LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA PADA UNIT STERILIZER

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA PADA UNIT STERILIZER Kapasitas Pengolahan : 30 Ton/jam Basis Perhitungan

: 1 Jam Operasi

Satuan Massa

: Kilogram

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 125oC – 135oC, 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. (Buku Petunjuk Kerja PKS PTPN IV Adolina, 2008)

Ex.Steam 4,75%

TBS

4 Steam 27,26%

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. Steam = 27,26% x 30.000 kg/jam = 8.178 kg/jam

Neraca Bahan Keluar

Universitas Sumatera Utara

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

Tabel LA.1. Neraca Massa pada Sterilizer Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komposisi

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


LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS PADA UNIT STERILIZER

Basis Perhitungan

: 1 jam operasi

Satuan

: kJ

Suhu referensi

: 25oC = 298 K

Tekanan

: 1 atm Tabel LB.1 Kapasitas panas zat cair untuk ikatan (J/mol.K) Ikatan Cp -CH3

36,82

-CH2-

30,38

= CH-

21,34

-CO2-

60,67

-CH

20,92

-COOH

79,91

Sumber : Perry, 1997

Tabel LB.2 Komposisi Asam Lemak Minyak Sawit Asam Lemak • Asam Lemak Jenuh  Oktanoat  Dekanoat  Laurat  Miristat  Palmitat  Stearat • Asam Lemak Tak Jenuh  Oleat  Linoleat  Linolenat Sumber : Yan Fauzi, 2002

Jumlah Atom C

% Minyak Sawit

% Minyak Inti Sawit

8 10 12 14 16 18

1 2 4 28

4 5 46 15 7 3

18 18 18

50 14 1

15 5 5


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)


 Cp Miristat (C14H28O2)


 Cp Palmitat (C16H32O2)


 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  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 Berat molekul :  Oktanoat : C 8 H 16 O 2 = 144  Dekanoat : C 10 H 20 O 2 = 175  Laurat : C 12 H 24 O 2

= 200

 Miristat : C 14 H 28 O 2

= 228

 Palmitat : C 16 H 32 O 2 = 256  Stearat : C 18 H 36 O 2

= 284

 Oleat : C 18 H 34 O 2

= 282

 Linoleat : C 18 H 34 O 2

= 282

 Linolenat : C 18 H 34 O 2 = 282


Massa minyak : 56,942 kg •

•

Asam Lemak Jenuh Oktanoat

= -

Dekanoat

= -

Laurat

= (1/100) x 56,942 kg = 0,569 kg

Miristat

= (2/100) x 56,942 kg = 1,139 kg

Palmitat

= (4/100) x 56,942 kg = 2,278 kg

Stearat

= (28/100) x 56,942 kg = 15,945 kg

Asam Lemak Tak Jenuh Oleat

= (50/100) x 56,942 kg = 28,473 kg

Linoleat

= (14/100) x 56,942 kg = 7,972 kg

Linolenat

= (1/100) x 56,942 kg

= 0,569 kg

Fraksi mol untuk masing-masing komponen minyak : •

Mol laurat

=

0,569kg = 2,845.10-2 mol 200kg / mol

•

Mol miristat

=

1,139kg = 4,996.10-3 mol 228kg / mol

•

Mol palmitat =

2,278kg = 8,898.10-3 mol 256kg / mol

•

Mol stearat

=

15,945kg = 5,614.10-3 mol 284kg / mol

•

Mol oleat

=

28,473kg = 10,096.10-3 mol 282kg / mol

•

Mol linoleat

=

7,972kg = 2,82.10-3 mol 282kg / mol

•

Mol linolenat =

0,569kg = 2,017.10-3 mol 282kg / mol

Mol total = 37,286.10-3 mol Fraksi mol laurat =

2,845.10 −3 mol = 0,077 37,286.10 −3 mol


Fraksi mol miristat =

4,996.10 −3 mol = 0,135 37,286.10 −3 mol

Fraksi mol palmitat =

8,898.10 −3 mol = 0,238 37,286.10 −3 mol

5,614.10 −3 mol Fraksi mol stearat = = 0,150 37,286.10 −3 mol Fraksi mol oleat =

10,096.10 −3 mol = 0,271 37,286.10 −3 mol

2,82.10 −3 mol Fraksi mol linoleat = = 0,054 37,286.10 −3 mol  Cp Minyak sawit

= Y Laurat x Cp Laurat + Y Miristat x Cp Miristat + Y Palmitat x Cp Palmitat + Y Stearat x Cp Stearat + Y Oleat x Cp Oleat + Y Linoleat x Cp Linoleat + Y Linoleat x Cp Linolenat = (0,077 x 2,102 kJ/kg.K) + (0,135 x 2,110 kJ/kg.K) + (0,238 x 2,117 kJ/kg.K) + (0,150 x 2,122 kJ/kg.K) + (0,271 x 2,073 kJ/kg.K) + (0,075 x 2,023 kJ/kg.K) + (0,054 x 2,770 kJ/kg.K) = (0,162 + 0,285 + 0,504 + 0,318 + 0,562 + 0,152 + 0,149) kJ/kg K = 2,132 kJ/kg.K

Massa inti sawit= 1.925,667 kg •

Minyak = 50,6 % x 1.925,667 kg = 974,387 kg -

Oktanoat = 4/100 x 974,387 kg = 38,975 kg

-

Dekanoat = 5/100 x 974,387 kg = 48,719 kg

-

Laurat

= 46/100 x 974,387 kg = 48,218 kg

-

Miristat

= 15/100 x 974,387 kg = 146,158 kg

-

Palmitat

= 7/100 x 974,387 kg = 68,207 kg

-

Stearat

= 3/100 x 974,387 kg = 29,231 kg


-

Oleat

= 15/100 x 974,387 kg = 146,158 kg

-

Linoleat

= 5/100 x 974,387 kg = 48,719 kg

Massa minyak = 974,387 kg Mol untuk masing-masing komponen minyak pada inti sawit : •

Oktanoat

=

38,975kg = 0,270 mol 144kg / mol

•

Dekanoat

=

48,719kg = 0,278 mol 175kg / mol

•

Laurat

=

48,218kg = 0,241 mol 200kg / mol

•

Miristat

=

146,158kg = 0,641 mol 228kg / mol

•

Palmitat

=

68,207 kg = 0,266 mol 256kg / mol

•

Stearat

=

29,231kg = 0,102 mol 284kg / mol

•

Oleat

=

146,158kg = 0,518 mol 282kg / mol

•

Linoleat

=

48,719kg = 0,172 mol 282kg / mol

Mol total = 2,488 mol

Fraksi mol •

Oktanoat

=

0,270mol = 0,109 2,488mol

•

Dekanoat

=

0,278mol = 0,112 2,488mol

•

Laurat

=

0,241mol = 0,096 2,488mol

•

Miristat

=

0,641mol = 0,258 2,488mol


•

Palmitat

=

0,266mol = 0,107 2,488mol

•

Stearat

=

0,102mol = 0,041 2,488mol

•

Oleat

=

0,518mol = 0,208 2,488mol

•

Linoleat

=

0,172mol = 0,069 2,488mol

 Cp Minyak inti sawit = Y Oktanoat x Cp Oktanoat + Y Dekanoat x Cp Dekanoat + Y Laurat x Cp Laurat + Y Miristat x Cp Miristat + Y Palmitat x Cp Palmitat + Y Stearat x Cp Stearat + Y Oleat x Cp Oleat + Y Linoleat x Cp Linoleat + Y Linolenat x Cp Linolenat. = (0,109 x 2,076) + (0,112 x 2,091) + (0,096 x 2,102) + (0,258 x 2,110) + (0,107 x 2,117) + (0,041 x 2,112) + (0,208 x 2,073) + (0,069 x 2,023) = 0,226 + 0,234 + 0,202 + 0,544 + 0,227 + 0,086 + 0,431 + 0,139 = 2,089 kJ/kg.K  Cp Kernel

= Cp Minyak inti sawit + Cp abu = 2,089 + 0,882 = 2,971 kJ/kg.K

 Cp Air = 4,1774 kJ/kg K ……………………..(Perry, 1997)  Cp Kelapa Sawit

= Cp Minyak Sawit + Cp Minyak inti Sawit + Cp Cangkang + Cp Serat = 2,132 + 2,089 + 11,6084 + 1,284 = 17,1134 kJ/kg K

 Cp Biji

= Cp Kernel + Cp Cangkang = 2,971 + 11,6084


= 14,5794 kJ/kg K 1. Sterilizer

T = 1100C

T = 300C TBS

Ex.Steam 4

T =1300C

1

2

5

Sterilizer

Steam

T = 1000C TBS Air

3 T = 900C -Minyak -Kotoran -Air

Panas Masuk : Alur 1 : = m x Cp x ∆T

Q

= 30.000 kg x 47,6734 kJ/kg K x 5 K = 7.151.010 kJ

Alur 2 : = m x Cp x ∆T

Q

= 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 : Massa minyak : 15,223 kg •

•

Asam Lemak Jenuh Oktanoat

= -

Dekanoat

= -

Laurat

= (1/100) x 56,942 kg = 0,569 kg

Miristat

= (2/100) x 56,942 kg = 1,139 kg

Palmitat

= (4/100) x 56,942 kg = 2,278 kg

Stearat

= (28/100) x 56,942 kg = 15,945 kg

Asam Lemak Tak Jenuh Oleat

= (50/100) x 56,942 kg = 28,473 kg


Linoleat

= (14/100) x 56,942 kg = 7,972 kg

Linolenat

= (1/100) x 56,942 kg

= 0,569 kg

Fraksi mol untuk masing-masing komponen minyak : •

Mol laurat

=

0,569kg = 2,845.10-2 mol 200kg / mol

•

Mol miristat

=

1,139kg = 4,996.10-3 mol 228kg / mol

•

Mol palmitat =

2,278kg = 8,898.10-3 mol 256kg / mol

•

Mol stearat

=

15,945kg = 5,614.10-3 mol 284kg / mol

•

Mol oleat

=

28,473kg = 10,096.10-3 mol 282kg / mol

•

Mol linoleat

=

7,972kg = 2,82.10-3 mol 282kg / mol

•

Mol linolenat =

0,569kg = 2,017.10-3 mol 282kg / mol

Mol total = 37,286.10-3 mol

2,845.10 −3 mol = 0,077 37,286.10 −3 mol

Fraksi mol laurat =

Fraksi mol miristat =

4,996.10 −3 mol = 0,135 37,286.10 −3 mol

Fraksi mol palmitat =

8,898.10 −3 mol = 0,238 37,286.10 −3 mol

Fraksi mol stearat =

Fraksi mol oleat =

5,614.10 −3 mol = 0,150 37,286.10 −3 mol

10,096.10 −3 mol = 0,271 37,286.10 −3 mol

Fraksi mol linoleat =

2,82.10 −3 mol = 0,054 37,286.10 −3 mol


 Cp Minyak sawit

= Y Laurat x Cp Laurat + Y Miristat x Cp Miristat + Y Palmitat x Cp Palmitat + Y Stearat x Cp Stearat + Y Oleat x Cp Oleat + Y Linoleat x Cp Linoleat + Y Linoleat x Cp Linolenat = (0,077 x 2,102 kJ/kg.K) + (0,135 x 2,110 kJ/kg.K) + (0,238 x 2,117 kJ/kg.K) + (0,150 x 2,122 kJ/kg.K) + (0,271 x 2,073 kJ/kg.K) + (0,075 x 2,023 kJ/kg.K) + (0,054 x 2,770 kJ/kg.K) = (0,162 + 0,285 + 0,504 + 0,318 + 0,562 + 0,152 + 0,149) kJ/kg K = 2,132 kJ/kg.K

Q minyak = 56,942 kg x 2,132 kJ/kg.K x 65 = 7.891,022 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

Q Air

= 456,72 kg x 4,2164 kJ/kg K x 75 K = 144.428,566 kJ

Total panas keluar

= 124.802.709,1 kJ

Panas Masuk + Panas dibutuhkan = Panas Keluar Panas dibutuhkan

= Panas keluar – Panas Masuk


= 96.185.161,48 – 9.019.519.44 = 87.165.642,04 kJ Entalpi steam pada 270,13 kPa, T ; 130oC = 2.173,6 kJ/kg K (Saturated Steam) (Smith, 1987) Maka Steam yang dibutuhkan : m

=

dQ 87.165.642,04kJ = 2.173,6 kJ/kg λ

= 40.101,9 kg Tabel LB.4 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

-

1.868.509,44

7.891,022

-

-

Air

-

-

2.756.823,042

-

144.428,566

Kotoran

-

-

13.592,026

-

-

Panas dibutuhkan

-

87.165.642,04

-

-

-

Ex.Steam

-

-

-

502.099,463

-

7.151.010

89.034.151,48

2.778.306,09

502.099,463

92.904.755,93

TBS

Jumlah Total

96.185.161,48

Alur 5

96.185.161,48


LAMPIRAN C SPESIFIKASI STERILIZER 5.1 Ketel Rebusan (Sterilizer) Spesifikasi peralatan Sterilizer (ketel rebusan) (PKS. Adolina) Bahan

: terbuat dari baja

Panjang

: 27 m

Diameter

: 210 cm

Pintu

: 2 buah

Tebal isolasi

: 51,5 mm

Tekanan normal

: 3 kg/cm2

Tekanan maksimum : 3,5 kg/cm2 Test pemadatan tek. : 7,0 kg/cm2 Temperatur kerja

: 110 oC – 135 oC

Jumlah

: 2 buah

Tipe

: horizontal

Kapasitas

: 9-10 lori

Perhitungan: Kebutuhan kelapa sawit

= 30.000 kg/jam

Siklus perebusan

= 110 menit

Rata-rata isian lori

= 2.500 kg

Kapasitas rebusan

= 9-10 lori

Jumlah lori yang dibutuhkan untuk 30.000 kg kelapa sawit =

30.000 kg = 12 lori 2.500 kg/lori

Jumlah ketel rebusan yang dibutuhkan untuk 12 lori = 12 lori x

1Ketel rebusan = 1,33 buah = 2 buah ketel rebusan 9 lori Densitas TBS = 1340 kg/m3 = 83,482 lbm/ft3 Kapasitas ketel rebusan per jam :


= 9 lori x 2.500 kg x 2 buah ketel rebusan x

60 menit 110 menit

= 24.545,455 kg = 24,545 ton


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 (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam……………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 57.898,736 kg/jam = 34,738 lbm/det Laju alir volume (Q) =

F 34,738 lbm/det = = 0,558 ft3/det 3 ρ 62,16 lbm/ft

Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13…………(Timmerhaus, 1980) = 3,9 x (0,558)0,45 x (62,16)0,13 = 5,129 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal

= 5 in

- Schedul pipa

= 40

- Diameter dalam (ID)

= 5,047 in = 0,419 ft

- Diameter luar (OD)

= 5,563 in = 0,462 ft

- Luas penampang (a 1 )

= 0,139 ft2

- Bahan konstruksi

= comercial steel LD-1 Universitas Sumatera Utara

Kecepatan linier, v =

Q 0,558 ft 3 /det = = 4,014 ft/det a1 0,139 ft 2

Bilangan Reynold, N RE =

= N RE

ρvD µ

(62,16 lbm/ft 3 )(4,014 ft/det)(0,419 ft)(3600 det/jam) 1,937 lbm/ft.jam

= 194.304,233

Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/D = 0,0013 Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk N Re = 194.304,233 dan ε/D = 0,0013 diperoleh f = 0,045 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 150 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L 2 = 1 x 13 x 0,419 ft = 5,447 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,419 ft = 25,14 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) = 150 + 5,447 + 25,14 + 7,5 + 9 = 197,087 ft


Faktor gesekan, F=

fv 2 ΣL (0,045)(4,014) 2 (197,087) = 5,3 lbf/lbm = 2gcD 2(32,174)(0,419)

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 + 5,3 = 35,5 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P =

Ws.Q.ρ (35,5)(0,558)(62,16) = = 2,226 Hp 550 550

Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan =

2,226 = 2,782Hp 0,8

2. Bak Pengendapan (H-410) Fungsi: tempat penampungan sementara air sumur bor Laju alir (F) = 57.898,736 kg/jam Kapasitas untuk kebutuhan (θ) = 1 hari Faktor kemanan = 20% Densitas air (ρ) = 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

57.898,736 kg/jam x 1 hari x 24jam/hari x 1,2 995,68 kg/m 3 x 1

= 1674,736 m3 Volume bak (Vb) = 60t3  Vb  Tinggi bak (t) =    60 

1/3

 1674,718  =  60  

1/3

= 3,033 m

Panjang bak (p) = 10 x t = 10 x 3,033 m = 30,33 m Lebar bak (l) = 6 x t = 6 x 3,033 m = 18,198 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 (F 1 )

= 57.898,738 kg/jam

Laju alir Al 2 (SO 4 ) 3 (F 2 ) = 2,895 kg/jam Laju alir Na 2 CO 3 (F 3 ) = 1,563 kg/jam Laju alir total (F)

= F 1 + F 2 + F 3 = 57.903,196 kg/jam


Densitas Al 2 (SO 4 ) 3

= 2,71 gr/ml………………….……………(Perry,1997)

Densitas Na 2 CO 3

= 2,533 gr/ml………………….……………(Perry,1997)

Densitas air

= 0,99568 gr/ml………………….…………(Perry, 1997)

Reaksi koagulasi: Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O

2Al(OH) 3 + 2Na 2 SO 4 + 3CO 3

Perhitungan: Kecepatan terminal pengendapan: Menurut hukum Stokes: Us =

( ρp − ρ ) gDp 2 ……………………………………………….(Ulrich, 1984) 18µ

Dimana: Us = Kecepatan terminal pengendapan, cm/det ρ s = Densitas partikel campuran pada 300C ρ = Densitas larutan pada 300C Dp = Diameter partikel = 0,002 cm ………….…………..(Perry, 1997) g = Percepatan gravitasi = 980 gr/cm.det µ = Viskositas larutan pada 300C = 0,0345 gr/cm.det Densitas larutan, ρ=

57.903,196 = 995,738 kg/m3 = 0,996 gr/cm3 = 62,123 lb/ft3 57.898,738 2,895 1,563 + + 995,68 2710 2533

Densitas partikel : ρs =

2,895 + 1,563 = 2.786,25 kg/m3 = 2,786 gr/cm3 2,895 1,563 + 2710 2533


Sehingga: Us =

(2,786 − 0,996) 980 x (0,002) 2 = 0,011 cm/det 18 x 0,0345

Ukuran Clarifier Laju alir volumetrik, Q =

F 57.898,738 kg/jam x 1jam/3600 det = ρ 995,596 kg/m 3

Q = 0,016 m3/det  Q  1/2 Sehingga : D =  −4   4.10   0,016  D=  −4   4.10 

1/ 2

= 6,324 m = 20,747 ft

Tinggi clarifier : Ht =

3 3 D = (6,324) = 9,486 m = 31,121 ft 2 2

Waktu pengendapan: t=

Ht 9,486 m x 100 cm/1m = = 86.236,363 detik x 1jam/3600 detik = 9,578 jam Us 0,0087 cm/det

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 + 12,994) = 33,233 psi

(31,121 − 1) 62,123 = 12,994 psi 144


Tebal dinding clarifier: t=

PD + CA 2 SE -1,2P

=

(33,233 psi)(20,747 ft)(12in/ft) + 0,125 = 0,531 in 2 (12.750 psi)(0,8) −1,2 (33,233 psi)

Dari tabel 5.4 Brownell & Young 1979, dipilih tebal tangki 5/8 in Daya clarifier P = 0,006 D2

…………………………………………………(Ulrich, 1984)

Dimana: P = daya yang dibutuhkan, kW Sehingga, P = 0,006 x (20,747)2 = 2,582 Hp

4. Tangki pelarut Alum (M-421) Fungsi: Membuat larutan alum (Al 2 (SO 4 ) 3 Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi: Plate steel SA-167, tipe 304 Kondisi pelarutan: - Temperatur - Tekanan

: 300C : 1 atm

(Al 2 (SO 4 ) 3 yang digunakan 30 ppm (Al 2 (SO 4 ) 3 yang digunakan berupa larutan 30% (% berat) Laju alir (Al 2 (SO 4 ) 3 = 2,895 kg/jam Densitas (Al 2 (SO 4 ) 3 30% = 1.363 kg/jam = 85,093 lbm/ft3……..……(Perry, 1997) Kebutuhan perancangan = 30 hari Faktor keamanan = 20%


Perhitungan: Ukuran tangki: Volume larutan, V 1 =

2,895 kg/jam x 24 jam/hari x 30 hari = 5,097 m3 3 0,3 x 1.363 kg/m

Volume tangki (Vt) = 1,2 x 5,097 m3 = 6,116 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 V=

1 2 πD H 4

6,116 m3 =

1 3 πD2 D 4 2

6,116 m3 =

3 πD3 8

D = 1,731 m Maka: D = 1,731 m = 5,678 ft H = 2,597 m = 8,519 ft Tinggi Al 2 (SO 4 ) 3 dalam tangki =

6,116 m 3 1 π (1,731 m) 2 4

= 2,6 m = 8,530 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


= 0,8

- Faktor korosi

= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)

- Tekanan hidrostatik, ph

=

- Faktor keamanan tekanan

= 20%

(8,530 − 1) 85,093 = 4,449 psi 144


- Tekanan desain, P

= 1,2 x (14,7 + 4,449) psi = 22,978 psi

Tebal dinding silinder tangki: t=

PD + CA 2 SE -1,2P

t=

(22,978 psi)(5,678 ft)(12 in/ft) + 0,125 in 2(18750 psi)(0,8) − 1,2(22,978 psi)

t = 0,177 in Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 3/16 in. Daya pengaduk: Dt/Di = 3, Baffel = 4

…………………………….…………..….(Brown, 1978)

Dt = 5,678 ft Di = 1,560 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas Al 2 (SO 4 ) 3 30% = 6,27 x 10-4 lbm/ft.det………….(Kirk Othmer, 1967) Bilangan reynold, N RE =

=

ρ N D2 µ (85,093)(1)(1,560) 2 = 330.274,840 6,27.10 − 4

Dari gambar 3.3-4 (Geankoplis, 1983)untuk N re = 330.274,840 diperoleh Npo = 0,4 Sehingga: P =

P=

NpoN 3 Di 5 ρ gc

……………….………………(Geankoplis, 1983)

(0,4)(1) 3 (1,560) 5 (85,093) = 9,773 32,174

Efesiensi penggerak motor = 80% Daya penggerak motor =

9,773 = 12,216 Hp 0,8


5. Tangki Pelarut Soda Abu (M-422) Fungsi: membuat larutan sada abu (Na 2 CO 3 ) Bentuk: selinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : plate steel SA-167, tipe 304 Data: Kondisi pelarutan: - Temperatur = 300C - Tekanan

= 1 atm

- Na 2 CO 3 yang digunakan = 27 ppm - Na 2 CO 3 yang digunakan berupa larutan 30% (% berat) - Laju alir massa Na 2 CO 3 = 1,563 kg/jam. - Densitas Na 2 CO 3 30% = 1.327 kg/m3 = 82,845 lbm/ft3. - Kebutuhan perancangan = 30 hari - Faktor keamanan = 20% Perhitungan: Ukuran tangki: Volume larutan, V 1 =


Volume tangki (Vt) = 1,2 x 2,826 m3 = 3,391 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 V=

1 2 πD H 4

3,391 m3 =

1 3 πD2 D 4 2

3,391 m3 =

3 πD3 8

D = 2,879 m


Maka: D = 2,879 m = 14,164 ft H = 4,318 m = 14,164 ft Tinggi Na 2 CO 3 dalam tangki =

3,391 m 3 1 π (2,879 m) 2 4

= 0,521 m = 1,709 ft


= 18.750 psi


= 0,8

- Faktor korosi

= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)

- Tekanan hidrostatik, ph

=


= 20%

- Tekanan desain, P

= 1,2 x (14,7 + 0,418) psi = 18,141 psi

(1,709 − 1) 85,093 = 0,418 psi 144


PD + CA 2 SE -1,2P

t=

(18,141 psi)(9,444 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,193 2(18750 psi)(0,8) − 1,2(18,141 psi)

Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 4/16 in. Daya pengaduk: Dt/Di = 3, Baffel = 4

…………………………….…………..….(Brown, 1978)

Dt = 9,444 ft Di = 3,148 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps


Viskositas Al 2 (SO 4 ) 3 30% = 3,69 x 10-4 lbm/ft.det………….(Kirk Othmer, 1967) Bilangan reynold, N RE =

=

ρ N D2 ……………………………………………(Geankoplis, 1983) μ

(82,845)(1)(3,148) 2 = 2.224.894,3 3,69.10 − 4

Dari gambar 3.4-4,Geankoplis,1983, N re = 2.224.894,3 diperoleh Npo = 0,325 Sehingga: P =

P=

NpoN 3 Di 5 ρ gc

……………….………………(Geankoplis, 1983)

(0,325)(1) 3 (3,148) 5 (82,845) = 8,293 32,174


8,293 = 10,366 Hp 0,8

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 (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam……………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 57.898,736 kg/jam = 34,738 lbm/det


Laju alir volume (Q) =



= 5 in

- Schedul pipa

= 40


= 5,047 in = 0,419 ft


= 5,563 in = 0,462 ft


= 0,139 ft2

- Bahan konstruksi

= comercial steel


Q 0,558 ft 3 /det = = 4,014 ft/det a1 0,139 ft 2


ρvD µ

(62,16 lbm/ft 3 )(4,014 ft/det)(0,419 ft)(3600 det/jam) = 1,937 lbm/ft.jam N RE

= 194.304,233

Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/D = 0,0013 Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk N Re = 194.304,233 dan ε/D = 0,0013 diperoleh f = 0,045 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 25 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980)


L 2 = 1 x 13 x 0,419 ft = 5,447 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,419 ft = 25,14 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) = 25 + 5,447 + 25,14 + 7,5 + 9 = 72,087 ft Faktor gesekan, F=

fv 2 ΣL (0,045)(4,014) 2 (72,087) = 1,938 lbf/lbm = 2gcD 2(32,174)(0,419)



Δv 2 Velocity head, =0 2gc Pressure head,

Ws

= ∆z.

ΔP =0 ρ



Ws.Q.ρ (11,834)(0,558)(62,16) = = 0,752 Hp 550 550


0,752 = 0,94Hp 0,8


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 (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Laju alir massa (F) = 57.898,738 kg/jam = 34,738 lbm/det Faktor keamanan = 20% Sand filter dirancang untuk penampungan ¼ jam operasi Perhitungan: Ukuran Sand Filter Volume air, Va =

57.989,738 kg/jam x 0,25jam = 14,537 m3 3 995,68 kg/m

Volume tangki Vt = 1,2 x 14,537 m3 = 17,444 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 1 : 2 V=

1 2 πD H 4

17,444 m3 =

1 πD2(2D) 4

17,444 m3 =

1 πD3 2

D = 2,231 m


Maka: D = 2,231 m = 7,318 ft H = 4,462 m = 14,636 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


= 0,8

- Faktor korosi

= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)

- Tekanan hidrostatik, po

= 1 atm = 14,7 psi


= 20%

- Tekanan desain, P

= 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi


PD + CA 2 SE -1,2P

t=

(17,64 psi)(7,318 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,176 2(18750 psi)(0,8) − 1,2(17,64 psi)

Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 3/16 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 (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam……………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 57.898,736 kg/jam = 34,738 lbm/det F 34,738 lbm/det = 0,558 ft3/det = ρ 62,16 lbm/ft 3



= 5 in

- Schedul pipa

= 40


= 5,047 in = 0,419 ft


= 5,563 in = 0,462 ft


= 0,139 ft2

- Bahan konstruksi

= comercial steel


Q 0,558 ft 3 /det = = 4,014 ft/det a1 0,139 ft 2


= N RE

ρvD µ


= 194.304,233

Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/D = 0,0013 Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk N Re = 194.304,233 dan ε/D = 0,0013 diperoleh f = 0,045


Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 25 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L 2 = 1 x 13 x 0,419 ft = 5,447 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,419 ft = 25,14 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) = 25 + 5,447 + 25,14 + 7,5 + 9 = 72,087 ft Faktor gesekan, F=

fv 2 ΣL (0,045)(4,014) 2 (72,087) = 1,938 lbf/lbm = 2gcD 2(32,174)(0,419)



Δv 2 Velocity head, =0 2gc Pressure head,

Ws

= ∆z.

ΔP =0 ρ


= 10 + 0 + 0 + 1,938 = 11,938 ft.lbf/lbm


Tenaga pompa, P =

Ws.Q.ρ (11,834)(0,558)(62,16) = = 0,752 Hp 550 550


0,752 = 0,94Hp 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 (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Laju alir massa (F) = 57.898,736 kg/jam = 34,738 lbm/det Faktor keamanan = 20% Kebutuhan perancangan = 6 jam Perhitungan: Ukuran Menara Air Volume air, Va =

57.898,738 kg/jam x 6 jam = 348,899 m3 3 995,68 kg/m


1 2 πD H 4


418,679 m3 =

1 πD2(6/5D) 4

418,679 m3 = (3/10) πD3 D = 7,631 m Maka: D = 7,631 m = 25,035 ft H = 9,157 m = 30,041 ft 348,899 m 3 Tinggi air dalam tangki = = 7,632 m 1 2 π (7,631 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


= 0,8

- Faktor korosi

= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)


= 1 atm = 14,7 psi


= 20%

- Tekanan desain, P

= 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi


PD + CA 2 SE -1,2P

t=

(17,64 psi)(25,035 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,301 in 2(18750 psi)(0,8) − 1,2(17,64 psi)



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: -Temperatur

: 300C




= 5 in

- Schedul pipa

= 40


= 5,047 in = 0,419 ft


= 5,563 in = 0,462 ft


= 0,139 ft2

- Bahan konstruksi

= comercial steel

Q 0,558 ft 3 /det Kecepatan linier, v = = = 4,014 ft/det a1 0,139 ft 2 Bilangan Reynold, N RE =

ρvD µ


= N RE


= 194.304,233

Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/D = 0,0013 Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk N Re = 194.304,233 dan ε/D = 0,0013 diperoleh f = 0,045 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 30 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L 2 = 1 x 13 x 0,419 ft = 5,447 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,419 ft = 25,14 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 + 5,447 + 25,14 + 7,5 + 9 = 77,087 ft Faktor gesekan, F=

fv 2 ΣL (0,045)(4,014) 2 (77,087) = 2,073 lbf/lbm = 2gcD 2(32,174)(0,419)




Velocity head,

Δv 2 =0 2gc

Pressure head,

ΔP =0 ρ

Ws

= ∆z.

g Δv 2 ΔP + + +F gc 2gc ρ


Ws.Q.ρ (12,073)(0,558)(62,16) = = 0,761 Hp 550 550


0,761 = 0,951Hp 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

H 2 SO 4 yang digunakan memiliki konsentrasi 50% (% berat) Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Laju alir massa (F) = 57.746,736 kg/jam = 35,363 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


= 0,8

- Faktor korosi

= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)


= 1 atm = 14,7 psi


= 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)



12. Tangki Pelarutan H 2 SO 4 (M-451) Fungsi : untuk membuat larutan asam sulfat. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : plate steel SA-167, tipe 304 -Kondisi penyimpanan: -Temperatur

: 300C

- Tekanan

: 1 atm

- H 2 SO 4 yang digunakan memiliki konsentrasi 50% (% berat) - Densitas H 2 SO 4 (ρ) = 1.387 kg/m3 = 85,5874 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) - Laju alir massa H 2 SO 4 (F) = 91,887 kg/jam - Kebutuhan perancangan : 1 hari - Faktor keamanan : 20% Perhitungan: Ukuran angki Volume air, Va =



1 2 πD H 4

3,815 m3 =

1 πD2(3/4D) 4

3,815 m3 = 3/16 πD3 D = 1,864 m Maka: D = 1,864 m = 6,114 ft H = 1,398 m = 4,585 ft


Tinggi air dalam tangki =

3,815 m 3 1 π (1,864 m) 2 4

= 1,398 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


= 0,8

- Faktor korosi

= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)


= 1 atm = 14,7 psi


= 20%

- Tekanan desain, P

= 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi


PD + CA 2 SE -1,2P

t=



…………………………….…………..….(Brown, 1978)

Dt = 6,114 ft Di = 2,038 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas Al 2 (SO 4 ) 3 30% = 3,4924 x 103 lbm/ft.det……….(Kirk Othmer, 1967)

ρ N D2 N RE = …………………………………………….….(Geankoplis, 1983) μ


=

(85,5874)(1)(2,038) 2 = 1.017.350,103 3,4942.10 − 4

Dari gambar 3.4-4 Geankoplis,1983, untuk N re = 1.017.350,103 diperoleh Npo = 0,41 Sehingga: P =

P=

NpoN 3 Di 5 ρ gc

……………….………………(Geankoplis, 1983)

(0,41)(1) 3 (2,038) 5 (85,5874) = 38,345 32,174


38,345 = 47,931 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: -Temperatur

: 300C


F 35,347 lbm/det = 0,568 ft3/det = 3 ρ 62,16 lbm/ft

Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13…………(Timmerhaus, 1980) = 3,9 x (0,568)0,45 x (62,16)0,13 = 5,170 in


Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal

= 5 in

- Schedul pipa

= 40


= 5,047 in = 0,419 ft


= 5,563 in = 0,462 ft


= 0,139 ft2

- Bahan konstruksi

= comercial steel


Q 0,558 ft 3 /det = = 4,014 ft/det a1 0,139 ft 2


= N RE

ρvD µ


= 194.304,233

Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/D = 0,0013 Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk N Re = 194.304,233 dan ε/D = 0,0013 diperoleh f = 0,045 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 30 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L 2 = 1 x 13 x 0,419 ft = 5,447 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,419 ft = 25,14 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 + 5,447 + 25,14 + 7,5 + 9 = 77,087 ft Faktor gesekan,

fv 2 ΣL (0,045)(4,014) 2 (77,073) F= = 2,073 ft .lbf/lbm = 2gcD 2(32,174)(0,419) Tinggi pemompaan, ∆z = 15 ft Static head, ∆z.


Velocity head,

Δv 2 =0 2gc

Pressure head,

ΔP =0 ρ

Ws

= ∆z.



Ws.Q.ρ (17,073)(0,568)(62,16) = = 1,095 Hp 550 550


1,095 =1,369 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

- Tekanan

: 1 atm

H 2 SO 4 yang digunakan memiliki konsentrasi 50% (% berat) Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Laju alir massa (F) = 9.624,456 kg/jam = 5,891 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


= 0,8

- Faktor korosi

= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)


= 1 atm = 14,7 psi


= 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)


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 (ρ) = 1.518 kg/m3 = 94,577 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) - Laju alir massa NaOH (F) = 0,025 kg/jam - Kebutuhan perancangan : 1 hari - Faktor keamanan : 20% Perhitungan:


Ukuran tangki Volume air, Va =



1 2 πD H 4

0,005 m3 =

1 πD2(3/2D) 4

0,005 m3 = 3/8 πD3 D = 0,161 m Maka: D = 0,161 m = 0,528 ft H = 0,241 m = 0,790 ft Tinggi air dalam tangki =

0,004 m 3 1 π (0,161 m) 2 4

= 0,2 m = 0,626 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


= 0,8

- Faktor korosi

= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)


= 1 atm = 14,7 psi


= 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=



…………………………….…………..….(Brown, 1978)

Dt = 0,528 ft Di = 0,176 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas NaOH 10% = 4,302 x 10-4 lbm/ft.det………….….(Kirk Othmer, 1967) N RE =

=

ρ N D2 ……………………………..……………….….(Geankoplis, 1983) μ (94,577)(1)(0,176) 2 = 6.809,895 4,302.10 − 4

Dari gambar 3.4-4 Geankoplis, 1983, untuk N re = 5.769,593 diperoleh Npo = 0,6 Sehingga: P =

NpoN 3 Di 5 ρ gc

……………….………………(Geankoplis, 1983)

(0,6)(1) 3 (0,162) 5 (94,577) P= = 0,0002 32,174 Efesiensi penggerak motor = 80% Daya motor penggerak =

0,0002 = 0,00025 Hp 0,8

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 (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3………….………..(Perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam………………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 57.898,736 kg/jam = 34,738 lbm/det F 34,738 lbm/det = = 0,558 ft3/det 3 ρ 62,16 lbm/ft



= 5 in

- Schedul pipa

= 40


= 5,047 in = 0,419 ft


= 5,563 in = 0,462 ft


= 0,139 ft2

- Bahan konstruksi

= comercial steel


= N RE

ρvD µ


= 194.304,233


Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/D = 0,0013 Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk N Re = 194.304,233 dan ε/D = 0,0013 diperoleh f = 0,045 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 10 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L 2 = 1 x 13 x 0,419 ft = 5,447 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,419 ft = 25,14 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) = 10 + 5,447 + 25,14 + 7,5 + 9 = 57,087 ft

Faktor gesekan,

fv 2 ΣL (0,045)(4,014) 2 (57,087) F= = = 1,535 ft 2gcD 2(32,174)(0,419)

.



Velocity head,

Δv 2 =0 2gc


Pressure head,

Ws

ΔP =0 ρ

Δv 2 ΔP g = ∆z. + + +F gc 2gc ρ = 15 + 0 + 0 + 1,535 = 16,535 ft.lbf/lbm

Tenaga pompa, P =

Ws.Q.ρ (16,535)(0,558)(62,16) = = 1,042 Hp 550 550


1,042 = 1,042 Hp 0,8

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 (ρ) = 1.272 kg/m3 = 79,411 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) - Laju alir massa Ca(ClO) 2 (F) = 0,0004 kg/jam - Kebutuhan perancangan : 1 hari - Faktor keamanan : 20% Perhitungan:


Ukuran tangki Volume air, Va =

0,0004 kg/jam x 24jam/hari x 1 hari = 0,007 m3 3 0,1 x 1.272 kg/m


1 2 πD H 4

0,0084 m3 =

1 πD2(3/2D) 4

0,0084 m3 = 3/8 πD3 D = 0,192 m Maka: D = 0,192 m = 0,629 ft H = 0,288 m = 0,944 ft Tinggi air dalam tangki =

0,007 m 3 1 π (0,192 m) 2 4

= 0,025 m


= 18.750 psi


= 0,8

- Faktor korosi

= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)


= 1 atm = 14,7 psi


= 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=


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 (ρ) = 995,68 kg/m3 ……………………..…………..(Perry, 1997) - Laju alir massa air umpan ketel = 48.122,28 kg/jam - Kebutuhan perancangan : 1 hari - Faktor keamanan : 20% Perhitungan: Ukuran tangki Volume air, Va =

48.122,28 kg/jam x 24 jam/hari x 1 hari = 11,821 m3 3 995,68 kg/m


1 2 πD H 4

14,185 m3 =

1 πD2(3/2D) 4

14,185 m3 = 3/8 πD3


D = 2,293 m Maka: D = 2,293 m = 7,522 ft H = 3,438 m = 11,279 ft Tinggi air dalam tangki =

11,821 m 3 1 π (2,293m) 2 4

= 2,864 m

Tebal dinding tangki Tekanan hidrostatik: P=ρxgxl = 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det x 2,864 m = 27.945,949 Pa = 27,945 kPa Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P = 27,945 kPa + 101,325 kPa = 129,27 kPa Faktor kelonggaran = 5% Tekanan desain, P = (1,05)(129,27) = 129,27 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=

(135,733 kPa)(8,507 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,213 in 2(87.099,98 kPa)(0,8) − 1,2(135,733 kPa)

Dari tabel 5.4 Brownell & Young dipilih tebal tangki 4/16

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 (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam……………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 40.101,9 kg/jam = 0,394 lbm/det 24,512 lbm/det F = = 0,394 ft3/det 3 ρ 62,16 lbm/ft



= 5 in

- Schedul pipa

= 40


= 5,047 in = 0,419 ft


= 5,563 in = 0,462 ft


= 0,139 ft2

- Bahan konstruksi

= comercial steel


= N RE

ρvD µ


= 194.304,233


Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/D = 0,0013 Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk N Re = 194.304,233 dan ε/D = 0,0013 diperoleh f = 0,045 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 25 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L 2 = 1 x 13 x 0,419 ft = 5,447 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,419 ft = 25,14 ft - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L4 = 1,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L5 = 3,25 ft Panjang pipa total (∑L) = 25 + 5,447 + 25,14 + 1,5 + 3,25 = 60,337 ft Faktor gesekan,

fv 2 ΣL (0,045)(4,014) 2 (60,337) F= = 1,622 ft .lbf/lbm = 2gcD 2(32,174)(4,014) Tinggi pemompaan, ∆z = 15 ft Static head, ∆z.


Velocity head,

Δv 2 =0 2gc


Pressure head,

Ws

ΔP =0 ρ

Δv 2 ΔP g = ∆z. + + +F gc 2gc ρ = 15 + 0 + 0 + 1,622 = 16,622 ft.lbf/lbm

Tenaga pompa, P =

Ws.Q.ρ (16,622)(0,394)(62,16) = = 0,740 Hp 550 550


0,740 = 0,925 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

= 592,214 kg/jam

Densitas air = 995,68 kg/jam = 40.101,9 lbm/ft3……..……(Perry, 1997) Kebutuhan perancangan = 1 hari Faktor keamanan = 20% Perhitungan: Ukuran tangki: Volume larutan, V 1 =

40.101,9 kg/jam x 24 jam/hari x 1 hari = 96,959 m3 3 995,68 kg/m

Volume tangki (Vt) = 1,2 x 96,659 m3 = 115,990 m3


Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 V=

1 2 πD H 4

115,99 m3 =

1 3 πD2 D 4 2

115,99 m3 =

3 πD3 8

D = 4,618 m Maka: D = 4,618 m = 15,150 ft H = 6,927 m = 22,726 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)

-

Faktor korosi = 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)

-

Tekanan hidrostatik, Po

= 1 atm =14,7 psi

-

Faktor keamanan tekanan

= 20%

-

Tekanan desain, P

= 0,8

= 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi


PD + CA 2 SE -1,2P

t=

(17,64 psi )(15,150 ft )(12 in / ft ) + 0,125 in = 0,231 in 2(18750 psi )(0,8) − 1,2(17,64 psi )

Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki ¼ in.


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


24,512 lbm/det F = = 0,394 ft3/det 3 ρ 62,16 lbm/ft


= 5 in

- Schedul pipa

= 40


= 5,047 in = 0,419 ft


= 5,563 in = 0,462 ft


= 0,139 ft2

- Bahan konstruksi

= comercial steel


ρvD µ


= N RE


= 194.304,233

Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/D = 0,0013 Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk N Re = 194.304,233 dan ε/D = 0,0013 diperoleh f = 0,045 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 25 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L 2 = 1 x 13 x 0,419 ft = 5,447 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,419 ft = 25,14 ft - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L4 = 1,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L5 = 3,25 ft Panjang pipa total (∑L) = 25 + 5,447 + 25,14 + 1,5 + 3,25 = 60,337 ft Faktor gesekan,

F=

fv 2 ΣL (0,045)(4,014) 2 (60,337) = 1,622 ft .lbf/lbm = 2gcD 2(32,174)(4,014)

Tinggi pemompaan, ∆z = 15 ft


Static head, ∆z.


Velocity head,

Δv 2 =0 2gc

Pressure head,

ΔP =0 ρ

Ws

= ∆z.



Ws.Q.ρ (16,622)(0,394)(62,16) = = 0,740 Hp 550 550


0,740 = 0,925 Hp 0,8

22 Boiler (Q-440) Fungsi

: Menyediakan uap untuk keperluan proses

Jenis

: Water tube boiler

Bahan konstruksi

: Carbon steel

Data : Uap jenuh yang digunakan bersuhu 1500C pada tekanan 101,33 Kpa (14,7 Psi). Dari steam table, Smith, 1987, diperoleh kalor laten steam 1180,26 Btu/lbm. Kebutuhan uap = 40.101,9 Kg/jam = 88.408,582 lbm/jam Perhitungan: Menghitung daya ketel uap: 34,5 x P x 970,3 W= H


Dimana: P = Daya boiler, Hp W = Kebutuhan uap,lbm/jam H = Kalor laten, Btu/lbm Maka: P=

88.408,582 lbm/jam x 1180,26 btu/lbm 34,5 x 970,3

P = 311,707 Hp Menghitung jumlah tube: Luas permukaan perpindahan panas, A = P x 10 ft2/Hp……..(Kern,1965) = 311,707 Hp x 10 ft2/Hp = 3117,07 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: 3117,07 ft 2 A NE = = = 169,96 buah L x a 20 ft x 0,917ft 2 /ft Maka jumlah tube yang dibutuhkan sebanyak 170 buah.


LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI

Dalam rencana Pra Rancangan Unit Sterilisasi (Sterilizer) pada Pabrik Kelapa Sawit digunakan asumsi sebagai berikut: 1. Pabrik beroperasi selama 330 hari. 2. Kapasitas pengolahan unit sterilisasi 30 ton/jam TBS. 3. Perhitungan didasarkan pada harga alat terpasang. 4. Harga alat disesuaikan dengan basis Maret 2008 dimana nilai tukar dolar terhadap rupiah adalah US$ 1 = 9.950,-

L.E.1. Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) L.E.1.1. Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) A. Biaya Tanah Lokasi Pabrik Harga tanah lokasi pabrik

= Rp.250.000/m2

……(Sumber: Galang, 2008)

Luas tanah yang diperlukan = 1.377 m2 Harga tanah seluruhnya

= 1.377 m2 x Rp 250.000/m2 = Rp 344.250.000,-

Biaya peralatan tanah 10% dari harga tanah seluruhnya (Petter & Timmerhaus,2004). Biaya perataan tanah = 0,1 x Rp 344.250.000,- = Rp 34.425.000,Total biaya tanah

= Rp 344.250.000,- + Rp 34.425.000,= Rp 378.675.000,-

LE-1


B. Harga Bangunan Perincian harga bangunan dapat dilihat pada tabel LE-1 Tabel LE-1. Perincian Harga Bangunan No 1 2 3 4 5

Jenis area Luas Harga Areal Proses Unit Sterilisasi 700 500.000 Unit Pengolahan air 500 300.000 Ruang Kontrol dan Listrik 25 450.000 Ruang Boiler 85 400.000 Jalan 67 250.000 TOTAL

Jumlah 350.000.000 150.000.000 11.250.000 34.000.000 16.750.000 562.000.000

C. Perincian Harga Peralatan Harga peralatan dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut: I Cx = Cy  x I  y Dimana: C x

 X 2   X  1

  

m

= Harga alat pada tahun pembelian (2008)

Cy

= Harga alat pada kapasitas yang tersedia

Ix

= Indeks harga pada tahun 2008

Iy

= Indeks harga pada tahun yang tersedia

X1

= Kapasitas alat yang tersedia

X 2 = Kapasitas alat yang diinginkan 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 Yi2 929681,64 986843,56 1055756,25 1079728,81 1116826,24 1127631,61 1141264,89 1185921 1196617,21 1215506,25 11.035.777,46

Tahun Yi Xi 1993 964,2 1 1994 993,4 2 1995 1027,5 3 1996 1039,1 4 1997 1056,8 5 1998 1061,9 6 1999 1068,3 7 2000 1089,0 8 2001 1093,9 9 2002 1102,5 10 Total 10.496,6 55 Sumber: Timmerhaus, 2004

Xi2 1 4 9 14 25 36 49 64 81 100 385

Yi.Xi 964,2 1986,8 3082,5 4156,4 5284 6371,4 7478,1 8712 9845,1 11025 58.905,5

Untuk mencari indeks harga pada tahun 2008 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 (2008) = Variabel tahun ke n –1

A, b = Tetapan persamaan regresi Dimana a dan b dapat dicari dengan menggunakan rumus :


( ∑ X x ∑ Y ) − (∑ X 2

a=

a=

b=

b=

y=

x=

i

i

i

x Yi

)

( n.∑ X i ) − ( ∑ X i )2 2

(385 x 10496,6) − (55 x 5890,5) = 971,38 (10 x 385) − 55 2 (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 14,23 b

Dengan demikian harga indeks pada tahun 2008 ( n = 14 tahun yang ke-14 maka X = 13 ) adalah : Y = 971,38 + ( 14,23 x 13 ) = 1156,37 Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponennya (m) dianggap 0,6 ( Timmerhaus, 2004 ). Contoh perhitungan estimasi harga peralatan : Nama alat

: Sterilizer

Jumlah

: 2 buah

Volume tangki (X 2 ) : 22 m3 1 US $

: Rp 9950 ;-

Untuk Sterilizer, volume tangki yang disediakan


X1

= 10 m2

Cy

= 7 x 104 US $

Ix

= 1156,7

Iy

= 1102,5

m

= 0,6

maka tangki Sterilizer pada tahun 2008 :

 22  C x = US $ 70.000 x    10 

0.6

 1156,7     1102,5 

C x = US $117.867 x 9950 C x = Rp 1.172.780.852 ;− Dengan cara yang sama perkiraan harga alat proses yang lainnya dapat dilihat pada tabel LE-3 dan tabel LE-4 untuk perkiraan harga peralatan utilitas pada Pra Rancangan Unit Sterilisasi pada Pabrik Kelapa Sawit.

Tabel LE-3. Perkiraan Harga Peralatan Proses No 1

Nama alat Harga/unit Sterilizer 1.172.780.852 TOTAL

Unit Harga alat 2 2.345.561.704 2.345.561.704

Tabel LE-4. Perincian Harga Peralatan Utilitas No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

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

Unit 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Harga Total Harga 3,500,000 3,500,000 18,987,254 18,987,254 12,589,748 12,589,748 16,689,000 16,689,000 14,500,000 14,500,000 3,500,000 3,500,000 9,587,365 9,587,365 3,500,000 3,500,000 25,625,300 25,625,300 3,500,000 3,500,000


11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24.

Kation Exchanger Tangki Pelarutan Asam Sulfat Pompa Menara Air Anion Exchanger Tangki Pelarutan NaOH Pompa Kation Exchanger Tangki Kaporit Tangki Penampungan air Umpan Ketel Daerator Pompa Daerator Boiler Tangki Air Panas Pompa Tangki Air Panas Genset TOTAL

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3

25,897,351 698,698,587 3,500,000 36,982,000 13,562,400 3,500,000 15,897,000 6,100,752 19,859,640 3,500,000 368,254,875 368,251,900 3,500,000 180,658,000

25,897,351 698,698,587 3,500,000 36,982,000 13,562,400 3,500,000 15,897,000 6,100,752 19,859,640 3,500,000 368,254,875 368,251,900 3,500,000 541,974,000 2,221,457,172

Untuk harga alat sampai di lokasi maka harga alat proses dan utilitas harus ditambahkan biaya-biaya sebagai berikut: Biaya transportasi

= 5%

Biaya asuransi

= 1%

Bea masuk

= 15%

Ongkos bongkar muat

= 0,5%

PPN

= 10%

PPh

= 10%

Biaya Gudang pelabuhan

= 0,5%

Biaya transportasi lokal

= 0,5%

Biaya tak terduga

= 0,5% +

Total

= 43%……………………(Timmerhaus, 1991)

Total harga peralatan = Rp 2.345.561.704,- + Rp 2.221.457.172,= Rp 4.567.018.876,-


Harga alat sampai dilokasi pabrik: = 1,43 x (total harga peralatan proses dan utilitas) = 1,43 x Rp 4.567.018.876 = Rp 6.530.836.993,Biaya pemasangan alat diperkirakan 10% dari harga alat sampai di lokasi pabrik: = 0,1 x Rp 6.530.836.993,= 653.083.699,Harga peralatan proses dan utilitas terpasang (HPT): = Rp 6.530.836.993 + Rp 653.083.699 = Rp 7.183.920.693,-

D. Harga Alat Instrumentasi Diperkirakan 5% dari HPT:

………………………..(Timmerhaus,1991)

= 0,05 x Rp 7.183.920.693 = Rp 359.196.035,E. Biaya Perpipaan Diperkirakan 10% dari HPT:

………………………..(Timmerhaus,1991)

= 0,1 x Rp 7.183.920.693 = Rp 718.392.069,F. Biaya Instalasi Listrik Diperkirakan 5% dari HPT:

………………………..(Timmerhaus,1991)

= 0,05 x Rp 7.183.920.693 = Rp 359.196.035,G. Biaya Insulasi Diperkirakan 5% dari HPT:

………………………..(Timmerhaus,1991)

= 0,05 x Rp 7.183.920.693 = Rp 359.196.035,H. Biaya Inventaris kantor Diperkirakan 2% dari HPT:

………………………..(Timmerhaus,1991)

= 0,02 x Rp 7.183.920.693 = Rp 143.678.414,-


I. Biaya Perlengkapan Pemadam Kebakaran Diperkirakan 2% dari HPT:

………………………..(Timmerhaus,1991)

= 0,02 x Rp 7.183.920.693 = Rp 143.678.414,J. Sarana Transportasi Tabel LE-5. Sarana Transportasi Jenis Kenderaan Kepala Bagian Produksi Kepala Seksi Utilitas Kepala Seksi Unit Sterilasi

Total MITL

Jenis Honda Civic Daihatsu Taff Gt Daihatsu Taff Gt TOTAL

Unit 1 1 1

Harga/unit 285.000.000 200.000.000 200.000.000

Jumlah 285.000.000 200.000.000 200.000.000 685.000.000

=A+B+C+D+E+F+G+H+I+J = Rp 378.675.000 + Rp 562.000.000 + Rp 7.183.920.693 + Rp 359.196.035 + Rp 718.392.069 + Rp 359.196.035 + Rp 359.196.035 + Rp 143.678.414 + Rp 143.678.414 + Rp 685.000.000 = Rp. 10.892.932.695,-

L.E.1.2. Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL) A. Pra Investasi Diperkirakan 5% dari MITL

…………………….(Timmerhaus,1991)

= 0,05 x Rp 10.892.932.695 = Rp 544.646.635,B. Engineering dan Supervisi Diperkirakan 5% dari MITL

…………………….(Timmerhaus,1991)

= 0,05 x Rp 10.892.932.695 = Rp 544.646.635,C. Biaya Konstruksi Diperkirakan 5% dari MITL

…………………….(Timmerhaus,1991)


= 0,05 x Rp 10.892.932.695 = Rp 544.646.635,D. Biaya Tak Terduga Diperkirakan 10% dari MITL

…………………….(Timmerhaus,1991)

= 0,1 x Rp 10.892.932.695 = Rp 1.089.293.270,Total MITTL = A + B + C + D = Rp 544.646.635 + Rp 544.646.635 + Rp 544.646.635 + Rp 1.089.293.270 = Rp 2.723.233.174,Total MIT

= MITL + MITTL = Rp 10.892.932.695,- + Rp 2.723.233.174,= Rp13.616.165.869,-

L.E.2. Modal Kerja/Working Capital Modal kerja dihitung untuk mengoperasikan pabrik selama 3 bulan : A. Persediaan bahan baku proses dan utilitas  Soda Abu Kebutuhan = 1,563 kg/jam Harga

= Rp 7100 / kg ………….……………….(CV.Rudang jaya,2008)

Harga total = 90 hari x 1,563 kg/jam x 24 jam/hari x Rp 7.100/kg = Rp 23.970.163, Alum Al 2 (SO 4 ) 3 Kebutuhan = 2,895 kg/jam Harga

= 8000 /kg ………………………………(CV.Rudang jaya,2008)

Harga total = 90 hari x 2,895 kg/jam x 24 jam/hari x Rp 8000/kg = Rp 50.025.600,-


 Kaporit Harga

= 0,0004 kg/jam = 7000 /kg………………………..…(CV.Rudang jaya,2008)

Harga total = 90 hari x 0,0004 kg/jam x 24 jam/hari x Rp 7000 /kg = Rp 60.480, H 2 SO 4 Harga

= 91,887 kg/jam…………………….……(CV.Rudang jaya,2008) = Rp 365.000/liter

Total kebutuhan =

91,887 kg/jam 1000 L = 50 liter/jam x 1822,1898 kg/m 3 1 m 3

Harga total = 90 hari x 50 L/jam x 24 jam/hari x Rp365.000/L = Rp 39.756.203.782, NaOH Harga

= 0,025 kg/jam = Rp 20.000 /kg

………………………(CV.Rudang jaya,2008)

Harga total = 90 hari x 0,025 kg/jam x 24 jam/hari x Rp 20.000/kg = Rp 1.080.000,• Solar Harga

= 2.455,287 L/hari = 5000/L

Harga Total = 2.455,287 L/hari x 90 hari x 5000/L = Rp 1.104.879.150,Harga total bahan baku selama 3 bulan = Rp 40.936.219.175,Harga total Pertahun = 4 x Rp 40.936.219.175 = Rp 163.744.878.700,-


B. Kas 1. Biaya untuk Gaji Tabel LE-6. Sistem Gaji Karyawan No. 1. 2. 3. 4

Jabatan Kepala Bagian Proses Kepala Seksi Unit Sterilisasi Kepala Bagian Utilitas Karyawan TOTAL

Jumlah 1 1 1 12 15

Gaji/bln 10.000.000 8.000.000 8.000.000 1.500.000

Jumlah 10.000.000 8.000.000 8.000.000 18.000.000 44.000.000

a. Total gaji pegawai Untuk 1 bulan

= 1 x Rp 44.000.000 = Rp 44.000.000,-

Untuk 3 bulan

= 3 x Rp 44.000.000 = Rp 132.000.000,-

b. Biaya Administrasi umum Diperkirakan 20% dari 3 bulan gaji pegawai ………(Timmerhaus, 1991) = 0,2 x Rp 132.000.000 = Rp 26.400.000,c. Biaya pemasaran Diperkirakan 15% dari harga gaji karyawan selama 3 bulan: = 0,15 x Rp 132.000.000 = Rp 19.800.000,d. Pajak bumi dan bangunan (PBB). Perhitungan pajak bumi dan bangunan menurut UU No.2 tahun 2000 JO.UU No.21 tahun 1997, maka: Tanah Luas tanah

= 1.377 m2

Luas tanah tidak kena pajak = jalan = 67 m2 Luas tanah kena pajak

= Luas tanah total – Luas tanah tidak kena pajak = 1.377 m2 – 67 m2 = 1.310 m2


Pajak tanah

= 70% dari harga tanah = 0,7 x Rp 250.000/m2 = Rp 175.000/m2

Total NJOP tanah

= Rp 175.000/m2 x 1.310 m2 = Rp 229.250.000,-

Bangunan Luas bangungan

= 1.377 – 1000 = 377 m2

Pajak bangunan

= Rp 250.000/m2

NJOP bangunan

= Rp 377 m2 x Rp 250.000/m2 = Rp 94.250.000,-

Total NJOP bangunan = Rp 94.250.000,NJOP untuk perhitungan PBB = NJOP tanah + NJOP Bangunan = Rp 229.250.000 + Rp 94.250.000 = Rp 323.500.000,Nilai jual kena pajak (NJKP) = 20% NJOP untuk perhitungan PBB = 0,2 x Rp 323.500.000 = Rp 64.700.000,PBB yang terhitung

= 0,5% NJKP = 0,005 x Rp 323.500.000 = Rp 1.617.500,Tabel LE-7. Perincian Biaya Kas No. Jenis Biaya 1. Gaji pegawai 2. Administrasi umum 3. Pemasaran 4. Pajak bumi bangunan Total

Jumlah 132.000.000 26.400.000 19.800.000 1.617.500 179.817.500

C. Biaya Start Up Diperkirakan 3% dari MIT …………………………(Timmerhaus,1991) = 0,03 x Rp 13.616.105.869,- = Rp 408.484.976,-


Tabel LE-8. Perincian Modal Kerja (Working Capital) No. Jumlah biaya 1. Bahan baku dan Utilitas 2. Kas 3. Start up Total

Jumlah 40.936.219.175 179.817.500 408.484.976 41.524.521.651

Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp 13.616.165.869,- + Rp 41.524.521.651,= Rp 55.140.687.520,-


Steam Exchaus SteamValve 2

Tandan Buah Sawit (TBS)

4

STERILIZER

5

TBS yang sudah direbus

1

3

Komposisi

Condensate /Dearation valve

Masuk (kg/jam) Alur 1

Alur 2

Keluar (kg/jam) Alur 3

Alur 4

Alur 5

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


STRUKTUR ORGANISASI UNIT STERILISASI PADA PABRIK KELAPA SAWIT DENGAN KAPASITAS PENGOLAHAN 30 TON/JAM

Kepala Bagian Produksi

Kepala Seksi Unit Sterilisasi

Karyawan/ Operator

Kepala Seksi Pengolahan Air Karyawan/ Operator

Gambar 9.1 Srtuktur Organisasi Unit Sterilisasi pada Pabrik Kelapa Sawit


LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA PADA UNIT STERILIZER

Recommend Documents