TBS 100%, 300C
Ex. Steam 4,75%, 1100C
Steam 130%, 300C
Kondensat 34,51%, 900C
Sterilizer TBS masak 88%, 1000C
Hopper
Stripping
TKKS 31,82%, 900C
Berondolan 68,18%, 900C Steam 6,67%, 900C
Digester
Air panas 19,29%, 900C
Berondolan terpisah dari biji 900C
Ampas presan 41,9%, 500C
Depericarper
Pressing Minyak kasar 41,26%, 900C
CST
Biji 45%, 500C
Minyak 41,26%, 900C
Lumpur 58,74%,900C
Lumpur 0,83% 900C
Minyak 99,17% 800C
Minyak 30% 900C
Sludge Separator
Silo dryer
Steam 1300C
Sludge tank
Lumpur 70% 900C
Minyak 99,76% 800C
Minyak 96,538% 800C
Tangki Timbun
Kotoran 0,24% 800C
Air 0,94%, 800C
Air 6%, 700C
Biji 99,2%, 600C
Oil purifier
Vacuum dryer
Ampas 50%, 400C
Nut Cracker
Air 94%, 300C
Hidrocyclone Ai r bekas 300C
Cangkang 45%, 300C
Kernel 55%, 300C
Steam 90%,
Kernel Dryer
Air 13,85%,
Kernel
Penampungan Kernel Boiler Pengolahan Limbah
Gambar 2.1 Flow Diagram Proses pengolahan Kelapa Sawit
Universitas Sumatera Utara
Tabel LE.10 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) Thn Laba Sebelum Pajak 0 1
136,577,369,302
Pajak
Laba Sesudah Pajak
Depresiasi
40,955,710,790
95,621,658,512 3,449,254,232
P/F pada PV pada i = 22 % P/F pada i = 23% PV pada i = 23 % i = 22% -516,070,347,595 1 -516,070,347,595 1 -516,070,347,595 99,070,912,744 0.8197 81,205,666,184 0.8130 80,545,457,515
Net Cash Flow
2
150,235,106,232
45,051,281,869
105,183,824,363 3,449,254,232
108,633,078,595
0.6719
72,986,481,185
0.6610
71,804,533,409
3
165,258,616,855
49,556,410,056
115,702,206,800 3,449,254,232
119,151,461,032
0.5507
65,617,530,229
0.5374
64,030,079,007
4
181,784,478,541
54,512,051,061
127,272,427,479 3,449,254,232
130,721,681,711
0.4514
59,007,647,906
0.4369
57,111,975,229
5
199,962,926,395
59,963,256,168
139,999,670,227 3,449,254,232
143,448,924,459
0.3700
53,075,994,816
0.3552
50,953,232,276
6
219,959,219,035
65,959,581,784
153,999,637,250 3,449,254,232
157,448,891,482
0.3033
47,750,796,843
0.2888
45,468,323,231
7
241,955,140,938
72,555,539,963
169,399,600,975 3,449,254,232
172,848,855,207
0.2486
42,968,252,630
0.2348
40,581,745,920
8
266,150,655,032
79,811,093,959
186,339,561,073 3,449,254,232
189,788,815,305
0.2038
38,671,584,730
0.1909
36,226,779,137
9
292,765,720,535
87,792,203,355
204,973,517,180 3,449,254,232
208,422,771,412
0.1670
34,810,213,776
0.1552
32,344,404,785
10
322,042,292,589
96,571,423,691
225,470,868,898 3,449,254,232
228,920,123,130
0.1369
31,339,038,223 11,362,858,926
0.1262
28,882,371,941 -8,121,445,144
11.362.858.926 x 23 % 22 % IRR 22 % 11.362.858.926 8.121.445.144 IRR 22,58 %
Universitas Sumatera Utara
600
Penjualan Biaya tetap Biaya Variabel Biaya produksi
Biaya (Milyar Rupiah)
500
400
300
200
100
0 0
20
40
60
80
100
120
Kapasitas Produksi (%)
Universitas Sumatera Utara
600
Biaya (Milyar Rupiah)
500
Penjualan Biaya tetap Biaya Variabel Biaya produksi
400
300
BEP = 30,39 % 200
100
0 0
20
40
60
80
100
120
Kapasitas Produksi (%)
Grafik LE-1.Grafik Break Even Point ( BEP )
Universitas Sumatera Utara
NO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
KODE LR-01 S-01 TP-01 HC-01 HT-01 P-05 KA-01 SP-01 DP-01 VS-01 T-01 P-01 T-04 T-02 P-02 T-03 SS-01 OP-01 VD-O1
KETERANGAN LOADING RAMP STERILIZER THRESSER HOIST CRANE HOPPER TANKOS POMPA UMPAN BALIK SS DIGESTER SCREW PRESS DEPERICARPER VIBRATING SCREEN BAK RO POMPA CST SLUDGE TANK CONTINOUS SETTLING TANK POMPA UNTUK OIL TANK OIL TANK SLUDGE SEPERATOR OIL PURIFIER VACUUM DRYER
NO 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38
KODE P-04 ST-02 PC-02 FC-01 PD-01 VD-01 P-06 TS-01 NG-01 SC-01 HC-01 NC-01 P-07 T-05 KS-02 B-01 K-03 KU-01 KD-01
KETERANGAN POMPA PC STRAINER PRE CLEANER FIBRE CYCLONE POLISHING DRUM VACUUM DRYER POMPA VD-01 SILO BIJI NUT GRADING SCREEN SILO CANGKANG HIDRO CYCLONE SEPERATOR NUT CYCLONE POMPA UNTUK T-05 TANGKI TIMBUN CPO KERNEL SILO POMPA DEPERICARPER TANGKI TIMBUN PKO BOILER KERNEL DRYER
Universitas Sumatera Utara
KODE
KETERANGAN
KODE
KETERANGAN
KODE
KETERANGAN
TB-01
TIMBANGAN
T-02
CONTINOUS SETTLING TANK
FC-01
FIBRE CYCLONE
LR-01
LOADING RAMP
P-02
POMPA OIL TANK
L-03
LORI
ST-01
STERILIZER
CBC
CAKE BREAKER CONVEYOR
PD-01
POLISHING DRUM
TP-01
THRESSER
T-03
OIL TANK
VD-01
VACUUM DRYER
HC-01
HOIST CRANE
SS-01
SLUDGE SEPERATOR
P-06
POMPA VD-01
HT-01
HOPPER TANKOS
OP-01
OIL PURIFIER
TS-01
SILO BIJI
P-05
POMPA UMPAN BALIK SS
P-04
POMPA PC-01
NG-01
NUT GRADING SCREEN
KA-01
DIGESTER
P-07
POMPA T-05
SC-01
SILO CANGKANG
SP-01
SCREW PRESS
ST-02
STRAINER
HC-01
HYDRO CYCLONE
DP-01
DEPERICARPER
FC
FLOW CONTROL
LC
LEVEL CONTROL
VS-01
VIBRATING SCREEN
PC-02
PRE CLEANER
NC-01
NUT CYCLONE
P-03
POMPA SLUDGE TANK
K-03
TANGKI TIMBUN PKO
KS-02
KERNEL SILO
T-01
BAK RO
P-04
POMPA T-05
B-01
POMPA DEPERICARPER
P-01
POMPA CST
T-05
TANGKI TIMBUN CPO
KU-01
BOILER
L-02
LORI
T-04
SLUDGE TANK
KD-01
KERNEL DRYER
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA BAHAN
Kapasitas Pengolahan
: 30 ton TBS/jam
Basis perhitungan
: 1 jam operasi
Satuan massa
: Kilogram (kg)
1. Sterilizer Tandan buah segar (TBS) dari lori dimasukkan ke dalam rebusan atau sterilizer. Dalam sterilizer TBS direbus untuk peroses sterilisasi sebelum diproses menjadi minyak. Temperatur perebusan 1250C – 1350C, lama perebusan 82-90 menit. Kebutuhan steam 27,26%, exause steam 4,75% dan kondensat yang dibuang 34,51% sedangkan TBS yang masak 88% dari jumlah umpan yang direbus (PT. Asian Agree, 2006).
Ex.Steam 4,75%
TBS 100%
4 Steam 27,26% -Air 100%
1
2
5
Sterilizer
TBS masak 88% -TBS masak 98,27% -Air 1,73%
3 Kondensat 34,51% -Minyak 0,55% -Kotoran 2,29% -Air 97,16%
Neraca Massa: Neraca Massa Bahan Masuk Alur 1: 1. TBS = 100% x 30.000 kg/jam
= 30.000 kg/jam
Alur 2: 1. Air = 27,26% x 30.000 kg/jam
= 8.178 kg/jam
LA-1
Universitas Sumatera Utara
Neraca Bahan Keluar Alur 3: 1. Kondensat
= 34,51% x 30.000 kg/jam
= 10.353 kg/jam
Minyak
= 0,55 % x 10.353 kg/jam
= 56,942 kg/jam
Air
= 97,16% x 10.353 kg/jam
= 10.058,975 kg/jam
Kotoran
= 2,29% x 10.353 kg/jam
= 237,084 kg/jam
= 4,75% x 30.000 kg/jam
= 1.425 kg/jam
Alur 4: 1. Exshaust steam
Alur 5: 1. TBS hasil rebusan = 88%
x 30.000 kg/jam
= 26.400 kg/jam
TBS masak
= 98,27% x 26.400 kg/jam
= 25.943,28 kg/jam
Air
= 1,73% x 26.400 kg/jam
= 456,72 kg/jam
Komposisi
Tabel LA.1 Neraca Massa pada Sterilizer Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 1
Alur 2
Minyak
-
8.178
56,942
-
-
Air
-
-
10.058,975
-
456,72
TBS
30.000
-
-
-
-
TBS masak
-
-
-
-
25.943,28
Kotoran
-
-
237,084
-
-
Exshaust steam
-
-
-
1.425
-
30.000
8.178
10.353
1.425
26.400
Jumlah Total
38.178
Alur 3
Alur 4
Alur 5
38.178
Universitas Sumatera Utara
2. Stripping TBS masak dari sterilizer diumpankan ke stripper drum untuk merontokkan buah dari tandannya dengan cara bantingan akibat dari putaran drum. Putaran stripper drum 33,95 rpm. Persentase tandan kosong 31,82% dan grondolan buah kelapa sawit 68,18% (PT. Asian Agree, 2006). -TBS 98,27% -Air 1,73%
5 Tandan kosong 31,82% -Minyak 0,02% -Jenjangan kosong 99,28% -Brondolan 0,7%
6
Stripping
7
Brondolan Buah kelapa sawit 68,18% -Brondolan 98,44% -Air 1,56%
Neraca Massa: Neraca Massa Bahan Masuk Alur 5: 1. TBS hasil rebusan = 88%
x 30.000 kg/jam
= 26.400 kg/jam
TBS masak
= 98,27% x 26.400 kg/jam
Air
= 1,73% x 25.943,28 kg/jam = 456,72 kg/jam
= 25.943,28 kg/jam
Neraca Bahan Keluar Alur 6: 1. Tandan kosong
= 31,82% x 26.400 kg/jam
= 8.400,48 kg/jam
Minyak
= 0,02 % x 8.400,48 kg/jam = 1,680 kg/jam
Jenjangan kosong
= 99,28% x 8.400,48 kg/jam = 8.339,997 kg/jam
Brondolan
= 0,7% x 8.400,48 kg/jam = 58,803 kg/jam
Alur 7: 1. Brondolan buah kelapa sawit = 68,18% x 26.400 kg/jam = 17.999,52 kg/jam
Brondolan
= 98,44% x 17.999,52 kg/jam = 17.718,727 kg/jam
Air
= 1,56% x 17.999,52 kg/jam = 280,793 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
Komposisi
Tabel LA.2 Neraca Massa pada Stripping Masuk kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 5
Alur 6
Alur 7
-
1,680
-
25.943,28
-
-
456,72
-
280,793
Janjangan kosong
-
8.339,997
-
Brondolan
-
58,803
17.718,727
Jumlah
26.400
8.400,48
17.999,52
Total
26.400
Minyak TBS masak Air
26.400
3. Digester Brondolan dari stripping diumpankan ke alat Digester, pada alat ini daging buah dilepaskan dari bijinya dengan cara di dalam alat pengaduk brondolan diremas dengan pisau pengaduk berputar sambil dipanaskan pada temperatur 90950C. Kebutuhan steam 6,67% dari jumlah umpan. -Brondolan 98,44% -Air 1,56%
7 Steam 6,67% -Air 100%
8
Digester
9
Brondolan terpisah dari biji 106,67%% -Brondolan 92,6% -Air 7,4%
Neraca Massa: Neraca Massa Bahan Masuk Alur 7:
Brondolan
= 98,44% x 17.999,52 kg/jam = 17.718,727 kg/jam
Air
= 1,56 % x 17.999,52 kg/jam = 280,793 kg/jam
Neraca Bahan Keluar Alur 8: 1. Air
= 6,67% x 17.999,52 kg/jam = 1.200,568 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
Alur 9: 1. Brondolan terpisah dari biji = 106,67% x 17.999,52 = 19.200,088 kg/jam
Brondolan
= 92,6% x 19.200,088 kg/jam = 17.779,281 kg/jam
Air
= 7,4% x 19.200,088 kg/jam = 1.420,807 kg/jam
Tabel LA.3 Neraca Massa pada Digester Komposisi Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 7
Alur 8
Alur 9
17.718,727
-
17.779,281
280,793
1.200,568
1.420,807
Minyak
-
-
-
Serat
-
-
-
17.999,52
1.200,568
19.200,088
Brondolan Air
Jumlah Total
19.200,088
19.200,088
4. Pressing Massa adukan yang berasal dari alat pengadukan, dialirkan ke dalam alat pengempaan atau pengepresan (SP-01) dengan penambahan air panas 19,29% dari jumlah massa yang akan dipress. Hasil presan minyak kasar 58,1% dan ampas presan 41,9%. F9 = 32.000,147 kg/jam -Brondolan 92,6% -Air 7,4% 9 10
F = 19,29% -Air 100%
10
Pressing
11
F11 = 41,9%F9 -Biji 43,79% -Air 1% -Serat 55,21%
12 F12 = 58,1%F9 -Minyak 41,37% -Air 45,6% -Kotoran 8,21% -FFA = 4,82%
Universitas Sumatera Utara
Neraca Massa: Neraca Massa Bahan Masuk: Alur 9: 1. Brondolan terpisah dari biji = 106,67% x 17.999,52 = 19.200,088 kg/jam
Brondolan
= 92,6% x 19.200,088 kg/jam = 17.779,281 kg/jam
Air
= 7,4% x 19.200,088 kg/jam = 1.420,807 kg/jam
Alur 10: F10
= 19,29% x 19.200,088 kg/jam
Air
= 3.703,697 kg/jam
= 100% x 3.703,697 kg/jam = 3.703,697 kg/jam
Neraca Massa Bahan Keluar : Alur 11: Jumlah umpan yang masuk = F9 + F10 = 19.200,088 kg/jam + 3.703,697 kg/jam = 22.903,785 kg/jam. 11
F = 41,9% x 22.903,785 kg/jam = 9.596,686 kg/jam.
Biji
= 43,79% x 9.596,686 kg/jam = 4.202,389 kg/jam
Air
= 1% x 9.596,686 kg/jam
Serat
= 55,21% x 9.596,686 kg/jam = 5.298,330 kg/jam
= 95,967 kg/jam
Alur 12: F12 = 58,1% x 22.903,785 kg/jam = 13.307,099 kg/jam.
Minyak
= 41,37% x 13.307,099 kg/jam
= 5.505,515 kg/jam
Air
= 45,60% x 13.307,099 kg/jam
= 6.068,037 kg/jam
Kotoran
= 8,21% x 13.307,099 kg/jam
= 1.092,513 kg/jam
FFA
= 4,82% x 13.307,099 kg/jam
= 641,402 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.4 Neraca Bahan Pada Pressing Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
Komposisi
Alur 9
Alur 10
Alur 11
Alur 12
Brondolan
17.779,281
-
-
-
Air
1.420,807
3.703,697
95,967
6.068,037
Minyak
-
-
-
5.505,515
Kotoran
-
-
-
1.092,513
Serat
-
-
5.298,330
-
FFA
-
-
-
641,402
Biji
-
-
4.202,389
-
Jumlah
19.200,008 3.703,693 9.596,686 13.307,099
Total
22.903,785
22.903,785
5.Countinous Settling Tank (CST) Minyak kasar dari pressan dialirkan ke Continous Settling Tank, pada alat ini kotoran lumpur (Sludge) dipisahkan dari minyak berdasarkan gaya berat (gravitasi). Persentase minyak dan lumpur yang dipisahkan 41,26% dan 58,74% dan diperkirakan minyak yang diumpankan balik dari Sludge separator 21,18% dari jumlah minyak yang dipisahkan. F14 = F12 = 22.178,498 kg/jam -Minyak 41,37% -Air 45,6% -Kotoran 8,21% -FFA = 4,82% 14 F25 = 21,18%F14 -Minyak 83,35% -Kotoran 1,04% -Air 15,61%
25
CST
16
F16 = 41,26%F12 -Minyak 95,5% -Air 0,5% -Kotoran 0,2% -FFA 3,8%
15 F15 = 58,74%F9 -Minyak 5,9% -Air 6,01% -Kotoran 88,09%
Universitas Sumatera Utara
Neraca Massa: Neraca Bahan Masuk: Alur 14 F14 = 13.307,099 kg/jam.
Minyak
= 41,37% x 13.307,099 kg/jam
= 5.502,515 kg/jam
Air
= 45,60% x 13.307,099 kg/jam
= 6.068,037 kg/jam
Kotoran
= 8,21% x 13.307,099 kg/jam
= 1.092,513 kg/jam
FFA
= 4,82% x 13.307,099 kg/jam
= 641,402 kg/jam
Alur 25 F25 = 21,18% x 13.307,099 kg/jam
= 2.349,173 kg/jam
Minyak
= 83,35% x 2.349,173 kg/jam
= 2.349,173 kg/jam
Kotoran
= 1,04% x 2.349,173 kg/jam
= 29,312 kg/jam
Air
= 15,61% x 2.349,173 kg/jam
= 439,959 kg/jam
Neraca Bahan Keluar: Alur 15 F15 = 58,74% (F25 + F14) = 58,74% x (2.818,444 + 13.307) = 9.472,143 kg/jam
Minyak
= 5,9% x 9.472,143 kg/jam
= 558,856 kg/jam
Air
= 6,01% x 9.472,143 kg/jam
= 569,276 kg/jam
Kotoran
= 88,09% x 9.472,143 kg/jam
= 8.344,011 kg/jam
Alur 16 F16 = 41,26% x (F25 + F14) = 41,26% x (2.818,444 + 13.307,099) = 5.518,693 kg/jam
Minyak
= 95,5% x 5.518,693 kg/jam = 5.270,352 kg/jam
Air
= 0,5% x 5.518,693 kg/jam
= 27,593 kg/jam
Kotoran
= 0,2% x 5.518,693 kg/jam
= 11,037 kg/jam
FFA
= 3,8 x 5.518,693 kg/jam
= 209,710 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.5 Neraca Massa pada Continous Settling Tank Masuk (kg/jam) Komposisi
Alur 14
Alur 25
Keluar (kg/jam) Alur 15
Alur 16
Minyak
5.505,515
2.349,173
558,856
5.270,352
Air
6.068,037
439,959
569,276
27,593
Kotoran
1092,513
29,959
8.344,011
11,037
FFA
641,402
-
-
209,710
13.307,099
2.818,444
9.472,143
5.518,693
Jumlah Total
16.125,543
16.125,543
6.Sludge Tank Lumpur yang masih mengandung minyak dari CST dialirkan ke sludge tank. Pada alat ini minyak terikut dipisahkan lasgi dari lumpur dengan gaya gravitasi. Komposisi lumpur dan minyak dalam sludge Tank 0,83% dan 99,17%. F15 -Minyak 5,9% -Air 6,01% -Kotoran 88,09%
15 23
15
F = 0,83% F -Air 70% -Kotoran 30%
23
Sludge Tank
24
F24 = 99,17% -Minyak 26,35% -Air 70,8% -Kotoran 2,85%
Neraca Massa: Neraca Bahan Masuk: Alur 15 F15 = 9.472,143 kg/jam.
Minyak
= 5,9% x 9.472,143 kg/jam
Air
= 6,01% x 9.472,143 kg/jam = 569,276 kg/jam
Kotoran
= 88,09% x 9.472,143 kg/jam = 8.344,011 kg/jam
= 558,856 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
Neraca Bahan Keluar: Alur 23 F23 = 0,83% F19 = 0,83% x 9.472,143 kg/jam = 78,619 kg/jam
Air
= 70% x 78,619 kg/jam
= 55,033 kg/jam
Kotoran
= 30% x 78,619 kg/jam
= 23,586 kg/jam
Alur 24 F24 = 99,17% x 9.472,143 kg/jam = 9.393,524 kg/jam
Minyak
= 26,35% x 9.393,524 kg/jam = 2.475,194 kg/jam
Air
= 70,8% x 9.393,524 kg/jam = 6.650,615 kg/jam
Kotoran
= 2,85% x 9.393,524 kg/jam = 267,715 kg/jam
Tabel LA.6 Neraca Massa pada Sludge Tank Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komposisi Alur 15 Alur 23 Alur 24 Minyak
558,856
-
2.475,194
Air
569,278
55,033
6.650,615
Kotoran
8.344,811
23,586
267,715
Jumlah
9.472,143
78,619
9.393,524
Total
9.472,143
9.472,143
7. Sludge Separator Minyak yang dikutip dari Sludge Tank dialirkan ke sludge separator melalui stainer dan precleaner. Pada sludge separator minyak dipisahkan lagi dari lumpur pada temperatur 900C. Komposisi minyak dan lumpur yang dipisahkan 30% dan 70%. F24 = 15.655,875 kg/jam -Minyak 26,35% -Air 70,8% -Kotoran 2,85%
24 F26 = 70% F24 -Minyak 0,9% -Air 96% -Kotoran 3,1%
26
Sludge Separator
25
F25 = 30%F24 -Minyak 82,85% -Air 15,11% -Kotoran 2,04%
Universitas Sumatera Utara
Neraca Massa: Neraca Bahan Masuk: Alur 24 F24 = 9.393,524 kg/jam
Minyak
= 26,35% x 9.393,524 kg/jam = 2.475,194 kg/jam
Air
= 70,8% x 9.393,524 kg/jam = 6.650,615 kg/jam
Kotoran
= 2,85% x 9.393,524 kg/jam = 267,715 kg/jam
Neraca Bahan Keluar: Alur 25 F25 = 30% F24 = 30% x 9.393,524 kg/jam = 2.818,057 kg/jam
Minyak 82,85% x 2.818,057 kg/jam = 2.334,760 kg/jam
Air 15,11% x 2.818,057 kg/jam
Kotoran 2,04% x 2.818,057 kg/jam = 57,488 kg/jam
= 425,809 kg/jam
Alur 26 F26 = 70% F24 = 70% x 9.393,524 kg/jam = 6.575,467 kg/jam
Minyak 0,9% x 6.575,467 kg/jam
= 59,179 kg/jam
Air 96% x 6.575,467 kg/jam
= 6.312,448 kg/jam
Kotoran 3,1% x 6.575,467 kg/jam
= 203,840 kg/jam
Tabel LA.7 Neraca Massa pada Sludge Separator Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komposisi Alur 15 Alur 25 Alur 26 Minyak
2.475,194
2.334,760
59,179
Air
6.650,615
425,809
6.312,448
Kotoran
267,715
57,488
203,840
Jumlah
9.393,524
2.818,057
6.575,467
Total
9.393,524
9.393,524
Universitas Sumatera Utara
8. Oil Purifier Minyak dari oil tank ke oil purifier untuk dipisahkan kotorannya. Komposisi kotoran yang dipisahkan 0,24% dan minyak yang telah dipisahkan 99,76%. F16 = 11.088,998 kg/jam -Minyak 95,5% -Air 0,5% -Kotoran 0,2% -FFA 3,8%
16 F17 = 0,24% F16 -Air 70% -Kotoran 30%
17
Oil Purifier
18
F18 = 99,76%F16 -Minyak 95,68% -Air 0,47% -Kotoran 0,17% -FFA 3,68%
Neraca Massa: Neraca Bahan Masuk: Alur 16 F16 = 5.518,693 kg/jam
Minyak
= 95,5% x 5.518,693 kg/jam = 5.279,902 kg/jam
Air
= 0,5% x 5.518,693 kg/jam
= 27,643 kg/jam
Kotoran
= 0,2% x 5.518,693 kg/jam
= 11,057 kg/jam
FFA
= 3,8% x 5.518,693 kg/jam
= 210,091 kg/jam
Neraca Bahan Keluar: Alur 17 F17 = 0,24% F16 = 0,24% x 5.528,693 kg/jam
= 13,269 kg/jam
Air 70% x 13,269 kg/jam
= 9,288 kg/jam
Kotoran 30% x 13,269 kg/jam
= 3,981 kg/jam
Alur 18 F18 = 99,76% F16 = 99,76% x 5.528,693 kg/jam = 5.515,424 kg/jam
Minyak 95,68% x 5.515,424 kg/jam
= 5.277,158 kg/jam
Kotoran 0,17% x 5.515,424 kg/jam
= 9,376 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
Air 0,47 x 5.528,693 kg/jam
= 25,922 kg/jam
FFA 3,68% x 5.528,693 kg/jam
= 202,968 kg/jam
Tabel LA.8 Neraca Massa pada Oil Purifier Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komposisi Alur 15 Alur 23 Alur 24 Minyak
5.279,902
-
5.277,158
Air
27,643
9,288
9,376
Kotoran
11,057
3,981
25,922
FFA
210,091
-
202,968
Jumlah
5.518,693
13,269
5.515,424
Total
5.518,693
5.518,693
9. Vacuum Dryer Minyak dari oil purifier diumpankan ke vacuum dryer. Pada alat ini kandungan air pada minyak dihilangkan 0,94%. Selanjutnya minyak dikirimkan ke tangki timbun CPO. F18 = 11.062,384 kg/jam -Minyak 95,68% -Air 0,47% -Kotoran 0,17% -FFA 3,689% 18 19
18
F = 0,94% F -Air 100%
19
Vacuum dryer
20
F20 = F18 – F19 -Minyak 96,538% -Air 0,002% -Kotoran 0,15% -FFA 3,31%
Neraca Massa: Neraca Bahan Masuk: Alur 18 F18 = 5.515,424 kg/jam
Minyak
= 95,68 % x 5.515,424 kg/jam
= 5.277,158 kg/jam
Air
= 0,47% x 5.515,424 kg/jam
= 9,376 kg/jam
Kotoran
= 0,17% x 5.515,424 kg/jam
= 25,922 kg/jam
FFA
= 3,68% x 5.515,424 kg/jam
= 202,968 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
Neraca Bahan Keluar: Alur 19 F19 = 0,94% x 5.515,424 kg/jam
= 51,845 kg/jam
Air 100% x 51,845 kg/jam
= 51,845 kg/jam
Alur 20 F20 = F18 – F19 = 5.515,424 – 51,845 = 5.463,579 kg/jam
Minyak 96,538% x 5.463,579 kg/jam
= 5.274,430 kg/jam
Kotoran 0,15% x 5.463,579 kg/jam
= 8,195 kg/jam
Air 0,002 x 5.463,579 kg/jam
= 0,109 kg/jam
FFA 3,31% x 5.463,579 kg/jam
= 180,845 kg/jam
Tabel LA.9 Neraca Massa pada Vacuum dryer Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komposisi Alur 18 Alur 19 Alur 20 Minyak
5.277,158
-
5.274,430
Air
9,376
-
8,195
Kotoran
25,922
51,845
0,109
FFA
202,968
-
180,845
Jumlah
5.515,424
51,845
5.463,579
Total
5.515,424
5.515,424
10. Depericarper Ampas yang keluar dari presan dialirkan ke depericarper untuk memisahkan ampas dan biji. Komposisi ampas 55% dan Biji 45 %. F11 = 15.994,477 kg/jam -Biji 43,79% -Air 1% -Serat 55,21% 11 21
11
F = 55%% F -Ampas 96% -Biji 4%
21
Depericarper
F22 = 45% F11 22 -Biji 96,77% -Ampas 1% -Air 2,3%
Universitas Sumatera Utara
Neraca Massa: Neraca Bahan Masuk: Alur 11 F11 = 9.596,686 kg/jam
Biji
= 43,79 % x 9.596,686 kg/jam
= 4.202,389 kg/jam
Air
= 1% x 9.596,686 kg/jam
= 95,967 kg/jam
Serat
= 55,21% x 9.596,686 kg/jam
= 5.298,330 kg/jam
Neraca Bahan Keluar: Alur 21 F21 = 55% x 9.596,686 kg/jam
= 5.278,177 kg/jam
Ampas 96% x 5.278,177 kg/jam
= 5.067,050 kg/jam
Biji 4% x 5.278,177 kg/jam
= 211,127 kg/jam
Alur 22 F22 = 45% x 9.596,686 kg/jam
= 4.318,509 kg/jam
Biji 96,77% x 4.318,509 kg/jam
= 4.175,998 kg/jam
Ampas 1% x 4.318,509 kg/jam
= 43,185 kg/jam
Air 2,3% x 4.318,509 kg/jam
= 99,326 kg/jam
Tabel LA.10 Neraca Massa pada Depericarper Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komposisi Alur 11 Alur 21 Alur 22 Ampas
5.298,330
6.067,050
43,185
Biji
4.202,389
211,127
4.175,998
Air
95,967
-
99,326
Jumlah
9.596,686
5.278,177
4.318,509
Total
9.596,686
9.596,686
Universitas Sumatera Utara
11. Silo Drayer Biji dari polshing drum melalui timba biji dimasukkan ke silo biji untuk diperam selama 18 jam dengan suhu 800C, tengah 700C dan bawah 600C. Pada silo drayer air diuapkan dari biji 6%. F22 = 7.197,515 kg/jam -Biji 96,7% -Ampas 1%% -Air 2,3% 22 F23 = 6% F22 -Air 100%
23
Silo drayer
24
F24 -Biji 99,2% -Ampas 0,8%
Neraca Massa: Neraca Bahan Masuk: Alur 22 F22 = 4.318,509 kg/jam
Biji
= 96,7 % x 4.318,509 kg/jam = 4.175,998 kg/jam
Ampas
= 1% x 4.318,509 kg/jam
= 43,185 kg/jam
Air
= 2,3% x 4.318,509 kg/jam
= 99,326 kg/jam
Neraca Bahan Keluar: Alur 23 F23 = 6% x 4.318,509 kg/jam
= 259,111 kg/jam
Air 100% x 259,111 kg/jam = 259,111 kg/jam
Alur 24 F24 = F22 – F24 = 4.318,509 – 259,111 = 4.059,398 kg/jam
Biji 99,2% x 4.059,398 kg/jam
= 4.026,923 kg/jam
Ampas 0,8% x 4.059,398 kg/jam
= 32,475 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.11 Neraca Massa pada Silo drayer Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komposisi Alur 22 Alur 23 Alur 24 Ampas
43,185
-
32,475
Biji
4.175,998
-
4.026,923
Air
99,326
259,111
-
Jumlah
4.318,509
259,111
4.059,398
Total
4.318,509
4.318,509
12. Nut Crackers Biji kelapa sawit yang telah dikeringkan pada silo drayer diumpankan dari alur 24 untuk proses pemecahan. Biji kelapa sawit yang telah dipecah memiliki komposisi produk cangkang 20,94% dan inti (kernel) 79,06%. F24 Biji 99,2% -Ampas 0,8%
24
Nut Crackers
25
F25 Biji 99,2% -Ampas 0,8% -
Neraca Massa: Neraca Bahan Masuk: Alur 22 F24 = 4.059,398 kg/jam
Biji
= 99,2 % x 4.059,398 kg/jam = 4.026,923 kg/jam
Ampas
= 0,8% x 4.059,398 kg/jam
= 32,475 kg/jam
Neraca Bahan Keluar: Alur 25 F25 = F24 = 4.059,398 kg/jam
Kernel 79,06% x 4.059,398 kg/jam
= 3.209,360 kg/jam
Cangkang 20,94% x 4.059,398 kg/jam
= 850,038 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.12 Neraca Massa pada Nut crackers Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komposisi Alur 24 Alur 25 Ampas
4.026,923
-
32,475
-
Cangkang
-
850,038
Kernel
-
3.209,360
Jumlah
4.059,398
4.059,398
Total
4.059,398
4.059,398
Biji
13. Hidrocyclone Campuran pecahan yang keluar dari nut crackers dimasukkan ke dalam hidrocyclone. Didalam hidrocyclone terjadi pemisahan inti dengan cangkang berdasarkan perbedaan berat jenis (gravitasi). Inti kernel akan naik atas hidrocyclone sedangkan cangkang akan turun kebagian bawah hidrocyclone. F26 = 94% F25 -Air 100% 26 25
F -Kernel 79,06% -Cangkang 20,94%
25
29 Hidrocyclone
27 F27 = F26 -Air 100%
F29 = 55% F25 -Kernel 86,25% -Air 13,75%
28 F28 = 45% F25 -Cangkang 99% -Kernel 1%
Neraca Massa: Neraca Bahan Masuk: Alur 25 F25 = 4.059,398 kg/jam
Kernel
= 79,06 % x 4.059,398 kg/jam
= 3.209,360 kg/jam
Cangkang
= 20,94% x 4.059,398 kg/jam
= 850,038 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
Alur 26: F26 = 94% F25 = 94% x 4.059,398 kg/jam
Air
= 3.815,834 kg/jam
= 100% x 3.815,834 kg/jam = 3.815,834 kg/jam
Neraca Bahan Keluar: Alur 27 F27 = F26 = 3.815,834 kg/jam
Air
= 3.815,834 kg/jam
Alur 28: F28 = 45% F25
= 45% x 4.059,398 kg/jam
= 1.826,729 kg/jam
Cangkang
= 99% x 1.826,729 kg/jam
= 1.808,462 kg/jam
Kernel
= 1% x 1.826,729 kg/jam
= 18,267 kg/jam
F29 = 55% F25
= 55% x 4.059,398 kg/jam
= 2.232,669 kg/jam
Kernel
= 86,25% x 2.232,669 kg/jam = 1.925,677 kg/jam
Air
= 13,75% x 2.232,669 kg/jam = 306,992 kg/jam
Alur 29:
Tabel LA.11 Neraca Bahan pada hidrocyclone Masuk (kg/jam) Komposisi
Alur 25
Kernel
Keluar (kg/jam)
Alur 26
Alur 27
Alur 28
3.209,360
-
-
18,267
850,038
-
-
1.808,462
3.815,834
3.815,834
-
3.815,834
3.815,834
1.826,729
Cangkang Air
-
Jumlah Total
4.059,398
7.875,232
Alur 29 1.925,677 306,992 2.232,669
7.875,232
14. Kernel drayer Inti kernel dari Hidrocyclone diumpankan ke kernel drayer. Pada alat ini kandungan air pada kernel diuapkan 13,85%. Selanjutnya inti kernel disimpan di Palm kernel oil.
Universitas Sumatera Utara
LA-20
F29 = 3.271,115 kg/jam Kernel 86,25% -Air 13,75% 29 30
29
F = 13,85% F Air 100%
30
F31 Air 0,1% -Kernel 99,9%
31
Kernel Drayer
Neraca Massa: Neraca Bahan Masuk: Alur 29 F29 = 2.232,669 kg/jam
Kernel
= 86,25 % x 2.232,669 kg/jam
= 1.925,677 kg/jam
Cangkang
= 13,75% x 2.232,669 kg/jam
= 306,992 kg/jam
Neraca Bahan Keluar: Alur 30 F30 = 13,85% F29 = 13,85% x 2.232,669 kg/jam = 309,225 kg/jam
Air
= 309,225 kg/jam
Alur 31: F31 = F29 – F30
= 2.232,669 – 309,225 kg/jam = 1.923,444 kg/jam
Air
= 0,1% x 1.923,444 kg/jam
Kernel
= 99,9% x 1.923,444 kg/jam = 1.921,521 kg/jam
= 1,923 kg/jam
Tabel LA.14 Kernel Drayer Komposisi
Masuk (kg/jam) Alur 29
Keluar (kg/jam) Alur 30
Alur 31
1.925,677
-
306,992
309,225
1,923
Jumlah
2.232,669
309,225
1.923,444
Total
2.232,669
Kernel Air
1.921,521
2.232,669
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS Basis Perhitungan
: 1 jam operasi
Satuan
: kJ
Suhu referensi
: 250C = 298 K
Dari Perry (1997), diketahui kapasitas panas (Cp) zat cair untuk ikatan (J/ml K). Ikatan
Cp
-CH3
36,82
-CH2-
30,38
= CH-
21,34
-CO2-
60,67
-CH
20,92
-COOH
79,91
Sehingga diperoleh Cp untuk masing-masing senyawa: Cp Oktanoat (C8H16O2)
= 1 (-CH3) + 6 (-CH2-) + 1 (-COOH) = 1(36,82) + 6 (30,38) + 1 (79,91) = 36,82 + 182,28 + 79,91 = 299,01 J/mol K = 2,076 kJ/kg K
Cp Dektanoat (C10H20O2) = 1 (-CH3) + 8 (-CH2-) + 1 (-COOH) = 1(36,82) + 8 (30,38) + 1 (79,91) = 36,82 + 243,04 + 79,91 = 359,77 J/mol K = 2,091 kJ/kg K Cp Laurat (C12H24O2)
= 1 (-CH3) + 6 (-CH2-) + 1 (-COOH) = 1(36,82) + 24 (30,38) + 1 (79,91) LB-1
Universitas Sumatera Utara
= 36,82 + 303,8 + 79,91 = 420,53 J/mol K = 2,102 kJ/kg K Cp Miristat (C14H28O2)
= 1 (-CH3) + 12 (-CH2-) + 1 (-COOH) = 1(36,82) + 12 (30,38) + 1 (79,91) = 36,82 + 364,56 + 79,91 = 481,29 J/mol K = 2,110 kJ/kg K
Cp Palmitat (C16H32O2)
= 1 (-CH3) + 14 (-CH2-) + 1 (-COOH) = 1(36,82) + 14 (30,38) + 1 (79,91) = 36,82 + 425,32 + 79,91 = 542,05 J/mol K = 2,117 kJ/kg K
Cp Stearat (C18H36O2)
= 1 (-CH3) + 16 (-CH2-) + 1 (-COOH) = 1(36,82) + 16 (30,38) + 1 (79,91) = 36,82 + 486,08 + 79,91 = 602,81 J/mol K = 2,122 kJ/kg K
Cp Oleat (C18H34O2) = 1 (-CH3) + 14 (-CH2-) + 2(=CH-) + 1 (-COOH) = 1(36,82) + 14 (30,38) + 2 (21,34) + 1 (79,91) = 36,82 + 425,32 + 42,68 + 79,91 = 584,73 J/mol K = 2,073 kJ/kg K
Cp Linoleat (C18H34O2) = 1 (-CH3) + 12 (-CH2-) + 4(=CH-) +1 (-COOH) = 1(36,82) + 12 (30,38) + 4 (21,34) + 1 (79,91) = 36,82 + 364,56 + 85,36 + 79,91 = 566,65 J/mol K = 2,023 kJ/kg K
Universitas Sumatera Utara
Cp Linolenat (C18H34O2)= 1 (-CH3) + 10 (-CH2-) + 6(=CH-)1 (-COOH) = 1(36,82) + 10 (30,38) + 6 (21,34) + 1 (79,91) = 36,82 + 303,8 + 128,04 + 79,91 = 548,57 J/mol K = 2,770 kJ/kg K Cp Minyak sawit = Cp Laurat + Cp Miristat + Cp Palmitat + Cp Stearati + Cp Oleat + Cp Linoleat + Cp Linolenat = 2,102 + 2,110 + 2,117 + 2,112 + 2,073 + 2,023 + 2,77 = 15,307 kJ/kg K. Cp Minyak inti sawit = Cp Oktanoat + Cp Dekanoat + Cp Laurat + Cp Miristat + Cp Palmitat + Cp Stearat + Cp Oleat + Cp Linoleat + Cp Linolenat. = 2,076 + 2,091 + 2,102 + 2,110 + 2,117 + 2,122 + 2,073 + 2,023 + 2,770 = 6,866 kJ/kg.K Cp Kernel
= Cp Minyak inti sawit + Cp abu = 14,474 + 0,88 = 20,354 kJ/kg.K
Dari Perry (1997), diketahui kapasitas untuk zat padat (J/mol.K) Atomil elemen
E
C
10,89
H
7,56
O
13,42
N
18,74
Sehingga diperoleh Cp untuk masing-masing zat padat adalah : Cp Sellulosa (C6H10O5)
= 6 (C) + 10 (H) + 5 (O) = 6 (10,89) + 10 (7,56) + 5 (13,42)
Universitas Sumatera Utara
= 65,34 + 75,6 + 67,1 = 208,04 j/mol K = 1,284 kJ/kg.K Cp Pentosan (C5H8O4)
= 5 (C) + 8 (H) + 4 (O) = 5 (10,89) + 8 (7,56) + 4 (13,42) = 54,45 + 60,48 + 53,68 = 168,61 J/mol.K = 1,277 kJ/kg.K
Cp Lignin (C6H12O6)
= 6 (C) + 12 (H) + 6 (O) = 6 (10,89) + 12 (7,56) + 6 (13,42) = 65,34 + 90,72 + 80,52 = 236,58 J/mol.K = 1,442 kJ/kg.K
Cp Abu
= 0,882 kJ/kg K
Cp Acid Solvent (C2H3O2)
= 2 (C) + 3 (H) + 2 (O) = 2 (10,89) + 3 (7,56) + 2 (13,42) = 21,78 + 22,68 + 26,84 = 71,3 J/mol.K = 1,208 kJ/kg.K
Cp Nitrogen (N2)
= 2 (N) = 2 (18,74) = 37,48 J/mol.K = 1,338 kJ/kg.K
Cp Air = 4,1774 kJ/kg K
……………………..(Perry, 1997)
Universitas Sumatera Utara
Cp Serat (C6H10O5)
= 6 (C) + 10 (H) + 5 (O) = 6 (10,89) + 10 (7,56) + 5 (13,42) = 65,34 + 75,6 + 67,1 = 208,04 J/mol.K = 1,284 kJ/kg.K
Cp Cangkang = Cp Selulosa + Cp Pentosan + Cp Lignin + Cp Abu + Cp Acid Solvent + Cp Nitrogen + Cp air = 1,284 + 1,277 + 1,442 + 1,0882 + 1,208 + 1,338 + 4,1774 = 11,6084 kJ/kg K Cp Kelapa Sawit
= Cp Minyak Sawit + Cp Minyak inti Sawit + Cp Cangkang + Cp Serat = 15,307+19,474+11,6084+1,284 = 47,6734 kJ/kg K
Cp Biji
= Cp Kernel + Cp Cangkang = 20,354 + 11,6084 = 31,9624 kJ/kg K
Universitas Sumatera Utara
1. Sterilizer
T = 1100C Ex.Steam
T = 300C TBS
4
T =1300C Steam
1
2
5
Sterilizer
T = 1000C TBS Air
3 T = 900C -Minyak -Kotoran -Air
Panas Masuk : Alur 1 : Q
= m x Cp x T
= 30.000 kg x 47,6734 kJ/kg K x 5 K = 7.151.010 kJ
Alur 2 : Q
= m x Cp x T
= 8.178 kg x 2,176 kJ/kg K x 105 K = 1.868.509,44 kJ
Total panas masuk
= 9.019.519,44 kJ
Panas Keluar : Alur 3 : Q Q Minyak
= m x Cp x T = 56,942 kg x 15,307 kJ/kg K x 65 K = 56.654,728 kJ
Q Air
= 10.058,975 kg x 4,2164 kJ/kg K x 65 K = 2.756.823,042 kJ
Q Kotoran
= 237,084 kg x 0,882 kJ/kg K x 65 K = 13.592,026 kJ
Alur 4 : Q Ex.Steam
= 1.425 kg x 4,1453 kJ/kg K x 85 K = 502.099,463 kJ
Alur 5 : Q
= m x Cp x T
Q TBS
= 25.943,28 kg x 47,6734 kJ/kg K x 75 K = 92.760.327,36 kJ
Universitas Sumatera Utara
Q Air
= 456,72 kg x 4,2164 kJ/kg K x 75 K = 144.428,566 kJ
Total panas keluar
= 96.233.925,19 kJ
Panas Masuk + Panas dibutuhkan = Panas Keluar Panas dibutuhkan
= Panas keluar – Panas Masuk = 96.233.925,19 – 9.019.519,44 = 87.214.405,75 kJ
Entalpi steam pada 270,13 kPa, T ; 1300C = 2.173,6 kJ/kg K (Saturated Steam) Maka Steam yang dibutuhkan : m
=
dQ λ
=
87.214.405,75 kJ 2.173,6 kJ/kg
= 40.124,405 kg Tabel LB.1 Neraca massa pada Sterilizer Kompoisisi
Panas Masuk (kJ) Alur 1
Panas Keluar (kJ)
Alur 2
Alur 3
Alur 4
7.151.010
-
-
-
92.760.327,36
Minyak
-
-
56.654,728
-
-
Air
-
1.868.509,44
2.756.823,042
-
144.428,566
Kotoran
-
-
13.592,026
-
-
Panas dibutuhkan
-
87.214.405,75
-
-
-
Ex.Steam
-
-
-
502.099,463
-
TBS
Jumlah Total
7.151.010
89.082.915,19 2.827.069,796 502.099,463
96.233.925,19
Alur 5
92.904.755,93
96.233.925,19
Universitas Sumatera Utara
T=1000C -TBS -Air
2. Stripping
5
T = 900C -Minyak -Jenjangan kosong -Brondolan
6
Stripping
7
T= 900C -Brondolan -Air
Panas Masuk : Alur 5 :
Q TBS
= 25.943,28 kg x 47,6734 kJ/kg K x 75 K = 92.760.327,36 kJ
Q Air
= 456,72 kg x 4,2164 kJ/kg K x 75 K = 144.428,566 kJ
Total Panas yang masuk
= 92.904.755,93 kJ
Panas keluar : Alur 6 :
Q Minyak
= 1,680 kg x 15,307 kJ/kg K x 65 K = 1.671,524 kJ
Q Janjangan kosong
= 8.339,997 kg x 6,2924 kJ/kg K x 65 K = 3.411.108,813 kJ
Q Berondolan
= 58,803 kg x 47,6734 kJ/kg K x 65 K = 182.217,031 kJ
Alur 7 :
Q Berondolan
= 17.718,727 kg x 47,6734 kJ/kg K x 65 K = 54.906.277,38 kJ
Q Air
= 280,793 kg x 0,882 kJ/kg K x 65 K = 16.097,863 kJ
Total Panas yang Keluar
= 58.517.372,61 kJ
Panas masuk = Panas keluar + Panas hilang Panas hilang = Panas masuk – panas keluar = 92.904.755,93 – 58.517.372,61 = 34.387.383,32 kJ
Universitas Sumatera Utara
Tabel LB.2 Neraca panas pada alat Stripping Kompoisisi
Panas Masuk (kJ)
Panas keluar (kJ)
Alur 5
TBS
Alur 6
Alur 7
92.760.327,36
-
-
Minyak
-
1.671,524
-
Air
-
-
16.097.863
144.428,566 3.411.108,813
-
Jenjangan kosong Brondolan
-
Panas hilang Total
3. Digester
182.217,031
54.906.277,38
-
34.387.383,32
92.904.755,93
92.904.755,93
T = 900C -Brondolan -Air
7 T = 900C -Air 100%
8
Digester
9
T = 800C -Brondolan -Air
Panas Masuk : Alur 7:
Q Berondolan
= 17.718,727 kg x 47,6734 kJ/kg K x 65 K = 54.906.277,38 kJ
Q Air
= 280,793 kg x 0,882 kJ/kg K x 65 K = 16.097,863 kJ
Alur 8 :
Q Air
= 1.200,568 kg x 4,2164 kJ/kg K x 65 K = 329.034,870 kJ
Total Panas Masuk
= 55.251.410,11 kJ
Universitas Sumatera Utara
Panas Keluar : Alur 9 :
Q
= m x Cp x T
Q Berondolan
= 17.779,281 kg x 47,6734 kJ/kg K x 65 K = 55.093.920,36 kJ
Q Air
= 1.420,807 kg x 4,2164 kJ/kg K x 65 K = 389.394,891 kJ
Panas Masuk + Panas dibutuhkan = Panas Keluar Panas dibutuhkan
= Panas keluar – Panas masuk = 55.483.315,25 – 55.251.410,11 = 231.905,141 kJ
Entalphi steam pada 93,956 kPa, T 900C = 2.283,3 kJ/kg K (Saturated steam)
Maka Steam yang dibutuhkan : m
=
dQ λ
=
231.905,141 kJ 2.283,3 kJ/kg
= 101,566 kg Tabel LB.3 Neraca panas pada Digester Komposisi
Panas masuk (kJ)
Panas keluar (kJ)
Alur 7
Alur 8
Alur 9
54.906.277,38
-
55.093.920,36
16.097,863
329.034,870
389.394,891
Minyak
-
-
-
Serat
-
-
-
Kotoran
-
-
-
Berondolan Air
Panas dibtuhkan
231.905,141
-
Total
55.483.315,25
55.483.315,25
Universitas Sumatera Utara
4. Pressing
T = 900C -Brondolan -Air 9
0
T = 50 C -Air 100%
10
Pressing
11
T = 500C -Biji -Air -Serat
12 T = 900C
-Minyak -Air -Kotoran -FFA
Panas Masuk : Alur 9 :
Q Berondolan
= 17.779,281 kg x 47,6734 kJ/kg K x 65 K = 55.093.920,36 kJ
Q Air
= 1.420,807 kg x 4,2164 kJ/kg K x 65 K = 389.394,891 kJ
Alur 10 :
Q Air
= 3.703,697 kg x 4,1840 kJ/kg K x 25 K = 387.406,706 kJ
Total Panas yang Masuk
= 55.870.721,96 kJ
Panas Keluar : Alur 11 :
Q
= m x Cp x T
Q biji
= 4.202,389 kg x 31,9324 kJ/kg K x 25 K = 3.354.809,163 kJ
Q Air
= 95,967 kg x 4,2164 kJ/kg K x 25 K = 10.115,881 kJ
Q Serat
= 5.298,330 kg x 1,284 kJ/kg K x 25 K = 170.076,393 kJ
Universitas Sumatera Utara
Alur 12 :
Q Minyak
= 505,515 kg x 15,307 kJ/kg K x 65 K = 5.477.739,677 kJ
Q Air
= 6.068,037 kg x 4,2164 kJ/kg K x 65 K = 1.663.042,628 kJ
Q Kotoran
= 1.092,513 kg x 0,882 kJ/kg K x 65 K = 62.633,770 kJ
FFA
= 641,402 kg x 6,866 kJ/kg K x 65 K = 287.085,121 kJ
Panas masuk = Panas keluar + Panas hilang Panas hilang = Panas masuk – Panas keluar = 55.870.721,96 – 11.025.502,63 = 44.845.219,33 kJ Tabel LB.4 Neraca panas pada Pressing Komposisi
Panas masuk (kJ) Alur 9
Berondolan Air
Panas keluar (kJ)
Alur 10
55.093.920,36
Alur 11
-
389.394,891 387.406,706
Alur 12
-
-
10.115,881 1.663.042,628
Biji
-
- 3.354.809,163
-
Serat
-
-
-
Minyak
-
-
- 5.477.739,677
Kotoran
-
-
-
62.633,770
FFA
-
-
-
287.085,121
Panas hilang Total
55.870.721,96
-
170.076,393
44.845.219,33 55.870.721,96
Universitas Sumatera Utara
5. Continous Settling Tank T = 900C -Minyak -Air -Kotoran -FFA 14 T = 900C -Minyak -Kotoran -Air
25
CST
16
T = 900C -Minyak -Air -Kotoran -FFA
15 T = 900C -Minyak -Air -Kotoran
Panas Masuk : Alur 14
Q Minyak
= 5.505,515 kg x 15,307 kJ/kg K x 65 K = 5.477.739,677 kJ
Q Kotoran
= 1.092,513 kg x 0,882 kJ/kg K x 65 K = 62.633,770 kJ
Q Air
= 6.068,037 kg x 4,2164 kJ/kg K x 65 K = 1.663.042,628 kJ
Q FFA
= 641,402 kg x 8,866 kJ/kg K x 65 K = 287.085,121 kJ
Alur 25 :
Q Minyak
= 2.349,173 kg x 15,307 kJ/kg K x 65 K = 2.337.321,422 kJ
Q Kotoran
= 29,312 kg x 0,882 kJ/kg K x 65 K = 1.680,457 kJ
Q Air
= 439,959 kg x 4,2164 kJ/kg K x 65 K = 120.577,803 kJ
Total Panas yang Masuk
= 9.950.080,878 kJ
Universitas Sumatera Utara
Panas Keluar : Alur 15 :
Q Minyak
= 558,856 kg x 15,307 kJ/kg K x 65 K = 556.036,572 kJ
Q Kotoran
= 8.344,011 kg x 0,882 kJ/kg K x 65 K = 478.362,151 kJ
Q Air
= 569,276 kg x 4,2164 kJ/kg K x 65 K = 156.019,196 kJ
Alur 16 :
Q Minyak
= 5.270,352 kg x 15, kJ/kg K x 65 K = 5.243.763,074 kJ
Q Air
= 27,593 kg x 4,2164 kJ/kg K x 65 K = 7.562,303 kJ
Q Kotoran
= 11,037 kg x 0,882 kJ/kg K x 65 K = 632,751 kJ
Q FFA
= 209,710 kg x 6,866 kJ/kg K x 65 K = 93.591,476 kJ
Total panas yang keluar
= 6.535.967,523 kJ
Panas hilang = Panas masuk – Panas keluar = 9.950.080,878 – 6.535.967,525 = 3.414.113,353 kJ Tabel LB.5 Neraca massa pada C.S.T Komposisi
Panas masuk (kJ)
Panas keluar (kJ)
Alur 14
Alur 25
Minyak
5.477.739,677
2.337.321,422
556.036,572
5.243.763,074
Kotoran
62.633,770
1.680,457
478.362,151
7.562,303
Air
1.663.042,628
120.577,803
156.019,196
632,751
FFA
287.085,121
-
-
93.591,476
7.490.501,196
2.459.579,682
1.190.417,919
5.345.549,604
-
-
-
3.414.113,353
Jumlah Panas hilang Total
9.950.080,878
Alur 15
Alur 16
9.950.080,878
Universitas Sumatera Utara
6. Sludge Tank T = 900C -Minyak -Air -Kotoran 15
T = 900C -Air -Kotoran
23
Sludge Tank
24
T = 800C -Minyak -Air -Kotoran
Panas Masuk : Alur 15 :
Q Minyak
= 558,856 kg x 15,307 kJ/kg K x 65 K = 556.036,572 kJ
Q Kotoran
= 8.344,011 kg x 0,882 kJ/kg K x 65 K = 478.362,151 kJ
Q Air
= 569,276 kg x 4,2164 kJ/kg K x 65 K = 156.019,196 kJ
Total panas yang masuk
= 1.190.417,919 kJ
Panas Keluar : Alur 23 :
Q Air
= 55,033 kg x 4,2164 kJ/kg K x 65 K = 15.082,267 kJ
Q Kotoran
= 23,586 kg x 0,882kJ/kg K x 65 K = 23,586 kJ
Alur 24 :
Q Minyak
= 2.475,194 kg x 15,307 kJ/kg K x 65 K = 3.283.608,198 kJ
Q Air
= 6.650,615 kg x 4,2164 kJ/kg K x 65 K = 1.822.707,451 kJ
Q Kotoran
= 267,715 kg x 0,882 kJ/kg K x 65 K = 15.348,101 kJ
Total panas yang keluar
= 4.317.197,057 kJ
Panas Masuk + Panas dibutuhkan = Panas Keluar
Universitas Sumatera Utara
Panas dibutuhkan
= Panas Keluar – Panas Masuk = 4.317.197,057 – 1.190.417,919 = 3.126.779,138 kJ
Entalphi steam pada 70,11 kPa, T 900C = 2.283,2 kJ/kg K (Saturated steam)
Maka Steam yang dibutuhkan : m
=
dQ λ
=
3.126.779,138 kJ 2.283,2 kJ/kg
= 1.369,472 kg Tabel LB.6 Neraca Panas pada Sludge Tank Komposisi
Panas masuk Alur 15
Panas keluar Alur 23
Alur 24
Minyak
556.036,572
-
2.462.706,646
Air
156.019,196
15.082,674
1.822.707,451
Kotoran
478.362,151
1.352,185
15.348,101
Panas dibutuhkan
3.126.779,138
-
-
Jumlah
4.317.197,057
16.434,859
4.300.762,198
Total
4.317.197,057
4.317.197,057
Universitas Sumatera Utara
7. Sludge Separator T = 800C -Minyak -Air -Kotoran 24 0
T = 90 C -Minyak -Air -Kotoran
26
Sludge Separator
25
T = 900C -Minyak -Air -Kotoran
Panas Masuk : Alur 24 :
Q Minyak
2.475,194 kg x 15,307 kJ/kg K x 65 K = 2.462.706,646 kJ
Q Air
= 6.650,615 kg x 4,2164 kJ/kg K x 65 K = 1.822.707,451 kJ
Q Kotoran
= 267,715 kg x 0,882 kJ/kg K x 65 K = 15.348,101 kJ
Total panas yang masuk
= 4.300.762,198 kJ
Panas keluar : Alur 26 :
Q Minyak
= 59,179 kg x 15,307 kJ/kg K x 65 K = 58.880,442 kJ
Q Air
= 6.312,448 kg x 4,2164 kJ/kg K x 65 K = 1.730.027,374 kJ
Q Kotoran
= 203,840 kg x 0,885 kJ/kg K x 65 K = 11.686,147 kJ
Alur 25 :
Q Minyak
= 2.334,760 kg x 15,307 kJ/kg K x 65 K = 3.322.981,136 kJ
Q Air
= 425,809 kg x 0,882 kJ/kg K x 65 K = 24.411,630 kJ
Q Kotoran
= 57,488 kg x 4,2164 kJ/kg K x 65 K = 15.755,506 kJ
Universitas Sumatera Utara
Total Panas yang keluar
= 4.163.742,235 kJ
Panas Masuk + Panas dibutuhkan = Panas Keluar Panas dibutuhkan
= Panas keluar – Panas masuk = 4.300.762,968 – 4.163.742,235 = 137.019,963 kJ
Entalphi steam pada 1 atm, T 900C = 2.283,2 kJ/kg K (Saturated steam)
Maka Steam yang dibutuhkan : m
=
dQ λ
=
137.019,963 kJ = 60,012 kg 2.283,2 kJ/kg
Tabel LB.7 Neraca Panas pada Sludge Separator Komposisi
Panas masuk (kJ)
Panas Keluar (kJ)
Alur 24
Alur 25
Alur 26
Minyak
2.462.706,646
2.322.981,136
58.880,442
Air
1.822.707,451
24.411,630
1.730.027,374
Abu
15.348,101
15.755,506
11.686,147
Panas dibutuhkan
137.019,963
-
-
4.300.762,198
2.363.148,272
1.800.593,963
Jumlah Total
4.300.762,198
4.300.762,198
8. Oil Purifier T = 900C -Minyak -Air -Kotoran -FFA
16 T = 800C -Air -Kotoran
17
Oil Purifier
18
T = 800C -Minyak -Air -Kotoran -FFA
Panas Masuk : Alur 16 :
Q Minyak
= 5.270,352 kg x 15,307 kJ/kg K x 65 K
Universitas Sumatera Utara
= 5.243.763,074 kJ Q Air
= 27,593 kg x 4,2164 kJ/kg K x 65 K = 7.562,303 kJ
Q Kotoran
= 11,037 kg x 0,882 kJ/kg K x 65 K = 632,751 kJ
Q FFA
= 209,710 kg x 6,866 kJ/kg K x 65 K = 93.591,476 kJ
Total panas masuk = 5.345.549,604 kJ Panas Keluar : Alur 17 :
Q Air
= 9,288 kg x 4,2164 kJ/kg K x 65 K = 2.545,525 kJ
Q Kotoran
= 3,981 kg x 0,882 kJ/kg K x 65 K = 228,230 kJ
Alur 18 :
Q Minyak
= 5.277,158 kg x 15,307 kJ/kg K x 55 K = 4.442.760,163 kJ
Q Kotoran
= 9,376 kg x 4,2164 kJ/kg K x 55 K = 454,830 kJ
Q Air
= 25,922 kg x 4,2164 kJ/kg K x 55 K = 6.011,364 kJ
Q FFA
= 202,968 kg x 6,866 kJ/kg K x 55 K = 76.646,806 kJ
Total panas yang keluar
= 4.528.646,918 kJ
Panas masuk = Panas keluar + Panas hilang = 5.345.549,604 – 4.528.646,918 = 816.902,686 kJ
Universitas Sumatera Utara
Tabel LB.8 Neraca Panas pada Oil Purifier Komposisi
Panas Masuk (kJ)
Panas Keluar (kJ)
Alur 16
Alur 17
Alur 18
Minyak
5.243.763,076
-
4.442.760,163
Kotoran
632,751
2.545,525
454,830
Air
7.562,303
228,230
6.011,364
FFA
93.591,476
-
76.646,806
Panas hilang
-
816.902,686
Total
5.345.549,604
5.345.549,604
9. Vacuum Drayer
T = 800C -Minyak -Air -Kotoran -FFA 18 19
T = 800C -Air 100%
Vacuum dryer
20
T = 800C -Minyak -Air -Kotoran -FFA
Alur 18 :
Q Minyak
= 5.277,158 kg x 15,307 kJ/kg K x 55 K = 4.442.760,163 kJ
Q Kotoran
= 9,376 kg x 4,2164 J/kg K x 55 K = 454,830 kJ
Q Air
= 25,922 kg x 4,2164 kJ/kg K x 55 K = 6.011,364 kJ
Q FFA
= 202,968 kg x 6,866 kJ/kg K x 55 K = 4.528.646,918 kJ
Panas Keluar : Alur 19 :
Q Air
= 51,845 kg x 4,1774 kJ/kg K x 55 K = 11.911,752 kJ
Universitas Sumatera Utara
Panas penguapan air dihitung dengan korelasi Watson :
ΔH 2 1 Tr12 ΔH 1 1 Tr11
0,38
Tr1
=
80 273 = 0,545 647,3
Tr2
=
80 273 = 0,545 647,3
H1
= Panas penguapan pada titik didih air = 2676 kJ/kg
1 0,545 Hv12 = 2676 x 1 0 , 576 Panas penguapan
0 , 38
= 2748,7257 kJ/kg
= m x Hv = 51,845 x 2748,7257 kJ
= 142.507,684 kJ
Alur 20 :
Q Minyak
= 5.274,430 kg x 15,307 kJ/kg K x 55 K = 4.440.463,501 kJ
Q Kotoran
= 8,195 kg x 0,882 kJ/kg K x 55 K = 397,539 kJ
Q Air
= 0,109 kg x 4,1774 kJ/kg K x 55 K = 25,044 kJ
Q FFA
= 180,845 kg x 6,866 kJ/kg K x 55 K = 68.292,497 kJ
Panas Masuk + Panas dibutuhkan = Panas keluar + Panas penguapan 8.977.873,275 + Panas dibutuhkan = 4.521.090,333 + 142.507,684 Panas dibutuhkan = 4.314.275,258 kJ Entalphi steam pada 70,11 kPa, T 900C = 2.283,2 kJ/kg K (Saturated steam)
Maka Steam yang dibutuhkan : m
=
dQ λ
=
4.314.275,258 kJ 2.283,2 kJ/kg
= 1889,574 kg
Universitas Sumatera Utara
Tabel LB.9 Neraca Panas pada Vacuum drayer Komposisi Panas masuk (kJ) Panas keluar (kJ) Alur 18
Alur 19
Alur 20
Minyak
4.442.760,163
-
4.440.463,501
Kotoran
454,830
-
397,539
6.011,364
11.911,752
25,044
4.528.646,918
-
68.292,497
Panas Penguapan
-
142.507,684
-
Panas dibutuhkan
4.314.275,258
-
-
Jumlah
4.663.598,017
154.419,436
4.509.178,581
Air FFA
Total
4.663.598,017
10. Depericarper
4.663.598,017
T = 500C -Biji -Air -Serat 11
0
T = 40 C -Ampas -Biji
21
Depericarper
T = 500C 22 -Biji -Ampas -Air
Panas masuk : Alur 11 :
Q Serat
= 5.298,330 kg x 1,284 kJ/kg K x 25 K = 170.076,393 kJ
Q Biji
= 4.202,389 kg x 31,9624 kJ/kg K x 25 K = 3.357.960,954 kJ
Q Air
= 95,967 kg x 4,1840 kJ/kg K x 25 K = 10.038,148 kJ
Total Panas masuk = 3.538.075,495 kJ
Panas Keluar : Alur 21 :
Q Abu
= 5.067,050 kg x 0,882 kJ/kg K x 15 K
Universitas Sumatera Utara
= 67.037,072 kJ Q Biji
= 211,127 kg x 11,684 kJ/kg K x 15 K = 37.002,118 kJ
Alur 22 :
Q Biji
= 4.175,998 kg x 31,9624 kJ/kg K x 25 K = 3.336.872,962 kJ
Q Abu
= 43,185 kg x 0,882 kJ/kg K x 25 K = 952,229 kJ
Q Air
= 99,326 kg x 4,1840 kJ/kg K x 25 K = 10.389,450 kJ
Total Panas Keluar = 3.452.253,831 kJ Panas Masuk = Panas Keluar + Panas hilang 3.538.075,495 = 3.452.253,831 + Panas Hilang Panas Hilang = 85.821,664 kJ Tabel LB.10 Neraca Panas pada Depericarper Komposisi
Panas Masuk (kJ) Alur 11
Panas keluar (kJ) Alur 21
Alur 22
170.076,393
67.037,072
952,229
Biji
3.357.960,954
37.002,118
3.336.872,962
Air
10.038,148
-
10.389,450
-
-
-
3.538.075,495
104.039,19
3.348.214,641
Serat
Cangkang Jumlah Panas hilang Total
3.538.075,495
85.821,664 3.538.075,495
Universitas Sumatera Utara
11. Silo Drayer T = 500C -Biji -Ampas -Air 22 T = 700C -Air
23
Silo drayer
24
T = 600C -Biji -Ampas
T = 900C
Panas Masuk : Alur 22 :
Q Biji
= 4.175,998 kg x 31,9624 kJ/kg K x 25 K = 3.336.872,962 kJ
Q Abu
= 43,185 kg x 0,882 kJ/kg K x 25 K = 952,229 kJ
Q Air
= 99,326 kg x 4,1840 kJ/kg K x 25 K = 10.389,450 kJ
Total Panas masuk = 3.348.214,641 kJ Panas keluar : Alur 24 :
Q Biji
= 4.026,923 kg x 31,9624 kJ/kg K x 35 K = 4.504.854,329 kJ
Q Abu
= 32,475 kg x 0,882 kJ/kg K x 35 K = 1.002,503 kJ
Alur 23 :
Q Air
= 259,111 kg x 4,1977 kJ/kg K x 45 K = 48.968,481 kJ
Total panas keluar = 4.554.825,313 kJ
Universitas Sumatera Utara
Panas penguapan air dihitung dengan korelasi Watson : ΔH 2 1 Tr12 ΔH 1 1 Tr11
0,38
Tr1
=
80 273 = 0,545 647,3
Tr2
=
80 273 = 0,545 647,3
H1
= Panas penguapan pada titik didih air = 2676 kJ/kg
1 0,545 Hv12 = 2676 x 1 0 , 576
0 , 38
= 2748,7257 kJ/kg
= m x Hv
Panas penguapan
= 259,111 x 2748 kJ = 712037,028 kJ Panas masuk + Panas dibutuhkan = Panas keluar + Panas pengupan 3.348.214,641 + Panas dibutuhkan = 4.554.825,313 + 712.037,028 Panas dibutuhkan = 1.918.647,7 kJ Entalphi steam pada 70,11kPa, T 900C = 2.283,2 kJ/kg K (Saturated steam)
Maka Steam yang dibutuhkan : m =
dQ 1.918.647,7 kJ = 840,333 kg = λ 2.283,2 kJ/kg
Komponen
Tabel LB.11 Neraca panas pada Silo Drayer Panas masuk (kJ) Panas Keluar (kJ) Alur 22
Alur 23
Alur 24
Biji
3.336.872,962
-
4.504.854,329
Abu
952,229
-
1.002,503
10.389,450
48.968,481
-
Panas Penguapan
-
712.037,028
-
Panas dibutuhkan
1.918.647,7
-
-
5.266.862,341
761.005,509
4.505.856,313
Air
Jumlah Total
5.266.862,341
5.266.862,341
Universitas Sumatera Utara
12. Nut Crackers T = 600C Biji -Ampas
24
T = 600C Biji -Ampas
25
Nut Crackers
Panas masuk : Alur 24 :
Q Biji
= 4.026,923 kg x 31,9624 kJ/kg K x 35 K = 4.504.854,329 kJ
Q Abu
= 32,475 kg x 0,882 kJ/kg K x 35 K = 1.002,503 kJ
Total Panas masuk
= 4.505.856,832 kJ
Panas Keluar : Alur 25 :
Q Kernel
= 3.209,36 kg x 20,354 kJ/kg K x 35 K = 2.286.315,97 kJ
Q Cangkang = 850,038 kg x 11,6084 kJ/kg K x 35 K = 345.365,339 kJ Total panas keluar
= 2.631.681,309 kJ
Panas masuk = Panas keluar + Panas hilang Panas hilang = 4.505.856,832 – 2.631.681,309 = 1.874.175,523 kJ Tabel LB.12 Neraca Panas pada Nut Cracker Komposisi Panas Masuk (kJ) Panas keluar (kJ) Alur 24
Alur 25
4.504.854,329
-
-
2.286.315,97
1.002,503
-
Cangkang
-
345.365,339
Panas hilang
-
1.874.175,523
4.505.856,832
4.505.856,832
Biji Kernel Abu
Total
Universitas Sumatera Utara
13. Hidrocyclone
T = 300C -Air 26
T = 28,50C -Kernel -Cangkang
25
29
Hidrocyclone 27 T = 300C -Air
Panas masuk :
T = 360C -Kernel -Air
28 T = 300C -Cangkang -Kernel
Alur 25 :
Q Kernel
= 3.209,36 kg x 20,354 kJ/kg K x 5 K = 326.616,567 kJ
Q Cangkang = 850,038 kg x 11,6084 kJ/kg K x 5 K = 49.337,905 kJ Alur 26 :
Q Air
= 3.815,834 kg x 4,1774 kJ/kg K x 5 K = 79.701,325 kJ
Total Panas masuk
= 455.655,797 kJ
Panas keluar : Alur 27 :
Q Air
= 18,267 kg x 4,1774 kJ/kg K x 5 K = 1.859,033 kJ
Alur 28 :
Q Kernel
= 18,267 kg x 20,354 kJ/kg K x 5 K = 1859,033 kJ
Q Cangkang = 1808,462 kg x 11,6084 kJ/kg K x 5 K = 104.966,751 kJ Alur 29 :
Q Kernel
= 1925,677 kg x 20,354 kJ/kg K x 5 K = 195.976,148 kJ
Q Air
= 306,992 kg x 4,1774 kJ/kg K x 5 K = 6.412,142 kJ
Universitas Sumatera Utara
Total Panas keluar = 388.915,399 kJ Panas masuk = Panas keluar + panas hilang Panas hilang = Panas masuk – Panas keluar = 455.655,797 – 388.915,399 = 66.740,398 kJ Tabel LB.13 Neraca Panas pada Hidrocyclone Komposisi
Panas masuk (kJ) Alur 25
Kernel
Alur 26
326.616,567
Cangkang
Alur 29
-
-
-
-
6.412,142
79.701,325
79.701,325 106.825,784
202.388,29
79.701,325
79.701,325
2.631.681,309
Alur 27
1.859,033 195.976,148
- 104.966,751
-
Jumlah
Alur 28
-
49.337,905
Air
Panas keluar (kJ)
Panas hilang
-
66.740,398
Total
455.655,797
455.655,797
15. Kernel Drayer T = 300C Kernel -Air 29 T = 600C Air
30
Kernel Drayer
31
T = 600C Air -Kernel
900C Panas masuk : Alur 29 :
Q Kernel
= 1.925,677 kg x 20,354 kJ/kg K x 5 K = 195.976,148 kJ
Q Air
= 306,992 kg x 4,1774 kJ/kg K x 5 K = 6.412,142 kJ
Panas keluar : Alur 30 :
Q Air
= 309,225 kg x 4,1774 kJ/kg K x 35 K
Universitas Sumatera Utara
= 45.211,478 kJ Total Panas Keluar
= 45.211,478 kJ
Panas penguapan air dihitung dengan korelasi Watson : ΔH 2 1 Tr12 ΔH 1 1 Tr11
0,38
Tr1
=
80 273 = 0,545 647,3
Tr2
=
80 273 = 0,545 647,3
H1
= Panas penguapan pada titik didih air = 2676 kJ/kg
1 0,545 Hv12 = 2676 x 1 0,576 Panas penguapan
0 , 38
= 2748,7257 kJ/kg
= m x Hv = 309,225 x 2748 kJ = 849.750,3
Alur 31 :
Q Kernel
= 1.923,444 kg x 20,354 kJ/kg K x 35 K = 1.370.242,271 kJ
Panas masuk + Panas dibutuhkan = Panas keluar + Panas penguapan 202.388,29 + Panas dibutuhkan = 1.415.453,749 + 849.750,3 Panas dibutuhkan
= 2.062.815,73 kJ
Entalphi steam pada 70,11 kPa, T 900C = 2.283,2 kJ/kg K (Saturated steam)
Maka Steam yang dibutuhkan : m
=
2.062.815,73 kJ dQ = λ 2.283,2 kJ/kg
= 903,475 kg
Universitas Sumatera Utara
LB-30
Tabel LB.14 Neraca Panas pada Kernel Drayer Komposisi
Panas masuk (kJ) Alur 29
Kernel
Panas keluar (kJ) Alur 30
195.976,148
Alur 31
- 1.370.242,271
6.412,142
45.211,478
-
Panas penguapan
-
849.750,3
-
Panas dibutuhkan
2.062.815,73
-
-
Air
Jumlah Total
2.265.204,049 2.265.204,049
894.961,778 1.370.242,271 2.265.204,049
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN
1. Penimbunan Buah (Loading Ramp) Fungsi : Tempat penimbunan sementara dan untuk mempermudah pemuatan TBS ke dalam lori. Jumlah pintu
= 13 pintu
Kemiringan lantai = 250 Kapasitas loading ramp = 13 x 15 ton/pintu = 195 ton = 195 m3 Volume 1 pintu
=
195 m 3 = 15 m3/pintu 13 p int u
Faktor keamanan = 20% Volume loading ramp Direncanakan :
= 1,2 x 15 m3 = 18 m3
~ Panjang
= 250 cm
~ Lebar
= 220 cm
~ Jarak antar sekat
= 45 cm
~ Tebal
= 3 cm
Spesifikasi penggerak loading ramp : ~ Merk
: Electrim
~ Daya
: 5,5 Hp
~ Voltase
: 380 Volt
2. Lori Rebusan Fungsi : Sebagai wadah penampungan TBS yang dapat ditransportasikan dari Loading Ramp sampai ke Sterilizer. Bahan konstruksi : Carbon Steel Berat Lori kosong = 750 kg Rata-rata isian lori = 2,5 ton/lori Jumlah lori
=
30 ton = 12 lori 2,5 ton/lori
Direncanakan panjang lori : diameter (Hs : D) = 2 : 1 LC-1
Universitas Sumatera Utara
Vl =
4
D 2 Hs
2,5 m3 =
=
2 1 D 2 Hs D = D 3 4 1 2
1 3 D 2 1 3
D
(2,5 x 2) = 3,14
Hs
= 2 x 3,8301 ft = 2,3354 m = 7,6624
= 1,1677 m
= 3,8301 ft
3. Sterilizer
Fungsi : Untuk memasak tandan buah segar (TBS) Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 Ukuran tangki : Kebutuhan kelapa sawit = 30.000 kg/jam Siklus perebusan
= 110 menit
Rata-rata isian lori
= 2500 kg
Kapasitas rebusan
= 8 lori
Jumlah ketel rebusan
= 12 Lori x
Densitas ()
= 1340 kg/m3 = 83,482 lbm/ft3
1Ketel Rebusan = 1,5 buah = 2 buah 8 Lori
Kapasitas ketel rebusan per jam : = 8 lori x 2500 kg/lori x 2 buah x
60 menit 110 menit
= 21.818,182 kg = 21,82 ton = 21,82 m3 Faktor keamanan = 20 % Volume (Vt)
= 1,2 x 21,82 m
Direncanakan : Tinggi silinder : Diameter (Hs : D) = 14 : 1 Tinggi head : diameter (Hh : D) = 1 : 2 Vs
=
π 14 14π 3 π 2 D Hs = D 2 D = D 4 1 4 4
Vh
=
π 2 π 1 π D Hs = D 2 D = D 3 4 4 2 8
Universitas Sumatera Utara
14π 3 π 3 115π 3 D + D = D 4 8 24
Vt
= Vs + Vh =
D
24 x Vt 3 = = 1,203 m 115π
Hs
= 14 D = 14 (1,203)
= 16,842 m
= 53,979 ft
Hh
= ½ D = ½ (1,203)
= 0,602 m
= 1,975 ft
1
Panjang tangki = Hs + Hh
= 3,947 ft
= 16,842 + 0,602 = 17,444 m = 57,234 ft
Tebal dinding Tangki : Direncanakan digunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-283, Dari Tabel 13.1, Brownell & Young 1979, diperoleh data : Allowable working stress (s)
= 12650 psi
Effesiensi sambungan (E)
= 0,8
Corrosion allowance
= 0,125 in
Tekanan hidrostatik (pH)
=
(57,979 1) 83,4820 (Hs 1)ρ = 144 144
Tekanan operasi = 14,696 + Ph = 14,696 + 30,714 = 45,41 psi Faktor keamanan = 20% Faktor kelongaran = 5% Tekanan desain
= 1,05 x 45,41 = 47,681 psi
Tebal dinding selinder tangki : Ts
=
PR CA SE 0,6P
3,947 (62,9430 psi ) 12 2 0,125 = (12650 psi )(0,8) (0,6 x 62,9430) = 0,523 in 4. Alat Pengangkat (Housting Crane)
Fungsi : Untuk mengangkut lori rebusan yang berisi buah ke thresser. Bahan konstruksi
= Stainless steel
Jumlah
= 4 unit
Panjang rantai
=6m
Kapasitas
= 5 ton
Universitas Sumatera Utara
5. Bak Threser
Fungsi : Untuk menampung buah masak dari sterilizer. Bahan konstruksi
: Stainless steel
Jumlah
: 2 buah
Panjang
= 500 cm
Lebar
= 300 cm
Tinggi
= 250 cm
Volume bak
=PxLxT = 500 x 300 x 250
Volume total
= 37500000 cm3
= 37,5 m3
= 37,5 m3 x 2
= 75 m3
6. Penebahan (Threser)
Fungsi : Untuk menampung buah melepaskan /memisahkan buah dari tandan. Bahan konstruksi
: Stainles steel
Direncanakan menggunakan : Diameter drum
= 230 cm
Diameter as drum
= 10 cm
Kecepatan putar drum = 23 rpm Voltase
= 380 volt /21 Ampere
Jumlah
= 5 buah
Rata-rata isian threser = 250 ton/jam
Kapasitas threser = 4 x 20 ton/jam
= 80 ton/jam.
7. Digester
Fungsi : untuk menghancurkan bagian daging buah sehingga diperoleh cake dan biji. Bahan konstruksi
: Stainless steel
Bentuk
: Silinder tegak
Volume digester
= 3,4 m3 (3,4 ton berondolan)
Waktu tinggal dalam digester = 25 menit
Universitas Sumatera Utara
Material balance berondolan = 67 % Isian digester minimal ¾ bagian
=
3 100 65 x 3,4 ton x x 4 67 25
= 9,134 ton Kapasitas pressan/jam pressan
= 5 x 9,134 ton = 45,67 ton
Faktor kelonggaran
= 20%
Daya pada skala laboratorium (P)
= 22,26Hp …..(Perry, 1984)
Daya penghancur (P)
= (0,7 (L-1)) x Vt x (0,5D) x P
Dipilih kapasitas 9 ton/24 jam (Perry, 1984), sehingga diperoleh : Diameter
= 2 ft
Panjang
= 3 ft
P = (0,7 (2-1)) x 10,9608 x (0,53) 2 x 22,26 = 47,251 kW = 47,251 x 1,341020 = 63,3645 Hp
8. Screw Press
Fungsi : untuk memisahkan minyak dari ampas dari biji. Didesain dengan : Kapasitas
= 20-24 ton/jam
Panjang
= 974 cm
Lebar
= 294 cm
Diameter ulir = 536 mm Panjang ulir
= 1940 mm
Putaran ulir
= 20-28 rpm
Spesifikasi : Merk
: Mansemann Atos Rexhorth
Tekanan kerja : 120 barr Elektromotor : Type : TEFC Daya : 30 Hp Voltase : 38 Volt
Universitas Sumatera Utara
9. Vibrating Screen
Fungsi : Untuk memisahkan atau menyaring minyak dan serat yang terdapat pada minyak kasar. Laju alir (F)
= 13.307,099 kg/jam
Ukuran bahan
= 30 mesh
Dimensi dibuka (a)
= 1,5 in
= 0,125 ft
Ukuran tebal
= 0,2 in
= 0,016 ft
Kapasitas unit (Cu)
=4 2
a ……….(Perry, 1984) Faktor luas buka, Foa = 100 x ad 0,125 = 100 x 0,125 0,016
2
= 78,5926 Faktor luas lubang (Fs) = 1 Kapasitas
……………….(Perry, 1984)
= 0,4 x
F Cu x Foa x Fs
= 0,4 x
13.307,099 4 x 78,5926 x 1,0
= 16,932 ton/jam
10. Bak R.O
Fungsi : Untuk menampung minyak kasar yang keluar dari screening. Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar. Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-53, Grade C 13
Data : Kondisi penyimpanan = 800C Laju alir
= 13.307,099 kg/jam
Faktor kemanan
= 20%
Perhitungan : Volume minyak
Vm
=
13.307,099 kg/jam = 14,527 m3 3 916 kg/m
Universitas Sumatera Utara
Volume tangki = Vt = 1,2 x 14,527 m3 = 17,432 m3
Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder (D : H) = 4 : 3 1 D2H 4 3 3 1 2 D 17,432 = D 4 = πD 3 4 16 V =
D
= 3,094 m
= 10,151 ft
H
= 2,321 m
= 7,615 ft
Tebal Dinding Tangki : Direncananakan digunakan bahan konstruksi Carbon steel SA-53, Grade
C, Dari Brownelll & Young 1979, diperoleh data : Allowable working stress (s) = 12650 psi Effisiensi sambungan (E)
= 0,8
Corrosion allowance
= 0,125 ft
Tekanan Hidrostatis (Ph)
=
(Hs 1)ρ (7,615 1) 57,068 = 144 144
= 2,622 Faktor keamanan
= 20 %
Faktor kelonggaran
=5%
Tekanan operasi
= 14,696 + 2,622 = 17,318 psi
Tekanan desain
= 1,05 x 17,318 = 18,184 psi
Tebal dinding silinder tangki : t
=
PR CA SE 0,6P
10,151 (18,184 psi) 12 2 = + 0,125 (12750 psi)(0,8) (0,6 x 18,184) = 0,234 in
11. Pompa Bak R.O
Fungsi : Memompakan minyak kasar ke Countinous Settling Tank (C.S.T) Jenis : Sentrifugal pump Bahan konstruksi
: Commercial steel
Universitas Sumatera Utara
: 800C
Kondisi operasi Data :
Densitas cairan () = 870,6 kg/m3 = 54,2383 lbm/ft3………..(Perry, 1997) Viskositas () = 20 cP = 0,0145 lbm/ft.dtk …………(Kirk Othmer, 1967) Laju alir massa (F) = 13.307,099 kg/jam = 8,150 lbm/det Laju alir volume (Q) =
8,15 lbm/det F = 0,150 ft3/det = ρ 54,2383 lbm/ft 3
Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x 0,13…………(Timmerhaus, 1980)
= 3,9 x (0,150)0,45 x (0,0145)0,13 = 0,958 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: Ukuran pipa nominal = 2 in Schedul pipa
= 80
Diameter dalam (ID) = 1,939 in = 0,1616 ft Diameter luar (OD)
= 2,375 in = 0,1979 ft
Luas penampang (a1) = 0,02050 ft2 Bahan konstruksi
Kecepatan linier, v =
= comercial steel Q 0,15 ft 3 /det 7,317 ft/det a1 0,02050 ft 2
Bilangan Reynold, NRE =
vD
(54,2383 lbm/ft 3 )(7,317 ft/det)(0,1616 ft) = 0,0145
NRE
= 4.422,955
Instalasi pipa: Panjang pipa lurus L1 = 20 ft 2 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980)
L2 = 1 x 13 x 0,1616 ft = 4,2016 ft 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980)
L3 = 3 x 30 x 0,1616 ft = 9,696 ft 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-
2d, Foust, 1980)
Universitas Sumatera Utara
L4 = 8,5 ft 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980)
L5 = 8,5 ft Panjang pipa total (L) = 20 + 4,2016 + 9,696 + 8,5 + 8,5 = 50,8976 ft Faktor gesekan, F=
fv 2 ΣL (0,0095)(7,317) 2 (50,8976) = 2,487 ft lbf/lbm 2gcD 2(32,2)(0,1616)
Tinggi pemompaan, z = 15 ft Static head, z.
g = 15 ft.lbf/lbm gc
Δv 2 =0 Velocity head, 2gc
Pressure head, Ws
= z.
ΔP =0 ρ
Δv 2 ΔP g + + +F gc 2gc ρ
= 15 + 0 + 0 + 2,487 = 17,487 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P =
Ws.Q.ρ (54,2383)(0,15)(17,487) = 0,259 Hp = 550 550
Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan =
0,259 0,323 Hp 0,8
12. CST (Countinous Settling Tank)
Fungsi : Untuk memisahkan minyak dari endapan. Bentuk : Silinder tegak dengan tutup ellipsoidal. Jumlah : 2 unit Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C
Universitas Sumatera Utara
Komponen Massa (Kg)
Densitas (kg/m3)
Volume (m3)
Minyak
7.854,688
912
8,613
Kotoran
1081,361
1542
0,701
Air
6.097,349
995,647
6,124
FFA
641,402
905
0,709
Total
16.125,543
-
16,147
campuran =
16.125,543 = 998,671 kg/m3 = 62,347 lb/ft3 16,147
Volume minyak kasar =
m
16.125,543 17,647 m3 913,7819
Faktor keamanan
= 20 %
Volume tangki
= 1,2 x 17,647 = 21,176 m3
Direncanakan : Tinggi silinder : Diameter (Hs : D) = 4 : 3 Tinggi head : Diameter (Hh : D) = 1 : 4 Sehingga : Vs = Vh =
4
4
D 2 Hs =
D 2 Hh =
4 D2 D = D3 4 3 4
1 3 D2 D = D 4 4 16
19D 3 D = Vt = Vs + Vh = D + 4 16 48 3
3
1
48 x Vt 3 D= = 2,573 m = 8,442 ft 19
Hs = Hh
4 4 D = (2,573) = 3,431 m = 11,257 ft 3 3 =
1 1 D = (2,573) = 0,643 m = 2,110 ft 4 4
Tinggi tangki = Hs + Ht = 3,431 + 0,643 = 4,074 m = 13,367 ft Tebal dinding tangki : Direncanakan digunakan bahan konstruksi Carbon steel SA-53, Grade C, Dari Tabel 13.1, Broenell & Young 1979, diperoleh data :
Universitas Sumatera Utara
Allowable working stress (s) = 12650 psi
Effisiensi sambungan (E)
= 0,8
Corrosion allowance
= 0,125 ft
Tekanan Hidrostatis (Ph)
=
(Hs 1)ρ (13,367 1) 57,068 = 144 144
= 4,901 psi
Faktor keamanan
= 20 %
Faktor kelonggaran
=5%
Tekanan operasi
= 14,696 + 4,901 = 19,597 psi
Tekanan desain
= 1,05 x 19,597 = 20,577 psi
Tebal dinding silinder tangki : t
=
PR CA SE 0,6P
8,422 (20,577 psi) 12 2 = (12750 psi)(0,8) (0,6 x 20,577) = 0,227 in
13. Oil Tank
Fungsi : Untuk menampung minyak yang bebas sludge dari tangki pemisah. Bentuk
: Silinder tegak dengan alasellipsoidal.
Jumlah
: 1 unit
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C. Komponen Massa (Kg)
Densitas (kg/m3)
Volume (m3)
Minyak
5.270,352
912
5,779
Kotoran
11,037
1542
0,007
Air
27,593
995,647
0,028
FFA
209,710
905
0,232
Total
5.518,693
-
6,046
campuran =
5.518,693 = 912,784 kg/m3 = 56,985 lb/ft3 9,955
Universitas Sumatera Utara
Volume minyak kasar =
m
5.518,693 6,039 m3 913,7819
Faktor keamanan
= 20 %
Volume tangki
= 1,2 x 9,944 = 11,933 m3
Direncanakan : Tinggi silinder : Diameter (Hs : D) = 4 : 3 Tinggi head : Diameter (Hh : D) = 1 : 4 Sehingga : Vs = Vh =
4
4
D 2 Hs =
D 2 Hh =
4 D2 D = D3 4 3 4
1 3 D2 D = D 4 4 16
19D 3 D = Vt = Vs + Vh = D + 4 16 48 3
3
1
48 x Vt 3 D= = 1,753 m = 5,752 ft 19
Hs = Hh
4 4 D = (1,753) = 2,337 m = 7,668 ft 3 3 =
1 1 D = (1,753) = 0,438 m = 1,437 ft 4 4
Tinggi tangki = Hs + Ht = 2,337 + 0,438 = 2,775 m = 9,105 ft Tebal dinding tangki : Direncanakan digunakan bahan konstruksi Carbon steel SA-53, Grade C, Dari Tabel 13.1, Broenell & Young 1979, diperoleh data :
Allowable working stress (s)
= 12650 psi
Effisiensi sambungan (E)
= 0,8
Corrosion allowance
= 0,125 ft
Tekanan Hidrostatis (Ph)
=
(Hs 1)ρ (9,105 1) 57,068 = 144 144
= 3,212 psi
Faktor keamanan
= 20 %
Faktor kelonggaran
=5%
Tekanan operasi
= 14,696 + 3,212 = 17,908 psi
Tekanan desain
= 1,05 x 17,908 = 18,803 psi
Universitas Sumatera Utara
Tebal dinding silinder tangki : t =
PR CA SE 0,6P
6,039 (18,803 psi) 12 2 = + 0,125 (12750 psi)(0,8) (0,6 x 18,803) = 0,192 in
14. Sludge Tank
Fungsi : Untuk menampung sludge hasil pemisahan tangki pemisah yang mengandung minyak.. Bentuk
: Silinder tegak dengan alas ellipsoidal.
Jumlah
: 1 unit
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C.
Komponen Massa (Kg)
Densitas (kg/m3)
Volume (m3)
Minyak
558,856
912
0,613
Kotoran
8.344,811
1542
5,412
Air
569,278
995,647
0,572
Total
9.472,143
-
6,597
campuran =
9.472,143 = 1.435,826 kg/m3 = 89,638 lb/ft3 6,597
Volume minyak kasar =
m
9.472,143 10,366 m3 913,7819
Faktor keamanan
= 20 %
Volume tangki
= 1,2 x 10,366 = 12,439 m3
Direncanakan : Tinggi silinder : Diameter (Hs : D) = 4 : 3 Tinggi head : Diameter (Hh : D) = 1 : 4 Sehingga : Vs =
4
D 2 Hs =
4 D2 D = D3 4 3 4
Universitas Sumatera Utara
Vh =
4
D 2 Hh =
Vt = Vs + Vh =
1 3 D2 D = D 4 4 16
4
D3 +
16
D3 =
19D 3 48
1
48 x Vt 3 D= = 2,155 m = 7,071 ft 19
Hs = Hh
4 4 D = (2,155) = 2,873 m = 9,426 ft 3 3 =
1 1 D = (2,155) = 0,539 m = 1,768 ft 4 4
Tinggi tangki = Hs + Ht = 2,873 + 0,539 = 3,412 m = 11,195 ft Tebal dinding tangki : Direncanakan digunakan bahan konstruksi Carbon steel SA-53, Grade C, Dari Tabel 13.1, Brownell & Young 1979, diperoleh data :
Allowable working stress (s)
= 12650 psi
Effisiensi sambungan (E)
= 0,8
Corrosion allowance
= 0,125 ft
Tekanan Hidrostatis (Ph)
=
(Hs 1)ρ (9,426 1) 63,0306 = 144 144
= 3,339 psi
Faktor keamanan
= 20 %
Faktor kelonggaran
=5%
Tekanan operasi
= 14,696 + 3,39 = 18,035 psi
Tekanan desain
= 1,05 x 18,035 = 18,937 psi
Tebal dinding silinder tangki : t =
PR CA SE 0,6P
10,366 (18,937 psi) 12 2 = (12750 psi)(0,8) (0,6 x 18,937) = 0,241 in
Universitas Sumatera Utara
15. Sludge Separator
Fungsi : Untuk memisahkan minyak dengan lumpur yang berasal dari sludge tank. Jenis : Alfa-Laval Separator Diirencanakan menggunakan 2 buah Alfa-Laval Seperator dengan kapasitas 16 ton/jam.
16. Oil Purifier
Fungsi : Untuk memurnikan minyak yang berasal dari oil tank. Jenis : Alfa-Laval Separator Direncanakan menggunakan 2 buah Alva-Laval Separator dengan kapasitas 9 ton/jam.
17. Vacuum Drayer
Fungsi : Untuk mengeringkan minyak yang keluar dari oil purifier. Jenis : Single fluid pneumatic nozzles spray drayer dengan sistem vacuum. Jumlah : 1 unit Suhu umpan masuk (t1)
= 700C = 1580F
Suhu umpan masuk (t2)
= 750C = 1670F
Suhu umpan masuk (T1)
= 800C = 1760F
Suhu umpan masuk (T2)
= 800C = 1760F
Fluid Panas
Kondisi
Fluid dingin
Selisih
T1 = 176 0F
Temperatur yang lebih tinggi
t1 = 1670F
t = 90F
T2 = 1760F
Tempertaur yang lebih tinggi
t2 = 1580F
t = 90F
LMTD =
t 2 t1 (18 9) = = 12,9851 0F 19 t 2 ln ( ) ln 8 t 1
Diameter rata-rata tetesan (drop) yang keluar nozzle : ve =
500 3
p
……………………………………..(pers 12.66, Perry, 1997)
Dari Heater, p = 10 psi = 10 lbf/in2 Xve =
500 3
10
= 232,0794 m
Universitas Sumatera Utara
Diameter maksimum tetesan yang keluar nozzel : Xm
= 3 Xve
………………………………….(Pers. 12.33 Perry, 1997)
= 3 x 232,0794 m = 696,2382 m = 0,0023 ft Volume chamber : Q=
2 3
10,98 x Kf V Δt Ds D3m
ρt ………(Pers. 12.68, Perry, 1997) ρs
Dimana : Q
= Laju perpindahan panas
= 1028665,888 kJ/jam = 9755764,415 Btu/jam = 0,0143 Btu/jam ft 0F
Kf
= Konduktivitas thermal
V
= Volume Drayer chamber (ft3)
t
= Temperatur driving force
Dm
= Diameter maksimum tetesan = 0,0023 ft
s
= Densitas cairan
t
= Densitas gas pengering pada kondisi keluar = 58,8944 lb/ft3
Ds
= 57,1493 lbm/ft3 ………………………….(Perry, 1973)
= Diameter nozzel = 0,4 mm = 0,0013 ft …..(Perry, 1997)
9755764,415 = Vt
= LMTD = 12,9851 0F
2 3
10,98 x 0,0143 x V x12,9851 58,8944 (0,0013) 2 (0,0023) 57,1493
= 902,787 ft3 = 56,1533 m3
Tinggi dan diameter drayer chamber : Direncanakan drayer chamber beralas ellipsoidal dengan slope 600C dan tutup elipsoidal dengan : Tinggi silinder : Diameter (Hs : D) = 5 : 2 Tinggi head
Vs = Vh =
4
4
: Diameter (Hh : D) = 1 : 5
D 2 Hs = D 2 Hh =
5 5 3 D2 D = D 4 8 2
3 1 D2 D = D 4 5 30
Universitas Sumatera Utara
Vt = Vs + Vh =
5 3 3 79D 3 D + D = 120 8 30
1
1
120 x Vt 3 120 x 451,3935 3 D= = = 2,9731 m = 24,3868 ft 79 79
Hs =
5 5 D = (2,9731) = 7,4327 m = 24,3686 ft 2 2
Hh
=
1 1 D = (2,9731) = 1,4865 m = 4,8773 ft 5 5
Tinggi drayer = Hs + Ht = 7,4327 + 1,4865 = 8,9192 m = 29,2638 ft Ukuran tangki : Data : Massa steam = 1889,574 kg/jam Densitas steam pada 800C = 965,321 kg/m3 = 60,1395 lbm/ft3 Volume steam =
1889,574 Massa steam = = 1,957 m3 Densitas steam 965,321
Faktor kemanan = 20 % Volume tangki = 1,2 x 1,957 = 2,348 m3
Direncanakan : ~ Tinggi silinder : diameter (Hs : D) = 3 : 1 ~ Tinggi head : diameter (Hs : D) = 1 : 4 Vs = Vh =
D 2 Hs =
4
24
4
D 2 (3D) =
3 3 D 4
D3
5 3 3 79D 3 Vt = Vs + Vb = D + D = 120 8 30 1
1
24 x Vt 3 24 x 2,348 3 D= = 0,999 m = 3,278 ft = 18 18
Hs = 3 D = 3 (0,999) = 2,997 m = 9,833 ft Hh
=
1 1 D = (0,999) = 0,249 m = 0,817 ft 4 4
Tinggi drayer = Hs + 2Hh = 2,997 + 2 (0,249) = 3,495 m = 11,467 ft
Universitas Sumatera Utara
Direncanakan digunakan bahan konstruksi Carbon steel SA-53, Grade C, Dari Tabel 13.1, Broenell & Young 1979, diperoleh data :
Allowable working stress (s)
= 12650 psi
Effisiensi sambungan (E)
= 0,8
Corrosion allowance
= 0,125 ft
Tekanan Hidrostatis (Ph)
=
(Hs 1)ρ (11,467 1) 57,068 = 144 144
= 4,148 psi
Faktor keamanan
= 20 %
Faktor kelonggaran
=5%
Tekanan operasi
= 14,696 + 4,148 = 18,844 psi
Tekanan desain
= 1,05 x 18,844 = 19,786 psi
Tebal dinding silinder tangki : ts
=
PR CA SE 0,6P
3,278 (19,786 psi) 12 2 = + 0,125 (12750 psi)(0,8) (0,6 x 19,786) = 0,134 in
18. Pompa pada Vacuum Drayer
Fungsi : Memompakan C.P.O ke storage Tank Jenis : Sentrifugal pump Bahan konstruksi
: Commercial steel
Kondisi operasi
: 800C
Data : Densitas cairan () = 916 kg/m3 = 57,0668 lbm/ft3………..(Perry, 1997) Viskositas () = 4,5 cP = 0,003 lbm/ft.dtk …………(Kirk Othmer, 1967) Laju alir massa (F) = 5.515,424 kg/jam = 3,378 lbm/det Laju alir volume (Q) =
3,378 lbm/det F = 0,062 ft3/det = 3 ρ 54,2383 lbm/ft
Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x 0,13…………(Timmerhaus, 1980)
Universitas Sumatera Utara
= 3,9 x (0,062)0,45 x (57,0668)0,13 = 1,888 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: Ukuran pipa nominal = 2 in Schedul pipa
= 80
Diameter dalam (ID) = 1,939 in = 0,1616 ft Diameter luar (OD)
= 2,375 in = 0,1979 ft
Luas penampang (a1) = 0,02050 ft2 Bahan konstruksi
= comercial steel
Q 0,062 ft 3 /det Kecepatan linier, v = 3,024 ft/det a1 0,02050 ft 2 Bilangan Reynold, NRE = = NRE
vD
(57,0668 lbm/ft 3 )(3,024 ft/det)(0,1616 ft) 0,0145
= 9.295,771
Instalasi pipa: Panjang pipa lurus L1 = 45 ft 2 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980)
L2 = 2 x 13 x 0,1616 ft = 4,2016 ft 3 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980)
L3 = 3 x 30 x 0,1616 ft = 14,544 ft 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-
2d, Foust, 1980) L4 = 4 ft 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980)
L5 = 4 ft Panjang pipa total (L) = 45 + 4,2016 + 14,544 + 4 + 4 = 71,7456 ft Faktor gesekan, fv 2 ΣL (0,0095)(3,024) 2 (71,7456) F= = 0,599 ft lbf/lbm 2gcD 2(32,2)(0,1616) Tinggi pemompaan, z = 15 ft
Universitas Sumatera Utara
Static head, z.
g = 15 ft.lbf/lbm gc
Velocity head,
Δv 2 =0 2gc
Pressure head,
ΔP =0 ρ
Ws
Δv 2 ΔP g = z. + + +F gc 2gc ρ
= 15 + 0 + 0 + 0,599 = 15,599 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P =
Ws.Q.ρ (15,599)(0,062)(57,0668) = 0,103 Hp = 550 550
Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan =
0,103 0,129 Hp 0,8
19. Strainer (ST-02)
Fungsi : Untuk memisahkan serabut yang masih terdapat dalam sludge sebelum diolah pada sludge separator. Jenis : Alfa-Laval Jumlah piringan
= 100 buah
Daya
= 15 Hp
Tekanan
= 3 Kpa
Putaran
= 1455 rpm
Direncanakan menggunakan Alva-Laval dengan kapasitas 4,5 ton/jam.
20. Pre Clainer (PC-02)
Fungsi : untuk menyaring serat halus yang masih terdapat pada minyak. Jenis : Alva-Laval Daya : 10 Hp Putaran : 1450 rpm Direncanakan menggunakan 1 buah Alva-Laval dengan kapasitas 4,5 ton/jam.
Universitas Sumatera Utara
21. Storage Tank (Tangki Timbun)
Fungsi : Sebagai tempat untuk menyimpan CPO. Bentuk ; Silinder Vertikal dengan alas datar dan elipsoidal. Bahan konstruksi : Carbon steel Kondisi penyimpanan : P = 1 atm ; T = 600C Komposisi tangki Massa (kg)
Densitas (Kg/m3)
Volume (m3)
5.274,430
891
5,919
Air
8,195
995,647
0,008
Kotoran
0,109
993
0,0001
FFA
180,845
908
0,199
Total
5.463,579
-
6,126
Komponen Minyak
Densitas campuran =
5.463,579 massa campuran = volume campuran 6,126
= 891,867 kg/m3 = 55,679 Volume minyak sawit =
5.463,579 = 6,128 891,6440
Volume minyak sawit untuk 1 hari
= 6,128 m3/jam x 1 hari x 24 jam/hari = 147,072 m3 Faktor kemanan = 20 %
= 1,2 x 147,072 m3 = 176,486 m3
Volume tangki
Direncanakan : ~ Tinggi silinder : Diameter (Hs : D) = 4 : 3 ~ Tinggi head : Diameter (Hs : D) = 1 : 4 Sehingga : Vs = Vh =
4
D 2 Hs =
24
4 D 2 ( D) = D 3 4 3 3
D3
Vt = Vs + Vh =
3
D3 +
24
D3 =
9D 3 24
Universitas Sumatera Utara
1
1
24 x Vt 3 24 x176,486 3 D= = 5,312 m = 17,428 ft = 9 9
Hs =
4 1 D = (5,312) = 7,083 m = 23,239 ft 3 3
Hh =
1 1 D = (5,312) = 1,328 m = 4,357 ft 4 4
Tinggi tangki = Hs + Hh = 7,083 + 1,328 = 8,411 m = 27,596 ft Tebal dinding Silinder Tangki : Direncanakan digunakan bahan konstruksi Carbon steel SA-53, Grade C, Dari Tabel 13.1, Broenell & Young 1979, diperoleh data :
Allowable working stress (s)
= 12650 psi
Effisiensi sambungan (E)
= 0,8
Corrosion allowance
= 0,125 ft
Tekanan Hidrostatis (Ph)
=
(Hs 1)ρ (23,239 1) 57,068 = 144 144
= 8,579 psi
Faktor keamanan
= 20 %
Faktor kelonggaran
=5%
Tekanan operasi
= 14,696 + 8,579 = 23,275 psi
Tekanan desain
= 1,05 x 23,275 = 24,439 psi
Tebal dinding silinder tangki : ts
=
PR CA SE 0,6P
176,486 (24,439 psi) 12 2 = (12750 psi)(0,8) (0,6 x24,439) = 2,54 in
22. Pompa Tangki Timbun (Storage Tank)
Fungsi : Memompakan C.P.O ke truk tangki untuk diangkut Jenis : Sentrifugal pump Bahan konstruksi
: Comercial steel
Kondisi operasi
: 600C
Universitas Sumatera Utara
Data : Densitas cairan () = 891 kg/m3 = 55,5984 lbm/ft3………..(Perry, 1997) Viskositas () = 25 cP = 0,0168 lbm/ft.dtk …………(Kirk Othmer, 1967) Laju alir massa (F) = 5.274,430 kg/jam = 3,283 lbm/det Laju alir volume (Q) =
3,283 lbm/det F = 0,059 ft3/det = ρ 54,2383 lbm/ft 3
Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x 0,13…………(Timmerhaus, 1980)
= 3,9 x (0,059)0,45 x (55,5984)0,13 = 1,840 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: Ukuran pipa nominal = 2 in Schedul pipa
= 80
Diameter dalam (ID) = 1,939 in = 0,1615 ft Diameter luar (OD)
= 2,375 in = 0,1979 ft
Luas penampang (a1) = 0,02050 ft2 Bahan konstruksi
= comercial steel
Q 0,059 ft 3 /det Kecepatan linier, v = 2,878 ft/det a1 0,02050 ft 2 Bilangan Reynold, NRE = = NRE
vD
(54,2383 lbm/ft 3 )(2,878 ft/det)(0,1616 ft) 0,0168
= 1539,165
Instalasi pipa: Panjang pipa lurus L1 = 25 ft 2 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980)
L2 = 2 x 13 x 0,1615 ft = 4,199 ft 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980)
L3 = 2 x 30 x 0,1615 ft = 9,69 ft 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78; Appendix C-2c dan C-
2d, Foust, 1980) L4 = 7 ft
Universitas Sumatera Utara
1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980)
L5 = 10 ft Panjang pipa total (L) = 25 + 4,2016 + 14,544 + 4 + 4 = 55,889 ft Dari gambar 14.1 Timmerhaus, 1991 untuk bahan commercial steel є = 0,00077 diperoleh f = 0,014. Faktor gesekan, F=
fv 2 ΣL (0,014)(2,870) 2 (55,889) = 0,623 ft lbf/lbm 2gcD 2(32,2)(0,1616)
Tinggi pemompaan, z = 10 ft Static head, z.
g = 10 ft.lbf/lbm gc
Velocity head,
Δv 2 =0 2gc
Pressure head,
ΔP =0 ρ
Ws
= z.
Δv 2 ΔP g +F + + gc 2gc ρ
= 15 + 0 + 0 + 0,623 = 15,623 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P =
Ws.Q.ρ (55,5984)(0,059)(10,623) = 0,079 Hp = 550 550
Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan =
0,063 0,079 Hp 0,8
23. Nut Crackers
Fungsi : Untuk memecah biji Bahan konstruksi
: Stainles steel
Laju bahan masuk
: 4.059,398 kg/jam
Faktor kelonggaran
: 20 %
Kapasitas (V)
: 1,2 x 4.059,398 kg/jam = 4,871 ton/jam
Dipilih kapasitas 4,871 ton/24 jam (Perry, 1984), sehingga diperoleh : Diameter (D) = 2 ft Panjang
= 3 ft
Ball charge
= 0,85 ton
Universitas Sumatera Utara
LC-25
1
Kecepatan kritis
1
76,6 2 76,6 2 = = = 44,2263 rpm D 3
Daya pada skala laboratorium (Ne) = 22,26 Hp …………(Perry, 1984) Diambil efesiensi = 70% Kecepatan Mill (Nm) = 0,7 x 44,2263 = 30,9584 rpm Kapasitas (K) = BC x Nm x D x 2,2046 x 10-3 ………..(Perry, 1984) = 0,85 x 30,9584 x 3 x 2,2046 x 10-3 = 0,174 ton = 174 kg Daya penghancur (P) = (0,7 x L – 1 ) x k x (0,5 D)2 x 22,26 = (0,7 x 2-1)x 0,174 x (0,5 x 3) 2 x 22,26 = 0,75 kW = 0,75 x 1,3402 Hp = 1,0057 Hp 24. Depericarper (D-01)
Fungsi : Untuk memisahkan serabut dengan biji. Direncanakan menggunakan depericarper dengan kapasitas 3 ton/jam. 25. Polishing drum (PD-01)
Fungsi : untuk membersihkan serabut halus yang menempel pada biji. Panjang : 480 cm Lebar
: 100 cm
Putaran : 18 rpm 26. Kernel Silo (KS-01)
Fungsi : untuk memeram biji sampai kering agar lebih mudah untuk dipecah. Bentuk : Kerucut tegak Kapasitas tangki : 4.175,998 kg/jam Direncanakan : Panjang
= 330 cm = 3,3 m
Lebar
= 300 cm
=3m
Tinggi
= 650 cm
= 6,5 m
Volume tangki Jumlah
=
1 1 ( p x l xt ) = (3,14)( 3,3 x 3 x 6,5) = 67,353 m3 3 3
= 2 unit
Volume total
= 2 x 67,353 = 134,706 m3
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN D SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS 1. Pompa Air Sumur Bor (L-411) Fungsi : untuk memompakan air sumur bor ke bak pengendapan. Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur
: 300C
Densitas air () = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Viskositas () = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam……………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 366.395,019 kg/jam = 224,375 lbm/det Laju alir volume (Q) =
224,375 lbm/det F = 3,610 ft3/det = 3 ρ 62,16 lbm/ft
Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x 0,13…………(Timmerhaus, 1980) = 3,9 x (3,610)0,45 x (62,16)0,13 = 11,88 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal
= 10 in
- Schedul pipa
= 40
- Diameter dalam (ID)
= 10,020 in = 0,8346 ft
- Diameter luar (OD)
= 10,75 in = 0,8954 ft
- Luas penampang (a1)
= 0,5475 ft2
- Bahan konstruksi
= comercial steel
Kecepatan linier, v =
Q 3,610 ft 3 /det 6,594 ft/det a1 0,5475 ft 2
Bilangan Reynold, NRE =
vD
(62,16 lbm/ft 3 )(6,594 ft/det)(0,8346 ft)(3600 det/jam) = 1,937 lbm/ft.jam NRE
= 635.786,364
Universitas Sumatera Utara
Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 10,020 in diperoleh /D = 0,00030 Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk NRe = 635.786,364 dan /D = 0,00030 diperoleh f = 0,016 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L1 = 150 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L2 = 1 x 13 x 0,8346 ft = 10,8498 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,8346 ft = 50,076 ft - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L4 = 11 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L5 = 14 ft Panjang pipa total (L) = 150 + 10,8498 + 50,076 + 11 + 14 = 235,9258 ft Faktor gesekan, F=
fv 2 ΣL (0,016)(6,594) 2 (235,9258) = 3,056 lbf/lbm 2gcD 2(32,174)(0,8346)
Tinggi pemompaan, z = 30 ft Static head, z.
g = 30 ft.lbf/lbm gc
Velocity head,
Δv 2 =0 2gc
Pressure head,
ΔP =0 ρ
Ws
= z.
Δv 2 ΔP g +F + + gc 2gc ρ
= 30 + 0 + 0 + 3,056 = 33,056 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P =
Ws.Q.ρ (33,056)(3,610)(62,16) = = 13,487 Hp 550 550
Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan =
13,487 16,859 Hp 0,8
Universitas Sumatera Utara
2. Bak Pengendapan (H-410)
Fungsi: tempat penampungan sementara air sumur bor Laju alir (F) = 366.395,019 kg/jam Kapasitas untuk kebutuhan () = 1 hari Faktor kemanan = 20% Densitas air () = 995,68 kg/m3 Tinggi bak
=t
Jumlah bak (n)= 1 Misalkan: Panjang bak = 10t Lebar bak = 6t Volume bak (Vb)
=pxlxt = 10t x 6t x t = 60t3
Volume bak (Vb) = =
F x θ x (fk 1) ρxn
366.395,019 kg/jam x 1 hari x 24jam/hari x 1,2 995,68 kg/m 3 x 1
= 10.597,960 m3 Volume bak (Vb) = 60t3 Vb Tinggi bak (t) = 60
1/3
10.597,96 60
1/3
5,611 m
Panjang bak (p) = 10 x t = 10 x 5,611 m = 56,11 m Lebar bak (l) = 6 x t = 6 x 5,611 m = 33,666 m
3. Clarifier (H-420)
Fungsi: memisahkan endapan (flokk-flok) yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu. Bahan konstruksi: carbon steel SA-53, Grade B Laju alir air (F1)
= 366.395,019 kg/jam
Laju alir Al2(SO4)3 (F2) = 18,320 kg/jam Laju alir Na2CO3 (F3) = 9,893 kg/jam Laju alir total (F)
= F1 + F2 + F3 = 366.423,232 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
Densitas Al2(SO4)3
= 2,71 gr/ml………………….……………(Perry,1997)
Densitas Na2CO3
= 2,533 gr/ml………………….……………(Perry,1997)
Densitas air
= 0,99568 gr/ml………………….…………(Perry, 1997)
Reaksi koagulasi: Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O
2Al(OH)3 + 2Na2SO4 + 3CO3
Perhitungan: Kecepatan terminal pengendapan: Menurut hukum Stokes: Us =
( p ) gDp 2 ……………………………………………….(Ulrich, 1984) 18
Dimana: Us = Kecepatan terminal pengendapan, cm/det s = Densitas partikel campuran pada 300C = Densitas larutan pada 300C Dp = Diameter partikel = 0,002 cm ………….…………..(Perry, 1997) g = Percepatan gravitasi = 980 gr/cm.det = Viskositas larutan pada 300C = 0,0345 gr/cm.det Densitas larutan, =
366.423,232 = 995,721 kg/m3 = 62,167 lb/ft3 366.395,019 18,320 9,893 995,68 2710 2533
Densitas partikel : s =
18,32 9,893 = 2.564,818 kg/m3 = 2,565 gr/cm3 18,32 9,893 2710 2533
Sehingga: Us =
(2,565 0,996) 980 x (0,002) 2 0,010 = 0,016 cm/det 18 x 0,0345 0,621
Ukuran Clarifier
Laju alir volumetrik, Q =
F 366.426,232 kg/jam x 1jam/3600 det ρ 995,729 kg/m 3
Q = 0,102 m3/det
Universitas Sumatera Utara
Q 1/2 Sehingga : D = 4 4.10 0,102 D= 4 4.10
1/ 2
= 15,969 m = 52,394 ft
Tinggi clarifier : Ht =
3 3 D = (15,394) = 23,954 m = 78,591 ft 2 2
Waktu pengendapan: t=
Ht 23,954 m x 100 cm/1m = Us 0,0087 cm/det
= 275.333,333 detik x 1jam/3600 detik = 7,648 jam
Direncanakan digunakan bahan konstruksi carbon steel SA-53, grade B dari Brownell & Young, Item I, Appendix D, 1979, diperoleh data: - Allowble working stress (S)
= 12750 Psi
- Effesiensi sambungan (E)
= 0,8
- Faktor korosi
= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)
- Tekanan hidrostatis, Ph
=
- Tekanan desain, P
= 1,2 x (14,7 + 33,474) = 57,809 psi
(78,591 1) 62,123 = 33,474 psi 144
Tebal dinding clarifier: t=
PD CA 2 SE -1,2P
=
(57,809 psi)(52,3941 ft)(12in/ft) + 0,125 = 1,788 in 2 (12.750 psi)(0,8) 1,2 (57,809 psi)
Dari tabel 5.4 Brownell & Young 1979, dipilih tebal tangki 2 in Daya clarifier P = 0,006 D2
…………………………………………………(Ulrich, 1984)
Dimana: P = daya yang dibutuhkan, kW Sehingga, P = 0,006 x (52,394)2 = 16,471 Hp
Universitas Sumatera Utara
4. Tangki pelarut Alum (M-421)
Fungsi: Membuat larutan alum (Al2(SO4)3 Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi: Plate steel SA-167, tipe 304 : 300C
Kondisi pelarutan: - Temperatur - Tekanan
: 1 atm
(Al2(SO4)3 yang digunakan 30 ppm (Al2(SO4)3 yang digunakan berupa larutan 30% (% berat) Laju alir (Al2(SO4)3
= 18,320 kg/jam
Densitas (Al2(SO4)3 30% = 1.363 kg/jam = 85,093 lbm/ft3……..……(Perry, 1997) Kebutuhan perancangan = 30 hari Faktor keamanan
= 20%
Perhitungan: Ukuran tangki: Volume larutan, V1 =
18,32 kg/jam x 24 jam/hari x 30 hari = 32,258 m3 0,3 x 1.363 kg/m 3
Volume tangki (Vt) = 1,2 x 32,258 m3 = 38,710 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 V=
1 πD2H 4
38,710 m3 =
1 3 πD2 D 4 2
38,710 m3 =
3 πD3 8
D = 3,015 m Maka: D = 3,015 m = 9,892 ft H = 4,523 m = 14,839 ft Tinggi Al2(SO4)3 dalam tangki =
32,258 m 3 1 (3,015 m) 2 4
= 4,52 m = 14,830 ft
Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data:
Universitas Sumatera Utara
- Allowble working stress (S)
= 18.750 psi
- Effesiensi sambungan (E)
= 0,8
- Faktor korosi
= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)
- Tekanan hidrostatik, ph
=
- Faktor keamanan tekanan
= 20%
- Tekanan desain, P
= 1,2 x (14,7 + 8,172) psi = 27,446 psi
(14,830 1) 85,093 = 8,172 psi 144
Tebal dinding silinder tangki: t=
PD CA 2 SE -1,2P
t=
(27,446 psi)(9,892 ft)(12 in/ft) + 0,125 in 2(18750 psi)(0,8) 1,2(27,446 psi)
t = 0,234 in Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 1/2 in. Daya pengaduk: Dt/Di = 3, Baffel = 4
…………………………….…………..….(Brown, 1978)
Dt = 9,892 ft Di = 3,297 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas Al2(SO4)3 30% = 6,27 x 10-4 lbm/ft.det………….(Kirk Othmer, 1967) Bilangan reynold, NRE = =
N D2 (85,093)(1)(3,297) 2 = 1475245,127 6,27.10 4
Dari gambar 3.3-4 (Geankoplis,1983)untuk Nre = 1475245,13 diperoleh Npo = 0,32 Sehingga: P = P=
NpoN 3 Di 5 ρ gc
……………….………………(Geankoplis, 1983)
(0,32)(1) 3 (3,297) 5 (85,093) = 3,297 32,174
Efesiensi penggerak motor = 80% Daya penggerak motor =
3,297 = 4,121 Hp 0,8
Universitas Sumatera Utara
5. Tangki Pelarut Soda Abu (M-422)
Fungsi: membuat larutan sada abu (Na2CO3) Bentuk: selinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : plate steel SA-167, tipe 304 Data: Kondisi pelarutan: - Temperatur = 300C - Tekanan
= 1 atm
- Na2CO3 yang digunakan = 27 ppm - Na2CO3 yang digunakan berupa larutan 30% (% berat) - Laju alir massa Na2CO3 = 9,893 kg/jam. - Densitas Na2CO3 30% = 1.327 kg/m3 = 82,845 lbm/ft3. - Kebutuhan perancangan = 30 hari - Faktor keamanan
= 20%
Perhitungan: Ukuran tangki: Volume larutan, V1 =
9,893 kg/jam x 24 jam/hari x 30 hari = 17,892 m3 3 0,3 x 1.327 kg/m
Volume tangki (Vt) = 1,2 x 17,892 m3 = 21,470 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 V=
1 2 πD H 4
21,47 m3 =
1 3 πD2 D 4 2
21,47 m3 =
3 πD3 8
D = 2,632 m Maka: D = 2,632 m = 8,636 ft H = 3,948 m = 12,953 ft Tinggi Na2CO3 dalam tangki =
17,892 m 3 1 π (2,632 m) 2 4
= 3,290 m = 10,794 ft
Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304.
Universitas Sumatera Utara
Dari Brownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S)
= 18.750 psi
- Effesiensi sambungan (E)
= 0,8
- Faktor korosi
= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)
- Tekanan hidrostatik, ph
=
- Faktor keamanan tekanan
= 20%
- Tekanan desain, P
= 1,2 x (14,7 + 5,788) psi = 24,586
(10,794 1) 85,093 = 5,788 psi 144
Tebal dinding silinder tangki: t=
PD CA 2 SE -1,2P
t=
(24,586 psi)(8,636 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,210 2(18750 psi)(0,8) 1,2(24,586 psi)
Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki ¼ in. Daya pengaduk: Dt/Di = 3, Baffel = 4
…………………………….…………..….(Brown, 1978)
Dt = 8,636 ft Di = 2,879 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas Al2(SO4)3 30% = 3,69 x 10-4 lbm/ft.det………….(Kirk Othmer, 1967) Bilangan reynold, NRE = =
ρ N D2 ……………………………………………(Geankoplis, 1983) μ
(82,845)(1)(2,879) 2 = 1860900,985 3,69.10 4
Dari gambar 3.4-4,Geankoplis,1983, untuk Nre = 1860900,985 diperoleh Npo = 0,35 Sehingga: P = P=
NpoN 3 Di 5 ρ gc
……………….………………(Geankoplis, 1983)
(0,35)(1) 3 (2,879) 5 (82,845) = 17,825 32,174
Efesiensi penggerak motor = 80% Daya penggerak motor =
17,825 = 22,281 Hp 0,8
Universitas Sumatera Utara
6. Pompa Bak Pengendapan (L-421)
Fungsi : untuk memompakan air sumur bor ke bak pengendapan. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur
: 300C
Densitas air () = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Viskositas () = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam……………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 366.395,019 kg/jam = 224,375 lbm/det 224,375 lbm/det F = 3,610 ft3/det = ρ 62,16 lbm/ft 3
Laju alir volume (Q) =
Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x 0,13…………(Timmerhaus, 1980) = 3,9 x (3,610)0,45 x (62,16)0,13 = 11,88 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal
= 10 in
- Schedul pipa
= 40
- Diameter dalam (ID)
= 10,020 in = 0,8346 ft
- Diameter luar (OD)
= 10,75 in = 0,8954 ft
- Luas penampang (a1)
= 0,5475 ft2
- Bahan konstruksi
= comercial steel
Q 3,610 ft 3 /det Kecepatan linier, v = 6,594 ft/det a1 0,5475 ft 2 Bilangan Reynold, NRE = = NRE
vD
(62,16 lbm/ft 3 )(6,594 ft/det)(0,8346 ft)(3600 det/jam) 1,937 lbm/ft.jam
= 635.786,364
Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 10,020 in diperoleh /D = 0,0003 Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk NRe = 635.786,364 dan /D = 0,0003 diperoleh f = 0,016
Universitas Sumatera Utara
Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L1 = 25 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L2 = 1 x 13 x 0,8346 ft = 10,8498 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,8346 ft = 50,076 ft - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L4 = 11 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L5 = 14 ft Panjang pipa total (L) = 25 + 10,8498 + 50,076 + 11 + 14 = 110,926 ft Faktor gesekan, fv 2 ΣL (0,016)(6,594) 2 (110,926) F= = 1,437 lbf/lbm 2gcD 2(32,174)(0,8346)
Tinggi pemompaan, z = 30 ft Static head, z.
g = 30 ft.lbf/lbm gc
Δv 2 =0 Velocity head, 2gc
Pressure head, Ws
= z.
ΔP =0 ρ
Δv 2 ΔP g + +F + gc 2gc ρ
= 30 + 0 + 0 + 1,437 = 31,437 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P =
Ws.Q.ρ (31,437)(3,610)(62,16) = = 12,826 Hp 550 550
Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan =
12,826 16,033 Hp 0,8
Universitas Sumatera Utara
7. Sand Filter (H-430)
Fungsi : untuk menyaring partikel-partikel yang masih terbawa dalam air yang keluar dari clarifier. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : carbon steel SA-53, Grade B Data: Kondisi penyimpanan: -Temperatur
: 300C
- Tekanan
: 1 atm
Densitas air () = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Laju alir massa (F) = 366.395,019 kg/jam = 224,375 lbm/det Faktor keamanan = 20% Sand filter dirancang untuk penampungan ¼ jam operasi Perhitungan: Ukuran Sand Filter Volume air, Va =
366.395,019 kg/jam x 0,25jam = 91,996 m3 3 995,68 kg/m
Volume tangki Vt = 1,2 x 91,996 m3 = 110,395 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 1 : 2 V=
1 2 πD H 4
110,395 m3 =
1 πD2(2D) 4
110,395 m3 =
1 πD3 2
D = 4,127 m Maka: D = 4,127 m = 13,541 ft H = 8,254 m = 27,081 ft Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S)
= 18.750 psi
- Effesiensi sambungan (E)
= 0,8
Universitas Sumatera Utara
- Faktor korosi
= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)
- Tekanan hidrostatik, po
= 1 atm = 14,7 psi
- Faktor keamanan tekanan
= 20%
- Tekanan desain, P
= 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi
Tebal dinding silinder tangki: t=
PD CA 2 SE -1,2P
t=
(17,64 psi)(13,541 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,221 2(18750 psi)(0,8) 1,2(17,64 psi)
Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 1/4 in.
8. Pompa clarifier (L-431)
Fungsi : untuk memompakan air clarifier ke sand filter. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur
: 300C
Densitas air () = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Viskositas () = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam……………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 366.395,019 kg/jam = 224,375 lbm/det Laju alir volume (Q) =
224,375 lbm/det F = 3,610 ft3/det = 3 ρ 62,16 lbm/ft
Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x 0,13…………(Timmerhaus, 1980) = 3,9 x (3,610)0,45 x (62,16)0,13 = 11,88 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal
= 10 in
- Schedul pipa
= 40
- Diameter dalam (ID)
= 10,020 in = 0,8346 ft
- Diameter luar (OD)
= 10,75 in = 0,8954 ft
- Luas penampang (a1)
= 0,5475 ft2
- Bahan konstruksi
= comercial steel
Universitas Sumatera Utara
Kecepatan linier, v =
Q 3,610 ft 3 /det 6,594 ft/det a1 0,5475 ft 2
Bilangan Reynold, NRE =
vD
(62,16 lbm/ft 3 )(6,594 ft/det)(0,8346 ft)(3600 det/jam) = 1,937 lbm/ft.jam NRE
= 635.786,364
Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 10,020 in diperoleh /D = 0,0003 Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk NRe = 635.786,364 dan /D = 0,0003 diperoleh f = 0,016 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L1 = 25 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L2 = 1 x 13 x 0,8346 ft = 10,8498 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,8346 ft = 50,076 ft - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L4 = 11 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L5 = 14 ft Panjang pipa total (L) = 25 + 10,8498 + 50,076 + 11 + 14 = 110,926 ft Faktor gesekan, fv 2 ΣL (0,016)(6,594) 2 (110,926) F= = 1,437 lbf/lbm 2gcD 2(32,174)(0,8346)
Tinggi pemompaan, z = 30 ft Static head, z.
g = 30 ft.lbf/lbm gc
Δv 2 =0 Velocity head, 2gc
Universitas Sumatera Utara
Pressure head, = z.
Ws
ΔP =0 ρ
Δv 2 ΔP g + +F + gc 2gc ρ
= 30 + 0 + 0 + 1,437 = 31,437 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P =
Ws.Q.ρ (31,437)(3,610)(62,16) = = 12,826 Hp 550 550
Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan =
12,826 16,033 Hp 0,8
9. Menara Air (F-440)
Fungsi : untuk mendistribusikan air untuk berbagai kebutuhan. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : carbon steel SA-53, Grade B Data: Kondisi penyimpanan: -Temperatur
: 300C
- Tekanan
: 1 atm
Densitas air ()
= 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997)
Laju alir massa (F)
= 366.395,019 kg/jam = 224,375 lbm/det
Faktor keamanan
= 20%
Kebutuhan perancangan = 6 jam Perhitungan: Ukuran Menara Air Volume air, Va =
366.395,019 kg/jam x 6 jam = 2.207,908 m3 3 995,68 kg/m
Volume tangki Vt = 1,2 x 2.207,908 m3 = 2649,490 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 5 : 6 V=
1 2 πD H 4
2.649,49 m3 =
1 πD2(6/5D) 4
Universitas Sumatera Utara
2649,49 m3 = (3/10) πD3 D = 14,116 m Maka: D = 14,116 m = 46,315 ft H = 16,939 m = 55,577 ft 2207,908 m 3 = 14,115 m Tinggi air dalam tangki = 1 2 π (14,116 m) 4 Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi carbon steel SA-53, Grade B. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S)
= 18.750 psi
- Effesiensi sambungan (E)
= 0,8
- Faktor korosi
= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)
- Tekanan hidrostatik, po
= 1 atm = 14,7 psi
- Faktor keamanan tekanan
= 20%
- Tekanan desain, P
= 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi
Tebal dinding silinder tangki: t=
PD CA 2 SE -1,2P
t=
(17,64 psi)(14,115 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,225 in 2(18750 psi)(0,8) 1,2(17,64 psi)
Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 1/2 in.
10. Pompa Sand Filter (L-441)
Fungsi : untuk memompakan air dari sand filter ke menara air. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: Kondisi operasi: -Temperatur
: 300C
Densitas air () = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Viskositas () = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam……………(Kirk Othmer, 1967)
Universitas Sumatera Utara
-Laju alir massa (F) = 366.395,019 kg/jam = 224,375 lbm/det 224,375 lbm/det F = 3,610 ft3/det = 3 ρ 62,16 lbm/ft
Laju alir volume (Q) =
Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x 0,13…………(Timmerhaus, 1980) = 3,9 x (3,610)0,45 x (62,16)0,13 = 11,88 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal
= 10 in
- Schedul pipa
= 40
- Diameter dalam (ID)
= 10,020 in = 0,8346 ft
- Diameter luar (OD)
= 10,75 in = 0,8954 ft
- Luas penampang (a1)
= 0,5475 ft2
- Bahan konstruksi
= comercial steel
Kecepatan linier, v =
Q 3,610 ft 3 /det 6,594 ft/det a1 0,5475 ft 2
Bilangan Reynold, NRE = = NRE
vD
(62,16 lbm/ft 3 )(6,594 ft/det)(0,8346 ft)(3600 det/jam) 1,937 lbm/ft.jam
= 635.786,364
Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 10,020 in diperoleh /D = 0,0003 Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk NRe = 635.786,364 dan /D = 0,0003 diperoleh f = 0,016 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L1 = 30 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L2 = 1 x 13 x 0,8346 ft = 10,8498 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,8346 ft = 50,076 ft - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L4 = 7,5 ft
Universitas Sumatera Utara
- 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L5 = 9 ft Panjang pipa total (L) = 30 + 10,8498 + 50,076 + 7,5 + 9 = 107,426 ft Faktor gesekan, F=
fv 2 ΣL (0,016)(6,594) 2 (107,426) = 1,392 lbf/lbm 2gcD 2(32,174)(0,8346)
Tinggi pemompaan, z = 10 ft Static head, z.
g = 10 ft.lbf/lbm gc
Velocity head,
Δv 2 =0 2gc
Pressure head,
ΔP =0 ρ
Ws
Δv 2 ΔP g +F = z. + + gc 2gc ρ
= 10 + 0 + 0 + 1,392 = 11,392 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P =
Ws.Q.ρ (11,392)(3,610)(62,16) = = 4,648 Hp 550 550
Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan =
4,648 5,81 Hp 0,8
11. Cation Exchanger (T-450)
Fungsi : untuk mengurangi kesadahan air. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : carbon steel SA-53, Grade B Data: Kondisi penyimpanan: -Temperatur
: 300C
- Tekanan
: 1 atm
H2SO4 yang digunakan memiliki konsentrasi 50% (% berat) Densitas air () = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997)
Universitas Sumatera Utara
Laju alir massa (F) = 366.395,019 kg/jam = 224,375 lbm/det Faktor keamanan = 20% Perhitungan: Ukuraran cation exchanger Dari tabel 12.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh: -
Diameter permukaan katiaon: 25 ft = 0,6096 m
-
Luas penampang penukar kation = 3,14 ft2
-
Tinggi resi dalam cation excahanger = 5 ft
-
Tinggi silinder = 1,2 x 5 ft = 6 ft = 1,8287 in
Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 1 Maka: H = ½ D = ½ (0,6096) = 0,3048 m Sehingga tinggi cation exchanger = 1,8287 + 0,3048 = 2,1335 m = 6,9995 ft Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi carbon steel SA-53, Grade B. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S)
= 18.750 psi
- Effesiensi sambungan (E)
= 0,8
- Faktor korosi
= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)
- Tekanan hidrostatik, po
= 1 atm = 14,7 psi
- Faktor keamanan tekanan
= 20%
- Tekanan desain, P
= 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi
Tebal dinding tangki kation exchanger: t=
PD CA 2 SE -1,2P
t=
(17,64 psi)(25 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,3847 in 2(18750 psi)(0,8) 1,2(17,64 psi)
Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 7/16 in.
12. Tangki Pelarutan H2SO4 (M-451)
Fungsi : untuk membuat larutan asam sulfat. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : plate steel SA-167, tipe 304
Universitas Sumatera Utara
-Kondisi penyimpanan: -Temperatur
: 300C
- Tekanan
: 1 atm
- H2SO4 yang digunakan memiliki konsentrasi 50% (% berat) - Densitas H2SO4 () = 1.387 kg/m3 = 85,5874 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) - Laju alir massa H2SO4 (F) = 9,368 kg/jam - Kebutuhan perancangan : 1 hari - Faktor keamanan : 20% Perhitungan: Ukuran angki Volume air, Va =
9,368 kg/jam x 24 jam/hari x 1 hari = 0,324 m3 3 0,5 x 1.387 kg/m
Volume tangki Vt = 1,2 x 0,324 m3 = 0,389 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 4 : 3 V=
1 2 πD H 4
0,389 m3 =
1 πD2(3/4D) 4
0,389 m3 = 3/16 πD3 D = 0,871 m Maka: D = 0,871 m = 2,858 ft H = 0,653 m = 2,142 ft Tinggi air dalam tangki =
0,324 m 3 1 π (0,871 m) 2 4
= 0,544 m
Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi carbon steel SA-53, grade B. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S)
= 18.750 psi
- Effesiensi sambungan (E)
= 0,8
- Faktor korosi
= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)
- Tekanan hidrostatik, po
= 1 atm = 14,7 psi
- Faktor keamanan tekanan
= 20%
Universitas Sumatera Utara
- Tekanan desain, P
= 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi
Tebal dinding silinder tangki: t=
PD CA 2 SE -1,2P
t=
(17,64 psi)(2,858 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,145 in 2(18750 psi)(0,8) 1,2(17,64 psi)
Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki ½ in. Daya pengaduk: Dt/Di = 3, Baffel = 4
…………………………….…………..….(Brown, 1978)
Dt = 2,858 ft Di = 0,953 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas Al2(SO4)3 30% = 3,4924 x 103 lbm/ft.det……….(Kirk Othmer, 1967) NRE =
ρ N D2 …………………………………………….….(Geankoplis, 1983) μ
(85,5874)(1)(0,953) 2 = = 222.457,722 3,4942.10 4
Dari gambar 3.4-4 Geankoplis,1983, untuk Nre = 222.457,722 diperoleh Npo = 0,4 Sehingga: P =
NpoN 3 Di 5 ρ gc
……………….………………(Geankoplis, 1983)
(0,40)(1) 3 (0,953) 5 (85,5874) = 0,836 P= 32,174
Efesiensi penggerak motor = 80% Daya penggerak motor =
0,836 = 1,045 Hp 0,8
13. Pompa Menara Air (L-451)
Fungsi : untuk memompakan air dari menara ke cation exchanger. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi:
Universitas Sumatera Utara
-Temperatur
: 300C
Densitas air () = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Viskositas () = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam……………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 58.875,488 kg/jam = 36,059 lbm/det F 36,059 lbm/det = 0,580 ft3/det = ρ 62,16 lbm/ft 3
Laju alir volume (Q) =
Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x 0,13…………(Timmerhaus, 1980) = 3,9 x (0,58)0,45 x (62,16)0,13 = 5,221 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal
= 8 in
- Schedul pipa
= 40
- Diameter dalam (ID)
= 7,981 in = 0,665 ft
- Diameter luar (OD)
= 8,625 in = 0,719 ft
- Luas penampang (a1)
= 0,3474 ft2
- Bahan konstruksi
= comercial steel
Kecepatan linier, v =
Q 0,58 ft 3 /det 1,669 ft/det a 1 0,3474 ft 2
Bilangan Reynold, NRE = = NRE
vD
(62,16 lbm/ft 3 )(1,669 ft/det)(0,665 ft)(3600 det/jam) 1,937 lbm/ft.jam
= 128221,799
Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 7,981 in diperoleh /D = 0,0018 Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk NRe = 128.221,799 dan /D = 0,0018 diperoleh f = 0,025 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L1 = 30 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L2 = 1 x 13 x 0,665 ft = 8,645 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,665 ft = 39,9 ft
Universitas Sumatera Utara
- 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L4 = 7,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L5 = 9 ft Panjang pipa total (L) = 30 + 8,645 + 39,9 + 7,5 + 9 = 95,045 ft Faktor gesekan, fv 2 ΣL (0,025)(1,669) 2 (95,045) F= = 0,155 ft .lbf/lbm 2gcD 2(32,174)(0,665)
Tinggi pemompaan, z = 15 ft Static head, z.
g = 15 ft.lbf/lbm gc
Δv 2 =0 Velocity head, 2gc
Pressure head, Ws
= z.
ΔP =0 ρ
Δv 2 ΔP g +F + + gc 2gc ρ
= 15 + 0 + 0 + 0,155 = 15,155 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P =
Ws.Q.ρ (15,155)(0,58)(62,16) = = 0,993 Hp 550 550
Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan =
0,993 1,241 Hp 0,8
14. Anion Exchanger (F-460)
Fungsi : untuk mengurangi kesadahan air. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : carbon steel SA-53, Grade B Data: Kondisi penyimpanan: -Temperatur
: 300C
Universitas Sumatera Utara
- Tekanan
: 1 atm
H2SO4 yang digunakan memiliki konsentrasi 50% (% berat) Densitas air () = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Laju alir massa (F) = 58.875,488 kg/jam = 36,059 lbm/det Faktor keamanan = 20% Perhitungan: Ukuraran anion exchanger Dari tabel 12.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh: -
Diameter permukaan katiaon: 25 ft = 0,6096 m
-
Luas penampang penukar kation = 3,14 ft2
-
Tinggi resi dalam cation excahanger = 5 ft
-
Tinggi silinder = 1,2 x 5 ft = 6 ft = 1,8287 in
Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 1 Maka: H = ½ D = ½ (0,6096) = 0,3048 m Sehingga tinggi cation exchanger = 1,8287 + 0,3048 = 2,1335 m = 6,9995 ft Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi carbon steel SA-53, Grade B. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S)
= 18.750 psi
- Effesiensi sambungan (E)
= 0,8
- Faktor korosi
= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)
- Tekanan hidrostatik, po
= 1 atm = 14,7 psi
- Faktor keamanan tekanan
= 20%
- Tekanan desain, P
= 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi
Tebal dinding tangki anion exchanger: t=
PD CA 2 SE -1,2P
t=
(17,64 psi)(25 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,3847 in 2(18750 psi)(0,8) 1,2(17,64 psi)
Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 7/16 in.
Universitas Sumatera Utara
15. Tangki Pelarutan NaOH
Fungsi : untuk membuat larutan NaOH. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : plate steel SA-167, tipe 304 -Kondisi penyimpanan: -Temperatur
: 300C
- Tekanan
: 1 atm
- NaOH yang digunakan memiliki konsentrasi 10% (% berat) - Densitas NaOH () = 1.518 kg/m3 = 94,577 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) - Laju alir massa NaOH (F) = 1,891 kg/jam - Kebutuhan perancangan : 1 hari - Faktor keamanan : 20% Perhitungan: Ukuran tangki Volume air, Va =
1,891 kg/jam x 24 jam/hari x 1 hari = 0,299 m3 3 0,1 x 1.518 kg/m
Volume tangki Vt = 1,2 x 0,299 m3 = 0,359 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 V=
1 2 πD H 4
0,299 m3 =
1 πD2(3/2D) 4
0,299 m3 = 3/8 πD3 D = 0,673 m Maka: D = 0,673 m = 2,208 ft H = 1,009 m = 3,311 ft Tinggi air dalam tangki =
0,299 m 3 1 π (0,673 m) 2 4
= 0,84 m = 2,756 ft
Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-53, grade B. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S)
= 18.750 psi
Universitas Sumatera Utara
- Effesiensi sambungan (E)
= 0,8
- Faktor korosi
= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)
- Tekanan hidrostatik, po
= 1 atm = 14,7 psi
- Faktor keamanan tekanan
= 20%
- Tekanan desain, P
= 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi
Tebal dinding silinder tangki: t=
PD CA 2 SE -1,2P
t=
(17,64 psi)(2,208 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,141 in 2(18750 psi)(0,8) 1,2(17,64 psi)
Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 3/16 in. Daya pengaduk: Dt/Di = 3, Baffel = 4
…………………………….…………..….(Brown, 1978)
Dt = 2,208 ft Di = 0,736 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas NaOH 10% = 4,302 x 10-4 lbm/ft.det………….….(Kirk Othmer, 1967) ρ N D2 NRE = ……………………………..……………….….(Geankoplis, 1983) μ
=
(94,577)(1)(0,736) 2 = 119088,755 4,302.10 4
Dari gambar 3.4-4Geankoplis,1983, untuk Nre = 119088,755 diperoleh Npo = 0,45 Sehingga: P = P=
NpoN 3 Di 5 ρ gc
……………….………………(Geankoplis, 1983)
(0,45)(1) 3 (0,736) 5 (94,577) = 0,286 32,174
Efesiensi penggerak motor = 80% Daya motor penggerak =
0,286 = 0,358 Hp 0,8
Universitas Sumatera Utara
16. Pompa cation exchanger (L-461)
Fungsi : untuk memompakan air dari cation exchanger ke anion exchanger. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur
: 300C
Densitas air () = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Viskositas () = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam……………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 58.875,488 kg/jam = 36,059 lbm/det F 36,059 lbm/det = 0,580 ft3/det = ρ 62,16 lbm/ft 3
Laju alir volume (Q) =
Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x 0,13…………(Timmerhaus, 1980) = 3,9 x (0,58)0,45 x (62,16)0,13 = 5,221 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal
= 8 in
- Schedul pipa
= 40
- Diameter dalam (ID)
= 7,981 in = 0,665 ft
- Diameter luar (OD)
= 8,625 in = 0,719 ft
- Luas penampang (a1)
= 0,3474 ft2
- Bahan konstruksi
= comercial steel
Q 0,580 ft 3 /det Kecepatan linier, v = 1,670 ft/det a1 0,3474 ft 2 Bilangan Reynold, NRE = = NRE
vD
(62,16 lbm/ft 3 )(1,670 ft/det)(0,665 ft)(3600 det/jam) 1,937 lbm/ft.jam
= 128298,625
Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 7,981 in diperoleh /D = 0,0015 Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk NRe = 12898,625 dan /D = 0,0015 diperoleh f = 0,030
Universitas Sumatera Utara
Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L1 = 30 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L2 = 1 x 13 x 0,665 ft = 8,645 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,665 ft = 39,9 ft - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L4 = 7,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L5 = 9 ft Panjang pipa total (L) = 30 + 8,645 + 39,9 + 7,5 + 9 = 95,045 ft Faktor gesekan, fv 2 ΣL (0,03)(1,670) 2 (95,045) F= = 0,186 ft .lbf/lbm 2gcD 2(32,174)(0,665)
Tinggi pemompaan, z = 15 ft Static head, z.
g = 15 ft.lbf/lbm gc
Δv 2 =0 Velocity head, 2gc
Pressure head, Ws
= z.
ΔP =0 ρ
Δv 2 ΔP g +F + + gc 2gc ρ
= 15 + 0 + 0 + 0,186 = 15,186 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P =
Ws.Q.ρ (15,186)(0,732)(62,16) = = 0,995 Hp 550 550
Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan =
0,995 1,244 Hp 0,8
Universitas Sumatera Utara
17. Tangki kaporit (F-490)
Fungsi : untuk membuat larutan tangki kaporit. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : plate steel SA-167, tipe 304 -Kondisi penyimpanan: -Temperatur
: 300C
- Tekanan
: 1 atm
- Ca(ClO)2 yang digunakan memiliki konsentrasi 50% (% berat) - Densitas Ca(ClO)2 () = 1.272 kg/m3 = 79,411 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) - Laju alir massa Ca(ClO)2 (F) = 0,857 kg/jam - Kebutuhan perancangan : 1 hari - Faktor keamanan : 20% Perhitungan: Ukuran tangki Volume air, Va =
0,857 kg/jam x 24jam/hari x 1 hari = 0,162 m3 3 0,1 x 1.272 kg/m
Volume tangki Vt = 1,2 x 0,162 m3 = 0,194 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 V=
1 2 πD H 4
0,194 m3 =
1 πD2(3/2D) 4
0,194 m3 = 3/8 πD3 D = 0,548 m Maka: D = 0,548 m = 1,798 ft H = 0,822 m = 2,697 ft Tinggi air dalam tangki =
0,162 m 3 1 π (0,548 m) 2 4
= 0,686 m
Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S)
= 18.750 psi
Universitas Sumatera Utara
- Effesiensi sambungan (E)
= 0,8
- Faktor korosi
= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)
- Tekanan hidrostatik, po
= 1 atm = 14,7 psi
- Faktor keamanan tekanan
= 20%
- Tekanan desain, P
= 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi
Tebal dinding silinder tangki: t=
PD CA 2 SE -1,2P
t=
(17,64 psi)(1,798 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,138 in 2(18750 psi)(0,8) 1,2(17,64 psi)
18. Tangki Penampungan air umpan ketel (L-501)
Fungsi : untuk menampung air umpan ketel sebelum didistribusikan. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : carbon steel SA-53, Grade B -Kondisi penyimpanan: -Temperatur
: 300C
- Tekanan
: 1 atm
- Densitas air () = 995,68 kg/m3 ……………………..…………..(Perry, 1997) - Laju alir massa air umpan ketel = 58.875,488 kg/jam - Kebutuhan perancangan : 1 hari - Faktor keamanan : 20% Perhitungan: Ukuran tangki Volume air, Va =
58.875,488 kg/jam x 24 jam/hari x 1 hari = 1419,142 m3 3 995,68 kg/m
Volume tangki Vt = 1,2 x 1418,142 m3 = 1702,704 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 V=
1 2 πD H 4
1702,704 m3 =
1 πD2(3/2D) 4
Universitas Sumatera Utara
1702,704 m3 = 3/8 πD3 D = 10,642 m Maka: D = 10,642 m = 34,916 ft H = 15,963 m = 52,375 ft 1419,142 m 3 = 15,96 m Tinggi air dalam tangki = 1 2 π (10,642 m) 4 Tebal dinding tangki Tekanan hidrostatik: P=ρxgxl = 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det x 15,96 m = 155732,317 Pa = 155,732 kPa Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P = 155,732 kPa + 101,325 kPa = 257,057 kPa Faktor kelonggaran = 5% Tekanan desain, P = (1,05)(257,057) = 269,909 kPa Join efisiensi = 0,8…………………………………....(Brownell & Young, 1959) Allowble stress = 12.750 psi = 87.099,98 kPa………..(Brownell & Young, 1959) Tebal dinding tangki: t=
PD CA 2 SE -1,2P
t=
(269,909 kPa)(10,642 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,0,373 in 2(87.099,98 kPa)(0,8) 1,2(269,909 kPa)
Dari tabel 5.4 Brownell & Young dipilih tebal tangki ¼ in
19. Pompa Air umpan ketel
Fungsi : untuk memompakan air dari tangki air umpan ketel ke dearator. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur
: 300C
Densitas air () = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Viskositas () = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam……………(Kirk Othmer, 1967)
Universitas Sumatera Utara
-Laju alir massa (F) = 58.875,488 kg/jam = 36,059 lbm/det F 36,059 lbm/det = 0,580 ft3/det = 3 ρ 62,16 lbm/ft
Laju alir volume (Q) =
Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x 0,13…………(Timmerhaus, 1980) = 3,9 x (0,580)0,45 x (62,16)0,13 = 5,22 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal
= 8 in
- Schedul pipa
= 40
- Diameter dalam (ID)
= 7,981 in = 0,665 ft
- Diameter luar (OD)
= 8,625 in = 0,719 ft
- Luas penampang (a1)
= 0,3474 ft2
- Bahan konstruksi
= comercial steel
Kecepatan linier, v =
Q 0,58 ft 3 /det 1,670 ft/det a 1 0,3474 ft 2
Bilangan Reynold, NRE = = NRE
vD
(62,16 lbm/ft 3 )(1,670 ft/det)(0,665 ft)(3600 det/jam) 1,937 lbm/ft.jam
= 128298,625
Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 7,981 in diperoleh /D = 0,0015 Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk NRe = 12898,625 dan /D = 0,0015 diperoleh f = 0,030 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L1 = 30 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L2 = 1 x 13 x 0,665 ft = 8,645 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,665 ft = 39,9 ft - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L4 = 7,5 ft
Universitas Sumatera Utara
- 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L5 = 9 ft Panjang pipa total (L) = 30 + 8,645 + 39,9 + 7,5 + 9 = 95,045 ft Faktor gesekan, F=
fv 2 ΣL (0,03)(1,670) 2 (95,045) = 0,186 ft .lbf/lbm 2gcD 2(32,174)(0,665)
Tinggi pemompaan, z = 15 ft Static head, z.
g = 15 ft.lbf/lbm gc
Velocity head,
Δv 2 =0 2gc
Pressure head,
ΔP =0 ρ
Ws
Δv 2 ΔP g +F = z. + + gc 2gc ρ
= 15 + 0 + 0 + 0,304 = 15,186 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P =
Ws.Q.ρ (15,186)(0,58)(62,16) = = 0,995 Hp 550 550
Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan =
0,995 1,244 Hp 0,8
20. Daerator (E-510)
Fungsi: Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air umpan ketel Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi: carbon steel SA-53, Grade B Kondisi pelarutan: - Temperatur - Tekanan Laju massa air
: 900C : 1 atm
= 58.875,488 kg/jam
Densitas air = 995,68 kg/jam = 85,093 lbm/ft3……..……(Perry, 1997) Kebutuhan perancangan = 1 hari Faktor keamanan = 20%
Universitas Sumatera Utara
Perhitungan: Ukuran tangki: Volume larutan, V1 =
58.875,488 kg/jam x 24 jam/hari x 1 hari = 1419,142 m3 3 995,68 kg/m
Volume tangki (Vt) = 1,2 x 1419,142 m3 = 1702,971 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 V=
1 2 πD H 4
1702,971 m3 =
1 3 πD2 D 4 2
1702,971 m3 =
3 πD3 8
D = 11,309 m Maka: D = 11,309 m = 37,105 ft H = 16,964 m = 55,659 ft Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi carbon steel SA-53, Grade B Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S)
= 18.750 psi
- Effesiensi sambungan (E) = 0,8 - Faktor korosi
= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)
- Tekanan hidrostatik, Po = 1 atm =14,7 psi - Faktor keamanan tekanan
= 20%
- Tekanan desain, P = 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi Tebal dinding silinder tangki: t=
PD CA 2 SE -1,2P
t=
(17,64 psi )(37,105 ft )(12 in / ft ) + 0,125 in = 0,387 in 2(18750 psi )(0,8) 1,2(17,64 psi )
Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 1/4 in.
Universitas Sumatera Utara
21 Pompa Daerator (E-511)
Fungsi : untuk memompakan air dari dearator ke ketel uap. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur
: 300C
Densitas air () = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Viskositas () = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam……………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 58.875,488 kg/jam = 36,059 lbm/det F 36,059 lbm/det = 0,580 ft3/det = ρ 62,16 lbm/ft 3
Laju alir volume (Q) =
Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x 0,13…………(Timmerhaus, 1980) = 3,9 x (0,580)0,45 x (62,16)0,13 = 5,22 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal
= 8 in
- Schedul pipa
= 40
- Diameter dalam (ID)
= 7,981 in = 0,665 ft
- Diameter luar (OD)
= 8,625 in = 0,719 ft
- Luas penampang (a1)
= 0,3474 ft2
- Bahan konstruksi
= comercial steel
Q 0,58 ft 3 /det Kecepatan linier, v = 1,670 ft/det a 1 0,3474 ft 2 Bilangan Reynold, NRE = = NRE
vD
(62,16 lbm/ft 3 )(1,670 ft/det)(0,665 ft)(3600 det/jam) 1,937 lbm/ft.jam
= 128298,625
Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 7,981 in diperoleh /D = 0,0015 Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk NRe = 12898,625 dan /D = 0,0015 diperoleh f = 0,030
Universitas Sumatera Utara
Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L1 = 30 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L2 = 1 x 13 x 0,665 ft = 8,645 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,665 ft = 39,9 ft - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L4 = 7,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L5 = 9 ft Panjang pipa total (L) = 30 + 8,645 + 39,9 + 7,5 + 9 = 95,045 ft Faktor gesekan, fv 2 ΣL (0,03)(1,670) 2 (95,045) F= = 0,186 ft .lbf/lbm 2gcD 2(32,174)(0,665)
Tinggi pemompaan, z = 15 ft Static head, z.
g = 15 ft.lbf/lbm gc
Δv 2 =0 Velocity head, 2gc
Pressure head, Ws
= z.
ΔP =0 ρ
Δv 2 ΔP g +F + + gc 2gc ρ
= 15 + 0 + 0 + 0,304 = 15,186 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P =
Ws.Q.ρ (15,186)(0,58)(62,16) = = 0,995 Hp 550 550
Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan =
0,995 1,244 Hp 0,8
Universitas Sumatera Utara
LD-37
22. Boiler (Q-440)
Fungsi
: Menyediakan uap untuk keperluan proses
Jenis
: Water tube boiler
Bahan konstruksi
: Carbon steel
Data : Uap jenuh yang digunakan bersuhu 1000C pada tekanan 101,33 Kpa (14,7 Psi). Dari steam table, Smith, 1987, diperoleh kalor laten steam 970,3 Btu/lbm. Kebutuhan uap = 58.875,488 kg/jam = 129681,692 lbm/jam Perhitungan: Menghitung daya ketel uap: 34,5 x P x 970,3 H Dimana: P = Daya boiler, Hp W = Kebutuhan uap,lbm/jam H = Kalor laten, Btu/lbm Maka:
W=
P=
129681,692 lbm/jam x 970,3 btu/lbm 34,5 x 970,3
P = 3758,889 Hp Menghitung jumlah tube: Luas permukaan perpindahan panas, A = P x 10 ft2/Hp……..(Kern,1965) = 3758,889 Hp x 10 ft2/Hp = 37588,89 ft2 Direncanakan dengan menggunakan tube dengan spesifikasi: Panjang tube, L = 20 ft Diameter tube = 3 in Luas permukaan pipa, a = 0,917 ft2/ft Sehingga jumlah tube: NE =
37588,89 ft 2 A = = 2049,558 buah L x a 20 ft x 0,917 ft 2 /ft
Maka jumlah tube yang dibutuhkan sebanyak 2050 buah.
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI Dalam rencana Pra Rancangan Pabrik Kelapa Sawit ini digunakan asumsi sebagai berikut : 1. Pabrik beroperasi selama 24 jam sehari dan 330 hari dalam setahun. 2. Kapasitas pabrik kelapa sawit 40 ton/jam. 3. Perhitungan didasarkan pada harga alat yang terpasang (HAT) 4. Harga alat disesuaikan dengan basis 22 Mei 2007, dimana nilai tukar dolar terhadap rupiah adalah US$ = Rp. 9850,- …………..(Harian Analisa)
E.1 Modal Investasi Tetap E.1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) a. Biaya tanah lokasi Pabrik Harga tanah pada lokasi pabrik diperkirakan Rp 300.000,-/m2 Luas tanah seluruhnya
= 20.330 m2
Harga tanah seluruhnya
= 20.330 m2 x Rp 300.000,-/m2 = Rp 6.099.000.000,-
Biaya perataan tanah sebesar 10% dari harga tanah seluruhnya (Peters & Timmerhaus, 1991)
= 0,1 x Rp 6.099.000.000,= Rp 609.900.000,-
Total biaya tanah
= Rp 6.099.000.000 + 609.900.000 = Rp 6.708.900.000,-
Universitas Sumatera Utara
B. Harga Bangunan Perincian harga bangunan dapat dilihat pada tabel LE-1 b. Perincian Harga Bangunan Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan Pabrik No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Jenis Area Areal proses Rencana Perluasan Perumahan Karyawan Unit pengolahan air Taman Parkir Ruang Listrik Kantor Areal bahan baku Unit pemadam kebakaran Gudang produksi Bengkel Peralatan pengaman Ruang Boiler Laboratorium Ruang kontrol Perpustakaan Tempat ibadah Kantin Pos jaga Poliklinik Pengolahan Limbah Jalan
Luas (m2) 5,600 3,400 4,800 1,700 100 350 150 1,000 500 50 750 60 40 80 60 50 100 40 60 40 100 600 700 Total
Harga (Rp/m2) 500,000 300,000 200,000 200,000 100,000 100,000 250,000 200,000 100,000 200,000 200,000 250,000 200,000 400,000 250,000 150,000 150,000 150,000 100,000 100,000 150,000 200,000 300,000
Jumlah (Rp) 2,800,000,000 1,020,000,000 960,000,000 340,000,000 10,000,000 35,000,000 37,500,000 200,000,000 50,000,000 10,000,000 150,000,000 15,000,000 8,000,000 32,000,000 15,000,000 7,500,000 15,000,000 6,000,000 6,000,000 4,000,000 15,000,000 120,000,000 210,000,000 6,066,000,000
C. Perincian Harga Peralatan Harga peralatan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut : I X Cx = Cy x 2 I X y 1 Dimana: Cx
m
= Harga alat pada tahun pembelian (2007)
Cy = Harga alat pada kapasitas yang tersedia Ix
= Indeks harga pada tahun 2007
Iy
= Indeks harga pada tahun yang tersedia
X1 = Kapasitas alat yang tersedia X2 = Kapasitas alat yang diinginkan
Universitas Sumatera Utara
m
= Faktor eksponensial untuk jenis alat yang tersedia
Untuk menghitung semua harga peralatan pada pabrik, digunakan metode Marshall R Swift Equipment Cost Indeks, Indeks yang digunakan adalah Chemical Engineering Plant Cost Indeks (Timmerhaus, 2004). Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift Tahun Yi Xi Yi2
Xi2
Yi.Xi
1993
964,2
1
929681,64
1
964,2
1994
993,4
2
986843,56
4
1986,8
1995
1027,5
3
1055756,25
9
3082,5
1996
1039,1
4
1079728,81
14
4156,4
1997
1056,8
5
1116826,24
25
5284
1998
1061,9
6
1127631,61
36
6371,4
1999
1068,3
7
1141264,89
49
7478,1
2000
1089,0
8
1185921
64
8712
2001
1093,9
9
1196617,21
81
9845,1
2002
1102,5
10
1215506,25
100
11025
Total
10.496,6
55
11.035.777,46 385
58.905,5
Sumber: Timmerhaus, 2004 Untuk mencari indeks harga pada tahun 2006 digunakan metode Regresi Koefisien Korelasi, yaitu : r
n. X .Y X . Y (n. X ( X ) x n. Y Y i
i
2
i
i
2
2
2
i
r=
i
i
i
(10 x 58905,5) (55 x 10496,6)
(10 x 385 ) 55 x (10 x11035777,46) (10496,6) 2
2
0,97
Harga koefisien yang mendekati +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linear antar variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah Persamaan Regresi Linear. Persamaan umum Regresi linear adalah Y = a + b X Dengan : Y X
= Indeks harga pada tahun yang dicari (2006) = Variabel tahun ke n –1
A, b = Tetapan persamaan regresi
Universitas Sumatera Utara
Dimana a dan b dapat dicari dengan menggunakan rumus :
X x Y X a 2
i
i
i
x Yi
( n. X i ) ( X i )2 2
b
b
y
(n x X i .Yi ) ( X i x Yi ) ( n . X i ) ( X i ) 2 2
(10 x 5890,5) (55 x 10496,6) 14,23 (10 x 385) 55 2
Y
i
n
10496,6 1049,66 10
(Y a) 1094,66 971,38 5,5 b 14,23 Dengan demikian harga indeks pada tahun 2007 adalah : x
Y = 971,38 + ( 14,23 x 5,5 ) = 1049,645 Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponennya (m) dianggap 0,6 (Timmerhaus, 2004 ) Contoh perhitungan estimasi harga peralatan :
Nama alat
: Sterilizer
Jumblah
: 1 buah
Volume tangki (X2) :21,83 m3 Untuk Sterilizer, luas tangki yang disediakan X1
= 100 m2
Cy
= 21.000 US $
Ix
= 744
Iy
= 300
M
= 0,56
Maka tangki Seterilizer pada tahun 2007 : 0 , 56
Cx
21,83 = US $ 21.000 100
Cx
= US $ 22.209,62 x 9850
Cx
= Rp 218.764.727
744 300
Universitas Sumatera Utara
Dengan cara yang sama perkiraan harga alat proses yang lainya dapat dilihat dalam tabel LE-3 dan tabel LE-4 untuk perkiraan harga peralatan utilitas pada Pabrik Kelapa Sawit. Tabel LE.3 Beberapa Nilai Eksponensial Peralatan Peralatan Drayer, Vacuum Kettle, cast iron, jacked Pump Sentrifugal, Horizontal, Cast steel Reactor Seperator, Sentrifugal Tank, flat head, C.S Tower Sumber : Timmerhaus, 1991
Batas Ukuran 10 – 100 250 – 800 104 - 105 100 – 1000 50 – 250 102 - 104 103 – 2.106
Satuan Eksponen ft2 0,76 gallon 0,27 gpm 0,33 gallon 0,56 ft3 0,49 gallon 0,57 lb 0,62
Tabel LE.4 Daftar harga peralatan proses Nama Alat Penimbunan Buah Lori Sterilizer Hoisting Crane Tangki Penebahan Digester Screw Conveyor Vibrating screen Bak R.O Pompa Continous Settling Tank Oil Tank Dsludge Tank Sludge Seperator Oil Purifier Vacuum dryer Hopper Tankos Storage Tank Depericarper Nut Cyclone Nut silo Nut grading screen Hidro cyclone Kernel Silo Fiber Cyclone Shell cyclone Kernel dryer
Kode Harga/unit Jumlah (Unit) Harga Total LR-01 14,325,000 13 186,225,000 L-02 10,831,000 20 216,620,000 ST-01 233,935,000 4 935,740,000 HC-01 12,800,000 4 51,200,000 TP-01 30,900,000 5 154,500,000 DG-01 86,250,000 4 345,000,000 SP-01 59,870,000 4 239,480,000 VS-01 25,375,000 4 101,500,000 T-01 58,454,000 4 233,816,000 P-03 25,593,000 2 51,186,000 T-02 150,900,000 2 301,800,000 T-03 89,825,000 2 179,650,000 T-04 89,825,000 4 359,300,000 SS-01 126,294,000 4 505,176,000 OP-01 126,294,000 2 252,588,000 VD-01 118,059,000 1 118,059,000 HT-01 69,800,000 3 209,400,000 T-05 1,791,552,000 2 3,583,104,000 D-01 82,446,000 2 164,892,000 NC-01 30,821,000 2 61,642,000 TS-01 105,325,000 2 210,650,000 NG-01 69,328,000 2 138,656,000 HC-01 50,500,000 2 101,000,000 KS-02 205,953,000 2 411,906,000 FC-01 89,861,000 2 179,722,000 SC-01 86,700,000 2 173,400,000 KD-01 108,269,000 2 216,538,000 9,682,750,000
Universitas Sumatera Utara
Tabel LE.5 Daftar Harga Peralatan Utilitas No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Nama Alat Pompa sumur bor Bak Pengendapan Clarifier Tangki Pelarutan alum Tangki Pelarutan Soda Abu Pompa bak Pengendapan Sand filter Pompa Clarifier Menara air Pompa sand filter Kation exchanger Tangki pelarutan asam sulfat Pompa menara air Anion exchanger Tangki pelarutan NaOH Pompa kation exchanger Tangki kaporit Tangki penampungan air umpan ketel Pompa air umpan ketel Daerator Pompa Daerator Boiler Total
Unit 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Harga 4.500.000 25.748.770 12.811.541 12.659.019 6.859.937 4.500.000 9.231.792 4.500.000 35.065.244 4.500.000 16.488.336 9.771.360 4.500.000 27.488.336 6.173.540 4.500.000 4.007.045 26.100.725 4.500.000 25.313.606 4.500.000 306.836.606
Total Harga 4.500.000 25.748.770 12.811.541 12.659.019 6.859.937 4.500.000 9.231.792 4.500.000 35.065.244 4.500.000 16.488.336 9.771.360 4.500.000 27.488.336 6.173.540 4.500.000 4.007.045 26.100.725 4.500.000 25.313.606 4.500.000 306.836.606 760.615.884
Perkiraan Harga Unit Pengolahan Limbah
Tabel LE.6 Perkiraan harga Unit pengolahan No
Nama Kolam
Ukuran
Volume
(P x L x T/D)
Efektif (m3)
Waktu Tinggal
1
Kolam I
15 x 18 x 3
400
3 hari
2
Kolam II
15 x 11 x 3
200
14 hari
3
Kolam III
15 x 11 x 3
200
14 hari
Keterangan : P
= Panjang
L
= Lebar
T/D
= Tinggi/dalam
Ukuran kolam I
Ukuran = 15 x 18 = 270 m2 Perkiraan harga jual pengolahan limbah = Rp 200.000 /m2 = Rp 54.000.000,-
Universitas Sumatera Utara
Ukuran Kolam II
Ukuran = 15 x 11 = 165 m2 Perkiraan harga jual bangunan limbah = Rp 200.000 /m2 = Rp 33.000.000, Ukuran Kolam III
Ukuran = 15 x 11 = 165 m2 Perkiraan harga jual bangunan limbah = Rp 200.000 /m2 = Rp 33.000.000,Harga Total Pengolahan Limbah = Rp 54.000.000 + Rp 33.000.000 + Rp 33.000.000 = 120.000.000,Harga-harga peralatan pada Tabel LE.4 dan Tabel LE.5 masih merupakan harga indeks. Untuk memperoleh harga peralatan sampai dilokasi pabrik masih harus ditambah lagi sejumlah biaya sebagai berikut : Biaya transportasi
= 5%
Biaya asuransi
= 1%
Bea masuk
= 15%
PPn
= 10%
PPh
= 10%
Biaya gudang
= 0,5%
Ongkos bongkar muat
= 0,5%
Transportasi lokal
= 0,5%
Biaya tak terduga TOTAL
= 0,5% = 43% + ((Peters & Timmerhaus, 1991)
Total harga peralatan = Rp 9.682.750.000,- + Rp 760.615.884,= Rp 10.443.365.884,Harga alat sampapai dilokasi pabrik : = 1,43 x (Total harga peralatan proses dan utilitas) = 1,43 x Rp 10.443.365.884,= Rp14.934.013.214,Biaya pemasangan 10% dari total harga peralatan : = 0,1 x Rp 10.443.365.884,= Rp 1.493.401.321,Harga peralatan proses dan utilitas terpasang (HPT) = Rp 14.934.013.214 + Rp 1.493.401.321 = Rp 16.427.414.536,-
Universitas Sumatera Utara
c. Harga alat instrumentasi dan kontrol Diperkirakan 5% dari HPPT
= 0,05 x Rp 16.427.414.536,= Rp 821.370.727,-
d. Biaya Perpipaan Diperkirakan 10% dari HPPT
= 0,1 x Rp 16.427.414.536,= Rp 1.624.741.454,-
e. Biaya Instalasi Listrik Diperkirakan 5% dari HPPT
= 0,05 x Rp 16.427.414.536,= Rp 821.370.727,-
f. Biaya Insulasi Diperkirakan 5% dari HPPT
= 0,05 x Rp 16.427.414.536,= Rp 821.370.727,-
g. Biaya Inventaris Kantor Diperkirakan 2% dari HPPT
= 0,02 x Rp 16.427.414.536,=Rp 328.548.291,-
h. Biaya Perlengkapan Pemadam Kebakaran Diperkirakan 2% dari HPPT
= 2% x Rp 16.427.414.536,= Rp 328.548.291,-
i. Sarana Transportasi Tabel LE.7 Biaya Sarana Transportasi Kenderaan Jumlah Harga Unit (Rp) Total harga (Rp) Direktur 1 500,000,000 500,000,000 Manager 5 350,000,000 1,750,000,000 Kepala Bagian 5 250,000,000 1,250,000,000 Karyawan 3 400,000,000 1,200,000,000 Ambulance 1 150,000,000 150,000,000 Mobil Pemadam 1 500,000,000 500,000,000 Truk Bahan Baku dan Produk 11 400,000,000 4,400,000,000 Total 9,750,000,000
Total MITL
=A+B+C+D+E+F+G+H+I = Rp 6.708.900.000 + Rp 6.066.000.000 + Rp 120.000.000 +Rp 16.427.414.536 + Rp 821.370.727 + Rp 1.642.741.454 +Rp 821.370.727 + Rp 821.370.727 + Rp 328.548.291 + Rp 328.548.291 + Rp 9.750.000.000 = Rp 43.836.264.753,-
Universitas Sumatera Utara
E.1.2 Modal Inventasi Tetap Tidak Langsung (MITTL)
A. Pra Inventasi Meliputi survey diperkirakan 5% dari MITL ……….(Timmerhaus, 1991) = 0,05 x Rp 43.836.264.753,= Rp 2.191.813.238,B. Engineering dan Supervisi Meliputi meja gambar dan alat-alatnya, inspeksi, pengawasan pembangunan pabrik. Engineering diperkirakan 5 % dari MITL …………(Timmerhaus, 1991) = 0,05 x Rp 43.836.264.753,= Rp 2.191.813.238,C. Biaya Kontruksi Biaya kontraktor diperkirakan 5% dari MITL ……….(Timmerhaus, 1991) = 0,05 x Rp 43.836.264.753,= Rp 2.191.813.238,D. Biaya Tak Terduga Biaya tak terduga diperkirakan 10% dari MITL ……..(Timmerhaus, 1991) = 0,1 x Rp 43.836.264.753,= Rp 4.383.626.475,-
Total MITTL = A + B + C + D = Rp 2.191.813.238,- + Rp 2.191.813.238,- + Rp 2.191.813.238,+ Rp 4.383.626.475,= Rp 10.959.066.188,MIT
= MITL + MITTL = Rp 43.836.264.753,- + Rp 10.959.066.188,= Rp 54.795.330.941,-
Universitas Sumatera Utara
E.2 Modal Kerja (Working Capital)
Modal kerja dihitung untuk pengoprasian pabrik selama 3 bulan (75 hari). E.2.1 Persediaan Bahan Baku Proses TBS
Kebutuhan
= 30 ton/jam = 30.000 kg/jam ……….(Lampiran A)
Harga
= Rp 457,37/kg ………………….(PKS. Asean Agree, 2007)
Harga total
= 90 x 30.000 kg/jam x 24 jam/hari x Rp 457,37 /kg = Rp 29.637.576.000,-
Al2(SO)3
Kebutuhan
= 18,320 kg/jam
Harga
= 8000/kg……………………(CV. Rudang jaya, 2006)
Harga total
= 90 hari x 18,320 kg/jam x 24 jam/hari x Rp 8000/kg = Rp 316.569.600,-
Na2CO3
Kebutuhan
= 9,893 kg/jam
Harga
= Rp 7100 / kg ………………(Cv. Rudang jaya, 2006)
Harga total
= 90 hari x 9,893 kg/jam x 24 jam/hari x Rp 7.100/kg = 151.719.048,-
Kaporit
Kebutuhan
= 0,857 kg/jam
Harga
= 7000 /kg ………………..(CV. Rudang jaya, 2006)
Harga total
= 90 hari x 0,857 kg/jam x 24 jam/hari x Rp 7000/kg = Rp 12.957.840,-
Asam sulfat
Kebutuhan
= 9,368 kg/jam
Harga
= Rp 365.000/ liter ………………(CV. Rudang jaya,2006)
Total kebutuhan = Harga total
9,368 kg/jam 1000 L x 5,141 liter/jam 3 1822,1898 kg/m 1m3
= 90 hari x 5,141 L/jam x 24 jam/hari x Rp 365.000/kg = Rp 4.052.376.000,-
NaOH
Harga
= 1,891 kg/jam = 20.000 /kg
……………………(CV. Rudang Jaya, 2006)
Universitas Sumatera Utara
Harga total
= 90 hari x 1,891 kg/jam x 20.000 /kg = Rp 81.691.200,-
Solar
Kebutuhan
= 37,531 kg/jam
Harga
= 1650 /kg …………………………(Analisa, Mei 2007)
Harga total
= 37,531 kg/jam x 1650/kg x 24 jam/hari x 90 hari = Rp 133.760.484,-
Total biaya bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan : = Rp 34.386.650.172,Harga Total pertahun = 4 x Rp 34.386.650.172,- = Rp 137.546.600.688,-
2.2 Kas Gaji Pegawai
Tabel LE.8 Perkiraan Gaji Karyawan Jabatan Jumlah Gaji/bulan Total Gaji (Rp) Direktur 1 15,000,000 15,000,000 Manager 5 10,000,000 50,000,000 Kepala Bagian 20 7,000,000 140,000,000 Karyawan 60 2,500,000 150,000,000 Dokter 1 5,000,000 5,000,000 Perawat 2 1,500,000 3,000,000 Petugas Keamanan 6 1,500,000 9,000,000 Petugas Kebersihan 8 600,000 4,800,000 Supir 10 1,000,000 10,000,000 Total 113 386,800,000
Total gaji pegawai selama 1 bulan = Rp 386.800.000,Total gaji pegawai selama 3 bulan = Rp 1.160.400.000, Biaya administrasi umum
Diperkirakan sebesar 20% dari gaji 3 bulan = 0,2 x Rp 1.160.400.000,= Rp 232.080.000, Biaya Pemasaran
Diperkirakan 15% dari biaya bahan baku dan utilitas selama 3 bulan = 0,15 x Rp 1.160.400.000
Universitas Sumatera Utara
= Rp 174.060.000,d. Pajak Bumi dan bangunan (PBB)
Perhitungan pajak bumi dan bangunan menurut menurut UU No.2 tahun 2000 JO.UU No. 21 tahun 1997, maka: Tanah ~ Luas tanah = 20.330 m2
~ Luas tanah yang tidak kena pajak = Tempat ibadah + Poliklinik + Jalur hijau + = 160 m + 200 + 600 = 960 m2 ~ Luas tanah kena pajak = 20.330 m2 – 960 m2 = 19.370 m2 ~ Pajak tanah
= 70% x harga tanah = 0,7% x Rp 300.000 /m2 = Rp 210.000/m2
~ Total (NJOP tanah) = Rp 210.000 m2 x 19.370 m2 = Rp 4.067.700.000,Bangunan
Luas bangunan
= 20.330 – 1000 = 19.330 m2
Pajak bangunan
=Rp 300.000/m2
~ NJOP bangunan
= Rp 19.330 m2 x Rp 300.000/m2 = Rp 5.799.000.000,-
~ NJOP bangunan tidak kena pajak = (tempat ibadah + taman) = 160 m2 x Rp 300.000,= Rp 48.000.000,~ Total (NJOP) bangunan
= Rp 5.799.000.000 – Rp 48.000.000 = Rp 5.751.000.000,-
~ NJOP
= NJOP tanah + NJOP bangunan = Rp 4.067.700.000 – Rp 5.751.000.000 = Rp 9.818.700.000,-
~NJKP
= 20% dari NJOP
………………(UU.RI No 12/1985)
= 0,2 x Rp 9.818.700.000,= Rp 1.963.740.000,PBB terhutang
= 0,5% dari NJKP = 0,005 x Rp 9.818.700.000 = Rp 49.093.500,-
Pajak Bumi dan Bangunan per tiga bulan = (3/12) x Rp 49.093.500 = Rp 12.273.375
Universitas Sumatera Utara
Tabel LE.9 Perician Biaya Kas No
Jenis Biaya
Jumlah (Rp)
1
Gaji karyawan
2
Biaya administrasi
232.080.000
3
Pemasaran
174.060.000
4
PBB
1.160.400.000
12.273.375
Total
1.578.813.375
E.2.3 Biaya start Up
Diperkirakan sebesar 3% dari MIT ………………(Timerhaus,1991) = 0,03 x Rp 54.795.330.941 = Rp 1.643.859.928,E.2.4 Piutang Dagang
PD = ID/12 x HPT Dimana : PD
= Piutang Dagang
Jp
= Jangka waktu kredit yang diberikan ( tahun)
HPT
= Hasil penjualan tahunan
Produksi CPO = 5.274,430 kg/jam x 24 jam/hari x 360 kari/tahun = 45.571.075 kg/tahun Harga jual produk CPO
= Rp 3245,67/kg ………(PKS. Asean Agree, 2007)
Harga jual produk
= 45.571.075 kg/tahun x Rp 3245,67/kg = Rp 147.908.671.644,-
Harga jual produk PKO
= 2036,0/kg
….(PKS. Asean Agree, 2007)
Produk PKO
= 1.923,444 kg/jam = 16.618.556 kg/tahun
Harga jual produk
= 16.618.556 kg/tahun x Rp 2036,04 /kg = Rp 33.836.045.080,-
Harga jual total produk = Harga jual CPO + Harga jual PKO = Rp 147.908.671.644 + Rp 33.836.045.080 = Rp 181.744.716.728,Piutang Dagang
= 3/12 x Rp 181.744.716.728,= Rp 45.436.179.182,-
Universitas Sumatera Utara
Tabel LE.10 Perincian Modal Kerja (Working Capital) No
Jenis Biaya
Jumlah (Rp)
1
Bahan baku dan utilitas
2
Kas
1.578.813.375
3
Start-up
1.643.859.928
4
Piutang Dagang Total
137.546.600.688
45.436.179.182 186.205.453.173
Total Modal Investasi = MIT + Total Modal Kerja = Rp 54.795.330.941 + Rp 186.205.453.173 = Rp 241.000.784.114,Modal ini berasal dari : 1) Modal sendiri
= 75% dari Total modal investasi = 0,75 x Rp 241.000.784.114 = Rp 180.750.588.086,-
2) Modal pinjaman Bank
= 25% dari Total modal investasi = 0,25 x Rp 241.000.784.114 = Rp 60.250.196.029,-
E.3 Biaya Produksi Total E.3.1 Biaya Tetap (Fixed Cost /FC)
a) Gaji tetap 1 tahun + 3 bulan gaji sebagai tunjangan gaji pokok. = Rp 5.802.000.000,b) Bunga Pinjaman Bank Diperkirakan sebesar 19% dari modal pinjaman Bank = 0,19 x Rp 60.250.196.029,= Rp 11.447.537.245,c) Depresiasi dan Amortisasi Depresiasi dihitung dengan model garis lurus dengan harga akhir nol. Rumus =
(P L) n
Dimana :
D
= Depresiasi pertahun
P
= Harga awal peralatan
L
= Harga akhir peralatan
Universitas Sumatera Utara
N
= Umur peralatan
Semua modal investasi tetap langsung (MITL) kecuali tanah mengalami penyusutan yang disebut depresiasi, dan modal tetap tidak langsung (MITTL) juga mengalami penyusutan yang disebut amortisasi. Biaya amortisasi sebesar 20% dari MITTL sehingga = 0,2 x Rp 10.959.066.188 = Rp 2.191.813.238,Tabel LE.11 Perkiraan biaya depresiasi dan amortisasi Komponen Harga komponen Umur Tahun Depresiasi Bangunan 6,066,000,000 15 404,400,000 Peralatan Proses dan utilitas 16,427,414,536 10 1,642,741,454 Instrumentasi dan kontrol 821,370,727 15 54,758,048 Perpipaan 1,642,741,454 10 164,274,145 Instalasi Listrik 821,370,727 15 54,758,048 Insulasi 821,370,727 15 54,758,048 Inventaris kantor 328,548,291 5 65,709,658 Perlengkapan kebakaran 328,548,291 10 32,854,829 Sarana Transportasi 9,750,000,000 10 975,000,000 Total 3,449,254,232
Total biaya depresiasi dan amortisasi Rp 2.191.813.238 + Rp 3.449.254.232 = Rp 5.915.058.182,d) Biaya Tetap Perawatan Perawatan mesin dan alat-alat proses
Diperkirakan sebesar 10% dari HPPT = 0,1 x Rp 16.427.414.536 = Rp 1.642.741.454, Perawatan bangunan
Diperkirakan sebesar 5% dari harga bangunan = 0,05 x Rp 6.066.000.000 = Rp 303.300.000, Perawatan kenderaan
Diperkirakan sebesar 5% dari harga kenderaan = 0,05 x Rp 9.750.000.000 = Rp 487.500.000, Perawatan instrumentasi dan alat kontrol
Universitas Sumatera Utara
Diperkirakan sebesar 5% dari harga alat instrumentasi dan alat kontrol = 0,05 x Rp 821.370.727 = Rp 41.068.536, Perawatan perpipaan
Diperkirakan sebesar 5% dari harga perpipaan = 0,05 x Rp 1.642.741.454 = Rp 82.137.073, Perawatan instalasi listrik
Diperkirakan sebesar 5% dari harga intalasi listrik = 0,05 x Rp 821.370.727 = Rp 41.068.536, Perawatan insulasi
Diperkirakan sebesar 5% dari harga insulasi = 0,05 x Rp 821.370.727 = Rp 41.068.536, Perawatn inventaris kantor
Diperkirakan sebesar 5% dari harga inventaris kantor = 0,05 x Rp 328.548.291 = Rp 16.427.415, Perawatan perlengkapan kebakaran
Diperkirakan sebesar 5% dari harga perlengkapan kebakaran = 0,05 x Rp 328.548.291 = Rp16.427.415,e) Biaya Tambahan (Plant Overhead Cost) Diperkirakan sebesar 20% dari Modal Inventasi Tetap = 0,2 x Rp 54.795.330.941,= Rp 10.959.066.188,f) Biaya pemasaran dan distribusi Diperkirakan sebesar 15% dari Biaya tambahan = 0,15 x Rp 10.959.066.188,= Rp 1.643.859.928,-
Universitas Sumatera Utara
g) Biaya Asuransi Pabrik diperkirakan sebesar 1 % dari MIT
= 0,01 x Rp 54.795.330.941,= Rp 547.953.309, Karyawan diperkirakan sebesar 1% dari total gaji
= 0,1 x Rp 5.802.000.000,= Rp 58.020.000,Total biaya asuransi = Rp 605.973.309,h) Pajak Bumi dan Bangunan = Rp 49.093.500,Tabel LE. 12 Perincian Biaya Tetap (Fixed Cost) No 1 2 3 4 5 6 7 8
Jenis Biaya Gaji Karyawan Bunga Bank Depresiasi dan amortisasi Perawatan Tambahan Distribusi Asuransi PBB Total
Jumlah (Rp) 5.802.000.000 11.447.537.245 5.641.067.470 2.671.738.965 10.959.066.188 1.643.859.928 605.973.309 49.093.500 38.820.336.605
E.3.2 Biaya Variabel (Variabel Cost)
a. Biaya total bahan baku proses, utilitas dan limbah pertahun = Rp 34.386.650.172,b. Biaya variabel pemasaran Diperkirakan sebesar 10% dari biaya tetap pemasaran = 0,10 x Rp 1.643.859.928,= Rp 164.385.993,c. Biaya variabel perawatan Diperkirakan sebesar 15% dari biaya tetap perawatan = 0,15 x Rp 2.671.738.965 = Rp 400.760.845,d. Biaya variabel lainnya Diperkirakan sebesar 5% dari biaya tetap tambahan
Universitas Sumatera Utara
= 0,05 x Rp 10.959.066.188 = Rp 547.953.309,Total biaya Variabel = Rp 35.499.750.319,Total biaya produksi = Total biaya tetap + Total biaya variabel = Rp 38.820.336.605,- + Rp 35.499.750.319,= Rp 74.320.086.924,E.4 Perkiraan Rugi/Laba
a. Laba sebelum pajak = Total penjualan – Total biaya produksi = Rp 181.744.716.724 – Rp 74.320.086.924 = Rp 107.424.629.800,b. Pajak penghasilan Berdasarkan keputasan Menkeu R.I tahun 2000 pasal 17, tarif pajak penghasilan adalah : Penghasilan 0 – 50 juta dikenakan pajak sebesar 10% Penghasilan 50 – 100 juta dikenakan pajak sebesar 15% Penghasilan diatas 100 juta dikenakan pajak sebesar 30%
Maka perincian pajak penghasilan (PPh) : 10% x Rp 10.000.000
= Rp 5.000.000,-
15% x Rp 50.000.000
= Rp 7.500.000,-
30% x (Rp 107.424.629.800 – Rp100.000.000)= Rp 32.197.388.940,-
Total PPh
= Rp 32.209.888.940,-
c. Laba setelah pajak
= Laba sebelum pajak – PPh = Rp 107.424.629.800 – Rp 32.209.888.940 = Rp 75.114.740.860,-
Universitas Sumatera Utara
E.5 Analisa Aspek ekonomi a. Profit Margin (PM)
PM
=
Laba sebelum pajak x 100 % Total Penjualan
=
Rp 107.424.629.800 x 100 % Rp 181.744.716.724
= 59,11 %
b. Break even point (BEP)
BEP
=
Biaya Tetap x 100 % Total Penjualan Biaya Variabel
=
Rp 38.820.336.605 x 100 % Rp 181.744.716.724 Rp 35.499.750.319
= 26,54 %
c. Return of Invesment (ROI)
ROI
=
Laba setelah pajak x 100 % Total Modal Investasi
=
Rp 75.114.740.860 x 100 % Rp 241.000.784.114
= 31,17 %
d. Pay Out Time (POT)
POT
=
1 1 ROI 0,3117
= 3,21 tahun
Universitas Sumatera Utara
LE-20
e. Return On network (RON)
RON =
=
Laba setelah pajak x 100% Modal Sendiri Rp 75.114.860 x 100% Rp 180.750.588.086
= 41,56 % f. Internel 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.
-
Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke sepuluh.
-
Cash Flow = laba sebelum pajak – pajak Dari hasil perhitungan diperoleh IRR = 40,13%.
Universitas Sumatera Utara
RUPS
Garis Komando Garis Koordinasi
Direktur
Staf Ahli
Dewan Komisaris
Sekeretaris
Kasir Listrik
Manajer Teknik
Manajer Produksi
Manajer Pemasaran
Kepala Teknik
Kepala Produksi
Kepala Pemasaran
Kasir Instrumentas i
Kasir Pem Pabrik
Kasir Proses
Kasir Laboratorium
Kasir Utilitas
Kasir Promosi
Kasir Penjualan
Manajer Keuangan
Manajer Personalia
Kepala Keuangan
Kepala Personalia
Kasir Akuntansi
Kasir Keuangan
Kasir Kepegawaian
Kasir Kesehatan
Kasir Humas
Kasir Keamanan
Karyawan
Gambar 9.1. Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Kelapa Sawit
Universitas Sumatera Utara