LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Dasar Perhitungan : 1 tahun

= 330 hari kerja

1 hari

= 24 jam

Kapasitas produksi/jam

1000 kg 1 tahun 1 hari ton x x x tahun 1ton 330 hari 24 jam

= 5000

= 631,3131 kg/jam  631 kg/jam Kapasitas Produksi 631,3131 kg/jam L.A.1 Neraca Bahan Pada Masing-masing Peralatan Basis Perhitungan 1 Jam Operasi 1. Tangki Reaktor (R - 210) Dimana pada reaktor, dimasukkan urea dan asam stearat yang telah dipanaskan. Pada reaktor terjadi reaksi sintesa dengan asumsi semua asam stearat bereaksi sempurna. Urea dimasukkan ke reaktor dalam keadaan berlebih. H2 O CO2 CO(NH2)2 Stearamida Urea Asam Stearat Reaksi yang terjadi : CO(NH2)2 + 2C17H35COOH Urea

2C18H37NO

As. Stearat

Stearamida yang ingin diproduksi

+ H2O + CO2

Stearamida = 631,3131 kg =

631,3131 kg  2.2269 kmol 283,49 kg kmol

L.A - 1 Universitas Sumatera Utara

Neraca bahan masing-masing komponen Reaksi : 2C17H35COOH + CO(NH2)2 2,2269 kmol

2C18H37NO

2,2269/2 kmol

+ H2O + CO2

2,2269 kmol

Maka dari persamaan reaksi diatas : Neraca bahan masing masing komponen Asam stearat yang diperlukan

= 2,2269 kmol x BM asam stearat = 2,2269 kmol x 284,48 kg/kmol = 633,5085 kg

Urea yang dimasukkan berlebih sebesar 100% maka urea yang diperlukan : = 2,2269 kmol x BM urea = 2,2269 kmol x 60 kg/kmol = 133,614 kg Stearamida yang terbentuk

= 2,2269 kmol x BM stearamida = 2,2269 kmol x 283,49 kg/kmol = 631,3038 kg

Urea sisa

= 2,2269/2 kmol x BM urea = 2,2269/2 kmol x 60 kg/kmol = 66,807 kg

H2O yang terbentuk

= 2,2269/2 kmol x BM H2O = 2,2269/2 kmol x 18 kg/kmol = 20,0421 kg

CO2 yang terbentuk

= 2,2269/2 kmol x BM CO2 = 2,2269/2 kmol x 44 kg/kmol = 48,9918 kg

Jadi total bahan yang masuk pada reaktor adalah : Asam stearat yang diperlukan + urea yang diperlukan = 633,5085 kg + 133,614 kg = 767,1225 kg

Universitas Sumatera Utara

2. Tangki Pemurni (T - 310) Pada Tangki Pemurni dilakukan dengan penambahan kloroform terhadap stearamida kasar sebanyak dua kali dari jumlah stearamida kasar, stearamida dicuci dengan kloroform untuk mengurangi kadar urea yang ada pada stearamida.

CHCl3

C18H37NO CO(NH2)2 CHCl3

C18H37NO CO(NH2)2

Stearamida kasar masuk ke mixer

: 631,3038 kg

Kloroform dimasukkan ke tangki pemurni

: 2 x 631,3038 kg = 1262,6076 kg

3. Filter Press (H - 320) Disini stearamida yang telah dimurnikan dengan kloroform dipisahkan dari campuran sehingga produk dapat lebih murni. Urea yang akan dipisahkan dari stearamida murni secara sempurna dan kloroform yang terikut pada saat pemisahan urea diasumsikan sebesar 1%. C18H37NO CO(NH2)2 CHCl3

C18H37NO CHCl3

C18H37NO CHCl3 CO(NH2)2 Diasumsikan kloroform yang keluar pada alur ke 13 sebesar 1% Urea sisa

= 66,807 kg

Cake (urea + 1% kloroform)

= 66,807 kg + (1% x 1262,6076 kg) = 66,807 kg + 12,626076 kg = 79,4330 kg


Filtrat (stearamida + 99% kloroform) = 631,3038 kg + (99% x 1262,6076 kg) = 631,3038 kg + 1249,9815 kg = 1881,2853 kg 4. Evaporator (V - 340) Pada Evaporator ini, bahan dipanaskan dan diasumsikan kloroform yang berada ditangki evaporator sebesar 95%. CHCl3

C18H37NO CHCl3

Kloroform menguap

C18H37NO CHCl3 = 1249,9815 kg x 0,95 = 1187,4824 kg

Larutan stearamida pekat

= Stearamida + Kloroform sisa = 631,3038 kg + (0,05 x 1249,9815 kg) = 631,3038 kg + 62,4990 kg = 693,8028 kg

5. Rotary Dryer (RD - 350) Pada Rotary Dryer, kloroform yang tidak menguap pada tangki evaporator diuapkan kembali, sehingga produk yang diperoleh lebih murni.

CHCl3

C18H37NO CHCl3

C18H37NO


Kloroform yang akan diuapkan

= 62,4990 kg

Stearamida pada produk

= 631,3038 kg = 631 kg

Kadar kemurnian stearamida :

631 x 98 % = 1 x 98% = 98% 631

Jadi diperoleh produk sebesar 631 kg/jam dengan kemurnian 98%. 6. Kondensor (E - 360) Pada Kondensor, kloroform dari Rotary Dryer dan Evaporator dalam bentuk uap diubah menjadi cairan dengan air pendingin.

CHCl3

CHCl3

Kloroform masuk pada kondensor adalah dari Evaporator dan Rotary Dryer sehingga Kloroform masuk = 1187,4824 kg + 62,4990 kg = 1249,9814 kg Setelah di kondensasi maka diperoleh kloroform cair = 1249,9814 kg.


LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS Basis perhitungan

: 1 jam operasi

Suhu referensi

: 25 0C atau 298 0K

L.B.1. Kapasitas Panas (Cp) A. Kapasitas Panas (Cp) Padatan Dari Perry, 1997 tabel 2-293 diketahui kontribusi elemen atom untuk estimasi Cp (kapasitas panas) bahan berupa padatan adalah Elemen atom

E (J/mol.K)

C

10,89

H

7,56

O

13,42

N

18,74

Besarnya harga kapasitas panas (Cp) padatan adalah (Perry,1997) n

Cps =

N

i

 Ei

i 1

Dimana

Cps

= kapasitas panas padatan suhu 298 K (J/mol.K)

n

= jumlah perbedaan elemen atom pada senyawa

Ni

= jumlah elemen atom I pada senyawa

 Ei

= kapasitas panas padatan pada tabel 2-293

L.B - 1 Universitas Sumatera Utara

B. Kapasitas Panas (Cp) Cairan Untuk estimasi kapasitas panas bahan berupa cairan dapat dilihat berdasarkan kontribusi gugus atom (Perry, 1997) Ikatan

Cpi (J/mol.K)

-CH3-

36,82

-CH2-

30,38

-COOH

79,91

-NH2

58,58

-Cl

35,98

-CH

20,92

-CO

52,97

Besarnya dapat dihitung dengan n

Cps =

N

i

 Cpi

i 1

Dimana

Cp

= kapasitas panas padatan suhu 298 K (J/mol.K)

n


Ni


Cps

= kapasitas panas padatan pada tabel 2-293

C. Kapasitas Panas (Cp) Masing-masing Bahan Cp asam stearat

= C17H35COOH atau CH3(CH2)16COOH = 36,82 + 16(30,38) + 79,91 = 602,81 J/mol.K

Cp urea

= CO(NH2)2 = 1(C) + 1 (O) + 2 (N) + 4 (H) = 10,89 + 13,42 + 2 (18,74) + 4 (7,56) = 92,03 J/mol.K

Cp Stearamida

= C18H37NO = 18 (C) + 37 (H) + 1(N) + 1 (O) = 18 (10,89) + 37 (7,56) + 18,74 + 13,42 = 507,9 J/mol.K


Cp Kloroform

= CHCl3 = 20,92 + 3(35,98) = 128,86 J/mol.K

Cp H2O

= 75,24 J/mol.K

Cp CO2

= 37,11 J/mol.K

L.B.2. Panas Pembentukan Standar (H0 f298) Dari perry,1997 tabel 2-388 diperoleh estimasi H0f298 untuk ikatan (J/mol) adalah Ikatan

H (J/mol)

-CH3-

-76,46

-CH2-

-20,64

-COOH

-426,72

-NH2

-22,02

-Cl

-71,55

-CH

8,67

-CO

-133,22

Besarnya harga pembentukan standar adalah (Perry, 1997) H0f298 = 68,29 +

n

N

i

H i

i 1

Dimana

H0f298

= panas pembentukan pada suhu 298 K (J/mol)

n


Ni


Hi

= harga panas pembentukan pada tabel 2-388

Sehingga diperoleh panas pembentukan untuk masing-masing senyawa yaitu: Hf298 asam stearat

= CH3(CH2)16COOH = 68,29 + Hf (-CH3) + 16 Hf(-CH2) + Hf (COOH) = 68,29 + (-76,46) + 16 (-20,64) + (-426,72) = -765,13 J/mol


Hf298 Urea

= CO(NH2)2 = 68,26 + Hf (CO) + 2 Hf (NH2) = 68,29 + (-133,22) + 2 (-22,02) = -108,97 J/mol

Hf298 Stearamida

= C18H37NO = 68,26 + Hf (-CH3) + 16 Hf (CH2) + Hf (-CO) +Hf(NH2) = 68,26 + (-76,46) + 16(-20,64) + (-133,22) + (-22,02) = - 493,65 J/mol = 68,26 + Hf (CH) + 3 Hf (Cl)

Hf298 Kloroform

= 68,26 + 8,67 + 3(-71,55) = -137,69 J/mol Hf298 H2O

= -285,83 J/mol

Hf298 CO2

= -393,51 J/mol

L.B.3. Perhitungan Neraca Panas Tiap Alat L.B.3.1. Tangki Urea (T-130) Steam P = 1 atm T = 200 0C

1 UREA

3 Tangki UREA

UREA

P = 1 atm T = 1350C

P = 1 atm T = 30 0C

Kondensat P = 1 atm T = 80 0C


H Bahan Masuk pada Tangki Urea (T-130) Komponen

m (kg)

BM (kg/kmol)

n (kmol)

Cp (kJ/kmol.K)

t (K)

n.Cp.dT (kJ

Urea

133,614

60

2,2269

92,03

5

1024,7080

H Bahan keluar pada Tangki Urea (T-130) Komponen

m (kg)

BM (kg/kmol)

n (kmol)

Cp (kJ/kmol.K)

t (K)

n.Cp.dT (kJ

Urea

133,614

60

2,2269

92,03

110

22543,5767

dQ

= Qout – Qin = (22543,5767 - 1024,7080) kJ = 21518,8687 kJ

Jadi untuk memanaskan urea, dibutuhkan panas sebesar 21518,8687 kJ, untuk memenuhi panas ini, digunakan saturated steam yang masuk pada suhu 200 0C;1 atm dengan besar enthalpi 2793,2 kJ/kg. steam keluar sebagai kondensat pada suhu 800C;1 atm dengan enthalpy 2643,7 kJ/kg (reklaitis, 1983). Sehingga jumlah steam yang dibutuhkan adalah m

=

dH Hsteam  Hkondensat

=

21518,8687 kJ 2793,2 kJ / kg  2643,7 kJ / kg

= 143,9389 kg L.B.3.2. Tangki Asam Stearat (T-140) Steam P = 1 atm T = 200 0C

2 Asam Stearat

P = 1 atm T = 30 0C

4 Tangki Asam Stearat

Asam Stearat

P = 1 atm T = 1350C



H Bahan Masuk pada Tangki Asam Stearat (T-140) Komponen

m (kg)

BM (kg/kmol)

n (kmol)

Cp (kJ/kmol.K)

t (K)

n.Cp.dT (kJ)

Asam Stearat

633,5085

284,48

2,2269

602,81

5

6711,9879

H Bahan keluar pada Tangki Asam Stearat (T-140) Komponen

m (kg)

BM (kg/kmol)

n (kmol)

Cp (kJ/kmol.K)

t (K)

n.Cp.dT (kJ)

Asam Stearat

633,5085

284,48

2,2269

602,81

110

147663,7348

dQ

= Qout – Qin = (147663,7348 - 6711,9879) kJ = 140951,7469 kJ

Jadi untuk memanaskan asam stearat, dibutuhkan panas sebesar 140951,7469 kJ, untuk memenuhi panas ini, digunakan saturated steam yang masuk pada suhu 200 0

C;1 atm dengan besar enthalpi 2793,2 kJ/kg. steam keluar sebagai kondensat pada

suhu 800C;1 atm dengan enthalpy 2643,7 kJ/kg (reklaitis, 1983). Sehingga jumlah steam yang dibutuhkan adalah m

=


=

140951,7469 kJ 2793,2 kJ / kg  2643,7 kJ / kg

= 942,8210 kg


L.B.3.3. Tangki Reaktor (R-210) H2O CO2

Steam P = 1 atm T = 200 0C

P = 1 atm , T = 160 0C

P = 1 atm, T = 135 0C P = 1 atm, T = 160 0C

P = 1 atm, T = 135 0C


Produk 160 0C

HT Reaktan 135 0C

HP

HR

Reaktan 25 0C

Produk 25 0C

0

H f 298 HT = HR + H0f298 + HP Koefisien reaksi dari masing-masing senyawa adalah Asam Stearat

=2

Urea

=1

Stearamida

=2

H2O

=1

CO2

=1

Sehingga diperoleh produk dan reaktan sebagai berikut :


Hf0298 reaktan pada Tangki Reaktor (R-210) Komponen

Koef. Reaksi ())

Hf0298 (kJ/kmol)

.Hf0298 (kJ/kmol)

Asam Stearat

2

-765,13

-1530,26

Urea

1

-108,97

-108,97

Total

-1639,23

Hf0298 produk pada Tangki Reaktor (R-210) Komponen

Koef. Reaksi ())

Hf0298 (kJ/kmol)

.Hf0298 (kJ/kmol)

Stearamida

2

- 493,65

-987,3

H2 O

1

-285,83

-285,83

CO2

1

-393,51

-393,51

Total

-1666,67

Hf0298 = -1666,67 – (-1639,23) kJ/kmol = -27,44 kJ/kmol = -27,44 kJ/kmol x

631,3131 kg / jam 283,49 kg kmol

= -61,1061 kJ/jam Hreaktan pada Tangki Reaktor (R-210) Komponen

m (kg)

BM (kg/kmol)

n (kmol)

Cp (kJ/kmol.K)

t (K)

n.Cp.dT (kJ)

Asam Stearat

633,5085

284,48

2,2269

602,81

-110

-147663,7348

Urea

133,614

60

2,2269

92,03

-110

-22543,5767

Total

-170207,3115

Hproduk pada Reaktor (R-210) Komponen

m (kg)

BM (kg/kmol)

n (kmol)

Cp (kJ/kmol.K)

t (K)

n.Cp.dT (kJ)

Stearamida

631,3038

283,49

2,2269

507,9

135

152690,7389

Urea

66,807

60

1,1134

92,03

135

13832,9372

H2 O

20,0421

18

1,1134

75,24

135

11309,2491

CO2

48,9918

44

1,1134

37,11

135

5577,9669

Total

172101,643


Maka HT

= HReaktan + H0f298 + HProduk = [(-170207,3115 kJ) + (-61,1061 kJ/jam) + 172101,643 kJ] = 1833,2254 kJ

Panas yang dibutuhkan steam adalah 1833,2254 kJ, maka untuk memenuhi kebutuhan panas ini, digunakan saturated steam yang masuk pada suhu 2000C;1 atm dengan besar enthalpi 2793,2 kJ/kg. steam keluar sebagai kondensat pada suhu 800C;1 atm dengan enthalpy 2643,7 kJ/kg (reklaitis, 1983). Sehingga jumlah steam yang dibutuhkan adalah m

=


=

1833,2254 kJ 2793,2 kJ / kg  2643,7 kJ / kg

= 12,2623 kg L.B.3.4. Evaporator (V-340)

P = 1 atm T = 70 0C

P = 1 atm T = 70 0C

P = 1 atm T = 70 0C

P = 1 atm T = 30 0C P = 1 atm T = 30 0C

H bahan masuk pada Evaporator (V-340) Komponen

m (kg)

BM (kg/kmol)

n (kmol)

Cp (kJ/kmol.K)

t (K)

n.Cp.dT (kJ)

Stearamida

631,3038

284,48

2,2269

507,9

5

5655,2125

Kloroform

1262,6076

119,389

10,5755

128,86

5

6813,7946

Total

12469,0071


H bahan keluar pada Evaporator (V-340) Komponen

m (kg)

BM (kg/kmol)

n (kmol)

Cp (kJ/kmol.K)

t (K)

n.Cp.dT (kJ)

Stearamida

631,3038

284,48

2,2 269

507,9

45

50896,9129

Kloroform

1187,4824

119,389

9,9463

128,86

45

57675,6098

Kloroform

62,4990

119,389

0,5234

128,86

45

3035,0395

Total dQ

111607,5622

= Qout – Qin = (111607,5622 - 12469,0071) kJ = 99138,5551 kJ

Jadi untuk menguapkan kloroform sebesar 95%, dibutuhkan panas sebesar 99138,5551 kJ. L.B.3.5. Rotary Dryer (RD-350) Steam P = 1 atm T = 100 0C P = 1 atm, T = 90 0C

P = 1 atm, T = 90 0C

P = 1 atm, T = 70 0C


H bahan masuk pada Rotary Dryer (RD-350) Komponen

m (kg)

BM (kg/kmol)

n (kmol)

Cp (kJ/kmol.K)

t (K)

n.Cp.dT (kJ)

Stearamida

631,3038

284,48

2,2269

507,9

45

50896,9129

Kloroform

62,4990

119,389

0,5234

128,86

45

3035,0395

Total

53931,9524


H bahan keluar pada Rotary Dryer (RD-350) Komponen

m (kg)

BM (kg/kmol)

n (kmol)

Cp (kJ/kmol.K)

t (K)

n.Cp.dT (kJ)

Stearamida

631,3038

284,48

2,2269

507,9

65

73517,7631

Kloroform

62,4990

119,389

0,5234

128,86

65

4383,9460

Total dQ

77901,7091

= Qout – Qin = (77901,7091- 53931,9524) kJ = 23969,7567 kJ

Jadi untuk memanaskan asam stearat, dibutuhkan panas sebesar 23969,7567 kJ, untuk memenuhi panas ini, digunakan saturated steam yang masuk pada suhu 1000C; 1 atm dengan besar enthalpi 2676,1 kJ/kg. steam keluar sebagai kondensat pada suhu 800C;1 atm dengan enthalpy 2643,7 kJ/kg (reklaitis, 1983). Sehingga jumlah steam yang dibutuhkan adalah m

=


=

23969,7567 kJ 2676,1 kJ / kg  2643,7 kJ / kg

= 739,8073 kg L.B.3.6. Kondensor Air Pendingin P = 1 atm T = 20 0C

17

Kloroform

Kondensor

P = 1 atm T = 80 0C

18

Kloroform

P = 1 atm T = 50 0C Air Pendingin P = 1 atm T = 40 0C


H Bahan Masuk pada kondensor Komponen

m (kg)

BM (kg/kmol)

n (kmol)

Cp (kJ/kmol.K)

t (K)

n.Cp.dT (kJ

Kloroform

1249,9814

119,389

9,9463

128,86

55

70492,4119

H Bahan keluar pada kondensor Komponen

m (kg)

BM (kg/kmol)

n (kmol)

Cp (kJ/kmol.K)

t (K)

n.Cp.dT (kJ

Kloroform

1249,9814

119,389

9,9463

128,86

5

6408,4011

dQ

= Qout – Qin = (6408,4011 - 70492,4119) kJ = - 64084.0108 kJ

Jadi panas yang diserap air pendingin adalah sebesar 64084.0108 kJ, maka digunakan air pendingin dengan temperatur masuk 20 0C (293 K); 1 atm dan keluar pada suhu 60 0C (333 K); 1 atm. Cp air = 75,24 J/mol.K (Perry, 1997). Dimana

Q

= n.Cp. dT

64084.0108 kJ

= n x 75,24 kJ/kmol.K x (313 – 293 K)

n

=

n

= 21,2932 kmol

64084.0108 kJ 75,24 kJ / kmol.K x (333  293) K

maka jumlah air yang dbutuhkan, adalah: m

= n x BM air = 21,2932 kmol x 18 kg/kmol = 383,2776 kg


LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN L.C.1. Gudang Bahan Baku Urea (G-110) Fungsi

: Sebagai tempat untuk menyimpan bahan baku berupa Urea yang akan digunakan untuk proses.

Bentuk

: Prisma tegak segi empat.

Bahan konstruksi

: Dinding beton dan atap seng.

Jumlah

: 1 unit.

Data kondisi operasi

: - Temperatur : 30 oC - Tekanan

: 1 atm

Laju alir massa

= 133,614 kg/jam

Densitas Urea ()

= 1333,5562 kg/m3 = 83,2510 lb/ft3

Faktor kelonggaran (fk)

= 20 % .......................................................(Perry, 1999)

Direncanakan gudang bahan baku dengan perbandingan : Panjang gudang : Lebar gudang = 1 : 1 Panjang gudang : Tinggi gudang = 2 : 1 Lebar gudang : Tinggi gudang Perhitungan

=2:1

:

Direncanakan kapasitas penyediaan selama 1 minggu (7 hari kerja) : = 133,614 kg/jam x 168 jam/minggu = 22447,152 kg/minggu V = kapasitas/densitas 

22447,152 kg / min ggu = 16,8325 m3/minggu 3 1333,5562 kg / m

V = (1 + 0,2) x 16,8325 = 20,199 m3/minggu Volume = p x l x t = 2t x 2t x t = 4t3 20,199 m3 = 4t3  20,199  t =    4 

1

3

= 1,7155 m

Maka diperoleh : Tinggi gudang = 1,7155 m Panjang gudang = 2t = 2 x 1,7155 m = 3,431 m Lebar gudang = Panjang gudang = 1,7155 m

L.C - 1 Universitas Sumatera Utara

L.C.2. Gudang Bahan Baku Asam Stearat (G-120) Fungsi

: Sebagai tempat untuk menyimpan bahan baku berupa Asam Stearat yang akan digunakan untuk proses.

Bentuk

: Prisma tegak segi empat.

Bahan konstruksi

: Dinding beton dan atap seng.

Jumlah

: 1 unit.

Data kondisi operasi

: - Temperatur : 30 oC - Tekanan

: 1 atm

Laju alir massa

= 633,5085 kg/jam

Densitas Asam Stearat ()

= 940,8 kg/m3 = 58,7320 lb/ft3

Faktor kelonggaran (fk)

= 20 % .......................................................(Perry, 1999)

Direncanakan gudang bahan baku dengan perbandingan : Panjang gudang : Lebar gudang = 1 : 1 Panjang gudang : Tinggi gudang = 2 : 1 Lebar gudang : Tinggi gudang Perhitungan

=2:1

:

Direncanakan kapasitas penyediaan selama 1 minggu (7 hari kerja) : = 633,5085 kg/jam x 168 jam/minggu = 106429,428 kg/minggu V = kapasitas/densitas 

106429,428 kg / min ggu = 113,1265 m3/minggu 3 940,8 kg / m

V = (1 + 0,2) x 113,1265 = 135,7518 m3/minggu Volume = p x l x t = 2t x 2t x t = 4t3 135,7518 m3 = 4t3 135,7518  t =   4  

1

3

= 3,2372 m

Maka diperoleh : Tinggi gudang = 3,2372 m Panjang gudang = 2t = 2 x 3,2372 m = 6,4744 m Lebar gudang = Panjang gudang = 6,4744 m


L.C.3. Bucket Elevator Urea (J-111) Fungsi

: Mengangkut bahan baku urea untuk dimasukkan ke dalam Tangki Urea

Jenis

: Spaced – Bucket Centrifugal – Discharge Elevator

Bahan

: Commercial Steel

Kondisi Operasi : Temperatur (T)

: 30 oC

Tekanan (P)

: 1 atm (14,696 psi)

Laju bahan yang diangkut

: 133,614 kg/jam

Faktor kelonggaran, fk

: 12 %.......................................(Tabel 28-8, Perry,1999)

Kapasitas : 1,12 x 133,614 kg/jam = 149,6476 kg/jam = 0,150 ton/jam Untuk bucket elevator kapasitas < 14 ton / jam, spesifikasinya adalah sebagai berikut: ...................................................................................(Tabel 21-8, Perry,1999) = (6 x 4 x 41/4) in

1.

Ukuran Bucket

2.

Jarak antar Bucket = 12 in = 0,305 m

3.

Kecepatan Bucket = 225 ft/menit = 68,6 m/menit = 1,143 m/s

4.

Kecepatan Putaran = 43 rpm

5.

Lebar Belt

= 7 in = 0,1778 m = 17,78 cm

Perhitungan daya yang dibutuhkan (P) P = 0,07 m 0,63 z Dimana : P

= daya (kW)

m

= laju alir massa (kg/s)

z

= tinggi elevator (m)

m = 149,6476 kg /jam = 0,04156 kg/s z = 20 m Maka : P = 0,07 x (0,04156)0,63 x 20 = 0.1887 kW = 0,2531 Hp


L.C.4. Bucket Elevator Asam Stearat (J-121) Fungsi

: Mengangkut bahan baku Asam Stearat untuk dimasukkan ke dalam Tangki Asam Stearat.

Jenis

: Spaced – Bucket Centrifugal – Discharge Elevator

Bahan

: Commercial Steel


: 30 oC

Tekanan (P)

: 1 atm (14,696 psi)


: 633,5085 kg/jam


: 12 %.......................................(Tabel 28-8, Perry,1999)

Kapasitas : 1,12 x 633,5085 kg/jam = 709,5295 kg/jam = 0,710 ton/jam Untuk bucket elevator kapasitas < 14 ton / jam, spesifikasinya adalah sebagai berikut: ...................................................................................(Tabel 21-8, Perry,1999) = (6 x 4 x 41/4) in

6.

Ukuran Bucket

7.

Jarak antar Bucket = 12 in = 0,305 m

8.

Kecepatan Bucket = 225 ft/menit = 68,6 m/menit = 1,143 m/s

9.

Kecepatan Putaran = 43 rpm

10. Lebar Belt

= 7 in = 0,1778 m = 17,78 cm

Perhitungan daya yang dibutuhkan (P) P = 0,07 m 0,63 z Dimana : P

= daya (kW)

m

= laju alir massa (kg/s)

z

= tinggi elevator (m)

m = 709,5295 kg /jam = 0,19709 kg/s z = 20 m Maka : P = 0,07 x (0,19709)0,63 x 20 = 0,5032 kW = 0,6748 Hp


L.C.5. Tangki Urea (T-130) Fungsi

: Tempat meleburkan Urea padat menjadi Urea cair, untuk keperluan proses

Jenis

: Tangki penyimpan dengan tutup dan alas datar.

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal.

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel, SA-285 grade C.

Jumlah

: 1 unit

Temperatur (T)

: 135oC

Tekanan (P)

: 1 atm

Laju massa masuk

: 133,614 kg/jam

Faktor kelonggaran

: 20%

Densitas Urea, 

: 1333,5562 kg/m3 = 83,2510 lb/ft3

Viskositas Urea, 

: 2,6453 x 10-2 lb/ft.detik

1. Menentukan ukuran Tangki a. Volume larutan, VL =

133,614 kg = 0,1002 m3 3 1333,5562 kg / m

Volume tangki, VT = (1 + 0,2) x 0,1002 m3 = 0,1202 m3 b. Diameter silinder dan tinggi silinder

Gambar LC-1 Ukuran Tangki 

Volume silinder (VS) V =

1 2 π Dt Hs ; 4

Maka Vs =

asumsi, Hs : Dt = 3 : 1

  3 3 3 D t  D   2,335 D t 4 1 




Volume tutup tangki (Vh)

π 3 D t = 0,131 Dt3 24

Vh = 

(Brownell & Young , 1959)

Volume tangki (Vt) Vt

= V s + Vh

0,1202 m3

= 2,335 Dt3 + 0,131 Dt3

m3

0,1202 D= r

0,1202 = 0,3652 m = 1,1981 ft = 14,3779 in 2,466

3

=

= 2,466 D3

D 0,3652 = = 0,1826 m = 0,5990 ft = 7,1889 in 2 2

 Tinggi silinder (Hs) Hs = 

3 3 x Dt = x 0,3652 = 1,0956 m = 3,5944 ft = 43,1337 in 1 1

1 1 Tinggi tutup, Hh = 2 x D = 2x 0,3652 = 0,3652 m = 1,1981 ft 2 2

= 14,3779 in 

Tinggi total tangki HT = 1,0956 m + 0,3652 m = 1,4608 m = 4,7925 ft = 57,5116 in



Tinggi cairan dalam tangki Tinggi cairan, Hc =

VL 0,1002 xH T = x 1,4608 = 1,2177 m 0,1202 VT = 3,9950 ft = 47,9408 in

2. Tebal shell dan tutup Tangki a. tebal shell t

PR  CxN  SE  0,6 P

(tabel 9 McCEtta&Cunningham, 1993)

 Allowable Working Stress (S) = 12650 psia (Brownell & Young, 1997)  Efesiensi sambungan (E)

= 0,8

 Faktor korosi

= 0,13-0,5 mm/tahun Diambil

 Umur alat (N)

(Brownell & Young, 1997)

= 0,1 in/tahun = 15 tahun


 Tekanan Operasi

= 1 atm = 14,639 psia

Tekanan hidrostatis (Ph) Ph 

Ph 

H c  1 144

x

3,9950  1 x83,2510 lb / ft 3 = 1,7315 lb/ft2 = 82,9042 N/m2 = 0,0120 psia 144

Tekanan Operasi (P) P

= Po + Ph = (14,639 + 0,0120) psia = 14,651 psia

Tekanan desain (Pd) Pd

= (1+fk) x P = (1 + 0,2) x 14,651 = 17,5812 psia

Maka tebal shell : t

=

14,651 psia x 7,1889 in  0,01in x 15 12650 psia x 0,8  0,6 x 14,651 psia 

=

105,3245  0,15 10111,2094

= 0,1604 in Digunakan tebal shell standar = ¼ in b. Tebal tutup Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama yaitu ¼ in. 3. Penentuan Jacket Pemanas Diameter dalam jacket, Dij = D + 2T = 14,3779 in + 2 (0,25) = 14,8779 in Tebal jacket (z)

= 0,5 in

Diameter luar jacket, D0j

= Dij + 2.z = 14,8779 in + 2(0,5) = 15,8779 in


4. Penentuan Pengaduk Jenis pengaduk

: flat 6 blade turbin impeller

Jumlah buffle

: 4 buah

Untuk turbin standar (Mc.Cabe, 1993), diperoleh Da/Dt = 13

; Da

= 1/3 x 1,1981 ft

E/Da = 1

;E

= 0,3993 ft

L/Da = ¼

;L

= ¼ x 0,3993 ft

= 0,0998 ft

W/Da = 1/5 ; W

= 1/5 x 0,3993 ft

= 0,0798 ft

J/Dt

= 1/12 x 1,1981 ft

= 0,0998 ft

= 1/12 ; J

= 0,3993 ft

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 buffle

Kecepatan pengadukan, N

= 1 putaran/detik

Bilangan Reynold, NRe

=

N Dt 2 

=

83,2510 11,1981 = 4517,5254 2,6453.10  2

=

K T . . N  .Da  g x 550

2

KT = 1000 3

P

5

1000 x 83,2510 x 1 x0,3993 = 32,2 x 550 3

=

5

845,0570 = 0,0477 Hp 17710

Maka digunakan motor dengan daya = 1/8 Hp.


L.C.6. Tangki Asam Stearat (T-140) Fungsi

: Tempat meleburkan Asam Stearat padat menjadi Asam Stearat cair, untuk keperluan proses

Jenis

: Tangki penyimpan dengan tutup dan alas datar.

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal.

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel, SA-285 grade C.

Jumlah

: 1 unit

Temperatur (T)

: 135oC

Tekanan (P)

: 1 atm

Laju massa masuk

: 633,5085 kg/jam

Faktor kelonggaran

: 20%

Densitas Urea, 

: 904,8 kg/m3 = 56,4846 lb/ft3

1. Menentukan ukuran Tangki a. Volume larutan, VL =

633,5085 kg = 0,7001 m3 3 904,8 kg / m

Volume tangki, VT = (1 + 0,2) x 0,7001 m3 = 0,8401 m3 b. Diameter silinder dan tinggi silinder

Gambar LC-2 Ukuran Tangki 

Volume silinder (VS) V =

1 2 π D t H s ; asumsi, Hs : Dt = 3 : 1 4

Maka Vs =

  3 3 3 D t  D   2,335 D t 4 1 




Volume tutup tangki (Vh)

π 3 D t = 0,131 Dt3 24

Vh = 


Volume tangki (Vt) Vt

= V s + Vh

0,8401 m3

= 2,335 Dt3 + 0,131 Dt3

m3

0,8401 D= r

0,8401 = 0,6984 m = 2,2913 ft = 27,4960 in 2,466

3

=

= 2,466 D3

D 0,6984 = = 0,3492 m = 1,1456 ft = 13,7480 in 2 2

 Tinggi silinder (Hs) Hs = 

3 3 x Dt = x 0,6984 = 2,0952 m = 6,8739 ft = 82,4880 in 1 1

1 1 Tinggi tutup, Hh = 2 x Dt = 2x 0,6984 = 0,6984 m = 2,2913 ft 2 2

= 27,4960 in 




Tinggi cairan dalam tangki Tinggi cairan, Hc =

VL 0,7001 xH T = x 2,7936 = 2,3280 m 0,8401 VT = 7,6377 ft = 91,6533 in

2. Tebal shell dan tutup Tangki a. tebal shell t

PR  CxN  SE  0,6 P



= 0,8

 Faktor korosi


 Umur alat (N)


= 0,1 in/tahun = 15 tahun


 Tekanan Operasi

= 1 atm = 14,639 psia


Ph 

H c  1 144

x

7,6377  1 x56,4846 lb / ft 3 = 2,6036 lb/ft2 = 124,6603 N/m2 = 0,015 psia 144


= Po + Ph = (14,639 + 0,015) psia = 14,654 psia


= (1+fk) x P = (1 + 0,2) x 14,654 = 17,5848 psia


=

14,654 psia x 13,7480 in  0,01in x 15 12650 psia x 0,8  0,6 x14,654 psia 

=

201,4631  0,15 10111,2076

= 0,1699 in Digunakan tebal shell standar = ¼ in b. Tebal tutup Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama yaitu ¼ in. 3. Penentuan Jacket Pemanas Diameter dalam jacket, Dij = D + 2T = 27,4960 in + 2 (0,25) = 27,996 in Tebal jacket (z)

= 0,5 in


= Dij + 2.z = 27,996 in + 2(0,5) = 28,996 in


4. Penentuan Pengaduk Jenis pengaduk


Jumlah buffle

: 4 buah


; Da

= 1/3 x 2,2913 ft

E/Da = 1

;E

= 0,7673 ft

L/Da = ¼

;L

= ¼ x 0,7673 ft

= 0,1918 ft

W/Da = 1/5 ; W

= 1/5 x 0,7673 ft

= 0,1534 ft

J/Dt

= 1/12 x 2,2913 ft

= 0,1909 ft

= 1/12 ; J

= 0,7673 ft

Dimana : Dt

= Diameter tangki

Da

= Diameter impeller

E


L


W


J

= Lebar buffle


= 1 putaran/detik


=

N Dt 2 

=

56,4846 12,2913 = 89862,8168 3,3.10 3

=

K T . . N  .Da  g x 550

2

KT = 1000 3

P

5

1000 x 56,4846 x 1 x0,7673 = 32,2 x 550 3

=

5

15022,9786 = 0,8482 Hp 17710

Maka digunakan motor dengan daya = 1 Hp.


L.C.7. Tangki Reaktor (R-210) Fungsi

: Untuk mereaksikan Asam Stearat dengan Urea

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal

Bahan

: Carbon Steel, SA-285 grade C

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: 1600C; 1 atm

Waktu tinggal

= 5 jam

Faktor kelonggaran

= 20%

Laju alir urea

= 133,614 kg/jam

Densitas urea ()

= 1333,5562 kg/m3 = 83,2510 lb/ft3

Volume urea

=

Laju alir asam stearat

= 633,5085 kg/jam

Densitas asam stearat ()

= 904,8 kg/m3

Volume asam stearat

=

Volume total (Vt)

= Vol. Urea + Vol. Asam stearat

133,614 kg / jam = 0,1002 m3 1333,5562 kg / m 3

633,5085 kg / jam = 0,7001 m3 3 904,8 kg / m

= 0,1002 m3 + 0,7001 m3 = 0,8003 m3 Massa total (Mt)

= massa urea + massa asam stearat = 133,614 kg/jam + 633,5085 kg/jam = 767,1225 kg

Densitas campuran (c)

=

Mt 767,1225 kg = = 958,5436 kg/m3 3 Vt 0,8003 m

= 59,8397 lb/ft3 1. Menentukan ukuran reaktor a. Volume campuran (Vc)

=

t x c 10 x958,5436   6,6565 m3 60 x 24 60 x 24

Faktor kelonggaran

= 20%

Volume reaktor (Vt)

= 6,6565 x 1,2 = 7,9878 m3


b. Diameter silinder dan tinggi silinder Direncanakan

: Tinggi silinder : diameter silinder (Hs : D)= 3: 1 : Tinggi head : Diameter (Hh : D) = 1:2

Volume silinder, Vs


V =

Maka Vs =

  3 3 3 D t  D   2,335 D t 4 1 

Volume tutup reaktor Vh =

π 3 D t = 0,131 Dt3 24


Dimana : Vs = Volume silinder (ft3) Hs = Tinggi silinder (ft) D = Diameter reakor (ft) Sehingga : Vt

= V s + Vh

7,9878 m3

= 2,335 Dt3 + 0,131 Dt3

7,9878 m3

= 2,466 D3

D= r

=

3

7,9878 = 1,4796 m = 4,8542 ft = 58,2518 in 2,466 D 1,4796 = = 0,7398 m = 2,4271 ft = 29,1259 in 2 2

untuk desain direncanakan : 

Diameter silinder, D = 1,4796 m = 4,8542 ft = 58,2518 in



Tinggi silinder, Hs

=

3 3 D  1,4796 = 4,4388 m = 14,5628 ft 1 1

= 174,7555 in 

Tinggi tutup, Hh

1 1 = 2 x D  2 x 1,4796 = 1,4796 m 4,8542 ft 2 2 = 58,2518 in




Tinggi total reaktor HR = 4,4388 m + 1,4796 m = 5,9184 m = 19,4170 ft = 233,0074 in

c. Tinggi cairan dalam Reaktor Tinggi cairan, Hc

=

VL 6,6565 xH R  x5,9184 = 4,932 m = 16,1809 ft 7,9878 VR

= 194,1728 in 2. Tebal shell dan tutup reaktor a. Tebal shell

t

PR  CxN  SE  0,6 P



= 0,8

 Faktor korosi



= 0,1 in/tahun

 Umur alat (N)

= 15 tahun

 Tekanan Operasi

= 1 atm = 14,639 psia


Ph 

H c  1 144

x

16,1809  1 x59,8397 lb / ft 3 144

= 6,3084 lb/ft2 = 302,0461 N/m2 = 0,0438 psia


= Po + Ph = (14,639 + 0,0438) psia = 14,6828 psia


= (1+fk) x P = (1 + 0,2) x 14,6828 = 17,6193 psia


=

14,6828 psia x 29,1259 in  0,01in x 15 12650 psia x 0,8  0,6 x 14,6828 psia 


=

427,6497  0,15 10111,1904

= 0,1922 in Digunakan tebal shell standar = ¼ in b. Tebal tutup Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama = ¼ in. 3. Penentuan jacket pemanas Diameter dalam jacket, Dij

= D + 2T = 58,2518 in + 2 (0,25) = 58,7518 in

Tebal jacket (z)

= 0,5 in


= Dij + 2.z = 58,7518 in + 2(0,5) = 59,7518 in

4. Penentuan pengaduk Jenis pengaduk


Jumlah buffle

: 4 buah


; Da

= 1/3 x 4,8542 ft

E/Da = 1

;E

= 1,6180 ft

L/Da = ¼

;L

= ¼ x 1,6180 ft

= 0,4045 ft

W/Da = 1/5 ; W

= 1/5 x 1,6180 ft

= 0,3236 ft

J/Dt

= 1/12 x 4,8542 ft

= 0,4045 ft

= 1/12 ; J

= 1,6180 ft

Dimana : Dt

= Diameter tangki

Da

= Diameter impeller

E


L


W


J

= Lebar buffle


= 1 putaran/detik



N Dt 2 =  59,8397 14,8542  = 427.277,2179 = 3,3.10 3 2

KT = 1000 K . . N  .Da  = T g x 550 3

P

5

=

1000 x 59,8397 x 1 x1,6180  32,2 x 550

=

663562,7433 = 37,4682 Hp 17710

3

5

Maka digunakan motor dengan daya = 37 ½ Hp. L.C.8. Tangki Penampung Sementara (F-220) Fungsi

: Tempat menampung hasil reaksi dari reaktor

Kondisi

: T = 160 0C; P = 1 atm

Jumlah

: 1 unit

Bentuk

: Silinder tegak tanpa tutup dan alas datar

Ukuran tangki: Densitas campuran

: 958,5436 kg/m3

Laju alir campuran

: 767,1225 kg/jam

Volume campuran

: 0,8003 m3

Faktor kelonggaran

: 20%

Volume tangki

: (1,2) x volume campuran 1,2 x 0,8003 = 0,9603 m3

Direncanakan

:H=

Volume tangki

3 D 1

= Volume shell

0,9603 m

3

= (/4.D2.H) = (3/1.D3 )

D

= 0,4671 m = 1,5324 ft = 16,3897 in

H

= 3/1. D = 3/1(0,4671) = 1,4013 m


Tinggi total

= Tinggi shell = 1,4013 m = .g.H

Tekanan hidrostatik

= (958,5436 x 0,98 x 1,4013)/6894,76 psia = 0,1909 psia Tekanan desain

= 0,1909 + 14,7 = 14,8909 psia

Tebal dinding tangki: Bahan tangki yang dipilih carbon steel,SA-285 grade C; diperoleh :  Allowable Working Stress (S) = 12650 psia (Brownell & Young, 1997)  Efesiensi sambungan (E)

= 0,8

 Faktor korosi



= 0,1 in/tahun

 Umur alat (N)

= 15 tahun

 Tekanan Operasi

= 1 atm = 14,639 psia

Tebal tangki, t 

PR  CxN  (tabel 9 McCEtta&Cunningham, 1993) SE  0,6 P

=

14,8909 x 8,1948  0,01 x 15 12650 x 0,8  0,6 x 14,8909

=

122,0279  0,15 = 0,1620 in 10111,0655

Maka digunakan tebal tangki standar = ¼ in. L.C.9. Tangki Pemurni (T-310) Fungsi

: Untuk memurnikan stearamida kasar

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal

Bahan

: Carbon Steel, SA-285 grade C

Jumlah

: 1 unit

Faktor kelonggaran

= 20%

Laju alir urea

= 133,614 kg/jam

Densitas urea, 

= 1333,5562 kg/m3 = 83,2510 lb/ft3

Volume urea

=

133,614 kg / jam = 0,1002 m3 3 1333,5562 kg / m


Laju alir stearamida

= 631,3038 kg/jam

Densitas stearamida, 

= 670 kg/m3 = 41,82 lb/ft3

Volume stearamida

=

Laju alir kloroform

= 1262,6076 kg/jam

Densitas kloroform

= 1490 kg/m3 93,017 lb/ft3

Volume kloroform

=

Volume total, Vt

631,3038 kg / jam = 0,9422 m3 670 kg / m 3

1262,6076 kg / jam = 0,8473 m3 3 1490 kg / m

= Vol. Urea + Vol. Stearamida + Vol. Kloroform = 0,1002 m3 + 0,9422 m3 + 0,8473 m3 = 1,8897 m3

Massa total, Mt

= m. Urea + m. Stearamida + m. Kloroform = 133,614 kg/jam + 631,3038 kg/jam +1262,6076kg/jam = 2027,5254 kg/jam

Densitas campuran, c =

Mt 2027,5254 kg = = 1072,9350 kg/m3 3 Vt 1,8897 m = 66,9809 lb/ft3

1. Menentukan ukuran tangki a. Volume campuran (Vc)

=

t x c 10 x 1072,9350   7,4509 m3 60 x 24 60 x 24

Faktor kelonggaran

= 20%

Volume tangki (Vt)

= 7,4509 x 1,2 = 8,9410 m3

b. Diameter silinder dan tinggi silinder Direncanakan

: Tinggi silinder : diameter silinder (Hs : D)= 3: 1 : Tinggi head : Diameter (Hh : D) = 1: 2

Volume silinder, Vs V =


Maka Vs =

  3 3 3 D t  D   2,335 D t 4 1 

Volume tutup tangki Vh =

π 3 D t = 0,131 Dt3 24



Dimana : Vs = Volume silinder (ft3) Hs = Tinggi silinder (ft) D = Diameter tangki pemurni (ft) Sehingga : Vt

= V s + Vh

8,9410 m3

= 2,335 Dt3 + 0,131 Dt3

8,9410 m3

= 2,466 D3

D= r

=

8,9410 = 1,5362 m = 5,0399 ft = 60,4801 in 2,466

3

D 1,5362 = = 0,7681 m = 2,5199 ft = 30,2400 in 2 2

untuk desain direncanakan : 

Diameter silinder, D = 1,5362 m = 5,0399 ft = 60,4801 in



Tinggi silinder, Hs

=

3 3 D  1,5362 = 4,6086 m = 15,1198 ft 1 1

= 181,4405 in 

1 1 = 2 x D  2 x 1,5362 = 1,5362 m = 5,0399 ft 2 2

Tinggi tutup, Hh

= 60,4801 in 


c. Tinggi cairan dalam tangki Tinggi cairan, Hc

=

VL 7,4509 xH T  x6,1448 = 5,1207 m = 16,7999 ft 8,9410 VT

= 201,6019 in 2. Tebal shell dan tutup tangki pemurni a. Tebal shell t

PR  CxN  SE  0,6 P



= 0,8

 Faktor korosi

= 0,13-0,5 mm/tahun



Diambil

= 0,01 in/tahun

 Umur alat (N)

= 15 tahun

 Tekanan Operasi

= 1 atm = 14,639 psia


Ph 

H c  1 144

x

16,7999  1 x 66,9809 lb / ft 3 144

= 7,3492 lb/ft2 = 351,8796 N/m2 = 0,0510 psia


= Po + Ph = (14,639 + 0,0510) psia = 14,69 psia


= (1+fk) x P = (1 + 0,2) x 14,69 = 17,628 psia


=

17,628 psia x 30,2400 in  0,01in x 15 12650 psia x 0,8  0,6 x17,628 psia 

=

533,0707  0,15 10109,4232

= 0,2027 in Digunakan tebal shell standar = ¼ in b. Tebal tutup Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama = ¼ in. 3. Penentuan pengaduk Jenis pengaduk


Jumlah buffle

: 4 buah


; Da

= 1/3 x 5,0399 ft

E/Da = 1

;E

= 1,6799 ft

L/Da = ¼

;L

= ¼ x 1,6799 ft

= 0,4199 ft

= 1/5 x 1,6799 ft

= 0,3359 ft

W/Da = 1/5 ; W

= 1,6799 ft


J/Dt

= 1/12 ; J

= 1/12 x 5,0399 ft

= 0,4199 ft

Dimana : Dt

= Diameter tangki

Da

= Diameter impeller

E


L


W


J

= Lebar buffle


= 1 putaran/detik


=

N Dt 2 

=

66,9809 15,0399  = 515561,9737 3,3.10 3

=

K T . . N  .Da  g x 550

2

KT = 1000 3

P

5

1000 x 66,9809 x 1 x1,6799 = 32,2 x 550 3

=

5

896124,0421 = 50,5998 Hp 17710

Maka digunakan motor dengan daya = 51 Hp. L.C.10. Filter Press (H-320) Fungsi

: Untuk memisahkan urea dengan larutan stearamida

Bahan

: Carbon Steel, SA-333

Jumlah

: 1 unit

Jenis

: Plate dan frame

Laju alir massa (G)

= 1960,7184 kg/jam 4322,5997 lb/jam

Densitas campuran

= 1197,4518 kg/m3 = 74,7543 lb/ft3

Laju alir (Q)

=

m 4322,5997 lb / jam = 57,8240 ft3/jam   74,7543 lb / ft 3


Porositas bahan (P)

= 0,6 (Brownell, 1969)

Densitas cake

= 1012,4075 kg/m3 (Geankoplis, 1983) = 1012,407 kg/m3 = 63,2023 lb/ft3

Massa padatan tertahan (MP) = 79,4330 kg/jam = 175,1179 lb/jam Tebal cake (Vc)

=

Mp 1  P  x c

=

175,1179 lb / jam = 6,9266 ft3/jam 1  0,6 x 63,2046 lb / ft 3

= 0,1961 m3/jam Cake frame (s)

Jumlah frame (F)

=

Mp Vc

=

175,1179 lb / jam = 25,2819 lb/ft3 3 6,9266 ft / jam

=

10 c s

=

632,046 lb / ft 3 = 24,9999 unit 25,2819 lb / ft 3

= 25 unit Lebar

= 4,36 ft = 1,329 m

Panjang (P)

= 2 x 4,36 ft = 8,72 ft = 2,65 m

Luas filter

=pxl = 8,72 ft x 4,36 ft = 38,0192 ft2

Spesifikasi filter penyaringan : Luas filter

= 38,0192 ft2

Lebar

= 4,136 ft

Panjang

= 8,72 ft

Jumlah frame

= 25 unit

Jumlah plate

= 25 unit


L.C.11. Tangki Penampung Sementara (F-330) Fungsi

: Tempat menampung hasil filtrat dari filter press

Kondisi

: T = 30 0C; P = 1 atm

Jumlah

: 1 unit

Bentuk

: Silinder tegak tanpa tutup dan alas datar

Ukuran tangki: Laju alir stearamida

= 631,3038 kg/jam

Densitas stearamida = 670 kg/m3 = 41,82 lb/ft3 631,3038 kg / jam = 0,9422 m3 670 kg / m 3

Volume stearamida

=

Laju alir kloroform

= 1249,9815 kg/jam

Densitas kloroform

= 1490 kg/m3 = 93,017 lb/ft3

Volume kloroform

=

Volume total (Vt)

= Vol. Stearamida + Vol. Kloroform

1249,9815 kg / jam = 0,8389 m3 1490 kg / m 3

= 0,9422 m3 + 0,8389 m3 = 1,7811 m3 Massa total (Mt)

= 631,3038 kg/jam + 1249,9815 kg/jam = 1881,2853 kg/jam

Densitas campuran, s =

Mt 1881,2853 kg / jam = 1056,2491 kg/m3  3 Vt 1,7811 m

= 65,9391 lb/ft3 Faktor kelonggaran

= 20%

Volume tangki

= (1,2) x volume campuran 1,2 x 1,7811 m3 = 2,1373 m3 3 D 1

Direncanakan

:H=

Volume tangki

= Volume shell

2,1373 m3

= (/4.D2.H) = (3/1.D3)

D

= 0,6098 m = 2,0006 ft = 24,0078 in

H

= 3/1. D = 3/1(0,6098) = 1,8294 m


Tinggi total

= Tinggi shell = 1,8294 m = .g.H

Tekanan hidrostatik

= (1056,2491 x 0,98 x 1,8294)/6894,76 psia = 0,2746 psia Tekanan desain

= 0,2746 + 14,7 = 14,9746 psia

Tebal dinding tangki: Bahan tangki yang dipilih carbon steel,SA-285 grade C; diperoleh :  Allowable Working Stress (S) = 12650 psia (Brownell & Young, 1997)  Efisiensi sambungan (E)

= 0,8

 Faktor korosi



= 0,1 in/tahun

 Umur alat (N)

= 15 tahun

 Tekanan Operasi

= 1 atm = 14,639 psia

Tebal tangki, t 

PR  CxN  (tabel 9 McCEtta&Cunningham, 1993) SE  0,6 P

=

14,9746 x 12,0039  0,01 x 15 12650 x 0,8  0,6 x 14,9746

=

179,7536  0,15 = 0,1677 in 10111,0153

Maka digunakan tebal tangki standar = ¼ in. L.C.12. Evaporator (V-340) Fungsi

: Untuk memisahkan stearamida dari kloroform dengan cara menguapkan kloroform.

Jumlah

: 1 unit

Tipe

: Basket Type Vertikal Tube Evaporator

Bahan konstruksi

: Carbon steel, SA-304

Tekanan operasi

: 1 atm = 14,7 psi

Suhu umpan masuk

: 30 0C = 86 0F

Suhu produk keluar

: 70 0C = 158 0F

Jumlah larutan yang diuapkan

= 1881,2853 kg/jam


Laju alir produk (g)

= 631,3038 kg/jam

Densitas campuran,

= 1056,2491 kg/m3

Volume produk V

=

G 631,3038 kg / jam   1056,2491 kg / m 3

= 0,5976 m3 = 21,1091 ft3 Evaporator berisi 80% dari shell Volume shell (Vsh)

=

21,1091 ft 3 = 26,3863 ft3 0,8

= 0,7025 m3 Evaporator dirancang berbentuk silinder tegak dengan tutup atas berbentuk ellipsiodal dan tutup bawah berbentuk kerucut, perbandingan tinggi silinder dengan perbandingan diameter silinder 3 : 1 sedangan perbandingan antara ellipsiodal dengan diameter tangki 2 : 1. Faktor kelonggaran

: 20%

(Browell, 1959)

Volume silinder evaporator (Vs) = V (1+fk) = 21,1091 ft3 (1 + 0,2) = 25,3309 ft3 = 0,7171 m3 Vs = ¼  Dt24/1Dt Dt

= Dt3 =

3

Vs 

=

3

25,3309 ft 3 3,14

= 2,0055 ft = 0,61128 m Asumsi : UD (overall design coeficient) = 700 Btu/jam.ft2 Dari gambar 14.7 D.Q Kern diperoleh : UD

= 0,8 x 700 Btu/jam.ft = 560 Btu/jam.ft

Q

= 1440051,403 kkal/jam



Luas permukaan pemanasan A : A =

Q U D x T

= 5737256,586 Btu/jam

(Kern, 1965)


=

5737256,586 560 Btu / jam. ft 2 x 158  86 0 F

= 142,293 ft2 = 43,371 m2 

Penentuan jumlah tube (Nt) : Nt =

A L x a"

Dimana : A

= Luas permukaan pemanasan (ft2)

a”

= Luas permukaan luar tube per ft (ft2)

L

= Panjang tube (ft)

Asumsi tube yang diambil : OD

= ¾ in

BWG = 16 a”

= 0,2618 ft2/ft

ts

= 0,065 in

maka : Nt =

142,293 ft 3 10 ft x 0,2618 ft 2 / ft

= 54,35 = 55 tube Tinggi silinder (Hs)

=

3 Dt 1

=

3 1,867 ft 1

(Browell,1959)

= 5,601 ft = 1,7072 m Tinggi head (Hd)

=

1 Dt 2

=

1 1,867 ft 2

(Browell,1959)

= 0,9335 ft = 0,2845 m Tinggi cones evaporator (Hc)

= tg  (Dt – 1) = tg 45 (1,867 ft – 1) = 0,867 ft = 0,2642 m


Panjang sisi miring cones, Lsmc (Lsmc)2

= (1/2 Dt)2 + (Hc)

Lsmc =

1  2  x 1,867 ft   0,867 ft  2 

= 1,2980 ft = 0,3956 m Total tinggi evaporator (HTe) = Hs + Hd +Hc = 5,601 ft + 0,9335 ft + 0,867 ft = 7,4015 ft = 2,2560 m Volume silinder evaporator (Vse) = ¼  Dt2 Hs

(Browell, 1959)

= ¼ (3,14)(1,867 ft)2 (5,601 ft) = 15,326 ft3 = 4,6714 m3 Volume head silinder evaporator (Vde) Vde

=  (1/2 Dt2) Hd = 3.14 x (1/2 x 1,8687 ft2) x 0,9335 ft = 2,5543 ft3 = 0,7785 m3

Volume cones evaporator (Vce) Vce

= ½  Hc (Dt -1)(Dt2 + Dt + 1) (Browell, 1959) = [½ (3,14)(0,867 ft)(1,867 ft - 1)][(1,867 ft)2 + (1,867 ft + 1)] = 7,4971 ft3 = 2,2851 m3

Volume total evaporator (VTe) = Vse + Vde + Vce = 15,326 ft3 + 3,8090 ft3 + 7,4971 ft3 = 26,6321 ft3 = 8,1175 m3 Tekanan design (Pd)

=  (Hs – 1) = 65,9746 lb/ft3 (6,399 ft - 1) = 356,1968 lb/ft3 x

1 psi 144 lb / ft 2

= 2,4736 psi = 0,1682 atm


Tekanan total design (PT)

= Pd + 14,7 psi = 2,4736 psi + 14,7 psi = 17,1736 psi

Dimana : E = Effisiensi sambungan = 80% F = allowable stress = 18750 psi C = faktor korosi = 0,00625 in/tahun n = umur alat = 20 tahun jadi, t

=

17,1736 psi  x 11,2007 psi   0,00625 in / tahun x 20 tahun  2 18750 psi x 0,8  0,6 x 17,1736 

= 0,1314 in x

0,025 m 1in

= 0,0033 m 

Spesifikasi tangki evaporator Diameter tangki

= 0,569 m

Tinggi tangki

= 1,7072 m

Volume tangki

= 8,1175 m3

Tebal plate

= 0,0033 m atau 1/8 in

Bahan kontruksi

= Carbon steel SA – 304

L.C.12. Rotary Dryer (RD - 350) Fungsi : untuk mengeringkan stearamida dari evaporator Jenis : Counter Indirect Heat Rotary Dryer Bahan : Commercial Steel 1. Menentukan Diameter Rotary Dryer Steam masuk : 1800C

= 356 0F

Steam keluar : 100 0C

= 212 0F

Banyak steam yang dibutuhkan

= 239,2191 kg/jam

Range kecepatan steam

= 200 – 1000 lb/jam.ft2

Diambil kecepatan rata-rata

(Perry, 1999)

2

= 500 lb/jam.ft


Luas perpindahan panas, A=

Banyaknya steam yang dibutuhkan 239,2191 kg / jam x 2,20462 lb / kg  kecepa tan steam 500 lb / jam. ft 2

A = 1,0547 ft A=

D 2 2 4 A 4 x 1,0547 ft = 1,3435  ;D   3,14 4

D = 1,1590 ft = 0,3532 m 2. Menentukan Panjang Dryer Lt = 0,1 x Cp x G0,84 x D (Perry, 1999) Dimana : Lt

= Panjang Rotary Dryer

Cp

= Kapasitas steam 180 0C = 1,0216 kj/kg.K = 0,2440 BTU/lbm.0F (Tabel A.3.3, Geankoplis, 1983)

D

= Diameter Rotary Dryer

G

= Kecepatan steam yang digunakan dalam rotary dryer = 239,2191 kg/jam = 527,3824 lbm/jam.ft2

Lt

= 0,1 x 0,2440 BTU/lb.0F x (527,3824 lb/jam.ft2)0,84 x 1,1590 = 5,4709 ft

Nt

= Number of heat transfer = 1,5 – 2,0 (Perry, 1999)

Diambil Nt = 1,5 L

= Lt x Nt = 5,4709 ft x 1,5 = 8,2063 ft

Untuk L/D = 3 – 10 ft L 8,2063 ft  = 7,0805 ft (memenuhi) D 1,1590 ft

3. Waktu Transportasi Hold up

= 3 – 12%

Diambil Hold up

=3%

Volume total

=

D 2 L 3,14 x 1,1590 2 x 8,2063  = 8,0533 ft3 4 4


Hold up = 3 % x 8,2533 ft3 = 0,2475 ft3 Laju umpan masuk = 631,3038 kg/jam = 1391,7723 lb/jam  = time of passage =

Hold up 0,2475 x 60,389 = 0,0107 jam  laju umpan 1391,7723

4. Menghitung Putaran Rotary Dryer N=

v  .D

Dimana : v = kecepatan putaran linear = 30 -150 ft/menit

(Perry, 1999)

Diambil kecepatan putaran linear 100 ft/menit N=

100 = 27,4785 rpm 3,14 x 1,1590

Range : N x D = 25 – 35 rpm

(Perry, 1999)

N x D = 27,4785 x 1,1590 = 31,8475 rpm (memenuhi) 5. Menentukan Power Total Hp untuk penggerak rotary dryer = 0,5 D2 – D2 Diambil power = 0,75 D2 = 0,75 (1,1590)2 = 1,0075 Hp L.C.13. Gudang Produk Stearamida (G-380) Fungsi

: Tempat penyimpanan produk selama 15 hari

Bentuk

: Prisma segi empat beraturan

Bahan

: Beton

Jumlah

: 1 unit

Kondisi penyimpanan : Suhu

= 30 0C

Tekanan

= 1 atm = 14,7 psi

Kebutuhan stearamida selama 15 hari = 631 kg/jam x 24 jam x 15 hari = 227160 kg


Stearamida dikemas dalam dua berlapis polietilen dengan ukuran P x L x H = 34 x 26 x 32 = 28288 cm2 Setiap dus berisi 20 package kecil berisi 1 kg stearamida/package 227160 = 11358 dus 20

Jumlah dus dalam gudang

=

Direncanakan susunan dus dilantai

= 70 dus x 51 dus

Maksimal tumpukan dus

= 30 dus

Panjang Gudang 11358 = 379 dus 30

Susunan di lantai sebanyak

=

Faktor kelonggaran

= 20 %

Panjang gudang yang dibutuhkan

= 1,2 x 34 cm x 70 dus = 2856 cm

= 28,56 m

Lebar Gudang Faktor kelonggaran

= 1,2 x 26 x 51 dus = 1591 cm = 15,91 m

Tinggi Gudang Faktor kelonggaran

= 20 %

Tinggi gudang yang di butuhkan

= 1,2 x 32 x 30 dus = 1152 cm = 11,52 m

L.C.14. Kondensor (E-360) Fungsi

: Mengubah fasa uap kloroform menjadi kloroform cair

Jenis

: 1-2 shell and tube exchanger

Laju alir bahan masuk

= 1249,9814 kg/jam = 2755,7089 lb/jam

Densitas kloroform

= 1470 kg/m3 = 93,017 lb/ft

Laju alir pendingin

= 459,9324 kg/jam


Tabel LC.1. Perhitungan LMTD untuk aliran counter current Fluida panas

Fluida dingin

Beda 0F

80 0C = 176 0F

Temperatur tinggi

40 0C = 104 0F

72 0F

50 0C = 122 0F

Temperatur rendah

20 0C = 68 0F

54 0F

54

Selisih

36

18

Maka : LMTD

=

=

T1  t 2 T2  t1  T t  ln 1 2   T2  t1 

176  104122  68  176  104  ln   122  68 

= 62,63 0F

Faktor korosi untuk fluida panas : R

= (T1 - T2)/(t2 – t1) = 54 0F/18 0F = 1,5

Faktor koreksi untuk fluida dingin (S) S

= (t1 – t2)/(T1 – T2) = 18 0F/54 0F = 0,3333

Dari fig- 18 kern, 1950 diperoleh : FT = 0,73 Jadi, t

= FT x LMTD

t

= 0,73 x 62,63 0F

t

= 45,72 0F

Temperatur rata-rata a. Untuk fluida panas (Ta)

=

176  122 = 149 0F 2

b. Untuk fluida dingin (Tb)

=

104  68 = 86 0F 2

Dari tabel 8, hal 840 kern. 1959 diperoleh harga UD = 50 – 125 Btu/jam.ft2.0F, maka diambil UD = 65 Btu/jam.ft2.0F


Sehingga diperoleh ukuran tube sebagai berikut (Tabel 10 kern 1959) OD

= 1 in

BWG = 10 (Birmingham Wire Gauge/ukuran kawat Birmingham) ID

= 0,732 in

At

= 0,2618

L

= 12 ft

Luas perpindahan panas (A) A

=

Q U D  t

Dimana Q

=

38450,4065 kJ/jam = 36443,8103 Btu/jam 1,05506 Btu/jam

A

=

36443,8103 Btu/jam = 12,2632 ft2 65 Btu/jam.ft 2 .0 F 45,72 0 F







Menghitung jumlah tube (NT)

Nt 

12,2632 ft 2 A  L x a" 12 ft  0,2618 ft 2



ft = 3,9034 buah = 4 buah

Ukuran shell : Dari tabel 9 D.G. kern 1950 diperoleh data sebagai berikut : Heat exchanger 1 – 1 pass, ¾ in OD tube pada 15/16 trianguar pitch, ID shell

= 8 in

A koreksi

= NT x L x At = 4 x 12 ft x 0,2618 ft2 = 12,5664 ft

UD koreksi

=

36443,8103 Btu / jam Q  A. koreksi xt 12,5664 x 45,72 0F

= 63,4317 Btu/jam.ft2.0F Untuk fluida panas melalui shell side 1. Baffle spacing (B’) = 1 in C’

= PT – OD

(Kern, 1959)

= 15/16 in – 0,73 = 0,2075 in


2. Flow area accros bundle (as) as

=

ID x C ' x B' 144 x PT

=

8 x 0,2075 x 1 = 0,0123 FT2 144 x 15 / 16

(Kern, 1959)

3. Mass Velocity (GS) umpan Gs

=

Ws ; dimana Ws = laju alir massa panas masuk as

= 1249,9814 kg/jam = 2755,7089 lb/jam Gs

=

2755,7089 = 224041,374 lb/ft2.jam 0,0123

4. Diameter eqivalen (De) pada 15/16 triangular pich De

= 0,55 in

(fig.28 Kern, 1959)

= 0,0458 ft 5. Temperatur rata-rata fluida panas = 149 0F Viskositas fluida panas 

= 0,2838 Cp

(Geankoplis, 1983)

= 0,2838 Cp x 2,4191 lb/ft2.jam.Cp = 0,686 lb/ft2.jam Res

=

De x Gs 

=

0,0458 ft x 224041,374 lb / ft 2 jam 0,686

= 14957,8643 Diperoleh koefisien panas (JH) = 89

(fig.28 Kern, 1959)

6. Pada temperatur = 149 0F diperoleh C

= 0,235 Btu/lb.0F

k

= 0,0053 Btu/ft2 jam (0F/ft) 1

(fig.2 Kern, 1950) (Tabel 5 hal 801 Kern, 1950)

1

2  0,235 x 0,686  2 C x   = 5,5151     k   0,0053 


Film efficient outside hunde (h0) : 1

k C x  3 = JH x x  x ss  De  k 

h0

= 89 x

0,0053 x 5,515 x 1,95 0,0458

= 110,7593 Btu/jam.ft2.0F Untuk fluida dingin melalui tube side 1. at’ = 0,2618 in at’ = =

N T x at ' ' 144 x n

34 x 2,618 in 2 = 0,6181 at 144 in 2 / ft x 1

2. Mass Velocity (Gt) fluida dingin : Gt =

Wt ; dimana Wt = Laju alir massa fluida dingin at

= 459,9324 kg/jam = 1013,9669 lb/jam Gt =

1013,9669 = 1640,4576 lb/ft2. jam 0,6181

3. Diketahui temperatur rata-rata fluida dingin = 86 0F Viskositas ( campuran) = 0,4 Cp x 2,4191 lb/ft2.jam.Cp = 0,968 lb/ft2.jam ID tube Ret

(Geankoplis, 1983)

= 0,732 in = 8,784 ft =

ID x Gt 

=

8,784 ft x 1640,4576 lb / ft 2 . jam 0,968

= 14886,1359 Koefisien panas, jH = 95

(fig-24 Kern,1950) 1

4. hi

k C x  3 x = jH x  x1 Di  k 


Pada temperatur 86 0F C = 0,235 Btu/lb.0F k = 0,00407 Btu/ft2.jam (0F/ft) maka : 1

hi

0,00407  0,235 x 0,968  3 x = 95 x  x1 8,784  0,00407 

= 0,1677 Btu/jam.ft2.0F hi0

=

hi x ID OD

=

0,1677 x 8,874 1

= 1,4881 Btu/lb.0F Cleanoverall coeffisient (UC) UC

=

hi x ho hio  ho

=

1,4881 x 110,7593 = 1,4683 1,4881  110,7593

Pressure Drop a. Fluida panas Res = 14957,8643 maka diperoleh f = 0,00059 (fig-26 Kern,1950) (N + 1) = 12 x L/B = 12 x 12/1 = 144 Ds = ID shell/12 = 8/12 = 0,8333 Spesifik gravity kloroform = 1,49 (tabel. 6 Kern, 1950) Vkloroform  s =     air 

1,49  =    0,85 

0,14

(Kern, 1950)

0 ,14

= 1,08


Ps =

f .Gs 2 .Ds.N  1 5,22 x1010 x0,0458x1,49 x1





0,00059 x 1640,4576 x 0,8333 x 144 5,22 x1010 x0,0458x1,49 x1 2

=





= 0,0000534 psi b. Fluida dingin Ret = 14886,1359 Maka diperoleh f = 0,00044 Pt =

f .Gs 2 .Ds.L.n 5,22 x1010 x8,874 x1,49 x1





0,00044 x 1640,4576  x 12 x 1 = 5,22 x1010 x8,874 x1,49 x1 2





= 0,0000000205 psi P = Ps + Pt = 0,0000534 psi + 0,0000000205 psi = 5,34205 x 10-5 psi Jadi beda tekan yang diizinkan adalah 10 psi L.C.15. Tangki Penampung Kloroform (F-370) Fungsi

: Tempat menampung kloroform dari kondensor

Kondisi

: T = 30 0C ; P = 1 atm

Jumlah

: 1 unit

Bentuk

: Silinder tegak dan alas datar

Ukuran tangki Laju alir kloroform

= 1249,9814 kg/jam

Densitas kloroform, 

= 1490 kg/m3

Volume kloroform

=

Faktor kelonggaran

= 20 %

Volume tangki

= 1,2 x volume bahan

1249,9814 kg/jam = 0,8389 m3 1490 kg/m3

= 1,2 x 0,8389 = 1,0066 m3


Direncanakan : H = 3/1 D Volume tangki

= volume shell

1,0066 m3

= (/4.D2.H)= (3/1.D3)

D

= 0,4745 m = 1,5567 ft = 18,6810 in

H = 3/1 (0,4745)

= 1,4235 m

Tinggi tutup

=½D = ½ (0,4745) = 0,2372 m = 0,7782 ft= 9,3385 in

Tinggi total = tinggi shell + tinggi tutup = 1,4235 m + 0,2372 m = 1,6607 m =  . g . H

Tekanan hidrostatik

= (1490 x 0,98 x 1,6607)/6894,76 psi = 0,3517 psi Tekanan desain = 0,3517 psi + 14,7 = 15,0517 psi Tebal diding tangki Bahan tangki dipilih Carbon Steel A-285 grade C; diperoleh :

t

PR  CxN  SE  0,6 P



= 0,8

 Faktor korosi



= 0,01 in/tahun

 Umur alat (N)

= 15 tahun

 Tekanan Operasi

= 1 atm = 14,639 psia

Tebal tangki : t

=

15,0517 x 9,3385  0,15 12650 x 0,8  0,6 x 15,0517

=

140,5603  0,15 10110,969

= 0,1639 in Maka digunakan tebal tangki standar = ¼ in.


L.C.16.Pompa Tangki Urea (L-131) Fungsi

: Untuk memompa urea menuju reaktor

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Kondisi operasi

: T = 135 0C ; 1 atm

Laju alir massa (F)

= 133,614 kg/jam = 0,0818 lb/s

Densitas bahan, 

= 1333,5562 kg/m3 = 83,2516 lb/ft3

Viskositas

= 2,9 cP = 0,001949 lb/ft.s

Laju alir volume (Q) =

0,0818 lb/s = 9,8256 x 10-4 ft3 83,2516 lb/ft 3

Perencanaan pipa : Penentuan diameter optimum untuk pipa Untuk aliran turbulen (Nre > 2100)

(Walas, 1988)

Di, opt = 3,9 x Q0,45 x 0,13 Dengan : Di, opt = diameter optimum (m) Q

= Laju volumetrik (m3)



= Densitas (kg/m3)



= Viskositas (Pa.s)

Asumsi aliran turbelen, Di, opt = 3,9 x Q0,45 x 0,13 Di, opt = 3,9 x (9,8256 x 10-4)0,45 x 83,25160,13 = 0,3069 ft Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1983), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal

: 2 ½ in

Schedule number

: 40

Diameter dalam, ID

: 2,469 in = 0,206 ft

Diameter luar, OD

: 2,875 in = 0,24 ft

Inside sectional area : 0,03322 ft2 Kecepatan linear, v

= Q/A =

0,3069 = 9,2384 ft 0,03322


Bilangan Reynold : NRe

=

 xv x D 

NRe

=

83,2516 x 9,2384 x 0,206 = 81.291,4242 (Turbulen) 0,001949

(Geankoplis,1993)

Untuk pipa commercial steel diperoleh harga  = 0,000046 (Geankoplis, 1997) Pada NRe = 81.291,4242 dan /D =

0,000046 m = 0,000718 0,206 x 0,3108

Maka harga f = 0,0045 Friction loss :

 A  v2 9,2384 2 ft = 0,55 (1-0) 1 sharp edge entrance = hc = 0,55 1  2  A1  2 x g c 2132,174   = 0,7295 ft.lbf/lbm 1 elbow 900 = hf = n.Kf.

v2 9,2384 2 ft = 1(0,75) = 0.9948 ft.lbf/lbm 2.g c 232,174

1 check valve = hf = n.Kf. Pipa lurus 10 ft = Ff = 4f

9,2384 v2 =1(2,0) = 0,1436 ft.lbf/lbm 2.g c 232,174 

L.v 2 10 x(9,2384) = 4.(0,0045) D.2.g c (0,206) x 2 x(32,174)

= 0,1254 ft.lbf/lbm 2

 A  v2 9,2384 = 1 (1-0)2. 1 Sharp edge exit = hex = n 1  1  A2  2. .g c 2(1)(32,174) 

= 0,1436 ft.lbf/lbm Total friction loss : ∑ F = 2,1369 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli : P  P1 1 g ( v 22  v12 ) + ( x 2  x1 ) + 2 + ∑ F + Ws = 0 (Geankoplis, 1997) 2 .g c gc 

Dimana : v1 = v2;  v2 = 0; P1 = P2 = ;  P = 0 tinggi pemompaan  Z = 15 ft


maka : 0 +

32,174 15 + 2,1369 + Ws = 0 32,174

Ws = 17,1369 ft.lbf/lbm Effesiensi pompa,  = 80 % Ws =  x Wp 17,1369 = 0,8 x Wp Wp = 21,4211 ft.lbf/lbm Daya pompa : P=

Wp.mv. (21,4211)(9,8256 x 10 -4 )(83,2516) = = 3,1859 x 10-3 hp = 0,0032 hp 550 550

Maka digunakan daya pompa standard 1/8 hp L.C.17. Pompa Tangki Asam Stearat (L-141) Fungsi

: Untuk memompa Asam stearat menuju reaktor

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Kondisi operasi

: T = 135 0C ; 1 atm

Laju alir massa (F)

= 633,5085 kg/jam = 0,3879 lb/s

Densitas bahan, 

= 904,8 kg/m3 = 56,4846 lb/ft3


0,3879 lb/s = 6,8673 x 10-3 ft3 = 0,2425 m3 56,4846 lb/ft 3


(Walas, 1988)





= Densitas (kg/m3)



= Viskositas (Pa.s)


Asumsi aliran turbelen, Di, opt = 3,9 x Q0,45 x 0,13 Di, opt = 3,9 x (6,8673 x 10-3 )0,45 x 56,48460,13 = 0,7004 ft = 0,2135 m = 8,4054 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1983), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal

: 2 ½ in

Schedule number

: 40

Diameter dalam, ID

: 2,469 in = 0,206 ft

Diameter luar, OD

: 2,875 in = 0,24 ft


= Q/A =

0,7004 = 21,0836 ft 0,03322


=

 xv x D 

NRe

=

56,4846 x 21,0836 x 0,206 = 74340,9499 (Turbulen) 0,0033

(Geankoplis,1993)

Untuk pipa commercial steel diperoleh harga  = 0,000046 (Geankoplis, 1997) Pada NRe = 74340,9499 dan /D =

0,000046 m = 0,000718 0,206 x 0,3108


 A  v2 21,0836 2 ft 1 sharp edge entrance = hc = 0,55 1  2  = 0,55 (1-0) A1  2 x g c 2132,174   = 3,7994 ft.lbf/lbm 1 elbow 900 = hf = n.Kf.

21,0836 2 v2 = 1(0,75) = 5,181 ft.lbf/lbm 2.g c 232,174 


v2 21,0836 2 =1(2,0) = 6,9080 ft.lbf/lbm 2.g c 232,174

10 x(21,0836 2 ) L.v 2 = 4.(0,0045) D.2.g c (0,206) x 2 x(32,174)

= 6,0361 ft.lbf/lbm


2

 A  v2 21,0836 2 1 Sharp edge exit = hex = n 1  1  = 1 (1-0)2. A2  2. .g c 2(1)(32,174) 



maka : 0 +

32,174 15 + 9,3082 + Ws = 0 32,174


(30,3852)(6,8673 x 10 -3 )(56,4846) Wp.mv. = = 0,0214 hp 550 550

Maka digunakan gaya pompa standard ¼ hp L.C.18. Pompa Tangki Reaktor (L-211) Fungsi

: Untuk memompa stearamida kasar menuju Tangki penampung.

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Kondisi operasi

: T = 135 0C ; 1 atm

Laju alir massa (F)

= 767,1225 kg/jam = 0,4697 lb/s

Densitas bahan, 

= 958,5436 kg/m3 = 59,8397 lb/ft3



0,4697 lb/s = 7,8493 x 10-3 ft3 59,8397 lb/ft 3


(Walas, 1988)





= Densitas (kg/m3)



= Viskositas (Pa.s)

Asumsi aliran turbelen, Di, opt = 3,9 x Q0,45 x 0,13 Di, opt = 3,9 x (7,8493 x 10-3 )0,45 x 59,83970,13 = 0,7494 ft = 0,2284 m = 8,9921 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1983), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal

: 2 ½ in

Schedule number

: 40

Diameter dalam, ID

: 2,469 in = 0,206 ft

Diameter luar, OD

: 2,875 in = 0,24 ft


= Q/A =

0,7494 = 22,5586 ft 0,03322


=

 xv x D 

NRe

=

59,8397 x 22,5586 x 0,206 = 84,266,4758 (Turbulen) 0,0033

(Geankoplis,1993)

Untuk pipa commercial steel diperoleh harga  = 0,000046 (Geankoplis, 1997) Pada NRe = 84,266,4758 dan /D =

0,000046 m = 0,000718 0,206 x 0,3108

Maka harga f = 0,0045


Friction loss :


22,5586 2 v2 = 1(0,75) = 5,9313 ft.lbf/lbm 2.g c 232,174 


v2 22,5586 2 =1(2,0) = 7,9084 ft.lbf/lbm 2.g c 232,174

10 x(22,5586 2 ) L.v 2 = 4.(0,0045) D.2.g c (0,206) x 2 x(32,174)

= 6,9103 ft.lbf/lbm 2

 A1  v2 22,5586 2 2   = 1 (1-0) . 1 Sharp edge exit = hex = n 1  A2  2. .g c 2(1)(32,174) 



maka : 0 +

32,174 15 + 9,3082 + Ws = 0 32,174

Ws = 24,3082 ft.lbf/lbm Effesiensi pompa,  = 80 % Ws =  x Wp 24,3082 = 0,8 x Wp Wp = 30,3852 ft.lbf/lbm


Daya pompa : P=

Wp.mv. (30,3852)(7,8493 x 10 -3 )(59,8397) = = 0,0259 hp 550 550

Maka digunakan gaya pompa standard ¼ hp L.C.19. Pompa Tangki Pemurni (L-311) Fungsi

: Untuk memompa stearamida menuju filter press

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Kondisi operasi

: T = 135 0C ; 1 atm

Laju alir massa (F)

= 2027,5254 kg/jam = 1,2416 lb/s

Densitas bahan, 

= 1197,4518 kg/m3 = 74,7543 lb/ft3

1,2416 lb/s = 0,0166 ft3 = 0,5862 m3 74,7543 lb/ft 3

Laju alir volume (Q) = Perencanaan pipa :

Penentuan diameter optimum untuk pipa Untuk aliran turbulen (Nre > 2100) Di, opt = 3,9 x Q

0,45

(Walas, 1988)

0,13

x

Dengan : Di, opt = diameter optimum (m) Q




= Densitas (kg/m3)



= Viskositas (Pa.s)

Asumsi aliran turbelen, Di, opt = 3,9 x Q0,45 x 0,13 Di, opt = 3,9 x (0,0166)0,45 x 74,7543 0,13 = 1,0804 ft = 0,3293 m = 12,9645 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1983), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal

: 2 ½ in

Schedule number

: 40

Diameter dalam, ID

: 2,469 in = 0,206 ft


Diameter luar, OD

: 2,875 in = 0,24 ft


= Q/A =

1,0804 = 32,5225 ft 0,03322


=

 xv x D 

NRe

=

74,7543 x 32,5225 x 0,206 = 151765,6135 (Turbulen) 0,0033

(Geankoplis,1993)


0,000046 m = 0,000718 0,206 x 0,3108


 A  v2 32,5225 2 ft 1 sharp edge entrance = hc = 0,55 1  2  = 0,55 (1-0) A1  2 x g c 2132,174  = 9,0405 ft.lbf/lbm 1 elbow 900 = hf = n.Kf.

v2 32,5225 2 = 1(0,75) = 12,3279 ft.lbf/lbm 2.g c 232,174


32,5225 2 v2 =1(2,0) = 32,8746 ft.lbf/lbm 2.g c 232,174 

L.v 2 10 x (32,5225 2 ) = 4.(0,0045) D.2.g c (0,206) x 2 x(32,174)

= 14,3628 ft.lbf/lbm 2

 A  32,5225 2 v2 = 1 (1-0)2. 1 Sharp edge exit = hex = n 1  1  A2  2. .g c 2(1)(32,174) 




maka : 0 +

32,174 15 + 9,3082 + Ws = 0 32,174


Wp.mv. (30,3852)(0,0166)(74,7543) = 550 550

= 0,0685 hp

Maka digunakan gaya pompa standard ¼ hp L.C.20. Pompa Tangki Penampung (L-331) Fungsi

: Untuk memompa stearamida menuju Evaporator

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Kondisi operasi

: T = 135 0C ; 1 atm

Laju alir massa (F)

= 1881,2853 kg/jam = 1,1521 lb/s

Densitas bahan, 

= 1056,2491 kg/m3 = 65,9391 lb/ft3


1,1521 lb/s = 0,0175 ft3 = 0,6180 m3 65,9391 lb/ft 3


(Walas, 1988)






= Densitas (kg/m3)



= Viskositas (Pa.s)

Asumsi aliran turbelen, Di, opt = 3,9 x Q0,45 x 0,13 Di, opt = 3,9 x (0,0175)0,45 x 65,9391 0,13 = 1,0887 ft = 0,3318 m = 13,0648 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1983), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal

: 4 in

Schedule number

: 40

Diameter dalam, ID

: 4,026 in = 0,3354 ft

Diameter luar, OD

: 4,500 in = 0,3749 ft


= Q/A =

1,0887 = 12,3156 ft 0,08840


=

 xv x D 

NRe

=

65,9391 x 12,3156 x 0,3354 = 82536,8155 (Turbulen) 0,0033

(Geankoplis,1993)


0,000046 m = 0,000718 0,206 x 0,3108



v2 12,3156 2 = 1(0,75) = 1,7678 ft.lbf/lbm 2.g c 232,174

1 check valve = hf = n.Kf.

12,3156 2 v2 =1(2,0) = 4,714 ft.lbf/lbm 2.g c 232,174 


Pipa lurus 10 ft = Ff = 4f

10 x(12,3156 2 ) L.v 2 = 4.(0,0045) D.2.g c (0,3354) x 2 x(32,174)

= 1,2649 ft.lbf/lbm 2

 A  12,3156 2 v2 = 1 (1-0)2. 1 Sharp edge exit = hex = n 1  1  A2  2. .g c 2(1)(32,174) 



maka : 0 +

32,174 15 + 9,3082 + Ws = 0 32,174


Wp.mv. (30,3852)(0,0175)(65,9391) = 550 550

= 0,0637 hp

Maka digunakan gaya pompa standard ¼ hp


L.C.21. Screw Conveyor (SC-221) Fungsi

: Mengangkut stearamida kasar dari penampung sementara menuju ke tangki pelarut.

Jenis

: Horizontal Screw Conveyor – Rotary Cutoff Valve

Bahan

: Commercial Steel


: 30 oC

Tekanan (P)

: 1 atm (14,696 psi)


: 767,1225 kg/jam


: 20 %

(Tabel 21-5, Perry,1999)

Kapasitas : 1,20 x 767,1225 kg/jam = 920,547 kg/jam = 0,9205 ton/jam. Untuk Screw Conveyor kapasitas 2 ton / jam, spesifikasinya adalah sebagai berikut: (Tabel 21-6, Perry,1999) 1.

Diameter Flight

= 9 in

= 22,5 cm

2.

Diameter Pipa

= 2 1/2 in

= 6,25 cm

3.

Diameter Shaft

= 2 in

= 5 cm

4.

Hanger Center

= 10 ft

= 3,05 m

5.

Kecepatan Putaran

= 40 rpm

6.

Diameter bagian umpan

= 8,04 in

7.

Panjang screw conveyor

= 75 ft

8.

Daya motor yang digunakan

= 2,25 hp

L.C.22. Ball Mill (BM-230) Fungsi

: Menghaluskan ukuran bahan baku stearamida kasar dari tangki pengendap untuk dimasukkan ke dalam tangki pemurnian

Jenis

: Double Toothed – Balll Crusher

Bahan

: Commercial Steel


: 30 oC

Tekanan (P)

: 1 atm (14,696 psi)


: 767,1225 kg/jam



: 20 % (Class – D27 – Phosphate Rock) (Tabel 21-5, Perry,1999)

Kapasitas : 1,20 x 767,1225 kg/jam = 920,547 kg/jam = 0,9205 ton/jam Untuk Ball Mill kapasitas 2 ton / jam. Spesifikasinya adalah sebagai berikut:

(Tabel 12-8 (b), Walas ,1988)

1.

Diameter ukuran Ball

= 18 in = 45 cm

2.

Face ukuran Ball

= 18 in = 45 cm

3.

Ukuran maksimum umpan

= 4 in = 10 cm

4.

Kecepatan Ball

= 40 rpm

5.

Daya motor yang digunakan = ¼ Hp

L.C.23. Belt Conveyor (J-351) Fungsi

: Mengangkut stearamida dari rotary dryer menuju ke gudang produk stearamida

Jenis

: Horizontal Belt Conveyor

Bahan

: Commercial Steel


: 30 oC

Tekanan (P)

: 1 atm (14,696 psi)


: 631 kg/jam


: 20 %

(Tabel 21-5, Perry,1999)

Kapasitas : 1,20 x 631 kg/jam = 757,2 kg/jam = 0,7572 ton/jam Untuk Belt Conveyor kapasitas 2 ton / jam, spesifikasinya adalah sebagai berikut: (Tabel 21-7, Perry,1999) 1.

Lebar Belt

= 14 in = 35 cm

2.

Luas Area

= 0,11 ft2 = 0,010 m2

3.

Kecepatan Belt normal

= 200 ft/menit = 61 m/menit

4.

Kecepatan Belt maksimum

= 300 ft/menit = 91 m/menit

5.

Belt Plies minimum

=3

6.

Belt Plies maksimum

=5

7.

Kecepatan Belt

= 100 ft/menit = 30,5 m/menit

8.

Daya motor yang digunakan

= ⅛ Hp


LAMPIRAN D SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS

LD.1 Pompa Utilitas (PU – 01) Fungsi

: Memompa air dari sungai ke Screening (SC)

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan Konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi Temperatur

= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

Densitas air ()

= 995,68 kg/m3 = 62,158 lbm/ft3

(Geankoplis,

1997) Viskositas air () = 0,8007 cP

= 0,000538 lbm/ft.s

(Kirk

Othmer,1967) Laju alir massa (F) = 2680,1485 kg/jam = 0,3376 lbm/s Laju alir volumetrik, Q =

0,3376 lb m /s F   5,4313 x 10 3 ft 3 /s  62,158 lb m /ft 3

= 0,0001537

m3/s Desain Pompa Di,opt

= 0,363 (Q) 0,45 () 0,13

(Per.12-15,

Peters,

2004) = 0,363 (0,0001537 m3/s)0,45.(995,68 kg/m3) 0,13 = 0,0171 m = 0,6742 in Ukuran Spesifikasi Pipa Dari Appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran pipa nominal = 1 in Schedule number

= 40

Diameter dalam (ID)

= 1,049 in = 0,02664 m = 0,0874 ft


Diameter Luar (OD)

= 1,315 in = 0,0334 m = 0,1095 ft

Luas Penampang dalam (At) Kecepatan linier, v =

= 0,0005574 m2 = 0,00600 ft2

0,0001537 m 3 /s Q   0,2757 m/s = 0,9046 ft/s At 0,0005574 m 2


=

ρ v D (995,68 kg/m 3 ) (0,9046 m/s) (0,02664 m) = 29966,8268  L.D3- 1kg/m.s μ 0,8007.10

Karena NRe > 4100, maka aliran turbulen Untuk pipa commercial steel dan pipa 1 in Sc.40, diperoleh : 

D

 0,0011

Harga f dapat dicari dari grafik f vs NRe Karena aliran turbulen, maka f =0,0065

(Fig.12-1,

Peters,

2004) Instalasi pipa - Panjang pipa lurus, L1 = 150 ft - 1 buah gate valve fully open ; L/D = 13

(App.C-2a,

Foust,1980) L2 = 1 x 13 x 0,0874 = 1,1362 ft - 2 buah standard elbow 90o ; L/D = 30

(App.C-2a,

Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,0874 = 5,244 ft - 1 buah sharp edge entrance ;K = 0,5; L/D = 27

(App.C-2a,

Foust,1980) L4 = 0,5 x 27 x 0,0874 = 1,1799 ft - 1 buah sharp edge exit ; K = 1,0 ; L/D = 55

(App.C-2a,

Foust,1980) L5 = 1,0 x 55 x 0,0874 = 4,807 ft Panjang pipa total (L) = 162,3671 ft Faktor gesekan , F=

f .v 2 .  L (0,0065)  (0,9046 ) 2  (162,3671)   0,1535 ft.lb f /lb m 2 g c .D 2(32,174)(0,0874)

Kerja Pompa


Dari persamaan Bernoulli :

 V2 g W = Z   gc  2ag c

   Pv   F 

(Peters,

2004) Tinggi pemompaan, Z = 50 ft Velocity Head,

V 2 0 2g c

Pressure Head,

P 0 

Static head, Z

g = 50 ft.lbf/lbm gc

Maka, W = 50 + 0 + 0 + 0,1535= 50,1535 ft.lbf/lbm Daya Pompa P = W Q  = (50,1535 ft.lbf/lbm)( 5,4313 x 10 3 ft3/s)(62,158 lbm/ft3) = 16,9317 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P =

16,9317 = 0,0385 Hp 550 x 0,8

Digunakan pompa dengan daya standar 1/25 Hp L.D.2 Screening (SC) Fungsi

: Menyaring partikel-partikel padat yang besar.

Jenis

: Bar Screen

Bahan Konstruksi : Stainless Steel Jumlah

: 1 unit

Dari Physical-Chemical Treatment of Water and Waste water, diperoleh : Ukuran bar : Lebar = 5 mm Tebal = 20 mm Bar clear spacing = 20 mm Slope

= 30o

Kondisi Operasi : Temperatur

= 30 oC

Tekanan

= 1 atm


= 995,68 kg/m3 = 62,158 lbm/ft3

Densitas air ()

(Geankoplis,

1997) Viskositas air ()

= 0,000538 lbm/ft.s

= 0,8007 cP

(Kirk

Othmer,1967) = 2680,1485 kg/jam = 0,3376 lbm/s

Laju alir massa (F)

0,3376 lb m /s F   5,4313 x 10 3 ft 3 /s  62,158 lb m /ft 3

Laju alir volumetrik, Q =

= 0,0001537

m3/s Direncanakan ukuran screening : Panjang

= 2m

Lebar

= 2m

Misalkan, jumlah bar = x Maka, 20x + 20 (x + 1) = 2.000 40x = 1.980 x = 49,5  50 buah Luas bukaan (A2)

= 20 (50 + 1) (2.000) 2.040.000 mm2 = 2,04 m2

Asumsi, Cd = 0,6 dan 30% screen tersumbat Head Loss (Δh)

=

Q 2

2 g Cd A 2

2

=

0,00015372 2 2 2 9,8 0,6 2,04

= 8,0451.10-10 m dari air = 8,0451 x 10-7 mm dari air LD.3 Pompa Screening (PU – 02)


Fungsi

: Memompa air dari screening ke clarifier.

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan Konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit


= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

Densitas air ()

= 995,68 kg/m3 = 62,158 lbm/ft3

(Geankoplis,


= 0,000538 lbm/ft.s

(Kirk


0,3376 lb m /s F   5,4313 x 10 3 ft 3 /s = 0,0001537 m3/s  62,158 lb m /ft 3

Desain Pompa Di,opt

= 0,363 (Q) 0,45 () 0,13

(Per.12-15,

Peters,

2004) = 0,363 (0,0001537 m3/s)0,45.(995,68 kg/m3) 0,13 = 0,0171 m = 0,6742 in Ukuran Spesifikasi Pipa Dari Appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran pipa nominal = 1 in Schedule number

= 40

Diameter dalam (ID)

= 1,049 in = 0,02664 m = 0,0874 ft

Diameter Luar (OD)

= 1,315 in = 0,0334 m = 0,1095 ft


= 0,0005574 m2 = 0,00600 ft2

0,0001537 m 3 /s Q   0,2757 m/s = 0,9046 ft/s At 0,0005574 m 2

Bilangan Reynold,


NRe

=

ρ v D (995,68 kg/m 3 ) (0,9046 m/s) (0,02664 m) = 29966,8268  μ 0,8007.10 3 kg/m.s


D

 0,0011


(Fig.12-1,

Peters,


(App.C-2a,


(App.C-2a,


(App.C-2a,


(App.C-2a,


f .v 2 .  L (0,0065)  (0,4831) 2  (168,9751)   0,5529 ft.lb f /lb m 2 g c .D 2(32,174)(0,1341)

Kerja Pompa Dari persamaan Bernoulli : W = Z

 V2 g   gc  2ag c

   Pv   F 

(Peters,

2004)


Tinggi pemompaan, Z = 50 ft Velocity Head,

V 2 0 2g c

Pressure Head,

P 0 

Static head, Z


Maka, W = 50 + 0 + 0 + 0,5529 = 50,5529 ft.lbf/lbm Daya Pompa P = W Q  = (50,1535 ft.lbf/lbm)( 5,4313 x 10 3 ft3/s)(62,158 lbm/ft3) = 16,9317 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P =

16,9317 = 0,0385 Hp 550 x 0,8

Digunakan pompa dengan daya standar 1/25 Hp LD.4 Tangki Pelarutan Alum, Al2(SO4)3 (TU - 01) Fungsi

: Membuat larutan alum [Al2(SO4)3]

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA–283 grade C

Kondisi pelarutan

: Temperatur = 30C Tekanan

= 1 atm

Al2(SO4)3 yang digunakan = 50 ppm Al2(SO4)3 yang digunakan berupa larutan 30 % (% berat) Laju massa Al2(SO4)3

= 0,1340 kg/jam

Densitas Al2(SO4)3 30 

= 1.363 kg/m3 = 85,089 lbm/ft3

(Perry,

1999) Kebutuhan perancangan

= 30 hari

Faktor keamanan

= 20%

Perhitungan: Ukuran Tangki


Volume larutan, Vl 

0,1340 kg/jam  24 jam/hari  30 hari 0,3  1.363 kg/m 3

= 0,2359 m3 Volume tangki, Vt = 1,2  0,2359 m3 = 0,2831 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 :3 1 πD 2 H 4 1 3  0,2831 m 3  πD 2  D  4 2  3 0,2831 m 3  πD 3 8 V

Maka: D = 0,6219 m = 2,0399 ft H = 0,9325 m = 3,0593 ft Tinggi Al2(SO4)3 dalam tangki =

0,2831 1  (0,6219 m) 2 4

= 0,9325 m = 3,0593 ft

Tebal Dinding Tangki : Tekanan hidrostatik P = ρxgxl = 1.363 kg/m3 x 9,8 m/dtk2 x 0,9325 m = 12455,7755 Pa = 12,4557 kPa Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P

= 12,4557 kPa + 101,325 kPa = 113,7807 kPa

Faktor kelonggaran 5 %

(Perry,

1999) Maka, P desain

= (1,05) x 113,7807 kPa = 170,6711 kPa

Joint Efficiency (E)

= 0,85

(Peters,2004) Allowable stress (S)

=

12.650

psi

=

87.218,714

kP

(Brownell,1959)


Tebal Shell, t =

PD 2SE  1,2P

(Peters,2004) Maka, tebal shell : t=

(170,6711 kPa) (0,6219 m) = 0,00072 m = 0,0283 in 2 (87.218,714 kPa)(0,85)  1,2(170,6711 kPa)

Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0283 in + 1/8 in = 0,1533 in Tebal Shell standard yang digunakan = ¼ in (Brownell,1959) Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup ¼ in Daya Pengaduk (agitator) Jenis Pengaduk : turbin vertical blade daun 6 (non baffles) Spesifikasi :

Da Dt C Da W Da L Da

 0,3 ; Da  0,3 x 8,202 ft  2,4606 ft 1 ; C  1 x 2,4606  0,8202 ft 3 3 1  ; W  1 x 2,4606  0,3076 ft 8 8 1  ; L  1 x 2,4606  0,61515 ft 4 4



(Fig.18-17,

Perry,

1999) Data Perhitungan : n = 190 rpm = 3,17 rps Densitas air ()

= 1.000 kg/m3

Viskositas air () = 0,8937 cP

= 62,428 lbm/ft3 = 0,0006005 lbm/ft.s

Bilangan Reynold (NRe) : n . Da 2 . ρ NRe = μ

(Geankoplis,1997)


NRe =

3,17 . 2,4606 2 . 62,428  1.995.297,744 0,0006005

Bilangan Daya (NP) : Np =

P .g c ρ . n 3 . Da 5

(Geankoplis,1997) Untuk NRe = 1.995.297,744 , NP = 1,4

(Fig

10.6,

Walas,1988) N P . ρ . n 3 . Da 5 1,4 . 62,428 .13 . 2,4606 5 P=   245,0234 gc 32,174 Efisiensi motor penggerak = 80 % P=

245,0234  306,2792 l b /ft sec  0,57 Hp 0,8

Digunakan motor penggerak dengan daya 1 Hp LD.5 Pompa Alum, Al2(SO4)3 (PU-03) Fungsi

: Memompa larutan alum dari tangki pelarutan alum ke clarifier.

Jenis

: Pompa injeksi

Bahan Konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit


= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

Densitas alum ()

= 1.363 kg/m3 = 85,093 lbm/ft3

(Geankoplis,

1997) Viskositas alum () = 6,72.10-4 lbm/ft.s

(Kirk

Othmer,1967) Laju alir massa (F) = 0,1340 kg/jam = 8,2060.10-5 lbm/s Laju alir volumetrik, Q =

F 8,2060.10 -5 lb m /s   9,6435.10 7 ft 3 /s = 2,7307.10-8 m3/s 3  85,093 lb m /ft


Desain Pompa Di,opt

= 0,363 (Q) 0,45 () 0,13

(Per.12-15,

Peters,

2004) = 0,363 (2,7307.10-8 m3/s)0,45.(1.363 kg/m3) 0,13 = 3,6619.10-4 m = 0,0144 in


Ukuran Spesifikasi Pipa Dari Appendix C.6a, Foust, 1980, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran pipa nominal = 1/8 in Schedule number

= 40

Diameter dalam (ID)

= 0,269 in = 0,0068 m = 0,0224 ft

Diameter Luar (OD)

= 0,405 in = 0,0103 m = 0,0338 ft


= 0,0004 ft2

9,6435.10 -7 ft 3 /s Q   2,4108.10 -3 ft/s = 7,3484.10-4 2 At 0,0004 ft

m/s Bilangan Reynold, NRe

=

ρ v D (85,093 lb m /ft 3 ) (2,4108.10 -3 ft/s) (0,0224 ft)   6,8380 μ 6,72.10  4 lb m /ft.s

Aliran adalah laminar, maka dari Appendix C-3, Foust, 1980, diperoleh : f = 16/NRe =

16 = 2,3398 6,8380

Instalasi pipa - Panjang pipa lurus, L1 = 15 ft - 1 buah gate valve fully open ; L/D = 13

(App.C-2a,


(App.C-2a,

Foust,1980) L3 = 30 x 0,0224 = 0,672 ft - 1 buah sharp edge entrance ;K = 0,5; L/D = 15

(App.C-2a,


(App.C-2a,

Foust,1980) L5 = 1,0 x 30 x 0,0224 = 0,672 ft Panjang pipa total (L) = 15 + 0,2912 + 0,672 + 0,168 + 0,672 = 16,8032 ft


Faktor gesekan, F=

f.v 2 .  L (2,3398)  (2,4108.10 -3 ) 2  (16,8032)   2,2850.10  4 ft.lb f /lb m 2g c .D 2(32,174)(0,0224)


 V2 g   gc  2ag c

   Pv   F 

(Peters,


V 2 0 2g c

Pressure Head,

P 0 

Static head, Z


Maka, W = 10 + 0 + 0 + 2,2850.10-4 = 10,000228 ft.lbf/lbm Daya Pompa P

= W Q  = (10,000228 ft.lbf/lbm)(9,6435.10-7 ft3/s)(85,093 lbm/ft3) = 8,2061.10-4 ft.lbf/s

8,2061.10 4 Efisiensi pompa 80% : P = 550 x 0,8 Daya motor (efisiensi 85%) =

= 5,7734.10-6 Hp

5,7743.10 -6 Hp  1,865.10 -6 Hp 0,85

Digunakan daya pompa standar 1/20 Hp. LD.6 Tangki Pelarutan Soda Abu, Na2CO3 (TU – 02) Fungsi

: Membuat larutan Na2CO3 30% berat

Bentuk


Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA–283, grade C

Kondisi pelarutan

: Temperatur = 30C


Tekanan

= 1 atm

Na2CO3 yang digunakan

= 27 ppm

Na2CO3 yang digunakan berupa larutan 30  ( berat) Laju massa Na2CO3

= 0,0724 kg/jam

Densitas Na2CO3 30 

= 1.327 kg/m3 = 85,842 lbm/ft3

(Perry,


= 30 hari

Faktor keamanan

= 20

Perhitungan: Ukuran Tangki Volume larutan, Vl 

0,0724 kg/jam  24 jam/hari  30 hari 0,3  1.327 kg/m 3

= 0,1309 m3 Volume tangki, Vt = 1,2  0,1309 m3 = 0,1571 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 1 πD 2 H 4 1 3  0,1571 m 3  πD 2  D  4 2  3 0,1571 m 3  πD 3 8 V

Maka :

D = 0,5110 m = 1,6765 ft H = 0,7667 m = 2,5154 ft

Tinggi Na2CO3 dalam tangki =

0,1571 m 3 1  (0,5110 m) 2 4

 0,7667 m  2,5154 ft

Tebal Dinding Tangki : Tekanan hidrostatik, Ph

:

Ph = ρ x g x l = 1.327 kg/m3 x 9,8 m/dtk2 x 0,7667 m = 9970,6268 Pa Tekanan operasi

= 9,9706 kPa = 1 atm

= 101,325 kPa

P = 9,9706 kPa + 101,325 kPa = 111,2956 kPa


Faktor Keamanan

=5%

Tekanan desain, Pdesain = 1,05 x (111,2956 kPa) = 116,8604 kPa Joint efficiency

= 0,8

(Brownell,

= 12,650 psia = 87.218,714 kP

(Brownell,

1959) Allowable stress 1959)


Tebal shell tangki : PD 2SE  1,2P (111,2956 kPa) (0,5110 m)   4,08009.10 -4 m 2(87.218,714 kP)(0,8)  1,2(111,2956 kP)  0,0160 in

t

Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell standar yang dibutuhkan = 0,0160 in + 1/8 in = 0,141 in Tebal shell standar yang digunakan = ¼ in

(Brownell,1959)

Daya Pengaduk : Jenis pengaduk : flate 6 blade turbin impeller Jumlah baffle

: 4 buah

Untuk turbin standar (McCabe, 1993), diperoleh : Da/Dt = 1/3

; Da = 1/3 x 0,7445 m = 0,2482 m

E/Da = 1

; E

= 0,2482 m

L/Da = ¼

; L

= ¼ x 0,2482 m

W/Da = 1/5

; W = 1/5 x 0,2482 m = 0,0496 m

J/Dt

; J

= 1/12

= 0,0621 m

= 1/12 x 0,7445 m = 0,0620 m

Kecepatan Pengadukan, N = 1 rps Viskositas Na2CO3 30 % = 3,69 x 10-4 lbm/ft.det

(Kirk Othmer,

1967) Bilangan Reynold, NRe =

ρ.N.D 2 (85,842)(1)(0,2482 x 3,2808) 2 =  154.254,0332 μ (3,69.10  4 )

NRe > 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus : P =

K T .N 3 .Da 5 .ρ gc

(McCabe,

1994) KT = 6,3

(McCabe,

1994) P

=

1 Hp (6,3)(1) 3 (0,2482 x 3,2808) 5 (85,842)  6,0179 ft.lb f /dtk x  0,0109 Hp 550 ft.lb f /dtk 32,174


Efesiensi motor penggerak = 80% Daya penggerak motor =

0,0109  0,0137 Hp 0,8

Maka daya motor standar yang dipakai 1/20 Hp LD.7 Pompa Soda Abu, Na2CO3 (PU – 04) Fungsi

: Memompa larutan soda abu dari tangki pelarutan soda abu ke clarifier.

Jenis

: Pompa injeksi

Bahan Konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit


= 30oC

Tekanan

= 1 atm

Densitas Na2CO3 30%

= 1.327 kg/m3 = 85,842 lbm/ft3

(Perry,

1999) Viskositas Na2CO3 30 % = 3,69 x 10-4 lbm/ft.det

(Kirk

Othmer,

1967) Laju alir massa (F)

= 0,0724 kg/jam = 0,1596 lbm/s


0,1596 lb m /s F   1,8593.10 3 ft 3 /s = 5,2652.10-5 m3/s  85,842 lb m /ft 3

Desain Pompa Di,opt

= 0,363 (Q) 0,45 () 0,13

(Per.12-15,

Peters,

2004) = 0,363 (5,2652.10-5 m3/s)0,45.(1.327 kg/m3) 0,13 = 0,0109 m = 0,4294 in Ukuran Spesifikasi Pipa Dari Appendix C.6a, Foust, 1980, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran pipa nominal = ½ in Schedule number

= 40

Diameter dalam (ID)

= 0,622 in = 0,0158 m = 0,0518 ft


Diameter Luar (OD)

= 0,840 in = 0,0213 m = 0,0698 ft


= 0,00211 ft2

Q 1,8593.10 -3 ft 3 /s   0,8811 ft/s = 0,2685 m/s At 0,00211 ft 2


=

ρ v D (85,842 lb m /ft 3 ) (0,8811 ft/s) (0,0518 ft) = 10617,6504  μ 3,69.10  4 lb m /ft.s


D

 0,0011


(Fig.12-1,

Peters,


(App.C-2a,


(App.C-2a,

Foust,1980) L3 = 30 x 0,0518 = 1,554 ft - 1 buah sharp edge entrance ; K = 0,5; L/D = 13

(App.C-2c,


(App.C-2c,

Foust,1980) L5 = 1,0 x 28 x 0,0518 = 1,4504 ft Panjang pipa total (L) = 15 + 0,6734 + 1,554 + 0,3367 + 1,4504 = 19,0145 ft Faktor gesekan, F=

f.v 2 .  L (0,0015)  (0,8811) 2  (19,0145)   6,6302.10 3 ft.lb f /lb m 2g c .D 2(32,174)(0,0518)

Kerja Pompa



 V2 g W = Z   gc  2ag c

   Pv   F 

(Peters,


V 2 0 2g c

Pressure Head,

P 0 

Static head, Z


Maka, W = 10 + 0 + 0 + 6,6302.10-3 = 10,00663 ft.lbf/lbm Daya Pompa P = W Q  = (10,00663 ft.lbf/lbm)(1,8593.10-3 ft3/s)(85,842 lbm/ft3) = 1,5971 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P =

1,5971 = 3,6298.10-3 Hp 550 x 0,8

Daya motor (efisiensi 85 %) =

3,6298.10 -3 Hp  4,2703.10 -3 Hp 0,85

Maka daya motor yang dipilih 1/20 Hp LD.8 Clarifier (CL) : Memisahkan endapan (flok-flok) yang terbentuk

Fungsi karena

penambahan alum dan soda abu Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-283, Grade C

Laju massa air (F1)

= 2680,1485 kg/jam

Laju massa Al2(SO4)3 (F2) = 0,1340 kg/jam Laju massa Na2CO3 (F3)

= 0,0724 kg/jam

Laju massa total, m

= 2680,3549 kg/jam = 0,7445 kg/detik

Densitas Al2(SO4)3

= 2,71 gr/ml

(Perry,

1999)


Densitas Na2CO3

= 2,533 gr/ml

(Perry,

= 0,99568 gr/ml

(Perry,

1999) Densitas air 1999) Reaksi koagulasi: Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O  2Al(OH)3 + 3Na2SO4 + 3CO2 Perhitungan: Dari Water Treatment Principles and Design, diperoleh : Untuk clarifier tipe upflow (radial) : Kedalaman air = 3 – 5 m Settling time

= 1 – 3 jam

Dipilih : kedalaman air (H)

= 3m

Waktu pengendapan = 1 jam


Diameter dan Tinggi Clarifier Terminal settling velocity menurut Hukum Stokes :

 s   gDp 2

Us 

18

(Ulrich,1984) dimana : s

= kecepatan terminal pengendapan (cm/s)

Dp

= diameter partikel = 0,002 cm

(Perry,

1999) s

= densitas partikel campuran pada 300C



= densitas larutan pada 300C



= viskositas larutan pada 300C = 0,0345 (gr/cm.s)

g

= percepatan gravitasi = 980 cm/cm.s

Densitas larutan,



2680,3549  0,1340  0,0724  2680,3549 0,1340 0,0724   995,68 2.710 2.533

= 995,7878 kg/m3 = 0,996 gr/cm3 = 62,123 lbm/ft 3 Densitas partikel,



0,1340  0,0724 0,1340 0,0724  2.710 2.533

= 2.645,2042 kg/m3 = 2,645 gr/cm3 = 165,133 lbm/ft 3

Sehingga, Ut 

2,645  0,996  980  0,002 2 18  0,0345



0,006  0,009 cm/s 0,621

Ukuran Clarifier Laju alir volumetrik, Q =

F 0,7445 kg/detik   995,68 kg/m 3

= 7,4773.10-4 m3/detik = 0,0264 ft3/s

Sehingga : Q = 4.10-4 x D2

(Ulrich,

1984) Dimana :


Q = laju alir volumetrik umpan, m3/detik D = diameter clarifier, m


Sehingga : 1

-4  Q  2  7,4773.10  D=  =  4  4.10  4  4.10  

1

2  = 1,8693 m = 6,1328 ft 

Tinggi clarifier : Ht =

3 3 D = (1,8693) = 2,8039 m = 9,1991 ft 2 2

Waktu Pengendapan t=

Ht 2,8039 m x 100 cm/m = 31154,4444 detik = 8,6540 jam  Us 0,009 cm/detik

Tebal Dinding Clarifier Direncanakan digunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-283, Grade C Dari tabel 13.1 hal 251 Brownell & Young, diperoleh data : - Allowable working stress (S)

: 12.650 lb/in2

- Efisiensi sambungan (E)

: 0,85

- Umur alat (A) direncanakan

: 10 tahun

- Faktor korosi

: 0,042 in

(Timmerhaus,

1980) - Tekanan operasi, Po - Tekanan hidrostatik, Ph =

: 1 atm = 14,7 Psi

(9,1991  1) . 62,123 lb m / ft 3 (Hs  1)  = = 3,5371 144 144

Psi - Faktor Keamanan

: 20 %

- Tekanan desain, P

= 1,2 x (14,7 + 3,5371) = 21,8845 Psi

Tebal Dinding Clarifier Tebal shell tangki : PD  Cc 2SE  1,2P (21,8845 Psi) (6,1328 ft)(12 in/ft)   0,42  0,4949 in 2(12.650 Psi)(0,85)  1,2(21,8845 Psi)

t

Tebal shell standar yang digunakan = ½ in

(Brownell,1959)


Daya Clarifier P = 0,006 D2

(Ulrich, 1984)

Dimana : P = daya yang dibutuhkan, Hp Sehingga, P = 0,006  (9,1991 ft)2 = 0,5077 Hp Maka digunakan pompa standar dengan daya ½ Hp LD.9 Pompa Clarifier (PU-05) Fungsi

: Memompa air dari Clarifier ke Sand filter

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan Konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit


= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

Densitas air ()

= 995,68 kg/m3 = 62,158 lbm/ft3

(Perry,


= 5,3806.10-4 lbm/ft.s

(Kirk


1,6414 lb m /s F   0,0264 ft 3 /s = 0,0007475 m3/s 3  62,158 lb m /ft

Desain Pompa Di,opt

= 0,363 (Q) 0,45 () 0,13

(Per.12-15,

Peters,

2004) = 0,363 (0,0007475 m3/s)0,45.(995,68 kg/m3) 0,13 = 0,0348 m = 1,3739 in Ukuran Spesifikasi Pipa Dari Appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran pipa nominal = 1,5 in


Schedule number

= 40

Diameter dalam (ID)

= 1,610 in = 0,0409 m = 0,1341 ft

Diameter Luar (OD)

= 1,900 in = 0,0483 m = 0,1583 ft


= 0,001313 m2

0,0007475 m 3 /s Q   0,5693 m/s = 1,8677 ft/s At 0,001313 m 2


=

ρ v D (995,68 kg/m 3 ) (0,5693 m/s) (0,0409 m)   28954,29 μ 0,8007.10 3 kg/m.s

Karena NRe > 2100, maka aliran turbulen Untuk pipa commercial steel dan pipa 1,5 in Sc.40, diperoleh : 

D

 0,0011


(Fig.12-1,

Peters,


(App.C-2a,


(App.C-2a,


(App.C-2a,


(App.C-2a,

Foust,1980) L5 = 1,0 x 55 x 0,1341 = 7,3755 ft Panjang pipa total (L) = 93,9751 ft Faktor gesekan ,


F=

f .v 2 .  L (0,0065)  (1,8677) 2  (93,9751)   0,2469 ft.lb f /lb m 2 g c .D 2(32,174)(0,1341)


 V2 g   gc  2ag c

   Pv   F 

(Peters,


V 2 0 2g c

Pressure Head,

P 0 

Static head, Z


Maka, W = 30 + 0 + 0 + 0,2469 = 30,2469 ft.lbf/lbm Daya Pompa P = W Q  = (30,2469 ft.lbf/lbm)( 0,0264 ft3/s)(62,158 lbm/ft3) = 49,6343 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P =

49,6343 = 0,1128 Hp 550 x 0,8

Digunakan pompa dengan daya standar ¼ Hp LD.10 Sand Filter ( SF ) Fungsi

: Menyaring partikel-partikel yang terbawa dalam air yang keluar dari Clarifier

Jenis

: Selinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon steel SA – 283, Grade C Jumlah

: 1 unit


= 30 oC

Tekanan

= 1 atm


Densitas air ()

= 995,68 kg/m3 = 62,158 lbm/ft3

(Geankoplis,

1997) Laju alir massa (F)

= 2680,3549 kg/jam = 1,6414 lbm/s


1,6414 lb m /s F   0,0264 ft 3 /s  62,158 lb m /ft 3

= 0,0007475

m3/s Faktor keamanan

= 20 %

Sand filter dirancang untuk penampungan ¼ jam operasi


Perhitungan : a. Ukuran Sand Filter Volume air, Va =

2680,3549 kg/jam x 0,25 jam  0,6729 m 3 3 995,68 kg/m

Volume tangki, Vt = (1 + 0,2) x 0,6729 m3 = 0,8075 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi, D : H = 3 : 4 1 πD 2 H 4 1 4  0,8075 m 3  πD 2  D  4 3  1 0,8075 m 3  πD 3 3 V

(Brownell,

1959) Maka : D H

= 0,9171 m  1 m = 1,2230 m  1,5 m

Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = 1m Hh = 1/16 D Tinggi tutup =

1 x (1 m) = 0,0625 m 16

Tinggi tangki total = 2 x 2(0,0625) = 0,25 m Tebal Dinding Sand Filter Tinggi penyaring (Hp) = 0,25 m Tinggi cairan dalam tangki (Hs) =

P air

0,8075

= 1,2230 m

1  0,91712 4

=  x g x Hs = 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 1,2230 m = 11933,6230 Pa = 11,9336 kPa

P penyaring =  x g x HP = 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 0,25 m = 2,4394 kPa Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P

= 11,9336 kPa + 2,4394 kPa + 101,325 kPa = 115,698 kPa


Faktor kelonggaran 5 % Maka, P desain

= (1,05) x 115,698 kPa = 121,4829 kPa

Joint Efficiency (E) = 0,85 (Peters,2004) Allowable stress (S) = 12.650 psi = 87.218,714 kP (Brownell,1959) Tebal Shell, t =

PD 2SE  1,2P


(121,4829 kPa) (0,9171 m) = 7,5214.10-4 m = 0,0296 2 (87.218,714 kPa)(0,85)  1,2(121,4829 kPa)

in Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0296 in + 1/8 in = 0,1546 in Tebal Shell standard yang digunakan = ¼ in (Brownell,1959) Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup ¼ in. LD.11 Pompa Sand Filter (PU – 06) Fungsi

: Memompa air dari sand filter ke menara air.

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan Konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit


= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

Densitas air ()

= 995,68 kg/m3 = 62,158 lbm/ft3

(Geankoplis,

1997)



= 0,000538 lbm/ft.s

(Kirk


1,6414 lb m /s F   0,0264 ft 3 /s = 0,0007475 m3/s  62,158 lb m /ft 3

Desain Pompa = 0,363 (Q) 0,45 () 0,13

Di,opt

(Per.12-15,

Peters,

2004) = 0,363 (0,0007475 m3/s)0,45.(995,68 kg/m3) 0,13 = 0,0348 m = 1,3738 in Ukuran Spesifikasi Pipa Dari Appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran pipa nominal = 1,5 in Schedule number

= 40

Diameter dalam (ID)

= 1,610 in = 0,0409 m = 0,1341 ft

Diameter Luar (OD)

= 1,900 in = 0,0483 m = 0,1583 ft


= 0,001313 m2

0,0007475 m 3 /s Q   0,5693 m/s = 1,8677 ft/s At 0,001313 m 2


=

ρ v D (995,68 kg/m 3 ) (0,5693 m/s) (0,0409 m)   28.954,3918 μ 0,8007.10 3 kg/m.s

Karena NRe > 2100, maka aliran turbulen Untuk pipa commercial steel dan pipa 1,5 in Sc.40, diperoleh : 

D

 0,0011


(Fig.12-1,

Peters,

2004) Instalasi pipa - Panjang pipa lurus, L1 = 75 ft


- 1 buah gate valve fully open ; L/D = 13

(App.C-2a,


(App.C-2a,


(App.C-2a,


(App.C-2a,


f .v 2 .  L (0,0065)  (0,5693) 2  (93,9751)   0,0229 ft.lb f /lb m 2 g c .D 2(32,174)(0,1341)


 V2 g   gc  2ag c

   Pv   F 

(Peters,


V 2 0 2g c

Pressure Head,

P 0 

Static head, Z


Maka, W = 30 + 0 + 0 + 0,0229 = 30,0229 ft.lbf/lbm Daya Pompa P = W Q  = (30,0229 ft.lbf/lbm)( 0,0264 ft3/s)(62,158 lbm/ft3) = 49,2667 ft.lbf/s


Efisiensi pompa 80% : P =

49,2667 = 0,1119 Hp 550 x 0,8

Digunakan pompa dengan daya standar ¼ Hp LD.12 Menara Air ( MA ) Fungsi

: Menampung air sementara untuk didistribusikan ke unit lain, dan sebagian dipakai sebagai air domestik.

Bentuk

: Selinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan Konstruksi : Carbon steel SA – 283, grade C Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi Laju alir massa (F) = 2680,3549 kg/jam = 1,6414 lbm/s Densitas air ()

= 995,68 kg/m3 = 62,158 lbm/ft3

(Geankoplis,


= 0,000538 lbm/ft.s

(Kirk

Othmer,1967) Laju alir volumetrik, Q =

1,6414 lb m /s F   0,0264 ft 3 /s 3  62,158 lb m /ft

= 0,0007475

m3/s Faktor keamanan

= 20 %

Kebutuhan Perancangan = 3 jam Perhitungan : a. Ukuran Menara Air Volume air, Vl 

2680,3549 kg/jam x 3 jam  8,0759 m 3 3 995,68 kg/m

Volume tangki, Vt = (1 + 0,2) x 8,0759 m3 = 9,6910 m3 b. Spesifikasi Menara Air Silinder (Shell) Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi, D : H = 3 : 4


Vs =

 D2 H 4

(Brownell,

1959) Maka, Vs =

 D2  4   D 4 3 

 D3 Vs = 3 9,6910 m3 =

 D3 3

Maka, D = 2,0998 m H = 2,7999 m Tinggi air dalam menara air (Hs) =

vl 8,0759 x H x 2,7999 m = 2,3332 v total 9,6910

m Tebal Dinding Menara Air Tekanan hidrostatik Pair

=  x g x Hs = 995,68 kg/m3 x 9,8 m/dtk2 x 2,3332 m = 22,7665 kPa

Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P

= 22,7665 kPa + 101,325 kPa = 124,0915 kPa


Faktor kelonggaran 20 % Maka, Pdesain

= (1,2) x 124,0915 kPa = 148,9098 kPa

Joint Efficiency (E) = 0,85 (Peters,2004) Allowable stress (S) = 12.650 psi = 87.218,714 kPa (Brownell,1959) Tebal Shell, t =

PD 2 SE  1,2 P


(148,9098 kPa ) (2,0998 m) = 1,7943.10-3 m = 0,0706 2 (87.218,714 kPa )(0,85)  1,2(148,9098 kPa )

in Faktor korosi = ½ in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0706 in + ½ in = 0,5706 in Tebal Shell standard yang digunakan = ½ in (Brownell,1959) LD.13 Tangki Pelarut NaCl (TU- 03) Fungsi

: Membuat larutan NaCl

Bentuk


Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA–283, Grade C

Kondisi pelarutan

: Temperatur = 30C Tekanan

= 1 atm

NaCl yang digunakan mempunyai konsentrasi 50% (% berat) Laju massa NaCl (F)

= 2,5888 kg/hari

Densitas NaCl 50%

= 1.575 kg/m3 = 98,3236 lbm/ft3

(Perry,


= 90 hari

Faktor keamanan

= 20%

Perhitungan: Ukuran Tangki


Volume larutan, Vl 

2,5888 kg/hari  90 hari = 0,2958 m3 0,5  1.575 kg/m 3

Volume tangki, Vt = 1,2  0,2958 m3 = 0,3550 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 3 :4


Maka:

1 πD 2 H 4 1 4  0,3550 m 3  πD 2  D  4 3  1 0,3550 m 3  πD 3 3 D = 0,6973 m = 2,2879 ft V

H = 0,9301 m = 3,0515 ft Tinggi NaCl dalam tangki =

0,3550 = 0,9301 m = 3,0515 ft 1  (0,6973 m) 2 4

Tebal Dinding Tangki : Tekanan hidrostatik P = ρxgxl = 1.575 kg/m3 x 9,8 m/dtk2 x 0,9301 m = 14.356,0935 Pa = 14,3561 kPa Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P = 14,3561 kPa + 101,325 kPa = 115,6811 kPa Faktor kelonggaran 5 %

(Perry,


= (1,05) x 115,6811 kPa = 121,4651 kPa


= 0,85


=

12.650

psi

=

87.218,714

kP

(Brownell,1959) Tebal Shell, t =

PD 2SE  1,2P


(121,4651 kPa) ( 0,6973 m) = 5,7179.10-4 m = 0,0225 2 (87.218,714 kPa)(0,85)  1,2(121,4651 kPa)

in Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0225 in + 1/8 in = 0,1475 in


Tebal Shell standard yang digunakan = ¼ in (Brownell,1959) Daya Pengaduk : Jenis Pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar (McCabe, 1993), diperoleh : Spesifikasi :

Da 1  ; Da  1 / 3 x 0,6973 m  0,2324 m Dt 3 E  1 ; E  0,2324 m Da L 1  ; L  1 x 0,2324  0,0581 m 4 Da 4 W 1  ; W  1 x 0,2324  0,0464 m 5 Da 5 J 1 ; J  1 / 12 x 0,6973 m  0,0581 m  Dt 12 Data Perhitungan : N = 3,17 putaran/dtk Densitas NaCl = 98,3236 lbm/ft3 Viskositas NaCl 50% () = 4,1175.10-3 lbm/ft.s

(Perry, 1999)

Bilangan Reynold (NRe) : NRe =

N . Da 2 . ρ μ

(Geankoplis,1997) 3,17 . 0,2324 x 3,2808 ft  . 98,3236   43.374,2856 4,1775.10 3 2

NRe =


K T . N 3 . Da 5 . gc

(McCabe,

1994) KT = 7,3

(McCabe,

1994)




7,3. 3,17 put/s  .0,2324 x 3,2808 ft  . 98,3236 lb m /ft 3 P = 32,17 lb m .ft/lb f .s 2 3

= 183,1414 ft.lbf/s x

5



1 Hp 550 ft.lb f /s

= 0,3329 Hp Efisiensi motor penggerak = 80 % Daya motor penggerak =

0,3329  0,4162 Hp 0,8

Digunakan motor penggerak standar dengan daya ½ Hp LD.14 Pompa NaCl (PU-07) Fungsi

: Memompa larutan NaCl dari tangki pelarutan NaCl ke kation exchanger

Jenis

: Pompa injeksi

Bahan Konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit


= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

Densitas NaCl 50% = 1.575 kg/m3 = 98,3236 lbm/ft3

(Perry,

1999) Viskositas NaCl 50% () = 4,1175.10-3 lbm/ft.s

(Perry,

1999) Laju massa NaCl (F)

= 2,5888 kg/hari = 0,1078 kg/jam = 6,6015.10-5 lbm/s

F 6,6015.10 -5 lb m /s   6,7141.10 7 ft 3 /s = 1,9012.10-8 m3/s Laju alir volumetrik, Q = 3  98,3236 lb m /ft Desain Pompa Di,opt

= 0,363 (Q) 0,45 () 0,13

(Per.12-15,

Peters,

2004) = 0,363 (1,9012.10-8 m3/s)0,45.(1.575 kg/m3) 0,13 = 3,3462.10-4 m = 0,0131 in Ukuran Spesifikasi Pipa


Dari Appendix C.6a, Foust, 1980, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran pipa nominal = 1/8 in Schedule number

= 40

Diameter dalam (ID)

= 0,269 in = 0,0068 m = 0,0224 ft

Diameter Luar (OD)

= 0,405 in = 0,0103 m = 0,0338 ft


= 0,0004 ft2

6,7141.10 -7 ft 3 /s Q  1,6785.10 -3 ft/s = 5,1162.10-4 2 At 0,0004 ft


=

ρ v D (98,3236 lb m /ft 3 ) (1,6785.10 -3 ft/s) (0,0224 ft)   0,8849 μ 4,1775.10 3 lb m /ft.s


16 = 18,0811 0,8849


(App.C-2a,


(App.C-2a,


(App.C-2c,


(App.C-2c,

Foust,1980) L5 = 1,0 x 30 x 0,0224 = 0,672 ft Panjang pipa total (L) = 15 + 0,2912 + 0,672 + 0,1456 + 0,672 = 16,736 ft Faktor gesekan,


F=

f.v 2 .  L (18,0811)  (1,6785.10 -3 ) 2  (16,736)   5,9147.10  4 ft.lb f /lb m 2g c .D 2(32,174)(0,0224)


 V2 g   gc  2ag c

   Pv   F 

(Peters,


V 2 0 2g c

Pressure Head,

P 0 

Static head, Z


Maka, W = 10 + 0 + 0 + 5,9147.10-4 = 10,00059147 ft.lbf/lbm


Daya Pompa P = W Q  = (10,00059147 ft.lbf/lbm)(1,9012.10-8 ft3/s)(98,3236 lbm/ft3) = 1,8694.10-5 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P =

1,8694.10 -5 550 x 0,8

= 4,2487.10-8 Hp

Maka daya pompa standar yang digunakan sebesar 1/20 Hp LD.15 Penukar Kation / Cation Exchanger ( CE ) Fungsi

: Untuk mengurangi kesadahan air

Bentuk

: Silinder tegak dengan tutup dan alas ellipsoidal

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C Kondisi : Temperatur

= 30°C

Tekanan

= 1 atm

Densitas air ()

= 995,68 kg/m3 = 62,158 lbm/ft3

(Geankoplis,


= 0,8007 cP

= 0,000538 lbm/ft.s

(Kirk

Othmer,1967) Laju alir massa (F) = 441,3190 kg/jam = 0,2702 lbm/s Laju alir volumetrik,

Q =

0,2702 lb m /s F   4,3469.10 -3 ft 3 /s = 1,2309.10-4 ρ 62,158 lb m /ft 3

m3/s Kebutuhan perancangan = 1 jam Faktor keamanan

= 20 

Ukuran Cation Exchanger Dari Tabel 12.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh: - Diameter penukar kation

= 1 ft = 0,305 m

- Luas penampang penukar kation

= 0,78544 ft2

- Tinggi resin dalam cation exchanger = 2,5 ft - Tinggi silinder = 1,2  2,5 ft = 3 ft = 0,914 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 1 Maka: H = ½ D = ½ (0,305) = 0,1525 m


Sehingga tinggi cation exchanger = 0,914 + 0,1525 = 1,066 m = 3,497 ft Diameter tutup = diameter tangki = 0,305 m Tebal Dinding Tangki : Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 grade C. Dari Brownell & Young, Item 1, Appendix D, diperoleh data : - Allowable working stress (S) : 18.750 Psi - Efisiensi sambungan (E)

: 0,8

- Faktor korosi

: 1/8 in

(Timmerhaus,

1980) - Tekanan hidrostatik, Po

: 1 atm = 14,7 Psi

- Faktor Keamanan

: 20 %

- Tekanan desain, P

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

Tebal Dinding tangki cation exchanger: PD  CA 2SE  1,2P (17,64 Psi) (1 ft)(12 in/ft)   0,125 in  0,132 in 2(18.750 Psi)(0,8)  1,2(17,64 Psi)

t

Tebal shell standar yang digunakan = ½ in

(Brownell,1959)

LD.16 Pompa Cation Exchanger ( PU-08 ) Fungsi

: Memompa air dari cation exchanger ke anion exchanger

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan Konstruksi : Commercial steel Jumlah

: 1 unit


= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

Densitas air ()

= 995,68 kg/m3

= 62,158 lbm/ft3

(Perry,


= 0,000538 lbm/ft.s

(Kirk

Othmer,1967)


Laju alir massa (F) = 441,3190 kg/jam = 0,2702 lbm/s Laju alir volumetrik, Q =

0,2702 lb m /s F   4,3469.10 -3 ft 3 /s = 1,2309.10-4 m3/s ρ 62,158 lb m /ft 3

Desain Pompa = 0,363 (Q) 0,45 () 0,13

Di,opt

(Per.12-15,

Peters,

2004) = 0,363 (1,2309.10-4 m3/s)0,45.(995,68 kg/m3) 0,13 = 0,1536 m = 6,0502 in Ukuran Spesifikasi Pipa Dari Appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran pipa nominal = 6 in Schedule number

= 40

Diameter dalam (ID)

= 6,065 in = 0,1541 m = 0,5055 ft

Diameter Luar (OD)

= 6,625 in = 0,1683 m = 0,5521 ft


= 0,2006 ft2 = 0,0186 m2

Q 1,2309 .10 4 m 3 /s   6,6177.10 -3 m/s = 0,0217 ft/s 2 At 0,0186 m


=

ρ v D (995,68 kg/m 3 ) (6,6177.10 -3 m/s) (0,1541 m)   12.692,2761 μ 0,8007.10 3 kg/m.s

Karena NRe > 2100, maka aliran turbulen Maka harga f = 0,065

(Fig.12-1,

Peters,


(App.C-2a,


(App.C-2a,

Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,5055 = 30,33 ft


- 1 buah sharp edge entrance ;K = 0,5; L/D = 27

(App.C-2a,


(App.C-2a,

Foust,1980) L5 = 1,0 x 55 x 0,5055 = 2,7802 ft Panjang pipa total (L) = 56,5059 ft Faktor gesekan, F=

f.v 2 .  L (0,065)  (6,6177.10 -3 ) 2  (56,5059)   4,9449.10 6 ft.lb f /lb m 2g c .D 2(32,174)(0,5055)


 V2 g   gc  2ag c

   Pv   F 

(Peters,


V 2 0 2g c

Pressure Head,

P 0 

Static head, Z


Maka, W = 15 + 0 + 0 + 4,9449.10-6 = 15,00000495 ft.lbf/lbm Daya Pompa P = W Q  = (15,00000495 ft.lbf/lbm)(4,3469.10-3 ft3/s)(62,158 lbm/ft3) = 4,0529 ft.lbf/s Efisiensi pompa 60% : P =

4,0529 = 0,0123 Hp 550 x 0,6

Digunakan pompa dengan daya standar 1/20 Hp LD.17 Tangki Pelarutan NaOH (TU – 04)


Fungsi

: Tempat membuat larutan NaOH

Bentuk


Bahan konstruksi

: Carbon Steel, SA-283, grade C

Jumlah

: 1 unit

Kondisi : Temperatur

= 30°C

Tekanan

= 1 atm

Laju alir massa NaOH

= 0,2446 kg/jam

Waktu regenerasi

= 24 jam

NaOH yang dipakai berupa larutan 50% (% berat) Densitas larutan NaOH 50% = 1.518 kg/m3 = 94,577 lbm/ft3

(Perry,


= 90 hari

Faktor keamanan

= 20%

Ukuran Tangki Volume larutan, Vl 

0,2446 kg/jam  24 jam  90 hari = 6,9609 m3 3 0,5  1.518 kg/m

Volume tangki, Vt = 1,2  6,9606 m3 = 8,3527 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 3 :4 1 πD 2 H 4 1 4  8,3527 m 3  πD 2  D  4 3  1 8,3527 m 3  πD 3 3 V

Maka: D = 1,9983 m = 6,5386 ft H = 2,6646 m = 8,7421 ft Tinggi larutan NaOH dalam tangki =

8,9983 m 3 1  (1,9983 m) 2 4

= 2,6646 m


Tebal Dinding Tangki : Tekanan hidrostatik P = ρxgxl = 1.518 kg/m3 x 9,8 m/dtk2 x 2,6646 m = 39.639,6554 Pa = 39,6396 kPa Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P = 39,6396 kPa + 101,325 kPa = 140,9646 kPa Faktor kelonggaran 5 %

(Perry,


= (1,05) x 140,9646 kPa = 148,0128 kPa


= 0,85

(Brownell,1959) Allowable stress (S)

=

12.650

psi

=

87.218,714

kP


PD 2SE  1,2P

(Peters,2004) t=

(148,0128 kPa) ( 1,9983 m) = 2,1221.10-3 m = 0,0835 in 2 (87.218,714 kPa)(0,8)  1,2(148,0128 kPa)

Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0835 in + 1/8 in = 0,2085 in Dari Tabel 5.4, Brownell & Young, 1959, dipilih tebal tangki standar yang digunakan ¼ in. Daya Pengaduk Jenis Pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar (McCabe, 1993), diperoleh : Spesifikasi :


Da 1  ; Da  1 / 3 x 1,9983 m  0,6661 m Dt 3 E  1 ; E  0,6661 m Da L 1  ; L  1 x 0,6661  0,1665 m 4 Da 4 W 1  ; W  1 x 0,6661  0,1332 m 5 Da 5 J 1  ; J  1 / 12 x 1,9983 m  0,1665 m Dt 12 Data Perhitungan : N = 1 putaran/dtk Densitas NaOH = 94,577 lbm/ft3 Viskositas NaOH 50% () = 4,302.10-4 lbm/ft.s

(Perry, 1999)

Bilangan Reynold (NRe) :

N . Da 2 . ρ NRe = μ

(Pers.

3.4-1,

Geankoplis,1983) 1 . 0,6661 x 3,2808 ft  . 94,577   1.049.913,296 4,302.10  4 2

NRe =


K T . N 3 . Da 5 . gc

(McCabe,

1994) KT = 6,3

(McCabe,

1994)



6,3. 1 put/s  .0,6661 x 3,2808 ft  . 94,577 lb m /ft 3 P = 32,17 lb m .ft/lb f .s 2 3

= 923,1472 ft.lbf/s x

5



1 Hp = 1,6784 Hp 550 ft.lb f /s

Efisiensi motor penggerak = 80 %


Daya motor penggerak =

1,6784  2,098 Hp 0,8

Digunakan motor penggerak dengan daya standar 2 Hp LD.18 Pompa NaOH (PU – 09) Fungsi

: Memompa larutan NaOH dari tangki pelarutan NaOH ke anion exchanger

Jenis

: Pompa injeksi

Bahan Konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi : Temperatur

= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

Densitas NaOH 50%

= 1.518 kg/m3 = 94,577 lbm/ft3

(Perry,

1999) Viskositas NaOH 50% () = 4,302.10-4 lbm/ft.s

(Perry,

1999) Laju massa NaOH (F)

= 0,2446 kg/jam = 1,4979.10-4 lbm/s


F 1,4979.10 -4 lb m /s  1,583.10 6 ft 3 /s = 5,593.10-5 m3/s  94,577 lb m /ft 3

Desain Pompa Di,opt

= 0,363 (Q) 0,45 () 0,13

(Per.12-15,

Peters,

2004) = 0,363 (5,593.10-5 m3/s)0,45.(1.518 kg/m3) 0,13s = 0,0115 m = 0,4518 in Ukuran Spesifikasi Pipa Dari Appendix C.6a, Foust, 1980, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran pipa nominal = ½ in Schedule number

= 40

Diameter dalam (ID)

= 0,622 in = 0,0158 m = 0,0518 ft


Diameter Luar (OD)

= 0,840 in = 0,02134 m = 0,0700 ft


= 0,00211 ft2

Q 1,583.10 6 ft 3 /s   7,5023 .10  4 ft/s = 2,2867. 10-4 At 0,00211 ft 2


=

ρ v D (94,577 lb m /ft 3 ) (7,5023.10 -4 ft/s) (0,0518 ft)   8,5435 μ 4,302.10  4 lb m /ft.s


16 = 1,8727 8,5435


(App.C-2a,


(App.C-2a,


(App.C-2c,


(App.C-2c,

Foust,1980) L5 = 1,0 x 30 x 0,0518 = 1,554 ft Panjang pipa total (L) = 15 + 0,6734 + 1,554 + 0,3367 + 1,554= 19,1181 ft Faktor gesekan, F=

f.v 2 .  L (3,8673)  (7,5023.10 -4 ) 2  (19,1181 )   1,2484.10 5 ft.lb f /lb m 2g c .D 2(32,174)(0,0518)

Kerja Pompa



 V2 g W = Z   gc  2ag c

   Pv   F 

(Peters,


V 2 0 2g c

Pressure Head,

P 0 

Static head, Z


Maka, W = 10 + 0 + 0 + 1,2484.10-5 = 10,00001248 ft.lbf/lbm Daya Pompa P = W Q  = (10,00001248 ft.lbf/lbm)(1,583.10-6 ft3/s)(94,577 lbm/ft3) = 1,4971.10-3 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P =

1,4971.10 -3 = 3,402.10-6 Hp 550 x 0,8

Daya motor (efisiensi 85 %) =

3,402.10 -6 Hp  4,003.10 -6 Hp 0,85

Digunakan daya pompa standar 1/20 Hp LD.19 Penukar Anion Exchanger (AE) Fungsi

: Untuk mengurangi kesadahan air

Bentuk


Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C Kondisi : Temperatur

= 30°C

Tekanan

= 1 atm

Densitas air ()

= 995,68 kg/m3 = 62,158 lbm/ft3

(Geankoplis,


= 0,8007 cP

= 0,000538 lbm/ft.s

(Kirk

Othmer,1967)


Laju alir massa (F) = 441,3190 kg/jam = 0,2702 lbm/s Laju alir volumetrik, Q =

0,2702 lb m /s F   0,004346 ft 3 /s = 1,2309.10-4 m3/s ρ 62,158 lb m /ft 3

Kebutuhan perancangan = 1 jam = 20 

Faktor keamanan

Ukuran Anion Exchanger Dari Tabel 12.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh: - Diameter penukar anion

= 2 ft = 0,6096 m

- Luas penampang penukar kation

= 3,14 ft2

Tinggi resin dalam anion exchanger = 2,5 ft Tinggi silinder = 1,2  2,5 ft = 3 ft = 0,9144 m Diameter tutup = diameter tangki = 0,6096 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tutup, D : H = 2 : 1 Tinggi tutup =

1  0,6096     0,1524 m 2 2 

(Brownell,1959) Sehingga, tinggi anion exchanger = 0,9144 m + 0,1524 m = 1,0668 m Tebal Dinding Tangki Tekanan operasi

= 1 atm = 101,325 kPa = 14.696 psi

Faktor kelonggaran = 20% Maka, Pdesign = (1,2) (101,325 kPa) = 121,59 kPa Joint efficiency = 0,85

(Brownell,

1959) Allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa

(Brownell,

1959) Tebal shell tangki:


PD 2SE  1,2P (121,59 kPa) (0,6096 m)  2(87.218,714 kPa)(0,85)  1,2(121,59 kPa)

t

 5,0039.10 -4 m  0,0197 in

Faktor korosi

= 0,42 in

Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0197 in + 0,42 in = 0,4397 in Tebal shell standar yang digunakan = ½ in

(Brownell, 1959)

LD.20 Pompa Anion Exchanger ( PU – 10 ) Fungsi

: Memompa air dari anion exchanger ke deaerator

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan Konstruksi : Commercial steel Jumlah

: 1 unit


= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

Densitas air ()

= 995,68 kg/m3

= 62,158 lbm/ft3

(Perry,


= 0,000538 lbm/ft.s

(Kirk


0,2702 lb m /s F   0,004346 ft 3 /s = 1,2309.10-4 m3/s 3 ρ 62,158 lb m /ft

Desain Pompa Di,opt

= 0,363 (Q) 0,45 () 0,13

(Per.12-15,

Peters,

2004) = 0,363 (1,2309.10-4 m3/s)0,45.(995,68 kg/m3) 0,13 = 0,01549 m = 0,6101 in Ukuran Spesifikasi Pipa Dari Appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut :


Ukuran pipa nominal = ½ in Schedule number

= 40

Diameter dalam (ID)

= 0,622 in = 0,0158 m = 0,0518 ft

Diameter Luar (OD)

= 0,840 in = 0,02134 m = 0,0700 ft


= 0,00211 ft2

Q 1,2309.10 -4 m 3 /s   0,0583 m/s = 0,1913 ft/s At 0,00211 m 2


=

ρ v D (995,68 kg/m 3 ) (0,0583 m/s) (0,0158 m)   1145,4485 μ 0,8007.10 3 kg/m.s

Karena NRe < 2100, maka aliran laminar Maka harga f = 0,065

(Fig.12-1,

Peters,


(App.C-2a,


(App.C-2a,


(App.C-2a,


(App.C-2a,

Foust,1980) L5 = 1,0 x 55 x 0,0518 = 2,849 ft Panjang pipa total (L) = 17,3297 ft Faktor gesekan, f.v 2 .  L (0,065)  (0,1913) 2  (17,3297)   0,01236 ft.lb f /lb m F= 2g c .D 2(32,174)(0,0518) Kerja Pompa



 V2 g W = Z   gc  2ag c

   Pv   F 

(Peters,


V 2 0 2g c

Pressure Head,

P 0 

Static head, Z


Maka, W = 15 + 0 + 0 + 0,01236 = 15,01236 ft.lbf/lbm Daya Pompa P = W Q  = (15,01236 ft.lbf/lbm)(0,004346 ft3/s)(62,158 lbm/ft3) = 4,0554 ft.lbf/s Efisiensi pompa 60% : P =

4,0554 = 0,0122 Hp 550 x 0,6

Digunakan pompa dengan daya standar 1/20 Hp LD.21 Tangki Pelarutan Kaporit [Ca(ClO)2] (TU – 05) Fungsi

: Tempat membuat larutan Kaporit [Ca(ClO)2].

Bentuk


Bahan konstruksi

: Carbon Steel, SA-283, grade C

Jumlah

: 1 unit


= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

Densitas air ()

= 995,4 kg/m3 = 62,141 lbm/ft3

Viskositas air ()

= 0,8034 Cp = 0,0005399 lbm/ft.s

Laju alir massa (F) = 400 kg/jam (air) + 0,0011 kg/jam (kaporit) = 400,0011 kg/jam = 0,2449 lbm/s


0,2449 lb m /s F   3,9419.10 -3 ft 3 /s ρ 62,141 lb m /ft 3

Laju alir volumetrik, Q = Faktor keamanan

= 20 %

Kebutuhan Perancangan = 24 jam Perhitungan : a. Volume Tangki Volume air, Vl =

400,0011 kg/jam x 24 jam  9,6444 m 3 995,4 kg/m 3

Volume tangki, Vt = (1 + 0,2) x 9,6444 m3 = 11,5733 m3 b. Spesifikasi Tangki Silinder (Shell) Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi, D : H = 3 : 4 π D2 Vs = H 4

Maka, Vs = Vs =

(Brownell, 1959)

π D2  4   D 4 3 

 D3 3

11,5733 m3 =

 D3 3

Maka, D = 2,2278 m  2,5 m = 8,202 ft H = 2,9704 m 

3 m = 9,8424 ft

Tinggi air dalam tangki (Hs) =

vl 9,6444 x H x 3 m = 2,499 m v total 11,5733

Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik P air

=  x g x Hs = 995,4 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 2,499 m = 24,3775 kPa

Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa


P

= 24,3775 kPa + 101,325 kPa = 125,7025 kPa

Faktor kelonggaran 5 % Maka, P desain

= (1,05) x 125,7025 kPa = 131,9877 kPa


= 0,85


= 12.650 psi = 87.218,714


PD 2SE  1,2P


(131,9877 kPa) (2,5 m) = 2,2278.10-3 m = 0,0877 2 (87.218,714 kPa)(0,85)  1,2(131,9877 kPa)

in Faktor korosi = 1/5 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0877 in + 1/5 in = 0,2877 in Dari Tabel 5.4, Brownell & Young, 1959, dipilih tebal tangki standar yang digunakan ½ in. c. Pengaduk Jenis Pengaduk : turbin vertical blade daun 6 (non baffles) Spesifikasi :

Da Dt C Da W Da L Da

 0,3 ; Da  0,3 x 8,202 ft  2,4606 ft 1 ; C  1 x 2,4606  0,8202 ft 3 3 1  ; W  1 x 2,4606  0,3076 ft 8 8 1  ; L  1 x 2,4606  0,6152 ft 4 4



Data Perhitungan : N = 190 rpm = 3,17 rps Densitas air ()

= 995,4 kg/m3

= 62,141 lbm/ft3

Viskositas air ()

= 0,8034 cP

= 0,0005399 lbm/ft.s


Bilangan Reynold (NRe) : NRe =

N . Da 2 . ρ μ

(Geankoplis,1997) NRe =

3,17 . 2,4606  2 . 62,141  2.209.053,388 0,0005399

Bilangan Daya (NP) : Np =

P .g c ρ . N 3 . Da 5

(Geankoplis,1997) Untuk NRe = 2.209.053,388 ; NP = 1,4

(Fig

3.4-4,

Geankoplis,1997)

N P . ρ . N 3 . Da 5 1,4 . 62,141 .3,17  . 2,4606   7.769,3395 gc 32,174 3

P=

5

Efisiensi 80 % P=

7.769,3395  9.71,1674 ft.lb f / s = 1,7658 Hp 0,8

Digunakan motor penggerak dengan daya 2 Hp


LD.22 Deaerator ( DE ) Fungsi

: Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air umpan ketel

Bentuk


Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-283, Grade C

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: Temperatur

= 300C

Tekanan

= 1 atm

Kebutuhan Perancangan : 24 jam Laju alir massa (F)

= 441,3190 kg/jam

Densitas campuran (ρ)

= 995,68 kg/m

Faktor keamanan

= 20 

3

= 0,2702 lbm/s = 62,158 lbm/ft3

Perhitungan Ukuran Tangki Volume larutan, Vl 

441,3190 kg/jam  24 jam/hari x 1 hari = 10,6376 m3 3 995,68 kg/m

Volume tangki, Vt = 1,2  10,6376 m3 = 12,7651 m3 a. Diameter dan panjang dinding -

-

Volume dinding tangki (Vs) Vs =

 Di2 L; dengan L : Di direncanakan 3 : 1 4

Vs =

3 Di3 4

Volume tutup tangki (Ve) Ve =

 Di3 24

(Brownell,1959) -

Volume tangki (V) V

= Vs + 2Ve

12,7651 =

5 Di3 6

Di = 1,6959 m

; L = 5,0887 m

b. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki : 1,6959 m


Rasio axis

= 2:1

Tinggi tutup

=

1  1,6959     0,4239 m 2 2 

(Hal

80;Brownell,1959) Tinggi cairan dalam tangki = =

volume cairan x tinggi volume silinder

(10,6376)(1,6959) (12,7651)

= 0,4913 m = 1,6121 ft

Tebal dinding tangki Tekanan hidrostatik P = xgxl = 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 0,4913 m = 4,7939 kPa Tekanan udara luar, Po= 1 atm = 101,325 kPa Poperasi = 4,7939 kPa + 101,325 kPa = 106,1189 kPa Faktor kelonggaran = 20% Maka, Pdesign

= (1,2) (106,1189 kPa) = 127,3426 kPa

Joint efficiency = 0,85

(Brownell,

1959) Allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa

(Brownell,

1959) PD 2SE  1,2P (127,3426 kPa) (1,6959 m)  2(87.218,714 kPa)(0,85)  1,2(127,3426 kPa)

t

 1,458.10 3 m  0,0574 in

Faktor korosi

= 0,42 in

(Chuse & Eber,

1954) Maka tebal dinding yang dibutuhkan = 0,0574 in + 0,42 in = 0,4774 in Tebal dinding standar yang digunakan = ½ in

(Brownell,

1959) Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan dinding, dan tebal tutup atas ½ in


LD.23 Pompa Deaerator (PU – 11) Fungsi

: Memompakan air dari deaerator ke ketel uap

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan Konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi

:

- Temperatur

= 30 oC

- Tekanan

= 1 atm

Densitas air ()

= 995,68 kg/m3 = 62,158 lbm/ft3


(Perry, 1999)

= 0,000538 lbm/ft.s

(Kirk

Othmer,1967) Laju alir massa (F) = 441,3190 kg/jam Laju alir volumetrik, Q =

= 0,2702 lbm/s

0,2702 lb m /s F   0,00434 ft 3 /s ρ 62,158 lb m /ft 3

= 1,2309.10-4 m3/s Desain Pompa : Di,opt = 0,363 (Q) 0,45 () 0,13

(Per.12-15,

Peters,

2004) = 0,363 (1,2309.10-4 m3/s)0,45.(995,68 kg/m3) 0,13 = 0,01549 m = 0,6101 in Ukuran Spesifikasi Pipa Dari Appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan Ukuran pipa nominal

= 3 in

Schedule number

= 40

Diameter dalam (ID)

= 4,026 in = 0,1023 m = 0,336 ft

Diameter Luar (OD)

= 4,500 in = 0,1143 m = 0,375 ft

Luas Penampang dalam (At)

= 0,008219 m2

Q 1,2309.10 -4 m 3 /s Kecepatan linier, v =   0,0149 m/s = 0,0104 ft/s At 0,008219 m 2 Bilangan Reynold,


NRe

=

ρ v D (995,68 kg/m 3 ) (0,0104 m/s) (0,01023 m)   132,2997 μ 0,8007.10 3 kg/m.s

Karena NRe < 2100, maka aliran laminar Maka harga f = 0,065

(Fig.12-1,

Peters,


(App.C-2a,


(App.C-2a,


(App.C-2a,


(App.C-2a,

Foust,1980) L5 = 1,0 x 55 x 0,336 = 18,48 ft Panjang pipa total (L) = 57,544 ft Faktor gesekan, F=

f.v 2 .  L (0,065)  (0,0104) 2  (57,544)   1,8676.10 5 ft.lb f /lb m 2g c .D 2(32,174)(0,336)


 V2 g   gc  2ag c

   Pv   F 

(Peters,


V 2 0 2g c


Pressure Head,

P 0 

Static head, Z


Maka, W = 15 + 0 + 0 + 1,8676.10-5 = 15,00001867 ft.lbf/lbm Daya Pompa P = W Q  = (15,00001867 ft.lbf/lbm)(0,0104 ft/s)(62,158 lbm/ft3) = 9,6966 ft.lbf/s Efisiensi pompa 60% : P =

9,6966 = 0,0293 Hp 550 x 0,6

Digunakan pompa dengan daya 1/20 Hp LD.24 Ketel Uap ( KU ) Fungsi

: Untuk menyediakan uap untuk keperluan proses

Jenis

: Ketel pipa api

Bahan konstruksi

: Carbon Steel

Steam yang digunakan adalah saturated liquid dengan temperatur 200oC dan tekanan 1 atm. Jumlah total steam yang dibutuhkan adalah 1838,8295 kg/jam = 4053,8835 lbm/h. Dari Tabel steam Reklaitis, 1983 diperoleh : HV (200oC, 1 atm)

= 2793,2 kJ/kg

Hl (200oC, saturated liquid) = 852,45 kJ/kg Kalor laten steam (H) = Hv - Hl = 2793,2 kJ/kg – 852,45 kJ/kg = 1940,75 kJ/kg = 834,3723 Btu/lbm W

=

34,5 x P x 970,3 H

=

(4053,8835lbm/h)(834,3723Btu/lbm) = 117,5038 Hp (34,5)(834,3723)

(Elwalkil,

1984) P

Menghitung jumlah tube Dari ASTM Boiler Code, permukaan bidang pemanas = 10 ft2/hp.


Luas permukaan perpindahan panas, A

= P x 10 ft2/hp

A

= 117,5038 hp x 10 ft2/hp

A

= 1175,038 ft2

Direncanakan menggunakan tube dengan spesifikasi : - Panjang tube

= 30 ft

- Diameter tube

= 6 in

- Luas permukaan pipa, a’

= 1,734 ft2 / ft

(Kern,

1965) Sehingga jumlah tube = Nt

=

(1175,038 ft 2 ) A = = 22,5881 = 23 buah L x a' 30 ft x 1,734 ft 2 /ft


LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI

Dalam rencana Pra Rancangan Pabrik Stearamida digunakan ketentuan sebagai berikut : 1. Pabrik beroperasi selama 330 hari 2. Kapasitas maksimum adalah 5.000 ton/tahun 3. Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau Purchased Equipment Delivered (Timmerhaus, 2004) 4. Harga alat disesuaikan dengan nilai tukar dolar terhadap rupiah adalah : US$ 1 = Rp. 9500,- (Harian Analisa, 4 Januari 2010) E.1 Modal Investasi Tetap (Fixed Capital Investment) E.1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) E.1.1.1 Perincian Harga Peralatan Harga peralatan yang diimpor dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut (Peters, dkk. 2004) :

X  Cx = C y  2   X1 

m

Ix    …………………………………… (Timmerhaus, 2004)  I y 

Dimana : Cx

= Harga alat pada tahun 2010

Cy

= Harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia

X1

= Kapasitas alat yang tersedia

X2

= Kapasitas alat yang diinginkan

Ix

= Indeks harga pada tahun 2010

Iy

= Indeks harga pada tahun yang tersedia

m

= Faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat)

Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2010 digunakan metode regresi koefisien korelasi sebagai berikut (Montgomery, 1992) :

L.E - 1 Universitas Sumatera Utara

r 

n.  X

n.  X .Y   X . Y    X   x n .  Y   Y   i

2 i

i

i

i

2

2

2

i

i

…(Montgomery, 1992)

i

Harga indeks Marshall dan Swift dapat dilihat pada tabel LE.1 dibawah ini. Tabel LE.1 Harga Indeks Marshall dan Swift Tahun

Indeks

(Xi)

(Yi)

1

1989

2

Xi.Yi

Xi2

Yi2

895

1780155

3956121

801025

1990

915

1820850

3960100

837225

3

1991

931

1853621

3964081

866761

4

1992

943

1878456

3968064

889249

5

1993

964

1927231

3972049

935089

6

1994

993

1980042

3976036

986049

7

1995

1028

2050860

3980025

1056784

8

1996

1039

2073844

3984016

1079521

9

1997

1057

2110829

3988009

1117249

10

1998

1062

2121876

3992004

1127844

11

1999

1068

2134932

3996001

1140624

12

2000

1089

2178000

4000000

1185921

13

2001

1094

2189094

4004001

1196836

14

2002

1103

2208206

4008004

1216609

Total

27937

14184

28307996

55748511

14436786

No

(Sumber : Tabel 6-2, Timmerhaus, 2004) Data : n

= 14

Xi

= 27937

Yi

= 14184

Xi.Yi = 28307996 Xi2

= 55748511

Yi2

= 14436786


Dengan memasukkan harga–harga pada tabel LE–1 ke persamaan diatas, maka diperoleh harga koefiseien korelasi sebagai berikut :

r 

14 . 28307996  27937. 14184  14. 55748511  279372  x 14. 14436786  141842  0,5

r = 0,98  1 Harga koefisien yang mendekati +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linier antar variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah persamaan regresi linier. Persamaan umum regresi linier adalah sebagai berikut : Y = a + b.X …………………………………… (Timmerhaus, 2004) Dimana : Y

= Indeks harga pada tahun yang dicari (2010)

X

= Variabel tahun ke n-1

a, b = Tetapan persamaan regresi Tetapan regresi dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut (Montgomery, 1992) :

n .  X .Y    X .  Y  ………………(Montgomery, 1992) n.  X    X   Y .  X   X .  X . Y …………(Montgomery, 1992) a n .  X   X  i

b

i

i

i

2

2

i

i

2

i

i

i

i

i

i

2

2

i

Maka : b a

14 . 28307996   27937  14184  14 . 55748511  27937 

2



53536  16,8088 3185

14184  55748511  27937  28307996    103604228 2 3185 14 . 55748511  27937 

= - 32528,8 Sehingga diperoleh persamaan regresi liniernya adalah sebagai berikut : Y = a + b.X Y = - 32528,8 + 16,8088 (X) Dengan demikian harga indeks pada tahun 2010 adalah sebagai berikut : Y = -32528,8 + 16,8088 (2010) = 1256,888


Perhitungan harga peralatan yang digunakan adalah menggunakan harga faktor eksponensial (m) Marshall & Swift. Harga faktor eksponen ini dapat dilihat pada (tabel 6–4, Timmerhaus, 2004). Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya dianggap 0,6 (Timmerhaus, 2004). Contoh Perhitungan Harga Peralatan Tangki Reaktor (R-101) Kapasitas tangki, (X2) = 7,9878 m3. Dari fig. 12–52, Peters, dkk. 2004, diperoleh untuk harga kapasitas tangki (X1) = 1 m3 adalah (Cy) = US$ 80.000. Dari Tabel 6-4, Timmerhaus, 2004, faktor eksponen tangki adalah (m) = 0,49. Indeks harga pada tahun 2002 (Iy) = 1.103. Indeks harga tahun 2010 (Ix) adalah 1256,888. Maka estimasi harga tangki untuk (X2) adalah sebagai berikut : Cx = US$ 80.000 x

7,9878 1

0 ,49

x

1256,888 1.103

Cx = US$ 252.348,2944 Cx = Rp. 2.397.308.796,- / unit Dengan cara yang sama diperoleh perkiraan harga alat lainnya yang dapat dilihat pada Tabel LE.2 untuk perkiraan peralatan proses dan Tabel LE.4 untuk perkiraan peralatan utilitas. Tabel LE.2 Estimasi Harga Peralatan Proses No

Nama Alat

Unit

Harga (Rp) / Unit

Harga Total (Rp)

1. 2. 3.

Bucket Elevator Bucket Elevator Tangki Urea

1 1 1

883.913.061 883.913.061 1.801.249.188

883.913.061 883.913.061 1.801.249.188

4.

Tangki Asam Stearat

1

3.018.416.460

3.018.416.460

5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.

Filter Press Tangki Reaktor Tangki Penyimpan Tangki Penyimpan Ball Mill Tangki Pemurni Evaporator

1 1 1 1 1 1 1

7.143.370.053 2.397.308.796 1.276.242.084 1.644.678.911 682.049.657 1.107.103.517 10.176.817.085

7.143.370.053 2.397.308.796 1.276.242.084 1.644.678.911 682.049.657 1.107.103.517 10.176.817.085

12.

Rotary Dryer

1

2.188.565.970

2.188.565.970


Tabel LE.2 Estimasi Harga Peralatan Proses………………………(Lanjutan) No 13. 14. 15. 16.

Nama Alat

Unit

Conveyer Conveyer Tangki Kloroform Condensor

1 1 1 1

Harga (Rp) / Unit

Harga Total (Rp)

786.470.850 786.470.850 870.126.313 7.584.326.318

Total

786.470.850 786.470.850 870.470.313 7.584.326.318 43.231.366.174

Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Dalam Negeri No

Nama Alat

Unit

Harga (Rp) / Unit

Harga Total (Rp)

1. 2. 3.

Pompa Urea Pompa As. Steratat Pompa Reaktor

1 1 1

18.990.000 18.990.000 18.990.000

18.990.000 18.990.000 18.990.000

4.

1

18.990.000

18.990.000

1

18.990.000

18.990.000

6.

Pompa Pemurni Pompa Tangki Penyimpan Pompa Condensor

1

18.990.000

18.990.000

7.

Pompa 101

1

18.990.000

18.990.000

8 9 10.

Pompa 102 Pompa 103 Pompa 104

1 1 1

18.990.000 18.990.000 18.990.000

18.990.000 18.990.000 18.990.000

11.

Pompa 105

1

18.990.000

18.990.000

12.

Pompa 106

1

18.990.000

18.990.000

13. 14. 15.


1 1 1

18.990.000 18.990.000 18.990.000

18.990.000 18.990.000 18.990.000

16. 17. 18


1 1 1

18.990.000 18.990.000 18.990.000

18.990.000 18.990.000 18.990.000

5.

Total

341.820.000


Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas No

Nama Alat

Unit

Harga (Rp) / Unit

Harga Total (Rp)

1. 2.

Screening Clarifier

1

772.662.904

772.662.904

1

750.825.354

750.825.354

3. 4. 5.

Sand Filter Menara Air Cation Exchanger

1 1

364.580.148 1.462.218.923

364.580.148 1.462.218.923

6. 7. 8.

Anion Exchanger Deaerator Ketel Uap Tangki Pelarutan Alum Tangki Pelarutan Soda Abu Tangki Pelarutan NaCl Tangki Pelarutan NaOH Tangki Pelarutan Kaporit Generator

1 1

52.748.206 52.748.206

52.748.206 52.748.206

1 1

273.814.594 5.730.718.328

273.814.594 5.730.718.328

1

195.192.513

195.192.513

1

139.442.937

139.442.937

1

33.877.527

33.877.527

1

60.372.375

60.372.375

1

849.732.553

849.732.553

2

310.407.375

620.814.750 11.359.749.318

9. 10. 11. 12. 13. 15.

Total


Harga peralatan impor di atas masih merupakan harga indeks. Untuk harga alat sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut (Timmerhaus, 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 %

Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut (Timmerhaus, 2004): -

PPn

= 10 %

-

PPh

= 10 %

-

Transportasi lokal

= 0,5 %

-

Biaya tak terduga

= 0,5 %

Total

= 21 %

Total harga peralatan (A) : = [1,43 x (Rp. 43.231.366.174 + Rp. 11.359.749.318)] + [1,21 x (Rp. 341.820.000)] = Rp. 78.478.897.354,Biaya pemasangan diperkirakan 10 % dari harga peralatan Biaya pemasangan

(Timmerhaus, 2004)

= 0,1 x Rp 78.478.897.354,= Rp 7.847.889.735,-


E.1.1.2 Harga Peralatan Terpasang (HPT) Harga Peralatan Terpasang (B) = Rp Rp. 78.478.897.354,- + Rp. 7.847.889.735,= Rp. 86.326.787.089,E.1.1.3 Instrumentasi dan Alat Kontrol Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 30% dari HPT (Timmerhaus, 2004). Biaya instrumentasi dan alat kontrol (C) = 0,3 x Rp. 86.326.787.089,= Rp. 25.898.036.127,E.1.1.4 Biaya Perpipaan Diperkirakan biaya perpipaan 70% dari HPT (Timmerhaus, 2004). Biaya perpipaan (D)

= 0,7 x Rp. 86.326.787.089,= Rp. 60.428.750.962,-

E.1.1.5 Biaya Instalasi Listrik Diperkirakan biaya instalasi listrik 20% dari HPT (Peters, dkk. 2004). Biaya instalasi listrik (E)

= 0,2 x Rp. 86.326.787.089,= Rp. 17.265.357.417,-

E.1.1.6 Biaya Insulasi Diperkirakan biaya insulasi 8% dari HPT (Timmerhaus, 2004). Biaya insulasi (F) = 0,08 x Rp 86.326.787.089,= Rp. 6.906.142.967,E.1.1.7 Biaya Inventaris Kantor Diperkirakan biaya inventaris kantor 5% dari HPT (Timmerhaus, 2004). Biaya inventaris kantor (G) = 0,05 x Rp. 86.326.787.089,= Rp. 4.316.339.354,E.1.1.7 Biaya Fasilitas Servis Diperkirakan biaya fasilitas servis 5% dari HPT (Timmerhaus, 2004). Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan (H) = 0,05 x Rp. 86.326.787.089,= Rp. 4.316.339.354,-


E.1.1.8 Harga Bangunan dan Sarana Harga bangunan dan sarananya dapat dilihat pada Tabel LE.5 dibawah ini. Tabel LE.5 Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya No

Nama Bangunan

Luas 2

(m )

Harga (Rp./m2)

Jumlah (Rp)

1 Gudang Bahan Baku

300

2.000.000,-

600.000.000,-

2 Gudang Produk

300

2.000.000,-

600.000.000,-

3 Areal Proses

2000

3.000.000,-

6.000.000.000,-

4 Laboratorium

200

1.500.000,-

300.000.000,-

5 Perkantoran

400

1.500.000,-

600.000.000,-

6 Parkir

200

900.000,-

180.000.000,-

7 Kantin

50

1.200.000,-

60.000.000,-

8 Poliklinik

50

1.500.000,-

75.000.000,-

9 Tempat Ibadah

50

1.500.000,-

75.000.000,-

10 Perpustakaan

100

1.500.000,-

150.000.000,-

11 Aula

300

1.500.000,-

450.000.000,-

12 Bengkel

200

1.200.000,-

2400.000.000,-

13 Ruang Kontrol

150

2.000.000,-

300.000.000,-

14 Ruang Boiler

200

2.500.000,-

500.000.000,-

15 Ruang Generator Listrik

200

3.500.000,-

700.000.000,-

16 Pengolahan Limbah

500

1.300.000,-

650.000.000,-

17 Pengolahan Air

500

3.000.000,-

1.500.000.000,-

50

1.200.000,-

60.000.000,-

19 Unit Pemadam Kebakaran

100

2.000.000,-

200.000.000,-

20 Gudang Peralatan

300

1.200.000,-

260.000.000,-

21 Taman

500

800.000,-

400.000.000,-

22 Perumahan Karyawan

2.000

1.500.000,-

3.000.000.000,-

23 Jalan + Faktor kelonggaran

1.800

300.000,-

540.000.000,-

24 Areal Perluasan

1.500

120.000,-

180.000.000,-

18 Pos Satpam

Total

12.000

19.780.000.000,-,

Total biaya bangunan dan sarana (I) = Rp. 19.780.000.000,-


E.1.1.9 Biaya Tanah Lokasi Pabrik Luas tanah seluruhnya = 12.000 m2 Biaya tanah pada lokasi pabrik diperkirakan Rp. 2.000.000 /m2 Harga tanah seluruhnya = 12.000 m2 x Rp. 2.000.000 /m2 = Rp.24.000.000.000,Biaya perataan tanah diperkirakan 5 % (Timmerhaus, 2004) Biaya perataan tanah = 0,05 x Rp. 24.000.000.000 = Rp.1.200.000.000,Maka total biaya tanah (J) adalah = Rp. 18.000.000.000,- + Rp.900.000.000,= Rp 25.200.000.000,E.1.1.10 Sarana Transportasi Sarana transportasi untuk mempermudah pekerjaan dapat dilihat pada Tabel LE.6 dibawah ini. Tabel LE.6 Rincian Biaya Sarana Transportasi Peruntukan

Unit

Tipe

Harga/unit (Rp)

Harga Total (Rp)

Manager

1

BMW 318i

365.000.000,-

365.000.000,-

Bus karyawan

2

Bus

300.000.000,-

600.000.000,-

Truk

5

Truk Dyna

150.000.000,-

750.000.000,-

Mobil Pemasaran

4

Rush

250.000.000,-

1.000.000.000,-

Total

2.715.000.000,Total biaya sarana transportasi (K) adalah sebesar Rp. 2.715.000.000,Total Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) MITL = A + B+ C + D + E + F + G + H + I + J + K = (Rp. 78.478.897.354,- + Rp. 86.326.787.089,- + Rp. 25.898.036.127,- + Rp. 60.428.750.962,- + Rp. 17.265.357.417,- + Rp. 6.906.142.967,- + Rp. 4.316.339.354,- + Rp. 4.316.339.354,- + Rp 19.780.000.000,- + Rp. 25.200.000.000,- + Rp. 2.715.000.000,-) = Rp. 331.631.650.624,-


E.1.2 Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL) E.1.2.1 Pra Investasi Diperkirakan 7% dari MITL (Timmerhaus, 2004). Pra Investasi (L)

= 0,07 x Rp. 331.631.650.624,= Rp. 23.214.215.543,-

E.1.2.2 Biaya Engineering dan Supervisi Diperkirakan 8% dari MITL (Timmerhaus, 2004). Biaya Engineering dan Supervisi (M) = 0,08 x Rp. 331.631.650.624,= Rp. 26.530.532.049,E.1.2.3 Biaya Kontraktor Diperkirakan 2% dari MITL (Timmerhaus, 2004) Biaya Kontraktor (N) = 0,02 x Rp. 331.631.650.624,= Rp. 6.632.633.012,E.1.2.4 Biaya Tidak Terduga Diperkirakan 10% dari total harga peralatan (Timmerhaus, 2004) Biaya Tidak Terduga (O)

= 0,1 x Rp. 331.631.650.624,= Rp. 33.163.165.062,-

Total MITTL = L + M + N + O = (Rp. 23.214.215.543,- + Rp. 26.530.532.049,- + Rp. 6.632.633.012,- + Rp. 33.163.165.062,-) = Rp. 89.540.545.666,Total MIT

= MITL +MITTL = (Rp. 331.631.650.624,- + Rp. 89.540.545.666,-) = Rp. 421.172.196.290,-


E.2 Modal Kerja Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 90 hari kerja E.2.1 Persediaan Bahan Baku E.2.1.1 Bahan Baku Proses 1. Urea Kebutuhan

= 133,614 kg/jam

Harga

= Rp. 20.000,-/kg

Harga total

= 90 hari x 24 jam/hari x 133,614 kg/jam x Rp.20.000,-/kg

(CV. Rudang Jaya, 2009)

= Rp. 5.772.124.800,2. Asam Stearat Kebutuhan

= 633,5085 kg/jam

Harga

= Rp.15.000,- /kg

Harga total

= 90 hari x 24 jam/hari x 633,5085 kg/jam x Rp.15.000,-/kg

(CV. Rudang Jaya, 2009)

= Rp. 20.525.675.400,3. Kloroform Kebutuhan

= 1262,6076 kg/jam

Harga

= Rp. 10.000,- /liter

Harga total

=

(PT. Bratachem, 2009)

90 hari x 24 jam/hari x 1262,6076 kg/jam xRp.10.000,-/liter 0,912 kg/liter

= Rp. 6.219.653.685,Total Bahan Baku Proses = Rp. 32.517.453.885,E.2.1.2 Bahan Baku Utilitas 1. Solar Kebutuhan

= 19,589 Liter/jam

Harga solar industri = Rp. 4.500,- /Liter Harga total

(PT. Pertamina, 2008)

= 90 hari x 24 jam/hari x 19,589 Liter/jam x Rp. 4.500,-/Liter = Rp. 190.405.080,-

2. Kaporit Kebutuhan

= 1,143 .10-3 kg/jam

Harga

= Rp. 11.500,- /kg

Harga total

(PT. Bratachem, 2008) -3

= 90 hari x 24 jam/hari x 1,143 .10 kg/jam x Rp. 11.500,-/kg = Rp. 28.392,12,-


3. Al2(SO4)3 Kebutuhan

= 0,1340 kg/jam

Harga

= Rp.5.000,- /kg

Harga total

= 90 hari x 24 jam/hari x 0,1340 kg/jam x Rp. 5.000,-/kg


= Rp. 1.447.200,4. Na2CO3 Kebutuhan

= 0,0724 kg/jam

Harga

= Rp.10.000,- /kg

Harga total



= Rp 1.563.840,5. NaOH Kebutuhan

= 0,2446 kg/jam

Harga

= Rp.10.000,- /kg

Harga total



= Rp. 5.283.360,6. HCl Kebutuhan

= 0,1078 kg/jam

Harga

= Rp.10.000,- /kg

Harga total



= Rp. 2.328.480,Total Bahan Baku Utilitas = Rp. 201.056.352,Total biaya bahan baku proses dan utilitas Total biaya bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan = Rp. 32.517.453.885,- + Rp. 201.056.352,= Rp. 32.718.510.237,-


E.2.2 Kas E.2.2.1 Gaji Pegawai Perincian gaji pegawai dapat dilihat pada Tabel LE.7 dibawah ini. Tabel LE.7 Perincian Gaji Pegawai Pabrik Stearamida Jabatan Jlh Gaji/bln (Rp) Manager 1 15.000.000 Sekretaris 1 4.000.000 Kepala Bagian Produksi 1 8.000.000 Kepala Bagian Teknik 1 8.000.000 Kepala Bagian General Affair 1 8.000.000 Kepala Bagian Financial Marketing 1 8.000.000 Kepala Seksi Utilitas 1 6.000.000 Kepala Seksi Proses 1 6.000.000 Kepala Seksi Laboratorium 1 6.000.000 Kepala Seksi Maintanace dan listrik 1 6.000.000 Kepala Seksi Instrumen 1 6.000.000 Kepala Seksi Personalia 1 6.000.000 Kepala Seksi General Affair 1 6.000.000 Kepala Seksi Marketing 1 6.000.000 Kepala Seksi Pembelian 1 6.000.000 Kepala Seksi Keuangan 1 6.000.000 Kepala Seksi Keamanan 1 4.000.000 Karyawan Produksi 24 4.000.000 Karyawan Teknik 16 4.000.000 Karyawan Keuangan dan Personalia 7 4.000.000 Karyawan Pemasaran dan Penjualan 7 4.000.000 Dokter 1 5.000.000 Perawat 2 2.500.000 Petugas Kebersihan 7 1.500.000 Petugas Keamanan 9 2.000.000 Supir 10 2.000.000 Buruh Angkat 7 1.500.000 Total 107 Total gaji pegawai selama 1 bulan = Rp. 400.000.000,-

Total gaji/bln (Rp) 15.000.000 4.000.000 8.000.000 8.000.000 8.000.000 8.000.000 6.000.000 6.000.000 6.000.000 6.000.000 6.000.000 6.000.000 6.000.000 6.000.000 6.000.000 6.000.000 4.000.000 96.000.000 64.000.000 28.000.000 28.000.000 5.000.000 5.000.000 10.500.000 18.000.000 20.000.000 10.500.000 400.000.000

Total gaji pegawai selama 3 bulan = Rp. 1.200.000.000,E.2.2.2 Biaya Administrasi Umum Diperkirakan 5% dari gaji pegawai (Timmerhaus, 2004). Biaya Administrasi Umum

= 0,05 x Rp. 1.200.000.000,= Rp. 60.000.000,-


E.2.2.3 Biaya Pemasaran Diperkirakan 5% dari gaji pegawai Biaya Pemasaran

(Timmerhaus, 2004).

= 0,05 x Rp. 1.200.000.000,= Rp. 60.000.000,-

Berikut perincian Biaya kas pada Tabel LE.8 Tabel LE.8 Perincian Biaya Kas No

Jenis Biaya

Jumlah (Rp)

1

Gaji Pegawai

1.200.000.000,-

2

Administrasi Umum

60.000.000,-

3

Pemasaran

60.000.000,-

Total

1.320.000.000,-

E.2.3 Biaya Start –Up Diperkirakan 12 % dari Modal Investasi Tetap (MIT) Biaya Start-Up

(Timmerhaus, 2004)

= 0,12 x Rp. 421.172.196.290,= Rp. 50.540.663.554,-

E.2.4 Piutang Dagang PD =

IP x HPT ……………………………… (Timmerhaus, 2004) 12

Dimana : PD

: Piutang Dagang

IP

: Jangka waktu kredit yang diberikan (3 bulan)

HPT

: Hasil Penjualan Tahunan

Produksi Stearamida

= 631 kg/jam

Harga jual Stearamida = $.9,-/kg = Rp 85.500,- /kg


Hasil penjualan Stearamida tahunan : = 631 kg/jam x 24 jam/hari x 330 hari/tahun x Rp.85.500,- /kg = Rp. 427.287.960.000,Piutang Dagang =

1 x Rp.427.287.96 0.000,12

= Rp. 35.607.330.000,Perincian modal kerja dapat dilihat pada Tabel LE.9 dibawah ini. Tabel LE.9 Perincian Modal Kerja No

Perincian

Jumlah (Rp)

1

Bahan Baku

32.718.510.237

2

Kas

3

Start – Up

50.540.663.554

4

Piutang Dagang

35.607.330.000

1.320.000.000

Total

120.186.503.791

Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp. 421.172.196.290- + Rp. 120.186.503.791,= Rp. 541.358.700.081,Modal ini berasal dari : 3. Modal Sendiri Besarnya modal sendiri adalah 70% dari total modal investasi Modal sendiri adalah sebesar = 0,70 x Rp . 541.358.700.081,= Rp. 378.951.090.057,4. Pinjaman dari Bank Besarnya modal sendiri adalah 30% dari total modal investasi Pinjaman dari bank adalah sebesar = 0,30 x Rp. 541.358.700.081,= Rp. 162.407.610.024,-


E.3 Biaya Produksi Total E.3.1 Biaya Tetap (Fixed Cost = FC) E.3.1.1 Gaji Tetap Karyawan Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah 3 bulan gaji yang diberikan sebagai tunjangan, sehingga besarnya gaji total (P) adalah sebagai berikut : Gaji total (P)

= (12+3) x Rp. 400.000.000,= Rp. 6.000.000.000,-

E.3.1.2 Bunga Pinjaman Bank Diperkirakan 16% dari total pinjaman bank

(Bank Mandiri, 2006)

Bunga pinjaman bank (Q) = 0,16 x Rp. 162.407.610.024,= Rp. 25.985.217.604,E.3.1.3 Depresiasi dan Amortisasi Depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol. D=

PL ………………………………………………(Waluyo, 2000) 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 25% dari MITTL, sehingga biaya amortisasi adalah sebagai berikut : Biaya Amortisasi

= 0,25 x Rp. 89.540.545.666,= Rp. 22.385.136.417,-


Perincian biaya depresiasi sesuai UU Republik Indonesia dapat dilihat pada Tabel LE.10 dibawah ini. Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UU RI No. 17 Tahun 2000 Komponen

Biaya (Rp)

Bangunan

Umur (Tahun)

Depresiasi (Rp)

20

989.000.000,-

Peralatan proses dan Utilitas

19.780.000.000,78.478.897.354,-

10

7.847.889.735,-

Instrumentasi dan Alat kontrol

25.898.036.127,-

10

2.589.803.612,-

Perpipaan

60.428.750.962,-

10

6.042.875.096,-

Instalasi listrik

17.265.357.417,-

10

1.726.535.741,-

Insulasi

6.906.142.967,-

10

690.614.296,-

Inventaris kantor

4.316.339.354,-

10

431.633.935,-

Fasilitas servis

4.316.339.354,-

10

431.633.935,-

Sarana transportasi

2.715.000.000,-

10

271.500.000,-

Total

21.021.486.350,-

Total biaya amortisasi dan depresiasi (R) = Rp 22.385.136.417,- + Rp 21.021.486.350,= Rp. 43.406.622.767,E.3.1.4 Biaya Tetap Perawatan (Maintenance) 1. Perawatan mesin dan alat–alat proses Diambil 5 % dari harga peralatan terpasang di pabrik (Timmerhaus, 2004) Biaya perawatan mesin = 0,05 x Rp. 86.326.787.089,= Rp 4.316.339.354,2. Perawatan bangunan Diperkirakan 5 % dari harga bangunan (Timmerhaus, 2004) Perawatan bangunan

= 0,05 x Rp. 19.780.000.000,= Rp. 989.000.000,-

3. Perawatan kendaraan Diperkirakan 5 % dari harga kendaraan (Timmerhaus, 2004). Perawatan kendaraan = 0,05 x Rp. 2.715.000.000,- = Rp. 135.750.000,4. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol


Diperkirakan 5 % dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Timmerhaus, 2004). Perawatan instrumen

= 0,05 x Rp. 25.898.036.127,= Rp. 1.294.901.806,-

5. Perawatan perpipaan Diperkirakan 5 % dari harga perpipaan (Timmerhaus, 2004). Perawatan perpipaan

= 0,05 x Rp. 60.428.750.962,= Rp. 3.021.437.548,-

6. Perawatan instalasi listrik Diperkirakan 5 % dari harga instalasi listrik (Timmerhaus, 2004). Perawatan listrik

= 0,05 x Rp. 17.265.357.417,= Rp. 863.267.870,-

7. Perawatan insulasi Diperkirakan 5 % dari harga insulasi (Timmerhaus, 2004). Perawatan insulasi

= 0,05 x Rp. 6.906.142.967,= Rp. 345.307.148,-

8. Perawatan inventaris kantor Diperkirakan 5 % dari harga inventaris kantor (Timmerhaus, 2004). Perawatan inventaris

= 0,05 x Rp. 4.316.339.354,= Rp. 215.816.968,-

9.

Perawatan fasilitas servis Diperkirakan 5 % dari harga fasilitas servis (Timmerhaus, 2004). Perawatan perlengkapan kebakaran = 0,05 x Rp. 4.316.339.354,= Rp. 215.816.968,Total biaya perawatan (S) = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 = Rp. 10.620.696.579,-

E.3.1.5 Biaya Tambahan (Pant Overhead Cost) Diperkirakan 5 % dari Modal Investasi Tetap(T) = 0,05 x Rp 421.172.196.290,= Rp. 21.058.609.815,E.3.1.6 Biaya Administrasi Umum


U = (12/3) x Rp 60.000.000.= Rp. 240.000.000,E.3.1.7 Biaya Pemasaran dan Distribusi Biaya Pemasaran : = (12/3) x Rp 60.000.000.- = Rp. 240.000.000,Biaya Distribusi diperkirakan 50 % dari biaya pemasaran : = 0,5 x Rp 60.000.000.-

= Rp. 30.000.000

Biaya pemasaran dan distribusi (V) = Rp. 240.000.000,- + Rp. 30.000.000,= Rp. 270.000.000,E.3.1.8 Biaya Laboratorium, Penelitian dan Pengembangan Diperkirakan 10% dari biaya tambahan (W) = 0,1 x Rp 42.117.219.629,= Rp. 4.211.721.963,E.3.1.9 Hak Paten dan Royalti Diperkirakan 1% dari modal investasi tetap (Timmerhaus et al, 2004). Biaya hak paten dan royalti (X) = 0,01 x Rp 541.358.700.081,= Rp 5.413.587.000,E.3.1.10 Biaya Jaminan Sosial Tenaga Kerja (JAMSOSTEK) -

Asuransi pabrik diperkirakan 9,24% dari Modal Investasi Tetap = 0,0924 x Rp. 541.358.700.081,- = Rp. 50.021.543.887,(Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia – AAJI, 2009)

-

Asuransi karyawan (Biaya untuk asuransi tenaga kerja adalah 5,7% dari gaji karyawan. dimana 2% ditanggung oleh karyawan dan 3,7% ditanggung oleh perusahaan) = 0,057 x (12/3) x Rp 1.200.000.000,= Rp 273.600.000,-

Total biaya asuransi (Y) = Rp. 50.021.543.887,- + Rp. 273.600.000,-


= Rp. 50.295.143.887,E.3.1.11 Pajak Bumi dan Bangunan Dasar perhitungan pajak bumi dan bangunan (PBB) mengacu kepada undang-undang RI No.20 Tahun 2000 Jo UU No. 21 Tahun 1997 tentang Bea Perolehan Hak atas Tanah dan Bangunan sebagai berikut : 

Yang menjadi objek pajak adalah perolehan hak atas tanah dan atas bangunan (Pasal 2 ayat 1 UU No. 20/00).



Dasar pengenaan pajak adalah Nilai Perolehan Objek Pajak (Pajak 6 ayat 1 UU No.20/00).



Tarif Pajak ditetapkan sebesar 5% (Pasal 5 UU No. 21/97)



Nilai Perolehan Objek Pajak tidak kena pajak ditetapkan sebesar Rp. 30.000.000,- (Pajak 7 ayat 1 UU No.21/97



Besarnya pajak yang terutang dihitung dengan cara mengalikan tarif pajak dengan Nilai Perolehan Objek Kena Pajak (Pasal 8 ayat 2 UU No.21/97)

Maka berdasarkan penjelasan di atas, perhitungan PBB ditetapkan sebagai berikut : Wajib Pajak Pembuatan Stearamida Nilai Perolehan Objek Pajak -

Tanah

Rp 25.200.000.000,-

-

Bangunan

Rp 19.780.000.000,- +

Total NJOP

Rp 44.980.000.000,-

Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak

Rp

Nilai Perolehan Objek Pajak Kena Pajak

Rp 44.950.000.000,-

Pajak yang Terutang (5% x NPOPKP)

Rp 2.247.500.000,-

30.000.000,-(-)

Pajak Bumi dan Bangunan (Z) adalah Rp. 2.247.500.000,Total Biaya Tetap = P + Q + R + S + T + U + V + W + X + Y + Z = Rp. 178.410.838.816,-


E.3.2 Variabel E.3.2.1 Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun Biaya persediaan bahan bakun proses dan utilitas selama 90 hari : Rp. 32.718.510.237,Biaya variabel Bahan baku proses dan utilitas per tahun (1) =

330 x Rp. 32.718.510.237,90

= Rp. 119.967.870.869,E.3.2.2 Biaya Variabel Pemasaran Diperkirakan 1% dari Biaya variabel bahan baku (2) Biaya variabel pemasaran = 0,01 x Rp. 119.967.870.869,= Rp. 1.199.678.708,E.3.2.3 Biaya Variabel Perawatan Diperkirakan 1% dari Biaya variabel bahan baku (3) Biaya Perawatan

= 0,01 x Rp. 119.967.870.869,= Rp. 1.199.678.708,-

E.3.2.4 Biaya Variabel Lainnya Diperkirakan 5% dari Biaya tambahan (4) Biaya Variabel Lainnya

= 0,05 x Rp. 42.117.219.629,= Rp. 2.105.860.982,-

Total Biaya Variabel = 1 +2 + 3 + 4 = Rp. 124.473.089.267,Total Biaya Produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel = Rp. 178.410.838.816,- + Rp. 124.473.089.267,= Rp. 302.883.928.083,-


E.4 Perkiraan Laba / Rugi Perusahaan Laba sebelum pajak = Hasil penjualan tahunan – total biaya produksi = Rp. 427.287.960.000,- – Rp. 302.883.928.083,= Rp. 124.404.031.917,E.4.1 Pajak Penghasilan Berdasarkan UU RI Nomor 17 Ayat 1 Tahun 2000, tentang Perubahan ketiga atas Undang–Undang Nomor 7 Tahun 1983 tentang Pajak Penghasilan adalah sebagai berikut (Rusdji, 2004) : 1. Penghasilan sampai dengan Rp. 50.000.000,- dikenakan pajak sebesar 10 %. 2. Penghasilan antara Rp. 50.000.000,- sampai dengan Rp. 100.000.000,dikenakan pajak sebesar 15%. 3. Penghasilan diatas Rp. 100.000.000,- dikenakan pajak sebesar 30%. Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah sebagai berikut :  10 % x Rp. 50.000.000,-

= Rp.

5.000.000,-

 15 % x (Rp. 100.000.000 – Rp. 50.000.000)

= Rp.

7.500.000,-

 30% x (Rp. 124.404.031.917– Rp.100.000.000)

= Rp. 37.291.209.575,(+) Rp. 37.303.709.575,-

Total PPh E.4.2 Laba setelah Pajak Laba setelah pajak

= laba sebelum pajak – PPh = Rp. 124.404.031.917,- – Rp. 37.303.709.575,= Rp. 87.100.322.342,-

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

Laba sebelum pajak x 100 % Total Penjualan Rp.124.404 .031.917 ,x 100 % Rp. 427.287.96 0.000,-

= 29,11 %


E.5.2 Break Even Point (BEP) BEP =

Biaya Tetap x 100 % Total Penjualan  Biaya Variabel

BEP =

Rp.178.410.838.816,x 100 % Rp. 427.287.960.000,-  Rp.124.473.089.267,-

= 58,92 % E.5.3 Return On Investment (ROI) ROI

=

Laba setelah pajak x 100 % Total modal Investasi

ROI

=

Rp. 87.100.322.342,x 100 % Rp.541.358.700.081,-

= 16,09 % E.5.4 Pay Out Time (POT) POT

=

1 x 1 Tahun ROI

POT

=

1 x 1 Tahun 0,1609

POT

= 6,21 Tahun

POT selama 6,21 tahun merupakan jangka waktu pengembalian modal dengan asumsi bahwa perusahaan beroperasi dengan kapasitas penuh tiap tahun. E.5.5 Return On Network (RON) RON =

Laba setelah pajak x 100 % Modal sendiri

RON =

Rp. 87.100.322.342,x 100 % Rp.378.951 .090.057,-

RON = 22,98 %


E.5.6 Internal Rate Of Return (IRR) Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut “Cash Flow”. Untuk memperoleh cash flow diambil ketentuan sebagai berikut : 1. Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10 % tiap tahun 2. Masa pembangunan disebut tahun ke nol 3. Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun 4. Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke 10 5. Cash flow adalah laba sesudah pajak ditambah penyusutan Dari Tabel LE.10 dibawah ini, diperoleh nilai IRR = 18,02 %


Grafik Analisa BEP Rp450,000,000,000.00 Total Penjualan

Rp400,000,000,000.00 Rp350,000,000,000.00

Biaya Tetap

Rp300,000,000,000.00

BEP = 58,92 %

Biaya Variabel

Rp250,000,000,000.00 Rp200,000,000,000.00

Biaya Produksi

Rp150,000,000,000.00 Rp100,000,000,000.00 Rp50,000,000,000.00 Rp0.00 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Kapasitas Produksi (%)

Gambar LE.1 Skema Break Even Chart Pabrik Stearamida Dari Asam Stearat Dan Urea Dengan Kapasitas 5000 ton/tahun


Tabel L E 10 Data Perhitungan Internal Rate Of Return (IRR) Tahun

Laba Kotor

PPh

Laba Bersih

Depresiasi

P/F (i%,n)

Net Cash Flow

PV

15 -Rp541,358,700,081.00

0

P/F (i%,n) 17

Rp541,358,700,081.00

0

PV Rp541,358,700,081.00

0

0

0

1

Rp124,404,031,917.00

Rp37,303,709,575.00

Rp87,100,322,342.00

Rp43,406,622,767.00

Rp43,693,699,575.00

0.869565

Rp37,994,521,369.57

0.854701

Rp37,345,042,371.79

2

Rp144,308,677,023.72

Rp43,275,103,107.12

Rp101,033,573,916.60

Rp43,406,622,767.00

Rp57,626,951,149.60

0.756144

Rp43,574,254,177.39

0.730514

Rp42,097,268,719.12

3

Rp167,398,065,347.52

Rp50,201,919,604.25

Rp117,196,145,743.26

Rp43,406,622,767.00

Rp73,789,522,976.26

0.657516

Rp48,517,809,140.30

0.624371

Rp46,072,005,519.60

4

Rp194,181,755,803.12

Rp58,237,026,740.94

Rp135,944,729,062.18

Rp43,406,622,767.00

Rp92,538,106,295.18

0.571753

Rp52,908,962,615.30

0.53365

Rp49,382,964,887.83

5

Rp225,250,836,731.62

Rp67,557,751,019.48

Rp157,693,085,712.13

Rp43,406,622,767.00

Rp114,286,462,945.13

0.497177

Rp56,820,570,535.85

0.456111

Rp52,127,330,310.31

6

Rp261,290,970,608.68

Rp78,369,791,182.60

Rp182,921,179,426.07

Rp43,406,622,767.00

Rp139,514,556,659.07

0.432328

Rp60,315,992,875.08

0.389839

Rp54,388,158,295.23

7

Rp303,097,525,906.06

Rp90,911,757,771.82

Rp212,185,768,134.24

Rp43,406,622,767.00

Rp168,779,145,367.24

0.375937

Rp63,450,332,310.11

0.333195

Rp56,236,431,064.17

8

Rp351,593,130,051.03

Rp105,460,439,015.31

Rp246,132,691,035.72

Rp43,406,622,767.00

Rp202,726,068,268.72

0.326902

Rp66,271,511,321.90

0.284782

Rp57,732,810,989.05

9

Rp407,848,030,859.20

Rp122,336,909,257.76

Rp285,511,121,601.44

Rp43,406,622,767.00

Rp242,104,498,834.44

0.284262

Rp68,821,208,804.45

0.243404

Rp58,929,140,110.37

10

Rp473,103,715,796.67

Rp141,913,614,739.00

Rp331,190,101,057.67

Rp43,406,622,767.00

Rp287,783,478,290.67

0.247185

Rp71,135,674,508.01

0.208037

Rp59,869,721,776.33

Rp1,315,550,017,950.33

Total

IRR

Rp28,452,137,576.97

-Rp27,177,826,037.19

28,452,137,576.97 x 17 %  15 %  28,452,137,576.97  (27,177,826,037.19) = 18,02 % = 17 % 


LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Recommend Documents