986.493 Rp 147.196.737.874

 100 

= 32,94 


LE-25

5.4 Pay Out Time (POT) POT =

1  1 tahun ROI

POT =

1  1 tahun 0,3294

= 3,04 tahun 5.5 Return on Network (RON) RON =

Laba setelah pajak  100  Modal sendiri

RON =

Rp 48.488.986.493 Rp 88.318.042.724

 100 

= 54,90  5.6 Internal Rate of Return (IRR) Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut “Cash Flow”. Untuk memperoleh cash flow diambil ketentuan sebagai berikut : -

Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10  tiap tahun

-

Masa pembangunan disebut tahun ke nol

-

Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun

-

Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke – 10

-

Cash flow adalah laba sesudah pajak ditambah penyusutan (depresiasi). Dari Tabel LE.11 diperoleh nilai IRR =46,26 


Tabel E.12 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) Thn

Laba sebelum pajak

Pajak

Laba Sesudah pajak

Depresiasi

Net Cash Flow

P/F pada i = 46%

PV pada i =46%

P/F pada i = 47%

PV pada i =47 %

-

-147.196.737.874

1

147.196.737.874

48.488.986.493

10.051.037.932

58.540.024.424

0,6849

40.095.907.140

0,6803

39.823.145.867

22.778.165.061

53.332.385.142

10.051.037.932

63.383.423.074

0,4691

29.735.139.367

0,4628

29.331.955.701

83.721.605.223

25.061.481.567

58.660.123.656

10.051.037.932

68.711.161.588

0,3213

22.078.457.236

0,3148

21.630.934.701

4

92.093.765.745

27.573.129.724

64.520.636.022

10.051.037.932

74.571.673.954

0,2201

16.412.036.302

0,2142

15.969.986.649

5

101.303.142.320

30.335.942.696

70.967.199.624

10.051.037.932

81.018.237.556

0,1507

12.212.891.885

0,1457

11.803.100.845

6

111.433.456.552

33.375.036.966

78.058.419.586

10.051.037.932

88.109.457.518

0,1032

9.097.150.773

0,0991

8.732.096.346

7

122.576.802.207

36.718.040.662

85.858.761.545

10.051.037.932

95.909.799.477

0,0707

6.782.549.820

0,0674

6.466.088.431

8

134.834.482.428

40.395.344.728

94.439.137.699

10.051.037.932

104.490.175.631

0,0484

5.061.189.669

0,0459

4.792.220.374

9

148.317.930.671

44.440.379.201

103.877.551.469

10.051.037.932

113.928.589.401

0,0332

3.779.697.280

0,0312

3.554.485.177

10

163.149.723.738

48.889.917.121

114.259.806.616

10.051.037.932

124.310.844.548

0,0227

2.824.752.874 0,0212 883.034.473

0

-

-

1

69.191.409.275

20.702.422.783

2

76.110.550.203

3

IRR  46% 

-

1

147.196.737.874

2.638.369.814 -2.454.353.971

883.034.473 x (47%  46 %)  46,26 % (883.034.473  ( - 2.454.353.971) Universitas Sumatera Utara

120.000.000.000 100.000.000.000 Biaya Tetap biaya variabel

Biaya (Rp)

80.000.000.000

total biaya produksi

Harga BEP 37,00%

60.000.000.000

hasil penjualan

40.000.000.000 20.000.000.000 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Kapasitas Produksi (%)

Gambar LE.2 Grafik BEP

LE-27 Universitas Sumatera Utara

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Recommend Documents