LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Neraca Massa Kapasitas produksi olein yang dihasilkan adalah sebesar 1000 ton/hari Kapasitas produksi

= 1000 ton/hari = 1000 ton/hari x 1000 kg/ton x 1/24 hari/jam = 41.666 kg/jam olein

Tabel LA-1 komposisi asam lemak bebas minyak sawit Asam Lemak

Stearin (% massa)

Olein (% massa)

Miristat

1,4 %

-

Palmitat

40,1 %

-

Stearat

5,5 %

-

Oleat

-

42,7 %

Linoleat

-

10,3 %

Total

47 %

53 %

Sumber : Soepadiyo M, 2003

Neraca Massa Dengan Perhitungan Mundur

Universitas Sumatera Utara

LA-1 Perhitungan Neraca Massa Pada Filter Press

F3 :

3

4

FP 101

F4 : 41.666 kg/jam

Wo3: 0,53

Wo4 : 0,995

Ws3: 0,47

Ws4 : 0,005 5

F5 : Wo5 : 0,005 Ws5 : 0,995

Tujuan: Memisahkan antara stearin dan olein hasil kristalisasi F3

= F4 + F5

F3o

= F4o + F5o

F3s

= F4s + F5s

Untuk alur 4 : F4 = 41.666 kg/jam F4o

= F4 x W4o

F4s

= F4 x W4s

= 41.666 x ( 0,995 )

= 41.666 x ( 0,005 )

= 41.457,67 Kg/jam

= 208,33 kg/jam

F3 = 41.666 + F5

Total

:

Olein

: 0,53 F3 = 41.457,67 + 0,005 F5

Stearin : 0,47 F3 = 208,33

+ 0,995 F5

Dari neraca Olein diperoleh: 0,53 (41.666 + F5 ) = 41.457,67 + 0,005 F5 26.500 + 0,53 F5 = 41.457,67 + 0,005 F5 0,525 F5 = 19.375,67 F5 = 36.906,0381 Kg/jam Dari neraca Total diperoleh: F3

= 41.666 + F5 = 41.666 + 36.906,0381 = 78.572,0381 Kg/jam


Untuk alur 3 : 3

F = 78.572,0381

Untuk alur 5 : F5 = 36.906,0381 kg/jam

kg/jam

F3o = F3 x W3o

F5s = F5 x W5s

= 78.572,0381 x ( 0,53 )

= 36.906,0381 x (0,995 )

= 41.643,18019 kg/jam

= 36.721,50791 kg/jam

F3s = F3 x W3s

F5o = F5 x W5o

= 78.572,0381 x ( 0,47 )

= 36.906,0381 x (0,005)

= 36.928,85791 kg/jam

= 184,5301905 kg/jam

Tabel LA-2. Hasil Neraca Massa pada Filter Press Masuk Komponen

Keluar (Kg/jam)

(Kg/jam) Alur 3

Alur 4

Alur 5

Olein

41.643,18019

41.457,67

184,5301905

Stearin

36.928,85791

208,33

36.721,50791

Jumlah

78.572,0381

41.666

36.906,0381

Total

78.572,0381

78.572,0381

LA-2 Perhitungan Neraca Massa Pada Tangki Kristalisasi F2 : Wo2: 0,53 Ws2: 0,47

2

C 101

3

F3 : 78.572,0381kg/jam Wo3 : 0,53 Ws3 : 0,47

Tujuan : Mengkristalkan stearin dengan proses pendinginan Pada tangki kristalisasi tidak terjadi reaksi dan hanya ada 1 alur masuk (F2) dan 1 alur keluar (F3). maka massa yang masuk sama dengan massa yang keluar.


F2 = F3 = 78.572,0381 kg/jam F2o = F2 x Wo

F2s = F2 x W2s

= 78.572,0381 x 0,53

= 78.572,0381 x 0,47

= 41.643,18019 kg/jam

= 36.928,85791 kg/jam

Tabel LA-3 Hasil Perhitungan Neraca Massa Pada Tangki Kristalisasi Komponen

Masuk (kg/jam)

Keluar (Kg/jam)

Alur 2

Alur 3

Olein

41.643,18019

41.643,18019

Stearin

36.928,85791

36.928,85791

Total

78.572,0381

78.572,0381

LA-3 Perhitungan Neraca Massa Pada Heat Exchanger F1 :

1

2

HE 101

Wo1: 0,53

F2 : 78.572,0381 kg/jam Wo2 : 0,53

Ws2: 0,47

Ws2 : 0,47

Tujuan : Memanaskan RBDPO hingga 76 oC menuju tangki kristalisasi Pada heat exchanger tidak terjadi reaksi dan hanya ada 1 alur masuk (F1) dan 1 alur keluar (F2). maka massa yang masuk sama dengan massa yang keluar. F1 = F2 = 78.572,0381 kg/jam F1o = F1 x W1o

F1s = F1 x W1s

= 78.572,0381 x 0,53

= 78.572,0381 x 0,47

= 41.643,18019 kg/jam

= 36.928,85791 kg/jam

Tabel LA-4 Hasil Perhitungan Neraca Massa Pada Heat Exchanger Komponen

Masuk (kg/jam)

Keluar (Kg/jam)

Alur 1

Alur 2

Olein

41.643,18019

41.643,18019

Stearin

36.928,85791

36.928,85791

Total

78.572,0381

78.572,0381


LA-5

LA-4 Perhitungan Neraca Massa Pada Bak penampung Yang dilengkapi HE F5 : 36.906,0381 kg/jam Wo5: 0,005

6

BP 101

5

F6 : Wo6 : 0,005

Ws5: 0,995

Ws6 : 0,995

Tujuan : Menampung dan memanaskan stearin menuju tangki timbun Pada bak penampung yang dilengkapi dengan heat exchanger tidak terjadi reaksi dan hanya ada 1 alur masuk (F5) dan 1 alur keluar (F6). maka massa yang masuk sama dengan massa yang keluar. F5 = F6 = 36.906,0381 kg/jam F6o = F6 x W6o

F6s = F6 x W6s

= 36.906,0381 x 0,005

= 36.906,0381 x 0,995

= 184,5301905 kg/jam

= 36.721,50791 kg/jam

Tabel LA-5 Hasil Perhitungan Neraca Massa Pada Bak penampung Masuk (kg/jam)

Keluar (Kg/jam)

Alur 5

Alur 6

Olein

184,5301905

184,5301905

Stearin

36.721,50791

36.721,50791

Total

36.906,0381

36.906,0381

Komponen


LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS Neraca Panas Basis perhitungan

: 1 Jam operasi

Satuan panas

: Kilo Kalori

Suhu referensi

: 25 0C

Perhitungan Cp (kal/mol oC) menggunakan nilai setiap gugusnya. Tabel LB-1 Harga Cp setiap gugusan Gugus

Harga

- CH3

8,8

- CH2 -

6,2

- CH =

5,3

- COOH

19,1

C=

2,9 2,9

C Sumber : Lyman, 1980 Nilai kapasitas panas (Cp) untuk masing-masing komponen:

1. Cp Olein ( C18H34O2 ) = CH3 (CH2)7CH – ( CH2 )7COOH = 1 (-CH3-)+ 2(-CH=)+14(-CH2-)+1(-COOH) = 1 (8,8) + 2( 5,3 ) +14 (6,2) + 1 (19,1) = 125.3 kal /mol oC 2. Cp Stearin ( C18H36O2 ) = CH3 (CH2)16COOH = 1 (-CH3-)+ 16(-CH2-)+1(-COOH) = 1 (8,8) + 16 (6,2) + 1 (19,1) = 127,1 kal /mol oC


Berat Molekul : 1. BM Olein

: 282 gr/mol

2. BM Stearin

: 284 gr/mol

LB-1 Perhitungan Neraca Panas Pada Tangki RBDPO

Steam P = 2 atm T = 180 oC P = 1,5 atm

P = 1,5 atm

T = 30 oC

T = 60 oC

T 101

RBDPO

1

RBDPO

2

P = 2 atm T = 100 oC Kondensat Panas Masuk Q = n . Cp . Δt Jumlah panas masuk (Q masuk) pada 30 oC adalah: Tabel LB-2 Neraca Panas Masuk Pada Tangki RBDPO Kompo nen

BM

m (kg/jam)

n = m/BM

Cp

(kmol/

(kkal/

jam)

o

kg C)

ΔT

Qm

(oC)

(kkal/jam)

Olein

282 41.643,18019 147,6708517

125,3

5

92.515,78859

Stearin

284 36.928,85791 130,0311898

127.1

5

82.634,82112

Total

78.572,0381

175.150,6097


Panas Keluar Jumlah panas yang keluar (Qkeluar) pada 60oC adalah:

Tabel LB-3 Neraca Panas Keluar Pada Tangki RBDPO Komponen M (kg/jam)

n = m/BM (kmol/jam)

Cp

ΔT o

o

(kkal/kg C) ( C)

Qk (kkal/jam)

Olein

41.643,18019 147,6708517

125,3

35

647.610,5201

Stearin

36.928,85791 130,0311898

127.1

35

578.443,7478

Total

78.572,0381

1.226.054.268

Panas yang dilepas steam (Qs): Qs = Qk – Qm = 1.226.054.268 kkal/jam – 175.150,6097 kkal/jam = 1.050.903,658 kkal/jam Panas yang dibutuhkan fluida = 1.050.903,658 kkal/jam = 1.050.903,658 kkal/jam x 4,184 kJ/kkal = 4.396.980,906 kJ/jam Dari Tabel steam Smith, 1950 diperoleh: Pada tekanan 2 atm diperoleh temperatur saturated steam = 100 oC HV (180oC, 2 atm)

= 2828,6 kJ/kg

Hl (100oC, saturated steam) = 419

kJ/kg

Q = Hv - Hl = 2828,6 kJ/kg – 419 kJ/kg = 2409,6 kJ/kg Masa steam yang diperlukan: Qs Q 4.396.980,906 kJ/jam  2409,6 kJ/kg  1.824,776272 kg/jam

m


LB-2 Perhitungan Neraca Panas Pada Heat Exchanger


P = 1,5 atm

T = 60 oC

T = 76 oC

HE 101

RBDPO

2

RBDPO

3

P = 2 atm T = 110 oC Kondensat Panas Masuk Q = n . Cp . Δt Jumlah panas masuk (Q masuk) pada 60 oC adalah: Tabel LB-4 Neraca Panas Masuk Pada Heat Exchanger Kompo nen

BM

m (kg/jam)

n = m/BM (kmol/ jam)

Cp (kkal/

ΔT

Qm

kgoC)

(oC)

(kkal/jam)

Olein

282 41.643,18019 147,6708517

125,3

35

647.610,5201

Stearin

284 36.928,85791 130,0311898

127.1

35

578.443,7478

Total

78.572,0381

1.226.054,268


Panas Keluar Jumlah panas yang keluar (Qkeluar) pada 76oC adalah: Tabel LB-5 Neraca Panas Keluar Pada Heat Exchanger Komponen M (kg/jam)

n = m/BM (kmol/jam)

Cp

ΔT

Qk

(kkal/kgoC) (oC)

(kkal/jam)

Olein

41.643,18019 147,6708517

125,3

51

943.661,0436

Stearin

36.928,85791 130,0311898

127.1

51

842.875,1754

Total

78.572,0381

1.786.536,219

Panas yang dilepas steam (Qs): Qs = Qk – Qm = 1.786.536,219 kkal/jam – 1.226.054,268 kkal/jam = 560.481,951 kkal/jam Panas yang dibutuhkan fluida = 560.481,951 kkal/jam = 560.481,951 kkal/jam x 4,184

kJ/kkal

= 2.345.056,483 kJ/jam Dari Tabel steam Smith, 1950 diperoleh: Pada tekanan 2 atm diperoleh temperatur saturated steam = 110 oC HV (180oC, 2 atm)

= 2828,6 kJ/kg

Hl (110oC, saturated steam) = 462

kJ/kg

Q = Hv - Hl = 2828,6 kJ/kg – 462 kJ/kg = 2366,6 kJ/kg Masa steam yang diperlukan: Qs Q 2.345.056,483 kJ/jam  2366,6 kJ/kg  990,8968491 kg/jam

m


LB-3 Perhitungan Neraca Panas Pada Tangki Kristalisasi Air dari WCT

Air dari Chiller

P = 2 atm

P = 2 atm

T = 24 oC

T = 10 oC

P = 1,5 atm T = 76 oC

P = 1,5 atm 3

C 101

RBDPO

T = 24 oC

4

RBDPO

P = 2 atm

P = 2 atm

T = 38 oC

T = 22 oC

Air ke WCT

Air ke Chiller

Panas Masuk Panas masuk pada tangki kristalisasi = Panas keluar dari Heat Exchanger = 1.786.536,219 kkal/ jam Panas Keluar Proses pendinginan pada tangki kristaslisasi terbagi menjadi 2 tahap. Tahap 1 didinginkan sampai suhu 40 oC menggunakan media air pendingin dari Water cooling Tower, sedangkan tahap ke 2 didinginkan sampai 24

o

C

menggunakan media air pendingin dari Chiller. Tabel LB-6 Neraca Panas Tahap I Pada Tangki Kristaslisasi Komponen M (kg/jam)

n = m/BM (kmol/jam)

Cp

ΔT o

o

(kkal/kg C) ( C)

Qk (kkal/jam)

Olein

41.643,18019 147,6708517

125,3

15

277.547,3658

Stearin

36.928,85791 130,0311898

127.1

15

247.904,4634

Total

78.572,0381

525.451,8292


Panas yang diserap air pendingin dari Water Cooling Tower adalah: Q = 525.451,8292 kkal/ jam - 1.786.536,219 kkal/ jam = - 1.261.084,39 kkal /jam. Cp Air (H2O) = 1 kkal/kg oC

(Geankoplis, 1997)

Maka jumlah air dingin adalah:

1.261.084,39 kkal / jam Q  1kkal / kg oC x 14 oC Cp. T

=

 90.077,45643 kg

jam

Tabel LB-7 Neraca Panas Tahap II Pada Tangki Kristaslisasi Komponen M (kg/jam)

n = m/BM

Cp

ΔT

Qk

(kmol/jam)

(kkal/kgoC)

(oC)

(kkal/jam)

Olein

41.643,18019 147,6708517

125,3

-1

-18.503,15772

Stearin

36.928,85791 130,0311898

127.1

-1

-16.526,96422

Total

78.572,0381

-35.030,12194

Didalam stearin masih mengandung 0.5 % olein, maka hanya 99.5 % dari stearin yang mengkristal (memadat) ∆HKristalisasi Stearin

= -22,6 kkal/kg

(Timms, 1985)

= -22,6 kkal/kg x 36.928,85791 x 0.995 kg/jam = - 830.419,2278 kkal/jam Panas yang diserap air pendingin dari Chiller adalah: Q = -35.030,12194 kkal/ jam – 525.451,8292kkal/ jam + ∆Hkristalisasi = - 560.481,9511 kkal /jam. + (- 830.419,2278 kkal/jam) = - 1.390.901,179 kkal /jam Cp Air (H2O) = 1 kkal/kg oC

(Geankoplis, 1997)

Maka jumlah air dingin dari Chiller adalah: = 

Q Cp. T 1.390.901,179 kkal/jam 1 kkal/kg o C x 12 o C

 115.908,4316

kg

jam


LB-4 Perhitungan Neraca Panas Pada Filter Press

P = 1,5 atm

P = 1,5 atm

o

T = 24 oC

T = 24 C 3

RBDPO

FP 101

5

4

Olein

P = 1 atm T = 24 oC

Stearin

Panas bahan masuk (Qmasuk) ke Filter Press sama dengan panas yang keluar (Qkeluar) dari Filter Press T = 24 0C, maka: Panas yang ditambahkan adalah: Qs = Qk – Qm = 0 kkal /jam LB-5 Perhitungan Neraca Panas Pada Bak Penampung Dengan Koil Pemanas


P = 1,5 atm

T = 24 oC

T = 70 oC

Stearin

BP101 5

Stearin

6

P = 2 atm T = 100 oC Kondensat Tabel LB-8 Neraca Panas Masuk Pada Bak Penampung n = m/BM

Cp

ΔT

Qm

(kmol/jam)

(kkal/kgoC)

(oC)

(kkal/jam)

0,654362377

125,3

-1

-81,99160584

Stearin

36.721,50791 129,3010842

127.1

-1

-16.434,1678

Total

36.906,0381

Komponen

M (kg/jam)

Olein

184,5301905

-16.516,15941


LB-9

Tabel LB.9 Neraca Panas Keluar Pada Bak Penampung n = m/BM

Cp

ΔT

Qk

(kmol/jam)

(kkal/kgoC)

(oC)

(kkal/jam)

0,654362377

125,3

45

3.689,622263

Stearin

36.721,50791 129,3010842

127.1

45

739.537,5511

Total

36.906,0381

Komponen

M (kg/jam)

Olein

184,5301905

743.227,1733

Panas yang dilepas steam (Qs): Qs = Qk – Qm = 743.227,1733 kkal/jam – (-16.516,15941) kkal/jam = 759.743,3327 kkal/jam Panas yang dibuang oleh fluida = 759.743,3327 kkal/jam = 759.743,3327 kkal/jam x 4,184 kJ/kkal = 3.178.766,104 kJ/jam Dari Tabel steam Smith, 1950 diperoleh: HV (180oC, 2 atm)

= 2828,6 kJ/kg

Hl (100oC, Saturated Steam) = 419 kJ/kg Q = Hv - Hl = 2828,6 kJ/kg – 419 kJ/kg = 2409,6 kJ/kg Masa steam yang diperlukan: Qs Q 3.178.766,104 kJ/jam  2409,6 kJ/kg 1.319,2090 kg/jam

m


LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

LC-1 Tangki Bahan Baku RBDPO (T101) Fungsi

: Penyimpanan RBDPO untuk kebutuhan selama 1 hari

Kondisi

: T = 60 oC, P = 1 atm

Jenis

: Silinder tegak, alas dan tutup elipsoidal

Bahan konstruksi

: Carbon Steel, SA-283 grade C

Jumlah

: 3 unit

Tabel LC-1 Komposisi Bahan Dalam Tangki Bahan Baku Komponen

Massa (kg/jam)

Densitas (kg/m3)

Volume (m3)

Olein

41.643,18019

890,5

46,76381829

Stearin

36.928,85791

847

43,59959516

Total

78.572,0381

Densitas campuran =

90,36341345

massa campuran volume campuran



78.572,0381 90,36341345

 869,5116209 kg /m3

Perhitungan : a. Volume 

Kebutuhan bahan = 78.572,0381 kg/jam



Kebutuhan bahan 1 hari = 78.572,0381 kg/jam x 24 jam/hari = 1.885.728,914 kg/hari



Volume bahan untuk 1 hari =

1.885.728,914 kg/hari 869,4736 kg/m 3

 2.168,816 m

3

hari



Faktor keamanan tangki 20 %, maka:



Volume tangki (V) = (100 % + 20 % ) x Volume Bahan = 1,2 x 2.168, 816 m3/hari = 2.602,580 m3/hari


b. Diameter (D) dan Tinggi Tangki (H)



Volume shell tangki (VS) Vs =

1 π D 2 H ; asumsi, D : H = 3 : 4 4

Maka H = Vs = 

1 4 π π D2 . D  D3 4 3 3

Volume tutup tangki (Vh) Vh =



4 D 3

 24

Di 3

(Walas, 1988)

Volume tangki (V) V = Vs + 2Vh = = 2.602,58011 m3 D

= 12,576 m

H

= 16,768 m

π 3 π 8π 3 π 3 D  2 D3  D 2 D 3 24 24 24 10π 3 5π 3 D  D 24 12 =

5π 3 D 12


c. Diameter dan Tinggi Tutup Diameter tutup tangki = diameter tangki = 12,576 m Tinggi tutup (Hh) = D/4

(walas, 1988)

12,576 m = 3,144 m 4

= d. Tebal Shell Tangki

(Brownell dan Young, 1979)

Volume tutup tangki (Vh) =

π 3 π 3 D  12,576 m  = 260,223 24 24

Volume cairan dalam shell (Vc Shell) = V - Vh = (2.602,579 – 260,223) m3 = 2.342,355 m3 Vc Shell

Tinggi cairan (Hc) =

π D2

=

4

2.342,355 m 3 π 12,576 m 

2

= 18,866 m

4

L = 2 (Hh) + H = 2 (3,14)+16,768 = 23,056 Tekanan hidrostatik : P = ρ x g x L

(Brownell dan Young, 1979) 3

2

= 869,4736 kg/m x 9,8 m/det x 23,056 m = 196.465,107 Pa Faktor kelonggaran = 5% Maka : Pdesign = (1,05) x 196.465,107 Pa = 206.288,362 = 206,288362 kPa

Joint Efficiency (E)

= 0,8

Allowable Stress (S): = 12650 Psia = 87218,714 kPa Tebal Shell Tangki : T =

=

PD C 2SE  1,2P


206,288362 kPa x 12,576 m x 39,37 inc

m  0,125 inc 2 x 87218,714 x 0,8  1,2 x 206,288362 kPa 

= 0,85 in


Tebal shell standar yang dipilih = 7/8 in e. Ukuran Tutup Tangki

Tutup tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell, maka: Tebal tutup tangki = 7/8 in Dari Tabel 5.4 Brownell dan Young (1979), diperoleh nilai : Sf = Flange lurus = 4 in = 0,10 m icr = Radius sudut bagian dalam = 2 5/8 in = 0,06 Dimensi keseluruhan : OA = t + b + sf Dimana


OA = Hh = Tinggi keseluruhan tutup tangki b = Pinggan bagian dalam a = Radius dalam r = radius pinggan

Sehingga pinggan dalam, b = 3,144 – 0,06 – 0,10 = 2,984 m Maka diperoleh radius pinggan dalam sebesar: r = b + AC Dimana :

AC =

BC 2  AB 2

AB = a – icr BC = r – icr a = D/2 = 12,576 / 2 = 6,288 m maka r

= b

BC 2  AB 2


(r – b)2

= (r – icr)2 – (a – icr)2

r2 – 2br + b2

= (r2 – 2r(icr) + icr2) – (a2 – 2a(icr) + icr2)

2br

= b2 + 2r(icr) + a2 – 2a(icr)

2 (2,984) r

= 2,9842 + 2r (0,06) + 6,2882 – 2(6,288)(0,06)

r

= 8,15 m

f. Jaket tangki

(kern, 1965)

L = Da = 12,576 = 41,25 ft Ρ = 869,4736 kg/m3 = 54,2814 lbm/ft3 k = 0,0925Btu/(hr)(ft2)(oF/ft)

Tabel 4, kern. hal 800.

c = 125,84 Btu/lbmoF µ = 18,2 CP x 2,4191 lbm/ft.hr Rei =

L2 x



41,25 2 x54,2814   2.098,21 44,02

Untuk Rei = 2.098,21dari Fig 20-2 kerndidapatkan j = 65

hixDi  cx  J = 65 = x  k  k 

1

3

    x  w 

Untuk mempermudah perhitungan

0 ,14

 dianggap = 1 w

Di = 41,25 ft

k  c  hi = jx   Di  k 

1

3

    x  w 

0 ,14

1

0,0925  125,84 x 44,02  3 x = 65 x  x1 41,25  0,0925  = 37,71 Btu/(hr)(ft2)(oF) 1Btu hoi = 1.050.903,685 kkal/hr x  4.167.606,51Btu / hr 0,25216kkal hixhio 37,31x 4.167.606,51  uc = hi  hio 37,31  4.167.606,51 = 37,30 Btu/(hr)(ft2)(oF) Rd = 0,005, hd =

1 1   200 Rd 0,005


UD =

ucxhd 37,31x 200  uc  hd 37,31  200

= 31,46 A = 3,14 x 41,25 x0,0925  = 1347,70 ft2

3,14 x 41,252 4

LC-2 Heat Exchanger (HE101)

Fungsi

: Menaikkan suhu RBDPO dari 60 0C menjadi 760C

Jenis

: 1-2 Shell and tube

Jumlah

: 1 unit

Fluida panas Dari perhitungan neraca panas pada lampiran B diperoleh: Laju alir steam masuk

= 990,8968491 kg/jam

= 2.184,565 lb/jam

Panas yang dilepas steam = 2.345.056,483 kkal/jam

= 2.222.675,945 Btu/jam

Tawal

= 180 oC

= 356 oF

Takhir

= 110 oC

= 230 oF

Laju alir olein

= 78.572,0381 kg/jam

= 91.807,976 lb/jam

Tawal

= 60 oC

= 140 oF

Takhir

= 76 oC

= 168.8 oF

Fluida dingin

Tabel LC-2 Data Temperatur Pada HE Temperatur

Fluida Panas 0

Fluida Dingin 0

Selisih

Tinggi

T1 = 356 F

t2 = 168.8 F

∆T = 187,2 0F

Rendah

T2 = 230 0F

t1 = 140 0F

∆T = 90 0F

Selisih

126 0F

28,8 0F

97,2 0F


LMTD 

ΔT  Δt  ΔT  2,3 Log    Δt 

R

T1  T2 t 2  t1

S

t 2  t1 T1  t1



97,2  187,2  2,3 log    90 

 132,87 o F

 4,373  0,133

Dari Gambar 18 Kern (1950), diperoleh nilai FT = 1 maka: ∆TLMTD = FT x LMTD = 1 x 132,869 = 132,869 0F Rd ≥ 0,003 ∆P ≤ 10 Psi Tc 

T1  T2 2

tc 

t1  t 2 2





356  230 2

140  168,8 2

 293 0 F

 154,4 0 F

1. Dari Tabel 8 Kern (1950) untuk medium organik UD = 50-100, diambil UD = 100 Btu/jam.ft2 . oF A

Q U D  Δt



2.222.675,945 Btu/jam 100 Btu/jam.ft 2 . 0 F 132,869 o F





 167,283 ft 2

2. Digunakan 1 in OD tubes 1 in, Dari Tabel 10 kern (1950), diperoleh: 1 in OD, l = 20 ft; dengan luas permukaan luar “a” = 0,2618 ft2/ft Jumlah tubes, Nt 

A lxa



167,283 ft 2 2 20 ft 0,2618 ft



ft



 31,948 buah

Dari Tabel 9 Kern (1950), dengan square pitch 1-P diperoleh jumlah tube terdekat adalah Nt = 32 pada shell =10. in 3. Koreksi UD A

= L x Nt x a” = 20 x 32 x 0,2618 = 167,552 ft2


UD

2.222.675,945 Btu jam Q   167,552x 132,869 A x Δt  99,839 Btu jam. ft 2 F

Tube : Fluida Panas (Steam)

4. Flow area (at), dari Tabel 10 Kern (1950), diperoleh untuk 1 in OD tube square pitch, at’ = 0,355 ft2 at



at' x Nt 144 x n



0,355 x 32 144 x 1

 0,078 ft 2

5. Laju alir masa, Gt Gt



Wt at

2.184,565 0,078



 28.007,243 lbm

jam.ft 2

6. Bilangan Reynold Pada 8 BWG diperoleh Dt =

0,67  0,0558 ft 12

(Tabel 10 Kern, 1950)

Pada Tc = 293o F, diperoleh µ = 0,014 cp

(Fig. 15 Kern, 1950)

= 0,0338 lbm/ft. jam Ret



Dt x Gt μ



0,0558 x 28.007,243 0,0338

 46.236,809

Shell : Fluida Dingin (Olein) :

7. Flow area, untuk 1 in OD tube 1 1/4 in square pitch 1-P, jumlah tube 32 buah dengan panjang tube = 20 ft, diperoleh: as

 Shell  Tube

(Kern, 1950)



1  1 1 2   2   π D    N t π D  144  4 4   



1  1 1 2  2    π 10    32 π 1  144  4   4 

 0,370 ft 2 8. Laju alir masa (Gs) Gs



W as



91.807,976 0.370

 248.129,664 lbm

jam ft 2


9. Bilangan Reynold (Re) Pada tc = 154,4 oF, diperoleh µ = 7 cp

(Fig. 14 Kern, 1950)

= 16,9337 lbm/ft. jam 4 as N t π OD

De 



Res

10.

 ID

De . Gs μ



4 0,370 32 x π 1 10

= 0,147 ft

0,147 x 248.129,664 16,9337

 2.153,992

Pada Re = 2.153,992 dengan L/D = 20/0,216 = 92,59, dari Fig 24, Kern (1950) diperoleh JH = 9

11. cp = 126,1460 Btu/lbm. oF K h0

= 0,0925 Btu/jam ft2 (oF/ft) K  JH Dt

(Tabel 5 Kern, 1950 )

1

 cp μ  3   s  K 

h0 K  cp μ   JH   Dt  K  s

1

3

0,0925  126,146 x 16,9337  9   0,147  0,0925 

1

3

= 161,272 hio = 1500 Btu/jam ft2 .oF

(Kern, 1950)

Фs = 1 tw

= tc +

hio (Tc - tc) hio  ho

= 154,4 +

1500 (293 - 154,4) 1500  161,272

= 279,545 oF Pada tw = 279,545 oF diperoleh µw = 1,4 cp

(Fig. 15 Kern, 1950)

= 3,386 lbm/ft. jam  μ Фs =  μw ho =

  

0,14

 3,386     3,386 

0,14

1

ho Φs = 161,272 x 1 = 161,272 Φs

12 Koefesien Uc


hio x ho hio  ho

Uc 

1500 x 161,272 1500  161,272



 145,616 Btu

jam.ft 2 0 F

13. Faktor Pengotor Rd Rd 

UC  UD UC x UD



145,616  99,839 145,616 x 99,839

 0,0046

Syarat Rd ≥ 0,003 Maka design Heat Exchanger memenuhi

Penurunan Tekanan Tube

Pada 293 oF dan P = 2 atm, diperoleh Volume spesifik (V) = 11,41 ft3/lbm   1  11,41 S = = 0,0014 62,5

14. Pada Ret = 46.236,809 ; maka f = 0,00017

(Fig. 26 Kern, 1950 )

Gt = 28.007,243 lb/jam.ft2 ΔPt 

f G2 L n 1 x 2 5,22 x 1010 x Dt x s x φ t

1 0,00017 28.007,243 20 x 1  2 5,22 x 1010 x 0,0558 x 0,0014 2

 0,32 Psi

Shell

15. De 



 Res

4 x as N.  . OD   . ID 12 12







4 x 0,370 32 x 3,14 x 1  3,14 x 10 12 12



 

1,48 8,381  0,143

 0,174



De . Gs μ





0,174 x 248.129,664 16,9337

 2.919,537


Dari Fig.26 Kern (1950), pada Res = 2.919,537 diperoleh f = 0,00038 ft2/in2 ΔPt 

f G2 L n 5,22 x 1010 x De x s x φ t

0,00038 248.129,664 x 20 x 1  5,22 x 1010 x 0,174 x 1,08 x 1  0,048 Psia 2

∆P ≤ 10 Psia , maka desain Heat Exchanger diterima

LC-3 Pompa Bahan Baku (P101)

Fungsi

: Memompakan bahan baku dari tangki RBDPO ke

Heat Exchanger Jenis

: Sentrifugal Pump

Bahan konstruksi

: Commercial Steel

Jumlah

: 1 unit

Data : Temperatur

= 600C

Laju alir massa (F)

= 78.572,0381 kg/jam = 173222,597 lbm/jam

Densitas

= 869,4736 kg/m3 = 54,2814 lbm/ft3

Viskositas

= 18,2 cp= 0,0122 lbm/ft.det

Perhitungan : Laju alir volumetrik: Q=

F 173.222,597 lbm/jam = ρ 54,2814 lbm/ft 3 = 3.191,196 ft3/jam x

1 jam 3600 detik

= 0,886 ft3/det x 7,481 gal/ ft3 x 60 det/menit = 397,835 gpm Diameter optimum :


Dopt

= 3,9 (Q)0,45 . (ρ)0,13 = 3,9 (0,886)

0,45

(Peters dkk, 2004)

. (54,2814)

0,13

= 6,22 in Dari Appendix C-6a Foust (1980), dipilih pipa : Ukuran pipa nominal

= 6 in

Schedule

= 40

Diameter dalam (ID)

= 6,065 in = 0,505 ft = 0,154 m

Luas penampang dalam (A) = 0,2006 ft2 Kecepatan linier, V =

Q A

=

Bilangan Reynold, NRe = =

0,886 ft 3 /det 0,2006 ft 2

= 4,416 ft/det

ρDV μ 54,2814 lbm/ft 3 x 0,505ft x 4,416 ft/det 0,0122 lbm/ft.det

= 9.923,968 Untuk commercial steel dengan diameter 6 in dari Appendix C-1 Foust (1980), diperoleh : 

D

= 0,0003

Pada NRe = 9.923,968 dan 

D

= 0,0003 dari Appendix C-3 Foust (1980),

diperoleh f = 0,033

Dari Appendix C-2a Foust (1980), diperoleh instalasi pipa sebagai berikut: 

Pipa lurus



2 buah gate valve fully opened (L/D = 13)

=8m

L2 = 2 x 13 x 0,154 

= 4,004 m

3 buah elbow 90 0 (L/D = 30) L3 = 3 x 30 x 0,154



= 13,86 m

1 buah sharp edge entrance (K= 0,5 ; L/D = 33) L4 = 1 × 33 × 0,154

= 5,082 m

 1 buah sharp edge exit (K= 1,0 ; L/D = 65)


L5 = 1 × 65 × 0,154

= 10,01 m ΣL

= 40,956 m = 134,368 ft

Faktor gesekan (∑F)

0,0334,416 ft/det  (134,368 ft) fV 2 ΣL = = 2g c D 2 x 32,174 lbm.ft/lbf.det x 0,505 ft 2

∑F

= 2,660 ft.lbf/lbm Dari persamaan neraca energi : Wf  ΔZ

g ΔV 2 ΔP    F gc 2g c ρ

Tinggi pemompaan (ΔZ) = 20 ft   32,174 ft/det 2 Wf = 20ft  + 0 + 0 + 2,660 ft.lbf/lbm 2   32,174 ft.lbm/lbf.det 

= 22,660 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa = 80 % Daya pompa

(Petters dkk, 2004)

=

ρQWf η

=

54,2814 lbm/ft 3 0,886 ft 3 /det 22,660 ft.lbf/lbm 0,8





  1 HP = 1.362,243 ft.lbf/det x    550 ft.lbf/det 

= 2,4 HP Maka dipilih pompa dengan daya motor = 2,5 HP LC-4 Tangki Kristalisasi (C101)

Fungsi

: Mengkristalkan RBDPO melalui pendinginan

Kondisi

: T = 60 oC, P = 1 atm

Jenis


Bahan konstruksi


Jumlah

: 2 unit

Perhitungan : Data bahan Analog dengan LC-1, maka diperoleh: a. Volume




Kebutuhan bahan

= 78.572,0381 kg/jam



Densitas campuran

= 869, 4736 kg/m3



Kebutuhan bahan 8 jam = 78.572,0381 kg/m3 x 8 jam/operasi = 628.576,304 kg/operasi



Volume bahan untuk 8 jam =

628,576,304 kg/operasi 869,4736 kg/m 3

3  722,938 m

operasi






Volume tangki = (100 % + 20 % ) x Volume Bahan = 1,2 x 722,938 m3/operasi = 867,526 m3/operasi

b. Diameter dan Tinggi Tangki Perhitungan Analog dengan LC-1, maka diperoleh: 867,526 m3

5π 3 D 12

=

D

= 8,720 m

H

= 11,626 m

c. Diameter dan Tinggi Tutup Diameter tutup tangki = diameter tangki = 8,720 m Tinggi tutup =

D 8,720 m  = 2,18 m 4 4

(Walas, 1988)

d. Tebal Shell Tangki Tinggi total cairan dalam tangki (L) : Volume tutup tangki (Vh) =

π 3 π 3 D  8,720 m  = 173,499 24 24

Volume cairan dalam shell (Vc Shell) = V - Vh = (867,526 – 173,499)m3 = 694,026 m3 Tinggi cairan (Hc) =

=

Vc Shell π Di 2

4

694,026 m 3 π 8,720 m 

2

= 11,627 m

4


L

= 2 (Hh)+H = 2 (2,18) +11,629 = 15,986 m

Tekanan hidrostatik : P = ρ x g x L


= 869,4736 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 15,986 m = 139.353,381 Pa Faktor kelonggaran = 5% Maka : Pdesign = (1,05) x 139.353,381 Pa = 146.321,050 Pa = 146,321050 kPa Joint Efficiency (E)

= 0,8

Allowable Stress (S): = 12650 psia = 87.218,714 kPa

Tebal Shell Tangki : T =

=

PD C 2SE  1,2P


146,321050 kPa x 8,720 m x 39,37 inc

m  0,125 inc 2 x 87.218,714 x 0,8  1,2 x 146,321050 kPa 

= 0,48 in Tebal shell standar yang dipilih = 7/16 in Tutup tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell, maka: Tebal tutup tangki = 7/16 in Dari Tabel 5.4 Brownell and young (1979), diperoleh nilai : Sf = Flange lurus = 3 ½ in = 0,08m Icr = Radius sudut bagian dalam = 1 5/16 in = 0,03 m Dimensi keseluruhan : OA = t + b + sf Dimana



Sehingga pinggan dalam, b = 2,18 – 0,03 – 0,08 = 2,07 m Maka diperoleh radius pinggan dalam sebesar: r = b + AC Dimana :

AC =

BC 2  AB 2


AB = a – icr BC = r – icr a = D/2 = 8,720/2 = 4,36 m = b

maka r

BC 2  AB 2

(r – b)2

= (r – icr)2 – (a – icr)2

r2 – 2br + b2

= (r2 – 2r(icr) + icr2) – (a2 – 2a(icr) + icr2)

2br

= b2 + 2r(icr) + a2 – 2a(icr)

2 (2,07) r

= 2,072 + 2r (0,03) + 4,362 – 2(4,36)(0,03)

r

= 5,64 m

e. Daya Pengadukan Jenis pengaduk : Flat six-blade open turbine Jumlah daun

: 6 buah

Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar (Mc Cabe dkk, 1994) diperoleh: Da/Dt = 1/3 maka Da = 1/3 Dt = 1/3 x 8,720 m = 2,906 m E/Da = 1 maka E = Da = 2,906 m L/Da = ¼ maka L = ¼ Da = ¼ x 2,906 m = 0,726 m W/Da = 1/8 maka W = 1/8 Da = 1/8 x 2,906 m = 0,363 m J/Dt = 1/12 maka J = 1/12 Dt = 1/12 x 8,720 m = 0,726 m Dimana : Dt = diameter tangki Da = diameter impeller E = tinggi turbin dari dasar tangki L = panjang blade pada turbin W = lebar blade pada turbin J = lebar baffle Kecepatan pengadukan = 0,3 putaran/detik Viskositas campuran

= 9,5 cp = 0.0095 kg/m.s

Bilangan Reynold : NRe =

ρ x N x Da 2 μ


=

869,4736 kg/m 3 x 0,3 x 2,906m  0,0095 kg m.s

2

= 231.870,377 Maka perhitungan daya pengaduk menggunakan rumus : P = Np x n3 x ρ x Da5 Untuk Nre = 231.870,377 dari Fig. 3.4.4 Geankoplis (1997), diperoleh Np = 3 maka : P = 3 x (0,3 3 ) x 869,4736 x (2,906 5 ) = 14.595,516 Watt x

1 HP = 19,59 HP 745 Watt

Efisiensi motor penggerak = 80 % Daya motor penggerak =

(Peters dkk, 2004)

19,59 = 24,48 HP 0,8

Maka dipilih motor dengan daya = 24

1 HP 4

f. Jaket Pendingin:


Ditetapkan jarak jaket (j)

= 1 in = 0,0254 m

Diameter dalam jaket (D1)

= D + (2 x Tebal bejana) = 8,720 + (2 x 0,0111) = 8,742 m

Diameter luar jaket (D2)

= 2 j + D1 = ( 2 x 0,0254) + 8,720 = 8,770 m

Luas yang dilalui air pendingin (A)

=

D 4



2

2

2

 D1



= π/4 (8,770 2 –8,742

2

)

= 0,562 m2

LC-5 Pompa Heat Exchanger (P102)

Fungsi

: Memompakan bahan baku dari Heat Exchanger menuju tangki Kristalisasi

Jenis

: Sentrifugal Pump


Bahan konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Data : Kondisi operasi : - Temperatur : 76 0C - Tekanan

: 1 atm

Laju alir massa (F)

= 94.285,7143 kg/jam = 173.222,597 lbm/jam

Densitas

= 869,4736 kg/m3 = 54,2814 lbm/ft3

Viskositas

= 9,5 cp = 6,4 x 10-4 lbm/ft.det

Perhitungan : Laju alir volumetrik : Q=


1 jam 3600 detik

= 0,886 ft3/det x 7,481 gal/ ft3 x 60 det/menit = 397,888 gpm Diameter optimum : Dopt

= 3,9 (Q)0,45 . (ρ)0,13

(Peters dkk, 2004)

= 3,9 (0,886)0,45 . (54,2814) 0,13 = 6,219 in

Dari Appendix C-6a Foust (1980), dipilih pipa : Ukuran pipa nominal

= 6in

Schedule

= 40

Diameter dalam (ID)

= 6,065 in = 0,505 ft = 0,154 m


Q A

Bilangan Reynold, NRe

= =

0,886 ft 3 /det 0,2006 ft 2

= 4,416 ft/det

ρDV μ


=

54,2814 lbm/ft 3 x 0,505ft x 4,416 ft/det 6,4 . 10  4 lbm/ft.det


D

= 0,0003

Pada NRe = 189.143,538dan 

D

= 0,0003 dari Appendix C-3 Foust (1980)

diperoleh f = 0,018 Dari Appendix C-2a Foust (1980), diperoleh instalasi pipa sebagai berikut: 

Pipa lurus




=8m

L2 = 2 x 13 x 0,154 

= 4,004 m

3 buah elbow 90 0 (L/D = 30) L3 = 3 x 30 x 0,154



= 13,86 m




= 5,082 m

1 buah sharp edge exit (K= 1,0 ; L/D = 65) L5 = 1 × 65 × 0,154

= 10,01 m ΣL

= 40,956 m = 134,368 ft

Faktor gesekan (∑F) 0,0184,416 ft/det  (134,368 ft) fV 2 ΣL = = 2g c D 2 x 32,174 lbm.ft/lbf.det x 0,505ft 2

∑F

= 1,451 ft.lbf/lbm Dari persamaan neraca energi :

W f  Z

V 2 P g    F gc 2 gc 

Tinggi pemompaan (ΔZ) = 40 ft


  32,174 ft/det 2 + 0 + 0 + 1,451 ft.lbf/lbm Wf = 40 ft  2   32,174 ft.lbm/lbf.det 

= 41,451ft.lbf/lbm Efisiensi pompa = 80 % Daya pompa

(Petters dkk, 2004)

=

ρQWf η

=

54,2814 lbm/ft 3 0,886ft 3 /det 41,451 ft.lbf/lbm 0,8






= 4,5 HP Maka dipilih pompa dengan daya motor = 4,5 HP

LC-6 Filter Press (FP101)

Fungsi

: Memisahkan Olein Dan Stearin

Jenis

: Plate and Frame Filter Press

Temperatur

: 24 oC

Jumlah

: 3 unit

Dari LA-1 diperoleh: Laju alir filtrat : 41. 666 kg/jam /3Unit = 13.888,666

(99,5 % Olein dan

0,5 % Stearin) 250  49.750

= 847,2 kg/m3

Densitas filtrat

:

Laju alir cake

: 36.906.0381 kg/jam (99,5 % Stearin dan 0,5 % Olein)

Densitas cake

:



 250   49.750 890,5  847 



44.064,28  221,4286 =890,2714 kg/m3  44.064,28   221.428 890 , 5 847  





Luas penyaringan efektif dihitung dengan menggunakan persamaan:  W  L . A (1 – E) ρs = ρ ( V + E . L . A)   1 W 

(Prabhudesai, 1984)

Dimana: L

= Tebal cake pada frame


A

= Luas penyaringan efektif (m2)

E

= Poros partikel = 0,05

ρ

= Densitas cairan

ρ0

= Densitas cake

W

= Fraksi masa cake dalam umpan

V

= Volume filtrat hasil penyaringan (m3)

Direncanakan luas penyaringan efektif filter press untuk waktu proses 1 jam (berdasarkan pengamatan pada PT. Bintang Tenera) Maka jumlah umpan yang harus ditangani = 78.572,0381 kg/jam Volume filtrat hasil penyaringan =

13.888,666 kg = 16,397 m3 kg 847,2 m3

Tebal cake yang diestimasi pada frame = 2,5 in = 0,0635 m

(Prabhudesai, 1984)

Dipilih plate and frame dengan ukuran 1450 mm Luas frame = 2,9 m2

(Prabhudesai, 1984)

Maka:  W  L . A (1 – E) ρs = ρ ( V + E . L . A)   1W   0,4697  0,0635 x A x(1-0,05) x 890,2714 = 847,2(16,397 + 0,05 x 0,0635 x A)    1  0,4697  53,7075 A A Maka jumlah plate Faktor Keamanan

=

= 13.890,948 A ( 0,885 ) = 228,897 m2

228,897 m 2 = 78,930 Unit 2,9 m 2

5%

Jumlah plate yang dibutuhkan = 1,05 x 78,930

= 82,8 plate

Maka Jumlah plate setiap unit terdiri dari : 83 plate

LC-7 Pompa Tangki Kristalisasi (P103)

Fungsi

: Memompakan

Olein

dan

Stearin

dari

tangki

Kristalisasi menuju Filter Press Jenis

: Sentrifugal Pump

Bahan konstruksi

: Commercial steel


Jumlah

: 1 unit

Data : Temperatur

= 24 0C

Laju alir massa (F)

= 78.572,0381 kg/jam = 173.222,597 lbm/jam

Densitas

= 869,4736 kg/m3 = 54,2814 lbm/ft3

Viskositas

= 69,2 cp = 0,0465 lbm/ft.det

Perhitungan : Laju alir volumetrik : Q=


1 jam 3600 detik


= 3,9 (Q)0,45 . (ρ)0,13 = 3,9 (0,886)

0,45

(Peters dkk, 2004)

. (54,2814)

0,13

= 6,220 in

Dari Appendix C-6a Foust (1980), dipilih pipa : Ukuran pipa nominal

= 6 in

Schedule

= 40

Diameter dalam (ID)

= 6,065 in = 0,505 ft = 0,154 m


Q A

Bilangan Reynold, NRe =

=

0,886 ft 3 / det 0,2006 ft 2

= 4,416 ft/det

ρDV μ


=

54,2814 lbm/ft 3 x 0,505ft x 4,416 ft/det 0,0465 lbm/ft.det


D

= 0,0003

Pada NRe = 2.603,265dan 

D


diperoleh f = 0,048 Dari Appendix C-2a, Foust (1980), diperoleh instalasi pipa sebagai berikut: 

Pipa lurus




=8m

L2 = 2 x 13 x 0,154 

= 4,04 m

2 buah elbow 90 0 (L/D = 30) L3 = 2 x 30 x 0,154



= 13,86 m


= 5,082 m

 1 buah sharp edge exit (K= 1,0 ; L/D = 65) L5 = 1 × 65 × 0,154

= 10,01 m ΣL

= 40,956 m = 134,368 ft

Faktor gesekan (∑F) 0,0484,416 ft/det  (134,368ft) fV 2 ΣL = = 2g c D 2 x 32,174 lbm.ft/lbf.det x 0,505 ft 2

∑F


g ΔV 2 ΔP    F gc 2g c ρ

Tinggi pemompaan (ΔZ) = 15 ft


  32,174 ft/det 2 Wf = 15 ft  + 0 + 0 + 3,870 ft.lbf/lbm 2   32,174 ft.lbm/lbf.det 


(Petters dkk, 2004)

=

ρQWf η

=







= 2,06 HP Maka dipilih pompa dengan daya motor = 2 HP

LC-8 Bak Penampung Stearin yang dilengkapi dengan Koil Pemanas (BP105)

Fungsi

: Menampung Stearin dari Filter Press dan memanaskan Stearin dari 24 0C menjadi 700C

Jumlah : 3 unit Bahan

: Carbon Steel

1. Ukuran Bak penampung

Laju cake = 36.721,50791 kg/jam / 3 unit Filter Press = 12.240,502 kg Densitas

= 890,5 kg/m3

Direncanakan bak menampung stearin selama 1 jam Factor keamanan 50 % Volume bak

=

12.240,502 kg x 1,5 890,5 kg 3 m

 20,618 m 3

Direncanakan : Panjang = 2 x tinggi bak Lebar

= tinggi bak

Maka:, Volume bak 20,618

= pxlxt = 2 x t3


t

=

3

20,618 2

= 2,176 m

Diperoleh: Panjang

= 2 x 2,176 = 4,352 m

Lebar

= tinggi

= 2,176 m

2. Koil Pemanas

Panas yang dilepas steam (Q) = 759.743,3327 kkal/jam

= 3.012.941,516 Btu/jam

Laju cake

= 80.957,490 lb/jam

= 36.721,50791 kg/jam

= 22,488 lb/det Tawal

= 24 oC

= 75,2 oF

Takhir

= 70 oC

= 158 oF

Koefisien perpindahan panas dengan menggunakan koil : k c   hi = j   Dj  k 

1

3

 b     w 

0 ,14

(Kern, 1950)

dimana : hi

= koefisien perpindahan panas, Btu/jam ft2 F

j

= konstanta yang berhubungan dengan bilangan Reynold

c

= panas spesifik

μ

= viskositas, lb/ft jam

k

= konstanta panas, Btu/jam ft F

ρ

= densitas, lb/ft3

Data : Konduktivitas panas stearin Kstearin

= 0,0925 btu/jam ft2 (oF/ft)

Panas spesifik stearin, Cpstearin

= 126,1460 Btu/lbm. oF

Viskositas stearin µstearin

= 56 cp = 135,4692 lbm/ft.jam = 0,0376 lbm/ft.det

Ukuran pipa untuk koil adalah 1 in, sch 40 OD

= 1,32 in

= 0,110 ft

ID

= 1,049 in

= 0,0874 ft


NRe =

D. G 0,0874 x 22,488 = 52,272  μ 0,0376

Dengan NRe 52,272 dari gambar 24 Kern (1950) diperoleh j = 2,5 cμ    k   μb     μw 

1

1

 126,146  135,4692  3 =  = 184.744,7746 0,0925  

3

0,14

=1

hi = 2,5 ×

0,0925 × 1 × 184.744,7746 0,0874

= 488.812,690 Btu/jam ft2 F

Koefisien perpindahan panas untuk steam, ho ho

=

OD × hi ID

=

0,110 × 488.812,690 0,0874

= 615.210,479 Btu/jam ft2 F

Koefisien menyeluruh bersih, Uc Uc =

488.812,690  615.210,479 hi  ho = = 272.388,023 Btu/jam ft2 F 488.812,690  615.210,479 hi  ho

Asumsi Rd = 0,005 ;

hd =

1 1 = = 200 Btu/jam ft2 F 0,005 Rd

Koefisien menyeluruh desain, UD UD =

Uci  h d 272.388,023  200 = = 199,853 Btu/jam ft2 F 272.388,023  200 UC  h d

Luas permukaan perpindahan panas pada koil, A A =

Q 3.012.941,516 = = 182,074 ft2 U D  ΔT 199,853  82,8

External surface 1 in sch 40 = 0,344 ft2/ft

(Tabel 11 Kern, 1950)

Panjang koil direncanakan 4 m (sesuai dengan panjang bak penampung). Maka jumlah koil adalah: =

A 182,074 = External Surface 0,344 x 4 x 3,28

= 40,34 buah

= 40 buah.


LC-9. Tangki Timbun Olein (T102)

Fungsi

: Penyimpanan Olein selama 1 hari

Kondisi

: T = 30 oC, P = 1 atm

Jenis


Bahan konstruksi


Jumlah

: 3 unit

Berdasarkan perhitungan pada LA-1 maka diperoleh:

Tabel LC-4 Komposisi Dalam Tangki Timbun Olein Komponen

Massa (kg/jam)

Densitas (kg/m3)

Volume (m3)

Stearin

208,33

890,5

0,233

Olein

41.457,67

847

48,946

Total

41.666

Densitas campuran =

49,179

massa campuran 41.666   847,231 kg 3 m volume campuran 49,179


Laju alir masa

= 41.666 kg/jam/3 Unit = 13888,666 kg/jam



Densitas

= 847,231 kg/m3



Kebutuhan bahan 1 hari = 13888,666 kg/jam x 24 jam/hari = 333.328 kg/hari




3 333.328 kg/hari  393,432 m 3 hari 847,231 kg/m






Volume tangki = (100 % + 20 % ) x Volume Bahan = 1,2 x 393,432 m3/operasi = 472,118 m3/operasi

c. Diameter dan Tinggi Tangki Perhitungan Analog dengan LC-1, maka diperoleh:


5π 3 D 12

472,118 m3 = D = 7,119 m H = 9,49 m


D 7,119 m = 1,779 m  4 4

(Walas, 1988)

f. Tebal Shell Tangki Tinggi total cairan dalam tangki (L) : Volume tutup tangki (Vh) =

π 3 π 3 D  7,119 m  = 48,812 m3 24 24

Volume cairan dalam shell (Vc Shell) = V - Vh = (472,118– 48,812) m3 = 423,30m3 Tinggi cairan (Hc) =

=

Vc Shell π Di 2

4

423,30 m 3 π 7,119 m 

= 10,40 m

2

4

L = 2(Hh) + H = {2(1,179) +9,49} m3 = 11,848 m3



= 847,231 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 11,848 m = 198.345,508 Pa Faktor kelonggaran = 5% Maka : Pdesign = (1,05) x 198.345,508 Pa = 103.262,784 Pa = 103,262784 kPa


= 0,8


Allowable Stress (S): = 12650 Psia = 87218,714 kPa Tebal Shell Tangki : T =

=

PD C 2SE  1,2P


103,232284 kPa x 7,119 m x 39,37 inc

m  0,125 inc = 0,624 in 2 x 87218,714 x 0,8  1,2 x 103,232284 kPa 

Tebal shell standar yang dipilih = 5/8 in Tutup tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell, maka: Tebal tutup tangki = 5/8 in Dari Tabel 5.4 Brownell dan Young (1979), diperoleh nilai : Sf = Flange lurus = 3 ½ in = 0,08 m icr = Radius sudut bagian dalam = 1 7/8 in = 0,04 m Perhitungan Analog dengan LC-1 maka diperoleh: b = 3,44 m a = D/2 = 7,119 / 2 = 3,55 m r = 3,55 m

LC-10 Pompa Filter Press (P104)

Fungsi

: Memompakan Olein dari Filter Press menuju tangki timbun Olein

Jenis

: Sentrifugal Pump

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 3 unit

Data : Temperatur

= 60 0C

Laju alir massa (F) = 41.666 kg/jam / 3 Unit = 13888,666 kg/jam = 30.618,953lbm/jam Densitas

= 847 kg/m3 = 52,8783 lbm/ft3

Viskositas

= 18,2 cp

= 0,0122lbm/ft.det

(Timms, 1985)

Perhitungan : Laju alir volumetrik :


Q=

F 30.618,953 lbm/jam = ρ 52,8783 lbm/ft 3 = 0,160 ft3/jam x

1 jam 3600 detik


= 3,9 (Q)0,45 . (ρ)0,13

(Peters dkk, 2004)

= 3,9 (0,160)0,45 . (52,8783) 0,13 = 2,86 in Dari Appendix C-6a Foust (1980), dipilih pipa : Ukuran pipa nominal

= 2 1/2 in

Schedule

= 40

Diameter dalam (ID)

= 1,610 in = 0,134 ft = 0,04 m

Luas penampang dalam (A) = 0,01414ft2 Kecepatan linier, V =

Q A

Bilangan Reynold, NRe

=

0,160 ft 3 /det = 11,315 ft/det 0,3474 ft 2

=

ρDV μ

52,8783 lbm/ft 3 x 0,134ft x 11,315 ft/det = 0,0122 lbm/ft.det = 6571,689 Untuk commercial steel dengan diameter 2 1/2 in dari Appendix C-1 Foust (1980), diperoleh : 

D

= 0,0007

Pada NRe = 6571,689dan 

D

= 0,0007dari Appendix C-3 Foust (1980),


Pipa lurus



3 buah gate valve fully opened (L/D = 13) L2 = 3 x 13 x 0,04



=8m = 1,04 m

3 buah elbow 90 0 (L/D = 30)


L3 = 3 x 30 x 0,04 

= 3,6 m




= 1,32 m


= 2,6 m ΣL

= 16,56 m = 5,047 ft

Faktor gesekan (∑F) 0,03611,315 ft/det  (5,047 ft) fV 2 ΣL = 2 x 32,174 lbm.ft/lbf.det x 0,134 ft 2g c D 2

∑F

=


g ΔV 2 ΔP    F gc 2g c ρ

Tinggi pemompaan (ΔZ) = 61 ft   32,174 ft/det 2 Wf = 53 ft  + 0 + 0 + 2,69 ft.lbf/lbm 2  32,174 ft.lbm/lbf .det  


(Petters, 2004)

=

ρQWf η

=






  1 HP = 564,109 ft.lbf/det x    550 ft.lbf/det 


LC-11. Tangki Timbun Stearin (T103)

Fungsi

: Penyimpanan Stearin selama 1 hari

Kondisi

: T = 30 oC, P = 1 atm

Jenis

: Silinder tegak, alas datar, dan tutup elipsoidal


Bahan konstruksi


Jumlah

: 3 unit

Berdasarkan perhitungan pada LA-1 maka diperoleh:

Tabel LC-5 Komposisi Dalam Tangki Timbun Stearin Komponen

Massa (kg/jam)

Densitas (kg/m3)

Volume (m3)

Stearin

36.721,50791

890,5

41,236

Olein

184,5301905

847

0,217

Total

36.906,0381

Densitas campuran =

41,453

massa campuran volume campuran



36.906,0381  890,310 kg 3 m 41,453


Laju alir masa

=

36.721,50791

kg/jam / 3 Unit

= 12.240,502 kg/jam 

Kebutuhan bahan 1 hari = 12.240,502 kg/jam x 24 jam/hari = 293.772,063 kg/hari




293.772,063 kg/hari 890,5 kg/m 3

 329,895 m

3

hari






Volume tangki = (100 % + 20 % ) x Volume Bahan = 1,2 x 329,895 m3/hari = 395,874 m3/hari

b. Diameter dan Tinggi Tangki Perhitungan Analog dengan LC-1, maka diperoleh: 395,874 m3

=

5π 3 D 12

D = 6,713 m H

= 8,95 m



D 6,713 m  4 4

= 1,678 m

d. Tebal Shell Tangki Tinggi total cairan dalam tangki (L) : Volume tutup tangki (Vh) =

π 3 π 3 D  6,713 m  = 39,579 24 24

Volume cairan dalam shell (Vc Shell) = V - Vh = (395,874 – 39,579) m3 = 356,294 m3 Tinggi cairan (Hc) =

= L

Vc Shell π Di 2

4

356,294 m 3 π 35,375 m 

= 10,071m

2

4

= 2(Hh) +H = 2 (1,678) +10,071 = 13,427



= 890,310 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 13,427 = 117.151,085 Pa Faktor kelonggaran = 5% Maka : Pdesign = (1,05) x 109.909,9746 Pa = 123.008,639 Pa = 123,008639 kPa


= 0,8

Allowable Stress (S): = 12650 psia = 87218,714 kPa Tebal Shell Tangki : T =

=

PD C 2SE  1,2P


123,008639 kPa x 9,68 m x 39,37 inc

m  0,125 inc 2 x 87218,714 x 0,8  1,2 x123,008639 kPa 

= 0,46 in Tebal shell standar yang dipilih = 7/16 in


d. Tebal Tutup Tangki Tutup tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell, maka: Tebal tutup tangki = 7/16 in Dari tabel 5.4 Brownell and young, (1979), diperoleh nilai : Sf = Flange lurus = 3 ½ in = 0,08 m Icr = Radius sudut bagian dalam = 1 5/16 in = 0,03m Dimensi keseluruhan : OA = t + b + sf Dimana

(Brownll dan Young, 1979)


Perhitungan Analog dengan LC-1 maka diperoleh: b = 1,568 m a = D/2 = 10,3 / 2 = 3,35 m r = 4,381m

LC-12 Pompa Tangki Stearin (P105)

Fungsi

: Memompakan Stearin dari Bak penampung berkoil menuju tangki timbun Stearin

Jenis

: Sentrifugal Pump

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 3 unit

Data : Temperatur

= 70 0C

Laju alir massa (F)

=36.721,50791 kg/jam/ 3Unit =12.240,502 kg/jam = 26.985,830 lbm/jam

Densitas

= 890,2714 kg/m3 = 55,5798 lbm/ft3

Viskositas

= 18,2cp = 0,0122 lbm/ft.det

Perhitungan :


Laju alir volumetrik : Q=

26.985,830 lbm/jam F = ρ 55,5798 lbm/ft 3

= 485,533 ft3/jam x

1 jam 3600 detik


= 3,9 (Q)0,45 . (ρ)0,13

(Peters dkk, 2004)

= 3,9 (0,134)5 . (55,5798)0,13 = 2,65 in Dari Appendix C-6a Foust (1980), dipilih pipa : Ukuran pipa nominal

= 2 1/2 in

Schedule

= 40

Diameter dalam (ID)

= 1,610 in = 0,134 ft = 0,04 m

Luas penampang dalam (A) = 0,01414ft2 Kecepatan linier, V =

Q A

=

Bilangan Reynold, NRe = =

0,134 ft 3 / det 0,01414 ft 2

= 9,47 ft/det

ρDV μ 55,5798 lbm/ft 3 x 0,134ft x 9,47 ft/det 0,0122 lbm/ft.det

= 5789,186 Untuk commercial steel dengan diameter 3 in dari Appendix C-1 Foust (1980), diperoleh : 

D

= 0,0007

Pada NRe = 5785,186 dan 

D

= 0,0007dari Appendix C-3 Foust (1980)


Pipa lurus

=8m


LC-36






= 1.04 m

3 buah elbow 90 0 (L/D = 30) L3 = 3 x 30 x 0,04



= 3,6 m




= 1,32m


= 2,6 m ΣL

= 16,56 m = 5,047 ft

Faktor gesekan (∑F) 0,037 9,47ft/det  (5,047 ft) fV 2 ΣL = 2 x 32,174 lbm.ft/lbf.det x 0,134ft 2g c D 2

∑F

=


g ΔV 2 ΔP    F gc 2g c ρ

Tinggi pemompaan (ΔZ) = 58 ft   32,174 ft/det 2 Wf = 58 ft  + 0 + 0 + 1,942 ft.lbf/lbm 2  32,174 ft.lbm/lbf .det  


(Petters dkk,2004)

=

ρQWf η

=






  1 HP = 558,037 ft.lbf/det x    550 ft.lbf/det 



LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS LD-1 Bak Pengendapan (BP201) Fungsi

: Menampung dan mengendapkan kotoran terbawa dari air tanah

Bentuk

: Bak dengan permukaan persegi

Konstruksi

: Beton kedap air

Jumlah

: 3 unit

Densitas air pada suhu 30oC : 1000 kg/m3 Direncanakan lama penampungan 2 jam, maka : Jumlah air masuk

= 2 jam × 9.683,63 kg/jam = 19.367,26kg

Faktor keamanan

= 20 %

Volume bak

=

Panjang (p)

= 3 × tinggi bak (t)

Lebar (l)

= 2 × tinggi bak (t)

1,2  19.367,63 = 23,240 m3 1.000

Maka, V

= p×l×t

31,491

= 6t3

t

=

3

23,240 = 1,570 m 6

diperoleh : t

= 1,570 m

p

= 4,711 m

l

= 3,14 m

Luas bak = 4,711 x 3,14= 14,792 m2


LD-2 Tangki Pelarutan Aluminium Sulfat Al2(SO4)3 (T201)

Fungsi

: Membuat larutan Aluminium Sulfat Al2(SO4)3

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas datar dan tutup elipsoidal

Bahan konstruksi

: Stainless steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi pelarutan

: Temperatur = 30oC Tekanan

Jumlah air yang diolah

= 1 atm = 9.683,63 kg/jam

Al2(SO4)3 yang digunakan mempunyai keonsentrasi 30 % (% berat) Tangki pelarutan aluminium sulfat dirancang untuk 30 hari Banyak alum yang dilarutkan

= 11,616 kg/hari

Densitas Al2(SO4)3 30 %

= 1.363,1 kg/m3

(Perry, 1999)

= 85,095 lbm/ft3 Faktor keamanan

= 20 %

Ukuran tinggi

11,616 x 30 = 0,852 m3 0,3  0,852

Volume larutan, V1

=

Volume tangki, Vt

= 1,2 × 0,852 m3 = 1,022 m3

Direncanakan : Diameter dengan tinggi tangki, D:H = 2:3 Diameter dengan tinggi head tinggi, D : H = 6 : 1 Volume tangki,

V=

1 π D2 4


3 1 3  Volume shell tangki, Vs = π  D   π D3 = 1,179 D3 4 2  8 Volume head tangki, Vh =

1 π D 3 = 0,131 D3 24

(Walas, 1988)

Maka, Vt = Vs + Vh = 1,179 D3 + 0,131 D3 1,022 = 1,31 D3 D

= 1,086 m = 3,563 ft

Diperoleh: Hs = 3/2 x 1,086 m = 1,629 m Hh = 1/6 x 1,086 m = 0,181 m


Ht = 1,629 m + 0,181 m = 1,709 m Diameter tutup = diameter tangki = 1,086 m Tinggi Al2(SO4)3 dalam tangki =

0,852 m 3 1 π 1,086 2 4

= 0,920 m

Tebal dinding tangki Direncanakan digunakan bahan konstruksi stainless steel Dari Tabel 13.1 Brownell dan Young (1979), diperoleh data :  Allowable stress (s)

= 18.750 Psi

 Efisiensi sambungan (E)

= 0,8

 Faktor korosi,( CA )

= 1/8 in

 Tekanan operasi, Po

= 1 atm

 Faktor keamanan tekanan

= 20 %

 Tekanan desain

= 1,2 × Po

= 14,7 psi = 17,64 psi

Tebal dinding silinder tangki t= =

PD  CA 2SE  1,2P

( Brownell dan Young, 1979)

(17,64)(3,563) x 12  0,125 = 0,148 in 2(18.750)(0,8)  1,2(17,64)

Dipilih tebal tangki standar 3/16 in. (Mc Cabe dkk, 1994)

Daya pengaduk Jenis pengaduk : Flat six-blade open turbine Jumlah daun

: 6 buah

Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar diperoleh: Da/Dt = 1/3 maka Da = 1/3 Dt = 1/3 x 1,086 m = 0,362 m = 1,187 ft E/Da = 1 maka E = Da = 0,362 m L/Da = ¼ maka L = ¼ Da = ¼ x 0,362 m = 0,090 m W/Da = 1/8 maka W = 1/8 Da = 1/8 x 0,362 m = 0,045 m J/Dt

= 1/12 maka J = 1/12 Dt = 1/12 x 1,086 m = 0,090 m

Dimana : Dt = diameter tangki Da = diameter impeller


E = tinggi turbin dari dasar tangki L = panjang blade pada turbin W = lebar blade pada turbin J = lebar baffle Kecepatan pengadukan, N = 1 rps = 6,72 × 10-4 lbm/ft.det

Viskositas Al2(SO4)3

(Kirk Othmer, 1967)

Dari Persamaan 3.4.1 Geankoplis (1997), untuk bilangan Reynold adalah NRe = =

ρ N (Da)2 μ (85,095)(1)(1,187) 2 = 150.309,174 6,72  10  4

Dari Gambar 3.4.4 Geankoplis (1997), untuk NRe 150.309,174 diperoleh NPo =3 Sehingga dari Persamaan 3.4-2 Geankoplis (1997): P= =

N Po N 3 Da 5 ρ gc (3)(1) 3 (1,187) 5 (85,095) = 0,033 32,174  550

Efisiensi motor penggerak

= 80 %

Daya motor penggerak

=

0,033 = 0,042 0,8

Maka daya motor yang dipilih = 1 Hp

LD-3 Tangki Pelarutan Natrium Karbonat (Na2CO3) (T202)

Fungsi

: Membuat larutan Natrium Karbonat (Na2CO3)

Bentuk


Bahan konstruksi

: Stainless steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi pelarutan



= 1 atm = 9.683,63 kg/jam

(Na2CO3) yang digunakan mempunyai konsentrasi 30 % (% berat)


Tangki pelarutan dirancang untuk 30 hari Jumlah (Na2CO3) yang butuhkan

= 6,264 kg/hari

Densitas (Na2CO3) 30 %

= 1327 kg/m3

(Perry, 1999)


= 20 %

Ukuran tinggi 6,264 x 30 = 0,566 m3 0,3  0,472

Volume larutan, V1

=

Volume tangki, Vt

= 1,2 × 0,64 m3 = 0,768 m3


V=

1 π D2 4



1 π D 3 = 0,131 D3 24

(Walas, 1988)

Maka, Vt = Vs + Vh = 1,179 D3 + 0,131 D3 0,566 = 1,31 D3 D

= 1,322 m = 4,337 ft

Diperoleh: Hs = 3/2 x 1,322 m = 1,983 m Hh = 1/6 x 1,322 m = 0,220 m Ht = 1,983 m + 0,220 m = 2,203 m Diameter tutup = diameter tangki = 0,837 m Tinggi (Na2CO3) dalam tangki =

0,472 m 3 1 π 0,472 2 4

= 1,322 m

Tebal dinding tangki Direncanakan digunakan bahan konstruksi Stainless steel Dari Tabel 13.1 Brownell dan Young (1979), diperoleh data :  Allowable stress (s)

= 18.750 Psi



= 0,8


= 1/8 in


= 1 atm


= 20 %

 Tekanan desain

= 1,2 × Po

= 14,7 psi = 17,64 psi

Tebal dinding silinder tangki t=

=

PD  CA 2SE  1,2P

(Brownell dan young, 1979)

(17,64)(4,337) x 12  0,125 = 0,155 in 2(18.750)(0,8)  1,2(17,64)

Tebal tangki standar 3/16 in. Daya pengaduk

(Mc Cabe dkk, 1994)

Jenis pengaduk : Flat six-blade open turbine Jumlah daun

: 6 buah

Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar diperoleh: Da/Dt = 1/3 maka Da = 1/3 Dt = 1/3 x 1,322 m = 0,440 m = 1,445 ft E/Da = 1 maka E = Da = 0,440 m L/Da = ¼ maka L = ¼ Da = ¼ x 0,440 m = 0,11 m W/Da = 1/8 maka W = 1/8 Da = 1/8 x 0,440 m = 0,055 m J/Dt

= 1/12 maka J = 1/12 Dt = 1/12 x 1,322 m = 0,11 m

Dimana : Dt = diameter tangki Da = diameter impeller E = tinggi turbin dari dasar tangki L = panjang blade pada turbin W = lebar blade pada turbin J = lebar baffle Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas Al2(SO4)3

= 6,72 × 10-4 lbm/ft.det

(Kirk Othmer, 1967)

Dari persamaan 3.4.1 Geankoplis (1997), untuk bilangan Reynold adalah


NRe =

ρ N (Da)2 μ

(85,095)(1)(1,445) 2 = = 264.405,487 6,72  10  4 Dari Gambar 3.4.4 Geankoplis (1997), untuk NRe 106.017,353 diperoleh NP = 3 Sehingga dari persamaan 3.4-2 Geankoplis (1997): P=

N P N 3 Da 5 ρ gc

(3)(1) 3 (1,445) 5 (85,095) = 0,090 = 32,174  550 Efisiensi motor penggerak = 80 % Daya motor penggerak

=

0,090 = 0,11 0,8


LD-4 Clarifier (CL201)

Fungsi

: Memisahkan endapan (flok) yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu

Bahan

: Carbon steel SA-53 Grade B

Jumlah

:

2 unit

Laju massa air

= 9.683,63 kg/jam

Laju massa Al2(SO4)3 = 0,484kg/jam Laju massa Na2CO3

= 0,261 kg/jam

Laju alir total

= 9.683,63 kg/jam

ρ air

= 1.000 kg/m3

ρ Al2(SO4)3

= 1.363.1 kg/m3

ρ Na2CO3

= 1.327 kg/m3

V= Vair

m

 =

9.683,63 1.000

= 9,68363 m3/jam


VAl2(SO4)3

=

0,484 1.363,1

= 0,00019 m3/jam

VNa2CO3

=

0,261 1.327

= 0,00027 m3/jam

Vtotal

= 9,684 m3/jam

ρ campuran

=

m campuran v campuran

=

9.684,375 = 1.000,038 kg/m3 9,684

= 1.350 kg/m3

Asumsi ρ partikel

= 1,350 gr/cm3 kecepatan terminal dihitung dengan menggunakan : υs 

(ρs  ρ)gDp 2 18μ

Dimana : υs : kecepatan terminal pengendapan, cm/det ρs : densitas partikel campuran pada 30oC ρ : densitas larutan pada 30oC Dp : diameter partikel

= 0,02 cm

g : percepatan gravitasi

= 980 cm/det

μ : viskositas larutan pada 30oC

= 0,0345 gr/cm.det

(Perry, 1999)

maka,

s 

(1,350  1)  980  0,02 2 = 0,221 cm/det 18  0,0345

Ukuran clarifier Laju volumetrik, Q

= 9,684m3/jam

Q = 4 × 10-2 × D3

(Ulrich, 1984)

Dimana : Q : laju alir volumetrik umpan D : diameter clarifier, m Sehingga :  Q  D =  2   4.10 

1

3

= 6,232 m

Ditetapkan tinggi clarifier, H = D = 6,232 m = 20,447ft


Waktu pengendapan : t =

Ht 6,232 m  100 cm = 2.819,909 det = 0,221cm/det x 1 m υs = 0,783 jam

Tebal dinding clarifier Direncanakan digunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-53, Grade B Dari Tabel 13.1 Brownell dan Young (1979), diperoleh data :  Allowable stress (s)

= 12750

 Efisiensi sambungan (E) = 0,8  Faktor korosi

= 1/8 in


= 1 atm

= 14,7 psi

 Faktor keamanan tekanan = 20 %  Tekanan desain, P

= 1,2 × Po

= 17,64 psi

Tebal dinding tangki t= =

PD  CA 2SE  1,2P


(17,64)(20,447)  12  0,125 = 0,33 in 2(12750)(0,8)  1,2(17,64)

Dari Tabel 5.4 Brownell dan Young (1979) dipilih tebal tangki 3/8 in. Daya clarifier P

= 0,006 D2

(Ulrich, 1984)

Dimana : P : daya yang dibutuhkan clarifier, P = 0,006 × (20,628)2 = 2,50 Hp = 2,5 Hp

LD-5 Sand Filter (SF201)

Fungsi

: Menyaring air yang berasal dari clarifier

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal

Bahan

: Carbom Steel SA-53 Grade B

Jumlah

: 2 unit

Laju alir massa

: 9.683,63 kg/jam

Densitas air pada

: 1.000 kg/m3


Tangki direncanakan menampung air setiap ¼ jam Faktor keamanan

: 20 %

Maka, Volume air

=

11.359,4969 kg/jam  0,25 jam = 2,420m3 1.000 kg/m 3

Volume tangki= 1,2 × 2,420 = 2,90m3 Direncanakan perbandingan tinggi penyaring dengan diameter (Hs : D) = 2 : 1 tinggi head dengan diameter (Hh : D) Vs =

π 2 π 2 π D Hs = D (2D) = D3 = 1,571 D3 4 4 2

Vh =

π 3 D = 0,131 D3 24

=1:6

(Walas, 1988)

Vt = Vs + 2 Vh


3,936

= 1,571 D3 + 2 (0,131 D3)

D

=

Hs = 2 D

= 2 (1,16)

3

2,90 = 1,16 m = 3,823ft 1,833

Hh = 1/6 D = 1/6 (1,16)

= 2,32 m = 0,19 m

Tinggi pasir = 1,0999 m Sehingga, tinggi tangki = 2,32 + 2(0,19) + 1,0875 = 3,78 m Volume air

= 2,420 m3

V shell

=

Tinggi air (Ha)=

π D3 = 1,633 m3 3 1,633  1,16 = 0,78 m 2,420

Tebal dinding tangki Direncanakan digunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-53, Grade B Dari Tabel 13.1 Brownell dan Young (1979), diperoleh data :  Allowable stress (s)

= 12750 Psi


= 1/8 in


= 1 atm

= 14,7 psi



= 1,2 × Po

= 17,64 psi


PD  CA 2SE  1,2P


(17,64)(3,823)  12  0,125 = 0,164 in 2(12750)(0,8)  1,2(17,64)

Dari Tabel 5.4 Brownell dan Young dipilih tebal tangki 3/16 in.

LD-6 Menara Air (MA201)

Fungsi

: Mendistribusikan air untuk berbagai keperluan

Jenis

: Silinder tegak dengan tutup dan alas datar

Bahan

: Plate stell SA-53, Grade B

Jumlah

: 1 unit

Laju alir massa

: 9.683,63 kg/jam

Densitas air pada

: 1.000 kg/m3

Faktor keamanan

: 20 %

Maka, Volume air

=

19683,63 kg/jam = 9,68363m3 3 1.000 kg/m

Volume tangki= 1,2 × 9,68363 = 11,620 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder H = D V =

1 πD2H 4

V =

1 πD3 4

11,620 =


1 πD3 4

D = 2,455 m = 8,055 ft H = 2,716 m = 8,055 ft Tebal dinding tangki Direncanakan digunakan bahan konstruksi Plate stell SA-53, Grade B Dari Tabel 13.1 Brownell dan Young (1979), diperoleh data :


 Allowable stress (s)

= 12750 Psi


= 1/8 in


= 1 atm

= 14,7 psi


= 1,2 × Po

= 17,64 psi


PD  CA 2SE  1,2P


(17,64)(8,055)  12  0,125 = 0,208 in 2(12750)(0,8)  1,2(17,64)

Dari Tabel 5.4 Brownell dan Young (1979), dipilih tebal tangki ¼ in.

LD-7 Penukar Kation (CE201)

Fungsi

: Mengurangi kesadahan air

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal

Bahan konstruksi

: Plate steel SA-167, Tipe 304

Jumlah

: 1 unit

Kondisi pelarutan


= 1 atm


= 1.075,068 kg/jam

Densitas air

= 1.000 kg/m3

Jumlah resin yang digunakan

= 0,049 ft3/jam = 0,002 m3/jam

Laju masa total

=

Faktor keamanan

= 20 %

Volume cation exchanger

= 1,2 x 1,075 = 1,29 m3/jam

1.075,068 + 0,002 = 1,075 m3/jam 1.000


V=

1 π D2 4



Volume shell tangki, Vs = Volume head tangki, Vh =

1 π D2 (3D) = 2,357 D3 4 1 π D 3 = 0,131 D3 24

(Walas, 1988)

Maka, Vt = Vs + 2 Vh = 2,357 D3 + 2 (0,131 D3) 1,29 = 2,619 D3 D = 0,78 m = 2,55 ft Diperoleh: Hs = 3/1 x 0,78 m = 2,34 m Hh = 1/6 x 0,78 m = 0,13 m Ht = 2,34 m + 0,13 m = 2,47 m Diameter tutup = diameter tangki = 0,78 m Tebal dinding tangki Direncanakan digunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, Tipe 304 grade C. Dari Tabel 13.1 Brownell dan Young (1979), diperoleh data :  Allowable stress (s)

= 18750 Psi


= 0,8


= 1/8 in


= 1 atm


= 20 %

 Tekanan desain

= 1,2 × Po

= 14,7 psi = 17,64 psi


PD  CA 2SE  1,2P


(17,64)(2,55) x12  0,125 = 0,143 in 2(18750)(0,8)  1,2(17,64)

Dipilih tebal tangki standar 3/16 in.

LD-8 Penukar Anion (AE201)

Fungsi

: Mengurangi kesadahan air

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal

Bahan konstruksi



Jumlah

: 1 unit

Kondisi pelarutan


= 1 atm


= 1.075,068 kg/jam

Densitas air

= 1.000 kg/m3

Jumlah resin yang digunakan

= 0,003 ft3/jam = 0,00009 m3/jam

Laju masa total

=

Faktor keamanan

= 20 %

Volume Anion exchanger

= 1,2 x 1,075 = 1,29 m3/jam

1.075,068 + 0,00009 = 1,075 m3/jam 1.000


V=


1 π D2 4


1 π D2 (3D) = 2,357 D3 4 1 π D 3 = 0,131 D3 24

(Walas, 1988)

Maka, Vt = Vs + 2 Vh = 2,357 D3 + 2 (0,131 D3) 1,29 = 2,619 D3 D = 0,78 m = 2,55 ft Diperoleh: Hs = 3/1 x 0,78 m = 2,34 m Hh = 1/6 x 0,78 m = 0,13 m Ht = 2,34 m + 0,13 m = 2,47 m Diameter tutup = diameter tangki = 0,78 m Tebal dinding tangki Direncanakan digunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, Tipe 304 Dari Tabel 13.1 Brownell dan Young (1979), diperoleh data :  Allowable stress (s)

= 18750 Psi


= 0,8


= 1/8 in



= 1 atm


= 20 %

 Tekanan desain

= 1,2 × Po

= 14,7 psi = 17,64 psi


PD  CA 2SE  1,2P


(17,64)(2,55) x12  0,125 = 0,143 in 2(18750)(0,8)  1,2(17,64)


LD-9 Daerator (DE201)

Fungsi

: Menghilangkan gas-gas terlarut dalam umpan ketel

Bentuk

: Silinder horizontal dengan alas dan tutup elipsoidal

Bahan konstruksi


Jumlah

: 1unit

Kondisi pelarutan


= 1 atm


= 1.075,068 kg/jam

Densitas air pada suhu 90oC

= 965,321 kg/m3

Laju masa total

=

Faktor keamanan

= 20 %

Volume deaerator

= 1,2 x 1,114 = 1,336 m3/jam

1.075,068 = 1,114 m3/jam 965,321


V=


1 π D2 4


1 π D2 (3D) = 2,357 D3 4 1 π D 3 = 0,131 D3 24

(Walas, 1988)

Maka, Vt = Vs + 2 Vh = 2,357 D3 + 2 (0,131 D3)


1,336 = 2,619 D3 D = 0,799 m = 2,621 ft Diperoleh: Hs = 3/1 x 0,799 m = 2,397 m Hh = 1/6 x 0,799 m = 0,133 m Ht = 2,397 m + 0,133 m = 2,53 m Diameter tutup = diameter tangki = 0,799 m Tebal dinding tangki Direncanakan digunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, Tipe 304 grade C. Dari Tabel 13.1 Brownell dan Young (1979), diperoleh data :  Allowable stress (s)

= 18750 Psi


= 0,8


= 1/8 in


= 1 atm


= 20 %

 Tekanan desain

= 1,2 × Po

= 14,7 psi = 17,64 psi


PD  CA 2SE  1,2P


(17,64)(2,621) x12  0,125 = 0,143 in 2(18750)(0,8)  1,2(17,64)


LD-10 Ketel Uap (KU201)

Fungsi

: Menyediakan uap untuk keperluan proses

Bentuk

: Pipa api

Bahan konstruksi

: Carbon Steel

Jumlah

: 1 unit

Perhitungan kebutuhan bahan bakar dapat dilihat pada Bab VII. Kebutuhan panas pada ketel uap adalah sebesar = 3.642.778,25 kkal/hari / 0,252 kkal/Btu = 14.455.469,25 Btu/hari


= 167,30 Btu/dtk x

1 Hp 0,7068 Btu/dtk

= 236,70 Hp

Menghitung jumlah tube. Luas permukaan perpindahan panas, A = P x 10 ft2/Hp

(Kern, 1950)

= 236,70 Hp x 10 ft2/Hp = 2367 1ft2 Direncanakan menggunakan tube dengan spesifikasi: 

Panjang tube, L

= 30 ft



Diameter tube

= 3 in



Luas permukaan pipa, a’ = 1,456 ft2/ft

Sehingga jumlah tube, Nt 

A 2367  i 30 x 1,456 L xa

= 54 Buah = 54 Buah

LD-11 Tangki Pelarutan Kaporit (T205)

Fungsi

: Membuat larutan kaporit

Bentuk


Bahan konstruksi

: Stainless steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi pelarutan



= 1 atm = 750 kg/jam

Kaporit yang digunakan mempunyai keonsentrasi 70 % (% berat) Tangki pelarutan kaporit dirancang untuk 30 hari Banyak kaporit yang dilarutkan

= 0,12 kg/hari

Densitas kaporit 50 %

= 1.560 kg/m3

(Perry, 1999)


= 20 %

Ukuran tinggi


0,12 x 30 = 0,005 m3 0,5  1560

Volume larutan, V1

=

Volume tangki, Vt

= 1,2 × 0,005 m3 = 0,006 m3


V=

1 π D2 4 2


1 π D 3 = 0,131 D3 24

Maka, Vt = Vs + Vh = 1,179 D3 + 0,131 D3 0,006 = 1,31 D3 D = 0,166 m = 0,545 ft Diperoleh: Hs = 3/2 x 0,166 m = 0,249 m Hh = 1/6 x 0,166 m = 0,028 m Ht = 0,249 m + 0,028 m = 0,277 m Diameter tutup = diameter tangki = 0,166 m Tinggi kaporit dalam tangki =

0,006 m 3 1  0,166 2 4

= 0,277 m

Tebal dinding tangki Direncanakan digunakan bahan konstruksi stainless steel Dari Tabel 13.1 Brownell dan Young (1979), diperoleh data :  Allowable stress (s)

= 18750 psi


= 0,8


= 1/8 in


= 1 atm


= 20 %

 Tekanan desain

= 1,2 × Po

= 14,7 psi = 17,64 psi



PD  CA 2SE  1,2P

( Brownell dan Young, 1979)

(17 ,64 )( 0,545 ) x12  0,125 = 0,129 in 2 (18750 )( 0,8)  1, 2 (17 ,64 )

Dipilih tebal tangki standar 3/16 in. Daya pengaduk Jenis pengaduk : Flat six-blade open turbine Jumlah daun

: 6 buah

Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar diperoleh:

(Mc Cabe dkk, 1994)

Da/Dt = 1/3 maka Da = 1/3 Dt = 1/3 x 0,166 m = 0,055 m = 0,181 ft E/Da = 1 maka E = Da = 0,055 m L/Da = ¼ maka L = ¼ Da = ¼ x 0,055 m = 0,014 m W/Da = 1/8 maka W = 1/8 Da = 1/8 x 0,055 m = 0,007 m J/Dt = 1/12 maka J = 1/12 Dt = 1/12 x 0,166 m = 0,014 m Dimana : Dt = diameter tangki Da = diameter impeller E = tinggi turbin dari dasar tangki L = panjang blade pada turbin W = lebar blade pada turbin J = lebar baffle Kecepatan pengadukan, N = 2 rps Viskositas CaClO2

= 4,3 × 10-4 lbm/ft.det

(Kirk Othmer, 1967)

Dari persamaan 3.4-1, Geankoplis (1997), untuk bilangan Reynold adalah NRe = =

ρ N (Da)2 μ (97,307)(2)(0,181) 2 = 14.827,324 4,3  10  4

Dari Gambar 3.4.4 Geankoplis (1997), untuk NRe = 14.827,324 diperoleh NP = 2,25


Sehingga dari persamaan 3.4-2 Geankoplis (1997) : P= =

N P N 3 Da 5 ρ gc (2,25)(2) 3 (0,181) 5 (97,307) = 0,000019 32,174  550

Efisiensi motor penggerak

= 80 %

Daya motor penggerak

=

0,000019 = 0,000024 0,8


LD-12 Water Cooling Tower (WCT201)

Fungsi

: Mendinginkan air pendingin bekas dari temperatur 38oC menjadi 24oC

Jenis

: Mechanical Draft Cooling Tower

Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA-53 Grade B

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

:

Suhu air masuk menara (TL2) = 38oC = 100,4oF Suhu air keluar menara (TL1) = 24oC = 75,2oF = 25oC = 77oF

Suhu udara (TG1)

Dari Gambar 12-14 Perry (1999), diperoleh suhu bola basah, Tw = 72oF Dari Gambar 12-14 Perry (1999), untuk data temperatur di atas diperoleh konsentrasi air = 1,25 gal/ft2.menit Dari Gambar 12-3 Perry (1999), untuk Tw = 72oF dan Temperatur bola kering = 77oF diperoleh kelembaban, (H) = 0,016 kg uap air/kg udara kering Densitas air (38oC)

= 1000 kg/m3

Laju massa air pendingin

= 90.077,4560 kg/jam

Laju volumetrik air pendingin= 90.077,4560 / 1000 = 90,0774 m3/jam Kapasitas air, Q

= 90,0774 m3/jam × 264,17 gal/m3 / 60 menit/jam = 396,5960 gal/menit

Faktor keamanan

= 20%

Luas menara, A

= 1,2 × (kapasitas air/konsentrasi air)


= 1,2 × (396,5960 gal/menit)/(1,25 gal/ft2.menit) = 380,7322 ft2 Laju alir air tiap satuan luas (L)=

(90.077,4560 kg/jam)(1jam)(3,2808 ft) 2 (380,7322 ft 2 )(3600 s)(1 m 2 )

= 0,7074 kg/s.m2 Perbandingan L : G direncanakan = 5 : 6 Sehingga laju alir gas tiap satuan luas (G) = 0,849 kg/m2.s Perhitungan tinggi menara : Maka, dari Persamaan 9.3.8 Geankoplis (1997) menjadi: Hy1

= (1,005 + 1,88 H)(TG1-0) + (2501,4 H) = (1,005 + 1,88 × 0,016)(25-0) + 2501,4 (0,016) = 40,7995 kJ/kg

Dari pers. 10.5-2, Geankoplis (1997) : G (Hy2 – Hy1) = L (TL2 – TL1) 0,849 (Hy2 – 41,057.103) = 0,7074 (4,187.103)(38-24) Hy2 = 89,6479 kJ/kg 200 180 Entalpi 10^3 (j/kg)

160 140 120

kesetimbangan

100

Operasi

80

Min G

60 40 y = 7.8x - 146.4

20 0 0

10

20

30

40

50

Suhu (C)

Gambar LD.1 Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Cooling Tower (CT)


Tabel LD.1 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara Pendingin Hy

Hy*

1/(Hy*-Hy)

40,7995

72

0,0321

65

94,467

0,0252

75

118,626

0,0206

89,6478

150

0,0166

0.0350

1/(Hy-hy)

0.0300 0.0250 0.0200 0.0150 0.0100 50

70

90

110

130

150

170

Hy

Gambar LD.2 Kurva Hy terhadap 1/(Hy*-Hy) Ketinggian menara, z =

G M.k G .a

H y2

dHy Hy * Hy H y1



(Geankoplis, 1997) H y2

Luasan daerah di bawah kurva dari Gambar LD.2 : Estimasi kG.a = 1,207.10-7 kg.mol/s.m3 Maka ketinggian menara, z =

dHy = 2,197 Hy * Hy H y1



(Geankoplis, 1997)

0,582 x 2,198 =3,6 m = 11,83 ft 29  (1,207.107 )(1,013.105 )

Perhitungan Daya Kipas Diambil performance menara 90%, maka dari Gambar 12-15 Perry (1999), diperoleh tenaga kipas 0,03 Hp/ft2. Daya yang diperlukan = 0,03 Hp/ft2 × 11,83 2 ft2 = 4,1981 Hp Digunakan daya standart 4,5 Hp Perhitungan laju alir udara minimum


Dari Gambar LD.1 diperoleh slope = 7,8 Slope = L/Gmin Gmin

(Geankoplis, 1997)

= 0,7074/7,8 = 0,091 kg/s.m2

Laju alir udara minimum adalah: 0,091 kg/s.m2.

LD-13 Chiller (CH201)

Fungsi

: Menyediakan air pendingin dengan suhu 10oC-11oC

Jenis

: Single stage mchanical refrigeration cycle

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Carbon steel

Data: Panas yang dipindahkan (Q) :1.390.901,179 kkal/jam = 5.819.530,533 kJ/jam Laju air pendingin

: 90.077,45643 kg/jam

Refrigerant yang dipakai

: Amoniak (NH3)

Gambar LD.3 Siklus Referigrasi Perhitungan: SA = SB (Isentropi) SB

= SA = SBl + X ∆SBlV

= 10,051 kJ/kg.K

= SBl + X (SBV - SBl ) = 5,8602 + X ( 10,228 – 5,8602) 4,1908 X

= 4,3218 X = 0,9675


HB = HBl

+ X (HBV - HBl )

= -659,9 + 0,9675 (518,1 – (-659,9)) = 479,7561 kJ/kg HA = HAl

+ X (HAV - HAl )

= -716,77 + 0,9675 (508,61 – (-716,77)) = 468,7239 kJ/kg HC = HD (Isentalpi) = -716,77 kJ/kg

(Perry, 1999)

Efek refrigerasi

(Sandler, 1999)

Q

= HA - HD = 468,7239 kJ/kg - ( -716,77 kJ/kg) = 1.196,5261 kJ/kg

Kerja masuk pada kompresor Wkompresor

= HB - HA

(Sandler, 1999)

= 479,7561 kJ/kg - 468,7239 kJ/kg = 11,0322 kJ/kg (Sandler, 1999)

Coefficient of performance (COP)

COPteoritis

= =

HA  HD HB  HA 1.196,5261 = 107,457 11,0322

Asumsi COP aktual = 60 % COP teoritis COPaktual

= 107,457 x 0,6 = 64,4745

Kerja kompresor aktual Q = 1.390.901,179 kkal/jam = 5.819.530,533 kJ/jam Waktual

=

5.819.530,533 kJ/jam 64,4745


= 90.260,964 kJ/jam = 23,764 Btu/det = 33,621Hp Laju sirkulasi refrigrant M

=

Q HA  HD



5.819.530,533 kJ/jam 1.196,5261 kJ/kg

= 4.863,688 kg refrigrant NH3/jam

LD-14 Pompa Sumur Bor (P201)

Fungsi

: Memompa air dari sumur bor ke bak pengendapan

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 2 unit

Bahan konstruksi

: Commercial Steel

Kondisi operasi Temperatur

: 30oC

Densitas air

: 1000 kg/m3 = 62,428 lbm/ft3

(Perry, 1999)

Viskositas air

: 1 cp = 6,719 × 10-4 lbm/ft.s

(Perry, 1999)

Laju alir massa (F)

: 9.683,63 kg/jam = 4.392,465lbm/jam

Laju alir volume, Q

:

4.392,465 lbm/jam F = = 70,360 ft3/jam 3 ρ 62,428 lbm/ft = 0,0195 ft3/s

Diameter optimum, Do =3,9 × Q0,45 × ρ0,13

(Peters dkk, 2004)

= 3,9 × (0,0195) 0,45 × (62,428) 0,13 = 1,134 in Digunakan pipa dengan spesifikasi dipilih :

(Geankoplis, 1997)

 Ukuran pipa nominal

: 1 1/4 in

 Schedule pipa

: 40

 Diameter dalam (ID)

: 1,380in = 0,115 ft = 0,035 m

 Diameter luar (OD)

: 1,660 in = 0,138 ft

 Luas penampang dalam (Ai) : 0,01040 ft2


Kecepatan linier, v =

0,0195 ft 3 /s Q = = 1,875 ft/s Ai 0,01040 ft 2


ρvD (62,428)(1,875)(0,115) = μ 6,719.10  4 = 20.034,287

Untuk commercial steel dengan diameter 1 1/4 in dari Appendix C-1 Foust (1980), diperoleh : 

D

= 0,0015

Pada NRe = 20.034,287 dan 

D



Pipa lurus




= 70 m

L2 = 2 x 13 x 0,035 

= 0,91 m

3 buah elbow 90 0 (L/D = 30) L3 = 3 x 30 x 0,035



= 3,15 m


= 0,84 m


= 1,61 m ΣL

= 76,51 m = 251,014 ft

Faktor gesekan (∑F) fV 2 ΣL 0,031,875 ft/det  (251,014 ft) ∑F = = 2 x 32,174 lbm.ft/lbf.det x 0,115 ft 2g c D 2

= 1,908ft.lbf/lbm Dari persamaan neraca energi : g ΔV 2 ΔP Wf  ΔZ    F gc 2g c ρ Tinggi pemompaan (ΔZ) = 150 ft   32,174 ft/det 2 Wf = 150 ft  + 0 + 0 + 1,908ft.lbf/lbm 2  32,174 ft.lbm/lbf.det 



=

(Petters dkk, 2004)

ρQWf η

62,428 lbm/ft 3 0,0195 ft 3 /det 151,908 ft.lbf/lbm = 0,8   1HP = 231,155ft.lbf/det x    550 ft.lbf/det 

= 0,42 Hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1 Hp

LD-15 Pompa Bak Pengendapan (P202)

Fungsi

: Memompa air dari bak pengendapan ke clarifier

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 2 unit

Bahan konstruksi

: Commercial Steel


: 30oC

Densitas air

: 1000 kg/m3 = 62,428 lbm/ft3

(Perry, 1999)

-4

Viskositas air

: 1 cp = 6,719 × 10 lbm/ft.s

(Perry, 1999)

Laju alir massa (F)

: 9.683,63 kg/jam = 4.392,465 lbm/jam

Laju alir volume, Q

:

4.392,465 lbm/jam F = = 70,360 ft3/jam ρ 62,428 lbm/ft 3 = 0,0195 ft3/s

Diameter optimum, Do =3,9 × Q0,45 × ρ0,13

(Peters dkk, 2004)

= 3,9 × (0,0195) 0,45 × (62,428) 0,13 = 1,134 in Digunakan pipa dengan spesifikasi dipilih :

(Geankoplis, 1997)


: 11/4 in

 Schedule pipa

: 40


: 1,380 in = 0,115 ft = 0,035 m


: 1,660 in = 0,138 ft


 Luas penampang dalam (Ai) : 0,01040 ft2 0,0195 ft 3 /s Q Kecepatan linier, v = = = 1,875 ft/s Ai 0,01040 ft 2 Bilangan Reynold, NRe =

ρvD (62,428)(1,875)(0,115) = μ 6,719.10  4 = 20.034,287

Untuk commercial steel dengan diameter1 1/4 in dari Appendix C-1 Foust (1980), diperoleh : 

D

= 0,0015

Pada NRe = 20.034,287dan 

D



Pipa lurus




= 15 m

L2 = 2 x 13 x 0,035 

= 0,91 m

3 buah elbow 90 0 (L/D = 30) L3 = 3 x 30 x 0,035



= 3,15 m


= 0,84m


= 1.61m ΣL

= 21,51 m = 70,570 ft

Faktor gesekan (∑F) 0,031,878 ft/det  (70,570 ft) fV 2 ΣL = 2 x 32,174 lbm.ft/lbf.det x 0,115 ft 2g c D 2

∑F

=

= 1,009 ft.lbf/lbm Dari persamaan neraca energi :


Wf  ΔZ

g ΔV 2 ΔP    F gc 2g c ρ

Tinggi pemompaan (ΔZ) = 35 ft   32,174 ft/det 2 Wf = 35 ft  + 0 + 0 +1,009 ft.lbf/lbm 2  32,174 ft.lbm/lbf.det 


=

(Petters dkk, 2004)

ρQWf η





62,428 lbm/ft 3 0,0195 ft 3 /det 36,009 ft.lbf/lbm = 0,8   1HP = 54,794 ft.lbf/det x    550 ft.lbf/det 

= 0,0,09 Hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1 Hp

LD-16 Pompa Sand Filter (P203)

Fungsi

: Memompakan air dari sand filter ke menara air

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Commersial steel


: 30oC

Densitas air

: 1000 kg/m3 = 62,428 lbm/ft3

(Perry, 1999)

Viskositas air

: 1 cp = 6,719 × 10-4 lbm/ft.s

(Perry, 1999)

Laju alir massa (F)

: 9.683,63 kg/jam = 4.392,465 lbm/jam

Laju alir volume, Q

:

4.392,465 lbm/jam F = 70,360 ft3/jam = 3 ρ 62,428 lbm/ft = 0,0195 ft3/s


Diameter optimum, Do =3,9 × Q0,45 × ρ0,13 = 3,9 × (0,195)

0,45

(Peters dkk, 2004) × (62,428)

0,13

= 1,134 in Digunakan pipa dengan spesifikasi dipilih :

(Geankoplis, 1997)


: 1 1/4 in

 Schedule pipa

: 40


: 1,380 in = 0,115 ft = 0,0358 m


: 1,660 in = 0,138 ft

 Luas penampang dalam (Ai) : 0,01040 ft2


0,195 ft 3 /s Q = = 1,875 ft/s Ai 0,01040 ft 2


ρvD (62,428)(11,875)(0,115) = μ 6,719.10  4 = 20.034,287

Untuk commercial steel dengan diameter 1 1/4 in dari Appendix C-1 Foust (1980), diperoleh : 

D

= 0,0015

Pada NRe = 20.034,287dan 

D



Pipa lurus




= 30 m = 0,91 m

L2 = 2 x 13 x 0,035 

3 buah elbow 90 0 (L/D = 30) L3 = 3 x 30 x 0,035



= 3,15 m


= 0,84 m


= 1,61 m


ΣL

= 36,51 m = 119,782 ft

Faktor gesekan (∑F) fV 2 ΣL 0,031,875 ft/det  (119,782 ft) = = 2 x 32,174 lbm.ft/lbf.det x 0,115 ft 2g c D 2

∑F


g ΔV 2 ΔP    F gc 2g c ρ

Tinggi pemompaan (ΔZ) = 70 ft   32,174 ft/det 2 Wf = 70 ft  + 0 + 0 + 1,707 ft.lbf/lbm 2  32,174 ft.lbm/lbf.det 


=

(Petters dkk, 2004)

ρQWf η

62,428 lbm/ft 3 0,195 ft 3 /det 71,707 ft.lbf/lbm = 0,8   1HP = 109,115 ft.lbf/det x    550 ft.lbf/det 


LD-17 Pompa Anion Exchanger (P204)

Fungsi

: Mengalirkan air dari cation exchanger ke anion exchanger

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Commersial steel


: 30oC


Densitas air

: 1000 kg/m3 = 62,428 lbm/ft3 -4

(Perry, 1999)

Viskositas air

: 1 cp = 6,719 × 10 lbm/ft.s

Laju alir massa (F)

: 1.159,084 kg/jam = 2.555,316 lbm/jam

Laju alir volume, Q

:

(Perry, 1999)

F 2.555,316 lbm/jam = 40,932 ft3/jam = ρ 62,428 lbm/ft 3 = 0,011 ft3/s

Diameter optimum, Do= 3,9 × Q0,487 × ρ0,144

(Peters dkk, 2004)

= 3,9 × (0,011) 0,487 × (62,428) 0,344 = 1,794 in Digunakan pipa dengan spesifikasi Appendix A-5 Geankoplis (1999), dipilih :  Ukuran pipa nominal

: 2 in

 Schedule pipa

: 40


: 2,067 in = 0,172 ft = 0,052 m


: 2,375 in = 0,198 ft

 Luas penampang dalam (Ai)

: 0,0233 ft2


Q 0,011 ft 3 /s = 0,472 ft/s = Ai 0,0233 ft 2

Bilangan Reynold, NRe=

ρvD μ

=

(62,428)(0,472)(0,172) = 50681,547 6,719.10  4

Untuk commercial steel dengan diameter 2 in dari Appendix C-1 Foust (1980), diperoleh : 

D

= 0,00085

Pada NRe = 10.291,747 dan 

D



Pipa lurus






=7m = 1,352 m

3 buah elbow 90 0 (L/D = 30)


L3 = 3 x 30 x 0,052 

= 4,68 m


= 1,352 m


= 2,756 m ΣL

= 17,14 m = 56,233 ft

Faktor gesekan (∑F) fV 2 ΣL 0,0320,472 ft/det  (56,233 ft) = = 0,036 ft.lbf/lbm 2 x 32,174 lbm.ft/lbf.det x 0,172 ft 2g c D 2

∑F

=

Dari persamaan neraca energi : Wf  ΔZ

g ΔV 2 ΔP    F gc 2g c ρ


= 18,103 ft.lbf/lbm (Petters dkk, 2004)

Efisiensi pompa = 80 % Daya pompa

=

ρQWf η





62,428 lbm/ft 3 0,011 ft 3 /det 18,103 ft.lbf/lbm = 0,8   1 Hp = 15,539 ft.lbf/det x    550 ft.lbf/det 


LD-18 Pompa Deaerator (P205)

Fungsi

: Mengalirkan air dari Deaerator ke Boiler (ketel uap)

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Commersial steel



: 90oC

Densitas air

: 965,321 kg/m3 = 60,263 lbm/ft3

(Perry, 1999)

Viskositas air

: 1 cp = 6,719 × 10-4 lbm/ft.s

(Perry, 1999)

Laju alir massa (F)

: 1.075,068 kg/jam = 2.370,09 lbm/jam

Laju alir volume, Q

:

2.370,09 lbm/jam F = 39,32 ft3/jam = 3 ρ 60,263 lbm/ft = 0,65 ft3/s

Diameter optimum, Do: 3,9 × Q0,487 × ρ0,144

(Peters dkk, 2004)

= 3,9 × (0,65) 0,487 × (60,263) 0,344 = 12,75 in Digunakan pipa dengan spesifikasi Appendix A-5 Geankoplis (1999), dipilih :  Ukuran pipa nominal

: 12 in

 Schedule pipa

: 40


: 11,938 in = 0,30 ft = 0,09 m


: 12,75 in = 0,32 ft


: 0,01040 ft2

Q 0,65 ft 3 /s = = 62,5 ft/s Ai 0,01040 ft 2



ρvD μ

=

(60,263)(62,5)(0,115) = 644.649,96 6,719.10  4


D

= 0,00018

Pada NRe = 644.649,96 dan 

D



Pipa lurus






=8m = 2,34 m

3 buah elbow 90 0 (L/D = 30)


L3 = 2 x 30 x 0,09 

= 5,4 m


= 3,6 m


= 7,2 m ΣL

= 26,54m = 87,07 ft

Faktor gesekan (∑F) fV 2 ΣL 0,01562,5 ft/det  (87,07 ft) = = 264,27 ft.lbf/lbm 2 x 32,174 lbm.ft/lbf.det x 0,30 ft 2g c D 2

∑F

=

Dari persamaan neraca energi : Wf  ΔZ

g ΔV 2 ΔP    F gc 2g c ρ


= 282,27 ft.lbf/lbm (Petters dkk, 2004)

Efisiensi pompa = 80 % Daya pompa

=

ρQWf η





60,263 lbm/ft 3 0,65 ft 3 /det 282,27 ft.lbf/lbm = 0,8   1 Hp = 13.820,98 ft.lbf/det x    550 ft.lbf/det 


LD-19 Pompa Chiller (P207)

Fungsi

: Mendistribusikan air pendingin dari Chiller

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Commersial steel



: 10oC

Densitas air

: 1000 kg/m3 = 62,428 lbm/ft3

(Perry, 1999)

Viskositas air

: 1 cp = 6,719 × 10-4 lbm/ft.s

(Perry, 1999)

Laju alir massa (F)

: 115.908 kg/jam = 255.531,7283 lbm/jam

Laju alir volume, Q

:

F 255.531,7283 lbm/jam = 4.093,223 ft3/jam = 3 ρ 62,428 lbm/ft = 1,137 ft3/s

Diameter optimum, Do: 3,9 × Q0,45 × ρ0,13

(Peters dkk, 2004)

= 3,9 × (1,137) 0,45 × (62,428) 0,13 = 7,07 in Dari Appendix A-5 Geankoplis (1997), digunakan pipa dengan spesifikasi :  Ukuran pipa nominal

: 8 in

 Schedule pipa

: 40


: 7,981 in = 0,665 ft = 0,203 m


: 8,625 in = 0,719 ft


: 0,3474 ft2


Q 1,137 ft 3 /s = 3,276 ft/s = Ai 0,3474 ft 2


ρ v D (62,428)(3,276)(0,665) = 202.413,893 = μ 6,719.10  4


D

= 0,00022

Pada NRe = 202.413,893dan 

D

= 0,00022 dari Appendix C-3 Foust (1980),


Pipa lurus




= 25 m = 5,278 m




3 buah elbow 90 0 (L/D = 30) L3 = 2 x 30 x 0,203



= 12,18 m


= 7,105 m


= 14,21 m ΣL

= 63,773 m = 209,226 ft

Faktor gesekan (∑F) fV 2 ΣL 0,0263,276ft/det  (209,226 ft) = = 2 x 32,174 lbm.ft/lbf.det x 0,665 ft 2g c D 2

∑F

= 1,364 ft.lbf/lbm Dari persamaan neraca energi : g ΔV 2 ΔP Wf  ΔZ    F gc 2g c ρ Tinggi pemompaan (ΔZ) = 55 ft   32,174 ft/det 2 Wf = 55 ft  + 0 + 0 + 1,364 ft.lbf/lbm 2  32,174 ft.lbm/lbf.det 

= 56,364ft.lbf/lbm Efisiensi pompa = 80 % Daya pompa

(Petters dkk, 2004)

=

ρQWf η

=






  1 Hp = 5.000,940ft.lbf/det x    550 ft.lbf/det 

= 9,09 Hp Maka dipilih pompa dengan daya motor =10 Hp


LD-20 Pompa Water Cooling Tower (P206)

Fungsi

: Mendistribusikan air pendingin dari Cooling tower

Jenis

: pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Commersial steel


: 24oC

Densitas air

: 1000 kg/m3 = 62,4302 lbm/ft3

(Perry, 1999)

Viskositas air

: 1 cp = 6,71 × 10-4 lbm/ft.s

(Perry, 1999)

Laju alir massa (F)

: 115.908,4316 kg/jam = 255,531,7283 lbm/jam

Laju alir volume, Q

:

F 255.531,7283 lbm/jam = = 4.093,223 ft3/jam 3 ρ 62,428 lbm/ft = 1,137 ft3/s

Diameter optimum, Do: 3,9 × Q0,45 × ρ0,13 = 3,9 × (1,137)

0,45

(Peters dkk, 2004) × (62,428)

0,13

= 7,07 in Dari Appendix A-5 Geankoplis (1997), digunakan pipa dengan spesifikasi :  Ukuran pipa nominal

: 8 in

 Schedule pipa

: 40


: 7,981 in = 0,665 ft = 0,203 m


: 8,625 in = 0,719 ft


: 0,3474 ft2


Q 1,137 ft 3 /s = 3,276 ft/s = Ai 0,3474 ft 2


ρ v D (62,428)(3,276)(0,665) = 202.413,893 = μ 6,719.10  4


D

= 0,00022


Pada NRe = 202.413,893 dan 

D

= 0,00022 dari Appendix C-3 Foust

(1980), diperoleh f = 0,026 Dari Appendix C-2a Foust (1980), diperoleh instalasi pipa sebagai berikut: 

Pipa lurus




= 25 m

L2 = 2 x 13 x 0,203 

= 5,278 m

3 buah elbow 90 0 (L/D = 30) L3 = 2 x 30 x 0,203



= 12,18 m


= 7,105 m


= 14,21 m ΣL

= 63,773 m = 209,226 ft

Faktor gesekan (∑F) fV 2 ΣL 0,0263,2761ft/det  (209,226 ft) = = 2 x 32,174 lbm.ft/lbf.det x 0,665 ft 2g c D 2

∑F

= 1,364ft.lbf/lbm Dari persamaan neraca energi : g ΔV 2 ΔP Wf  ΔZ    F gc 2g c ρ Tinggi pemompaan (ΔZ) = 55 ft   32,174 ft/det 2 + 0 + 0 + 1,364 ft.lbf/lbm Wf = 55 ft  2  32,174 ft.lbm/lbf.det 


(Petters dkk, 2004)

=

ρQWf η

=







  1 Hp = 5.000,940 ft.lbf/det x    550 ft.lbf/det 


LD-21 Pengolahan Limbah a. Bak penampung

Fungsi

: Tempat menampung air buangan sementara

Bentuk

: Persegi panjang

Jumlah

: 1 unit

Laju volumetrik air buangan

= 16,467 m3/hari

Waktu penampungan air buangan

= 7 hari

Volume air buangan

= 16,467 x 7 hari = 115,269 m3

Direncanakan digunakan 1 buah bak penampung Bak terisi 80 %, maka volume bak

= 115,269 / 0,8 = 144,086 m3

Direncanakan ukuran bak sebagai berikut: - Panjang bak (p) = 4 x tinggi bak (t) - Lebar bak (l)

= 2 x tinggi bak (t)

Maka: Volume bak

=p x l x t

144,086 m3

= 4t x 2t x t

Tinggi bak

= 2,740 m

Jadi dimensi bak Panjang

= 4 x 2,740 m = 10,962 m

Lebar

= 2 x 2,740 m = 5,48 m

Tinggi

= 2,740 m

Luas bak

= 10,962 x 5,48 = 60,07 m2

b. Bak pengendapan

Fungsi

: Menghilangkan padatan dengan cara pengendapan

Bentuk

: Persegi panjang

Jumlah

: 1 unit



= 16,467 m3/hari

Direncanakan kecepatan overflow maksimum

= 6 m3/m2hari

Waktu tinggal air buangan

= 1 hari

= 24 jam

Volume bak

= 16,467 m3/hari x 1 hari = 16,467 m3 16,396 m 3 hari  2,732 m 2 = 3 6m 2 m hari

Luas bak, A

A = ¼  D2 D = 2,14 m Kedalaman bak, h = V/A = 16,467 / 2,14 = 7,678 m

c. Bak penetralan

Fungi

: Tempat menetralkan pH limbah yang bersifat asam (limbah dianggap bersifat asam)

Bentuk

: Persegi panjang

Jumlah

: 1 unit


= 16,467m3/hari

Waktu penampungan air buangan

= 1 hari

Volume bak

= 16,467m3/hari x 1 hari = 16,467 m3

Direncanakan menggunakan 1 buah bak penetralan dengan volume 80% = 16,467 / 0,8 = 20,583 m3

Volume bak

Direncanakan ukuran bak sebagai berikut: Direncanakan ukuran bak sebagai berikut: - Panjang bak (p) = 3 x tinggi bak (t) - Lebar bak (l)

= 2 x tinggi bak (t)

Maka: Volume bak 20,583

3

m

Tinggi bak

=p x l x t = 3t x 2t x t = 0,793 m

Jadi dimensi bak Panjang

= 3 x 0,793 m =2,379m

Lebar

= 2 x 0,793 m = 1,586m

Tinggi

= 0,793 m


Luas bak

= 2,379 x 1,586= 3,773 m2

Air buangan dari pabrik yang menghasilkan bahan-bahan organik. Maka air limbah tersebut harus dinormalkan dari keadaan asam sampai mencapai pH=7. untuk menetralkan air limbah menggunakan soda abu (Na2CO3). Kebutuhan soda abu untuk menetralkan limbah organik = 0,15 gram soda abu/30 ml air limbah yang mempunyai pH = 5 (laboratorium Kimia analitik FMIPA, USU, 1999). Jumlah air buangan = 16,467 m3/hari = 16.467 ltr/hari = 16.467.000 ml/hari Kebutuhan soda abu = 16.467.000 ml/hari x (0,15 gr/30 ml) = 82335 gr/hari = 82,335kg/hari

d. Pengolahan Limbah Dengan Sistem Activated Sludge (Lumpur Aktif)

Pengolahan limbah cair pabrik ini dilakukan dengan menggunakan activated sludge (sistem lumpur aktif), mengingat cara ini dapat menghasilkan effluent dengan

BOD yang lebih rendah (20-30 mg/l) (Perry, 1999). Proses lumpur aktif merupakan proses aerobis dimana flok lumpur aktif (lumpur yang mengdanung mikroorganisme mikroflora dan mikrofauna) tersuspensi di dalam campuran lumpur yang mengandung O2. Biasanya mikroorganisme yang digunakan merupakan kultur campuran seperti bakteri (Sphaerotilus natans, Thiothrix sp, lactobacillus sp, Peloploca sp, dan lain-lain), protozoa, fungi (Leptomitus sp, Geotrichum cdanidum, dan lain-lain), rotifera, dan nematoda. Flok lumpur aktif ini

sendiri merupakan makanan bagi mikroorganisme ini sehingga akan diresirkulasi kembali ke tangki aerasi. Data: Laju alir volumetrik air buangan (Q) = 16,467 m3/hari = 4.350,087 gal/hr BOD5 influent (So)

= 760 mg/l

Efisiensi reaktor (E)

= 95 %

Koefisien cell yield (Y) = 0,8 mgvss/mg BOD5 Koefisien endogenous decay (Kd)

= 0,025 hari-1

Mixed liquor suspended solid

= 450 mg/l

(Hammer, 1986) (Metcalf dan Eddy, 1991) (Metcalf dan Eddy, 1991) (Metcalf dan Eddy, 1991)

Mixed liquor volatile suspended solid (X) = 340 mg/l

Waktu tinggal sel (Qc)

= 7 hari


1. Penentuan BOD5 Effluent (S) E

So  S x 100 % So

(Metcalf dan Eddy, 1991)

ES o 100

S  So 

S  760 

95 x 760 100

S = 38 mg/l (BOD5 effluent (s) maksimum = 50 mg/l) 2. Penentuan volume aerator (Vr) Vr 

e c . Q. Y (S o  S) X. (1  Kd. e c )


(7 hari) . (16,467 m 3 /hari) . (0,8) . (760  38) mg/l  (340 mg/l) (1  0,025x7) = 166,656m3 3. Penentuan ukuran kolom aerasi Tinggi cairan dalam aerator

= 4,57 m

Perbandingan lebar dan tinggi = 1,5 : 1

(Metcalf dan Eddy, 1991) (Metcalf dan Eddy, 1991)

Jadi, lebar = 1,5 x 4,57 m = 6,855 m V =pxlxt 166,656m3 = p x 4,57 m x 6,855 m p =

166,656 = 5,3 m 31,327

Faktor kelonggaran = 0,5 m diatas permukaan air (Metcalf dan Eddy, 1991). Jadi, ukuran aerator, sebagai berikut: 

Panjang

= 5,3m



Lebar

= 6,855 m



Tinggi

= 4,57 + 0,5 = 5,07 m

4. Penentuan jumlah flok yang disirkulasi (Qr) Dimana : Qw

= Debit alir Sludge

Xr

= Masa padatan resirkulasi (yang diolah kembali)

Qc

= Debit alir limbah olahan


LD-44

Xc

= Masa padatan limbah olahan

Perhitungan:


Qc

= Q = 4.350,087 galon/hari

Xe

= 0,001 X = 0,001 x 340 mg/l = 0,34 mg/l

Xr

= 0,999 X = 339,66 mg/l

Px

= Qw + Xr

Yobs

=

Y 1  kd θc

Yobs

=

0,8 = 0,68 1  0,025 x 7

Px

= 0,68 x 4.350,087 (760-38) mg/l = 2.135.718,714 gal.mg/l.hari

Neraca massa pada bak sedimentasi Akumulasi 0

= Jumlah massa masuk – jumlah massa keluar = (Q + Qr) X - Qe Xe - Qw Xr = QX + QrX - Q (0,001 X) - Px

Qr

=

QX 0,001  1  Px X

=

4.350,087 x 340 0,001  1  2.135.718,714 340

= 1.939,788 m3 5. Penentuan waktu tinggal di aerator () θ

Vr 1.935,788 m 3  = 11,755 hari = 12 hari 3 Q 16,467 m hari


LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI

Dalam rencana pra rancangan pabrik pembuatan olein dan stearin digunakan asumsi sebagai berikut: 1. Perusahaan beroperasi selama 330 hari dalam setahun. 2. Kapasitas produksi maksimum adalah 1000 ton/hari 3. Perhitungan didasarkan pada harga peralatan terpasang (HPT) 4. Harga alat disesuaikan dengan basis Agustus 2007, dimana nilai tukar dollar terhadap rupiah adalah US$ 1 = Rp 9.020,-

(Harian Analisa 3 Agustus 2007)

LE.1 Modal Investasi Tetap LE.1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) A. Biaya Tanah Biaya tanah pada lokasi pabrik diperkirakan Rp 50.000,-/m2 Harga tanah seluruhnya

(Besitang, 2007)

= 12000 m2 x Rp 50.000,-/m2 = Rp 600.000.000,-

Biaya perataan tanah diperkirakan 5 % dari harga tanah seluruhnya Biaya perataan tanah = 0,05 x Rp 600.000.000,-

(Peters dkk , 2004)

= Rp 30.000.000,Total biaya tanah

= Rp 600.000.000,- + Rp 30.000.000,= Rp 630.000.000.-


B. Harga Bangunan Perincian harga bangunan dapat dilihat pada Tabel LE–1 berikut: Tabel LE – 1 Perincian harga bangunan Nama Bangunan Luas (m2) Area Proses

Harga (Rp/m2)

Jumlah (Rp)

5.000

3.000.000

15.000.000.000

Kantor

300

2.000.000

600.000.000

Parkir

500

1.000.000

500.000.000

Tempat Ibadah

200

1.000.000

200.000.000

44

500.000

22.000.000

Poliklinik

100

1.000.000

100.000.000

Bengkel

200

1.200.000

240.000.000

Pembangkit Listrik

150

2.000.000

300.000.000

Pengolahan air

500

2.000.000

1.000.000.000

Pengolahan Limbah

420

500.000

210.000.000

Ruang Boiler

200

2.500.000

500.000.000

6

500.000

3.000.000

Jalan

600

2.000.000

1.200.000.000

Gudang Peralatan

780

1.000.000

780.000.000

Taman

1.000

300.000

300.000.000

Total

10.000

Kantin

Pos Keamanan

20.955.000.000

C. Perincian Harga Peralatan Harga peralatan dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut : I Cx = Cy  x I  y

  X2  .  X   1

Dimana :

Cx

= Harga alat pada tahun pembelian (2007)

Cy

= Harga alat pada kapasitas yang tersedia

Ix

= Index harga pada tahun 2007

Iy

= Index harga pada tahun yang tersedia

X1

= Kapasitas alat yang tersedia

  

m


X2

= Kapasitas alat yang diinginkan

m

= Faktor eksponensial untuk jenis alat yang tersedia

Untuk menghitung semua harga peralatan pada pabrik, digunakan Metoda Marshall R Swift Equipment Cost Index. Index yang digunakan adalah Chemichal Engineering Plant Cost Index (Peters dkk, 2004).

Tabel LE – 2 Data Index Harga Chemical Engeneering (CE) Tahun

Index (Yi)

Xi

Xi2

Yi2

Xi . Yi

1993

964,2

1

1

929681,64

964,2

1994

993,4

2

4

986843,56

1986,8

1995

1027,5

3

9

1055756,25

3082,5

1996

1039,1

4

16

1079728,81

4156,4

1997

1056,8

5

25

1116826,24

5284,0

1998

1061,9

6

36

1127631,61

6371,4

1999

1068,3

7

49

1141264,89

7478,1

2000

1089,0

8

64

1185921,00

8712,0

2001

1093,9

9

81

1196617,21

9845,1

2002

1102,5

10

100

1215506,25

11025,0

Total

10496,6

55

385

11035777,46

58905,5

Sumber: Peters dkk, 2004

Untuk mencari Index harga pada tahun 2007 digunakan Metoda Regresi Koefisien Korelasi, yaitu : r

=

(n .  X i .Yi )  ( X i .  Yi ) {(n .  X i  ( X i ) 2 } x {n .  Yi  ( Yi ) 2 )} 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

= Index harga pada tahun yang dicari (2007)

X

= Variabel tahun ke n

a, b

= Tetapan persamaan regresi

dimana a dan b dapat dicari dengan menggunakan rumus : ( X i x  Yi )  ( X i x  X i . Yi ) 2

a

=

=

b

=

=

(n .  X i )  ( X i ) 2 2

(385 x 10496,6)  (55 x 58905,5) = 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 58905,5)  (55 x 10496,6) = 14,23 (10 x 385)  55 2

Dengan demikian harga Index pada tahun 2007 (n =15 tahun, maka X = 15) adalah: Y = 971,38 + (14,23 x 15) = 1184,9 Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponennya (m) dianggap 0,6 (Peters dkk, 2004).

Contoh perhitungan estimasi harga peralatan:

Nama alat

: Tangki Stearin

Jumlah

: 3 buah

Volume tangki (X2)

: 395,874 m3

Untuk tangki RBDPO, volume tangki yang disediakan X1

= 10.000 m3

Cy

= US$ 380.000

Ix

= 1184,9

Iy

= 1102,5

m

= 0,57


Maka harga tangki pada tahun 2007 : Cx

 395,874  = US$ 380.000 x    10000 

0 , 57

 1184,9     1102,5 

= US$6.4817,783 x Rp 9.020,= Rp 584.633.679,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 Pabrik Pembuatan Olein dan Stearin dari Refined Bleached Degummed Palm Oil.

Tabel LE – 3 Perkiraan Harga Peralatan Proses No

Nama Alat

Unit

Harga/Unit (Rp)

Harga Total (Rp)

1

Tangki RBDPO

3

2.541.488.110

7.624.464.330

2

Heat Exchanger

1

854.001.723

854.001.723

3

Tangki Kristalisasi

2

1.516.529.898

3.033.059.796

4

Filter Press

3

339.595.007

1.018.785.021

5

Bak Penampung

3

61.854.000

185.562.000

6

Tangki Olein

3

601.449.202

1.804.347.606

7

Tangki Stearin

3

584.633.679

1.753.901.037

8

Pompa 101*

1

8.000.000

24.000.000

9

Pompa 102*

1

5.000.000

5.000.000

10

Pompa 103*

1

3.000.000

3.000.000

11

Pompa 104*

3

2.500.000

7.500.000

12

Pompa 105*

3

2.500.000

7.500.000

Total

29

16.321.121.513

Sumber: Peters dkk, 2004 * PT Sinak Teknik, 2007


Tabel LE – 4 Perkiraan Harga Peralatan Utilitas

No

Nama Alat

Unit

Harga/Unit

Harga Total

(Rp)

(Rp)

1

Bak Pengendapan

3

9.447.300.000

28.341.900.000

2

Clarifier

2

3

Sand Filter

2

250.497.310

500.994.620

4

Menara Air

1

78.049.000

78.049.000

5

Penukar Kation

1

23.324.464

23.324.464

6

Penukar Anion

1

24.589.916

24.589.916

7

Pembangkit Steam

1

1.475.897.658

1.475.897.658

8

Water Cooling Tower

1

404.657.313

404.657.313

9

Chiller

1

265.424.305

265.424.305

10

Tangki Alum

1

19.574.030

19.574.030

11

Tangki CaCO3

1

13.976.505

13.976.505

12

Tangki NaOH

1

13

Tangki H2SO4

1

14

Tangki Kaporit

1

1.046.742

1.046.742

16

Pompa 201*

2

2.500.000

5.000.000

17

Pompa 202*

2

2.500.000

5.000.000

18

Pompa 203*

1

2.500.000

2.500.000

19

Pompa 204*

1

2.500.000

2.500.000

20

Pompa Water Cooling Tower*

1

9.000.000

9.000.000

21

Pompa Chiller*

1

9.000.000

9.000.000

Total

25

290.520.000.000 581.040.000.000

3.449.915.453.-

Sumber: Peters dkk, 2004 * PT Sinar Teknik, 2007

Total harga peralatan

= Rp 16.321.121.513,- + Rp 3.449.915.453,= Rp 19.691.037.966,-

Harga peralatan di atas masih merupakan perkiraan. Untuk harga alat sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut (Peters dkk, 2004):


-

Biaya transportasi

= 5%

-

Biaya asuransi

= 1%

-

Bea masuk

= 15 %

-

PPn

= 10 %

-

PPh

= 10 %

-

Biaya gudang di pelabuhan

= 0,5 %

-

Biaya administrasi pelabuhan = 0,5 %

-

Transportasi lokal

= 0,5 %

-

Biaya tak terduga

= 0,5 %

Total

= 43 %

Alat dengan tanda ( * ) adalah harga OTR dan tidak dikenakan biaya tambahan Maka alat yang dikenakan biaya tambahan adalah = 19.691.037.966,- - 80.000.000,- = 1.961.103.796,Harga alat impor sampai ke lokasi pabrik

= 1,43 x Rp 19.694.165.674,= Rp 28.158.184.291,-

Harga total alat = Rp28.158.184.291,-+ Rp 80.000.000,- = Rp.28.238.184.291,Biaya pemasangan diperkirakan 10 % dari harga peralatan

(Peters dkk, 2004)

Biaya pemasangan = 0,1 x Rp 28.238.184.291,= Rp 2.823.818.429,D. Harga peralatan terpasang (HPT) = Rp 28.238.184.291,-+ Rp 2.823.818.429,= Rp 31.062,022,721,E. Instrumentasi dan Alat Kontrol Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 13 % dari HPT (Peters dkk, 2004) Biaya instrumentasi dan alat kontrol = 0,13 x Rp 31.062,022,721,= Rp 4.038.060.354,F. Biaya Perpipaan Diperkirakan biaya perpipaan 80 % dari HPT.

(Peters dkk, 2004)

Biaya perpipaan = 0,8 x Rp 31.062,022,721,-= Rp 24.849.602.176,-


G. Biaya Instalasi Listrik Diperkirakan biaya instalasi listrik 10 % dari HPT.

(Peters dkk, 2004)

Biaya instalasi listrik = 0,1 x Rp 31.062,022,721,-= Rp 3.106,200,272,H. Biaya Insulasi Diperkirakan biaya insulasi 8 % dari HPT.

(Peters dkk, 2004)

Biaya insulasi = 0,08 x Rp 31.062,022,721,= Rp 2.484.960.218,I. Biaya Inventaris Kantor Diperkirakan biaya inventaris kantor 1 % dari HPT.

(Peters dkk, 2004)

Biaya inventaris kantor = 0,01 x Rp 31.062,022,721,= Rp 310.620.027,J. Biaya Perlengkapan Kebakaran dan Keamanan Diperkirakan biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan 1 % dari HPT. (Peters dkk, 2004) Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan = 0,01 x Rp 31.062,022,721,= Rp 310.620.027,K. Sarana Transportasi Tabel LE – 5 Biaya Sarana Transportasi Jenis kendaraan Unit

Jenis

Harga/unit

Harga Total

(Rp)

(Rp)

Mobil Direktur

1 New Camry 2.4 G A/T

382.000.000

Mobil Manajer

4 Ford Everest 4x2 A/T XLT

256.700.000 1.026.800.000

Mobil Dinas

1 Innova E Standar

152.300.000

152.300.000

Truk

2 Dyna 6 roda Chassis 140 PS

181.200.000

362.400.000

Total

382.000.000

1.923.500.000

Sumber: Autobild, 2007

Total MITL = A + B + C + D + E + F + G + H + I + J + K = Rp 68.085.565.795,-


LE.1.2 Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL)

A. Pra Investasi Diperkirakan 7 % dari MITL = 0,07 x Rp 68.085.565.795,= Rp 4.765.989.606,B. Engineering dan Supervisi Diperkirakan 8 % dari MITL = 0,08 x Rp 68.085.565.795,= Rp 5.446,845.263.576,C. Biaya Kontraktor Diperkirakan 2 % dari MITL = 0,02 x Rp 68.085.565.795,= Rp 1.361.711.316,D. Biaya Tak Terduga Diperkirakan 10 % dari MITL = 0,1 x Rp 68.085.565.795,= Rp 6.808.556.579,Total MITTL

= A+B+C+D = Rp 18.383.102.765,-

Total MIT

= MITL + MITTL = Rp 68.085.565.795,-,-+ Rp. 18.385.932.190,= Rp 86.468.668.559,-

LE.2 Modal Kerja

Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 3 bulan (90 hari).

LE.2.1 Persediaan Bahan Baku a. Persediaan Bahan Baku Proses

1. RBDPO Kebutuhan

= 78.572 kg/jam

Harga/kg

= Rp 6.500,-

Harga total

= 90 hari x 24 jam/hari x 78.572 kg/jam x Rp 6.500/kg

(www.surabayapost.com)

= Rp 1.103.151.413.520,b. Persediaan Bahan Baku Utilitas

1. Alum, Al2(SO4)3 Kebutuhan

= 11,616 kg/hari


(CV. Rudang Jaya, 2007)

Harga

= Rp 9.000,-/kg

Harga total

= 90 hari x 11,616 kg/hari x Rp 9.000,- /kg = Rp 9.408.960,-

2. Soda abu, Na2CO3 Kebutuhan

= 6,264 kg/hari

Harga

= Rp 8.100,-/kg

Harga total

= 90 hari x 6,264 kg/hari x Rp 8.100,- /kg = Rp 4.408.456,-


3. NaOH Kebutuhan

= 0,051 kg/hari

Harga

= Rp 22.000,-/kg

Harga total

= 90 hari x 0,051 kg/hari x Rp 22.000,- /kg = Rp 100.980,-


4. Asam sulfat (H2SO4) Kebutuhan

= 0,279 kg/hari

Harga

= Rp 367.000,-/liter

Total harga

=


0,279 kg/hari x 90 hari x 367.000 /kg  Rp 5.057.832 1,822 kg/ltr

5. Kaporit Kebutuhan

= 0,12 kg/hari

Harga

= Rp 8.000,-/kg

Harga total

= 90 hari x 0,12 kg/hari x Rp 8.000,-/kg = Rp 86.400,-


6. Solar Kebutuhan

= 9.949 ltr/hari

Harga

= Rp 5.000,-/ltr

Harga total

= 90 hari x 5.870 ltr/jam x Rp 5.000,-/ltr

(Pertamina, 2007)

= Rp 4.477.248.000,7. Amoniak Kebutuhan

= 4,863 ton

Harga

= USD265,-/ton

Harga total

= 4,863 ton x USD 265,-/ton x 9.020 Rp/USD

(www.chemlink.com)

= Rp 11.625.673.426,Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan adalah Rp 1.119.273.855.574,Total biaya persediaan bahan baku 1 tahun adalah = Rp 4.477.094.222.298,-


LE.2.2 Kas

1. Gaji Pegawai

Tabel LE – 6 Perincian Gaji Pegawai No

Jabatan

Jumlah Gaji/bulan (Rp)

Gaji Total (Rp)

1

Dewan Komisaris

3

10.000.000

30.000.000

2

Direktur

1

15.000.000

15.000.000

3

Sekretaris

1

3.000.000

3.000.000

4

Manajer Personalia

1

6.000.000

6.000.000

5

Manajer Produksi

1

6.000.000

6.000.000

6

Manajer Umum

1

6.000.000

6.000.000

7

Manajer Pemasaran

1

6.000.000

6.000.000

8

Supervisor

4

4.000.000

16.000.000

9

Karyawan Legal

1

4.000.000

4.000.000

10

Karyawan Humas

2

4.000.000

8.000.000

11

Karyawan Perekrutan

1

4.000.000

4.000.000

12

Karyawan Proses

16

1.500.000

24.000.000

13

Karyawan Utilitas

12

1.500.000

18.000.000

14

Karyawan Bengkel

4

1.300.000

5.200.000

15

Karyawan Laboratorium

4

2.000.000

8.000.000

16

Karyawan Administrasi

3

1.000.000

3.000.000

17

Karyawan Kesehatan

2

1.500.000

3.000.000

18

Karyawan Keamanan

9

1.800.000

16.200.000

19

Karyawan Kebersihan

2

900.000

1.800.000

20

Karyawan transportasi

2

1.000.000

2.000.000

21

Karyawan Perlengkapan

1

1.300.000

1.300.000

22

Karyawan Pemasaran

2

2.000.000

4.000.000

23

Dokter

1

3.000.000

3.000.000

Total

75

193.500.000

Total gaji pegawai selama 3 bulan = 3 x Rp 193.500.000,- = Rp 580.500.000,-


2. Biaya Administrasi Umum Diperkirakan 10 % dari gaji pegawai = 0,1 x Rp 580.500.000,= Rp 58.050.000,3. Biaya Pemasaran Diperkirakan 10 % dari gaji pegawai = 0,1 x Rp 580.500.000,= Rp 58.050.000,4. Pajak Bumi dan Bangunan Menurut UU No. 20 Tahun 2000 Jo UU No. 21 Tahun 1997: Objek Pajak Bumi Bangunan

NJOP (Rp) Jumlah Per m 100.000 1.200.000.000 300.000 2.550.000.000

Luas (m2)

2

12000 8500

Nilai Jual Objek Pajak (NJOP) sebagai dasar pengenaan PBB = Rp 1.200.000.000,- + Rp 2.550.000.000,- = Rp 3.750.000.000,Bangunan yang tidak kena pajak adalah tempat ibadah yaitu sebesar 100 m2 NJOP Tidak Kena Pajak

= 200 x Rp 300.000,-

(Perda Sumatera Utara)

= Rp 60.000.000,NJOP untuk penghitungan PBB = Rp 3.7500.00.000,- – Rp 60.000.000,= Rp 3.690.000.000,Nilai Jual Kena Pajak = 20 % x Rp 3.690.000.000,= Rp 738.000.000,Pajak Bumi dan Bangunan yang terutang = 0,5 % x Rp 738.000.000,= Rp 36.900.000,Pajak Bumi dan Bangunan per 3 bulan = (3/12) x Rp 36.900.000,= Rp 9.225.000,Tabel LE – 7 Perincian Biaya Kas No. 1. 2. 3. 4.

Jenis Biaya Gaji Pegawai Administrasi Umum Pemasaran Pajak Bumi dan Bangunan Total

Jumlah (Rp) 580.500.000 58.050.000 58.050.000 9.225.000 705.825.000


LE.2.3 Biaya Start – Up

Diperkirakan 12 % dari Modal Investasi Tetap

(Peters dkk, 2004)

= 0,12 x Rp 86.468.668.059,- = Rp 8.170.267.895,-

LE.2.4 Piutang Dagang

PD  dimana:

IP  HPT 12 PD

= Piutang dagang

IP

= Jangka waktu kredit yang diberikan (3 bulan)

HPT

= Hasil penjualan tahunan

1. Produksi olein (minyak goreng) = 41.666 kg/jam Harga jual olein (minyak goreng) = Rp 9000 /kg

(Pusat pasar, 2007)

Produksi olein per tahun adalah: = 41.666

kg jam hari x 330 x 24 = 329.994.720 kg/tahun jam tahun hari

Hasil penjualan olein per tahun adalah = 329.994.720 kg x Rp 9000 /kg = Rp 2.969.952.480.000,2. Produksi Stearin = 36,906 kg/jam Harga jual stearin = Rp 12.000/kg

(Pusat pasar, 2007)

Produksi stearin per tahun adalah: = 36,906

kg jam hari x 330 x 24 = 292.295.821 kg/tahun jam tahun hari

Hasil penjualan stearin per tahun adalah = 292.295.821 kg x Rp 12.000 /kg = Rp 3.507.549.851.520,Maka harga total penjualan per tahun: = Rp 2.969.952.480.000,- + Rp 3.507.549.851.520,= Rp 6.477.502.331.520,Piutang Dagang

=

3 x Rp 6.477.502.331.520,12

= Rp 1.619.375.582.880,-


Tabel LE – 8 Perincian Modal Kerja No. 1. 2. 3. 4.

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

Jumlah (Rp) 1.117.438.063.174 8.170.267.859 8.171.525.418 1.619.375.582.880 2.747.525.231.350

Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp 86.468.668.059,- + Rp 2.747.525.231.350,= Rp 2.833.933.899.909,Modal ini berasal dari: 1. Modal sendiri

= 60 % dari total modal investasi = 0,6 x Rp 2.833.933.899.909,= Rp 1.700.396.339.945,-

2. Pinjaman dari Bank

= 40 % dari total modal investasi = 0,4 x Rp 2.833.933.899.909,= Rp 1.133.597.559.964,-

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

A. Gaji Tetap Karyawan Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah 1 bulan gaji yang diberikan sebagai tunjangan, sehingga Gaji total = (12 +1 ) x Rp 1.133.597.559.964,-= Rp 215.383.536.393.091,B. Bunga Pinjaman Bank Diperkirakan 19 % dari modal pinjaman bank = 0,19 x Rp 1.132.869.189.525,= Rp 215.245.146.010,C. Depresiasi dan Amortisasi Depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol.

D

PL n


dimana:

D

= Depresiasi per tahun

P

= Harga awal peralatan

L

= Harga akhir peralatan

n

= Umur peralatan (tahun)

Semua modal investasi tetap langsung (MITL) kecuali tanah mengalami penyusutan yang disebut depresiasi, sedangkan modal investasi tetap tidak langsung (MITTL) juga mengalami penyusutan yang disebut amortisasi. Biaya amortisasi diperkirakan 20 % dari MITTL, sehingga Amortisasi = 0,2 x Rp 18.383.102.765,= Rp 3.676.620.553,-

Tabel LE – 9 Perkiraan Biaya Depresiasi Komponen

Biaya (Rp)

Bangunan Peralatan proses Peralatan utilitas Instrumentasi dan kontrol Perpipaan Instalasi listrik Insulasi Inventaris kantor Perlengkapan kebakaran Sarana Transportasi

20.955.000.000 16.321.121.513 3.449.916.453 4.038.699.939 24.853.538.084 3.106.692.261 2.485.353.808 310.669.226 310.669.226 1.923.500.000 Total

Umur (tahun)

30 10 10 10 15 20 15 5 20 20

Depresiasi (Rp)

698.500.000 1.632.112.151 344.991.645 403.869.994 1.656.902.539 155.334.613 165.690.254 62.133.845 15.533.461 96.175.000 5.230.854.012

Sumber: Peters dkk, 2004

Total biaya depresiasi dan amortisasi = Rp 3.676.620.553,-+ Rp 5.230.854.012,- = Rp 8.908.742.712,-

D. Biaya Tetap Perawatan -

Perawatan mesin dan alat-alat proses Diperkirakan 10 % dari HPT = 0,1 x Rp 31.062.002.721,- = Rp 3.106.200.272,-


-

Perawatan bangunan Diperkirakan 10 % dari harga bangunan = 0,1 x Rp 20.955.000.000,= Rp 2.095.000.000,-

-

Perawatan kendaraan Diperkirakan 10 % dari harga kendaraan = 0,1 x Rp 1.923.500.000,= Rp 192.350.000,-

-

Perawatan instrumentasi dan alat kontrol Diperkirakan 10 % dari harga instrumentasi dan alat kontrol = 0,1 x Rp 4.038.060.354,= Rp 403.806.035,- Perawatan perpipaan Diperkirakan 10 % dari harga perpipaan = 0,1 x Rp 24.849.602.176,= Rp 2.484.960.218,- Perawatan instalasi listrik Diperkirakan 10 % dari harga instalasi listrik = 0,1 x Rp 3.310.620.027,= Rp 310.669.226,- Perawatan insulasi Diperkirakan 10 % dari harga insulasi = 0,1 x Rp 2.484.960.218,= Rp 248.496.022,- Perawatan inventaris kantor Diperkirakan 10 % dari harga inventaris kantor = 0,1 x Rp 310.620.027,= Rp 31.062.003,- Perawatan perlengkapan kebakaran Diperkirakan 10 % dari harga perlengkapan kebakaran = 0,1 x Rp 310.620.027,-= Rp 31.062.003,-

Total biaya perawatan = Rp 8.904.056.579.470,-


E. Biaya Tambahan (Pant Overhead Cost) Diperkirakan 20 % dari modal investasi tetap = 0,2 x Rp 86.468.668.559,= Rp 17.293.733.711.855,-

F. Biaya Laboratorium, Penelitian dan Pengembangan Diperkirakan 10 % dari biaya tambahan = 0,1 x Rp 17.293.733.711.855,= Rp 1.729.373.371.185,-

G. Biaya Asuransi - Asuransi pabrik diperkirakan 1 % dari modal investasi tetap = 0,01 x Rp 86.468.668.559,= Rp 864.686.686,- Asuransi karyawan 1,54 % dari total gaji karyawan (Biaya untuk asuransi tenaga kerja adalah 2,54 % dari gaji karyawan, dimana 1% ditanggung oleh karyawan dan 1,54 % ditanggung oleh perusahaan) = 0,0154 x (12/3) x Rp 580.500.000.,= Rp 35.758.800,Total biaya asuransi = Rp 900.445.485.593,-

H. Pajak Bumi dan Bangunan PBB = Rp 9.225.000,Total Biaya Tetap

=A+B+C+D+E+F+G+H = Rp 255.643.345.106.082,-

LE.3.2 Biaya Variabel

A. Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun = Rp 4.477.094.222.297.810,B. Biaya Variabel Pemasaran Diperkirakan 10 % dari biaya tetap pemasaran. = 0,1 x Rp 58.050.000,- = Rp 5.805.000,-


C. Biaya Variabel Perawatan Diperkirakan 10 % dari biaya tetap perawatan. = 0,1 x Rp 8.905.104.515,= Rp 890.510.451,D. Biaya Variabel Lainnya Diperkirakan 5 % dari biaya tambahan = 0,05 x Rp 17.296.395.468,= Rp 864.819.773,Total biaya variabel = Rp 4.471.513.3857.923,Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel = Rp 255.510.331.824,- + Rp 4.471.513.3857.923,= Rp 4.727.023.719.747,-

LE.3.3 Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan

A. Laba Sebelum Pajak Laba sebelum pajak = Total penjualan – Total biaya produksi = Rp 6.477.502.331.520,- – 4.727.023.719.747,= Rp 1.750.478.611.773,B. Pajak Penghasilan Berdasarkan Keputusan Menkeu RI Tahun 2004, pasal 17, tentang Tarif Pajak Penghasilan adalah: - Penghasilan sampai dengan Rp 50.000.000,- dikenakan pajak sebesar 10 %. - Penghasilan Rp 50.000.000,- sampai dengan Rp 100.000.000,- dikenakan pajak sebesar 15 %. - Penghasilan di atas Rp 100.000.000,- dikenakan pajak sebesar 30 %. Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah: - 10 % x Rp 50.000.000,-

= Rp

5.000.000,-

- 15 % x Rp (100.000.000,- - 50.000.000,-)

= Rp

7.500.000,-

- 30 % x Rp (1.750.478.611.773,- – 100.000.000,-) = Rp 525.113.583.531,Total PPh

= Rp

525.126.083.532,-


C. Laba setelah pajak Laba setelah pajak = laba sebelum pajak – PPh = Rp 1.743.003.866.773,- – Rp 522.883.660.032,= Rp 1.225.352.528.241,-

LE.4 Analisa Aspek Ekonomi

A. Profit Margin (PM) PM =

Laba sebelum pajak x 100 % total penjualan

PM =

Rp 1.743.003.866.773,x 100 % Rp 6.477.502.331.520

= 27 %

Profit margin sebesar 27

% menunjukkan keuntungan perusahaan yang

diperoleh tiap tahunnya.

B. Break Even Point (BEP)

BEP =

Biaya Tetap x 100 % Total Penjualan  Biaya Variabel

BEP =

Rp 255.643.345.106.082,. x100% Rp 6.477.502. 331.520  Rp 4.478.855.119.641.350,

= 13 % BEP merupakan titik keseimbangan penerimaan dan pengeluaran dari suatu pabrik/unit dimana semakin kecil BEP maka perusahaan semakin baik. BEP biasanya tidak lebih dari 50 %, maka dari hasil diatas diketahui pendapatan dan pengeluaran sebanding. Kapasitas produksi olein pada titik BEP

= 41.666 kg x 13 % = 5.307 kg

Kapasitas produksi stearin pada titik BEP

= 36.906 kg x 13 % = 4.701 kg

Nilai penjualan pada titik BEP

= 13 % x Rp 60477.502.331.520,= Rp 825.063.754.914,-


C. Return on Investment (RON) RON =

Laba setelah pajak x 100 % Modal Sendiri

RON =

Rp 1.220.120.206.741, x 100 % Rp 1.700.396.339.945,

= 71.755 %

D. Pay Out Time (POT) ROI =

Laba setelah pajak Total Modal Investasi

ROI =

Rp 1.220.120.206.741 = 0,431 Rp 2.833.993.899.909,

POT =

1 x 1 Tahun ROI

POT =

1 x 1 Tahun = 2.323 Tahun 0,431

POT selama 2,323 tahun merupakan jangka waktu pengembalian modal dengan asumsi bahwa perusahaan beroperasi dengan kapasitas penuh tiap tahun.

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

Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10 % tiap tahun

-

Harga tanah diasumsikan mengalami kenaikan 10 % tiap tahun

-

Masa pembangunan disebut tahun ke nol

-

Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun

-

Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke – 10 Cash flow = laba sesudah pajak + depresiasi Dari hasi perhitungan diperoleh IRR sebesar 51,21 %


LE-21


8E+12

Biaya (Rp)

6E+12

4E+12 Penjualan Biaya tetap

BEP = 13 %

Biaya variabel

2E+12

Biaya produksi

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Kapasitas Produksi (%)

Gambar LE.1 Break Even Chart Pabrik Pembuatan Olein dan Stearin


LE-2

Tabel LE-10 Data Perhitungan Internal Rate Of Return (IRR) Tahun

Laba sebelum pajak

Pajak

Laba sesudah pajak

Depresiasi

Net Cash Flow

P/F i = 51%

PV i = 51 %

P/F i = 52%

PV i = 52 %

0 1

1,750,478,611,773

525,126,083,532

1,225,352,528,241

8,908,742,712

1,234,261,270,953

0.6623

817,391,570,167

0.6579

812,013,994,048

2

1,925,526,472,950

577,638,691,885

1,347,887,781,065

8,908,742,712

1,356,796,523,777

0.4386

595,060,095,512

0.4328

587,256,113,131

3

2,118,079,120,245

635,402,561,074

1,482,676,559,172

8,908,742,712

1,491,585,301,883

0.2904

433,228,733,689

0.2848

424,734,296,944

4

2,329,887,032,270

698,942,817,181

1,630,944,215,089

8,908,742,712

1,639,852,957,801

0.1924

315,425,731,093

0.1873

307,206,609,852

5

2,562,875,735,497

768,837,098,899

1,794,038,636,598

8,908,742,712

1,802,947,379,309

0.1274

229,666,850,681

0.1232

222,210,773,896

6

2,819,163,309,046

845,720,808,789

1,973,442,500,258

8,908,742,712

1,982,351,242,969

0.0844

167,231,822,862

0.0811

160,738,192,278

7

3,101,079,639,951

930,292,889,668

2,170,786,750,283

8,908,742,712

2,179,695,492,995

0.0559

121,774,735,558

0.0533

116,276,167,965

8

3,411,187,603,946

1,023,322,178,635

2,387,865,425,312

8,908,742,712

2,396,774,168,023

0.0370

88,677,111,226

0.0351

84,115,961,148

9

3,752,306,364,341

1,125,654,396,498

2,626,651,967,843

8,908,742,712

2,635,560,710,554

0.0245

64,577,391,598

0.0231

60,852,823,418

10

4,127,537,000,775

1,238,219,836,148

2,889,317,164,627

8,908,742,712

2,898,225,907,339

0.0162

47,028,676,992

0.0152

44,024,694,896

0

0

0

0

(2,832,172,973,812)

Jumlah

1

=

(2,832,172,973,812)

47,889,745,566

1

(2,832,172,973,812)

-12.743.364.236

47.889.745.566 (52%  51%) 47.889.745.566  (  12.743.346.236) = 51,21 %

IRR  49% 


LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Recommend Documents