LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Neraca massa dalam perhitungan pada setiap unit peralatan proses, dasar perhitungan diambil sebagai berikut : •

Pabrik beroperasi 320 hari/tahun

•

Satuan Kmol/Jam dan Kg/Jam

•

Waktu operasi 24 jam/hari

•

Kapasitas bahan baku MgCO 3 10.000 ton/tahun = 1.302,0833 kg/jam 10.000

ton 1000 kg 1 tahun 1 hari × × × tahun 1 ton 320 hari 24 jam

= 1.302,0833 kg/jam

Kandungan bahan baku :

(www.alibaba.com)

•

MgCO 3

: 96,85% x 1.302,0833 kg/jam = 1.261,067 kg/jam

•

CaCO 3

: 0,87% x 1.302,0833 kg/jam

= 11,328 kg/jam

•

FeO

: 0,02% x 1.302,0833 kg/jam

= 0,261 kg/jam

•

Moisture

: 2,26% x 1.302,0833 kg/jam

= 29,427 kg/jam

Data Berat Molekul (kg/kmol) : MgCO 3

= 84,32

CaCO 3

= 100,09

FeO

= 71,85

H2O

= 18

H 2 SO 4

= 98,07

MgSO 4

= 120,38

CaSO 4

= 136,15

FeSO 4

= 151,92

CO 2

= 44

MgSO 4 .7H 2 O

= 246,38

MgO

= 40,32

(Perry, 1999)

Universitas Sumatera Utara

LA.1 Neraca Massa pada Tanki Pencampur (T-03)

H2O 2 1

3

H2SO4 98%

H2SO4 12%

Keterangan : 1. Bahan baku asam sulfat yang berasal dari Tanki asam sulfat 2. Air yang berasal dari Tanki Penyimpanan air 3. Produk asam sulfat 12% yang dihasilkan dari tanki pencampur Tanki pencampur

berfungsi mengencerkan asam sulfat dan air hingga

menjadi asam sulfat 12% . Total H 2 SO 4 yang masuk

= (total yang dibutuhkan ) / 98% = (total yang bereaksi + total yang berlebih) / 0,98 = (1.478,209 kg/jam + 221,731 kg/jam)/ 0,98 = 1.699,940 kg/jam / 0,98 = 1.734,633 kg/jam

Maka air yang terkandung didalam Asam sulfat 98% sebesar : = 1.734,633 kg/jam - 1.699,940 kg/jam = 34,693 kg/jam Produk Asam sulfat 12%

= 1.699,940 kg/jam / 0,12 = 14.166,167 kg/jam

Maka air yang dugunakan dalam pengenceran asam sulfat 12 % sebesar : = (Produk Asam sulfat 12% ) – (total asam sulfat = yang dibutuhkan ) = 14.166,167 kg/jam - 1.734,633 kg/jam = 12.431,534 kg/jam


Tabel LA.1 Neraca Massa di Tanki Pencampur (T-03)

Komponen

Aliran Masuk

Aliran Keluar

(kg/jam)

(kg/jam)

1

2

3

1.734,633

H 2 SO 4 98% H2O

12.431,534

H 2 SO 4 12%

14.166,167

Sub Total

1.734,633

Total

12.431,534

14.166,167

14.166,167 14.166,167

Maka : F(3) = 14.166,167 kg/jam F(2) = 12.431,534 kg/jam F(1) = 1.734,633 kg/jam

LA.2 Neraca Massa pada Reaktor (R) H2SO4 12% H2O 3 MgCO3 CaCO3 FeO H2O

4

5

MgSO4 CaSO4 FeSO4 H2O H2SO4 CO2

Keterangan : 3. Asam sulfat 12% yang berasal dari tanki pencampur (TP) 4. Bahan baku magnesium karbonat yang berasal dari gudang bahan baku 5. Produk yang dihasilkan dari reaktor Reaktor berfungsi mereaksikan bahan baku dengan asam sulfat dengan konversi 100 %. Reaksi yang terjadi pada reaktor : 1. MgCO 3 +

H 2 SO 4

MgSO 4 + CO 2 + H 2 O

2. CaCO 3 +

H 2 SO 4

CaSO 4 + CO 2 + H 2 O

3. FeO + H 2 SO 4

FeSO 4 + H 2 O


Pada reaksi pertama : Mol MgCO 3 = =

Berat MgCO3 BM MgCO3 1.261,067 kg / jam 84,32 kg / jam

= 14,956 kmol/jam

Konversi 100 % MgCO 3 = 1,00 x 14,956 kmol/jam = 14,956 kmol/jam 

Untuk H 2 SO 4 H 2 SO 4 yang terpakai dalam reaksi : = 1 x 14,956 kmol/jam x 98,07 kg/kmol = 1.466,735 kg/jam



Untuk MgSO 4 MgSO 4 yang terbentuk dari reaksi : = 1 x 14,956 kmol/jam x 120,38 kg/kmol = 1.800,403 kg/jam



Untuk H 2 O H 2 O yang terbentuk dari reaksi : = 1 x 14,956 kmol/jam x 18 kg/kmol = 269,208 kg/jam



Untuk CO 2 CO 2 yang terbentuk dari reaksi : = 1 x 14,956 kmol/jam x 44 kg/kmol = 658,064 kg/jam




Asam sulfat yang digunakan berlebih 15% H 2 SO 4 Sisa (berlebih) = 15% x 14,956 kmol/jam x 98,07 kg/kmol = 220,,010 kg/jam



Asam sulfat yang digunakan memiliki konsentrasi 12%

Total H 2 SO 4

=

1.466,735 + 220,010 0,12

= 14.056, 208 kg/jam H 2 O = 14.056,208 – (1.466,735 + 220,010) = 12.369,463 kg/jam

Pada reaksi kedua : Mol CaCO 3 = =

Berat CaCO3 BM CaCO3

11,328 kg / jam 100,09 Kmol / kg

= 0,113 kmol/jam

Konversi 100% CaCO 3 = 1,00 x 0,113 kmol/jam = 0,113 kmol/jam 

Untuk H 2 SO 4 H 2 SO 4 yang terpakai dalam reaksi : = 1 x 0,113 kmol /jam x 98,07 kg/kmol = 11,082 kg/jam



Untuk CaSO 4 CaSO 4 yang terbentuk dari reaksi : = 1 x 0,113 kmol/jam x 136,15 kg/kmol = 15,385 kg/jam




Untuk H 2 O H 2 O yang terbentuk dari reaksi : = 1 x 0,113 kmol/jam x 18 kg/kmol = 2,034 kg /jam



Untuk CO 2 CO 2 yang terbentuk dari reaksi : = 1 x 0,113 kmol/jam x 44 kg/jam = 4,972 kg/jam



Asam sulfat yang digunakan berlebih 15% H 2 SO 4 Sisa (berlebih) = 15% x 0,113 kmol/jam x 98,07 kg/kmol = 1,662 kg/jam



Asam sulfat yang digunakan memiliki konsentrasi 12% Total H 2 SO 4 =

11,082 +1,662 0,12

= 106,200 kg/jam H 2 O = 106,200 – (11,082+1,662) = 93,456 kg/jam

Pada reaksi ketiga : mol FeO =

=

berat FeO BM FeO

0,261 kg / jam 71,85 Kmol / kg

= 0,004 kmol/jam

Konversi 100 % FeO = 1,00 x 0,004 kmol/jam = 0,004 kmol/jam




Untuk H 2 SO 4 H 2 SO 4 yang terpakai dalam reaksi : = 1 x 0,004 kmol/jam x 98,07 kg/kmol = 0,392 kg/jam



Untuk FeSO 4 FeSO 4 yang terbentuk dari reaksi : = 1 x 0,004 kmol/jam x 151,92 kg/kmol = 0,608 kg/jam



Untuk H 2 O H 2 O yang terbentuk dari reaksi : = 1 x 0,004 kg/jam x 18 kg/kmol = 0,072 kg /jam



Asam sulfat yang digunakan berlebih 15% H 2 SO 4 Sisa (berlebih) = 15% x 0,004 kmol/jam x 98,07 kg/kmol = 0,059 kg/jam



Asam sulfat yang digunakan memiliki konsentrasi 12% Total H 2 SO 4 =

0,392 + 0,059 0,12

= 3,758 kg/jam H 2 O = 3,758 – (0,392+ 0,059) = 3,307 kg/jam Total H 2 SO 4 yang dibutuhkan

= total yang bereaksi + total yang berlebih

= 1.478,209 kg/jam + 221,731 kg/jam = 1.699,940 kg/jam Total H 2 O yang dibutuhkan = total H 2 O dengan konsentrasi 88% = 12.466,226 kg/jam


Tabel LA.2 Neraca Massa di Reaktor (R)

Komponen

Aliran Masuk

Aliran Keluar

(kg/jam)

(kg/jam)

3

4

5

MgCO 3

1.261,067

CaCO 3

11,328

FeO

0,261

H 2 SO 4 12%

1.699,940

H2O

221,731

12.466,226

29,427

12.767,086

MgSO 4

1.800,403

CaSO 4

15,385

FeSO 4

0,608

CO 2

663,036

Sub Total

14.166,167

Total

1.302,083

15.468,249

15.468,249

15.468,249


LA.3 Neraca Massa pada Filter Press (FP)

MgSO4 CaSO4 FeSO4 H2O H2SO4 CO2

5

7

Produk dari (R)

6 Cake

Produk dari (FP)

MgSO4 FeSO4 H2O H2SO4 CO2

CaSO4100% MgSO4 FeSO4 H2O H2SO4


Keterangan : 5. Umpan yang keluar dari Reaktor (R) 6. Cake hasil dari (FP) 7. Produk yang dihasilkan Filter Press (FP) Filter Press (FP) berfungsi memisahkan padatan dan larutan yang akan dipompakan ke tangki Evaporator dimana tidak ada reaksi yang terjadi pada Filter Press (FP). Asumsi 5 % filtrat terikat ke endapan Neraca massa pada filter Press: Massa bahan yang masuk = massa endapan + massa larutan  Massa Bahan yang masuk 

H2O

= 12.767,086 kg/jam



H 2 SO 4

= 221,731 kg/jam



MgSO 4

= 1.800,403 kg/jam



CaSO 4

= 15,385 kg/jam



FeSO 4

= 0,608 kg/jam



CO 2

= 663,036 kg/jam

 Endapan 

CaSO 4

= 15,385 kg/jam (100%)



FeSO 4

= 0,05 x 0,608 kg/jam = 0,030 kg/jam



MgSO 4

= 0,05 x 1.800,403 kg/jam = 90,020 kg/jam



H 2 SO 4

= 0,05 x 221,731 kg/jam = 11,087 kg/jam



H2O

= 0,05 x 12.767,086 kg/jam = 638,354 kg/jam

 Filtrat 

FeSO 4

= 0,95 x 0,608 kg/jam = 0,578 kg/jam



MgSO 4

= 0,95 x 1.800,403 kg/jam = 1.710,383 kg/jam



H 2 SO 4

= 0,95 x 221,731 kg/jam = 210,644 kg/jam



H2O

= 0,95 x 12.767,086 kg/jam = 12.128,732 kg/jam



CO 2

= 663,036 kg/jam


Tabel LA.3 Neraca Massa di Filter Press (FP) Aliran Masuk Komponen

Aliran Keluar (kg/jam)

(kg/jam) 5

6

7

MgSO 4

1.800,403

90,020

CaSO 4

15,385

15,385

FeSO 4

0,608

0,030

0,578

12.767,086

638,354

12.128, 732

H 2 SO 4 12%

221,731

11,087

210,644

CO 2

663,036

H2O

Sub Total

15.468,249

Total

15.468,249

1.710,383

663,036 754,876

14.713,373

15.468,249

Maka : F(5) = 15.468,249 kg/jam F(6) = 754,876 kg/jam F(7) = 14.713,373 kg/jam

LA.4 Neraca Massa pada Tanki Penetral (T-05)

MgO MgSO4 FeSO4 H2O H2SO4 CO2

8 7

MgSO4 FeSO4 H2O H2SO4 CO2

9

Keterangan : 7. Umpan yang keluar dari Filter Press (FP) 8. Bahan penetral Berupa MgO yang bersasal dari T-04 yang berfungsi untuk mengikat Asam Sulfat sisa. 9. Produk yang dihasilkan dari Tanki Penetral (T-05). Fungsi Tanki Penetral adalah : untuk mengikat asam sulfat sisa yang keluar dari Filter Press (FP)


Komponen yang masuk Tanki Penetral sama dengan komponen yang keluar dari filter press (FP) yaitu sebesar: Air

= 12.128,732 kg/jam

MgSO 4

= 1.710,383 kg/jam

FeSO 4

= 0,578 kg/jam = 210,644 kg/jam

H 2 SO 4 CO 2

= 663,036 kg/jam

Reaksi : MgO +

H 2 SO 4

MgSO 4 + H 2 O

Basis perhitungan : Mol Asam sulfat =

210,644 kg / jam 98,07 gr / mol

= 2,148 Kmol/jam

Maka untuk MgO yang dibutuhkan : = 1 x 2,148 Kmol/jam = 2,148 Kmol/jam x 40,31 gr/mol = 86,586 kg/jam

Untuk MgSO 4 yang terbentuk: = 1 x 2,148 Kmol/jam = 2,148 Kmol/jam x 120,38gr/mol = 258,576 kg/jam

Untuk H 2 O yang dihasilkan: = 1 x 2,148 Kmol/jam = 2,148 Kmol/jam x 18 gr/mol = 38,664 kg/jam


Tabel LA.4 Neraca Massa di Tanki Penetral (TP-02) Aliran Masuk (kg/jam)


Komponen

7

MgSO 4

8

1.710,383

1.968,959

0,578

0,578

12.128, 732

12.167,386

FeSO 4 H2O

9

H 2 SO 4

210,644 86,586

MgO

663,036 663,036

CO 2 Sub total

14.713,373

Total

86,586

14.799,959

14.799,959 14.799,959

Maka : F(7) = 14.713,373 kg/jam F(8) = 86,586 kg/jam F(9) = 14.799,959 kg/jam

LA.5 Neraca Massa pada Evaporator (EV)

H2O

MgSO4 FeSO4 H2O

9

Produk dari (TP-02)

10

11

MgSO4.7H2O FeSO4 H2O

Produk dari (EV)

Keterangan : 9. Umpan yang keluar dari Tanki Penetral (TP-02) 10. Uap air yang menguap dari Evaporator (EV)


11. Produk yang dihasilkan dari Evaporator (EV) berupa larutan Pekat MgSO 4 .7H 2 O, dan sebagian kecil FeSO 4. Evaporator (EV) berfungsi menguapkan air yang akan membentuk larutan pekat MgSO 4 .7H 2 O. Komponen yang masuk evaporator sama dengan komponen yang keluar dari dari Tanki Penetral (TP-02). yaitu sebesar: Air

= 12.167,386 kg/jam

MgSO 4

= 1.968,959 kg/jam

FeSO 4

= 0,578 kg/jam

Asumsi pada Evaporator Air yang menguap sebesar 83,06 %, Maka: Banyak H 2 O yang menguap = 12.167,386 kg/jam x 0,83 = 10.106,505 kg/jam

Jadi H 2 O Sisa

= 12.167,386 kg/jam –10.106,505 kg/jam = 2.060,881 kg/jam

Tabel LA.5 Neraca Massa di Evaporator (EV) Aliran Masuk Komponen

(kg/jam) 9

MgSO 4

10

11

1.968,959

1.968,959

0,578

0,578

12.167,386

2.060,881

FeSO 4 H2O


CO 2

663,030

10.106,505 663,030

Sub Total

14.799,959

Total

14.799,959

10.769,541

4.030,418

14.799,959



LA.6 Neraca Massa pada Crystalizer (CR)

MgSO4 FeSO4 H2O

11

13

14

MgSO4.7H2O FeSO4 H2O

12 Produk dari (EV)

Produk (CR)

Keterangan : 11. Umpan yang keluar dari Evaporator (EV) 12. Produk Dari Sentrifuse (S) yang akan di recycle 13. Umpan Gabungan antara alur (11) dan (12) yang akan masuk ke (CR) 14. Produk yang dihasilkan dari crystalizer (CR) berupa MgSO 4 .7H 2 O Cristalizer (CR) berfungsi untuk membuat produk dengan bentuk padatan kristal MgSO 4 .7H 2 O. Komponen yang masuk crystalizer sama dengan komponen yang keluar dari alur (11) atau evaporator (EV) yaitu sebesar: H2O

= 2.060,881 kg/jam

MgSO 4

= 1.968,959 kg/jam

FeSO 4

= 0,578 kg/jam

Dan komponen yang keluar dari alur (12) atau Recycle dari Sentrifuse (S) yaitu sebesar : MgSO 4

= 713,642 kg/jam

H2O

= 2.650,727 kg/jam

Asumsi tidak ada air yang diuapkan dan kelarutan MgSO 4 = 24,5 kg/kg air. Neraca H 2 O : 4.711,608 =

100 126 S+ C+0 100 + 24,5 246,38

Neraca MgSO 4 : 2.682,601 =

24,5 120,38 S+ C+0 100 + 24,5 246,38


S = 3.364,369 kg/jam larutan C = 4.029,840 kg/jam kristal MgSO 4 .7H 2 O

MgSO 4 yang ada dalam Kristal =

120,38 x 4.029,840 =1.968,959 kg / jam 246,38

MgSO 4 yang di recycle = 2.682,601 – 1969,959 = 713,642 kg/jam H 2 O yang di recycle = 3.364,369 – 713,642 = 2.650,727 kg/jam

Tabel LA.6 Neraca Massa di Crystallizer (CR)

Komponen

Aliran Masuk

Aliran Keluar

(kg/jam)

(kg/jam)

11 MgSO 4

12

1.968,959

14 713,642

MgSO 4 . 7H 2 O

4.029,840

FeSO 4

0,578

0,578

H2O

2.060,881

Sub Total

713,642

4.032,360

Total

7.394,729

2.650,727

3.364,369

2.650,727

7.394,729 7.394,729



LA.7 Neraca Massa pada Sentrifusi (S)

MgSO4 FeSO4 H2O

14

15 MgSO4.7H2O FeSO4 12 H2O

Keterangan : 14. Produk yang keluar dari Crystalizer (CR) 12 .Larutan dari Sentrifusi (S) berupa larutan garam yang masih mengandung kristal yang terlarut 15. Produk akhir dari Sentrifusi (S) berupa MgSO 4 . 7H 2 O dan FeSO 4 Sentrifusi (S) Berfungsi untuk memisahkan antara larutan berupa H 2 SO 4 dan H 2 O dan padatan berupa MgSO 4 . 7H 2 O dan FeSO 4 sebagai produk akhir. Massa Yang masuk = Massa Padatan + Massa Larutan Tabel LA.7 Neraca Massa di Sentrifusi (S) Aliran Masuk Komponen

(kg/jam) 14

MgSO 4

Aliran Keluar (kg/jam) 15

12

713,642

MgSO 4 . 7H 2 O FeSO 4 H2O

713,642

4.029,840

4.029,840

0,578

0,578

2.650,727 Sub Total

7.394,729

Total

7.394,729

2.650,727 4.030,418

3.364,369

7.394,729




LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS Basis perhitungan

: 1 jam operasi

Satuan operasi

: kJ/jam atau kkal/jam

Temperatur referensi : 25 oC

Perhitungan neraca panas ini menggunakan rumus-rumus perhitungan dan data-data sebagai berikut : Perhitungan Panas Bahan Masuk (Q in ) dan keluar (Q out ) Q = ∫ mi . Cp i . dT …………………………………………………..(1)

 BP Q = N i  ∫ Cpl i dT + ∆H vl +  298

T

∫ Cp

gi

BP

 dT  ……………………….…(2) 

Keterangan : Persamaan (2) di atas merupakan perhitungan panas bahan yang disertaiperubahan fasa (phase transition) (Reklaitis,1983). Dimana : Q

: Jumlah panas (kJ/jam)

mi = Ni

: Jumlah bahan yang masuk (kg/jam)

Cp i

: Kapasitas panas masuk (kJ/kg oK)

Cp li

: Kapasitas panas cairan masuk (kJ/kg oK)

Cp gi

: Kapasitas panas gas masuk (kJ/kg oK)

dT

: Perubahan suhu (oK)

∆ H VL

: Panas Laten (kJ/kg)

Perhitungan Panas Reaksi Q = ∆H = ∆H P + ∆H0 298 – ∆H R .....................(3)

(Smith, 2001)

Data Panas Reaksi Pembentukan (∆H f 0) : ∆H f 0 MgCO 3 = -261,7 kkal/g mol

(Perry, 1999)

∆H f 0 CaCO 3 = -289,5 kkal/g mol

(Perry, 1999)

∆H f 0 FeO

(Perry, 1999)

= -64,62 kkal/g mol


∆H f 0 H 2 SO 4

= -193,91 kkal/g mol

(Geankoplis, 1983)

∆H f 0 MgSO 4 = -304,94 kkal/g mol

(Perry, 1999)

∆H f CaSO 4 = -338,73 kkal/g mol

(Perry, 1999)

∆H f 0 FeSO 4

= -221,3 kkal/g mol

(Perry, 1999)

∆H f 0 H 2 O

= -57,7979 kkal/g mol

(Geankoplis, 1983)

∆H f 0 CO 2

= -94,0518 kkal/g mol

(Geankoplis, 1983)

0

Data Kapasitas Panas (Cp) : Cp MgCO 3

= 16,9 kkal/ kmol K

(Perry, 1999)

Cp CaCO 3

= 19,76 kkal/ kmol K

(Perry, 1999)

Cp FeO


(Perry, 1999)

Cp H 2 SO 4


(Perry, 1999)

Cp MgSO 4

= 26,7 kkal/ kmol K

(Perry, 1999)

Cp CaSO 4


(Perry, 1999)

Cp FeSO 4

= 22 kkal/ kmol K

(Perry, 1999)

Cp H 2 O


(Perry, 1999)

Cp CO 2

= 8,96 kkal/ kmol K

(Perry, 1999)

Cp MgSO 4 .7H 2 O

= 89 kkal/ kmol K

(Perry, 1999)

Cp MgO


(Perry, 1999)

Perhitungan Kebutuhan Steam ms =

Q s = Q out – Q in

Qs

λs

..........................................(4)

Data Steam yang digunakan :

(Geankoplis, 1983)

Media pemanas

: Saturated steam

H s (kJ/kg)

: 2706,3 kJ/kg

Tekanan (atm)

:1

h sat.liq

: 503,71 kJ/kg

Suhu (0C)

: 120

λs

: 2202,59 kJ/kg


LB.1 Neraca Panas pada Reaktor (R) Menghitung panas bahan masuk : Perhitungan panas bahan masuk dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel LB.1 Panas Bahan Masuk Reaktor (R) pada T = 30 0C

Komponen

Laju alir

Laju alir

masuk

masuk

(kg/jam)

(kmol/jam)

Cp (kkal/

∆T

H

kmol K)

(K)

(kkal/jam)

MgCO 3

1.261,067

14,956

16,9

5

1.263,782

CaCO 3

11,328

0,113

19,76

5

11,164

0,261

0,004

12,21

5

0,244

1.699,940

17,334

88,42

5

7.663,361

12.466,226

692,568

18,02

5 62.400,377

FeO H 2 SO 4 H2O ∑

71.338,928

Menghitung panas reaksi : Reaksi : 1. MgCO 3 +

H 2 SO 4

MgSO 4 + CO 2 + H 2 O

2. CaCO 3 +

H 2 SO 4

CaSO 4 + CO 2 + H 2 O

3. FeO

H 2 SO 4

FeSO 4 + H 2 O

+

(Reaksi berlangsung pada 90 0C)

Perhitungan panas reaksi dapat dilihat pada tabel di bawah ini : Tabel LB.2 Perhitungan ∆Hr 1 Reaksi 1 Komponen

∆Hfp

∆Hfr

(kkal/mol) (kkal/mol)

MgCO 3

-261,7

H 2 SO 4

-193,91

MgSO 4

-304,94

CO 2

-94,0518

H2O

-57,7979

∑

∆Hr 1 = ∑(∆Hfp – ∆Hfr)

-456,7897

-455,61

-1,1797 kkal/mol -26.465,390 kkal/jam


Tabel LB.3 Perhitungan ∆Hr 2 Reaksi 2 Komponen

∆Hfp

∆Hfr


CaCO 3

-289,5

H 2 SO 4

-193,91

CaSO 4

-338,73

CO 2

-94,0518

H2O

-57,7979

∑

∆Hr 2 = ∑(∆Hfp – ∆Hfr)

-490,5797

-483,41

-7,1697 kkal/mol -1218,849 kkal/jam

Tabel LB.4 Perhitungan ∆Hr 3 Reaksi 3 Komponen

∆Hfp


FeO

H2O ∑

∆Hr 3 = ∑(∆Hfp – ∆Hfr)

-64,62

H 2 SO 4 FeSO 4

∆Hfr

-193,91 -221,3 -57,7979 -279,0979

-258,53

-20,5679 kkal/mol -102,840 kkal/jam

∆H r 1,2,3 = ∆Hr 1 + ∆Hr2 + ∆Hr 3 = (-26.465,390) + (-1218,849) + (-102,840) = -27.787,079 kkal/jam


Menghitung panas bahan keluar : Perhitungan panas bahan keluar dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel LB.5 Panas Bahan Keluar Reaktor (R) pada T = 90 0C

Komponen

Laju alir

Laju alir

keluar

keluar

(kg/jam)

(kmol/jam)

Cp (kkal/

∆T

kmol K)

(K)

H (kkal/jam)

MgSO 4

1800,403

14,956

26,7

65

25.956,138

CaSO 4

15,385

0,113

23,30

65

171,139

FeSO 4

0,608

0,004

22

65

5,720

12.767,086

675,950

18,02

65

791.740,235

H 2 SO 4

221,731

2,261

88,42

65

12.994,645

CO 2

663,036

15,070

8,96

65

8.776,768

H2O

∑

839.644,645

Q = H keluar + ∆H r 1,2,3 – H masuk = 839.644,645 kkal/jam + (-27.787,079 kkal/jam) - 71.338,928 kkal/jam = 740.518,638 kkal/jam = 3.098.329,981 kJ/jam ms . λs = Q ms

=

Q / λs

 3.098.329,981 kJ/jam   =  2.202,59 kJ/kg   = 1.406,678 kg / jam

LB.2 Neraca Panas pada Filter Press (FP) Pada filter press tidak ada perubahan panas, sehingga panas yang masuk sama dengan panas yang keluar. H out reaktor = H in filter press = H out filter press = 839.644,645 kkal/jam


LB.3 Neraca Panas pada Evaporator (EV) Menentukan Titik Didih dalam Evaporator : \F MgSO 4 F H2O

= 1.968,959 kg/jam

= 12.167,386 kg/jam T b larutan = T b pelarut + ΔT b

(Syukri. S, 1999)

 G  1000 Dimana, ΔT b =  × kb .  BM  P

Keterangan : G = massa zat terlarut P = massa pelarut k b = konstanta air = 0,52 ΔT b

1000  1.968,959  × 0,52 =  .  120,38  12.167,386 = 0,69 0C

T b larutan = 100 + 0,69 = 100,69 0C Panas bahan yang masuk = 839.644,645 kkal/jam

Menghitung Panas Uap H 2 O : F H2O

= 10.106,505 kg/jam = 561,473 kmol/jam

Cp L


(Perry, 1999)

λ

= 40656,2 J/mol = 9757,488 kkal/kmol

(Reklaitis, 1983)

Cp V

= 1,888 kJ/kg K = 8,156 kkal/kmol K

(Geankoplis, 1983

∆H H 2 O = = n . Cp L . dT + n . λ + n . Cp V . dT = 561,473 x 18,02 (373-298) + 561,473 x 9757,488 + 561,473 x 8,156 (373,69-373) = 758.830,084

+ 5.478.566,060

+ 3.159,768

= 6.240.555,912 kkal/jam Menghitung Panas CO 2 : F CO 2

= 663,030 kg/jam = 15,069 kmol/jam

Cp


Q CO2

= n. .Cp . dT = 15,069 x 10,34 x (373,69-298) = 11.793,521 kkal/jam


= ∆H H 2 O + Q CO2

Total panas keluar sebagai uap

= 6.252.349,433 kkal/jam Menghitung Panas Bahan Keluar : Perhitungan panas dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel LB.6 Panas Bahan Keluar Evaporator (EV) pada T = 100,69 0C Komponen MgSO 4

F (kg/jam)

Cp (kkal/kmol

(kmol/jam

K)

∆T (K)

H (kkal/jam)

1.968,959

16,356

89

75,69

110.180,722

0,578

0,004

22

75,69

6,661

2.060,881

114,493

18,02

75,69

156.160,873

FeSO 4 H2O

F

Σ

266.348,256

Menghitung Kebutuhan Steam : λs

= 2202,59 kJ/kg

H keluar = H 1 + H uap = 266.348,256 + 6.252.349,433 = 6.518.697,689 kkal/jam

Q

= H keluar – H masuk = 6.518.697,689 – 839.644,645

= 5.679.053,044 kkal/jam

= 23.761.157,930 kJ/jam

Q

= ms x λs

ms

=

Q / λs

 23.761.157,930 kJ/jam   =  2.202,59 kJ/kg   = 10.787,826 kg / jam


LB.4 Neraca Panas Crystallizer (CR) Panas bahan yang masuk (H 1 ) : 266.348,256 kkal/jam Panas bahan recycle Tabel LB.7 Panas Bahan Recycle pada T = 20 0C Komponen

F (kg/jam)

MgSO 4 H2O

F

Cp (kkal/kmol

(kmol/jam

K)

∆T (K)

H rec (kkal/jam)

713,642

5,928

26,7

-5

-707,283

2.650,727

147,263

18,02

-5

-13.268,396

Σ

-13.975,680

H masuk = H 1 + H rec = 266.348,256 + (-13.975,680) = 252.372,576 kkal/jam

Menghitung panas bahan keluar : Perhitungan panas dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel LB.9 Panas Bahan Keluar Crystallizer (K) pada T = 20 0C Komponen MgSO 4 .7H 2 O FeSO 4 MgSO 4 H2O

F (kg/jam)

F

Cp (kkal/kmol

(kmol/jam

K)

H (kkal/jam)

4.029,840

16,356

89

-5

-7.278,420

0,578

0,004

22

-5

-0.440

713,642

5,928

26,7

-5

-791.388

2.650,727

147,263

18,02

-5

-13.268,396

Σ Q

∆T (K)

-21.338,644

= H keluar – H masuk = (-21.338,644) – 252.372,576 = -273.711,22 kkal/jam


Kondisi masuk air pendingin pada T = 50C = 2780K Kondisi keluar air pendingin bekas pada T = 100C = 2830K Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan : Q

= n . Cp L . ∆T

273.711,22 = n x 18,02 (283-278) 273.711,22 = 90,1 n n

= 3.037,860 kmol/jam

m

= 54.681,487 kg/jam

Air pendingin yang digunakan ke dalam crystalizer sebanyak 54.681,487 kg/jam


LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN LC.1 Gudang Bahan Baku MgCO 3 (GB) Fungsi : Sebagai tempat penyimpanan bahan baku yang akan digunakan untuk proses. •

Laju bahan masuk, m

= 1.302,083 kg/jam

•

Lama persediaan, θ

= 30 hari

•

Faktor kelonggaran, F K

= 20 %

(Perry, 1999)

Jumlah gudang yang direncanakan 1 unit dengan design sebagai berikut : Direncanakan kapasitas penyediaan selama 1 bulan (30 hari kerja) = 1.302,083 kg/jam x 24 jam/hari x 30 hari/bulan = 937.499,760 kg/bulan Densitas MgCO 3

= 3037 kg/m3

(Perry, 1999)

a) Volume MgCO 3 (V) 937.499,760 V = kapasitas/densitas 3037 = 308,693 m3 =

V = (1 + 0,2) x 308,693 = 370,431 m3 Panjang = 3/2 Lebar Maka, Luas gudang = P x L = (3/2 L) x L = 1,5 L2 1,5 L2 = 370,431 m3 L = 15,71 m atau = 16 m P = 3/2 x 16 = 23,5 m = 24 m Dan tinggi pabrik standard adalah

T = 12 m


Spesifikasi : a. Panjang gudang

= 24 m

b. Lebar gudang

= 16 m

c. Tinggi gudang

= 12 m

d. Tipe gudang

= tertutup

e. Bahan konstruksi

= pondasi beton, dinding batu, dan atap seng

LC.2 Bucket Elevator (BE) Fungsi

: Mengangkut bahan baku MgCO 3 untuk diproses / dimasukkan ke dalam tangki Reaktor (R)

Jenis

: Spaced – Bucket Centrifugal – Discharge Elevator

Bahan

: Malleable – iron

Kondisi Operasi : Temperatur (T)

: 30 oC

Tekanan (P)

: 1 atm (14,696 psi)

Laju bahan yang diangkut

: 1.302,083 kg/jam

Faktor kelonggaran, f k

: 12 %

(Tabel 28-8, Perry,1999)

Kapasitas : 1,12 x 1.302,083 kg/jam = 1.458,333 kg/jam = 1,458 ton/jam Untuk bucket elevator kapasitas < 14 ton / jam, spesifikasinya adalah sebagai berikut:

(Tabel 21-8, Perry,1999)

1.

Tinggi Elevator

= 25 ft = 7,62 m

2.

Ukuran Bucket

= (6 x 4 x 41/ 4 ) in

3.

Jarak antar Bucket = 12 in = 0,305 m

4.

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

5.

Kecepatan Putaran = 43 rpm

6.

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 = 1.302,083 kg /jam = 0,362 kg/s


∆z = 25 ft = 7,62 m Maka : P = 0,07 x (0,362)0,63 x 7,62 = 0,281 kW = 0,377 hp Daya Standard yang digunakan = 0,5 hp

LC.3 Tangki Asam Sulfat 98% (T-01) Fungsi

: Menyimpan asam sulfat 98% guna kebutuhan proses

Bahan konstruksi

: glass lined steel

Bentuk

: silider vertikal dengan tutup elipsoidal dan alas datar.

Jenis sambungan

: double welded butt joints

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi : Tekanan

: 1 atm

Suhu

: 30 0C

Laju alir massa

: 1.734,633 kg/jam

ρ bahan

: 1,8261 kg/liter

(Perry, 1999)

113,99 lbm/ft3 Kebutuhan rancangan : 30 hari Faktor kelonggaran

: 20%

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

1.734,633 kg / jam × 30 hari × 24 jam = 683,936 m3 3 1826,1kg / m

Volume tangki, V t = (1 + 0,2) x 683,936 m3 = 820,723 m3 b. Spesifikasi Tangki Silinder (Shell) Vs =

π D2 4

H , diambil D = H

maka, V s =

(Brownell, 1959)

π D3 4


Tutup Elipsoidal (elipsoidal head) a

b Minor ratio axis = a : b = 2 : 1 Vh = Hh =

π D3

(Brownell, 1959)

24 D 16

(Brownell, 1959)

Tangki Vt = Vs + Vh Vt =

π D3 4

+

π D3 24

V t = 0,91583 D3 820,723 = 0,91583 D3 D = 9,641 m = 379,566 in H = 9,641 m H h = 0,603 m Tebal Silinder dan Tutup Tangki Tinggi cairan dalam tangki, H s = Hs =

4Vl π D2

4 . 683,936 = 9,373 m = 30,753 ft π 9,6412

Tebal shell, t =

PD + Cc 2 SE − 1,2 P

(Peters, 2004)

P = P operasi + P h Ph =

(Hs − 1)ρ , psi

Ph =

(30,753 − 1) × 113,99 = 23,552 psi

144

144

P = (14,694 + 23,552 ) x 1,2 = 45,895 psi


(faktor kelonggaran 20%) Joint efficiency (E)

= 0,85

(Peters, 2004)

Allowable stress (S)

= 18.750 psi

(Brownell, 1959)

Allowable corrosion (Cc)

= 0,002 in/tahun

(Perry, 1999)

= 0,02 in (untuk 10 tahun) Maka, tebal shell : t

=

(45,895 psi )(379,566 in ) + 0,02 2(18.750 psi )(0,85) − 1,2(45,895)

= 0,6 in

Tebal shell standar yang digunakan = 1 in Tebal elips head, t =

t

=

(Brownell, 1959)

PD + Cc 2SE − 0,2 P

(Walas, 1988)

(45,895 psi )(379,566 in ) + 0,02 2(18.750 psi )(0,85) − 0,2(45,895)

= 0,6 in

Tebal elips head standar yang digunakan = 1 in

(Brownell, 1959)

LC. 4 Pompa Tangki Asam Sulfat 98% (P-01) Fungsi

: Memompakan asam sulfat 98 % ke tangki pencampur

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan Kontruksi

: Stainless Steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur

: 30 0C

Densitas larutan (ρ)

: 1,8261 kg/L

= 113,99 lb m /ft3

Viskositas larutan (μ)

: 20,000 cp

= 0,01344 lb m /ft.s (Timmerhause, 2003)

Laju alir massa (F)

: 1.734,633 kg/jam = 1,062 lb m /s

Laju alir volumetric, Q =

F

ρ

=

(Perry, 1999)

1,06 = 0,009 ft 3 / s = 0,0003 m3/s 113,99

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

(Pers.12-15, Peters, 2004)


= 0,363 (0,00025 m3/s)0,45 (1826,1 kg/m3)0,13 = 0,023 m = 0,899 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 ft

Kecepatan linier, v =

2

Q 0,009 = = 1,80 ft / s At 0,005

Bilangan Reynold , N RE =

ρνD 113,99 × 1,80 × 0,080 = = 1.221,321 0,01344 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

16 16 = = 0,013 N Re 1.221,321

= 0,00191 (Esposito,1994)

Instalasi Pipa : Pipa lurus 55 ft ; F

2 (0,013) (1,80 ft / s ) 2 (55 ft ) =1,800 ft.lb f / lbm (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 ) (0,080)

(1,80 ft / s ) 2 2 elbow 90 , F = (2)(0,75) = 0,076 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)

(1,80 ft / s ) 2 = 0,101 ft.lb f / lbm 2 (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 )

(1,80 ft / s ) 2 = 0,056 ft.lbf / lbm 2 (0,5) (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 )



Total Friksi : Σ F = 2,133 ft.lb f /lb m Kerja Pompa : W = ∆Z

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

(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 = 12,133 ft. lb f /lb m Daya Pompa : P = W Q ρ = (12,133 ft.lb f /lb m )(0,009 ft3/s)( 113,99 lb m /ft3) = 12,447 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P =

12,447 = 0,028 hp 550 x 0,8

Digunakan pompa dengan daya standar 0,05 hp Daya motor =

0,05 Hp = 0,06 Hp digunakan motor 0,10 Hp 0,85

LC.5 Tangki H 2 O (T-02) Fungsi

: Menyimpan H 2 O sebagai bahan pengencer bagi H 2 SO 4 12%

Bahan konstruksi

: carbon steels SA-285 Grade C

Bentuk

: silinder vertikal dengan tutup dan alas datar.

Jenis sambungan


Jumlah

: 1 unit


: 1 atm

Suhu

: 30 0C

Laju alir massa

: 12.431,534 kg/jam


ρ bahan

: 0,9954 kg/liter

(Geankoplis, 1983)


: 20%


12.431,534 kg / jam × 30 hari × 24 jam = 8.992,068 m 3 3 995,4 kg / m

Volume tangki, V t = (1 + 0,2) x 8.992,068 m3 = 10.790,816 m3

b. Spesifikasi Tangki Silinder (Shell)

π D2

Vs =

4

H , diambil D = H

maka, V s =

(Brownell, 1959)

π D3 4

Tangki Vt

= Vs

Vt

=

10.790,816 =

π D3 4

π D3 4

D = 23,955 m = 943,096 in H = 23,955 m Tebal Silinder Tinggi cairan dalam tangki, H s = Hs =

4Vl π D2

4 . 8.992,068 = 19,962 m = 65,491 ft π 23,955 2

Tebal shell, t =

PD + Cc 2 SE − 1,2 P

(Peters, 2004)

P = P operasi + P h


Ph =

(Hs − 1)ρ , psi

Ph =

(65,491 − 1) × 62,14 = 27,830 psi

144

144

P = (14,694 + 27,830 ) x 1,2 = 51,026 psi (faktor kelonggaran 20%) Joint efficiency (E)

= 0,85

(Peters, 2004)


= 18.750 psi

(Brownell, 1959)


= 0,002 in/tahun

(Perry, 1999)


=

(51,026 psi )(943,096 in ) + 0,02 2(18.750 psi )(0,85) − 1,2(51,026 )

= 1,532 in

Tebal shell standar yang digunakan = 2 in Tebal elips head, t =

t

=

(Brownell, 1959)

PD + Cc 2SE − 0,2 P

(Walas, 1988)

(51,026 psi )(943,096 in ) + 0,02 2(18.750 psi )(0,85) − 0,2(51,026 )

= 1,532 in


(Brownell, 1959)

LC. 6 Pompa Tangki H 2 O (P-02) Fungsi

: Memompakan H 2 O ke dalam tangki pencampur

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan Kontruksi

: Stainless Steel

Jumlah

: 1 unit


: 30 0C


: 0,9954 kg/L

= 62,14 lbm/ft3


: 0,85 cp


Laju alir massa (F)

: 12.431,534 kg/jam = 7,613 lb m /s

(Perry, 1999)



F

ρ

=

7,613 = 0,123 ft 3 / s = 0,003 m3/s 62,14

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

0,13

(Pers.12-15, Peters, 2004)

= 0,363 (0,003 m3/s)0,45 (995,4 kg/m3)0,13 = 0,070 m = 2,769 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 0,123 = = 2,674 ft / s At 0,046


ρνD 62,14 × 2,674 × 0,242 = = 70.546,125 0,00057 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 =0,0075

(Geankoplis, 1983)

Instalasi Pipa :

2 (0,075) (2,674 ft / s ) 2 (55 ft ) Pipa lurus 55 ft ; F = 7,576 ft.lb f / lbm (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 ) (0,242) 2 elbow 90 o, F = (2)(0,75)





1 ekspansi, F = (1)




Total Friksi : Σ F = 8,137 ft.lb f /lb m Kerja Pompa :

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

(Peters, 2004)



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

∆P

ρ

=0


138,627 = 0,32 Hp 550 x 0,8

Digunakan pompa dengan daya standar 0,35 Hp Daya motor =



LC.7 Tangki Pencampur (T-03) Fungsi

: Menyimpan asam sulfat 12 % guna kebutuhan proses

Bahan konstruksi

: glass lined steel

Bentuk


Jenis sambungan


Jumlah

: 1 unit


: 1 atm

Suhu

: 30 0C

Laju alir massa

: 14.166,167 kg/jam

ρ bahan

: 1,0756 kg/liter

(Perry, 1999)


: 20%


14.166,167 kg / jam × 30 hari × 24 jam = 9.482,745 m 3 3 1075,6 kg / m

Volume tangki, V t = (1 + 0,2) x 9.482,745 m3 = 11.379,937 m3 b. Spesifikasi Tangki Silinder (Shell) Vs =

π D2 4

H , diambil D = H

maka, V s =

(Brownell, 1959)

π D3 4

Tutup Elipsoidal (elipsoidal head) Minor ratio axis = a : b = 2 : 1

a

b


Vh =

π D3

(Brownell, 1959)

24

Hh =

D 16

(Brownell, 1959)


π D3 4

+

π D3 24

V t = 0,91583 D3 11.379,937 = 0,91583 D3 D = 23,162 m = 911,869 in H = 23,162 m H h = 1,448 m Tebal Silinder dan Tutup Tangki Tinggi cairan dalam tangki, H s = Hs =

4Vl π D2

4 . 9.482,745 = 22,517 m = 73,874 ft π 23,162 2

Tebal shell, t =

PD + Cc 2 SE − 1,2 P

(Peters, 2004)


(Hs − 1)ρ , psi

Ph =

(73,874 − 1) × 67,15 = 33,983 psi

144

144

P = (14,694 + 33,983) x 1,2 = 58,412 psi (faktor kelonggaran 20%) Joint efficiency (E)

= 0,85

(Peters, 2004)


= 18.750 psi

(Brownell, 1959)


= 0,002 in/tahun

(Perry, 1999)

= 0,02 in (untuk 10 tahun) Maka, tebal shell :


t

=

(58,412 psi )(911,869 in ) + 0,02 2(18.750 psi )(0,85) − 1,2(64,39 )

=1,695 in

Tebal shell standar yang digunakan = 2 in

PD + Cc 2SE − 0,2 P

Tebal elips head, t =

t

=

(Brownell, 1959)

(Walas, 1988)

(58,412 psi )(911,869 in ) + 0,02 2(18.750 psi )(0,85) − 0,2(58,412 )

= 1,692 in Tebal elips head standar yang digunakan = 2 in

(Brownell, 1959)

LC.8 Pompa Tangki Pencampur (P-03) Fungsi

: Memompakan asam sulfat 12 % ke reaktor

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan Kontruksi

: Stainless Steel

Jumlah

: 1 unit


: 30 0C


: 1,0756 kg/L

= 67,15 lbm/ft3


: 5,000 cp


Laju alir massa (F)

: 14.166,167 kg/jam = 8,675 lb m /s


F

=

ρ

(Perry, 1999)

8,675 = 0,129 ft 3 / s = 0,004 m3/s 67,15


0,13 3

0,45

= 0,363 (0,004 m /s)

(Pers.12-15, Peters, 2004) 3 0,13

(1075,6 kg/m )

= 0,075 m = 2,95 in


(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 0,129 = = 2,804 ft / s At 0,046


ρνD 67,15 × 2,804 × 0,242 = = 13.562,944 0,00336 µ


D

= 0,00062


(Geankoplis, 1983)

Instalasi Pipa : 2 (0,004) (2,804 ft / s ) 2 (55 ft ) Pipa lurus 55 ft ; F = 0,443 ft.lb f / lbm (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 ) (0,242) 2 elbow 90 o, F = (2)(0,75)






(2,456 ft / s ) 2 1 ekspansi, F = (1) = 0,094 ft.lbf / lbm 2 (1,0) (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 ) Total Friksi : Σ F = 0,917 ft.lb f /lb m Kerja Pompa :

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

(Peters, 2004)

Tinggi pemompaan, ∆Z = 10 ft


Static head, ∆Z


Velocity Head,

∆V 2 =0 2αg c

Pressure Head,

∆P

ρ

=0


142,223 = 0,323 Hp 550 x 0,8



LC.9 Reaktor (R) Fungsi

: Tempat terjadinya reaksi antara magnesium karbonat dan asam sulfat 12 % membentuk magnesium sulfat.

Jenis


Bentuk

: silinder vertical dengan tutup dan alas ellipsoidal dilengkapi pengaduk.

Bahan konstruksi

: stainless steel type 316 (SA-204)

Jumlah

: 1 unit

Tabel LC.1 Komposisi Umpan Masuk Reaktor Komponen

F i (kg)

ρ i (kg/lit)

vi

%v i

ρ camp (kg/lit)

MgCO 3

1.261,067

3,037

410,771

0,028

0,085

CaCO 3

11,328

2,93

3,866

0,00026

0,00076

0,261

5,7

0,046

0,000003

0,000017

1.699,940

1,0622

1.600,395

0,109

0,116

0,863

0,85

FeO H 2 SO 4 H2O

12.466,226

0,985 12.656,067

∑

14.166,167

14.671,145

Ket :

1,052

Cara menghitung densitas campuran


ρ camp = ∑ (%v i x ρ i ) Kondisi Operasi : Tekanan

: 1 atm

Suhu masuk

: 30 0C

Suhu operasi

: 90 0C

Laju alir massa

: 15.468,249 kg/jam

ρ campuran

: 1,052 kg/liter = 65,674 lbm/ft3

Faktor kelonggaran

: 20%

Waktu tinggal

: 1 jam

(www.freepatentsonline.com)


15.468,249 kg / jam ×1 jam = 14,704 m 3 3 1052 kg / m

Volume tangki, V t = (1 + 0,2) x 14,704 m3 = 17,644 m3 b. Spesifikasi Tangki Reaktor Silinder (Shell) Vs =

π D2 4

H , diambil D = 3/2 H

(Brownell, 1959) maka, V s =

π D3 6

Tutup dan alas Elipsoidal Minor ratio axis = a : b = 2 : 1 a

b Vh =

π D3 24

Hh =

D 16

(Brownell, 1959) (Brownell, 1959)


Tangki Vt = Vs + 2 Vh Vt =

π D3 6

+

π D3 12 3

V t = 0,785 D 14,704 = 0,785 D3

D = 2,822 m = 111,108 in = 9,258 ft H = 2,822 m H h = 0,176 m

Tebal Silinder dan Tutup Tangki Tinggi cairan dalam tangki, H s = Hs =

4Vl π D2

4 .14,704 = 2,35 m = 7,717 ft π 2,822 2

Tebal shell, t =

PD + Cc 2 SE − 1,2 P

(Peters, 2004)


(7,717 − 1)ρ , psi

Ph =

(7,717 − 1) × 65,674 = 3,063 psi

144

144

P = (14,694 + 3,063) x 1,2 = 21,30 psi (faktor kelonggaran 20%)

Joint efficiency (E)

= 0,85

(Peters, 2004)


= 18.750 psi

(Brownell, 1959)


= 0,125 in/10 tahun

(Perry, 1999)

Maka, tebal shell : t

=

(21,30 psi )(111,108in ) + 0,125 2(18.750 psi )(0,85) − 1,2(21,30)

= 0,132 in


Tebal shell standar yang digunakan = 1/5 in

PD + Cc 2SE − 0,2 P


t

=

(Brownell, 1959)

(Walas, 1988)

(21,30 psi )(111,108 in ) + 0,125 2(18.750 psi )(0,85) − 0,2(21,30)

= 0,132 in


(Brownell, 1959)

c. Perhitungan pengaduk Jenis Pengaduk : turbin vertical blade daun 6 (non baffles) Spesifikasi : Da Dt C Da W Da L Da

= 0,3 ; Da = 0,3 x 9,258 ft = 2,777 ft 1 ; C = 1 x 2,777 = 0,926 ft 3 3 1 = ; W = 1 x 2,777 = 0,347 ft 8 8 1 = ; L = 1 x 2,777 = 0,694 ft 4 4

=

(Fig.18-17, Perry, 1999) Data Perhitungan : n = 100 rpm = 1,67 rps µ = 2,460 cp = 0,001653 lb/ft sec Bilangan Reynold (N Re ) : N Re =

N Re =

n . Da 2 . ρ

(Geankoplis,1997)

µ 1,67 . 2,777 2 . 65,674 = 51,167 x104 0,001653

Bilangan Daya (N P ) : Np =

P .g c

ρ . n 3 . Da 5

Untuk N Re = 51,167 x 104 , N P = 2,6

(Geankoplis,1997) (Fig 10.6, Walas,1988)


P=

N P . ρ . n 3 . Da 5 2,6 . 65,674 .1,67 3 . 2,777 5 = = 4.082,165 lb / ft sec gc 32,174 Efisiensi 80 % P=

4.082,165 = 5.102,706 lb / ft sec = 9,310 Hp 0,8

Digunakan motor penggerak dengan daya 9 Hp

LC.10 Pompa Reaktor (P-04) Fungsi

: Memompakan Larutan ke Filter Press

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan Kontruksi

: Stainless Steel

Jumlah

: 1 unit


: 90 0C


: 1,052 kg/L

= 65,674 lbm/ft3


: 0,30 cp


Laju alir massa (F)

: 15.468,249 kg/jam = 9,473 lb m /s


F

ρ

=

(Perry, 1999)

9,473 = 0,144 ft 3 / s = 0,004 m3/s 65,674


0,13

(Pers.12-15, Peters, 2004)

= 0,363 (0,004 m3/s)0,45 (1052 kg/m3)0,13 = 0,075 m = 2,952 in


(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 Kecepatan linier, v =

Q 0,144 = = 3,13 ft / s At 0,046


ρνD 65,674 × 3.13 × 0,242 = = 230.302,908 0,000216 µ


D

= 0,00062


(Geankoplis, 1983)


2 (0,0078) (3,13 ft / s ) 2 (55 ft ) =1,079 ft.lb f / lbm (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 ) (0,242)

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


(3,13 ft / s ) 2 1 check valve, h f = (1)(2,0) = 0,304 ft.lb f / lbm 2 (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 ) 1 kontraksi, F = (0,55)

1 ekspansi, F = (1)




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

(Peters, 2004)




∆V 2 =0 2αg c

Velocity Head, Pressure Head,

∆P

ρ

=0

Maka, W = 11,848 ft. lb f /lb m Daya Pompa P = W Q ρ = (11,848 ft.lb f /lb m )(0,144 ft3/s)( 65,674 lb m /ft3) = 112,042 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P =

112,042 = 0,25 Hp 550 x 0,8



LC.11 Filter Press (FP) Fungsi

: Menyaring larutan MgSO 4

Jenis

: plate and frame

Bahan konstruksi

: kayu

Jumlah

: 1 unit

Data : Dari perhitungan neraca massa, didapat : Berat cairan

= 739,491 kg

Berat padatan = 15,385 kg = 33,918 lb

Tabel LC.2 Komposisi Umpan Masuk Filter Press ρ i (kg/lit)

F i (kg)

MgSO 4

1.800,403

2,66

676,843

0,048

0,128

CaSO 4

15,385

2,96

5,198

0,0004

0,0011

FeSO 4

0,608

2,2

0,276

0,000017

0,000037

H 2 SO 4

221,731

1,0622

208,747

0,015

0,016

0,985 12.961,509

0,911

0,897

1,750

0,027

0,047

H2O

12.767,086

CO 2

663,036

∑

15.468,249

vi

378,893 14.231,466

%v i

ρ camp (kg/lit)

Komponen

1,089


Ket :

Cara menghitung densitas campuran ρ camp = ∑ ( %v i x ρ i )


: 1 atm

Suhu

: 90 0C

ρ cairan

: 1,089 kg/liter = 67,984 lb/ft3

µ cairan

: 0,30 cp = 0,000216 lb/ft sec

Faktor kelonggaran

: 20%

Tekanan filtrasi

: 50 psi = 7.200 lb/ft3

Jumlah cycle

: 1 cycle

Waktu filtrasi

: 30 menit

Perhitungan : a. Volume cairan Volume cairan tiap jam :

739,491 = 679,055 liter = 23,98 ft3 1,089

Volume per cycle = 23,98 ft3 b. Kandungan padatan per volume filtrat (C s ) Cs = =

berat solid vol cairan 33,918 = 1,414 lb / ft 3 filtrat 23,98

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+

(Geankoplis, 1997)

µ . Rm

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 = 1.560 sekon 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 0,00021.3,7 x1011 1560 0,00021.3,7 x1011 .1,42 23 , 98 = + 23,98 2 A2 . 7200 .32,174 A. 7200 .32,174 5.710,721 335,416 65,05 = + A2 A 2 A =12,293 ft =1,142 m 2

Dipilih plate and frame dengan ukuran 1450 mm Untuk plate and frame dari kayu dengan ukuran, 1450 mm Luas filtering area = 2,46 m2 Jumlah plate =

(Tabel 11.11. Walas, 1988)

1,142 = 0,46 buah = 1 buah 2,46

LC.12 Pompa Filter Press (P-05) Fungsi

: Memompakan larutan dari filter press ke Tanki penetral

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan Kontruksi

: Stainless Steel

Jumlah

: 1 unit


: 90 0C


: 1,087 kg/L

µ cairan

: 0,30 cp = 0,000216 lb/ft sec

Laju alir massa (F)

: 15.468,249 kg/jam = 9,473 lb m /s


F

ρ

=

= 67,859 lb/ft3

(Perry, 1999)

9,473 = 0,140 ft 3 / s = 0,004 m3/s 67,984



0,13 3

0,45

= 0,363 (0,004 m /s)

(Pers.12-15, Peters, 2004) 3 0,13

(1087 kg/m )

= 0,075 m = 2,93 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



Q 0,140 = = 3,043 ft / s At 0,046


ρνD 67,859 × 3,043 × 0,242 = = 231.350,089 0,000216 µ

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

D

= 0,00062


(Geankoplis, 1983)


2 (0,0077) (3,043 ft / s ) 2 (55 ft ) = 7,786 ft.lb f / lbm (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 ) (0,242)

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




(3.043 ft / s ) 2 1 kontraksi, F = (0,55) = 0,079 ft.lbf / lbm 2 (1,0) (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 )


1 ekspansi, F = (1)



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

(Peters, 2004)



Velocity Head,

∆V 2 =0 2αg c

Pressure Head,

∆P

ρ

=0


178,247 = 0,41 Hp 550 x 0,8



LC.13 Bak Penampung Cake (BP) Fungsi

: Menampung cake dari unit filter press

Bentuk

: persegi panjang

Bahan konstruksi

: kayu

Jumlah

: 1 unit


: 1 atm

Suhu

: 90 0C

Laju alir massa

: 754,876 kg/jam


ρ bahan

: 1,087 kg/L = 67,859 lb/ft3

Faktor kelonggaran

: 20%

Perhitungan : a. Volume Bak 754,876 kg / jam × 1 jam = 0,694 m 3 3 1087 kg / m

Volume filtrat, V l =

Volume cake 1 hari proses = 24 x 0,694

= 16,656 m3

Volume bak, V b = (1 + 0,2) x 16,656

= 19,987 m3

b. Ukuran Bak Penampung Direncanakan, p : l : t = 1 : 1 : 2/ 3 Vb

=p . l . t

maka :

19,987 = 2/ 3 X3

3 × 19,987 2

X

=

X

= 3,107 m

3

panjang = 3,107 m lebar

= 3,107 m

tinggi = 2,050 m

LC.14 Bin (T-04) Fungsi : sebagai tempat masuknya MgO ke dalam tangki penetral Jenis

: Horizontal Storage Tanks with Underwriter Label (API Standard)

Bahan

: Commercial Steel


: 30 oC

Tekanan (P)

: 1 atm (14,696 psi)

Laju bahan yang masuk

: 86,586 kg/jam


: 30 % (Class – D27 – Phosphate Rock) (Tabel 21-5, Perry,1999)

Kapasitas

: 1,30 x 86,586 kg/jam = 112,562 kg/jam = 0,113 ton/jam

Lamanya waktu tinggal di dalam bin adalah 7 jam/hari Banyaknya MgO = 112,562 kg/jam x 7 jam/hari = 787,934 kg/hari Densitas MgO = 3650 kg/m3


Volume MgO

=

787,934 kg / hari m3 = 0 , 216 hari 3650 kg / m3

Volume MgO = 0,216 m3/hari = 57,056 Gallon/hari Untuk BIN kapasitas < 10.000 gallon / hari, spesifikasinya adalah sebagai berikut: (Tabel 18-2 (B), Walas ,1988) 1.

Kapasitas nominal

= 10.000 gallon

2.

Diameter

= 8’ – 0”

3.

Approx Lenght

= 26’ – 7”

4.

Thickness

= 1/4 “

5.

Berat (Weight)

= 8.860

6.

No of Supports

=3

LC.15 Tangki Penetral (T-05) Fungsi

: Menghilangkan asam sulfat sisa yang keluar dari Filter Press

Bahan konstruksi

: glass lined steel

Bentuk


Jenis sambungan


Jumlah

: 1 unit


: 1 atm

Suhu

: 90 0C

Laju alir massa

: 14.799,959 kg/jam

ρ bahan

: 1,087 kg/liter

(Perry, 1999)


: 20%

Perhitungan : c. Volume Tangki Volume larutan, V l =

14.799,959 kg / jam × 0,5 jam = 6,808 m3 3 1087 kg / m

Volume tangki, V t = (1 + 0,2) x 9.803,100 m3 = 11.763,720 m3


d. Spesifikasi Tangki Silinder (Shell) Vs =

π D2 4

H , diambil D = H

maka, V s =

(Brownell, 1959)

π D3 4

Tutup Elipsoidal (elipsoidal head) Minor ratio axis = a : b = 2 : 1

a

b Vh = Hh =

π D3

(Brownell, 1959)

24 D 16

(Brownell, 1959)


π D3 4

+

π D3 24

V t = 0,91583 D3 11.763,720 = 0,91583 D3 D = 23,420 m = 922,045 in H = 23,420 m H h = 1,464 m Tebal Silinder dan Tutup Tangki Tinggi cairan dalam tangki, H s = Hs =

4Vl π D2

4 . 9.803,100 = 22,768 m = 74,697 ft π 23,420 2


Tebal shell, t =

PD + Cc 2 SE − 1,2 P

(Peters, 2004)


(Hs − 1)ρ , psi

Ph =

(74,697 − 1) × 67,859 = 34,729 psi

144

144

P = (14,694 + 34,729) x 1,2 = 59,308 psi (faktor kelonggaran 20%)

Joint efficiency (E)

= 0,85

(Peters, 2004)


= 18.750 psi

(Brownell, 1959)


= 0,002 in/tahun

(Perry, 1999)


=

(59,308 psi )(922,045 in ) + 0,02 2(18.750 psi )(0,85) − 1,2(59,308)

=1,739 in

Tebal shell standar yang digunakan = 2 in


t

=

PD + Cc 2SE − 0,2 P

(Brownell, 1959)

(Walas, 1988)

(59,308 psi )(922,045 in ) + 0,02 2(18.750 psi )(0,85) − 0,2(59,308)

=1,736 in


(Brownell, 1959)

LC.16 Pompa Tangki Penetral (P-06) Fungsi

: Memompakan larutan dari Tanki penetral ke evaporator

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan Kontruksi

: Stainless Steel

Jumlah

: 1 unit



: 90 0C


: 1,087 kg/L

µ cairan

: 0,30 cp = 0,000216 lb/ft sec

Laju alir massa (F)

: 14.799,959 kg/jam = 9,063 lb m /s


F

ρ

=

= 67,859 lb/ft3

(Perry, 1999)

9,063 = 0,133 ft 3 / s = 0,004 m3/s 67,984


0,13

(Pers.12-15, Peters, 2004)

= 0,363 (0,004 m3/s)0,45 (1087 kg/m3)0,13 = 0,075 m = 2,93 in


(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



Q 0,133 = = 2,891 ft / s At 0,046


ρνD 67,859 × 2,891 × 0,242 = = 219.794,673 0,00021 µ

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

D

= 0,00062


(Geankoplis, 1983)




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



1 ekspansi, F = (1)




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

(Peters, 2004)



Velocity Head,

∆V 2 =0 2αg c

Pressure Head,

∆P

ρ

=0


104,676 = 0,24 Hp 550 x 0,8




LC.17 Evaporator (EV) Fungsi

: Menguapkan H 2 O dan CO 2

Jenis

: single evaporator, vertical tube

Bahan konstruksi

: stainless steel type 316

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi : Media pemanas

: superheated steam

Tekanan

: 1 atm

Suhu umpan masuk

: 90 0C

Suhu operasi

: 100,69 0C = 238,842 0F

Suhu steam

: 120 0C = 273,6 0F

Data : Dari perhitungan neraca panas, didapat : Massa steam (m s )

: 10.787,826 kg/jam = 23.782,841 lb/jam

Entalpi steam (H s )

: 2706,3 kJ/kg = 1.163,573 Btu/lb

(Smith, 2001)

Entalpi uap kondensat (h c )

: 503,71 kJ/kg = 216,570 Btu/lb

(Smith, 2001)

Overall heat transfer coefficient

: 250 Btu/ft2 h 0F

(Kern, 1965)

Perhitungan luas permukaan pemanasan (A) : Q = A . U . ∆t m (H − hc ) Q = s s U .∆t U .∆t (1.163,573 − 216,570) 23.782,841 = 2.591,913 ft 2 A= 250(273,600 − 238,842 )

A=

Diambil panjang pipa 12 ft dengan OD 11/ 4 in, BWG 14 Untuk OD 11/ 4 in, BWG 14, surface per linear (a’’t) = 0,3271 ft2 Jumlah tube =

(Kern, 1965)

2.591,913 = 660, ,326 buah = 660 buah tube 0,3271 × 12

LC.18 Pompa Evaporator (P-07) Fungsi

: Memompakan larutan ke tangki crystalizer

Jenis

: Centrifugal pump


Bahan Kontruksi

: Stainless Steel

Jumlah

: 1 unit


: 100,69 0C


: 1,087 kg/L

= 67,859 lbm/ft3


: 0,25 cp

= 0,000168 lb m /ft.s (Timmerhause,

(Perry, 1999)

2003) Laju alir massa (F)

: 4.030,418 kg/jam = 2,46 lb m /s


F

ρ

=

2,46 = 0,036 ft 3 / s = 0,001 m3/s 67,859


0,13

(Pers.12-15, Peters, 2004)

= 0,363 (0,001 m3/s)0,45 (1087 kg/m3)0,13 = 0,04 m = 1,575 in Ukuran Spesifikasi Pipa :

(Brownell,1959)

Ukuran pipa nominal

= 2 in

Schedule pipa

= 80

Diameter dalam (ID)

= 1,939 in

= 0,162 ft

Diameter luar (OD)

= 2,38 in

= 0,198 ft

Luas penampang dalam (A t ) = 0,021 ft


2

Q 0,243 = = 1,157 ft / s At 0,021


ρνD 67,859 × 1,157 × 0,162 = = 71.859,230 0,000177 µ


D

= 0,000939 Harga f

dapat dicari dari grafik f vs N RE


Karena aliran turbulen, maka f =0,0031

(Geankoplis, 1983)






1 ekspansi, F = (1)




Total Friksi : Σ F = 0,190 b f /lb m Kerja Pompa : W = ∆Z

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

(Peters, 2004)



Velocity Head,

∆V 2 =0 2αg c

Pressure Head,

∆P

ρ

=0

Maka, W = 10,190 lb f /lb m Daya Pompa : P = W Q ρ = (10,190.lb f /lb m )(0,023 ft3/s)( 67,859 lb m /ft3) = 15,904 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P =

15,904 = 0,036 Hp 550 x 0,8




LC.19 Crystallizer (CR) Fungsi

:Untuk membuat produk dengan bentuk padatan kristal MgSO 4 .7H 2 O.

Jenis


Bentuk

: silinder vertical dengan tutup dan alas ellipsoidal

Bahan konstruksi

: stainless steel type 316 (SA-204)

Jumlah

: 1 unit


: 1 atm

Suhu masuk

: 100,69 0C

Suhu keluar

: 15 0C

Laju alir massa

: 7.394,729 kg/jam

ρ bahan

: 1,29 kg/liter = 80,53 lbm/ft3

Faktor kelonggaran

: 20%


7.394,729kg / jam × 1 jam = 5,73 m3 3 1290 kg / m

Volume tangki, V t = (1 + 0,2) x 5,73 m3 = 6,878 m3 b. Spesifikasi Tangki Silinder (Shell) Vs =

π D2 4

H , diambil D = 3/2 H

(Brownell, 1959) maka, V s =

π D3 6

Tutup dan alas Elipsoidal Minor ratio axis = a : b = 2 : 1


a

b Vh =

π D3

(Brownell, 1959)

24

Hh =

D 16

(Brownell, 1959)

Tangki Vt = Vs + 2 Vh Vt =

π D3 6

+

π D3 12

V t = 0,785 D3 6,878 = 0,785 D3 D = 2,061 m = 81,167 in = 6,76 ft H = 1,35 m H h = 0,128 m

Tebal Silinder dan Tutup Tangki Tinggi cairan dalam tangki, H s = Hs =

4Vl π D2

4 .5,73 = 1,72 m = 67,71 in = 5,64 ft π 2,062

Tebal shell, t =

PD + Cc 2 SE − 1,2 P

(Peters, 2004)


(5,64 − 1)ρ , psi

Ph =

(15,399 − 1) × 80,53 = 2,59 psi

144

144

P = (14,694 + 2,59) x 1,2 = 20,74 psi (faktor kelonggaran 20%) Joint efficiency (E)

= 0,85

(Peters, 2004)



= 18.750 psi

(Brownell, 1959)


= 0,125 in/10 tahun

(Perry, 1999)

Maka, tebal shell : t

=

(20,74 psi )(81,167 in ) + 0,125 2(18.750 psi )(0,85) − 1,2(20,74)

= 0,17 in



t

=

(Brownell, 1959)

PD + Cc 2SE − 0,2 P

(Walas, 1988)

(20,74 psi )(81,167 in ) + 0,125 2(18.750 psi )(0,85) − 0,2(20,74)

= 0,15 in


(Brownell, 1959)

Perhitungan pengaduk Jenis Pengaduk : turbin vertical blade daun 6 (non baffles) Spesifikasi : Da Dt C Da W Da L Da

= 0,3 ; Da = 0,3 x 6,76 ft = 2,028 ft 1 ; C = 1 x 2,028 = 0,676 ft 3 3 1 = ; W = 1 x 2,028 = 0,253 ft 8 8 1 = ; L = 1 x 2,028 = 0,507 ft 4 4

=

(Fig.18-17, Perry, 1999) Data Perhitungan : n = 100 rpm = 1,67 rps µ = 2,460 cp = 0,001653 lb/ft sec Bilangan Reynold (N Re ) : N Re =

n . Da 2 . ρ

µ

(Geankoplis,1997)


1,67 . 2,777 2 . 65,674 = 51,167 x104 0,001653

N Re =

Bilangan Daya (N P ) : Np =

P .g c

(Geankoplis,1997)

ρ . n 3 . Da 5

Untuk N Re = 51,167 x 104 , N P = 2,6 P=

(Fig 10.6, Walas,1988)

N P . ρ . n 3 . Da 5 2,6 . 65,674 .1,67 3 . 2,777 5 = = 4.082,165 lb / ft sec gc 32,174 Efisiensi 80 % P=

4.082,165 = 5.102,706 lb / ft sec = 9,310 Hp 0,8


LC.20 Sentrifusi (S) Fungsi

: Untuk memisahkan larutan induk magnesium sulfat dengan kristal magnesium sulfat tetrahydrat

Jenis

: Disk-bwl centrifuge


: 30 oC

Tekanan (P)

: 1 atm (14,696 psi)

Laju alir masuk

: 7.394,729 kg/jam

Laju alir larutan keluar

: 713,642 kg/jam

Laju alir air

: 2.650,727 kg/jam

Fraksi berat larutan keluar, Xa

713,642 kg / jam = 3.364,349kg / jam = 0,212

Fraksi berat air, Xb

= 1-0,212

=

= 0,788 Viskositas MgSO 4 pada 30 OC

= 2.5 cp = 0,00168 lb/ s.ft

Densitas rata – rata H 2 O pada 20 OC

= 0,985 gr/cm3


= 2,66 gr/cm3 = (2.650,272 kg / jam x 985 kg / liter ) + (713,642 kg / jam x 2660 kg / liter ) = 7.394,729 kg / jam

MgSO 4

= 609,732 kg / m3

Laju volumetric

=

=

713,642 kg / jam 609,732 kg / m 3

= 1,170 m 3 / jam = 41,331 ft 3 / jam = 0,69 gal /mnt Dari table 12.1 Alan Foust dipilih disk centrifuge no.05 (50, disk, 45O half angel) r 1 = 1,875 in r 2 = 5,75 in Kecepatan anguler ω = 6000 rpm Nilai Sigma ΣZ = 98000 ft2 Q = 2 Vt Z

(Alan Foust,1980)

Q 2.Z Vt = 41,331 ft 3 / jam = 2 x 98000 ft 2 =

= 0,00021ft/jam Perhitunga diameter partikel kritis Vt

Dp

=

( ρ s − ρ ).g .Dp 2 18,4

(Alan Foust,1980)

=

(Vt.18µ )1 / 2 (( ρ − ρ s ).g )1 / 2

(Alan Foust,1980)

Perbedaan densitas (ρ s - ρ) = 2.660 – 609,732 = 2.050,268 kg /m3 x 0,002831 m3 / ft3 x 2,2046 lbm / ft3 = 12,796 lbm / ft3 Maka :


(0,00021x18 x 2,5)1 / 2 (12,796 x32,17 x3600)1 / 2 Dp = 0,000079 ft = 0,024 mm =

Perhitungan volume sentrifuge

Z .g

V=

r   r2 

ω 2 − 2 ln 1 

98000 ft 2 x 32,174 ft / s 2  1,8751 in  (6000 x 2πx1 / 60rps ) 2 − 2 ln   5,75in  = 0,00437 ft3 Perhitungan waktu tinggal = Ф=

V Q

0,00437 ft 3 43,331 ft 3 / jam

= 0,0001 jam = 0,006 menit = 0,36 s Perhitungan tinggi sentrifusi ( direncanakan untuk 1 unit sentrifusi) H=

=

V

π

x (r2 − r1 ) 2

2

= 0,0065 ft = 0,002 m

Perhitungan daya yang dibutuhkan P = 5,984 (10-10). Sg. Q. (ω.Rp)2 Dimana : P = Daya (Hp) Sg = spesifik Gravity umpan Q = Laju alir volumetrik umpan (gal / mnt) ω= Kecepatan anguler (rpm) Rp = Radius (m)


609,732 Sg = 2660 = 0,229 =

5,75 Radius (Rp) = 39,37 = 0,15 =

Maka P P = 5,984 (10-10). 0,229.0,69 . (6000 x .0,15)2 = 0,000076 Hp = 0,00008 Hp Faktor kelongggaran 20% Daya yang dibutuhkan = 0,00008/0,20 = 0,0004 Hp = 0,1 Hp

LC.21 Belt Conveyor (BC) Fungsi : mengangkut garam epsom dari sentrifuse (SF) untuk dimasukkan ke dalam gudang produk (GP) Jenis

: Horizontal Belt Conveyor

Bahan

: Commercial Steel


: 30 oC

Tekanan (P)

: 1 atm (14,696 psi)

Laju bahan yang diangkut

: 4.030,418 kg/jam


: 30 % (Class – D27 – Phosphate Rock) (Tabel 21-5, Perry,1999)

Kapasitas : 1,30 x 4.030,418 kg/jam = 5.239,543 kg/jam = 5,240 ton/jam Untuk Belt Conveyor kapasitas < 32 ton / jam, spesifikasinya adalah sebagai berikut: (Tabel 21-7, Perry,1999) 1.

Lebar Belt

= 14 in = 35 cm

2.

Luas Area

= 0,11 ft2 = 0,010 m2

3.

Kecepatan Belt normal

= 200 ft/menit = 61 m/menit

4.

Kecepatan Belt maksimum

= 300 ft/menit = 91 m/menit

5.

Belt Plies minimum

=3

6.

Belt Plies maksimum

=5

7.

Kecepatan Belt

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

8.

Daya motor yang digunakan

= 0,44 Hp


LC.22 Gudang Produk Garam Epsom (GP) Fungsi

: Sebagai tempat untuk menyimpan garam Epsom yang akan dipasarkan

Bentuk

: Persegi empat

Bahan konstruksi

: dinding dari beton dan atap dari seng

Jumlah

: 1 bangunan

Keterangan : Semua produk dalam sak – sak dengan berat @ 50 kg Ukuran umum sak kosong untuk 50 kg adalah 80 x 50 x 20 cm dan disusun ke atas maksimal 10 tumpukan Faktor kelonggaran

= 20 %

Areal bebas (jalan)

= 20 %

Lamanya penyimpanan = 30 hari Bahan produk garam Epsom : Jumlah bahan

= 4.030,4018 kg/jam x 7 jam/hari = 28.212,926 kg/hari

Jumlah produk @ 50 kg = 28.212,926 / 50 = 564,3 karung / hari = 564 karung/hari Perencanaan gudang : Panjang sak isi

= 40 cm = 0,4 m

Panjang sak total = 0,4 x 7 (jumlah baris) = 2,8 m Panjang gudang = (1+0,2+0,2) x 2,8 x 7 (hari) = 27,44 m = 27 meter Lebar sak isi

= 20 cm = 0,2 m

Lebar sak total

= 0,2 x 10 (jumlah baris) = 2 m

Lebar gudang

= (1+0,2+0,2) x 2 x 7 (hari) = 19,6 m = 20 meter

Ukuran tinggi standar adalah : Tinggi gudang

= 12 meter


LAMPIRAN D SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS LD.1 Pompa Utilitas (PU-01) Fungsi

: Memompa air dari sungai ke Bak Pengendapan (BP)

Jenis

: centrifugal pump

Bahan Konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi Temperatur

= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

Densitas air (ρ)

= 995,4 kg/m3

= 62,141 lb m /ft3

Viskositas air (µ)

= 0,8034 cP

= 0,0005399 lb m /ft.s

Laju alir massa (F)

= 15.661,395 kg/jam = 9,591 lb m /s


F

ρ

=

9,591 lbm / s = 0,154 ft 3 / s = 0,0043 m3/s 62,141 lbm / ft 3


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




Q 0,154 = = 3,348 ft / s At 0,046


ρνD 62,141 × 3,348 × 0,242 = = 93.253,626 µ 0,0005399


D

= 0,00062


(Geankoplis, 1983)



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





1 ekspansi, F = (1)




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

(Peters, 2004)




Velocity Head,

∆V 2 =0 2αg c

Pressure Head,

∆P

ρ

=0


110,934 = 0,25 Hp 550 x 0,8



LD.2 Bak Penampung (BP) Fungsi

: tempat menampung air sementara dari pompa air sungai 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)

= 995,4 kg/m3

= 62,141 lb m /ft3

Viskositas air (µ)

= 0,8034 cP

= 0,0005399 lb m /ft.s

Laju alir massa (F)

= 15.661,395 kg/jam = 9,591 lb m /s


Laju alir volumetric, Q = Kebutuhan

F

ρ

=

9,591 lbm / s = 0,154 ft 3 / s = 0,0043 m3/s 62,141 lbm / ft 3

: 3 hari

Faktor Kelonggaran : 20 % Perhitungan : a. Volume Bak Volume larutan, V l =

15.661,395 kg / jam x 3 hari x 24 jam =1.132,831 m3 995,4 kg / m3

Volume bak, V t = (1 + 0,2) x 1.132,831 m3 = 1.359,398 m3 b. Spesifikasi Bak Asumsi apabila : Panjang Bak (P) = Lebar Bak (L) = 2 x Dalam Bak (T) Maka : Volume Bak = P x L x T 1.359,398 m3 = P x (P) x (0,5 P) Maka : P

= 13,95 m ≈ 14 m

L

= P = 14 m

T

= 0,5 P = 0,5 (14) = 7 m

LD.3 Pompa Utilitas (PU-02) Fungsi : Memompa air dari Bak Pengendapan (BP) ke clarifier (CL) Jenis : centrifugal pump Bahan Konstruksi

: Commercial steel

Jumlah : 1 unit Kondisi Operasi Temperatur

= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

Densitas air (ρ)

= 995,4 kg/m3

= 62,141 lb m /ft3

Viskositas air (µ)

= 0,8034 cP

= 0,0005399 lb m /ft.s

Laju alir massa (F)

= 15.661,395 kg/jam = 9,591 lb m /s


F

ρ

=

9,591 lbm / s = 0,154 ft 3 / s = 0,0043 m3/s 62,141 lbm / ft 3



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


Q 0,154 = = 3,348 ft / s At 0,046


ρνD 62,141 × 3,348 × 0,242 = = 93.253,626 µ 0,0005399


D

= 0,00062


(Geankoplis, 1983)







(3,348 ft / s ) 2 1 kontraksi, F = (0,55) = 0,096 ft.lbf / lbm 2 (1,0) (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 )

1 ekspansi, F = (1)



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

(Peters, 2004)



Velocity Head,

∆V 2 =0 2αg c

Pressure Head,

∆P

ρ

=0


110,934 = 0,25 Hp 550 x 0,8




LD.4 Tangki Pelarutan Alum, Al 2 (SO 4 ) 3 (TU-01) Fungsi

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

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA–283 grade C Data: Kondisi pelarutan: Temperatur = 30 °C Tekanan Al 2 (SO 4 ) 3 yang digunakan

= 1 atm = 50 ppm

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

= 0,078 kg/jam

Laju massa larutan Al 2 (SO 4 ) 3 = 0,078 / 30% = 0,26 kg/jam Densitas Al 2 (SO 4 ) 3 30 %

= 1363 kg/m3 = 85,089 lb m /ft3

Kebutuhan perancangan

= 30 hari

Faktor keamanan

= 20 %

(Perry, 1999)

Perhitungan: Ukuran Tangki Volume larutan, Vl =

0,26 kg/jam × 24 jam/hari × 30 hari 1363 kg/m3

= 0.,137 m3 Volume tangki, V t = 1,2 × 0,137 m3 = 0,164 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 1 2 πD H 4 1 3  0,164 m3 = πD 2  D  4 2  3 0,164 m3 = πD3 8 V=

Maka:

D = 0,519 m


H = 0,779 m

Tinggi cairan dalam tangki

=

volume cairan x tinggi silinder volume silinder

=

(0,137)(0,779) (0,164)

= 0,650 m

LD.5 Tangki Pelarutan Na 2 CO 3 (TU-02) Fungsi

: Membuat larutan Na 2 CO 3 30% berat

Bentuk


Bahan konstruksi : Carbon Steel SA–283 grade C Data: 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

= 0,423 kg/jam

Densitas Na 2 CO 3 30 %

= 1327 kg/m3 = 85,089 lb m /ft3


= 30 hari

Faktor keamanan

= 20 %

(Perry, 1999)

Perhitungan: Ukuran Tangki Volume larutan, Vl =

0,423 kg/jam × 24 jam/hari × 30 hari 0,3 × 1327 kg/m 3

= 0,765 m3 Volume tangki, V t = 1,2 × 0,765 m3 = 1 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3


1 πD 2 H 4 1 3  1 m 3 = πD 2  D  4 2  3 1 m 3 = πD 3 8 V=

Maka:

D = 0,92 m = 36,23 in = 3,018 ft H = 1,38 m

Tinggi cairan dalam tangki

=

volume cairan x tinggi silinder volume silinder

=

(0,765)(1,38) (1)

= 1,056 m = 3,464 ft

LD.6 Clarifier (CL) Fungsi

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

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C Data: Laju massa air (F 1 )

= 15.661,395 kg/jam

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

= 0,078 kg/jam

Laju massa Na 2 CO 3 (F 3 )

= 0,423 kg/jam

Laju massa total, m

= 15.661,896 kg/jam = 4,351 kg/detik

Densitas Al 2 (SO 4 ) 3

= 1,363 gr/ml

(Perry, 1999)

Densitas Na 2 CO 3

= 1,327 gr/ml

(Perry, 1999)

Densitas air

= 0,9954 gr/ml

(Perry, 1999)

Reaksi koagulasi: Al 2 (SO 4 ) 3 + 3 Na 2 CO 3 + 3 H 2 O → 2 Al(OH) 3 + 3 Na 2 SO 4 + 3CO 2 Perhitungan: Terminal settling velocity dan Hukum Stokes D 2 ( ρ s − ρ )g Ut = 18µ

(Ulrich,1984)


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

(Perry, 1999)

ρ s = densitas partikel campuran ρ = densitas air = 0,9954 gr/ml µ = viskositas campuran = 0,00836 (gr/cm.s) g

= percepatan gravitasi = 980 cm/s2

Kecepatan terminal pengendapan Densitas larutan,

ρ=

(15.661,395 + 0,078 + 0,423) 15.661,395 0,078 0,423 + + 0,9954 1,363 1,327

ρ = 996,248 kg/m3 = 0,9962 gr/cm3 = 62,1953 lbm/ft 3 Densitas partikel,

ρ=

(0,078 + 0,423) 0,078 0,423 + 1,363 1,327

ρ = 1332,447 kg/m3 = 1,3324 gr/cm3 = 83,184 lbm/ft 3 Sehingga, 0,002 2 × (1,3324 − 0,9962 ) × 980 18 × 0,00836 = 0,009 cm / s

Ut =

Ukuran Clarifier Laju alir volumetrik, Q =

4,351kg / det ik = 0,0043 m3/detik 3 996,248 kg / m

Q = 4.10-4 x D2

(Ulrich, 1984)

Dimana : Q = laju alir volumetrik umpan, m3/detik


D = diameter clarifier, m Sehingga : 1

−4  Q  2  43,67.10  D=  =  −4  4.10 − 4  4.10  

1

2  

= 3,304 m = 10,840 ft = 130,078 in Ditetapkan tinggi clarifier, H = 8 ft = 2,438 m Waktu Pengendapan t=

Ht 2,438 m x 100 cm / m = 27.088,889 detik = 7,525 jam = Ut 0,009cm / det ik

Tebal Dinding Clarifier Direncanakan digunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C. Dari tabel 13.1 hal 251 Brownell & Young, diperoleh data : - Allowable working stress (S) : 12.650 lb/in2 - Efisiensi sambungan (E)

: 0,85

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

: 0,042 in

- Tekanan operasi, Po

: 1 atm = 14,7 psi

- Tekanan hidrostatik

:

P=

( Hs −1) ρ (15 −1) . 62,1953 lbm / ft 3 = = 6,0467 psi 144 144

- Faktor kelonggaran

=5%

- Tekanan desain

= 1,05 x (14,7 + 6,0467) = 21,78451psi

Tebal Dinding Clarifier Tebal shell tangki:


PD + Cc 2SE − 0,6P (21,7841 psi) (130,078 in) = + 0,42 2(12.650psi)(0,85) − 0,6(21,7841 psi)

t=

= 0,56 in

Tebal shell standar yang digunakan = 3/ 4 in

(Brownell,1959)

Daya Clarifier P = 0,006 D2

(Ulrich, 1984)

dimana: P = daya yang dibutuhkan, hp Sehingga, P = 0,006 × (3,304)2 = 0,065 kW = 0,08 hp Maka digunakan pompa standar dengan daya 0,1 hp

L.D.7 Pompa Utilitas (PU-03) Fungsi

: untuk memompakan air dari clarifier ke sand filter

Jenis

: pompa sentrifugal

Laju alir massa (F)

= 15.661,896 kg/jam

= 9,591 lbm/s

Densitas campuran (ρ)= 0,99624 kg/liter

= 62,1931 lbm/ft3

Viskositas bahan

= 0,0005618 lbm/ft.s

= 0,8360 cP

Laju alir volume (Q) =

F

ρ

=

9,591 = 0,154 ft3/s = 0,004 m3/s 62,1931


0,13

(Pers.12-15, Peters, 2004)

= 0,363 (0,004 m3/s)0,45 (1075,6 kg/m3)0,13


= 0,075 m = 2,95 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


Q 0,154 = = 3,348 ft / s At 0,046


ρνD 62,141 × 3,348 × 0,242 = = 93.253,626 µ 0,0005399


D

= 0,00062


(Geankoplis, 1983)



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


(3,348 ft / s ) 2 1 check valve, h f = (1)(2,0) = 0,348 ft.lb f / lbm 2 (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 )



1 ekspansi, F = (1)



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

(Peters, 2004)



Velocity Head,

∆V 2 =0 2αg c

Pressure Head,

∆P

ρ

=0


150,780 = 0,36 Hp 550 x 0,8




LD.8

Sand Filter (SF) Fungsi

: untuk menyaring kotoran-kotoran keluaran dari clarifier

Tipe

: silinder tegak dengan tutup ellipsoidal

Data desain : -

Laju alir

= 15.661,896 kg/jam = 9,591 lbm/s

-

Densitas campuran (ρ)

= 0,99624 kg/liter = 62,1931 lbm/ft3

-

Densitas air

= 0,99624 gr/ml

-

Tekanan

= 1 atm

-

Suhu

= 30 0C

-

Lama penyaringan

= 1 jam operasi

-

Sand filter dirancang untuk penampungan 1 jam operasi

-

Sand filter dirancang untuk volume bahan penyaring 1/3 volume tanki

(Perry, 1999)

Perhitungan : 

Kapasitas sand filter laju alir densitas 15.661,896 kg / jam = = 15,721 m 3 / jam 3 996,24 kg / m

Volume sand filter =



Faktor keamanan = 20 %



Volume tanki sand filter = 1,2 × 15,721 m3/jam = 18,865 m3/jam



Volume total

= (1+1/3) x 18,865 m3 = 25,09 m3

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 3 : 4

1 πD 2 H 4 1 4  25,09 m 3 = πD 2  D  4 3  1 25,09 m 3 = πD 3 3 V=

D = 2,883 m = 113,504 in = 9,459 ft


H = 3,844 m Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tanki = 2,883 m Tinggi tutup = 1/16 D Tinggi tutup =

1 x 2,883 = 0,18 m 16

Tinggi total = 3,844 + 2(0,18) = 4,204 m Tebal sheell dan tutup tanki Tinggi penyaring = 1 x 3,844 = 0,961 m 4 Tinggi cairan dalam tanki =

15,721 m 3 x 3,844 m = 2,408 m 25,09 m 3

=ρxgxl

P air

= 996,24 kg/m3 x 9,8 m /det2 x 2,408 m = 23.509,67 Pa = 23,509 KPa P penyaring

=ρxgxl = 996,24 kg/m3 x 9,8 m /det2 x 0,961 m = 9.382,389 Pa = 9.382 KPa

Tekanan operasi = 101,325 Kpa P = 23,509 KPa + 9.382 KPa + 101,325 = 134,216 kPa Faktor keamanan = 20% Maka Pdesign = (1,2) x (134,216 kPa) = 161,060 kPa = 23,35 psi Tebal dinding tangki (bagian silinder) : - Allowable working stress (S) : 12.650 lb/in2 (Brownell &Young,1979,hal 251) - Efisiensi sambungan (E)

: 0,85

- Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun - Faktor korosi Tebal silinder (d) = dimana : d

: 0,042 in P×R + (C × A ) SE − 0,6P

(Timmerhaus, 1991, hal.537)

= tebal dinding tangki bagian silinder (in)


P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/2 S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan 23,35 × 56,752 + (0,042 × 10 ) (12.650 × 0,85) − (0,6 × 23,35 ) = 0,543 in

d=

Dipilih tebal silinder standar = ½ in LD.9 Pompa Utilitas (PU-04) Fungsi

: untuk memompakan air dari sand filter ke menara air

Jenis

: pompa sentrifugal

Laju alir massa (F)

= 15.661,896 kg/jam = 9,591 lbm/s


= 62,141 lbm/ft3

Viskositas bahan

= 0,0005399 lbm/ft.s

= 0,8034 cP


F

ρ

=

9,591 = 0,154 ft3/s = 0,004 m3/s 62,141


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



Q 0,154 = = 3,348 ft / s At 0,046


ρνD 62,1953 × 3,348 × 0,242 = = 89.696,738 0,0005618 µ


D

= 0,00062

Harga f dapat dicari dari grafik f vs N Re Karena aliran turbulen, maka f =0,0050

(Geankoplis, 1983)



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





1 ekspansi, F = (1)




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


206,626 = 0,46 Hp 550 x 0,8



LD.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)

= 15.661,896 kg/jam = 9,591 lbm/s


= 62,1935 lbm/ft3


Viskositas bahan

= 0,8360 cP


Faktor keamanan

F

=

ρ

= 0,0005618 lbm/ft.s 9,591 = 0,154 ft3/s = 0,004 m3/s 62,1953

= 20 %

Kebutuhan Perancangan = 3 jam Perhitungan : a. Volume Tangki =

Volume air, V l

15.661,896 kg / jam x 3 jam = 47,163 m3 3 996,24 kg / m

Volume tangki, V t = (1 + 0,2) x 47,163 m3 = 56,597 m3 b. Spesifikasi Tangki Silinder (Shell) Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi, D : H = 3 : 4 Vs =

π D2

Maka, V s =

Vs = 47,163 m3 =

(Brownell, 1959)

H

4

π D2  4 4

  D 3 

π D3 3

π D3 3

Maka, D = 3,78 m ≈ 4 m Dan

H = 5,04 m ≈ 5 m

Tinggi air dalam tangki (H s ) =

vl vtotal

x H=

47,163 x 5 m = 4,167 m 56,597

Tebal Tangki Tekanan hidrostatik P

air

= ρ x g x Hs = 996,24 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 4,167 m = 40,683 kPa


Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P

= 40,683 kPa + 101,325 kPa = 142,008 kPa

Faktor kelonggaran 20 % Maka, P

= (1,2) x 142,008 kPa = 170,4 kPa = 24,714 psi

desain

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=

(170,4 kPa) (4 m) = 0,0046 m = 0,181 in 2 (87.218,714 kPa)(0,85) − 1,2(170,4)

Faktor korosi = 1/2 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,181 in + 1/2 in = 0,681 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. Tangki Pelarutan Asam Sulfat H 2 SO 4 (TU-03) Fungsi

: Membuat larutan asam sulfat

Bentuk


Bahan konstruksi : Low Alloy Steel SA–203 grade A Kondisi pelarutan : Temperatur = 28°C ; Tekanan = 1 atm H 2 SO 4 yang digunakan mempunyai konsentrasi 5 % (% berat) Laju massa H 2 SO 4

= 0,337 kg/jam = 8,1 kg/hari

Densitas H 2 SO 4

= 1061,7 kg/m3 = 66,2796 lb m /ft3


= 30 hari

Faktor keamanan

= 20 %

Ukuran Tangki Volume larutan, Vl =

(Perry, 1999)

8,1 kg/hari × 30 hari = 4,580 m3 3 0,05 × 1061,7 kg/m

Volume tangki, V t = 1,2 × 4,580 m3 = 5,50 m3


Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 3 : 4 1 2 πD H 4 1 4  5,50 m3 = πD 2  D  4 3  1 5,50 m3 = πD3 3 Maka: V=

D = 1,738 m ; H = 2,317 m Tinggi larutan H 2 SO 4 dalam tangki =

2,317 m x 4,580 m3 = 1,930 m 5,50 m3

Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik P hid = ρ x g x l = 1061,7 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 1,930 m = 20,080 kPa Tekanan udara luar, P o = 1 atm = 101,325 kPa P operasi = 20,080 kPa + 101,325 kPa = 121,405 kPa = 17,604 psi Faktor kelonggaran = 20 %. Maka, P design = (1,2) (121,405 kPa) = 151,756 kPa Joint efficiency = 0,85

(Brownell, 1959)

Allowable stress = 16250 psia = 112039,85 kPa

(Brownell, 1959)

Tebal shell tangki: PR + Cc 2SE − 0,6P (17,604 ) (34,21) = + 0.125 2(16250)(0,8) − 0,6(17,604 ) = 0,148

t=


Tebal shell standar yang digunakan = 0,5 in

(Brownell, 1959)

Daya Pengaduk tipe pengaduk : marine propeller dengan jarak pitch = Di Dt/Di = 3, Baffle = 4 Dt

= 5,702 ft

Di

= 1,900 ft

Kecepatan pengadukan, N

(Brown, 1959)

= 1 rps

Viskositas H 2 SO 4 5% = 3,4942 . 10-3 lbm/ft.det

(Kirk Othmer, 1967)

Bilangan Reynold, N Re

=

ρN(Di) 2 µ

=

(66,2796)(1)(1,900) 2 = 48.449,989 3,4942.10− 3

Dari fig.20-25, Foust, 1980, untuk diperoleh Npo = 0,3 sehingga : P

=

N Po N 3 Di 5 ρ gc

=

(0,31)(1) 3 (1,9) 5 (62,2796) (32,174)(550)

= 0,027 hp Efisiensi motor penggerak

= 80%

Daya motor penggerak

=

0,027 0,8

= 0,03 hp Dipilih daya standar 1/20 hp


L.D.12 Penukar Kation / Cation Exchanger (KE) Fungsi

: untuk mengurangi kesadahan air

Tipe

: silinder tegak dengan tutup dan alas ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-283 grade C

Kondisi penyimpanan : Temperatur = 28°C Tekanan

= 1 atm

Data : Laju alir massa (F)

= 3.170,571 kg/jam = 1,942 lbm/s

Densitas campuran (ρ) = 0,9954 kg/liter

= 62,141 lbm/ft3

Viskositas bahan

= 0,0005399 lbm/ft.s

= 0,8034 cP


F

ρ

= = 0,03 ft3/s =

1,942 ,= 0,0009 m3/s 62,141

Kebutuhan perancangan = 1 jam Faktor keamanan

= 20 %

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

= 2 ft = 0,6096 m

- Luas penampang penukar kation = 3,14 ft2 Tinggi resin dalam cation exchanger = 2,5 ft Tinggi silinder = 1,2 × 2,5 ft = 3 ft = 0,9144 m Diameter tutup = diameter tangki = 0,6096 m Rasio axis = 2 : 1 Tinggi tutup =

1  0,6096   = 0,1524 m  2 2 

Tinggi total tanki = 0,9144 + 0,1524 = 1,0668 m

(Brownell,1959)


Tebal Dinding Tangki Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa = 14,696 psi Faktor kelonggaran = 15 % Maka, P design = (1,15) (101,325 kPa) = 116,5328 kPa = 16,9004 psia Joint efficiency = 0,85

(Brownell, 1959)

Allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa

(Brownell, 1959)

Tebal shell tangki: PD 2SE − 1,2P (116,5328 kPa) (0,6069 m) = 2(87.218,714 kPa)(0,85) − 1,2(116,5328 kPa) = 0,00047 m = 0,0189 in

t=

Faktor korosi

= 0,42 in

Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0189 in + 0,42 in = 0,4389 in Tebal shell standar yang digunakan = ½ in

(Brownell, 1959)

L.D.13 Pompa Utilitas (PU-05) Fungsi

: untuk memompakan air dari cation exchanger ke anion exchanger

Jenis

: pompa sentrifugal

Laju alir massa (F)

= 3.170,571 kg/jam = 1,942 lbm/s

Densitas campuran (ρ) = 0,9954 kg/liter Viskositas bahan

= 0,8034 cP

= 62,141 lbm/ft3 = 0,0005399 lbm/ft.s



F

ρ

= = 0,03 ft3/s =

1,942 ,= 0,0009 m3/s 62,141


0,13

(Pers.12-15, Peters, 2004)


(Brownell,1959)

Ukuran pipa nominal

= 1,5 in

Schedule pipa

= 80

Diameter dalam (ID)

= 1,5 in

= 0,125 ft

Diameter luar (OD)

= 1,9 in

= 0,158 ft


0,03 Q = = 2,5 ft / s At 0,012


ρνD 62,141 × 2,5 × 0,125 = = 32.730,560 µ 0,0005933

Karena Nre .> 4100, maka aliran turbulen. Untuk pipa commercial steel dan pipa 1,5 in Sc.80, diperoleh : ε

D

= 0,001


(Geankoplis, 1983)

Instalasi Pipa :





(2,5 ft / s ) 2 = 0,194 = 0,348 ft.lb f / lbm 2 (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 )


1 ekspansi, F = (1)




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

(Peters, 2004)



Velocity Head,

∆V 2 =0 2αg c

Pressure Head,

∆P

ρ

=0

Maka, W = 6,344 ft. lb f /lb m Daya Pompa : P = W Q ρ = (6,344 ft.lb f /lb m )(0,03 ft3/s)( 62,141 lb m /ft3) = 11,826 ft.lbf/s


Efisiensi pompa 80% : P =

11,826 = 0,03 Hp 550 x 0,8



L.D-14.Tangki Pelarutan NaOH (TU-04) Fungsi

: Tempat membuat larutan NaOH

Bentuk


Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283, grade C Jumlah

:1

Data : Laju alir massa NaOH

= 7,049 kg/hari = 0,3 kg/jam

Waktu regenerasi

= 24 jam

NaOH yang dipakai berupa larutan 4% (% berat) Densitas larutan NaOH 4% = 1518 kg/m3 = 94,7654 lbm/ft3 (Perry, 1999) Kebutuhan perancangan = 1 hari Faktor keamanan = 20%, Ukuran Tangki Volume larutan, Vl =

7,049 kg/hari × 30 hari = 3,48 m3 3 0,04 × 1518 kg/m

Volume tangki, V t = 1,2 × 3,48 m3 = 4,180 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 3 : 4 1 2 πD H 4 1 4  4,180 m3 = πD 2  D  4 3  1 4,180 m3 = πD3 3 Maka: V=

D = 1,58 m = 62,462 in = 5,203 ft H = 2,11 m


2,11m x 3,48 m3 Tinggi larutan NaOH dalam tangki = = 1,76 m 4,180 m3 LD.15 Penukar Anion / Anion Exchanger (AE) Fungsi

: untuk mengurangi kesadahan air

Tipe

: silinder tegak dengan tutup dan alas ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-283 grade C

Kondisi penyimpanan : Temperatur = 30 °C Tekanan

= 1 atm

Data : Laju alir massa (F)

= 3.170,571 kg/jam = 1,942 lbm/s

Densitas campuran (ρ) = 0,9954 kg/liter Viskositas bahan

= 62,141 lbm/ft3

= 0,8034 cP


F

ρ

= 0,0005399 lbm/ft.s

= = 0,03 ft3/s =

1,942 ,= 0,0009 m3/s 62,141

Kebutuhan perancangan = 1 jam

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

= 2 ft = 0,6096 m

- Luas penampang penukar kation = 3,14 ft2 Tinggi resin dalam anion exchanger = 2,5 ft Tinggi silinder = 1,2 × 2,5 ft = 3 ft = 0,9144 m Diameter tutup = diameter tangki = 0,6096 m Rasio axis = 2 : 1 Tinggi tutup =

1  0,6096   = 0,1524 m  2 2 

(Brownell,1959)


Sehingga, tinggi anion exchanger = 0,9144 m + 0,1524 m = 1,0668 m

Tebal Dinding Tangki Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa = 14.696 psi Faktor kelonggaran = 15 % Maka, P design = (1,1 5) (101,325 kPa) = 116,5238 kPa = 16,9004 psia Joint efficiency = 0,85

(Brownell, 1959)


(Brownell, 1959)

Tebal shell tangki: PD 2SE − 1,2P (116,5328 kPa) (0,6069 m) = 2(87.218,714 kPa)(0,85) − 1,2(116,5328 kPa) = 0,00047 m = 0,0189 in

t=

Faktor korosi

= 0,42 in

Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0189 in + 0,42 in = 0,4389 in Tebal shell standar yang digunakan = ½ in

(Brownell, 1959)

L.D. 16 Pompa Utilitas (PU-06) Fungsi

: untuk memompakan air dari Anion exchanger ke dearator

Jenis

: pompa sentrifugal

Laju alir massa (F)

= 3.170,571 kg/jam = 1,942 lbm/s


= 62,141 lbm/ft3


Viskositas bahan

= 0,8034 cP


F

ρ

= 0,0005399 lbm/ft.s

= = 0,03 ft3/s =

1,942 ,= 0,0009 m3/s 62,141


0,13

(Pers.12-15, Peters, 2004)


(Brownell,1959)

Ukuran pipa nominal

= 1,5 in

Schedule pipa

= 80

Diameter dalam (ID)

= 1,5 in

= 0,125 ft

Diameter luar (OD)

= 1,9 in

= 0,158 ft


0,03 Q = = 2,5 ft / s At 0,012


ρνD 62,141 × 2,5 × 0,125 = = 32.730,560 µ 0,0005933


D

= 0,001


(Geankoplis, 1983)








1 ekspansi, F = (1)



 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 = 31,344 ft. lb f /lb m


Daya Pompa : P = W Q ρ = (31,344 ft.lb f /lb m )(0,03 ft3/s)( 62,141 lb m /ft3) = 58,432 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P =

58,432 = 0,13 Hp 550 x 0,8



L.D.17 Deaerator (DE) Fungsi

: Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air umpan ketel

Bentuk

: Silinder horizontal dengan tutup atas dan bawah elipsoidal

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C Jumlah

:1

Kondisi operasi

: Temperatur = 280C Tekanan

Kebutuhan Perancangan : Laju alir massa (F)

= 1 atm 24 jam

= 3.170,571 kg/jam = 1,942 lbm/s

Densitas campuran (ρ) = 0,9954 kg/liter Viskositas bahan Faktor keamanan

= 0,8034 cP

= 62,141 lbm/ft3 = 0,0005399 lbm/ft.s

= 20 %

Perhitungan Ukuran Tangki Volume larutan, Vl =

3.170,571 kg/jam × 24 jam/hari x 1 hari 995,4 kg/m3

= 76,445 m3 Volume tangki, V t = 1,2 × 76,445 m3 = 91,734 m3 a. Diameter dan panjang dinding


-

Volume dinding tangki (Vs) Vs =

Vs = -

π 4

Di2 L; dengan L : Di direncanakan 3 : 1

3π Di3 4

Volume tutup tangki (Ve) Ve =

π 24

Di3

(Brownell,1959) -

Volume tangki (V) V = Vs + 2Ve 91,734 =

5π Di3 6

Di = 3,272 m

; L = 9,819 m

b. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki : 9,819 m Rasio axis

= 2:1

Tinggi tutup

=

1  3,272   = 1,636 m  2 2 

Tinggi cairan dalam tangki =

=

(Hal 80;Brownell,1959)

volume cairan x tinggi volume silinder (76,445)(9,819) (91,734)

= 8,183 m = 26,845 ft

Tebal dinding tangki Tekanan hidrostatik P = ρxgxl = 995,4 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 9,819 m


= 95,784 kPa Tekanan udara luar, P o = 1 atm = 101,325 kPa P operasi = 95,784 kPa + 101,325 kPa = 197,109 kPa = 28,58 psi Faktor kelonggaran = 20 % = (1,2) (197,109 kPa) = 236,508 kPa = 34,294 psi

Maka, P design

Joint efficiency = 0,85

(Brownell, 1959)


(Brownell, 1959)

PR SE − 0,6P (236,508 kPa) (1,636 m) = (87.218,714 kPa)(0,85) − 0,6(236,508 kPa) = 0,005 m = 0,205 in

t=

Faktor korosi

= 0,42 in

(Chuse & Eber, 1954)

Maka tebal dinding yang dibutuhkan = 0,205 in + 0,42 in = 0,625 in Tebal dinding standar yang digunakan = 1 in

(Brownell, 1959)

Tebal tutup tangki Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan dinding. Tebal tutup atas = 1 in LD.18 Pompa Utilitas (PU-07) Fungsi

: untuk memompakan air dari deaerator ke ketel uap

Jenis

: pompa sentrifugal

Laju alir massa (F)

= 3.170,571 kg/jam = 1,942 lbm/s


= 62,141 lbm/ft3


Viskositas bahan

= 0,8034 cP


F

ρ

= 0,0005399 lbm/ft.s

= = 0,03 ft3/s =

1,942 ,= 0,0009 m3/s 62,141


0,13

(Pers.12-15, Peters, 2004)


(Brownell,1959)

Ukuran pipa nominal

= 1,5 in

Schedule pipa

= 80

Diameter dalam (ID)

= 1,5 in

= 0,125 ft

Diameter luar (OD)

= 1,9 in

= 0,158 ft


0,03 Q = = 2,5 ft / s At 0,012


ρνD 62,141 × 2,5 × 0,125 = = 32.730,560 µ 0,0005933


D

= 0,001


(Geankoplis, 1983)








1 ekspansi, F = (1)



 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 = 16,344 ft. lb f /lb m


Daya Pompa : P = W Q ρ = (16,344 ft.lb f /lb m )(0,03 ft3/s)( 62,141 lb m /ft3) = 30,47 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P =

30,47 = 0,07 Hp 550 x 0,8


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

L.D.19 Ketel Uap (Boiler) (KU) Fungsi

: Memanaskan air hingga menjadi steam untuk keperluan proses

Jenis

: Ketel pipa api

Jumlah

: 1

Bahan konstruksi : Carbon steel Data : Total kebutuhan uap

= 3.170,571 kg/jam = 1,942 lbm/s

Uap panas digunakan bersuhu 120 0C pada tekanan 198,54 kPa. HV pada 120 0C

= 2706,3 kJ/kg

(Rekalitis, 1983)

HL pada 90 0C

= 376,92 kJ/kg

(Rekalitis, 1983)

Kalor laten steam (H)

= HV – HL = 2706,3 – 376,92 = 2329,38 kJ/kg = 1001,46 Btu/lbm

W =

34,5 x P x 970,3 H

(Elwalkil, 1984)


P =

(1,942)(1001,46) = 0,058 Hp (34,5)(970,3)

Menghitung jumlah tube Dari ASTM Boiler Code, permukaan bidang pemanas = 10 ft2/hp. Luas permukaan perpindahan panas, A = P x 10 ft2/hp A = 0,058 hp x 10 ft2/hp A = 0,58 ft2 Direncanakan menggunakan tube dengan spesifikasi : - Panjang tube

= 12 ft

- Diameter tube

= 1 ½ in

- Luas permukaan pipa, a’ = 0,0058 ft2 / ft Sehingga jumlah tube = (0,58 ft 2 ) A Nt = = 12 ft x 0,0058 ft 2 / ft L x a' N t = 8,333 N t = 8 buah

LD.20 Pompa Utilitas (PU-08) Fungsi : Memompa air dari ketel uap untuk air steam Jenis : centrifugal pump Bahan Konstruksi

: Commercial Steel

Jumlah : 1 unit Laju alir massa (F) = 3.170,571 kg/jam = 1,942 lbm/s


Densitas campuran (ρ) = 995,4 kg/m3

= 62,141 lb m /ft3

Viskositas campuran

= 0,0005399 lb m /ft.s


= 0,8034 cP F

ρ

= = 0,03 ft3/s =

1,942 ,= 0,0009 m3/s 62,141


0,13

(Pers.12-15, Peters, 2004)


(Brownell,1959)

Ukuran pipa nominal

= 1,5 in

Schedule pipa

= 80

Diameter dalam (ID)

= 1,5 in

= 0,125 ft

Diameter luar (OD)

= 1,9 in

= 0,158 ft


0,03 Q = = 2,5 ft / s At 0,012


ρνD 62,141 × 2,5 × 0,125 = = 32.730,560 µ 0,0005933


D

= 0,001



(Geankoplis, 1983)

Instalasi Pipa :






1 ekspansi, F = (1)




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

(Peters, 2004)



Velocity Head,

∆V 2 =0 2αg c

Pressure Head,

∆P

ρ

=0



21,147 = 0,05 Hp 550 x 0,8


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

LD.21 Tangki Pelarut (TU-05) Fungsi : Tempat penambahan kaporit sekaligus sebagai tempat penampungan air sementara untuk kebutuhan air domestik Jenis : Selinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA – 283 grade C

Jumlah : 1 unit Kondisi Operasi Temperatur

= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

Densitas air (ρ)

= 995,4 kg/m3

= 62,141 lb m /ft3

Viskositas air (µ)

= 0,8034 cP

= 0,0005399 lb m /ft.s

Laju alir massa (F)

= 500 kg/jam (air) + 0,00143 kg/jam (kaporit) = 500,00143 kg/jam = 0,31 lb m /s

Laju alir volumetric, Q = Faktor keamanan

F

ρ

=

0,31 lbm / s = 0,00499 ft 3 / s 3 62,141 lbm / ft

= 20 %

Kebutuhan Perancangan = 24 jam

Perhitungan : a. Volume Tangki


Volume air, V l =

500,00143 kg / jam x 24 jam =12,05 m3 995,4 kg / m3

Volume tangki, V t = (1 + 0,2) x 12,05 m3 = 14,46 m3 b. Spesifikasi Tangki Silinder (Shell) Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi, D : H = 3 : 4 Vs =

π D2 4

Maka, V s =

Vs =

(Brownell, 1959)

H

π D2  4 4

  D 3 

π D3 3

14,46 m3 =

π D3 3

Maka, D = 2,39 m ≈ 3 m = 9,84 ft Dan

H = 3,19 m ≈ 3,2 m = 10,49 ft

Tinggi air dalam tangki (H s ) =

vl vtotal

x H=

12,05 x 3,2 m = 2,67 m 14,46

Tebal Tangki Tekanan hidrostatik P

= ρ x g x Hs

air

= 995,4 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 2,67 m = 26,05 kPa Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P

= 26,05 kPa + 101,325 kPa = 127,375 kPa

Faktor kelonggaran 5 % Maka, P

desain

= (1,05) x 127,375 kPa = 133,74 kPa

Joint Efficiency (E)

= 0,85

(Peters,2004)


= 12.650 psi = 87.218,714 (Brownell,1959)


Tebal Shell, t =

PD 2 SE − 1,2 P

(Peters,2004)

Maka, tebal shell : t=

(133,74 kPa) (3 m) = 0,0027 m = 0,106 in 2 (87.218,714 kPa)(0,85) − 1,2(133,74)

Faktor korosi = 1/5 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,106 in + 1/5 in = 0,306 in Tebal Shell standard yang digunakan = 1/2 in

(Brownell,1959)

Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup 1/2 in C. Pengaduk (agitator) Jenis Pengaduk : turbin vertical blade daun 6 (non baffles) Spesifikasi : Da Dt C Da W Da L Da

= 0,3 ; Da = 0,3 x 9,84 ft = 2,952 ft 1 ; C = 1 x 2,952 = 0,984 ft 3 3 1 = ; W = 1 x 2,952 = 0,369 ft 8 8 1 = ; L = 1 x 2,952 = 0,738 ft 4 4 =

(Fig.18-17, Perry, 1999) Data Perhitungan : n = 190 rpm = 3,17 rps Densitas air (ρ)

= 995,4 kg/m3

Viskositas air (µ) = 0,8034 cP

= 62,141 lb m /ft3 = 0,0005399 lb m /ft.s

Bilangan Reynold (N Re ) : N Re =

n . Da 2 . ρ

(Geankoplis,1997)

µ

3,17 . 2,952 2 . 62,141 N Re = = 3.179.485,721 0,0005399 Bilangan Daya (N P ) :


Np =

P .g c

(Geankoplis,1997)

ρ . n 3 . Da 5

Untuk N Re = 3.179.485,721 , N P = 1,4 (Fig 10.6, Walas,1988) P=

N P . ρ . n3 . Da 5 1,4 . 62,141 .3,173 . 2,9525 = = 19.309,04 gc 32,174

Efisiensi 80 % P=

19.309,04 = 2413.63 lb / ft sec = 4,38 Hp 0,8


LD.22 Pompa Utilitas (PU-09) Fungsi

: untuk mengalirkan air dari menara air ke unit refrigerasi

Laju alir massa (F)

= 290,960 kg/jam

= 0,178 lbm/s

Densitas campuran (ρ) = 995,4 kg/m3

= 62,141 lb m /ft3

Viskositas campuran

= 0,0005399 lb m /ft.s

= 0,8034 cP


F

ρ

=

0,178 = 0,003 ft3/s = 0,00008 m3/s 62,141

Desain Pompa D i,opt

= 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13

(Pers.12-15, Peters, 2004)

= 0,363 (0,00008 m3/s)0,45 (995,4 kg/m3) 0,13 = 0,013 m = 0,51 in = 0,043 ft Ukuran Spesifikasi Pipa Dari Appendiks A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran pipa nominal = 1/2 in Schedule number

= 80

Diameter dalam (ID)

= 0,546 in

= 0,014 m

= 0,045 ft

Diameter Luar (OD)

= 0,810 in

= 0,021 m

= 0,067 ft

Luas Penampang dalam (A t )

= 0,0015 ft2 = 0,00014 m2


Q 8,49 x 10-5 m 3 /s Kecepatan linier, v = = = 0,6 m / s = 1,968 ft/s 0,00014 m 2 At Bilangan Reynold, N Re

=

ρ V D (62,141lbm / ft 3 ) (1,968 ft / s ) (0,045 ft ) = = 10.195,498 0,0005399 lbm / ft.s µ

Karena N Re > 4100, maka aliran turbulen Untuk pipa commercial steel dan pipa 0,5 in Sc.80, diperoleh : ε

D

= 0,003


(Geankoplis, 1983)



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


(1,968 ft / s ) 2 1 check valve, h f = (1)(2,0) = 0,194 = 0,120 ft.lb f / lbm 2 (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 ) 1 kontraksi, F = (0,55)


(1,968 ft / s ) 2 1 ekspansi, F = (1) = 0,061 ft.lbf / lbm 2 (1,0) (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 ) Total Friksi : Σ F = 2,333 ft.lb f /lb m Kerja Pompa : W = ∆Z

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

(Peters, 2004)

Tinggi pemompaan, ∆Z = 10 ft


Static head, ∆Z


Velocity Head,

∆V 2 =0 2αg c

Pressure Head,

∆P

ρ

=0


2,3 = 0,005 Hp 550 x 0,8



L.D-23 Unit Pendingin/Refrigerasi (RF) Fungsi

: untuk mendinginkan air pendingin tambahan dari menara air pada suhu 10 0C menjadi 5 0C.

Tipe

: single stage refrigeration cycle

Data desain : -

Suhu air masuk unit pendingin

= 10 0C = 50 0F

-

Suhu air keluar unit pendingin

= 5 0C = 41 0F

-

Jumlah air yang akan didinginkan = 54.972,447 kg/jam= 33,665 lbm/s = 3.054,025 kmol/jam

-

Perbedaan temperatur minimum

= 10 0F

-

Refrigerant

= tetrafluoroethane (HFC-134a)

Perhitungan :




Kapasitas refrigerasi Kapasitas refrigerasi = panas yang diserap TH

Qc = n. ∫ Cp.dT TC

= 3.054,025 kmol/jam ×18,02 kkal / kmolK x (15 − 5) K = 550.335,305kkal / jam = 2.182.079,484 btu / jam

Gambar LD.1 diagram Refrigerasi komperesi uap antara tekanan dan entalpi 

Menentukan Coefficient of Performance Pada titik (2), T = (41 – 10)0F = 31 0F Dari tabel 9.1 (Smith, 1996), diperoleh : P 2 = 40,768 psia H 2 = 107,320 btu/lb S 2 = 0,22244 btu/lb.0R Pada titik (4), T = (50 + 10)0F = 60 0F Dari tabel 9.1 (Smith, 1996), diperoleh : P 4 = 72,087 psia


H 4 = 31,239 btu/lb S 4 = 0,06633 btu/lb.0R S 3 = S 2 = 0,22244 btu/lb.0R. Dari gambar 9.3 pada S = 0,22244 btu/lb.0R dan P = 72,087 psia, diperoleh : H 3 = 112 btu/lb

Coefficient of performance,ω :

ω= =

(H 2 − H 4 ) (H 3 − H 2 )

(Smith, 1996)

107,320 − 31,239 = 16,26 (112 − 107,320)

 Menentukan laju sirkulasi regfrigerant m =

Qc H2 − H4

(Smith, 1996)

2.182.079,484 btu / jam (107,320 − 31,239)btu / lb = 28.681,004 lb / jam = 13.009,618 kg / jam =

LD.24 Pompa Utilitas (PU-10) Fungsi : Memompa air dari unit refrigerant untuk proses pendingin crystalizerr Jenis : centrifugal pump Bahan Konstruksi

: Commercial Steel

Jumlah : 1 unit Kondisi Operasi Densitas air (ρ)

= 995,4 kg/m3

= 62,141 lb m /ft3

Viskositas air (µ)

= 0,8034 cP

= 0,0005399 lb m /ft.s

Laju alir massa (F)

= 54.972,447 kg/jam= 33,665 lbm/s


F

ρ

=

33,665 lbm / s = 0,541 ft 3 / s = 0,015 m3/s 3 62,141 lbm / ft


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

D i,opt

(Pers.12-15, Peters, 2004)

= 0,363 (0,015 m3/s)0,45 (995,4 kg/m3) 0,13 = 0,13 m = 5,351 in = 0,043 ft

Ukuran Spesifikasi Pipa Dari Appendiks A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran pipa nominal = 6 in Schedule number

= 80

Diameter dalam (ID)

= 5,761 in

= 0,146 m

= 0,478 ft

Diameter Luar (OD)

= 6,625 in

= 0,168 m

= 0,551 ft

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

= 0,179 ft2 = 0,016 m2

Q 0,015 m 3 /s = = 0,937 m / s = 3,075 ft/s At 0,016 m 2

Bilangan Reynold, N Re

=

ρ V D (62,141lbm / ft 3 ) (3,075 ft / s ) (0,478 ft ) = = 169.216,941 0,0005399 lbm / ft.s µ

Karena N Re > 4100, maka aliran turbulen Untuk pipa commercial steel dan pipa 6 in Sc.80, diperoleh : ε

D

= 0,0003


(Geankoplis, 1983)



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





(3,075 ft / s ) 2 1 ekspansi, F = (1) = 0,146 ft.lbf / lbm 2 (1,0) (32,174 lbm . ft / lb f .s 2 ) Total Friksi : Σ F = 0,899 ft.lb f /lb m Kerja Pompa : W = ∆Z

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

(Peters, 2004)



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

∆P

ρ

=0


366,403 = 0,83 Hp 550 x 0,8


1 Hp =1,17 Hp digunakan motor 1,25 Hp 0,85



LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI Dalam rencana Pra Rancangan Pabrik Magnesium Sulfat Heptahydrate (Garam Epsom) digunakan asumsi sebagai berikut : 1. Pabrik beroperasi selama 320 hari dalam setahun 2. Kapasitas maksimum adalah 10.000 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. 9.120,- (Harian Seputar Indonesia, 6 November 2007)

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) : Cx = Cy

X2     X1 

m

Ix    …………………………………………………..(LE  I y 

1) 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

2

2

i

i

……………….(LE - 2)

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 LE - 2, 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 ……………………………………………………(LE-3) Dimana : Y

= Indeks harga pada tahun yang dicari (2007)

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 ) …………………………….(LE - 4) (n. ∑ X ) − (∑ X ) ∑ Y . ∑ X − ∑ X . ∑ X . Y ………………………(LE - 5) 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)…………………………………………(LE – 6)


Dengan demikian harga indeks pada tahun 2007 adalah sebagai berikut : Y = -32528,8 + 16,8088 (2007) Y = 1206,863 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 Penyimpanan Asam Sulfat 98% (T-01) Kapasitas tangki, X 2 = 1025,88 m3. Dari fig. 12 – 52, Peters, dkk. 2004, diperoleh untuk harga kapasitas tangki (X 1 ) 1 m3 adalah (C y ) US$ 8000. 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 2007 (I x ) adalah 1206,863. Maka estimasi harga tangki untuk (X 2 ) adalah sebagai berikut :

683,936 C x = US$ 8000 x 1

0 ,49

x

1206,863 1103

C x = US$ 214.451,96 C x = Rp. 1.955.801.898 / 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. Untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut : 1. Biaya transportasi

=5%

2. Biaya asuransi

=1%

3. Bea masuk

= 15 %

(Rusjdi, 2004)

4. PPn

= 10 %

(Rusjdi, 2004)

5. PPh

= 10 %

(Rusjdi, 2004)

6. Biaya gudang di pelabuhan

= 0,5 %

7. Biaya administrasi pelabuhan

= 0,5 %

8. Transportasi lokal

= 0,5 %

9. Biaya tidak terduga

= 0,5 %

Total

= 43 %


Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut : 1. PPn

= 10 %

(Rusjdi, 2004)

2. PPh

= 10 %

(Rusjdi, 2004)


= 0,5 %


= 0,5 %

Total

= 21 %

Tabel LE.2 Estimasi Harga Peralatan Proses No

Kode

Unit

Ket *

Harga (Rp) / Unit

Harga Total (Rp)

1

T-01

1

I

1.955.801.897,65

1.955.801.897,65

2

T-02

1

I

6.911.279.889,88

6.911.279.889,88

3

T-03

1

I

7.093.571.998,72

7.093.571.998,72

4

T-04

1

I

204.336.929,85

204.336.929,85

5

T-05

1

I

37.158.206,18

37.158.206,18

6

R

1

I

494.576.937,04

494.576.937,04

7

FP

1

I

13.572.097,33

13.572.097,33

8

EV

1

I

2.314.687.236,44

2.314.687.236,44

9

CR

1

I

209.405.070,82

209.405.070,82

10

S

1

I

10.667.123,01

10.667.123,01


11

BE

1

I

130.305.443,50

130.305.443,50

12

BC

1

I

77.926.305,44

77.926.305,44

13

P-01

1

I

14

P-02

1

I

15

P-03

1

I

16

P-04

1

I

17

P-05

1

I

18

P-06

1

I

19

P-07

1

I

7.549.531,44

7.549.531,44

16.140.612,01

16.140.612,01

17.748.014,75

17.748.014,75

17.748.014,75

17.748.014,75

17.748.014,75

17.748.014,75

17.748.014,75

17.748.014,75

11.232.333,35

11.232.333,35

Total 19.679.514.930 Total Import 19.679.514.930 Total Non-Import 0 Keterangan *) : I untuk peralatan impor, sedangkan NI untuk peralatan Non Impor.

Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Utilitas No

Kode

Unit

Ket *

Harga (Rp) / Unit

Harga Total (Rp)

1

TP-401

1

NI

475.000

475.000

2

TP-402

1

NI

2.375.000

2.375.000

3

TP-403

1

I

70.933.188,65

70.933.188,65

4

TP-404

1

NI

9.504.275

9.504.275

5

TP-405

1

NI

34.437.500

34.437.500

6

TU-401

1

I

186.303.173,4

186.303.173,4

7

BP

1

NI

230.708.735,7

230.708.735,7

8

CL

1

I

5.335.519,132

5.335.519,132

9

SF

1

1

5.335.519,132

5.335.519,132

10

CE

1

I

2.546.413,31

2.546.413,31


2.546.413,31

2.546.413,31

462.321.511,1

462.321.511,1

462.321.511,1

462.321.511,1

487.863.334,8

487.863.334,8

I

17.748.014,75

17.748.014,75

1

I

17.748.014,75

17.748.014,75

PU-403

1

I

17.748.014,75

17.748.014.75

18

PU-404

1

I

17.748.014,75

17.748.014.75

19

PU-405

1

I

10.848.507,96

10.848.507,96

20

PU-406

1

I

10.848.507,96

10.848.507,96

21

PU-407

1

I

10.848.507,96

10.848.507.96

22

PU-408

1

I

10.848.507,96

10.848.507,96

23

PU-409

1

I

4.880.785,027

4.880.785,027

24

PU-410

1

I

27.452.386,17

27.452.386,17

25

Generator

1

NI

75.000.000

75.000.000

26

Instalasi limbah

1

NI

69.780.000

2.254.506.357

Total

2.184.726.357

Total Impor

1.832.225.846

Total Non Impor

422.280.510,7

11

AE

1

I

12

DE

1

I

13

KU

1

I

14

RF

1

I

15

PU-401

1

16

PU-402

17

Keterangan *) : I untuk peralatan impor, sedangkan NI untuk peralatan Non Impor

Total harga peralatan tiba di lokasi pabrik (Purchased Equipment Delivered) adalah : (A) = (1,43 x (Rp. 19.679.514.930 + Rp. 1.832.225.846 )) + (1,21 x (Rp.422.280.510,7 )) (A) = Rp. 30.761.789.310 + Rp. 510.959.417,9 = Rp.31.272.748.730


E.1.1.2 Biaya Instalasi Biaya pemasangan (termasuk insulasi dan pengecetan) diperkirakan 55% dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004) Biaya pemasangan (B) = 0,55 x Rp.31.272.748.730-, = Rp. 17.200.011.800

E.1.1.3 Instrumentasi dan Alat Kontrol Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 50 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004). Biaya instrumentasi dan alat kontrol (C) = 0,5 x Rp.31.272.748.730 = Rp. 15.636.374.370 E.1.1.4 Biaya Perpipaan Diperkirakan biaya perpipaan 10 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004). Biaya perpipaan (D)

= 0,1 x Rp.31.272.748.730 = Rp. 3.127.274.873

E.1.1.5 Biaya Instalasi Listrik Diperkirakan biaya instalasi listrik 30 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004). Biaya instalasi listrik (E) = 0,3 x Rp.31.272.748.730 = Rp. 9.381.824.619

E.1.1.6 Biaya Inventaris Kantor Diperkirakan biaya inventaris kantor 10 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004). Biaya inventaris kantor (F) = 0,1 x Rp.31.272.748.730 = Rp. 3.127.274.873


E.1.1.7 Biaya Fasilitas Servis Diperkirakan biaya fasilitas servis 55 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004). Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan (G) = 0,55 x Rp. 31.272.748.730 = Rp. 17.200.011.800

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 (m2)

Harga (Rp./m2)

Jumlah (Rp)

1

Gudang Bahan Baku (GB)

400

750.000

300.000.000

2

Gudang Produk (GP)

600

750.000

450.000.000

3

Areal Proses

4

Laboratorium

5

2100

2.000.000 4.200.000.000

50

1.000.000

50.000.000

Perkantoran

200

1.500.000

300.000.000

6

Parkir

200

150.000

30.000.000

7

Kantin

150

500.000

75.000.000

8

Poliklinik

70

500.000

35.000.000

9

Tempat Ibadah

100

500.000

50.000.000

10

Bengkel

100

500.000

50.000.000

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

700

1.000.000

700.000.000

15

Pos Keamanan

15

150.000

2.250.000

16

Jalan

4305

200.000

861.000.000

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

Total

7.537.750.000


Total biaya bangunan dan sarana (H) = Rp. 7.537.750.000,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 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 (I) 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

Kepala Bagian

4

Inova

180.000.000

720.000.000

Kepala Seksi

11

139.000.000

1.529.000.000

Bus karyawan

2

Bus

300.000.000

600.000.000

Bus karyawan

2

L-300

150.000.000

300.000.000

Truk

5

Truk

200.000.000

1.000.000.000

Mobil pemasaran

2

MPV

120.000.000

240.000.000

Fork Lift

3

-

150.000.000

450.000.000

Kijang krista

Total

5.189.000.000


Total biaya sarana transportasi (J) adalah sebesar Rp. 5.189.000.000,Total Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) MITL = A + B+ C + D + E + F + G + H + I + J = (Rp. 31.272.748.730 + Rp. 17.200.011.800 + Rp. 15.636.374.370 + Rp. 3.127.274.873 + Rp. 9.381.824.619 + Rp. 3.127.274.873 + Rp.17.200.011.800 + Rp.11.012.500.000 + Rp 2.100.000.000,+ Rp. 5.189.000.000,-) = Rp.115.247.021.065,E.1.2 Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL) E.1.2.1 Pra Investasi Diperkirakan 7 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004). Pra Investasi (K)

= 0,07 x Rp. 31.272.748.730 = Rp. 2.189.092.411

E.1.2.2 Biaya Engineering dan Supervisi Diperkirakan 30 % dari modal investasi tetap langsung (MITL) (Peters, dkk. 2004). Biaya Engineering dan Supervisi (L) = 0,30 x Rp. 115.247.021.065,= Rp. 34.574.106.300

E.1.2.3 Biaya Legalitas Diperkirakan 4 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004) Biaya Legalitas (M) = 0,04 x Rp. 31.272.748.730 = Rp. 1.250.909.949

E.1.2.4 Biaya Kontraktor Diperkirakan 30 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004) Biaya Kontraktor (N) = 0,30 x Rp. 31.272.748.730 = Rp. 9.381.824.619 E.1.2.5 Biaya Tidak Terduga Diperkirakan 15 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004) Biaya Tidak Terduga (O)

= 0,15 x Rp. 31.272.748.730 = Rp. 4.690.912.310

Total MITTL = K + L + M + N + O = Rp. 52.086.845.589


Total MIT

= MITL +MITTL

= (Rp. 115.247.021.065,-,- + Rp. 52.086.845.589 ) = Rp. 167.333.866.654

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. Magnesium Karbonat (MgCO 3 ) Kebutuhan

= 1.302,0833 Kg/jam

Harga

= Rp. 12.000,- /kg

Harga total

= 90 hari x 24 jam/hari x 1.302,0833 Kg/jam x Rp. 12.000,-/kg

(PT. Bratachem,2007)

= Rp.33.749.999.140

2. Magnesium Oksida (MgO) Kebutuhan

= 86,586 Kg/jam

Harga

= Rp. 10.000- /kg

Harga total

= 90 hari x 24 jam/hari x 86,586 Kg/jam x Rp. 10.000,-/kg


= Rp. 1.870.257.600

3. Asam Sulfat (H 2 SO 4 ) Kebutuhan

= 1.734,633 Kg/jam

Harga

= Rp. 8.000,- /kg

Harga total



= Rp.29.974.458.240 4. Solar Kebutuhan

= 14,5 Liter / jam

Harga solar industri Harga total

= Rp. 4.450,- /Liter

(PT. Pertamina, 2007)

= 90 hari x 24 jam/hari x 14,5 Liter/jam x Rp. 4.450,-/Liter = Rp. 139.374.000


E.2.1.2 Bahan Baku Utilitas 1. Kaporit Kebutuhan

= 0,001428 kg/jam

Harga

= Rp. 22.000,- /kg

Harga total

= 90 hari x 24 jam/hari x 0,001428 kg/jam x Rp. 22.000,-/kg

(PT. Bratachem, 2007)

= Rp. 67.858,56,-

2. Solar Kebutuhan

= 11,766 Liter/jam

Harga solar industri = Rp. 4.450,- /Liter Harga total



3. Al 2 (SO 4 ) 3 Kebutuhan

= 0,078 kg/jam

Harga

= Rp.5000,- /kg

Harga total



= Rp. 842.400,-

4. Na 2 CO 3 Kebutuhan

= 0,423 kg/jam

Harga

= Rp.10.000,- /kg

Harga total



= Rp.9.136.800,-

5. NaOH Tekhnis Kebutuhan

= 0,3 kg/jam

Harga

= Rp.10.000,- /kg

Harga total



= Rp.6.480.000,-


6. Asam Sulfat Kebutuhan

= 0,4 kg/jam

Harga

= Rp.8.000,- /kg

Harga total



= Rp.6.912.000,-

Total biaya bahan baku proses dan utilitas

= Rp. 65.757.528.030

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 Magnesium Sulfat heptahydrat Jabatan

Jlh

Gaji/bln (Rp)

Total gaji/bln (Rp)

Sekretaris

1

4.500.000

4.500.000

Manager

1

20.000.000

20.000.000

Kepala Bagian Produksi

1

12.000.000

12.000.000

Kepala Bagian Teknik

1

12.000.000

12.000.000

Kepala Bagian General Affair

1

12.000.000

12.000.000

Kepala Bagian Financial Marketing

1

12.000.000

12.000.000

Kepala Seksi Utilitas

1

8.000.000

8.000.000

Kepala Seksi Proses

1

8.000.000

8.000.000

Kepala Seksi Laboratorium

1

8.000.000

8.000.000


Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai Pabrik Magnesium Sulfat heptahydrat (Lanjutan) Gaji/bulan

Total Gaji/Bln (Rp)

Jabatan

Jlh

Kepala Seksi Maintanace dan listrik

1

8.000.000

8.000.000

Kepala Seksi Instrumen

1

8.000.000

8.000.000

Kepala Seksi Personalia

1

8.000.000

8.000.000

Kepala Seksi General Affair

1

8.000.000

8.000.000

Kepala Seksi Marketing

1

8.000.000

8.000.000

Kepala Seksi Pembelian

1

8.000.000

8.000.000

Kepala Seksi Keuangan

1

8.000.000

8.000.000

Kepala Seksi Keamanan

1

8.000.000

8.000.000

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

2.000.000

18.000.000

Supir

3

2.000.000

6.000.000

Buruh Angkat

7

1.500.000

10.500.000

Total

100

(Rp)

-

458.500.000

Total gaji pegawai selama 1 bulan = Rp. 458.500.000,Total gaji pegawai selama 3 bulan = Rp. 1.375.500.000,-

E.2.2.2 Biaya Administrasi Umum Diperkirakan 15 % dari gaji pegawai (Peters, dkk. 2004). Biaya Administrasi Umum

= 0,15 x Rp. 1.375.500.000,= Rp. 206.325.000,-


E.2.2.3 Biaya Pemasaran Diperkirakan 10 % dari gaji pegawai (Peters, dkk. 2004). Biaya Pemasaran

= 0,10 x Rp. 1.375.500.000,= Rp. 137.550.000,-

Berikut perincian Biaya kas pada tabel LE.7. Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas No

Jenis Biaya

Jumlah (Rp)

1

Gaji Pegawai

1.375.500.000,-

2

Administrasi Umum

206.325.000,-

3

Pemasaran

137.550.000,1.719.375.000

Total

E.2.3 Biaya Start –Up Diperkirakan 12 % dari Modal Investasi Tetap (MIT) (Peters, dkk. 2004). Biaya Start-Up

= 0,12 x Rp. 167.333.866.654 = Rp 20.080.063.990

E.2.4 Piutang Dagang PD =

IP x HPT ……………………………………………..(LE – 7) 12

Dimana : PD

: Piutang Dagang

IP

: Jangka waktu kredit yang diberikan (1 bulan)

HPT

: Hasil Penjualan Tahunan

Penjualan : Dari harga Magnesium Sulfat Heptahydrat dipasaran seperti berikut ini : MgSO 4 .7H 2 O

= Rp.15.000/kg………………

(PT.

Brathacem,2007) Harga jual MgSO 4 .7H 2 O = Rp.15.000 /kg Produksi MgSO 4 .7H 2 O

= 4.030,418 kg/jam


Hasil penjualan Magnesium Sulfat Heptahydrat tahunan = 4.030,418 kg/jam x 24 jam/hari x 320 hari/tahun x Rp.15.000,- /kg = Rp. 464.304.153.600,Piutang Dagang =

1 x Rp. 464.304.153.600,12

= Rp. 38.692.012.800,Perincian modal kerja dapat dilihat pada tabel LE.8 dibawah ini. Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja No

Perincian

Jumlah (Rp)

1

Bahan Baku

65.757.528.030,-

2

Kas

1.719.375.000,-

3

Start – Up

20.080.063.990,-

4

Piutang Dagang

38.692.012.800,-

Total

326.249.000.000,-

Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp. 167.333.866.654,- + Rp. 326.249.000.000,= Rp. 493.582.846.474,-

Modal ini berasal dari : 1. Modal Sendiri Besarnya modal sendiri adalah 60 % dari total modal investasi Modal sendiri adalah sebesar = 0,60 x Rp. 293.582.846.474,= Rp. 176.149.707.800

2. Pinjaman dari Bank Besarnya modal sendiri adalah 40 % dari total modal investasi Pinjaman dari bank adalah sebesar = 0,40 x Rp. 293.582.846.474,= Rp. 117.433.138.600,-


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 2 bulan gaji yang diberikan sebagai tunjangan, sehingga besarnya gaji total (P) adalah sebagai berikut : Gaji total (P)

= (12+2) x Rp. 458.500.000,= Rp. 6.419.000.000

E.3.1.2 Bunga Pinjaman Bank Bunga pinjaman bank adalah sebesar 10 % dari total pinjaman dari bank Bunga pinjaman bank (Q) = 0,1 x Rp. 117.433.138.600,= Rp. 11.743.313.860,E.3.1.3 Depresiasi dan Amortisasi Pengeluaran untuk memperoleh harta berwujud yang mempunyai masa manfaat lebih dari satu (1) tahun harus dibebankan sebagai biaya untuk mendapatkan, menagih dan memelihara penghasilan melalui penyusutan (Rusdji, 2004). Pada perancangan pabrik ini, dipakai metode garis lurus atau straiht line method. Dasar penyusutan menggunakan masa manfaat dan tarif penyusutan sesuai dengan Undang – undang Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 Pasal 11 Ayat 6 dapat dilihat pada tabel LE.9 dibawah ini. Tabel LE. 9 Aturan Depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 Kelompok Harta

Masa

Tarif

Berwujud

(Tahun)

(%)

Kelompok 1

4

25

Kelompok 2

8

12,5

Mobil, truk kerja

Kelompok 3

16

6,25

Mesin industri kimia, mesin industri mesin

20

5

Beberapa Jenis Harta

I. Bukan Bangunan Mesin kantor, alat perangkat industri

II. Bangunan Permanen

Bangunan sarana dan penunjang

(Sumber : Waluyo, 2000 dan Rusdji, 2004)


Depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol. D=

P−L ……………………………………………………..(LE – 8) n

Dimana : D

= Depresiasi per tahun

P

= Harga awal peralatan

L

= Harga akhir peralatan

n

= Umur peralatan (tahun)

Perincian biaya depresiasi sesuai UU Republik Indonesia dapat dilihat pada tabel LE.10 dibawah ini. Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UU RI No. 17 Tahun 2000 Komponen

Biaya (Rp)

Bangunan

Umur (Tahun)

Depresiasi (Rp)

11.012.500.000

20

550.625.000

31.272.748.730

16

1.954.546.796

15.636.374.370

4

3.909.093.593

Perpipaan

3.127.274.873

4

781.818.718,3

Instalasi listrik

9.381.824.619

4

2.345.456.155

Insulasi *)

4.297.639.266

4

1.074.409.817

Inventaris kantor

3.127.274.873

4

781.818.718,3

Fasilitas servis

17.200.011.800

4

4.300.002.950

5.189.000.000

8

648.625.000

Peralatan proses dan utilitas Instrumentasi dan Alat kontrol

Sarana transportasi

23.382.765.212

Total

*) Insulasi dihitung 2 % dari FCI (Total Modal Investasi) (Peters, dkk. 2004) 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. Pengeluaran untu memperoleh harta tidak berwujud dan pengeluaran lainnya yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun untuk mendapatkan,


menagih dan memelihara penghasilan dapat dihitung dengan amortisasi dengan menerapkan taat azas (UURI Pasal 11 Ayat 1 No. 17 Tahun 2000). Para Wajib Pajak menggunakan tarif amortisasi untuk harta tidak berwujud dengan menggunakan masa manfaat kelompok 4 (empat) tahun sesuai pendekatan perkiraan harta tidak berwujud yang dimaksud (Rusdji, 2004). Untuk masa 4 tahun,

maka biaya amortisasi adalah 25 % dari MITTL,

sehingga biaya amortisasi adalah sebagai berikut : Biaya Amortisasi

= 0,25 x Rp.52.086.845.589 = Rp. 13.021.711.400

Total biaya depresiasi dan amortisasi (R) = 23.382.765.212 + 13.021.711.400 = Rp. 36.404.476.610

E.3.1.4 Biaya Tetap Perawatan 1. Perawatan mesin dan alat – alat proses Perawatan mesin dan peralatan dalam industri proses berkisar 2 sampai 20 %. Diambil 5 % dari harga peralatan terpasang di pabrik (Peters, dkk. 2004) Biaya perawatan mesin = 0,05 x Rp. 31.272.748.730 = Rp.1.563.637.437 2. Perawatan bangunan Diperkirakan 5 % dari harga bangunan (Peters, dkk. 2004) Perawatan bangunan = 0,05 x Rp. 11.012.500.000 = 550.625.000

3. Perawatan kendaraan Diperkirakan 5 % dari harga kendaraan (Peters, dkk. 2004). Perawatan kendaraan

= 0,05 x Rp. 5.189.000.000,= Rp. 259.450.000,-

4. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol Diperkirakan 5 % dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Peters, dkk. 2004). Perawatan instrumen

= 0,05 x Rp. 15.636.374.370 = Rp. 781.818.718,5,-


5. Perawatan perpipaan Diperkirakan 5 % dari harga perpipaan (Peters, dkk. 2004). Perawatan perpipaan

= 0,05 x Rp. 3.127.274.873 = Rp. 156.363.743,7

6. Perawatan instalasi listrik Diperkirakan 5 % dari harga instalasi listrik (Peters, dkk. 2004). Perawatan listrik

= 0,05 x Rp. 9.381.824.619 = Rp 469.091.231,-

7. Perawatan insulasi Diperkirakan 5 % dari harga insulasi (Peters, dkk. 2004). Perawatan insulasi

= 0,05 x Rp. 4.297.639.266 = Rp. 214.881.963,3

8.

Perawatan inventaris kantor Diperkirakan 5 % dari harga inventaris kantor (Peters, dkk. 2004). Perawatan inventaris

= 0,05 x Rp. 3.127.274.873 = Rp. 156.363.743,7

9.

Perawatan fasilitas servis Diperkirakan 5 % dari harga fasilitas servis (Peters, dkk. 2004). Perawatan perlengkapan kebakaran = 0,05 x Rp. 17.200.011.800 = Rp. 860.000.590 Total biaya perawatan (S)

= Rp. 4.731.007.425

E.3.1.5 Operating Supply Diperkirakan 10 % dari total biaya perawatan (Peters, dkk. 2004). Operating Supply (T)

= 0,10 x Rp. 4.731.007.425 = Rp. 473.100.742,5,-

E.3.1.6 Laboratory Charge Diperkirakan 10 % dari total gaji karyawan (Peters, dkk. 2004). Laboratory Charge (U)

= 0,10 x Rp. 6.419.000.000 = Rp. 641.900.000


E.3.1.7 Paten dan Royalti Diperkirakan 1 % dari Modal Investasi Langsung (Peters, dkk. 2004). Paten & Royalti (V)

= 0,01 x Rp. 115.247.021.065 = Rp. 1.152.470.210

E.3.1.8 Asuransi Biaya asuransi pabrik adalah 3,1 permil dari modal investasi tetap langsung (Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia , AAJI, 2006). = 0,0031 x Rp. 115.247.021.065 = Rp. 357.265.765,Biaya asuransi karyawan adalah (Premi asuransi) = Rp.351.000,- /tenaga kerja (PT. Prudential Life Assurance, 2006). Maka biaya asuransi karyawan

= 100 orang x Rp. 351.000,-/orang = Rp. 35.100.000

Total biaya asuransi (W)

= Rp. 392.365.765,-

E.3.1.9 General Expances Administrasi Biaya administrasi per 3 bulan = Rp. 206.325.000,Biaya administrasi per tahun

= Rp. 825.300.000,-

Pemasaran dan Distribusi Biaya pemasaran per 3 bulan

= Rp. 137.550.000,-

Biaya pemasaran per tahun

= Rp. 550.200.000,-

Biaya distribusi diperkirakan 20 % dari pemasaran (Peters, dkk. 2004). Biaya distribusi

= 0,20 x Rp. 550.200.000,= Rp. 110.040.000,-

Research and Development Diperkirakan 3 % dari Modal Investasi Tetap (Peters, dkk. 2004). = 0,03 x Rp. 293,582,846,474,= Rp. 8.807.485.392,Total General Expance (X)

= Rp. 10.293.025.395,-


E.3.1.10 PBB Dasar perhitungan Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) mengacu kepada UndangUndang RI No. 20 Tahun 2000 Jo UU No. 21 Tahun 1997 tentang Bea Perolehan Hak atas Tanah dan Bangunan sebagai berikut : 1. Yang menjadi objek pajak adalah perolehan hak atas tanah dan atas bangunan (Pasal 2 Ayat 1 UU No. 20/00) 2. Dasar pengenaan pajak adalah Nilai Perolehan Objek Pajak (Pasal 6 Ayat 1 UU No. 20/00) 3. Tarif pajak ditetapkan sebesar 5 % (Pasal 5 UU No. 21/97) 4. Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak ditetapkan sebesar Rp.30.000.000,- (Pasal 7 Ayat 1 UU No. 21/97) 5. Besarnya pajak yang terutang dihitung dengan cara mengkalikan tariff pajak dengan Nilai Objek Kena Pajak (Pasal 8 Ayat 2 UU No. 21/97) Maka berdasarkan penjelasan diatas, perhitungan PBB ditetapkan sebagai berikut : Wajib Pajak Pabrik Magnesium Sulfat Heptahydrate

Nilai Perolehan Objek Pajak • Tanah Bangunan

= Rp. 2.100.000.000,= Rp. 11.012.500.000,-

(+)

Total NJOP

Rp. 13.112.500.000,-

Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak kena Pajak

Rp.

Nilai Perolehan Objek Pajak Kena Pajak

Rp. 13.082.500.000,-

Pajak yang Terhutang (5 % x NPOPKP)

Rp.

30.000.000,-

(-)

654.125.000,-

Pajak Bumi dan Bangunan (Y) adalah Rp. 654.125.000,-

Total Biaya Tetap = P + Q + R + S + T + U + V + W + X + Y = Rp. 70,119,463,915,-


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. 65.757.528.030 Total biaya persedian bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun adalah sebagai berikut : Rp. 65.757.528.030 x

320 = Rp. 233.804.544.100,90

E.3.2.2 Biaya Variabel Tambahan 1. Perawatan dan Penanganan Lingkungan Diperkirakan 1 % dari biaya variabel bahan baku. Biaya perawatan lingkungan

= 0,01 x Rp. 233.804.544.100,= Rp. 2.338.045.441,-

2. Biaya Variabel Pemasaran dan Distribusi Diperkirakan 5 % dari variabel bahan baku Biaya variabel pemasaran

= 0,05 x Rp. 233.804.544.100,= Rp. 11.690.227.210,-

E.3.2.3 Biaya Variabel Lainnya Diperkirakan 2 % dari variabel tambahan = 0,02 x Rp.14.028.272.650,= Rp. 280.565.452,900

Total Biaya Variabel

= Rp. 238.113.382.220

Total Biaya Produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel = 70,119,463,915,- + Rp. 238.113.382.220,= Rp. 308.232.846.100,-

E.4 Perkiraan Laba / Rugi Perusahaan Laba sebelum pajak

= total penjualan – total biaya produksi = Rp. 464.304.153.600,- – Rp. 308.232.846.100,-


= Rp. 156.071.307.500,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.156.071.307.500,- – Rp.100.000.000) Total PPh

= Rp.46.791.392.250,Rp. 46.803.892.250,-

E.4.2 Laba setelah Pajak Laba setelah pajak

= laba sebelum pajak – PPh = Rp. 156.071.307.500,- – Rp. 46.803.892.250,= Rp. 109.267.415.300,-

E.5 Analisa Aspek Ekonomi E.5.1 Profit Margin (PM) PM = =

Laba sebelum pajak x100 % Total Penjualan Rp.156.071.307.500,x 100 % Rp. 464.304.153.600,-

= 33,61 %


(+)

E.5.2 Break Even Point (BEP) BEP =

Biaya Tetap x 100 % Total Penjualan − Biaya Variabel

BEP =

Rp. 70,119,463,915,x 100 % Rp. 464.304.153.600,- − Rp. 238.113.382.220,-

= 31,00 % Kapasitas produksi pada titik BEP

= 31,00 % x 10.000 ton/tahun = 3.100 ton/tahun

Nilai penjualan pada titik BEP

= 31,00 % x Rp. 464.304.153.600,= 143.934.287.600

Gambar LE.1 Break Even Chart Pabrik Magnesium Sulfat Heptahydrat

E.5.3 Return On Investment (ROI) ROI

=

Laba setelah pajak x 100 % Total mod al Investasi

ROI

=

Rp.109.267.415.300,x100 % Rp. 493.582.846.474,− -


= 22,13 % E.5.4 Pay Out Time (POT) POT

=

1 x 1 Tahun ROI

POT

=

1 x1 Tahun 0,221

POT

= 4,5 Tahun

E.5.5 Return On Network (RON) RON =

Laba setelah pajak x 100 % Modal sendiri

RON =

Rp.109.267.415.300,x 100 % Rp.176.149.707.800

RON = 62,03 %

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.13 dibawah ini, diperoleh nilai IRR = 32,2 %


LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI Dalam rencana Pra Rancangan Pabrik Magnesium Sulfat Heptahydrate (Garam Epsom) digunakan asumsi sebagai berikut : 1. Pabrik beroperasi selama 320 hari dalam setahun 2. Kapasitas maksimum adalah 10.000 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. 9.120,- (Harian Seputar Indonesia, 6 November 2007)

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) : Cx = Cy

X2     X1 

m

Ix    …………………………………………………..(LE  I y 

1) 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

2

2

i

i

……………….(LE - 2)

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 LE - 2, 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 ……………………………………………………(LE-3) Dimana : Y

= Indeks harga pada tahun yang dicari (2007)

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 ) …………………………….(LE - 4) (n. ∑ X ) − (∑ X ) ∑ Y . ∑ X − ∑ X . ∑ X . Y ………………………(LE - 5) 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)…………………………………………(LE – 6)


Dengan demikian harga indeks pada tahun 2007 adalah sebagai berikut : Y = -32528,8 + 16,8088 (2007) Y = 1206,863 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 Penyimpanan Asam Sulfat 98% (T-01) Kapasitas tangki, X 2 = 1025,88 m3. Dari fig. 12 – 52, Peters, dkk. 2004, diperoleh untuk harga kapasitas tangki (X 1 ) 1 m3 adalah (C y ) US$ 8000. 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 2007 (I x ) adalah 1206,863. Maka estimasi harga tangki untuk (X 2 ) adalah sebagai berikut :

683,936 C x = US$ 8000 x 1

0 ,49

x

1206,863 1103

C x = US$ 214.451,96 C x = Rp. 1.955.801.898 / 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. Untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut : 1. Biaya transportasi

=5%

2. Biaya asuransi

=1%

3. Bea masuk

= 15 %

(Rusjdi, 2004)

4. PPn

= 10 %

(Rusjdi, 2004)

5. PPh

= 10 %

(Rusjdi, 2004)

6. Biaya gudang di pelabuhan

= 0,5 %

7. Biaya administrasi pelabuhan

= 0,5 %


= 0,5 %


= 0,5 %

Total

= 43 %


Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut : 1. PPn

= 10 %

(Rusjdi, 2004)

2. PPh

= 10 %

(Rusjdi, 2004)


= 0,5 %


= 0,5 %

Total

= 21 %

Tabel LE.2 Estimasi Harga Peralatan Proses No

Kode

Unit

Ket *

Harga (Rp) / Unit

Harga Total (Rp)

1

T-01

1

I

1.955.801.897,65

1.955.801.897,65

2

T-02

1

I

6.911.279.889,88

6.911.279.889,88

3

T-03

1

I

7.093.571.998,72

7.093.571.998,72

4

T-04

1

I

204.336.929,85

204.336.929,85

5

T-05

1

I

37.158.206,18

37.158.206,18

6

R

1

I

494.576.937,04

494.576.937,04

7

FP

1

I

13.572.097,33

13.572.097,33

8

EV

1

I

2.314.687.236,44

2.314.687.236,44

9

CR

1

I

209.405.070,82

209.405.070,82

10

S

1

I

10.667.123,01

10.667.123,01


11

BE

1

I

130.305.443,50

130.305.443,50

12

BC

1

I

77.926.305,44

77.926.305,44

13

P-01

1

I

14

P-02

1

I

15

P-03

1

I

16

P-04

1

I

17

P-05

1

I

18

P-06

1

I

19

P-07

1

I

7.549.531,44

7.549.531,44

16.140.612,01

16.140.612,01

17.748.014,75

17.748.014,75

17.748.014,75

17.748.014,75

17.748.014,75

17.748.014,75

17.748.014,75

17.748.014,75

11.232.333,35

11.232.333,35

Total 19.679.514.930 Total Import 19.679.514.930 Total Non-Import 0 Keterangan *) : I untuk peralatan impor, sedangkan NI untuk peralatan Non Impor.

Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Utilitas No

Kode

Unit

Ket *

Harga (Rp) / Unit

Harga Total (Rp)

1

TP-401

1

NI

475.000

475.000

2

TP-402

1

NI

2.375.000

2.375.000

3

TP-403

1

I

70.933.188,65

70.933.188,65

4

TP-404

1

NI

9.504.275

9.504.275

5

TP-405

1

NI

34.437.500

34.437.500

6

TU-401

1

I

186.303.173,4

186.303.173,4

7

BP

1

NI

230.708.735,7

230.708.735,7

8

CL

1

I

5.335.519,132

5.335.519,132

9

SF

1

1

5.335.519,132

5.335.519,132

10

CE

1

I

2.546.413,31

2.546.413,31


2.546.413,31

2.546.413,31

462.321.511,1

462.321.511,1

462.321.511,1

462.321.511,1

487.863.334,8

487.863.334,8

I

17.748.014,75

17.748.014,75

1

I

17.748.014,75

17.748.014,75

PU-403

1

I

17.748.014,75

17.748.014.75

18

PU-404

1

I

17.748.014,75

17.748.014.75

19

PU-405

1

I

10.848.507,96

10.848.507,96

20

PU-406

1

I

10.848.507,96

10.848.507,96

21

PU-407

1

I

10.848.507,96

10.848.507.96

22

PU-408

1

I

10.848.507,96

10.848.507,96

23

PU-409

1

I

4.880.785,027

4.880.785,027

24

PU-410

1

I

27.452.386,17

27.452.386,17

25

Generator

1

NI

75.000.000

75.000.000

26

Instalasi limbah

1

NI

69.780.000

2.254.506.357

Total

2.184.726.357

Total Impor

1.832.225.846

Total Non Impor

422.280.510,7

11

AE

1

I

12

DE

1

I

13

KU

1

I

14

RF

1

I

15

PU-401

1

16

PU-402

17

Keterangan *) : I untuk peralatan impor, sedangkan NI untuk peralatan Non Impor

Total harga peralatan tiba di lokasi pabrik (Purchased Equipment Delivered) adalah : (A) = (1,43 x (Rp. 19.679.514.930 + Rp. 1.832.225.846 )) + (1,21 x (Rp.422.280.510,7 )) (A) = Rp. 30.761.789.310 + Rp. 510.959.417,9 = Rp.31.272.748.730


E.1.1.2 Biaya Instalasi Biaya pemasangan (termasuk insulasi dan pengecetan) diperkirakan 55% dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004) Biaya pemasangan (B) = 0,55 x Rp.31.272.748.730-, = Rp. 17.200.011.800

E.1.1.3 Instrumentasi dan Alat Kontrol Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 50 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004). Biaya instrumentasi dan alat kontrol (C) = 0,5 x Rp.31.272.748.730 = Rp. 15.636.374.370 E.1.1.4 Biaya Perpipaan Diperkirakan biaya perpipaan 10 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004). Biaya perpipaan (D)

= 0,1 x Rp.31.272.748.730 = Rp. 3.127.274.873

E.1.1.5 Biaya Instalasi Listrik Diperkirakan biaya instalasi listrik 30 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004). Biaya instalasi listrik (E) = 0,3 x Rp.31.272.748.730 = Rp. 9.381.824.619

E.1.1.6 Biaya Inventaris Kantor Diperkirakan biaya inventaris kantor 10 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004). Biaya inventaris kantor (F) = 0,1 x Rp.31.272.748.730 = Rp. 3.127.274.873


E.1.1.7 Biaya Fasilitas Servis Diperkirakan biaya fasilitas servis 55 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004). Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan (G) = 0,55 x Rp. 31.272.748.730 = Rp. 17.200.011.800

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 (m2)

Harga (Rp./m2)

Jumlah (Rp)

1

Gudang Bahan Baku (GB)

400

750.000

300.000.000

2

Gudang Produk (GP)

600

750.000

450.000.000

3

Areal Proses

4

Laboratorium

5

2100

2.000.000 4.200.000.000

50

1.000.000

50.000.000

Perkantoran

200

1.500.000

300.000.000

6

Parkir

200

150.000

30.000.000

7

Kantin

150

500.000

75.000.000

8

Poliklinik

70

500.000

35.000.000

9

Tempat Ibadah

100

500.000

50.000.000

10

Bengkel

100

500.000

50.000.000

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

700

1.000.000

700.000.000

15

Pos Keamanan

15

150.000

2.250.000

16

Jalan

4305

200.000

861.000.000

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

Total

7.537.750.000


Total biaya bangunan dan sarana (H) = Rp. 7.537.750.000,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 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 (I) 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

Kepala Bagian

4

Inova

180.000.000

720.000.000

Kepala Seksi

11

139.000.000

1.529.000.000

Bus karyawan

2

Bus

300.000.000

600.000.000

Bus karyawan

2

L-300

150.000.000

300.000.000

Truk

5

Truk

200.000.000

1.000.000.000

Mobil pemasaran

2

MPV

120.000.000

240.000.000

Fork Lift

3

-

150.000.000

450.000.000

Kijang krista

5.189.000.000

Total

Total biaya sarana transportasi (J) adalah sebesar Rp. 5.189.000.000,Total Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)


MITL = A + B+ C + D + E + F + G + H + I + J = (Rp. 31.272.748.730 + Rp. 17.200.011.800 + Rp. 15.636.374.370 + Rp. 3.127.274.873 + Rp. 9.381.824.619 + Rp. 3.127.274.873 + Rp.17.200.011.800 + Rp.11.012.500.000 + Rp 2.100.000.000,+ Rp. 5.189.000.000,-) = Rp.115.247.021.065,E.1.2 Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL) E.1.2.1 Pra Investasi Diperkirakan 7 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004). Pra Investasi (K)

= 0,07 x Rp. 31.272.748.730 = Rp. 2.189.092.411

E.1.2.2 Biaya Engineering dan Supervisi Diperkirakan 30 % dari modal investasi tetap langsung (MITL) (Peters, dkk. 2004). Biaya Engineering dan Supervisi (L) = 0,30 x Rp. 115.247.021.065,= Rp. 34.574.106.300

E.1.2.3 Biaya Legalitas Diperkirakan 4 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004) Biaya Legalitas (M) = 0,04 x Rp. 31.272.748.730 = Rp. 1.250.909.949

E.1.2.4 Biaya Kontraktor Diperkirakan 30 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004) Biaya Kontraktor (N) = 0,30 x Rp. 31.272.748.730 = Rp. 9.381.824.619 E.1.2.5 Biaya Tidak Terduga Diperkirakan 15 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004) Biaya Tidak Terduga (O)

= 0,15 x Rp. 31.272.748.730 = Rp. 4.690.912.310

Total MITTL = K + L + M + N + O = Rp. 52.086.845.589

Total MIT

= MITL +MITTL


= (Rp. 115.247.021.065,-,- + Rp. 52.086.845.589 ) = Rp. 167.333.866.654

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. Magnesium Karbonat (MgCO 3 ) Kebutuhan

= 1.302,0833 Kg/jam

Harga

= Rp. 12.000,- /kg

Harga total



= Rp.33.749.999.140

2. Magnesium Oksida (MgO) Kebutuhan

= 86,586 Kg/jam

Harga

= Rp. 10.000- /kg

Harga total

= 90 hari x 24 jam/hari x 86,586 Kg/jam x Rp. 10.000,-/kg


= Rp. 1.870.257.600

3. Asam Sulfat (H 2 SO 4 ) Kebutuhan

= 1.734,633 Kg/jam

Harga

= Rp. 8.000,- /kg

Harga total



= Rp.29.974.458.240 4. Solar Kebutuhan

= 14,5 Liter / jam

Harga solar industri Harga total

= Rp. 4.450,- /Liter




E.2.1.2 Bahan Baku Utilitas 1. Kaporit Kebutuhan

= 0,001428 kg/jam

Harga

= Rp. 22.000,- /kg

Harga total



= Rp. 67.858,56,-

2. Solar Kebutuhan

= 11,766 Liter/jam

Harga solar industri = Rp. 4.450,- /Liter Harga total



3. Al 2 (SO 4 ) 3 Kebutuhan

= 0,078 kg/jam

Harga

= Rp.5000,- /kg

Harga total



= Rp. 842.400,-

4. Na 2 CO 3 Kebutuhan

= 0,423 kg/jam

Harga

= Rp.10.000,- /kg

Harga total



= Rp.9.136.800,-

5. NaOH Tekhnis Kebutuhan

= 0,3 kg/jam

Harga

= Rp.10.000,- /kg

Harga total



= Rp.6.480.000,-


6. Asam Sulfat Kebutuhan

= 0,4 kg/jam

Harga

= Rp.8.000,- /kg

Harga total



= Rp.6.912.000,-

Total biaya bahan baku proses dan utilitas

= Rp. 65.757.528.030

Total biaya bahan baku dan utilitas selama 1 tahun :   12 =  xRp 65.757.528.030,-   3 = Rp 2.630.300.112.100,-

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 Magnesium Sulfat heptahydrat Jabatan

Jlh

Gaji/bln (Rp)

Total gaji/bln (Rp)

Sekretaris

1

4.500.000

4.500.000

Manager

1

20.000.000

20.000.000

Kepala Bagian Produksi

1

12.000.000

12.000.000

Kepala Bagian Teknik

1

12.000.000

12.000.000

Kepala Bagian General Affair

1

12.000.000

12.000.000

Kepala Bagian Financial Marketing

1

12.000.000

12.000.000

Kepala Seksi Utilitas

1

8.000.000

8.000.000

Kepala Seksi Proses

1

8.000.000

8.000.000

Kepala Seksi Laboratorium

1

8.000.000

8.000.000


Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai Pabrik Magnesium Sulfat heptahydrat (Lanjutan) Gaji/bulan

Total Gaji/Bln (Rp)

Jabatan

Jlh

Kepala Seksi Maintanace dan listrik

1

8.000.000

8.000.000

Kepala Seksi Instrumen

1

8.000.000

8.000.000

Kepala Seksi Personalia

1

8.000.000

8.000.000

Kepala Seksi General Affair

1

8.000.000

8.000.000

Kepala Seksi Marketing

1

8.000.000

8.000.000

Kepala Seksi Pembelian

1

8.000.000

8.000.000

Kepala Seksi Keuangan

1

8.000.000

8.000.000

Kepala Seksi Keamanan

1

8.000.000

8.000.000

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

2.000.000

18.000.000

Supir

3

2.000.000

6.000.000

Buruh Angkat

7

1.500.000

10.500.000

Total

100

(Rp)

-

458.500.000

Total gaji pegawai selama 1 bulan = Rp. 458.500.000,Total gaji pegawai selama 3 bulan = Rp. 1.375.500.000,-

E.2.2.2 Biaya Administrasi Umum Diperkirakan 15 % dari gaji pegawai (Peters, dkk. 2004). Biaya Administrasi Umum

= 0,15 x Rp. 1.375.500.000,= Rp. 206.325.000,-


E.2.2.3 Biaya Pemasaran Diperkirakan 10 % dari gaji pegawai (Peters, dkk. 2004). Biaya Pemasaran

= 0,10 x Rp. 1.375.500.000,= Rp. 137.550.000,-

Berikut perincian Biaya kas pada tabel LE.7. Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas No

Jenis Biaya

Jumlah (Rp)

1

Gaji Pegawai

1.375.500.000,-

2

Administrasi Umum

206.325.000,-

3

Pemasaran

137.550.000,1.719.375.000

Total

E.2.3 Biaya Start –Up Diperkirakan 12 % dari Modal Investasi Tetap (MIT) (Peters, dkk. 2004). Biaya Start-Up

= 0,12 x Rp. 167.333.866.654 = Rp 20.080.063.990

E.2.4 Piutang Dagang PD =

IP x HPT ……………………………………………..(LE – 7) 12

Dimana : PD

: Piutang Dagang

IP

: Jangka waktu kredit yang diberikan (1 bulan)

HPT

: Hasil Penjualan Tahunan

Penjualan : Dari harga Magnesium Sulfat Heptahydrat dipasaran seperti berikut ini : MgSO 4 .7H 2 O

= Rp.15.000/kg………………

(PT.

Brathacem,2007)


Harga jual MgSO 4 .7H 2 O = Rp.15.000 /kg Produksi MgSO 4 .7H 2 O

= 4.030,418 kg/jam

Hasil penjualan Magnesium Sulfat Heptahydrat tahunan = 4.030,418 kg/jam x 24 jam/hari x 320 hari/tahun x Rp.15.000,- /kg = Rp. 464.304.153.600,Piutang Dagang =

1 x Rp. 154.768.051.200,12

= Rp. 38.692.012.800,Perincian modal kerja dapat dilihat pada tabel LE.8 dibawah ini. Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja No

Perincian

Jumlah (Rp)

1

Bahan Baku

2.630.300.112.100,-

2

Kas

1.719.375.000,-

3

Start – Up

20.080.063.990,-

4

Piutang Dagang

38.692.012.800,-

Total

2.690.790.000.000

Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp. 167.333.866.654,- + Rp. 2.690.790.000.000 = Rp. 2.858.125.430.544,-

Modal ini berasal dari : 1. Modal Sendiri Besarnya modal sendiri adalah 60 % dari total modal investasi Modal sendiri adalah sebesar = 0,60 x Rp Rp. 2.858.125.430.544,= Rp. 1.714.875.258.000

2. Pinjaman dari Bank Besarnya modal sendiri adalah 40 % dari total modal investasi


Pinjaman dari bank adalah sebesar = 0,40 x Rp. 293.582.846.474,= Rp. 1.143.250.172.000,-

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 2 bulan gaji yang diberikan sebagai tunjangan, sehingga besarnya gaji total (P) adalah sebagai berikut : Gaji total (P)

= (12+2) x Rp. 458.500.000,= Rp. 6.419.000.000

E.3.1.2 Bunga Pinjaman Bank Bunga pinjaman bank adalah sebesar 10 % dari total pinjaman dari bank Bunga pinjaman bank (Q) = 0,1 x Rp. 117.433.138.600,= Rp. 11.743.313.860,E.3.1.3 Depresiasi dan Amortisasi Pengeluaran untuk memperoleh harta berwujud yang mempunyai masa manfaat lebih dari satu (1) tahun harus dibebankan sebagai biaya untuk mendapatkan, menagih dan memelihara penghasilan melalui penyusutan (Rusdji, 2004). Pada perancangan pabrik ini, dipakai metode garis lurus atau straiht line method. Dasar penyusutan menggunakan masa manfaat dan tarif penyusutan sesuai dengan Undang – undang Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 Pasal 11 Ayat 6 dapat dilihat pada tabel LE.9 dibawah ini. Tabel LE. 9 Aturan Depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 Kelompok Harta

Masa

Tarif

Berwujud

(Tahun)

(%)

Kelompok 1

4

25

Kelompok 2

8

12,5

Mobil, truk kerja

Kelompok 3

16

6,25

Mesin industri kimia, mesin industri mesin

20

5

Beberapa Jenis Harta

I. Bukan Bangunan Mesin kantor, alat perangkat industri

II. Bangunan Permanen

Bangunan sarana dan penunjang


(Sumber : Waluyo, 2000 dan Rusdji, 2004)

Depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol. D=

P−L ……………………………………………………..(LE – 8) n

Dimana : D

= Depresiasi per tahun

P

= Harga awal peralatan

L

= Harga akhir peralatan

n

= Umur peralatan (tahun)

Perincian biaya depresiasi sesuai UU Republik Indonesia dapat dilihat pada tabel LE.10 dibawah ini. Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UU RI No. 17 Tahun 2000 Komponen

Biaya (Rp)

Bangunan

Umur (Tahun)

Depresiasi (Rp)

11.012.500.000

20

550.625.000

31.272.748.730

16

1.954.546.796

15.636.374.370

4

3.909.093.593

Perpipaan

3.127.274.873

4

781.818.718,3

Instalasi listrik

9.381.824.619

4

2.345.456.155

4.297.639.266

4

1.074.409.817

Inventaris kantor

3.127.274.873

4

781.818.718,3

Fasilitas servis

17.200.011.800

4

4.300.002.950

5.189.000.000

8

648.625.000

Peralatan proses dan utilitas Instrumentasi dan Alat kontrol

Insulasi

*)

Sarana transportasi

23.382.765.212

Total

*) Insulasi dihitung 2 % dari FCI (Total Modal Investasi) (Peters, dkk. 2004) 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.


Pengeluaran untu memperoleh harta tidak berwujud dan pengeluaran lainnya yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun untuk mendapatkan, menagih dan memelihara penghasilan dapat dihitung dengan amortisasi dengan menerapkan taat azas (UURI Pasal 11 Ayat 1 No. 17 Tahun 2000). Para Wajib Pajak menggunakan tarif amortisasi untuk harta tidak berwujud dengan menggunakan masa manfaat kelompok 4 (empat) tahun sesuai pendekatan perkiraan harta tidak berwujud yang dimaksud (Rusdji, 2004). Untuk masa 4 tahun,

maka biaya amortisasi adalah 25 % dari MITTL,

sehingga biaya amortisasi adalah sebagai berikut : Biaya Amortisasi

= 0,25 x Rp.52.086.845.589 = Rp. 13.021.711.400

Total biaya depresiasi dan amortisasi (R) = 23.382.765.212 + 13.021.711.400 = Rp. 36.404.476.610

E.3.1.4 Biaya Tetap Perawatan 1. Perawatan mesin dan alat – alat proses Perawatan mesin dan peralatan dalam industri proses berkisar 2 sampai 20 %. Diambil 10 % dari harga peralatan terpasang di pabrik (Peters, dkk. 2004) Biaya perawatan mesin = 0,1 x Rp. 31.272.748.730 = Rp3.127.274.873,2. Perawatan bangunan Diperkirakan 10 % dari harga bangunan (Peters, dkk. 2004) Perawatan bangunan = 0,1 x Rp. 11.012.500.000 = 1.101.250.000,3. Perawatan kendaraan Diperkirakan 10 % dari harga kendaraan (Peters, dkk. 2004). Perawatan kendaraan

= 0,1 x Rp. 5.189.000.000,= Rp. 518.900.000,-

4. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol Diperkirakan 10 % dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Peters, dkk. 2004). Perawatan instrumen

= 0,1 x Rp. 15.636.374.370


= Rp. 1.563.637.437,-

5. Perawatan perpipaan Diperkirakan 10 % dari harga perpipaan (Peters, dkk. 2004). Perawatan perpipaan

= 0,1 x Rp. 3.127.274.873 = Rp. 312.727.487,3,-

6. Perawatan instalasi listrik Diperkirakan 10 % dari harga instalasi listrik (Peters, dkk. 2004). Perawatan listrik

= 0,1 x Rp. 9.381.824.619 = Rp 938.182.461,9,-

7. Perawatan insulasi Diperkirakan 10 % dari harga insulasi (Peters, dkk. 2004). Perawatan insulasi

= 0,1 x Rp. 4.297.639.266 = Rp. 429.763.926,6,-

8.

Perawatan inventaris kantor Diperkirakan 10 % dari harga inventaris kantor (Peters, dkk. 2004). Perawatan inventaris

= 0,1 x Rp. 3.127.274.873 = Rp. 312.727.487,3,-

9. Perawatan fasilitas servis Diperkirakan 10 % dari harga fasilitas servis (Peters, dkk. 2004). Perawatan perlengkapan kebakaran = 0,1 x Rp. 17.200.011.800 = Rp. 1.720.001.180,Total biaya perawatan (S)

= Rp. 8.304.463.673,-

E.3.1.5 Operating Supply Diperkirakan 10 % dari total biaya perawatan (Peters, dkk. 2004). Operating Supply (T) = 0,10 x Rp. 8.304.463.673,= Rp. 830.446.367,3,-


E.3.1.6 Laboratory Charge Diperkirakan 10 % dari total gaji karyawan (Peters, dkk. 2004). Laboratory Charge (U)

= 0,10 x Rp. 6.419.000.000 = Rp. 641.900.000

E.3.1.7 Paten dan Royalti Diperkirakan 1 % dari Modal Investasi Langsung (Peters, dkk. 2004). Paten & Royalti (V)

= 0,01 x Rp. 115.247.021.065 = Rp. 1.152.470.210

E.3.1.8 Asuransi Biaya asuransi pabrik adalah 1 % dari Modal Investasi Tetap (MIT) = 0,01 x Rp. 167.333.866.654,= Rp. 1.673.338.666,54,Asuransi karyawan 2,54% dari gaji karyawan, dimana 1% ditanggung oleh karyawan dan 1,54%ditanggung oleh perusahaan. = 0,0154 x (12/3) x Rp 1.375.500.000,- = Rp 84.730.800,Total biaya asuransi = Rp 1.758.069.466,-

E.3.1.9 General Expances Administrasi Biaya administrasi per 3 bulan = Rp. 206.325.000,Biaya administrasi per tahun

= Rp. 825.300.000,-

Pemasaran dan Distribusi Biaya pemasaran per 3 bulan

= Rp. 137.550.000,-

Biaya pemasaran per tahun

= Rp. 550.200.000,-

Biaya distribusi diperkirakan 20 % dari pemasaran (Peters, dkk. 2004). Biaya distribusi

= 0,20 x Rp. 550.200.000,= Rp. 110.040.000,-

Research and Development Diperkirakan 3 % dari Modal Investasi Tetap (Peters, dkk. 2004). = 0,1 x Rp. 293,582,846,474,= Rp. 8.807.485.392,-


Total General Expance (X)

= Rp. 10.293.025.395,-

E.3.1.10 PBB Dasar perhitungan Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) mengacu kepada UndangUndang RI No. 20 Tahun 2000 Jo UU No. 21 Tahun 1997 tentang Bea Perolehan Hak atas Tanah dan Bangunan sebagai berikut : 1. Yang menjadi objek pajak adalah perolehan hak atas tanah dan atas bangunan (Pasal 2 Ayat 1 UU No. 20/00) 2. Dasar pengenaan pajak adalah Nilai Perolehan Objek Pajak (Pasal 6 Ayat 1 UU No. 20/00) 3. Tarif pajak ditetapkan sebesar 5 % (Pasal 5 UU No. 21/97) 4. Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak ditetapkan sebesar Rp.30.000.000,- (Pasal 7 Ayat 1 UU No. 21/97) 5. Besarnya pajak yang terutang dihitung dengan cara mengkalikan tariff pajak dengan Nilai Objek Kena Pajak (Pasal 8 Ayat 2 UU No. 21/97) Maka berdasarkan penjelasan diatas, perhitungan PBB ditetapkan sebagai berikut : Wajib Pajak Pabrik Magnesium Sulfat Heptahydrate

Nilai Perolehan Objek Pajak • Tanah Bangunan

= Rp. 2.100.000.000,= Rp. 11.012.500.000,-

(+)

Total NJOP

Rp. 13.112.500.000,-

Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak kena Pajak

Rp.

Nilai Perolehan Objek Pajak Kena Pajak

Rp. 13.082.500.000,-

30.000.000,-

(-)

Pajak Bumi dan Bangunan (Y) adalah Rp. 654.125.000,-

Total Biaya Tetap = P + Q + R + S + T + U + V + W + X + Y = Rp. 77.547.165.581


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. 65.757.528.030 Total biaya bahan baku dan utilitas selama 1 tahun :   12 =  xRp 65.757.528.030,-   3 = Rp 2.630.300.112.100,-

E.3.2.2 Biaya Variabel Tambahan 1. Perawatan dan Penanganan Lingkungan Diperkirakan 0,1 % dari biaya variabel bahan baku. Biaya perawatan lingkungan

= 0,001 x Rp. 2.630.300.112.100,= Rp. 26.303.001.121,-

2. Biaya Variabel Pemasaran dan Distribusi Diperkirakan 0,5 % dari variabel bahan baku Biaya variabel pemasaran

= 0,005 x Rp. 2.630.300.112.100,= Rp. 13.151.500.560,-

E.3.2.3 Biaya Variabel Lainnya Diperkirakan 0,2 % dari variabel tambahan = 0,002 x Rp.40.028.272.650,= Rp. 8.565.452,900

Total Biaya Variabel

= Rp. 2.670.320.067.000

Total Biaya Produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel = Rp 77.547.165.581 + Rp. 2.670.320.067.000 = Rp. 2.747.867.232.000,-


E.4 Perkiraan Laba / Rugi Perusahaan Laba sebelum pajak

= total penjualan – total biaya produksi = Rp. 464.304.153.600,- – Rp. 308.232.846.100,= Rp. 156.071.307.500,-

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.156.071.307.500,- – Rp.100.000.000) Total PPh

= Rp.46.791.392.250,Rp. 46.803.892.250,-

E.4.2 Laba setelah Pajak Laba setelah pajak

= laba sebelum pajak – PPh = Rp. 156.071.307.500,- – Rp. 46.803.892.250,= Rp. 109.267.415.300,-

E.5 Analisa Aspek Ekonomi E.5.1 Profit Margin (PM) PM = =

Laba sebelum pajak x100 % Total Penjualan Rp.156.071.307.500,x 100 % Rp. 464.304.153.600,-

= 33,61 %


(+)

E.5.2 Break Even Point (BEP) BEP =

Biaya Tetap x 100 % Total Penjualan − Biaya Variabel

BEP =

Rp. 70,119,463,915,x 100 % Rp. 464.304.153.600,- − Rp. 238.113.382.220,-

= 31,00 % Kapasitas produksi pada titik BEP

= 31,00 % x 10.000 ton/tahun = 3.100 ton/tahun

Nilai penjualan pada titik BEP

= 31,00 % x Rp. 464.304.153.600,= 143.934.287.600

Gambar LE.1 Break Even Chart Pabrik Magnesium Sulfat Heptahydrat

E.5.3 Return On Investment (ROI)


ROI

=

Laba setelah pajak x 100 % Total mod al Investasi

ROI

=

Rp.109.267.415.300,x100 % Rp.293.582.846.474,-

= 37,21 % E.5.4 Pay Out Time (POT) POT

=

1 x 1 Tahun ROI

POT

=

1 x1 Tahun 0,372

POT

= 2,68 Tahun

E.5.5 Return On Network (RON) RON =

Laba setelah pajak x 100 % Modal sendiri

RON =

Rp.109.267.415.300,x 100 % Rp.176.149.707.800

RON = 62,03 %

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.13 dibawah ini, diperoleh nilai IRR = 32,2 %


LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Recommend Documents