LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Kapasitas Produksi

: 27.775 ton/tahun (dengan kemurnian 90%)

Dasar Perhitungan

: 1 jam operasi

Satuan massa

: kilogram

Satu tahun operasi

: 300 hari

Satu hari operasi

: 24 jam

Kapasitas produksi

: =

1 hari 27.775ton 1tahun 1000kg X X X ton tahun 300 hari 24 jam

= 3.857,720 kg/jam

1. Ball Mill (SR-103) F12 Tanin Air

F13 Tanin Air

Pada ball mill tidak ada perubahan jumlah massa pada setiap komponen F12tanin

= F13tanin

Tabel L.B-1 Neraca Massa Dalam Ball Mill (SR-103) Masuk (kg/jam)

Masuk (kg/jam)

F11

F12

Tanin

3.694,420

3.694,420

Air

163,3

163,3

Total

3.857,720

3.857,720

Komponen

Universitas Sumatera Utara

2. Rotary Cooler (RC-101)

F10 Tanin Air

F12 Tanin Air

Pada rotary cooler tidak ada perubahan massa F10 = F12 Tabel. LA-2 Neraca Masa Pada Rotary Cooler Masuk (kg/jam)

Masuk (kg/jam)

F11

F12

Tanin

3.694,420

3.694,420

Air

163,3

163,3

Total

3.857,720

3.857,720

Komponen

3.

Rotary Dryer (DE-101) F11 Air

F9 Tanin Air

F10 Tanin Air


Neraca massa total : F9= : F10+ F11 Diasumsikan efisiensi alat pada drier sebesar 90%, jadi masih terdapat 10% air yang terikut pada produk utama tanin = F9 tanin = 4.433,3156 kg/jam

Tanin

F9tanin = F10 tanin = 4.433,156 kg/jam H2O F9 H2O = 1.960 kg/jam F9 H2O = 0,1 X F10H2O F10H2O = 0,1 X 1.960 kg/jam = 196kg/jam F11 H2O = 1.960 kg/jam – 196 kg/jam = 1.764 kg/jam

Tabel. LA-3 Neraca Masa Pada Rotary Dryer Komponen

Masuk (kg/jam)

Keluar (kg/jam)

F8

F10

F11

Tanin

3.694,420

3.694,420

-

Air

1.633,28

163,3

1.469,9

Total

5.327,7

5.327,7

4. Kondensor (E-101)

F15 Etanol Air

F14 Etanol Air

. Pada kondensor tidak ada perubahan massa F14 = F15


Tabel. LA-4 Neraca Masa Pada Condensor Masuk (kg/jam)

Masuk (kg/jam)

F14

F15

Etanol

39.999,74

39.999,74

Air

33,332

33,332

Total

40.033,072

40.033,072

Komponen

5. Evaporator (FE-101) F14 Etanol Air

F8 Tanin Etanol Air

F9 Tanin Air

Neraca massa total : F8 = : F9 + F14 Diasumsikan effisiensi alat adalah 98%,semua etanol akan teruapkan kecuali tanin karena memiliki titik uap yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan etanol dan air. Tanin F8Wtanin

= F9Wtanin

4.433,3156 kg/jam

= 4.433,3156 kg/jam

Etanol F8Wetanol

= F14Wetanol

47.999,98 kg/jam = F14Wetanol F14Wetanol

= 47.999,98 kg/jam

Air


F8Wair

= 2%F14Wair

2.000 kg/jam

= F14Wair

F14Wair

= 40 kg/jam

Sehingga pada F9 masih terdapat air yang terikut pada tanin F9Wair

= F8Wair - F14Wair = 2.000 kg/jam – 40 kg/jam = 1.960 kg/jam

Tabel LA-5 Neraca massa pada evaporator Komponen

Masuk (kg/jam)

Keluar (kg/jam)

F8

F14

F9

Tanin

3.694,420

-

3.694,420

Etanol

39.999,74

39.999,74

Air

1.666,6

33,332

Total

45.360,76

1.633,268

45.360,76

6. Tangki Pengendapan (TT-103)

F7 Tanin Etanol Air

F8 Tanin Etanol Air

Neraca massa total : F7 = F8

Tabel. LA-6 Neraca Massa pada tangki Pengendapan (TP-01)


Komponen

Masuk (Kg/jam)

Keluar (Kg/jam)

F7

F8

Tanin

3.694,420

3.694,420

Etanol

39.999,74

39.999,74

Air

1.666,6

1.666,6

Total

45.360,76

45.360,76

7. Filter Press (P-101)

F5 Tanin Etanol Air Impuritis

F7 Tanin Etanol Air

F6 Impuritis

F5 = F6 + F7 F5 =12.233,2844 kg/jam + 54433,2956 kg/jam F5 = 66.666,58 kg/jam Komposisi pada alur F6 Impuritis F5W5impuritis

= F6W6impuritis

12.233,2844 kg/jam

= F6W6impuritis

F6W6impuritis

=12.233,2844 kg/jam

W6impuritis

=1

Komposisi pada alur F7 Tanin


F5W5tanin

= F7W7tanin

4.433,3156 kg/jam

= 4.433,3156 F6W16 kg/jam F7W17= 4.433,3156 kg/jam W17 = 0,0814

Etanol F5W5etanol

= F7W7etanol

47.999,980 kg/jam

=47.999,980 kg/jam

7

7

FW

=47.999,980 kg/jam

etanol

W7etanol

= 0,881

Air F5W5air

= F7W7air

2000 kg/jam

=2000 F7Wair7

F7W7air

= 2000 kg/jam

W7air

= 0,0367

Tabel LA.7 Neraca Massa Pada Filter Press Masuk

Keluar (kg/jam)

(kg/jam) Komponen 5

F

F6 (Dibuang Kepenampungan

F7

limbah)

Tanin

3.694,420

-

3.694,420

Impuritis

10.194,379

10.194,379

-

Etanol

39.999,74

-

39.999,74

Air

1.666,6

-

1.666,6

Total

55.555,13

55.555,13

7. Tangki Ekstraktor (TT-102)


F4 Etanol Air

F3 Impuritis Tanin

F5 Impuritis Tanin Etanol Air

Perbandingan bahan baku dengan pelarut = 1: 3 (Rumokoi,1992) Komposisi biji pinang

(Deptan LIPTAN,1992)



Tanin

= 26,6%



Impuritis

= 73,4%

Umpan mauk ekstraktor F3 = Laju bahan baku masuk ke ekstraktor

= 16.666,6 kg/jam



Tanin

= 0,266 x 16.666,6 kg/jam

= 4.433,3156kg/jam



Impuritis

= 0,734 x 16.666,6 kg/jam

= 12.333,328

Umpan masuk ke ekstraktor dari tangki etanol F4

= 3 x F3= 3 x 16.666,6

= 49.999,98 kg/jam

F4W4etanol

= 0,96 x 49.999,98

= 47.999,98kg/jam

F4W4air

= 0,04 x 49.999,98

= 2000kg/jam

Neraca massa total : F3 + F4= F5 16.666,6 kg/jam + 49.999,98 kg/jam = F5 66.666,58 kg/jam = F5 Komposisi pada alur F5 Tanin F3W3tanin

= F5W5tanin

4.433,3156 kg/jam

= 4.433,3156 F5W14 kg/jam F5W15= 4.433,3156 kg/jam


W15 = 0,0665 Impuritis F3W3impuritis

= F5W5impuritis

12.233,2844 kg/jam

= F5W5impuritis

F5W5impuritis

=12.233,2844 kg/jam

W5impuritis

= 0,1835

Etanol F4W4etanol

= F5W5etanol

47.999,980 kg/jam

=47.999,980 kg/jam

F5W5etanol

=47.999,980 kg/jam

W5etanol

= 0,72

Air F4W4air

= F5W5air

2000 kg/jam

=2000 F5W45

F5W5air

= 2000kg/jam

W4air

= 0,03

Tabel LA.8 Neraca massa pada ekstraktor Komponen

Masuk (kg/jam)

Keluar (kg/jam)

F3

F4

F5

Tanin

3.694,420

-

3.694,420

Impuritis

10.194,379

-

10.194,379

Etanol

-

39.999,74

39.999,74

Air

-

1.666,6

1.666,6

Total

55.555,13

55.555,13

8. Ball Mill (SR-102)


F2 Impuritis Tanin

F3 Impuritis Tanin

Pada ball mill tidak ada perubahan jumlah komponen, hanya terjadi penghancuran biji pinang menjadi serbuk pinang F2tanin

= F3tanin

F2impuritis

= F3impuritis

9. Hammer Crusher (SR-101) F1 Impuritis Tanin

F2 Impuritis Tanin

Pada hammer crusher tidak ada perubahan jumlah komponen, hanya terjadi pemotongan biji pinang F1tanin

= F2tanin

F1impuritis

= F2impuritis

LAMPIRAN B


PERHITUNGAN NERACA ENERGI Basis Perhitungan

: 1 jam operasi

Suhu referensi

: 25oC = 298 K

Suhu lingkungan

: 30OC = 303 K

Satuan Perhitungan

: kkal/jam

Diketahui : 

= 18,4991 + 13,34458x 10-2 – 0,8428 x10-4 T2

Cp tanin (j/mol K)

+ 2,0206 x10-8T3 (Perry, 1984) 

Kalor laten ( ) Etanol

= 201,1854 kkal/kg (Reklaitis, 1983)



Cp etanol liquid

= 0,670 kkal/mol (Geankoplis,1983)



Cp etanol uap

= 0,505 kkal/kg (Geankoplis, 1983)



Cp air

= 1 kkal/kg (Geankoplis, 1983)



Cp impuritis

= 0,54 kkal/kg (Perry, 1984)

1.

Hammer Crusher (SR-101) Q1 Impuritis Tanin

Q2 Impuritis Tanin

Pada hammer crusher tidak ada perubahan jumlah energi pada setiap komponen,

2.

Q1tanin

= Q2tanin

Q1impuritis

= Q2impuritis

Ball Mill (SR-102) Q2 Impuritis Tanin

Q3 Impuritis Tanin

Pada ball mill tidak ada perubahan jumlah energi pada setiap komponen, hanya


Q2tanin

= Q3tanin

Q2impuritis

= Q3impuritis

3. Tangki Ekstraktor (TT-102) Q3 T= 30oC

Steam T= 130oC

Etanol Air

Q4 T= 75 oC

Q3 T= 30 oC

Tanin

Tanin

Impuritis

Impuritis

Etanol Air

Energi Masuk

Pada Alur 3 a. Tanin 303 K

Cp Tanin =

 (18,4991  13,3458 x10

2

T  0,8428 x10  4 T  2  2,0206 x10 8 T 3 )dT

298 K

13,3458 x10 2 = 18,4991 (5) + (303 2  298 2 ) 2 2,0206 x10 8 0,8428 x104 (3033  2983 ) + (303 4  298 4 ) 3 4 = 92,2455 + 200,45065 – 38,05340 + 2,74166 =257,45441J/mol = 0,061789kkal/mol Q3Tanin = N3Tanin

303 K

 Cp

Tanin

dT

298 K 3 = FTanin BM Tanin

= 2,605

303 K

 Cp

Tanin

dT

298K

kkal kkal 1000 mol kmol  1.609,96 x x0,061789 jam mol 1kmol jam

b. Impuritis


Q3Impuritis = m x Cp x dT = 12.233,844 kg/jam x 0,54 kkal/kgoC (30 -25)oC = 27.524,8233 kkal/jam Total Qmasuk pada alur 3

= 29.134,7833 kkal/jam

Pada Alur 4 a. Etanol = 39.999,74 kg/jam x0,670 kkal/kgoC (30-25)oC = 133.999,933 kkal/jam b. Air Q4Air

= m x Cp x dT = 1.666,6 kg/jam x 1 kkal/kgoC (30 -25)oC = 8.333 kkal/jam

Total Qmasuk pada alur 4

= 142.332,933 kkal/jam

Total Qmasuk

= 29.134,7833 kkal/jam +142.332,933 kkal/jam = 171.476,7213 kkal/jam

Energi Keluar


Cp Tanin =

 (18,4991  13,3458 x10

2

T  0,8428 x10 4 T  2  2,0206 x10 8 T 3 )dT

298 K

13,3458 x10 2 = 18,4991 (50) + (348 2  298 2 ) 2 0,8428 x10 2 2,0206 x10 8 (3483  2983 ) + (348 4  298 4 ) 3 4 = 92,2455 + 2.155,3467 – 440,52032 + 34,24931 = 2.671,53069 J/mol = 0,064117kkal/mol

Q5Tanin = N5Tanin

348 K

 Cp

Tanin

dT

298 K


5 = FTanin BM Tanin

= 2,605

348 K

 Cp

Tanin

dT

298K

kkal kkal 1000 mol kmol  1.670,247 x x0,064117 jam mol jam 1 kmol

b. Impuritis Q5Impuritis = m x Cp x dT = 10.194,379 kg/jam x 0,54 kkal/kgoC (75 -25)oC = 275.248,233 kkal/jam c. Etanol Q5Etanol

= 39.999,74 kg/jam x 0,670 kkal/kgoC (75-25)oC = 1.339.9991,29 kkal/jam

d. Air Q5Air = m x Cp x dT = 1.666,6 kg/jam 1 kkal/kgoC (75 -25)oC = 83.330 kkal/jam Total Qkeluar pada alur 5

= 1.670,247 kkal/jam + 275.248,233 kkal/jam + 1.339.991,29 kkal/jam + 8.333 kkal/jam = 1.625.242,77 kkal/jam

Total Qsteam

= Qkeluar - Qmasuk = 1.625.242,77 kkal/jam – 171.476,7213 kkal/jam = 1.453.766.0487 kkal/jam

Jadi energi yang dihasilkan oleh steam pada alur masuk sebesar 1.453.766,049 kkal/jam Sebagai media pemanas digunakan steam pada suhu 130oC

130 C = 2.716,484 kj/kg

(Reklaitis, 19760)

o

= 2.716,484 kj/kg x

1 kkal / kg 4,184 kj / kg

= 649,255 kkal/kg maka laju steam yang dibutuhkan


QSteam =

1.453.766,049kkal / jam 649,255 kkal / kg

= 2.239,1295 kg/jam Tabel LB.1 Neraca Energi Dalam Ekstraktor Komponen

Energi Masuk (kkl/jam) Alur F3

Alur F4

Tanin

1.609,6

Impuritis

29.134,783

Etanol

-

133.999,933

Air

-

83.330

Energi Keluar (kkl/jam) Alur F5

1.670,247

Steam

1.453.766,048

Total

1.700.239,77

275.248,233 1.339.991,29 83.330 1.700.239,77

5. Filter Press (P-101)

Q7 Tanin Etanol Air T=75oC

Q5 T=75oC Tanin Etanol Air Impuritis

Q6 T = 75oC Impuritis

Pada filter press tidak ada perubahan energi Q5 = Q6 + Q7

Tabel LB.2 Neraca Energi Dalam Filter Press


Komponen

Energi Masuk (kkl/jam) Alur F3

Energi Keluar (kkl/jam)

Alur F4

Tanin

1.609,6

Impuritis

29.134,783

Etanol

-

133.999,933

Air

-

83.330

Alur F5

1.670,247

Steam

1.453.766,048

Total

1.700.239,77

275.248,233 1.339.991,29 83.330 1.700.239,77

6. Tangki Pengendapan (TT-102) Air Pendingin T= 25oC

Q7 Tanin Etanol Air T= 75oC

Q8 Tanin Etanol Air T= 30oC

Air pendingin buangan 40oC

Energi Masuk


Cp Tanin =

 (18,4991  13,3458x10

2

T  0,8428 x10 4 T  2  2,0206 x10 8 T 3 )dT

298 K

= 18,4991 (50) +

13,3458 x10 2 (348 2  298 2 ) 2

0,8428 x10 2 2,0206 x10 8 3 3 (348  298 ) + (348 4  298 4 ) 3 4 = 92,2455 + 2.155,3467 – 440,52032 + 34,24931


= 2.671,53069 J/mol = 0,064117 kkal/mol

Q7Tanin = N7Tanin

348 K

 Cp

Tanin

dT


= 2,605

348 K

 Cp

Tanin

dT

298K

kkal kkal 1000 mol kmol  1.670,247 x x0,064117 jam mol jam 1 kmol

b. Impuritis Q7Impuritis = m x Cp x dT = 10.194,379 kg/jam x 0,54 kkal/kgoC (75 -25)oC = 275.248,233 kkal/jam c. Etanol Q7Etanol

= 39.999,74 kg/jam x 0,670 kkal/kgoC (75-25)oC = 1.339.991,29 kkal/jam

d. Air Q7Air = m x Cp x dT = 1.666,6 kg/jam 1 kkal/kgoC (75 -25)oC = 83.330 kkal/jam Total Qmasuk pada alur 7

= 1.670,247 kkal/jam + 275.248,233 kkal/jam + 1.339.991,29 kkal/jam + 83.330 kkal/jam = 1.700.239,77 kkal/jam

Energi Keluar


Cp Tanin =

 (18,4991  13,3458x10

2

T  0,8428 x10  4 T  2  2,0206 x108 T 3 )dT

298 K


= 18,4991 (5) +

13,3458 x102 (3032  2982 ) 2

2,0206 x10 8 0,8428 x104 (3033  2983 ) + (3034  298 4 ) 3 4 = 92,2455 + 200,52065 – 38,05340 + 2,74166 = 257,45441 J/mol = 0,061789 kkal/mol

Q8Tanin = N8Tanin

303 K

 Cp

Tanin

dT


= 2,605

303 K

 Cp

Tanin

dT

298K

kkal kkal 1000 mol kmol  160,960 x x0,061789 jam mol 1kmol jam

b. Etanol Q8Etanol

= m x Cp x dT = 39.999,74 kg/jam x 0,670 kkal/kgoC (30 -25)oC =133.999,129 kkal/jam

c. Air Q8Air

= m x Cp x dT = 1.666,6 kg/jam 1 kkal/kgoC (30 -25)oC = 8.333 kkal/jam

Total Qkeluar pada alur 8

= 142.493,150 kkal/jam

Panas yang diserap Total Qdiserap

= Qkeluar – Qmasuk = 142.493,150 kkal/jam –1.700.239,77 kkal/jam = -1.557.746,619 kkal/jam

Jadi, energi yang diserap oleh air pendingin pada alur keluar sebesar -1.557.746,619 kkal/jam. Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan : Kondisi masuk air pendingin pada T= 25oC Kondisi air pendingin keluar T = 40oC


H (250C) = 104,8 kJ/kg H (400C) = 167,4 kJ/kg λ = H (250C) – H (400C) = (104,8 – 167,4) = -62,5 kJ/kg =Q/=

Jumlah air pendingin yang diperlukan (m)

 1.557.746,619kJ / jam  62,5 kJ / kg

= 24.923,945 kg/jam

Tabel LB- 3 Neraca Energi Dalam Tangki Pengendapan Panas Masuk (kkal/jam)

Komponen

Panas Keluar (kkal/jam

Alur Q7

Alur Q8

Tanin

1.670,247

160,960

Etanol

1.339.991,29

133.999,129

Air

83.330

8.333

Qdiserap

-

1.557.746,619

Total

142.493,089

142.493,089

7. Evaporator (FE-101) 14

Q T= 85oC Etanol Air

Steam masuk T=130oC

Q8 T= 30oC Tanin Etanol Air Q9 T =85oC Tanin Air


Energi Masuk


Cp Tanin =

 (18,4991  13,3458x10

2

T  0,8428 x10  4 T  2  2,0206 x108 T 3 )dT

298 K

= 18,4991 (5) +

13,3458 x102 (3032  2982 ) 2

2,0206 x10 8 0,8428 x104 (3033  2983 ) + (3034  298 4 ) 3 4 = 92,2455 + 200,52065 – 38,05340 + 2,74166 = 257,45441 J/mol = 0,061789 kkal/mol

Q8Tanin = N8Tanin

303 K

 Cp

Tanin

dT


= 2,605

303 K

 Cp

Tanin

dT

298K

kmol kkal 1000 mol kkal x0,061789 x  160,960 jam mol 1kmol jam

b. Etanol Q8Etanol

= m x Cp x dT = 39.999,74 kg/jam x 0,670 kkal/kgoC (30 -25)oC =133.999,129 kkal/jam

c. Air Q8Air



= 142.493,089 kkal/jam

Energi Keluar

Pada Alur 9 a. Tanin


358 K

Cp Tanin =

 (18,4991  13,3458 x10

2

T  0,8428 x10  4 T  2  2,0206 x108 T 3 )dT

298 K

= 18,4991 (60) +

13,3458 x102 (3532  2982 ) 2

0,8428 x104 2,0206 x108 (3533  2983 ) + (3534  2984 ) 3 4 = 1.109,946 + 2626,453 – 313,476 + 43,139 = 3.379,78 J/mol = 0,8111 kkal/mol Q9Tanin = N9Tanin

358 K

 Cp

Tanin

dT


= 2,605

358 K

 Cp

Tanin

dT

298K

kmol kkal 1000 mol kkal x0,8111 x  2.112,915 jam mol 1 kmol jam

b. Air Q9Air



= 2.112,915 kkal/jam + 97.596 kkal/jam = 99.708,915 kkl/jam

Pada Alur 14 a. Etanol Q14Etanol = m x Cp x dT + m x λ Etanol = 39.999,74 kg/jam x 0,505 kkal/kgoC (85 -25)oC + 39.999,74 kg/jam x 204,26 kkal/kg = 1.211.992,122 kkal/jam + 8.170.346,892 kkal/jam = 9.382.339,014 kkal/jam d. Air Q14Air

= m x Cp x dT + m x λ Air = 40 kg/jam 1 kkal/kgoC (85 -25)oC + 40 kg/jam 633,80 kkal/jam


= 2400 kkal/jam + 25.352,04 kkal/kg = 27.752,065 kkal/jam Total Qkeluar pada alur 14

= 9.382.339,014 kkal/jam + 27.752,065 kkal/jam = 9.410.090,079 kkal/jam

Total Qkeluar

= 99.708,915 kkal/jam + 9.410.090,079 kkal/jam = 9.509.799,994 kkal/jam

Total Qsteam

= Qkeluar - Qmasuk = 9.509.799,994 kkal/jam – 142.493,089 kkal/jam = 9.367.306,905 kkal/jam

Jadi energi yang dihasilkan oleh steam pada alur masuk sebesar 9.367.306,905 kkal/jam H130oC = 2.716,484 kJ/kg H 85 oC = 355,856 kJ/kg λ = H (1300C) – H (850C) = 2.716,484 - 355,856 = 2.360,628 kJ/kg x

1 kkal / kg 4,184 kj / kg

= 564,203 kkal/kg maka laju steam yang dibutuhkan : QSteam =

9.367.306,905kkal / jam 564,203 kkal / kg

= 1.804,542 kg/jam Tabel LB- 4 Neraca Energi Dalam Evaporator Panas Masuk Komponen

(kkal/jam)


Alur Q8

Alur Q9

Alur Q14

Tanin

160,960

2.112,915

-

Etanol

133.999,129

-

1.514.990,153

Air

8.333

97.596

3.000

Qsteam

1.475.205,979

Total

1.617.699,068

1.617.699,068


8. Kondensor (E-101) Air Pendingin T= 25oC

Q15 T= 30oC Etanol Air (cair)

Q14 T= 85oC Etanol Air (uap)

.

Air Pendingin buangan T = 40 oC

Energi Masuk

Pada Alur 14 a. Etanol Q14Etanol = m x Cp x dT + m x λ Etanol = 39.999,74 kg/jam x 0,505 kkal/kgoC (85 -25)oC + 39.999,74 kg/jam x 204,26 kkal/kg = 1.211.992,122 kkal/jam + 8.170.346,892 kkal/jam = 9.382.339,014 kkal/jam b. Air Q14Air

= m x Cp x dT + m x λ Air = 40 kg/jam 1 kkal/kgoC (85 -25)oC + 40 kg/jam 633,80 kkal/jam = 2400 kkal/jam + 25.352,04 kkal/jam = 27.752,065 kkal/jam



Energi Keluar

a. Etanol Q15Etanol = m x Cp x dT + m x λ Etanol = 39.999,74 kg/jam x 0,505 kkal/kgoC (30 -25)oC + 39.999,74 kg/jam x 201,1854 kkal/kg


= 100.999,3435 kkal/jam + 8.047.363,692 kkal/jam = 8.148.363,036 kkal/jam b. Air Q15Air

= m x Cp x dT + m x λ Air = 40 kg/jam 1 kkal/kgoC (30 -25)oC + 40 kg/jam x 30,043 kkal/kg = 200 kkal/jam + 1201,7208 kkal/kg = 1.401,7208 kkal/kg



Panas yang diserap Total Qdiserap

= Qkeluar – Qmasuk = 8.149.764,756 kkal/jam – 9.410.091,079 kkal/jam = -1.260.326,323 kkal/jam

Jadi, energi yang diserap oleh air pendingin pada alur keluar sebesar -1.260.326,323 kkal/jam. Jumlah air pendingin yang dibutuhkan : Kondisi masuk air pendingin pada T = 25oC Kondisi air pendingin keluar T = 40oC H (250C) = 104,8 kJ/kg H (400C) = 167,4 kJ/kg λ = H (250C) – H (400C) = (104,8 – 167,4) = -62,5 kJ/kg Jumlah air pendingin yang diperlukan (m)

=Q/=

 1.260.326,323kJ / jam  62,5 kJ / kg

= 13.331,65 kg/jam


Tabel LB- 5 Neraca Energi Dalam Kondensor Panas Masuk (kkal/jam)

Komponen


Alur Q14

Alur Q15

Etanol

1.514.990,153

100.999,343

Air

3.000

200

Qdiserap

-

1.416.790,81

Total

1.517.990,153

1.517.990,153

9. Rotary Dryer (DE-101)

Energi Masuk


Cp Tanin =

 (18,4991  13,3458 x10

2

T  0,8428 x10  4 T  2  2,0206 x108 T 3 )dT

298 K

13,3458 x102 = 18,4991 (60) + (3532  2982 ) 2 0,8428 x104 2,0206 x108 (3533  2983 ) + (3534  2984 ) 3 4 = 1.109,946 + 2626,453 – 313,476 + 43,139


= 3.379,78 J/mol = 0,8111 kkal/mol Q9Tanin = N9Tanin

303 K

 Cp

Tanin

dT


= 2,605

303 K

 Cp

dT

Tanin

298K

kmol kkal 1000 mol kkal x0,8111 x  2.112,915 jam mol 1 kmol jam

b. Air Q9Air


Total Qmasukpada alur 9

= 2.112,915 kkal/jam + 97.997 kkal/jam = 100.109,915 kkal/jam

Energi Keluar


Cp Tanin =

 (18,4991  13,3458 x10

2

T  0,8428 x10  4 T  2  2,0206 x10 8 T 3 )dT

298 K

= 18,4991 (75) +

13,3458 x102 (3732  2982 ) 2

0,8428 x104 2,0206 x108 3 3 (373  298 ) + (3734  2984 ) 3 4 = 1. 387,432+ 3.358,136 – 714,456 + 57,944 = 3.973,168 J/mol = 0,953 kkal/mol Q10Tanin = N9Tanin

373 K

 Cp

Tanin

dT

298 K

=

9 FTanin BM Tanin

373 K

 Cp

Tanin

dT

298K


= 2,605

kmol kkal 1000 mol kkal x0,953 x  2.482,565 jam mol 1kmol jam

b. Air Q10Air

= m xCp x dT = 163,3 kg/jam x 1 kkal/kgoC (100-25)oC = 12.247,5 kkal/jam

Total Qkeluar pada alur 10 = 2.482,565 kkal/jam + 12.247,5 kkal/jam = 14.730,065 kkal/jam

Energi Keluar

Pada Alur 11 Air

= m xCp x dT = 1.469,9 kg/jam x 1 kkal/kgoC (100-25)oC = 110.242,5 kkal/jam

Total Qkeluar

= 14.730,065 kkal/jam +110.242,5 kkal/jam = 124.972,565 kkal/jam

Entalphi udara dihitung dengan persamaan: H = 0,24 t + w (1060,8 + 0,45 t) Dimana : w = humidity udara Temperatur udara masuk ke heater udara 30oC (86oF) H = 0,24 (86 -77) + 0,019 (1060,8 + 0,45 (86-77) H = 2,16 + 20,232 H = 22,392 Temperatur udara keluar heater sebesar 100oC (212oF) H = 0,24 (212 – 77) + 0,019 (1069,8 + 0,45 (212-77)) H = 67,131Btu/lb Misalkan : kebutuhan udara = X lb Panas udara keluar heater = masuk drier = 67,131 X Btu Panas udara masuk heater = keluar drier = 22,392.Xbtu Panas masuk drier = panas umpan masuk + panas udara masuk


= 100.109,915 + 67,131 X Btu Panas keluar drier = panas umpan keluar + panas udara keluar = 124.972,565 + 22,392 X Btu Neraca energi pada drier : Panas masuk = panas keluar 100.109,915 + 67,131. XBtu = 124.972,565 + 22,392.XBtu X = 1131,191 Qudara masuk (Qo)

= 67,131 XBtu = 75937,98302 Btu = 18364,709 kkal/jam

Qudara keluar (Qi)

= 22,392 XBtu = 47170,835 Btu = 11404,941 kkal/jam

Qs

= Qo + Qi = 24.862,65 kkal/jam

Kondisi superheated steam (P = 1 atm, T = 130oC) T keluar

= 100oC

Cp H2O

= 1 kkal/kgoC



= 2733,730 kJ/Kg = 653,377 kkal/kg (Smith,1987)

Steam yang dibutuhkan : m

24.862,65 kkal / jam 653,377 kkal / kg

= 38,052 kg/jam

Tabel LB- 6 Neraca Energi Dalam Rotary Dryer

Komponen

Panas Masuk

Panas Keluar

(kkal/jam)

(kkal/jam)

Alur Q9

Alur Q10

Alur Q11

Tanin

2.112,915

2.482,56

-

Air

97.997

12.247,5

110.242,5

Qs

24.862,65

-

-

Total

124.972,565

124.972,565


8. Rotary Cooler (RC-101)

Air pendingin T= 25oC

Q10 T= 100oC Tanin Air

Q12 T= 30oC Tanin Air

Air Pendingin buangan T =40 oC

Energi Masuk

Pada alur 10 a. Tanin 373 K

 (18,4991  13,3458 x10

Cp Tanin =

2

T  0,8428 x10  4 T  2  2,0206 x10 8 T 3 )dT

298 K

= 18,4991 (75) +

13,3458 x102 (3732  2982 ) 2

0,8428 x104 2,0206 x108 (3733  2983 ) + (3734  2984 ) 3 4 = 1. 387,432+ 3.358,136 – 714,456 + 57,944 = 3.973,168 J/mol = 0,953 kkal/mol 10

Q

Tanin =

10

N

373 K

Tanin

 Cp

Tanin

dT

Tanin

dT

298 K

=

10 FTanin BM Tanin

= 2,605

373 K

 Cp

298K

kkal kkal 1000 mol kmol  2.482,565 x x0,953 jam mol 1kmol jam

b. Air Q10Air

= m xCp x dT = 163,3 kg/jam x 1 kkal/kgoC (100-25)oC = 12.247,5 kkal/jam


Total Qmasukpada alur 10 = 2.482,565 kkal/jam + 12.247,5 kkal/jam = 14.730,065 kkal/jam

Energi Keluar


Cp Tanin =

 (18,499  13,3458 x10

2

T  0,8428 x10  4 T  2  2,0206 x10 8 T 3 )dT

298 K

= 18,4991 (303-298) +

13,3458 x10 2 303  298  2

2,0206 x10 8 4 0,8428 x10 2 (5 ) (5)  4 3 = 257,45441 J/mol = 0,061789 kkal/mol Q12Tanin = N12Tanin

303 K

 Cp

Tanin

dT

298 K

=

F 12Tanin BM Tanin

= 2,605

303 K

 Cp

Tanin

dT

298 K

kkal kkal 1000mol kmol  160,960 x x0,061789 jam mol 1kmol jam

b. Air Q12Air = m x Cp x dT = 163,3 kg/jam x 1kkal/kgoC (30-25) oC = 816.5 kkal/jam Total Qkeluar pada alur 12 = 160,960 kkal/jam + 816.5 kkal/jam = 977,46 kkal/jam Qdiserap

= Qkeluar – Qmasuk = 977,46 kkal/jam – 14.730,065 kkal/jam = -13.752,605 kkal/jam


Jadi, energi yang diserap oleh air pendingin pada alur keluar sebesar -13.752,605 kkal/jam. Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan : Kondisi masuk air pendingin pada T= 20oC Kondisi air pendingin keluar T = 40oC H (250C) = 104,8 kJ/kg H (400C) = 167,4 kJ/kg λ = H (250C) – H (400C) = (104,8 – 167,4) = -62,5 kJ/kg

Jumlah air pendingin yang diperlukan (m)

=Q/=

 13.752,605 kJ / jam  62,5 kJ / kg

= 220,041 kg/jam

Tabel L.B-7 Neraca Energi Dalam Rotary Cooler Panas Masuk

Panas Keluar

(kkal/jam)

(kkal/jam)

Alur Q10

Alur Q12

Tanin

2.482,565

160,960

Air

12.247,5

816,5

Qdiserap

-

13.752,605

Total

14.730,065

14.730,065

Komponen


9. Ball Mill (SR-103) Q12 Tanin Air

Q13 Tanin Air

Pada ball mill tidak ada perubahan jumlah energi pada setiap komponen, hanya Q12tanin

= Q13tanin

Tabel L.B-7 Neraca Energi Dalam Ball Mill (SR-103) Panas Masuk

Panas Keluar

(kkal/jam)

(kkal/jam)

Alur Q12

Alur Q13

Tanin

160,960

160,960

Air

816,5

816,5

Total

977,46

977,46

Komponen


LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT

L.C.1 Gudang Bahan Baku (GBB)

Fungsi : sebagai tempat persediaan bahan baku. Laju alir masuk biji pinang (G)

= 13.888,8 kg/jam

(Lampiran A)

Densitas biji pinang (  )

= 0,32656 kg/liter

(Effendi, dkk)

= 326,56 kg/m3 Lama penyimpanan ( )

= 7 hari = 168 jam

Faktor kelonggaran, fk

= 20%

(Perry,1984)

Jumlah gudang yang akan direncanakan sebanyak 1 unit dengan desain sebagai berikut :



Tinggi (h)

= 15 m



Panjang

= 2 XL

Volume gudang (V)

=   L h

V

= 2 x L x L x 15

V

= 30L2

Volume bahan, Vb

= =

G

 13.888,8 326,56

= 425,306 m3/jam Volume bahan dalam gudang untuk 7 hari V

= Vb  (1  fk ) = 425,306 x 168 x (1 + 0,2) = 85.741,689 m3

Sehingga diperoleh : 85.741,689

= 30 L2


L2

= 2.858,056

L

= 53,460 meter

P

= 2 xL

Maka, = 2 x 53,460 = 106,920 Diperoleh spesifikasi gudang bahan baku :



Konstruksi yang diinginkan pondasi beton dengan dinding batu dan atap seng



Tinggi gudang

= 15 m



Panjang gudang

= 106,92 m = 107 m



Lebar gudang

= 53,460 m = 54 m

L.C.2 Tangki Etanol 96% (TE-101)

Fungsi : untuk menampung etanol selama 2 hari operasi Jumlah tangki yang ingin dirancang sebanyak 1 buah Tekanan pada tangki

= 1 atm

Temperatur tangki

= 30oC

Laju alir masuk (G)

= 39.999,74 kg/jam

(Lampiran A)

= 88.183,426 lb/jam Densitas etanol 96% (  )

= 792,71 kg/m3 = 1.747,6355 lb/ft3

Waktu tinggal ( )

= 48 jam


Tangki dirancang berbentuk silinder tegak dengan tutup bawah datar dan tutup atas ellipsoidal. Hh

Hs

D

Gambar LC-1 . Rancangan tangki etanol Perhitungan: Menentukan ukuran tangki a. Volume Tangki, VT

Massa, m

= 39.999,74 kg/jam x 24 jam/hari x 3 hari = 2.879.981,28 kg 2.879.981,28 kg  3.633,083 m 3 3 792,71kg / m

Volume larutan, Vl

=

Volume tangki, Vt

= 1,2 x

m



= 1,2 x 3.633,83 = 4.360,596 m3

b. Diameter dan tinggi shell Volume shell tangki (Vs) : Vs =

1 4

Di2Hs

Vs =

3 4

Di3

;

asumsi: Di : Hs = 1 : 3 (Perry dan Green, 1999)

Volume tutup tangki (Ve) : Ve =



24

Di3

(Brownell, 1959)

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

19 24

Di3

4.360,596 m3 =

19 24

Di3


1 in  446,838 in 0,0254 m

Di

= 7,645 m x

Hs

= 22,035 m = 902,964 in

c. Tebal shell tangki t=

PR  n.C SE  0,6 P

(Perry dan Green, 1999)

Dimana : t = tebal shell (in) P = tekanan desain (psia) R = jari-jari dalam tangki (in) E = Joint effesiensi

(Brownell, 1959)

S = allowable stress

(Brownell, 1959)

C = corrosion allowance (in/tahun) n = umur alat Volume larutan = 3.633,083 m3 Volume tangki = 4.360,596 m3 Tinggi larutan dalam tangki

=

3.633,083 x Hs 4.360,596

=

3.633,083 x 22,035 m 18,362 m 4.360,596

Tekanan hidrostatik P =ρxgxl = 792,71 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 18,362 m = 142.646,262 Pa = 20,688 psia Faktor kelonggaran = 20 % Maka, Pdesain = (1,2) P operasi = 1,2 (14,696 + 20,688) = 42,46 psia



Direncanakan bahan konstruksi Stainless Steel SA-304



Allowable workinh stress (S) : 18.700 psia



Joint effesiensi (E)

: 0,85



corrosion allowance(C)

: 0,125 in/tahun (Perry dan Green, 1999)



Umur alat

: 10 tahun

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


t = =

PR  n.C SE  0,6 P (42,46 psia ) (78,425 / 2 in)  10.(0,125 in) (18.700 psia ) (0,85)  0,6(42,46 psia )

= 1,3548in Tebal shell standar yang digunakan = 1 12 in ( Brownell dan

Young, 1959)

d. Tebal tutup tangki Tebal dinding head (tutup tangki)



Allowable workinh stress (S) : 18.700 psia

(Peters, dkk., 2004)



Joint effesiensi (E)

: 0,85




corrosion allowance(C)

: 0,125 in/tahun (Perry dan Green, 1999)



Umur alat

: 10 tahun

Tebal head (dh) =

P x Di  (C x A) 2SE  0,2 P


Dimana : dh = tebal dinding head (tutup tangki) (in) P = tekanan desain (psi) Di = diameter tangki (in) S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan dh =

27,63 x 78,425  ( 0,125 x 10) (2 x 18.700 x 0,85)  (0,2 x 78,425)

= 1,318 in Dipilih tebal head standar 1 12 in

( Brownell dan Young, 1959)

e. Diameter dan tinggi tutup Diameter = shell besar dari 1 in, Diameter = Di + Di/24 + 2sf + 2/3 icr + l

( Brownell dan Young, 1959)

Dimana : Di = diameter tangki, in sf = panjang straight-flange, in icr = inside – corner radius, in l

= tebal shell, in

Dari tabel 5.6 Brownell diperoleh untuk tebal shell : 1 12


sf = 1 12  4 12 in dipilih 1 12 in icr = 5 14 in Tinggi head = Di x 1/5

(Brwonell and Young,1959)

= 7,645 x 1/5 = 1,529 m = 5,016 ft Tinggi tutup = Hs x Hh

(Brwonell and Young,1959)

= 22,035 x 1,529 = 23,564 m = 77,313 ft

L.C. 3 Hammer Crusher (SR-101)

Fungsi : Untuk memotong – motong biji pinang untuk menjadi potongan yang lebih kecil Jenis

:

Smooth Roll crusher

Bahan konstruksi

:

Carbon steel

Jumlah

:

1 unit

Kapasitas

:

13.888,8 kg/jam

Perhitungan daya : dr

= (0,961 df - do)/0,039

( Wallas, 1998)

dimana ; dr

=

diameter roll

df

=

diameter umpan

do

=

diameter celah roll

Diperkirakan umpan cullet memiliki ukuran berkisar 1,5 in, diambil ukuran (df) = 1,5 in Pemecahan menggunakan Smooth Roll crusher dengan diameter celah roll dengan ukuran (do) = 0,5 in dr

= (0,961 df - do)/0,039


= (0,961 x 1,5- 0,5)/0,039 = 23,14 in Sesuai dengan tabel 12.8 b, Wallas,1998 maka ukuran crusher yang digunakan : Diamete Roll

= 24 in

Diameter Lump Maks

= 14 in

Kecepatan Roll

= 125 rpm

Untuk menghitung daya motor yang digunakan: P = 0,3 ms R*

(

Timmerhaus,2004) Dimana : ms = kapasitas umpan ( kg/s) R* = maksimum reduction ratio ( R* = 16 untuk smooth roll crusher)

( Timmerhaus,2004)

*

P = 0,3 ms R

= 0,3 (4,626 kg/s)(16) = 22,22 kW

L.C.4 Ball Mill (SR-102)

Fungsi : menghaluskan biji pinang sehingga diperoleh ukuran mesh 200 mesh. Laju alir masuk biji pinang (G)

= 13.888,8 kg/jam

(lampiran A)

= 13,888 ton/jam Efisiensi mill

= 97% < 200 mesh

Kapasitas

= (1 + fk) x G

(Perry,1984)

= (1 + 0,2) x 13,666 ton/jam = 16,6656 ton/jam Untuk kapasitas diatas maka digunakan spesifikasi mill jenis marcy ball mill



Spesifikasi

: No.200 sieve



Kapasitas

: 32 ton/jam



Tipe

: Marcy Ball mill



Size

:5x4



Ball charge

: 20,2 ton




Power

: 44 Hp



Mill speed

: 27 rpm



Jumlah

: 1 unit

(Sumber : tabel 20-16, Perry, 1984)

L.C.5 Ekstraktor (TT-102)

Fungsi

: Untuk mengekstrak serbuk pinang dengan etanol

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas kerucut dan tutup elipsoidal

Bahan

: Stainless Steel A – 283 -54 grade C

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: 75oC; 1 atm

Laju alir massa

= 55.555,13 kg/jam = 100.001,742 lb/jam (lampiran A)

Waktu perancangan

= 1 jam

Faktor kelonggaran

= 20%

Densitas campuran(  camp )

= 2384,44 kg/m3 = 2384,44kg/m3 x

0,06243lb / ft 3 148,86lb / ft 3 3 1kg / m

1. Menentukan ukuran tangki a.

Volume larutan (VL)

=

55.555,13kg / jam x 1 jam = 23,299 m3 3 2384,44 kg / m

Volume tangki (VT)

= (1 + 0,2 ) x 23,299 m3 = 27,958 m3

Volume tiap tangki

=

27,958 m 3 = 13,979 m3 2

b. Diameter silinder dan tinggi silinder



Volume tangki

= volume silinder + volume tutup + volume

kerucut VT



= Vs + Vh + Vk

Volume silnder dan tinggi silinder : Volume silinder (Vs)

= ¼  D2H1

Diambil H1= D Vs

= ¼  D2(D)


=0,785 D3

Vs



Volume tutup (Vh) Diambil H2 Vh



=¼D



=

24

D 3 = 0,131 D3 (Brownel and Young,1958)

Volume kerucut (Vk) Diambil H3



:

=

=½D

 (D/2)H2

 (D/2)( ½D)

=

Vk

= 0,131 D3

3

3

(Brownel and Young,1958)

Vk

1

1

Dimaeter tangki (VT)

= Vs+ Vh + Vk = 0,785 D3 + 0,131 D3 + 0,131 D3

D

=

3

VT (Vs  Vh  Vk )

D

=

3

13,979 = 2,372 m (0,785  0,131  0,131)

= 7,7849 ft = 93,415 inc r 

=

D 2,372 = = 1,186 m = 3,892 ft = 46,707 inc 2 2

Diameter kerucut r = 0,6 D sin  (Brownel and Young,1958) Dimana : r

= jari – jari konis

D

= diameter tangki



= sudut pada konis

Diambil 

= 50o

Maka; r = 0,6 ( 2,372) sin 50o = 1,0902 m Diameter konis

= 1,0902 m x 2 = 2,1804 m


Menghitung tinggi tangki

c. 

 

Tinggi tangki; H1

=D

H1

= 2,372 m

H2

= ¼ D = ¼ ( 2,372)= 0,593 m

H3

=½D

Tinggi tutup Tinggi kerucut = ½ (2,372 ) = 1,186 m



Tinggi tangki HT

= H1+H2+H3 = 2,372 + 0,593 + 1,186 = 4,151 m = 13,6235 ft = 163,4707 in

d.

Tinggi cairan dalam tangki Tinggi cairan (Hc)

= =

VL xH T VT

23,299 x 4,151 27,958

= 3,459 m = 11,353 ft = 136,234 in 2. Tebal shell & tutup tangki a.

Tebal shell:

t

=



Allowable working stress (S) = 12.650 psia (Brownel &Young,1958)



Effisiensi sambungan (E)



Faktor korosi (C)

PR  (CxN ) (Tabel 9 Mc Cetta and Cunningham,1993) SE  0,6 P

Diambil 

= 0,8 (Brownel &Young,1958)

= 0,13-0,5mm/thn(Perry & Green,1979)

= 0,01 inc/tahun

Umur alat (N) = 15 tahun




Tekanan operasi

= 1 atm = 14,696 psia

Tekanan hidrostatik (Ph)

= =

( H c  1) x 144

11,353  1 x148,86 144

= 10,7024 psia 

Tekanan opersi (P) = Po+ Ph = (13,6235 + 10,7024) psia = 24,3259 psia



Tekanan desain (Pd) = (1 + fk) x P = (1 + 0,2) x 24,3259 = 29,1910 psia

Maka tebal shell : (t)

=

29,1910 x 46,707 inc  (0,01x15) (12.650 psia x0,8)  (0,6 x31,37)

= 0,2849 inc Digunakan tebal shell standar = 2/5 inc b. Tebal tutup : Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama = 2/5 inc 3. Penentuan pengaduk Jenis pengaduk

: flat 6 blade turbin impeller

Jumlah baffle

: 4 buah

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

; Da = 1/3 x 8,117 ft = 2,705 ft

E/Da = 1

; E = 2,705 ft

L/Da = ¼

; L = ¼ x 2,705 ft = 0,676 ft

W/Da = 1/5

; 1/5 x 2,705 ft = 0,541 ft

J/Dt = 1/12

; J = 1/12 x 8,117 ft = 0,676 ft


Dimana : Dt = Diameter tangki Da

= Diameter impeller

E

= Tinggi turbin dari dasar tangki

L

= panjang blade pada turbin

W

= Lebar blade pada turbin

J

= lebar baffle

Kecepatan pengaduk (N) = 1 putaran/detik Bilangan Reynold (NRe) = =

 N ( Dt ) 2  (128,484)(1) (8,117 t ) 2 2,442.10 3

= 3.466.526,153 NRe> 10.000 maka perhitungan pengadukan menggunakan rumus : K T n 3 Da 5  = gc

P KT = 6,3 P=

6,3(1 put / det) 2 (2,705 ft ) 5 (128,484lbm / ft 3 ) 32,174 lbm / lbf / det 2

= 3.643,517 ft lbf/det x

1 hp = 6,6245 Hp 550 ft lbf / det

Effisiensi motor penggerak 80% Daya motor penggerak =

6,6245 0,8

= 8,280 Hp Maka diplih tangki pengendapan dengan daya 9 Hp

L.C. 6 Filter Press (P-101)


Fungsi : untuk memisahkan antara impuritis dengan tanin yang bercampur didalam pelarut etanol Bahan : Carbon steel SA-333 Jenis

: plate and frame

Laju alir massa (G)

= 55.555,13 kg/jam = 122.476,839 lb/jam

Densitas campuran (  )

= 2384,44 kg/m3 = 2384,44 kg/m3 x

Laju alir (Q)

= =

0,06243lb / ft 3  148,86lb / ft 3 3 1kg / m

m

 122.476,839lb / jam 148,86lb / ft 3

= 822,765 ft3/jam Porositas bahan (P)

= 0,6

(Brownwll,1969)

Densitas cake

= 1.012,4075 kg/m3

(Geankoplis,1983)

=1.021,4075 kg/m3 x

0,06243 lb / ft 3 1kg / m 3

= 63,246 lb/ft3 Massa padatan tertahan (Mp) Mp = 12.233,844 kg/jam =12.233,844 kg/jam x

Tebal cake (Vc)

Cake frame (s)

2,20462 lb 1kg

= 26.970,977lb/jam Mp = (1  P ) x c 26.970,977b / jam = (1  0,6) x 63,2046 lb / ft 3 = 1.066,847ft3/jam 1m 3 = 1.066,847ft3/jam x 35,314 ft 3 = 30,21 m3/jam =

Mp Vc


26.970,977lb / jam 1.066,847 ft 3 / jam = 25,281 lb/ft3

=

Jumlah frame (F)

=

10 c S

632,046lb / ft 3 25,281lb / ft 3 = 25 unit

=

Lebar

= 1,55 ft = 0,4724 m

Panjang (P)

= 2 x 1,55 ft 0,3048 m 1 ft = 0,9449m = 3.1 ft x

Luas filter

=pxl = 3,1 ft x 1,55 ft = 4,8 ft2



Spesifikasi filter penyaringan : Luas filter

= 4,8 ft2

Lebar

= 1,55 ft

Panjang

= 3,1 ft

Jumlah frame

= 25 unit

Jumlah plate

= 25 unit

L.C.7 Tangki Pengendapan (TT-103)

Fungsi

: Untuk mengendapkan campuran tanin dengan etanol

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas kerucut dan tutup elipsoidal

Bahan

: Stainless Steel A – 283 -54 grade C

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: 30oC; 1 atm

Laju alir massa

= 45.360,76 kg/jam = 100.002,331 lb/jam

(lampiran A) Waktu perancangan

= 1 jam


Faktor kelonggaran

= 20%

Densitas campuran(  camp )

= 2.057,88 kg/m3 = 128,484 lb/ft3

Viskositas campuran (  camp ) =3,6337 cP = 8,794 lb/ft.jam =2,442.10-3lb/ft.det 2. Menentukan ukuran tangki Volume larutan (VL)

e.

=

45.360,76kg / jam x 1 jam = 22,042 m3 3 2.057,88kg / m

Volume tangki (VT)

= (1 + 0,2 ) x 22,042 m3 = 26,450 m3

Volume tiap tangki

26,450 m 3 = 13,225 m3 = 2

f. Diameter silinder dan tinggi silinder 

Volume tangki

= volume silinder + volume tutup + volume

kerucut VT 

= Vs + Vh + Vk

Volume silnder dan tinggi silinder : Volume silinder (Vs)

= ¼  D2H1

Diambil H1= D



Vs

= ¼  D2(D)

Vs

=0,785 D3

Volume tutup (Vh) Diambil H2 Vh



=¼D =

 24

D 3 = 0,131 D3 (Brownel and Young,1958)

Volume kerucut (Vk) Diambil H3



:

=½D =

Vk

= 0,131 D3

3

1

3

 (D/2)H2

(Brownel and Young,1958)

 (D/2)( ½D)

Vk

1

=

Dimaeter tangki (VT)

= Vs+ Vh + Vk = 0,785 D3 + 0,131 D3 + 0,131 D3

D

=

3

VT (Vs  Vh  Vk )


D

=

3

13,225 = 2,309 m (0,785  0,131  0,131)

= 7,576 ft = 90,905 inc r 

=

D 2,309 = = 1,154 m = 3,7876 ft = 45,4 inc 2 2

Diameter kerucut r = 0,6 D sin  (Brownel and Young,1958) Dimana : r

= jari – jari konis

D

= diameter tangki



= sudut pada konis

Diambil 

= 50o

Maka; r = 0,6 ( 1,154) sin 50o = 0,530 m Diameter konis g. 

 

= 0,530 m x 2 = 1,06 m

Menghitung tinggi tangki Tinggi tangki; H1

=D

H1

= 2,309 m

H2

= ¼ D = ¼ ( 2,309)= 0,577 m

H3

=½D

Tinggi tutup Tinggi kerucut = ½ (2,309 ) = 1,154 m



Tinggi tangki HT

= H1+H2+H3 = 2,309 + 0,577 + 1,154 = 4,0407 m = 13,256 ft = 159,084 in


h.

Tinggi cairan dalam tangki Tinggi cairan (Hc)

= =

VL xH T VT

22,042 x 4,0407 26,450

= 3,367 m = 11,047 ft =132,5706 in 4. Tebal shell & tutup tangki b. Tebal shell: PR  (CxN ) (Tabel 9 Mc Cetta and Cunningham,1993) SE  0,6 P

t

=



Allowable working stress (S) = 12.650 psia (Brownel &Young,1958)



Effisiensi sambungan (E)



Faktor korosi (C) Diambil

= 0,8 (Brownel &Young,1958)

= 0,13-0,5mm/thn(Perry & Green,1979)

= 0,01 inc/tahun



Umur alat (N) = 15 tahun



Tekanan operasi



Tekanan hidrostatik (Ph)

= 1 atm = 14,696 psia =

( H c  1) x 144

=

11,047  1 x128,484 144

= 8,964 psia



Tekanan opersi (P)

= Po+ Ph = (14,696 + 8,964) psia


= 23,660 psia 

Tekanan desain (Pd) = (1 + fk) x P = (1 + 0,2) x 23,66 = 28,392 psia

Maka tebal shell : (t)

28,392 x 45,4 inc  (0,01x15) (12.650 psia x0,8)  (0,6 x 28,392) = 0,27 inc

=

Digunakan tebal shell standar = 2/5 inc c. Tebal tutup : Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama = 2/5 inc

L.C.8 Evaporator (FE-101)

Fungsi

: untuk menguapkan etanol yang terikat pada tanin


Jumlah

: 1 unit

Tipe

: Basket type vertikal tube evaporator

Bahan konstruksi : Stainless steel SA- 304

(Brownell,1956)

Tekanan operasi : 1 atm = 14,7 psi Suhu umpan masuk

: 30oC = 86oF

Suhu produk keluar

: 850C = 185 oF

Jumlah larutan yang diuapkan= 45.360,76 kg/jam

(Lampiran A)

Laju alir produk(g)

(Lampiran A)

= 3.694,420 kg/jam

Densitas (  ) campuran = 2.057,88 kg/m3 = 128,484 lb/ft3 Volume produk V

=

=

G

 3.694,420 kg / jam 2.057,88 kg / m 3

= 1,795 m3/jam = 1,795 m3/jam x

1 ft 3 2,831 x 10  2 m 3

= 63,405 ft3/jam Evaporator berisi 80% dari shell Volume shell (Vsh)

63,405 ft 3 / jam = 0,8

= 79,256 ft3/jam = 79,256 ft3/jam x

1m 3 35,314 ft 3

= 2,244 m3/jam Evaporator dirancang berbentuk silinder tegak dengan tutup atas dan bebentuk ellipsiodal dan tutup bawah berbentuk kerucut, perbandingan tinggi silinder


dengan diameter silinder 4:1 perbandingan antara ellipsiodal dengan diameter tangki 2:3 Faktor kelonggaran 20%

(Brownell, 1959)

Volume silinder evaporator (Vs) = V (1 + fk) = 63,405 (1 + 0,2) = 76,086 ft3 = 12,1055 m3 Vs = ¼  Dt 2 4 / 1 Dt

=  Dt3

Dt

=

3

=

3

(Brownell, 1959)

Vs

(Brownell, 1959)

 76,086 ft 3 3,14

= 2,8906 ft = 0,8807 m Asumsi : UD (overall design coeficient ) = 700 Btu/jam.ft2. Dari gambar 14.7 D.Q Kern diperoleh : UD = 0,8 x 700 Btu/jam.ft2. = 560 Btu/jam.ft2. oF Q = 1.399.991,29 kkal/jam 

= 5.577.654,542 Btu/jam

Luas permukaan pemanasan A: A=

=

Q U D x T

(Kern,1965)

5.577.654,542 o

560 Btu / jam ft 2 F x (185  86) o F

= 100,607 ft2


= 30,665 m2  Penentuan jumlah tube (Nt) : A L x a"

Nt =

(Kern,1965)

Dimana : A = luas permukaan pemanasan (ft2) A” = luas permukaan luar tube per ft (ff2) L = panjang tube (ft) Asumsi tube yang diambil : OD = ¾ in BWG = 16 a” = 0,2618 ft2/ft ts = 0,065 in maka : Nt =

100,607 ft 2 10 ft x0,2618 ft 2 / ft

= 38,428 = 39 tubes Tinggi silinder (Hs)

= 4/1 x Dt

(Brownell, 1959)

= 4/1 x 2,890 ft = 11,562 ft = 3,522 m Tinggi head (Hd) = 2/3 x Dt

(Brownell,1959)

= 2/3 x 2,890 ft = 1,927 ft = 0,587 m Tinggi cones evaporator (Hc)

= tg  (Dt -1)

(Brownell,1959)


= tg 45 (2,890 ft -1) = 1,8906 ft = 0,576 m Panjang sisi miring cones, Lsmc (Lsmc)2 = (1/2 Dt)2 + (Hc)

(Brownell,1959)

1  Lsmc =  x 2,890 ft   (1,890 ft ) 2 2 

= 1,8264 ft = 0,5565 m Total tinggi evaporator (HTe)

= Hs + Hd + Hc = 11,562 ft + 1,927 ft + 1,8906 ft = 15,3796 ft = 4,6860 m

Volume silinder evaporator (Vse) =

1

4

 Dt 2 Hs

(Brownell,1959)

= ¼ (3,14) (2,890 ft)2 (11,562 ft) = 75,8365 ft 3 = 2,146 m3 Volume head silinder evaporator (Vde) Vde

=  (1/2 Dt)2 Hd

(Brownell,1959)

= 3,14 x (1/2 x 2,890 ft)2 x 1,927 ft = 12,6394 ft3 = 0,3577 m3 Volume cones evaporator (Vce) Vce = ½  Hc (Dt -1 )(Dt2 + Dt +1) (Brownell,1959) = ½ (3,14) (1,8906 ft) (2,890 ft-1)[( 2,890 ft)2 + 2,890 ft +1)] = 68,677 ft3


= 1,944 m3 Volume total evaporator (VTe) = Vse + Vde + Vce = 75,8365 ft 3 + 12,6394 ft3 + 68,677 ft3 = 157,1529 ft3 = 4,449 m3 Tekanan design (Pd)

=  (HS – 1)

(Brownell,1959)

= 128,484 lb/ft3 (11,562 ft-1) = 1.357,048 lb/ft2 x

1 psi 144 lb / ft 2

= 9.423 psi = 0,639 atm Tekanan total design (PT) = Pd + 14,7 psi

(Brownell,1959)

= 9,23 psi + 14,7 psi = 24,123 psi Dimana : E = effisiensi sambungan

= 80%

(Brownell,1959)

F = allowable stress

= 18.750 psi

(Brownell,1959)

C = faktor korosi

= 0,00625 in/tahun

(Brownell,1959)

n = umur alat

= 20 tahun

(Brownell,1959)

jadi,


t

=

(24,123 psi ) x(22,04in)  (0,00625 in / tahun x 20tahun) 2{18750 psi x 0,8)  (0,6x 22,93)

= 0,0177 in x

0,0254m 1in

= 0,000449 m



Spesifikasi tangki evaporator : Diameter tangki = 0,8807 m Tinggi tangki

= 4,6860 m

Volume tangki = 5,478 m3 Tebal plate

= 0,000449 m

Bahan konstruksi

= Stainless steel SA-304

L.C.9 Kondensor (E-101)


Fungsi : Mengubah fasa uap etanol menjadi etanol cair Jenis

: 1-2 shell and tube exchanger

Laju alir bahan masuk

= 40.033,072 kg/jam

(Lampiran A)

= 88.256,91 lb/jam Densitas etanol 96 %

= 0,79271 kg/ltr

Laju alir pendingin

= 13.331,65 kg/jam

(Lampiran B)

Tabel LC.2 Perhitungan LMTD untuk aliran counter current Fluida panas

Fluida dingin

Beda oF

85oC = 185 oF

Temperatur tinggi

55oC = 131oF

54

30oC = 86 oF

Temperatur rendah

25oC = 77oF

9

99

Selisih

54

45

Keterangan : T1 = temperatur fluida panas masuk T2 = temperatur fluida panas keluar t1 = temperatur fluida dingin masuk t2 = temperatur fluida dingin keluar


Maka : LMTD

=

LMTD

=

T  t  T 1

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

2

(Kern, 1959)

185  131  86  77   185  131  ln   86  77 

= 22,026oF Faktor korosi untuk fluida panas: R = (T1- T2)/(t1- t2)

(Kern, 1959)

= 99oF/45oF =2,2 Faktor koreksi untuk fluida dingin (S) : S = (t1- t2)/(T1- T2)

(Kern, 1959)

= 45oF/99oF = 0,454 Dari fig -19 Kern, 1950 diperoleh : FT = 0,75 Jadi,  t = FT x LMTD  t = 0,75 x 22,026oF

= 16,519oF Temperatur rata – rata a. Untuk fluida panas (Ta)

=

185  86 2

= 135,5 oF b. Untuk fluida dingin (Tb)

=

131  77 2


= 104oF Penempatan fluida : a. Fluida panas adalah fluida yang keluar dari evaporator berada dalam shell b. Fluida dingin adalah air pendingin berada di dalam tube

Dari tabel 8, hal 840, Kern .1950 diperoleh harga UD= = 75-150 BTU/jam.ft2.oF,maka diambil UD = 100 BTU/jam.ft2.oF

Sehingga diperoleh ukuran tube sebagai berikut : OD = 1 in BWG= 10 (Birmingham Wire Gauge/ukuran kawat Birmingham) ID = 0,732 in At = 0,2618 L = 12 ft (sumber : tabel 10 Kern 1950)

Luas perpindahan panas (A) A =

Q (U D )  (t )

(Kern, 1950)

Dimana Q =

1.214.392,122 kkal / jam 0,252 kkal / BTU

= 4.819.016,357 BTU/jam A =

4.819.016,122 BTU / jam 100 BTU / ft 2 .o F . jam 16,519 o F 

= 2.917,256 ft2

Menghitung jumlah tube (NT)


NT =

A L x at

(Kern, 1959)

2.917,256 ft 2 = (12 ft ) x 0,2618 ft 2 / ft  = 928,589 buah = 929 buah Ukuran shell: Dari tabel 9. D.G. Kern 1950 diperoleh data sebagai berikut: Heat exhanger 1- 8 pass, ¾ in OD tube pada 15/16 triangular pitch,

ID shell

=37 in

A koreksi

= NT x L x at

(Kern, 1959)

= 929 x 12 ft x 0,2618 ft2 = 2.918,546 ft UD koreksi

=

Q  A.koreksi x t

=

4.819.016,357 BTU / jam 2.918,546 ft 2 x(21,3806 o F )

(Kern, 1959)

= 77,227 Btu/jam.ft2.oF Untuk fluida panas melalui shell side

1. Baffle spacing (B’) = 1 in C’

= PT – OD

(Kern, 1959)

= 15/16 in -0,75 = 0,1875 in 2. Flow area accros bundle(as)

as

=

ID x C ' x B ' 144 x PT

(Kern, 1959)

=

37 x 0,1875 in x1in 144 x(15 / 16)

(Kern, 1959)


= 0,0514 ft2

3. Mass velocity (Gs) umpan : Gs

=

(Kern, 1959)

Ws ; dimana Ws = laju alir massa panas masuk as

= 40.033,072 kg/jam = 88.256,91 lb/jam Gs

=

88.256,91 0,0514

= 1.717.706,506 lb/ft2.jam 4. Diameter eqivalen (De) pada 15/16 tringular pich De

= 0,55 in

(fig-28Kern, 1959)

= 0,0458 ft 5. Temperatur rata – rata fluida panas = 135,5oF Viskositas fluida panas



= 0,2838 Cp

(Geankoplis, 1983)

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

=

=

De x Gs



(Kern,1958)

0,0458 ftx1.717.706,506 lb / ft 2. jam 0,686

= 114.680,696 Diperoleh koefisien panas (jH) = 205

(fig-28Kern, 1959)

6. Pada temperatur = 135,5 oF diperoleh C

= 0,44 BTU/lb.oF

(fig-4 Kern, 1950)

k

= 0,066 BTU/ft2jam (oF/ft)

(fig-2 Kern, 1950)


C x     k 

1/ 2

 0,44 x 0,686  =   0,066 

1/ 2

= 2,138 Film efficient outside hunde (ho) : 1

ho

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

= 205 x

(Kern,1950)

0,06 x 2,138 x1 0,0458

= 574,179 Btu/jam.ft2.oF Untuk fluida dingin melalui tube sidea 1. at’

= 0,2618 in

(Tabel – 10, Kern,1950)

at’

=

N T xat ' 144 xn

at’

=

929 x0,2618 in 2 144in 2 / ft x1

(Kern,1950)

= 1,688 at 2. Mass Velocity (Gt) fluida dingin : Gt

=

Wt at

dimana Wt

= laju alir massa fluida dingin = 13.331,65 kg/jam = 29.390,955 lb/jam

Gt

=

29.390,955 1,688 = 13.329,231 lb/ft2jam

3. Diketahui temperatur rata – rata fluida dingin = 104 oF Viskositas (  campuran)= 0,4 Cp x 2,4191 lb/ft2 jam.Cp = 0,968 lb/ft2.jam

(Geankoplis, 1983)


ID tube

= 0,732 in

Ret

=

= 8,784 ft

ID x Gt



(Kern,1950)

=

8,784 ftx13.329,231lb / ft 2 . jam 0,968

= 120.954,512 Koefisiean panas, jH

= 620

(Fig-24,Kern,1950) 1

4.

k  C x  3 = jH   x1 Di  k 

hi

Pada temperatur 104 oF C

= 0,4 BTU/lb.oF

k

= 0,68 BTU/ft2.jam (oF/ft)

hi

0,68  0,4 x0,968  3 = 620   x1 8,874  0,68 

(fig-4 Kern, 1950)

Maka : 1

= 50,277 BTU/jam.ft2.oF hio

=

hi x ID OD

=

50,277 x8,874 0,75

(Kern, 1950)

= 594,877 BTU/lb.oF Cleanoverall coefficient (Uc)

Uc

=

hio x ho hio  ho

=

594,877 x 574,179 594,877  574,179

(Kern,1950)

= 292,171


Pressure Drop a. Fluida panas

Res

= 137.565,0197 maka diperoleh f = 0,00015 (fig – 26 , Kern ,1950)

(N + 1) = 12 x L/B = 12 x 12/1 = 144 Ds

= ID shell/12 = 37/12 = 3,083

Spesifik grafity etanol

s

  =  e tan ol    air   0,79  =    0,85 

= 0,79

(tabel.6, Kern,1950)

0 ,14

(Kern,1950)

0 ,14

= 0,99 =1  Ps

=

f .Gs 2 .Ds.( N  1) (5,22 x1010 ) x(0,458) x(0,79) x1

=

0,00015.(1.717.706,506) 2 .3,83.144 (5,22 x1010 ) x(0,458) x(0,79) x1

(Kern,1950)

= 12 x1010 psi b.

Fluida dingin

Ret

= 120.954,512

Maka diperoleh f

= 0,0001

(fig – 29 , Kern

,1950)


 Pt

=

f .(Gt ) 2 .L.n 5,22 x1010 x (8,874) x0,79 x1

=

0,0001.(13.329,231) 2 .12.1 5,22 x1010 x (8,874) x0,79 x1

= 58.251,934 psi  Pt

=  Ps +  Pt

(Kern,1950)

= (12 x 1010) + 58.251,934 = 58.263,934 x 1010 psi Jadi beda tekan yang diizinkan adalah 10 psi L.C.10 Rotary Dryer (DE-101)

Fungsi

: Untuk mengeringkan serbuk tanin

Jenis

: Counter Indirect Heat Rotary Dryer

Bahan

: Commercial Steel

1. Menentukan Diameter Rotary Dryer Udara masuk : 130oC

= 268 0F

Udara keluar : 100 oC

= 212 oF

Banyak udara yang dibutuhkan

= 4.347,55 kg/jam

Range kecepatan udara

= 200 – 1000 lb/jam.ft2

Diambil kecepatan rata – rata

= 500 lb/jam. ft2

(Perry, 1999)

Luas perpindahan panas, banyaknya udara yang dibutuhkan 4.347,55 kg / jam x 2,20462 l b / kg  kecepa tan udara 500 lb / jam. ft 2 A = 19,169 ft  D2 4 A 19,169 A= ; D2 =  = 6,104  3,14 4 Maka D = 2,471 ft = 0,875 m

A=

2. Menentukan Panjang Dryer Lt = 0,1 x Cp x G 0,84 x D(Perry, 1999) Dimana :


Lt = panjang rotary dryer Cp = kapasitas udara pada 130 oC = 1,01255

kJ/kg.K

=

0,2418

o

BTU/lbm. F (Tabel A.3-3, Geankoplis, 1983) D = Diameter rotary dryer G = kecepatan udara yang digunakan dalam rotary dryer =

4.347,55 kg / jam x 2,20462 lb / kg = 41,109 lb/jam.ft2 2 233,151 ft

Lt = 0,1 x 0,2418BTU/lb.oF x (41,109 lb/jam.ft2)0,84 x 2,471 ft = 2,82 ft Nt = Number of heat transfer = 1,5 – 2,0

(Perry, 1999)

Diambil Nt = 2,0 L = Lt x Nt = 2,82 x 2,0 = 5,64 ft Untuk L/D = 3 – 10 ft L 5,64  = 2,283 ft (memenuhi) D 2,47

3. Waktu Transportasi Hold up = 3 -12 %

(Perry, 1999)

Diambil Hold up = 3 % Volume total =

 D2 L 4



3,14 x 2,4712 x 5,64  27,033 ft 3 4

Hold up = 3 % x 27,033 = 0,8109 ft3

Laju umpan masuk = 3.694,420 kg/jam = 8.144,718 lb /jam  = time of passage =

0,8109 x 60,389 Hold up   0,006 jam 8.144,718 Laju Umpan

4. Menghitung Putaran Rotary Dryer N=

v  .D

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

(Perry, 1999)

Diambil kecepatan putaran linear 100 ft/menit


N=

100 = 12,889 rpm 3,14 x 2,471

Range :

N x D = 25 – 35 rpm

(Perry, 1999)

N x D = 12,889 x 2,471 = 31,850 rpm (memenuhi) 5. Menentukan Power Total Hp untuk penggerak rotary dryer = 0,5 D2 – D2 Diambil power = 0,75 D2 = 0,75 (2,471)2 = 4,579 Hp

L.C.11 Rotary Cooler ( RC-101 )

Fungsi

: Untuk menurunkan suhu produk dari 80oC menjadi 30oC.

Jenis

: Rotary Cooler

Bahan

: Commercial Steel

1. Menentukan Diameter Rotary Cooler Air pendingin masuk : 25 oC

= 77oF

Air Pendingin keluar : 40 oC

= 104 oF

Banyak air pendingin yang dibutuhkan = 164,701 kg/jam = 363,099 lb/jam Range kecepatan aliran = 200 – 10.000 lb/jam.ft2 Diambil kecepatan rata-rata (G) = 3000 lb/jam. ft Luas penampang pendingin, A = G=

 4

(Perry, 1999) 2

 D 2 = 0,785 D2

Kebutuhan air pendingin A

3000 lb/jam.ft2 = D2 =

363,099 lb / jam 0,785D 2

363,099 lb / jam 3000 lb / jam. ft 2  0,785

D = 1,541 ft 2. Menentukan Panjang cooler Qt = 0,4 x L x D x G 0,67 x (Perry, 1999)


Qt 0,4  D  G 0,67  T

L =

Dimana : Qt = Jumlah panas yang dipindahkan = 164,701 kJ/jam = 363,099 Btu/jam D = Diameter rotary cooler (ft) L = Panjang dryer (ft) G = kecepatan air pendingin = 3000 lb/jam.ft2 Temperatur air pendingin masuk (t1) = 20oC = 68 oF Temperatur air pendingin keluar (t2) = 40oC = 104 oF Temperatur umpan masuk (t3) = 100oC = 212oF Temperatur umpan keluar (t4) = 30oC = 86oF T =

L =

(212  86) 0 F  (104  68) 0 F = 45oF 2 363,099 = 0,0612 ft = 0,0186 m 0,4  1,541 3000 0, 67  45

3. Waktu Tinggal =

0,23L N  DS 0,9

Dimana :  = waktu tinggal, menit

L = panjang rotary cooler, ft N = putaran rotary cooler, (0 – 8 rpm, diambil 1 rpm)

(Perry, 1999)

D = diameter rotary cooler, ft S = kemiringan dari rotary cooler, (4 – 7o, diambil 5o)

(Perry, 1999)

Maka : =

0,23  0,0612 = 0,104 menit 1  1,541  0,0873 0,9

4. Menghitung Putaran Rotary Cooler N=

v  .D


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

(Perry, 1999)

Diambil kecepatan putaran linear 100 ft/menit N=

100 = 20,666 rpm 3,14 x 1,541

Range :

N x D = 25 – 35 rpm

(Perry, 1999)

N x D = 20,666 x 1,541 = 31,847 rpm (memenuhi) 5. Menentukan Power Total Hp untuk penggerak rotary cooler = (0,5 D2) – (D2) Diambil power = 0,75 D2 = 0,75 (1,541)2 = 1,781 Hp

L.C.12 Ball Mill (SR-103)

Fungsi : menghaluskan tanin sehingga diperoleh ukuran mesh 200 mesh. Laju alir masuk biji pinang (G)

= 3.857,72 kg/jam

(lampiran A)

= 3,857 ton/jam Efisiensi mill

= 97% < 200 mesh

Kapasitas

= (1 + fk) x G

(Perry,1984)

= (1 +0,2) x 3,857 ton/ jam = 4,628 Untuk kapsitas diatas maka digunakan spesifikasi mill jenis marcy ball mill 

Spesifikasi

: No.200 sieve



Kapasitas

: 10 ton/jam



Tipe

: Marcy Ball mill



Size

:3x2



Ball charge

: 0,85 ton



Power

: 7 Hp



Mill speed

: 35 rpm



Jumlah

: 1 unit

(Sumber : tabel 20-16, Perry, 1984)


L.C.13 Packing Unit

Fungsi : Untuk mengemas produk dalam kemasan goni 50 kg. Pemilihan tipe berdasarkan pada tabel 7-23 Perry, 1999. Spesifikasi : 

Tipe

: Vertical Duger, SFW ( Simoltanouns Fill and Weight)



Jumlah

: 1 unit



Number of villing : 1 unit



Tipe kemasan: bags/goni



Ukuran



Weight content: 1,516

: 6,5 x 3,5 x 9 in

L.C.14 Gudang Produk (GP)

Fungsi : Sebagai tempat penampungan sementara produk sebelum dikemas Laju alir masuk tanin (G)

= 3.694,420 kg/jam

Densitas tanin (  )

= 0,13724kg/ltr

(Lampiran A) (Effendi, dkk,2004)

= 137,24 kg/m3 Lama penyimpanan (  )

= 7 hari = 168 jam

Faktor kelonggaran

: 20%

(Perry,1984)

Jumlah gudang yang akan direncanakan sebanyak 1 unit dengan desain sebagai berikut: 

Tinggi (h)

= 15 m



Panjang (p)

=2xl

Volume gudang (V)

=pxlxh


V

= 2 x l x l x 15

V

= 30 l2

Volume bahan (Vb)

=

=

G



3.649,420 137,24

= 26,591 m3/jam Volume bahan dalam gudang untuk 7 hari V

= Vb x  x (1 + fk) = 26,591 x 168 x (1 + 0,2) = 5.360,85 m3

Sehingga diperoleh : V

= 30 l2

5.360,85 = 30 l2 l2

= 178,695

l

= 13,367 m

P

=2xl

Maka,

= 2 x 13,367 m = 26,734 m Diperoleh spesifikasi gudang bahan baku :


Konstruksi yang diinginkan pondasi beton dengan dinding batu dan atap seng. 

Tinggi gudang

= 15 m



Panjang gudang

= 26,734 m

= 27 m



Lebar gudang

= 13,367 m

= 14 m

L.C.15 Belt Conveyer (C-101)

Fungsi

: untuk mengalirkan biji pinang ke rotary cutter

Jumlah

:1 unit

Kondisi Tekanan Suhu

: 1 atm : 300C

Jumlah materi

: 13.888,8 kg/jam

Faktor kelonggaran

: 20 %

Kapasitas materi

: 1,2 x 13.888,8 kg/jam

:16.666,56 kg/jam Menghitung Daya Conveyor P

= Phorizontal + Pvertikal + Pempty

(Wallas,1988)

Daya Horizontal Phorizontal

= (0,4 + L/300)(w/300)

(Wallas,1988)

Asumsikan panjang conveyor secara horizontal (L) = 20 ft Phorizontal

= (0,4 + 20 / 300)( 16,16 / 300) = 0,0259 Hp

Pvertikal

= 0,001 H.w

(Wallas,1988)

Dakian dari conveyor biasanya 50 sehingga tinggi conyeyor (H) dapat dihitung: H

= L tg 50 = 20 tg 50 = 1.75 ft

Pvertikal

= 0,001 x 1,75 x 16,666


= 0,0291 Hp Daya Empty Pempty

= μ. M/100

Kecepatan conveyor dapat dihitung (μ): Asumsikan tebal belt conveyor 14 inci dengan kemiringan belt 100 maka dari tabel 5.5a Wallas diperoleh data untuk conveyor = 6,69



16,666 x100  249,118 ft/menit 6,69

Horsepower conveyor dengan kemiringan 100 dan tebal belt conveyor 14 inci

dapat dilihat dari grafik 5.5c Wallas yaitu = 0,05

Pempty

=

249,118 x 0,05 100

= 0,1245 Hp Dengan demikian daya conveyor seluruhnya adalah : P = 0,0259 Hp + 0,0291 Hp + 0,1245 Hp = 0,1733 Hp

L.C.16 Belt Conveyer(C-102)

Fungsi

: untuk mengalirkan potongan biji pinang ke ball mill

Jenis

: horizontal belt conveyor

Jumlah

: 1 unit

Kondisi

: Tekanan

: 1 atm

Suhu

: 300C

Jumlah materi

: 13.888,8 kg/jam

Faktor kelonggaran

: 20 %

Kapasitas materi

: 1,2 x 13.888,8 kg/jam

:16.666,56 kg/jam Menghitung Daya Conveyor P


(Wallas,1988)



= (0,4 + L/300)(w/300)

(Wallas,1988)


= (0,4 + 20 / 300)( 16,66 / 300) = 0,0259 Hp

Pvertikal

= 0,001 H.w

(Wallas,1988)

Dakian dari conveyor biasanya 50 sehingga tinggi conyeyor (H) dapat dihitung: = L tg 50

H

= 20 tg 50 = 1.75 ft Pvertikal

= 0,001 x 1,75 x 16,666 = 0,0291 Hp

Daya Empty Pempty

= μ. M/100




16,666 x100  249,118 ft/menit 6,69



Pempty

=

249,118 x 0,05 100



L.C.17 Bucket Elevator (C-103)

Fungsi : untuk mengangkut serbuk pinang kedalam ekstraktor Laju alir masuk (G)

= 13.888,8 kg/jam

Faktor kelonggaran (fk) = 20% Kapasitas bucket elevator (K)

(Lampiran A) (Perry,1984)

=

G (1 fk ) 1.000

= 1,2 x 13.888,8 kg/jam = 16.666,56 kg/jam = 16,666 ton/jam Untuk bucket elevator dengan kapasitas minimum yang tersedia dipilih kapasitas 27 ton/jam dengan spesifikasi sebagi berikut : 

Jumlah bucket

: 1 unit



Jenis bucket

: Centrifugal dischanger spaced bucket



Tinggi pengangkut

: 25 ft



Ukuran bucket

: (8 x 5 x 5 ½)



Jarak antar bucket

: 12 in



Kecepatan putaran

: 43 rpm



Daya penggerak bucket



Material bucket

 Faktor korosi

: 1,6 Hp

: Mallable iron : 0,05 in/tahun

(sumber : tabel 21-8 Perry,1984)

L.C.18 Belt Conveyer (C-104)

Fungsi

: untuk mengalirkan impuritis ke penampungan limbah

Jenis

: horizontal belt conveyor

Jumlah

: 1 unit

Kondisi

:


Tekanan

: 1 atm

Suhu

: 300C

Jumlah materi

: 10.194,379 kg/jam

Faktor kelonggaran

:

20 %

Kapasitas materi

:

1,2 x 10.194,379 kg/jam

:

12.233,254 kg/jam

Menghitung Daya Conveyor P


(Wallas,1988)

= (0,4 + L/300)(w/300)

(Wallas,1988)



= (0,4 + 20 / 300)( 12,233 / 300) = 0,00108 Hp

Pvertikal

= 0,001 H.w

(Wallas,1988)

Dakian dari conveyor biasanya 50 sehingga tinggi conyeyor (H) dapat dihitung: = L tg 50

H

= 20 tg 50 = 1.75 ft Pvertikal

= 0,001 x 1,75 x 12,233 = 0,0214 Hp

Daya Empty Pempty

= μ. M/100




12,23 x100  182,855 ft/menit 6,69




=

Pempty

182,855 x 0,05 100


L.C.19 Screw Conveyer (C-105)

Fungsi

: untuk mengalirkan tannin dari rotary dryer ke rotary cooler

Jenis

:

horizontal screw conveyor

Bahan konstruksi

:

carbon steel

Kondisi operasi

: Temperatur : 30°C Tekanan

: 1 atm

Laju alir

:

3.857,720 kg/jam = 1,0715 kg/s = 8.454,193 lb/jam

Densitas

:

1265,17 kg/m3 = 79,023 lb/ft3

Direncanakan dalam 1 proses cukup ditempuh 1/12 jam kerja (5 menit) Laju alir volumetrik : Q

F





8.454,193 lb/jam  106,9839 ft 3 / jam 3 79,023 lb/ft

Daya conveyor : P=

C xLxWxF 33.000

dimana:

C = kapasitas conveyor (ft3/jam)

L

= panjang conveyor (ft)

W

= berat material (lb/ft3) = 40 lb/ft3

F

= faktor material = 2

(Walas, 1988) (Walas, 1988)


P =

106,983 ft 3 /jam  32,808ft  40lb/ft 3  2  8,50 Hp 33.000

Digunakan daya conveyor 9 Hp


Fungsi

: Untuk mengalirkan tannin dari rotary cooler ke Ball mill (SR-103)

Fungsi

: untuk mengalirkan tanin ke gudang produk

Jenis

: horizontal screw conveyor

Bahan konstruksi

: carbon steel

Kondisi operasi: Temperatur : 30°C Tekanan

: 1 atm

Laju alir

:

3.857,720 kg/jam = 1,0715 kg/s = 8.454,193 lb/jam

Densitas

:

1265,17 kg/m3 = 79,023 lb/ft3


F





8.454,193 lb/jam  106,9839 ft 3 / jam 3 79,023 lb/ft

Daya conveyor : P=

C xLxWxF 33.000

dimana:


L


W


F


P =

(Walas, 1988) (Walas, 1988)

106,983 ft 3 /jam  32,808ft  40lb/ft 3  2  8,50 Hp 33.000




Fungsi

: untuk mengangkut serbuk tannin ke packing unit

Fungsi

: untuk mengalirkan tanin ke gudang produk

Jenis

: horizontal screw conveyor

Bahan konstruksi

: carbon steel

Kondisi operasi

: Temperatur : 30°C Tekanan

: 1 atm

Laju alir

:

3.857,720 kg/jam = 1,0715 kg/s = 8.454,193 lb/jam

Densitas

:

1265,17 kg/m3 = 79,023 lb/ft3


F





8.454,193 lb/jam  106,9839 ft 3 / jam 3 79,023 lb/ft

Daya conveyor : P=

C xLxWxF 33.000

dimana:


L


W


F


P =

(Walas, 1988) (Walas, 1988)

106,983 ft 3 /jam  32,808ft  40lb/ft 3  2  8,50 Hp 33.000


L.C.22 Pompa etanol (J – 101)


Fungsi : Untuk memompakan etanol 96 % dari tangki etanol ke ekstraktor Kondisi operasi : P = 1 atm T = 300C Laju alir massa (G)

= 39.999,74 kg/jam

= 24,494 lb/s

Densitas ()

= 792,71 kg/m3

= 49,489 lb/ft3

Viskositas ()

= 0,0094 cP

= 0,00000635 lb/ft.s

Laju alir volumetrik (Q) =

24,494 lb / s = 0,4949 ft3/s 3 49,489 lb / ft

Desain pompa : Di,opt

= 3,9 (Q)0,45 ()0,13

(Timmerhaus,1991)

= 3,9 (0,4949 ft3/s )0,45 (49,489 lb/ft3)0,13 = 4,719 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1983, dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal

: 6 in

Schedule number

: 40

Diameter Dalam (ID)

: 6,065in

= 0,505 ft

Diameter Luar (OD)

: 6,625 in

= 0,552 ft

Inside sectional area

: 1,590 ft2

Kecepatan linear, v = Q/A =

0,4949 ft 3 / s = 0,311 ft/s 1,590 ft 2

Bilangan Reynold : NRe =

 v D 

=

(49,489 lb / ft 3 )(0,311 ft / s )(0,505 ft ) 0,00000635 lb/ft.s

= 1.224.802,092 (Turbulen) Untuk pipa commercial steel, harga  = 0,00225 Pada NRe =1.224.802,092 dan /D =

(Geankoplis, 1983)

0,00225 ft = 0,00504 0,505 ft

Dari Fig.2.10-3 Geankoplis,1983 diperoleh harga f = 0,012 Friction loss :


 A  v2 1 Sharp edge entrance= hc = 0,55 1  2  A1  2 

= 0,55 1  0

0,3112 2132,174

0,3112 v2 2 elbow 90° = hf = n.Kf. = 2(0,75) 2.g c 2(32,174)

1 check valve = hf = n.Kf.

Pipa lurus 80 ft = Ff = 4f

0,3112 v2 = 1(2,0) 2.g c 2(32,174)

= 0,00082 ft.lbf/lb = 0,0022 ft.lbf/lb = 0,0030 ft.lbf/lb

L.v 2 D.2.g c

= 4(0,0012)

80. 0,3112 0,505.2.32,174

= 0,00114 ft.lbf/lb

2

1 Sharp edge exit = hex

 A  v2 = 0,55 1  1  A2  2. .g c  = 0,55 1  0

0,3112 2132,174

Total friction loss :  F

= 0,000826 ft.lbf/lb = 0,01824 ft.lbf/lb

Dari persamaan Bernoulli :





P  P1 2 1 2 v 2  v1  g  z 2  z1   2   F  Ws  0  2

(Geankoplis,1983)

dimana : v1 = v2 P1 = P2 = 1atm Z = 40 ft Maka : 0

32,174 ft / s 2 40 ft   0  0,01824 ft.lbf / lbm  Ws  0 32,174 ft.lbm / lbf .s 2

Ws 40,00056 ft.lbf/lbm P =

Ws  Q   40,00056  0,494  49,489   1,781 Hp 550 550

Effisiensi pompa , = 75 %


Daya pompa : P =

1,781  2,375 Hp 0,75

Effisiensi motor (80%) Daya motor

(Geankoplis, 1983) =

2,375 0,8

= 2,968 Hp Daya motor yang digunakan = 3,708 Hp

L.C.23 Pompa ekstraksi (J – 02)

Fungsi : Untuk memompakan etanol dan serbuk pinang dari ekstraktor ke filter press Kondisi operasi : P = 1 atm T = 750C Laju alir massa (G)

= 55.555,13 kg/jam

= 34,016 lb/s

Densitas () campuran

= 1119,27 kg/m3

= 69,875 lb/ft3

Viskositas ()

= 3,6337 cP

= 0,00247 lb/ft.s


34,016 lb / s = 0,486 ft3/s 3 69,875 lb / ft


= 3,9 (Q)0,45 ()0,13

(Timmerhaus,1991)


: 6 in

Schedule number

: 40


Diameter Dalam (ID)

: 6,065in

= 0,505 ft

Diameter Luar (OD)

: 6,625 in


2

= 0,552 ft

: 1,590 ft

0,486 ft 3 / s Kecepatan linear, v = Q/A = = 0,306 ft/s 1,590 ft 2 Bilangan Reynold : NRe = =

 v D  (69,875 lb / ft 3 )(0,306 ft / s )(0,505 ft ) 0,00247 lb/ft.s

= 4.371,572 (Turbulen) Untuk pipa commercial steel, harga  = 0,000037 Pada NRe = 4.371,572 dan /D =

(Geankoplis, 1983)

0,000037 ft = 0,0000732 0,505 ft

Dari Fig.2.10-3 Geankoplis,1983 diperoleh harga f = 0,0041

Friction loss :  A  v2 1 Sharp edge entrance= hc = 0,55 1  2  A1  2 

= 0,55 1  0

0,306 2 2132,174

0,306 2 v2 2 elbow 90° = hf = n.Kf. = 2(0,75) 2.g c 2(32,174)

1 check valve = hf = n.Kf. Pipa lurus 80 ft = Ff = 4f

0,306 2 v2 = 1(2,0) 2.g c 2(32,174)


L.v 2 D.2.g c

= 4(0,0041)

80. 0,3062 0,505.2.32,174

= 0,0037 ft.lbf/lbm

2


 A  v2 = 0,55 1  1  A2  2. .g c 


= 0,55 1  0

0,306 2 2132,174


= 0,0008 ft.lbf/lbm = 0,0103 ft.lbf/lbm






P  P1 2 1 2 v 2  v1  g  z 2  z1   2   F  Ws  0 2  (Geankoplis,1983) dimana : v1 = v2 P1 = P2 = 1atm Z = 40 ft

Maka : 32,174 ft / s 2 40 ft   0  0,0103 ft.lbf / lbm  Ws  0 0 32,174 ft.lbm / lbf .s 2 Ws = 40,0003 ft.lbf/lbm P =

Ws  Q   40,0003  0,306  69,8759   1,555Hp 550 550

Effisiensi pompa , = 75 % Daya pompa : P =

1,555  2,073 Hp 0,75



2,073 0,8

= 2,591 Hp Daya motor yang digunakan = 2,591 Hp L.C.24Pompa Filtres Press (J – 103)

Fungsi : Untuk memompakan campuran tanin dan pelarutnya dari filter press ke tangki pengendapan Kondisi operasi :


P = 1 atm T = 300C Laju alir massa (G)

= 45.360,76 kg/jam

= 27,777 lb/s

Densitas ()

= 1019,27 kg/m3

= 63,632 lb/ft3

Viskositas ()

= 2,863 cP

= 0,00194 lb/ft.s


27,777 lb / s = 0,4365 ft3/s 3 63,632 lb / ft


= 3,9 (Q)0,45 ()0,13

(Timmerhaus,1991)


: 6 in

Schedule number

: 40

Diameter Dalam (ID)

: 6,065in

= 0,505 ft

Diameter Luar (OD)

: 6,625 in

= 0,552 ft


: 1,590 ft2


0,4365 ft 3 / s = 0,274 ft/s 1,590 ft 2


 v D 

(63,632 lb / ft 3 )(0,274 ft / s )(0,505 ft ) = 0,00194 lb/ft.s


(Geankoplis, 1983)

0,000042 ft = 0,0000831 0,505 ft


Friction loss :


 A  v2 1 Sharp edge entrance= hc = 0,55 1  2  A1  2 

= 0,55 1  0

0,274 2 2132,174

0,274 2 v2 2 elbow 90° = hf = n.Kf. = 2(0,75) 2.g c 2(32,174)

1 check valve = hf = n.Kf. Pipa lurus 80 ft = Ff = 4f

0,274 2 v2 = 1(2,0) 2.g c 2(32,174)


L.v 2 D.2.g c

= 4(0,0051)

80. 0,2742 0,505.2.32,174

= 0,0037 ft.lbf/lbm

2


 A  v2 = 0,55 1  1  A2  2. .g c 

= 0,55 1  0

0,274 2 2132,174








P  P1 2 1 2 v 2  v1  g  z 2  z1   2   F  Ws  0 2 

(Geankoplis,1983)

dimana : v1 = v2 P1 = P2 = 1atm Z = 40 ft

Maka : 0



Ws  Q   40,00028  0,4365  63,632   2,020 Hp 550 550


2,020  2,693 Hp 0,75




2,693 0,8

= 3,366 Hp Daya motor yang digunakan = 3,366 Hp

L.C.25 Pompa Tangki Pengendapan (J – 104)

Fungsi : Untuk memompakan campuran tanin dan pelarutnya dari filter press ke evaporator Kondisi operasi : P = 1 atm T = 300C Laju alir massa (G)

= 45.360,76 kg/jam

= 27,777 lb/s

Densitas ()

= 1019,27 kg/m3

= 63,632 lb/ft3

Viskositas ()

= 2,863 cP

= 0,00194 lb/ft.s


27,777 lb / s = 0,4365 ft3/s 3 63,632 lb / ft


= 3,9 (Q)0,45 ()0,13

(Timmerhaus,1991)


: 6 in

Schedule number

: 40

Diameter Dalam (ID)

: 6,065in

Diameter Luar (OD)

: 6,625 in


2

= 0,505 ft = 0,552 ft

: 1,590 ft



0,4365 ft 3 / s = 0,274 ft/s 1,590 ft 2


 v D 

(63,632 lb / ft 3 )(0,274 ft / s )(0,505 ft ) = 0,00194 lb/ft.s


(Geankoplis, 1983)

0,000042 ft = 0,0000831 0,505 ft


Friction loss :  A  v2 1 Sharp edge entrance= hc = 0,55 1  2  A1  2  0,274 2 = 0,55 1  0 2132,174

2 elbow 90° = hf = n.Kf.

0,274 2 v2 = 2(0,75) 2.g c 2(32,174)


0,274 2 v2 = 1(2,0) 2.g c 2(32,174)


L.v 2 Pipa lurus 80 ft = Ff = 4f D.2.g c 2  80 . 0,274 = 4(0,0051) 0,505.2.32,174

= 0,0037 ft.lbf/lbm

2


 A  v2 = 0,55 1  1  A2  2. .g c 

= 0,55 1  0 Total friction loss :  F

0,274 2 2132,174








P  P1 2 1 2 v 2  v1  g  z 2  z1   2   F  Ws  0 2 

(Geankoplis,1983)


Maka : 0



Ws  Q   40,00028  0,436  63,632   2,0177 Hp 550 550


2,107  2,690 Hp 0,75



2,690 0,8

= 3,362 Hp Daya motor yang digunakan = 3,362 Hp L.C.26 Pompa Kondensor (J – 105)

Fungsi : Untuk memompakan etanol dari kondensor ke tangki etanol Kondisi operasi : P = 1 atm T = 300C Laju alir massa (G)

= 40.033,072 kg/jam = 24,514 lb/s

Densitas ()

= 792,71 kg/m3

= 49,489 lb/ft3

Viskositas ()

= 0,0094 cP

= 0,00000635 lb/ft.s



24,514 lb / s = 0,4953 ft3/s 3 49,489 lb / ft


= 3,9 (Q)0,45 ()0,13

(Timmerhaus,1991)


: 6 in

Schedule number

: 40

Diameter Dalam (ID)

: 6,065in

= 0,505 ft

Diameter Luar (OD)

: 6,625 in

= 0,552 ft


: 1,590 ft2


0,495 ft 3 / s = 0,311 ft/s 1,590 ft 2


 v D 

=

(49,489 lb / ft 3 )(0,311 ft / s )(0,505 ft ) 0,00000635 lb/ft.s

= 1.224.014,944 (Turbulen) Untuk pipa commercial steel, harga  = 0,00196 Pada NRe = 1.224.014,944 dan /D =

(Geankoplis, 1983)

0,00196 ft = 0,003881 0,505 ft


Friction loss :  A  v2 1 Sharp edge entrance= hc = 0,55 1  2  A1  2 

= 0,55 1  0

0,3112 2132,174

0,3112 v2 2 elbow 90° = hf = n.Kf. = 2(0,75) 2.g c 2(32,174)

= 0,00483 ft.lbf/lb = 0,0072 ft.lbf/lb



0,3112 v2 = 1(2,0) 2.g c 2(32,174)

= 0,0096 ft.lbf/lb

L.v 2 Pipa lurus 80 ft = Ff = 4f D.2.g c 2  80 . 0,311 = 4(0,006) 0,505.2.32,174

= 0,00571 ft.lbf/lbm

2


 A  v2 = 0,55 1  1  A2  2. .g c 

= 0,55 1  0

0,3112 2132,174








P  P1 2 1 2 v 2  v1  g  z 2  z1   2   F  Ws  0 2 

(Geankoplis,1983)


Maka : 0


Ws = 40,000875 ft.lbf/lbm P =

Ws  Q   40,000875  0,495  49,489   1,781 Hp 550 550


0,781  2,375 Hp 0,75



2,375 0,8

= 2,969 Hp


Daya motor yang digunakan = 2,969 Hp

LC.27 Screen (S-101)

Fungsi

Sebagai alat untuk memisahkan partikel yang lebih besar

:

dengan yang lebih kecil sehingga diperoleh ukuran partikel serbuk 200 mesh Jenis

: Vibrating Screen

Bahan konstruksi : Stainless steel Jumlah

: 1 unit

Kapasitas

: 13.888,8 kg/jam

Kapasitas screen =

13.888,8 kg/jam = 5,824 m3/jam 3 2384,44 kg / m

Diasumsikan : diameter maksimum serbuk pinang masuk = 0,005 cm = 50 μm Standar Screen Scale untuk serbuk pinang dengan diameter 50 μm digunakan : Mesh =

200 mesh

Sieve Clear Opening = 0,0021 in = 0,053 mm

( Geankoplis,1977)

Nominal Wire Diameter = 0,037 mm = 0,015 in

( Geankoplis,1977)

Screen Siece = 30” x 60 “

( Wallas,1988)

Daya motor = 2 Hp

( Perry,1997 )

Kecepatan = 1800 rpm

( Perry,1997 )

LC.28 Screen (S-102)

Fungsi

:Sebagai alat untuk memisahkan partikel yang lebih besar dengan yang lebih kecil sehingga diperoleh ukuran partikel serbuk 200 mesh.

Jenis

: Vibrating Screen

Bahan konstruksi : Stainless steel Jumlah

: 1 unit

Kapasitas

: 3.857,720 kg/jam


Kapasitas screen =

3.857,720 kg/jam = 1,6178 m3/jam 3 2384,44 kg / m

Diasumsikan : diameter maksimum serbuk tanin masuk = 0,005 cm = 50 μm Standar Screen Scale untuk serbuk tanin dengan diameter 50 μm digunakan : Mesh =

200 mesh

Sieve Clear Opening = 0,0021 in = 0,053 mm

( Geankoplis,1977)

Nominal Wire Diameter = 0,037 mm = 0,015 in

( Geankoplis,1977)

Screen Siece = 30” x 60 “

( Wallas,1988)

Daya motor = 2 Hp

( Perry,1997 )

Kecepatan = 1800 rpm

( Perry,1997 )


LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS

L.D.1 Screening (SC)

Fungsi

: Untuk menyaring partikel-partikel padat dan kotoran dari air sungai

Jenis

: Bar screen

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi : Stainless stell Kondisi operasi

:

- Temperatur

= 30 0C

- Tekanan

= 1 atm

- Densitas air (ρ)

= 995,68 kg/m3 (Geankoplis,1997)

- Laju alir massa (F) = 41.643,206 kg/jam - Laju alir Volume (Q)=

41.643,206 kg/jam x 1 jam/3600 s 995,68 kg/m 3

= 0,0116 m3/s Direncanakan ukuran screening : Panjang screen

= 2m

Lebar screen

= 2m 2m 20 mm

2m

20 mm

|


Dari Table 5.1 Physical Chemical Treatmen of Water and Waste water, diperoleh : - Ukuran bar Lebar = 5 mm Tebal = 20 mm - Bar cleaning space (slope) = 20 mm Misalkan, jumlah bar = X Maka, 20X + 20 ( X+1)

= 2000 40X = 1980 X = 49,5 ≈ 50 buah

Luas area penyaringan, A2 = 20 (50+1)(2000) = 2.040.000 mm2 = 2,04 m2 Untuk pemurnian air sungai menggunakan bar screen, diperkirakan Cd = 0,6 dan 30% screen tersumbat. Head loss ( ∆һ )

=

Q2 2 g Cd 2 A 22

=

0,011 m3/s 2 (9,8) (0,6) 2 (2,04) 2

= 3,950 . 10-4 m dari air

L.D.2 Pompa Air Sungai (PU-1)

Fungsi

: Untuk memompakan air sungai menuju tangki clarifier.

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 2 unit (1 unit beroperasi dan 1 unit cadangan)

Kondisi operasi : P = 1 atm T = 30oC Laju alir massa, F

= 41.643,206 kg/jam = 25,55 lbm/s

Densitas bahan, ρ

= 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3

(Geankoplis,1997) Viskositas bahan, µ

= 0,8007 cp = 0,0005 lbm/ft.s

(Geankoplis,1997)


Laju alir volume, Q

=

25,55 lbm/s = 0,411 ft3/s 3 62,16 lbm/ft

Perencanaan Pompa :

a. Diameter Pipa Optimum : Di,Opt

= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13

(Timmerhaus,1991) Dengan : Di = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft3) Q = laju volumetrik (ft3/s)

µ = viscositas (cp)

Maka, Di,Opt

= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13 = 3,9 (0,411)0,45 (62,16)0,13 = 3,9 x 0,675 x 1,71 = 4,468 in

Dari appendiks A.5 (Geankoplis, 1997),dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal

= 6 in

Schedule number

= 40

Diameter dalam, ID

= 6,065 in = 0,505 ft

Diameter luar, OD

= 6,625 in = 0,552 ft


= 0,1813 ft2

b. Pengecekan bilangan Reynold, NRe ; Kecepatan linier, v = Sehingga :

Q 0 , 411 ft 3 / s   2 , 048 ft / s A 0 , 2006 ft 2

Bilangan Reynold, NRe =

 x v x ID 62,16 lbm / ft 3 x 2,048 ft / s x 0,505 ft   0,0005 lbm / ft.s = 128576,716 (turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε = 4,6.10-5

(Geankoplis,

ε/D = 0,00014

(Geankoplis,

1997) 1997)


f

= 0,0045

(Geankoplis,

1997) c. Panjang ekivalen total perpipaan, ∑L ; Instalasi pipa : - Panjang pipa lurus (L1) = 30 ft - 1 buah gate valve fully open ; (L/D = 13)

(Foust, 1980)

L2 = 1 x 13 x 0,505 ft = 6,565 ft - 2 buah elbow standar 90oC (L/D = 30)

(Foust, 1980)

L3 = 2 x 30 x 0,505 ft = 30,3 ft - 1 buah sharp edge entrance (K = 0,5 ; L/D = 24)

(Foust, 1980)

L4 = 1 x 24 x 0,505 ft = 12,12 ft - 1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 50)

(Foust, 1980)

L5 = 1 x 50 x 0,505= 25,25ft Maka, ∑ L = L1 + L2 + L3 + L4 + L5 = 30 + 6,565 + 30,3+ 12,12 +25,25 = 104,235 ft d. Menentukan friksi, ∑F ;

F 

4 f .v 2  L 2. gC . D

(Geankoplis,

4 x 0,0045 x (2,048 ft / s ) 2 x 104,235 ft  2 x 32,174 lbm. ft / lbf .s 2 x 0,505 ft

1983) =

7,869 ft 3 / s 2  0,242 ft.lbf / lbm 32,495 lbm. ft 2 / lbf .s 2

e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v22  v12 g ( Z 2  Z1 ) P2  P1     F  Wf  0 2.g c gc 

(Geankoplis,1983)

Bila : Wf

=0

Z1

= 0 ; Z2 = 3 ft


v1

= 0 ; v2 = 3,32 ft/s

P1

= 1 atm = 14,696 lbf/in2 = 2117,92 lbf/ft2

Maka : 2,048 2  0 32,174 (3  0) 2117,92  P1    0,242  0  0 2 x 32,174 32,174 62,16

0,065 + 3 + 0,242 +

2117,92  P1 = 0 62,16

P1 = 2324,483 lbf/ft2 = 2324,483 lbf/ft2 x

1 ft 2 = 16,135 lbf/in2 144 in 2

Sehingga, -Wf =

2324,483  2117,92  0,069  3  0,242 62,16

= 6,617 ft.lbf/lbm

f. Daya pompa, Ws ; WS 

 W f .Q . 

550 . 6,617 ft.lbf / lbm x 0,423 ft 3 / s x 62,16 lbm / ft 3   0,3163 hp 550 ft.lbf / s.hp

Untuk efisiensi alat 80%, maka : Tenaga pompa yang dibutuhkan =

0,3163  0,395 hp 0,8

(Geankoplis,

1983) Maka dipilih pompa yang berdaya motor ½ hp

L.D.3 Tangki Pelarutan Aluminium Sulfat (Al2(SO4)3) (TP-1)

Fungsi

: Tempat melarutkan aluminium sulfat (Al2(SO4)3.

Jenis

: Silinder vertikal dengan tutup dan alas berbentuk datar dengan pengaduk.


Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 Grade C Kondisi operasi

:

- Temperatur

= 30 0C

- Tekanan

= 1 atm

- Jumlah air yang diolah, F

= 41.643,206 kg/jam

- Jumlah aluminium = 1,892 kg/jam Direncanakan lama penampungan untuk persediaan 7 hari, maka : Jumlah aluminium yang dilarutkan = 1,892 kg/jam x 7 hari x 24 jam/hari = 317,856 kg Jenis dan sifat bahan :

Bahan yang dipakai adalah Al2(SO4)3 dengan kadar 30 % berat, dengan sifatsifat sebagai berikut : - Densitas, ρ = 1194,5 kg/m3 = 74,570 lbm/ft3

(Perry,

1997) = 0,04 lbm/in3 - Viscositas, μ = 0,72.10-4 lbm/ft.det

(Kirk Othmer,

1967) = 1,072.10-4 kg/ft.det

Menentukan ukuran Tangki

a. Volume tangki, VT : Waktu tinggal, t = 7 hari Volume bahan, VC =

Jumlah Al 2 ( SO4 ) 3 317,856kg  % berat Al 2 ( SO4 ) 3 x  0,3 x 1194,5 kg / m 3

= 0,886 m3 Faktor kelonggaran, fk = 20% = 0,2 Volume tangki, VT = VC 1  f k  = 0,886 (1 + 0,2) = 1,064 m3 b. Diameter (DT) dan Tinggi tangki (HT) : Direncanakan bahwa tinggi silinder : diameter (HT : D) = 3 : 2


Rumus : Volume silinder, Vs =

 4

D2 . H s 



3  D 2  D   1,1775 D 3 4 2 

Volume tangki, VT = VS = 1,1775 D3  V  D = T   1,1775 

1/ 3

 1,064 m 3     1 , 1775  

1/ 3

 0,967m

Sehingga desain tangki yang digunakan :  Diameter tangki

= 0,967 m = 3,173 ft = 38,070 in

 Tinggi silinder, HS

=

3 D 1,5 x 0,967 m  1,450 m 2

 Jadi tinggi tangki, HT = HS = 1,450 m c. Tinggi cairan dalam tangki, Hc : Tinggi cairan dalam tangki, Hc =

VC x H T 0,886 m 3 x 1,450 m  VT 1,064 m 3

= 1,207 m = 3,962 ft = 47,519 in d. Tekanan desain, P : Tekanan hidrostatis =

 H C 1 144

+ Po (Pers. 3.17 Brownell &Young,1959)

=

0,04 lbm / in 3 48,519 in  1  14,7 Ps 144

= 14,712 psi Jika faktor keamanan = 10% = 0,1 PDesain = (1 + 0,1) x 14,712 psi = 16,183 psi e. Tebal dinding tangki (bagian silinder), d :  Faktor korosi (C)

= 0,042 in/thn

(Chuse &

Eber,1954)


 Allowable working stress (S) = 16250 lb/in2 (Brownell,1959)  Efisiensi sambungan (E)

= 0,85

 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun Tebal silinder (d) =

PxR  (C x A) S .E  0,6 P

(Timmerhaus,2004) Dimana : d = tebal tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/2 S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan d = =

16,183 x 19,035  (0,042 x 10) (16250 x 0,85)  0,6 x 16,183 308,043 psi. in  0,42 in  0,442 in 13812,5 lb / in 2  9,71 psi

f. Tebal dinding head (tutup tangki), dh :  Faktor korosi (C)

= 0,042 in/thn

(Chuse &

Eber,1954)  Allowable working stress (S) = 16250 lb/in2 (Brownell,1959)  Efisiensi sambungan (E)

= 0,85

 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun Tebal head (dh) =

P x Di  (C x A) 2 S .E  0,2 P

(Timmerhaus,2004) Dimana : dh = tebal dinding head (in) Di = diameter tangki (in) S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan


dh = =

16,183 x 38,070  (0,042 x 10) 2 (16250 x 0,85)  (0,2 x 16,183) 616,086 psi.in  0,42  0,442 in 27625 lb / in 2  3,236 psi

Maka dipilih tebal silinder = 1/2 in Daya Pengaduk

Jenis pengaduk : Marine propeler Jumlah baffle

: 4 buah

Dimana : - Dt/Da = 3

(fig.3.4-4 Geankoplis,

1983) - Dt = 2,86 ft - Da = 0,95 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas, μ = = 0,72.10-4 lbm/ft.det Bilangan Reynold, NRe =

 x N x Da 2 74,570 x 1 x (0,95) 2   0,72.10 -4

= 934714,24 Karena NRe > 10000, maka KT = 0,32

(Tabel 9.2

McCabe,1994) P= =

K T . N 3 . Da 5 .  g c . 550

(Pers.9-24 McCabe, 1994)

0,32 x (1 rps) 3 x (0,95 ft ) 5 x 74,570 lbm / ft 3 = 0,001 hp 32,174 lbm. ft / lbf .s 2 x 550 ft.lbf / s / hp

Efisiensi motor penggerak = 80 % Daya motor =

0,001 hp = 0,0013 0,8

(Pers.2.7-30 Geankoplis,

1983) Daya motor standar yang dipilih 1/20 hp

L.D.4 Pompa Larutan Aluminium Sulfat (Al2(SO4)3) (PU-2)

Fungsi

: Untuk memompakan larutan Al2(SO4)3 ke tangki clarifier.


Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah



= 1,892 kg/jam = 0,00115 lbm/s

Densitas bahan, ρ

= 1194,5 kg/m3 = 74,570 lbm/ft3

(Perry,

1997) = 0,04 lbm/in3 = 0,72.10-4 lbm/ft.det

Viscositas, μ

(Kirk Othmer,

1967) = 1,072.10-4 kg/ft.det Laju alir volume, Q

=

0,00115 lbm/s 74,570 lbm/ft 3

= 0,00001544 ft3/s

Perencanaan Pompa :


= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13

(Timmerhaus,1991) Dengan :

Di = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft3) Q = laju volumetrik (ft3/s)


Maka Di,Opt

= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13 = 3,9 (0,00001544)0,45 (0,04)0,13 = 3,9 x 0,0068 x 0,66 = 0,0175 in


= 1/8 in

Schedule number

= 40

Diameter dalam, ID

= 0,269 in = 0,0224 ft

Diameter luar, OD

= 0,405 in = 0,0388 ft


= 0,0004 ft2

b. Pengecekan bilangan Reynold, NRe ;


Kecepatan linier, v =

Q 0,00001544 ft 3 / s   0,038 ft / s A 0,0004 ft 2

Sehingga : Bilangan Reynold, NRe : NRe =

 x v x ID 74,570 lbm / ft 3 x 0,038 ft / s x 0,0224 ft   0,72.10  4 lbm / ft.s

= 895,502 (laminar) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : f

= 0,025

c. Panjang ekivalen total perpipaan, ∑L ; Instalasi pipa : - Panjang pipa lurus (L1) = 30 ft - 1 buah gate valve fully open ; (L/D = 13)

(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


F 

4 f .v 2  L 2. gC . D

(Geankoplis, 1983)

4 x 0,025 x (0,038 ft / s ) 2 x104,235 ft  2 x 32,174 lbm. ft / lbf .s 2 x 0,0224 ft

=

0,0155 ft 3 / s 2  0,0107 ft.lbf / lbm 1,441lbm. ft 2 / lbf .s 2


e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v22  v12 g ( Z 2  Z1 ) P2  P1     F  Wf  0  2.g c gc

(Geankoplis,1983)

Bila : Wf

=0

Z1

= 0 ; Z2 = 3 ft

v1

= 0 ; v2 = 0,028 ft/s

P1

= 1 atm = 14,696 lbf/in2 = 2117,92 lbf/ft2

Maka : 0,038 2  0 32,174 (3  0) 2117,92  P1    0,0107  0  0 2 x 32,174 32,174 74,570

0,0000231 + 3 + 0,0107 +

2117,92  P1 = 0 74,570

P1 = 2342,429 lbf/ft2 = 2342,429 lbf/ft2 x

1 ft 2 = 16,266 lbf/in2 144 in 2

Sehingga, -Wf =

2342,429  2117,92  0,0000231  3  0,0107 74,570

= 6,021 ft.lbf/lbm f. Daya pompa, Ws ; WS 

 W f .Q . 

550 6,021 ft.lbf / lbm x 0,0000231 ft 3 / s x 74,570 lbm / ft 3  550 ft.lbf / s.hp = 1,885 x 10-5 hp


1,885 x 10 -5 hp  2,53 x 10 5 hp 0,8

(Geankoplis, 1983) Maka dipilih pompa yang berdaya motor 1/20 hp


L.D.5 Tangki Pelarutan Natrium Karbonat (Na2CO3) (TP-2)

Fungsi

: Tempat melarutkan Natrium Karbonat (Na2CO3).

Jenis


Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 Grade C Kondisi operasi

:

- Temperatur

= 30 0C

- Tekanan

= 1 atm

- Jumlah air yang diolah, F - Jumlah (Na2CO3)

= 41.643,206 kg/jam

= 1,022 kg/jam

Direncanakan lama penampungan untuk persediaan 7 hari, maka : Jumlah (Na2CO3) yang dilarutkan =1,022 kg/jam x 7 hari x 24 jam/hari = 177,69 kg Jenis dan sifat bahan :

Bahan yang dipakai adalah (Na2CO3) dengan kadar 30 % berat, dengan sifatsifat sebagai berikut : - Densitas, ρ = 1327 kg/m3 = 82,8423 lbm/ft3

(Perry,

1997) = 0,05 lbm/in3 - Viscositas, μ = 3,69.10-4 cP

(Othmer,

1967) = 2,48.10-7 kg/ft.det



Jumlah (Na2CO3) 177,69 kg  % berat (Na2CO3) x  0,3 x 1327 kg / m 3

= 0,431 m3


Faktor kelonggaran, fk = 20% = 0,2 Volume tangki, VT = VC 1  f k  = 0,431 (1 + 0,2) = 0,517 m3 b. Diameter (DT) dan Tinggi tangki (HT) : Direncanakan bahwa tinggi silinder : diameter (HT : D) = 3 : 2 Rumus : Volume silinder, Vs =

 4

D2 . H s 



3  D 2  D   1,1775 D 3 4 2 


1/ 3

 0,517 m 3      1,1775 

1/ 3

 0,762 m


= 0,762 m = 2,449 ft = 29,99 in


=

3 D 1,5 x 0,762 m  1,143 m 2


VC x H T 0,431 m 3 x 1,143 m  VT 0,762 m 3


 H C 1 144

+ Po (Pers. 3.17 Brownell & Young, 1959)

=

0,05 lbm / in 3 25,433 in 1  14,7 Psi 144

= 14,708 psi Jika faktor keamanan = 10% = 0,1 PDesain = (1 + 0,1) x 14,708 psi


= 16,179 psi e. Tebal dinding tangki (bagian silinder), d :  Faktor korosi (C)

= 0,042 in/thn (Chuse & Eber,1954)

 Allowable working stress (S) = 16250 lb/in2  Efisiensi sambungan (E)

(Brownell,1959)

= 0,85


PxR  (C x A S .E  0,6 P

(Timmerhaus,2004)

Dimana : d = tebal tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/2 S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan d = =





(Brownell,1959)

= 0,85


P x Di  (C x A) 2 S .E  0,2 P

(Timmerhaus,2004)

Dimana : dh = tebal dinding head (in) Di = diameter tangki (in) S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan dh =

16,179 x 29,995  (0,042 x 10) (16250 x 0,85)  0,2 x 16,179


=

485,208 psi.in  0,42  0,43 in 27625 lb / in 2  3,24 psi


Jenis pengaduk : Marine propeler 3 daun Jumlah baffle

: 4 buah

Dimana : - Da/Dt = 0,4

(fig.3.4-4 Geankoplis,

1983) - Dt = 2,26 ft - Da = 0,904 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas, μ = = 2,48.10-7 kg/ft.det Bilangan Reynold, NRe =

 x N x Da 2 82,8423 x 1 x (0,904) 2   2,48.10 -7

= 27,29.107 Karena NRe > 10000, maka KT = 0,32

(Tabel 9.2

McCabe,1994) P= =

K T . N 3 . Da 5 .  g c . 550


0,32 x (1 rps ) 3 x (0,904 ft ) 5 x 82,8423 lbm / ft 3 = 0,0009 hp 32,174 lbm. ft / lbf .s 2 x 550 ft.lbf / s / hp


0,0009 hp = 0,001 hp 0,8



L.D.6 Pompa Larutan Natrium Karbonat (Na2CO3) (PU-3)

Fungsi

: Untuk memompakan larutan (Na2CO3) ke tangki clarifier.

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah




= 1,022 kg/jam = 0,000625 lbm/s

Densitas bahan, ρ

= 1327 kg/m3 = 82,8423 lbm/ft3

(Perry,

1997) = 0,05 lbm/in3 = 3,69.10-4 cP

Viscositas, μ

(Othmer,

1967) = 2,48.10-7 kg/ft.det Laju alir volume, Q

=

0,000625 lbm/s 82,8423 lbm/ft 3

= 0,00000754 ft3/s

Perencanaan Pompa :


= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13




Maka Di,Opt

= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13 = 3,9 (0,00000754)0,45 (82,8423)0,13 = 3,9 x 0,0049 x 1,78 = 0,03401 in


= 1/8 in

Schedule number

= 40

Diameter dalam, ID

= 0,269 in = 0,0224 ft

Diameter luar, OD

= 0,405 in = 0,0388 ft


= 0,0004 ft2

b. Pengecekan bilangan Reynold, NRe ; Q 0,00000754 ft 3 / s Kecepatan linier, v =   0,0188 ft / s A 0,0004 ft 2


Sehingga : Bilangan Reynold, NRe : NRe =

 x v x ID 82,8423 lbm / ft 3 x 0,0188 ft / s x 0,0224 ft   2,48.10 7 lbm / ft.s

= 141.045,696 (turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε = 4,6.10-5

(Geankoplis,

ε/D = 0,0021

(Geankoplis,

1997) 1997) f

= 0,006

c. Panjang ekivalen total perpipaan, ∑L ; Instalasi pipa : -

Panjang pipa lurus (L1) = 30 ft

-

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

(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


F 

4 f .v 2  L 2. gC . D


(Geankoplis,

1983)


=


e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v22  v12 g ( Z 2  Z1 ) P2  P1     F  Wf  0  2.g c gc

(Geankoplis,1983)

Bila : Wf

=0

Z1

= 0 ; Z2 = 3 ft

v1

= 0 ; v2 = 0,015 ft/s

P1

= 1 atm = 14,696 lbf/in2 = 2117,92 lbf/ft2

Maka : 0,0188 2  0 32,174 (3  0) 2117,92  P1    0,0006135  0  0 2 x 32,174 32,174 82,8423

5,492.10-6 + 3 + 0,0006135 +

2117,92  P1 = 0 82,8423

P1 = 2366,498 lbf/ft2 = 2366,498 lbf/ft2 x

1 ft 2 = 16,434 lbf/in2 2 144 in

Sehingga, -Wf =

2366,498  2117,92  5,492.10 6  3  0,0006135 82,8423

= 6 ft.lbf/lbm f. Daya pompa, Ws ; WS 

 W f .Q . 

550 6 ft.lbf / lbm x 0,00000754 ft 3 / s x 82,8423 lbm / ft 3  550 ft.lbf / s.hp = 6,814 x 10-6 hp

Untuk efisiensi alat 80%, maka :


Tenaga pompa yang dibutuhkan =

6,814 x 10 -6 hp  8,517 x 10 6 hp 0,8


L.D.7 Clarifier (CL)

Fungsi

: Memisahkan endapan (flok-flok) yang terbentuk karena penambahan larutan Al2(SO4)3 dan larutan Na2CO3

Tipe

: External solid recirculation clarifier

Bentuk

: Circular design

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

= 30oC

Tekanan

= 1 atm

Laju massa air, F1

= 41.643,206 kg/jam

Laju massa Al2(SO4)3, F2 = 1,892 kg/jam Laju massa Na2CO3, F3

= 1,022 kg/jam

Laju massa total, m

= 41.643,206 kg/jam

Densitas Al2(SO4)3

= 1194,5 kg/m3

Densitas Na2CO3

= 1327 kg/m3

Densitas air

= 995,68 kg/m3

Reaksi koagulasi : Al2(SO4)3 + 3 Na2CO3 + 3 H2O

Al2(OH)3 + 3 Na2SO4 + 3 CO2

Perhitungan : Dari Metcalf & Eddy, 1984 diperoleh : Untuk clarifier type upflow (radial) : Kedalaman air = 3-5 m Settling time = 1-3 jam Dipilih, Kedalaman air = 3 m Settling time = 1 jam Diameter dan tinggi clarifier


Densitas campuran, ρC ; ρ=

41.646,1205 41.646,1205  41.643,206 1,892 1,022 41,825  0,00158  0,000770   995,68 1194,5 1327

= 995,668 kg/m3 Volume cairan, Vc =

41.646,1205 kg / jam x 1 jam = 41,827 m3 3 995668 kg / m

Vc = ¼ π D2H  4 x 41,827 m 3  4V  D = ( C )1 / 2   H  3,14 x 3 m 

1/ 2

 4,214 m

Maka, diameter clarifier = 5 m Tinggi clarifier = 1,5 x D = 7,5 m

Tebal Dinding Clarifier

Tekanan hidrostatis : Phid = ρ x g x l = 995,668 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 3 m = 29.272,639 kPa Faktor kelonggaran = 5 % Maka, Pdesain = (1 + 0,05) 29.272,639 kPa = 30736,271 kPa Joint efficiency = 0,8

(Brownell,

Allowable stress = 12650 psia = 87.218,71 kPa

(Brownell,

1959)

1959) Tebal dinding clarifier : t = =

PxD 2SE 1,2 P 30736,271kPa x5 m 153681,355kPa.m  (2 x 87218,71kPa x 0,8)  (1,2 x 30737,752 kPa (139549,94  36883,525) kPa

= 1,55 m = 61,074 in Faktor korosi = 0,042 in/tahun Maka tebal yang dibutuhkan = 61,074 in + 0,042 in = 61,116 in


Daya clarifier

P = 0,006 D2 (Ulrich,1984) Dimana : P = daya yang dibutuhkan, kW Sehingga, P = 0,006 x (5 m)2 = 0,03 kW = 0,04 hp = ¼ hp

L.D. 8 Pompa Clarifier (PU-4)

Fungsi

: Untuk memompakan air dari tangki clarifier ke sand filter

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah



= 41.643,206 kg/jam = 25,55 lbm/s

Densitas bahan, ρ

= 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3


= 0,8007 cp = 0,0005 lbm/ft.s

(Geankoplis,1997) Laju alir volume, Q

=

25,55 lbm/s 62,16 lbm/ft 3

= 0,411 ft3/s

Perencanaan Pompa :


= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13




Maka, Di,Opt

= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13 = 3,9 (0,411)0,45 (62,16)0,13 = 3,9 x 0,670 x 1,71 = 4,469 in



= 6 in

Schedule number

= 40

Diameter dalam, ID

= 6,065 in = 0,505 ft

Diameter luar, OD

= 6,625 in = 0,552 ft


= 0,2006 ft2

b. Pengecekan bilangan Reynold, NRe ; Q 0,411 ft 3 / s  2,048 ft / s Kecepatan linier, v =  A 0,2006 ft 2

Sehingga : Bilangan Reynold, NRe

 x v x ID 62,16 lbm / ft 3 x 2,048 ft / s x 0,505 ft  =  0,0005 lbm / ft.s = 128.576,716 (turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε = 4,6.10-5

(Geankoplis,

ε/D = 0,00014

(Geankoplis,

f

(Geankoplis,

1997) 1997) = 0,0045

1997) c. Panjang ekivalen total perpipaan, ∑L ; Instalasi pipa : - Panjang pipa lurus (L1) = 30 ft - 1 buah gate valve fully open ; (L/D = 13)

(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)

L4 = 1 x 24 x 0,505 ft = 12,12 ft


- 1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 50)

(Foust, 1980)


F 

4 f .v 2  L 2. gC . D

(Geankoplis,


1983) =


e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v22  v12 g ( Z 2  Z1 ) P2  P1     F  Wf  0  gc 2.g c

(Geankoplis,1983)

Bila : Wf

=0

Z1

= 0 ; Z2 = 3 ft

v1

= 0 ; v2 = 3,32 ft/s

P1

= 1 atm = 14,696 lbf/in2 = 2117,92 lbf/ft2

Maka : 2,048 2  0 32,174 (3  0) 2117,92  P1    0,242  0  0 2 x 32,174 32,174 62,16

0,065 + 3 + 0,242 +

2117,92  P1 = 0 62,16

P1 = 2323,483 lbf/ft2 1 ft 2 = 16,135 lbf/in2 = 2323,483 lbf/ft x 2 144 in 2

Sehingga,


-Wf =

2323,483  2117,92  0,065  3  0,242 62,16

= 6,617 ft.lbf/lbm


 W f .Q . 



0,3163  0,395 hp 0,8

(Geankoplis,

1983) Maka dipilih pompa yang berdaya motor ½ hp L.D. 9 Sand Filter (SF)

Fungsi

: Menyaring partikel-partikel yang masih terbawa dalam air yang keluar dari clarifier.

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal

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

= 30oC

Tekanan

= 1 atm

Laju massa air, F1

= 41.643,2065 kg/jam

Densitas air

= 995,68 kg/m3 = 0,04 lbm/in3

Faktor keamanan

= 20 %

Sand filter ini dirancang untuk menampung air selama 1 jam operasi. Menentukan ukuran Tangki

a. Volume tangki, VT : Waktu tinggal, t = 1 jam Volume air, VC =

F



x 1 jam 

41.643,2065kg / jam 995,68 kg / m 3


= 41,824 Faktor kelonggaran, fk = 20% = 0,2 Volume tangki, VT = VC 1  f k  = 41,824 (1 + 0,2) = 50,188 m3 b. Diameter (DT) dan Tinggi tangki (HT) : Direncanakan bahwa tinggi silinder : diameter (HS : D) = 3 : 2 Direncanakan bahwa tinggi tutup : diameter (Ht : D) = 4 : 1 Rumus : Volume silinder, Vs =

 4

D2 . H s 



3  D 2  D  1,1775 D 4 2 


1/ 3

 50,188 m 3     1 , 1775  

1/ 3

 3,44 m


= 3,44 m = 11,317 ft = 135,432 in


=

 Tinggi tutup, Ht

= ¼ x 3,44 m = 0,86 m

3 D 1,5 x 3,44 m  5,16 m 2

 Jadi tinggi tangki, HT = HS + Ht = 5,16 m + 0,86 m = 6,177 m c. Tinggi cairan dalam tangki, Hc : Tinggi cairan dalam tangki, Hc =

VC x H T 41,824 m 3 x 6,02 m  VT 50,188 m 3


 H C 1 144



=

0,04 lbm / in 3 197,479 in  1  14,7 Ps 144


= 0,042 in/thn

(Chuse &

Eber,1954)  Allowable working stress (S) = 16250 lb/in2  Efisiensi sambungan (E)

(Brownell,1959)

= 0,85


PxR  (C x A S .E  0,6 P

(Timmerhaus,2004)


16,230 x 104,232  (0,042 x 10) (16250 x 0,85)  0,6 x 16,230 1691,685 psi. in  0,42 in  0,54 in 13.812,5 lb / in 2  9,738 psi




(Brownell,1959)

= 0,85


P x Di  (C x A) 2 S .E  0,2 P

(Timmerhaus,2004)

Dimana : dh = tebal dinding head (in)


Di = diameter tangki (in) S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan dh =

16,230 x 135,432  (0,042 x 10) 2 (16250 x 0,85)  (0,2 x 16,230)

=

2.198,061 psi.in  0,42  0,49 in 27625 lb / in 2  9,738 psi

Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki maka dipilih tebal silinder = 1/2 in

L.D. 10 Pompa Sand Filter (PU-5)

Fungsi

: Untuk memompakan air dari sand filter ke menara air

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah



= 41.643,2065 kg/jam = 25,55 lbm/s

Densitas bahan, ρ

= 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3


= 0,8007 cp = 0,0005 lbm/ft.s

(Geankoplis,1997) Laju alir volume, Q

=

25,55 lbm/s 62,16 lbm/ft 3

= 0,411 ft3/s

Perencanaan Pompa :


= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13

(Timmerhaus,1991)


Di = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft3)

Dengan :

Q = laju volumetrik (ft3/s)


Maka, Di,Opt

= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13 = 3,9 (0,411)0,45 (62,16)0,13 = 3,9 x 0,670 x 1,71 = 4,468 in


= 6 in

Schedule number

= 40

Diameter dalam, ID

= 6,065 in = 0,505 ft

Diameter luar, OD

= 6,625 in = 0,552 ft


= 0,1813 ft2

b. Pengecekan bilangan Reynold, NRe ; Kecepatan linier, v =

Q 0,411 ft 3 / s   2,048 ft / s A 0,2006 ft 2

Sehingga : Bilangan Reynold, NRe =

 x v x ID 62,16 lbm / ft 3 x 2,048 ft / s x 0,505 ft   0,0005 lbm / ft.s = 128.576,716 (turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε = 4,6.10-5

(Geankoplis,

ε/D = 0,00014

(Geankoplis,

f

(Geankoplis,

1997) 1997) = 0,0045

1997) c. Panjang ekivalen total perpipaan, ∑L ; Instalasi pipa : - Panjang pipa lurus (L1) = 30 ft


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

(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


F 

4 f .v 2  L 2. gC . D

(Geankoplis, 1983)


=



(Geankoplis,1983)

Bila : Wf

=0

Z1

= 0 ; Z2 = 3 ft

v1

= 0 ; v2 = 3,32 ft/s

P1

= 1 atm = 14,696 lbf/in2 = 2117,92 lbf/ft2

Maka : 2,048 2  0 32,174 (3  0) 2117,92  P1    0,242  0  0 2 x 32,174 32,174 62,16


0,065 + 3 + 0,242 +

2117,92  P1 = 0 62,16

P1 = 2323,483 lbf/ft2 = 2323,483 lbf/ft2 x

1 ft 2 = 16,135 lbf/in2 144 in 2

Sehingga, -Wf =

2323,483  2117,92  0,065  3  0,242 62,16

= 6,617 ft.lbf/lbm


 W f .Q . 



0,3163  0,395 hp 0,8

(Geankoplis,

1983) Maka dipilih pompa yang berdaya motor ½ hp

L.D. 11 Menara Air (MA)

Fungsi


Bentuk

: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-283, Grade C

Kondisi operasi Temperatur

= 30oC

Tekanan

= 1 atm

Laju massa air, F1

= 41.643,206 kg/jam

Densitas air

= 995,68 kg/m3 = 0,04 lbm/in3


Faktor keamanan

= 20 %

Menara air ini dirancang untuk menampung air selama 1 jam operasi. Menentukan ukuran Tangki

a. Volume tangki, VT : Waktu tinggal, t = 1 jam Volume air, VC =

F



x 1 jam 

41.643,206kg / jam 995,68 kg / m 3

= 41,824 Faktor kelonggaran, fk = 20 % = 0,2 Volume tangki, VT = VC 1  f k  = 41,824 (1 + 0,2) = 50,188 m3 b. Diameter (DT) dan Tinggi tangki (HT) : Direncanakan bahwa tinggi silinder : diameter (HS : D) = 3 : 2 Direncanakan bahwa tinggi tutup : diameter (Ht : D) = 4 : 1 Rumus : Volume silinder, Vs =

 4

D2 . H s 



3  D 2  D  1,1775 D 3 4 2 

Volume tangki, VT = VS = 1,1775 D3  V  D=  T   1,1775 

1/ 3

 50,188 m 3     1 , 1775  

1/ 3

 3,44 m


= 3,44 m = 11,285 ft = 135,432 in


=

 Tinggi tutup, Ht

= ¼ x 3,44 m = 0,86 m

3 D 1,5 x 3,44 m  5,16 m 2

 Jadi tinggi tangki, HT = HS + Ht = 5,16 m + 0,86 m = 6,02 m c. Tinggi cairan dalam tangki, Hc :


Tinggi cairan dalam tangki, Hc =

VC x H T 41,824 m 3 x 6,02 m  VT 50,188 m 3


 H C 1 144


=

0,04 lbm / in 3 197,479 in  1  14,7 Psi 144

= 14,754 psi Jika faktor keamanan = 10 % = 0,1 PDesain = (1 + 0,1) x 14,754 psi = 16,230 psi e. Tebal dinding tangki (bagian silinder), d :  Faktor korosi (C)

= 0,042 in/thn

(Chuse &

Eber,1954)  Allowable working stress (S) = 16250 lb/in2  Efisiensi sambungan (E)

(Brownell,1959)

= 0,85


PxR  (C x A) S .E  0,6 P

(Timmerhaus,2004)

Dimana : d = tebal tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/2 S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan d =

16,230 x 104,232  (0,042 x 10) (16250 x 0,85)  0,6 x 16,230


=

1691,789 psi. in  0,42 in  0,5 in 13.812,5 lb / in 2  9,738 psi




(Brownell,1959)

= 0,85


P x Di  (C x A) 2 S .E  0,2 P

(Timmerhaus,2004)

Dimana : dh = tebal dinding head (in) Di = diameter tangki (in) S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan dh = =


Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki maka dipilih tebal silinder = 1/2 in

L.D. 12 Menara Pendingin Air/Water Cooling Tower (CT)

Fungsi


Bentuk

: Mechanical induced darft fan

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-283, Grade C

Kondisi operasi Temperatur air masuk menara, TL2 = 40oC = 104oF Temperatur air keluar menara, TL2 = 10oC = 50oF Temperatur udara, TG2 = 28oC = 82,4oF Dari Gambar 12-14 (Perry,1999), diperoleh suhu bola basah, Tw = 78oF.


Dari kurva kelembaban, diperoleh H = 0,022 kg uap air/kg udara kering. Dari Gambar 12-14 (Perry,1999), diperoleh konsentrasi air = 1,25 gal/ft2.menit. Densitas air (40oC)

= 994,54 kg/m3

(Perry,1999) Laju massa air pendingin

= 32.023,302 kg/jam

Laju volumetrik air pendingin

32.023,302 kg/jam  32,199 m 3 / jam = 994,54 kg/m3

Kapasitas air, Q = 32,199 m3/jam x 264,17 gal/m3 x jam/60 menit = 141,766 gal/menit Faktor keamanan = 20% Luas menara, A = (1 + 0,2)

141,766 gal/menit 1,25 gal / ft 2 .menit

= 136,095 ft2 Dipakai performance menara pendingin = 90% (Fig.12-15 Perry & Green, 1997) Maka, diperoleh tenaga kipas 0,03 hp/ft2 Daya yang diperlukan untuk mengerakkan kipas : Daya = 0,03 hp/ft2 x 149,02 ft2 = 4,082 hp Asumsi lama penampungan = 6 jam Volume air pendingin = 32,199 m3/jam x 6 jam = 193,194 m3 Karena sel menara pendingin merupakan kelipatan 6 ft (Ludwig, 1997), maka kombinasi yang digunakan : P = 6 ft L = 6 ft

L.D. 13 Pompa Menara Air Pendingin (PU-6)

Fungsi

: Memompakan air pendingin dari menara pendingin ke proses.

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah




= 32.023,302 kg/jam = 19,610 bm/s

Densitas bahan, ρ

= 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3

(Geankoplis,1997) Viskositas bahan, µ = 0,8007 cp = 0,0005 lbm/ft.s (Geankoplis,1997) Laju alir volume, Q =

19,610 lbm/s 62,16 lbm/ft 3

= 0,315 ft3/s

Perencanaan Pompa :


= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13


Di = diameter optimum (in)

ρ = densitas (lbm/ft3)



Maka, Di,Opt

= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13 = 3,9 (0,315)0,45 (62,16)0,13 = 3,9 x 0,595 x 1,71 = 3,968 in


= 6 in

Schedule number

= 40

Diameter dalam, ID

= 6,065in = 0,505ft

Diameter luar, OD

= 6,625 in = 0,552 ft


= 0,2006ft2

b. Pengecekan bilangan Reynold, NRe ; Q 0,315 ft 3 / s 1,570 ft / s Kecepatan linier, v =  A 0,2006 ft 2 Sehingga :


Bilangan Reynold, NRe

 x v x ID 62,16 lbm / ft 3 x 1,570 ft / s x 0,505 ft   0,0005 lbm / ft.s = 98.585,264 (turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε = 4,6.10-5

(Geankoplis,

ε/D = 0,00014

(Geankoplis,

1997) 1997) f = 0,0045 c. Panjang ekivalen total perpipaan, ∑L ; Instalasi pipa : - Panjang pipa lurus (L1) = 30 ft - 1 buah gate valve fully open ; (L/D = 13)

(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


F 

4 f .v 2  L 2. gC . D


(Geankoplis,

1983)


=



(Geankoplis,1983)

Bila : Wf

=0

Z1

= 0 ; Z2 = 3 ft

v1

= 0 ; v2 = 3,32 ft/s

P1

= 1 atm = 14,696 lbf/in2 = 2117,92 lbf/ft2

Maka : 1,570 2  0

32,174 (3  0) 2117,92  P1   0,142  0  0 2 x 32,174 32,174 62,16 

0,038 + 3 + 0,142 +

2117,92  P1 = 0 62,16

P1 = 2129,785 lbf/ft2 = 2129,785 lbf/ft2 x

1 ft 2 = 14,790 lbf/in2 2 144 in

Sehingga, -Wf =

2129,785  2117,92  0,0453  3  0,142 62,16


 W f .Q . 



0,120  0,150hp 0,8

(Geankoplis, 1983)

Maka dipilih pompa yang berdaya motor ½ hp


L.D. 14 Tangki Pelarutan Kaporit (Ca(OCl)2 (TP-4)

Fungsi

: Tempat melarutkan Kaporit Ca(OCl)2.

Jenis


Jumlah

: 1 unit

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

= 30 0C

- Tekanan

= 1 atm

- Jumlah air yang diolah, F = 41.643,206 kg/jam - Jumlah Ca(OCl)2 = 0,00974 kg/jam Direncanakan lama penampungan untuk persediaan 7 hari, maka : Jumlah Ca(OCl)2 yang dilarutkan = 0,00974 kg/jam x 7 hari x 24 jam/hari = 1,636 kg Jenis dan sifat bahan :

Bahan yang dipakai adalah Ca(OCl)2 dengan kadar 30 % berat, dengan sifat-sifat sebagai berikut : - Densitas, ρ

= 1272 kg/m3 = 79,41 lbm/ft3

(Perry,

1997) = 0,05 lbm/in3 - Viscositas, μ

= 6,72.10-4 cP

(Othmer,

1967) = 4,52.10-7 kg/ft.det


a. Volume tangki, VT : Waktu tinggal, t = 7 hari = 168 jam Volume bahan, VC =

41.643,206kg / jam 1272kg / m 3

= 5500,046 m3


Faktor kelonggaran, fk = 20 % = 0,2 Volume tangki, VT = VC 1  f k  = 5500,046(1 + 0,2) = 6600,05 m3 b. Diameter (DT) dan Tinggi tangki (HT) : Direncanakan bahwa tinggi silinder : diameter (HT : D) = 3 : 2 Rumus : Volume silinder, Vs =

 4

D2 . H s 



3  D 2  D  1,1775 D 3 4 2 

= VS

Volume tangki, VT

= 1,1775 D3  V  D= T   1,1775 

1/ 3

 6600,05 m 3      1,1775 

1/ 3

17,259 m


= 17,259 m = 56,625 ft = 679,486 in


=

3 D 1,5 x 17,259 m  25,88 m 2


VC x H T 5500,046m 3 x 25,88m  VT 6600,05 m 3


 H C 1 144


=

0,05 lbm / in 3 848,817 in  1  14,7 Psi 144

= 14,99 psi Jika faktor keamanan = 10% = 0,1 PDesain = (1 + 0,1) x 14,99 psi


= 16,493 psi e. Tebal dinding tangki (bagian silinder), d :  Faktor korosi (C)



(Brownell,1959)

= 0,85


PxR  (C x A) S .E  0,6 P

(Timmerhaus,2004)






(Brownell,1959)

= 0,85


P x Di  (C x A) 2 S .E  0,2 P

(Timmerhaus,2004)


16,493 x 679,486  (0,042 x 10) 2 (16250 x 0,85)  (0,2 x 16,493)

= 4,46 in


Maka dipilih tebal silinder = 4,5 in Daya Pengaduk

Jenis pengaduk

: Marine propeler 3 daun

Jumlah baffle : 4 buah Dimana : - Da/Dt = 0,4

(fig.3.4-4 Geankoplis, 1983)

- Dt = 2,26 ft - Da = 0,904 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas, μ = = 4,52.10-7 kg/ft.det Bilangan Reynold, NRe =

 x N x Da 2 79,41 x 1 x (0,904) 2   4,52.10 -7


(Tabel 9.2

McCabe,1994) P =

K T . N 3 . Da 5 .  g c . 550


0,32 x (1 rps) 3 x (0,904 ft ) 5 x 79,41lbm / ft 3 = 0,0009 hp = 32,174 lbm. ft / lbf .s 2 x 550 ft.lbf / s / hp Efisiensi motor penggerak = 80 % Daya motor =

0,0009 hp = 0,001 hp 0,8

(Pers.2.7-30 Geankoplis, 1983)

Daya motor standar yang dipilih 1/20 hp

L.D.15 Pompa Larutan Kaporit Ca(OCl)2 (PU-7)

Fungsi

: Memompakan larutan Ca(OCl)2 ke tangki air domestik.

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah


Kondisi operasi : P = 1 atm T = 30oC


Laju alir massa, F

= 0,00974 kg/jam = 5,9.10-6 lbm/s

Densitas bahan, ρ

= 1272 kg/m3 = 79,41 lbm/ft3

(Perry,

1997) = 0,05 lbm/in3 = 6,72.10-4 cP

Viscositas, μ

(Othmer,

1967) = 4,52.10-7 kg/ft.det Laju alir volume, Q =

5,9.10 -6 lbm/s = 0,074.10-6 ft3/s 3 79,41lbm/ft

Perencanaan Pompa :


= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13






Maka, Di,Opt

= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13 = 3,9 (0,074.10-6)0,45 (79,41)0,13 = 3,9 x 0,000618 x 1,77 = 0,0042 in


= 1/8in

Schedule number

= 40

Diameter dalam, ID

= 0,269 in = 0,224 ft

Diameter luar, OD

= 0,405 in = 0,0388 ft


= 0,0004 ft2


Q 0,074.10 -6 ft 3 / s   0,00018 ft / s A 0,0004 ft 2

Sehingga :


Bilangan Reynold, NRe =

 x v x ID 79,41 x 0,00018 x 0,0224   4,52.10 -7

= 728,042 (laminar) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : f = 0,15 c. Panjang ekivalen total perpipaan, ∑L ; Instalasi pipa : - Panjang pipa lurus (L1) = 30 ft - 1 buah gate valve fully open ; (L/D = 13)

(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


F 

4 f .v 2  L 2. gC . D

(Geankoplis,


1983) =

2,026.10 6 ft 3 / s 2  1,406.10 -6 ft.lbf / lbm 2 2 1,441lbm. ft / lbf .s


(Geankoplis,1983)


Bila : Wf

=0

Z1

= 0 ; Z2 = 3 ft

v1

= 0 ; v2 = 4.10-5 ft/s

P1

= 1 atm = 14,696 lbf/in2 = 2117,92 lbf/ft2

Maka : 0,00018 2  0 32,174 (3  0) 2117,92  P1    1,406.10 6  0  0 2 x 32,174 32,174 79,41

5,035.10-10 + 3 + 1,406.10-6 +

2117,92  P1 = 0 79,41

P1 = 2467,80 lbf/ft2 = 2467,80 lbf/ft2 x

1 ft 2 = 17,13 lbf/in2 2 144 in

Sehingga, -Wf =

2467.80  2117,92  5,035.10 10  3  1,406.10 6 79,41


 W f .Q . 

550 . 6 ft.lbf / lbm x 0,074.10 6 ft 3 / s x 79,41lbm / ft 3 8   6,4.10 hp 550 ft.lbf / s.hp

Untuk efisiensi alat 80%, maka : 6,4.10 8 hp Tenaga pompa yang dibutuhkan =  8.10 5 hp 0,8

(Geankoplis, 1983) Maka dipilih pompa yang berdaya motor 1/20 hp L.D. 16 Tangki Air Domestik (T-1)

Fungsi

: Tempat menampung air domestik selama 1 hari.

Jenis

: Silinder vertikal dengan tutup dan alas berbentuk datar.

Jumlah

: 1 unit



= 30 0C

- Tekanan

= 1 atm

- laju massa air, F

= 3410,582 kg/jam

- Densitas bahan, ρ = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3 (Geankoplis,1997) = 0,04 lbm/in3 - Viskositas bahan, µ = 0,8007 cp = 0,0005 lbm/ft.s (Geankoplis,1997) - Kebutuhan perancangan = 1 hari = 24 jam - Faktor keamanan = 20% Menentukan ukuran Tangki


F



xt 

3410,582 kg / jam x 24 jam 995,68 kg / m 3

= 82,209 m3 Faktor kelonggaran, fk = 20% = 0,2 Volume tangki, VT = VC 1  f k  = 88,291 m3 (1 + 0,2) = 98,65 m3 b. Diameter (DT) dan Tinggi tangki (HT) : Direncanakan bahwa tinggi silinder : diameter (HT : D) = 3 : 2 Rumus : Volume silinder, Vs = Volume tangki, VT

 4

D2 . H s 



3  D 2  D  1,1775 D 3 4 2 

= VS = 1,1775 D3

 V  D= T   1,1775 

1/ 3

 98,65 m 3      1,1775 

1/ 3

 4,31 m

Sehingga desain tangki yang digunakan :


 Diameter tangki

= 4,31 m = 14,145 ft = 169,724 in


3 = D 1,5 x 4,31 m  6,466 m 2


VC x H T 82,209 m 3 x 6,466 m  VT 98,65 m 3


 H C 1 144


0,04 lbm / in 3 212,125 in  1 =  14,7 Psi 144 = 14,75 psi Jika faktor keamanan = 10% = 0,1 PDesain = (1 + 0,1) x 14,75 psi = 16,234 psi e. Tebal dinding tangki (bagian silinder), d :  Faktor korosi (C)



(Brownell,1959)

= 0,85


PxR  (C x A) S .E  0,6 P

(Timmerhaus,2004)

Dimana : d = tebal tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/2 S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan


d = =





(Brownell,1959)

= 0,85


P x Di  (C x A) 2 S .E  0,2 P

(Timmerhaus,2004)


16,234 x 176,424  (0,042 x 10) 2 (16250 x 0,85)  (0,2 x 16,234) 2755,299 psi.in  0,42  0,51in 27625 lb / in 2  3,246 psi

Maka dipilih tebal silinder = 1 in L.D. 17 Pompa Air Domestik (PU-8)

Fungsi

: Memompakan air domestik ke kebutuhan domestik.

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah



= 3410,582 kg/jam = 2,088 lbm/s

Densitas bahan, ρ

= 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3

(Geankoplis,1997)


= 0,04 lbm/in3 Viskositas bahan, µ = 0,8007 cp = 0,0005 lbm/ft.s (Geankoplis,1997) Laju alir volume, Q =

2,088 lbm/s 62,16 lbm/ft 3

= 0,033 ft3/s

Perencanaan Pompa :


= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13

(Timmerhaus,1991) Di = diameter optimum (in)




Dengan : Maka, Di,Opt

= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13 = 3,9 (0,033)0,45 (62,16)0,13 = 3,9 x 0,217 x 1,71 = 1,44 in


= 1 1/2 in

Schedule number

= 40

Diameter dalam, ID

= 1,61 in = 0,133 ft

Diameter luar, OD

= 1,9 in = 0,158 ft


= 0,01414 ft2


Q 0,033 ft 3 / s   2,33 ft / s A 0,01 414 ft 2


 x v x ID 62,16 x 2,33 x 0,133   0,0005

= 38588,435 (turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε = 4,6.10-5

(Geankoplis,

1997)


ε/D = 0,0004

(Geankoplis,

1997) f = 0,006 c. Panjang ekivalen total perpipaan, ∑L ; Instalasi pipa : -


-


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)

L5 = 1 x 50 x 0,505= 25,25ft Maka, ∑ L = L1 + L2 + L3 + L4 + L5 = 30 + 6,565 + 30,3+ 12,12 +25,25 = 104,235 ft

d. Menentukan friksi, ∑F ;

F 

4 f .v 2  L 2. gC . D

(Geankoplis, 1983)


16,581 ft 3 / s 2 =  1,586 ft.lbf / lbm 8,558 lbm. ft 2 / lbf .s 2 e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v22  v12 g ( Z 2  Z1 ) P2  P1     F  Wf  0 2.g c gc 

(Geankoplis,1983)

Bila :


Wf

=0

Z1

= 0 ; Z2 = 3 ft

v1

= 0 ; v2 = 2,5 ft/s

P1

= 1 atm = 14,696 lbf/in2 = 2117,92 lbf/ft2

Maka : 2,33 2  0

32,174 (3  0) 2117,92  P1   1,586  0  0 2 x 32,174 32,174 62,16 

0,084 + 3 + 1,893+

2117,92  P1 = 0 62,16

P1 = 2408,230 lbf/ft2 = 2408,230 lbf/ft2 x

1 ft 2 = 16,723 lbf/in2 2 144 in

Sehingga, -Wf =

2408,230  2117,92  0,084  3  1,586 62,16


 W f .Q . 



0,0034hp  0,043 hp (Geankoplis, 0,8

1983) Maka dipilih pompa yang berdaya motor 1/20 hp

L.D. 18 Tangki Pelarutan Asam Sulfat (H2SO4) (TP-5)

Fungsi

: Tempat melarutkan Asam Sulfat (H2SO4).

Jenis



Jumlah

: 1 unit


= 30 0C

- Tekanan

= 1 atm

- Jumlah air yang diolah, F = 41.643,206 kg/jam - Jumlah H2SO4

= 0,275 kg/jam

Direncanakan lama penampungan untuk persediaan 7 hari, maka : Jumlah H2SO4 yang dilarutkan = 0,275 kg/jam x 7 hari x 24 jam = 46,2 kg

Jenis dan sifat bahan :

Bahan yang dipakai adalah H2SO4 dengan kadar 50 % berat, dengan sifatsifat sebagai berikut : - Densitas, ρ

= 1061,7 kg/m3 = 66,28 lbm/ft3

(Perry,


= 5,2.10-8 cP

(Othmer, 1967)

-3

= 3,49.10 kg/ft.det



Jumlah H 2 SO4 46,2 kg  % berat H 2 SO4 x  0,5 x 1061,7 kg / m 3

= 0,0870 m3 Faktor kelonggaran, fk = 20% = 0,2 Volume tangki, VT = VC 1  f k  = 0,0870(1 + 0,2) = 0,104 m3 b. Diameter (DT) dan Tinggi tangki (HT) : Direncanakan bahwa tinggi silinder : diameter (HT : D) = 3 : 2


Rumus : Volume silinder, Vs =

 4

D2 . H s 



3  D 2  D  1,1775 D 3 4 2 

= VS

Volume tangki, VT

= 1,1775 D3  V  D= T   1,1775 

1/ 3

 0,104 m 3     1 , 1775  

1/ 3

 0,449 m


= 0,449 m = 1,474 ft = 17,677 in


3 = D 1,5 x 0,449 m  0,6735 m 2


VC x H T 0,0870m 3 x 0,673 m  VT 0,078 m 3


 H C 1 144


=

0,04 lbm / in 3 22,165in  1  14,7 Psi 144




(Brownell,1959)

= 0,85



PxR  (C x A) S .E  0,6 P

(Timmerhaus,2004)






(Brownell,1959)

= 0,85


P x Di  (C x A) 2 S .E  0,2 P

(Timmerhaus,2004)




Jenis pengaduk





- Dt = 2,26 ft - Da = 0,904 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas, μ = = 3,49.10-3 kg/ft.det Bilangan Reynold, NRe =

 x N x Da 2 66,28 x 1 x (0,904) 2   3,49.10-3


(Tabel 9.2

McCabe,1994) P = =

K T . N 3 . Da 5 .  g c . 550


0,32 x (1 rps) 3 x (0,904 ft )5 x 66,28 lbm / ft 3 = 0,0007 hp 32,174 lbm. ft / lbf .s 2 x 550 ft.lbf / s / hp


0,0007 hp = 0,0009 hp 0,8



L.D. 19 Pompa Larutan H2SO4 (PU-9)

Fungsi

: Memompakan larutan H2SO4 ke cation exchanger.

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah



= 0,206kg/jam = 1,683.10-4 lbm/s

Densitas, ρ

= 1061,7 kg/m3 = 66,28 lbm/ft3

(Perry,

1997) = 0,04 lbm/in3


= 5,2.10-8 cP

Viscositas, μ

(Othmer,

1967) = 3,49.10-3 kg/ft.det 1,683.10 -4 lbm/s Laju alir volume, Q = = 2,5.10-6 ft3/s 3 66,28 lbm/ft Perencanaan Pompa :


= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13






Maka, Di,Opt

= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13 = 3,9 (2,5.10-6)0,45 (66,28)0,13 = 3,9 x 0,00303 x 1,72 = 0,0203 in


= 1/8 in

Schedule number

= 40

Diameter dalam, ID

= 0,269in = 0,0224 ft

Diameter luar, OD

= 0,405 in = 0,034 ft


= 0,00040ft2


Q 2,5.10 -6 ft 3 / s   0,00625 ft / s A 0,00040 ft 2


 x v x ID 66,28 x 0,00625 x 0,0224   3,49.10 -3

= 2,65 (laminar) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : f =1

(Geankoplis,

1997)


c. Panjang ekivalen total perpipaan, ∑L ; Instalasi pipa : -


-


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


F 

4 f .v 2  L 2. gC . D

(Geankoplis,

4 x 1 x (0,00625 ft / s ) 2 x 104,235 ft  2 x 32,174 lbm. ft / lbf .s 2 x 0,0224 ft

1983) 0,0162 ft 3 / s 2 =  0,0113 ft.lbf / lbm 1,441lbm. ft 2 / lbf .s 2 e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v22  v12 g ( Z 2  Z1 ) P2  P1     F  Wf  0 2.g c gc 

(Geankoplis,1983)

Bila : Wf

=0

Z1

= 0 ; Z2 = 3 ft

v1

= 0 ; v2 = 0,0007 ft/s

P1

= 1 atm = 14,696 lbf/in2 = 2117,92 lbf/ft2


Maka : 0,00625 2  0 32,174 (3  0) 2117,92  P1    0,0113  0  0 2 x 32,174 32,174 66,28

6,07.10-7 + 3 + 0,0113 +

2117,92  P1 = 0 66,28

P1 = 2317,509 lbf/ft2 1 ft 2 =2317,509 lbf/ft x = 16,093 lbf/in2 2 144 in 2

Sehingga, -Wf =

2317,509  2117,92  6,07.10 6  3  0,0113 66,28

= 6,022 ft.lbf/lbm


 W f .Q . 

550 6,022 ft.lbf / lbm x 2,5.10 6 ft 3 / s x 66,28 lbm / ft 3   0,018.10  4 hp 550 ft.lbf / s.hp

. Untuk efisiensi alat 80%, maka : Tenaga pompa yang dibutuhkan =

0,018.10 4 hp  0,0226.10  4 hp 0,8


L.D. 20 Penukar Kation/Cation Exchanger (CE)

Fungsi

: Mengurangi kesadahan air.

Jenis

: Silinder tegak dengan tutup dan alas berbentuk ellipsoidal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 Grade C Kondisi operasi :


P = 1 atm T = 30oC Laju air yang masuk ke cation exchanger = 2.082,517 kg/jam Densitas air,ρ

= 995,68 kg/m3

Faktor keamanan = 20% Perhitungan : a. Ukuran cation exchanger Dari Tabel. 12.4 The Nalco Water Handbook, diperoleh : - Diameter penukaran kation

= 3 ft = 0,9144 m

- Luas penampang penukar kation

= 9,61 ft2

- Tinggi resin dalam cation exchanger = 2,5 ft = 0,762 m Tinggi silinder = 1,2 x 2,5 ft = 3 ft = 0,9144 m Diameter tutup = diameter tangki = 0,9144 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tutup (D : H) = 4 : 1 1 Tinggi tutup = x 0,9144 m  0,23 m 4 Tinggi tangki total = 0,9144 m + 2 (0,23 m) = 1,37 m b. Tebal tangki Tekanan hidrostatis : Phid = ρ x g x l = 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 0,762 m = 7435,34 kPa Faktor kelonggaran = 5 % Maka, Pdesain = (1 + 0,05) 7435,34 kPa = 7807,11 kPa Joint efficiency = 0,8

(Brownell,

Allowable stress = 12650 psia = 87218,71 kPa

(Brownell,

1959)

1959) Tebal dinding : t =

PxD 2 SE 1,2 P


7807,11 kPa x 0,9144 m (2 x 87218,71 kPa x 0,8)  (1,2 x 7807,11 kPa 7138,82 kPa.m  (139549,94  9368,53) kPa

= 0,055 m = 2,16 in Faktor korosi = 0,042 in/tahun Maka tebal yang dibutuhkan = 2,16 in + 0,042 in = 2,2 in Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup 2,5 in

L.D. 21 Pompa Cation Exchanger (PU-10)

Fungsi

: Memompakan air dari cation exchanger ke anion exchanger.

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah



= 2.082,517 kg/jam = 1,275 lbm/s

Densitas, ρ

= 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3

(Perry,

1997) = 0,04 lbm/in3 Viscositas, μ

= 0,8007 cp = 0,0005 lbm/ft.s

(Geankoplis,1997) Laju alir volume, Q =

1,275 lbm/s 62,16 lbm/ft 3

= 0,0205 ft3/s

Perencanaan Pompa :


= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13

(Timmerhaus,1991)







= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13 = 3,9 (0,0205)0,45 (62,16)0,13 = 3,9 x 0,173 x 1,71 = 1,160 in


= 1 in

Schedule number

= 40

Diameter dalam, ID

= 1,049 in = 12,587 ft

Diameter luar, OD

= 1,315 in = 15,779ft


= 0,006 ft2

b. Pengecekan bilangan Reynold, NRe ; Q 0,0205 ft 3 / s  3,416 ft / s Kecepatan linier, v =  A 0,006 ft 2 Sehingga : Bilangan Reynold, NRe =

 x v x ID 62,16 x 3,416 x 1,049   0,0005

= 445573,24 (Turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε = 4,6.10-5

(Geankoplis,

ε/D = 0,0001

(Geankoplis,

f = 0,007

(Geankoplis,

1997) 1997)

1997) c. Panjang ekivalen total perpipaan, ∑L ; Instalasi pipa : -


-


(Foust, 1980)

L2 = 1 x 13 x 0,505 ft = 6,565 ft


- 2 buah elbow standar 90oC (L/D = 30)

(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


F 

4 f .v 2  L 2. gC . D

(Geankoplis, 1983)


34,057 ft 3 / s 2 =  0,504 ft.lbf / lbm 67,501lbm. ft 2 / lbf .s 2 e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v22  v12 g ( Z 2  Z1 ) P2  P1     F  Wf  0 2.g c gc 

(Geankoplis,1983)

Bila : Wf

=0

Z1

= 0 ; Z2 = 3 ft

v1

= 0 ; v2 = 1,85 ft/s

P1

= 1 atm = 14,696 lbf/in2 = 2117,92 lbf/ft2

Maka : 3,416 2  0

32,174 (3  0) 2117,92  P1   0,504  0  0 2 x 32,174 32,174 62,16 

0,18 + 3 + 0,504 +

2117,92  P1 = 0 62,16

P1 = 2347,0009lbf/ft2


= 2347,0009 lbf/ft2 x

1 ft 2 = 16,298 lbf/in2 144 in 2

Sehingga, -Wf =

2347,0009  2117,92  0,1  3  0,504 62,16


 W f .Q . 



0,017 hp  0,0213 hp 0,8

(Geankoplis, 1983) Maka dipilih pompa yang berdaya motor 1/20 hp L.D. 22 Tangki Pelarutan NaOH (TP-6)

Fungsi

: Tempat melarutkan NaOH.

Jenis


Jumlah

: 1 unit


= 30 0C

- Tekanan

= 1 atm

- Jumlah air yang diolah, F = 41.643,206 kg/jam - Jumlah NaOH

= 0,667 kg/jam

Direncanakan lama penampungan untuk persediaan 7 hari, maka : Jumlah NaOH yang dilarutkan = 0,667 kg/jam x 7 hari x 24 jam = 112,056 kg Jenis dan sifat bahan :


Bahan yang dipakai adalah NaOH dengan kadar 50 % berat, dengan sifatsifat sebagai berikut : - Densitas, ρ

= 1518 kg/m3 = 94,7662 lbm/ft3

(Perry,


= 0,00043 cP

(Othmer,

1967) = 2,89.10-7 lbm/ft.det



Jumlah NaOH 112,056 kg  % berat NaOH x  0,5 x 1518 kg / m 3

= 0,147 m3 Faktor kelonggaran, fk = 20% = 0,2 Volume tangki, VT = VC 1  f k  = 0,147 (1 + 0,2) = 0,177 m3 b. Diameter (DT) dan Tinggi tangki (HT) : Direncanakan bahwa tinggi silinder : diameter (HT : D) = 3 : 2 Rumus : Volume silinder, Vs =

 4

D2 . H s 



3  D 2  D  1,1775 D 3 4 2 

= VS

Volume tangki, VT

= 1,1775 D3  V  D=  T   1,1775 

1/ 3

 0,177 m 3      1,1775 

1/ 3

 0,535 m


= 0,535 m = 1,756 ft = 21,106 in


=

3 D 1,5 x 0,535 m  0,8025 m 2

 Jadi tinggi tangki, HT = HS = 0,8025 m


c. Tinggi cairan dalam tangki, Hc : Tinggi cairan dalam tangki, Hc =

VC x H T 0,147 x 0,723 m  VT 0,177 m 3

= 0,666 m = 2,186 ft = 26,220 in

d. Tekanan desain, P : Tekanan hidrostatis =

 H C 1 144


=

0,055 lbm / in 3 26,220 in  1  14,7 Psi 144




(Brownell,1959)

= 0,85


PxR  (C x A) S .E  0,6 P

(Timmerhaus,2004)

Dimana : d = tebal tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/2 S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan d =

16,180 x 10,553  (0,042 x 10) (16250 x 0,85)  0,6 x 16,180


=

170,747 psi. in  0,42 in  0,432 in 13812,5 lb / in 2  9,706 psi




(Brownell,1959)

= 0,85

 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun P x Di  (C x A) 2 S .E  0,2 P

Tebal head (dh) = (Timmerhaus,2004)


16,180 x 104,232  (0,042 x 10) (16250 x 0,85)  0,6 x 16,180

=

1686,473 psi.in  0,42  0,542 in 13812,5 lb / in 2  9,708 psi


Jenis pengaduk




- Dt = 2,26 ft - Da = 0,904 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas, μ = = 3,49.10-3 kg/ft.det Bilangan Reynold, NRe

 x N x Da 2 94,7622 x 1 x (0,904) 2 =   3,49.10 -7 = 22,1895.103


Karena NRe > 10000, maka KT = 0,32

(Tabel 9.2

McCabe,1994) P = =

K T . N 3 . Da 5 .  g c . 550


0,32 x (1 rps) 3 x (0,904 ft )5 x 94,7622 lbm / ft 3 = 0,0016 hp 32,174 lbm. ft / lbf .s 2 x 550 ft.lbf / s / hp


0,0016 hp = 0,002 hp 0,8

(Pers.2.7-30 Geankoplis, 1983)

Daya motor standar yang dipilih 1/20 hp

L.D. 23 Pompa Natrium Hidroksida (NaOH) (PU-11)

Fungsi

: Memompakan larutan NaOH ke anion exchanger.

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah



= 0,667 kg/jam = 4,08.10-4lbm/s

Densitas, ρ

= 1518 kg/m3 = 94,7662 lbm/ft3

(Perry,


= 0,00043 cP

(Othmer,

1967) = 2,89.10-7 lbm/ft.det Laju alir volume, Q =

4,08.10 -4 lbm/s = 4,309.10-6 ft3/s 3 94,7662 lbm/ft

Perencanaan Pompa :

a. Diameter Pipa Optimum :


Di,Opt

= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13

(Timmerhaus,1991) Di = diameter optimum (in)





= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13 = 3,9 (4,309.10-6)0,45 (94,7662)0,13 = 3,9 x 0,003 x 1,81 = 0,0271 in


= 1/8 in

Schedule number

= 40

Diameter dalam, ID

= 0,269in = 0,0224 ft

Diameter luar, OD

= 0,405 in = 0,034 ft


= 0,00040ft2


Q 4,309.10 -6 ft 3 / s   0,01077 ft / s A 0,00040 ft 2


 x v x ID 94,7622 x 0,01077 x 0,0224   2,89.10 -7

= 79104,467 (laminar) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε = 4,6.10-5

(Geankoplis,

ε/D = 0,0025

(Geankoplis,

f = 0,006

(Geankoplis,

1997) 1997)

1997) c. Panjang ekivalen total perpipaan, ∑L ; Instalasi pipa :


-


-


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


F 

4 f .v 2  L 2. gC . D


(Geankoplis,

1983) =

2,901.10 4 ft 3 / s 2  2,01.10  4 ft.lbf / lbm 2 2 1,441lbm. ft / lbf .s


(Geankoplis,1983)

Bila : Wf

=0

Z1

= 0 ; Z2 = 3 ft

v1

= 0 ; v2 = 0,00032 ft/s

P1

= 1 atm = 14,696 lbf/in2 = 2117,92 lbf/ft2

0,01077 2  0 32,174 (3  0) 2117,92  P1    2,01.10 4  0  0 Maka : 2 x 32,174 32,174 94,7622


1,8.10-6 + 3 + 2,01.10 4 +

2117,92  P1 = 0 94,7622

P1 = 2402,225 lbf/ft2 = 2402,225 lbf/ft2 x

1 ft 2 = 16,682 lbf/in2 2 144 in

Sehingga, -Wf =

2402,225  2117,92  1,8.10 6  3  2,01.10  4 94,7622


 W f .Q . 

550 6 ft.lbf / lbm x 4,309.10 6 ft 3 / s x 94,7622 lbm / ft 3   4,454.10 6 hp 550 ft.lbf / s.hp

. Untuk efisiensi alat 80%, maka : Tenaga pompa yang dibutuhkan =

4,454.10 6 hp  5,568.10 6 hp 0,8


L.D. 24 Penukar Anion/Anion Exchanger

Fungsi

: Mengurangi kesadahan air.

Jenis

: Silinder tegak dengan tutup dan alas berbentuk ellipsoidal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 Grade C

Kondisi operasi : P = 1 atm T = 30oC


Laju air yang masuk ke anion exchanger = 2.082,517 kg/jam Densitas air,ρ

= 995,68 kg/m3

Faktor keamanan = 20% Perhitungan : a. Ukuran anion exchanger Dari Tabel. 12.4 The Nalco Water Handbook, diperoleh : - Diameter penukaran kation

= 3 ft = 0,9144 m

- Luas penampang penukar kation

= 9,61 ft2

- Tinggi resin dalam cation exchanger = 2,5 ft = 0,762 m Tinggi silinder = 1,2 x 2,5 ft = 3 ft = 0,9144 m Diameter tutup = diameter tangki = 0,9144 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tutup (D : H) = 4 : 1 1 Tinggi tutup = x 0,9144 m  0,23 m 4 Tinggi tangki total = 0,9144 m + 2 (0,23 m) = 1,37 m b. Tebal tangki Tekanan hidrostatis : Phid = ρ x g x l = 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 0,762 m = 7435,34 kPa Faktor kelonggaran = 5 % Maka, Pdesain = (1 + 0,05) 7435,34 kPa = 7807,11 kPa Joint efficiency = 0,8

(Brownell,

Allowable stress = 12650 psia = 87218,71 kPa

(Brownell,

1959)

1959) Tebal dinding : t =

PxD 2 SE 1,2 P

7807,11 kPa x 0,9144 m (2 x 87218,71 kPa x 0,8)  (1,2 x 7807,11 kPa 

7138,82 kPa.m (139549,94  9368,53) kPa


= 0,055 m = 2,16 in Faktor korosi = 0,042 in/tahun Maka tebal yang dibutuhkan = 2,16 in + 0,042 in = 2,2 in Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup 2,2 in

L.D. 25 Pompa Anion Exchanger (PU-12)

Fungsi

: Memompakan air dari anion exchanger ke daerator.

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah


Kondisi operasi : Kondisi operasi : P = 1 atm T = 30oC Laju alir massa, F

= 2.082,517 kg/jam = 1,275 lbm/s

Densitas, ρ

= 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3

(Perry,


= 0,8007 cp = 0,0005 lbm/ft.s


1,275 lbm/s = 0,0205 ft3/s 62,16 lbm/ft 3

Perencanaan Pompa :


= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13






Maka, Di,Opt

= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13 = 3,9 (0,0205)0,45 (62,16)0,13 = 3,9 x 0,173 x 1,71


= 1,160 in Dari appendiks A.5 (Geankoplis, 1997),dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal

= 1 in

Schedule number

= 40

Diameter dalam, ID

= 1,049 in = 12,587 ft

Diameter luar, OD

= 1,315 in = 15,779ft


= 0,006 ft2


Q 0,0205 ft 3 / s   3,416 ft / s A 0,006 ft 2


 x v x ID 62,16 x 3,416 x 1,049   0,0005

= 445573,24 (Turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε = 4,6.10-5

(Geankoplis,

ε/D = 0,0001

(Geankoplis,

f = 0,007

(Geankoplis,

1997) 1997)



-


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)



F 

4 f .v 2  L 2. gC . D

(Geankoplis, 1983)


34,057 ft 3 / s 2 =  0,504 ft.lbf / lbm 67,501 lbm. ft 2 / lbf .s 2 e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v22  v12 g ( Z 2  Z1 ) P2  P1     F  Wf  0 2.g c gc 

(Geankoplis,1983)

Bila : Wf

=0

Z1

= 0 ; Z2 = 3 ft

v1

= 0 ; v2 = 1,85 ft/s

P1

= 1 atm = 14,696 lbf/in2 = 2117,92 lbf/ft2

Maka : 3.416 2  0 32,174 (3  0) 2117,92  P1    0,504  0  0 2 x 32,174 32,174 62,16

0,18 + 3 + 0,504 +

2117,92  P1 = 0 62,16

P1 = 2347,0009lbf/ft2 = 2347,0009 lbf/ft2 x

1 ft 2 = 16,298 lbf/in2 2 144 in

Sehingga, -Wf =

2347,0009  2117,92  0,18  3  0,504 62,16



 W f .Q . 



0,017 hp  0,021 hp 0,8


L.D. 26 Daerator (DE)

Fungsi

: Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air.

Jenis

: Silinder horizontal dengan kedua tutup berbentuk

ellipsoidal. Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 Grade C Kondisi operasi : P = 1 atm Temperatur masuk = 30oC = 303 K Temperatur keluar = 90oC = 363 K Cp air

= 4,208 kJ/kg.K

Laju alir massa, F

= 2082,517 kg/jam = 1,275 lbm/s

Densitas, ρ

= 965,34 kg/m3 = 60,27 lbm/ft3

(Perry,


= 0,3165 cp = 0,0002 lbm/ft.s

(Geankoplis,1997)


a. Menentukan ukuran tangki Volume air =

2082,517 kg / jam x 1 jam  2,157 m 3 3 965,34 kg / m

Asumsi, silinder berisi 75% air 2,157 m 3  2,876m 3 Volume tangki, VT = 0,75

Direncanakan perbandingan diameter dan tinggi silinder, D : H = 1 : 2 V =



D =3

4

D2 . H 

VT = 1,57

3

3,14 2 D . 2 D  1,57 D 3 4 2,876 m 3 1,57

= 1,22 m = 48,076 in Maka, H = 2 x 1,22 m = 2,44 m b. Panas yang dibutuhkan Panas yang dibutuhkan, Q = m.Cp.∆T = 2082,517 kg/jam kg/jam x 4,208 kJ/kg.K x (363 – 303) K = 525.793,892kJ/jam c. Tinggi cairan dalam tangki, Hc : Tinggi cairan dalam tangki, Hc =

VC x H T 2,157 m 3 x 2,44m  VT 2,876 m 3


 H C 1 144


=

0,0349 lbm / in 3 72,047 in 1  14,7 Ps 144

= 14,717 psi Jika faktor keamanan = 10% = 0,1 PDesain = (1 + 0,1) x 14,717 psi = 16,188 psi


e. Tebal dinding tangki (bagian silinder), d :  Faktor korosi (C)



(Brownell,1959)

= 0,85


PxR  (C x A) S .E  0,6 P

(Timmerhaus,2004)






(Brownell,1959)

= 0,85


P x Di  (C x A) 2 S .E  0,2 P

(Timmerhaus,2004)




Maka dipilih tebal silinder = 1/2 in

L.D. 28 Pompa Daerator (PU-13)

Fungsi

: Memompakan air dari daerator ke boiler.

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah



= 2082,517 kg/jam = 1,275 lbm/s

Densitas, ρ

= 965,34 kg/m3 = 60,27 lbm/ft3

(Perry,


= 0,3165 cp = 0,0002 lbm/ft.s


1,275 lbm/s 60,27 lbm/ft 3

= 0,0211 ft3/s

Perencanaan Pompa :


= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13






Maka, Di,Opt

= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13 = 3,9 (0,0211)0,45 (60,27)0,13 = 3,9 x 0,176 x 1,7038 = 1,169 in


= 1 in

Schedule number

= 40

Diameter dalam, ID

= 1,049 in = 12,587 ft


Diameter luar, OD

= 1,315 in = 15,779ft


= 0,006 ft2


Q 0,0211 ft 3 / s   3,516 ft / s A 0,006 ft 2


 x v x ID 60,27 x3,516 x 1,049   0,0002

= 1.111.675,128 (turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε = 4,6.10-5

(Geankoplis,

ε/D = 0,0011

(Geankoplis,

f = 0,007

(Geankoplis,

1997) 1997)



-


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)


(Foust, 1980)

L5 = 1 x 50 x 0,505= 25,25ft Maka, ∑ L = L1 + L2 + L3 + L4 + L5 = 30 + 6,565 + 30,3+ 12,12 +25,25 = 104,235 ft


d. Menentukan friksi, ∑F ;

F 

4 f .v 2  L 2. gC . D

(Geankoplis, 1983)


=



(Geankoplis,1983)

Bila : Wf

=0

Z1

= 0 ; Z2 = 3 ft

v1

= 0 ; v2 = 1,9231 ft/s

P1

= 1 atm = 14,696 lbf/in2 = 2117,92 lbf/ft2

Maka : 3,516 2  0

32,174 (3  0) 2117,92  P1   0,534  0  0 2 x 32,174 32,174 60,27 

0,19 + 3 + 0,534 +

2117,92  P1 = 0 60,27

P1 = 2327,495 lbf/ft2 1 ft 2 = 2327,495 lbf/ft x = 16,163 lbf/in2 2 144 in 2

Sehingga, -Wf =

2327,495  2117,92  0,19  3  0,534 60,27

= 7,201 ft.lbf/lbm f. Daya pompa, Ws ;


WS 

 W f .Q . 

550 . 7,201 ft.lbf / lbm x 0,0211 ft 3 / s x 60,27 lbm / ft 3   0,0166hp 550 ft.lbf / s.hp


0,0166hp  0,0208 hp 0,8


L.D. 29 Ketel Uap/Boiler (KU)

Fungsi

: Memanaskan air hingga menjadi steam untuk keperluan proses

Jenis

: Ketel pipa api

Jumlah

: 1 unit

Bahan kontruksi : Aluminium untuk bejana dan stainless steel untuk pipa Data : Total kebutuhan uap

= 10.412,589 kg/jam = 22.954,552 lbm/jam

Superheated steam yang digunakan bersuhu 200o pada tekanan 1 atm Kalor laten steam (H)

= 1635,476 Btu/lbm

(Reklaitis,

1983) a. Menentukan daya boiler Daya ketel uap, W =

34,5 x BHP x 970,3 H

(Elwalkil,1984) Dimana : BHP = daya boiler, Hp W

= kebutuhan uap yang dihasilkan

H

= entalphi superheated steam pada 130oC, 1 atm

Maka, Daya ketel uap, 22.954,552 lbm/jam =

34,5 x BHP x 970,3 1635,476 Btu / lbm


BHP =

37541618,89 Btu / jam = 1121,470 hp 33475,35

b. Menentukan jumlah tube Dari ASTM Boiler Code, permukaan bidang pemanasan = 10 ft2/hp Luas permukaan perpindahan panas : A = BHP x 10 ft2/ hp A = 1121,470 hp x 10 ft2/hp A = 11214,705 ft2 Direncanakan menggunakan tube dengan spesifikasi : - Panjang, L

= 20 ft

- Diameter tube = 6 in - Luas permukaan pipa, a’ = 1,734 ft2/ft A 11214,705 ft 2 Sehingga jumlah tube, Nt =  L x a . 20 ft x 1,734 ft 2 / ft = 323,376 buah ≈ 324 buah


L.D.30 Blower (JB)

Fungsi

: Menghisap udara yang ada disekitar untuk dimasukkan ke

dalam Hot Chamber (HC-201). Jenis

: Rotary Compressor Type Straight Lobes

Bahan

: Commercial Steel

Kondisi Operasi : Temperatur (T) : 1300C Tekanan (P) : 1 atm (14,696 psi) Laju Udara yang masuk

= 980,022 Kg/jam

Banyaknya Udara yang Dihisap

= 980,022 Kg/jam

0

= 0,876 kg/m3

Densitas Udara 130 C

(Tabel A.3-3, Geankoplis,1983) Volume Udara =

980,022 kg / jam  1.118,746m 3 / jam 0,876 kg / m 3

Volume Udara = 1.118,746 m3/jam = 3.670,605 ft3/jam = 61,176 ft3/menit Untuk Blower kapasitas 100 ft3/min, Spesifikasinya adalah Sebagai berikut :

(Tabel 7.8 Walas,1998) 1. Features (male x female)

=2x2

2. Max Displacement

= 100 ft3/menit

3. Diameter Maksimum

= 18 in

4. Diameter Minimum

= 10 in

5. Kecepatan Maksimum

= 0,05 Mach

6. Kecepatan Normal

= 0,04 Mach

7. Maksimum L/d, Tekanan rendah

= 2,5

8. Maksimum L/d, Tekanan tinggi

= 1,50


9. Efisiensi Volumetric

=5

10. Faktor X untuk displacement

= 0,27

11. Efisiensi Normal Overall

= 68

12. Normal Mach

= 95 %

13. Daya

= 5 sHp

L.D.31 Hot Chamber (HC)

Fungsi : Menghasilkan udara panas yang dibutuhkan dalam proses Jenis : Hot Room Bahan : Batu Tahan Api, asbestos dan Beton Kondisi Operasi : Temperatur (T)

: 1300C

Tekanan (P)

: 1 atm (14,696 psi)

Laju Udara yang masuk

= 980,022 Kg/jam

Banyaknya Udara yang Dihisap

= 980,022 Kg/jam

Densitas Udara 1800C

= 0,748 kg/m3 (Tabel A.3-3, Geankoplis,1983)

Volume Udara

980,022 kg / jam  1.118,746m 3 / jam = 3 0,876 kg / m

Volume Udara = 1.118,746 m3/jam = 3.670,605 ft3/jam = 61,176 ft3/menit Spesifikasinya adalah sebagai berikut :

(Sianturi, 1977)

1. Dibuat dari batu tahan api dilapisi dengan asbestos dan beton 2. Dibuat dalam 2 kamar untuk memungkinkan regenerasi Perhitungan Luas Kamar Volume udara tiap menit adalah 1.118,746 m 3 / jam =  18,645m 3 / menit 60 menit / jam Volume total =

18,645 3 m  9,322m 3 2

Diasumsikan P=2/3 L=T


Maka : Volume Total = P x L x T 9,322 = 3/2 P3 Maka : P

= 2,4 m diambil ukuran panjang 3 m

L

= 3/2 x 3m

= 4,5 m

Dan T = P = 3m

L.D.32 Brander (BR)

Fungsi : Menyemprotkan bahan bakar untuk menghasilkan api pemanas yang digunakan dalam hot chamber (HC) Bahan : Besi-besi Tuang Kondisi Operasi : Temperatur

: 300

Tekanan

: 1 atm

Spesifikasinya adalah :

(Sianturi, 1977)

1. Terbuat dari besi-besi tuang 2. Dilengkapi dengan alat-alat kontrol


LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI Dalam rencana pra rancangan pabrik pembuatan Tanin dari Biji Pinang ini digunakan asumsi sebagai berikut: 1. Pabrik beroperasi selama 300 hari dalam setahun. 2. Kapasitas maksimum adalah 27.775 ton/tahun. 3. Perhitungan didasarkan pada harga alat terpasang (HAT). 4. Harga alat disesuaikan dengan nilai tukar dolar terhadap rupiah. yaitu: US$ 1 = Rp 10.300,-

(Tempo, 20 Mei 2009)

1. Modal Investasi Tetap (Fixed Capital Investment) 1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) 1.1.1 Biaya Tanah Lokasi Pabrik

Luas tanah seluruhnya = 16.660 m2 Biaya tanah pada lokasi pabrik berkisar Rp 475.000/m2. Harga tanah seluruhnya = 16.660 m2  Rp 475.000/m2 = Rp7.913.500.000,Biaya perataan tanah diperkirakan 5%

(Montgomery, 1992)

Biaya perataan tanah = 0,05 x Rp.7.913.500.000 = Rp. 395.675.000,Biaya administrasi tanah diperkirakan 5% Biaya administrasi tanah = 0,05 x Rp.7.913.500.000 = Rp. 395.675.000,Maka total biaya tanah (A) adalah Rp 8.704.850.000,-


1.1.2 Harga Bangunan dan Sarana

Tabel LE.1 Perincian Luas dan Harga Bangunan. serta Sarana lainnya No

Nama bangunan

1 2 3 4 5 6 7 8

Area Proses Area Bahan Baku Gudang Bahan Baku Laboratorium Bengkel Unit Pemadam Kebakaran Area Perluasan Pengolahan Air

9 10 11 12 13

Unit Pembangkit Boiler Pengolahan Limbah Pembangkit Generator Ruang Kontrol Perkantoran

14 15 16 17 18 19 20

Musholla Perumahan Karyawan Poliklinik Kantin Perpustakaan Aula Lap.Olahraga

21 22 23 24

Pos Jaga Tempat Parkir Taman Jalan Total

Luas (m2) Harga (Rp/m2) 5500 128 252 100 200 100 2548 500

Jumlah (Rp)

2.500.000 13.750.000.000 1.000.000 768.000.000 400.000 100.800.000 800.000 80.000.000 500.000 100.000.000 .1.500.000 150.000.000 150.000 6.370.000.000 1.000.000 5500.000.000

100 605 100 50 250

1.500.000 1.500.000 1.500.000 700.000 1.000.000

150.000.000 907.500.000 150.000.000 356.000.000 250.000.000

50 5000 40 5 25 120 132

1.000.000 1.000.000 1.000.000 1.000.000 1.000.000 1.000.000 600.000

50.000.000 5.000.000.000 40.000.000 5.000.000 25.000.000 120.000.000 79.200.000

25 138 100 592 16.660

1.000.000 400.000 200.000 400.000

25.000.000 55.200.000 20.000.000 236.8000.000 34.288.500.000

Harga bangunan saja

= Rp. 34.288.500.000.-

Harga sarana

= Rp.

1.150.000.-

Total biaya bangunan dan sarana (B) = Rp. 34.289.650.000.-


Perincian Harga Peralatan

Harga peralatan yang diimpor dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut (Timmerhaus et al, 2004): X  Cx  Cy  2   X1 

m

Ix     I y 

dimana: Cx = harga alat pada tahun 2009 Cy = harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia X1 = kapasitas alat yang tersedia X2 = kapasitas alat yang diinginkan Ix = indeks harga pada tahun 2009 Iy = indeks harga pada tahun yang tersedia m = faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat) Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2009 digunakan metode regresi koefisien korelasi: r

n  ΣX i  Yi  ΣX i  ΣYi  n  ΣX i 2  ΣX i 2  n  ΣYi 2  ΣYi 2 

(Montgomery, 1992)

Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift Tahun

Indeks

Xi.Yi

Xi²

Yi²

No.

(Xi)

(Yi)

1

1989

895

1780155

3956121

801025

2

1990

915

1820850

3960100

837225


3

1991

931

1853621

3964081

866761

4

1992

943

1878456

3968064

889249

5

1993

967

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

(Sumber: Tabel 6-2 Timmerhaus et al, 2004)

Data : n = 14 ∑XiYi = 28307996

∑Xi = 27937

∑Yi = 14184

∑Xi² = 55748511

∑Yi² = 14436786

Dengan memasukkan harga-harga pada Tabel LE.2, maka diperoleh harga koefisien korelasi: r

(14)(28307996)  (27937)(14184) [(14)(55748511)  (27937) 2 ]  [(14)(14436786)  (14184) 2 ]

= 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: Y = a + b  X dengan:

Y

= indeks harga pada tahun yang dicari (2009)

X

= variabel tahun ke n – 1

a, b = tetapan persamaan regresi


Tetapan regresi ditentukan oleh : b

n  ΣX i Yi   ΣX i  ΣYi  n  ΣX i 2   ΣX i 2

a 

Yi. Xi 2  Xi. Xi.Yi n.Xi 2  (Xi) 2

Maka : a =

(14184)(55748511)  (27937)(28307996)  103604228   32528,8 3185 (14)(55748511)  (27937) 2

b =

(14)(28307996)  (27937)(14184) 53536   16,809 3185 (14)(55748511)  (27937) 2

Sehingga persamaan regresi liniernya adalah: Y=a+bX Y = 16,809 X – 32.528,8 Dengan demikian, harga indeks pada tahun 2009 adalah: Y = 16,809 (2009) – 32.528,8 Y = 1.240,481 Perhitungan harga peralatan menggunakan harga faktor eksponsial (m) Marshall & Swift. Harga faktor eksponen ini beracuan pada Tabel 6-4 Timmerhaus et al, 2004. Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya dianggap 0,6 (Timmerhaus et al, 2004).

Contoh perhitungan harga peralatan: a. Bucket Elevator (C-111)

Conveying distance bucket elevator X2 = 25 ft (7,62 m) dengan lebar dan kedalaman bucket (0,15 x 0,10) m. Dari gambar LE.1 berikut, diperoleh untuk harga


bucket elevator (X1) = 10 m adalah (Cy) US$ 17500. Untuk alat yang tidak tersedia faktor eksponensialnya dianggap (m) = 0,6 (Timmerhaus et al, 2004).

Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Bucket Elevator (Sumber: Timmerhaus et al, 2004) Indeks harga tahun 2009 (Ix) adalah 12 40,0792. Maka estimasi harga bucket elevator untuk (X2) = 25 ft (7,62 m) adalah: 7,62 Cx = US$ 34500 x 10

0, 6

x

1240,0792 x Rp.10.300.-/US$ 1103

Cx = US$ 19.336,099 x Rp.10.300,-/US$ Cx = 199.596.055 ,-/unit

b. Belt Conveyor (C-101)

Conveying distance belt conveyor X2 = 100 ft (30,48 m) dengan tebal 14 in (0,4 m). Dari gambar LE.2 berikut, diperoleh untuk harga belt conveyor (X1) = 10 m adalah (Cy) US$ 17000. Untuk alat yang tidak tersedia faktor eksponensialnya dianggap (m) = 0,6 (Timmerhaus et al, 2004).


Gambar LE.2 Harga Peralatan untuk Belt Conveyor (Sumber: Timmerhaus et al, 2004) Indeks harga tahun 2009 (Ix) adalah 1240,0792. Maka estimasi harga belt conveyor untuk (X2) = 100 ft (30,48 m) adalah: 30,48 Cx = US$ 35000 x 10

0,6

x

1240,0792 x Rp.10.300.-/US$ 1103

Cx = Rp 395.510.631,-/unit

Untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut: -

Biaya transportasi

= 5

-

Biaya asuransi

= 1

-

Bea masuk

= 15 

(Rusjdi, 2004)


-

PPn

= 10 

(Rusjdi, 2004)

-

PPh

= 10 

(Rusjdi, 2004)

-

Biaya gudang di pelabuhan

= 0,5 

-

Biaya administrasi pelabuhan = 0,5 

-

Transportasi lokal

= 0,5 

-

Biaya tak terduga

= 0,5 

Total

= 43 

Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut: -

PPn

= 10 

-

PPh

= 10 

-

Transportasi lokal

= 0,5 

-

Biaya tak terduga

= 0,5 

Total

(Rusjdi, 2004) (Rusjdi, 2004)

= 21 


Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses Kode

Nama Alat

Unit

Ket*)

Harga/unit (Rp.)

Harga Total (Rp.)

TT-101

Tangki Etanol

1

I

36.160.971.991

36.160.971.991

SR-101

Hammer Crusher

1

I

1.243.033.412

1.243.033.412

SR-102

Ball Mill

1

I

1.243.033.412

1.243.033.412

R-101

Ekstraktor

1

I

27.120.728.993

27.120.728.993

P-101

Filter Press

1

I

1.504.999.667

1.504.999.667

TT-102

Tangki Pegendapan

1

I

2.034.054.675

2.034.054.675

FE-101

Evaporator

1

I

24.860.668.244

24.860.668.244

E-101

Condensor

1

I

1.579.689.175

1.579.689.175

DE-101

Rotary Dryer

1

I

688.379.768

688.379.768

SR-103

Ball Mill

1

I

579.003.434

579.003.434

RC-101

Rotary Cooler

1

I

172.156.001

172.156.001

C-101

Belt Conveyer

1

I

199.596.055

199.596.055

C-102

Belt Conveyer

1

I

202.651.202

202.651.202

C-103

Bucket Elevator

1

I

791.021.262

395.510.631

C-104

Belt Conveyer

1

I

395.510.631

395.510.631

C-105

Screw Conveyor

1

I

377.599.688

677.599.688

C-106

Screw Conveyor

1

I

677.599.688

677.599.688

C-107

Screw Conveyer

1

I

677.599.688

677.599.688

S-101

Screen

1

I

986.483.286

986.483.286

S-102

Screen

1

I

986.483.286

986.483.286

J-101

Pompa

1

NI

14.214.851

14.214.851

J-201

Pompa

1

NI

14.214.851

14.214.851

J-202

Pompa

1

NI

56.232.046

56.232.046

J-102

Pompa

1

NI

167.999.041

167.999.041

Total

102.790.156.393

Impor

102.537.495.604

Non impor

252.660.789


Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah Kode

Keterangan

Unit

Ket*)

Harga / Unit (Rp)

Harga Total (Rp)

SC

Screening

1

I

66.167.424

66.167.424

BS

Bak Secdimentasi

1

NI

6.500.000

6.500.000

CL

Clarifier

1

I

3.123.636.676

3.123.636.676

SF

Sand Filter

1

I

218.519.303

218.519.303

CE

Cation Exchanger

1

I

983.336.865

983.336.865

AE

Anion Exchanger

1

I

983.336.865

983.336.865

CT

Cooling Tower

1

I

465.958.738

465.958.738

DE

Dearator

1

I

117.458.146

117.458.146

KU

Ketel Uap

1

I

127.256.013

127.256.013

PU – 01

Pompa 1

1

NI

4.269.047

4.269.047

PU – 02

Pompa 2

1

NI

4.269.047

4.269.047

PU – 03

Pompa 3

1

NI

1.296.655

1.296.655

PU – 04

Pompa 4

1

NI

1.296.655

1.296.655

PU – 05

Pompa 5

1

NI

4.269.047

4.269.047

PU – 06

Pompa 6

1

NI

4.269.047

4.269.047

PU – 07

Pompa 7

1

NI

1.863.264

1.863.264

PU – 08

Pompa 8

1

NI

7.038.750

7.038.750

PU – 09

Pompa 9

1

NI

1.863.264

1.863.264

PU – 10

Pompa 10

1

NI

1.629.912

1.629.912


Kode

Unit

Ket*)

Harga / Unit (Rp)

Harga Total (Rp)

PU – 11

Pompa 11

1

NI

1.863.264

1.863.264

PU – 12

Pompa 12

1

NI

1.252.346

1.252.346

PU – 13

Pompa 13

1

NI

1.863.264

1.863.264

PU – 14

Pompa 14

1

NI

1.863.264

1.863.264

TP – 01

Tangki Pelarut 1

1

I

25.114.765

25.114.765

TP – 02

Tangki Pelarut 2

1

I

27.461.732

27.461.732

TP – 03

Tangki Pelarut 3

1

I

26.894.970

26.894.970

TP – 04

Tangki Pelarut 4

1

I

36.958.661

36.958.661

TP – 05

Tangki Pelarut 5

1

I

27.009.313

27.009.313

TU – 01

Tangki Utilitas 1

1

I

130.326.111

130.326.111

TU – 2

Tangki Utilitas 2

1

I

130.326.111

130.326.111

TU – 3

Tangki Utilitas 3

1

I

40.859.906

40.859.906

TB-01

Tangki B.bakar1

1

I

381.758.309

381.758.309

TB-02

Tangki B.bakar1

1

I

1.274.240.759

1.274.240.759

T. Penampung

1

NI

30.000.000

30.000.000

T. Aerasi

1

NI

39.000.000

39.000.000

Generator

2

NI

75.000.000

150.000.000

Genset

2

NI

112.248.066

224.496.132

Harga Total

8.675.523.625

Impor

8.186.620.667

Non Impor

488.902.958

*)

Keterangan : I : untuk peralatan impor NI : untuk peralatan non impor

Total harga peralatan tiba di lokasi pabrik (purchased-equipment delivered): Total = 1,43 x (Rp. 102.537.495.604.- + Rp. 8.675.523.625.-) + 1,21 (Rp. 252.660.789.- + Rp. 488.902.958.-) = Rp 156.098.764.850,-


Biaya pemasangan diperkirakan 10  dari total harga peralatan (Timmerhaus. 2004). = 0.1 x (Rp. 156.098.764.850,-) = Rp. 15.609.876.485,Sehingga total harga peralatan ditambah biaya pemasangan adalah: Total Harga Peralatan (C) = Rp 171.708.641.335.-

Instrumentasi dan Alat Kontrol

Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 40  dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 2004). Biaya instrumentasi dan alat kontrol (D) = 0,40  Rp. 171.708.641.335.= Rp.68.683.456.534,Dana Perpipaan

Diperkirakan biaya perpipaan 20  dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 2004). Biaya perpipaan (E) = 0,20  Rp. 171.708.641.335.= Rp 34.341.728.267,Dana Instalasi Listrik

Diperkirakan biaya instalasi listrik 15 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 2004). Biaya instalasi listrik (F) = 0,15  Rp. 171.708.641.335.= Rp 25.756.296.200,Dana Insulasi

Diperkirakan biaya insulasi 10  dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 2004). Biaya insulasi (G)

= 0,10  Rp. 171.708.641.335.= Rp 17.170.864.133,-


Dana Inventaris Kantor

Diperkirakan biaya inventaris kantor 5  dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 2004). Biaya inventaris kantor (H)

= 0,05  Rp. 171.708.641.335,= Rp 8.585.432.066,-

Dana Perlengkapan Kebakaran dan Keamanan

Diperkirakan biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan 5  dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 2004). Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan ( I ) = 0,05  Rp. 171.708.641.335.= Rp.8.585.432.066,Sarana Transportasi

Untuk mempermudah pekerjaan, perusahaan memberi fasilitas sarana transportasi (J) seperti pada tabel berikut. Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi No.

Jenis Kendaraan

Unit

Tipe

Harga/ Unit

Harga Total

(Rp)

(Rp)

1

Dewan komisaris

3

BMW

680.000.000 2.040.000.000

2

Direktur

1

Camry

386.000.000

386.000.000

3

Manajer

4

Ford

225.000.000

900.000.000

4

Bus karyawan

4

Minibus L-300

350.000.000 1.400.000.000

5

Truk

6

Dyna

400.000.000 2.400.000.000

6

Sepeda

4

Federal

7

Mobil Pemadam

1

8

Ambulance

1

1.000.000

4.000.000

Truk tangki

500.000.000

500.000.000

Standar

200.000.000

200.000.000

Total

7.830.000.000

(Sumber: www.autocarprices.com) Total MITL = A + B + C + D + E + F + G + H + I + J

= Rp 377.970.675.601,-


1.2. Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL) Pra Investasi

Diperkirakan 7  dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 2004). Pra Investasi (K)

= 0,07 x Rp. 171.708.641.335.= Rp 12.019.604.893

Dana Engineering dan Supervisi

Diperkirakan 30 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 2004). Biaya Engineering dan Supervisi (L) = 0,30  Rp. 171.708.641.335.= Rp 51.512.592.400,-

Dana Legalitas

Diperkirakan 4 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 2004). Biaya Legalitas (M)

= 0,04  Rp. 171.708.641.335.= Rp. 6.868.345.653,-

Dana Kontraktor

Diperkirakan 30 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 2004). Biaya Kontraktor (N)

= 0,30  Rp. 171.708.641.335.= Rp. 51.512.592.400,-

Dana Tak Terduga

Diperkirakan 10 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 2004) . Biaya Tak Terduga (O)

= 0,10  Rp. 171.708.641.335.= Rp. 17.170.869.133,-

Total MITTL = K + L + M + N + O

= Rp 139.084.004.479,-

Total MIT

= MITL + MITTL

= Rp 377.430.675.601,- + 139.084.004.479,= Rp. 516.514.680.080,2. Modal Kerja

Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 1 bulan (30 hari).


2.1. Persediaan Bahan Baku 2.1.1 Bahan baku proses

1. Biji Pinang Kebutuhan

= 13.333,8 kg/jam

Harga

= Rp.1.500/ kg

Harga total

= 30 hari  24 jam/hari  13.333,8 kg/jam x Rp.1.500/ kg

(Medan Bisnis.2009)

= Rp 14.999.904.000,2. Etanol Kebutuhan

= 39.999,74 kg/jam = 43.010,47 liter

Harga

= Rp.9.000/liter

(PT. Bratachem 2009)

Harga total

= 30 hari  24 jam/hari  43.010,47 ltr/jam x Rp.9.000/ ltr = Rp 278.707.845.600,-

2.1.2 Persediaan bahan baku utilitas

1. Alum. Al2(SO4)3 Kebutuhan

= 1,892 kg/jam

Harga

= Rp 2.100 .-/kg

Harga total

= 30 hari  24 jam/hari  1,892 kg/jam  Rp 2.100.- /kg


= Rp 8.582.112,2. Soda abu. Na2CO3 Kebutuhan = 1,022 kg/jam Harga

= Rp 3500.-/kg


Harga total = 30 hari  24 jam/hari  1,022 kg/jam  Rp 3500.-/kg = Rp 7.726.320,3. Kaporit Kebutuhan = 0,0097 kg/jam Harga

= Rp 11.500.-/kg


Harga total = 30 hari  24 jam/hari  0,0097 kg/jam  Rp 11.500.-/kg = Rp 240.948,-


4. H2SO4 Kebutuhan = 0,275 kg/jam Harga

= Rp 8500.-/kg


Harga total = 30 hari  24 jam x 0,275 kg/jam  Rp 8500.-/kg = Rp 5.049.000,5. NaOH Kebutuhan = 0,677 kg/jam Harga

= Rp 5250.-/kg


Harga total = 30 hari  24 jam  0,677 kg/jam  Rp 5250.-/kg = Rp 7.563.780,6. Solar Kebutuhan

= 89,606 ltr/jam

Harga solar untuk industri = Rp.5.500.-/liter

(PT. Pertamina. 2009)

Harga total = 30 hari  24 jam/hari  89,606 ltr/jam  Rp. 5.500.-/liter = Rp 354.839.760,Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 bulan (30 hari) adalah = Rp 294.072.310.080,-

2.2. Kas 2.2.1. Gaji Pegawai

Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai Jabatan

Jumlah

Gaji/bulan

Jumlah

(Rp)

Gaji/bulan (Rp)

Dewan Komisaris

3

25.000.000

75.000.000

Direktur

1

20.000.000

20.000.000

Manajer Produksi dan Teknik

1

7.000.000

7.000.000

Manajer Personalia

1

7.000.000

7.000.000

Manajer Keuangan

1

7.000.000

7.000.000

Manajer Pemasaran

1

7.000.000

7.000.000


Kepala Bagian Produksi dan Teknik

1

5.000.000

5.000.000

Kepala Bagian Kepegawaian

1

5.000.000

5.000.000

Kepala Bagian Humas

1

5.000.000

5.000.000

Kepala Bagian Pemasaran

1

5.000.000

5.000.000

Sekretaris

1

3.500.000

3.500.000

Kepala Seksi

16

4.000.000

64.000.000

Karyawan Produksi

60

2.500.000

150.000.000

Karyawan Teknik

20

2.000.000

40.000.000

Karyawan Keuangan dan Personalia

9

2.000.000

18.000.000

Karyawan Pemasaran dan Pembelian

9

2.000.000

18.000.000

Dokter

1

5.000.000

5.000.000

Perawat

2

1.500.000

3.000.000

Petugas Keamanan

10

1.500.000

15.000.000

Petugas Kebersihan

10

1.000.000

10.000.000

Supir

5

1.500.000

7.500.000

Jumlah

157

500.500.000

Total gaji pegawai selama 1 bulan = Rp 500.500.000,-

2.2.2. Dana Administrasi Umum

Diperkirakan 20  dari gaji pegawai = 0,2  Rp 500.500.000,= Rp 100.100.000,2.2.3. Dana Pemasaran

Diperkirakan 20  dari gaji pegawai = 0,2  Rp 500.500.000,= Rp 100.100.000,Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas No. 1. 2.

Jenis Biaya Gaji Pegawai Administrasi Umum

Jumlah (Rp) 492.000.000 100.100.000


3.

Pemasaran Total

100.100.000 692.200.000

2.3. Dana Start-Up

Diperkirakan 8  dari Modal Investasi Tetap (Timmerhaus et al. 2004). = 0,8  Rp 516.514.680.080,= Rp 45.442.181.398,-

2.4. Piutang Dagang

PD 

IP  HPT 12

dimana:

PD

= piutang dagang

IP

= jangka waktu kredit yang diberikan (1 bulan)

HPT

= hasil penjualan tahunan

Penjualan : 1. Harga jual tanin Tanin yang dihasilkan

= Rp.143.000,-/kg

(www.sciencelab.com)

= 3.857,720 kg/jam = 27.775,584 ton/tahun

Hasil penjualan tanin tahunan = Rp 3.971.908.512.000,Piutang Dagang =

1  Rp 3.999.684.096.000,12

= Rp 330.992.376.000,-

Perincian modal kerja dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja No. 1. 2. 3. 4.

Bahan baku proses dan utilitas Kas Start up Piutang Dagang

Jumlah (Rp) 294.072.310.080,692.200.000,45.442.181.398,330.992.376.000,-


Total

671.195.667.478,-

Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja

= Rp 516.514.680.080,- + Rp 671.195.667.478,= Rp 1.187.710.347.550,Modal ini berasal dari: - Modal sendiri

= 60  dari total modal investasi = 0,6  Rp. 1.187.710.347.550,= Rp 712.626.208.530,-

- Pinjaman dari Bank

= 40  dari total modal investasi = 0,4  Rp 1.187.710.347.550,= Rp 475.084.139.020,-

3. Biaya Produksi Total 3.1. Biaya Tetap (Fixed Cost = FC) 3.1.1. Gaji Tetap Karyawan

Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah 2 bulan gaji yang diberikan sebagai tunjangan. sehingga (P) Gaji total = (12 + 2)  Rp 492.000.000 = Rp 6.985.000.000,-

3.1.2. Bunga Pinjaman Bank

Bunga pinjaman bank adalah 15 % dari total pinjaman (Bank Mandiri. 2009). Bunga bank (Q)

= 0.15  Rp 475.084.139.020,= Rp 71.262.620.853,-

3.1.3. Depresiasi dan Amortisasi

Pengeluaran untuk memperoleh harta berwujud yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun harus dibebankan sebagai biaya untuk mendapatkan.

menagih.

dan

memelihara

penghasilan

melalui

penyusutan

(Rusdji.2004). Pada perancangan pabrik ini. dipakai metode garis lurus atau straight


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 di bawah ini.

Tabel LE.9 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 Kelompok Harta

Masa

Tarif

Berwujud

(tahun)

(%)

4

25

Beberapa Jenis Harta

I. Bukan Bangunan 1.Kelompok 1

Mesin kantor. perlengkapan. alat perangkat/ tools industri.

2. Kelompok 2

8

12.5

Mobil. truk kerja

3. Kelompok 3

16

6.25

Mesin industri kimia. mesin industri mesin

20

5

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 n

dimana: D

= depresiasi per tahun

P

= harga awal peralatan

L

= harga akhir peralatan

n

= umur peralatan (tahun)

Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UU RI No. 17 Tahun 2000


Umur Komponen

Biaya (Rp)

Bangunan

(tahun)

Depresiasi (Rp)

34.288.500.000,-

20

1.714.425.000,-

171.708.641.335,-

16

10.731.790.083,-

pengendalian proses

68.683.456.534,-

4

17.170.864.134,-

Perpipaan

34.341.728.267,-

4

8.585.432.066,-

Instalasi listrik

25.756.296.200,-

4

6.439.074.050,-

Insulasi

17.170.864.133,-

4

4.292.716.033,-

8.585.432.066,-

4

2.146.358.017,-

kebakaran

8.585.432.066,-

4

2.146.358.017,-

Sarana transportasi

6.590.000.000,-

8

823.750.000,-

Peralatan proses dan utilitas Instrumentrasi dan

Inventaris kantor Perlengkapan keamanan dan

TOTAL

54.050.767.400,-

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 untuk memperoleh harta tak 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 (UU RI Pasal 11 ayat 1 No. Tahun 2000). Para Wajib Pajak menggunakan tarif amortisasi untuk harta tidak berwujud dengan menggunakan masa manfaat kelompok masa 4 (empat) tahun sesuai pendekatan prakiraan harta tak berwujud yang dimaksud (Rusdji. 2004). Untuk masa 4 tahun. maka biaya amortisasi adalah 20  dari MITTL. sehingga : Biaya amortisasi

= 0,20  Rp 139.084.004.479,= Rp 27.816.800.895,-

Total biaya depresiasi dan amortisasi (R)

= Rp. 54.050.767.400,-+ Rp 27.816.800.895,-


= Rp 81.867.568.295,3.1.4. 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 (Timmerhaus et al. 2004). Biaya perawatan mesin

= 0,1 Rp 171.708.641.335,= Rp 17.170.864.134,-

2. Perawatan bangunan Diperkirakan 10  dari harga bangunan (Timmerhaus et al. 2004). Perawatan bangunan

= 0,1  Rp 34.288.500.000.= Rp 3.428.850.000,-

3. Perawatan kendaraan Diperkirakan 10  dari harga kendaraan (Timmerhaus et al. 2004). Perawatan kendaraan

= 0,1  Rp 6.590.000.000,= Rp 659.000.000,-

4. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol Diperkirakan 10  dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Timmerhaus et al. 2004). Perawatan instrumen

= 0,1  Rp 68.683.456.534,= Rp 6.868.345.653,-

5. Perawatan perpipaan Diperkirakan 10  dari harga perpipaan (Timmerhaus et al. 2004). Perawatan perpipaan

= 0,1  Rp 34.341.728.267,= Rp 3.434.172.826,-

6. Perawatan instalasi listrik Diperkirakan 10  dari harga instalasi listrik (Timmerhaus et al. 2004). Perawatan listrik

= 0,1  Rp 25.756.296.200,= Rp 2.575.629.620,-


7. Perawatan insulasi Diperkirakan 10  dari harga insulasi (Timmerhaus et al. 2004). Perawatan insulasi

= 0,1  Rp 17.170.864.133,= Rp 1.717.086.413,-

8. Perawatan inventaris kantor Diperkirakan 10  dari harga inventaris kantor (Timmerhaus et al. 2004). Perawatan inventaris kantor = 0,1  Rp 8.585.432.066,= Rp 858.543.207,-

9. Perawatan perlengkapan kebakaran Diperkirakan 10  dari harga perlengkapan kebakaran (Timmerhaus et al. 2004). Perawatan perlengkapan kebakaran = 0,1  Rp 8.585.432.066,= Rp 858.543.207,Total biaya perawatan (S)

= Rp 37.571.035.060,-

3.1.5. Biaya Tambahan Industri (Plant Overhead Cost)

Biaya tambahan industri ini diperkirakan 20  dari modal investasi tetap (Timmerhaus et al. 2004). Plant Overhead Cost (T)

= 0,2 x Rp 516.514.680.080,= Rp 103.302.936.016,-

3.1.6. Biaya Administrasi Umum

Biaya administrasi umum selama 3 bulan adalah Rp 295.500.000.Biaya administrasi umum selama 1 tahun (U) =

4  Rp 295.500.000.-

= Rp 1.182.000.000,-


3.1.7. Biaya Pemasaran dan Distribusi

Biaya pemasaran selama 3 bulan adalah Rp 295.500.000.= 4  Rp 295.000.000.-

Biaya pemasaran selama 1 tahun

= Rp 1.182.000.000,Biaya distribusi diperkirakan 50 % dari biaya pemasaran. sehingga : Biaya distribusi

= 0.5 x Rp 1.182.000.000.= Rp 591.000.000.-

Biaya pemasaran dan distribusi (V) = Rp. 1.773.000.000.-

3.1.8. Biaya Laboratorium. Penelitan dan Pengembangan

Diperkirakan 5  dari biaya tambahan industri (Timmerhaus et al. 2004). Biaya laboratorium (W)

= 0,05 x Rp 516.514.680.080,= Rp 7.291.550.447,-

3.1.9. Hak Paten dan Royalti

Diperkirakan 1% dari modal investasi tetap (Timmerhaus et al. 2004). Biaya hak paten dan royalti (X) = 0,01 x Rp 516.514.680.080,= Rp 5.165.146.800,-

3.1.10. Biaya Asuransi

1. Biaya asuransi pabrik. adalah 3.1 permil dari modal investasi tetap langsung (Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia-AAJI. 2007). = 0.0031  Rp 377.430.675.601,= Rp 1.170.035.094,2. Biaya asuransi karyawan. Iuran Premi Jamsostek 

Iuran jaminan kecelakaan kerja (0,99% dari upah sebulan), jaminan kematian (0,3% dari upah sebulan) dan jaminan pemeliharaan (6% dari upah sebulan) kesehatan ditanggung sepenuhnya oleh pengusaha




Iuran jaminan hari tua sebesar 3.70% dari upah sebulan ditanggung oleh pengusaha dan sebesar 2% dari upah sebulan ditanggung oleh tenaga kerja. (sumber : Jamsostek.2009) Premi asuransi yang ditanggung perusahaan = 9,24 % dari keseluruhan upah yang dikeluarkan = 9,24% x Rp. 492.000.000,= 45.460.800,Total biaya asuransi (Y)

= Rp 1.215.495.894,-

3.1.11. Pajak Bumi dan Bangunan

Pajak Bumi dan Bangunan (Z) adalah Rp. 1.712.925.000,Total Biaya Tetap = P + Q + R + S + T + U +V + W + X + Y + Z = Rp. 319.468.156.285,-

3.2. Variabel 3.2.1. Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun

Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 90 hari adalah Rp 882.216.930.240,Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun = Rp 882.216.930.240 x (300/90) = Rp 2.911.315.869.790,-

3.2.2. Biaya Variabel Tambahan

1. Perawatan dan Penanganan Lingkungan Diperkirakan 1  dari biaya variabel bahan baku Biaya perawatan lingkungan

= 0,01  Rp. 2.911.315.869.790,= Rp 29.113.158.697,-

2. Biaya Variabel Pemasaran dan Distribusi


Diperkirakan 10  dari biaya variabel bahan baku = 0,10  Rp 2.911.315.869.790,-

Biaya variabel pemasaran

= Rp 291.131.586.979,-

3.2.3. Biaya Variabel Lainnya

Diperkirakan 5  dari biaya variabel tambahan = 0,05  Rp 320.244.745.676,= Rp 16.012.237.283,Total biaya variabel = Rp 3.247.572.852.740,-

Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel

= Rp 319.468.156.285,-+ Rp 3.247.572.852.740,= Rp 3.567.041.009.020,4. Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan 4.1.

Laba Sebelum Pajak (Bruto)

Laba atas penjualan

= total penjualan – total biaya produksi = Rp. 3.971.908.512.000,- – Rp. 3.567.041.009.020,= Rp. 404.867.502.980,-

4.2.

Pajak Penghasilan

Berdasarkan UURI Nomor 36 pasal 17 ayat 1b Tahun 2008, Tentang Perubahan Keempat atas Undang-undang Nomor 7 Tahun 1983 Tentang Pajak Penghasilan

adalah

(Kepala

Biro

Peraturan

Perundang-undangan

Bidang

Perekonomian dan Industri, 2008): 

Wajib Pajak badan dalam negeri dan bentuk usaha tetap adalah sebesar 28% (dua puluh delapan persen). Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah: 28   Rp. 404.867.502.980,Total PPh

= Rp. 113.362.900.834,= Rp. 113.362.900.834,-


4.3.

Laba setelah pajak

Laba setelah pajak

= laba sebelum pajak – PPh

= Rp. 404.867.502.980,- - Rp. 113.362.900.834,= Rp. 291.504.602.146,-

5. Analisa Aspek Ekonomi 5.1.

Profit Margin (PM)

PM =

Laba sebelum pajak  100  total penjualan

PM =

404.867.502.980 x 100 % 3.971.908.512.000

= 10,19 %

5.2.

Break Even Point (BEP)

BEP =

Biaya Tetap  100  Total Penjualan  Biaya Variabel

BEP =

319.468.156.285,x 100% 3.971.908.512.000  3.247.572.852.740

= 44,10 % Kapasitas produksi pada titik BEP

= 44,10 % x 27.775,584 ton/tahun = 0,44 x 27.775,584 ton/tahun = 12.249.032 ton/tahun

Nilai penjualan pada titik BEP

= 44,10 % x Rp 3.971.908.512.000,= Rp. 1.751.611.653.790,-

5.3.

Return on Investment (ROI)

ROI

=

Laba setelah pajak  100  Total modal investasi

ROI

=

291.504.602.146,x 100% 1.187.710.347.550,-

= 24,54 %


5.4

Pay Out Time (POT)

5.5.

1 x 1 tahun 0,2454

POT

=

POT

= 4,07 tahun

Return on Network (RON)

RON =

Laba setelah pajak  100  Modal sendiri

RON =

291.504.602.146 x 100% 712.626.208.530

RON = 40,90 %

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: -

Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10 tiap tahun.

-

Masa pembangunan disebut tahun ke nol.

-

Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun.

-

Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke – 10.

-

Cash flow adalah laba sesudah pajak ditambah penyusutan.

Dari Tabel LE.15, diperoleh nilai IRR = 46,17 .


Tabel LE.14 Hubungan antara biaya tetap, biaya variabel, total hasil produksi, dan hasil penjualan Kapasitas Produksi (%)

Biaya Tetap

Biaya Variabel

Biaya Produksi

Total Penjualan

0

319.468.156.285

0

319.468.156.285

0

10

319.468.156.285

324.757.285.274

644.225.441.559

397.190.851.200

20

319.468.156.285

649.514.570.548

968.982.726.833

794.381.702.400

30

319.468.156.285

974.271.855.822

1.213.740,01.107

1.191.572.553.600

40

319.468.156.285

1,29.02.141.096

1.618.497,29.381

1.588.763.404.800

50

319.468.156.285

1,62.786.42.370

1.943.254.582.655

1.985.954.256.000

60

319.468.156.285

1,94.543.71.644

2.268.011.867.929

2.383.145.107.200

70

319.468.156.285

2,27.300.99.918

2.592.769.153.203

2.780.335.958.400

80

319.468.156.285

2,59.058.28.192

2.917.526.438.477

3.177.526.809.600

90

319.468.156.285

2,92.815.567.466

3.242.283.723.751

3.574.717.660.800

100

319.468.156.285

3,24.572.852.740

3.567.041.009.025

3971.908.512.000


Grafik Analisa BEP 4,500,000,000,000 4,000,000,000,000 3,500,000,000,000

Harga (Rp)

3,000,000,000,000 2,500,000,000,000 BEP = 44,10%

2,000,000,000,000 1,500,000,000,000 1,000,000,000,000 500,000,000,000 0 0

10

20

30

40

50

60

Kapasitas Produksi (%)

Gambar LE.3 Break Even Chart Pabrik Tanin Dari Biji Pinang


70

Tabel LE.15 Perhitungan Internal Rate of Return (IRR)

Thn

Laba sebelum

Pajak

pajak

Laba Sesudah pajak

Depresiasi

Amortisasi

Net Cash Flow

P/F i=

0

-

-

-

-

1

404,867,502,980

113,362,900,834.00

291,504,602,146

54,850,767,400

27,816,800,895

374,172,170,441

0.6

2

445,354,253,278

133,588,775,983

311,765,477,295

54,850,767,400

27,816,800,895

394,433,045,590

0.4

3

489,889,678,606

146,949,403,582

342,940,275,024

54,850,767,400

27,816,800,895

425,607,843,319

0.3

4

538,878,646,466

161,646,093,940

377,232,552,526

54,850,767,400

27,816,800,895

459,900,120,821

0.2

5

592,766,511,113

177,812,453,334

414,954,057,779

54,850,767,400

0

469,804,825,179

0.1

6

652,043,162,224

195,595,448,667

456,447,713,557

54,850,767,400

0

511,298,480,957

0.0

7

717,247,478,447

215,156,743,534

502,090,734,913

54,850,767,400

0

556,941,502,313

0.0

8

788,972,226,291

236,674,167,887

552,298,058,404

54,850,767,400

0

607,148,825,804

0.0

9

867,869,448,921

260,343,334,676

607,526,114,244

54,850,767,400

0

662,376,881,644

0.0

10

954,656,393,813

286,379,418,144

668,276,975,669

54,850,767,400

0

723,127,743,069

0.0

-516,614,680,080

  551.349.426.581  x (47%  46%) IRR  46%    551.349.426.581  (1.153.981.872.311)  IRR = 46,17 %


LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Recommend Documents