LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA •

Waktu Operasi

: 340 hari / tahun

•

Produk Akhir

: Susu Bubuk Kedelai

•

Kapasitas bahan Tangkiu Kacang Kedelai 5000 ton/tahun : = 5000

ton 1000 kg 1 tahun 1 hari × × × tahun 1 ton 340 hari 24 jam

= 613 kg/jam

LA.1 Tangki Pencuci (M-201) Kacang kedelai dicuci dengan air, dan dengan perbandingan massa antara air dan kacang kedelai adalah 1 : 1. Air F 2 = F1 2 1

3

M-201

Kedelai F1 = 613 kg/jam

Neraca Total :

F1

Kedelai Air F3

F2

+

F3

=

613 kg/jam + 613 kg/jam = 1226 kg/jam

LA.2 Vibrating Screen Filter (S-101) Alur 3 terdiri dari air dan kedelai dengan perbandingan massa 50 % kedelai dan 50 % air. Dari Foust, Allan. 1979, air yang keluar 5-10 %. Maka diasumsikan air yang keluar pada alur 5 adalah 8 %. 3 Kedelai Air F3 = 1226 kg/jam

S-101

4

5 Kedelai Air = 8 % F5

Air F4

Universitas Sumatera Utara

Neraca Komponen : •

Kedelai

F3

: 0,5

= 0,92 F5

0,5 (1226 kg/jam) = 0,92 F5 F5 = 666 kg/jam •

Air

F3

: 0,5

= F4

+ 0,08 F5

0,5 (1226 kg/jam) = F4

+ 0,08 (666 kg/jam)

F4 = 560 kg/jam

Neraca Total :

F3

F4

=

F4

1226 kg/jam =

F5

+

F5

+

1226 kg/jam = 560 kg/jam + 666 kg/jam

Komposisi Pada Alur 5 : •

Kedelai 92 % F5

= 0,92 x 666 kg/jam = 613 kg/jam

•

Air 8% F5

= 0,08 x 666 kg/jam = 53 kg/jam

LA.3 Tangki Perendam (TT-201) Kacang kedelai direndam dengan campuran air dan NaOH dengan perbandingan massa 3 : 1. Digunakan NaOH 10 %. NaOH 10 % Air 90 % F6 = 3F5 6 5

TT -201

Kedelai Air F5 = 666 kg/jam

Neraca Total :

F5

+

F6

666 kg/jam + 3F5

=

F7

=

F7

666 kg/jam + 3(666 kg/jam) =

F7

666 kg/jam + 1998 kg/jam

F7

=

7 Kedelai Air NaOH F7

F7 = 2664 kg/jam


Komposisi Pada Alur 6 : •

Air 90 % F6

= 0,9 x 1998 kg/jam = 1798 kg/jam

•

NaOH 10 % F6

= 0,1 x 1998 kg/jam = 200 kg/jam

Neraca Komponen •

:

Kedelai

:

F5

F7

=

613 kg/jam = 613 kg/jam •

NaOH

:

F6

200 kg/jam •

Air

:

= F7 = 200 kg/jam

F5

+

F6

= F7


LA.4 Tangki Pencuci (M-201) Kacang kedelai dicuci dan dibersihkan dengan menggunakan air bersih, dengan perbandingan massa yang ada pada alur 8 dan yang ada pada alur 7 adalah 1 : 1. Air F8 = F7 8 7 Kedelai Air NaOH F7 = 2664 kg/jam

Neraca Total :

F7

+

2664 kg/jam +

9

M - 201

F8

Kedelai Air NaOH F9

=

F9

2664 kg/jam =

F9

F9 = 5328 kg/jam Neraca Komponen •

Kedelai

: :

F7

=

F9


NaOH

:

F7

200 kg/jam

= F9 = 200 kg/jam


•

Air

F7

:

F8

+

= F9


LA.5 Vibrating Screen Filter (S – 202) NaOH diasumsikan seluruhnya keluar pada alur 10. Dari Foust, Allan. 1979, air yang keluar 5-10 %. Maka diasumsikan air yang keluar pada alur 11 adalah 9 %. 9

11

S - 202

Kedelai Air NaOH F9 = 5328 kg/jam

Kedelai Air = 9% F11

10 Air NaOH F10


Kedelai

F9

:

= 91 % F11

613 kg/jam = 0,91 F11 F11 = 674 kg/jam •

NaOH

F9

:

= F10

200 kg/jam •

Air

F9

:

= 200 kg/jam = F10

4515 kg/jam = F10

F10

+

F11

+ 61 kg/jam

= 4454 kg/jam

Komposisi pada alur 11 : •

Kedelai 91 % F11

= 0,91 x 674 kg/jam = 613 kg/jam

•

Air 9 % F11

= 0,09 x 674 kg/jam = 61 kg/jam

Neraca Total :

F9

=

5328 kg/jam =

F10 F10

+

F11

+ 674 kg/jam

F10 = 4654 kg/jam


LA.6 Tangki Perendam (TT – 202) Kacang kedelai direndam dengan campuran air dan NaHCO 3 dengan perbandingan massa 3 : 1. Digunakan NaHCO 3 30 %. NaHCO3 30 % Air 70 % F12 = 3F11 12 11

F12

Kedelai Air NaHCO3 F13

=

F13

=

F13

674 kg/jam + 3(674 kg/jam) =

F13

674 kg/jam + 2022 kg/jam

F13

Neraca Total :

F11

13

TT - 202


+

674 kg/jam + 3F11

=

F13 = 2696 kg/jam Komposisi Pada Alur 12 : •

Air 70 % F12

= 0,7 x 2022 kg/jam = 1415 kg/jam

•

NaHCO 3 30 % F12

= 0,3 x 2022 kg/jam = 607 kg/jam


Kedelai

:

F11

F13

=


NaHCO 3

:

F12 607 kg/jam

•

Air

:

F11 +

= F13 = 607 kg/jam F12

= F13

61 kg/jam + 1415 kg/jam = F13

F13

= 1476 kg/jam


LA.7 Tangki Pencuci (M – 303) Kacang kedelai dicuci dan dibersihkan dengan menggunakan air bersih, dengan perbandingan massa yang ada pada alur 14 dan yang ada pada alur 13 adalah 1 : 1. Air F14 = F13 14 13 Kedelai Air NaHCO3 F13 = 2696 kg/jam

F14

Kedelai Air NaOH F15

=

F15

2696 kg/jam + 2696 kg/jam =

F15

Neraca Total :

F13

15

M - 303

+

F15 = 5392 kg/jam Neraca Komponen •

Kedelai

: :

F13

F15

=


NaHCO 3

:

F13

= F15

607 kg/jam •

Air

:

F13

= 607 kg/jam F14

+

= F15


LA.8 Vibrating Screen Filter (S – 303) NaHCO 3 diasumsikan seluruhnya keluar pada alur 16. Dari Foust, Allan. 1979, air yang keluar 5-10 %. Maka diasumsikan air yang keluar pada alur 17 adalah 10 %. Kedelai Air NaHCO3 F15 = 5392 kg/jam

15

S - 303

16

17 Kedelai Air = 10 % F17

Air NaHCO3 F16



Kedelai

F15

:

= 90% F17

613 kg/jam = 0,9 F17 F17 = 681 kg/jam •

NaHCO 3

F15

:

= F16

607 kg/jam •

Air

= 607 kg/jam

F15

:

= F16 F16

4172 kg/jam = 16

F

F17

+

+ 68 kg/jam

= 4104 kg/jam


Kedelai 90 % F17

= 0,9 x 681 kg/jam = 613 kg/jam

•

Air 10 % F17

= 0,1 x 681 kg/jam = 68 kg/jam

=

F16

+

5392 kg/jam =

F16

+ 681 kg/jam

Neraca Total :

F15

F17

F16 = 4711 kg/jam

LA.9 Tangki Perebusan (TT – 401) Kacang kedelai direbus dengan menggunakan steam. Perbandingan massa antara alur 18 dan alur 17 adalah 1 : 1. Air F18 = F17 18 17

Neraca Total :

F17

+

681 kg/jam +

21

TT - 401


Kedelai Air F21

F18

=

F21

681 kg/jam = 1362 kg/jam


Kedelai

:

F17

= F21



Air

F17

:

F18

+

68 kg/jam + 681 kg/jam F21

= F21 =

F19

= 749 kg/jam

LA.10 Roller Mill (RM-401) Di dalam Roller Mill kacang kedelai digiling sampai halus hingga ukurannya mencapai 100 mesh. (Sumber : Walas, Stanley. 1988) 21 RM - 401


F21

Neraca Total :

Pasta Kedelai F22

F22

=

1362 kg/jam

22

=

1362 kg/jam

LA.11 Tangki Pencampuran (M-401) Pasta kedelai diaduk dengan penambahan air. Perbandingan massa antara pasta kedelai dengan air adalah 1 : 8. Air F23 = 8F22 23 22

24 M - 401

Pasta Kedelai F22 = 1362 kg/jam

Neraca Total :

Bubur Susu Kedelai F24

F22

+

F23

=

F24

F22

+

8F22

=

F24

9 F22 =

F24

9 (1362 kg/jam) =

F22

F24 = 12258 kg/jam F23

=

F24 –

F22

=

12258 kg/jam – 1362 kg/jam

=

10896 kg/jam


LA.12 Filter Press (P - 401) Bubur kedelai kemudian dipress. Diasumsikan susu yang keluar pada alur 25 adalah 1% dan ampas yang ikut keluar pada alur 26 adalah 0,01%. 24

P - 401

Bubur Susu Kedelai F24 = 12258 kg/jam

25

26 Susu Kedelai Ampas 0,01% F26

Ampas Susu Kedelai 1% F25 = 0,1 F24

F24

Neraca Total :

=

F25

12258 kg/jam = 0,1 F24

F26

+

+ F26

12258 kg/jam = 0,1 (12258 kg/jam ) + F26 12258 kg/jam = 1226 kg/jam + F26 F26 = 11032 kg/jam F25

=

F24 –

F26

=

12258 kg/jam – 11032 kg/jam

=

1226 kg/jam


Ampas 99 % F25

= 0,99 x 1226 kg/jam = 1214 kg/jam

•

Susu 1% F25

= 0,01 x 1226 kg/jam = 12 kg/jam


Ampas 0,01 % F26

= 0,0001 x 11032 kg/jam = 1 kg/jam

•

Susu 99,99% F26

= 0,9999 x 11032 kg/jam = 11031 kg/jam


LA.13 Tangki Pencampuran (M – 402) Susu kedelai mentah diaduk dengan penambahan santan sebanyak 15 % dari jumlah massa pada alur 26. Digunakan santan kelapa dengan kadar 66,7 %. (Sumber: Rindengan, Barlina. 2004) Santan F27 = 15 % F26 27 26

Susu Kedelai Ampas 26 F = 11032 kg/jam

F26

28

=

F28

11032 kg/jam + 15 % F26 =

F28

Neraca Total :

F27

+

11032 kg/jam + 15 % (11032 kg/jam) =

F28

11032 kg/jam

F28

+

1655 kg/jam = F28 =

F27 =

F28 –

Susu Kedelai Homogen F28

M-402

12687 kg/jam

F26

=

12687 kg/jam – 11032 kg/jam

=

1655 kg/jam


Santan 1/3 F27

= (1/3) x 1655 kg/jam = 552 kg/jam

•

Air 2/3F27

= (2/3) x 1655 kg/jam = 1103 kg/jam

LA.14 Tangki Pasteurisasi (TT-402) Di dalam Tangki Pasteurisasi susu kedelai homogen dipanaskan dengan suhu 70 0C. 28 Susu Kedelai Homogen F28 = 12687 kg/jam

Neraca Total :

F28

12687 kg/jam

=

TT_402

31

Susu Kedelai Homogen F31

F31

= 12687 kg/jam


LA.15 Evaporator (FE-401) Di dalam Evaporator susu kedelai dikentalkan dengan cara mengurangi kandungan air dalam susu kedelai, dimana asumsi effisiensi evaporator adalah 54,54%. (Sumber: Walas, Stanley. 1988) Uap Air F32 32 31

Susu Kedelai Homogen F31 = 12687 kg/jam

F31 =

Neraca Total :

F32

F35

+

54,54 % F31

12687 kg/jam =

Susu Pasta Kedelai F35

35

FE-401

+ F35

12687 kg/jam = 54,54 % (12687 kg/jam) + F35 12687 kg/jam = 6919 kg/jam + F35 F35 = 5768 kg/jam F32 =

F31 –

F35

= 12687 kg/jam – 5768 kg/jam = 6919 kg/jam

L.A.16 Cooler ( TE-501 ) Di dalam Cooler susu pasta kedelai didinginkan hingga suhunya menjadi 500C.

35 Susu Pasta Kedelai F35 = 5768 kg/jam

Neraca Total :

F35

TE-501

=

38

Susu Bubuk Kedelai F38

F38



LA.17 Spray Dryer ( SR-501 ) Di dalam Spray dryer susu pasta kedelai dikeringkan hingga menjadi susu bubuk kedelai, diasumsikan kandungan air yang keluar pada alur 40 adalah 90 %. Air F39 = 90 % F38 39 Susu Pasta Kedelai F38 = 5768 kg/jam

38

F38

F39

SR-501

+

F40

5768 kg/jam

= 0,9 F38 +

F40

5768 kg/jam

= 0,9 (5768 kg/jam) + F40

5768 kg/jam

= 5191 kg/jam +

Neraca Total :

F40 F39 =

=

40


F40

= 577 kg/jam

F38 –

F40

= 5768 kg/jam – 577 kg/jam = 5191 kg/jam

L.A.18 Rotary Cooler ( TE-502 ) Di dalam Rotary Cooler susu bubuk kedelai didinginkan hingga suhunya mencapai suhu kamar.

40 Susu Bubuk Kedelai F40 = 577 kg/jam

Neraca Total :

F40

TE-502

=

43


F43



LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS 

Basis perhitungan

: 1 jam operasi



Suhu referensi

: 25 0C



Satuan panas

: kJ/jam

Neraca panas ini menggunakan rumus-rumus sebagai berikut : •

Perhitungan panas untuk bahan dalam fasa cair/gas : T

Q i/o =

∫ n.Cp.dT

(Van Ness, 1987)

T = 298 K

Tabel LB-1 Harga Cp Setiap Gugusan Gugus

Harga kkal/kmol 0C

- CH 3

8,8

- CH 2 -

7,26

| = CH - COOH -C= -C=O | H - CH 2 OH | - CHOH H | -N| -N-N= | C=O | Sumber : Reid, 1977

5,10 19,1 3,80 12,66 17,5 18,2 10,5 7,5 4,5 12,66


1. Nilai kapasitas panas (Cp) untuk Kacang Kedelai dan Susu Kedelai : 1. Lemak A. Asam Oleat (C 18 H 34 O 2 ) = CH 3 (CH 2 ) 7 CH = CH(CH 2 ) 7 COOH Bm = 282 g/mol ;

= 1(-CH 3 ) + 14(-CH 2 -) + 1(CH=CH) + 1(-COOH) = 1(8,8) + 14(7,26) + 1(5,10) + 1(19,10) = 134,64 kkal/kmol0C = 1,995 kJ/kg.K

B. Asam Linoleat (C 18 H 32 O 2 )= CH 3 (CH 2 ) 4 CH = CHCH 2 CH = CH(CH 2 ) 7 COOH Bm = 280 g/mol ;

= 1(-CH 3 ) + 12(-CH 2 -) + 2(CH=CH) + 1(COOH) = 1(8,8) + 12(7,26) + 2(5,10) + 1(19,1) = 125,22 kkal/kmol0C = 1,870 kJ/kg.K

C. Asam Palmitat (C 16 H 32 O 2 )= CH 3 (CH 2 ) 14 COOH Bm = 256 g/mol ;

= 1(-CH 3 ) + 14(-CH 2 -) + 1 (-COOH) = 1(8,8) + 14(7,26) + 1(19,1) = 129,54 kkal/kmol0C = 2,117 kJ/kg.K

D. Asam Stearat (C 18 H 36 O 2 ) Bm = 284 g/mol ;

= CH 3 (CH 2 ) 16 COOH = 1(-CH 3 ) + 16(-CH 2 -) + 1(-COOH) = 1(8,8) + 16(7,26) + 1(19,1) = 144,06 kkal/kmol0C = 2,121 kJ/kg.K

2. Karbohidrat 

Karbohidrat (C 6 H 12 O 6 ) = CH 3 (CHOH) 4 COH Bm = 180 g/mol ;

= 1(CH 3 ) + 4(CHOH) + !(COH) = 1(17,5) + 4(18,2) + 1(12,66) = 102,96 kkal/kmol0C = 2,393 kJ/kg.K

3. Protein 

Protein (C 2 H 5 NO 2 )

= CH 3 NHCOOH

Bm = 75 g/mol ;

= 1(CH 3 ) + 1(NH) + 1(COOH) = 8,8 + 10,5 + 19,1 = 38,4 kkal/kmol0C = 2,142 kJ/kg.K

4. Air Air (H 2 O)

= 4,183 kJ/kg.K

(Geankoplis, 1983)


Tabel LB.2 Komposisi Susunan Lemak Kedelai Komponen

Kadar (%)

Asumsi Kadar (%)

Asam Oleat

25 – 64

52

Asam Lilnoleat

11 – 60

36

Asam Palmitat

7 – 10

8

Asam Stearat

2–5

4

TOTAL

100

(sumber : Koswara Sutrisno, 1992)

Cp total lemak = 0,52 (1,995) + 0,36 (1,870) + 0,08 (2,117) + 0,04 (2,121) = 1,965 kJ/kg.K

Tabel LB.3 Komposisi Kacang Kedelai per 100 gr bahan Komponen

Kadar (%)

Asumsi Kadar (%)

Protein

35 – 45

40

Lemak

18 – 32

25

Karbohidrat

12 – 30

28

7

7

Air TOTAL

100

(sumber : www.warintek.ristek.go.id. 2008)

Tabel LB.4 Komposisi Susu Kedelai per 100 gr bahan Komponen

Kadar (%)

Protein

4,6

Lemak

2,8

Karbohidrat

3,9

Air

88,7 TOTAL

100

(sumber : www.warintek.ristek.go.id. 2008)


2. Nilai Kapasitas Panas (Cp) untuk santan : Tabel LB.5 Komposisi Santan Komponen Kadar (%) Protein 2,8 Lemak 17 Air 70 Karbohidrat 10,2 TOTAL (sumber : Suhardiyo, 1995) • Cp Kacang Kedelai = 0,4 (2,142) + 0,25 (1,965) + 0,28 (2,393) + 0,07 (4,183) = 2,311 kJ/kg.K • Cp Susu Kedelai

= 0,046(2,142) + 0,028(1,965) + 0,039(2,393) + 0,887(4,183) = 3,957 kJ/kg.K

• Cp santan

= 0,028 (2,142) + 0,17 (1,965) + 0,102 (2,393) + 0,7 (4,183) = 3,566 kJ/kg.K

• Cp Susu Kedelai Homogen / Steril : = (X Susu Kedelai . Cp Susu Kedelai ) + (X Santan . Cp Santan ) = (85 % . 3,957) + (15 % .3,556) = 3,897 kJ/kg.K

3. Data Kapasitas Panas, dan Panas Laten Tabel LB.6 Kapasitas Panas Gas, Cpg = a + bT + cT2 + dT3 + eT4 (J/mol oK) Komponen Air

a

b

3,40471E+01 -9,65064E-03

c

d

e

3,29983E-05

-2,04467E-08

4,30228E-12

Sumber : Reklaitis,1983. Tabel LB.7 Kapasitas Panas Liquid (Cairan),Cp l = a + bT + cT2 + dT3 (J/mol o

K)

Komponen Air

a

b

c

d

1,82964E+01

4,72118E-01

-1,33878E-03

1,31424E-06

Sumber : Reklaitis, 1983. Panas Laten, ∆ H VL air = 40656,2 (J/mol)

(Reklaitis,1983)


= 2258,67 kJ/kg LB.1 Tangki Perebusan (TT –401) Steam 180 oC ; 1 atm

Kedelai Air 30 oC ; 1 atm

19 17

21

TT-401

18 Air 30 oC ; 1 atm

20

Kedelai Air 90 oC ; 1 atm

Kondensat 100 oC ; 1 atm

Suhu referensi = 25 oC = 298 K 303

∫ Cpl dT

∫ (1,83.10

303

=

298

1

)

+ 4,72.10 −1 T − 1,34.10 −3 T 2 + 1,31 .10 −6 T 3 dT

298

303  4,72.10 −1 2 1,34.10 −3 3 1,31.10 −6 4  =  1,83 .101 T + T − T + T  2 3 4   298

 4,72.10 −1 1 − + 1 , 83 . 10 . ( 303 298 ) 303 2 − 298 2  2 =  −3 1,31.10 −6  1,34.10 3 3 303 298 303 4 − 298 4 − − +  3 4

(

(

)

)

(

)

    

= ((91,5) + (709,18) – (605,03) + (177,75)) = (373,4) J/mol = 20,74 kJ/kg

303

Panas Masuk (Q i )

= F 17 Kedelai

∫

298

303

303

Cp dT + F 17 Air ∫ Cp l .dT + F 18 Air ∫ Cp l .dT 298

298

= {(613 kg/jam).(2,311 kJ/kg.K).(303-298)K} + {(68 kg/jam). (20,74 kJ/kg)} + {(681 kg/jam).(20,74 kJ/kg))} ={(7083,215 kJ/jam) + (1410,32 kJ/jam) + (14123,94 kJ/jam)} = 22617,47 kJ/jam

363

∫ Cpl dT

298

∫ (1,83.10

363

=

1

)

+ 4,72.10 −1 T − 1,34.10 −3 T 2 + 1,31 .10 −6 T 3 dT

298

363  4,72.10 −1 2 1,34.10 −3 3 1,31.10 −6 4  =  1,83 .101 T + T − T + T  2 3 4   298


 4,72.10 −1 1 − + 1 , 83 . 10 . ( 363 298 ) 363 2 − 298 2  2 =  −3 1,31.10 −6  1,34.10 3 3 363 − 298 + 363 4 − 298 4  − 3 4

(

(

)

(

)

)

    

= ((1189,5) + (10139,74) – (10129,68) + (3272,71)) = (4472,27) J/mol = 248,46 kJ/kg 363

Panas Keluar (Q o ) = F

19

Kedelai

∫ Cp dT + F

363 19

298

Air

∫ Cp dT

298

= {(613 kg/jam).(2,311 kJ/kg.K).(363-298)K}+ {(749 kg/jam). (248,46 kJ/kg)} = {(92081,79 kJ/jam) + (186096,54 kJ/jam)} = 278178,33 kJ/jam

Panas yang dilepas steam (Q) = Q o – Q i = (278178,33 kJ/jam – 22617,47 kJ/jam) = 255560,86 kJ/jam Superheated steam pada 1 atm, 180 oC, H(180oC) = 2776 kJ/kg

(Reklaitis, 1983)

Saturated steam pada 1 atm,100 oC, Hv (100 oC) = 2676 kJ/kg

(Reklaitis, 1983)

H l (100 oC) = 419 kJ/kg

(Reklaitis, 1983)

λ = [H(180oC) – H v (100oC)] + [(H v (100oC) – H l (100oC)] λ = [2776 – 2676] + [2676 – 419] λ = 2357 kJ/kg Jumlah steam yang diperlukan (m)

=Q/λ=

255560,86 kJ / jam 2357 kJ / kg

= 108,43 kg/jam


LB.2 Tangki Pencampuran (M-401) Air 30 oC ; 1 atm 23 22

24 M-401 Bubur Susu Kedelai

Pasta Kedelai 90 oC ; 1 atm

m 1 Cp (T 3 -T 1 ) + m 2 Cp (T 3 -T 2 ) = 0

(Saad, 1994)

(1362x 2,311 x (T 24 - 30)) + (10896 x 4,183 x (T 24 - 30) = 0 3147,582 T 24 – 283282,38 + 45577,968 T 24 – 1367339,04 = 0 48725,55 T 24 = 1650621,42 T 24 = 34 0C Pasta Kedelai Panas Masuk (Q i )

= m Cp ∆t = 1362 kg/jam . 2,311 kj/kg 0C . (90-25) 0C = 204592,83 kJ/jam

Air Panas Masuk (Q i )


Panas Keluar (Q o )


Tidak ada panas yang dilepas = Q o = Q i


LB.3 Filter Press (P-401) Bubur Susu Kedelai 34 oC : 1 atm

24

Susu Kedelai Ampas 34 oC : 1 atm

26

P-401

25 Ampas Susu Kedelai 34 oC : 1 atm

Q out Tangki Pencampuran = Q in filter press = 436544,67 kJ/jam 307

Panas Keluar (Q o )

= F

25

Ampas

∫ Cp dT + F

307 25

Susu Kedelai

298

∫ Cp dT +

298

307

F

26

Ampas

∫ Cp dT + F

307 26

Susu Kedelai

298

∫ Cp dT

298

= {(1214 kg/jam).(2,311 kJ/kg.K).(307-298)K} + {(12 kg/jam) (3,957 kJ/kg.K).(307-298)K} + {(1 kg/jam).(2,311 kJ/kg.K)(307-298)K} + {(11031 kg/jam).(3,957kJ/kg.K). (307-298)K} = {(25249,986 kJ/jam) + (427,356 kJ/jam) + (20,799 kJ/jam) + (392847,003 kJ/jam)} = 436544,67 kJ/jam


LB.4 Tangki Pencampuran (M-402) Santan 30 o C ; 1 atm 27 Susu Kedelai Ampas 34 o C ; 1 atm

26

28 M-402

Susu Kedelai Homogen


m 1 Cp (T 3 -T 1 ) + m 2 Cp (T 3 -T 2 ) = 0

(Saad, 1994)

(11031x 2,311 x (T 28 - 34)) + (1655 x 3,566 x (T 28 - 30) = 0 25492,641 T 28 – 866749,794 + 5901,73 T 28 – 177051,9 = 0 31394,371 T 28 = 1043801,694 T 28 = 33 0C Susu kedelai Panas Masuk (Q i )

= m Cp ∆t = 11031 kg/jam . 2,311 kj/kg 0C . (34-25) 0C = 229433,769 kJ/jam = m Cp ∆t

Ampas

= 1 kg/jam . 2,311 kj/kg 0C . (34-25) 0C = 20,799 kJ/jam Santan Panas Masuk (Q i )


Panas Keluar (Q o )



LB.5 Tangki Pasteurisasi ( TT-402 ) Steam 180 o C ; 1 atm 29 Susu Kedelai Homogen 33 o C ; 1 atm

28

TT-402

31

Susu Kedelai Homogen 70 o C ; 1 atm

30 Kondensat 100 o C ; 1 atm

Panas Masuk (Q i ) = Panas Keluar dari Tangki Pencampuran = 258942,419 kJ/jam


343

Panas Keluar (Q o )

= F 31 Susu Kedelai

∫

298

343

343

298

298

Cp dT + F 31 Ampas ∫ Cp dT + F 31 San tan ∫ Cp dT

= {(12687 kg/jam).(3,897 kJ/kg.K).(343-298)K} = 2224855,75 kJ/jam

Panas yang diserap susu (Q) = Q o – Q i = (2224855,75 kJ/jam ) – (258942,419 kJ/jam) = 1965913,331 kJ/jam Superheated steam pada 1 atm, 180 oC, H(180oC) = 2776 kJ/kg

(Reklaitis, 1983)

Saturated steam pada 1 atm, 100 oC, Hv (100 oC) = 2676 kJ/kg

(Reklaitis, 1983)

H l (100 oC)

= 419 kJ/kg

(Reklaitis, 1983)


=Q/λ=

1965913,331 kJ / jam 2357 kJ / kg

= 834,074 kg/jam

LB.6 Evaporator ( FE-401 ) Steam 180 o C ; 1 atm

Uap Air 102 o C ; 1 atm 32 31

Susu Kedelai Homogen 70 o C ; 1 atm

33

FE-401

35

Susu Pasta Kedelai 102 o C ; 1 atm

34 Kondensat 100 o C ; 1 atm

Panas Masuk (Q i ) = Panas Keluar dari Tangki Pasteurisasi = 2224855,75 kJ/jam

375

∫ CpV dT =

298

∫ (3,40.10

375

1

)

− 9,65.10 −3 T + 3,29.10 −5 T 2 − 2,04 .10 −8 T 3 + 4,30.10 −12 T 4 dT

298


375  9,65.10 −3 2 3,29.10 −5 3 2,04.10 −8 4 4,30.10 −12 5  =  3,40.101 T − T + T − T + T  2 3 4 5   298

 9,65.10 −3 3,29.10 −5 1 2 2 3 , 40 . 10 . ( 375 298 ) 375 298 375 3 − 298 3 − − − +  2 3 =  4,30.10 −12  2,04.10 −8 4 4 375 − 298 + (375 5 − 298 5 )  − 4 5

(

(

)

(

)

)   

= ((2618) – (250,04) + (288,10) – (60,63) + (4,36) = (2599,79) J/mol = 144,43 kJ/kg

375

Panas Keluar (Q o )

= F

35

Susu Pasta Kedelai

∫ Cp dT + F

375 35

298

Air

∫ Cp

V

dT + F 35 Air .H VL

298

= {(5768 kg/jam).(3,897 kJ/kg.K).(375-298)K}+{(6919 kg/jam).(144,43 kJ/kg )}+{(6919 kg/jam).(2258,67 kJ/kg)} = (1730797,992 kJ/jam) + (999311,17 kJ/jam)+ (15627737,73 kJ/jam) = 18357846,89 kJ/jam

Panas yang dilepas steam (Q) = Q o – Q i = 18357846,89 kJ/jam – 2224855,75 kJ/jam = 16132991,14 kJ/jam Superheated steam pada 1 atm, 180 oC, H(180oC) = 2776 kJ/kg

(Reklaitis, 1983)

Saturated steam pada 1 atm, 100 oC, Hv (100 oC) = 2676 kJ/kg

(Reklaitis, 1983)

H l (100 oC)

= 419 kJ/kg

(Reklaitis, 1983)


16132991,14 kJ / jam 2357 kJ / kg = 6844,714 kg/jam

=Q/λ=


LB.7 Cooler ( TE-501 ) Air Pendingin 20 o C ; 1 atm

36 Susu Pasta Kedelai 102 o C ; 1 atm

35

38

TE-501

Susu Pasta Kedelai 50 o C ; 1 atm

37 Air Pendingin Bekas 40 o C ; 1 atm

Panas Masuk (Q i )

= Panas Keluar dari Evaporator = 1730797,992 kJ/jam

Panas Keluar (Q o )

= F 38 Susu Pasta Kedelai

323

∫ Cp dT

298


Panas yang diserap air pendingin (Q) = Q o – Q i = 561947,4 kJ/jam – 1730797,992 kJ/jam = – 1168850,592 kJ/jam o

H (20 C) = 2538,2 kJ/kg

(Reklaitis, 1983)

H (40 oC) = 2574,4 kJ/kg

(Reklaitis, 1983)

λ = H [20oC] – H [40oC] λ = [2538,2 – 2574,4] = - 36,2 kJ/kg Jumlah air pendingin yang diperlukan (m)

=Q/λ=

− 1168850,592 kJ / jam − 36,2 kJ / kg

= 32288,69 kg/jam


LB.8 Spray Dryer ( SR-501 ) Uap Air + Udara 110 o C ; 1 atm 39 Susu Pasta Kedelai 50 o C ; 1 atm

38

SR-501

40

Susu Bubuk Kedelai 80 o C ; 1 atm

Udara Panas 180 o C ; 1 atm

Asumsi : Suhu udara panas yang masuk sekitar 180 oC dan suhu udara keluar sekitar 80oC (Koswara, 1992) .

Entalpi Bahan Masuk : T referensi

= 25 oC

= 298 K

T bahan masuk

= 50 oC

= 323 K

T udara panas

= 180 oC

= 453 K 323

∆H

38

Susu Pasta Kedelai

38

=F

Susu Pasta Kedelai

∫ Cp dT

298

= {(5768 kg/jam).(3,897 kJ/kg.K).(323-298)K} = 561947,4 kJ/jam Entalpi Bahan Keluar : T referensi

= 25 oC

= 298 K

T udara panas masuk

= 180 oC

= 453 K

T udara panas keluar

= 110 oC

= 383 K

T bahan keluar

o

= 80 C

= 353 K

353

∆H

40

Susu Bubuk Kedelai

40

=F

Susu Bubuk Kedelai

∫ Cp dT

298

= (577 kg/jam).(3,897 kJ/kg.K) (353 – 298) K = 123671,295 kJ/jam


383

∫ Cp

373

 3,4047.101 T − 9,65064.10 −3 T + 3,29983.10 −5 T 2 −   dT = ∫  4 −8 3 −12  + T T 2 , 04467 . 10 4 , 30228 . 10 373   383

v

dT

 9,65064.10 −3 2 3,29983.10 −5 3  383 1 T T + T −  3 , 4047 . 10 −  2 3  =    2,04467.10 −8 4 4,30228.10 −12 5 T + T  373  4 5

 9,65064.10 −3 1 ( ) 3 , 4047 . 10 383 373 383 2 − 373 2 + − −  2  −5 2,04467.10 −8  3,29983.10 3 3 383 373 383 4 − 373 4 − −  3 4  −12  4,30228.10 (3835 − 3735 ) + 5  

(

=

(

)

)

(

         

)

= {(340,47) – (36,47) + (47,15) – (11,04) + (0,87)} = (340,98) J/mol = 18,94 kJ/kg ∆ H39 air yang menguap

= F39

383   . ∆ + H Cp v dT air yang menguap  VL ∫ 373 

   

= (5191 kg/jam). ((2258,67 + 18,94) kJ/kg) = (5191 kg/jam). (2277,61 kJ/kg) = 11823073,51 kJ/jam Maka entalpi bahan keluar adalah : ∆H out = ∆H42 Susu Bubuk Kedelai + ∆H41 Air yang menguap = (123671,295 kJ/jam) + (11823073,51 kJ/jam) = 11823073,51 kJ/jam dQ = ∆ Hout - ∆H in = 11823073,51 – 561947,4 = 11384797,41 kJ/jam dT

Banyaknya kebutuhan udara yang diperlukan untuk proses adalah sebagai berikut :


m Udara =

Q

=

453

∫ Cp Udara dT

11384797,41 453

∫ Cp

Udara

383

dT

383

Dimana : Cp Udara (110 oC) Cp

Udara

o

(180 C)

Sehingga Cp

= 1,0115 kJ/kg.K

(Geankoplis,1983)

= 1,0221 kJ/kg.K

(Geankoplis,1983)

= 1,0168 kJ/kg.K

rata-rata

Maka banyaknya udara yang dibutuhkan dalam proses adalah sebagai berikut :

m Udara =

Q

=

453

∫ Cp

Udara

dT

11384797,41 kJ / jam =159952,757 kg / jam 1,0168 (453 − 383) kJ / kg

383

LB.9 Rotary Cooler ( TE-502 )

41 Susu Bubuk Kedelai 80 o C ; 1 atm

40

Air Pendingin 20 o C ; 1 atm

TE-502

43

Susu Bubuk Kedelai 30 o C ; 1 atm

42 Air Pendingin Bekas 40 o C ; 1 atm

Panas Masuk (Q i )

= Panas Keluar dari Spray Dryer = 123671,295 kJ/jam 303

Panas Keluar (Q o )

=F

43

Susu Bubuk Kedelai

∫ Cp dT

298


Panas yang diserap air pendingin (Q) = Q o – Q i = 10853,145 kJ/jam – 123671,295 kJ/jam = – 112818,15 kJ/jam


H (20 oC) = 2538,2 kJ/kg

(Reklaitis, 1983)

o

H (40 C) = 2574,4 kJ/kg

(Reklaitis, 1983)

λ = H [204oC] – H [40oC] λ = [2538,2 – 2574,4] = - 36,2 kJ/kg Jumlah air pendingin yang diperlukan (m)

=Q/λ=

− 112818,15 kJ / jam − 36,2 kJ / kg

= 3116,523 kg/jam


LAMPIRAN C SPESIFIKASI ALAT

LC.1 Gudang Bahan Baku (G – 1) Fungsi

: Sebagai tempat untuk menyimpan bahan baku berupa Kacang Kedelai 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 Laju alir massa

: 1 atm

= 613 kg/jam

Densitas Kedelai (ρ) = 48 lb/ft3 = 768,88 kg/m3.(www.powderandbulk.com. 2008) 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) : = 613 kg/jam x 168 jam/minggu = 102.984 kg/minggu 102.984 kg / min ggu = 133,94 m3/minggu 3 768,88 kg / m

V = kapasitas/densitas =

V = (1 + 0,2) x 133,94 = 160,728 m3/minggu Volume = p x l x t = 2t x 2t x t = 4t3 160,728 m3 = 4t3 160,728  t =   4 

1

3

= 3,425 m

Maka diperoleh : Tinggi gudang = 3,425 m Panjang gudang = 2t = 2 x 3,425 m = 6,85 m Lebar gudang = Panjang gudang = 6,85 m


LC.2 Bucket Elevator (C – 101) Fungsi

: Mengangkut bahan baku Kacang kedelai untuk dimasukkan ke dalam Tangki Pencuci (M – 201)

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

: 613 kg/jam

Faktor kelonggaran, f k

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

Kapasitas : 1,12 x 613 kg/jam = 686,56 kg/jam = 0,686 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 = 686,56 kg /jam = 0,191 kg/s ∆z = 20 m Maka : P = 0,07 x (0,191)0,63 x 20 = 0,493 kW = 0,661 Hp


LC.3 Tangki NaOH (M – 201) Fungsi

: Untuk membuat larutan NaOH 10 %

Bentuk

: Silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup ellipsoidal

Bahan

: Stainless Steel, SA-316 grade C

Jumlah

: 1 unit : T = 30 oC ; P = 1 atm

Kondisi operasi

Kebutuhan rancangan : 1 hari Faktor keamanan

: 20 %

Laju Alir NaOH

: 200 kg/jam

Densitas NaOH 98 % : 2130 kg/m3.............................................(Perry, 1999) Laju Alir Air

: 1798 kg/jam

Densitas Air

: 995,68 kg/m3...................................(Geankoplis,1997)

Laju total NaOH

: 1998 kg/jam

ρ laru tan NaOH 10% = (ρNaOH × % NaOH ) + (ρAir × % Air ) = (2130 x 0,1) + ( 995,68 x 0,9) = 1109,112 kg/m3 = 69,052 lb/ft3 Perhitungan : a. Volume Tangki Volume larutan, V l =

1998kg / jam × 24 jam / hari × 1hari = 43,234 m 3 3 1109,112kg / m

Volume tangki, V = 1,2 x 43,234 m3 = 51,881 m3 b. Diameter dan tinggi shell Volume shell tangki (Vs) : Vs = 14 πDi2H Direncanakan perbandingan diameter dengan silinder tangki ; D : H = 4 : 5 Vs =

5 16

πDi3

Volume tutup tangki (Ve) : Ve =

π 24

Di3

.........................................................................(Brownell, 1959)


Volume tangki (V) : V = Vs + Ve V=

17 48

πDi3

51,881 m3 =

17 48

πDi3

Di = 3,599 m H = 4,498 m c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = 3,599 m Rasio axis = 2 : 1 Tinggi tutup =

1  3,599   = 0,899 m .....................................(Brownell, 1959)  2 2 

d. Tebal shell tangki t=

PD 2 SE − 1,2 P

.............................................................(Brownell, 1959)

Dimana : t = tebal shell D = Diameter dalam tangki E = Joint effesiensi = 0,8

.................................................(Brownell, 1959)

P = tekanan desain S = allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa............(Brownell, 1959) P o = tekanan udara luar = 1 atm = 101,325 kPa P = F/A = [(1998 kg/jam x 24 jam/hari x 1 hari)(9,8 m/s2)] / [π/4 (3,599)2 m2] = (469.929,6 kg.m/s2 )/(10,168 m2) = 46.216,522 N/m2 = 46,216 kPa P operasi = P o + P = 101,325 kPa + 46,216 kPa = 147,541 kPa Maka, P design = (1,2) (147,541 kPa) = 177,049 kPa Tebal shell tangki : t =

=

PD 2 SE − 1,2 P (177,049 kPa).(3,599m) = 0,0046 m = 0,181 in 2(87.218,714 kPa).(0,8) − 1,2(177,049 kPa)


Faktor korosi = 1/20 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,181 in + (1/20 in) = 0,231 in Tebal shell standar yang digunakan = 1/5 in .........................(Brownell, 1959) e. Tebal tutup tangki Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell. Tebal tutup atas = 1/5 in.

Tenaga Pengaduk Jenis pengaduk : propeler. Jumlah baffle : 4 buah Da/Dt = 0,3 ; W/Da = 1/5 ; L/Da = ¼ ; Dt/E = 4.............................(Geankoplis, 1997) Dt : Diameter tangki = 3,599 m = 11,807 ft Da : Diameter pengaduk = 0,3 Dt = 0,3 x 11,807 ft = 3,542 ft W : Lebar pengaduk = 1/5 x Da = 1/5 x 3,542 ft = 0,708 ft L : Panjang daun pengaduk = ¼ Da = ¼ x 3,542 ft = 0,885 ft E : Jarak daun dari dasar tangki = ¼ x Dt = ¼ x 11,807 ft = 2,952 ft Data Perhitungan : n

= 1,0 putaran/detik

µ NaOH = 50 cp = 0,033 lb/ft.sec ..........................(Geankoplis, 1997) Bilangan Reynold (N Re ) : N Re =

N Re =

n . Da 2 . ρ

µ

...................................(Geankoplis,1997)

(1,0 put / det) . (3,542 ft ) 2 . (69,052lb / ft 3 ) = 2,6251 × 10 4 0,033lb / ft. sec

Bilangan Daya (N P ) : Np

P .g c

=

ρ . n 3 . Da 5

............................................(Geankoplis,1997) Untuk N Re = 2,6251 x 104 , N P = 0,8

(Fig 3.4-4

Geankoplis,1997) P=

N P . ρ . n 3 . Da 5 0,8 . 69,052 .1,0 3 . 3,542 5 = = 957,203 lb / ft sec gc 32,174


Efisiensi 80 % P=

957,203 =1.196,504 lb / ft sec = 2,175 Hp 0,8

Digunakan motor penggerak dengan daya 2,175 Hp

LC.4 Pompa NaOH (J – 201) Fungsi

: untuk memompakan NaOH ke tangki perendaman I

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 buah

Bahan Konstruksi

: Commercial steel

Densitas NaOH 10 % : 1109,112 kg/m3 = 69,052 lbm/ft3 .....................(LC.3) Viskositas (µ)

: 50 Cp = 0,033 lbm/ft.s ...............(Geankoplis,1997)

Laju alir massa (F)

: 1998 kg/jam = 1,223 lbm/s ...............................(LA.3)

Laju alir volumetric, Q =

F

ρ

=

1,223 = 0,0177 ft 3 / s = 0,0005 m3 / s 69,052

Desain Pompa : D i,opt = 0,363 Q 0,45 ρ 0,13

........................................................(Timmerhaus, 2004)

= 0,363 (0,0005 m3/s)0,45 (1109,112 kg/m3)0,13 = 0,029 m = 1,142 in Ukuran Spesifikasi Pipa :

..............................................................(Brownell,1959)

Ukuran pipa nominal

= 1 in

Schedule pipa

= 80

Diameter dalam (ID)

= 0,957 in = 0,080 ft

Diameter luar (OD)

= 1,32 in = 0,110 ft

Luas penampang dalam (A t ) = 0,005 ft2

Kecepatan linier, v =

Q 0,0177 = = 3,54 ft / s 0,005 At

Bilangan Reynold , N RE =

ρνD 69,052 × 3,54 × 0,080 = = 592,592 0,033 µ


Karena N Re < 2100, maka aliran laminar Untuk pipa commercial steel dan pipa 1 in Sc.80, diperoleh : ε Karena aliran laminar, maka f =

D

= 0,000575

16 16 = = 0,027 ....................(Esposito,1994) N Re 592,592

Instalasi Pipa :

2 (0,027) (3,54 ft / s ) 2 (55 ft ) Pipa lurus 55 ft ; F = 14,459 ft.lb f / lbm (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 ) (0,080) (3,54 ft / s ) 2 2 elbow 90 , F = (2)(0,75) = 0,2925 ft.lb f / lbm 2 (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 ) o

1 check valve, h f = (1)(2,0)

1 kontraksi, F = (0,55)

1 ekspansi, F = (1)

(3,54 ft / s ) 2 = 0,39 ft.lb f / lbm 2 (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 )

(3,54 ft / s ) 2 = 0,214 ft.lbf / lbm 2 (0,5) (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 )


Total Friksi : Σ F = 15,744 ft.lb f /lb m Kerja Pompa :

 V 2  ∆P g  + + ∆ + ΣF W = ∆Z gc g 2 α ρ c  

…………………………...(Peters, 2004)

Tinggi pemompaan, ∆Z = 10 ft Static head, ∆Z

g = 10 ft.lb f /lb m gc

Velocity Head,

∆V 2 =0 2αg c

Pressure Head,

∆P

ρ

=0

Maka, W = 25,744 ft. lb f /lb m


Daya Pompa : P = W Q ρ = (25,744 ft.lb f /lb m )(0,0177 ft3/s)(69,052 lb m /ft3) = 31,465 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P =

31,465 = 0,071 Hp 550 x 0,8

Digunakan pompa dengan daya standar 0,1 Hp Daya motor =

0,1 hp = 0,117 Hp , digunakan motor 0,2 Hp 0,85

LC.5 Tangki NaHCO 3 (M – 302) Fungsi

: Untuk membuat larutan NaHCO 3 30 %

Bentuk


Bahan


Jumlah

: 1 unit : T = 30 oC ; P = 1 atm

Kondisi operasi

Kebutuhan rancangan : 1 hari Faktor kelonggaran

: 20 %

Laju Alir NaHCO 3

: 607 kg/jam

ρ NaHCO 3 98 %

: 2159 kg/m3 ...........................................(Perry, 1997)

Laju Alir Air

: 1415 kg/jam

Densitas Air

: 995,68 kg/m3 ..................................(Geankoplis, 1997)

Laju total NaHCO 3

: 2022 kg/jam

ρ laru tan NaHCO3 30% = (ρNaHCO3 × % NaHCO3 ) + (ρAir × % Air ) = (2159 x 0,3) + ( 995,68 x 0,7) = 1344,676 kg/m3 = 83,945 lbm/ft.s Perhitungan : a. Volume Tangki Volume larutan, V l =

2022kg / jam × 24 jam / hari × 1hari = 36,089 m 3 3 1344,676kg / m

Volume tangki, V = 1,2 x 36,089 m3 = 43,307 m3 b. Diameter dan tinggi shell


Volume shell tangki (Vs) : Vs = 14 πDi2H Direncanakan perbandingan diameter dengan silinder tangki ; D : H = 4 : 5 Vs =

5 16

πDi3


π 24

Di3

(Brownell, 1959)


17 48

πDi3

43,307 m3 =

17 48

πDi3


1  3,389   = 0,847 m  2 2 

(Brownell, 1959)


PD 2 SE − 1,2 P

(Brownell, 1959)


(Brownell, 1959)

P = tekanan desain S = allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa

(Brownell, 1959)

P o = tekanan udara luar = 1 atm = 101,325 kPa P = F/A = [(2022 kg/jam x 24 jam/hari x 1 hari)(9,8 m/s2)] / [π/4 (3,389)2 m2] = (475574,4 kg.m/s2 )/(9,016 m2) = 52.747,826 N/m2 = 52,748 kPa P operasi = P o + P = 101,325 kPa + 52,748 kPa = 154,073 kPa Maka, P design = (1,2) (154,073 kPa) = 184,888 kPa


Tebal shell tangki : t =

=


Faktor korosi = 1/20 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,177 in + (1/20 in) = 0,227 in Tebal shell standar yang digunakan = 1/5 in

(Brownell, 1959)

e. Tebal tutup tangki Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell. Tebal tutup atas = 1/5 in.


= 1,0 putaran/detik

µ NaHCO 3 = 1,325 cp = 0,00089 lb/ft.sec ........................(Timmerhaus, 2003) Bilangan Reynold (N Re ) : N Re =

N Re =

n . Da 2 . ρ

µ

...................................(Geankoplis,1997)


Bilangan Daya (N P ) :


Np

P .g c

=

ρ . n 3 . Da 5

............................................(Geankoplis,1997) Untuk N Re = 1,0496 x 106 , N P = 0,9 P=

(Fig 3.4-4 Geankoplis,1997)

N P . ρ . n 3 . Da 5 0,9 . 83,945 .1,0 3 . 3,336 5 = = 970,203 lb / ft sec gc 32,174

Efisiensi 80 % P=

970,203 =1.212,754 lb / ft sec = 2,205 Hp 0,8


LC.6 Pompa NaHCO 3 (J – 301) Fungsi

: Memompakan NaHCO 3 ke Tangki Perendam 2.

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan Kontruksi

: Commercial Steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur

: 30 0C

Densitas larutan (ρ)

: 1344,676 kg/m3 = 83,945 lb m /ft3................................(LC.5)

Viskositas larutan (μ)

: 1,325 cp

= 0,00089 lb m /ft.s ...(Timmerhause, 2003)

Laju alir massa (F)

: 2022 kg/jam

= 1,238 lb m /s ................................(LA.6)


F

ρ

=

1,238 = 0,0147 ft 3 / s = 0,0004 m3/s 83,945

Desain Pompa : D i,opt = 0,363 Q f 0,45 ρ 0,13 3

…....................................................(Timmerhaus, 2004) 0,45

= 0,363 (0,0004 m /s)

(1344,676 kg/m3)0,13

= 0,027 m = 1,063 in Ukuran Spesifikasi Pipa :

..............................................................(Brownell,1959)

Ukuran pipa nominal

= 1 in

Schedule pipa

= 80

Diameter dalam (ID)

= 0,957 in = 0,080 ft


Diameter luar (OD)

= 1,32 in = 0,110 ft

Luas penampang dalam (A t ) = 0,005 ft2 Kecepatan linier, v =

Q 0,0147 = = 2,94 ft / s At 0,005


ρνD 83,945 × 2,94 × 0,080 = = 22.184,117 0,00089 µ

Karena N Re > 4100, maka aliran turbulen. Untuk pipa commercial steel dan pipa 1,25 in Sc.80, diperoleh : ε Karena aliran laminar, maka f =

D

= 0,000575

16 16 = = 0,00072 ..........(Esposito,1994) N Re 22.184,117

Instalasi Pipa : Pipa lurus 55 ft ; F

2 (0,00072) (2,94 ft / s ) 2 (55 ft ) = 0,266 ft.lb f / lbm (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 ) (0,080)

2 elbow 90 o, F = (2)(0,75)




(2,94 ft / s ) 2 1 kontraksi, F = (0,55) = 0,148 ft.lbf / lbm 2 (0,5) (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 ) 1 ekspansi, F = (1)


Total Friksi : Σ F = 1,151 ft.lb f /lb m Kerja Pompa : W = ∆Z

 V 2  ∆P g  + + ∆ + ΣF gc  2αg c  ρ

(Peters, 2004)



Velocity Head,

∆V 2 =0 2αg c


Pressure Head,

∆P

ρ

=0

Maka, W = 11,151 ft. lb f /lb m Daya Pompa : P = W Q ρ = (11,151 ft.lb f /lb m )(0,0147 ft3/s)(83,945 lb m /ft3) = 13,760 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P =

13,760 = 0,031 Hp 550 x 0,8



LC.7 Tangki Santan (M - 402) Fungsi

: Untuk tempat membuat santan dengan kadar air 66,7 % guna kebutuhan proses.

Bentuk


Bahan


Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: T = 30 oC ; P = 1 atm

Kebutuhan rancangan : 1 hari Faktor kelonggaran

: 20 %

Laju alir santan

: 552 kg/jam.......................................................(LA.13)

Densitas santan

: 1030 kg/m3 ...................................(Geankoplis,1997)

Laju Alir Air

: 1103 kg/jam....................................................(LA.13)

Densitas Air

: 995,68 kg/m3 ...................................(Mc.Cabe, 1997)

Laju total santan

: 1655 kg/jam

ρ san tan 33,3% = (ρsan tan× % san tan ) + (ρAir × % Air ) = (1030 x 0,333) + ( 995,68 x 0,667) = 1007,108 kg/m3 = 62,871 lbm/ft3


Perhitungan : a. Volume Tangki Volume umpan =

1655kg / jam × 24 jam / hari × 1hari = 39,439 m 3 1007,108kg / jam

Volume tangki, V = 1,2 x 39,439 = 47,327 m3 b. Diameter dan tinggi shell Volume shell tangki (Vs) : Vs = 14 πDi2H Direncanakan perbandingan diameter dengan silinder tangki ; D : H = 4 : 5 Vs =

πDi3

5 16


π 24

Di3

……………………………………………… (Brownell, 1959)


17 48

πDi3

47,327 m3 =

17 48

πDi3

Di = 3,491 m ; H = 4,364 m c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = 3,491 m Rasio axis = 2 : 1 Tinggi tutup =

1  3,491   = 0,873 m ……………………… (Brownell, 1959)  2 2 


PD 2 SE − 1,2 P

……………………………………… (Brownell, 1959)


……………………………… (Brownell, 1959)

P = tekanan desain


S = allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa……….(Brownell, 1959) P o = tekanan udara luar = 1 atm = 101,325 kPa P = F/A = [(1655 kg/jam x 24 jam/hari x 1 hari)(9,8 m/s2)] / [π/4 (3,491)2 m2] = (389256 kg.m/s2 )/(9,567 m2) = 40687,363 N/m2 = 40,687 kPa P operasi = P o + P = 101,325 kPa + 40,687 kPa = 142,012 kPa Maka, P design = (1,2) (142,012 kPa) = 170,414 kPa Tebal shell tangki : t =

(170,414 kPa).(3,491m) PD = 2 SE − 1,2 P 2(87.218,714 kPa).(0,8) − 1,2(170,414 kPa)

= 0,0043 m = 0,168 in Faktor korosi = 1/20 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,168 in + (1/20 in) = 0,218 in Tebal shell standar yang digunakan = 1/5 in .........................(Brownell, 1959) e. Tebal tutup tangki Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell. Tebal tutup atas = 1/5 in.


= 1,0 putaran/detik

µ santan = 2,12 cp = 0,0014 lb/ft.sec......................(Geankoplis, 1997) Bilangan Reynold (N Re ) : N Re =

n . Da 2 . ρ

µ

...................................(Geankoplis,1997)


N Re =



P .g c

=

ρ . n 3 . Da 5

............................................(Geankoplis,1997) Untuk N Re = 1,54303 x 105 , N P = 0,9 ..................(Fig 3.4-4 Geankoplis,1997) N P . ρ . n 3 . Da 5 0,9 . 62,871 .1,0 3 . 3,436 5 P= = = 842,274 lb / ft sec gc 32,174 Efisiensi 80 % P=

842,274 =1.052,842 lb / ft sec = 1,914 Hp 0,8


LC.8 Pompa Santan (J – 403) Fungsi

: Memompakan santan ke tangki pencampuran 2.

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan Kontruksi

: Commercial Steel

Jumlah

: 1 unit

ρ santan 33,3%

: 1007,108 kg/m3 = 62,871 lbm/ft ......................(LC.7)

Viskositas (µ) santan : 2,12 cP = 0,0014 lbm/ft.s..............(Geankoplis, 1997) Laju Alir santan (F) Laju alir volumetric, Q =

F

ρ

: 1655 kg/jam = 1,013 lbm/s..............................(LA.13) =

1,013 = 0,016 ft 3 / s = 0,0004 m3/s 62,871

Desain Pompa : D i,opt = 0,363 Q f 0,45 ρ 0,13 3

.......................................................(Timmerhaus, 2004) 0,45

= 0,363 (0,0004 m /s)

(1007,108 kg/m3)0,13

= 0,026 m = 1,024 in

Ukuran Spesifikasi Pipa :

...........................................................(Geankoplis,1997)

Ukuran pipa nominal

= 1,25 in


Schedule pipa

= 80

Diameter dalam (ID)

= 1,278 in = 0,1065 ft

Diameter luar (OD)

= 1,66 in = 0,1383 ft

Luas penampang dalam (A t ) = 0,0089 ft2 Kecepatan linier, v =

0,016 Q = = 1,798 ft / s At 0,0089


ρνD 62,871 × 1,798 × 0,1065 = = 8.599,271 0,0014 µ

Karena N Re > 4100, maka aliran turbulen. Untuk pipa commercial steel dan pipa 1,25 in Sc.80, diperoleh : ε

D

= 0,00043

Dari fig.2.10-3, Geankoplis, 1997 untuk N Re = 8795,271 dan ε

D

= 0,0014 ,

diperoleh : f = 0,0088

Instalasi Pipa : - Panjang pipa lurus, L 1 = 50 ft - 1 buah gate valve fully open , L/D = 13 ………………….(App.C-2a, Foust, 1980) L 2 = 1 x 13 x 0,1065 = 1,384 ft - 2 buah standard elbow 90o , L/D = 30 …………………...(App.C-2a, Foust, 1980) L 3 = 2 x 30 x 0,1065 = 6,389 ft - 1 buah sharp edge entrance , K = 0,5 , L/D = 27 ………..(App.C-2a, Foust, 1980) L 4 = 0,5 x 27 x 0,1065 = 1,438 ft - 1 buah sharp edge exit , K = 1,0 , L/D = 55 ……………...(App.C-2a, Foust, 1980) L 5 = 1,0 x 55 x 0,1065 = 5,8574 ft Panjang pipa total : Σ L = 65,068 ft Faktor gesekan , F=

f .v 2 .ΣL (0,0088)(1,798) 2 (65,068) = = 0,270 ft.lbf / lbm 2 g c .D 2(32,174)(0,1065)




∆V 2 =0 2αg c

Velocity Head, Pressure Head,

∆P

ρ

=0

Maka, W s = ∆Z

 V2 g + ∆ gc  2αg c

 ∆P  + + ΣL = 10,270 ft.lbf/lbm……………....(Peters, 2004)  ρ

Daya Pompa : P=

Ws .Q.ρ (10,270)(0,016)(64,304) = = 0,019 Hp 550 550

Untuk efisiensi pompa 55 %, maka : Tenaga pompa yang dibutuhkan : P =

0,019 = 0,034 Hp 0,55



LC.9 Tangki Pencuci I (M – 201) Fungsi

: Untuk mencuci kacang kedelai dari Bucket Elevator.

Bentuk


Bahan konstruksi

: Carbon Steel, SA-283 grade C

Laju alir umpan

: 613 kg/jam

Densitas kedelai (ρ) : 48 lb/ft3 = 768,88 kg/m3 ................................ (www.powderandbulk.com. 2008) Laju alir air

: 613 kg/jam

Densitas air(ρ)

: 995,68 kg/m3 .................................(Geankoplis, 1997)

Faktor Keaamanan

: 20%

Laju total umpan

: 1226 kg/jam

ρ Campuran = (ρkedelai × % Kedelai ) + (ρAir × % Air )


= (768,88 x 0,5) + ( 995,68 x 0,5) = 882,28 kg/m3 Perhitungan : a. Volume Tangki Diasumsikan waktu tinggal = 1 jam τ=

V v0

Dimana : τ = Waktu tinggal V = Volume tangki yang ditempati bahan v o = Laju volumetrik umpan V=

1226 kg / jam × 1 jam = 1,389 m3 3 882,28 kg / m


5 16

πDi3


π 24

Di3

........................................................................ (Brownell, 1959)


17 48

πDi3

1,667 m3 =

17 48

πDi3


1  1,144   = 0,286 m .................................... (Brownell, 1959)  2 2 



PD 2 SE − 1,2 P

............................................................ (Brownell, 1959)

Dimana : t = tebal shell D = Diameter dalam tangki E = Joint effesiensi = 0,8........................................................ (Brownell, 1959) P = tekanan desain S = allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa............ (Brownell, 1959) P o = tekanan udara luar = 1 atm = 101,325 kPa P = F/A = [(1226 kg/jam x 1 jam)(9,8 m/s2)] / [π/4 (1,144)2 m2] = (12014,8 kg.m/s2 )/(1,027 m2) = 11698,929 N/m2 = 11,699 kPa P operasi = P o + P = 101,325 kPa + 11,699 kPa = 113,024 kPa Maka, P design = (1,2) (113,024 kPa) = 135,629 kPa Tebal shell tangki : t =

=


Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,044 in + (1/8 in) = 0,169 in Tebal shell standar yang digunakan = 1/5 in ........................ (Brownell, 1959) e. Tebal tutup tangki Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell. Tebal tutup atas = 1/5 in.

Tenaga Pengaduk : Jenis pengaduk yang digunakan adalah propeler. Da/Dt = 0,3 ; W/Da = 1/5 ; L/Da = ¼ ; Dt/E = 4.............................(Geankoplis, 1997) Dt : Diameter tangki = 1,144 m = 3,753 ft Da : Diameter pengaduk = 0,3 Dt = 0,3 x 3,753 ft = 1,126 ft W : Lebar pengaduk = 1/5 Da = 1/5 x 1,126 ft = 0,225 ft


L : Panjang daun pengaduk = ¼ Da = ¼ x 1,126 ft = 0,281 ft E : Jarak daun dari dasar tangki = ¼ x Dt = ¼ x 3,753 ft = 0,938 ft P=

Kt.n 3 Da 5 ρm gc.550

Dimana: Kt : Konstanta pengaduk = 6,3................................................................. (Perry, 1999) N : Kecepatan pengaduk = 35 rpm = 0,5833 rps Da : Diameter pengaduk = 1,126 ft ρc : Densitas campuran (Kedelai + Air) = 882,28 kg/m3 = 55,079 lbm/ft3 ..................................(Perhitungan ρ pada LC.9) gc : konstanta gravitasi = 32,174 lbm.ft/lbf.det2 P =

6,3 × 0,58333 × 1,126 5 × 55,079 = 0,007 Hp 32,174 × 550

LC.10 Vibrating Screen (S – 101) Fungsi

: Memisahkan kacang kedelai dengan air untuk dimasukkan lagi kedalam Tangki Perendaman – I .

Jenis

: Vibrating Screen

Bahan

: Stainless Steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi : - Temperatur (T) : 30 oC - Tekanan (P) Laju umpan (F)

: 1 atm (14,696 psi) : 1226 kg/jam

Faktor kelonggaran,f k

:

20

%

……………………………………(Perry,1999) Kapasitas = (1 + f k )F = (1 + 0,2) x 1226 kg/jam = 1471,2 kg/jam = 1,471 ton/jam Ayakan yang dipilih :…………………………………………………... (Perry, 1999) 1.

No ayakan

= 18 (1,00 mm)

2.

Bukaan ayakan

= 1 mm = 0,0394 in


3.

Diameter wire

= 0,580 mm = 0,0228 in

4.

Tyler equivalent

= 16 mesh

Menghitung faktor bukaan –area (F oa ) : F oa = 100 a2.m2 Dimana : a = bukaan ayakan = 0,0394 in d = diameter wire = 0,0228 in m=

1 a+d

 1  F oa =100 a2.  a + d 

2

  1 = 100 (0,0394)2.  (0,0394) + (0,0228)   

2

= 40,125 %

Perhitungan luas screen (A) : A=

0,4C t C u .Foa Fs

Dimana : Ct

= laju bahan yang lewat = 1,471 ton/jam

Cu

= unit kapasitas = 0,32 ton/h.ft2 ....................................... (Perry, 1999)

F oa

= faktor bukaan-area = 0,4012

Fs

= faktor slotted area = 1,5................................................ (Perry, 1999)

A=

0,4.(1,471 ton / h) (0,32 ton / h. ft 2 )(0,4012)(1,5)

= 3,055 ft2

Menentukan panjang (P) dan lebar (L) ayakan : F s = P : L = 1,5 P = 1,5 L A = P x L = 1,5L x L = 1,5 L2


 A L =   1,5 

1

2

= 1,427 ft = 0,435 m

P = 1,5 (1,427 ft) = 2,1405 ft = 0,652 m Untuk kapasitas 1,471 ton/h, dipilih spesifikasi : ...............................(Mc.Cabe, 1985) - Kecepatan getaran

: 3600 vibrasi/menit

- Daya

: 4 hp

Menentukan efisiensi pemisahan : E = 100 ×

100(e − v) .................................................................. (Perry, 1999) e(100 − v)

Dimana : E = Effisiensi e

= Persen bahan yang lewat

v

= Persen bahan yang tertahan

E = 100 ×

100(e − v) 100(92 − 8) = 100 × = 99,24 % e(100 − v) 92(100 − 8)

LC.11 Tangki Perendaman I (TT – 201) Fungsi

: Untuk merendam kacang kedelai dari Vibrating Screen dengan NaOH.

Bentuk

: Silinder vertikal dengan dasar datar tanpa tutup.

Jumlah

: 4 unit (continue setiap 2 jam)

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-283 Grade C

Laju alir umpan

: 666 kg/jam

Densitas kedelai (ρ) : 48 lb/ft3 = 768,88 kg/m3 .................................(www.powderandbulk.com.2008) Laju alir NaOH

: 200 kg/jam

ρ NaOH 30 %

: 1109,112 kg/m3 .................................................(LC.3)

Laju alir Air

: 1798 kg/jam

Densitas Air (ρ)

: 995,68 kg/m3 ..................................(Geankoplis, 1997)

Faktor Keaamanan

: 20%


Lama perendaman

: 2 jam

Laju total umpan

: 2664 kg/jam

ρ Campuran = ( ρkedelai × %kedelai) + (ρNaOH × % NaOH ) + (ρAir × % Air ) = (768,88 x 0,45) + (1109,112 x 0,1) + ( 995,68 x 0,45) = 904,963 kg/m3

Perhitungan : a. Volume Tangki τ=

V v0

Dimana : τ = Waktu tinggal V = Volume tangki yang ditempati bahan v o = Laju volumetrik umpan Volume untuk setiap tangki secara continue adalah : V=

2664 kg / jam × 2 jam = 5,887 m3 904,963 kg / m 3


5 16

πDi3


π 24

Di3

........................................................................ (Brownell, 1959)


17 48

πDi3

7,064 m3 =

17 48

πDi3

Di = 1,852 m H = 2,315 m


c. Tebal shell tangki t=

PD 2 SE − 1,2 P

............................................................ (Brownell, 1959)

Dimana : t = tebal shell D = Diameter dalam tangki E = Joint effesiensi = 0,8........................................................ (Brownell, 1959) P = tekanan desain S = allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa.............(Brownell, 1959) P o = tekanan udara luar = 1 atm = 101,325 kPa P = F/A = [(2664 kg/jam x 2 jam/hari x 1 hari)(9,8 m/s2)] / [π/4 (1,852)2 m2] = (52214,4 kg.m/s2 )/(2,692 m2) = 19.396,137 N/m2 = 19,396 kPa P operasi = P o + P = 101,325 kPa + 19,396 kPa = 120,721 kPa Maka, P design = (1,2) (120,721 kPa) = 144,865 kPa Tebal shell tangki : t =

=


Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,074 in + (1/8 in) = 0,199 in Tebal shell standar yang digunakan = 1/5 in ........................ (Brownell, 1959)

LC.34 Bucket Elevator (C - 202) Fungsi

: Mengangkut Kacang kedelai untuk dimasukkan ke dalam tangki Pencuci (M – 202)

Jenis


Bahan

: Malleable – iron


: 30 oC


Tekanan (P)

: 1 atm (14,696 psi)


: 2664 kg/jam


: 12 %

(Tabel 28-8, Perry,1999)

Kapasitas : 1,12 x 2664 kg/jam = 2983,68 kg/jam = 2,984 ton/jam Untuk bucket elevator kapasitas < 14 ton / jam, spesifikasinya adalah sebagai berikut:


1. Ukuran Bucket

= (6 x 4 x 41/ 4 ) in

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


= daya (kW)

m


∆z



LC.13 Tangki Pencuci II (M – 202) Fungsi

: Untuk mencuci kacang kedelai dari Tangki Perendaman (TT – 201)

Bentuk


Bahan konstruksi


Laju alir umpan

: 2664 kg/jam

Densitas kedelai (ρ) : 48 lb/ft3 = 768,88 kg/m3 ................................(www.powderandbulk.com.2008) Laju alir umpan air

: 2664 kg/jam


Densitas air(ρ)

: 995,68 kg/m3 ................................(Geankoplis, 1997)

Faktor Keaamanan

: 20%

Laju total umpan

: 5328 kg/jam

ρ Campuran = (ρkedelai × % Kedelai ) + (ρAir × % Air ) = (768,88 x 0,5) + ( 995,68 x 0,5) = 882,28 kg/m3

Perhitungan : a. Volume Tangki Diasumsikan waktu tinggal = 1 jam τ=

V v0


5328 kg / jam × 1 jam = 6,039 m3 3 882,28 kg / m


5 16

πDi3


π 24

Di3

........................................................................ (Brownell, 1959)


17 48

πDi3

7,247 m3 =

17 48

πDi3

Di = 1,868 m H = 2,335 m


c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = 1,868 m Rasio axis = 2 : 1 Tinggi tutup =

1  1,868   = 0,467 m .................................... (Brownell, 1959)  2 2 


PD 2 SE − 1,2 P

............................................................ (Brownell, 1959)

Dimana : t = tebal shell D = Diameter dalam tangki E = Joint effesiensi = 0,8........................................................ (Brownell, 1959) P = tekanan desain S = allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa.............(Brownell, 1959) P o = tekanan udara luar = 1 atm = 101,325 kPa P = F/A = [(5328 kg/jam x 1 jam)(9,8 m/s2)] / [π/4 (1,868)2 m2] = (52214,4 kg.m/s2 )/(2,739 m2) = 19063,308 N/m2 = 19,063 kPa P operasi = P o + P = 101,325 kPa + 19,063 kPa = 120,388 kPa Maka, P design = (1,2) (120,388 kPa) = 144,466 kPa Tebal shell tangki : t =

=



Tenaga Pengaduk :


Jenis pengaduk yang digunakan adalah propeler. Da/Dt = 0,3 ; W/Da = 1/5 ; L/Da = ¼ ; Dt/E = 4.............................(Geankoplis, 1997) Dt : Diameter tangki = 1,868 m = 6,128 ft Da : Diameter pengaduk = 0,3 Dt = 0,3 x 6,128 ft = 1,838 ft W : Lebar pengaduk = 1/5 Da = 1/5 x 1,838 ft = 0,368 ft L : Panjang daun pengaduk = ¼ Da = ¼ x 1,838 ft = 0,459 ft E : Jarak daun dari dasar tangki = ¼ x Dt = ¼ x 6,128 ft = 1,532 ft P=


Dimana : Kt : Konstanta pengaduk = 6,3 ................................................................ (Perry, 1999) N : Kecepatan pengaduk = 35 rpm = 0,5833 rps Da : Diameter pengaduk = 1,838 ft ρc : Densitas campuran (Kedelai + Air) = 882,28 kg/m3 = 55,079 lbm/ft3 ...........................................(Perhitungan ρ pada LC.12) gc : konstanta gravitasi = 32,174 lbm.ft/lbf.det2

6,3 × 0,58333 × 1,838 5 × 55,079 P= = 0,082 Hp 32,174 × 550

LC.14 Vibrating Screen II (S–202) Fungsi

: Memisahkan kacang kedelai dengan air untuk dimasukkan lagi kedalam Tangki Perendam II.

Jenis

: Vibrating Screen

Bahan

: Stainless Steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi : - Temperatur (T) : 30 oC - Tekanan (P) Laju umpan (F)

: 1 atm (14,696 psi) : 5328 kg/jam


:

20

%

…………………………………….(Perry,1999) Kapasitas = (1 + f k )F


= (1 + 0,2) x 5328 kg/jam = 6393,6 kg/jam = 6,393 ton/jam Ayakan yang dipilih :…………………………………………………... (Perry, 1999) 1. No ayakan

= 18 (1,00 mm)

2. Bukaan ayakan

= 1 mm = 0,0394 in

3. Diameter wire

= 0,580 mm = 0,0228 in

4. Tyler equivalent

= 16 mesh


1 a+d

 1  F oa =100 a2.  a + d 

2

  1 = 100 (0,0394)2.  (0,0394) + (0,0228)   

2

= 40,125 % Perhitungan luas screen (A) : A=

0,4C t C u .Foa Fs

Dimana : Ct


Cu

= unit kapasitas = 0,32 ton/h.ft2 ....................................... (Perry, 1999)

F oa


Fs

= faktor slotted area = 1,5……………………………… (Perry, 1999)

A=

0,4.(6,393 ton / h) (0,32 ton / h. ft 2 )(0,4012)(1,5)

= 13,279 ft2


Menentukan panjang (P) dan lebar (L) ayakan : F s = P : L = 1,5 P = 1,5 L A = P x L = 1,5L x L = 1,5 L2  A L =   1,5 

1

2

= 6,393 ft = 1,949 m

P = 1,5 (6,393 ft) = 9,589 ft = 2,923 m

Untuk kapasitas 6,393 ton/h, dipilih spesifikasi : …………………...(Mc.Cabe, 1985) - Kecepatan getaran


- Daya

: 4 hp


100(e − v) .................................................................. (Perry, 1999) e(100 − v)



v


E = 100 ×

100(e − v) 100(91 − 9) = 100 × = 99,02 % e(100 − v) 91(100 − 9)

LC.15 Tangki Perendaman II (TT – 202) Fungsi

: Untuk merendam kacang kedelai dari Vibrating Screen dengan NaHCO 3 .

Bentuk

: Silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup ellipsoidal.

Jumlah

: 2 unit (Continue setiap 1,5 jam)

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-283 Grade C

Laju alir umpan

: 674 kg/jam


Densitas kedelai (ρ) : 48 lb/ft3 = 768,88 kg/m3 ......... .................................(www.powderandbulk.com.2008) Laju alir NaHCO 3

: 607 kg/jam

Densitas NaHCO 3 (ρ) : 1344,676 kg/m3 .................................................(LC.5) Laju alir Air

: 1415 kg/jam

Densitas Air (ρ)

: 995,68 kg/m3 ..................................(Geankoplis, 1997)

Faktor Keaamanan

: 20%

Lama perendaman

: 1,5 jam

Laju total umpan

: 2696 kg/jam

ρ Campuran = ( ρkedelai × %kedelai) + (ρNaHCO3 × % NaHCO3 ) + (ρAir × % Air ) = (768,88 x 0,35) + (1344,676 x 0,3) + ( 995,68 x 0,35) = 1020,999 kg/m3


V v0

Dimana : τ = Waktu tinggal V = Volume tangki yang ditempati bahan v o = Laju volumetrik umpan Volume untuk setiap tangki secara continue adalah : V=

2696 kg / jam × 1,5 jam = 3,961 m3 3 1020,999 kg / m


5 16

πDi3

Volume tutup tangki (Ve) :


Ve =

π 24

Di3 ............................................................................. (Brownell, 1959)


17 48

πDi3

4,753 m3 =

17 48

πDi3

Di = 1,623 m H = 2,029 m c. Tebal shell tangki t=

PD ...................................................................... (Brownell, 1959) 2 SE − 1,2 P

Dimana : t = tebal shell D = Diameter dalam tangki E = Joint effesiensi = 0,8........................................................ (Brownell, 1959) P = tekanan desain S = allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa............ (Brownell, 1959) P o = tekanan udara luar = 1 atm = 101,325 kPa P = F/A = [(2696 kg/jam x1,5 jam/hari x 1 hari)(9,8 m/s2)] / [π/4 (1,623)2 m2] = (39631,2 kg.m/s2 )/(2,068 m2) = 19.164,023 N/m2 = 19,164 kPa P operasi = P o + P = 101,325 kPa + 19,164 kPa = 120,489 kPa Maka, P design = (1,2) (120,489 kPa) = 144,587 kPa Tebal shell tangki : t =

=

PD 2 SE − 1,2 P (144,587 kPa).(1,623m) 2(87.218,714 kPa).(0,8) − 1,2(144,587 kPa)

= 0,0016 m = 0,063 in Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,063 in + (1/8 in) = 0,188 in Tebal shell standar yang digunakan = 1/5 in ........................ (Brownell, 1959)

LC.16 Bucket Elevator (C – 303)


Fungsi

: Mengangkut Kacang kedelai dari Tangki perendaman – II ke Tangki Pencuci (M – 303)

Jenis


Bahan

: Malleable – iron


: 30 oC

Tekanan (P)

: 1 atm (14,696 psi)


: 2696 kg/jam


: 12 %


Kapasitas : 1,12 x 2696 kg/jam = 3019,52 kg/jam = 3,019 ton/jam Untuk bucket elevator kapasitas < 14 ton / jam, spesifikasinya adalah sebagai berikut:


1. Ukuran Bucket

= (6 x 4 x 41/ 4 ) in

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


= daya (kW)

m


∆z



LC.17 Tangki Pencuci III (M– 303) Fungsi

: Untuk mencuci kacang kedelai dari Tangki Perendaman (TT – 202)

Bentuk

: Silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup


ellipsoidal Bahan Konstruksi

: carbon Steel SA-283 Grade C

Laju alir umpan

: 2696 kg/jam

Densitas kedelai (ρ) : 48 lb/ft3 = 768,88 kg/m3 .................................(www.powderandbulk.com. 2008) Laju alir umpan air

: 2696 kg/jam

Densitas air(ρ)

: 995,68 kg/m3 ..................................(Geankoplis, 1997)

Faktor Keaamanan

: 20%

Laju total umpan

: 5392 kg/jam

ρ Campuran = (ρkedelai × % Kedelai ) + (ρAir × % Air ) = (768,88 x 0,5) + ( 995,68 x 0,5) = 882,28 kg/m3

Perhitungan : a. Volume Tangki Diasumsikan waktu tinggal = 1 jam τ=

V v0


5392 kg / jam × 1 jam = 6,111 m3 882,28 kg / m 3


5 16

πDi3


π 24

Di3

........................................................................ (Brownell, 1959)



17 48

πDi3

7,333 m3 =

17 48

πDi3


1  1,875   = 0,469 m .................................... (Brownell, 1959)  2 2 


PD 2 SE − 1,2 P

............................................................ (Brownell, 1959)

Dimana : t = tebal shell D = Diameter dalam tangki E = Joint effesiensi = 0,8........................................................ (Brownell, 1959) P = tekanan desain S = allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa............ (Brownell, 1959) P o = tekanan udara luar = 1 atm = 101,325 kPa P = F/A = [(5392 kg/jam x 1 jam)(9,8 m/s2)] / [π/4 (1,875)2 m2] = (52841,6 kg.m/s2 )/(2,759 m2) = 19152,446 N/m2 = 19,152 kPa P operasi = P o + P = 101,325 kPa + 19,152 kPa = 120,477 kPa Maka, P design = (1,2) (120,477 kPa) = 144,572 kPa Tebal shell tangki : t =

=


Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,076 in + (1/8 in) = 0,201 in


Tebal shell standar yang digunakan = 1/5 in

(Brownell, 1959)


Tenaga Pengaduk : Jenis pengaduk yang digunakan adalah propeler. Da/Dt = 0,3 ; W/Da = 1/5 ; L/Da = ¼ ; Dt/E = 4.............................(Geankoplis, 1986) Dt : Diameter tangki = 1,875 m = 6,151 ft Da : Diameter pengaduk = 0,3 Dt = 0,3 x 6,151 ft = 1,845 ft W : Lebar pengaduk = 1/5 Da = 1/5 x 1,845 ft = 0,369 ft L : Panjang daun pengaduk = ¼ Da = ¼ x 1,845 ft = 0,461 ft E : Jarak daun dari dasar tangki = ¼ x Dt = ¼ x 6,151 ft = 1,538 ft P=


Dimana: Kt : Konstanta pengaduk = 6,3.......................................................(Perry, 1999) N : Kecepatan pengaduk = 35 rpm = 0,5833 rps Da : Diameter pengaduk = 1,845 ft ρm : Densitas Campuran (Kedelai + Air) = 882,28 kg/m3 = 55,079 lbm/ft3 ...............................(Perhitungan ρ pada LC.15) gc : konstanta gravitasi = 32,174 lbm.ft/lbf.det2

6,3 × 0,58333 × 1,845 5 × 55,079 P= = 0,083 Hp 32,174 × 550

LC.18 Vibrating Screen III (S– 303) Fungsi

: Memisahkan kacang kedelai dengan air untuk dimasukkan lagi kedalam Tangki Perebusan.

Jenis

: Vibrating Screen

Bahan

: Commercial Steel

Kondisi Operasi : - Temperatur (T) : 30 oC


- Tekanan (P)

: 1 atm (14,696 psi)


: 5392 kg/jam


:

20

%

…………………………………….(Perry,1999) Kapasitas = (1 + f k )F = (1 + 0,2) x 5392 kg/jam = 6470,4 kg/jam = 6,470 ton/jam Ayakan yang dipilih :

……………………………………………(Perry, 1999)

1. No ayakan

= 18 (1,00 mm)

2. Bukaan ayakan

= 1 mm = 0,0394 in

3. Diameter wire

= 0,580 mm = 0,0228 in

4. Tyler equivalent

= 16 mesh


1 a+d

 1  F oa =100 a2.  a + d 

2

  1 = 100 (0,0394)2.  (0,0394) + (0,0228)   

2

= 40,125 %

Perhitungan luas screen (A) : A=

0,4C t C u .Foa Fs

Dimana : Ct


Cu

= unit kapasitas = 0,32 ton/h.ft2 ........................................(Perry, 1999)


F oa


Fs

= faktor slotted area = 1,5

A=

………………………….. (Perry, 1999)

0,4.(6,470 ton / h) (0,32 ton / h. ft 2 )(0,4012)(1,5)

= 13,439 ft2

Menentukan panjang (P) dan lebar (L) ayakan : F s = P : L = 1,5 P = 1,5 L A = P x L = 1,5L x L = 1,5 L2  A L =   1,5 

1

2

= 6,470 ft = 1,972 m

P = 1,5 (6,470 ft) = 9,705 ft = 2,958 m

Untuk kapasitas 6,470 ton/h, dipilih spesifikasi : …………………...(Mc.Cabe, 1999) - Kecepatan getaran


- Daya

: 4 hp


100(e − v) .................................................................. (Perry, 1999) e(100 − v)



v


E = 100 ×

100(90 − 10) 100(e − v) = 100 × = 98,76 % e(100 − v) 90(100 − 10)

LC.19 Tangki Perebusan (TT – 401) Fungsi

: Untuk merebus kacang kedelai yang sudah dicuci


Bentuk


Bahan


Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: T = 90 oC ; P = 1 atm


: 20 %

Laju Alir Umpan

: 681 kg/jam

Densitas Kedelai

: 768,88 kg/m3..........(www.powderandbulk.com. 2008)

Laju Alir Air panas

: 681 kg/jam

Densitas Air

: 995,68 kg/m3 .................................(Geankoplis, 1997)

Laju total umpan

: 1362 kg/jam

ρ Campuran = (ρkedelai × %kedelai ) + (ρAir × % Air ) = (768,88 x 0,5) + (995,68 x 0,5) = 882,28 kg/m3 Perhitungan : a. Ukuran tangki Diasumsikan waktu tinggal = 1 jam τ=

V v0


1362 kg / jam × 1 jam = 1,544 m3 3 882,28 kg / m

Volume tangki, V = 1,2 x 1,544 m3 = 1,852 m3 b. Diameter dan tinggi shell Volume shell tangki (Vs) : Vs = 14 πDi2H Direncanakan perbandingan diameter dengan silinder tangki ; D : H = 4 : 5


Vs =

5 16

πDi3


π 24

Di3

........................................................................ (Brownell, 1959)


17 48

πDi3

1,852 m3 =

17 48

πDi3


1  1,185   = 0,296 m .................................... (Brownell, 1959)  2 2 


PD 2 SE − 1,2 P

............................................................ (Brownell, 1959)


................................................ (Brownell, 1959)

P = tekanan desain S = allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa............ (Brownell, 1959) P o = tekanan udara luar = 1 atm = 101,325 kPa P = F/A = [(1362 kg/jam x 1 jam/hari x 1 hari)(9,8 m/s2)] / [π/4 (1,185)2 m2] = (13347,6 kg.m/s2 )/(1,102 m2) = 12112,899 N/m2 = 12,112 kPa P operasi = P o + P = 101,325 kPa + 12,112 kPa = 113,437 kPa Maka, P design = (1,2) (113,437 kPa) = 136,124 kPa Tebal shell tangki : t =

PD 2 SE − 1,2 P


=

(136,124 kPa).(1,185m) = 0,0011 m = 0,045 in 2(87.218,714 kPa).(0,8) − 1,2(136,124 kPa)

Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,045 in + (1/8 in) = 0,170 in Tebal shell standar yang digunakan = 1/5 in

(Brownell, 1959)


Tenaga Pengaduk : Jenis pengaduk yang digunakan adalah propeler. Da/Dt = 0,3 ; W/Da = 1/5 ; L/Da = ¼ ; Dt/E = 4.............................(Geankoplis, 1997) Dt : Diameter tangki = 1,185 m = 3,888 ft Da : Diameter pengaduk = 0,3 Dt = 0,3 x 3,888 ft = 1,166 ft W : Lebar pengaduk = 1/5 Da = 1/5 x 1,166 ft = 0,233 ft L : Panjang daun pengaduk = ¼ Da = ¼ x 1,166 ft = 0,292 ft E : Jarak daun dari dasar tangki = ¼ x Dt = ¼ x 3,888 ft = 0,972 ft P=


Dimana: Kt : Konstanta pengaduk = 6,3..................................................................(Perry, 1999) N : Kecepatan pengaduk = 35 rpm = 0,5833 rps Da : Diameter pengaduk = 1,166 ft ρm : densitas campuran (Kedelai + Air) = 882,28 kg/m3 = 55,079 lbm/ft3 ...............................(Perhitungan ρ pada LC.17) gc : konstanta gravitasi = 32,174 lbm.ft/lbf.det2 P=

6,3 × 0,58333 × 1,166 5 × 55,079 = 0,008 Hp 32,174 × 550

LC.20 Roller Mill ( RM-401 ) Fungsi : Menghaluskan ukuran bahan baku kedelai dari Tangki Perebusan (P-1) untuk dimasukkan ke dalam Tangki Pencampuran (M-401)


Jenis : Double Toothed – Roll Crusher Bahan : Commercial Steel Kondisi Operasi : Temperatur (T)

: 30 oC

Tekanan (P)

: 1 atm (14,696 psi)


: 1362 kg/jam


: 20 %

Kapasitas : 1,2 x 1362 kg/jam = 1634 kg/jam = 1,634 ton/jam Untuk Roller Mill kapasitas < 39 ton / jam, spesifikasinya adalah sebagai berikut: 1.

Diameter ukuran roll

= 18 in = 1,5 ft ..(Tabel 12-8 (b), Walas ,1988)

2.

Face ukuran roll

= 18 in = 1,5 ft

3.

Ukuran maksimum umpan

= 4 in = 10 cm

4.

Kecepatan roll

= 150 rpm

5.

Kapasitas

= 39 – 67 ton/jam

6.

Daya motor yang digunakan = 8 Hp  76,6  Kecepatan kritis =    D 

1

2

 76,6  =   1,5 

1

2

= 7,146 rpm

Daya pada skala laboratorium (Ne) = 22,26 Hp..............................(Perry, 1999) Diambil efisiensi = 70 % Kecepatan Mill (k)

= Nm × D × 2,2046 × 10 −3 = 30,9584 × 1,5 × 2,2046 × 10 −3 = 0,102 ton

Daya Penghancur (P) = (0,7 × l − 1) × k × (0,5 D ) × 2 2, 26 2

= (0,7 × 1,5 − 1) × 0,102 × (0,5 × 1,5) × 2 2, 26 2

= 0,014 kW = 0,02 Hp

LC.21 Tangki Pencampuran (M – 401) Fungsi

: Untuk mencampur pasta kedelai dengan air

Bentuk


Bahan



Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: T = 30 oC ; P = 1 atm

Faktor kelonggaran

: 20 %

Laju Alir Susu Pasta : 1362 kg/jam ...................................................(LA.11) Densitas Susu Pasta : 1000 kg/m3 ............(www.powderandbulk.com. 2008) Laju Alir Air

: 10896 kg/jam

Densitas Air

: 995,68 kg/m3 ..................................(Geankoplis,1993)

Laju total umpan

: 12258 kg/jam..................................................(LA.11)

ρ Campuran = (ρpasta kedelai × % pasta kedelai ) + (ρAir × % Air ) = (1000 x 0,111) + ( 995,68 x 0,889) = 111 + 885,159 = 996,159 kg/m3 = 62,188 lbm/ft3 Perhitungan : a. Volume Tangki Diasumsikan waktu tinggal = 1 jam τ=

V v0


12258 kg / jam × 1 jam = 12,305 m3 3 996,159 kg / m


5 16

πDi3


π 24

Di3

........................................................................ (Brownell, 1959)

Volume tangki (V) :


V = Vs + Ve V=

17 48

πDi3

14,766 m3 =

17 48

πDi3


1  2,368   = 0,592 m .................................... (Brownell, 1959)  2 2 


PD 2 SE − 1,2 P

............................................................ (Brownell, 1959)

Dimana : t = tebal shell D = Diameter dalam tangki E = Joint effesiensi = 0,8........................................................ (Brownell, 1959) P = tekanan desain S = allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa............ (Brownell, 1959) P o = tekanan udara luar = 1 atm = 101,325 kPa P = F/A = [(12258 kg/jam x 1 jam/hari x 1 hari)(9,8 m/s2)] / [π/4 (2,368)2 m2] = (120128,4 kg.m/s2 )/(4,402 m2) = 27289,505 N/m2 = 27,289 kPa P operasi = P o + P = 101,325 kPa + 27,289 kPa = 128,614 kPa Maka, P design = (1,2) (128,614 kPa) = 154,337 kPa Tebal shell tangki : t =

(154,337 kPa).(2,368m) PD = 2 SE − 1,2 P 2(87.218,714 kPa).(0,8) − 1,2(154,337 kPa)

= 0,0026 m = 0,103 in Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,103 in + (1/8 in) = 0,228 in Tebal shell standar yang digunakan = 1/5 in ........................ (Brownell, 1959) e. Tebal tutup tangki


Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell. Tebal tutup atas = 1/5 in.

Tenaga Pengaduk : Jenis pengaduk : propeler. Jumlah baffle : 4 buah Da/Dt = 0,3 ; W/Da = 1/5 ; L/Da = ¼ ; Dt/E = 4.............................(Geankoplis, 1997) Dt : Diameter tangki = 2,368 m = 7,769 ft Da : Diameter pengaduk = 0,3 Dt = 0,3 x 7,769 ft = 2,331 ft W : Lebar pengaduk = 1/5 Da = 1/5 x 2,331 ft = 0,466 ft L : Panjang daun pengaduk = ¼ Da = ¼ x 2,331 ft = 0,583 ft E : Jarak daun dari dasar tangki = ¼ x Dt = ¼ x 7,769 ft = 1,942 ft Data Perhitungan : n

= 1,0 putaran/detik

µ susu pasta = 2,12 cp = 0,00142 lb/ft.sec ..........................(Geankoplis, 1997) Bilangan Reynold (N Re ) : N Re =

N Re =

n . Da 2 . ρ

µ

...................................(Geankoplis,1997)



P .g c

=

ρ . n 3 . Da 5

............................................(Geankoplis,1997) Untuk N Re = 2,37959x105 , N P = 0,9

(Fig 3.4-4

Geankoplis,1997) P=

N P . ρ . n 3 . Da 5 0,9 . 62,188 .1,0 3 . 2,3315 = = 119,717 lb / ft sec gc 32,174

Efisiensi 80 % P=

119,717 =149,646 lb / ft sec = 0,272 Hp 0,8



LC.22 Pompa Tangki Pencampuran – I (J – 401) Fungsi

: Memompakan umpan ke Filter Press

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan Kontruksi

: Stainless Steel

Jumlah

: 1 unit


: 50 0C

ρ cairan

: 996,159 kg/m3 = 62,188 lb/ft3......................................(LC.19)

µ cairan

: 2,12 cp = 0,000142 lb/ft sec ……………..(Geankoplis, 1993)

Laju alir massa (F)

: 12258 kg/jam = 7,507 lb m /s


F

ρ

=

7,507 = 0,121 ft 3 / s = 0,003 m3/s 62,188

Desain Pompa : D i,opt = 0,363 Q f 0,45 ρ c

0,13

….......................................... (Pers.12-15, Peters, 2004)


............................................................. (Brownell,1959)

Ukuran pipa nominal

= 3 in

Schedule pipa

= 80

Diameter dalam (ID)

= 2,9 in

= 0,242 ft

Diameter luar (OD)

= 3,5 in

= 0,292 ft

Luas penampang dalam (A t ) = 0,046 ft Kecepatan linier, v =

2

Q 0,121 = = 2,630 ft / s At 0,046

Bilangan Reynold ,


N RE =

ρνD 62,188 × 2,630 × 0,242 = = 278.733,623 0,000142 µ

Karena Nre .> 4100, maka aliran turbulen. Untuk pipa commercial steel dan pipa 3 in Sc.80, diperoleh : ε

D

= 0,00062

Harga f dapat dicari dari grafik f vs N RE Karena aliran turbulen, maka f = 0,0077....................................... (Geankoplis, 1983)

Instalasi Pipa :

2 (0,0077) (2,630 ft / s ) 2 (55 ft ) Pipa lurus 55 ft ; F = 0,752 ft.lb f / lbm (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 ) (0,242) 2 elbow 90 o, F = (2)(0,75)




1 kontraksi, F = (0,55)

1 ekspansi, F = (1)



Total Friksi : Σ F = 1,294 ft.lb f /lb m

Kerja Pompa : W = ∆Z

 V 2  ∆P g  + + ∆ + ΣF gc  2αg c  ρ

...........................................(Peters, 2004)



Velocity Head,

∆V 2 =0 2αg c

Pressure Head,

∆P

ρ

=0

Maka, W = 11,294 ft. lb f /lb m


Daya Pompa : P = W Q ρ = (11,294 ft.lb f /lb m )(0,121 ft3/s)( 62,188 lb m /ft3) = 84,984 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P =

84,984 = 0,193 Hp 550 x 0,8


0,193 Hp = 0,227 Hp digunakan motor 0,3 Hp 0,85

LC.23 Filter Press (P-401) Fungsi

: Untuk memisahkan susu kedelai dengan ampas.

Jenis

: Plat and Frame Filter Press.

Bahan konstruksi

: Carbon steel

Kondisi operasi

: T = 50 oC ; P = 1 atm

Dari neraca massa diperoleh: Laju alir susu kedelai : 11032 kg/jam .................................................(LA.12) ρ susu kedelai

: 996,159 kg/m3 = 62,188 lb/ft3 ........................ (LC.19)

µ susu kedelai

: 2,12 cp = 0,000142 lb/ft sec ……..(Geankoplis, 1997)

Faktor kelonggaran

: 20%

Tekanan filtrasi

: 50 psi = 7.200 lb/ft3

Jumlah cycle

: 1 cycle

Waktu filtrasi

: 26 menit

Laju alir padatan

: 1215 kg = 2678,63 lb

Perhitungan : a. Volume cairan Volume cairan tiap jam :

11032 kg =11,085 m 3 = 391,465 ft3 996,159 kg / L

Volume per cycle = 391,465 ft3 b. Kandungan padatan per volume filtrat (C s ) berat solid vol cairan 2678,63 = = 6,842 lb / ft 3 filtrat 391,465

Cs =

c. Menghitung luas filtrasi (A)


Filtrasi pada tekanan tetap :

µ .α . cs µ . Rm dt = 2 V+ A(− ∆P ).g c dV A (− ∆P ).g c t v

µ .α . cs

=

2 A2 (− ∆P ).g c

dimana :

V+

µ . Rm

................................. (Geankoplis, 1997)

A(− ∆P ).g c

t = waktu filtrasi (s) V = volume filtrat (ft3) P = tekanan filtrasi (lbf/ft2) α = tahanan spesifik (ft/lb) R m = tahanan filter mula-mula (ft-1) A = luas filtrasi C s = kandungan padatan/vol filtrat

t = 26 menit = 1560 detik untuk P = 50 psi, α = 3,70 x 1011 ft/lb....................... (Fig 13. Banchero, 1959) R m = 0,1 α = 3,70 x 1010 ft-1 0,000142 . 3,7 x1011 . 6,842 0,000142 . 3,7 x1011 1560 = 391 , 465 + 391,465 A . 7200 . 32,174 2 A 2 . 7200 . 32,174 303737,579 226,805 + A A2 2 = 275,683 ft = 25,611 m 2

3,985 = A

Dipilih plate and frame dengan ukuran 1450 mm Untuk plate and frame dari kayu dengan ukuran, 1450 mm Luas filtering area = 2,46 m2 ................................ (Tabel 11.11. Walas, 1988) Jumlah plate =

25,611 = 10,411 buah = 11 buah 2,46

LC.24 Bak Penampung Cake ( TT-402 ) Fungsi

: Menampung cake dari unit filter press

Jumlah

: 1 buah

Bahan konstruksi : Beton Kondisi Operasi

Laju alir massa

:

- Tekanan

: 1 atm

- Suhu

: 30 0C

: 1226 kg/jam


Ρ Ampas Kedelai : 36 lb/ft3 = 576,666kg/m3(www.powderandbulk.com.2008) Faktor kelonggaran

: 20%

Perhitungan : a. Volume Bak Volume cake, V l =

1226 kg / jam × 1 jam = 2,126 m 3 3 576,666 kg / m

Volume cake 1 hari proses = 24 x 2,126 m3 = 51,024 m3 Volume Bak, V b = (1 + 0,2) x 51,024 = 61,229 m3 b. Ukuran Bak Penampung Direncanakan, p : l : t = 1 : 1 : 2/ 3 Vb

=p . l . t

maka : 61,229 = 2/ 3 X3 3 × 61,229 2

X

=

X

= 4,512 m

3

panjang = 4,512 m lebar

= 4,512 m

tinggi = 3,008 m

LC.25 Tangki Pencampuran (M – 402) Fungsi

: Untuk mencampur susu kedelai dengan santan

Bentuk


Bahan


Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: T = 30 oC ; P = 1 atm

Faktor kelonggaran

: 20 %

Waktu tinggal

: 1 jam

Laju Alir susu kedelai : 11032 kg/jam Densitas susu kedelai : 996,159 kg/m3 .................................................(LC.19) Laju Alir santan

: 1655 kg/jam

Densitas santan

: 1007,108 kg/m3 .................................................(LC.7)

Laju alir total

: 12687 kg/m3


ρ Campuran = (ρsusu kedelai × % susu kedelai ) + (ρsan tan× % san tan ) = (996,159 x 0,85) + (1007,108 x 0,15) = 997,801 kg/m3 Perhitungan : a. Volume Tangki τ=

V v0


12687 kg / jam × 1 jam = 12,715 m3 3 997,801 kg / m


5 16

πDi3


π 24

Di3

........................................................................ (Brownell, 1959)

Volume tangki (V) : V = Vs + Ve

V=

17 48

πDi3

15,301 m3 =

17 48

πDi3

Di = 2,396 m H = 2,995 m c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = 2,396 m Rasio axis = 2 : 1


Tinggi tutup =

1  2,396   = 0,599 m .................................... (Brownell, 1959)  2 2 


PD 2 SE − 1,2 P

............................................................ (Brownell, 1959)

Dimana : t = tebal shell D = Diameter dalam tangki E = Joint effesiensi = 0,8........................................................ (Brownell, 1959) P = tekanan desain S = allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa............ (Brownell, 1959) P o = tekanan udara luar = 1 atm = 101,325 kPa P = F/A = [(12687 kg/jam x 1 jam/hari x 1 hari)(9,8 m/s2)] / [π/4 (2,396)2 m2] = (124332,6 kg.m/s2)/(4,506 m2) = 27592,676 N/m2 = 27,593 kPa P operasi = P o + P = 101,325 kPa + 27,593 kPa = 128,918 kPa Maka, P design = (1,2) (128,918 kPa) = 154,702 kPa Tebal shell tangki : t =

=



Tenaga Pengaduk : Jenis pengaduk yang digunakan adalah propeler. Da/Dt = 0,3 ; W/Da = 1/5 ; L/Da = ¼ ; Dt/E = 4.............................(Geankoplis, 1997) Dt : Diameter tangki = 2,396 m = 7,861 ft


Da : Diameter pengaduk = 0,3 Dt = 0,3 x 7,861 ft = 2,358 ft W : Lebar pengaduk = 1/5 Da = 1/5 x 2,358 ft = 0,472 ft L : Panjang daun pengaduk = ¼ Da = ¼ x 2,358 ft = 0,589 ft E : Jarak daun dari dasar tangki = ¼ x Dt = ¼ x 7,861 ft = 1,965 ft P=


Dimana : Kt : Konstanta pengaduk = 6,3 .................................................................(Perry, 1999) N : Kecepatan pengaduk = 35 rpm = 0,5833 rps Da : Diameter pengaduk = 2,358 ft ρm : ρ campuran (susu kedelai + santan) = 997,801 kg/m3 = 62,290 lbm/ft3 ...............................(Perhitungan ρ pada LC.23) gc : konstanta gravitasi = 32,174 lbm.ft/lbf.det2 P=

6,3 × 0,58333 × 2,358 5 × 62,290 = 0,321 Hp 32,174 × 550

LC.26 Pompa Tangki Pencampuran – II (J – 402) Fungsi

: Memompakan cairan susu kedelai ke tangki Pasteurisasi

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan Kontruksi

: Commercial Steel

Jumlah

: 1 unit


: 50 0C

ρ cairan susu kedelai

: 997,801 kg/m3 = 62,290 lb/ft3 ...............................(LC.23)

µ cairan susu kedelai

: 2,12 cp = 0,00142 lb/ft sec................... (Geankoplis, 1997)

Laju alir massa (F)

: 12687 kg/jam = 7,769 lb m /s


F

ρ

=

7,769 = 0,124 ft 3 / s = 0,003 m3/s 62,290


0,13

(Pers.12-15, Peters, 2004)

= 0,363 (0,003 m3/s)0,45 (997,801 kg/m3)0,13


= 0,065 m = 2,559 in

Ukuran Spesifikasi Pipa :

(Brownell,1959)

Ukuran pipa nominal

= 2 in

Schedule pipa

= 80

Diameter dalam (ID)

= 1,939 in

Diameter luar (OD)

= 2,375 in

Luas penampang dalam (A t ) Kecepatan linier, v =

= 0,0205 ft

= 0,1616 ft = 0,1979 ft 2

Q 0,124 = = 6,049 ft / s At 0,0205


ρνD 62,290 × 6,049 × 0,1616 = = 42.880,015 0,00142 µ


D

= 0,00028

Harga f dapat dicari dari grafik f vs N Re Karena aliran turbulen, maka f = 0,009......................................... (Geankoplis, 1997) Instalasi Pipa : - Panjang pipa lurus, L 1 = 50 ft - 1 buah gate valve fully open ; L/D = 13………………….. (App.C-2a, Foust,1980) L 2 = 1 x 13 x 0,1616 = 2,1006 ft - 2 buah standard elbow 90o ; L/D = 30…………………… (App.C-2a, Foust,1980) L 3 = 2 x 30 x 0,1616 = 9,6949 ft - 1 buah sharp edge entrance ;K = 0,5; L/D = 27 ………… (App.C-2a, Foust,1980) L 4 = 0,5 x 27 x 0,1616 = 2,1814 ft - 1 buah sharp edge exit ; K = 1,0 ; L/D = 55 ……………. (App.C-2a, Foust,1980) L 5 = 1,0 x 55 x 0,1616 = 8,8870 ft Panjang pipa total (ΣL) = 72,8636 ft Faktor gesekan , F=

f .v 2 . ∑ L (0,009) × (6,049) 2 × (72,8636) = = 2,307 ft.lbf / lbm 2 g c .D 2(32,174)(0,1616)

Kerja Pompa :




Velocity Head,

∆V 2 =0 2αg c

Pressure Head, W = ∆Z

∆P

ρ

g  ∆V 2 + g c  2 g c

=0

 ∆P  + +F  ρ

.......................................... (Peters, 2004)

= 10 + 0 + 0 + 2,307 = 12,307 ft. lb f /lb m Daya Pompa : P=

Ws Qρ (12,307) × (0,124) × (62,190) = = 0,172 Hp 550 550

Untuk efisiensi pompa 55 %, maka : Tenaga pompa yang dibutuhkan =

0,172 = 0,313 Hp 0,55

LC. 27 Tangki Pasturisasi ( TT-402 ) Fungsi

: Untuk mensterilkan susu kedelai.

Bentuk

: Silinder vertikal dengan dasar dan tutup ellipsoidal.

Bahan


Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi : Temperatur

= 70 oC = 343 oK

Tekanan

= 1 atm = 14,696 psi = 101,325 kPa

Kebutuhan rancangan = 1 hari Faktor kelonggaran

= 120 %

Beban Panas

= 1483237,17 kJ/jam............................................(LB.5)

Waktu tinggal

= 30 menit

Laju alir masuk

= 12687 kg/jam


Densitas susu kedelai = 996,801 kg/m3 = 62,290 lbm/ft3......................(LC.23)


V v0

τ = Waktu tinggal

Dimana :

V = Volume tangki yang ditempati bahan v o = Laju volumetrik umpan V=

12687 kg / jam 1 × 2 jam = 6,357 m3 3 997,801 kg / m

Volume tangki, V = 1,2 x 6,357 m3 = 7,628 m3 b. Jumlah tube Dari tabel 9 dan 10 hal 841 – 843 (Kern, 1950) direncanakan : -

Diameter luar (OD)

= ¾ in = 0,019 m

-

Panjang tube

= 10 m = 32,808 ft

-

Pitch (P T )

= 1 in = 0,025 m square pitch

-

a”

= 0,1963

T 1 = 180 0C = 302 0F T 2 = 100 0C = 212 0F t 1 = 40 0C = 104 0F t 1 = 70 0C = 158 0F ∆t 2 = T 1 – t 2 = 302 – 158 = 144 0F ∆t 1 = T 2 – t 1 = 212 – 104 = 108 0F ∆t 2 - ∆t 1 = 144 – 108 = 36 0F LMTD =

R=

∆t 2 − ∆t1 36 = = 125,279 0F ∆t 2 144 2,3 log 2,3 log 108 ∆t1

T1 − T2 302 − 212 = 1,6 = t 2 − t1 158 − 104


S=

t 2 − t1 158 − 104 = = 0,3 T1 − t1 302 − 104

Dari fig. 18 (Kern, 1950) diperoleh F T = 0,905 ∆t = LMTD x F T = 125,279 x 0 ,905 = 113,377 0F A=

Q 1405832,057 = = 247,992 ft2 U D × ∆t 50 × 113,377

Jumlah tube, N t =

A 247,992 = = 126,333 ≈ 124 L × a" 10 × 0,1963

c. Tebal tube - Faktor kelonggaran = 5 % Maka, P rancangan = (1,05) (101,325) = 106,391 kPa - Joint efficiency = 0,8 - Allowable stress = 18870 psia = 129276,75 kPa................. (Brownell, 1959) Tebal tube : t=

106,391kPa × 0,019m PD = 2 sE − 1,2 P 2(129276,75kPa)(0,8) − 1,2(106,391kPa) = 0,0000097 m = 0,0004 in

- Faktor korosi = 1/8 in = 0,125 in - Tebal tube standar yang digunakan = 0,125 in + 0,0004 in = 0,1254 in - Tebal tube standar yang dipilih = ¼ in d. Diameter dan Tinggi shell Diameter shell (D) = 0,794

2 + 2 (0,025 – 0,019) = 1,135 m

Tinggi shell (H) = panjang tube = 10 m e. Diameter dan Tinggi tutup = diameter tangki – 1,135 m Rasio axis = 2 : 1 Tinggi tutup =

1  1,135   = 0,284 m ......................................(Brownell, 1959)  2 2 

f. Tebal shell dan tutup tangki Tutup shell dan tutup tangki = tebal tube = ¼ in Ditetapkan jarak jacket, ϕ = ½ in, sehingga : - Diameter dalam jacket (D1) = D + (2 x d) = 1,135 + (2 x 0,25 / 39,37) = 1,147 m


- Diameter luas jacket (D2)

=2ϕ = (2 x 0,5 / 39,37) + 1,147 = 1,172 m

- Tebal jacket bagian silinder (d) d= =

P × D × 12 +n 2 sE − 1,2 P 106,391 × 0,019 × 12 + 0,125 = 0,1251 in 2(129276,75)(0,8) − 1,2(106,391)

Tebal plate standar yang dipilih = ¼ in - Tebal jacket bagian dalam Ditetapkan tebal jacket bagian dalam sama dengan tebal jacket pada silinder yaitu ¼ in g. Daya Pengaduk Tipe pengaduk : Propeler Da/Dt = 0,6 Dt = 1,135 Da = 0,681 m = 2,234 ft -

Kecepatan pengaduk, N = 50 rpm = 0,833 rps = 3000 rev/jam

-

Viscositas susu kedelai, µ = 2,12cp = 0,0014 lbm/ft.s...(Geankoplis, 1997)

-

Densitas susu kedelai, ρ = 997,801 kg/m3 = 62,290 lbm/ft3 .........(LC.23)

Bilangan Renold, Nre =

62,290 × 0,833 × 2,234 2 ρ .N .Da 2 = = 1,8497 x 105 0,0014 µ

Dari gambar 3.4-4 (Geankoplis,1993), untuk Nre = 1,8497 x 105 diperoleh Np = 0,9. Sehingga : P = Np . N3 . ρ . Da5 = 0,9 (0,833)3 . (62,290) . (2,234)5 = 1803,066 W = 1,803 kW = 2,418 Hp Effifiensi motor pengaduk = 80 % Daya motor penggerak = 2,418 / 0,8 = 3,02 Hp Dari tabel 3.4-1(Geankoplis, 1993): -

W = 1/5 Da = 1/5 (0,681)m = 0,1362 m


-

J = 1/12 Dt = 1/12 (1,135)m = 0,095 m

-

L = ¼ Da

-

C = 1/3 Dt = 1/3 (1,135)m = 0,378 m

= ¼ (0,681) m = 0,17 m

h. Jacket Vessel L/D = 0,17 m = 0,55 ft

L2 .N .ρ

Re j =

µ

=

(0,55) 2 (3000)(62,290) = 11019,137 5,130

Dari Fig.20.4 (Kern,1950) hal 834 dengan Re j = 11019,137 diperoleh j = 42 Dari tabel A.2-11 (Geankoplis, 1993) dengan T = 302 0F air, harga k = 0,3948 Btu/hr.ft2.0F, dan C = 1,0 Btu/lbm.0F. 1

1

5,130  3  C.µ  3   = 2,351  = 1 ×   k   0,3948 

Diameter jacket, D j = 1,135 m = 3,724 ft  µ   µW

  

0 ,14

= 1 untuk air 1

k  C.µ  3  µ hj = j .  . D j  K   µW

  

0 ,14

= 42 ×

0,3948 × 2,351 × 1 = 10,468 Btu/hr.ft2.0F 3,724

Untuk steam di dalam Jacket sama dengan diameter dalam vessel h oi = 1500 Btu/hr.ft2.0F UC =

hj × hoi 10,468 × 1500 = = 10,395 hj + hoi 10,468 + 1500

Rd = 0,005 hd =

1 1 = = 200 Rd 0,005

Ud =

Uc × hd 10,395 × 200 = = 9,881 Uc + hd 10,395 + 200

Rd =

Uc − Ud 10,395 − 9,881 = = 0,025 Uc + Ud 10,395 + 9,881

i. Menghitung luas permukaan perpindahan panas dari bawah plate A = ( π x Dj x N ) + ( π/4 x (Dj)2 = ( π x 3,724 x 0,833 ) + ( π/4 x (3,724)2 = 20,59 ft2


LC.32 Pompa Tangki Pasteurisasi (J – 404) Fungsi

: Memompakan cairan susu kedelai ke evaporator

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan Kontruksi

: Commercial Steel

Jumlah

: 1 unit


: 70 0C

ρ cairan susu kedelai : 997,801 kg/m3 = 62,290 lb/ft3 .....................................(LC.23) µ cairan susu kedelai : 2,12 cp = 0,00142 lb/ft sec …………… (Geankoplis, 1997) Laju alir massa (F)

: 12687 kg/jam = 7,769 lb m /s


F

ρ

=

7,769 = 0,124 ft 3 / s = 0,003 m3/s 62,290


0,13

…………………………….. (Pers.12-15, Peters, 2004)


………………………………………. (Brownell,1959)

Ukuran pipa nominal

= 2 in

Schedule pipa

= 80

Diameter dalam (ID)

= 1,939 in

= 0,1616 ft

Diameter luar (OD)

= 2,375 in

= 0,1979 ft

Luas penampang dalam (A t )

= 0,0205 ft2


Q 0,124 = = 6,049 ft / s At 0,0205


ρνD 62,290 × 6,049 × 0,1616 = = 42.880,015 0,00142 µ

Karena Nre > 4100, maka aliran turbulen. Untuk pipa commercial steel dan pipa 2 in Sc.80, diperoleh : ε

D

= 0,00028


Harga f dapat dicari dari grafik f vs N Re Karena aliran turbulen, maka f = 0,009......................................... (Geankoplis, 1983) Instalasi Pipa : - Panjang pipa lurus, L 1 = 50 ft - 1 buah gate valve fully open ; L/D = 13………………….. (App.C-2a, Foust,1980) L 2 = 1 x 13 x 0,1616 = 2,1006 ft - 2 buah standard elbow 90o ; L/D = 30…………………… (App.C-2a, Foust,1980) L 3 = 2 x 30 x 0,1616 = 9,6949 ft - 1 buah sharp edge entrance ;K = 0,5; L/D = 27 ………….(App.C-2a, Foust,1980) L 4 = 0,5 x 27 x 0,1616 = 2,1814 ft - 1 buah sharp edge exit ; K = 1,0 ; L/D = 55 ……………...(App.C-2a, Foust,1980) L 5 = 1,0 x 55 x 0,1616 = 8,8870 ft Panjang pipa total (ΣL) = 72,8636 ft Faktor gesekan , F=

f .v 2 . ∑ L (0,009) × (6,049) 2 × (72,8636) = = 2,307 ft.lbf / lbm 2 g c .D 2(32,174)(0,1616)

Kerja Pompa : Tinggi pemompaan, ∆Z = 10 ft Static head, ∆Z


∆V 2 Velocity Head, =0 2αg c Pressure Head, W = ∆Z

∆P

ρ

g  ∆V 2 + g c  2 g c

=0

 ∆P  + + F ………………………………………. (Peters, 2004) ρ 

= 10 + 0 + 0 +2,307 = 12,307 ft. lb f /lb m Daya Pompa : P=

Ws Qρ (12,307) × (0,124) × (62,290) = = 0,172 Hp 550 550

Untuk efisiensi pompa 55 %, maka :


Tenaga pompa yang dibutuhkan =

0,172 = 0,313 Hp 0,55

LC-29 Evaporator ( FE-401 ) Fungsi

: Menguapkan air dalam kandungan susu kedelai.

Jenis

: Tangki berpengaduk flat six blade open turbine dengan tutup dan alas ellipsoidal

Bahan

: Carbon steel,SA-283 grade C

Jumlah

: 1 unit

Laju total umpan masuk (F) = 12687 kg/jam Densitas susu kedelai (ρ)

= 997,801 kg/m3 = 62,290 lbm/ft3 .........(LC.23)

Volume total umpan masuk (V)

=

F

ρ

=

12687 = 12,715 m3 997,801

Perhitungan : A. Ukuran Tangki Faktor kelonggaran

= 20 %

Volume tangki

= 1,2 x 12,715 m3 =15,258 m3

Volume Volume shell tangki (Vs) : Vs = 14 πDt2Ht Direncanakan perbandingan diameter dengan silinder tangki ; Dt : Ht = 3 : 4 Vs =

8 24

πDt3


π 24

Dt3

........................................................................ (Brownell, 1959)


9 24

πDt3

15,258 m3 =

9 24

πDt3

Dt = 2,349 m


Ht = 4,171 m Tinggi tutup, H e =

Dt 2,349 = = 0,587 m 4 4

Tinggi shell, H s = H t – 2H e = 3,128 – (2 x 0,587) = 1,954 m B. Tekanan Design Volume tangki

= 15,258 m3

Volume cairan

= 12,715 m3

Tinggi tangki

= 4,171 m

Tinggi cairan dalam tangki

=

volume cairan dalam tan gki × tinggi tan gki volume tan gki

=

12,751 × 4,171 15,258

= 3,486 m = ρ x g x tinggi cairan dalam tangki

Tekanan hidrostatis

= (997,801)(9,8)(3,486) = 34087,676 Pa = 34,087 kPa Faktor keamanan

= 20 %

Tekanan design

= (1,2)(34,087) = 40,904 kPa

C. Tebal Dinding Tangki Joint effesiensi = 0,8 ............................................................ (Brownell, 1959) Allowable stress = 12.650 psia = 87.218,7140 kPa.................(Brownell, 1959) Tebal shell tangki : t=

=

PD 2 SE − 1,2 P

............................................................ (Brownell, 1959)

(30,696 kPa)(2,346 m) 2(87218,714 kPa)(0,8) − 1,2(30,696 kPa)

= 0,0005 m = 0,02 in Faktor korosi = 0,125 Maka tebal dinding tangki tang dibutuhkan = 0,02 in + 0,125 in = 0,145 in Tebal tutup = tebal dinding tangki = 0,145 in


D. Tenaga Pengaduk Jenis pengaduk : Propeller 3 Blades. Jumlah baffel : 4 buah Untuk turbin standar (Geankoplis,1997), diperoleh : Da/Dt = 1/3 ; Da = 1/3 x 2,349 m = 0,783 m = 2,568 ft C/Dt = 1/3 ; E = 0,783 m = 2,568 ft L/Da = ¼

; L = ¼ x 0,783 = 0,195 m = 0,639 ft

W/Da = 1/5 ; W = 1/5 x 0,783 = 0,156 m = 0,512 ft J/Dt

= 1/12 ; J = 1/12 x 2,349 = 0,195 m = 0,639

Kecepatan pengadukan , N = 0,5 putaran / sec Da = 0,783 m = 2,568 ft

Bilangan Reynold, Da N .ρ 2

N Re =

µ

(2,568 ft ) 2 (0,5 put / sec)(62,290 lbm / ft 3 ) =1,44133 x 105 = 0,001425 lbm / ft. sec

Dari gambar 3.4-4 Geankoplis, untuk N Re = 1,44133 x 105 maka diperoleh Np= 1. Np =

P , maka : ρ .N .Da 5 3

P = Np.ρ.N3.Da5 = (1)(997,801)(0,5)3(0,783)5 = 36,708 watt = 0,06 Hp Effisiensi motor penggerak = 80 % Daya motor penggerak =

0,06 = 0,075 Hp 0,8

E. Koil Pemanas Beban panas (Q) = 16.132.991,89 kJ/jam = 15.291.065,81 Btu/jam......(LB.6) Massa steam (m s )

: 6844,714 kg/jam = 15090,09 lb/jam

T in

= 70oC

= 158 oF

T out

= 102 oC

= 215,6 oF

Jenis koil pemanas yang digunakan adalah single helix Densitas steam

= 953,58 kg/m3................................................. (Geankoplis,1997)

Laju alir volumetrik steam =

6844,714 kg / jam = 7,178 m3/jam 3 (953,58 kg / m )(1 jam)


= 0,002 m3/det D i,opt

= 0,363 x Q0,45 x ρ0,13 = 0,363 x (0,002)0,45 x (953,58)0,13 = 0,054 m

Ukuran spesifikasi pipa :

.............................................. (Geankoplis,1997)

- Ukuran pipa nominal

= 1 in

- Schedule pipa

= 40

- Diameter dalam (ID)

= 1,0490 in = 0,0874 ft

- Diameter luar (OD)

= 1,3150 in = 0,1096 ft = 0,0060 ft2

- Luas penampang dalam (A t ) Mass velocity (G)

=

15090,09 lbm / jam = 2.515.015 lbm/ft2.jam 2 0,0060 ft

Properties uap dikoreksi pada suhu 150 oC Viskositas uap

= 0,1935 cp = 0,4681 lbm/ft.jam ......(Geankoplis,1997)

- Bilangan Reynold N Re =

Di.G

µ

=

(0,0874)(2.515.015) = 469.584,087 0,4681

Dari gambar 24 Kern, 1988 diperoleh j H = 900 Cp uap =1,0299 btu/lbm.ft.oF k

= 0,3949 btu/h.ft.oF

hi

k  cµ    Di  k 

= jH

1

3

 µ koreksi viskositas   µW

hi

 µ   µW   

  

0 ,14

0 ,14

≈1

0,3949  1,0299 × 0,4681  = 900 x   0,0874  0,3949 

1

3

×1

= 4346,107 btu/h.ft.oF

- Outside heat transfer coefficient


hio

= hi x

ID 0,0874 = 4346,107 x = 3465,782 btu/h/ft2.oF OD 0,1096

- Clean overall coefficient UC =

hi × hio 4346,107 × 3465,782 = 1928,171 btu/h.ft2.oF = hi + hio 4346,107 + 3465,782

- Design overall coefficient Dirt Factor (R D ) = 0,003 ; h d = 1/0,003 = 333,3 UD =

U C × hd 1928,171 × 333,3 = 284,177 btu/h.ft2.oF = U C + hd 1928,171 + 333,3

- Luas permukaan perpindahan panas A=

Q 15.291.065,81 = 934,171 ft2 = U D ⋅ ∆t 284,177 × (215,6 − 158)

- Panjang linier tube koil L=

A 934,171 = 1701,983 ft = 518,771 m = 2πDi 2 × 3,14 × 0,0874

- Volume total koil V C = At x L = 0,0060 ft2 x 1701,983 ft = 10,212 ft3 - Jumlah dan tinggi lilitan Diameter lilitan (Dc) = 0,6 x Dt = 0,6 x 2,325 = 1,395 m Jarak vertikal antar lilitan (n) = 1 in = 0,0254 m L − (n × N trial ) π × Dc

N=

N trial = 50 lilitan N=

518,771 − (0,0254 × 50) = 118,143 lillitan 3,14 × 1,395

Dipakai 118 lilitan Panjang tube koil baru = (118 x 3,14 x 1,395) + (0,0254 x 118) = 519,873 m Tinggi lilitan (hi) = n(N-1)+N(OD) = (1 x 118) + (118 x 1,315) = 273,17 in

LC.30 Cooler ( TE-501 ) Fungsi

: Menurunkan suhu susu pasta kedelai dari 102 0C menjadi 500C

Jenis

: 1-2 Shell and tube

Jumlah

: 1 Unit


Fluida panas Dari perhitungan neraca panas pada lampiran A diperoleh: Laju alir fluida masuk (W)

= 5768 kg/jam

= 12.716,329 lb/jam

Temperatur masuk (T 1 )

= 102 oC

= 215,6 oF

Temperatur keluar (T 2 )

= 50 oC

= 122 oF

Laju alir fluida masuk (w)

= 32.288,69 kg/jam

= 71.184,748 lb/jam

Temperatur masuk (t 1 )

= 20 oC

= 68 oF

Temperatur keluar (t 2 )

= 40 oC

= 104 oF

Panas yang diserap (Q)

= 1.168.850 kJ/jam

= 1.107.851,686 Btu/jam

Fluida dingin

(1) ∆t = beda suhu sebenarnya ∆t 2 = T 1 – t 2 = 215,6 – 104 = 111,6 oF ∆t 1 = T 2 – t 1 = 122 – 68 = 54 oF ∆t 2 – ∆t 1 = 111,6 – 54 = 57,6 oF LMTD =

Δt 2 − Δt 1  Δt 2,3 Log  2  Δt 1

  

=

57,6  111,6  2,3 log    54 

= 79,435 o F

Menentukan nilai ∆t : R=

T1 − T2 215,6 − 122 = = 2,6 104 − 68 t 2 − t1

S=

t 2 − t1 104 − 68 = = 0,244 T1 − t1 215,6 − 68

Dari Fig. 18 Kern (1965), diperoleh nilai F T = 0,905 ∆T LMTD = LMTD x F T

= 79,435 x 0,905 = 71,8892 0F

(2) Temperatur Kalorik Tc =

T1 + T2 215,6 + 122 = = 168,8 0 F 2 2

tc =

t 1 + t 2 104 + 68 = = 86 0 F 2 2


Jenis pendingin Shell and Tube Asumsi instalasi pipa dari tabel 9 dan tabel 10 hal 841 – 843 (Kern, 1965) : Tube : Diameter luar

: ¾ in

BWG

: 18

Pitch

: 15/16 in. triangular pitch

Panjang tube

: 15 ft

a”

: 0,1963 ft2

a. Dari tabel 8 (Kern, 1965), U D = 6-60, diambil U D = 50 Btu/jam.ft2 . oF A=

1107851,686 Btu/jam Q = = 308,212 ft 2 2 0 o U D xΔt 50 Btu/jam.ft . F 71,889 F

(

b. Jumlah tube, N t =

308,212 ft 2 A = l x a 15 ft × 0,1963 ft 2

(

)

)ft = 104,674 buah

Yang paling mendekati : Nt = 109 1 tube pass, ¾ in OD, 18 BWG pada 15/16 in triangular pitch Sheel ID = 12 in …………………………………………………... (Kern, 1965) c. Koreksi U D A

= L x Nt x a” = 15 x 109 x 0,1963 = 320,950 ft2

Q UD = = A x Δt

1107851,686 Btu

jam = 48,0155 Btu jam. ft 2 .0 F 320,950 x 71,889

Shell side : Fluida Panas (3) Flow Area a shell =

ID × C '× B 12 × 0,1875 × 5 = = 0,083 ft2 144 × Pt 144 × 0,9375

……………………………...

(Kern, 1965) (4) Kecepatan massa (Gs) Gs =

W 12716,329 = = 158.954,112 lbm jam.ft 2 as 0,083


(5) Bilangan Reynold (Re) Pada T c = 168,8 oF µ = 2,12Cp = 5,128 lbm/ft.jam ……………………………..(Geankoplis, 1997) Dari Fig. 28 (Kern, 1965) dengan d e = 0,55 in = 0,0458 ft D e × G s 0,0458 × 158954,112 = = 1419,676 μ 5,128

R es =

(6) Dari Fig. 24 (Kern, 1965) dengan R es = 1419,676 diperoleh jH = 50 (7) Pada Tc = 168,8 oF Cp = 1,0038 Btu/lbm.oF …………………………………... (Geankop[lis, 1997) k = 0,387 Btu/jam.ft2.(oF/ft)……………………………….. (Geankop[lis, 1997)  Cp × μ     k 

1

3

 1,0038 × 5,128  =  = 13,301 0,387  

ho k  c.µ  (8) = jH .   ϕs De  k 

1

3

= 50 ×

0,387 × 13,301 = 5619,527 Btu / jam. ft 2 .0 F 0,0458

Tube side : Fluida Dingin (3’)Flow area Dari tabel 10 (Kern, 1965) diperoleh at’ = 0,334 in2 at =

at' x Nt 0,334 x 109 = = 0,126 144 x n 144 x 2

(4’)Kecepatan massa, Gt Gt =

w 71184,748 = = 564.958,317 lbm jam.ft 2 at 0,126

(5’)Bilangan Reynold Tube ID = 0,652 in → Dt = 0,652/12 = 0,054 ft Pada t c = 86 oF, diperoleh µ air = 0,8007 cp = 1,937 lbm/ft.jam Ret =

Dt × Gt 0,054 × 564.958,317 = = 15749,999 1,937 μ

(6’)Dari Fig. 24 (Kern, 1965) diperoleh jH = 170 (7’)Pada t c = 86 Cp = 0,9987 Btu/lbm.0F

(Kern, 1965)

k = 0,356 Btu/jam.ft2(0F/ft)

(Kern, 1965)


 cp.μ     k 

1

 0,9987 × 1,937  =  = 5,434 0,356  

3

k  Cp.µ  (8’) = jH . ×   φt Dt  k  hi

1

3

= 170 ×

0,356 × 5,434 = 6090,105 Btu / jam. ft 2 .0 F 0,054

= 222,716

h io

=

φt

hi

φt

×

ID 0,652 = 5294,331 = 6090,105 × OD 0,75

Temperature Tube Wall tw

= tc +

h o φs (Tc − t c ) h o φs + h io φ t 797,973 (168,8 − 86) 797,973 + 5294,331

= 86 +

= 96,845 oF (9) Untuk Shell µ s = 11,5 cp = 27,83 lb/ft.jam µ  φ s =  s   µw 

ho =

ho

0 ,14

 5,128  =   27,83 

0 ,14

= 0,789

× φ s = 5619,527 × 0,789 = 4433,807

φs

(9’)Untuk Tube µ w = 1,2 cp = 2,904 lb/ft.jam µ  φt =  t   µw 

h io =

hio

φt

0 ,14

 1,937  =   2,904 

(Kern, 1965)

0 ,14

= 0,945

× φt = 5294,331 × 0,945 = 5003,143

(10) Koefisien Uc Uc =

hio x ho 5003,143 × 4433,807 = = 2350,816 Btu jam.ft 2 0 F hio + ho 5003,143 + 4433,807

(11) Faktor Pengotor Rd


U C − U D 2350,816 − 49,999 = = 0,0196 U C × U D 2350,816 × 49,999

Rd =

Rd Ketentuan ≥ 0,003 hr.ft2.oF/Btu Rd perhitungan > Rd ketentuan, maka design dapat diterima

Penurunan Tekanan Shell (1) Res = 1419,676 f

= 0,002

s

= 1,1983

(Fig 29 Kern, 1965)

(2) N + 1 = 12 x (L/B) = 12 x (15/5) = 36 Ds = 12 in = 0,999 ft (3) ΔPs =

=

f × Gs 2 × Ds × ( N + 1) 5,22 x 1010 × De × s × φ s 0,002 × 158.954,112 2 × 0,999 × 36 (5,22 × 1010 ) × 0,0458 × 1,1983 × 0,789

= 0,804 psi ∆Ps ≤ 10 Psia , maka desain dapat diterima Tube (1’)Ret = 15749,999 f = 0,00023

(Fig. 26 Kern, 1965 )

s = 1,000 (2’) ΔPt =

f ×G2 ×L × n 5,22 ×1010 × Dt × s × φ t

0,00023 × 564.958,317 2 × 15 × 2 = (5,22 × 1010 ) × 0,054 × 1 × 0,945 = 0,827 psi

V2 = 0,04 (Fig. 27 Kern,1965) Pada G t = 564.958,317 2g' ΔPr =

4×2 4.n V 2 . = .0,04 = 0,32 psi s 2 g ' 1,000


ΔP T = ΔP t + ΔP r = 0,827 + 0,32 = 1,147 psi ΔP T ≤ 10 psi , maka design dapat diterima

LC.31 Pompa Cooler (J–501) Fungsi

: Memompakan cairan susu kedelai ke Spray Dryer

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan Kontruksi

: Commercial Steel

Jumlah

: 1 unit


: 50 0C

ρ cairan susu kedelai : 997,801 kg/m3 = 62,290 lb/ft3 .................................... (LC.23) µ cairan susu kedelai : 2,12 cp = 0,00142 lb/ft sec……..........….. (Geankoplis, 1993) Laju alir massa (F)

: 5768 kg/jam = 3,532 lb m /s


F

ρ

=

3,532 = 0,056 ft 3 / s = 0,0016 m3/s 62,290


0,13 3

….......................................... (Pers.12-15, Peters, 2004) 0,45

= 0,363 (0,0016 m /s)

(997,801 kg/m3)0,13

= 0,049 m = 1,929 in Ukuran Spesifikasi Pipa :

............................................................. (Brownell,1959)

Ukuran pipa nominal

= 3 in

Schedule pipa

= 80

Diameter dalam (ID)

= 2,9 in

= 0,242 ft

Diameter luar (OD)

= 3,5 in

= 0,292 ft

Luas penampang dalam (A t )

= 0,046 ft2


Q 0,056 = = 1,217 ft / s At 0,046


ρνD 62,290 × 1,217 × 0,242 = =12.919,209 0,00142 µ



D

= 0,00019

Harga f dapat dicari dari grafik f vs N RE Karena aliran turbulen, maka f = 0,015......................................... (Geankoplis, 1997) Instalasi Pipa : - Panjang pipa lurus, L 1 = 50 ft - 1 buah gate valve fully open ; L/D = 13………………….. (App.C-2a, Foust,1980) L 2 = 1 x 13 x 0,242 = 3,146 ft - 2 buah standard elbow 90o ; L/D = 30…………………… (App.C-2a, Foust,1980) L 3 = 2 x 30 x 0,242 = 14,52 ft - 1 buah sharp edge entrance ;K = 0,5; L/D = 27 ………….(App.C-2a, Foust,1980) L 4 = 0,5 x 27 x 0,242 = 3,267 ft - 1 buah sharp edge exit ; K = 1,0 ; L/D = 55 ……………...(App.C-2a, Foust,1980) L 5 = 1,0 x 55 x 0,242 = 13,31 ft Panjang pipa total (ΣL) = 84,243 ft Faktor gesekan , f .v 2 . ∑ L (0,015) × (1,217) 2 × (84,243) F= = = 0,120 ft.lbf / lbm 2 g c .D 2(32,174)(0,242)

Kerja Pompa : Tinggi pemompaan, ∆Z = 10 ft Static head, ∆Z


∆V 2 Velocity Head, =0 2αg c Pressure Head,

∆P

ρ

g  ∆V 2 + W = ∆Z g c  2 g c

=0

 ∆P  + + F ………………………………………. (Peters, 2004)  ρ

= 10 + 0 + 0 + 0,120 = 10,120 ft. lb f /lb m Daya Pompa :


P=

Ws Qρ (10,120) × (0,056) × (62,290) = = 0,064 Hp 550 550

Untuk efisiensi pompa 55 %, maka : Tenaga pompa yang dibutuhkan =

0,064 = 0,116 Hp 0,55

LC. 32 Spray Dryer ( SR-501 ) Fungsi

:Menguapkan air dari pasta kedelai dengan menggunakan udara panas.

Jenis

: Spray dryer with spray wheel

Jumlah

: 1 Unit

Dari lampiran B diproleh : Laju alir udara

: 159952,757 kg udara/ jam = 81,737 lbm/s

Umpan masuk susu pasta

: 5768 kg/jam

Udara masuk

: 180 0C = 356 oF

Udara keluar

: 110 0C = 230 oF

Volume spesifik udara pada 180 0C = 2,961 ft3/lbm....................... (Geankoplis, 1983) Volume spesifik udara pada 110 0C = 19,386 ft3/lbm..................... (Geankoplis, 1983) Laju alir volumetrik udara :   ft 3 81,737 lbm  (2,961 + 19,386) lbm  = 913,288 ft3/s x  s 2    

Waktu tinggal didalam menara pengering tidak lebih dari 30 detik.........(Perry, 1999) Diperkirakan waktu tinggalnya adalah 3 detik, maka : Vd (volume menara) = 913,288 ft3/s x 3 s = 2739,864 ft3

 π .D 2 Vd = 4D   4

 (0,866.π .D 3 )  + ......................................... (Walas, 1988) 12 

2739,864 ft3 = 3,367 D3 D = 9,336 ft = 2,846 m Rasio L/D = 1 ..................................................... (Walas, 1988) Maka tinggi menara pengering, L = 1 x 9,336 ft = 9,336 ft = 2,846 m


Untuk ukuran standar, ukuran partikel 200 μm didapat :........................ (Walas, 1988) Kecepatan putar motor = 3600 rpm; 5 hp

LC.33 Cyclon (FG-501) Fungsi

: Memisahkan uap air dari padatan susu.

Bahan konstruksi

: Baja karbon SA-283 grade C

Jenis sambungan

: Double welded butt joints

Jumlah

: 1 unit


= 80 0C

Tekanan

= 1 atm

Laju alir

= 5768 kg/jam

Densitas (ρ) susu pasta = 1000 kg/m3..........(www.powderandbulk.com. 2008) Laju alir volumetrik =

5768kg / jam 1000kg / m 3

= 5,768 m3/jam = 96,133 Liter/menit Effisiensi, η

= 80 %

Dari grafik 10.22 R.K.Sinnot, diperoleh d 50 = 150 Densitas (ρ) susu bubuk = 640,74 kg/m3 ....(www.powderandbulk.com. 2008) ∆ρ = 1000 kg/m3 – 640,74 kg/m3 = 359,26 kg/m3 = 0,359 gr/cm3 Dari grafik 10.23 R.K.Sinnott, diperoleh Dc = 13 cm D θ = Dc/2 = 6,5 cm Bc = Dc/4 = 3,25 cm Hc = Dc/2 = 6,5 cm Lc = 2 Dc = 26 cm Sc = Dc/8 = 1,625 cm Zc = 2 Dc = 26 cm Jc = Dc/4 = 3,25 cm

LC.34 Rotary Cooler ( TE-502 )


Fungsi : Untuk menurunkan suhu produk dari 80oC menjadi 30oC. Jenis : Rotary Cooler Bahan : Commercial Steel

1. Menentukan Diameter Rotary Cooler Air pendingin masuk : 20 oC

= 68 oF

Air Pendingin keluar : 40 oC

= 104 oF

Banyak air pendingin yang dibutuhkan

= 3116,523 kg/jam = 6870,793 lb/jam

= 200 – 10.000 lb/jam.ft2 ………...(Perry, 1999)

Range kecepatan aliran

Diambil kecepatan rata-rata (G) = 3000 lb/jam. ft2 Luas penampang pendingin, A = G=

π 4

× D 2 = 0,785 D2

Kebutuhan air pendingin A

500 lb/jam.ft2 = D2 =

6870 lb / jam 0,785 D 2 6870 lb / jam 500 lb / jam. ft 2 × 0,785

D = 4,184 ft

2. Menentukan Panjang cooler Q t = 0,4 x L x D x G

0,67

x ∆............................................................ (Perry,

1999) L =

Qt 0,4 × D × G 0, 67 × ∆T

Dimana : Q t = Jumlah panas yang dipindahkan = 112818,15 kJ/jam = 106.930,554 Btu/jam D = Diameter rotary cooler (ft) L = Panjang dryer (ft) G = kecepatan air pendingin = 3000 lb/jam.ft2


Temperatur air pendingin masuk (t 1 ) = 20oC = 68 oF Temperatur air pendingin keluar (t 2 ) = 40oC = 104 oF Temperatur umpan masuk (t 3 ) = 80oC = 176oF Temperatur umpan keluar (t 4 ) = 30oC = 86oF ∆T = L =

(176 − 86) 0 F − (104 − 68) 0 F = 27oF 2 106.930,554 = 11,077 ft = 3,376 m 0,4 × 4,184 × 3000 0, 67 × 27

3. Waktu Tinggal φ=

0,23L N ×D×S 0,9

Dimana : φ = waktu tinggal, menit L = panjang rotary cooler, ft N = putaran rotary cooler, (0 – 8 rpm, diambil 1 rpm)................... (Perry, 1999) D = diameter rotary cooler, ft S = kemiringan dari rotary cooler, (4 – 7o, diambil 5o).................. (Perry, 1999) Maka : φ=

0,23 × 11,077 = 6,975 menit 1 × 4,184 × 0,0873 0,9

4. Menghitung Putaran Rotary Cooler N=

v π .D

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

(Perry, 1999)

Diambil kecepatan putaran linear 100 ft/menit N=

100 = 7,612 rpm 3,14 x 4,184

Range : N x D = 25 – 35 rpm

(Perry, 1999)

N x D = 7,612 x 4,184 = 31,845 rpm (memenuhi)


5. Menentukan Power Total Hp untuk penggerak rotary cooler = (0,5 D2) – (D2) Diambil power = 0,75 D2 = 0,75 (4,184)2 = 13,129 Hp

LC.35 Tangki Produk ( TK-501 ) Fungsi

: Untuk menyimpan produk susu kedelai bubuk.

Bentuk

: Silinder vertikal dengan dasar dan tutup datar

Bahan


Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: T = 30 oC ; P = 1 atm


: 20 %

Laju Alir

: 577 kg/jam

Densitas susu bubuk kedelai (ρ) : 40 lb/ft3 = 640,74 kg/m3 ................(www.powderandbulk.com. 2008) Perhitungan : a. Volume Tangki Volume larutan, V l =

577 kg / jam × 24 jam / hari × 7 hari = 151,287 m 3 640,74kg / m 3


5 16

πDi3


π 24

Di3

........................................................................ (Brownell, 1959)


17 48

πDi3


181,544 m3 =

17 48

πDi3

Di = 5,465 m H = 6,831 m c. Tebal shell tangki t=

PD 2 SE − 1,2 P

............................................................ (Brownell, 1959)

Dimana : t = tebal shell D = Diameter dalam tangki E = Joint effesiensi = 0,8........................................................ (Brownell, 1959) P = tekanan desain S = allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa............ (Brownell, 1959) P o = tekanan udara luar = 1 atm = 101,325 kPa P = F/A = [(577 kg/jam x 24 jam/hari x 7 hari)(9,8 m/s2)] / [π/4 (5,465)2 m2] = (949972,8 kg.m/s2 )/(23,445 m2) = 40519,207 N/m2 = 40,519 kPa P operasi = P o + P = 101,325 kPa + 40,519 kPa = 141,844 kPa Maka, P design = (1,2) (141,844 kPa) = 170,213 kPa Tebal shell tangki : t =

=


Faktor korosi = 1/20 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,263 in + (1/20 in) = 0,313 in Tebal shell standar yang digunakan = 0,3 in ........................ (Brownell, 1959)


LAMPIRAN D SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS

L.D.1 Pompa Air Sumur Bor (Po – 1) Fungsi : Memompa air sumur bor ke Bak Pengendapan. Jenis

: centrifugal pump

Bahan Konstruksi

: Commercial steel

Jumlah : 1 unit Kondisi Operasi Temperatur

= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

Densitas air (ρ)

= 995,68 kg/m3 = 62,158 lb m /ft3 .......................(Geankoplis, 1997)

Viskositas air (µ) = 0,8007 cP Laju alir massa (F)

= 0,000538 lb m /ft.s................. (Kirk Othmer,1967)

= 9.091 kg/jam = 5,567 lb m /s


F

ρ

=

5,567 lbm / s = 0,089 ft 3 / s = 0,0025 m3/s 3 62,158 lbm / ft

Desain Pompa D i,opt

= 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 ....................................(Per.12-15, Peters, 2004) = 0,363 (0,0025 m3/s)0,45.(995,68 kg/m3) 0,13 = 0,06 m = 2,362 in

Ukuran Spesifikasi Pipa Dari Appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : 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 (A t )

= 0,008219 m2

0,0025 m 3 / s Q Kecepatan linier, v = = = 0,304 m / s = 0,997 ft/s At 0,008219 m 2


Bilangan Reynold, N Re

=

ρ V D (995,68 kg / m 3 ) (0,304 m / s ) (0,1023 m) = = 38.672,226 µ 0,8007.10 −3 kg / m.s

Karena N Re > 4100, maka aliran turbulen Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,000046 m ............................................................ (Fig.12-1, Peters, 2004) Pada N Re = 38.672,226 diperoleh harga ε

Maka harga f = 0,01

D

=

0,000046 m = 0,00045 0,1023 m

............................................................ (Fig.12-1, Peters, 2004)

Instalasi pipa - Panjang pipa lurus, L 1 = 150 ft - 1 buah gate valve fully open ; L/D = 13.............................. (App.C-2a, Foust,1980) L 2 = 1 x 13 x 0,336 = 4,368 ft - 2 buah standard elbow 90o ; L/D = 30................................ (App.C-2a, Foust,1980) L 3 = 2 x 30 x 0,336 = 20,16 ft - 1 buah sharp edge entrance ;K = 0,5; L/D = 27 .................(App.C-2a, Foust,1980) L 4 = 0,5 x 27 x 0,336 = 4,536 ft - 1 buah sharp edge exit ; K = 1,0 ; L/D = 55....................... (App.C-2a, Foust,1980) L 5 = 1,0 x 55 x 0,336 = 18,48 ft Panjang pipa total (ΣL) = 197,544 ft Faktor gesekan , F=

f .v 2 . ∑ L (0,01) × (0,997) 2 × (197,544) = = 0,09 ft.lbf / lbm 2 g c .D 2(32,174)(0,336)

Kerja Pompa Dari persamaan Bernoulli :

 V2 g W = ∆Z + ∆ gc  2ag c

  + ∆(Pv ) + ΣF 

.......................................... (Peters, 2004)

Tinggi pemompaan, ∆Z = 30 ft Velocity Head,

∆V 2 =0 2g c


Pressure Head, Static head, ∆Z

∆P

ρ

=0


Maka, W = 30 + 0 + 0 + 0,09 = 30,09 ft.lb f /lb m Daya Pompa P = W Q ρ = (30,09 ft.lb f /lb m )(0,089 ft3/s)(62,158 lb m /ft3) = 166,459 ft.lb f /s 166,459 = 0,378 Hp 550 x 0,8

Efisiensi pompa 80% : P =

Digunakan pompa dengan daya standar 1 Hp

L.D.2 Bak Pengendapan ( BP ) Fungsi

: tempat menampung air sementara dari pompa sumur bor untuk diproses.

Bahan Konstruksi : Beton Bentuk

: Persegi Panjang dengan alas datar

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi

:

Temperatur

= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

Densitas air (ρ)



= 9.091 kg/jam = 5,567 lb m /s

Laju alir volumetric, Q = Kebutuhan


F

ρ

=

5,567 lbm / s = 0,089 ft 3 / s = 0,0025 m3/s 3 62,158 lbm / ft

: 3 hari

Faktor Kelonggaran : 20 %


Perhitungan : a. Volume Bak Volume larutan, V l =

9.091 kg / jam x 3 hari x 24 jam = 657,392 m 3 995,68 kg / m 3

Volume bak, V t = (1 + 0,2) x 657,392 m3 = 788,87 m3 b. Spesifikasi Bak Asumsi apabila : Panjang Bak (P) = 2 x Lebar Bak (L) = Tinggi Bak (T) Maka : Volume Bak = P x L x T 788,87 m3

= 2L x L x L

L

= 7,334 m

Maka : P

= 2 x 7,334 = 14,668 m

T

= L = 7,334 m

L.D.3 Pompa Bak Pengendapan (Po – 2) Fungsi : Memompa air dari sumur bor ke Bak Pengendapan. Jenis

: centrifugal pump

Bahan Konstruksi

: Commercial steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi Operasi Temperatur

= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

Densitas air (ρ)




= 9.091 kg/jam = 5,567 lb m /s


F

ρ

=

5,567 lbm / s = 0,089 ft 3 / s = 0,0025 m3/s 62,158 lbm / ft 3





= 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 (A t ) Kecepatan linier, v =

= 0,008219 m2

0,0025 m 3 / s Q = = 0,304 m / s = 0,997 ft/s At 0,008219 m 2


ρ V D (995,68 kg / m 3 ) (0,304 m / s ) (0,1023 m) = = = 38.672,226 µ 0,8007.10 −3 Pa.s

Karena N Re > 4100, maka aliran turbulen Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,000046 m .................................................. (Fig.12-1, Peters, 2004) 0,000046 m Pada N Re = 109.147,269 diperoleh harga ε = = 0,00045 D 0,1023 m Maka harga f = 0,01

............................................................ (Fig.12-1, Peters, 2004)

Instalasi pipa - Panjang pipa lurus, L 1 = 25 ft - 1 buah gate valve fully open ; L/D = 13.............................. (App.C-2a, Foust,1980) L 2 = 1 x 13 x 0,336 = 4,368 ft - 2 buah standard elbow 90o ; L/D = 30................................ (App.C-2a, Foust,1980) L 3 = 2 x 30 x 0,336 = 20,16 ft - 1 buah sharp edge entrance ;K = 0,5; L/D = 27................. (App.C-2a, Foust,1980) L 4 = 0,5 x 27 x 0,336 = 4,536 ft


- 1 buah sharp edge exit ; K = 1,0 ; L/D = 55 ......................(App.C-2a, Foust,1980) L 5 = 1,0 x 55 x 0,336 = 18,48 ft Panjang pipa total (ΣL) = 72,544 ft Faktor gesekan , F=

f .v 2 . ∑ L (0,01) × (0,997) 2 × (72,544) = = 0,033 ft.lbf / lbm 2 g c .D 2(32,174)(0,336)

Kerja Pompa Dari persamaan Bernoulli : W = ∆Z

 V2 g + ∆ gc  2ag c

  + ∆(Pv ) + ΣF ................................................... (Peters, 2004) 

Tinggi pemompaan, ∆Z = 10 ft ∆V 2 =0 2g c

Velocity Head,

Pressure Head, Static head, ∆Z

∆P

ρ

=0


Maka, W = 30 + 0 + 0 + 0,033 = 30,033 ft.lb f /lb m Daya Pompa P = W Q ρ = (30,033 ft.lb f /lb m )(0,089 ft3/s)(62,158 lb m /ft3) = 166,144 ft.lb f /s Efisiensi pompa 80% : P =

166,144 = 0,27 Hp 550 x 0,8


L.D.4 Clarifier (CL) Fungsi

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

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-53, Grade B Laju massa air (F 1 )

= 25.280 kg/jam

Laju massa Al 2 (SO4) 3 (F 2 )

= 1,264 kg/jam

Laju massa Na 2 CO 3 (F 3 )

= 0,6826 kg/jam


Laju massa total, m

= 25.281,947 kg/jam = 7,023 kg/detik

Densitas Al 2 (SO 4 ) 3

= 2,71 gr/ml

(Perry, 1999)

Densitas Na 2 CO 3

= 2,535 gr/ml

(Perry, 1999)

Densitas air

= 0,99568 gr/ml

(Perry, 1999)

Reaksi koagulasi: Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O → 2Al(OH) 3 + 3Na 2 SO 4 + 3CO 3 Perhitungan: Terminal settling velocity menurut Hukum Stokes :

Us =

(ρ s − ρ )gDp 2

(Ulrich,1984)

18µ

dimana : µ s = kecepatan terminal pengendapan (cm/s) Dp = diameter partikel = 0,002 cm

(Perry, 1999)

ρ s = densitas partikel campuran pada 300C ρ = densitas larutan pada 300C µ = viskositas larutan pada 300C = 0,0345 (gr/cm.s) g

= percepatan gravitasi = 980 cm/cm.s

Kecepatan terminal pengendapan Densitas larutan, 25.281,947 = 995,728 kg/m3 = 0,996 gr/cm3 = 62,123 lbm/ft 3 25.280 1,264 0,6826 + + 995,68 2710 2533

ρ=

Densitas partikel,

ρ=

(1,264 + 0,6826) = 2.645,184 kg/m3 = 2,645 gr/cm3 = 165,133 lbm/ft 3 1,264 0,6826 + 2710 2533

Sehingga,

Ut =

(2,645 − 0,996) × 980 × 0,002 2 18 × 0,0345

=

0,006 = 0,009cm / s 0,621

Ukuran Clarifier Laju alir volumetrik, Q =

F

ρ

=

25.280 kg / jam × 1 jam / 3600 det ik 995,68kg / m 3


= 0,007 m3/detik Sehingga : Q = 4.10-4 x D2

(Ulrich, 1984)

Dimana : Q = laju alir volumetrik umpan, m3/detik D = diameter clarifier, m Sehingga : 1

1

 Q  2  0,007  2 D=  = = 4,183 m = 13,723 ft −4  −4   4.10   4.10  Tinggi clarifier : Ht =

3 3 D = (4,183) = 6,274 m = 20,585 ft 2 2

Waktu Pengendapan t=

Ht 6,274 m x 100 cm / m = 69.711,111 detik = 19,364 jam = Us 0,009 cm / det ik

Tebal Dinding Clarifier Direncanakan digunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-53 Grade B. Dari tabel 13.1 hal 251 Brownell & Young, diperoleh data : - Allowable working stress (S) : 12.750 Psi - Efisiensi sambungan (E)

: 0,8

- Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun - Faktor korosi

: 1/8 in

- Tekanan operasi, Po

: 1 atm = 14,7 Psi

- Tekanan hidrostatik, Ph

:

(Timmerhaus, 1980)

(20,585 −1) . 62,123 lbm / ft 3 ( Hs −1) ρ Ph = = = 8,449 Psi 144 144 - Faktor Keamanan

: 20 %

- Tekanan desain, P

= 1,2 x (14,7 + 8,449) = 27,779 Psi


Tebal Dinding Clarifier Tebal shell tangki : PD + Cc 2SE − 1,2P (27,779 Psi) (13,723 ft)(12 in/ft) = + 0,125 = 0,349 in 2(12.750 Psi)(0,8) − 1,2(27,779 Psi)

t=

Tebal shell standar yang digunakan = 0,4 in

(Brownell,1959)

Daya Clarifier P = 0,006 D2

(Ulrich, 1984)

Dimana : P = daya yang dibutuhkan, Hp Sehingga, P = 0,006 × (13,723)2 = 1,129 Hp Maka digunakan pompa standar dengan daya 2 Hp

L.D.5 Pompa Clarifier (Po-3) Fungsi : Memompa air dari clarifier ke sand filter. Jenis

: centrifugal pump

Bahan Konstruksi

: Commercial steel


= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

Densitas air (ρ)

= 995,68 kg/m3 = 62,158 lb m /ft3


(Perry, 1999)

= 0,000538 lb m /ft.s

(Kirk Othmer,1967)

= 25.280 kg/jam = 15,481 lb m /s


F

ρ

=

15,481 lbm / s = 0,249 ft 3 / s = 0,00705 m3/s 3 62,158 lbm / ft


= 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13

(Per.12-15, Peters, 2004)

= 0,363 (0,00705 m3/s)0,45.(995,68 kg/m3) 0,13 = 0,096 m = 3,779 in



= 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


= 0,008219 m2

Q 0,00705 m 3 / s = = 0,858 m / s = 2,815 ft/s At 0,008219 m 2


=

ρ V D (995,68 kg / m 3 ) (0,858 m / s ) (0,1023 m) = = 109.147,269 µ 0,8007.10 −3 Pa.s

Karena N Re > 2100, maka aliran turbulen Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,000046 m (Fig.12-1, Peters, 2004) 0,000046 m Pada N Re = 109.147,269 diperoleh harga ε = = 0,00045 D 0,1023 m Maka harga f = 0,005

(Fig.12-1, Peters, 2004)

Instalasi pipa - Panjang pipa lurus, L 1 = 25 ft - 1 buah gate valve fully open ; L/D = 13

(App.C-2a, Foust,1980)

L 2 = 1 x 13 x 0,336 = 4,368 ft - 2 buah standard elbow 90o ; L/D = 30


L 3 = 2 x 30 x 0,336 = 20,16 ft - 1 buah sharp edge entrance ;K = 0,5; L/D = 27


L 4 = 0,5 x 27 x 0,336 = 4,536 ft - 1 buah sharp edge exit ; K = 1,0 ; L/D = 55


L 5 = 1,0 x 55 x 0,336 = 18,48 ft Panjang pipa total (ΣL) = 72,544 ft Faktor gesekan ,


F=

f .v 2 . ∑ L (0,005) × (2,815) 2 × (72,544) = = 0,133 ft.lbf / lbm 2 g c .D 2(32,174)(0,336)

Kerja Pompa Dari persamaan Bernoulli : W = ∆Z

 V2 g + ∆ gc  2ag c

  + ∆(Pv ) + ΣF 

(Peters, 2004)

Tinggi pemompaan, ∆Z = 10 ft Velocity Head, Pressure Head, Static head, ∆Z

∆V 2 =0 2g c ∆P

ρ

=0



466,379 = 1,059 Hp 550 x 0,8


L.D.6 Tangki Pelarutan Alum, Al 2 (SO 4 ) 3 (T - 1) Fungsi

: Membuat larutan alum [Al 2 (SO 4 ) 3 ]

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : Plate Steel SA–167 tipe 304 Kondisi pelarutan: Temperatur = 30 °C Tekanan Al 2 (SO 4 ) 3 yang digunakan

= 1 atm = 30 ppm

Al 2 (SO 4 ) 3 yang digunakan berupa larutan 30 % (% berat) Laju massa Al 2 (SO 4 ) 3

= 1,264 kg/jam

Densitas Al 2 (SO 4 ) 3 30 %

= 1.363 kg/m3 = 85,089 lb m /ft3

Kebutuhan perancangan

= 30 hari

(Perry, 1999)


Perhitungan: Ukuran Tangki Volume larutan, Vl =

1,264 kg/jam × 24 jam/hari × 30 hari 0,3 × 1.363 kg/m 3

= 2,226 m3 Volume tangki, V t = 1,2 × 2,226 m3 = 2,671 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 1 πD 2 H 4 1 3  2,671 m 3 = πD 2  D  4 2  3 2,671 m 3 = πD 3 8 V=

Maka:

D = 1,314 m = 4,311 ft H = 1,971 m = 6,466 ft

Tinggi Al 2 (SO 4 ) 3 dalam tangki =

2,226 1 π (1,314 m) 2 4

= 1,642 m = 5,387 ft

Tebal dinding tangki : Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Plate Steel SA-167, tipe 304. Dari Brownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data : - Allowable working stress (S) : 18.750 Psi - Efisiensi sambungan (E)

: 0,8


: 1/8 in


: 1 atm = 14,7 Psi


:

Ph =

(Timmerhaus, 1980)

( Hs −1) ρ (5,387 −1) 85,089 lbm / ft 3 = = 2,592 Psi 144 144

- Faktor Keamanan

: 20 %

- Tekanan desain, P

= 1,2 x (14,7 + 2,592) = 20,750 Psi


Tebal Dinding tangki : PD + CA 2SE − 1,2P (20,750 Psi) (4,311 ft)(12 in/ft) = + 0,125in = 0,161 in 2(18.750 Psi)(0,8) − 1,2(20,750 Psi)

t=


(Brownell,1959)

Daya Pengaduk : Dt/Di = 3, Baffel = 4

(Brownell, 1959)

Dt = 4,311 ft Di = 1,437 ft Kecepatan Pengadukan, N = 1 rps Viskositas Al 2 (SO 4 ) 3 30 % = 6,27 x 10-4 lbm/ft.det

(Kirk Othmer, 1967)

Bilangan Reynold, N Re =

(85,089)(1)(1,437) ρ .N .D 2 = = 280.233,089 µ (6,27.10 − 4 )

Dari gambar 3.3-4 (Geankoplis, 1983) untuk N Re = 280.233,089 diperoleh Np = 0,4. Sehingga :

Np.N 3 .Di 5 .ρ P= gc =

(Geankoplis, 1983)

(0,4)(1) 3 (1,437) 5 (85,089) = 6,482 32,174

Efesiensi penggerak motor = 80 % Daya penggerak motor =

6,482 = 8,1025 Hp 0,8

Maka digunakan pompa standar dengan daya 8 Hp

L.D.7 Tangki Pelarutan Na 2 CO 3 (T – 2) Fungsi

: Membuat larutan Na 2 CO 3 30% berat

Bentuk


Bahan konstruksi : Plate Steel SA–167, tipe 304 Kondisi pelarutan: Temperatur = 30 °C


Tekanan Na 2 CO 3 yang digunakan

= 1 atm = 27 ppm

Na 2 CO 3 yang digunakan berupa larutan 30 % (% berat) Laju massa Na 2 CO 3

= 0,6826 kg/jam

Densitas Na 2 CO 3 30 %

= 1.327 kg/m3 = 85,842 lb m /ft3

Kebutuhan perancangan

= 30 hari

Faktor keamanan

= 20 %

(Perry, 1999)

Perhitungan: Ukuran Tangki Volume larutan, Vl =

0,6826 kg/jam × 24 jam/hari × 30 hari 0,3 × 1.327 kg/m 3

= 1,234 m3 Volume tangki, V t = 1,2 × 1,234 m3 = 1,481 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 1 πD 2 H 4 1 3  1,481 m 3 = πD 2  D  4 2  3 1,481 m 3 = πD 3 8 V=

Maka :

D = 1,079 m = 3,539 ft H = 1,618 m = 5,308 ft

Tinggi Na 2 CO 3 dalam tangki =

1,234 m 3 1 π (1,079 m) 2 4

= 1,350 m = 4,429 ft

Tebal dinding tangki : Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Plate Steel SA-167, tipe 304. Dari Brownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data : - Allowable working stress (S) : 18.750 Psi - Efisiensi sambungan (E)

: 0,8


: 1/8 in

(Timmerhaus, 1980)



: 1 atm = 14,7 Psi


:

Ph =

( Hs −1) ρ (4,429 −1) 85,842 lbm / ft 3 = = 2,044 Psi 144 144

- Faktor Keamanan

: 20 %

- Tekanan desain, P

= 1,2 x (14,7 + 2,044) = 20,093 Psi

Tebal Dinding tangki : PD + CA 2SE − 1,2P (20,093 Psi) (3,539 ft)(12 in/ft) = + 0,125in = 0,153 in 2(18.750 Psi)(0,8) − 1,2(20,093 Psi)

t=


(Brownell,1959)

Daya Pengaduk : Dt/Di = 3, Baffel = 4

(Brownell, 1959)

Dt = 3,539 ft Di = 1,179 ft Kecepatan Pengadukan, N = 1 rps Viskositas Na 2 CO 3 30 % = 3,69 x 10-4 lbm/ft.det

(Kirk Othmer, 1967)


(85,842)(1)(1,179) ρ .N .D 2 = = 274.275,658 µ (3,69.10 − 4 )

Dari gambar 3.3-4 (Geankoplis, 1983) untuk N Re = 274.275,658 diperoleh Np = 0,4. Sehingga : P=

=

Np.N 3 .Di 5 .ρ gc

(Geankoplis, 1983)

(0,4)(1) 3 (1,179) 5 (85,842) = 2,431 32,174


2,431 = 3,039 Hp 0,8

Maka digunakan pompa standar dengan daya 3 Hp


L.D.8 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 (ρ)

= 995,68 kg/m3 = 62,158 lb m /ft3 .......................(Geankoplis, 1997) = 9.091 kg/jam = 5,567 lb m /s

Laju alir massa (F)

Laju alir volumetric, Q = Faktor keamanan

F

ρ

=

5,567 lbm / s = 0,089 ft 3 / s 3 62,158 lbm / ft

= 20 %

Sand filter dirancang untuk penampungan ¼ jam operasi Sand filter dirancang untuk volume bahan penyaring 1/3 volume tangki Perhitungan : a. Volume Tangki Volume air, V l =

9.091 kg / jam x 0,25 jam = 2,283 m 3 995,68 kg / m 3

Volume tangki, V t = (1 + 0,2) x 2,283 m3 = 2,739 m3 Volume total, V total = (1 + 1/3) x 2,739 m3 = 3,652 m3 b. Spesifikasi Tangki Silinder (Shell) Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi, D : H = 1 : 2 V total =

1 πD 2 H 4

3,652 m3 =

(Brownell, 1959)

1 πD 2 (2 D) 4


3,652 m3 =

1 3 πD 2

D = 1,325 m Maka, D = 1,325 m H = 2,65 m Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = 1,325 m H h = 1/16 D Tinggi tutup =

1 x (1,325 m) = 0,083 m 16

Tinggi tangki total = 1,5 x 2(0,083) = 0,249 m Tebal Silinder dan Tutup Tangki Tinggi penyaring (H p ) = 1 x 2,65 = 0,6625 m 4 Tinggi cairan dalam tangki (H s ) = P

vl vtotal

x H=

2,283 x 2,65 m = 1,657 m 3,652

= ρ x g x Hs

air

= 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 1,657 m = 16,168 kPa P

penyaring

= ρ x g x HP = 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 0,6625 m = 6,464 kPa

Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P

= 16,168 kPa + 6,464 kPa + 101,325 kPa = 123,957 kPa

Faktor kelonggaran 5 % Maka, P

desain

= (1,05) x 123,957 kPa = 130,155 kPa

Joint Efficiency (E)

= 0,85........................................ (Peters,2004)

Allowable stress (S)

= 12.650 psi = 87.218,714... (Brownell,1959)

Tebal Shell, t =

PD 2 SE − 1,2 P

................................................ (Peters,2004)

Maka, tebal shell :


t=

(130,155 kPa) (1,325 m) = 0,00116 m = 0,046 in 2 (87.218,714 kPa)(0,85) − 1,2(130,155)

Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,046 in + 1/8 in = 0,171 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

L.D.9 Pompa Sand Filter (Po – 4) Fungsi : Memompa air dari sand filter ke menara air. Jenis

: centrifugal pump

Bahan Konstruksi

: Commercial steel


= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

Densitas air (ρ)




= 9.091 kg/jam = 5,567 lb m /s


F

ρ

=

5,567 lbm / s = 0,089 ft 3 / s = 0,0025 m3/s 3 62,158 lbm / ft



kuran Spesifikasi Pipa Dari Appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : 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



= 0,008219 m2

0,0025 m 3 / s Q = = 0,304 m / s = 0,997 ft/s At 0,008219 m 2


=

ρ V D (995,68 kg / m 3 ) (0,304 m / s ) (0,1023 m) = = 38.672,226 µ 0,8007.10 −3 kg / m.s

Karena N Re > 4100, maka aliran turbulen Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,000046 m ................................................................................. (Fig.12-1, Peters, 2004) Pada N Re = 109.147,269 diperoleh harga ε

Maka harga f = 0,01

D

=

0,000046 m = 0,00045 0,1023 m

............................................................ (Fig.12-1, Peters, 2004)

Instalasi pipa - Panjang pipa lurus, L 1 = 30 ft - 1 buah gate valve fully open ; L/D = 13.............................. (App.C-2a, Foust,1980) L 2 = 1 x 13 x 0,336 = 4,368 ft - 2 buah standard elbow 90o ; L/D = 30................................ (App.C-2a, Foust,1980) L 3 = 2 x 30 x 0,336 = 20,16 ft - 1 buah sharp edge entrance ;K = 0,5; L/D = 27 ................(App.C-2a, Foust,1980) L 4 = 0,5 x 27 x 0,336 = 4,536 ft - 1 buah sharp edge exit ; K = 1,0 ; L/D = 55....................... (App.C-2a, Foust,1980) L 5 = 1,0 x 55 x 0,336 = 18,48 ft Panjang pipa total (ΣL) = 77,544 ft Faktor gesekan , f .v 2 . ∑ L (0,01) × (0,997) 2 × (77,544) F= = = 0,036 ft.lbf / lbm 2 g c .D 2(32,174)(0,336) Kerja Pompa Dari persamaan Bernoulli : W = ∆Z

 V2 g + ∆ gc  2ag c

  + ∆(Pv ) + ΣF 

.......................................... (Peters, 2004)


Tinggi pemompaan, ∆Z = 10 ft ∆V 2 Velocity Head, =0 2g c Pressure Head, Static head, ∆Z

∆P

ρ

=0



55,519 = 0,126 Hp 550 x 0,8


L.D.10 Menara Air ( MA ) Fungsi :Menampung air sementara untuk didistribusikan ke unit lain, dan sebagian dipakai sebagai air domestik. Jenis : Selinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA – 283 grade C

Jumlah : 1 unit Kondisi Operasi Laju alir massa (F) Densitas air (ρ)

= 9.091 kg/jam = 5,567 lb m /s


Viskositas air (µ) = 0,8007 cP Laju alir volumetric, Q = Faktor keamanan

= 0,000538 lb m /ft.s................. (Kirk Othmer,1967) F

ρ

=

5,567 lbm / s = 0,089 ft 3 / s = 0,0025 m3/s 3 62,158 lbm / ft

= 20 %

Kebutuhan Perancangan = 3 jam Perhitungan : a. Volume Tangki Volume air, V l =

9.091 kg / jam x 3 jam = 27,391 m 3 995,68 kg / m 3


Volume tangki, V t = (1 + 0,2) x 27,391 m3 = 32,869 m3 b. Spesifikasi Tangki Silinder (Shell) Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi, D : H = 3 : 4 Vs =

π D2 4

Maka, V s =

Vs = 32,869 m3 =

(Brownell, 1959)

H

π D2  4

  D 3 

4

π D3 3

π D3 3

Maka, D = 3,155 m H = 4,207 m Tinggi air dalam tangki (H s ) =

vl vtotal

x H=

27,391 x 4,207 m = 3,506 m 32,869

Tebal Tangki Tekanan hidrostatik P

= ρ x g x Hs

air

= 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 3,506 m = 34,210 kPa Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P

= 34,210 kPa + 101,325 kPa = 135,535 kPa

Faktor kelonggaran 20 % Maka, P

desain

= (1,2) x 135,535 kPa = 162,642 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

................................................ (Peters,2004)

Maka, tebal shell : t=

(162,642 kPa) (3,155 m) = 0,0034 m = 0,134 in 2 (87.218,714 kPa)(0,85) − 1,2(162,642)


Faktor korosi = 1/2 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,134 in + 1/2 in = 0,634 in Tebal Shell standard yang digunakan = 3/4 in

(Brownell,1959)

Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup 3/4 in

L.D.11 Penukar Kation / Cation Exchanger ( CE ) Fungsi

: untuk mengurangi kesadahan air

Tipe

: silinder tegak dengan tutup dan alas ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-53 grade B

Kondisi penyimpanan : Temperatur = 28°C Tekanan

= 1 atm

Densitas air (ρ)

= 995,68 kg/m3 = 62,158 lb m /ft3 ...............(Geankoplis, 1997)

Viskositas air (µ)

= 0,8007 cP

= 0,000538 lb m /ft.s ..........(Kirk Othmer,1967)

Laju alir massa (F) = 1.971,433 kg/jam = 1,207 lb m /s Laju alir volumetric, Q =

F

ρ

=

1,207 lbm / s = 0,0194 ft 3 / s = 0,000549 m3/s 62,158 lbm / ft 3

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-53 grade B. Dari Brownell & Young, Item 4, 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 x14,7 = 17,64 Psi

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

t=

Tebal shell standar yang digunakan = ½ in............................. (Brownell,1959)

L.D.12 Tangki Pelarutan H 2 SO 4 (T – 3) Fungsi

: Tempat membuat larutan H 2 SO 4 .

Bentuk


Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-53 grade B. Jumlah

: 1 unit


= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

- H 2 SO 4 yang digunakan memiliki konsentrasi 50 % (% berat) - Densitas H 2 SO 4 (ρ)

= 1387 kg/m3 = 85,587 lbm/ft3 ................(Perry, 1999)

- Laju alir massa H 2 SO 4 = 0,0267 kg/jam - Kebutuhan perancangan = 1 hari - Faktor keamanan

= 20%


Ukuran Tangki Volume larutan, Vl =

0,0267 kg/jam × 24 jam / hari × 30 hari = 0,0277 m3 3 0,5 × 1.387 kg/m

Volume tangki, V t = 1,2 × 0,0277 m3 = 0,0332 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 4 : 3 1 πD 2 H 4 1 3  0,0332 m 3 = πD 2  D  4 4  3 0,0332 m 3 = πD 3 16 Maka: V=

D = 0,3835 m = 1,258 ft H = 0,2875 m = 0,943 ft Tinggi larutan H 2 SO 4 dalam tangki =

0,0277 m 3 1 π (0,3835 m) 2 4

= 0,24 m


: 0,8

- Faktor korosi

: 1/8 in ............................... (Timmerhaus, 1980)


: 1 atm = 14,7 Psi

- Faktor Keamanan

: 20 %

- Tekanan desain, P

= 1,2 x14,7 = 17,64 Psi

Tebal Dinding tangki cation exchanger: PD + CA 2SE − 1,2P (17,64 Psi) (1,258 ft)(12 in/ft) = + 0,125in = 0,134 in 2(18.750 Psi)(0,8) − 1,2(17,64 Psi)

t=

Tebal shell standar yang digunakan = 3/16 in .........................(Brownell,1959)


Daya Pengaduk : Dt/Di = 3, Baffel = 4 ................................................................(Brownell, 1959) Dt = 0,834 ft Di = 0,278 ft Kecepatan Pengadukan, N = 1 rps Viskositas H 2 SO 4 50 % = 3,4924 x 10-4 lbm/ft.det ..............(Kirk Othmer, 1967) Bilangan Reynold, (85,5874)(1)(1,258) ρ .N .D 2 N Re = = = 308295 µ (3,4924.10 − 4 )

Dari gambar 3.3-4 (Geankoplis, 1997) untuk N Re = 308295 diperoleh Np = 0,9. Sehingga : Np.N 3 .Di 5 .ρ P= gc =

.............................................................(Geankoplis, 1997)

(0,9)(1) 3 (0,278) 5 (85,587) = 0,0039 32,174


0,0039 = 0,0048 Hp 0,8

L.D.13 Tangki Pelarutan NaOH (T – 4) Fungsi

: Tempat membuat larutan NaOH

Bentuk


Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283, grade C Jumlah

: 1 unit

Laju alir massa NaOH

= 0,056 kg/jam

Waktu regenerasi

= 24 jam

NaOH yang dipakai berupa larutan 10% (% berat) Densitas larutan NaOH 10% = 1.518 kg/m3 = 94,765 lbm/ft3 .......(Perry, 1999) Kebutuhan perancangan = 30 hari


Faktor keamanan = 20% Ukuran Tangki Volume larutan, Vl =

0,056 kg/jam × 24 jam × 30 hari = 0,2656 m3 0,1 × 1518 kg/m 3


D = 0,647 m = 2,123 ft H = 0,973 m = 3,192 ft Tinggi larutan NaOH dalam tangki =

0,2656m 3 1 π (0,647 m) 2 4

= 0,808 m


: 0,8

- Faktor korosi

: 1/8 in


: 1 atm = 14,7 Psi

- Faktor Keamanan

: 20 %

- Tekanan desain, P

= 1,2 x14,7 = 17,64 Psi

(Timmerhaus, 1980)


t=


(Brownell,1959)


Daya Pengaduk : (Brownell, 1959)

Dt/Di = 3, Baffel = 4 Dt = 0,692 ft Di = 0,231 ft Kecepatan Pengadukan, N = 1 rps Viskositas NaOH 10 % = 4,302 x 10-4 lbm/ft.det

(Kirk Othmer, 1967)


(94,765)(1)(2,123) ρ .N .D 2 = = 467657,124 µ (4,302.10 − 4 )

Dari gambar 3.3-4 (Geankoplis, 1997) untuk N Re = 467657,124 diperoleh

Np =

0,9. Sehingga : P=

=

Np.N 3 .Di 5 .ρ gc

(Geankoplis, 1983)

(0,9)(1) 3 (0,231) 5 (94,765) = 0,0017 32,174


0,0017 = 0,0021 Hp 0,8

L.D.14 Pompa cation exchanger (Po – 6) Fungsi : Memompa air dari cation exchanger ke anion exchanger. Jenis

: centrifugal pump

Bahan Konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kondisi Operasi Temperatur

= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

Densitas air (ρ)

= 995,68 kg/m3 = 62,158 lb m /ft3 ................................ (Perry, 1999)

Viskositas air (µ) = 0,8007 cP

= 0,000538 lb m /ft.s .................(Kirk Othmer,1967)

Laju alir massa (F) = 1.971,433 kg/jam = 1,207 lb m /s



F

ρ

=

1,207 lbm / s = 0,0194 ft 3 / s = 0,000549 m3/s 3 62,158 lbm / ft

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

D i,opt

3

......................... (Per.12-15, Peters, 2004) 0,45

.(995,68 kg/m3) 0,13

= 0,363 (0,000549 m /s) = 0,03 m = 1,181 in Ukuran Spesifikasi Pipa

Dari Appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : 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


= 0,008219 m2

0,000549 m 3 / s Q = = 0,067 m / s = 0,219 ft/s At 0,008219 m 2


=

ρ V D (995,68 kg / m 3 ) (0,067 m / s ) (0,1023 m) = = 8.523,155 µ 0,8007.10 −3 Pa.s

Karena N Re > 4100, maka aliran turbulen Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,000046 m .................................................. (Fig.12-1, Peters, 2004) Pada N Re = 8.523,115 diperoleh harga ε Maka harga f = 0,008

D

=

0,000046 m = 0,00045 0,1023 m

.................................................. (Fig.12-1, Peters, 2004)

Instalasi pipa - Panjang pipa lurus, L 1 = 10 ft - 1 buah gate valve fully open ; L/D = 13.............................. (App.C-2a, Foust,1980) L 2 = 1 x 13 x 0,336 = 4,368 ft - 2 buah standard elbow 90o ; L/D = 30................................ (App.C-2a, Foust,1980)


L 3 = 2 x 30 x 0,336 = 20,16 ft - 1 buah sharp edge entrance ;K = 0,5; L/D = 27 ................ (App.C-2a, Foust,1980) L 4 = 0,5 x 27 x 0,336 = 4,536 ft - 1 buah sharp edge exit ; K = 1,0 ; L/D = 55....................... (App.C-2a, Foust,1980) L 5 = 1,0 x 55 x 0,336 = 18,48 ft Panjang pipa total (ΣL) = 57,544 ft Faktor gesekan , f .v 2 . ∑ L (0,008) × (0,219) 2 × (57,544) F= = = 0,001 ft.lbf / lbm 2 g c .D 2(32,174)(0,336) Kerja Pompa Dari persamaan Bernoulli : W = ∆Z

 V2 g + ∆ gc  2ag c

  + ∆(Pv ) + ΣF 

.......................................... (Peters, 2004)


∆P

ρ

=0



18089 = 0,041 Hp 550 x 0,8

Digunakan pompa dengan daya standar 0,3 Hp

L.D.15 Tangki Kaporit (T – 5) Fungsi

: Tempat membuat larutan tangki Kaporit

Bentuk


Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283, grade C


Jumlah

: 1 unit

Laju alir massa kaporit

= 0,0019 kg/jam

Waktu regenerasi

= 24 jam

(Ca(ClO) 2 ) yang dipakai berupa larutan 50% (% berat) Densitas kaporit (Ca(ClO) 2 ) = 1.272 kg/m3 = 79,411 lbm/ft3 ...... (Perry, 1999) Kebutuhan perancangan = 30 hari Faktor keamanan = 20% Ukuran Tangki Volume larutan, Vl =

0,0019 kg/jam × 24 jam × 30 hari = 0,00215 m3 3 0,5 × 1.272 kg/m


D = 0,129 m = 0,423 ft H = 0,193 m = 0,633 ft Tinggi larutan dalam tangki =

0,00215m 3 1 π (0,129 m) 2 4

= 0,164 m


: 0,8

- Faktor korosi

: 1/8 in ............................... (Timmerhaus, 1980)


: 1 atm = 14,7 Psi

- Faktor Keamanan

: 20 %

- Tekanan desain, P

= 1,2 x14,7 = 17,64 Psi



t=

Tebal shell standar yang digunakan = 3/16 in ....................... (Brownell,1959)

L.D.16 Ketel Uap ( KU ) Fungsi

: Untuk menampung air umpan ketel sebelum didistribusi.

Bentuk


Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283, grade C Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi - Temperatur = 30 oC - Tekanan

= 1 atm

- Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3

(Perry, 1999)

- Laju alir masa air umpan ketel = 9.857,164 kg/jam - Kebutuhan perancangan

= 1 hari

- Faktor keamanan= 20% Ukuran Tangki : Volume air, Vl =

9.857,164 kg/jam × 24 jam × 1 hari = 237,598 m3 3 995,68 kg/m

Volume tangki, V t = 1,2 × 237,598 m3 = 285,118 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3


1 πD 2 H 4 1 3  285,118 m 3 = πD 2  D  4 2  3 285,118 m 3 = πD 3 8 Maka: V=

D = 6,233 m = 20,449 ft H = 9,349 m = 30,672 ft Tinggi air dalam tangki =

237,598m 3 1 π (6,233 m) 2 4

= 7,791 m

Tebal dinding tangki : Tekanan hidrostatik : P

=ρxgxl = 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 7,791 m = 76,022 kPa

Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P = 76,022 kPa + 101,325 kPa = 177,347 kPa Faktor kelonggaran = 5 % Tekanan desain, P = (1,05)(177,347) = 186,214 kPa Join Effisiensi

= 0,8

(Brownell, 1959)

Allowable working stress (S) = 12.750 Psi = 87.099,98 kPa

(Brownell, 1959)

Tebal Dinding tangki : PD + CA 2SE − 1,2P (186,214 kPa) (20,449 ft)(12 in/ft) = + 0,125in = 0,453 in 2(87.099,98 kPa)(0,8) − 1,2(186,214 kPa)

t=

Tebal shell standar yang digunakan = ½ in

(Brownell,1959)

L.D.17 Deaerator ( DE ) Fungsi

: Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air umpan ketel

Bentuk

: Silinder tegak dengan tutup dan alas ellipsoidal

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-53, Grade B


Jumlah

:1

Kondisi operasi

: Temperatur = 900C Tekanan

Kebutuhan Perancangan : Laju alir massa (F)

= 1 atm 24 jam

= 7.582,434 kg/jam = 4,643 lbm/s

Densitas campuran (ρ) = 995,68 kg/m3 Faktor keamanan

= 62,141 lbm/ft3

= 20 %

Perhitungan Ukuran Tangki Volume larutan, Vl =

7.582,434 kg/jam × 24 jam/hari x 1 hari 995,68 kg/m 3

= 182,768 m3 Volume tangki, V t = 1,2 × 182,768 m3 = 219,322 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 1 πD 2 H 4 1 3  219,322 m 3 = πD 2  D  4 2  3 219,322 m 3 = πD 3 8 Maka: V=

D = 5,711 m = 18,737 ft H = 8,566 m = 28,103 ft Tinggi air dalam tangki =

182,768m 3 1 π (5,711 m) 2 4

= 7,138 m


: 0,8

- Faktor korosi

: 1/8 in


: 1 atm = 14,7 Psi

- Faktor Keamanan

: 20 %

(Timmerhaus, 1980)


- Tekanan desain, P

= 1,2 x14,7 = 17,64 Psi

Tebal Dinding silinder tangki : PD + CA 2SE − 1,2P (17,64 Psi) (18,737 ft)(12 in/ft) = + 0,125in = 0,257 in 2(18.750 Psi)(0,8) − 1,2(17,64 Psi)

t=


(Brownell,1959)

L.D.18 Pompa Deaerator (Po – 7) Fungsi

: untuk 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 (ρ)

= 995,68 kg/m3 = 62,158 lb m /ft3

Viskositas air (µ) = 0,8007 cP

(Perry, 1999)

= 0,000538 lb m /ft.s

(Kirk Othmer,1967)

Laju alir massa (F) = 7.582,434 kg/jam = 4,643 lb m /s Laju alir volumetric, Q =

F

ρ

=

4,643 lbm / s = 0,075 ft 3 / s = 0,0021 m3/s 3 62,158 lbm / ft

Desain Pompa : D i,opt

= 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13

(Per.12-15, Peters, 2004)

= 0,363 (0,0021 m3/s)0,45.(995,68 kg/m3) 0,13 = 0,055 m = 2,165 in Ukuran Spesifikasi Pipa Dari Appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : 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



= 0,008219 m2

0,0021 m 3 / s Q = = 0,255 m / s = 0,837 ft/s At 0,008219 m 2


=

ρ V D (995,68 kg / m 3 ) (0,255 m / s ) (0,1023 m) = = 32.438,874 µ 0,8007.10 −3 Pa.s

Karena N Re > 4100, maka aliran turbulen Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,000046 m (Fig.12-1, Peters, 2004) 0,000046 m Pada N Re = 109.147,269 diperoleh harga ε = = 0,00045 D 0,1023 m Maka harga f = 0,005

(Fig.12-1, Peters, 2004)

Instalasi pipa - Panjang pipa lurus, L 1 = 25 ft - 1 buah gate valve fully open ; L/D = 13


L 2 = 1 x 13 x 0,336 = 4,368 ft - 2 buah standard elbow 90o ; L/D = 30


L 3 = 2 x 30 x 0,336 = 20,16 ft - 1 buah sharp edge entrance ;K = 0,5; L/D = 27


L 4 = 0,5 x 27 x 0,336 = 4,536 ft - 1 buah sharp edge exit ; K = 1,0 ; L/D = 55


L 5 = 1,0 x 55 x 0,336 = 18,48 ft Panjang pipa total (ΣL) = 72,544 ft Faktor gesekan , F=

f .v 2 . ∑ L (0,005) × (0,837) 2 × (72,544) = = 0,012 ft.lbf / lbm 2 g c .D 2(32,174)(0,336)

Kerja Pompa : Dari persamaan Bernoulli :

 V2 g W = ∆Z + ∆ gc  2ag c

  + ∆(Pv ) + ΣF 

(Peters, 2004)



∆P

ρ

=0



69,984 = 0,159 Hp 550 x 0,8

Digunakan pompa dengan daya standar 0,2 Hp

LC.19 Water Cooling Tower ( WCT ) Fungsi

: Mendinginkan air pendingin bekas dari temperatur 40 o

C menjadi 20 oC

Jenis

: Mechanical Draft Cooling Tower

Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA-53 Grade B

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

:

Suhu air masuk menara (T L2 ) = 40 oC = 104 oF Suhu air keluar menara (T L1 ) = 20 oC = 68 oF Suhu udara (T G1 )

= 25 oC = 77 oF

Dari Gambar 12-14 Perry (1999), diperoleh suhu bola basah, T w = 68 oF Dari Gambar 12-14 Perry (1999), untuk data temperatur di atas diperoleh konsentrasi air = 1,85 gal/ft2.menit Dari Gambar 12-3 Perry (1999), untuk T w = 68 oF dan Temperatur bola kering = 77oF diperoleh kelembaban, (H) = 0,014 kg uap air/kg udara kering. Densitas air (40 oC)

= 990,16 kg/m3

Laju massa air pendingin

= 35.405,213 kg/jam


Laju volumetrik air pendingin Q =

F

ρ

=

35.405,213 kg / jam = 35,757 m 3 / jam 3 990,16 kg / m

= 35,757 m3/jam × 264,17 gal/m3 x 0,0167 jam/menit

Kapasitas air, Q

= 157,74 gal/menit Faktor keamanan

= 20%

Luas menara, A

= 1,2 × (kapasitas air/konsentrasi air) = 1,2 × (157,74 gal/menit)/(1,85 gal/ft2.menit) = 102,32 ft2

Laju alir air tiap satuan luas (L)=

(35.405,213 kg/jam)(1 jam)(3,2808 ft) 2 (102,32 ft 2 )(3600 s)(1 m 2 )

= 0,315 kg/s.m2 Perbandingan L : G direncanakan = 5 : 6 Sehingga laju alir gas tiap satuan luas (G) = 1,25 kg/m2.s

Perhitungan tinggi menara : Maka, dari Persamaan 9.3.8 Geankoplis (1997) menjadi: Hy 1

= (1,005 + 1,88 H)(T G1 -0) + (2501,4 H) = (1,005 + 1,88 × 0,014)(25-0) + 2501,4 (0,014) = 60,803 kJ/kg

Dari pers. 10.5-2, Geankoplis (1997) : G (Hy2 – Hy1 )

= L C L (T L2 – T L1 )

Diasumsikan c L adalah konstan sehingga didapat harga c L sebesar 4,187 kJ/kg.K Sehingga didapat harga Hy2 adalah sebagai berikut : 1,25 (Hy2 – 60,8) = 0,315 (4,187)(40-20) Hy 2 = 81,902 kJ/kg


Entalpi 10^3 (j/kg)

230 210 190 170 150 130 110 90 70 50 30

kesetimbangan Operasi

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Suhu (C)

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

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

Hy*

1/(Hy*-Hy)

60,8

88

0,0368

68

130,90

0,0159

75

172,63

0,0102

81,902

213,8

0,0076


0.0400 0.0350

1/(Hy*-Hy)

0.0300 0.0250 0.0200 0.0150 0.0100 0.0050 0.0000 0.0000

50.0000

100.0000

150.0000

200.0000

250.0000

Hy*

Gambar LC.2 Kurva Hy* terhadap 1/(Hy*-Hy)

G Ketinggian menara, z = M.k G .a

H y2

dHy Hy * −Hy H y1

∫

(Geankoplis, 1997) H y2

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

=

dHy = 1,347 Hy * −Hy H y1

∫

(Geankoplis, 1997)

0,582 x 1,347 29 × (1,207.10 −7 )(1,013.10 5 )

= 2,211 m =7,252 ft Perhitungan Daya Kipas Diambil performance menara 90%, maka dari Gambar 12-15 Perry (1999), diperoleh tenaga kipas 0,03 hp/ft2. Daya yang diperlukan = 0,03 hp/ft2 × 7,2522 ft2 = 1,578 hp Digunakan daya standart 5 hp Perhitungan laju alir udara minimum Dari Gambar LD.1 diperoleh slope = 7,28 Slope = L/G min G min

(Geankoplis, 1997)

= 0,315/7,28 = 0,043 kg/s.m2

Laju alir udara minimum adalah: 0,043 kg/s.m2.


LC.18 Blower (JB) Fungsi

: Menghisap udara yang ada disekitar untuk dimasukkan ke dalam Hot Chamber (HC-201).

Jenis

: Rotary Compressor Type Straight Lobes

Bahan

: Commercial Steel

Kondisi Operasi : Temperatur (T) : 1800C Tekanan (P)

: 1 atm (14,696 psi)

Laju Udara yang masuk

= 2576,805 Kg/jam

Banyaknya Udara yang Dihisap

= 2576,805 Kg/jam

Densitas Udara 1800C

= 0,842 kg/m3 (Tabel A.3-3, Geankoplis,1983)

Volume Udara =

2576,805kg / jam = 3060,338m 3 / jam 3 0,842kg / m

Volume Udara = 3060,338m3/jam

= 10040,358 ft3/jam

= 167,34 ft3/menit Untuk Blower kapasitas 500 ft3/min, Spesifikasinya adalah Sebagai berikut : (Tabel 7.8 Walas,1998) 1. Features (male x female)

=2x2

2. Max Displacement

= 500 ft3/menit

3. Diameter Maksimum

= 18 in

4. Diameter Minimum

= 10 in

5. Kecepatan Maksimum

= 0,05 Mach

6. Kecepatan Normal

= 0,04 Mach

7. Maksimum L/d, Tekanan rendah

= 2,5

8. Maksimum L/d, Tekanan tinggi

= 1,50

9. Efisiensi Volumetric

=5

10. Faktor X untuk displacement

= 0,27

11. Efisiensi Normal Overall

= 68

12. Normal Mach

= 95 %

13. Daya

= 100 Hp


LC.19 Hot Chamber (HC) Fungsi : Menghasilkan udara panas yang dibutuhkan dalam proses Jenis : Hot Room Bahan : Batu Tahan Api, asbestos dan Beton Kondisi Operasi : Temperatur (T)

: 1500C

Tekanan (P)

: 1 atm (14,696 psi)

Laju Udara yang masuk

= 2576,805 Kg/jam

Banyaknya Udara yang Dihisap

= 2576,805 Kg/jam

Densitas Udara 1800C

= 0,842 kg/m3 (Tabel A.3-3, Geankoplis,1983)

Volume Udara =

2576,805kg / jam = 3060,338m 3 / jam 3 0,842kg / m

Volume Udara = 3060,338m3/jam

= 10040,358 ft3/jam

= 167,34 ft3/menit Spesifikasinya adalah sebagai berikut :

(Sianturi, 1977)

1. Dibuat dari batu tahan api dilapisi dengan asbestos dan beton 2. Dibuat dalam 2 kamar untuk memungkinkan regenerasi Perhitungan Luas Kamar Volume udara tiap menit adalah = Volume total =

3060,338m 3 / jam = 51,005m 3 / menit 60menit / jam

51,005 3 m = 25,502m 3 2

Diasumsikan P=2/3 L=T Maka : Volume Total = P x L x T 25,502

= 3/2 P3

Maka : P

= 2,571 m diambil ukuran panjang 3 m

L

= 3/2 x 3m

= 4,5 m

Dan T = P = 3m


LC.20 Brander (BR) Fungsi

: Menyemprotkan bahan bakar untuk menghasilkan api pemanas yang digunakan dalam hot chamber (HC)

Bahan

: Besi-besi Tuang

Kondisi Operasi : Temperatur

: 300

Tekanan

: 1 atm

Spesifikasinya adalah :

(Sianturi, 1977)

1. Terbuat dari besi-besi tuang 2. Dilengkapi dengan alat-alat kontrol


LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI Dalam rencana Pra Rancangan Pabrik Susu Kedelai Bubuk digunakan ketentuan sebagai berikut : 1. Pabrik beroperasi selama 340 hari 2. Kapasitas maksimum adalah 5.000 ton/tahun 3. Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau Purchased Equipment Delivered (Peters, dkk. 2004) 4. Harga alat disesuaikan dengan nilai tukar dolar terhadap rupiah adalah : US$ 1 = Rp. 9.200,- (Harian Analisa, 4 Juli 2008)

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 = Cy  2   X1 

m

Ix    ……………………………………… (Peters dkk, 2004)  I y 

Dimana : Cx

= Harga alat pada tahun 2007

Cy

= Harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia

X1

= Kapasitas alat yang tersedia

X2

= Kapasitas alat yang diinginkan

Ix

= Indeks harga pada tahun 2007

Iy

= Indeks harga pada tahun yang tersedia

m

= Faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat)

Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2007 digunakan metode regresi koefisien korelasi sebagai berikut (Montgomery, 1992) :

r =

(n. ∑ X

[n. ∑ X .Y − ∑ X . Y ] − (∑ X ) ) x (n . ∑ Y − (∑ Y ) ) i

2 i

i

i

i

2

i

2

2

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, Peters, dkk. 2004)

Data : n

= 14

ΣXi

= 27937

ΣYi

= 14184

ΣXi.Yi = 28307996 ΣXi2

= 55748511

ΣYi2

= 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 ……………………………………… (Peters dkk, 2004) Dimana : Y

= Indeks harga pada tahun yang dicari (2008)

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 )

b=

i

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 2008 adalah sebagai berikut : Y = -32528,8 + 16,8088 (2008) Y = 1223,2704


Perhitungan harga peralatan yang digunakan adalah menggunakan harga faktor eksponensial (m) Marshall & Swift. Harga faktor eksponen ini dapat dilihat pada (tabel 6–4, Peters, dkk. 2004). Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya dianggap 0,6 (Peters, dkk. 2004). Contoh Perhitungan Harga Peralatan Tangki NaOH 0,05% (TB-101) Kapasitas tangki, X 1 = 51,881 m3. Dari fig. 12 – 52, Peters, dkk. 2004, diperoleh untuk harga kapasitas tangki (X 2 ) 43,234 m3 adalah (C y ) US$ 70.000. Dari Tabel 6-4, Peters , dkk. 2004, faktor eksponen tangki adalah (m) 0,49. Indeks harga pada tahun 2002 (I y ) 1103. Indeks harga tahun 2008 (I x ) adalah 1223,2704. Maka estimasi harga tangki untuk (X 2 ) adalah sebagai berikut :

51,881 C x = US$ 70.000 x 43,234

0 ,49

x

1223,2704 1103

C x = US$ 84887,67241 C x = Rp. 780.966.586 / unit Dengan cara yang sama diperoleh perkiraan harga alat lainnya yang dapat dilihat pada Tabel LE.2 untuk perkiraan peralatan proses dan Tabel LE.3 untuk perkiraan peralatan utilitas. Tabel LE.2 Estimasi Harga Peralatan Proses No

Kode

Unit

Harga (Rp) / Unit

Harga Total (Rp)

1. 2. 3.

Bucket Elevator Tangki NaOH Tangki NaHCO 3

1 1 1

76.447.561 780.966.586 508.597.856

76.447.561 780.966.586 508.597.856

4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.

Tangki Santan Tangki Pencampuran I Vibrating Screen Filter I Tangki Perendaman Bucket Elevator Tangki Pencampuran II Vibrating Screen Filter II Tangki Perendaman II Bucket Elevator III Tangki Pencampuran III Vibrating Screen Filter III

1 1 1 4 4 1 1 2 3 1 1

531.207.813 109.049.183 156.843.955

531.207.813 109.049.183 133.422.693

198.511.955 65.319.178 263.363.759 378.756.660 151.533.493 65.319.178 265.234.532 381.488.305

794.047.820 261.276.712 263.363.759 378.756.660 303.066.987 195.957.534 265.234.532 381.488.305


15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31.

Tangki Perebusan Roller Mill Mix tank I Filter Press Bak Penampung Cake Mix Tank II Evaporator Tangki Produk Rotary Cooler Tangki Pasteurisasi Pompa-1* Pompa-2* Pompa-3* Pompa-4* Pompa-5* Pompa-6* Pompa-7*

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

116.157.069 107.748.761 465.270.298 1.970.078.267 947.622.483 404.302.198 343.888.955 266.750.784 166.533.848 938.780.036 2.500.000 2.500.000 2.500.000 2.500.000 2.500.000 2.500.000 2.500.000

Total

116.157.069 107.748.761 465.270.298 1.970.078.267 947.622.483 404.302.198 343.888.955 266.750.784 166.533.848 938.780.036 2.500.000 2.500.000 2.500.000 2.500.000 2.500.000 2.500.000 2.500.000 10.492.078.645

* PT Sinar Teknik. 2008

Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Utilitas No

Nama Alat

Harga/Unit

Harga Total

(Rp)

(Rp)

Unit

1

Bak Pengendapan*

1

26.000.000

26.000.000

2

Sand Filter

1

114.308.685

114.308.685

3

Menara Air

1

38.338.450

38.338.450

4

Penukar Kation

1

28.544.226

28.544.226

5

Penukar Anion

1

28.544.226

28.544.226

6

Pembangkit Steam

1

287.350.676

287.350.676

7

Water Cooling Tower

1

248.704.088

248.704.088

8

Deaerator

1

43.756.800

43.756.800

9

Tangki NaOH

1

6.573.016

6.573.016

10

Tangki H 2 SO 4

1

7.199.965

7.199.965

11

Tangki Kaporit

1

6.725.317

6.725.317


12

Clarifier

1

61.064.000

61.064.000

13

Tangki Alum

1

6.486.445

9.486.445

14

Tangki Natrium Karbonat

1

7.064.001

7.064.001

15

Pompa - 1*

2

3.000.000

6.000.000

16

Pompa - 2*

2

3.000.000

6.000.000

17

Pompa - 3*

1

3.000.000

3.000.000

18

Pompa - 4*

1

3.000.000

3.000.000

19

Pompa - 5*

1

3.000.000

3.000.000

20

Pompa - 6*

1

3.000.000

3.000.000

21

Pompa – 7*

1

3.000.000

3.000.000

22

Genset

2

112.248.066

224.496.132

23

Blower

1

127.895.360

127.895.360

24

Hot Chamber

1

41.040.640

41.040.640

25

Brander

1

13.936.000

13.936.000

Total

1.171.092.027.-

* PT Sinar Teknik. 2008 Total harga peralatan (A)

= Rp 10.492.078.645,- + Rp 1.171.092.027.= Rp 11.663.170.672,-

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

Biaya transportasi

= 5%

-

Biaya asuransi

= 1%

-

Bea masuk

= 15 %

-

PPn

= 10 %

-

PPh

= 10 %

-

Biaya gudang di pelabuhan

= 0.5 %

-

Biaya administrasi pelabuhan = 0.5 %

-

Transportasi lokal

= 0.5 %

-

Biaya tak terduga

= 0.5 %


Total

= 43 %

Alat dengan tanda ( * ) adalah harga OTR dan tidak dikenakan biaya tambahan maka alat yang dikenakan biaya tambahan adalah : = Rp 11.663.170.672 - Rp. 1.001.122.483 = Rp. 10.662.048.189,Total harga peralatan tiba di lokasi pabrik (Purchased Equipment Delivered) adalah : Harga alat impor sampai ke lokasi pabrik = 1.43 x Rp 10.662.048.189,= Rp 15.246.728.910,Harga total alat

= Rp 15.246.728.910,- + Rp. 1.001.122.483 = Rp. 16.247.851.393,-

Biaya pemasangan diperkirakan 10 % dari harga peralatan Biaya pemasangan

(Peters dkk. 2004)

= 0.1 x Rp 16.247.851.393,= Rp 1.624.785.139,-

E.1.1.2 Harga Peralatan Terpasang (HPT) Harga Peralatan Terpasang (B) = Rp 16.247.851.393.- + Rp. 1.624.785.139,= Rp. 17.872.636.533,-

E.1.1.3 Instrumentasi dan Alat Kontrol Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 13 % dari HPT (Peters, dkk. 2004). Biaya instrumentasi dan alat kontrol (C) = 0,13 x Rp. 17.872.636.533,= Rp. 2.323.442.749,E.1.1.4 Biaya Perpipaan Diperkirakan biaya perpipaan 80 % dari HPT (Peters, dkk. 2004). Biaya perpipaan (D)

= 0,8 x Rp. 17.872.636.533,= Rp. 14.298.109.226,-

E.1.1.5 Biaya Instalasi Listrik Diperkirakan biaya instalasi listrik 10 % dari HPT (Peters, dkk. 2004). Biaya instalasi listrik (E) = 0,1 x Rp. 17.872.636.533,= Rp. 1.787.263.653,-


E.1.1.6 Biaya Insulasi Diperkirakan biaya insulasi 8 % dari HPT.

(Peters dkk. 2004)

Biaya insulasi (F) = 0.08 x Rp 17.872.636.533,= Rp 1.429.810.923.-

E.1.1.7 Biaya Inventaris Kantor Diperkirakan biaya inventaris kantor 1 % dari HPT (Peters, dkk. 2004). Biaya inventaris kantor (G) = 0,01 x Rp.17.872.636.533,= Rp. 178.726.365,-

E.1.1.7 Biaya Fasilitas Servis Diperkirakan biaya fasilitas servis 1 % dari HPT (Peters, dkk. 2004). Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan (H) = 0,01 x Rp. 17.872.636.533,= Rp. 178.726.365,-

E.1.1.8 Harga Bangunan dan Sarana Harga bangunan dan sarananya dapat dilihat pada Tabel LE.4 dibawah ini. Tabel LE.4 Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya No

Nama Bangunan

Luas 2

(m )

Harga (Rp./m2)

Jumlah (Rp)

1

Gudang Bahan Baku (GB)

180

750.000

135.000.000

2

Gudang Produk (GP)

300

750.000

225.000.000

3

Areal Proses

3500

2.000.000

7.000.000.000

4

Laboratorium

50

1.000.000

50.000.000

5

Perkantoran

200

1.500.000

300.000.000

6

Parkir

200

150.000

30.000.000

7

Kantin

60

500.000

30.000.000

8

Poliklinik

70

500.000

35.000.000

9

Tempat Ibadah

80

500.000

40.000.000

10

Bengkel

60

500.000

30.000.000

11

Ruang Kontrol

80

700.000

56.000.000


12

Ruang Bahan Bakar

80

700.000

56.000.000

13

Generator Listrik

200

750.000

150.000.000

14

Pengolahan Air

1.700

1.000.000

1.700.000.000

15

Pos Keamanan

40

150.000

6.000.000

16

Jalan

700

200.000

140.000.000

17

Kamar Mandi

100

150.000

15.000.000

18

Gudang Peralatan

300

400.000

120.000.000

19

Taman

250

150.000

37.500.000

20

Areal Perumahan Karyawan

2000

1.000.000

2.000.000.000

Total

12.155.500.000

Total biaya bangunan dan sarana (I) = Rp. 12.155.500.000,-

E.1.1.9 Biaya Tanah Lokasi Pabrik Luas tanah seluruhnya = 10.000 m2 Biaya tanah pada lokasi pabrik berkisar Rp. 100.000 – Rp. 300.000 / m2 Diperkirakan harga tanah sekitar Rp. 200.000 /m2 (Masyarakat Galang, Lubuk Pakam, 2008) Harga tanah seluruhnya = 10.000 m2 x Rp. 200.000 /m2 = 2.000.000.000,Biaya perataan tanah diperkirakan 5 % (Peters, dkk. 2004) Biaya perataan tanah = 0,05 x Rp. 2.000.000.000 = Rp. 100.000.000,Maka total biaya tanah (J) adalah Rp 2.100.000.000,-

E.1.1.10 Sarana Transportasi Sarana transportasi untuk mempermudah pekerjaan dapat dilihat pada Tabel LE.5 dibawah ini. Tabel LE.5 Rincian Biaya Sarana Transportasi Peruntukan

Unit

Tipe

Harga/unit (Rp)

Harga Total (Rp)

Manager

1

Sedan

350.000.000

350.000.000

Bus karyawan

3

Bus

300.000.000

900.000.000

Truk

3

Truk

200.000.000

600.000.000


Fork Lift

2

-

150.000.000

300.000.000 2.150.000.000

Total

Total biaya sarana transportasi (K) adalah sebesar Rp. 2.150.000.000,-

Total Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) MITL = A + B+ C + D + E + F + G + H + I + J + K = (Rp. 11.663.170.672 + Rp.17.872.636.533 + Rp. 2.323.442.749 + Rp.14.298.109.226 + Rp. 1.787.363.653 + Rp.1.429.810.923+ Rp. 178.726.365 + Rp. 178.726.365 + Rp 12.155.500.000,- + Rp. 2.100.000.000 + Rp. 2.150.000.000) = Rp 66.137.386.486,-

E.1.2 Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL) E.1.2.1 Pra Investasi Diperkirakan 7 % dari MITL (Peters, dkk. 2004). Pra Investasi (L)

= 0,07 x Rp. 66.137.386.486,= Rp. 4.629.617.054,-

E.1.2.2 Biaya Engineering dan Supervisi Diperkirakan 8 % dari MITL (Peters, dkk. 2004). Biaya Engineering dan Supervisi (M) = 0,08 x Rp. 66.137.386.486,= Rp.5.290.990.919 ,-

E.1.2.3 Biaya Kontraktor Diperkirakan 2 % dari MITL (Peters, dkk. 2004) Biaya Kontraktor (N) = 0,02 x Rp. 66.137.386.486,= Rp. 1.322.747.730,-

E.1.2.5 Biaya Tidak Terduga Diperkirakan 10 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004) Biaya Tidak Terduga (O)

= 0,1 x Rp. 66.137.386.486,= Rp. 6.613.738.649,-


Total MITTL = L + M + N + O = (Rp. 4.629.617.054+ Rp. 5.290.990.919 + Rp. 1.322.747.730 + Rp. 6.613.738.649) = Rp. 17.857.094.351,Total MIT

= MITL +MITTL = (Rp. 66.137.386.486,- + Rp. 17.857.094.351,-) = Rp. 83.994.480.838,-

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. NaOH Kebutuhan

= 200 kg/jam

Harga

= Rp.10.000,- /kg

Harga total

= 90 hari x 24 jam/hari x 200 kg/jam x Rp.10.000,-/kg

(PT. Bratachem, 2008)

= Rp.4.320.000.000,2. NaHCO 3 Kebutuhan

= 607 Kg/jam

Harga

= Rp. 10.000- /kg

Harga total

= 90 hari x 24 jam/hari x 607 Kg/jam x Rp. 10.000,-/kg

(PT. Bratachem,2008)

= Rp. 13.111.200.000,3. Santan Kebutuhan

= 552 Kg/jam

Harga

= Rp. 8.000,- /kg

Harga total

= 90 hari x 24 jam/hari x 552 Kg/jam x Rp. 8.000,-/kg

(Dwipa Tani Distrindo,2008)

= Rp.172.260.000,4. Kacang Kedelai Kebutuhan

= 613 kg / jam

Harga Kacang Kedelai = Rp. 7.000,- /kg Harga total

(Pusat Pasar, 2008)

= 90 hari x 24 jam/hari x 613 kg/jam x Rp. 7.000,-/kg = Rp. 9.268.560.000,-


E.2.1.2 Bahan Baku Utilitas 1. Kaporit Kebutuhan

= 0,0019 kg/jam

Harga

= Rp. 22.000,- /kg

Harga total

= 90 hari x 24 jam/hari x 0,0019 kg/jam x Rp. 22.000,-/kg


= Rp. 67.858,56,2. Solar Kebutuhan

= 19,589 Liter/jam

Harga solar industri = Rp. 5.500,- /Liter Harga total

(PT. Pertamina, 2008)

= 90 hari x 24 jam/hari x 19,589 Liter/jam x Rp. 5.500,-/Liter = Rp. 139.780.080,-

3. Al 2 (SO 4 ) 3 Kebutuhan

= 0,455 kg/jam

Harga

= Rp.5.000,- /kg

Harga total



= Rp. 842.400,4. Na 2 CO 3 Kebutuhan

= 0,6826 kg/jam

Harga

= Rp.10.000,- /kg

Harga total



= Rp.9.136.800,5. NaOH Teknis Kebutuhan

= 0,026 kg/jam

Harga

= Rp.10.000,- /kg

Harga total



= Rp.561.600,6. Asam Sulfat Kebutuhan

= 0,056 kg/jam

Harga

= Rp.10.000,- /kg

Harga total



= Rp.1.209.600,-


Total biaya bahan baku proses dan utilitas Total = Rp. 26.872.020.000 + Rp. 151.598.338 = Rp.27.023.618.338,Total Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan adalah Rp.81.070.855.014,Total biaya bahan baku dan utilitas selama 1 tahun :   12 =  xRp 81.070.855.014,-   3 = Rp 324.283.420.056,-

E.2.2 Kas E.2.2.1 Gaji Pegawai Perincian gaji pegawai dapat dilihat pada Tabel LE.6 dibawah ini. Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai Pabrik Pembuatan Susu Kedelai Bubuk Jabatan

Jlh

Gaji/bln (Rp)

Total gaji/bln (Rp)

Manager

1

24.000.000

24.000.000

Sekretaris

1

4.500.000

4.500.000

Kepala Bagian Produksi

1

8.000.000

8.000.000

Kepala Bagian Teknik

1

7.000.000

7.000.000

Kepala Bagian General Affair

1

7.000.000

7.000.000

Kepala Bagian Financial Marketing

1

7.000.000

7.000.000

Kepala Seksi Utilitas

1

6.000.000

6.000.000

Kepala Seksi Proses

1

6.000.000

6.000.000

Kepala Seksi Laboratorium

1

6.000.000

6.000.000

Kepala Seksi Maintanace dan listrik

1

6.000.000

6.000.000

Kepala Seksi Instrumen

1

6.000.000

6.000.000

Kepala Seksi Personalia

1

6.000.000

6.000.000

Kepala Seksi General Affair

1

6.000.000

6.000.000

Kepala Seksi Marketing

1

6.000.000

6.000.000

Kepala Seksi Pembelian

1

6.000.000

6.000.000

Kepala Seksi Keuangan

1

6.000.000

6.000.000


Kepala Seksi Keamanan

1

6.000.000

6.000.000

Karyawan Produksi

24

4.500.000

108.000.000

Karyawan Teknik

16

4.500.000

72.000.000

Karyawan Keuangan dan Personalia

7

4.500.000

31.500.000

Karyawan Pemasaran dan Penjualan

7

4.500.000

31.500.000

Dokter

1

5.000.000

5.000.000

Perawat

2

2.500.000

5.000.000

Petugas Kebersihan

7

1.500.000

10.500.000

Petugas Keamanan

9

2.500.000

22.500.000

Supir

3

2.000.000

6.000.000

Buruh Angkat

7

1.500.000

10.500.000

Total

100

387.000.000

Total gaji pegawai selama 1 bulan = Rp. 387.000.000,Total gaji pegawai selama 3 bulan = Rp. 1.161.000.000,-

E.2.2.2 Biaya Administrasi Umum Diperkirakan 10 % dari gaji pegawai (Peters, dkk. 2004). Biaya Administrasi Umum

= 0,1 x Rp. 1.161.000.000,= Rp. 116.100.000,-

E.2.2.3 Biaya Pemasaran Diperkirakan 10 % dari gaji pegawai (Peters, dkk. 2004). Biaya Pemasaran

= 0,1 x Rp. 1.161.000.000,= Rp. 116.100.000,-

E.2.2.4 Pajak Bumi dan Bangunan Menurut UU No. 20 Tahun 2000 Jo UU No. 21 Tahun 1997: Objek Pajak Bumi Bangunan

Luas (m2) 10.000 10.070

NJOP (Rp) Per m Jumlah 100.000 1.000.000.000 300.000 3.021.000.000 2


Nilai Jual Objek Pajak (NJOP) sebagai dasar pengenaan PBB = Rp 1.000.000.000.- + Rp 3.021.000.000.- = Rp 4.021.000.000.Bangunan yang tidak kena pajak adalah tempat ibadah yaitu sebesar 80 m2 NJOP Tidak Kena Pajak = 80 x Rp 300.000.- (Perda Sumatera Utara, 2000) = Rp 24.000.000.NJOP untuk penghitungan PBB = Rp 4.021.000.000,- – Rp 24.000.000,= Rp 3.997.000.000,Nilai Jual Kena Pajak = 20 % x Rp 3.997.000.000.= Rp 799.400.000.Pajak Bumi dan Bangunan yang terutang = 5 % x Rp 799.400.000.= Rp 39.970.000.Pajak Bumi dan Bangunan per 3 bulan = (3/12) x Rp 39.970.000.= Rp 9.992.500.-

Berikut perincian Biaya kas pada Tabel LE.7. Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas No

Jenis Biaya

Jumlah (Rp)

1

Gaji Pegawai

2

Administrasi Umum

116.100.000,-

3

Pemasaran

116.100.000,-

4

Pajak Bumi dan Bangunan Total

1.161.000.000,-

9.992.500,1.403.192.500,-

E.2.3 Biaya Start –Up Diperkirakan 12 % dari Modal Investasi Tetap (MIT) (Peters, dkk. 2004). Biaya Start-Up

= 0,12 x Rp. 83.994.480.838,= Rp 10.079.337.701,-

E.2.4 Piutang Dagang PD =

IP x HPT ………………………………… (Peters dkk, 2004) 12


Dimana : PD

: Piutang Dagang

IP

: Jangka waktu kredit yang diberikan (3 bulan)

HPT

: Hasil Penjualan Tahunan

Penjualan : Dari harga Susu Kedelai Bubuk dipasaran seperti berikut ini : Susu Kedelai Bubuk = Rp.115.000/kg………………

Produksi Susu Kedelai Bubuk

(Pusat Pasar, 2008)

= 577 kg/jam

Harga jual Susu Kedelai Bubuk = Rp.100.000/kg

(Pusat Pasar, 2008)

Hasil penjualan Susu Kedelai Bubuk tahunan = 577 kg/jam x 24 jam/hari x 340 hari/tahun x Rp.100.000,- /kg = Rp. 470.832.000.000,-

Piutang Dagang =

3 x Rp. 470.832.000.000,12

= Rp. 117.708.000.000,-

Perincian modal kerja dapat dilihat pada Tabel LE.8 dibawah ini. Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja No

Perincian

1

Bahan Baku

2

Kas

3

Start – Up

4

Piutang Dagang

Jumlah (Rp) 81.070.855.014,1.403.192.500,-

Total

10.079.337.701,117.708.000.000,Rp. 210.261.385.215,-

Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp. 83.994.480.838,- + Rp. 210.261.385.215 = Rp. 294.255.866.052,-


Modal ini berasal dari : 1. Modal Sendiri Besarnya modal sendiri adalah 60 % dari total modal investasi Modal sendiri adalah sebesar = 0,60 x Rp 294.255.866.052,= Rp. 176.553.519.631,2. Pinjaman dari Bank Besarnya modal sendiri adalah 40 % dari total modal investasi Pinjaman dari bank adalah sebesar = 0,40 x Rp. 294.255.866.052,= Rp. 117.702.346.421,-

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+1) x Rp. 387.000.000,= Rp. 5.031.000.000,-

E.3.1.2 Bunga Pinjaman Bank Bunga pinjaman bank adalah sebesar 13 % dari total pinjaman dari bank Bunga pinjaman bank (Q) = 0,13 x Rp. 117.702.346.421,= Rp. 15.301.305.035,-

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 20 % dari MITTL, sehingga biaya amortisasi adalah sebagai berikut : Biaya Amortisasi

= 0,20 x Rp. 17.857.094.351 = Rp. 3.571.418.870,-

Perincian biaya depresiasi sesuai UU Republik Indonesia dapat dilihat pada Tabel LE.9 dibawah ini. Tabel LE.9 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UU RI No. 17 Tahun 2000 Komponen

Biaya (Rp)

Bangunan

Umur (Tahun)

Depresiasi (Rp)

30

405.183.333

Peralatan proses

12.155.500.000 10.492.078.645

10

1.049.207.865

Peralatan utilitas

1.171.092.027

10

117.109.203

2.323.442.749

10

232.344.275

14.298.109.226

15

953.207.282

Instalasi listrik

1.787.263.653

20

89.363.183

Insulasi

1.429.810.923

15

95.320.728

Inventaris kantor

178.726.365

5

35.745.273

Fasilitas servis

178.726.365

5

35.745.273

2.150.000.000

10

215.000.000

Instrumentasi dan Alat kontrol Perpipaan

Sarana transportasi

3.228.226.414

Total

Total biaya amortisasi dan depresiasi (R) = Rp 3.571.418.870 + Rp 3.228.226.414 = Rp. 6.799.645.284.,-


E.3.1.4 Biaya Tetap Perawatan 1. Perawatan mesin dan alat – alat proses Diambil 10 % dari harga peralatan terpasang di pabrik (Peters, dkk. 2004) Biaya perawatan mesin = 0,1 x Rp. 17.872.636.533 = Rp 17.872.637,2. Perawatan bangunan Diperkirakan 10 % dari harga bangunan (Peters, dkk. 2004) Perawatan bangunan = 0,1 x Rp. 12.155.500.000 = Rp.1.215.550.000,3. Perawatan kendaraan Diperkirakan 10 % dari harga kendaraan (Peters, dkk. 2004). Perawatan kendaraan

= 0,1 x Rp. 2.150.000.000,= Rp. 215.000.000,-

4. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol Diperkirakan 10 % dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Peters, dkk. 2004). Perawatan instrumen

= 0,1 x Rp. 2.323.442.749 = Rp. 232.344.275,-

5. Perawatan perpipaan Diperkirakan 10 % dari harga perpipaan (Peters, dkk. 2004). Perawatan perpipaan

= 0,1 x Rp. 14.298.109.226 = Rp. 1.429.810.923,-

6. Perawatan instalasi listrik Diperkirakan 10 % dari harga instalasi listrik (Peters, dkk. 2004). Perawatan listrik

= 0,1 x Rp. 17.872.636.533 = Rp 1.787.263.653,-

7. Perawatan insulasi Diperkirakan 10 % dari harga insulasi (Peters, dkk. 2004). Perawatan insulasi

= 0,1 x Rp. 1.429.810.923 = Rp. 142.981.092,-


8. Perawatan inventaris kantor Diperkirakan 10 % dari harga inventaris kantor (Peters, dkk. 2004). Perawatan inventaris

= 0,1 x Rp. 178.726.365 = Rp. 17.872.637,-

9. Perawatan fasilitas servis Diperkirakan 10 % dari harga fasilitas servis (Peters, dkk. 2004). Perawatan perlengkapan kebakaran = 0,1 x Rp. 178.726.365 = Rp. 17.872.637,-

Total biaya perawatan (S) =

Rp.17.872.637,-

+

Rp.1.215.550.000,-

+

Rp.215.000.000,-

+

Rp.

+

232.344.275,-

Rp.1.429.810.923,- + Rp. 1.787.263.653,- + Rp.142.981.092,-

+

Rp.

17.872.637,-

+

Rp.17.872.637,= Rp. 5.237.421.581,-

E.3.1.5 Biaya Tambahan (Pant Overhead Cost) Diperkirakan 20 % dari modal investasi tetap (T) = 0,2 x Rp 83.994.480.838.= Rp 16.798.896.168,-

E.3.1.6 Biaya Laboratorium, Penelitian dan Pengembangan Diperkirakan 10 % dari biaya tambahan (U) = 0.1 x Rp 16.798.896.168,= Rp 1.679.889.617,-

E.3.1.7 Biaya Asuransi - Asuransi pabrik diperkirakan 1 % dari modal investasi tetap = 0.01 x Rp 83.994.480.838,= Rp 839.944.808,- Asuransi karyawan 1.54 % dari total gaji karyawan (Biaya untuk asuransi tenaga kerja adalah 2.54 % dari gaji karyawan. dimana 1% ditanggung oleh karyawan dan 1.54 % ditanggung oleh perusahaan) = 0.0154 x (12/3) x Rp 383.000.000,-


= Rp 23.592.800.Total biaya asuransi (V) = Rp 839.944.808 + Rp 23.592.800 = Rp. 863.537.608 ,-

E.3.1.8 Pajak Bumi dan Bangunan PBB (W) = Rp 39.970.000.Total Biaya Tetap = P + Q + R + S + T + U + V + W =

Rp.5.031.000.000,Rp.6.799.645.284,-

+ +

Rp.16.798.896.168,-

+

Rp.

15.301.305.035,-

+

Rp.

5.237.421.581,-

+

Rp.1.679.889.617,-

+

Rp.863.537.608,- + Rp. 39.970.000 = Rp.51.751.911.693,-

E.3.2 Variabel E.3.2.1 Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 90 hari adalah Rp.81.070.855.014,Total biaya bahan baku dan utilitas selama 1 tahun :   12 =  xRp 81.070.855.014,-   3 = Rp 324.283.420.056,-

E.3.2.2 Biaya Variabel Pemasaran Diperkirakan 10 % dari Biaya Tetap Pemasaran Biaya variabel pemasaran

= 0,1 x Rp 116.100.000,= Rp. 11.610.000,-

E.3.2.3 Biaya Variabel Perawatan Diperkirakan 10 % dari biaya tetap Perawatan Biaya Perawatan

= 0,1 x Rp. 5.237.421.581,= Rp. 523.742.158,-


E.3.2.4 Biaya Variabel Lainnya Diperkirakan 5 % dari Biaya tambahan Biaya Variabel Lainnya

= 0,05 x Rp. 16.798.896.168,= Rp. 839.944.808

Total Biaya Variabel

= Rp. 325.658.717.023,-

Total Biaya Produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel = Rp 51.751.911.693 + Rp. 325.658.717.023 = Rp. 377.410.628.716,-

E.4 Perkiraan Laba / Rugi Perusahaan Laba sebelum pajak = total penjualan – total biaya produksi = Rp. 470.832.000.000,- – Rp. 377.410.628.716,= Rp. 93.421.371.284,E.4.1 Pajak Penghasilan Berdasarkan UURI 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. 93.421.371.284,- – Rp.100.000.000)

= Rp.27.996.411.385,-

Total PPh

(+)

Rp. 28.008.911.385,-

E.4.2 Laba setelah Pajak Laba setelah pajak

= laba sebelum pajak – PPh = Rp. 93.421.371.284,- – Rp. 28.008.911.385,= Rp. 65.412.459.899,-


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

Laba sebelum pajak x 100 % Total Penjualan Rp.93.421.371.284,x 100 % Rp. 470.832.000.000,-

= 19,842 %

E.5.2 Break Even Point (BEP) BEP =

Biaya Tetap x 100 % Total Penjualan − Biaya Variabel

BEP =

Rp. 51.751.911.693,x 100 % Rp. 470.832.000.000,- − Rp.325.658.717.023,-

= 35,648 % Kapasitas produksi pada titik BEP

= 35,648 % x 5.000 ton/tahun = 1.782.419 ton/tahun

Nilai penjualan pada titik BEP

= 35,648 % x Rp. 470.832.000.000,= Rp.167.843.941.989,-

E.5.3 Return On Investment (ROI) ROI

=

Laba setelah pajak x 100 % Total mod al Investasi

ROI

=

Rp. 65.412.459.899,x 100 % Rp.294.255.866.052,-

= 22,2 %

E.5.4 Pay Out Time (POT) POT

=

1 x 1 Tahun ROI

POT

=

1 x1 Tahun 0,222

POT

= 4,49 Tahun


POT selama 4,49 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. 65.412.459.899,x 100 % Rp.176.553.519.631,-

RON = 37 %

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 = 28,842 %


5E+11 5E+11

Penjualan Biaya tetap

4E+11

Biaya variabel Biaya produksi

Nilai (Rp)

4E+11 3E+11 3E+11 35,648 %

2E+11 2E+11 1E+11 5E+10 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

kapasitas (%)

Gambar LE.1 Skema Break Even Chart Pabrik Susu Kedelai Bubuk



Tabel L E 10 Data Perhitungan Internal Rate Of Return (IRR) Thn

Laba sblm Pajak

0

Laba Sdh Pajak

Pajak 0

Depresiasi

0

0

Net Cash Flow 0

P/F pada i

PV pada i

P/F pada i

PV pada i

28

28

29

29

(294,255,866,052)

1

(294,255,866,052)

1

(294,255,866,052)

1

93,421,371,284

28,008,911,385

65,412,459,899

6,799,645,284

72,212,105,183

0.7813

56,415,707,175

0.7752

55,978,376,111

2

102,763,508,413

30,809,802,524

71,953,705,889

6,799,645,284

78,753,351,173

0.6104

48,067,230,941

0.6009

47,324,891,036

3

113,039,859,254

33,890,782,776

79,149,076,478

6,799,645,284

85,948,721,762

0.4768

40,983,544,236

0.4658

40,037,807,881

4

124,343,845,179

37,279,861,054

87,063,984,125

6,799,645,284

93,863,629,410

0.3725

34,966,926,802

0.3611

33,895,223,490

5

136,778,229,697

41,007,847,159

95,770,382,538

6,799,645,284

102,570,027,822

0.2910

29,851,806,997

0.2799

28,712,560,402

6

150,456,052,667

45,108,631,875

105,347,420,792

2,977,481,141

108,324,901,933

0.2274

24,630,231,095

0.2170

23,506,612,207

7

165,501,657,934

49,619,495,063

115,882,162,871

1,869,606,527

117,751,769,398

0.1776

20,916,916,092

0.1682

19,807,947,200

8

182,051,823,727

54,581,444,569

127,470,379,158

1,869,606,527

129,339,985,685

0.1388

17,949,528,764

0.1304

16,866,117,678

9

200,257,006,100

60,039,589,026

140,217,417,074

1,869,606,527

142,087,023,601

0.1084

15,405,105,967

0.1011

14,363,061,637

10

220,282,706,710

66,043,547,928

154,239,158,781

1,869,606,527

156,108,765,308

0.0847

13,222,926,757

0.0784

12,232,921,416

8,154,058,773

(1,530,346,995)

8.154.058.773 (29% − 28% ) 8.154.058.773 − 1.530.346.995 = 28, 387 %

IRR = 28% +


LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Recommend Documents