TAHUN

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN GLISEROL DARI MINYAK JAGUNG MENTAH DENGAN KAPASITAS 60.000 TON/TAHUN TUGAS AKHIR Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana

OLEH : RITA AGUSTINA PURBA NIM : 080425031

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

LEMBAR PENGESAHAN PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN GLISEROL DARI MINYAK JAGUNG MENTAH DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 60.000 TON/TAHUN TUGAS AKHIR Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Sidang Sarjana Teknik Kimia Oleh : RITA AGUSTINA PURBA NIM : 080425031

Telah Diperiksa/Disetujui Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

(M. Hendra S Ginting, ST. MT) NIP. 132 243 713

(Ir. Renita Manurung,MT) NIP. 132 163 646 Mengetahui,

Koordinator Tugas Akhir

(Dr.Eng.Ir.Irvan, M.Si) NIP. 132 126 842

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kemampuan dan kesabaran kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas Produksi 60.000 ton/tahun.” Tugas Akhir ini ditulis untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti ujian sarjana di Departemen Teknik Kimia, Program Studi Teknik Kimia Program Ekstensi (S – I), Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Penulis berterima kasih kepada kedua Orang Tua Penulis atas doa, bimbingan dan motivasi yang diberikan hingga saat ini. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini penulis banyak menerima bantuan, bimbingan dan fasilitas dari berbagai pihak yaitu: 1. M. Hendra S Ginting, ST. MT selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak

memberikan

masukan,

arahan

dan

bimbingan

selama

menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Ibu Ir. Renita Manurung, MT selaku Ketua Departemen Teknik Kimia sekaligus Dosen Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 3. Bapak Dr.Eng.Ir.Irvan, M.Si, selaku Koordinator Tugas Akhir. 4. Staf Pengajar Departemen Teknik Kimia atas ilmu yang diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat mengerjakan Tugas Akhir ini. 5. Para Pegawai Departemen Teknik Kimia atas bantuan dan kemudahan administratif yang diberikan. 6. Orangtua saya, yang selalu memberi dukungan dan doa kepada saya. 7. Rekan penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini Evalianty Depari. 8. Teman-teman Stambuk 2003 yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang juga telah memberikan semangat kepada penulis.

Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Penulis menyadari Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan dikarenakan keterbatasan

pengetahuan

dan

pengalaman

penulis,

untuk

itu

penulis

mengharapkan saran dan kritik yang membangun. Semoga Tugas Akhir ini bisa bermanfaat bagi para pembaca.

Medan, Agustus 2009 Penulis,

(Rita Agustina Purba)


INTISARI Pabrik pembuatan Gliserol dari Minyak Jagung Mentah ini direncanakan berkapasitas produksi 60.000 ton/tahun. Lokasi pabrik direncanakan di Perbauangan , Deli Serdang, Sumatera Utara yang dekat dengan pelabuhan Belawan, dengan luas areal pabrik 18.185 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini berjumlah 201 orang karyawan dengan bentuk badan usaha adalah Perseroan Terbatas (PT) dan struktur organisasi adalah sistem garis dan staff. Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik ini adalah sebagai berikut: a. Total modal investasi

: Rp 1.178.096.333.000,-

b. Biaya Produksi (per tahun)

: Rp 1.624.567.457.000,-

c. Hasil penjualan (per tahun)

: Rp 2.144.049.228.000,-

d. Laba bersih

: Rp 363.654.739.700,-

e. Profit Margin (PM)

: 24,23 %

f. Break Even Point (BEP)

: 28,83 %

g. Return on Investment (ROI)

: 30,86 %

h. Pay Out Time (POT)

: 3,2 tahun

i. Return on Network (RON)

: 51,45 %

j. Internal Rate of Return (IRR) : 40,99 % Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa perancangan pabrik pembuatan Gliserol dari Minyak Jagung Mentah ini layak untuk didirikan.


DAFTAR ISI Kata Pengantar ...............................................................................

i

Intisari ..............................................................................................

iii

Daftar Isi ...........................................................................................

iv

Daftar Tabel .....................................................................................

vii

Daftar Gambar

ix

...............................................................................

BAB I

Pendahuluan ......................................................................

I-1

1.1

Latar Belakang .....................................................................

I-1

1.2

Perumusan Masalah ...............................................................

I-2

1.3

Tujuan Rancangan .................................................................

I-2

1.4

Manfaat Rancangan ...............................................................

I-3

BAB II Tinjauan Pustaka ...............................................................

II-1

2.1

Komposisi Kimia Biji Jagung ................................................

II-1

2.2

Komposisi Kimia Minyak Jagung ..........................................

II-2

2.3

Minyak dan Lemak ...............................................................

II-3

2.4

Gliserol ...................................................................................

II-4

2.5

Proses Pembuatan Gliserol ...................................................

II-5

2.6

Deskripsi Proses

..............................................................

II-7

BAB III Neraca Massa

...............................................................

III-1

BAB IV Neraca Panas

...............................................................

IV-1

BAB V Spesifikasi Alat

...............................................................

V-1

BAB VI Instrumentasi Dan Keselamatan Kerja ..............................

VI-1

6.1

Instrumentasi .........................................................................

VI-1

6.2

Keselamatan Kerja ...............................................................

VI-7

BAB VII Utilitas

..........................................................................

VII-1

7.1

Kebutuhan Air .......................................................................

VII-1

7.2

Kebutuhan Bahan Kimia ........................................................

VII-11

7.3

Kebutuhan Listrik

VII-12

...........................................................


7.4

Kebutuhan Bahan Bakar .......................................................

VII-13

7.5

Unit Pengolahan Limbah ......................................................

VII-13

7.6

Spesifikasi Peralatan Utilitas ................................................

VII-20

BAB VIII Lokasi dan Tata Letak Pabrik ........................................

VIII-1

8.1

Lokasi Pabrik ........................................................................

VIII-1

8.2

Tata Letak Pabrik .................................................................

VIII-3

8.3

Perincian Luas Tanah ...........................................................

VIII-4

BAB IX Organisasi dan Manajemen Perusahaan ............................

IX-1

9.1

Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggungjawab......................

IX-1

9.2

Tenaga Kerja dan Jam Kerja ..................................................

IX-5

9.3

Kesejahteraan Tenaga Kerja ..................................................

IX-7

BAB X Analisa Ekonomi

...............................................................

X-1

...............................................................

X-1

10.2 Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC) .......................

X-3

10.3 Total Penjualan (Total Sales) .................................................

X-5

10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ...................................................

X-5

10.5 Analisa Aspek Ekonomi ........................................................

X-5

10.1 Modal Investasi

BAB XI KESIMPULAN

...............................................................

XI-1

DAFTAR PUSTAKA

...............................................................

x

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NARACA MASSA .....................

LA-1

LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS.......................

LB-1

LAMPIRAN C SPESIFIKASI ALAT ...............................................

LC-1

LAMPIRAN D SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS ..............

LD-1

LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI ...............

LE-1


DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kebutuhan Gliserol di Indonesia .......................................... II-1 Tabel 2.2 Komposisi Mineral Biji Jagu Kering .................................... II-3 Tabel 2.3 komposisi Asam Lemak dalam Minyak Jagung .................... II-7 Tabel 3.1 Neraca Massa pada Tangki Pencuci (M – 101) ..................... III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa pada Vibrating Screen Filter (S – 101) ........... III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa pada Tangki Perendam (TT- 101) .................. III-1 Tabel 3.4 Neraca Massa pada Tangki Pencuci (M – 102) ..................... III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa pada Vibrating Screen Filter (S – 102) ........... III-2 Tabel 3.6 Neraca Massa pada Tangki Perendam (TT – 102) ................. III-2 Tabel 3.7 Neraca Massa pada Tangki Pencuci (M – 103) ..................... III-3 Tabel 3.8 Neraca Massa pada Vibrating Screen Filter (S – 103) ........... III-3 Tabel 3.9 Neraca Massa pada Tangki Perebusan (M - 104) .................. III-3 Tabel 3.10 Neraca Massa pada Roller Mill (RM - 101)........................ III-4 Tabel 3.11 Neraca Massa pada Tangki Pencampuran (M – 105) .......... III-4 Tabel 3.12 Neraca Massa pada Filter Press (P - 101) ........................... III-4 Tabel 3.13 Neraca Massa pada Tangki Pencampuran (M – 106)........... III-5 Tabel 3.14 Neraca Massa pada Tangki Pasteurisasi (M - 107) ............. III-5 Tabel 3.15 Neraca Massa pada Evaporator (FE - 101) ......................... III-5 Tabel 3.16 Neraca Massa pada Cooler (E - 101) .................................. III-6 Tabel 3.17 Neraca Massa pada Spray Dryer (SR - 101)........................ III-6 Tabel 3.18 Neraca Massa pada Rotary Cooler (E - 102) ....................... III-6 Tabel 4.1 Neraca Panas pada Tangki Perebusan (M - 104)................... IV-1 Tabel 4.2 Neraca Panas pada Tangki Pencampuran (M – 105) ............. IV-1 Tabel 4.3 Neraca Panas pada Filter Press (P - 101) .............................. IV-2 Tabel 4.4 Neraca Panas pada Tangki Pencampuran (M – 106) ............. IV-2 Tabel 4.5 Neraca Panas pada Tangki Pasteurisasi (M - 107) ................ IV-2 Tabel 4.6 Neraca Panas pada Evaporator (FE - 101) ............................ IV-3 Tabel 4.7 Neraca Panas pada Cooler (E - 101) ..................................... IV-3 Tabel 4.8 Neraca Panas pada Spray Dryer (SR - 101) .......................... IV-3 Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Tabel 4.9 Neraca Panas pada Rotary Cooler (E - 102) .......................... IV-4 Tabel 7.1 Kebutuhan Air Proses pada berbagai alat .............................. VII-2 Tabel 7.2 Kebutuhan Uap sebagai media pemanas pada berbagai alat .. VII-3 Tabel 7.3 Kebutuhan Air Pendingin pada Berbagai Alat ...................... VII-3 Tabel 7.4 Pemakaian Air untuk Berbagai Kebutuhan

................. VII-4

Tabel.7.5 Kualitas Air Sungai Ular Perbaungan .................................. VII-5 Tabel 7.6 Kebutuhan Bahan Kimia

............................................ VII-12

Tabel 7.7 Perincian Kebutuhan Listrik ................................................. VII-12 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah Pabrik Susu Kedelai Bubuk ................ VIII-4 Tabel 9.1 Jumlah Tenaga Kerja Beserta Tingkat Pendidikannya ........... IX-5 Tabel 9.2 Jadwal Kerja Shift .............................................................. IX-7


DAFTAR GAMBAR

Gambar 6.1 Tangki penyimpanan beserta instrumennya ..................... VI-4 Gambar 6.2 Tangki berpengaduk beserta instrumennya ....................... VI-4 Gambar 6.3 Tangki Perebusan beserta instrumennya ........................... VI-5 Gambar 6.4 Evaporator beserta instrumennya. ..................................... VI-5 Gambar 6.5 Pompa beserta instrumennya ............................................ VI-5 Gambar 6.6 Cooler beserta instrumennya ........................................... VI-6 Gambar 6.7 Spray Dryer beserta instrumennya ................................... VI-6 Gambar 7.1 Utilitas Rancangan Pabrik Gliserol ................................... VII-30 Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Gliserol.......................................................... VIII-5 Gambar 9.1 Struktur Organisasi Pabrik Gliserol ................................... IX-9


BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Indonesia sebagai negara berkembang sedang giatnya melaksanakan pembangunan di segala bidang guna meningkatkan taraf hidup masyarakat, sesuai cita-cita luhur bangsa yaitu masyarakat adil dan makmur. Salah satu bidang pembangunan yang paling diharapkan dapat memacu kemajuan bangsa adalah bidang ekonomi, dan salah satu sektor dalam bidang ekonomi adalah sektor industri. Hal ini disebabkan makin majunya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi (Analisa, 2008). Perkembangan sektor itu sendiri sangat diharapkan lebih memacu tingkat perkembangan perekonomian Indonesia dengan cara adanya peningkatan kesempatan dan pemerataan kerja, meningkatkan ekspor sekaligus menghemat devisa negara dengan memanfaatkan sumber daya alam dan energi serta sumber daya manusia yang ada. Salah satu sub sektor dalam industri adalah sub sektor industri kimia, yang diharapkan dapat berkembang pesat guna mengimbangi kebutuhan yang semakin berkembang dan meningkat sesuai dengan kemajuan perekonomian bangsa. Salah satu produk industri kimia yang dibutuhkan saat ini dan akan terus meningkat dimasa yang akan datang adalah gliserol dimana bahan kimia ini dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan tinta, industri farmasi, kosmetik dan parfum serta bahan pencegah kekeringan pada tembakau. Kegunaan dari bahan kimia gliserol diatas merupakan bentuk-bentuk yang dibutuhkan masyarakat konsumen Indonesia, dimana untuk memenuhi kebutuhan itu masih dilakukan dengan cara mengimpor dari luar negeri.


Data impor gliserol disajikan dalam tabel 1.1 (BPS) 2007, konsumsi gliserol untuk indonesia pada tabel 1.2 (BPS) 2007 berikut ini: Tabel 1.1 Data Impor Gliserol di Indonesia Tahun

Impor (Ton)

2002

311

2003

1358

2004

359

2005

827

2006

1290

(BPS, 2007)

Tabel 1.2 Kebutuhan Gliserol Untuk Konsumsi Indonesia Tahun

Konsumsi (Ton)

2001

21.735

2002

22.842

2003

24.629

2004

25.811

2005

27.018

2006

28.125

(BPS, 2007)

1.2 Rumusan Masalah Untuk memenuhi kebutuhan gliserol, dianggap perlu dibuat suatu usaha yaitu dengan merencanakan pendirian sebuah pabrik Pembuatan Gliserol dengan Bahan Baku Minyak Jagung Mentah, dimana bahan baku ini dapat diperoleh di Indonesia dengan mudah. Untuk menyempurnakan pra rancangan pabrik juga dilakukan kerja tentang aspek- aspek : instrumenstasi dan keselamatan kerja, utilitas pabrik, lokasi dan tata letak pabrik, organisasi dan manajemen perusahaan serta analisa ekonomi perusahaan. Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

1.3 Tujuan Perancangan Dengan adanya pabrik ini maka kebutuhan gliserol dalam negeri dapat dipenuhi, sekaligus sebagai pemanfaatan sumber daya alam dan peningkatan nilai tambah serta diversifikasi penggunaan bahan baku minyak jagung mentah. Manfaat lain yang diharapkan adalah terbukanya lapangan kerja baru sehingga dapat membantu pemerintah dalam menanggulangi dan memacu rakyat meningkatkan produksi dalam negeri yang pada akhirnya akan meningkatkan kesejahteraan rakyat.

1.4 Manfaat Perancangan Manfaat atau kontribusi yang dapat diberikan oleh Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Gliserol dari Minyak Jagung Mentah adalah seperti berikut ini: 1. Manfaat bagi Pemerintah. a.

Untuk memenuhi kebutuhan gliserol di Indonesia

b.

Menambah pendapatan bagi daerah/ Negara, misalnya dari pajak, ekspor, bea cukai dan lain sebagainya.

2. Manfaat bagi Perguruan Tinggi. a. Sebagai bahan acuan untuk penelitian-penelitian dan perancangan selanjutnya tentang proses pembuatan gliserol b. Sebagai aplikasi bagi mahasiswa dari teori-teori yang didapat dalam perkuliahan. 3. Manfaat bagi Masyarakat. a. Meningkatkan kesempatan kerja, yang berarti menurunkan jumlah pengangguran di Indonesia b. Membuka pemikiran masyarakat terhadap perkembangan sains dan teknologi.


BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1

Minyak Jagung Minyak jagung diperoleh dengan mengekstrak bagian lembaga dari

jagung. Sistem ekstraksi yang digunakan biasanya adalah sistem press (Pressing) atau kombinasi sistem press dan pelarut menguap (pressing and solvent extraction) minyak jagung mempunyai nilai gizi yang sangat tinggi yaitu sekitar 250 kilo kalori/ons. Selain itu juga minyak jagung lebih disenangi konsumen karena selain harganya yang murah juga mengandung sitosterol sehingga para konsumen dapat terhindar dari gejala atherosclerosis (endapan pada pembuluh darah) yang diakibatkan terjadiya kompleks antara sitosterol dan Ca++ dalam darah (Ketaren, 1986).

2.1.1 Komposisi Kimia Biji Jagung Jagung sebagai bahan makanan, mengandung nilai gizi yang cukup tinggi jika dibanding dengan bahan pangan lainnya, terutama jagung kuning yang banyak mengandung vitamin A (Sumber: Ketaren, 1986). Lemak terdapat pada bagian bawah dari butiran biji jagung beratnya sekitar 9-12 persen dari berat butiran. Karbohidrat terdapat pada endosperm sekitar 73-79 persen, kadar protein dalam endosperm sekitar 10-19 persen dan 22,4 persen pada kulit ari. Hasil analisa menunjukkan kandungan protein pada jagung biji sebesar 8,6-9,4 persen. Kandungan protein ini lebih tinggi lagi (11-15 persen) pada jagung hibrida yang dipupuk dengan nitrogen. Protein jagung miskin akan lisin dan tripthofan sehingga dapat menimbulkan penyakit pelagra pada orang yang makanannya hanya bersumber


dari jagung. Dengan mencampur jagung dengan makanan lainnya yang mengandung lisin dan tripthofan penyakit tersebut dapat dicegah (Ketaren, 1986).

Tabel 2.1 Komposisi Mineral Biji Jagung Kering No Jenis Mineral 1 Kalsium 2 Fosfor 3 Kalium 4 Besi 5 Maagnesium 6 Chlor 7 Mangan 8 Tembaga 9 Kobalt 10 Iod (Ketaren, 1986).

Jumlah (%) 0,01940 0,27300 0,28500 0,00226 0,10200 0,04100 2,43000 1,82000 0,01120 0,00006

2.1.2 Komposisi Kimia Minyak Jagung Minyak jagung merupakan trigliserida yang disusun oleh gliserol dan asam-asam lemak. Persentase trigliserida sekitar 98,6 %, sedangkan sisanya merupakan bahan non minyak, seperti abu, zat warna atau lilin. Asam lemak yang menyusun minyak jagung terdiri dari asam lemak jenuh dan asam lemak tidak jenuh. Jumlah asam lemak jenuh dalam minyak jagung sekitar 13 persen. Golongan asam lemak jenuh yang menyusun trigliserida minyak jagung adalah: asam palmitat dan asam stearat. Golongan asam lemak tidak jenuh yang menyusun trigliserida minyak jagung berjumlah sekitar 86 persen yang terdiri dari: asam oleat dan asam linoleat.

Tabel 2.2 Komposisi Minyak jagung Komponen 1. Trigliserida

Jumlah (%) 98,6


2. Lilin

0,05

3. Sterol

1,00

4. Abu

0,35

(Ketaren, 1986)

Tabel 2.3 Komposisi Asam Lemak dalam Minyak Jagung Jenis asam lemak

Jumlah (%)

Miristat

0,1

Palmitat

8,1

Stearat

2,5

Reksadekanoat

1,2

Oleat

30,1

Linoleat

56,3

Asam di atas C-18

1,7

(Ketaren, 1986)

2.2

Minyak dan Lemak

2.2.1 Pengertian minyak dan lemak Minyak atau lemak adalah gliserida dari asam lemak dengan gliserol yang disebut juga dengan trigliserida. Ikatan ini terjadi juga karena ketiga gugus hidroksi (OH) pada gliserol diganti oleh tiga gugus asam lemak (fatty acid) yaitu RCOO-. Secara umum trigliserida memiliki rumus struktur sebagai berikut: O CH2 – O – C – R1 O CH – O – C – R2


O CH2 – O – C – R3 Gambar 2.1 Struktur Trigliserida

Angka (1), (2) dan (3) pada rumus struktur di atas menyatakan gugus alkil yang sama atau berbeda. Minyak atau lemak dapat juga dikatakan sebagai hasil esterifikasi asam lemak (fatty acid) dengan gliserol. Reaksi sebagai berikut : CH2 – OH

CH2 – OOCR

CH – OH + 3 RCOOH

CH – OOCR + 3H2O

CH2 – OH

CH2 – OOCR

Gliserol

asam lemak

trigliserida

air

Perbedaan lemak dan minyak sebagai berikut: 1. Lemak mengandung asam lemak jenuh lebih banyak, sedangkan minyak mengandung asam lemak tak jenuh lebih banyak. 2. Pada suhu kamar berupa zat padat, sedang minyak berupa zat cair (Ketaren, 1986). Berdasarkan sumbernya minyak yang terdapat di alam dibedakan atas 3, yaitu sebagai berikut: 1. Minyak mineral, yaitu minyak hidrokarbon makromolekul yang berasal dari fosil-fosil zaman dulu karena pengaruh tekanan dan temperatur. Contoh: minyak lampu, bensin dan lain-lain. 2. Minyak nabati/hewani, yaitu berasal dari tumbuhan/hewan. 3. Minyak essensial/atsiri, yaitu minyak yang diperoleh dari tanaman melalui proses ekstraksi menggunakan pelarut tertentu lalu didestilasi.


Lemak nabati memiliki beberapa jenis asam lemak tak jenuh yang dibedakan atas tiga, yaitu sebagai berikut: 1. Drying Oil, yaitu minyak yang sifatnya mudah mengering bila dibiarkan di udara. Comtoh: pernis, cat. 2. Semi Drying Oil, yaitu minyak yang berubah karena pengaruh suhu. Contoh: minyak biji kapas, minyak bunga matahari. 3. Non Drying Oil, yaitu minyak yang tidak mengering karena pengaruh suhu. Contoh: minyak kelapa, minyak kelapa sawit. (Ketaren, 1986) 2.2.2 Sifat-sifat Minyak dan Lemak. A. Sifat Fisika 1. Warna Memiliki warna orange disebabkan adanya pigmen karoten yang larut dalam minyak atau lemak tersebut. 2. Kelarutan Minyak dan lemak tidak larut dalam air, kecuali minyak jarak (castor oil). 3. Titik cair dan polymerphism Asam lemak tidak memperlihatkan kenaikan titik cair yang linear dengan bertambahnya panjang rantai atom karbon. Asam lemak dengan ikatan trans – mempunyai titik cair yang lebih tinggi daripada isomer asam lemak yang berikatan –sis. Polymerphism pada minyak dan lemak adalah suatu keadaan dimana terdapat lebih dari satu bentuk kristal. Polymerphism sering dijumpai pada beberapa komponen yang mempunyai rantai karbon panjang dan pemisahan kristal-kristal tersebut sangat sukar. Namun demikian untuk beberapa komponen, bentuk dari kristal-kristal sudah dapat diketahui. Polymerphism penting untuk mempelajari titik cair minyak atau lemak dan asam-asam lemak beserta ester-ester. Untuk selanjutnya polymerphism


mempunyai peranan penting dalam berbagai proses untuk mendapatkan minyak atau lemak. 4. Titik didih Titik didih dari asam-asam lemak akan semakin bertambah besar dengan bertambahnya rantai karbon dari beberapa asam lemak tersebut.

Tabel 2.4 Titik didih dan Titik cair asam-asam lemak jenuh dari minyak Rumus Molekul Nama Asam Titik Didih (oC) Titik Cair (oC) C4H8O2

Butirat

160

-8

C6H12O2

Kaproat

107

-3.4

C8H16O2

Kaplirat

135

16,7

C10H20O2

Kapriat

159

31,6

C12H24O2

Laurat

182

44,2

C14H28O2

Miristat

202

54,4

C16H32O2

Palmitat

222

62,9

C18H36O2

Stearat

240

(Ketaren, 1986). 5. Bobot jenis Bobot jenis dari minyak dan lemak biasanya ditentukan pada temperatur 25 0C, akan tetapi dalam hal ini dianggap penting juga untuk diukur pada temperatur

40 0C atau 60 0C untuk lemak yang titik cairnya tinggi. Pada

penentuan bobot jenis, temperatur dikontrol dengan hati-hati dalam kisaran temperatur yang pendek. 6. Indeks bias Indeks bias adalah derajat penyimpanan dari cahaya yang dilewatkan pada suatu medium yang cerah. Indeks bias tersebut pada minyak dan lemak dipakai untuk pengenalan unsur kimia dan pengujian kemurnian minyak/lemak. Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Abbe refractometer mempergunakan alat temperatur yang dipertahankan pada

25 0C. Untuk pengukuran indeks bias lemak yang bertitik cair

tinggi, dilakukan pada temperatur 40 0C atau 60 0C, selama pengukuran temperatur harus dikontrol dan dicatat. Indeks bias ini akan meningkat pada minyak atau lemak dengan rantai karbon yang panjang dan juga dengan terdapatnya sejumlah ikatan rangkap. Nilai indeks bias dari asam lemak juga akan bertambah dengan meningkatnya bobot molekul, selain dengan naiknya ketidakjenuhan dari asam-asam lemak tersebut.

7. Aroma dan rasa Aroma dan rasa pada minyak/lemak selain terdapat secara alami juga terjadi karena terdapatnya asam-asam yang berantai sangat pendek sekali sebagai

hasil

penguraian

yang

menyebabkan

kerusakan

pada

minyak/lemak. 8. Titik lebur (melting point) Titik lebur pada minyak dan lemak akan semakin tinggi dengan semakin panjangnya rantai atom C. 9. Minyak dan lemak jika dituangkan di atas air akan membentuk lapisan tipis yang merata di atas permukaan air tersebut. 10. Odor dan flavor Odor dan flavor pada lemak/minyak selain terdapat secara alami, juga terjadi karena pembentukan asam-asam berantai pendek sebagai hasil dari penguraian pada kerusakan lemak/minyak. Akan tetapai pada umumnya odor dan flavor ini disebabkan oleh komponen bukan minyak. 11. Titik asap, titik nyala dan titik api Apabila minyak atau lemak, dapat dilakukan penetapan titik asap, titk nyala dan titk api. Titik asap adalah temperatur pada saat lemak atau minyak menghasilkan asap tipis yang kebiru-biruan pada pemanasan. Titik nyala adalah temperatur pada saat campuran uap dan minyak dengan udara


mulai terbakar. Sedangkan titik api adalah temperatur pada saat dihasilkan pembakaran yang terus menerus sampai habisnya contoh uji. 12. Shot melting point Shot melting point adalah temperatur pada saat terjadi tetesan pertama dari minyak atau lemak. Pada umumnya lemak atau minyak mengandung komponen-komponen yang berpengaruh terhadap titik cairnya (Ketaren, 1986).

B. Sifat Kimia 1. Hidrolisa Dalam proses hidrolisa, minyak/lemak akan diubah menjadi asam-asam lemak bebas. Proses hidrolisa yang dapat mengakibatkan kerusakan pada minyak/lemak karena terdapatnya sejumlah air pada minyak/lemak tersebut. Proses ini dapat menyebabkan terjadinya “hydrolitic rancidity” yang menghasilkan aroma dan rasa tengik pada minyak/lemak. Reaksi: O CH2 – O – C – R

CH2OH

O

O

CH – O – C – R + 3H – OH

CHO

+

3RCOOH

O CH2 – O – C – R Trigliserida

CH2OH air

gliserol

As. lemak bebas


2. Oksidasi Reaksi ini menyebabkan ketengikan pada minyak/lemak. terdapatnya sejumlah O2 serta logam-logam seperti tembaga (Cu), seng (Zn) serta logam

lainnya

yang

bersifat

sebagai

katalisator

oksidasi

dari

minyak/lemak. Proses oksidasi ini akan bersifat sebagai katalisator aldehid dan keton serta asam-asam lemak bebas yang akan menimbulkan bau yang tidak disenangi. Proses ini juga menyebabkan terbentuknya peroksida. Untuk mengetahui tingkat ketengikan minyak/lemak dapat ditentukan dengan menentukan jumlah peroksida yang terbentuk pada minyak/lemak tersebut.

Reaksi: H H

R – (CH2)n –C = C – H + O2

R – (CH2)n – C – C – H

H H

O O

asam lemak

peroksida

R – (CH2)n–C = O + –C–OH H aldehid

O keton

3. Hidrogenasi Tujuan dari proses ini adalah untuk menjernihkan ikatan rangkap dari rantai atom karbon C asam lemak pada minyak/lemak. Reaksi ini dilakukan dengan menggunakan hidrogen murni ditambah dengan serbuk nukel sebagai katalisator yang mengakibatkan kenaikan titik cair dari asam lemak dan juga menjadikan minyak/lemak tahan terhadap oksidasi akibat hilangnya ikatan rangkap. 4. Esterifikasi Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Reaksi esterifikasi bertujuan untuk merubah asam-asam lemak dari trigliserida dalam bentuk ester. Minyak dan lemak juga mengandung komponen non gliserida dalam jumlah kecil. Non-gliserida akan menyebabkan aroma, warna, rasa yang kurang disenangi konsumen. Komponen-komponen non-gliserida ini adalah: 

Komponen yang karut dalam minyak Misalnya: asam-asam lemak bebas, pigmen, gliserol, fosfatida dan lendir.



Komponen yang tersuspensi Misalnya: karbohidrat, senyawa-senyawa yang mengandung nitrogen, dll (Ketaren, 1986).

2.3 Gliserol Gliserol merupakan tryhydric alcohol C2H5(OH)3 atau 1,2,3-propanetriol. Struktur kimia dari gliserol adalah sebagai berikut: CH2OH CHOH CH2OH Pemakaian kata gliserol dan gliserin sering membuat orang bingung. Gliserol dan gliserin adalah sama, tetapi pemakaian kata gliserol biasa dipakai jika kemurnian rendah (masih terkandung dalam air manis) sedangkan pemakaian kata gliserin dipakai untuk kemurnian yang tinggi. Tetapi secara umum, gliserin merupakan nama dagang dari gliserol. Gliserol dapat dihasilkan dari berbagai hasil proses, seperti: 1) Fat splitting, yaitu reaksi hidrolisa antara air dan minyak menghasilkan gliserol dan asam lemak. CH2RCOO CHRCOO

CH2OH + 3H2O

3R-COOH

CH2RCOO Triasilgliserol

+

CHOH CH2OH

Air

Asam lemak

Gliserin


2) Saponifikasi lemak dengan NaOH, menghasilkan gliserol dan sabun. CH2RCOO CHRCOO

CH2OH + 3NaOH

3R-COONa

CH2RCOO

+ CHOH CH2OH

Triasilgliserol Sodium hidroksida

Sabun

Gliserin

3) Transesterifikasi lemak dengan methanol menggunakan katalis NaOCH3 (sodium methoxide), menghasilkan gliserol dan metil ester. CH2RCOO CHRCOO

CH2OH + 3CH3OH

3 RCOOCH3 +

CH2RCOO Triasilgliserol

CHOH CH2OH

Metanol

Metil ester

Gliserin

Gliserol yang dihasilkan dari hidrolisa lemak atau minyak pada unit fat Splitting ini masih terkandung dalam air manis (sweet water). Kandungan gliserol dalam air manis biasanya diuapkan untuk mendapatkan gliserol murni (gliserin). Biasanya untuk pemurnian gliserol ini memerlukan beberapa tahap proses, seperti: 1. Pemurnian dengan sentrifuse 2. Evaporasi 3. Filtrasi Tujuan dari sentrifuse ini adalah untuk menghilangkan asam lemak bebas sisa dan kotoran padat yang masih ada dalam air. Untuk operasi ini digunakan pemisah sentrifuse. Padatan air manis ini sangat mahal karena kadar gliserol dalam air manis biasanya rendah yaitu sekitar 10-12%. Pada proses recovery gliserol dari sweet water dilakukan dengan menggunakan triple effect evaporator. Untuk menuapkan 1kg air diperlukan 1,1 kg uap. Tekanan evaporator pertama 1 atm, evaporator kedua 3 atm dan evaporator ketiga 5 atm. Pada operasi pabrik ini, konsumsi uap dapat berkurang sampai 350 kg per 1000 kg air yang diuapkan. Gliserol yang dihasilkan pabrik evaporasi mengandung sekitar 88% gliserol, 9-10% air dan 2-3% kotoran. Permintaan mutu gliserol tergantung pada


pangsa pasar. Bila mutu gliserol yang dihasilkan masih kurang baik maka gliserol tersebut harus dimurnikan dengan cara destilasi. (Tambun, 2006)

2.3.1 Kegunaan Gliserol 1. Kosmetik; digunakan sebagai body agent, emollient, humectant, lubricant, solven. Biasanya dipakai untuk skin cream dan lotion, shampoo dan hair conditioner, sabun dan detergen. 2. Dental cream; digunakan sebagai humectant. 3. Peledak; digunakan untuk membuat nitroglycerine sebagai bahan dasar peledak. 4. Industri makanan dan minuman; digunakan sebagai solven emulsifier, conditioner, freeze preventer dan coating. Digunakan dalam industri minuman anggur dan minuman lainnya. 5. Industri logam; digunakan untuk

pickling,

quenching,

stripping,

electroplating, galvanizing dan solfering. 6. Industri kertas; digunakan sebagai humectant, plasticizer, softening agent, dan lain-lain. 7. Industri farmasi; digunakan untuk antibiotik, capsule dan lain-lain. 8. Photography; digunakan sebagai plasticizing. 9. Resin; digunakan untuk polyurethanes, epoxies, phtalic acid dan malic acid resin. 10. Industri

tekstil;

digunakan

lubricating,

antistatic,

antishrink,

waterproofing dan flameproofing. 11. Tobacco; digunakan sebagai humectant, softening agent dan flavor enhancer.

2.3.2 Sifat-sifat Gliserol Tabel 2.5 Sifat Fisika Gliserol Molecular Weight Boiling point Melting point Freeze point Specific heat

92.09 290 (760 mmHg) 18.17 oC (66.7 % glycerol solution) – 46.5 oC 0.5795 cal/gm oC (26 oC)


Refractive index Flash point Fire point Autoignition point Heat of combustion Surface tension

Cofficient of thermal expansion Thermal conductivity Heat of formation Heat of fusion Heat of vaporization

(Nd20) 1.47399 (99 % glycerol) 177 oC (99 % glycerol) 204 oC (on platinum) 523 oC (on glass) 429 oC 397.0 kcal per gram 63.4 dynes cm (20 oC) 58.6 dynes cm (90 oC) 51.9 dynes cm (150 oC) 0.0006115 (15-25 oC Temp. interval) 0.000610 (20-25 oC Temp. interval) 0.000691 cal cm deg/sec (oC) 159.8 kcal/mol (25 oC) 47.5 cal/mol 21,060 cal/mol (25 oC) 19,300 cal/mol (105 oC) 18,610 cal/mol (175 oC)

(Tambun, 2006)

2.4 Sifat- sifat Bahan Baku 2.4.1 Minyak Jagung 1. Bilangan asam

: 0,040- 0,100

2. Flavor

: Lembut

3. Cold test

: yersih

4. Bilangan penyabunan : 189- 191 5. Bilangan Iodium

: 93- 96

6. Bilangan Hehner

: 93- 96

0

7. Titik Beku ( C)

: -20 - -100

8. Titik cair ( 0F)

: 4- 12

9. Titik nyala ( 0F)

: 575- 640

10.Titik baker ( 0F)

: 590- 700

11. Bobot jenis pada suhu kamar : 0,918- 0,925 12. Pounds per gallon

: 7,672 pada 700F

(Ketaren, 1986) Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

2.4.2 NaOH 1. Berat Molekul

: 40 gr/ mol

2. Titik didih

: 318,40C

3. Titik lebur

: 13900C

4. Spesifik gravity

: 2,130 ( pada suhu 300C)

5. Berbentuk padatan yang berwarna putih. 6. Sangat mudah larut dalam etanol, etil ester, dan gliserol 7. tidak mudah larut dalam aseton, eter 8. merupakan suatu basa yang kuat 9. Dapat menyerap uap air dari udara 10. Bersifat korosif 11. Bereaksi dengan asam membentuk garam dan air 12. Merupakan hasil elektrolisis dari natrium klorida 13. bereaksi dengan etil asetat menghasilkan sabun (natrium asetat) dan alkohol. (Perry, 1984) 2.4.3 Air (H2O) 1. Merupakan cairan tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau 2. Merupakan elektrolit lemah dan dapat terionisasi menjadi H3O+ dan OH+ 3. Berat molekul

: 18,016 gr/grmol

4. Rumus molekul

: H2 O

5. Densitas

: 1 gr/ml

6. Titik nyala

: 00 C

7. Viskositas

: 0,01002 P

8. Panas spesifik

: 1 kal/g

9. Tekanan uap

: 760 mmHg

10. Tegangan permukaan

: 73 dyne/cm

11. Panas laten

: 80 kal/g

12. Indeks bias

: 1,333

(Perry, 1984) Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

2.5 Proses Pembuatan Gliserol 2.5.1 Fat Splitting Merupakan reaksi hidrolisa antara air dan minyak yang menghasilkan gliserol dan asam lemak, membentuk reaksi seperti berikut: R _ CO _ OCH2 R _ CO + OCH + 3H2O _

CH2OH 3R-COOH

+

_

CHOH

R CO OCH2

CH2OH

Gliserida

Gliserol

Dimana 3 molekul fatty acid dan 1 molekul gliserol dihasilkan dari 1 molekul trigliserida. Jika di buat ke dalam timbangan berat molekul dianggap R adalah Stearic acid, dan itu dapat dilihat pada hasil proses hidrolisis dipertambahan berat (fatty acid dengan gliserol) seharusnya penjumlahan 3 molekul air.

Tetapi nyatanya: Berat molekul stearic trigliserida

852

Berat 3 molekul air

54

Total

906

Berat 3 molekul stearic acid

852

Berat 1 molekul gliserin

98

Total

950

Dari data tersebut dapat dilihat bahwa pertambahan pada berat terjadi hamper hanya karena menghasilkan gliserol, dan secara teoritis penambahan menunjukkan kira-kira 5% berat bahan fatty acid dipisahkan. Pemurnian gliserol pada fat splitting biasanya memerlukan beberapa tahap proses seperti: -

Pemurnian dengan sentrifuse

-

Evaporasi


-

Filtrasi

Adapun kelebihan dan kekurangan dari fat splitting dapat dilihat pada table 2.6. Tabel 2.6 Kelebihan dan Kekurangan dari Fat Splitting Kelebihan

Kekurangan

1. Reaksi dapat dilakukan pada suhu 1. Proses tersebut memerlukan energi 2400C-2600C dan tekanan 45-50 bar,

yang tinggi, 2. Memerlukan investasi peralatan yang

2. Pada proses ini derajat pemisahan mampu mencapai 99%.

mahal, 3. Mutu produk yang dihasilkan tidak terlalu baik ditinjau dari warna dan baunya sebagai akibat proses panas tersebut (Brady et al, 1988) 4. Memerlukan katalis

(Rahayu, 2006)

2.5.2. Saponifikasi Proses saponifikasi, yaitu hidrolisis lemak menjadi asam lemak dan gliserol dalam kondisi basa. Pembuat kondisi basa yang biasanya digunakan adalah NaOH (natrium/sodium hidroksida). Komponen trigliserida: - Trimiristat : 0,1 % - Tripalmitat : 10 % - Tristearat

: 2,5 %

- Trioleat

: 30 %

- Trilinoleat : 56 % Reaksi saponifikasi trigliserida dengan larutan alkali: CH2 _ O _ COOR1

CH2 _ OH

R1COO _ O _ Na

70-800C Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

CH

_

O _ COOR2 + 3NaOH

CH2 _ O _ COOR3 Trigliserida

CH _ OH + R2COO _ O _ Na CH2 _ OH

Larutan álkali

R3COO _ O _ Na

Gliserol

Sabun

Reaksi ini adalah dasar untuk industri penghasil sodium soaps. Jira soda abu digantikan dengan álkali hidroksida yang lain seperti Potas (KOH), Potassium soaps. Namun sebaliknya jika fatty acid menghasilkan reaksi senyawasenyawa metal seperti aluminium hidroksida, dan bentuk sabun metal. Secara komersial sabun dapat larut dalam air seperti sodium dan potassium soaps saat ini banyak digunakan untuk membuat detergen dan sabun. Oils soaps yang dapat larut seperti metal dapat digunakan sebagai pelumas. Fatty acid penting sekali untuk mengetahui nilai netralisasi, karena itu usuran berat molekul lemak saat itu penting sekali pada reaksi saponifikasi. Reaksi saponifikasi bisa juga akibat adanya trigliserida dan alkali, serta tempat terbentuk sabun dan gliserol dilepaskan. Demikian untuk mengetahui nilai saponifikasi pada trigliserida akan diperoleh berat molekul.

Adapun kelebihan dan kekurangan dari proses saponifikasi dapat dilihat pada tabel 2.7. Tabel 2.7 Kelebihan dan Kekurangan dari Proses Saponifikasi Kelebihan

Kekurangan

1. Reaksinya berlangsung satu arah dan 1. Memerlukan katalis, tidak reversible,

2. Reaksinya lambat.

2. Sabun yang dihasilkan dapat larut dalam air, 3. Saponifikasi lemak terjadi pada campuran

yang

beroperasi pada

0

100 C dan 3,5 kg/cm2. (Rahayu, 2006) Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

2.5.3. Transesterifikasi Adalah lemak dengan metanol ditransesterifikasi menggunakan katalis NaOCH3 (sodium methoxide), menghasilkan gliserol dan metil ester. Reaksi esterifikasi adalah kebalikan dari hidrolisis. Ester dapat mengganti ion hidrogen menjadi asam (fatty acid). Dengan golongan alkohol, seperti metil alkohol, dan sebagainya akan diperlihatkan reaksi dibawah: R _ COOH + OHCH3

R _ COOCH3 + H2O

Jika metil alkohol digunakan, maka gliserol akan membentuk trigliserida. Reaksinya sebagai berikut: Gliserol + Fatty acid

Trigliserida

Proses esterifikasi tidak akan berhasil jika tidak semua golongan 3-OH digabungkan dengan radikal asam, tetapi akan membentuk monogliserida dan digliserida. Untuk menghindari bentuk hasil seperti itu dan untuk mendapatkan trigliserida sebanyak mungkin harus dilakukan analisis kimia. Dalam esterifikasi dapat juga terjadi dengan alkohol dan gliserol, dapat dilihat pada reaksi antara fatty acid dan etil alkohol dibawah: R _ COOH + C2H5OH

R _ COOC2H5 + H2O

Ester alkohol selalu mempunyai 5-6 atom karbon, satu diantaranya dengan 6 atom karbon (saccharose, sorbitol, fructose) bisa mendapat perhatian, karena ester mempunyai aplikasi yang penting dalam industri. Adapun kelebihan dan kekurangan dari proses transesterifikasi dapat dilihat pada tabel 2.8. Tabel 2.8 Kelebihan dan Kekurangan dari proses Transesterifikasi Kelebihan

Kekurangan

1. Trigliserida dapat dengan mudah 1. Memerlukan katalis, ditransesterifikasi secara batchwise 2. Proses tersebut memerlukan energi pada tekanan atmosfer dan suhu

yang tinggi,

600C-700C dengan metanol berlebih 3. Memerlukan investasi peralatan yang dan menggunakan alkalis alkalin.

mahal, 4. Memerlukan perlakuan awal untuk


memindahkan asam lemak bebas dari minyak yaitu dengan cara pemurnian

atau

preesterifikasi

sebelum proses transesterifikasi. (Rahayu, 2006) Berdasarkan uraian diatas, maka dipilih proses saponifikasi dalam Pra rancangan Pabrik Pembuatan Gliserol dari Minyak Jagung Mentah.

2.6 Deskripsi Proses 1. Tahap Persiapan Bahan Baku NaOH yang dimasukkan ke dalam gudang (G-01) kemudian diangkut dengan menggunakan bucket elevator (BE-01), kemudian dimasukkan kedalam mixer (M-01) dan dilarutkan dengan air proses dengan suhu 25oC sampai konsentrasi masing-masing 40% NaOH dan 60% air. Minyak jagung di masukkan kedalam tangki (T-01), kemudian di press dengan menggunakan vibrating filter (VF-01) untuk menghilangkan partikelpartikel ampasnya dan ampas hasil pengepressan dari vibrating filter tersebut ditampung dalam bak penampung (BP-01). Minyak jagung yang telah dipisahkan disimpan pada tangki penampung (T-04) dengan temperatur 30oC dan tekanan 1atm sebelum dipompakan ke dalam reaktor. Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

2. Tahap Reaksi Saponifikasi Minyak jagung dan larutan NaOH dipompakan ke dalam reaktor (R-01) dan dipanaskan dengan steam pada temperatur 100oC untuk dihomogenkan dan sekaligus bereaksi membentuk sabun dan gliserol. Asumsi konversi reaksi pada proses saponifikasi adalah 90%. Reaksi saponifikasi yang terjadi adalah sebagai berikut : CH2 _ O _ COR1

CH2 _ OH

R1CO _ O _ Na

70-800C

CH

_

_

O COR2 + 3NaOH

CH2 _ O _ COR3 Trigliserida

CH _ OH + R2CO _ O _ Na CH2 _ OH

Larutan álkali

Gliserol

R3CO _ O _ Na Sabun

Hasil proses saponifikasi yang berupa campuran gliserol dengan sabun dipompakan ke unit pemisah separator (SP-01) yang bekerja dengan prinsip perbedaan densitas. Pada unit ini akan terbentuk dua lapisan, yaitu lapisan sabun pada bagian atas dan lapisan gliserol pada bagian bawah. Gliserol yang dihasilkan ditampung pada tangki produk bawah separator (T-05). Dari tangki produk bawah separator, gliserol dipompakan ke evaporator (E-01) untuk menguapkan air dari gliserol dengan media pemanas yang digunakan adalah steam dengan temperatur 1400C. Agar diperoleh gliserol pada suhu 30oC, maka gliserol tersebut dimasukkan kedalam cooler (C0-01) dengan air pendingin 25oC, kemudian gliserol tersebut dipompakan kedalam tangki produk (T-07) dengan kondisi temperatur 30oC. 3. Tahap Pengolahan Produk Samping (Sabun Cair) Sabun cair yang telah dipisahkan dari gliserol ditampung didalam tangki pencampuran (TP-01). Kemudian pewangi Limonene sebanyak 0,15% disimpan dalam tangki pewangi (T-02) dan pewarna Tartrazine sebanyak 0,075% disimpan dalam tangki pewarna (T-03) dipompakan kedalam tangki pencampuran dengan


untuk dihomogenkan. Selanjutnya sabun cair tersebut dipompakan kedalam tangki produk (T-06).


Air Pendingin Steam

Pewarna Tartrazine 0,06 kg/jam

10

T-05

G-01 Sabun Gliserol T= 800C P= 1 atm Konversi Gliserol: 98%

11

Pewangi Limonene 0,123 kg/jam

T-04

FP-01

T-08

8

SP-01 12 2

1

E-01

3

Steam T= 1000C

Gliserol T= 800C P= 1atm

Gliserol 88%

6

Abu M.jagung T= 250C P= 1 atm

T-09 T-03 T-06 5

NaOH 60% Air 40%

Larutan NaOH T= 250C P= 1 atm Konversi 15 hari

T-02

Sabun Pewarna Pewangi

TM-01

Steam T= 1250C

4

M. jagung NaOH T= 800C P= 1 atm Konversi 1 jam

Steam T= 1000C

TS-01

Gliserol T= 800C

T-07 7

Kondensat Air buangan


Kode T-01 T-02 T-03 T-04 T-05 T-06 T-07 T-08 T-09 FP-01 TS-01 TM-01 E-01 CD-01 SP-01 G- 01

Keterangan

BAB III NERACA MASSA

Kapasitas Produksi

= 60.000 ton/tahun = 8.333,333 kg/jam

Basis perhitungan

= 1 jam operasi

Satuan

= kg/jam

Satu tahun operasi

= 300 hari

Satu hari operasi

= 24 jam


3.1. Evaporator (E-01) Tabel 3.1 Hasil Neraca Massa pada Evaporator Komponen

Masuk (kg/jam)

Keluar (kg/jam)

Alur 11 1. Gliserol

7.333,333

2. Air

2.444,444

Alur 12

Alur 13

7.333,333 1000

3. Uap air

1.444,444

Jumlah

9.777,777

Total

9.777,777

8.333,333

1.444,444

9.777,777

3.2. Reaktor (R-01) Tabel 3.2 Hasil Neraca Massa pada Reaktor Komponen

Masuk (kg/jam) Alur 6

1. Trigliserida

Keluar (kg/jam) Alur 7

Alur 8

8.148,148

814,815

2. Gliserol

7.333,333

3. NaOH

952,9

H2O

2.716,048

2.716,048

4. Sabun Jumlah

952,9 3.668,948

Total

8.148,148

11.817,096

11.817,096 11.817,096

3.3. Separator (SP-01) Tabel 3.3 Hasil Neraca Massa pada Separator Komponen

1. Gliserol 2. Sabun 3. Trigliserida 4. Air

Masuk (kg/jam)

Keluar (kg/jam)

Alur 8

Alur 9

7.333,333

7.333,333

952,9

Alur 10

2.039,32

814,815 2.716,048

2.444,444


Jumlah

11.817,096

Total

11.817,096

9.777,777

2.039,32

11.817,096

3.4. Tangki Pencampuran (TP-01) 3.4 Hasil Neraca Massa pada Tangki Pencampuran Komponen


1. Sabun

Alur 15

Alur 16

Alur 17

2.039,32

2.043,908

2. Pewangi

3,0589

3. Pewarna Jumlah

Keluar (kg/jam)

1,5295 2.039,32

1,5295

Total

3,0589

2.043,908

2.043,908

2.043,908

3.5. Vibrating Filter (VF-01) Tabel 3.5 Hasil Neraca Massa pada Filter Press Komponen


1. Trigliserida (minyak

Keluar (kg/jam) Alur 2

Alur 3

8.177,48

8.148,148

jagung): 29,332

2. Abu Jumlah

8.177,48

Total

8.177,48

29,332

8.148,148 8.177,48

BAB IV NERACA ENERGI

Temperatur referensi

= 250C

Satuan

= kkal/jam

Basis perhitungan

= 1 jam operasi


1. Mixer (M-01) Tabel 4.1 Neraca Energi pada Mixer (M-01) Komponen NaOH Air Total

Masuk (kkal/jam) alur (4) alur (5) 2.282,1955 13.580,24 2.282,1955 15.862,4355

Keluar (kkal/jam) alur (6) 2.282,1955 13.580,24

13.580,24

15.862,4355 15.862,4355

2. Reaktor (R-01) Tabel 4.2 Neraca Energi pada Reaktor (R-01) Komponen NaOH Air Minyak jagung Gliserol Sabun Panas reaksi Steam Total

Masuk (kkal/jam) alur (6) alur (7) 2.282,1955 13.580,24 15.693,333

1.248,1725 391.108,281 15.862,4355 408.049,7865 423.912,222

Keluar (kkal/jam) alur (8) 149.382,64 17.262,671 232.319,989 24.946,922

423.912,222 423.912,222

3. Separator ( SP-01) Tabel 4.3 Neraca Energi pada Separator (SP-01) Komponen Gliserol Sabun cair

Masuk (kkal/jam) alur (8) 232.319,989 24.946,922

Keluar (kkal/jam) alur (9) alur (10) 232.319,989 24.946,922


Trigliserida Air Total

17.262,671 149.382,64

134.444,42

423.912,222 423.912,222

17.262,671 14.938,275

366.764,409 57.147,868 423.912,222

4. Tangki Produk Bawah Separator ( T-05) Tabel 4.4 Neraca Energi pada Tangki Produk Bawah Separator (T-05) Komponen Gliserol Air Total

Masuk (kg/jam) alur (9) 232.319,989 134.444,42

Keluar (kg/jam) alur (11) 232.319,989 134.444,42

366.764,409

366.764,409

5. Evaporator ( E-01) Tabel 4.5 Neraca Energi pada Evaporator (E-01) Komponen Gliserol Air Panas penguapan Panas yang dilepas Total

Masuk (kkal/jam) alur (11) 232.319,989 134.444,42 1.897.810,123 2.264.574,532 2.264.574,532

Keluar (kkal/jam) alur (12) alur (13) 401.279,982 762.257 1.101.037,55 1.163.536,982 1.101.037,55 2.264.574,532

6. Cooler ( CO-01) Tabel 4.6 Neraca Energi pada Cooler (CO-01) Komponen Gliserol Air Panas yang diserap Total

Masuk (kkal/jam) alur (12) 401.279,982 762.257 -1.137.416,983 26.119,999

Keluar (kkal/jam) alur (14) 21.119,999 5.000 26.119,999

BAB V SPESIFIKASI PERALATAN Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

5.1

Gudang NaOH (G-01) Fungsi

: Menyimpan bahan NaOH,direncanakan untuk kebutuhan 10 hari

5.2

Jumlah

: 1 unit

Bentuk

: Persegi panjang

Bahan konstruksi

: Beton

Kondisi penyimpanan

: T = 300C, P = 1 atm

Kebutuhan NaOH

: 952,9 kg/jam

Volume gudang

: 128,843 m3

Tinggi gudang

: 3,182 m

Panjang gudang

: 6,364 m

Lebar gudang

: 6,364 m

Bucket Elevator (BE-01) Fungsi

: Mengangkut NaOH dari gudang penyimpanan ke mixer (M-01)

5.3

Jenis

: Spaced – Bucket Centrifugal – Discharge Elevator

Bahan

: Commercial Steel

Tinggi elevator

: 25 ft = 7,62 m

Daya

: 0,332 Hp

Mixer (M-01) Fungsi

: Membuat larutan NaOH

Bentuk

: Silinder tegak, alas datar dan tutup ellipsoidal

Bahan

: Stainless Steel, SA-316 grade C

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: T = 30 oC ; P = 1 atm

Kebutuhan rancangan : 1 jam

Diameter Tangki

: 2,449 m

Tinggi Tangki

: 3,877 m


Tinggi Silinder

: 3,265 m

Tinggi Head

: 0,612 m

5.4 Tangki Minyak Jagung (T-01) Fungsi

: Tempat penyimpanan minyak jagung mentah untuk kebutuhan 7 hari.

Bentuk

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

5.5

Bahan Konstruksi

: Carbon steel, SA-283 Grade C

Jumlah

: 4 unit

Suhu

: T = 30 oC, P = 1 atm

Volume

: 509,213 m3

Diameter Tangki

: 7,562 m

Tinggi Tangki

: 11,974 m

Tinggi Silinder

: 10,083 m

Tinggi Head

: 1,891 m

Vibrating Filter (VF-01) Fungsi

: memisahkan partikel ampas dari minyak jagung

Jenis

: vibrating filter

Bahan konstruksi

: All 316 Stainless steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

:

- Temperatur (T)

= 30oC

- Tekanan (P)

= 1 atm

Vibrating filter industrial top coat-nowata proguard (www.nowata.com)

5.6

- laju alir bahan

= 12,54s l/min

- Tekanan

= 300 Psi = 21 kg/cm2

- Bukaan filter

= 25 micron = 0,001 in

- berat

= 29 lbm = 13,2 kg

Tangki Penampung (T-06)


Fungsi

: untuk menampung minyak jagung dari vibrating filter .

Bentuk

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

Jumlah

: 1 unit

Bahan kontruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C Suhu

: T = 30 0C, P = 1 atm

Volume

: 761,081 m3

Diameter Tangki

: 5,994 m

Tinggi Tangki

: 9,491 m

Tiggi Silinder

: 7,992 m

Tinngi Head

: 1,499 m

Tebal plat

: 2 in

5.7 Reaktor (R-01) Fungsi

: tempat terjadinya reaksi saponifikasi antar trigliserida

dan

NaOH. Jenis

: Silinder vertikal, alas dan tutup elipsoidal

Jenis pengaduk

: marine propeller tiga daun

Bahan konstruksi

: Stainless Steel, SA-240 tipe 410

Jumlah

: 1 unit

Kondisi penyimpanan : T = 800C, P = 1 atm Diameter

: 1,642 m

Tinggi Silinder : 2,463 m Tinggi Tutup

: 0,411 m

Tinggi reaktor : 2,874 m Tebal plat

: ½ in

Daya motor

: 1/2 hp

Tebal jaket

: 1½ in


5.8

Separator (SP-01) Fungsi : Untuk memisahkan sabun cair dengan gliserol dan impurities berdasarkan gaya gravitasi. Lama pemisahan 10 menit. Kondisi

: T = 80 0C, P = 1 atm

Jenis

: Silinder tegak, alas dan tutup elipsoidal

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

: 1 unit

Diameter Tangki : 1,533 m Tinggi Tangki

: 2,427 m

Tinggi silinder

: 2,044 m

Tinggi Head

: 0,383 m

Tebal plat

: 1 ½ in

5.9 Tangki Produk Bawah Separator (T-04) Fungsi : untuk menampung gliserol hasil pemisahan pada separator. Jenis


Bahan konstruksi

: Carbon Steel, SA-283 grade C

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: T = 80 oC, P = 1 atm

Volume Tangki

: 243,454 m3

Diameter Tangki

: 5,913 m

Tinggi Tangki

: 9,362 m

Tinggi Silinder

: 7,884 m

Tinggi Head

: 1,478 m

5.10 Evaporator (E-01) Fungsi : untuk menguapkan air dari produk gliserol Jenis

: Long Tube Vertical

Bahan : Carbon steel,SA-283 grade C Jumlah

: 1 unit

Volume tangki

: 9,694 m3


Diameter tangki

: 2,019 m

Tinggi tangki

: 3,197 m

Tinggi Silinder

: 2,692 m

Tinggi Head

: 0,505 m

Panjang koil

: 3,715 m

Tebal plat

: 1 ½ in

Panjang Koil

: 13,044 ft

Jumlah lilitan

: 7 lilitan

Tebal plat

: 2 in

5.11 Cooler (CO-01) Fungsi

: Menurunkan suhu glukosa dari 1200C menjadi 300C

Jenis

: 1-2 Shell and tube

Jumlah

: 1 Unit

Shell side Shell ID

: 35 in

Baffle space

: 5 in

Tube side Diameter luar

: ¾ in

BWG

: 18

Pitch

: 1 in. triangular pitch

Panjang tube

: 15 ft

5.12 Tangki Produk (T-05) Fungsi

: menampung produk gliserol selama 10 hari

Jenis

: Silinder tegak, alas datar dan tutup elipsoidal

Bahan konstruksi


Jumlah

: 5 unit

Kondisi operasi

: T = 100 0C, P = 1 atm

Volume tangki

: 396,578 m3

Diameter tangki

: 11,89 m


Tinggi tangki

: 18,823 m

Tinggi silinder

: 15,85 m

Tinggi head

: 2,973 m

Tebal plat

: 2 ½ in

5.13 Tangki Pewangi (T-02) Fungsi

: menampung larutan pewangi selama 10 hari.

Jenis


Bahan konstruksi


Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: T = 30 oC, P = 1 atm

Volume tangki

: 0,6432 m3

Diameter tangki

: 0,817 m

Tinggi tangki

: 1,293 m

Tinggi silinder

: 1,089 m

Tinggi head

: 0,204 m

Tebal plat

: 1 ½ in

5.14 Tangki Pewarna (T-03) Fungsi

: menampung larutan pewarna selama 10 hari.

Jenis


Bahan konstruksi


Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: T = 30 oC, P = 1 atm

Volume tangki

: 0,322 m3

Diameter tangki

: 0,656 m

Tinggi tangki

: 1,039 m

Tinggi silinder

: 0,875 m

Tinggi head

: 0,164 m

Tebal plat

: 1 ½ in


5.15 Tangki Pencampuran (TP-01) Fungsi

: tempat mencampur sabun cair dengan pewangi dan pewarna.

Jenis


Bahan konstruksi


Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: T = 80 oC, P = 1 atm

Volume tangki

: 208,311 m3

Diameter tangki

: 5,614 m

Tinggi tangki

: 8,889 m

Tinggi silinder

: 7,485 m

Tinggi head

: 1,404 m

Tebal plat

: 2 in

5.16 Tangki Produk Samping (T-06) Fungsi

: menampung produk sabun cair untuk kebutuhan 10 hari

Jenis


Bahan konstruksi


Jumlah

: 2 unit

Volume tangki

: 285,814 m3

Diameter tangki

: 6,238 m

Tinggi tangki

: 9,877 m

Tinggi silinder

: 8,317 m

Tinggi head

: 1,559 m

Tebal plat

: 1/8 in

5.17 Pompa I (P-01) Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Fungsi

: Memompakan minyak jagung ke vibrating filter

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan konstruksi

: Commersial steel

Jumlah

: 1 unit

Schedule number

: 40

Nominal size pipe

: 2 ½ in

Diameter dalam pipa

: 2,469 in (0,2057 ft)

Diameter luar pipa

: 2,88 in (0,2399 ft)

Tebal dinding

: 0,2030 in (0,0169ft)

Luas muka

: 4,79 in2 (0,3991 ft2)

Bilangan Reynold

: 65,533

Tinggi pemompaan

: 30 ft

Kerja pompa

: 30,026 ft.lbf/lbm

Daya maksimum pompa : 1/2 Hp

5.18

Pompa II (P-02) Fungsi

: Memompakan minyak jagung ke vibrating filter ke tangki penampung

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan konstruksi

: Commersial steel

Jumlah

: 1 unit

Schedule number

: 40

Nominal size pipe

: 2 ½ in

Diameter dalam pipa

: 2,469 in (0,2057 ft)

Diameter luar pipa

: 2,88 in (0,2399 ft)

Tebal dinding

: 0,2030 in (0,0169ft)

Luas muka

: 4,79 in2 (0,3991 ft2)

Bilangan Reynold

: 65,533

Tinggi pemompaan

: 30 ft

Kerja pompa

: 30,026 ft.lbf/lbm

Daya maksimum pompa : 1/2 Hp Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

5.19

Pompa III (P-03) Fungsi


Jenis

: Centrifugal pump

Bahan konstruksi

: Commersial steel

Jumlah

: 1 unit

Schedule number

: 40

Nominal size pipe

: 2 ½ in

Diameter dalam pipa

: 2,469 in (0,2057 ft)

Diameter luar pipa

: 2,88 in (0,2399 ft)

Tebal dinding

: 0,2030 in (0,0169ft)

Luas muka

: 4,79 in2 (0,3991 ft2)

Bilangan Reynold

: 65,533

Tinggi pemompaan

: 30 ft

Kerja pompa

: 30,026 ft.lbf/lbm


5.20

Pompa IV (P-04) Fungsi

: memompakan larutan NaOH ke reaktor

Jenis

: centrifugal pump

Bahan konstruksi

: commersial steel

Jumlah

: 1 unit

Schedule number

: 40

Nominal size pipe

: 2 ½ in

Diameter dalam pipa

: 2,469 in (0,2057 ft)

Diameter luar pipa

: 2,88 in (0,2399 ft)


5.21

Tebal dinding

: 0,2030 in (0,0169ft)

Luas muka

: 4,79 in2 (0,3991 ft2)

Bilangan Reynold

: 27,102

Tinggi pemompaan

: 30 ft

Kerja pompa

: 30,0009 ft.lbf/lbm

Daya maksimum pompa

: 1/8 Hp

Pompa V (P-05) Fungsi


Jenis

: centrifugal pump

Bahan konstruksi

: commersial steel

Jumlah

: 1 unit

Schedule number

: 40

Nominal size pipe

: 1 ½ in

Diameter dalam pipa

: 1,610 in (0,1341 ft)

Diameter luar pipa

: 1,9 in (0,1583 ft)

Tebal dinding

: 0,145 in (0,0121 ft)

Luas muka

: 2,04 in2 (0,1699 ft2)

Bilangan Reynold

: 0,44

Tinggi pemompaan

: 30 ft

Kerja pompa

: 30 ft.lbf/lbm


5.22

Pompa VI (P-06) Fungsi

: memompakan pewarna ke tangki pencampuran.

Jenis

: centrifugal pump

Bahan konstruksi

: commersial steel

Jumlah

: 1 unit

Schedule number

: 40

Nominal size pipe

: 1 ½ in

Diameter dalam pipa

: 1,610 in (0,1341 ft)


Diameter luar pipa

: 1,9 in (0,1583 ft)

Tebal dinding

: 0,145 in (0,0121 ft)

Luas muka

: 2,04 in2 (0,1699 ft2)

Bilangan Reynold

: 0,252

Tinggi pemompaan

: 30 ft

Kerja pompa

: 30 ft.lbf/lbm

Daya maksimum pompa : 1/8 Hp 5.23 Pompa VII (P-07) Fungsi

: memompakan produk hasil saponifikasi ke separator.

5.23

Jenis

: centrifugal pump

Bahan konstruksi

: commersial steel

Jumlah

: 1 unit

Schedule number

: 40

Nominal size pipe

: 2 ½ in

Diameter dalam pipa

: 2,469 in (0,2057 ft)

Diameter luar pipa

: 2,88 in (0,2399 ft)

Tebal dinding

: 0,2030 in (0,0169ft)

Luas muka

: 4,79 in2 (0,3991 ft2)

Bilangan Reynold

: 421,103

Tinggi pemompaan

: 30 ft

Kerja pompa

: 30,04 ft.lbf/lbm

Daya maksimum pompa

: ½ Hp

Pompa VIII (P-08) Fungsi

: memompakan gliserol ke tangki produk bawah separator.

Jenis

: centrifugal pump

Bahan konstruksi

: commersial steel

Jumlah

: 1 unit

Schedule number

: 40


5.25

5.26

Nominal size pipe

: 2 ½ in

Diameter dalam pipa

: 2,469 in (0,2057 ft)

Diameter luar pipa

: 2,88 in (0,2399 ft)

Tebal dinding

: 0,2030 in (0,0169ft)

Luas muka

: 4,79 in2 (0,3991 ft2)

Bilangan Reynold

: 199,298

Tinggi pemompaan

: 30 ft

Kerja pompa


Pompa IX (P-09) Fungsi

: memompakan sabun ke tangki pencampuran

Jenis

: centrifugal pump

Bahan konstruksi

: commersial steel

Jumlah

: 1 unit

Schedule number

: 40

Nominal size pipe

: 1 ½ in

Diameter dalam pipa

: 1,610 in (0,1341 ft)

Diameter luar pipa

: 1,9 in (0,1583 ft)

Tebal dinding

: 0,145 in (0,0121 ft)

Luas muka

: 2,04 in2 (0,1699 ft2)

Bilangan Reynold

: 560,862

Tinggi pemompaan

: 30 ft

Kerja pompa

: 30,009 ft.lbf/lbm

Daya maksimum pompa

: 1/8 Hp

Pompa X (P-10) Fungsi

: memompakan gliserol ke evaporator.

Jenis

: centrifugal pump

Bahan konstruksi

: commersial Steel

Jumlah

: 1 unit

Schedule number

: 40

Nominal size pipe

: 2 ½ in


5.27

Diameter dalam pipa

: 2,469 in (0,2057 ft)

Diameter luar pipa

: 2,88 in (0,2399 ft)

Tebal dinding

: 0,2030 in (0,0169ft)

Luas muka

: 4,79 in2 (0,3991 ft2)

Bilangan Reynold

: 199,298

Tinggi pemompaan

: 30 ft

Kerja pompa


Daya maksimum pompa

: ½ Hp

Pompa XI (P-11) Fungsi

: memompakan sabun cair ke tangki produk samping.

5.28

Jenis

: centrifugal pump

Bahan konstruksi

: commersial steel

Jumlah

: 1 unit

Schedule number

: 40

Nominal size pipe

: 1 ½ in

Diameter dalam pipa

: 1,610 in (0,1341 ft)

Diameter luar pipa

: 1,9 in (0,1583 ft)

Tebal dinding

: 0,145 in (0,0121 ft)

Luas muka

: 2,04 in2 (0,1699 ft2)

Bilangan Reynold

: 560,862

Tinggi pemompaan

: 30 ft

Kerja pompa

: 30,009 ft.lbf/lbm

Daya maksimum pompa

: 1/8 Hp

Pompa XII (P-12) Fungsi

: memompakan produk gliserol ke cooler

Jenis

: centrifugal pump

Bahan konstruksi

: commersial steel

Jumlah

: 1 unit


5.29

Schedule number

: 40

Nominal size pipe

: 2 ½ in

Diameter dalam pipa

: 2,469 in (0,2057 ft)

Diameter luar pipa

: 2,88 in (0,2399 ft)

Tebal dinding

: 0,2030 in (0,0169ft)

Luas muka

: 4,79 in2 (0,3991 ft2)

Bilangan Reynold

: 162,355

Tinggi pemompaan

: 30 ft

Kerja pompa

: 30,02 ft.lbf/lbm

Daya maksimum pompa

: ½ Hp

Pompa XIII (P-13) Fungsi

: memompakan gliserol dari cooler ke tangki produk.

Jenis

: centrifugal pump

Bahan konstruksi

: commersial steel

Jumlah

: 1 unit

Schedule number

: 40

Nominal size pipe

: 2 ½ in

Diameter dalam pipa

: 2,469 in (0,2057 ft)

Diameter luar pipa

: 2,88 in (0,2399 ft)

Tebal dinding

: 0,2030 in (0,0169ft)

Luas muka

: 4,79 in2 (0,3991 ft2)

Bilangan Reynold

: 162,355

Tinggi pemompaan

: 30 ft

Kerja pompa

: 30,02 ft.lbf/lbm

Daya maksimum pompa

: ½ Hp


BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

6.1 Instrumentasi Instrumentasi merupakan suatu sistem atau susunan peralatan yang dipakai didalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Alat – alat instrumentasi dipasang pada setiap peralatan proses dengan tujuan agar para engineer dapat memantau dan mengontrol kondisi dilapangan. Dengan adanya instrumentasi ini pula, para engineer dapat segera melakukan tindakan apabila terjadi kejanggalan dalam proses. Namun pada dasarnya, tujuan pengendalian tersebut adalah agar kondisi proses didalam pabrik mencapai tingkat kesalahan (error) yang paling minimum sehingga produk dapat dihasilkan secara optimal (Considine, 1985). Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol, penunjuk, pencatat dan pemberi tanda bahaya. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolnya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomi dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat – alat instrumen juga harus ditentukan apakah alat – alat tersebut dipasang diatas papan instrumen dekat peralatan proses yang dikontrol secara manual atau Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan yang dikontrol secara otomatis (Perry, 1999). Variabel – variabel proses yang biasanya dikontrol atau diukur oleh instrumen adalah (Considine, 1985) : 1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir dan level cairan 2. Variabel

tambahan,

seperti

densitas,

viskositas,

panas

spesifik,

konduktivitas, pH, humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kimia, kandungan kelembaban dan variabel lainnya. Pada dasarnya suatu sistem pengendalian terdiri dari : 1. Elemen Perasa (Sensing Element / Primary Element) Elemen yang merasakan (menunjukkan) adanya perubahan dari harga variabel yang diukur. 2. Elemen Pengukur (Measuring Element) Elemen yang sensitif terhadap adanya perubahan temperatur, tekanan, laju aliran, maupun ketinggian fluida. Perubahan ini merupakan sinyal dari proses dan disampaikan oleh elemen pengukur ke elemen pengontrol. 3. Elemen Pengontrol (Controlling Element) Elemen yang menerima sinyal kemudian akan segera mengatur perubahan – perubahan proses tersebut sama dengan nilai set point (nilai yang dikehendaki). Dengan demikian elemen ini dapat segera memperkecil ataupun meniadakan penyimpangan yang terjadi. 4. Elemen Pengontrol Akhir (Final Control Element) Elemen yang akan mengubah masukan yang keluar dari elemen pengontrol kedalam proses sehingga variabel yang diukur tetap berada dalam batasan yang diinginkan dan merupakan hasil yang dikehendaki. Pengendalian peralatan instrumentasi dapat dilakukan secara otomatis dan semi otomatis. Pengendalian secara otomatis adalah pengendalian yang dilakukan dengan cara mengatur instrumen pada kondisi tertentu, bila terjadi penyimpangan variabel

yang

dikontrol

maka

instrumen

akan

bekerja

sendiri

untuk

mengembalikan variabel pada kondisi semula, instrumen ini bekerja sebagai controller. Pengendalian secara semi otomatis adalah pengendalian yang mencatat Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

perubahan-perubahan yang terjadi pada variabel yang dikontrol. Untuk mengubah variabel-variabel kedalam nilai yang diinginkan maka dilakukan usaha secara manual, instrumen ini bekerja sebagai pencatat (recorder) atau penunjuk (indicator). Faktor – faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen – instrumen adalah (Peters, dkk. 2004) : 1. Range yang diperlukan untuk pengukuran 2. Level instrumentasi 3. Ketelitian yang dibutuhkan 4. Bahan konstruksinya 5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses


Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik dan akan digunakan dalam pra rancangan pabrik pembuatan gliserol dari minyak jagung mentah adalah (Considine, 1985) : 1. Untuk variabel temperatur a. Temperatur Controller (TC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati temperatur dari suatu alat. Dengan menggunakan TC para engineer juga dapat melakukan pengendalian terhadap peralatan sehingga temperatur peralatan tetap berada dalam range yang diinginkan. TC kadang – kadang juga dapat mencatat temperatur dari suatu peralatan secara berkala melalui Temperatur Recorder (TR) b. Temperatur Indicator (TI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati temperatur suatu alat. 2. Untuk variabel ketinggian permukaan cairan a. Level Controller (LC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati ketinggian cairan didalam suatu alat. Dengan menggunakan LC para engineer juga dapat melakukan pengendalian ketinggian cairan didalam peralatan tersebut. b. Level Indicator (LI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati ketinggian cairan didalam suatu alat. 3. Untuk variabel tekanan a. Pressure Controller (PC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati tekanan operasi dari suatu alat. Para engineer juga dapat melakukan perubahan tekanan dari peralatan operasi. PC dapat juga dilengkapi pencatat tekanan dari suatu peralatan secara berkala melalui Pressure Recorder (PR) b. Pressure Indicator (PI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati tekanan operasi dari suatu alat 4. Untuk variabel aliran cairan a. Flow Controller (FC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati laju alir larutan atau cairan yang melalui suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian. Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

b. Flow Indicator (FI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati laju alir larutan atau cairan dari suatu alat.

Pada pra rancangan pabrik pembuatan gliserol dari minyak jagung mentah ini, jenis-jenis instrumen yang digunakan adalah sebagai berikut: 1.

Tangki ( T-01, T-02, T-03, T-04, T-04, T-05, T-06, T-07, T-08, T-09, TM01 ) Instrumen yang digunakan pada tangki adalah Level Indicator (LI) yang berfungsi untuk mengamati ketinggian fluida di dalam tangki. Apabila ketinggian fluida di dalam tangki menurun, maka supply bahan harus segara ditambahkan.

Bahan Masuk LI

Bahan Keluar

Gambar 6.1 Tangki penyimpanan beserta instrumennya

2.

Reaktor ( TS-01) Instrumen yang digunakan pada reaktor adalah Temperature Controller (TC) yang berfungsi untuk mengamati dan mengontrol temperatur fluida di dalam reaktor. Reaktor dilengkapi dengan sight glass yang berfungsi sebagai Level Controller (LC). Reaktor juga dilengkapi dengan sensing elemen yang peka terhadap perubahan suhu sehingga temperatur reaktor dapat dilihat pada temperatur indikator. Jika suhu terlalu tinggi, maka secara otomatis valve yang terdapat pada aliran steam akan tertutup dan sebaliknya, sehingga suhu dalam reaktor dapat dijaga. Untuk menjaga agar tekanan dalam reaktor tetap 1 atm digunakan Pressure Control (PC). Valve pada aliran steam juga dilengkapi dengan valve by pass.


Gambar 6.2 Reaktor beserta instrumennya

3.

Filter Press ( FP-01 ) Pada filter press terdapat pressur indikator yang berfungsi untuk menunjukkan tekanan pada filter press. Jika tekanan terlalu besar dapat mengakibatkan kerusakan pada alat.

Gambar 6.3 Filter press beserta instrumennya

4.

Evaporator (EV) Instrumen yang digunakan pada evaporator adalah Temperature Control (TC) yang berfungsi untuk mengatur temperatur steam yang masuk ke dalam evaporator.


Fluida Keluar

TC Umpan Fluida

Fluida Keluar Gambar 6.4 Evaporator beserta instrumennya.

5.

Pompa ( P-01, P-02, P-03, P-04, P-05, P-06, P-07, P-08, P-08, P-09, P-10, P-11, P-12, P-13 ) Instrumen yang digunakan pada pompa adalah Flow Controller (FC) yang

berfungsi untuk memperkecil laju alir fluida yang masuk apabila laju alir fluida di dalam pompa berada di atas batas yang ditentukan.

FC Fluida Fluida

Gambar 6.5 Pompa beserta instrumennya.

6.2 Keselamatan Kerja Keselamatan kerja merupakan bagian dari kelangsungan produksi pabrik, oleh karena itu aspek ini harus diperhatikan secara serius dan terpadu. Untuk maksud tersebut perlu diperhatikan cara pengendalian keselamatan kerja dan keamanan pabrik pada saat perancangan dan saat pabrik beroperasi.


Salah satu faktor yang penting sebagai usaha menjamin keselamatan kerja adalah dengan menumbuhkan dan meningkatkan kesadaran karyawan akan pentingnya usaha untuk menjamin keselamatan kerja. Usaha-usaha yang dapat dilakukan antara lain (Peters, dkk.2004) : 1. Meningkatkan spesialisasi keterampilan karyawan dalam menggunakan peralatan secara benar sesuai dengan tugas dan wewenang serta mengetahui cara – cara mengatasi kecelakaan kerja. 2. Melakukan pelatihan secara berkala bagi karyawan. Pelatihan yang dimaksud dapat meliputi : a. Pelatihan untuk menciptakan kualitas Sumber Daya Manusia (SDM) yang tinggi dan bertanggungjawab, misalnya melalui pelatihan kepemimpinan dan pelatihan pembinaan kepribadian b. Studi banding (workshop) antar bidang kerja, sehingga karyawan diharapkan memiliki rasa kepedulian terhadap sesama karyawan 3. Membuat peraturan tata cara dengan pengawasan yang baik dan memberi sanksi bagi karyawan yang tidak disiplin Sebagai pedoman pokok dalam usaha penanggulangan masalah kerja, Pemerintah Republik Indonesia telah mengeluarkan Undang-Undang Keselamatan Kerja pada tanggal 12 Januari 1970. Semakin tinggi tingkat keselamatan kerja dari suatu pabrik maka semakin meningkat pula aktivitas kerja para karyawan. Hal ini disebabkan oleh keselamatan kerja yang sudah terjamin dan suasana kerja yang menyenangkan. Hal – hal yang perlu dipertimbangkan dalam perancangan pabrik untuk menjamin adanya keselamatan kerja adalah sebagai berikut (Peters, dkk.2004) : 1. Penanganan dan pengangkutan bahan menggunakan manusia harus seminimal mungkin 2. Adanya penerangan yang cukup dan sistem pertukaran udara yang baik 3. Jarak antar mesin - mesin dan peralatan lain cukup luas 4. Setiap ruang gerak harus aman, bersih dan tidak licin 5. Setiap mesin dan peralatan lainnya harus dilengkapi alat pencegah kebakaran Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

6. Tanda – tanda pengaman harus dipasang pada setiap tempat yang berbahaya 7. Penyediaan fasilitas pengungsian bila terjadi kebakaran

6.3. Keselamatan Kerja Pada Pabrik Pembuatan Gliserol Dalam rancangan pabrik pembuatan gliserol dari minyak jagung mentah padat, situasi keselamatan kerja dapat dijelaskan pada gambar dibawah ini : Perlindungan Fisik Perlindungan Otomatis dengan Interlock

Alarm kritis, pengendalian manual

Alarm proses

Rancangan Proses

Pengendalian Proses Gambar 6.6 Perlindungan berlapis pabrik kimia (Perry, 2000)

Secara keseluruhan, situasi keselamatan kerja dapat dibagi menjadi : 1. Perlindungan otomatis 2. Perlindungan fisik

6.3.1. Perlindungan Otomatis Fungsi elemen pengendalian selain untuk meningkatkan produktivitas juga berfungsi ssebagai plant safety. Elemen pengendalian yang berfungsi sebagai plant safety disebut dengan SIS (safety interlock system). Keamanan dimulai dari Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

rancangan proses yang memungkinkan berjalannya proses dengan aman, berdasarkan kondisi proses (angka – angka rancangan), untuk mencegah kondisi abnormal. Sistem interlock terdiri atas instrumentasi, program komputer (logic), dan pengendalian akhir. Interlock secara otomatis mencari kondisi proses abnormal dan memberikan peringatan berupa alarm. 6.3.2. Perlindungan Fisik 1. Peralatan Perlindungan Diri Pakaian yang dipakai pada waktu bekerja sangat perlu untuk keselamatan seseorang. Pakaian yang cocok harus dipakai untuk tiap tempat pekerjaan dan aktivitas kerja khusus. Hal – hal berikut harus diperhatikan : 1) Topi yang kuat, sepatu pengaman, masker udara, sarung tangan dan kacamata harus dipakai pada tempat – tempat yang dianjurkan. 2) Alat pengaman penutup telinga harus dipakai pada tempat – tempat yang bising. 3) Pakaian harus pas-sempit untuk menghindari bahaya yang mengakibatkan terjerat pada mesin yang berputar. 4) Rambut panjang harus diikat atau dipangkas kalau bekerja disekitar mesin.

2. Pemberian Tanda Peringatan dan Bahaya Tertentu Warna – warna berikut digunakan untuk tanda peringatan dan bahaya tertentu: a) Merah digunakan untuk menandai : -

Alat dan perlengkapan perlindungan bahaya kebakaran

-

Pengamanan

-

Tabung yang dapat dibawa- bawa yang berisi cairan yang mudah terbakar Tombol dan saklar stop untuk keadaan darurat

b) Kuning digunakan untuk : -

Perhatian dan bahaya fisik

-

Tabung bekas buangan untuk bahan yang mudah meledak dan mudah terbakar. Perhatian terhadap starting, titik starting atau sumber daya mesin


c) Oranye digunakan untuk menandai : -

Bagian berbahaya dari mesin

-

Pengaman tombol starter

-

Bagian yang riskan (sisi) dari pulley (kerekan), roda gigi, penggulung, dll.

d) Ungu digunakan untuk menandai : -

Bahaya radiasi

3. Pencegahan Kebakaran a) Memasang sistem alarm pada tempat yang strategis dan penting seperti power station, laboratorium, dan ruang proses. b) Mobil pemadam kebakaran harus selalu dalam keadaan siap siaga yang ditempatkan di fire station. c) Fire hydrant ditempatkan didaerah storage, proses, dan perkantoran. d) Fire extinguisher disediakan pada bangunan pabrik untuk memadamkan api yang relatif kecil. e) Gas detector dipasang pada daerah proses, Storage, dan daerah perpipaan dan dihubungkan ke gas alarm diruang kontrol untuk mendeteksi kebocoran gas. f) Smoke detector ditempatkan pada setiap sub station listrik untuk mendeteksi kebakaran melalui asapnya.

4. Keselamatan Kerja Terhadap Listrik a) Setiap instalasi dan alat – alat listrik harus diamankan dengan pemakaian sekering atau pemutus arus listrik otomatis lainnya. b) Sistem perkabelan listrik harus dirancang secara terpadu dengan tata letak pabrik untuk menjaga keselamatan dan kemudahan jika harus dilakukan perbaikan. c) Penempatan dan pemasangan motor – motor listrik tidak boleh mengganggu lalulintas pekerja. d) Memasang papan tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi. Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

e) Isolasi kawat hantaran listrik harus disesuaikan dengan keperluan.

5. Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan a) Setiap karyawan diwajibkan memakai pakaian kerja di lokasi pabrik. b) Dalam menangani bahan – bahan kimia yang berbahaya, karyawan diharuskan memakai sarung tangan karet serta penutup hidung dan mulut. c) Bahan – bahan kimia yang selama pembuatan, pengolahan, pengangkutan, penyimpanan,

dan

penggunaannya

dapat

menimbulkan

ledakan,

kebakaran, korosi, maupun gangguan terhadap kesehatan harus ditangani secara cermat. d) Poliklinik yang memadai disediakan di lokasi pabrik.

6. Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis a) Alat – alat dipasang dengan penahan yang cukup berat untuk mencegah kemungkinan terguling atau terjatuh. b) Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup lebar dan tidak menghambat kegiatan karyawan. c) Jalur perpipaan sebaiknya berada di atas permukaan tanah atau diletakkan pada atap lantai pertama kalau didalam gedung atau setinggi 4,5 meter bila diluar gedung lantai agar tidak menghalangi kendaraan yang lewat. d) Letak alat diatur sedemikian rupa sehingga para operator dapat bekerja dengan tenang dan tidak akan menyulitkan apabila ada perbaikan atau pembongkaran. e) Pada alat – alat yang bergerak atau berputar harus diberikan tutup pelindung untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja.

Untuk mencapai keselamatan kerja yang tinggi, maka ditambahkan nilai – nilai disiplin bagi para karyawan : a) Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman – pedoman yang diberikan. b) Setiap peraturan dan ketentuan yang ada harus dipatuhi. Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

c) Perlu ketrampilan untuk mengatasi kecelakan dengan menggunakan peralatan yang ada. d) Setiap kecelakaan atau kejadian yang merugikan harus segera dilaporkan pada atasan. e) Kontrol dilakukan secara periodik terhadap alat instalasi pabrik oleh petugas maintenance. f) Setiap karyawan harus saling mengingatkan perbuatan yang dapat menimbulkan bahaya

BAB VII UTILITAS

Utilitas merupakan unit penunjang kelancaran suatu proses produksi pabrik. Oleh karena itu, unit-unit harus dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi suatu pabrik. Berdasarkan kebutuhannya, utilitas Pabrik Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah diklasifikasikan sebagai berikut : 1.

Kebutuhan Steam

2.

Kebutuhan Air

3.

Kebutuhan Bahan Kimia untuk utilitas

4.

Kebutuhan Tenaga Listrik

5.

Kebutuhan Bahan Bakar

6.

Unit Pengolahan Limbah

7.1 Kebutuhan Uap (Steam) Uap digunakan dalam pabrik sebagai media pemanas alat-alat perpindahan panas. Steam diproduksi dalam ketel. Perhitungan kebutuhan steam pada pabrik pembuatan gliserol dapat dilihat pada Tabel 7.1 di bawah ini : Tabel 7.1 Kebutuhan Uap Sebagai Media Pemanas Pada Berbagai Alat No.

Nama Alat

Kode Alat

Kebutuhan (kg/jam)


1

Reaktor

R-01

725,537

2

Evaporator

E-01

2.904,436 3.629,973

Total

Tambahan untuk faktor keamanan diambil sebesar 30 % (Perry, 1999) maka : Total steam yang dibutuhkan = (1 + faktor keamanan) x Kebutuhan uap = (1,3) x 3.629,973 kg/jam = 4.718,965 kg/jam. Diperkirakan 80% kondensat dapat digunakan kembali (Evans,1978), sehingga: Kondensat yang digunakan kembali = 80% × 4.718,965 kg/jam = 3.775,172 kg/jam Kebutuhan air tambahan untuk ketel = 20% × 4.718,965 kg/jam = 943,793 kg/jam

7.2 Kebutuhan Air Dalam proses produksi, air memengang peranan penting, baik untuk kebutuhan proses maupun kebutuhan domestik. Adapun kebutuhan air pada PraRancangan Pabrik Pembuatan Gliserol dari Minyak Jagung Mentah ini adalah sebagai berikut : 1. Air untuk umpan ketel = 4.718,965 kg/jam - 3.775,172 kg/jam = 943,793 kg/jam 2. Air pendingin : Tabel 7.2. Kebutuhan air pendingin pada alat No. 1

Nama Alat Cooler

Kode Alat

Kebutuhan (kg/jam)

CO-01

20.690,1989 20.690,1989

Total

3. Air Proses : Tabel 7.3 Kebutuhan air proses pada alat No.

Nama Alat

Kode Alat

Kebutuhan (kg/jam)


1

Mixer

M-01 Total

2.716,048 2.716,048

4. Kebutuhan air domestik (keperluan air rumah tangga, perkantoran, kantin dan lain-lain) diperkirakan 10 % dari air kebutuhan pabrik.

(Metcalf, 1991)

= 10 % (943,793 + 20.690,1989 + 1.810,698) kg/jam = 2.344,469 kg/jam 5. Kebutuhan air untuk laboratorium diperkirakan 1 % dari air kebutuhan pabrik. (Metcalf, 1991) = 1 % (943,793 + 20.690,1989 + 1.810,698) kg/jam

= 234,446 kg/jam +

Total kebutuhan air dalam pengolahan awal pabrik adalah

= 26.023,605 kg/jam

Air pendingin bekas digunakan kembali setelah didinginkan dalam menara pendingin air. Dengan menganggap terjadi kehilangan air selama proses sirkulasi, sebesar 20 %, yaitu : = 20 % x Kebutuhan air pendingin = 20 % x 20.690,1989 kg/jam = 4.138,039 kg/jam Jumlah air bekas yang dapat digunakan kembali : = 20.690,1989 kg/jam – 4.138,039 kg/jam = 16.552,159 kg/jam Jumlah air yang harus ditambahkan dari menara air untuk dijadikan tambahan steam, air pendingin, air proses dan air domestik adalah : = Total air – (recycle kondensat + air pendingin bekas) = 26.023,605 – (3.775,172 + 16.552,159) = 5.696,274 kg/jam Untuk faktor keamanan pada waktu pemompaan air sungai ditambahkan sebanyak 10 % dari jumlah air yang dipompakan. Maka banyak air yang dipompakan dari sungai adalah : = (1 + 0,1) x 26.023,605 kg/jam = 28.625,966 kg/jam Sumber air untuk Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Gliserol dari Minyak Jagung Mentah ini berasal dari sungai ular, Kabupaten Serdang Bedagai , Propinsi Sumatera Utara. Dimana sungai ular dengan panjang 150 km memiliki potensi debit pada musim kemarau 60 m3/detik dan pada musim hujan 100 m3/detik. Adapun kualitas air sungai ular dapat dilihat pada Tabel.7.4 di bawah ini : Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Adapun kualitas air sungai Ular tersebut dapat dilihat pada tabel dibawah ini: Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai Ular, Perbaungan, Deli Serdang Sumatera Utara No

Unsur

Jumlah

1.

Alkali

69,28

2.

Aluminium

0,004

3.

Arsen

Tidak nyata

4.

Bikarbonat

84,520

5.

Karbonat (CO3)

Tidak nyata

6.

Klorida (Cl)

11,08

7.

Calsium (Ca)

20,790

8.

CO2 bebas

7,340

9.

PH

6,500

10.

Ignition residu

200

11.

Kesadahan total

4,5

12.

Kesadahan Kalsium

52,5

13.

Kesadahan Magnesium

26,2

14.

Kekeruhan

0,4


15.

Magnesium (Mg)

26,290

16.

Nitrat (NO3)

Tidak nyata

17.

Suspensid water

Tidak nyata

18.

Sulfat

99,36

19.

Total solid

216,4

20.

Zat organik

2,25

21.

Tembaga

Tidak nyata

22.

Seng

Tidak nyata

23.

Ferrum

Tidak nyata

24.

Amoniak

Tidak nyata

25.

Timbal

Tidak nyata

26.

Oksigen terlarut

Tidak nyata

27.

Nitrit

Tidak nyata

(Sumber: Laporan Air Minum Sungai Ular, Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara, 2007) Unit Pengolahan Air Kebutuhan air untuk pabrik pembuatan Gliserol dari Minyak Jagung Mentah diperoleh dari sungai ular, yang terletak dikawasan pabrik, untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka dilokasi pengambilan air dibangun fasilitas penampungan air (water intake) yang juga merupakan tempat pengolahan awal air sungai. Pengolahan ini meliputi penyaringan sampah dan kotoran yang terbawa bersama air. Selanjutnya air di pompakan kelokasi pabrik untuk di gunakan sesuai dengan keperluannya. Pengolahan air di pabrik terdiri dari beberapa tahap yaitu : 1.

Screening

2.

Klarifikasi

3.

Filtrasi

4.

Demineralisasi

5.

Deaerasi

7.2.1 Screening Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Pengendapan merupakan tahap awal dari pengolahan air. Pada screening, partikel – partikel padat yang besar akan mengendap secara gravitasi tanpa bantuan bahan kimia sedangkan partikel – partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air menuju unit pengolahan selanjutnya.

7.2.2 Klarifikasi Klarifikasi merupakan proses penghilangan kekeruhan di dalam air dengan cara mencampurkannya dengan larutan Al2 (SO4)3 dan Na2 CO3 (soda abu). Larutan Al2(SO4)3 berfungsi sebagai koagulan utama dan larutan Na2CO3 sebagai bahan koagulan tambahan yaitu berfungsi sebagai bahan pembantu untuk mempercepat pengendapan dan penetralan pH. Pada bak Clarifier, akan terjadi proses koagulasi dan flokulasi. Tahap ini bertujuan untuk menyingkirkan suspended solid dan koloid (Degremont, 1991).

Dalam hal ini, pH menjadi faktor yang penting dalam penyingkiran koloid. Kondisi pH yang optimum penting untuk terjadi koagulasi dan terbentuknya flokflok (flokulasi). Koagulan yang biasa dipakai adalah larutan alum Al2(SO4)3. Sedangkan koagulan tambahan dipakai larutan soda abu Na2CO3 yang berfungsi sebagai bahan pembantu untuk mempercepat pengendepan dan penetralan pH. Setelah pencampuran yang disertai pengadukan maka akan terbentuk flok – flok yang akan mengedap ke dasar clarifier karena gaya gravitasi, sedangkan air jernih akan keluar melimpah (overflow) yang selanjutnya akan masuk ke tangki utilitas yang selanjutnya akan masuk ke penyaring pasir (sand filter) untuk penyaringan (filtrasi). Pemakaian larutan alum umumnya hingga 50 ppm terhadap jumlah air yang akan diolah, perbandingan pemakain alum dan abu soda = 1 : 0,54 (Baumann, 1971). Perhitungan alum dan abu soda yang diperlukan : Total kebutuhan air

: 26.023,605 kg/jam

Pemakain larutan alum

: 50 ppm

Pemakaian larutan abu soda

: 0,54 x 50 = 27 ppm


Larutan alum Al2(SO4)3 yang dibutuhkan

: 50.10-6 x 26.023,605 = 1,301 kg/jam

Larutan abu soda Na2CO3 yang dibutuhkan : 27.10-6 x 26.023,605 = 0,703 kg/jam

7.2.3 Filtrasi Filtrasi bertujuan untuk memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut bersama air. Pada proses ini juga dilakukan penghilangan warna air dengan menambahkan karbon aktif pada lapisan pertama yaitu lapisan pasir. Penyaring pasir (sand filter) yang digunakan terdiri dari 3 lapisan yaitu : a. Lapisan I terdiri dari pasir hijau (green sand) setinggi 24 in = 60,96 cm b. Lapisan II terdiri dari antrasit setinggi 12,5 in = 31,75 cm c. Lapisan III terdiri dari batu kerikil (gravel) setinggi 7 in = 17,78 cm (Metcalf & Eddy 1991) Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan. Selama pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan regenerasi secara berkala dengan cara pencucian balik (back washing). Dari sand filter, air dipompakan ke menara air sebelum didistribusikan untuk berbagai kebutuhan. Untuk air proses, masih diperlukan pengolahan lebih lanjut yaitu proses demineralisasi (softener) dan deaerasi. Untuk air domestik, laboratorium, kantin, dan tempat ibadah, serta poliklinik, dilakukan proses klorinasi yaitu mereaksikan air dengan klor untuk membunuh kuman - kuman di dalam air. Klor yang digunakan biasanya berupa kaporit, Ca(ClO)2. Perhitungan kebutuhan kaporit, Ca(ClO)2 : Total kebutuhan air domestik

= 2.344,469 kg/jam

Kaporit yang digunakan direncanakan mengandung klorin 70% Kebutuhan Klorin

= 2 ppm dari berat air

Total kebutuhan kaporit

2.10 -6 x 2.344,469 kg/jam = = 0,00669 kg/jam 0,7

7.2.4 Demineralisasi


Air untuk umpan ketel dan proses harus murni dan bebas dari garam-garam terlarut. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi, yaitu proses penghilangan ion-ion terlarut dari dalam air. Alat demineralisasi dibagi atas: 1. Penukar Kation (Cation Exchanger) Penukar kation berfungsi untuk mengikat logam-logam alkali dan mengurangi kesadahan air yang digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran antara kation Ca, Mg dan kation lain yang larut dalam air dengan kation dari resin. Resin yang digunakan bermerek Daulite C-20. Reaksi yang terjadi : 2H+R + Ca2+

Ca2+R + 2H+

2H+R + Mg2+

Mg2+R + 2H+

Untuk regenerasi dipakai H2SO4 dengan reaksi sebagai berikut : Ca2+R + H2SO4

CaSO4 + 2H+R

Mg2+R + H2SO4

MgSO4 + 2H+R

2. Penukar Anion (Anion exchanger) Berfungsi untuk menukar anion yang terdapat dalam air dengan ion hidroksida dan resin. Resin yang digunakan bermerek Dowex 2. ....................(William, 1986) Reaksi yang terjadi : 2R-OH + SO42-

R2SO4 + 2OH-

R-OH + Cl-

RCl + OH-

Untuk regenerasi dipakai larutan NaOH dengan reaksi: R2SO4 + 2NaOH

Na2SO4 + 2ROH

RCl

NaCl

+ NaOH

+ ROH

Pehitungan Kesadahan Kation Air sungai Ular mengandung kation Ca2+, Mg2+, Al3+ masing-masing 20,790 ppm; 26,290 ppm; 0,004 ppm. Total kesadahan Kation =

(20,790 + 26,290 + 0,004 ) ppm 17,1 ppm / gr.gal −1

= 2,753 gr/gal Jumlah air yang diolah = 943,793 kg/jam Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

=

943,793 kg/jam = 0,947 m 3 / jam x 264,17 gal / m 3 3 996,24 kg/m

= 250,263 gal/jam Kesadahan air

= 2,753 gr/gal x 250,263 gal/jam x 24 jam/hari = 16.535,377 gr/hari = 16,535 kg/hari

Perhitungan Ukuran Cation Exchanger Jumlah air yang diolah = 250,263 gal/jam = 0,0695 gal/det Dari table 12.4, Nalco Water Treatment, 1988 diperoleh data-data sebagai berikut: - Diameter Penukar Kation

= 2 ft

- Luas Penampang Penukar Kation

= 0,7854 ft2

- Jumlah penukar Kation

= 1 unit

Volume resin yang diperlukan Total kesadahan air = 16,535 kg/hari Dari table 12.2, Nalco, 1988 diperoleh : - Kapasitas resin

= 25 kg/ft3

- kebutuhan regenerant = 10 lb H2 SO4/ft3 resin

16,535 kg/hari = 0,661 ft3/hari 3 25 kg/ft 0,661 ft3/hari Tinggi resin = = 0,842 ft 0,7854 ft 2 Tinggi minimum resin adalah 30 in = 2,5 ft (Tabel 12.4,Nalco, 1988) Sehingga, Volume resin yang dibutuhkan = 2,5 ft x 0,7854 ft2 = 1,96 ft3 1,96 ft 3 x 25 kg / ft 3 Waktu regenerasi H2SO4 = = 2,96 hari = 71,12 jam 16,535 kg / hari Jadi, kebutuhan resin =

10 lb / ft 3 25 kg / ft 3 = 6,614 lb/hari = 3,0 kg/hari = 0,125 kg/jam

Kebutuhan regenerant H2SO4 = 16,535 kg/hari x . Perhitungan Kesadahan Anion

Air sungai Ular mengandung anion Cl-, SO42-, bikarbonat masing-masing 11,08 ppm; 99,36 ppm dan 84,520 ppm.


Total kesadahan Anion =

(11,08 + 99,36 + 84,520 ) ppm 17,1 ppm / gr.gal −1

= 11,401 gr/gal Jumlah air yang diolah = 943,793 kg/jam =

943,793 kg/jam = 0,947 m 3 / jam x 264,17 gal / m 3 996,24 kg/m 3

= 250,263 gal/jam Kesadahan air

= 11,401 gr/gal x 250,263 gal/jam x 24 jam/hari = 68.477,963 gr/hari = 68,478 kg/hari

Perhitungan Ukuran Anion Exchanger Jumlah air yang diolah = 250,263 gal/jam Dari tabel 12.4, Nalco (1979), diperoleh: Dari table 12.4, Nalco Water Treatment, 1988 diperoleh data-data sebagai berikut: - Diameter Penukar Kation

= 2 ft

- Luas Penampang Penukar Kation

= 0,7854 ft2

- Jumlah penukar Kation

= 1 unit

Volume resin yang diperlukan Total kesadahan air = 68,478 kg/hari Dari table 12.2, Nalco, 1988 diperoleh : - Kapasitas resin

= 12 kg/ft3

- kebutuhan regenerant = 5 lb NaOH /ft3 resin

68,478 kg/hari = 5,707 ft3/hari 3 12 kg/ft 5,707 ft3/hari Tinggi resin = = 7,266 ft 0,7854 ft 2 Tinggi minimum resin adalah 30 in = 2,5 ft (Tabel 12.4,Nalco, 1988) Jadi, kebutuhan resin =

Sehingga, Volume resin yang dibutuhkan = 2,5 ft x 0,7854 ft2 = 1,964 ft3 Waktu regenerasi NaOH =

1,964 ft 3 x 12 kg / ft 3 = 0,344 hari = 8,258 jam 68,478 kg / hari


5lb / ft 3 12 kg / ft 3 = 28,533 lb/hari = 12,942 kg/hari

Kebutuhan regenerant NaOH = 68,478 kg/hari x

.

= 0,539 kg/jam

7.2.4 Deaerator Deaerator berfungsi untuk memanaskan air yang keluar dari alat penukar ion (ion exchanger) dengan memakai panas dari kondensat bekas sebelum dikirim sebagai air umpan ketel. Pada dearator ini, air dipanaskan hingga 90oC supaya gas-gas yang terlarut dalam air, seperti O2 dan CO2 dapat dihilangkan, sebab gasgas tersebut dapat menyebabkan korosi. Adapun perhitungan temperatur keluaran dari deaerator berdasarkan azas Black, yaitu : QSerap = QLepas m1 . C1 (Tkeluaran – 30oC) = m2 . C2 (310oC – Tkeluaran), dimana C1 = C2 943,793 kg/jam x (Tkeluaran – 30oC) = 3.775,172 kg/jam x (310oC – Tkeluaran) Tkeluaran = 254 oC 7.3 Kebutuhan Bahan Kimia Kebutuhan bahan kimia :

7.4

•

Al2 (SO4)3

= 1,301 kg/jam

•

Na2 CO3

= 0,703 kg/jam

•

Kaporit

= 0,00669kg/jam

•

H2 SO4

= 0,125 kg/jam

•

NaOH

= 0,539 kg/jam

Kebutuhan Listrik Perincian kebutuhan listrik diperkirakan sebagai berikut : Tabel 7.5 Perincian Kebutuhan Listrik No. Pemakaian 1. Unit proses 2.

Unit utilitas

Jumlah (hP) 60 30


3.

Ruang kontrol dan Laboratorium

30

4.

Bengkel

30

5.

Penerangan dan perkantoran

50

6.

Perumahan

70

Total

270

Total kebutuhan Listrik =270 hp Faktor keamanan diambil 5%, maka total kebutuhan listrik : = (1 + 0,05) x 270 hp

= 283,5 hp

= 283,5 hp x 0,7457 kW = 211,406 kW Efisiensi Generator 80%, maka : 211,406kW = 264,257 kW Daya output generator = 0,8 7.5 Kebutuhan Bahan Bakar Bahan bakar yang digunakan untuk ketel uap dan pembangkit tenaga listrik (generator) adalah minyak solar karena mempunyai nilai bakar yang tinggi. Kebutuhan bahan bakar : 1. Bahan bakar untuk generator : Nilai bahan bakar solar

: 19.860 Btu/lbm

Densitas bahan bakar solar

: 0,89 kg/ltr ....................................(Perry, 1999)

Daya output generator

= 264,257 kW x

........................(Perry, 1999)

0,9478 Btu / det x 3600det/jam 1kW

= 901.666,02 Btu/jam Jumlah Bahan Bakar (solar)

=

901.666,02 Btu / jam x 0,45359 kg/lb 19.860 Btu / jam

= 20,593 kg/jam Kebutuhan Solar

=

20,593 kg / jam = 23,138 Liter / jam 0,89 kg / ltr

2. Bahan bakar untuk ketel uap : Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

a. Panas yang keluar dari ketel uap : Steam/uap yang dihasilkan ketel uap (1400C, 1 atm) = 4.718,965 kg/jam Panas laten steam (140oC, 1 atm) =2.733,9 kJ/kg (Reklaitis, 1983) = 653,418 kcal/kg Panas laten kondensat (140oC, 1 atm) = 589,13 kJ/kg (Reklaitis, 1983) = 140,805 kcal/kg kondensat yang digunakan kembali = 3.775,172 kg/jam Air umpan boiler, Fb = 943,793 kg/jam Kapasitas panas air = 0,9989 kcal/kg.oC Panas air umpan segar, Qf : Qf = 943,793 kg/jam x 0,9989 kcal/kg.oC (30 – 25)oC = 4.713,774 kcal/jam Entalpi umpan ketel, Hf : Hf =

(mc x H c ) + Q f mtotal

(3.775,172 kg / jam x 140,805 kcal / kg ) + 4.713,774 kcal / jam 4.718,965 kg/jam = 113,643 kcal/kg =

Panas yang dibutuhkan boiler, Qb Qb = (Hs – Hf) x total uap yang dihasilkan = (653,418 kcal/kg - 113,643 kcal/kg) x 4.718,965 kg/jam = 2.547.179,333kcal/jam Asumsi efisiensi boiler 80 %

2.547.179,333 = 3.183.974,166 kcal/jam 0,8 = 12.635.018,67 Btu/jam 12.635.018,67 Btu/jam Jumlah bahan bakar = = 636,204 lbm / jam 19860 Btu/lbm = 288,576 kg/jam 288,576 kg/jam Kebutuhan solar = = 324,243 liter/jam 0,89 kg/l Total kebutuhan solar = (23,139 +324,243) liter/jam = 347,382 liter/jam Total kebutuhan panas =


7.6 Unit Pengolahan Limbah Setiap kegiatan industri selain menghasilkan produk juga menghasilkan limbah. Limbah industri perlu ditangani secara khusus sebelum dibuang ke lingkungan sehingga dampak buruk dari limbah yang mengandung zat – zat membahayakan tidak memberikan dampak buruk ke lingkungan maupun manusia itu sendiri. Demi kelestarian lingkungan hidup, maka setiap pabrik harus mempunyai unit pengolahan limbah. Sumber – sumber limbah pada pabrik pembuatan gliserol meliput i : 1. Limbah cair-padat hasil pencucian peralatan pabrik Limbah ini diperkirakan mengandung kerak dan kotoran – kotoran yang melekat pada peralatan pabrik. 2. Limbah dari pemakaian air domestik Limbah ini mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari kamar mandi di lokasi pabrik, serta limbah dari kantin berupa limbah padat dan limbah cair. 3. Limbah cair dari laboratorium Limbah yang berasal dari laboratorium ini mengandung bahan – bahan kimia yang digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang dipergunakan dan mutu produk yang dihasilkan serta digunakan untuk penelitian dan pengembangan proses.

Perhitungan untuk Sistem Pengolahan Limbah Diperkirakan jumlah air buangan pabrik adalah sebagai berikut : 1. Pencucian peralatan pabrik Limbah cair hasil pencucian peralatan pabrik diasumsikan sebesar 500 liter/jam 2. Domestik dan Kantor Diperkirakan air buangan tiap orang untuk : - Domestik

= 10 ltr/hari

....................(Metcalf & Eddy, 1991)

- Kantor

= 20 ltr/hari

................................(Metcalf & Eddy, 1991)


Jadi, jumlah limbah domestik dan kantor : = 160 x (20 + 10) ltr/hari x 1 hari / 24 jam = 200 ltr/jam 3. Laboratorium Limbah cair dari laboratorium diasumsikan sebesar 20 liter/jam Total buangan air = 500 + 200 + 20 = 720 liter/jam = 0,72 m3/jam

7.6.1 Bak Penampungan (BP) Fungsi : tempat menampung air buangan sementara Bahan konstruksi : Beton kedap air Laju volumetrik air buangan

= 0,72 m3/jam

Waktu penampungan air buangan

= 10 hari

Volume air buangan = 0,72 x 10 x 24 = 172,8 m3 Direncanakan digunakan 1 buah bak penampungan dengan bak terisi 90 % bagian. Volume bak (v)

=

172,8 m 3 = 192 m3 0,9

Direncanakan ukuran bak sebagai berikut: - Panjang bak (p)

= 2 x Lebar bak (l)

- Tinggi bak (t)

= Lebar bak (l)

Maka :

volume bak = p x l x t 192 m3

= 2l x l x l

l

= 4,579 m

Sehingga, panjang bak (p)

= 2 x l = 2 x 4,579 = 9,158 m

Lebar bak (l)

= 4,579 m

Tinggi bak (t)

= 4,579 m

Luas bak

= 41,934 m2

7.6.2 Bak Pengendapan Awal Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Fungsi : menghilangkan padatan dengan cara pengendapan Bahan konstruksi : Beton kedap air Laju volumetrik air buangan = 0,72 m3/jam = 17,28 m3/hari Waktu tinggal air buangan

= 2 jam = 0,083 hari ............(Perry, 1997)

Volume air buangan = 17,28 m3/hari x 0,083 hari = 1,434 m3 Direncanakan digunakan 1 buah bak penampungan dengan bak terisi 90 % bagian. Volume bak

=

1,434 m 3 = 1,594 m3 0,9

Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : - Panjang bak (p)

= 2 x Lebar bak (l)

- Tinggi bak (t)

= Lebar bak (l)

Maka : volume bak

=pxlxt

1,594 m3

= 2l x l x l

l

= 0,927 m


= 2 x l = 2 x 0,927 = 1,854 m

Lebar bak (l)

= 0,927 m

Tinggi bak (t)

= 0,927 m

Luas bak

= 1,719 m2

7.6.3 Bak Netralisasi Fungsi : tempat menetralkan pH limbah Laju volumetrik air buangan

= 0,72 m3/jam

Waktu penampungan air buangan

= 3 hari

Volume air buangan = 0,72 x 3 x 24 = 51,84 m3 Direncanakan digunakan 1 buah bak penampungan dengan bak terisi 90 % bagian. Volume bak

=

51,84 m 3 = 57,6 m3 0,9

Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : Panjang bak (p)= 2 x Lebar bak (l) Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Tinggi bak (t) = Lebar bak (l) Maka volume bak

=pxlxt

3

= 2l x l x l

l

= 3,065 m

57,6 m


= 2 x l = 2 x 3,065 = 6,13 m

Lebar bak (l)

= 3,065 m

Tinggi bak (t)

= 3,065 m

Luas bak

= 18,788 m2

7.6.4 Pengolahan Limbah dengan Sistem Activated Sludge (Lumpur Aktif) Proses lumpur aktif merupakan proses aerobis di mana flok biologis (lumpur yang mengandung biologis) tersuspensi di dalam campuran lumpur yang mengandung O2. Biasanya mikroorganisme yang digunakan merupakan kultur campuran. Flok biologis ini sendiri merupakan makanan bagi mikroorganisme ini sehingga akan diresirkulasi kembali ke tangki aerasi. Data : Laju vo lumetrik (Q) = 0,72 m3/jam = 720 Ltr/jam = 17.280 Ltr/hari BOD5 (So)

= 523 mg/Ltr ..................... (http://lppm.ugm.ac.id.2008)

Efisiensi (E)

= 95 %

.................................…(Metcalf & Eddy, 1991)

Koefisien cell yield (Y) = 0,8 mg VSS/mg BOD5 ........... (Metcalf & Eddy, 1991) Koefisien endogenous decay (Kd) = 0,025 / hari ..............(Metcalf & Eddy,1991) Mixed liquor suspended solid

= 175,88 mg/Ltr

(http://lppm.ugm.ac.id.,2008)

Mixed liquor volatile suspended solid (x) = 261,5 mg/Ltr (http://lppm.ugm.ac.id. ,2008)


Direncanakan : Waktu tinggal sel (θc) = 10 hari 1. Penentuan BOD Effluent (S) E=

So − S x 100 So

95 =

523 − S × 100 523

……………………….(Metcalf & Eddy, 1991)

S = 26,15 mg/l

2. Penentuan Volume Bak Aerasi (Vr) Vr = Vr =

θ c x Q x Y (S 0 − S ) X ((1 + kd ) x 10 )

(Metcalf & Eddy, 1991)

(10 hari ) x (17.280 Ltr / hari ) x (0,8) x (523 − 26,15) mg / Ltr (261,5 mg / Ltr )((1 + 0,025) x 10)

= 25.624,976 Liter = 25,625 m3

3. Penentuan Ukuran Bak Aerasi Direncanakan : Panjang bak aerasi (p)

= 2 x Lebar bak (l)

Tinggi bak aerasi (t)

= Lebar bak (l)

Maka volume bak adalah V

=pxlxt

25,625 m3 = 2 l x l x l l

= 2,339 m

Jadi,ukuran kolam aerasi sebagai berikut : Panjang (p)

= 2 x 2,339 = 4,678 m

Tinggi (t )

= l = 2,339 m

Faktor kelonggaran = 0,5 m diatas permukaan air .......(Metcalf & Eddy, 1991) Maka : Tinggi

= (2,339 + 0,5) m = 2,839 m


4. Penentuan Jumlah Flok yang Diresirkulasi (Qr)

Tangki Aerasi

Q

Q + Qr

Tangki Sedimentasi

Qe Xe

Qw Qr , Xr

Q w’ , X r

Asumsi : Qe = Q = 31.700,4 gal/hari = 120 m3/hari Xe = Konsentrasi volatile suspended solid pada effluent ( Xe diperkirakan 0,1 % dari konsentrasi volatile suspended solid pada tangki aerasi)

……………………………………………..(Metcalf & Eddy, 1991)

Xe = 0,001. X = 0,001 x (261,5 mg/l) = 0,2615 mg/l Xr = Konsentrasi volatile suspended solid pada waste sludge (Xr diperkirakan 99,9 % dari konsentrasi volatile suspended solid pada tangki aerasi ) Xr

………………………………………..……(Metcalf & Eddy, 1991) = 0,999 . X = 0,999 x (261,5 mg/l) = 261,238 mg/l Px

= Qw x Xr

……….……….......…….(Metcalf & Eddy, 1991)

Px

= Yobs x Q x (So – S) ....…..…………...(Metcalf & Eddy, 1991)

Dimana : Px

= Net waste activated sludge yang diproduksi setiap hari (kg/hari)

Yobs

= Observed yield (gr/gr)

Yobs

=

Px

= Yobs x Q x (So – S)

Y 0,8 = = 0,64 1 + (Kd x θ c ) 1 + (0,025 / hari ) (10 hari )

= (0,64) x (120 m3/hari) x (523 – 26,15) mg/Ltr = 38.158,08 m3. mg/l.hari Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Neraca massa pada tangki sedimentasi Akumulasi

Qr = =

= jumlah massa masuk – jumlah massa keluar

0

= (Q + Qr) X - QeXe - QwXr

0

= QX + QrX - Q(0,001X) - Px

QX (0,001 − 1) + Px X

(120 m 3 / hari )(261,5mg / Ltr )(0,001 − 1) + (38.158,08 m 3 .mg / Ltr.hari ) (261,5 mg / Ltr )

= 26,04 m3/hari

5. Penentuan daya yang dibutuhkan a. Tipe aerator yang digunakan

: Surface aerator

b. Kedalaman air

: 7,2986 m

c. Daya aerator yang digunakan : 10 Hp (Tabel 10 – 11, Metcalf & Eddy, 1991)

7.6.5 Tangki Sedimentasi Fungsi

: Mengendapkan flok biologis dari tangki aerasi dan sebagian diresirkulasi kembali ke tangki aerasi

Laju volumetrik air = (120 + 26,04) m3/hari = 146,04 m3/hari Diperkirakan kecepatan overflow maksimum = 33 m3/m2.hari ........(Perry, 1999) Waktu tinggal air

= 2 jam = 0,083 hari

…………………...(Perry, 1999)

Volume tangki (V) = 146,04 m3/hari x 0,083 hari = 12,121 m3 Luas tangki (A)

= (146,04 m3/hari)/(33 m3/m2.hari) = 4,425 m2

A

= ¼ π D2

D

= (4A/π)1/2 = (4 x 4,425 / 3,14)1/2 = 2,374 m


Kedalaman tangki, H = V/A = 12,121 / 4,425 = 2,739 m

7.6 Spesifikasi Peralatan Utilitas 7.6.1 Screening (SC) Fungsi

: Menyaring partikel-partikel padat yang besar.

Jenis

: Bar screening

Bahan konstruksi

: Stainless steel

Kondisi operasi

: T = 30oC ; P = 1 atm

Jumlah

: 1 unit

Ukuran screening: Lebar

:2m

Panjang

:2m

Ukuran bar: Lebar bar

: 5 mm

Tebal

: 20 mm

Bar clear spacing

: 20 mm

Jumlah bar

: 50 buah

7.6.2 Pompa Screening (PU-01) Fungsi

: Memompakan air dari sungai ke bak pengendapan

Jenis

: Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi

: commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Spesifikasi : - Laju alir massa, F : 28.625,966 kg/jam - Diameter dalam

: 3,826 in

- Diameter luar

: 4,50 in

- Schedule number : 80 Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

- Kecepatan alir

: 3,19 ft/s

Spesifikasi pompa - Effisiensi motor

: 80%

- Daya pompa

: 1 ½ Hp

7.6.3 Bak Sedimentasi (BS) Fungsi

: Untuk mengendapkan lumpur yang terikut dengan air.

Jenis

: Grift Chamber Sedimentation

Jumlah

: 1 unit

Aliran

: Horizontal sepanjang bak sedimentasi

Bahan konstruksi

: Beton kedap air

Kebutuhan

: 3 hari

Volume bak Lebar bak

: 2.070,941 m3 : 10,117 m

7.6.4 Pompa Sedimentasi (PU-02) Fungsi

: Memompakan air dari bak pengendapan ke clarifier

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi : commercial steel

Spesifikasi : - Laju alir massa, F : 28.625,966 kg/jam - Diameter dalam

: 3,826 in

- Diameter luar

: 4,50 in

- Schedule number : 80 - Kecepatan alir

: 3,19 ft/s


: 80%

- Daya pompa

: 1 ½ hp


7.6.5 Tangki Pelarutan Alum, Al2(SO4)3 (TP - 01) Fungsi

: Tempat melarutkan aluminium sulfat Al2(SO4)3 30 %

Jenis

: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-283 Grade C

Kondisi operasi

: T = 30oC ; P = 1 atm

Jumlah

: 1 unit

Kapasitas tangki

: 0,642 m3

Diameter tangki

: 0,935 m

Tinggi tangki

: 0,935 m

Pdesain

: 117,317 kPa

Tebal shell

: 0,027 in

Pengaduk

:

- Jenis pengaduk

: flat 6 blade turbin impeller

- Diameter pengaduk : 1,023 ft - Kecepatan pengaduk : 1 rps - Daya pengaduk

: 1/8 hp

7.6.6 Pompa Alum (PU-03) Fungsi

: Memompakan larutan alum dari tangki pelarutan alum ke

clarifier Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: commercial steel

Spesifikasi : - Laju alir massa, F

: 1,301 kg/jam

- Diameter dalam

: 0,215 in

- Diameter luar

: 0,405 in

- Schedule number

: 80

- Kecepatan alir

: 0,04 ft/s


: 80%


- Daya pompa

: 1/8 Hp

7.6.7 Tangki Pelarutan Soda Abu (Na2CO3) (TP – 02) Fungsi

: Tempat melarutkan natrium karbonat, Na2CO3

Jenis

: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-283 Grade C

Kondisi operasi

: T = 30oC ; P = 1 atm

Jumlah

: 1 unit

Kapasitas tangki

: 0,356 m3

Diameter tangki

: 0,768 m

Tinggi tangki

: 0,768 m

Pdesain

: 115,144 kPa

Tebal shell

: 0,0236 in

Pengaduk

:

- Jenis pengaduk


- Diameter pengaduk : 0,839 ft - Kecepatan pengaduk : 1 rps - Daya pengaduk

: 1/8 hp

7.6.8 Pompa Soda Abu (PU-04) Fungsi

: Memompakan larutan soda abu dari tangki pelarutan soda abu ke clarifier

Jenis

: Pompa injeksi

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: commercial steel

Spesifikasi : - Laju alir massa, F

: 0,703 kg/jam

- Diameter dalam

: 0,215 in

- Diameter luar

: 0,405 in

- Schedule number

: 80

- Kecepatan alir

: 0,0228 ft/s



: 80%

- Daya pompa

: 1/4 Hp

7.6.9 Clarifier (CL) Fungsi

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

Bahan konstruksi

: Carbon Stell SA-53, Grade B

Kondisi operasi

: T = 30oC ; P = 1 atm

Jumlah

: 1 buah

Diameter Shell

:4m

Tinggi shell

: 6m

Tebal plat

: 46,892 in

Daya motor

: ¼ Hp

7.6.10 Pompa Clarifier (PU-05) Fungsi

: Memompakan air dari clarifier ke unit filtrasi

Jenis

: Pompa Centrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: commercial steel

Spesifikasi - Laju alir massa, F

: 28.625,966 kg/jam

- Diameter luar

: 4,50 in

- Diameter dalam

: 3,826 in

- Schedule number

: 80

- Kecepatan alir

: 3,19 ft/s



: 80%

- Daya pompa

: 1 ½ Hp

7.6.11 Tangki Filtrasi (TF) 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

Jumlah

: 1 unit

Kondisi penyaringan - Temperatur : 30 °C - Tekanan

: 1 atm

Laju alir massa, F

: 28.625,966 kg/jam

Volume tangki

: 34,5 m3

Diameter tangki

: 3,083 m

Tinggi tangki

: 5,396 m

Tebal shell

: 1/2 in

7.6.12 Pompa Filtrasi (PU-06) Fungsi

: Memompakan air dari tangki filtrasi ke menara air

Jenis

: Pompa Sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: commercial steel

Spesifikasi - Laju alir massa, F

: 28.625,966 kg/jam

- Diameter luar

: 4,50 in

- Diameter dalam

: 3,826 in

- Schedule number

: 80

- Kecepatan alir

: 3,19 ft/s



: 80%

- Daya pompa

: 1 ½ Hp

7.6.13 Menara Air Pendingin (Water Cooling Tower)/ WCT : mendinginkan air pendingin bekas dari temperatur 80oC

Fungsi

menjadi 25oC Jenis

: Mechanical Draft Cooling Tower

Bahan konstruksi

: Carbon Stell SA-53 Grade B

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

:

Suhu air masuk menara (TL2) : 80oC : 176oF Suhu air keluar menara (TL1) : 25oC : 77oF Suhu udara (TG1)

: 30oC : 86oF

Laju massa air pendingin

: 20.690,1989 kg/jam

Luas menara (A)

: 87,93 ft2

Daya

: 2,638 hp

7.6.14 Pompa Menara Air Pendingin (PU-10) Fungsi

: Memompakan air pendingin bekas ke WCT

Jenis

: Pompa Centrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: commercial steel

Spesifikasi pompa - Laju alir massa, F

: 20.690,1989 kg/jam

- Diameter luar

: 4,50 in

- Diameter dalam

: 3,826 in

- Schedule number

: 80

- Kecepatan alir

: 2,049 ft/s

Spesifikasi pompa Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

- Effisiensi motor

: 80%

- Daya pompa

: 1 ½ hp

7.6.15 Menara Air (MA) Fungsi

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

Bentuk


Bahan konstruksi


Jumlah

: 1 unit

Kondisi penyaringan - Temperatur

: 30 °C

- Tekanan

: 1 atm

Laju alir massa, F

: 28.625,966 kg/jam

Volume tangki

: 207,002 m3

Diameter tangki

: 5,307 m

Tinggi tangki

: 6,368 m

Tekanan desain (Pdesain) : 188,784 kPa Tebal shell

: 1 ½ in

7.6.16 Pompa Menara Air (PU-07) Fungsi

: Memompakan air dari menara air ke unit-unit yang lain.

Jenis

: Pompa Centrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: commercial steel

Spesifikasi pompa - Laju alir massa, F

: 28.625,966 kg/jam

- Diameter luar

: 4,50 in

- Diameter dalam

: 3,826 in

- Schedule number

: 80


- Kecepatan alir

: 3,19 ft/s


: 80%

- Daya pompa

: 1 ½ hp

7.6.17 Penukar Kation (Cation Exchanger)/ CE Fungsi

: untuk mengurangi kesadahan air

Tipe

: silinder tegak dengan tutup dan alas ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-53 grade B

Kondisi penyimpanan - Temperatur : 30°C - Tekanan

: 1 atm

Laju alir massa, F

: 28.625,966 kg/jam

Tinggi silinder

: 0,914 m

Diameter tutup = diameter tangki = 0,305 m Tebal shell

: ½ in

7.6.18 Tangki Pelarutan Asam Sulfat (H2SO4) (TP-03) Fungsi

: Tempat membuat larutan H2SO4

Bentuk


Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA-53 grade B.

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi - Temperatur

: 30 oC

- Tekanan

: 1 atm

Laju alir massa H2SO4 : 0,125 kg/jam Volume tangki

: 0,3804 m3

Diameter tangki

: 0,865 m

Tinggi tangki

: 0,649 m

Tebal shell

: 3/16 in


Daya Pengaduk: - Dt

: 2,836 ft

- Di

: 0,945 ft

Daya motor

: 2 hp

7.6.19 Tangki Pelarutan NaOH (TP-04) Fungsi

: Tempat melarutkan NaOH.

Bentuk


Bahan konstruksi

: Carbon Steel, SA-283, grade C

Jumlah

: 1 unit

Laju alir massa NaOH : 0,539 kg/jam Volume tangki

: 10,097 m3

Diameter tangki

: 2,047 m

Tinggi tangki

: 3,071 m

Tebal shell

: 3/16 in

Daya Pengaduk: - Dt

: 6,716 ft

- Di

: 2,239 ft

Daya motor

: ½ hp

7.6.20 Pompa Cation Exchanger (PU-08) Fungsi

: Memompa air dari cation exchanger ke anion exchanger.

Jenis

: pompa sentrifugal

Bahan Konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Laju alir massa, F

: 28.625,966 kg/jam

Diameter luar

: 4,50 in

Diameter dalam

: 3,826 in

Schedule number

: 80

Kecepatan alir

: 3,19 ft/det

Spesifikasi pompa Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

- Effisiensi motor

: 80%

- Daya pompa

: 1 ½ hp

7.6.21 Penukar Anion (Anion Exchanger)/ AE Fungsi


Tipe


Bahan konstruksi


Kondisi penyimpanan - Temperatur : 30°C - Tekanan

: 1 atm

Laju alir massa, F

: 28.625,966 kg/jam

Tinggi silinder tangki

: 0,914 m

Tinggi cation exchanger

: 1,5236 m

Tekanan desain, Pdesain

: 17,64 Psi

7.6.22 Tangki Kaporit (TP-05) Fungsi

: Tempat membuat larutan tangki Kaporit

Bentuk


Bahan konstruksi


Jumlah

: 1 unit

Laju alir massa kaporit : 0,00669 kg/jam Volume tangki

: 0,0045 m3

Diameter tangki

: 0,156 m

Tinggi tangki

: 0,234 m

Tekanan desain, Pdesain : 17,64 Psi Tebal shell

: 3/16 in

7.6.23 Deaerator (DE) Fungsi

: Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air umpan ketel

Bentuk

: Silinder tegak dengan tutup dan alas ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-53, Grade B


Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi - Temperatur

: 900C

- Tekanan

: 1 atm

Laju alir massa, (F)

: 943,793 kg/jam = 2.080,686 lbm/jam

Volume tangki

: 8,12 m3

Diameter tangki

: 1,903 m

Tinggi tangki

: 2,855 m

Tekanan desain, Pdesain : 17,64 Psi Tebal shell

: ¼ in

7.6.24 Pompa Deaerator (PU-09) Fungsi

: untuk memompakan air dari deaerator ke ketel uap

Jenis

: centrifugal pump

Bahan Konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit


: 30 oC

- Tekanan

: 1 atm

Laju alir massa (F)

: 943,793 kg/jam = 0,577 lbm/s

Diameter dalam

: 4,026 in

Diameter luar

: 4,500 in

Schedule number

: 40

Daya pompa

: 1/8 hp

7.6.25 Ketel Uap (KU) Fungsi

: Memanaskan air hingga menjadi steam untuk keperluan proses

Bahan konstruksi


Jumlah

: 1 unit

Volume

: 40,60 m3


Diameter

: 3,25 m

Tinggi

: 4,875 m

Tebal plat

: ½ in



BAB VIII TATA LETAK DAN LOKASI PABRIK

8.1 Pemilihan Lokasi Pabrik Pemilihan lokasi pabrik merupakan hal yang sangat penting karena akan mempengaruhi kelangsungan hidup dan kedudukan perusahaan dalam persaingan. Penentuan lokasi pabrik harus didasarkan atas perhitungan yang matang serta menguntungkan, baik secara teknik maupun secara ekonomis dan juga harus memperhatikan lingkungan sosialnya. Selain itu, harus diperhatikan dan diperhitungkan pula akan kemungkinan pengembangan lokasi pabrik dimasa yang akan datang. Dalam menentukan lokasi suatu pabrik, perlu diperhatikan beberapa faktor sebagai berikut: 1. Orientasi bahan baku, yaitu penempatan lokasi pabrik dekat dengan bahan baku. 2. Orientasi pemasaran, yaitu penempatan lokasi pabrik dekat dengan pemasaran. 3. Penempatan lokasi pabrik ditempat antara bahan baku dengan daerah pemasaran. 4. Biaya transportasinya harus seminimum mungkin.(Manullang, 1984) Bertolak atas dasar pertimbangan-pertimbangan diatas, maka timbul beberapa

kemungkinan

didalam

hal

penempatan

lokasi

suatu

pabrik.

Kemungkinan-kemungkinan tersebut adalah: a. Bila biaya pengangkutan produksi lebih besar dari pada biaya pengangkutan bahan baku, maka penempatan lokasi pabrik cenderung dekat dengan daerah pemasaran. b. Untuk keadaan sebaliknya, bila biaya pengangkutan bahan baku lebih besar dari pada bahan jadi, maka penempatan lokasi pabrik cenderung dekat dengan bahan baku. Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

c. Akan tetapi bila tidak ada perbedaan biaya yang berarti antara pengangkutan bahan baku dengan bahan jadi, maka lokasi pabrik ditentukan oleh proses pengolahannya.

8.2 Lokasi Pabrik Berdasarkan faktor-faktor tersebut diatas, maka pabrik ini direncanakan didirikan didaerah Perbaungan, Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara. Ada beberapa faktor yang mendukung pemilihan lokasi pabrik ini, diantaranya adalah: 1. Pemasaran. Hal yang perlu diperhatikan dalam pemasaran produk adalah daerah pemasaran produk serta pengaruh daya saing yang ada. Mudahnya memasarkan hasil produksi baik disekitar pabrik maupun dijual antar pulau di Indonesia karena lokasinya dekat pelabuhan Belawan yaitu sekitar ± 60 km dari lokasi pabrik. 2. Bahan Baku. Minyak jagung dapat diperoleh dari dalam dan luar negeri. Apabila kebutuhan minyak jagung didalam negeri tidak mencukupi, dapat diimpor dari luar negeri. Bahan pembantu NaOH dapat didatangkan dari luar daerah ataupun dari luar negeri melalui pelabuhan Belawan seperti dari Jerman ataupun dari negara Kanada. Dimana lokasi pabrik dekat dengan pelabuhan Belawan, sehingga bahan baku dan bahan pembantu lainnya dapat dengan mudah diperolah dan biaya transportasi yang murah. Sedangkan bahan pembantu lainnya yaitu untuk kebutuhan utilitas, pemurnian air dapat menggunakan produk dalam negeri yang tentunya akan menghemat biaya perusahaan. 3. Utilitas. Utilitas khususnya air dapat diperoleh dari Sungai Ular yang tidak jauh dari lokasi pabrik. Dimana Sungai Ular memiliki potensi debit pada musim kemarau 60 m3/detik dan pada musim hujan 100 m3/detik. Untuk


keperluan generator yaitu solar dapat mudah diperoleh dari pelabuhan Belawan, yang lokasinya tidak jauh. 4. Kebijakan Strategis. Terletak didaerah yang sesuai dengan perencanaan pabrik oleh pemerintah (didaerah zona industri). 5. Prasarana Pendukung. Tersedianya tenaga kerja yang cukup untuk kelangsungan produksi, dan tenaga kerja bertambah dari tahun ke tahun, serta tanah untuk lokasi pabrik masih cukup luas dengan harga yang terjangkau. Selain itu lokasi memiliki iklim yang cukup baik untuk kegiatan industri kimia dengan temperatur rata-rata 28-300C, tenaga kerja bertambah dari tahun ke tahun.

8.3 Tata Letak Pabrik Tata letak pabrik adalah suatu perencanaan dan pengintegrasian aliran dari komponen-komponen produksi suatu pabrik sehingga diperoleh suatu hubungan yang ekonomis dan efektif antara operator, peralatan dan material dari bahan baku hingga menjadi bahan jadi. Maka tata letak pabrik yang baik dapat diartikan sebagai penyusun yang teratur dan effisien dari semua fasilitas peralatan pabrik dihubungkan dengan tenaga kerja yang ada didalamnya. Fasilitas pabrik tidak semata-mata hanya mesin-mesin tetapi juga daerah pelayanan termasuk tempat penerimaan, pengiriman barang, tempat pemeliharaan, gudang dan sebagainya. Disamping itu, perlu juga diperhatikan keamanan para pekerja sehingga tata letak pabrik meliputi didalam dan diluar gedung. Desain yang rasional harus memasukkan unsur lahan proses, storage (persediaan) dan lahan alternatif (areal handling) dalam posisi yang efisien dan mempertimbangkan faktor – faktor sebagai berikut : 1. Urutan proses produksi 2. Distribusi ekonomis pada pengadaan air, steam, proses, tenaga listrik dan bahan baku 3. Pemeliharaan dan perbaikan Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Letak peralatan harus diatur sedemikian rupa supaya pemeliharaan dan perbaikannya dapat dilakukan dengan mudah. 4. Keamanan Faktor keamanan didalam perencanaan tata letak pabrik dan unit peralatan harus mendapat perhatian serius. 5. Bangunan yang meliputi luas bangunan, kondisi bangunan dan konstruksinya yang memenuhi syarat 6. Fleksibilitas Dalam perencanaan tata letak pabrik juga harus dipertimbangkan kemungkinan

proses

mesin,

sehingga

perubahan-perubahan

yang

dilakukan tidak menelan biaya yang tinggi. 7. Masalah Limbah Pabrik Segala apa saja buangan pabrik merupakan limbah pabrik. Namun apakah limbah itu berdampak negatif atau berdampak positif, tentunya menjadi bahan pemikiran dan penelitian pihak laboratorium. Hal ini dapat ditekan seminimum mungkin, karena lokasi pabrik ini jauh dari pemukiman penduduk. Adapun limbahn pabrik sebelum dibuang terlebih dahulu diolah sedemikian rupa sampai batas ambang yang diperkenankan dan tidak akan merusak mahluk hidup dilingkungan lokasi pabrik tersebut. Daerah pelayanan seperti kamar kecil (WC), tempat parkir, kantin dan sebagainya harus diatur sedemikian rupa sehingga tidak terlalu jauh dari tempat kerja. 8. Service area, seperti kantin, tempat parkir, ruang ibadah, dan sebagainya diatur sedemikian rupa sehingga tidak terlalu jauh dari tempat kerja Pengaturan tata letak pabrik pembuatan gliserol yang baik akan memberikan beberapa keuntungan, seperti berikut : 1. Mengurangi jarak transportasi bahan baku dan produksi, sehingga mengurangi material handling 2. Memberikan ruang gerak yang lebih leluasa sehingga mempermudah perbaikan mesin dan peralatan yang rusak atau di-blowdown 3. Mengurangi ongkos produksi 4. Meningkatkan keselamatan kerja Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

5. Mengurangi kerja seminimum mungkin 6. Meningkatkan pengawasan operasi dan proses agar lebih baik

8.4 Perincian Luas Areal Pabrik Luas tanah yang digunakan sebagai tempat berdirinya pabrik pembuatan gliserol dari minyak jagung mentah diuraikan dalam Tabel 8.1 dibawah ini : Tabel 8.1 Perincian Luas Lokasi Pabrik No

Nama Bangunan

Luas (m2)

1.

Areal Proses

4.000

2.

Perumahan

7.000

3.

Pengolahan air

1.000

4.

Jalan

500

5.

Parkir

400

6.

Lapangan Olah Raga

400

7.

Kantor

8.

Aula

500

9.

Unit Pemadam Kebakaran

200

10.

Gudang

500

11.

Bengkel

200

12.

Gudang Peralatan

100

13.

Ruang Generator

200

14.

Laboratorium

100

15.

Ruang Kontrol

100

16.

Ruang Boiler

150

17.

Mushola

50

18.

Kantin

50

19.

Pos Jaga

25

20.

Poliklinik

60

21.

Perpustakaan

250

22.


400

1.000


23

Perluasan

1.000

.

Total

18.185

BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN 9.1 Pendahuluan Dalam suatu perusahaan, masalah organisasi dan manajemen merupakan hal yang penting dalam menentukan keberhasilan perusahaan tersebut. Manajemen dapat diartikan sebagai kemampuan untuk mengatur atau mempengaruhi faktor-faktor produksi. Manajemen mengandung 3 pengertian, yaitu: 1. Manajemen sebagai suatu proses. 2. Manajemen sebagai kumpulan orang yang melakukan aktifitas. 3. Manajemen sebagai suatu seni dan ilmu perencanaan yang berfungsi untuk memimpin, mengarahkan, mendorong, mengawasi, serta memiliki hasil dari suatu pekerjaan. Manajemen meliputi semua tugas dan fungsi yang berhubungan mulai dari saat pembentukan perusahaan sampai kebijaksanaan penting dalam hal pengambilan keputusan yang tepat. Organisasi merupakan alat dari manajemen untuk mencapai tujuan perusahaan. Organisasi tanpa manajemen menyebabkan kekacauan, sebaliknya manajemen tanpa organisasi menyebabkan kebingungan.

9.2 Bentuk Badan Usaha Umumnya industri di Indonesia memiliki badan hukum seperti Badan Usaha Milik Negara (BUMN), yang bentuk-bentuknya adalah sebagai berikut: 1. Perusahaan Negara (PN) 2. Perusahaan Jawatan (Perjan) 3. Perusahaan Umum (PU) Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

4. Perseroan Terbatas (Persero) 5. Perusahaan Daerah/ Perusahaan Industri Daerah (PD/ PID)

9.2.1 Perusahaan Milik Negara Perusahaan Milik Negara Meliputi: a. Perusahaan Modal Asing (PMA) b. Penanaman Modal Dalam Negeri (PMDN)

9.2.2 Perusahaan Jawatan Perusahaan ini mempunyai ciri-ciri sebagai berikut: a. Pengabdian dan pelayanan kepada masyarakat. b. Merupakan bagian dari departemen, dirjen, direktorat atau pemerintahan daerah. c. Dipimpin oleh seorang kepala yang langsung bertanggung jawab kepada atasannya dalam pemerintahannya yang biasa. d. Memperoleh fasilitas dari negara dan pegawainya merupakan pegawai negeri sipil. e. Pengawasan langsung dari atasannya sebagaimana lazimnya pegawai negeri.

9.2.3 Perusahaan Umum Perusahaan Umum mempunyai ciri-ciri sebagai berikut: a. Melayani kepentingan umum. b. Memupuk keuntungan. c. Mempunyai badan hukum. d. Umumnya bergerak dalam bidang jasa vital. e. Mempunyai nama dan kekayaan sendiri serta kebebasan bergerak seperti perusahaan swasta. Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

f. Hubungan hukumnya diatur secara hubungan hukum perdata. g. Dipimpin oleh direksi. h. Pegawainya merupakan pegawai perusahaan negara. i.

Laporan tahunan dari perusahaan disampaikan kepada pemerintah.

j.

Modal seluruhnya dimiliki oleh negara dari kekayaan negara yang dipisahkan.

9.2.4 Perusahaan Daerah (PD) atau Perusahaan Industri Daerah (PID) Modal seluruhnya dimiliki oleh daerah atau sebagian lainnya dimiliki oleh daerah lain atau oleh pihak swasta. Dikatakan perusahaan daerah apabila perusahaan tersebut didirikan dengan suatu peraturan daerah, dimana modal seluruhnya atau sebagian merupakan kekayaan daerah yang dipisahkan, kecuali berdasarkan undang-undang.

9.2.5 Perusahaan Perseroan Terbatas atau PT (Persero) Perseroan terbatas (PT) adalah persekutuan untuk menjalankan perusahaan yang mempunyai modal usaha yang terbagi atas beberapa saham. Perseroan Terbatas (PT) merupakan suatu badan hukum yang mempunyai keuangan tersendiri yang terlepas dari kekayaan pribadi perseroan, dimana modal perusahaan didapat dengan cara penjualan saham. Pemimpin perusahaan terdiri dari dewan komisaris atau dewan direksi. Dewan komisaris merupakan instansi tertinggi mengawasi kebijaksanaan direktur, mempunyai anggota-anggota yang dibentuk dari keputusan pemegang saham sebagai pemilik perusahaan. Persero mempunyai ciri-ciri sebagai berikut: a. Memupuk keuntungan. b. Sebagi badan hukum perdata yang berbentuk PT. c. Hubungan usaha diatur menurut hukum perdata. d. Modal seluruh/sebagian merupakan kekayaan negara yang dipisahkan. e. Tidak memiliki fasilitas-fasilitas negara. f. Dipimpin oleh direksi. Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

g. Pegawainya sebagai status perusahaan swasta biasa. h. Peranan pemerintah sebagai pemegang saham.

Kebaikan-kebaikan Perseroan Terbatas (PT) adalah: 1. Tanggung jawab yang terbatas dari pemegang saham. 2. Pemilik dan pengusaha terpisah satu sama lainnya. 3. Mudah mendapat modal. 4. Kehidupan perusahaan lebih terjamin. 5. Terjadinya effisiensi dalam pimpinan. 6. Lebih memperhatikan nasib dari pekerja. Keburukan-keburukan dari pada Perseroan Terbatas (PT) adalah: 1. Pajaknya besar. 2. Ongkos organisasi besar. 3. Ongkos pendirian yang besar. 4. Kesulitan dalam hal pimpinan. 5. Terjaminnya rahasia. 6. Kurangnya perhatian pemegang saham terhadap perusahaan. Berdasarkan uraian diatas, maka untuk Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Gliserol dari Minyak Jagung Mentah, maka dipilih bentuk perusahaan ”Perusahaan Tebatas (PT)”. Modal yang diperoleh selain dari penjualan saham, dapat juga diperoleh dari bank pemerintah dengan pengembalian pinjaman dalam waktu yang panjang. Dengan bentuk badan usaha ini, diharapkan pabrik dapat dioperasikan secara merata dengan perolehan produksi yang maksimal sehingga pengembalian modal untuk pengoperasian pabrik dapat dilakukan sesuai dengan jangka waktu yang diharapkan.

9.3 Struktur Organisasi Berdasarkan pola hubungan kerja serta wewenang dan tanggung jawab, maka struktur organisasi dibedakan atas: 1. Organisasi Garis. Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

2. Organisasi Fungsional. 3. Organisasi Garis dan Staff. 4. Organisasi Fungsional dan Staff.

9.3.1 Bentuk Organisasi Garis Ciri-ciri organisasi garis adalah: -

Organisasi masih kecil.

-

Jumlah karyawan sedikit.

-

Saling kenal antar karyawan.

-

Spesialisasi kerja masih belum tinggi.

Kebaikan-kebaikan organisasi ini adalah: -

Kesatuan komando terjamin dengan baik.

-

Proses pengambilan keputusan berlangsung dengan cepat.

-

Rasa solidaritas karyawan umumnya tinggi.

9.3.2 Bentuk Organisasi Fungsional Pada organisasi ini, beberapa pimpinan tidak mempunyai pimpinan yang jelas, sebab setiap atasan berwenang memberi komando kepada setiap bawahan sepanjang ada hubungannya dengan atasan tersebut. Kebaikan-kebaikan organisasi fungsional adalah: 1. Pembidangan tugas-tugas jelas. 2. Spesialisasi karyawan dapat dikembangkan dan digunakan semaksimal mungkin. Keburukan-keburukan organisasi fungsional: 1. Karena adanya spesialisasi, sukar mengadakan tour of duty. 2. Sulit dilaksanakan koordinasi dengan karyawan. Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

9.3.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staff Pada umumnya dianut oleh organisasi besar, daerah kerjanya luas dan mempunyai bidang-bidang tugas yang beraneka ragam dan rumit serta jumlah karyawan yang banyak. Pada organisasi ini terdapat satu atau lebih tenaga staff. Staff yaitu orang yang ahli dalam bidang tertentu yang tugasnya memberi nasehat dan saran dalam tugasnya kepada pimpinan dalam organisasi tersebut.

Kebaikan-kebaikan organisasi garis dan staff adalah: 1. Dapat dipergunakan oleh setiap organisasi besar. 2. Pengambilan keputusan yang lebih mudah karena adanya staff ahli. Keburukan-keburukan organisasi garis dan staff adalah: 1. Karyawan tidak saling mengenal solidaritas sesama karyawan sukar diharapkan. 2. Koordinasi sukar diharapkan.

9.3.4 Bentuk Organisasi Fungsional dan Staff Bentuk organisasi ini merupakan kombinasi dari bentuk organisasi fungsional dan bentuk organisasi garis dan staff. Sehingga bentuk organisasi yang dipilih pada pabrik pembuatan gliserol dari minyak jagung mentah ini adalah bentuk organisasi garis dan staff. Alasan pemilihan bentuk organisasi garis dan staff ini adalah: 1. Perlunya pengorganisasian dengan tenaga ahli dalam bidang-bidang tertentu. 2. Pekerja/ karyawan bertanggung jawab kepada atasan. 3. Fungsionalisasi tidak perlu harus dilaksanakan mengingat adanya staff ahli. 4. Dapat digunakan oleh setiap organisasi yang bagaimanapun besarnya dan kompleks susunan organisasinya. Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

5. Adanya pembagian tugas yang jelas dari pimpinan, staff dan pelaksana, sehingga koordinasi mudah dilaksanakan. Perintah berjalan dengan baik dan lancar dari atas ke bawah sedangkan tanggung jawab dan saran bergerak dari bawah ke atas.

9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab Uraian tugas, wewenang dan tanggung jawab dari setiap fungsionaris pada pabrik pembuatan gliserol dari minyak jagung mentah adalah: 9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) Pemegang kekuasaan tertinggi pada struktur organisasi dan staff adalah Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS). RUPS dilakukan minimal satu kali setahun. Bila ada suatu hal, RUPS dapat dilakukan secara mendadak sesuai dengan jumlah forum. RUPS dihadiri oleh pemilik saham, dewan komisaris dan direktur. Tugas dan wewenang RUPS adalah: 1. Menentukan policy tertinggi perusahaan, berupa: a. Mengadakan akte perusahaan/ ADPT. b. Menentukan mission dan garis besar haluan perusahaan. 2. Mengangkat Dewan Komisaris. 3. Mengangkat Dewan Direksi. 4. Menyetujui/ mengesahkan Rancangan Anggaran Pendapatan Belanja (RAPB) dan laporan tahunan yang dibuat oleh Dewan Direksi. 5. Memutuskan besarnya deviden yang akan dibayarkan kepada pemegang saham. 6. Memutuskan besarnya gaji Dewan Komisaris dan Dewan Direksi. 7. Memutuskan besarnya gratifikasi yang diberikan kepada karyawan.

9.4.2 Dewan Komisaris Dewan komisaris adalah pemegang saham atau wakil-wakilnya dengan menentukan garis besar kebijaksanaan perusahaan, melaksanakan pembinaan dan


pengawasan terhadap seluruh kegiatan dan pelaksanaan tugas Direktur Utama dan meminta laporan pertanggungjawaban Direktur Utama secara berkala. Tugas dan wewenang Dewan Komisaris adalah melaksanakan pembinaan dan pengawasan produk terhadap keadaan perusahaan dengan berpegang pada anggaran dasar PT dan RAPB yang telah disyahkan RUPS.

9.4.3 Direktur Direktur Merupakan pimpinan tertinggi yang diangkat oleh Dewan Komisaris. Tugas dan wewenang Direktur adalah: 1. Memimpin dan membina perusahaan secara efektif dan efisien. 2. Menyusun dan melaksanakan kebijaksanaan umum pabrik sesuai dengan kebijaksanaan RUPS. Dalam melaksanakan tugasnya, Direktur dibantu oleh empat orang manajer, yaitu: -

Manajer Teknik dan Produksi.

-

Manajer Pemasaran.

-

Manager Keuangan.

-

Manager Administrasi/ Umum.

9.4.3.1 Manajer Teknik dan Produksi Manajer Teknik dan Produksi adalah pembantu Direktur untuk menangani permasalahan keteknikan dan proses produksi. Tugas dan wewenang Manager Teknik dan Produksi adalah: 1. Menjalankan seluruh program dan kebijaksanaan yang telah digariskan oleh Dewan Komisaris. 2. Mengadakan pengawasan dan penelitian untuk melaksanakan program kerja bagian teknik dan produksi. 3. Membantu dan bertanggung jawab kepada Direktur atas segala sesuatu yang menyangkut tugasnya.


4. Mengkoordinasi dan mengerahkan kegiatan bagian teknik dan produksi, rekayasa dan keselamatan kerja. Dalam menjalankan tugasnya, Manajer Teknik dan Produksi dibantu oleh dua orang kepala bagian, yaitu: 1. Kepala Bagian Teknik Tugas dan wewenangnya adalah bertanggung jawab atas bidang keteknikan agar proses berjalan lancar. Kepala Bagian Teknik ini dibantu oleh kepala seksi: -

Kepala Seksi Mesin.

-

Kepala Seksi Instalasi.

-

Kepala Seksi Pengendalian Mutu.

-

Kepala Seksi Penelitian dan Pengembangan (Litbang).

2. Kepala Bagian Produksi Tugas dan wewenangnya adalah pengaturan dan pengawasan jalannya proses dari

bahan baku sampai produk dan caranya yang berhubungan

dengan proses. Kepala Bagian Produksi ini dibantu oleh: -

Kepala Seksi Proses.

-

Kepala Seksi Laboratorium.

-

Kepala Seksi Utilitas.

9.4.3.2 Manajer Pemasaran Manajer Pemasaran bertanggung jawab atas seluruh koordinasi dan pengawasan komersial perusahaan. Tugas dan wewenangnya adalah: 1. Membantu dan bertanggung jawab kepada Direktur Utama atas segala kegiatan yang menyangkut pemasaran produksi, kebijakan harga dan distribusi produk yang dihasilkan perusahaan. Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

2. Mengkoordinasi, memimpin dan mengawasi bagian-bagian pemasaran yang mencakup pergudangan, pembelian bahan baku, distribusi dan sarana. Manajer Pemasaran ini dibantu oleh satu orang kepala bagian pemasaran dan kepala bagian pemasaran dibantu oleh kepala seksi. Kepala seksi tersebut meliputi sebagai berikut: -

Kepala Seksi Penjualan.

-

Kepala Seksi Distribusi.

9.4.3.3 Manajer Keuangan Manajer Keuangan bertanggung jawab atas seluruh pengaturan segala urusan yang berhubungan dengan keuangan perusahaan serta kesejahteraan karyawan.

Manajer keuangan dibantu oleh satu orang kepala bagian keuangan dan kepala bagian tersebut dibantu oleh: -

Kepala Seksi Pembukuan.

-

Kepala Seksi Pengadaan.

-

Kepala Seksi Keuangan.

9.4.3.4 Manajer Administrasi/ Umum Tugas dan wewenangnya adalah: 1. Mengawasi dan bertanggung jawab dalam hal administrasi perusahaan. 2. Mengawasi dan bertanggung jawab dalam hal yang umum di perusahaan. Manajer Administrasi ini dibantu oleh kepala bagian administrasi dan kepala bagian umum. Kepala bagian administrasi dibantu oleh: -

Kepala Seksi Personalia.

-

Kepala Seksi Tata Usaha. Kepala bagian umum dibantu oleh:


-

Kepala Seksi Kesehatan.

-

Kepala Seksi Umum.

-

Kepala Seksi Keamanan.

9.4.4 Staff Ahli Staff ahli bertugas memberikan masukan baik berupa saran, nasehat maupun pandangan terhadap segala aspek operasional perusahaan.

9.4.5 Sekretaris Sekretaris dapat diangkat oleh Direktur untuk menangani masalah suratmenyurat untuk pihak perusahaan, menangani kearsipan dan pekerjaan lainnya untuk membantu Direktur dalam menangani masalah administrasi perusahaan.

9.5 Sistem Kerja Pabrik pembuatan gliserol ini direncanakan beroperasi kontinu selama 24 jam kerja per hari dan 300 hari per tahun. Untuk pekerjaan yang membutuhkan pengawasan terus-menerus selama 24 jam, para karyawan diberikan pekerjaan secara bergilir (shift work). Untuk ini jam kerja satu hari dibagi 3 waktu shift, dimana setiap shift masing-masing 8 jam. Untuk karyawan yang non-shift yang tidak memerlukan pengawasan terus-menerus selama 24 jam seperti karyawan administrasi, hari minggu dan hari besar lainnya adalah hari libur sesuai dengan Undang-Undang yang berlaku.

Tabel 9.1 Jam Kerja Karyawan Non Shift Hari Kerja

Jam Kerja

Senin s/d Jumat

08.00 – 16.00 WIB

Istirahat

12.00 – 13.00 WIB

Sabtu

08.00 – 13.00 WIB

Tabel 9.2 Jam Kerja Karyawan Shift Shift

Jam Kerja


I

08.00 – 16.00 WIB

II

16.00 – 24.00 WIB

III

24.00 – 08.00 WIB

Untuk melayani 3 shift pabrik dibentuk 4 regu kerja yang diatur sebagai berikut: Tabel 9.3 Regu Kerja untuk Karyawan Shift Regu

Hari 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

A

I

I

I

-

II

II

II

-

III

III

B

-

II

II

II

-

III

III

III

-

I

C

II

-

III

III

III

-

I

I

I

-

D

III

III

-

I

I

I

-

II

II

II

Tabel 9.4 Jumlah dan Latar Belakang Pendidikan Karyawan No.

Jabatan

Jumlah

Pendidikan

1.

Dewan Komisaris

1

Ekonomi (S1)

2.

Direktur

3

Teknik Kimia (S1)

3.

Staf ahli

2

Teknik Industri (S1)

4.

Manajer Teknik dan Produksi

1

Teknik Kimia (S1)

5.

Manajer Pemasaran

1

Ekonomi (S1)

6.

Manajer Keuangan

1

Akuntansi (S1)

7.

Manajer Personalia dan Adm. Umum

1

Hukum (S1)

8.

Sekretaris

4

Sekretaris (D3)

9.

Kabag Teknik

1

Teknik Mesin (S1)

10.

Kabag Produksi

1

Teknik Kimia (S1)


11.

Kasi. Pemasaran

1

Ekonomi (S1)

12.

Kasi. Keuangan

1

Akuntansi (S1)

13.

Kasi. Administrasi Umum

1

Ekonomi (S1)

14.

Kasi. Personalia

1

Hukum/Fisipol (S1)

15.

Kasi. Peng. Mutu dan Produk

1

Teknik Kimia (S1)

16.

Kasi. Perencanaan Produksi

1

Teknik Kimia/Mesin (S1)

17.

Kasi. Lab. QC dan R & D

1

Teknik Kimia (S1)

18.

Kasi. Utilitas

1

Teknik Kimia (S1)

19.

Kasi. Instalasi dan Prasarana

1

Teknik Elektro (S1)

20.

Kasi. Bengkel dan Maintenance

1

Teknik Mesin (S1)

21.

Kasi. Proses

1

Teknik Kimia (S1)

22.

Kasi. Laboratorium

1

Teknik Kimia (S1)

23.

Kasi. Penjualan

1

Ekonomi (S1)

24.

Kasi. Distribusi

1

Ekonomi (S1)

25.

Kasi. Keuangan

1

Ekonomi (S1)

26.

Kasi. Pembukuan

1

Ekonomi (S1)

27.

Kasi. Adm. Umum dan Perpajakan

1

Perpajakan (S1)

28.

Kasi. Humas dan Perpustakaan

1

Fisipol (S1)

29.

Kasi. Shift

1

Teknik Industri (S1)

Tabel 9.4 Jumlah dan Latar Belakang Pendidikan Karyawan.... (Lanjutan) No.

Jabatan

Jumlah

Pendidikan

30.

Kasi. Kesehatan dan Olah Raga

1

Kedokteran (S1)

31.

Kasi. Tata Usaha

1

Ekonomi (S1)

32.

Kasi. Adm. Umum dan Perpajakan

1

Perpajakan (S1)

33.

Perwira

1

Perwira / POLRI

34.

Karyawan Teknik

30

STM

35.

Karyawan Umum

98

SMU, STM, Diploma

36.

Karyawan Kesehatan

6

Akper, Dokter (S1)

37.

Petugas Keamanan

9

SMU sederajat

38.

Petugas Kebersihan

8

SMU sederajat


39.

Supir

10

Total

SMU sederajat

201

9.8 Kesejahteraan Karyawan Untuk mencapai hasik kerja yang maksimal dari setiap karyawan, harus didukung oleh fasilitas-fasilitas yang memadai. Fasilitas yang tersedia pada pabrik pembuatan Gliserol ini adalah: 1. Fasilitas cuti tahunan. 2. Tunjangan hari besar / bonus. 3. Tunjangan kecelakaan kerja. 4. Tunjangan kematian yang diberikan kepada keluarga karyawan yang meninggal dunia akibat kecelakaan kerja maupun diluar kerja yang berhubungan dengan pabrik. 5. Transportasi bus karyawan. 6. Penyediaan tempat beribadah, balai pertemuan dan sarana air dan listrik. 7. Penyedian seragam dan alat-alat pengaman (sepatu, seragam, helm, kaca mata dan sarung tangan). 8. Pelayanan kesehatan secara cuma-cuma. 9. Jaminan Sosial Tenaga Kerja (Jamsostek) dan Asuransi Kesejahteraan (Askes).

BAB X ANALISA EKONOMI

Estimasi profitabilitas dari suatu rancangan pabrik kimia perlu dilakukan guna mengetahui kelayakan berdirinya suatu pabrik kimia. Selain berorientasi pada profit, uji kelayakan suatu pabrik secara ekonomi dapat dilihat dari parameter – parameter sebagai berikut : 1. Modal Investasi / Capital Investment (CI) 2. Biaya Produksi Total / Total Cost (TC) 3. Margin Keuntungan / Profit Margin (PM) Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

4. Titik Impas / Break Even Point (BEP) 5. Laju Pengembalian Modal / Return On Investment (ROI) 6. Waktu Pengembalian Modal / Pay Out Time (POT) 7. Laju Pengembalian Internal / Internal Rate of Return (IRR) 10.1 Modal Investasi Modal investasi adalah seluruh modal untuk mendirikan pabrik dan mulai menjalankan usaha sampai mampu menarik hasil penjualan. Modal investasi terdiri dari : 10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) Modal investasi tetap adalah modal yang diperlukan untuk menyediakan segala peralatan dan fasilitas manufaktur pabrik. Modal investasi tetap ini terdiri dari : a. Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) / Direct Fixed Capital Investment (DFCI), yaitu modal yang diperlukan untuk mendirikan bangunan pabrik, membeli dan memasang mesin, peralatan proses dan peralatan pendukung yang diperlukan untuk operasi pabrik. Modal investasi tetap langsung ini meliputi : a. Modal untuk tanah b. Modal untuk bangunan dan sarana c. Modal untuk peralatan proses d. Modal untuk peralatan utilitas e. Modal untuk instrumentasi dan alat kontrol f. Modal untuk perpipaan g. Modal untuk instalasi listrik h. Modal untuk insulasi i. Modal untuk inventaris kantor j. Modal untuk perlengkapan kebakaran dan keamanan k. Modal untuk sarana transportasi Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) sebesar Rp . Rp. 377.334.500.100,Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

b. Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL) / Indirect Fixed Capital Investment (IFCI), yaitu modal yang diperlukan pada saat pendirian pabrik (construction overhead) dan semua komponen pabrik yang tidak berhubungan secara langsung dengan operasi proses. Modal investasi tetap tidak langsung ini meliputi : a. Modal untuk pra-investasi b. Modal untuk engineering dan supervisi c. Modal biaya legalitas d. Modal biaya kontraktor (Contractor’s fee) e. Modal untuk biaya Tidak terduga (Contigencies) Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL) sebesar Rp. 135.367.988.900,Maka Total Modal Investasi Tetap (MIT) adalah sebesar : Total MIT

= MITL + MITTL = (Rp. 377.334.500.100,- + Rp. 135.367.988,900,-) = Rp. 512.702.489.000,-

10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC) Modal kerja adalah modal yang diperlukan untuk memulai usaha sampai mampu menarik keuntungan dari hasil penjualan dan memutar keuangannya. Jangka waktu pengadaan biasanya antara 3 – 4 bulan, tergantung pada cepat atau lambatnya hasil produksi yang diterima. Dalam perancangan ini jangka waktu pengadaan modal kerja diambil 3 bulan.

Modal kerja ini meliputi : a. Modal untuk biaya bahan baku proses dan utilitas b. Modal untuk kas Kas merupakan cadangan yang digunakan untuk kelancaran operasi dan jumlahnya tergantung pada jenis usaha. Alokasi kas meliputi gaji pegawai, biaya administrasi umum dan pemasaran, pajak dan biaya lainnya. c. Modal untuk mulai beroperasi (Start-Up) d. Modal untuk piutang dagang Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Piutang dagang adalah biaya yang harus dibayar sesuai dengan nilai penjualan yang dikreditkan. Besarnya dihitung berdasarkan lamanya kredit dan nilai jual tiap satuan produk. IP × HPT 12

Rumus yang digunakan: PD = Dengan: PD

= piutang dagang

IP

= jangka waktu yang diberikan (3 bulan)

HPT

= hasil penjualan tahunan

Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh Modal Kerja sebesar Rp. 665.393.843.500,Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp. 512.702.489.000,- + Rp. 665.393.843.500,= Rp. 1.178.096.333.000,-

Modal ini berasal dari : 1. Modal Sendiri Besarnya modal sendiri adalah 60 % dari total modal investasi Modal sendiri adalah sebesar = 0,6 x Rp. 1.178.096.333.000,= Rp. 706.857.799.500,2. Pinjaman dari Bank Besarnya modal sendiri adalah 40 % dari total modal investasi Pinjaman dari bank adalah sebesar = 0,4 x Rp. 1.178.096.333.000,= Rp. 471.238.533.200,10.2 Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC) Biaya produksi total merupakan semua biaya yang digunakan selama pabrik beroperasi. Biaya produksi total meliputi :

10.2.1 Biaya Tetap / Fixed Cost (FC) Biaya tetap adalah biaya yang jumlahnya tidak tergantung pada jumlah produksi, meliputi sebagai berikut : a. Gaji Tetap Karyawan Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

b. Bunga Pinjaman Bank c. Depresiasi dan Amortisasi d. Biaya Perawatan Tetap e. Biaya tambahan f. Biaya laboratorium,penelitian dan pengembangan g. Biaya Asuransi h. Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) i.

General Expances, yang meliputi : •

Biaya Administrasi

•

Biaya Pemasaran dan Distribusi

Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh Biaya Tetap (FC) sebesar Rp. 210.413.558.500,10.2.2 Biaya Variabel / Variabel Cost (VC) Biaya variabel adalah biaya yang jumlahnya tergantung pada jumlah produksi. Biaya variabel meliputi sebagai berikut : a. Biaya Bahan Baku Proses dan Utilitas b. Biaya Variabel Tambahan, meliputi biaya perawatan dan penanganan lingkungan, pemasaran dan distribusi c. Biaya variabel lainnya. Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh Biaya Variabel (VC) sebesar Rp. 1.414.153.898.000,Total Biaya Produksi

= Biaya Tetap + Biaya Variabel = Rp. 210.413.558.500,- + Rp. 1.414.153.898.000,= Rp. 1.624.567.457.000,-

10.3 Total Penjualan (Total Sales) •

Produksi Gliserol

= 8.333,333 kg/jam

Harga jual

= Rp.35.000 /kg

(www.kapetseram.com)

Hasil penjualan Gliserol tahunan = 8.333,333 kg/jam x 24 jam/hari x 300 hari/tahun x Rp.35.000,- /kg = Rp. 2.099.999.916.000,Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

•

Produksi Sabun

= 2.039,32 kg/jam

Harga jual

= Rp.3.000/kg


Hasil penjualan Gliserol tahunan = 2.039,32 kg/jam x 24 jam/hari x 300 hari/tahun x Rp. 3.000,- /kg = Rp. 44.049.312.000,Total Hasil Penjualan Tahunan = Rp. 2.099.999.916.000,-

10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh sebagai berikut : 1. Laba sebelum Pajak (Bruto)

= Rp. 519.481.771.000,-

2. Pajak Penghasilan (PPh)

= Rp. 155.827.031.300,-

3. Laba setelah Pajak (Netto)

= Rp. 363.654.739.700,-

10.5 Analisa Aspek Ekonomi 10.5.1 Profit Margin (PM) Profit Margin atau net profit menunjukkan pada perhitungan profitabilitas (dalam persen). Dihitung dari perbandingan antara keuntungan sebelum pajak terhadap total penjualan. PM = =

Laba sebelum pajak x 100 % Total Penjualan

Rp. 519.481.771.000,− x 100 % Rp. 2.144.049.228.000,−

= 24,23 % Dari hasil perhitungan diperoleh profit margin sebesar 24,23 %. Maka PraRancangan Pabrik Pembuatan Gliserol dari Minyak Mentah Jagung ini memberikan keuntungan. 10.5.2 Break Even Point (BEP) Break Even Point adalah keadaan kapasitas produksi pabrik saat hasil penjualan hanya dapat menutupi biaya produksi. Dalam keadaan ini pabrik tidak untung dan tidak rugi. Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

BEP =

Biaya Tetap x 100 % Total Penjualan − Biaya Variabel

BEP =

Rp. 210.413.558.500,− x 100 % Rp. 2.144.049.228.000 − Rp. 1.414.153.898.000

= 28,83 % Kapasitas produksi pada titik BEP

= 28,83 % x 60.000 ton/tahun = 17.298 ton/tahun

Nilai penjualan pada titik BEP

= 28,83 % x Rp.2.144.049.228.000,= Rp. 618.129.392.400,-

Dari data feasibilities (Peters, dkk. 2004) diperoleh data sebagai berikut :  BEP ≤ 50 %, pabrik layak (feasible)  BEP ≥ 70 %, pabrik kurang layak (infeasible) Dari perhitungan diperoleh BEP sebesar 28,83 %. Maka Pra-Rancangan Pabrik ini cukup layak.


10.5.3 Return On Investment (ROI) Return on Investment adalah besarnya persentase pengembalian modal tiap tahun dari penghasilan bersih. ROI

=

Laba setelah pajak x 100 % Total mod al Investasi

ROI

=

Rp. 363.654.739.700,− x 100 % Rp. 1.178.096.333.000,−

= 30,86 % Analisa ini dilakukan untuk mengetahui laju pengembalian modal investasi total dalam pendirian pabrik. Kategori resiko pengembalian modal tersebut adalah sebagai berikut :  ROI ≤ 15 %, resiko pengembalian modal rendah  15 % ≤ ROI ≤ 45 %, resiko pengembalian modal rata-rata  ROI ≥ 45 %, resiko pengembalian modal tinggi. Dari hasil perhitungan diperoleh ROI sebesar 30,86 % sehingga pabrik yang akan didirikan ini termasuk resiko laju pengembalian modal rata - rata. 10.5.4 Pay Out Time (POT) Pay Out Time adalah angka yang menunjukkan berapa lama waktu pengembalian modal, dihitung dengan membandingkan besar total investasi dengan penghasilan bersih setiap tahun. Untuk itu, pabrik dianggap beroperasi pada kapasitas setiap tahun. POT

=

1 x 1 Tahun ROI

POT

=

1 x 1 Tahun 0,3086

POT

= 3,2 Tahun

POT selama 3,2 tahun merupakan jangka waktu pengembalian modal dengan asumsi bahwa perusahaan beroperasi dengan kapasitas penuh tiap tahun.


10.5.5 Return On Network (RON) Return on Network merupakan perbandingan laba setelah pajak dengan modal sendiri. RON =

Laba setelah pajak x 100 % Modal sendiri

RON =

Rp. 363.654.739.700,− x 100 % Rp. 706.857.799.500,−

RON = 51,45 % 10.5.6 Internal Rate of Return (IRR) Internal

Rate

of

Return

(IRR)

Merupakan

persentase

yang

menggambarkan keuntungan rata-rata bunga pertahunnya dari semua pengeluaran dan pemasukan yang dilakukan mulai dari tahap awal pendirian sampai pada usaha itu sendiri. Apabila IRR ternyata lebih besar dibandingkan tingkat suku bunga yang dipakai dalam pengembalian pinjaman ke bank maka pabrik akan menguntungkan, tetapi bila IRR lebih kecil dari bunga pinjaman Bank yang dipakai maka pabrik dianggap rugi. Dari perhitungan Lampiran E diperoleh IRR sebesar 40,99 % sedangkan bunga pinjaman bank sebesar 15 %, berarti Pabrik Pembuatan Gliserol dari Minyak Jagung Mentah ini layak didirikan.


BAB XI KESIMPULAN Dari hasil analisa perhitungan pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Gliserol dari Minyak Jagung Mentah dengan kapasitas 60.000 ton/tahun, diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Pabrik di rencanakan beroperasi selama 300 hari dalam setahun. 2. Jumlah tenaga kerja yang di butuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 201 orang dan bentuk badan usaha yang direncanakan adalah perseroan terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staff. 3. Lokasi pabrik yang di rencanakan adalah di daerah Perbauangan, Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara dengan luas tanah yang dibutuhkan adalah 18.185 m2 4. Hasil analisa ekonomi adalah sebagai berikut : a. Total modal investasi

: Rp 1.178.096.333.000,-

b. Biaya Produksi (per tahun)

: Rp 1.624.567.457.000,-

c. Hasil penjualan (per tahun)

: Rp 2.144.049.228.000,-

d. Laba bersih

: Rp 363.654.739.700,-

e. Profit Margin (PM)

: 24,23 %

f. Break Even Point (BEP)

: 28,83 %

g. Return on Investment (ROI)

: 30,86 %

h. Pay Out Time (POT)

: 3,2 tahun

i. Return on Network (RON)

: 51,45 %

j. Internal Rate of Return (IRR)

: 40,99 %


DAFTAR PUSTAKA

Anonim, ”Statisitik Perdagangan Luar Negeri”, Medan : Badan Pusat Statistik, 2002 – 2006 Brownell, L.E, Young, E. H, 1959, “Process Equipment Design”, Wilay Eastern Ltd, New York. Brownell, L.E., & Young, E.H., 1959, “Process Equipment Design”, Wiley Eastern Ltd., New Delhi Considine, Douglas M. 1985, “Instruments

and Control Handbook”, 3

rd

Edition, Mc Graw-Hill, Inc., USA Davidson, L. Robert, 1980, “Handbook of Water Soluble Gums and Resins”, Mc Graw Hill Book Company, New York Degremont, 1979, “Water Treatment Handbook”, 5th Edition, Jhon Willey, London Foust, A.S, 1979, “Principle of Unit Opertions”, 3rd Edition, Jhon Willey & Sons, Inc, London Geankoplis,C.J, 1997, “Transport Process and Unit Opertion”, Prentice-Hall, Inc, New York. Kern, D.Q, 1965, “Process Heat Transfer”, Mc Graw-Hill Book Company, New York. Kawamura, 1991, “An Integrated Calculation of Waste Water Engineering”, New York : Jhon Willey & Sons Inc. Ketaren, S, 1986, ”Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan”, Cetakan I, UI-Press, Jakarta Kirk, R.E, Othmer, D.F, 1949, “Encyclopedia of Chemical Engineering Technology”, Vol. 18, The Intescience Publisher Division of Jhon Willey & Sons Inc, New York


Levenspiel, Octave, 1999, “Chemical Reaction Engineering”, Jhon Willey & Sons Inc, New York Lorch, Walter, 1981, “Handbook of Water Purification, Britain”, Mc GrawHill Book Company, Inc. Manulang, M. (Alih Bahasa, 1982, Dasar – dasar Marketing Modern, Edisi 1, Yogyakarta : Penerbit Liberty Metcalf and Eddy Inc, 1991, “Waste water Engineering Treatment Disposat and Reuse”, Mc Graw-Hill Book company, New York Nalco, 1988, “The Nalco Water Handbook”, New York : Mc Graw-Hill Book Company Perry, R.H, Green, D, 1999, “Chemical Engineering Handbook”, Mc Graw-Hill Company, New York Reklaitis, G.V., 1983, “Introduction to Material and Energy Balance”, Mc Graw-Hill Book Company, New York Rusjdi, Muhammad, 2004, “PPN dan PPnBM : Pajak Pertambahan Nilai dan Pajak atas Barang Mewah”, PT. Indeks Gramedia, Jakarta Rusjdi, Muhammad, 2004, “PPh Pajak Penghasilan”, PT. Indeks Gramedia, Jakarta Smith, J.M, H.C. Van Ness dan M.M. Abot, 1996, “Introduction to Chemical Engineering Thermodynamic”, Mc Graw-Hill Book Company, New York Sutarto, 2002, “Dasar-Dasar Organisasi”, Gajah Mada University Press, Yogyakarta Timmerhaus, K. D., Peters, M.S., 2004, “Plant Design and Economics for Chemical Engineering 5th edition”, Jhon Willey & Sons Inc, New York Ulrich, D. A., 1984, “A Guide to Chemical Engineers Process Design and Economics”, Jhon Willey & Sons Inc. New York Walas & Stanley M, “Chemical Process Equipment”, United States of America : Butter worth Publisher, 1988.


LAMPIRAN A NERACA MASSA

Kapasitas produksi

= 60.000 ton/tahun

Basis perhitungan

= 1 jam operasi

Satuan

= kg/jam

Satu tahun operasi

= 300 hari

Satu hari operasi

= 24 jam

Kapasitas produksi dalam 1 jam operasi =

60.000 ton 1000 kg 1 tahun 1 hari x x x 1 tahun 1 ton 300 hari 24 jam

= 8.333,333 kg/jam Kemurnian Produk

= 88 %

Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan gliserol adalah minyak jagung mentah. Komposisi minyak jagung: 1. Trigliserida: 98,6 %, terdiri dari: - Trimiristat

= 0,1 %

- Tripalmitat

= 10 %

- Tristearat

= 2,5 %

- Trioleat

= 30 %

- Trilinoleat

= 56 %

2. Lilin : 0,05 % 3. Sterol : 1,00 % Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

4. Abu : 0,35 % Dari kapasitas produksi gliserol per jamnya maka perhitungan kesetimbangan massa dapat ditentukan dengan cara perhitungan menggunakan alur mundur mulai dari produk yang dihasilkan hingga kebutuhan bahan baku yang digunakan setiap jamnya.

A.1 Cooler ( CO-01 ) Fungsi: Menurunkan suhu gliserol dari 120oC menjadi 30 oC. 12 Gliserol = 7.333,333 kg/jam Air = 1000 kg/jam

14 Gliserol = 7.333,333 kg/jam Air = 1000 kg/jam

CO-01

Neraca Massa Total : F12 = F14

8.333,333 kg/jam = 8.333,333 kg/jam

A.2 Evaporator ( E-01 ) Fungsi: untuk menguapkan air dari gliserol.

Air 13 11 Gliserol 75% Air 25%

12 E-01

Gliserol 88% Air 12%

Steam yang masuk ke dalam evaporator pada temperatur 1400C dan tekanan 1 atm. 11 = 75 % FGliserol


11 Fair

= 25 %

Kemurnian Produk

= 88 %

Neraca Massa Total: F11 = F12 + F13 F13 = 8.333,333 kg/jam

Neraca Massa Komponen : •

12 FGliserol

=

12 F12 . WGliserol

= (8.333,333 x 0,88) kg/jam = 7.333,333 kg/jam 11 12 Dimana, FGliserol = FGliserol = 7.333,333 kg/jam

Sehingga, F11

=

F11

=

11 FGliserol 11 WGliserol

7.333,333 kg / jam 0,75

= 9.777,777 kg/jam •

11 FAir

=

11 . F11 WAir

= (0,25 x 9.777,777) kg/jam = 2.444,444 kg/jam F12

=

12 12 + FAir FGliserol

12 8.333,333 kg/jam = 7.333,333 kg/jam + FAir 12 FAir

= (8.333,333 - 7.333,333) kg/jam = 1000 kg/jam

13 FAir

11 12 = FAir - FAir

= (2.444,444 - 1000) kg/jam = 1.444,444 kg/jam Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

% Air yang teruapkan =

=

13 FAir x 100% 11 FAir

1.444,444 kg / jam 2.444,444 kg / jam

= 59 % Neraca Massa Total: F11 = F12 + F13

9.777,777 kg/jam = 1.444,444 kg/jam + 8.333,333 kg/jam A.3 Tangki Produk Bawah Separator ( T-05 ) Fungsi: untuk menampung gliserol dari separator 9

11

Gliserol Air

Gliserol Air

T-05

Neraca Massa Total: F9

F 11

= F11, ,dikarenakan tidak ada proses pemisahan pada unit T-06 ini. = 9.777,777 kg/jam

11 9 = FGliserol FGliserol

11 FAir

9 = FAir

= 7.333,333 kg/jam = 2.444,444 kg/jam

A.4 Tangki Pencampuran ( TP-01 ) Fungsi: untuk mencampur sabun cair dengan zat pewarna dan pewangi Pewangi 0,15%

Pewarna 0,075%

16

15

10 Sabun cair

17 TP-01

Sabun cair Pewangi Pewarna

Neraca Massa Total: Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

F17

= F10 + F15 + F16

F10

= 2.039,32 kg/jam

Neraca Massa Komponen •

F15

= F10 . W 15 = 2.039,32 kg/jam . 0,075% = 1,5295 kg/jam

•

F16

= F10 . W 16 = 2.039,32 kg/jam . 0,15% = 3,0589 kg/jam

Neraca Massa Total: F17

= F10 + F15 + F16 = (2.039,32 + 1,019 + 2,039) kg/jam = 2.042,378 kg/jam

A.5 Separator ( SP-01 ) Fungsi: untuk memisahkan gliserol dengan sabun berdasarkan densitas.

Gliserol Sabun cair Trigliserida Air

8

10 SP-01

Sabun cair Trigliserida Air

9 Gliserol Air


Kondisi operasi didalam separator adalah pada temperatur 800C dan tekanan 1 atm. Pada separator 100% gliserol dapat dipisahkan dari sabun cair. Trigliserida dan air ikut bersama sabun cair . Di asumsikan air yang terikut bersama gliserol sebanyak 90%. Neraca Massa Total: F 8 = F9 + F10

F 9 = 9.777,777 kg/jam


8 FGliserol

=

•

8 FSabun

10 = FSabun

•

8 10 FTrigliseri da = FTrigliserida = 814,815 kg/jam

•

8 FAir

9 FAir

7.333,333 kg/jam = 952,9 kg/jam

= 2.716,048 kg/jam = (2.716,048 x 0,1) kg/jam = 271,605 kg/jam

Maka ,

F 10

= 952,9 + 814,815 + 271,605 kg/jam = 2.039,32 kg/jam

Neraca Massa Total: F 8 = F9 + F10

11.817,096 kg/jam = 9.777,777 kg/jam + 2.039,32 kg/jam

A.6 Reaktor (R-01) Fungsi: untuk mereaksikan trigliserida (minyak jagung) dengan larutan NaOH 40% sehingga menghasilkan gliserol dan sabun. Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Minyak jagung 7 NaOH Air

6

8 R-01

Gliserol Sabun Trigliserida Air

Maka reaksi yang terjadi adalah: CH2 _ O _ OCR1

CH2 _ OH

R1CO _ O _ Na

70-800C

CH

_

_

O OCOR2 + 3NaOH

CH2 _ O _ OCOR3 Trigliserida

CH _ OH + R2CO _ O _ Na CH2 _ OH

Larutan álkali

Gliserol

R3CO _ O _ Na Sabun Cair

R1

= Asam palmitat (C16H32O2)

R2

= Asam Oleat (CH3(CH2)7=CH(CH2)7COOH

R3

= Asam Linoleat (CH3(CH2)4CH=CH-CH2CH=CH-(CH2)7COOH)

Neraca Massa Total:

F8

= F 6 + F7

11 8 = FGliserol = 7.333,333 kg/jam FGliserol

Diasumsikan, konversi reaksi antara trigliserida dengan NaOH menjadi gliserol 90 % Neraca Massa Komponen : Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

•

8 FGliserol

7.333,333

F7

= 90 % . F 7 = 0,9 . F 7 =

7.333,333 kg / jam 0,9

= 8.148,148 kg/jam

Konversi reaksi 90 %, maka 10 % Trigliserida tidak bereaksi menjadi gliserol. •

8 FTrigliseri da

= 0,1 x F 7 = 0,1 x 8.148,148 kg/jam = 814,815 kg/jam

N

3 Trigliserida

=

=

8 FTrigliseri da

BM Trigliserida

, dimana BM Trigliserida = 1.026 kg/kmol

8.148,148 kg / jam 1.026 kg / kmol

= 7,94 kmol/jam •

7 N NaOH

3 = 3 x N Trigliseri da

= 3 x 7,94 kmol/jam = 23,82 kmol/jam 7 FNaOH

7 = N NaOH x BM NaOH

= 23,82 kmol/jam

x 40 kg/kmol

= 952,9 kg/jam •

14 FAir

= 2.444,444 kg/jam

Di asumsikan : Jumlah air pada alur (14) = 90% dari jumlah air pada alur (8) •

8 FAir

=

2.444,444 kg / jam 0,9

= 2.716,048 kg/jam 7 8 = FAir = 2.716,048 kg/jam FAir


F7

7 7 = FNaOH + FAir

= 952,9 kg/jam + 2.716,048 kg/jam = 3.668,948 kg/jam F8

= F 4 + F7 = 8.148,148 kg/jam + 3.668,948 kg/jam = 11.817,096 kg/jam

•

8 FSabun

8 8 8 = F8 - FGliserol - FTrigliseri da - FAir

= (11.817,096 - 7.333,333 - 814,815 - 2.716,048) kg/jam = 952,9 kg/jam Neraca Massa Total:

F8

= F 7 + F4

11.817,096 kg/jam = 3.668,948 kg/jam + 8.148,148 kg/jam A.7 Mixer ( M-01 ) Fungsi: untuk melarutkan NaOH dengan air

Air 6 5 NaOH

7 M-01

NaOH Air

Neraca Massa Total:

F7

= F5 + F6

F7

= 3.668,948 kg/jam

7 5 = FNaOH FNaOH 7 FAir

6 = FAir

= 952,9 kg/jam = 2.716,048 kg/jam

A.8 Tangki Penampung ( T-05 ) Fungsi : untuk menampung minyak jagung dari Vibrating filter Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

3

7

Minyak jagung

Minyak jagung

T-05

Neraca Massa Total : F3 = F7, dikarenakan tidak ada proses pemisahan pada unit T-05 ini. F7 = 8.148,148 kg/jam

A.9 Vibrating Filter (VF-01) Fungsi: untuk memisahkan ampas dari minyak jagung mentah.

Minyak jagung

1

VF-01

2

3

Minyak jagung

Abu Minyak 0,01 %

Diperkirakan minyak terbuang dalam vibrating filter sebesar 0,01% pada kondisi tekanan 1 atm dan temperatur 250C. Komposisi minyak jagung: 1. Trigliserida: 98,6 %, terdiri dari: - Trimiristat

= 0,1 %

- Tripalmitat

= 10 %

- Tristearat

= 2,5 %

- Trioleat

= 30 %

- Trilinoleat

= 56 %


2. Lilin : 0,05 % 3. Sterol : 1,00 % 4. Abu : 0,35 %

Neraca MassaTotal: F1

= F2 + F 3

F3

= 8.148,148 kg/jam


Kandungan abu didalam minyak jagung sebesar: 0,35 % 2 FAbu

= 0,35% . 8.148,148 kg/jam = 28,518 kg/jam

•

Minyak jagung terbuang: 0,01% 2 = 0,01 % . F3 FMinyak

= (0,01 % x 8.148,148) kg/jam = 0,814 kg/jam F2

2 2 = FMinyak + FAbu

= (0,814 + 28,518) kg/jam = 29,332 kg/jam F1

= F 2 + F3 = (29,332 + 8.148,148) kg/jam = 8.177,48 kg/jam

Neraca MassaTotal: F1

= F 2 + F3

8.177,48 kg/jam = 29,332 kg/jam + 8.148,148 kg/jam


LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI

Kapasitas Produksi

= 60.000 ton/tahun

Operasi Pabrik

= 300 hari/tahun

Basis perhitungan

= 1 jam operasi

Temperatur referensi

= 250C

Suhu Lingkungan

= 30oC

Satuan perhitungan

= kkal/jam

Perhitungan neraca panas ini menggunakan rumus-rumus perhitungan dan datadata sebagai berikut: Perhitungan Panas Bahan Masuk (Qin) dan Keluar (Qout) Q = ∫ mi ⋅ Cp i dT

.... (1)


T  BP  Q = N i  ∫ Cpl i dT + ∆H VL + ∫ Cpg i dT  BP 298 

(Reklaitis,

…. (2)

1983) Keterangan : Persamaan 2 di atas, merupakan perhitungan panas bahan yang disertai perubahan fasa (phase transition)

Perhitungan Panas Reaksi 0 Q = ∆H = ∆H R0 + ∆H 298 + ∆H P0

(Smith, 2001)

.... (3)

dimana:     0 ∆H 298 =  ∑ vi ∆H 0fi  −  ∑ vi ∆H 0fi   i  produk  i  reak tan

  ∆H R0 =  ∑ ni (Cp i )H (298 − T )  i    ∆H P0 =  ∑ ni (Cp i )H (T − 298)  i 

Data kapasitas Panas, Panas laten, dan Panas Pembentukan Tabel L.B.1 Reaksi Pembentukan standar (ΔHf0) pada suhu 25oC Komponen

(ΔHf0)

Satuan

NaOH

-426,7262

Kkal/kmol

(Perry, 1999)

Minyak jagung

-121,18

Kkal/kmol

(Perry, 1999)

Gliserol

-159,16

Kkal/kmol

(Perry, 1999)

Sabun

1,9915

Kkal/kmol

(Perry, 1999)

Tabel L. B. 2 Data Kapasitas Panas (Cp) Berbagai Zat yang Digunakan Zat NaOH Gliserol Sabun cair H2O (l) H2O (g)

Cp

Satuan

0,479

kkal/kg 0K

(Perry, 1999)

0,576

kkal/kg 0K

(Perry, 1999)

0,476

kkal/kg 0K

(Perry, 1999)

1

kkal/kg 0K

(Perry, 1999)

0,4512

kkal/kg 0K

(Perry, 1999)


Perhitungan Kebutuhan Steam

ms =

Qs = Qout - Qin

Qs

λs

... (4)

Perhitungan Kebutuhan Air Pendingin

mc =

Qc = Qout - Qin

Qc H out − H in

Tabel L.B.3 Estimasi Cp

… (5)

ikatan yang terkandung dalam Minyak jagung

(Trigliserida) Ikatan

Cp (kkal/kg 0K)

- CH3

8,8

- CH2 -

6,2

- CH =

5,3

- COOH

19,1

C=

2,9

C

O

2,9

14,5

– C – O– Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Sumber : Lyman, 1980 dan Reid

Struktur Trigliserida CH2 _ O _ OCR CH

_

O _ OCR

CH2 _ O _ OCR Cp Minyak jagung (trigliserida) : =

CH2–OOC–(CH2)16CH3–CH–OOC–(CH2)16CH3CH2–OOC–

(CH2)16CH3 = 50 (-CH2-) + 3(-COO=) + 3(-CH3-)+1(-CH=) = 50 (6,2) + 3( 14,5 ) +3 (8,8) + 1 (5,3) = 385,2 kal /mol 0K = 0,3852 kkal/mol 0K

Perhitungan neraca panas pada setiap alat adalah: B.1 Mixer (M-01) Fungsi: untuk melarutkan NaOH dengan air

Air 5 4 NaOH T = 30oC P = 1 atm

6 M-01

NaOH Air T = 30oC P = 1 atm

Neraca Energi Total Panas masuk

= Panas keluar


Q4 + Q5

= Q6

Panas masuk  Q4 303 4 Q NaOH

∫ Cp

4 = FNaOH x

NaOH

dT

298

= 952,9 kg/jam x (0,479 kkal/kg 0K) (303-298) 0K = 2.282,1955 kkal/jam  Q5 303

Q

5 Air

= F

5 Air

∫ Cp

x

Air

dT

298

= 2.716,048 kg/jam x ( 1 kkal/kg 0K) (303-298) 0K = 13.580,24 kkal/jam ∆ Hpelarutan = ∆ Hof NaOH (s) + ∆ Hof Air (l) + ∆ Hof NaOH (l)

= (- 426,7262) + (- 57,8) + (-416,88) = -901,406 kkal/jam

Panas keluar  Q6 303

Q

6 NaOH

6 NaOH

= F

x

∫ Cp

NaOH

dT

298

= 952,9 kg/jam x (0,479 kkal/kg 0K) (303-298) 0K = 2.282,1955 kkal/jam

303 6 Q Air

6 = FAir x

∫ Cp

Air

dT

298

= 2.716,048 kg/jam x ( 1 kkal/kg 0K) (303-298) 0K = 13.580,24 kkal/jam Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Tabel LB.1 Hasil Perhitungan Neraca Panas pada Mixer (M-01) Masuk (kkal/jam) alur (4) alur (5) 2.282,1955 13.580,24

Komponen NaOH Air

2.282,1955 15.862,4355

Total

Keluar (kkal/jam) alur (6) 2.282,1955 13.580,24

13.580,24

15.862,4355 15.862,4355

B.2 Reaktor (R-01) Fungsi: untuk mereaksikan trigliserida (minyak jagung) dengan larutan NaOH 40% sehingga menghasilkan gliserol dan sabun. Minyak jagung T = 30oC P = 1 atm

Steam T = 100oC P = 1 atm

7 NaOH Air T = 30oC P = 1 atm

8

6 R-01

Gliserol Sabun Trigliserida Air T = 80oC P = 1 atm

Kondensat Reaksi yang terjadi adalah: CH2 _ O _ OCR1

CH2 _ OH 70-800C

CH

_

_

O OCOR2 + 3NaOH

CH2 _ O _ OCOR3 Trigliserida

CH _ OH + 3RCOONa CH2 _ OH

Larutan álkali

Gliserol

Sabun Cair

Neraca Panas Total Panas masuk = Panas keluar Q6 + Q7 + Qsteam + QR = Q8 Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Panas masuk  Q6 Q6 Analaog perhitungan Q6 pada LB.1 Q6

= 15.862,4355 kkal/jam

 Q7 303 7 QMinyak

jagung

7 = FMinyak jagung x

∫ Cp

Minyak jagung

dT

298

= 8.148,148 kg/jam x (0,3852 kkal/mol 0 K) (303-298) 0K = 15.693,333 kkal/jam  Panas Reaksi (QR) ∆HR 298

= ( ∆H o f Gliserol + 3 ∆H o f Sabun ) – ( ∆H o f Trigliserida + 3 ∆H o f NaOH ) = ((-159,16) + 3(1,9915)) – ((-121,18) + 3(-426,726)) = (-153,1855 kkal/jam) – (-1.401,358 kkal/jam)

QR

= 1.248,1725 kkal/jam

Panas masuk = 15.862,4355 kkal/jam + 15.693,333 kkal/jam + 1.248,1725 kkal/jam = 32.803,941 kkal/jam Panas keluar  Q8 353 8 Gliserol

Q

8 Gliserol

= F

x

∫ Cp

Gliserol

x dT

298

= 7.333,333 kg/jam x 0,576 kkal/kg 0K x (353 – 298) 0K = 232.319,989 kkal/jam 353 8 QSabun

8 = FSabun x

∫ Cp

Sabun

x dT

298

= 952,9 kg/jam x 0,476 kkal/kg 0K x (353 – 298) 0K = 24.946,922 kkal/jam Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

353

8 QTriglisert ida

8 = FTrigliseri da x

∫ Cp

Trigliserida

x dT

298

= 814,815 kg/jam x 0,3852 kkal/kg 0K x (353 – 298) 0K = 17.262,671 kkal/jam 353

QH8 2O

= FH82O x

∫ Cp

H 2O

x dT

298

= 2.716,048 kg/jam x 1 kkal/kg 0 K x (353 – 298) 0K = 149.382,64 kkal/jam

Panas keluar = 232.319,989 kkal/jam + 24.946,922

kkal/jam + 17.262,671

kkal/jam + 149.382,64 kkal/jam = 423.912,222 kkal/jam

QSteam

= Panas keluar – panas masuk = 423.912,222 kkal/jam - 32.803,941 kkal/jam = 391.108,281 kkal/jam

Kondisi steam masuk pada T = 100o C dan P= 1 atm

(Saturated Steam)

HVL (100o C) = 539,0599 kkal/kg

Sumber : Smith (1989)

Maka jumlah Saturated steam yang dibutuhkan: QSteam

= msteam . (HVL)

391.108,281 kkal/jam = m steam x 539,0599 kkal/kg m steam = 725,537 kg/jam Maka kebutuhan steam untuk Reaktor sebanyak 725,537 kg/jam

Tabel LB.2 Perhitungan Neraca Panas pada Reaktor (R-01) Komponen

Masuk (kkal/jam) alur (6) alur (7)

Keluar (kkal/jam) alur (8)


NaOH Air Minyak jagung Gliserol Sabun Panas reaksi Steam

2.282,1955 13.580,24 15.693,333

1.248,1725 391.108,281 15.862,4355 408.049,7865 423.912,222

Total

149.382,64 17.262,671 232.319,989 24.946,922

423.912,222 423.912,222

B.3 Separator (SP-01) Fungsi: untuk memisahkan gliserol dengan sabun berdasarkan densitas.

Gliserol Sabun cair Trigliserida Air T = 80oC P = 1 atm

8

10 SP-01 9

Sabun cair Trigliserida Air T = 80oC P = 1 atm

Gliserol Air T = 80oC P = 1 atm

Neraca Energi Total Panas masuk = Panas keluar Q8

= Q9 + Q10


= 423.912,222 kkal/jam

Panas keluar  Q9 353 9 Gliserol

Q

9 Gliserol

= F

x

∫ Cp

Air

x dT

298


= 7.333,333 kg/jam x ( 0,576 kkal/kg 0K) (353-298) 0K = 232.319,989 kkal/jam 353

Q

9 air

9 Air

=F

x

∫ Cp

Air

x dT

298

= 2.444,444 kg/jam x ( 1 kkal/kg 0K) (353-298) 0K = 134.444,42 kkal/jam

 Q10 353

10 QSabun cair

∫ Cp

10 = FSabun cair x

Sabun cair

x dT

298


353

10 Trigliserida

10 Trigliserida

= F

Q

x

∫ Cp

Trigliserida

x dT

298


353 10 = FAir x

Q10 Air

∫ Cp

Air

x dT

298

= 271,605 kg/jam x ( 1 kkal/kg 0K) (353-298) 0K = 14.938,275 kkal/jam

Tabel LB.3 Hasil Perhitungan Neraca Panas pada Separator (SP-01) Komponen Gliserol Sabun cair Trigliserida Air Total

Masuk (kkal/jam) alur (8) 232.319,989 24.946,922 17.262,671 149.382,64 423.912,222 423.912,222

Keluar (kkal/jam) alur (9) alur (10) 232.319,989 24.946,922 17.262,671 134.444,42 14.938,275 366.764,409 57.147,868 423.912,222


B.4 Tangki Produk Bawah Separator (T-05) Fungsi: untuk menampung gliserol dari separator

9

11



T-05

Neraca Energi Total Panas masuk = Panas keluar Q9

= Q11


= 366.764,409 kkal/jam

Panas keluar  Q11 353 11 Gliserol

Q

11 Gliserol

= F

x

∫ Cp

Gliserol

x dT

298

= 7.333,333 kg/jam x ( 0,576 kkal/kg 0K) (353-298) 0K = 232.319,989 kkal/jam

353

Q11 Air

11 = FAir x

∫ Cp

Air

x dT

298

= 2.444,444 kg/jam x ( 1 kkal/kg 0K) (353-298) 0K = 134.444,42 kkal/jam

Tabel LB.4 Hasil Perhitungan Neraca Panas pada Tangki Produk Bawah Separator (T-05) Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Komponen Gliserol Air

Masuk (kg/jam) alur (9) 232.319,989 134.444,42

Keluar (kg/jam) alur (11) 232.319,989 134.444,42

366.764,409

366.764,409

Total

B.5 Evaporator (E-01) Fungsi: untuk menguapkan air dari gliserol. Uap Air T = 120oC P = 1 atm

Steam T = 140oC P = 1 atm

13 11 Gliserol Air T = 80oC P = 1 atm

12 E-01


Kondensat

Neraca Panas Total Panas masuk = Panas keluar Q11+ Qsteam

= Q12 + Q13

Panas masuk  Q11 Q11 analog perhitungan LB.4 = 366.764,409 kkal /jam

Panas keluar  Q12 Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

393

12 QGliserol

∫ Cp

12 = FGliserol x

Gliserol

x dT

298

= 7.333,333 kg/jam x (0,576 kkal/kg oK) (393 – 298)oK = 401.279,982 kkal/jam

QH122O

= FH122O x ∫ Cp H 2O dT 393  373  = 1000 kg/jam x  ∫ Cp H 2O (l ) + ∫ Cp H 2O ( g ) + λ 413o K  373  298 

= 1000

kg/jam x ((1 kkal/kg 0K ) (373-298)oK + (0,4512

kkal/kg 0 K) (393-298)oK + 653,417 kkal/kg ) = 762.257 kkal/jam  Q13 QH132O

393  373  = FH132O x  ∫ Cp H 2O (l ) + ∫ Cp H 2O ( g ) + λ 413o K  373  298  393  373   = 1.444,444 kg/jam x  ∫ Cp H 2O (l ) + ∫ Cp H 2O ( g ) + λ 413o K  373  298 

= 1.444,444 kg/jam x ((1 kkal/kg 0K ) (373-298)oK + (0,4512 kkal/kg0 K) (393-298)oK + 653,417 kkal/kg ) = 1.101.037,55 kkal/jam Panas keluar = Q12 + Q13 = 1.163.536,982 kkal/jam + 1.101.037,55 kkal/jam = 2.264.574,532 kkal/jam

Qsteam

= Panas keluar – panas masuk

Qsteam

= 1.897.810,123 kkal/jam

Maka jumlah saturated steam yang dibutuhkan Qsteam

= msteam . (HVL)

1.897.810,123 kkal/jam = m steam x 653,4178 kkal/kg Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

m steam = 2.904,436 kg/jam maka kebutuhan steam untuk Evaporator sebanyak 2.904,436 kg/jam

Tabel LB.5 Perhitungan Neraca Panas pada Evaporator (E-01) Masuk (kkal/jam) alur (11) 232.319,989 134.444,42

Komponen Gliserol Air Panas penguapan Panas yang dilepas

1.897.810,123 2.264.574,532 2.264.574,532

Total

Keluar (kkal/jam) alur (12) alur (13) 401.279,982 762.257 1.101.037,55 1.163.536,982 1.101.037,55 2.264.574,532

B.6 Cooler (C-01) Fungsi: Menurunkan suhu gliserol dari 120oC menjadi 30 oC.

Air Pendingin T = 25oC 12

14

Gliserol Air T = 120oC

CO-01

Gliserol T = 30oC

Air Pendingin Bekas T = 80oC Neraca Panas Total Panas masuk

= Panas keluar

Q12+ QAir pendingin

= Q14

Panas masuk  Q12 Q12 analog perhitungan LB.5 = 1.163.536,982 kkal /jam Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Panas keluar  Q14 30.3 14 Gliserol

14 Gliserol

= F

Q

x

∫ Cp

Gliserol

x dT

298

= 7.333,333 kg/jam x (0,576 kkal/kg oK) (303 – 298)oK = 21.119,999 kkal/jam

30.3

Q 14 Air

14 = FAir x

∫ Cp

Air

x dT

298

= 1000 kg/jam x (1 kkal/kg oK) (303 – 298)oK = 5000 kkal/jam

Panas yang dilepaskan pada cooler adalah : ∆Q ∆t

= Qmasuk – Qkeluar = 1.163.536,982 kkal/jam – 26.119,999 kkal/jam = 1.137.416,983 kkal/jam = 4.758.952,657 kJ/jam

Kondisi masuk Air pendingin pada T = 25oC = 298 K Kondisi keluar Air pendingin bekas T = 80oC = 353 K 25oC, 1 atm. Cpair = 4,182 kJ/kgoK

( Geankoplis, 1999 )

Maka jumlah Air pendingin yang dibutuhkan, ∆Q

m = =

∆t Cp x ∆T

4.758.952,657 kJ / jam

4,182 kJ / kg o K x (298 − 353) K o

= 20.690,1989 kg/jam

Tabel LB.6 Perhitungan Neraca Panas pada Cooler (CO-01) Komponen

Masuk (kkal/jam) alur (12)

Keluar (kkal/jam) alur (14)


Gliserol Air Panas yang diserap Total

401.279,982 762.257 -1.137.416,983 26.119,999

21.119,999 5.000 26.119,999

LAMPIRAN C Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT

LC.1 Gudang NaOH (G-01) Fungsi

: Menyimpan bahan NaOH,direncanakan untuk kebutuhan 10 hari

Jumlah

: 1 unit

Bentuk

: Persegi panjang

Bahan konstruksi

: Beton

Kondisi penyimpanan

: T = 300C, P = 1 atm

Kebutuhan NaOH

: 952,9 kg/jam

Kebutuhan NaOH untuk 10 hari = 952,9 kg/jam x 24 jam/hari x 10 hari = 228.696 kg Densitas NaOH ( ρ )

= 2130 kg/m3

m

Volume NaOH untuk 10 hari (V) = =

(perry, 1999)

ρ 228.696 kg 2130 kg / m 3

= 107,369 m3 Dengan faktor kelonggaran 20%

(Brownell,1959)

Volume gudang (V) = V (1 + 0,2 ) = 107,369 m3 x 1,2 = 128,843 m3 Gudang direncanakan berukuran p : l : t = 2 : 2 : 1 Volume gudang (V) = p x l x t = 2t x 2t x t = 4t3 Tinggi gudang (t)

=

3

V 3 128,843 m = = 3,182 m 4 4

Sehingga, panjang (p) = 2 x 3,182 m = 6,364 m Lebar (l)

= 2 x 3,182 m = 6,364 m


LC.2 Bucket Elevator (C-101) Fungsi

: Mengangkut NaOH dari gudang penyimpanan ke mixer (M-01)

Jenis

: Spaced – Bucket Centrifugal – Discharge Elevator

Bahan

: Commercial Steel

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

: 1 atm (14,696 psi)

Laju bahan yang diangkut : 952,9 kg/jam Faktor kelonggaran, fk

: 12 %

(Tabel 28-8, Perry,1999)

Kapasitas = 1,12 x 952,9 kg/jam = 1.067,248 kg/jam = 1,067 ton/jam Untuk buckt elevator kapasitas < 14 ton/ jam

(Tabel 21-8, Perry,1999)

Spesifikasi : 1.

Ukuran Bucket

= (6 x 4 x 41/4) in

2.

Tinggi elevator

= 25 ft = 7,62 m

3.

Jarak antar Bucket = 12 in = 0,305 m

4.

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

5.

Kecepatan Putaran = 43 rpm

6.

Lebar Belt

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

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

(Timmerhaus, 2004) = daya (kW)

m

= laju alir massa (kg/s)

∆z

= tinggi elevator (m)

m = 1.067,248 kg /jam = 0,296 kg/s ∆z = 25 ft = 7,62 m Maka : P = 0,07 x (0,296)0,63 x 7,62 = 0,2477 kW x

1,341 hp = 0,332 Hp 1 kW


LC.3 Mixer (M-01) Fungsi

: Membuat larutan NaOH 40 %

Bentuk

: Silinder tegak, alas datar dan tutup ellipsoidal

Bahan

: Stainless Steel, SA-316 grade C

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: T = 30 oC ; P = 1 atm

Kebutuhan rancangan : 1 jam Faktor keamanan

: 20 %...........................................(Brownell, 1959)

Laju Alir NaOH

: 952,9 kg/jam

Densitas NaOH

: 2130 kg/m3......................................(Perry, 1999)

Laju Alir Air

: 2.716,048 kg/jam

Densitas Air

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

Laju total NaOH

: 3.668,948 kg/jam

ρ laru tan NaOH = (ρNaOH × % NaOH ) + (ρAir × % Air ) = (2130 x 0,4) + ( 995,68 x 0,6) = 254,592 kg/m3 = 15,8936 lb/ft3 Perhitungan: 1. Menentukan ukuran tangki a. Volume Tangki, VT Volume larutan, Vl =

3.668,948 kg / jam x 1 jam 254,592 kg / m 3

= 14,411 m3 Volume tangki, VT = (1 + 0,2) x 14,411 m3 = 17,293 m3

b. Diameter Tangki, DT dan Tinggi Tangki, HT Direncanakan : ( Hs : D)

=4:3

( Hh : D)

=1:4

Dimana : Hs = tinggi sheel Hh = tinggi head Di = diameter dalam tangki Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

•

Volume shell tangki (VS) Vs =

•

π 3

(Walas, 1988)

Volume tutup tangki (Vh) π 3 Di 24

Vh = •

Di3

(Walas, 1988)

Volume tangki (V) Vt = Vs + Vh 17,293 m3 =

9π 3 Di 24

Di = 2,449 m = 5,035 ft = 96,416 in

Untuk desain digunakan : • Tinggi silinder, HS =

4 ×D 3

= 3,265 m

= 10,713 ft

• Tinggi head, Hh

1 ×D 4

= 0,612 m

= 2,009 ft

=

Jadi total tinggi tangki, HT

= HS + Hh = 3,877 m = 12,719 ft

2. Tebal Sheel dan Tutup Tangki a. Tebal Shell 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) = D/2 E = Joint effesiensi = 0,85

(Brownell, 1959)

S = allowable stress = 12.650 psi

(Brownell, 1959)


C = corrosion allowance =

1 in/tahun 8

n = umur alat yang = 10 tahun Vl x H t 14,411 m 3 x 3,877 m Tinggi larutan dalam tangki, Hl = = Vt 17,293 m 3 = 3,231 m = 10,599 ft = 127,198 in Tekanan hidrostatis, Ph = =

ρ (H l − 1) 144

+ 14,7

(Pers. 3.17 Brownell, 1959)

15,8936 lb / ft 3 (10,599 ft − 1) + 14,7psi 144

= 15,759 psi Jika faktor keamanan = 10 % = 0,1 PDesain

= (1 + 0,1) x 15,759 psi = 17,335 psi

ts = =

PR + n.C SE − 0,6 P

(17,335 psi ) (48,208 in ) + (10 . 0,125) (12.650 psi ) (0,85) − 0,6 (17,335 psi )

= 1,33 in Tebal shell standar yang digunakan = 1 ½ in

( Brownell dan Young, 1959)

b. Tebal tutup th = =

PD + nC 2 SE − 0,2 P

(17,335 psi ) (96,416 in ) + (10 . 0,125) 2 (12.650 psi ) (0,85) − 0,2 (17,335 psi )

= 1,33 Tebal tutup standar yang digunakan = 1 ½ in



3. Menentukan kecepatan dan tenaga pengaduk Jenis pengaduk yang digunakan : Propeler dengan 3 daun Untuk propeler 3 daun (Mc. Cabe, 1993), diperoleh : Da/Dt

= 1/3 ; Da = 1/3 x 5,035 = 1,678 ft

E/Dt

= 1/4 ; E = 1/4 x 5,035 = 1,259 ft

W/Da

= 1/5 ; W = 1/4 x 1,678 = 0,419 ft

Dimana :

Dt = diameter tangki Da = diameter pengaduk E = jarak pengaduk dari dasar tangki W = lebar pengaduk

Kecepatan pengaduk, N = 60 rpm = 1rps µ NaOH = 50 cp = 0,033 lb/ft.sec

(Geankoplis, 1997)

Maka, Bilangan Reynold, NRe

=

ρ . N . ( Dt ) 2 µ 15,894 lb / ft 3 x 1 rps x(5,035 ft ) 0,033 lb / ft. sec

2

=

= 12.210,072

NRe > 10000, maka KT = 0,32

(McCabe, 1994)

Maka, P=

K T . N 3 . Da 5 . ρ gC 0,32 x (1 rps ) x (1,678 ft ) x 15,894 lb / ft 3 32,174 lb. ft / lbf s 2 3

=

( Pers 9-24 McCabe, 1994)

= 2,103 lbf.ft/s x

5

1 hp = 0,00382 hp 550 lbf . ft / s


Efisiensi motor penggerak 80 % Sehingga, Daya motor penggerak =

0,00382 hp = 0,00478 hp 0,8

Digunakan motor yang berdaya 1/20 hp LC.4 Tangki Minyak Jagung (T-01) Fungsi

: Tempat penyimpanan minyak jagung mentah selama 7 hari.

Jumlah

: 4 unit

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas berbentuk datar dan tutup berbentuk ellipsoidal.

Bahan kontruksi


Kondisi penyimpanan : - Temperatur : 300C - Tekanan Densitas minyak jagung, ρ

: 1 atm = 14,696 psi

= 0,925 kg/l

(Ketaren, 1986)

= 925 kg/ m3 = 57,79 lb/ ft3 Laju alir masuk

= 8.177,480 kg/jam

Kebutuhan perancangan

= 10 hari

Faktor kelonggaran

= 20%

(Brownell, 1979)

Perhitungan: 1. Menentukan ukuran tangki a. Volume Tangki, VT Massa, m

= 8.177,480 kg/jam x 24 jam/hari x 7 hari = 1.373.816,64 kg

1.373.816,64 kg = 1.485,207 m3 3 925 kg / m

Volume larutan, Vc

=

Volume tangki, Vt

= 1,2 x

m

ρ

= 1,2 x 1.485,207 = 1.782,248 m3


Volume tangki untuk 4 unit =

1.782,248 m 3 = 445,562 m3 4

b. Diameter Tangki, DT dan Tinggi Tangki, HT Direncanakan : - . tinggi silinder : diameter ( Hs : D)

=4:3

- . tinggi head : diameter ( Hh : D) •


1 π D2H ; 4

Maka H = Vs = •

asumsi, D : H = 3 : 4

4 D 3

1 4 π π D 2 . D = D3 3 3 4

Volume tutup tangki (Vh) Vh =

•

=1:4

π Di 3 24

............................................(Walas, 1988)

Volume tangki (V) Vt = Vs + Vh

509,213 m3 Dt

=

9π 3 D 24

= 7,562 m

Untuk desain digunakan : • Diameter tangki

= 7,562 m

= 24,809 ft

= 297,716 in

• Tinggi silinder, HS =

4 ×D 3

= 10,083 m

= 33,08 ft

• Tinggi head, Hh

1 ×D 4

= 1,891 m

= 6,202 ft

=


= HS + Hh

= 11,974 m

= 39,285 ft

2. Tebal Sheel dan Tutup Tangki Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

a. Tebal Shell t=

PR + n.C SE − 0,6 P



(Brownell, 1959)

S = allowable stress = 12.650 psi C = corrosion allowance =

(Brownell, 1959)

1 in/tahun 8

n = umur alat yang = 10 tahun Tinggi cairan dalam tangki, Hc =

VC × H T 2.121,725 m 3 × 19,5 m = VT 509,214 m 3

= 81,25 m = 266,565 ft = 3.198,813 in Tekanan hidrostatis, Ph =

=

ρ (H C −1) 144

+ 14,7 (Pers. 3.17 Brownell, 1959)

57,79lb / ft 3 (266,565 ft − 1) + 14,7 psi 144


= (1 + 0,1) x 121,276 psi = 133,404 psi

ts = =

PR + n.C SE − 0,6 P

(133,404 psi ) (148,856 in ) + (10 . 0,125) (12.560 psi ) (0,85) − 0,6 (133,404 psi )

= 3,11 in Tebal shell standar yang digunakan = 3 in




PD + nC 2 SE − 0,2 P

(133,404 psi ) (297,716 in ) + (10 . 0,125) 2 (12.560 psi ) (0,85) − 0,2 (133,404 psi )

= 3,11 in Tebal tutup standar yang digunakan = 3 in


LC.5 Vibrating Filter (VF-01) Fungsi

: memisahkan partikel ampas dari minyak jagung

Jenis

: vibrating filter

Bahan konstruksi

: All 316 Stainless steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

:

- Temperatur (T)

= 30oC

- Tekanan (P)

= 1 atm

Laju bahan yang lewat : 8.177,48 kg/jam Faktor kelonggaran

: 20 %

Kapasitas Bahan, V

= 1,2 x 8.177,48 kg/jam = 9.812,98 kg/jam

Densitas minyak jagung, ρ

= 0,925 kg/l

(Ketaren, 1986)

= 925 kg/ m3 = 57,79 lb/ ft3 Laju alir volume bahan, Q

=

9.812,98 kg / jam = 10,609 m 3 / jam 3 925kg / m

= 10.609 l/jam = 176,817 l/min Vibrating filter yang dipilih : Vibrating filter industrial top coat-nowata proguard (www.nowata.com) - laju alir bahan

= 12,54s l/min

- Tekanan

= 300 Psi = 21 kg/cm2


- Bukaan filter

= 25 micron = 0,001 in

- berat

= 29 lbm = 13,2 kg

LC.6 Tangki Penampung (T-06) Fungsi

: menampung minyak jagung dari vibrating filter (VF-01).

Bentuk

: Silinder vertikal dengan tutup ellipsoidal dan alas datar.

Bahan kontruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C Data : Kondisi penyimpanan: Temperatur

= 300C

Tekanan

= 1 atm = 14,696 psi

Densitas minyak jagung, ρ = 0,925 kg/l...........................(Ketaren, 1986) = 925 kg/ m3 = 57,79 lb/ ft3 Laju alir masuk

= 8.148,148 kg/jam


= 1 hari

Faktor kelonggaran

= 20%

Perhitungan: 1. Menentukan ukuran tangki a. Volume Tangki, VT Massa, m

= 8.148,148 kg/jam x 24 jam/hari x 1 hari = 195.555,552 kg


195.555,552 kg = 211,411 m 3 3 925 kg / m

Volume larutan, VC

=

Volume tangki, Vt

= 1,2 x

m

ρ

= 1,2 x 211,411 = 253,694 m3


=4:3



1 π D2H ; 4

Maka H = Vs = •

asumsi, D : H = 3 : 4

4 D 3

1 4 π π D2 . D = D3 4 3 3


•

=1:4

π Di 3 24

............................................(Walas, 1988)


253,694 m3 Dt

=

9π 3 D 24

= 5,994 m


= 5,994 m

= 19,665 ft

= 253,984 in


4 ×D 3

= 7,992 m

= 26,220 ft

• Tinggi head, Hh

1 ×D 4

= 1,499 m

= 4,918 ft

=


= HS + Hh

= 9,491 m

= 31,138 ft



PR + n.C SE − 0,6 P



(Brownell, 1959)


(Brownell, 1959)

C = corrosion allowance = 1/8 in/tahun n = umur alat yang = 10 tahun Tinggi cairan dalam tangki, Hc =

VC × H T 211,411 m 3 x 9,491 m = VT 253,694 m 3 = 7,909 m = 25,948 ft = 311,379 in

Tekanan hidrostatis, Ph = =

ρ (H C −1) 144

+ 14,7


57,79 lb / ft 3 (25,948 ft − 1) + 14,7 psi 144


= (1 + 0,05) x 24,712 psi = 25,948 psi

ts = =

PR + n.C SE − 0,6 P

(25,948 psi )(126,992 in ) + (10 . 0,125) (12.560 psi )(0,85) − 0,6 (25,948 psi )





PD + nC 2 SE − 0,2 P

(25,948 psi )(253,984 in ) + (10 . 0,125) 2 (12.560 psi )(0,85) − 0,2 (25,948)



LC.7 Reaktor Saponifikasi (R-01) Fungsi

: Tempat terjadinya reaksi saponifikasi antara minyak jagung dan NaOH

Jenis

: Reaktor berpengaduk marine propeller tiga daun dengan tutup dan alas ellipsoidal.

Bahan konstruksi

: Stainless steel, SA-240, Grade A, Type 410

Jumlah

: 1 unit

Kondisi penyimpanan : T = 80oC, P = 1 atm Laju alir masuk minyak jagung mentah, G1 = 8.148,148 kg/jam Densitas minyak jagung mentah, ρ1

= 925 kg/m3

Laju NaOH masuk, G2

= 3.668,948 kg/jam

Densitas NaOH masuk, ρ2

= 1,5181 kg/L = 1.518,1 kg/m3

Laju bahan masuk total

= G1 + G2 = 8.148,148 kg/jam + 3.668,948 kg/jam = 11.817,096 kg/jam = 26.051,969 lb/jam


ρ Campuran = 2.443,1 kg/m3

= 152,517 lbm/ft3

1. Menentukan ukuran Reaktor a. Volume • Laju alir total, Ftot = 11.817,096 kg/jam • Laju volume, V1 =

11.817,096 kg 2.443,1 kg/m 3

= 4,836 m3/jam

• Laju alir minyak jagung = 8.148,148 kg/jam • Laju mol minyak jagung, FA0 FAO =

8.148,148 kg 925 kg/m 3

= 8,809 kmol/jam

• Konsentrasi awal minyak jagung, CA0 CAO =

8,809 kmol/jam 4,836 m 3 / jam

= 1,822 kmol/m3

• Waktu tinggal reaktan dalam reaktor, τ = 1 jam • Volume minimum reaktor, Vm :

Vm FA0

=

τ C A0

atau Vm =

1 x 8,809 = 4,835 m3 1,822

• Ruang bebas reaktor direncanakan 20% volume minimum reaktor; campuran reaksi keluar reaktor secara over flow, maka : • Volume reaktor, Vr = (100 % + 20 % ) x Volume minimum reaktor = 1,2 x 4,835 m3 = 5,802 m3 b. Diameter (DR) dan tinggi reaktor (HR) ; Direncanakan : - . tinggi silinder : diameter ( Hs : D) - . tinggi head : diameter ( Hh : D)

=3:2 =1:4

Dengan demikian, •

Volume shell reaktor (VS) ;

VS =

1 π D2 H 4


VS =

3 π D 3 = 1,1775 D3 8

•

Volume tutup reaktor, Vh ;

Vh = •

π 24

D 3 = 0,13 D3

……………………..( Brownell,1959)

Volume reaktor, VR ;

VR = VS + Vh = 1,31 D3 Diameter reaktor, D =

3

VR = 1,31

3

5,802 m 3 1,31

= 1,642 m = 5,388 ft = 64,654 in

Dari data di atas, maka diperoleh : 

Tinggi silinder, HS = 3 x D = 2,463 m = 96,968 in 2



Tinggi tutup ellipsoidal, Hh = 1 x D = 0,411 m 4



Tinggi reaktor, HR = HS + Hh = 2,874 m

2. Tebal Sheel dan Tutup Reaktor a. Tebal Shell t=

PR + n.C SE − 0,6 P


Dimana : t = tebal shell (in) P = tekanan desain (psia) R = jari-jari dalam reaktor (in) = D/2 E = Joint effesiensi = 0,85

(Brownell, 1959)


(Brownell, 1959)

C = corrosion allowance = 0,0042 in/tahun n = umur alat yang = 10 tahun Tinggi cairan dalam tangki, Hc =

VC x H R 4,835m 3 x 2,874m = VR 5,802m 3 = 2,395 m


= 7,858 ft = 94,29 in Tekanan hidrostatis, Ph = =

ρ (H C −1) 144

+ 14,7


152,517lbm / ft 3 (7,858 ft − 1) + 14,7 psi 144

= 21,96 psi

Jika faktor keamanan = 10 % = 0,1 PDesain

= (1 + 0,1) x 21,96 psi = 24,156 psi

PR + n.C SE − 0,6 P

ts = =

(24,156 psi )(32,327in ) + (10 . 0,0042 ) (16.250 psi )(0,85) − 0,6 (24,156 psi )

= 0,098 in Tebal shell standar yang digunakan = ½ in



PD + nC 2 SE − 0,2 P

(24,156 psi )(64,645in ) + (10 . 0,0042 ) 2 (16.250 psi )(0,85) − 0,2 (24,156 psi )

= 0,098 in Tebal tutup standar yang digunakan = ½ in


3. Menentukan kecepatan dan tenaga pengaduk Jenis pengaduk yang digunakan : Reaktor berpengaduk marine propeller tiga daun Untuk propeler 3 daun (Mc. Cabe, 1993), diperoleh : Da/DT

= 1/3

; Da = 1/3 x 5,388 ft = 1,796 ft

E/Da

= 1/4

; E = 1/4 x 1,796 ft = 0,449 ft


Dimana :

Dt = diameter tangki Da = diameter pengaduk E = jarak pengaduk dari dasar tangki W = lebar daun pengaduk

Kecepatan pengaduk, N = 60 rpm = 1 rps Viskositas campuran, µcamp = 2,7416 lb/ft Maka, Bilangan Reynold, NRe =

ρ . N . ( Dt ) 2 µ

152,517lbm / ft 3 x 1 rps x (5,388 ft ) = 2,7416 lbm / ft.s

2

= 1.419,84

NRe > 1000, maka KT = 0,45

...............................(Cheremisionoff, 2000)

Maka, P =

K T . N 3 . Da 5 . ρ gC

………………….( Pers 9-24 McCabe, 1994)

0,45 x (1 rps ) x (1,796 ft ) x 152,517lbm / ft 3 32,174lbm. ft / lbf .s 2 3

=

= 28,889 lbf.ft/s x

5

1 hp =0,053 hp 550 lbf . ft / s

Efisiensi motor penggerak 80 % Sehingga, Daya motor penggerak =

0,053hp = 0,06 hp 0,8

Maka dipilih daya motor 1/2 hp

4. Menghitung Jaket pemanas Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Laju alir steam, Gs

= 725,537 kg/jam

Densitas steam, ρ s

= 930,8842 kg/m3

Laju alir volume steam, Vs

=

(Geankoplis,1983)

Gs 725,537 kg / jam = = 0,779 m3/jam 3 ρs 930,8842 kg / m

Diameter dalam jaket (D) = diameter dalam + (2 x tebal dinding) = 64,654 in + 2 ( 12 in) = 65,654 in Tinggi jaket = tinggi reakror = 96,968 in Asumsi jarak jaket = 5 in Diameter luar jaket (D2) = D1 + 2 x jarak jaket = 65,654 in + (2 x 5) = 75,654 in Luas yang dilalui steam (A)

(D 4

π

A=

2 2

) π4 (75,654

− D1 = 2

2

)

− 65,654 2 =1.109,268 in 2 = 0,716 m 2

Kecepatan superficial steam (v) v=

Vp A

=

0,779 m 3 / jam =1,088 m / jam 0,716 m 2

Tebal dinding jaket (tj) Bahan Stainless Steel Plate tipe SA-340 H jaket = 64,654 in = 5,388 ft PH =

( H − 1) ρ a (5,388 − 1)(58,113) = =1,771 psia 144 144

Pdesain = 24,156 + 1,771 = 25,927 psia tj = =

PD + n.C SE − 0,6 P (25,927) (75,654) + 10(0,125) =1,374 in (18.700)(0,85) − 0,6 (25,927)

Dipilih tebal jaket standar = 1 ½ in


LC.8 Separator (SP-01) Fungsi

: memisahkan sabun cair dengan gliserol dan impurities berdasarkan gaya gravitasi

Kondisi

: T = 80 oC, P = 1 atm

Jenis

: Silinder horizontal, alas dan tutup elipsoidal

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

: 1 unit

Faktor kelonggaran : 20%

Tabel LC-1 Komposisi Bahan Dalam Separator Komponen

Massa (kg/jam)

Densitas (kg/m3)

Volume (m3)

Sabun

952,9

1029

0,926

Gliserol

7.333,333

1261

5,815

Trigliserida

814,815

1026

0,7942

H2O

2.716,048

Total

11.817,096

1 3.317

2.716,048 2.723,583

Perhitungan : 1. Menentukan ukuran tangki a. Volume Tangki, VT •

Waktu pemisahan diperkirakan 1 jam. Volume larutan, Vc =

11.817,096 kg / jam x 1 jam = 3,563 m3 3 3.317 kg / m

Volume tangki, VT = (1 + 0,2 ) x 3,563 m3 = 4,246 m3

b. Diameter Tangki, DT dan Tinggi Tangki, HT Direncanakan : - . tinggi silinder : diameter ( Hs : D) - . tinggi head : diameter ( Hh : D)

=4:3 =1:4


•


1 π D2H ; 4

Maka H = Vs = •

asumsi, D : H = 3 : 4

4 D 3

1 4 π π D2 . D = D3 4 3 3

Volume tutup tangki (Vh) π Di 3 24

Vh = •

............................................(Walas, 1988)

Volume tangki (V) Vt = Vs + Vh 4,246 m3 Dt

=

9π 3 D 24

= 1,533 m


= 1,533 m

= 5,030 ft

= 60,363 in


4 ×D 3

= 2,044 m

= 6,706 ft

• Tinggi head, Hh

1 ×D 4

= 0,383 m

= 1,257 ft

=


= HS + Hh

= 2,427 m

= 7,963 ft


PR + n.C SE − 0,6 P



(Brownell, 1959)


(Brownell, 1959)




Tekanan hidrostatis, Ph =

ρ (H C −1) 144

+ 14,7


207,073 lb / ft 3 (6,682 ft − 1) = + 14,7 psi 144 = 22,871 psi


= (1 + 0,05) x 22,871 psi = 24,015 psi

ts = =

PR + n.C SE − 0,6 P

(24,015 psi )(30,182 in ) + (10 . 0,125) (12.560 psi ) (0,85) − 0,6 (24,015 psi )




PD + nC 2 SE − 0,2 P

(24,015 psi ) (60,363 in ) + (10 . 0,125) 2 (12.560 psi ) (0,85) − 0,2 (24,015 psi )

= 1,318 in Tebal tutup standar yang digunakan = 1 ½ in


LC.9 Tangki Produk Bawah Separator (T-04) Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Fungsi

: Menampung gliserol hasil pemisahan dari separator.

Bentuk


Bahan konstruksi


Jumlah

: 1 unit

Jumlah bahan masuk : 9.777,777 kg/jam...................................... (LA-3) Laju Alir Gliserol

: 7.333,333 kg/jam

Densitas Gliserol

: 1.210,35 kg/m3

Laju Alir Air

: 2.444,444 kg/jam

Densitas Air

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

ρ laru tan = (ρGliserol × %Gliserol ) + (ρAir × % Air ) = (1.210,35 x 0,75) + ( 995,68 x 0,25) = 1.156,682 kg/m3 = 72,209 lb/ft3 Perhitungan: 1. Menentukan ukuran tangki a. Volume Tangki, VT Massa, m


234.666,648 kg = 202,879 m3 3 1.156,682 kg / m

Volume larutan, Vc

=

Fungsi

: Menampung gliserol hasil pemisahan pada separator.

Volume tangki, Vt

= 1,2 x

m

ρ

= 1,2 x 202,879m3 = 243,454 m3

b. Diameter Tangki, DT dan Tinggi Tangki, HT Direncanakan : - . tinggi silinder : diameter ( Hs : D) - . tinggi head : diameter ( Hh : D) •

=4:3 =1:4


1 π D2H ; 4

Maka H =

asumsi, D : H = 3 : 4

4 D 3


Vs = •

1 4 π π D2 . D = D3 4 3 3


Vh = •

............................................(Walas, 1988)


243,454 m3 Dt

=

9π 3 D 24

= 5,913 m


= 5,913 m

= 19,399 ft

= 232,795 in


4 ×D 3

= 7,884 m

= 25,866 ft

• Tinggi head, Hh

1 ×D 4

= 1,478 m

= 4,849 ft

=


= HS + Hh

= 9,362 m

= 30,715 ft


PR + n.C SE − 0,6 P


Dimana : t = tebal shell (in) P = tekanan desain (psia) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/2 E = Joint effesiensi = 0,85 S = allowable stress = 12.650 psi

(Brownell, 1959) (Brownell, 1959)



1 in/tahun 8

n = umur alat yang = 10 tahun

VC × H T 202,879 m 3 x 9,362 m Tinggi cairan dalam tangki, Hc = = VT 243,434 m 3 = 7,802 m = 25,598 ft = 307,165 in Tekanan hidrostatis, Ph =

=

ρ (H C −1) 144

+ 14,7 (Pers. 3.17 Brownell, 1959)

72,209 lb / ft 3 (25,598 − 1) + 14,7 144


= (1 + 0,05) x 27,035 psi = 28,085 psi

ts = =

PR + n.C SE − 0,6 P

(28,085 psi ) (116,383 in ) (12.560 psi ) (0,85) − 0,6 (28,085)



b. Tebal tutup th =

=

PD + nC 2 SE − 0,2 P

(28,085 psi ) (232,759 in ) + (10 . 0,125) 2 (12.560 psi ) (0,85) − 0,2 (28,085 psi )




LC.10 Evaporator Fungsi

: Menguapkan air dalam gliserol.

Jenis

: Long Tube Vertical

Bahan

: Carbon steel,SA-283 grade C

Jumlah

: 1 unit

Laju total umpan masuk (F) = 9.777,777 kg/jam Densitas Gliserol (ρ)

= 1,21035 kg/L = 1.210,35 kg/m3 = 75,56 lbm/ft3

Volume total umpan masuk (V)

=

F

ρ

=

9.777,777 = 8,078 m3 1.210,35

Perhitungan: 1. Menentukan ukuran tangki a. Volume Tangki, VT Volume tangki, Vt = 1,2 x

m

ρ

= 1,2 x 8,078 = 9,694 m3


=4:3 =1:4


1 π D2H ; 4

Maka H = Vs =

asumsi, D : H = 3 : 4

4 D 3

π 1 4 π D2 . D = D3 3 4 3


•


Vh = •

............................................(Walas, 1988)

Volume tangki (V) Vt = Vs + Vh 9,694 m3 Dt

=

9π 3 D 24

= 2,019 m


= 2,019 m

= 6,625 ft

= 79,488 in


4 ×D 3

= 2,692 m

= 8,832 ft

• Tinggi head, Hh

1 ×D 4

= 0,505 m

= 1,656 ft

=


= HS + Hh

= 3,197 m

= 10,488 ft


PR + n.C SE − 0,6 P



(Brownell, 1959)


(Brownell, 1959)




Tekanan hidrostatis, Ph = =

ρ (H C −1) 144

+ 14,7


75,56 lbm / ft 3 (8,739 ft − 1) + 14,7 psi 144

= 18,761 psi


= (1 + 0,05) x 18,761 psi = 19,699 psi

ts = =

PR + n.C SE − 0,6 P

(19,699 psi )(39,744 in ) + (10 . 0,125) (12.560 psi ) (0,85) − 0,6 (19,699 psi )




PD + nC 2 SE − 0,2 P

(19,699 psi ) (79,488 in ) 2 (12.560 psi ) (0,85) − 0,2 (19,699 psi )



3. Menentukan ukuran dan belitan koil Kondisi operasi : - Temperatur masuk evaporator = 80oC

= 176oF


- Temperatur keluar evaporator = 120oC

= 248oF

- Temperatur masuk steam

= 140oC

= 284oF

- Temperatur keluar kondensat

= 70oC

= 158oF

Beda suhu sebenarnya : Keterangan Temperatur tertinggi Temperatur terendah Selisih LMTD =

Fluida panas

Fluida dingin

(oF)

(oF)

284

∆t

Rumus

248

36

∆t2

176

158

18

∆t1

108

90

18

∆t2-∆t1

∆t 2 − ∆t1 18 = = 25,974 oF ln 36 ln ∆t 2 18 ∆t1

Panas yang dibutuhkan, Q

= 501.233,285 kkal/jam ...(Neraca energi) = 102.652,576 btu/jam

UD yang digunakan = 75 Btu/jam ft2 oF

………………..(Kern,1965)

= 79,13 kJ/jam ft2 oF Luas permukaan perpindahan panas pada koil, A : A=

102.652,576btu / jam Q = = 46,434 ft2 o U D x ∆t 75btu / jam x 29,476 F

Dari appendix tabel 10, hal. 843 (Kern, 1965) diperoleh : Tube 10 in sch 40, memiliki : - Bahan konstruksi koil = stainless steel - Surface per lin ft, a1 = 2,814 ft2/ft - Diameter luar, OD = 10 in = 0,83 ft

Maka : Luas permukaaan tiap satu belitan, AP : Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

AP = π x 0,83 ft x 2,814 ft2/ft = 7,33 ft2 Sehingga, jumlah belitan yang dibutuhkan =

A 46,434 ft 2 = = 6,33 belitan AP 7,33 ft 2 = 7 belitan

Panjang linier tube koil, L = A/a1 = 16,501 ft Jarak antar lilitan koil, S = 1,25 x DTube = 1,25 x 10 in x 1 ft/12 in = 1,04 ft Tinggi koil dari dasar tangki, b = 0,15 x D = 0,15 x 6,625 ft = 0,994 ft Panjang koil

= n x OD + [(n-1) x S] + b = 7 x 0,83 + [(7 – 1) x 1,04 ft] + 0,994 ft = 13,044 ft

LC.11 Cooler (CO-01) Fungsi

: Menurunkan suhu glukosa dari 1200C menjadi 300C

Jenis

: 1-2 Shell and tube

Jumlah

: 1 Unit

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

= 8.333,333 kg/jam

= 18.371,666 lb/jam

Temperatur masuk (T1)

= 120 oC

= 248 oF

Temperatur keluar (T2)

= 30 oC

= 86 oF

Fluida Dingin Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Laju alir fluida masuk (w)

= 20.690,1989 kg/jam = 45.613,612 lb/jam

Temperatur masuk (t1)

= 25 oC

= 77 oF

Temperatur keluar (t2)

= 80 oC

= 176 oF

Panas yang diserap (Q)

= 4.758.952,657 kJ/jam = 4.510.599,072 Btu/jam

(1) ∆t = beda suhu sebenarnya ∆t2 = T1 – t2 = 248 – 176 = 72 oF ∆t1 = T2 – t1 = 86 – 77 = 9 oF ∆t2 – ∆t1 = 72 – 9 = 63 oF

LMTD =

Δt 2 − Δt1  Δt  2,3 Log  2   Δt1 

=

63  72  2,3 log    9 

= 30,331 o F

Menentukan nilai ∆t :

R=

T1 − T2 248 − 86 = =1,636 t 2 − t1 176 − 77

S=

t 2 − t1 176 − 77 = = 0,579 T1 − t1 248 − 77

Dari Fig. 18 Kern (1965), diperoleh nilai FT = 0,75 ∆TLMTD = LMTD x FT

= 30,331 x 0,75 = 22,748 0F

(2) Temperatur Kalorik Tc =

T1 + T2 248 + 86 = = 167 0 F 2 2

tc =

t 1 + t 2 176 + 77 = = 126,5 0 F 2 2

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

: ¾ in

BWG

: 18

Pitch

: 1 in. triangular pitch

Panjang tube

: 15 ft

a”

: 0,2618 ft2


a. Dari tabel 8 (Kern, 1965), UD = 10-40, diambil UD = 40 Btu/jam.ft2 . oF

A=

Q 4.510.599,072 Btu/jam = = 3.717,813 ft 2 U D xΔt 40 Btu/jam.ft 2 . 0 F 30,331 o F

(

b. Jumlah tube, N t =

)

3.717,813 ft 2 A = l x a 15 ft × 0,2618 ft 2

(

)ft = 946,731 buah

Yang paling mendekati : Nt = 970

970 tube pass, ¾ in OD, 18 BWG pada 1 in triangular pitch Sheel ID = 35 in

(Kern, 1965)

c. Koreksi UD A

= L x Nt x a” = 15 x 970 x 0,2618 = 3.809,19 ft2

4.510.599,072 Btu Q jam UD = = = 39,040 Btu jam. ft 2 .0 F 3.809,19 x 30,331 A x Δt

Shell side : Fluida Panas (1) Flow Area AS =

IDS x C ' x B 144 x PT

(Pers. 7.1 Kern,1965)

Dimana : IDS : diameter dalam shell = 35 in

AS =

B

: Baffle spacing = 5 in

PT

: Tube pitch = 1 in

C’

: Clearance = PT – OD = 0,25 in

35 x 0,25 x 5 43,75 = = 0,304 ft 2 144 x 1 144


(2) Kecepatan massa (Gs)

W 18.371,666 = = 60.433,112 lbm jam.ft 2 as 0,304

Gs =

(3) Bilangan Reynold (Re) Pada Tc = 167 oF µ = 2,12Cp = 5,128 lbm/ft.jam

(Geankoplis, 1999)

Dari Fig. 28 (Kern, 1965) dengan de = 0,91 in = 0,0758 ft

R es =

D e × G s 0,0758 × 60.433,112 = = 893,298 μ 5,128

(4) Dari Fig. 24 (Kern, 1965) dengan Res = 893,298 diperoleh jH = 6,5 (5) Pada Tc = 167 oF Cp = 1,0038 Btu/lbm.oF

(Geankop[lis, 1999)

k = 0,387 Btu/jam.ft2.(oF/ft)

(Geankop[lis, 1999)

 Cp × μ     k 

1

3

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

ho k  c.µ  (6) = jH .   ϕs De  k 

1

3

= 6,5 ×

0,387 × 13,301 = 441,407 Btu / jam. ft 2 .0 F 0,0758

Tube side : Fluida Dingin (1’)Flow area Dari tabel 10 (Kern, 1965) diperoleh at’ = 0,334 in2

at =

at' x Nt 0,334 x 970 = = 1,125 144 x n 144 x 2

(2’)Kecepatan massa, Gt

Gt = (3’)

w 45.613,612 = = 40.545,433 lbm jam.ft 2 at 1,125

Bilangan Reynold

Tube ID = 0,75 in → Dt = 0,75/12 = 0,06 ft Pada tc = 126,5 oF, diperoleh µ air = 0,8007 cp = 1,937 lbm/ft.jam


Ret =

Dt × Gt 0,06 × 40.545,433 = = 1.308,255 μ 1,937

(4’)Dari Fig. 24 (Kern, 1965) diperoleh jH = 8 (5’)Pada tc = 126,5 Cp = 0,9987 Btu/lbm.0F

(Kern, 1965)

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

(Kern, 1965)

 cp.μ     k 

1

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

3

k  Cp.µ  (6’) = jH . ×   φt Dt  k  hi

h io

φt

=

hi

φt

×

1

3

= 8×

0,356 × 5,434 = 257,934 Btu / jam. ft 2 .0 F 0,06

ID 0,652 = 224,231 Btu/jam ft2.oF = 257,934 × OD 0,75

Temperature Tube Wall tw

= tc +

h o φs (Tc − t c ) h o φs + h io φ t

= 126,5 +

441,407 (167 − 126,5) 441,407 + 257,934

= 152,06 oF (1’)Untuk Shell µs = 11,5 cp = 27,83 lb/ft.jam

µ  φs =  s   µw  ho =

ho

φs

0 ,14

 5,128  =   27,83 

0 ,14

= 0,789

× φ s = 441,407 × 0,789 = 348,27

(2’)Untuk Tube µw = 1,2 cp = 2,904 lb/ft.jam

µ  φt =  t   µw 

0 ,14

 1,937  =   2,904 

(Kern, 1965)

0 ,14

= 0,945


hio

hio =

φt

× φt = 224,331 × 0,945 = 211,993

(3’) Koefisien Uc

Uc =

hio x ho 211,993 × 348,27 = =131,779 Btu jam.ft 2 0 F hio + ho 211,993 + 348,27

(4’) Faktor Pengotor Rd

U C − U D 131,779 − 39,040 = = 0,0180 U C × U D 131,779 × 39,040

Rd =

Rd perhitungan > Rd ketentuan, maka design dapat diterima

Penurunan Tekanan Shell (1) Res = 893,298 f

= 0,0035

s

= 1,1983

(Fig 29 Kern, 1965)

(2) N + 1 = 35 x (L/B) = 35 x (15/5) = 105 Ds = 35 in = 2,92 ft (3) ΔPs = =

f × Gs 2 × Ds × ( N + 1) 5,22 x 1010 × De × s × φ s 0,0035 × 60.443,112 2 × 2,92 × 105 (5,22 × 1010 ) × 0,0758 × 1,1983 × 0,789

= 1,048 psi ∆Ps ≤ 10 Psia , maka desain dapat diterima Tube (1’)Ret = 1.308,255 f

= 0,00035

(Fig. 26 Kern, 1965 )

s = 1,000 (2’) ΔPt = =

f ×G2 × L × n 5,22 ×1010 × Dt × s × φ t 0,00035 × 40.545,433 2 × 15 × 2 (5,22 × 1010 ) × 0,06 × 1 × 0,945


= 0,0058 psi ΔPT ≤ 10 psi , maka design dapat diterima

LC.12 Tangki Produk (T-05) Fungsi

: Menampung produk gliserol selama 10 hari.

Jenis


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

: 5 unit

Jumlah bahan

: 8.333,333 kg/jam

ρ Gliserol

= 1,21035 kg/L = 1.210,35 kg/m3 = 75,559 lb/ft3

Perhitungan : 1. Menentukan ukuran tangki a. Volume Tangki, VT Massa, m

= 8.333,333 kg/jam x 24 jam/hari x 10 hari = 1.999.999,92 kg

1.999.999,92 kg = 1.652,41 m3 1.210,35

Volume larutan, Vc

=

Volume tangki, Vt

= 1,2 x

m

ρ

= 1,2 x 1.652,41m3 = 1.982,89 m3

1.982,89 m 3 = 396,578 m3 Volume tangki untuk 5 unit = 5


=4:3 =1:4

Volume shell tangki (VS)


Vs =

1 π D2H ; 4

Maka H = Vs =

•

4 D 3

1 4 π π D2 . D = D3 4 3 3


Vh = •

asumsi, D : H = 3 : 4

............................................(Walas, 1988)


1.982,89 m3 Dt

=

9π 3 D 24

= 11,89 m


= 11,89 m

= 39,008 ft

= 468,109 in


4 ×D 3

= 15,85 m

= 52,012 ft

• Tinggi head, Hh

1 ×D 4

= 2,973 m

= 9,752 ft

=


= HS + Hh

= 18,823 m

= 61,764 ft


PR + n.C SE − 0,6 P


Dimana : t = tebal shell (in) P = tekanan desain (psia) Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

R = jari-jari dalam tangki (in) = D/2 E = Joint effesiensi = 0,85

(Brownell, 1959)


(Brownell, 1959)

1 in/tahun 8


VC × H T 1.652,41 m 3 x 18,823 m Tinggi cairan dalam tangki, Hc = = VT 1.982,89 m 3 = 15,686 m = 51,462 ft = 617,558 in Tekanan hidrostatis, Ph = =

ρ (H C −1) 144

+ 14,7 (Pers. 3.17 Brownell, 1959)

75,559lb / ft 3 (51,462 ft − 1) + 14,7 144


= (1 + 0,05) x 41,178 psi = 43,237 psi

ts = =

PR + n.C SE − 0,6 P

(43,237 psi )(234,055 in ) + (10 . 0,125) (12.560 psi )(0,85) − 0,6 (43,237 psi )



b. Tebal tutup th =

PD + nC 2 SE − 0,2 P


=

(43,237 psi ) (468,109 in ) + (10 . 0,125) 2 (12.560 psi ) (0,85) − 0,2 (43,237 psi )



LC.13 Tangki Pewangi (T-02) Fungsi

: Menampung larutan pewangi selama 10 hari.

Jenis


Bahan konstruksi


Jumlah

: 1 unit

Kondisi

: - Temperatur (T) = 30 oC - Tekanan (P)

= 1 atm

Tabel LC-2 Bahan Dalam Tangki Pewangi Komponen

Massa (kg/jam)

Densitas (kg/m3)

Volume (m3)

Pewangi

2,039

912,28

0,0022


= 2,039 kg/jam x 24 jam/hari x 10 hari = 489,36 kg

489,36 kg = 0,536 m3 3 912,28 kg / m

Volume larutan, Vc

=

Volume tangki, Vt

= 1,2 x

m

ρ

= 1,2 x 0,536 m3 = 0,6432 m3



=4:3



1 π D2H ; 4

Maka H = Vs =

•

asumsi, D : H = 3 : 4

4 D 3

1 4 π π D 2 . D = D3 4 3 3


•

=1:4

π 3 Di 24

............................................(Walas, 1988)


0,6432

9π 3 D 24

m3

=

Dt

= 0,817 m


= 0,817 m

= 2,68 ft

= 32,165 in


4 ×D 3

= 1,089 m

= 3,574 ft

• Tinggi head, Hh

1 ×D 4

= 0,204 m

= 0,67 ft

=


= HS + Hh

= 1,293 m

= 4,242 ft


PR + n.C SE − 0,6 P




(Brownell, 1959)


(Brownell, 1959)

1 in/tahun 8


VC × H T 0,536 m 3 x 1,293 m Tinggi cairan dalam tangki, Hc = = VT 0,6432 m 3 = 1,076 m = 3,535 ft = 42,362 in Tekanan hidrostatis, Ph = =

ρ (H C −1) 144

+ 14,7 (Pers. 3.17 Brownell, 1959)

56,952 lb / ft 3 (3,535 ft − 1) + 14,7 144

= 15,703 psi


= (1 + 0,05) x 15,703 psi = 16,488 psi

ts = =

PR + n.C SE − 0,6 P

(16,488 psi ) (16,083 in ) + (10 . 0,125) (12.560 psi ) (0,85) − 0,6 (16,488)



b. Tebal tutup


th = =

PD + nC 2 SE − 0,2 P

(16,488 psi ) (32,165 in ) + (10 . 0,125) 2 (12.560 psi ) (0,85) − 0,2 (16,488 psi )



LC.14 Tangki Pewarna (T-03) Fungsi

: Menampung larutan pewarna selama 10 hari.

Kondisi

: T = 30 oC, P = 1 atm

Jenis


Bahan konstruksi


Jumlah

: 1 unit

Tabel LC-3 Bahan Dalam Tangki Pewarna Komponen

Massa (kg/jam)

Densitas (kg/m3)

Volume (m3)

Pewarna

1,019

882,4

0,0012


= 1,019 kg/jam x 24 jam/hari x 10 hari = 244,56 kg

244,56 kg = 0,277 m3 3 882,4 kg / m

Volume larutan, Vc

=

Volume tangki, Vt

= 1,2 x

m

ρ

= 1,2 x 0,277 m3 = 0,332 m3


=4:3




1 π D2H ; 4

Maka H = Vs = •

asumsi, D : H = 3 : 4

4 D 3

1 4 π π D2 . D = D3 4 3 3


Vh = •

=1:4

............................................(Walas, 1988)


0,332

9π 3 D 24

m3

=

Dt

= 0,656 m


= 0,656 m

= 2,152 ft

= 25,827 in


4 ×D 3

= 0,875 m

= 2,869 ft

• Tinggi head, Hh

1 ×D 4

= 0,164 m

= 0,538 ft

=


= HS + Hh

= 1,039 m

= 3,408 ft


PR + n.C SE − 0,6 P




(Brownell, 1959)


(Brownell, 1959)


1 in/tahun 8




ρ (H C −1) 144

+ 14,7 (Pers. 3.17 Brownell, 1959)

55,086 lb / ft 3 (2,844 ft − 1) = + 14,7 144 = 15,405 psi Jika faktor keamanan = 5 % = 0,05 PDesain

= (1 + 0,05) x 15,405 psi = 16,175 psi

ts = =

PR + n.C SE − 0,6 P

(16,175 psi ) (12,914 in ) + (10 . 0,125) (12.560 psi ) (0,85) − 0,6 (16,175 psi )




PD + nC 2 SE − 0,2 P

(16,175 psi ) (25,827 in ) + (10 . 0,125) 2 (12.560 psi ) (0,85) − 0,2 (16,175 psi )

= 1,69 in Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Tebal tutup standar yang digunakan = 1 ½ in


LC.15 Tangki Pencampuran (TP-01) Fungsi

: Sebagai tempat mencampur sabun cair dengan pewangi dan

pewarna.

Kondisi

: T = 80 oC, P = 1 atm

Jenis


Bahan konstruksi


Jumlah

: 1 unit

Tabel LC-4 Komposisi Bahan Dalam Tangki Pencampuran (TM-01) Komponen

Massa (kg/jam)

Sabun

Densitas (kg/m3)

Volume (m3)

1029

1,9818

2.039,32

Pewangi

2,039

912,28

0,0022

Pewarna

1,019

882,4

0,0012

Total

2.042,378

2.823,68

1,985



490.170,72 kg = 173,593 m3 2.823,68 kg / m 3

Volume larutan, Vc

=

Volume tangki, Vt

= 1,2 x

m

ρ

= 1,2 x 173,593 m3 = 208,311 m3


=4:3




1 π D2H ; 4

Maka H = Vs = •

asumsi, D : H = 3 : 4

4 D 3

1 4 π π D2 . D = D3 4 3 3


Vh = •

=1:4

............................................(Walas, 1988)


208,311 m3 Dt

=

9π 3 D 24

= 5,614 m


= 5,614 m

= 18,417 ft

= 221,023 in


4 ×D 3

= 7,485 m

= 24,558 ft

• Tinggi head, Hh

1 ×D 4

= 1,404 m

= 4,605 ft

=


= HS + Hh

= 8,889 m

= 29,163 ft


PR + n.C SE − 0,6 P




(Brownell, 1959)


(Brownell, 1959)


1 in/tahun 8




ρ (H C −1) 144

+ 14,7 (Pers. 3.17 Brownell, 1959)

176,276 lb / ft 3 (24,303 ft − 1) = + 14,7 144 = 43,226 psi Jika faktor keamanan = 5 % = 0,05 PDesain

= (1 + 0,05) x 43,226 psi = 45,387 psi

ts = =

PR + n.C SE − 0,6 P

(45,387 psi ) (110,512 in ) + (10 . 0,125) (12.560 psi ) (0,85) − 0,6 (45,387 psi )



b. Tebal tutup th =

PD + nC 2 SE − 0,2 P


=

(45,387 psi ) (221,023 m ) + (10 . 0,125) 2 (12.560 psi ) (0,85) − 0,2 (45,387 psi )



3. Menentukan kecepatan dan tenaga pengaduk Jenis pengaduk yang digunakan adalah paddle dengan 2 daun (blades). Berdasarkan Mc. Cabe (1993) untuk turbin standar, diperoleh : Da/Dt

= 1/3 ; Da = 1/3 x 18,417 = 6,139 ft

E/Dt

= 1/4 ; E = 1/4 x 18,417 = 4,604 ft

W/Da

= 1/4 ; W = 1/4 x 6,139 = 1,535 ft

Dimana :

Dt = diameter tangki Da = diameter pengaduk E = jarak pengaduk dari dasar tangki W = lebar pengaduk

Kecepatan pengaduk, N = 60 rpm = 1rps Maka, Bilangan Reynold, NRe

ρ . N . ( Dt ) 2 = µ =

176,276 lb / ft 3 x 1 rps x(18,417 ft ) 0,033 lb / ft. sec

2

= 1.811.828,84 NRe > 10000, maka KT = 0,32

(McCabe, 1994)

Maka, P=

K T . N 3 . Da 5 . ρ gC

( Pers 9-24 McCabe, 1994)

0,32 x (1 rps ) x (6,139 ft ) x 176,276 lb / ft 3 = 32,174 lb. ft / lbf .s 2 3

= 15.287,141 lbf.ft/s x

5

1 hp = 27,79 hp 550 lbf . ft / s

Efisiensi motor penggerak 80 % Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Sehingga, Daya motor penggerak =

27,79 hp = 34,74hp 0,8

Digunakan motor yang berdaya, 40 hp

LC.16 Tangki Produk Samping (T-06) Fungsi

: Menampung produk sabun cair untuk kebutuhan 10 hari.

Jenis


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

: 2 unit

Jumlah bahan

: 2.042,378 kg/jam...........................................(LA-4)

ρ Sabun

: 1029 kg/m3 = 64,238 lb/ft3



490.170,72 kg = 476,356 m3 1.029 kg / m 3

Volume larutan, Vl

=

Volume tangki, Vt

= 1,2 x

m

ρ

= 1,2 x 476,356 m3 = 571,627 m3

571,627 m 3 Volume tangki untuk 2 unit = = 285,814 m3 2


=4:3 =1:4

Volume shell tangki (VS)


Vs =

1 π D2H ; 4

Maka H = Vs = •

4 D 3

1 4 π π D2 . D = D3 4 3 3


Vh = •

asumsi, D : H = 3 : 4

............................................(Walas, 1988)


285,814 m3 =

9π 3 D 24

Dt = 6,238 m Untuk desain digunakan : • Diameter tangki

= 6,238 m

= 20,466 ft

= 245,588 in


4 ×D 3

= 8,317 m

= 27,288 ft

• Tinggi head, Hh

1 ×D 4

= 1,559 m

= 5,116 ft

=


= HS + Hh

= 9,876 m

= 32,401 ft


PR + n.C SE − 0,6 P




(Brownell, 1959)


(Brownell, 1959)


1 in/tahun 8

n = umur alat yang = 10 tahun Tinggi larutan dalam tangki, Hl =

Vl x H T 476,356 m 3 x 9,876 m = VT 285,814 m 3 = 16,459 m = 54,002 ft = 648,023 in


ρ (H C −1) 144

+ 14,7 (Pers. 3.17 Brownell, 1959)

62,238 lb / ft 3 (33,984 ft − 1) = + 14,7 144 = 29,414 psi


= (1 + 0,1) x 29,414 psi = 30,885 psi

ts = =

PR + n.C SE − 0,6 P

(30,885 psi ) (154,528 in ) + (10 . 0,125) (12.560 psi ) (0,85) − 0,6 (30,885 psi )




PD + nC 2 SE − 0,2 P

(30,885 psi ) (309,055 in ) + (10 . 0,125) 2 (12.560 psi ) (0,85) − 0,2 (30,885 psi )

= 1,698 in Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Tebal tutup standar yang digunakan = 2 in


LC.17 Pompa I (P-01) Fungsi

: Memompakan minyak jagung ke vibrating filter

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan konstruksi

: Commersial steel

Jumlah

: 1 unit

Data: Laju alir, F

= 8.177,480 kg/jam (5,01 lb/s)

Densitas minyak jagung, ρ

= 0,925 kg/l...................... (Ketaren, 1986) = 925 kg/ m3 = 57,79 lb/ ft3

Viskositas fluida, µ

= 58 Cp (0,039) lb/ft.s)

Spesifikasi pipa Laju volumetrik, Q

= =

F

ρ 5,01 = 0,086 ft 3 / s 57,79

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

...........(Timmerhouse, 1980)

= 3,9 x (0,058)0,45 x (57,79)0,13 = 2,191 in

Dari Appendik C, Alan Foust dipakai pipa: Schedule number

= 40

Ukuran normal

= 2½ in

Diameter dalam, di

= 2,469 in (0,2057 ft)

Diameter luar,do

= 2,88 in (0,2399 ft)

Tebal dinding, t

= 0,2030 in (0,0169ft)

Luas muka, a”

= 4,79 in2 (0,3991 ft2)

Friction Factor Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Kecepatan linear, v

Bilangan Reynold, Re

=

Q a ′′

=

0,086 = 0,215 ft / s 0,3991

=

ρ v di µ

=

57,79 x 0,215 x 0,2057 0,039

= 65,533 Asumsi benar bentuk aliran adalah aliran laminar

Dari Appendik C, Alan Foust: Digunakan material pipa berupa commercial steel Roughness factor, ε

= 0,00015

Relative roughness

=

= Friction factor, f

ε di

0,00015 = 0,00006 2,469

= 0,028

Ekivalensi Pemipaan Pipa lurus

= 150 ft

Dari Appendik C, Alan Foust 2 gate ½ open (L/D = 160)

= 2 x 160 x 0,2057 = 65,824 ft

6 elbow 900 standard (L/D = 30)

= 6 x 30 x 0,2057 = 37,026 ft

Pipe entrance (k = 0,78; L/D = 40) = 40 x 0,2057 = 8,228 ft Pipe exit (k = 1; L/D = 50)

= 50 x 0,2057 = 10,285 ft

Total ekivalensi pemipaan, ΣL

= 150+65,824+37,026+8,228+10,285 = 271,363 ft

Fraksi pada pipa, Ff

=

f v 2 ΣL 2g c d i


0,028 x (0,215) x 271,363 2 x 32,17 x 0,2057 2

=

= 0,026 ft.lbf/lbm

Daya pompa Efisiensi motor, η

= 0,85

Tinggi pemompaan, ∆z = 30 ft Beda tekanan, ∆P

= 0 Psi

Kerja pompa, Wf

=

∆P

ρ

+ ∆z

g + Ff gc

= 0 + 30 x 1 + 0,026 = 30,026 ft.lbf/lbm Daya pompa, P = =

Wf ρ Q 550η

30,026 x 57,79 x 0,086 550 x 0,85

= 0,3 hp (dipakai pompa dengan daya maksimum ½ hp)

LC.16 Pompa II (P-04) Fungsi

: Memompakan larutan NaOH ke reaktor

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan konstruksi

: Commersial steel

Jumlah

: 1 unit

Data: Laju alir, F

= 3.668,948 kg/jam (2,246 lb/s)

Suhu operasi

= 300C

Densitas fluida, ρ

= 2130 kg/m3 (132,9759 lb/ft3)


= 60 Cp (0,04037 lb/ft.s)

Spesifikasi pipa Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Laju volumetrik, Q

= =

F

ρ 2,246 lb / s = 0,016 ft3/s 3 132,9759 lb / ft


...........(Timmerhouse, 1980)

= 3,9 x (0,016)0,45 x (132,9759)0,13 = 1,145 in Dari Appendik C, Alan Foust dipak.ai pipa: Schedule number

= 40

Ukuran normal

= 2½ in

Diameter dalam, di

= 2,469 in (0,2057 ft)

Diameter luar,do

= 2,88 in (0,2399 ft)

Tebal dinding, t

= 0,2030 in (0,0169ft)

Luas muka, a”

= 4,79 in2 (0,3991 ft2)

Friction Factor Kecepatan linear, v


=

Q a ′′

=

0,016 = 0,04 ft/s 0,3991

=

ρ v di µ

=

132,9759 x 0,04 x 0,2057 0,04037



= 0,00015

Relative roughness

=

ε di



0,00015 = 0,00006 2,4691

= 0,028


= 150 ft


= 2 x 160 x 0,2057 = 65,824 ft


= 6 x 30 x 0,2057 = 37,026 ft


= 50 x 0,2057 = 10,285 ft


= 150+65,824+37,026+8,228+10,285 = 271,363 ft


=

f v 2 ΣL 2g c d i

=

0,028 x (0,04) x 271,363 2 x 32,17 x 0,2057 2

= 0,0009 ft.lbf/lbm Daya pompa Efisiensi motor, η

= 0,85

Tinggi pemompaan, ∆z = 30 ft Beda tekanan, ∆P Kerja pompa, Wf

= 0 Psi =

∆P

ρ

+ ∆z

g + Ff gc

= 0 + 30 x 1 + 0,0009 = 30,0009 ft.lbf/lbm Daya pompa, P = =

Wf ρ Q 550η

30,0009 x 132,9759 x 0,016 550 x 0,85

=0,1 hp (dipakai pompa dengan daya maksimum 1/8 hp)


LC.18 Pompa III (P-03) Fungsi

: Memompakan pewangi ke tangki pencampuran.

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan konstruksi

: Commersial steel

Jumlah

: 1 unit

Data: Laju alir, F

= 2,039 kg/jam (0,0012 lb/s)

Densitas , ρ

= 912,28 kg/ m3 = 56,96 lb/ ft3


= 2,7 Cp (0,00176) lb/ft.s)


= =

F

ρ 0,0012 = 0,00002 ft3/s 56,96


.........(Timmerhouse, 1980)

= 3,9 x (0,00002)0,45 x (56,96)0,13 = 0,05 in Dari Appendik C, Alan Foust dipakai pipa: Schedule number

= 40

Ukuran normal

= 1 ½ in

Diameter dalam, di

= 1,610 in (0,1341 ft)

Diameter luar,do

= 1,9 in (0,1583 ft)

Tebal dinding, t

= 0,145 in (0,0121 ft)

Luas muka, a”

= 2,04 in2 (0,1699 ft2)


=

Q a ′′

=

0,00002 = 0,0001 ft / s 0,1699



=

ρ v di µ

=

56,96 x 0,0001 x 0,1341 0,00176



= 0,00015

Relative roughness

=


ε di

0,00015 = 0,00009 1,610

= 0,028


= 150 ft


= 2 x 160 x 0,1341 = 42,912 ft


= 6 x 30 x 0,1341 = 24,138 ft


= 50 x 0,1341 = 6,705 ft


= 150+42,912+24,138+5,364+6,705 = 229,119 ft


=

f v 2 ΣL 2g c d i

0,028 x (0,0001) x 229,119 = 2 x 32,17 x 0,1341 2

= 7.10-9 ft.lbf/lbm Daya pompa Efisiensi motor, η

= 0,85


Tinggi pemompaan ∆z = 30 ft Beda tekanan, ∆P

= 0 Psi =

Kerja pompa, Wf

∆P

ρ

+ ∆z

g + Ff gc

= 0 + 30 x 1 + 7.10-9 = 30 ft.lbf/lbm Daya pompa, P = =

Wf ρ Q 550η

30 x 56,96 x 0,00002 550 x 0,85

= 0,00007 hp Dipakai pompa dengan daya maksimum 1/8 hp

LC.19 Pompa IV (P-04) Fungsi

: Memompakan pewarna ke tangki pencampuran.

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan konstruksi

: Commersial steel

Jumlah

: 1 unit

Data: Laju alir, F

= 1,019

kg/jam (0,0006 lb/s)

Densitas , ρ

= 882,4 kg/ m3 = 55,09 lb/ ft3


= 2,7 Cp (0,00176) lb/ft.s)


= =

F

ρ 0,0006 = 0,000011 ft 3 / s 55,09


............. (Timmerhouse, 1980)

= 3,9 x (0,000011)0,45 x (55,09)0,13 Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

= 0,04 in


= 40

Ukuran normal

= 1 ½ in

Diameter dalam, di

= 1,610 in (0,1341 ft)

Diameter luar,do

= 1,9 in (0,1583 ft)

Tebal dinding, t

= 0,145 in (0,0121 ft)

Luas muka, a”

= 2,04 in2 (0,1699 ft2)



=

Q a ′′

=

0,000011 = 0,00006 ft / s 0,1699

=

ρ v di µ

=

55,09 x 0,00006 x 0,1341 0,00176



= 0,00015

Relative roughness

=


ε di

0,00015 = 0,00009 1,610

= 0,028


= 150 ft


Dari Appendik C, Alan Foust 2 gate ½ open (L/D = 160) 0

= 2 x 160 x 0,1341 = 42,912 ft


= 6 x 30 x 0,1341 = 24,138 ft


= 50 x 0,1341 = 6,705 ft


= 150+42,912+24,138+5,364+6,705 = 229,119 ft f v 2 ΣL = 2g c d i


0,028 x (0,00006) x 229,119 = 2 x 32,17 x 0,1341 2

= 3.10-9 ft.lbf/lbm Daya pompa Efisiensi motor, η

= 0,85

Tinggi pemompaan ∆z = 30 ft Beda tekanan, ∆P Kerja pompa, Wf

= 0 Psi =

∆P

ρ

+ ∆z

g + Ff gc

= 0 + 30 x 1 + 3.10-9 = 30 ft.lbf/lbm Daya pompa, P = =

Wf ρ Q 550η

30 x 55,09 x 0,000011 550 x 0,85

= 0,00003 hp Dipakai pompa dengan daya maksimum 1/8 hp

LC.21 Pompa V (P-05) Fungsi

: Memompakan produk hasil saponifikasi ke separator.

Jenis

: Centrifugal pump


Bahan konstruksi : Commersial steel Jumlah

: 1 unit

Data: Laju alir, F

= 11.817,096 kg/jam (7,237 lb/s)

Densitas fluida, ρ

= 1.052,6899 kg/m3 = 65,7171 lb/ft3


= 8,86.10-3 lb/ft.s


= =

F

ρ 7,237 = 0,11 ft 3 / s 65,7171


..........(Timmerhouse, 1980)

= 3,9 x (0,11)0,45 x (65,7171)0,13 = 2,488 in


= 40

Ukuran normal

= 2½ in

Diameter dalam, di

= 2,469 in (0,2057 ft)

Diameter luar,do

= 2,88 in (0,2399 ft)

Tebal dinding, t

= 0,2030 in (0,0169ft)

Luas muka, a”

= 4,79 in2 (0,3991 ft2)



=

Q a ′′

=

0,11 = 0,276 ft / s 0,3991

=

ρ v di µ


=

65,7171 x 0,276 x 0,2057 0,00886



= 0,00015

Relative roughness

=


ε di

0,00015 = 0,00006 2,4691

= 0,028


= 150 ft


= 2 x 160 x 0,2057 = 65,824 ft


= 6 x 30 x 0,2057 = 37,026 ft


= 50 x 0,2057 = 10,285 ft


= 150+65,824+37,026+8,228+10,285 = 271,363 ft


=

f v 2 ΣL 2g c d i

0,028 x (0,276) x 271,363 = 2 x 32,17 x 0,2057 2


= 0,85

Tinggi pemompaan

= 30 ft


Beda tekanan, ∆P

= 0 Psi

Kerja pompa, Wf

=

∆P

ρ

+ ∆z

g + Ff gc

= 0 + 30 x 1 + 0,04 = 30,04 ft.lbf/lbm

Daya pompa, P

= =

Wf ρ Q 550η

30,04 x 65,7171 x 011 550 x 0,85

= 0,46 hp (dipakai pompa dengan daya maksimum 1 hp)

LC.22 Pompa VI (P-06) Fungsi

: Memompakan gliserol ke tangki produk bawah separator.

Jenis

: Centrifugal pump


: 1 unit

Data: Laju alir, F

= 9.777,177 kg/jam (5,987 lb/s)

Densitas fluida, ρ

= 1210,35 kg/m3 .................(Hougen, 1954) = 75,62 lb/ft3


= 24 Cp.............................(Mc.Cabe, 1984) = 0,016 lb/ft.s


= =

F

ρ 5,987 = 0,08 ft 3 / s 75,62


..........(Timmerhouse, 1980)

= 3,9 x (0,08)0,45 x (75,62)0,13 Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

= 2,196 in


= 40

Ukuran normal

= 2½ in

Diameter dalam, di

= 2,469 in (0,2057 ft)

Diameter luar,do

= 2,88 in (0,2399 ft)

Tebal dinding, t

= 0,2030 in (0,0169ft)

Luas muka, a”

= 4,79 in2 (0,3991 ft2)



=

Q a ′′

=

0,08 = 0,205 ft / s 0,3991

=

ρ v di µ

=

75,62 x 0,205 x 0,2057 0,016



= 0,00015

Relative roughness

=


ε di

0,00015 = 0,00006 2,4691

= 0,028


= 150 ft



= 2 x 160 x 0,2057 = 65,824 ft


= 6 x 30 x 0,2057 = 37,026 ft


= 50 x 0,2057 = 10,285 ft


= 150+65,824+37,026+8,228+10,285 = 271,363 ft f v 2 ΣL = 2g c d i


0,028 x (0,205) x 271,363 = 2 x 32,17 x 0,2057 2


= 0,85


= 0 Psi

Kerja pompa, Wf

=

∆P

ρ

+ ∆z

g + Ff gc

= 0 + 30 x 1 + 0,0241 = 30,0241 ft.lbf/lbm

Daya pompa, P

= =

Wf ρ Q 550η

30,0241 x 75,62 x 0,08 550 x 0,85

=0,38 hp(dipakai pompa dengan daya maksimum ½ hp)

LC.23 Pompa VII (P-07) Fungsi

: Memompakan sabun ke tangki pencampuran.

Jenis

: Centrifugal pump



: 1 unit

Data: Laju alir, F

= 2.039,32 kg/jam (1,248 lb/s)

Densitas fluida, ρ

= 1029 kg/m3 = 64,23 lb/ft3


= 1,72.10-3 lb/ft.s


= =

F

ρ 1,248 = 0,019 ft 3 / s 64,23


........... (Timmerhouse, 1980)

= 3,9 x (0,019)0,45 x (64,23)0,13 = 1,125 in


= 40

Ukuran normal

= 1 ½ in

Diameter dalam, di

= 1,610 in (0,1341 ft)

Diameter luar,do

= 1,9 in (0,1583 ft)

Tebal dinding, t

= 0,145 in (0,0121 ft)

Luas muka, a”

= 2,04 in2 (0,1699 ft2)



=

Q a ′′

=

0,019 = 0,112 ft / s 0,1699

=

ρ v di µ


=

64,23 x 0,112 x 0,1341 0,00172



= 0,00015

Relative roughness

=


ε di

0,00015 = 0,00009 1,610

= 0,028


= 150 ft


= 2 x 160 x 0,1341 = 42,912 ft


= 6 x 30 x 0,1341 = 24,138 ft


= 50 x 0,1341 = 6,705 ft


= 150+42,912+24,138+5,364+6,705 = 229,119 ft


=

f v 2 ΣL 2g c d i

0,028 x (0,112 ) x 229,119 = 2 x 32,17 x 0,1341 2


= 0,85

Tinggi pemompaan, ∆z = 30 ft Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Beda tekanan, ∆P

= 0 Psi

Kerja pompa, Wf

=

∆P

+ ∆z

ρ

g + Ff gc

= 0 + 30 x 1 + 0,009 = 30,009 ft.lbf/lbm

Wf ρ Q

Daya pompa, P = =

550η

30,009 x 64,23 x0,019 550 x 0,85

=0,08 hp (dipakai pompa dengan daya maksimum 1/8 hp) LC.24 Pompa VIII (P-08) Fungsi

: Memompakan gliserol ke evaporator.

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan konstruksi : Commersial Steel Jumlah

: 1 unit

Data: Laju alir, F

= 9.777,777 kg/jam (5,987 lb/s)

Densitas fluida, ρ

= 1210,35 kg/m3 ..................(Hougen, 1954) = 75,62 lb/ft3


= 24 Cp..............................(Mc.Cabe, 1984) = 0,016 lb/ft.s


= =

F

ρ 5,987 = 0,08 ft 3 / s 75,62


..........(Timmerhouse, 1980)

= 3,9 x (0,08)0,45 x (75,62)0,13 = 2,196 in

Dari Appendik C, Alan Foust dipakai pipa: Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Schedule number

= 40

Ukuran normal

= 2½ in

Diameter dalam, di

= 2,469 in (0,2057 ft)

Diameter luar,do

= 2,88 in (0,2399 ft)

Tebal dinding, t

= 0,2030 in (0,0169ft)

Luas muka, a”

= 4,79 in2 (0,3991 ft2)



=

Q a ′′

=

0,08 = 0,205 ft / s 0,3991

=

ρ v di µ

=

75,62 x 0,205 x 0,2057 0,016



= 0,00015

Relative roughness

=


ε di

0,00015 = 0,00006 2,4691

= 0,028


= 150 ft



= 2 x 160 x 0,2057 = 65,824 ft = 6 x 30 x 0,2057 = 37,026 ft

Pipe entrance (k = 0,78; L/D = 40) = 40 x 0,2956 = 8,228 ft Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Pipe exit (k = 1; L/D = 50)

= 50 x 0,2057 = 10,285 ft


= 150+65,824+37,026+8,228+10,285 = 271,363 ft


=

f v 2 ΣL 2g c d i

0,028 x (0,205) x 271,363 = 2 x 32,17 x 0,2057 2

= 0,0241 ft.lbf/lbm

Daya pompa Efisiensi motor, η

= 0,85


= 0 Psi

Kerja pompa, Wf

=

∆P

ρ

+ ∆z

g + Ff gc

= 0 + 30 x 1 + 0,0241 = 30,0241 ft.lbf/lbm Daya pompa, P

= =

Wf ρ Q 550η

30,0241 x 75,62 x 0,08 550 x 0,85

=0,38 hp(dipakai pompa dengan daya maksimum ½ hp)

LC.25 Pompa IX (P-09) Fungsi

: Memompakan sabun cair ke cooler-02

Jenis

: Centrifugal pump


: 1 unit

Data: Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Laju alir, F

= 2.042,378 kg/jam (1,251 lb/s)

Densitas fluida, ρ

= 1029 kg/m3 = 64,23 lb/ft3


= 1,72.10-3 lb/ft.s


= =

F

ρ 1,251 = 0,019 ft 3 / s 64,23


......... (Timmerhouse, 1980)

= 3,9 x (0,019)0,45 x (64,23)0,13 = 1,126 in Dari Appendik C, Alan Foust dipakai pipa: Schedule number

= 40

Ukuran normal

= 1 ½ in

Diameter dalam, di

= 1,610 in (0,1341 ft)

Diameter luar,do

= 1,9 in (0,1583 ft)

Tebal dinding, t

= 0,145 in (0,0121 ft)

Luas muka, a”

= 2,04 in2 (0,1699 ft2)



=

Q a ′′

=

0,019 = 0,112 ft / s 0,1699

=

ρ v di µ

=

64,23 x 0,112 x 0,1341 0,00172


Dari Appendik C, Alan Foust: Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Digunakan material pipa berupa commercial steel Roughness factor, ε

= 0,00015

Relative roughness

=

ε di

0,00015 = 0,00009 1,610


= 0,028


= 150 ft


= 2 x 160 x 0,1341 = 42,912 ft


= 6 x 30 x 0,1341 = 24,138 ft


= 50 x 0,1341 = 6,705 ft


= 150+42,912+24,138+5,364+6,705 = 229,119 ft


=

f v 2 ΣL 2g c d i

=

0,028 x (0,112 ) x 229,119 2 x 32,17 x 0,1341 2


= 0,85


= 0 Psi =

∆P

ρ

+ ∆z

g + Ff gc

= 0 + 30 x 1 + 0,009 = 30,009 ft.lbf/lbm


Wf ρ Q

Daya pompa, P = =

550η

30,009 x 64,23 x0,019 550 x 0,85


LC.26 Pompa X (P-10) Fungsi

: Memompakan produk gliserol ke cooler-01

Jenis

: Centrifugal pump


: 1 unit

Data: Laju alir, F

= 8.333,333 kg/jam (5,103 lb/s)

Densitas fluida, ρ

= 1210,35 kg/m3 ..................(Hougen, 1954) = 75,62 lb/ft3


= 24 Cp..............................(Mc.Cabe, 1984) = 0,016 lb/ft.s


= =

F

ρ 5,103 = 0,067 ft 3 / s 75,62


...........(Timmerhouse, 1980)

= 3,9 x (0,067)0,45 x (75,62)0,13 = 2,03 in


= 40

Ukuran normal

= 2½ in

Diameter dalam, di

= 2,469 in (0,2057 ft)

Diameter luar,do

= 2,88 in (0,2399 ft)


Tebal dinding, t

= 0,2030 in (0,0169ft)

Luas muka, a”

= 4,79 in2 (0,3991 ft2)



=

Q a ′′

=

0,067 = 0,167 ft / s 0,3991

=

ρ v di µ

=

75,62 x 0,167 x 0,2057 0,016



= 0,00015

Relative roughness

=


ε di

0,00015 = 0,00006 2,4691

= 0,028


= 150 ft


= 2 x 160 x 0,2057 = 65,824 ft


= 6 x 30 x 0,2057 = 37,026 ft


= 50 x 0,2057 = 10,285 ft



= 150+65,824+37,026+8,228+10,285 = 271,363 ft f v 2 ΣL = 2g c d i


0,028 x (0,167 ) x 271,363 = 2 x 32,17 x 0,2057 2


= 0,85


= 0 Psi =

Kerja pompa, Wf

∆P

ρ

+ ∆z

g + Ff gc

= 0 + 30 x 1 + 0,02 = 30,02 ft.lbf/lbm

Wf ρ Q

Daya pompa, P =

550η

=

30,02 x 75,62 x 0,067 550 x 0,85

= 0,325 hp(dipakai pompa dengan daya maksimum ½ hp)

LC.26 Pompa X (P-11) Fungsi

: Memompakan gliserol dari cooler-01 ke tangki produk

Jenis

: Centrifugal pump


: 1 unit

Data: Laju alir, F

= 8.333,333 kg/jam (5,103 lb/s)

Densitas fluida, ρ

= 1210,35 kg/m3 ..................(Hougen, 1954) = 75,62 lb/ft3



= 24 Cp..............................(Mc.Cabe, 1984) = 0,016 lb/ft.s


= =

F

ρ 5,103 = 0,067 ft 3 / s 75,62


...........(Timmerhouse, 1980)

= 3,9 x (0,067)0,45 x (75,62)0,13 = 2,03 in


= 40

Ukuran normal

= 2½ in

Diameter dalam, di

= 2,469 in (0,2057 ft)

Diameter luar,do

= 2,88 in (0,2399 ft)

Tebal dinding, t

= 0,2030 in (0,0169ft)

Luas muka, a”

= 4,79 in2 (0,3991 ft2)



=

Q a ′′

=

0,067 = 0,167 ft / s 0,3991

=

ρ v di µ

=

75,62 x 0,167 x 0,2057 0,016


Dari Appendik C, Alan Foust: Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Digunakan material pipa berupa commercial steel Roughness factor, ε

= 0,00015

Relative roughness

=

ε di

0,00015 = 0,00006 2,4691


= 0,028


= 150 ft


= 2 x 160 x 0,2057 = 65,824 ft


= 6 x 30 x 0,2057 = 37,026 ft


= 50 x 0,2057 = 10,285 ft


= 150+65,824+37,026+8,228+10,285 = 271,363 ft


=

f v 2 ΣL 2g c d i

=

0,028 x (0,167 ) x 271,363 2 x 32,17 x 0,2057 2


= 0,85


= 0 Psi =

∆P

ρ

+ ∆z

g + Ff gc

= 0 + 30 x 1 + 0,02 = 30,02 ft.lbf/lbm Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Daya pompa, P = =

Wf ρ Q 550η

30,02 x 75,62 x 0,067 550 x 0,85

= 0,325 hp(dipakai pompa dengan daya maksimum ½ hp)

LC.27 Pompa XI (P-12) Fungsi

: Memompakan sabun cair dari cooler-02 ke tangki produk.

Jenis

: Centrifugal pump

Bahan konstruksi

: Commersial Steel

Jumlah

: 1 unit

Data: Laju alir, F

= 2.042,378 kg/jam (1,251 lb/s)

Densitas fluida, ρ

= 1029 kg/m3 = 64,23 lb/ft3


= 1,72.10-3 lb/ft.s


= =

F

ρ 1,251 = 0,019 ft 3 / s 64,23


......... (Timmerhouse, 1980)

= 3,9 x (0,019)0,45 x (64,23)0,13 = 1,126 in


= 40

Ukuran normal

= 1 ½ in


Diameter dalam, di

= 1,610 in (0,1341 ft)

Diameter luar,do

= 1,9 in (0,1583 ft)

Tebal dinding, t

= 0,145 in (0,0121 ft)

Luas muka, a”

= 2,04 in2 (0,1699 ft2)



=

Q a ′′

=

0,019 = 0,112 ft / s 0,1699

=

ρ v di µ

=

64,23 x 0,112 x 0,1341 0,00172



= 0,00015

Relative roughness

=


ε di

0,00015 = 0,00009 1,610

= 0,028


= 150 ft



= 2 x 160 x 0,1341 = 42,912 ft = 6 x 30 x 0,1341 = 24,138 ft

Pipe entrance (k = 0,78; L/D = 40) = 40 x 0,1341 = 5,364 ft Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Pipe exit (k = 1; L/D = 50)

= 50 x 0,1341 = 6,705 ft


= 150+42,912+24,138+5,364+6,705 = 229,119 ft


=

f v 2 ΣL 2g c d i

=

0,028 x (0,112) x 229,119 2 x 32,17 x 0,1341 2


= 0,85


= 0 Psi =

∆P

ρ

+ ∆z

g + Ff gc

= 0 + 30 x 1 + 0,009 = 30,009 ft.lbf/lbm

Daya pompa, P = =

Wf ρ Q 550η

30,009 x 64,23 x0,019 550 x 0,85



LAMPIRAN D PERHITUNGAN UTILITAS

1. Screening (SC) Fungsi

: Menyaring partikel-partikel padat yang besar

Jenis

: bar screen

Jumlah

:1

Bahan konstruksi

: stainless steel

Kondisi operasi: - Temperatur = 300C - Densitas air (ρ)

= 997,08 kg/m3 ………………….(Geankoplis, 1997)


- Laju alir massa (F) = 28.625,966 kg/jam Laju alir volume, Q

28.625,966 kg / jam x 1 jam / 3600 s = 0,0079 m3/ s 3 997,08 kg / m

=

Direncanakan ukuran screening: Panjang = 2 m Lebar = 2 m 2m 20 mm

2m

20 mm

|

Dari table 5.1 Physical-Chemical Treatment of Water and Wastewater, diperoleh: Ukuran bar: Lebar

= 5 mm

Tebal

= 20 mm

Bar clear spacing = 20 mm

Misalkan, jumlah bar = x Maka, 20x + 20 (x+1) = 2000 40x

= 1980

X

= 49,5 = 50 buah

Luas bukaan (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 (∆h) =

(0,0079) Q2 = = 2,12.10-6 m dari air 2 2 2 2 2 g C d A2 2 (9,8) (0,6 ) (2,04 ) 2


2. Pompa Screening (PU-01) Fungsi

: Memompakan air dari sungai ke bak pengendapan

Jenis

: Pompa Sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: commercial steel

Laju alir massa, F

= 28.625,966 kg/jam  1lb 1 jam  = 28.625,966 kg/jam x  x   0,4536kg 3600 det ik  = 17,53 lb/detik

Densitas air, ρ

= 997,08 kg/m3 ………………………..(Perry, 1999)  2,2046lb 1m 3  = 997,08 Kg/m x  x  35,314 ft 2   1kg 3

= 62,246 lb/ft3 Viskositas air, μ

= 0,8007 cp

……………….………….(Perry, 1999)

 0,0006724191lbft. det  = 0,8007 cp x   1cp   = 5,381 x 10-4 lb/ft.det

Laju alir volume, Q

F  =   ρ  17,53 lb / det  =  = 0,282 ft3/det 3  62,246 lb / ft 

Menghitung diameter dalam pipa : ID Optimum, IDopt

= 3,9(Q)0,45 (ρ)0,13 ......................(Timmerhaus,1991) = 3,9(0,282)0,45 (62,246)0,13 = 3,77 in

Dipilih pipa 4 in schedule 80, dengan data sebagai berikut : Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

OD

= 4,50 in

= 3,75 ft

ID

= 3,826 in = 0,097 m = 0,319 ft

A

= 0,0884 ft2

Q  =    A

Kecepatan laju alir, V

 0,282 ft 3 / det  =   = 3,19 ft / det 2  0,0884 ft 

 ρDV  =    µ 

Bilangan Reynold, NRe

 62,246 lb / ft 2 x 0,319 ft x 3,19 ft / det  =   5,38 x 10 − 4 lb / ft. det  

= 117.714,462

NRe > 4100 = aliran turbulen Dari Geankoplis, 1997, untuk bahan pipa commercial steel dan diameter pipa 4 in Sc.80, diperoleh ε

D

=

0,000046 m = 0,00052 , diperoleh f = 0,004 0,0884 m

Sistem perpipaan - Panjang pipa lurus saluran isap

= 20 ft

- 1 buah gate valve fully open L/D : 13 L = 1 X 13 X 0,319 ft

= 4,147 ft

- 3 buah elbow 90o L/D :30 L = 3 X 30 X 0,319 ft

= 28,71 ft

- 1 buah entrance K = 0,5; L/D = 27 L = 0,5 X 27 X 0,319 ft

= 4,306 ft

- 1 buah exit L/D = 55 Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

L = 1 X 55 X 0,319 ft

= 17,545 ft +

ΣL

Total Panjang

= 74,708 ft

Kerugian akibat gesekan ΣF

=

F x ΣL x V 2 2 x gc x ID

=

0,004 x 74,708 x (3,19 ft / det ) = 0,148 ft lb / lbf 2 x 32,17 ft / lbf det 2 x 0,319 ft 2

Menentukan tenaga daya pompa Ws

= ∆Z

g X ΣF gc

…………………….(Pers. Bernouli)

Direncanakan ketinggian maksimal = 30 ft Ws

= 30 x

WHp =

32,17 lbm / s 2 + 0,148 lb/lbf = 30,148 ft lbf/lbm 32,17 lbf / ft s 2

Ws x Q x ρ 550

=

30,148 x 0,282 62,246 = 0,962 hp 550

Efisiensi pompa

= 80 %

=

0,962 = 1,203 hp 0,8

Digunakan pompa dengan daya standart 1 ½ hp

3. Bak Sedimentasi (BS) Fungsi

: Untuk mengendapkan lumpur yang terikut dengan air.

Jenis

: Grift Chamber Sedimentation

Jumlah

:1

Aliran

: Horizontal sepanjang bak sedimentasi

Bahan konstruksi

: Beton kedap air

Kebutuhan

: 3 hari


Data: Temperatur

= 300C

Tekanan

= 1 atm

Laju alir massa, F

 1lb 1 jam  = 28.625,966 kg/jam x  x   0,4536kg 3600 det ik  = 17,53 lb/detik

Densitas air, ρ

= 997,08 kg/m3

………………………(Perry, 1999)

 2,2046lb 1m 3  = 997,08 Kg/m3 x  x  35,314 ft 2   1kg


= 0,8007 cp

......................................... (Perry, 1999)


Laju alir volume, Q

F  =   ρ  17,53 lb / det  = 0,282 ft3/det =  3  62,246 lb / ft 

Perhitungan: a. Volume Bak Volume larutan, V1 =

28.625,966 kg / jam x 3 hari x 24 jam 997,08 kg / m 3

= 2.069,941 m3 Volume Bak, Vt

= (1 + 2.069,941) = 2.070,941 m3


b. Spesifikasi Bak Asumsi apabila: Panjang bak (P) = 2 x Lebar bak (L) = Tinggi bak (T) Maka: Volume bak

= P x L xT

2.070,941 m3 = 2L x L x L L

= 10,117 m

P

= 2 x 10,117

Maka:

= 20,234 m T = L = 10,117 m

4. Pompa Sedimentasi (PU-02) Fungsi

: Memompakan air dari bak pengendapan ke clarifier

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

:1

Bahan konstruksi

: commercial steel

Laju alir massa, F


Densitas air, ρ

= 997,08 kg/m3

……………………….(Perry, 1999)

 2,2046lb 1m 3  = 997,08 Kg/m3 x  x  35,314 ft 2   1kg


= 0,8007 cp

…………………………..(Perry, 1999)


 0,0006724191lbft. det  = 0,8007 cp x   1cp   = 5,381 x 10-4 lb/ft.det F  =   ρ

Laju alir volume, Q

 17,53 lb / det  =  = 0,282 ft3/det 3 62 , 246 lb / ft  

Menghitung diameter dalam pipa : = 3,9(Q)0,45 (ρ)0,13 ......................(Timmerhaus,1991)

ID Optimum, IDopt

= 3,9(0,282)0,45 (62,246)0,13 = 3,77 in Dipilih pipa 4 in schedule 80, dengan data sebagai berikut : OD

= 4,50 in

= 3,75 ft

ID

= 3,826 in = 0,097 m = 0,319 ft

A

= 0,0884 ft2

Q  =    A


 0,282 ft 3 / det  =   = 3,19 ft / det 2  0,0884 ft 

 ρDV  =    µ 


 62,246 lb / ft 2 x 0,319 ft x 3,19 ft / det  =   5,38 x 10 − 4 lb / ft. det  

= 117.714,462

NRe > 4100 = aliran turbulen Dari Geankoplis, 1997, untuk bahan pipa commercial steel dan diameter pipa 4 in Sc.80, diperoleh ε

D

=

0,000046 m = 0,00052 , diperoleh f = 0,004 0,0884 m

Sistem perpipaan Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

- Panjang pipa lurus saluran isap

= 20 ft


= 4,147 ft


= 28,71 ft


= 4,306 ft

- 1 buah exit L/D = 55 L = 1 X 55 X 0,319 ft

= 17,545 ft +

ΣL

Total Panjang

= 74,708 ft


=


=

0,004 x 74,708 x (3,19 ft / det ) = 0,148 ft lb / lbf 2 x 32,17 ft / lbf det 2 x 0,319 ft 2


= ∆Z

g X ΣF gc

…………………….(Pers. Bernouli)


= 30 x

WHp = =


Ws x Q x ρ 550 30,148 x 0,282 62,246 = 0,962 hp 550

Efisiensi pompa

= 80 %

=

0,962 = 1,203 hp 0,8

Digunakan pompa dengan daya standart 1 ½ hp


5. Tangki Pelarutan Alum, Al2(SO4)3 (TP - 01) Fungsi

: Membuat larutan alum [Al2(SO4)3]

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar dengan pengaduk

Bahan konstruksi


Data: Kondisi pelarutan: Temperatur Tekanan Al2(SO4)3 yang digunakan

= 30 °C = 1 atm = 50 ppm

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

= 1,301 kg/jam

Densitas Al2(SO4)3 30 %

= 1.363 kg/m3 = 85,089 lbm/ft3..(Perry, 1999)


= 7 hari

Perhitungan: Ukuran Tangki Volume larutan, V1 =

1,301 kg / jam x 24 jam / hari x 7 hari 0,3 x 1.363 kg / m 3

= 0,535 m3 Volume tangki, Vt = 1,2 × 0,535 m3 = 0,642 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 1 : 1 1 V = π D2H 4 0,642 m3 =

1 π D 2 (D ) 4

0,642 m3 =

1 π D3 4

Maka:

D = 0,935 m = 3,068 ft H = 0,935 m = 3,068 ft

Tinggi Al2(SO4)3 dalam tangki

=

volume cairan x tinggi silinder volume silinder

=

0,535 x 0,935 = 0,779 m = 2,556 ft 0,642


Tebal dinding tangki : Phid = ρ x g x l = 1.363 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 0,779 m = 10.405,415Pa = 10,405 kPa Tekanan udara luar, Po = 1 atm = 101,325 kPa Poperasi = 10,405 kPa + 101,325 kPa = 111,73 kPa Faktor kelonggaran = 5 % Maka, Pdesain = (1,05) (111,73 kPa) = 117,317 kPa - Allowable working stress (S) : 12.650 Psi = 87.218,714 kPa -Joint efficiency

: 0,8

(Brownell,1959) - Efisiensi sambungan (E)

: 0,8

(Brownell,1959) Tebal shell tangki :

t= =

PD 2 SE − 1,2 P

(117,317 kPa ) (0,935 m ) = 0,0007 m = 0,027 in 2 (87.218,714 ) (0,8) − 1,2 (117,317 kPa )

Tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in ………………(Brownell,1959) Maka tebal sheel yang dibutuhkan = 0,027 in + ¼ in = 0,277 in Tebal sheel standar yang digunakan = ½ in ...........................(Brownell,1959) Daya Pengaduk : Jenis pengaduk


Jumlah baffle

: 4 buah

Untuk turbin standar (McCabe, 1999), diperoleh: Da 1 1 = ; Da = x 0,935 m = 0,312 m = 1,023 ft Dt 3 3 E = 1 ; E = 0,312 m Da W 1 = ;W = 1 x 0,312 = 0,062 m 5 Da 5


L 1 = ; L = 1 x 0,312 = 0,078 m 4 Da 4 J 1 = ; J = 1 x 0,935 = 0,078 m 12 Dt 12

Dimana: Dt : Diameter tangki Da : Diameter impeller W : Lebar blade pada turbin L : Panjang blade pada turbin E : Tinggi turbin dari dasar tangki J

: lebar baffle

Kecepatan pengaduk, N = 1 putaran/detik Viskositas Al2(SO4)3 30 % = 6,27 x 10-4 lbm/ft.det ..........(Kirk Othmer, 1967) Bilangan Reynold, NRe =

ρ . N . (Di )2 (85,089) (1) (0,935)2 = = 118.639,443 µ 6,27.10 − 4

NRe > 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus: K . N 3 . Da . ρ P= T gc 5

........................................(Mc Cabe, dkk., 1999)

KT = 6,3

....................................................(Mc Cabe, dkk., 1999)

Sehingga,

(

6,3 x (1) x (0,935 ft ) x 85,089lb / ft 3 32,17 ft / s 2 3

P =

5

)

= 11,908 ft.lb/s = 11,908 ft.lb/s x

1 hp = 0,022 hp 550 ft.lb / s

Efisiensi motor, η = 80% Maka, P

=

0,022 hp = 0,0275 hp 0,8

Maka daya motor yang dipilih 1/8 hp Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

6. Pompa Larutan Aluminium Sulfat (Al2(SO4)3) (PU-03) Fungsi

: Memompakan larutan alum dari tangki pelarutan alum ke clarifier

Jenis

: Pompa injeksi

Jumlah

:1

Bahan konstruksi

: commercial steel

Laju alir massa, F

= 1,301 kg/jam  1lb 1 jam  = 1,301 kg/jam x  x   0,4536kg 3600 det ik  = 0,00079 lb/detik

Densitas bahan, ρ

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

(Perry, 1997)

3

= 0,04 lbm/in Viscositas, μ

= 0,72.10-4 lbm/ft.det

(Kirk Othmer, 1967)

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

F  =   ρ  0,00079lb / det  = 0,00001 ft3/det =  3   74,570 lb / ft 


= 3,9(Q)0,45 (ρ)0,13

....................(Timmerhaus,1991)

= 3,9(1.10-5)0,45 (0,04)0,13 = 0,015 in Dipilih pipa 1/8 in schedule 80, dengan data sebagai berikut : OD

= 0,405 in = 0,0337 ft

ID

= 0,215 in = 0,0054 m = 0,0179 ft

A

= 0,00025 ft2


Q  =    A  0,00001 ft 3 / det  =   = 0,04 ft / det 2  0,00025 ft 


 ρDV  =    µ 


=

 85,0889 lb / ft 2 x 0,0179 ft x0,04 ft / det    6,72 x10 − 4 lb / ft. det  

= 90,66 NRe < 4100 = aliran laminar Aliran adalah laminar, maka dari Pers.2.10-7, Geankoplis, 1997, diperoleh f = 16/NRe = 16/90,66 = 0,176 Sistem perpipaan - Panjang pipa lurus saluran isap

= 50 ft


= 0,2327 ft

o

- 2 buah elbow 90 L/D :30 L = 2 X 30 X 0,0179 ft

= 1,074 ft


= 0,116 ft


= 0,501 ft +

ΣL

Total Panjang

= 51,93 ft


=


=

0,176 x 51,93 x (0,04 ft / dt ) = 0,013 ft lb / lbf 2 x 32,17 ft / lbf . det 2 x 0,0179 2


= ∆Z

g X ΣF gc

……………………..(Pers. Bernouli)


= 35 x



WHp = =

Ws x Q x ρ 550 35,013 x 0,00001 x 85,0889 = 0,00005 Hp 550

Efisiensi pompa

= 80 %

=

0,00005 = 6,25.10-5 Hp 0,8

Digunakan daya pompa standar 1/8 hp

7. Tangki Pelarutan Soda Abu (Na2CO3) (TP – 02) Fungsi

: Membuat larutan soda abu (Na2CO3)

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar dengan pengaduk

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 grade C

Data: Kondisi pelarutan: Temperatur Tekanan Na2CO3 yang digunakan

= 30 °C = 1 atm = 27 ppm

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

= 0,703 kg/jam

Densitas Na2CO3 30 % = 1.327 kg/m3 = 82,845 lbm/ft3 ............(Perry, 1999) Kebutuhan perancangan = 7 hari Faktor keamanan

= 20%

Perhitungan: Ukuran Tangki Volume larutan, Vl =

0,703 kg/jam × 24 jam/hari × 7 hari 0,3 ×1.327 kg/m 3

= 0,297 m3 Volume tangki, Vt = 1,2 × 0,297 m3 = 0,356 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 1 : 1


1 πD 2 H 4 1 0,356 m 3 = πD 2 (D ) 4 1 0,356 m 3 = πD 3 4 V=

Maka:

D = 0,768 m = 2,521 ft H = 0,768 m = 2,521 ft

Tinggi cairan dalam tangki

=

volume cairan x tinggi silinder volume silinder

=

0,297 x 0,768 = 0,641 m = 2,102 ft 0,356

Tebal dinding tangki : Phid = ρ x g x l = 1.327 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 0,641 m = 8.335,949 Pa = 8,336 kPa Tekanan udara luar, Po = 1 atm = 101,325 kPa Poperasi = 8,336 kPa + 101,325 kPa = 109,661 kPa Faktor kelonggaran = 5 % Maka, Pdesain = (1,05) (109,661 kPa) = 115,144 kPa - Allowable working stress (S) : 12.650 Psi = 87.218,714 kPa -Joint efficiency

: 0,8

……………….(Brownell,1959)

- Efisiensi sambungan (E)

: 0,8

……………….(Brownell,1959)

Tebal shell tangki : PD 2SE − 1,2P (115,144 kPa) (0,768 m) = = 0,0006 m = 0,0236 in 2(87.218,714)(0,8) − 1,2(115,144 kPa)

t=

Tebal shell standar yang digunakan = 1/8 in

…………….(Brownell,1959)

Maka tebal sheel yang dibutuhkan = 0,0236 in + 1/8 in = 0,149 in Tebal sheel standar yang digunakan = ¼ in ..........................(Brownell,1959) Daya Pengaduk : Jenis pengaduk



Jumlah baffle

: 4 buah

Untuk turbin standar (McCabe, 1999), diperoleh:

Da Dt E Da W Da L Da J Dt

=

1 1 ; Da = x 0,768, m = 0,256 m = 0,839 ft 3 3

= 1 ; E = 0,256 m 1 ; W = 1 x 0,256 = 0,0512 m 5 5 1 = ; L = 1 x 0,256 = 0,064 m 4 4 1 = ; J = 1 x 0,768 = 0,064 m 12 12 =


: lebar baffle

Kecepatan pengaduk, N = 1 putaran/detik Viskositas Na2CO3 30 % = 2,48.10-7 kg/ft.det lbm/ft.det

..........(Kirk Othmer,

1967) Bilangan Reynold,

ρ . N . ( Di ) 2 (82,845) (1) (0,768) 2 NRe = = =197.032.134,2 µ 2,48.10 −7 NRe > 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus: K T . N 3 . Da . ρ gc 5

P=

KT = 6,3

........................................(Mc Cabe, dkk., 1999) .......................................(Mc Cabe, dkk., 1999)

Sehingga, P =

6,3 x (1) 3 x (0,768 ft ) 5 x (82,845 lb / ft 3 ) 32,17 ft / s 2

= 4,335 ft.lb/s Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

= 4,335 ft.lb/s x

1Hp = 0,007 Hp 550 ft.lb / s

Efisiensi motor, η = 80% Maka, P

=

0,007 Hp = 0,0087 Hp 0,8

Maka daya motor yang dipilih 1/8 hp

8. Pompa Soda Abu (PU-04) Fungsi

: Memompakan larutan soda abu dari tangki pelarutan soda abu ke clarifier

Jenis

: Pompa injeksi

Jumlah

:1

Bahan konstruksi

: commercial steel

Laju alir massa, F

= 0,703 kg/jam  1lb 1 jam  = 0,703 kg/jam x  x   0,4536kg 3600 det ik  = 0,00043 lb/detik

Densitas soda abu, ρ = 1.327 kg/m3 …………………………(Perry, 1999)  2,2046lb 1m 3  = 1.327 Kg/m x  x  35,314 ft 2   1kg 3

= 82,845 lb/ft3 Viskositas soda abu, μ = 3,69.10-4 cP

(Othmer, 1967)

= 2,48.10-7 kg/ft.det

Laju alir volume, Q

F  =   ρ  0,00043 lb / det  =  = 5,2.10-6 ft3/det 3   82,845 lb / ft 


= 3,9(Q)0,45 (ρ)0,13

...................(Timmerhaus,1991)

= 3,9(5,2.10-6)0,45 (82,845)0,13 Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

= 0,071 in

Dipilih pipa 1/8 in schedule 80, dengan data sebagai berikut : OD

= 0,405 in = 0,0337 ft

ID

= 0,215 in = 0,0054 m = 0,0179 ft

A

= 0,00025 ft2


Q  =    A  5,2.10 −6 ft 3 / det  =   = 0,0208 ft / det 2  0,00025 ft 


 ρ . ID. V  =    µ   82,845 lb / ft 2 x 0,0179 ft x 0,0208 ft / det  =   2,48 x10 −7 lb / ft. det  

= 124.374,397 (turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : Ε

= 4,6.10-5

(Geankoplis, 1997)

ε/D = 0,0067

(Geankoplis, 1997)

f

= 0,008


= 50 ft


= 0,2327 ft


= 1,074 ft


= 0,116 ft

- 1 buah exit L/D = 28 L = 1 X 28 X 0,0179 ft Total Panjang

ΣL

= 0,501 ft + = 51,93 ft



=


0,008 x 51,93 x (0,0152 ft / dt ) 2 = = 0,000095 ft lb / lbf 2 x 32,17 ft / lbf det 2 x 0,0179 ft Menentukan tenaga daya pompa Ws

= ∆Z

g X ΣF gc

(Pers. Bernouli)


= 35 x

WHp =


Ws x Q x ρ 550

=

35,000095 x 5,2.10 −6 x 82,845 = 0,00002 Hp 550

Efisiensi pompa

= 80 %

=

2.10 −5 = 2,5.10-5 Hp 0,8

Digunakan daya pompa standar ¼ hp

9. Clarifier (CL) Fungsi

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

Bahan konstruksi

: External Solid Recirculation Clarifier

Bentuk

: Circular desain

Laju massa air (F1)

= 28.625,966 kg/jam

Laju massa Al2(SO4)3 (F2)

= 1,301 kg/jam

Laju massa Na2CO3 (F3)

= 0,703 kg/jam


Laju massa total, m

= 28.625,966 kg/jam = 7,952 kg/detik

Densitas Al2(SO4)3

= 1194,5 kg/m3

Densitas Na2CO3

= 1327 kg/m3

Densitas air

= 995,68 kg/m3

Reaksi koagulasi: Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 + 3CO3

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=

28.625,966 28.625,966 = 28.625,966 1,301 0,703 28,75 + 0,001 + 0,0005 + + 995,68 1194,5 1327

= 995,686 kg/m3 Volume cairan, Vc =

28.625,966 kg / jam x 1 jam = 28,752 m3 995,686 kg / m 3

Vc = ¼ π D2H

4VC 1 / 2  4 x 28,752 m 3   D= ( ) =  πH  3,14 x 3 m 

1/ 2

= 3,49 m

Maka, diameter clarifier = 4 m Tinggi clarifier = 1,5 x D = 6 m Tebal Dinding Clarifier Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Tekanan hidrostatis : =ρxgxl

Phid

= 995,686 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 3 m = 29.273,17 kPa Faktor kelonggaran = 5 % Maka, Pdesain = (1 + 0,05) 29.273,17 kPa = 30.736,83 kPa Joint efficiency = 0,8

(Brownell, 1959)

Allowable stress = 12650 psia = 87218,71 kPa

(Brownell, 1959)

Tebal dinding clarifier : t

=

PxD 2SE −1,2 P

=

30.736,83 kPa x 4 m (2 x 87218,71 kPa x 0,8) − (1,2 x 30.736,83 kPa)

=

122.947,32kPa.m (139549,94 − 36.884,196) kPa

= 1,19 m = 46,85 in Faktor korosi = 0,042 in/tahun Maka tebal yang dibutuhkan = 46,85 in + 0,042 in = 46,892 in Daya clarifier P = 0,006 D2

(Ulrich,1984)

Dimana : P = daya yang dibutuhkan, kW Sehingga, P = 0,006 x (4 m)2 = 0,096 kW = 0,1281 hp = ¼ hp

10. Pompa Clarifier (PU-06) Fungsi

: Memompakan air dari clarifier ke unit filtrasi

Jenis

: Pompa Centrifugal

Jumlah

:1

Bahan konstruksi

: commercial steel

Laju alir massa, F

=28.625,966

kg/jam

 1lb 1 jam  = 28.625,966 kg/jam x  x   0,4536kg 3600 det ik  Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

= 17,53 lb/detik Densitas bahan, ρ

= 995,71 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3

Viskositas air, μ

= 0,8007 cp

(Geankoplis,1997)

……………………………(Perry, 1999)


Laju alir volume, Q

F  =   ρ 17,53 lb / det  =  = 0,282 ft3/det 3  62,16 lb / ft 


= 3,9(Q)0,45 (ρ)0,13

.....................(Timmerhaus,1991)


= 4,50 in

= 0,375 ft

ID

= 3,826 in = 0,097 m = 0,319 ft

A

= 0,0884 ft2


Q  =    A  0,282 ft 3 / det  =   = 3,19 ft / det 2 ft 0 , 0884  


 ρDV  =    µ   62,246 lb / ft 2 x 0,319 ft x 3,19 ft / det  =   5,381x10 − 4 lb / ft. det  

= 117.736,342 NRe > 4100 = aliran turbulen


Dari Geankoplis, 1997, untuk bahan pipa commercial steel dan diameter pipa 4 in Sc.80, diperoleh ε

D

=

0,000046 m = 0,00052 , diperoleh f = 0,0045 0,0884 m


= 20 ft


= 4,147 ft


= 28,71 ft


= 4,306 ft

- 1 buah exit L/D = 55 L = 1 X 55 X 0,319 ft ΣL

Total Panjang

= 17,545 ft + = 74,708 ft


=


=

0,0045 x 74,708 x (3,19 ft / dt ) 2 = 0,167 ft lb / lbf 2 x 32,17 ft / lbf det 2 x 0,319 ft


= ∆Z

g X ΣF ………………………………(Pers. Bernouli) gc

Direncanakan ketinggian maksimal = 30 ft Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Ws

= 30 x

WHp =


Ws x Q x ρ 550

=

30,167 x 0,282 x 62,246 = 0,963 Hp 550

Efisiensi pompa

= 80 %

=

0,963 = 1,203 Hp 0,8

11. Tangki Filtrasi (TF) Fungsi

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

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi


Data: Kondisi penyaringan : Temperatur Tekanan

Laju alir massa, F

= 30 °C = 1 atm

= 28.625,966

kg/jam

= 28.625,966

 1lb 1 jam  kg/jam x  x   0,4536kg 3600 det ik 

= 17,53 lb/detik Densitas air, ρ

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

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

ρ

x 1 jam =

28.625,966 kg / jam 995,68 kg / m 3


= 28,75 m3 Faktor kelonggaran, fk = 20% = 0,2 Volume tangki, VT = VC (1 + f k ) = 28,75 (1 + 0,2) = 34,5 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 =

π 4

D2 .H s =

π

3  D 2  D  =1,1775 D 3 4 2 

Volume tangki, VT = VS = 1,1775 D3

 V  D=  T   1,1775 

1/ 3

 34,5 m 3   =  1 , 1775  

1/ 3

= 3,083 m

Sehingga desain tangki yang digunakan : - Diameter tangki

= 3,083 m = 10,11 ft = 121,371 in

- Tinggi silinder, HS

=

- Tinggi tutup, Ht

= ¼ x 3,083 m = 0,771 m

- Jadi tinggi tangki, HT

= HS + Ht = 4,625 m + 0,771 m

3 D =1,5 x 3,083 m = 4,625 m 2

= 5,396 m c. Tinggi cairan dalam tangki, Hc : Tinggi cairan dalam tangki, Hc =

VC x H T 28,75 m 3 x 5,396 m = VT 34,5 m 3 = 4,497 m = 14,753 ft = 177,032 in

d. Tekanan desain, P : Tekanan hidrostatis =

ρ (H C −1) 144

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


=

0,04 lbm / in 3 (177,032 in −1) + 14,7 Psi 144

= 14,75 psi Jika faktor keamanan = 10% = 0,1 PDesain

= (1 + 0,1) x 14,75 psi = 16,22 psi

e. Tebal dinding tangki (bagian silinder), d : Faktor korosi (C)

= 0,042 in/thn

Allowable working stress (S)

= 16250 lb/in2

Efisiensi sambungan (E)

= 0,85

Umur alat (A) direncanakan

= 10 tahun

Tebal silinder (d) =

PxR + (C x A) S .E − 0,6 P

(Chuse & Eber,1954) (Brownell,1959)

(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=

=

16,22 x 60,68 + (0,042 x 10) (16250 x 0,85) − 0,6 x 16,22

984,319 psi. in + 0,42 in = 0,49 in 13812,5 lb / in 2 − 9,732 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)


= 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 =

=

16,22 x 121,371 + (0,042 x 10) 2 (16250 x 0,85) − (0,2 x 16,22) 1.968,638 psi.in + 0,42 = 0,49 in 27625 lb / in 2 − 3,24 psi

Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki maka dipilih tebal silinder = 1/2 in 12. Pompa Filtrasi (PU-07) Fungsi

: Memompakan air dari tangki filtrasi ke tangki utilitas-01

Jenis

: Pompa Sentrifugal

Jumlah

:1

Bahan konstruksi

: commercial steel

Laju alir massa, F

= 28.625,966

kg/jam

= 28.625,966



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

(Geankoplis,1997)

Viskositas air, μ

= 0,8007 cp

(Perry, 1999)

 0,0006724191lbft. det  = 0,8007 cp x   1cp   = 5,381 x 10-4 lb/ft.det Laju alir volume, Q

F  =   ρ


 17,53 lb / det  =  = 0,282 ft3/det 3  62,16 lb / ft 

Menghitung diameter dalam pipa : = 3,9(Q)0,45 (ρ)0,13

ID Optimum, IDopt

......................(Timmerhaus,1991)


= 4,50 in

= 3,75 ft

ID

= 3,826 in = 0,097 m = 0,319 ft

A

= 0,0884 ft2

Q  =    A


 0,282 ft 3 / det  =   = 3,19 ft / det 2  0,0884 ft 

 ρDV  =    µ 


 62,246 lb / ft 2 x 0,319 ft x 3,19 ft / det  =   5,381x10 − 4 lb / ft. det  

= 117.736,342 NRe > 4100 = aliran turbulen Dari Geankoplis, 1997, untuk bahan pipa commercial steel dan diameter pipa 4 in Sc.80, diperoleh ε

D

=

0,000046 m = 0,00052 , diperoleh f = 0,0045 0,0884 m


= 20 ft


= 4,147 ft


= 28,71 ft

- 1 buah entrance K = 0,5; L/D = 27 Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

L = 0,5 X 27 X 0,319 ft

= 4,306 ft


= 17,545 ft +

ΣL

Total Panjang

= 74,708 ft


=


=



= ∆Z



= 30 x

WHp =


Ws x Q x ρ 550

=

30,167 x 0,282 x 62,246 = 0,963 Hp 550

Efisiensi pompa

= 80 %

=

0,963 = 1,203 Hp 0,8

13. Menara Air (MA-01) Fungsi

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

Bentuk


Bahan konstruksi


Data: Kondisi penyaringan : Temperatur

= 30 °C


Tekanan Laju alir massa, F

= 1 atm

= 28.625,966

kg/jam

= 28.625,966


= 17,53 lb/detik = 995,68 kg/m3 = 0,04 lbm/in3

Densitas air

Dirancang untuk menampung air selama 1 jam operasi. Menentukan ukuran Tangki a. Volume tangki, VT : Waktu tinggal, t = 1 jam Volume air, VC =

F

ρ

x 1 jam =

28.625,966 kg / jam 995,68 kg / m 3

= 28,75 m3 Faktor kelonggaran, fk = 20% = 0,2 = VC (1 + f k ) = 28,75 (1 + 0,2)

Volume tangki, VT

= 34,5 m3

b. Diameter (DT) dan Tinggi tangki (HT) : Direncanakan bahwa tinggi silinder : diameter (HS : D) = 3 : 2 Rumus : Volume silinder, Vs =

π 4

D2 .H s =

π

3  D 2  D  =1,1775 D 3 4 2 


 V  D=  T   1,1775 

1/ 3

 34,5 m 3   =  1 , 1775  

1/ 3

= 3,08 m

Sehingga desain tangki yang digunakan : - Diameter tangki

= 3,08 m = 10,105 ft = 121,258 in

- Tinggi silinder, HS

=

3 D = 1,5 x 3,08 m = 4,62 m 2


- Jadi tinggi tangki, HT

= HS = 4,62 m

c. Tinggi cairan dalam tangki, Hc : Tinggi cairan dalam tangki, Hc =


d. Tekanan desain, P : Tekanan hidrostatis =

ρ (H C −1) 144


0,04 lbm / in 3 (151,573 in −1) = + 14,7 Psi 144 = 14,74 psi Jika faktor keamanan = 10% = 0,1 PDesain

= (1 + 0,1) x 14,74 psi = 16,22 psi

e. Tebal dinding tangki (bagian silinder), d : - Faktor korosi (C)

= 0,042 in/thn

(Chuse & Eber,1954)


= 16250 lb/in2

(Brownell,1959)


= 0,85


= 10 tahun


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=

16,22 x 60,629 + (0,042 x 10) (16250 x 0,85) − 0,6 x 16,22


=


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

= 0,042 in/thn 2


= 16250 lb/in


= 0,85


= 10 tahun

Tebal head (dh) =

P x Di + (C x A) 2 S .E − 0,2 P

(Chuse & Eber,1954) (Brownell,1959)

(Timmerhaus,2004)

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

=

16,22 x 121,208 + (0,042 x 10) 2 (16250 x 0,85) − (0,2 x 16,22) 1.965,994 psi.in + 0,42 = 0,49 in 27625 lb / in 2 − 3,24 psi

Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki maka dipilih tebal silinder = 1/2 in 14. Pompa Menara Air (PU-08) Fungsi

: Memompakan air dari menara air ke unit-unit yang lain.

Jenis

: Pompa Centrifugal

Jumlah

:1

Bahan konstruksi

: commercial steel

Laju alir massa, F

= 28.625,966

kg/jam

= 28.625,966



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

(Geankoplis,1997)

Viskositas air, μ

= 0,8007 cp

(Perry, 1999)


 0,0006724191lbft. det  = 0,8007 cp x   1cp   = 5,381 x 10-4 lb/ft.det F  =   ρ

Laju alir volume, Q

 17,53 lb / det  =  = 0,282 ft3/det 3  62,16 lb / ft 

Menghitung diameter dalam pipa : = 3,9(Q)0,45 (ρ)0,13

ID Optimum, IDopt

......................(Timmerhaus,1991)


= 4,50 in

= 3,75 ft

ID

= 3,826 in = 0,097 m = 0,319 ft

A

= 0,0884 ft2

Q  =    A


 0,282 ft 3 / det  =   = 3,19 ft / det 2  0,0884 ft 

 ρDV  =    µ 




D

=

0,000046 m = 0,00052 , diperoleh f = 0,0045 0,0884 m

Sistem perpipaan Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

- Panjang pipa lurus saluran isap

= 20 ft


= 4,147 ft


= 28,71 ft


= 4,306 ft


= 17,545 ft +

ΣL

Total Panjang

= 74,708 ft


=


=



= ∆Z



= 30 x

WHp = =


Ws x Q x ρ 550 30,167 x 0,282 x 62,246 = 0,963 Hp 550

Efisiensi pompa

= 80 %

=

0,963 = 1,203 Hp 0,8

15. Menara Pendingin Air / Water Cooling Tower (WCT) Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

: Mendinginkan air pendingin bekas dari temperatur 80oC

Fungsi

menjadi 25oC Bentuk

: Mechanical induced darft fan

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-283, Grade B

Kondisi operasi Temperatur air masuk menara, TL2

= 80oC = 176oF

Temperatur air keluar menara, TL2

= 25oC = 77oF

Temperatur udara, TG2

= 30oC = 86oF

Dari Gambar 12-14 (Perry,1999), diperoleh suhu bola basah, Tw = 70oF. Dari kurva kelembaban, diperoleh H = 0,022 kg uap air/kg udara kering. Dari Gambar 12-14 (Perry,1999), diperoleh konsentrasi air = 2,0 gal/ft2.menit. Densitas air (80oC)

= 994,54 kg/m3

Laju massa air pendingin

= 20.690,1989 kg/jam

Laju volumetrik air pendingin

=

(Perry,1999)

20.690 kg/jam = 20,804 m 3 / jam 994,54 kg/m3

= 20,804 m3/jam x 264,17 gal/m3 x jam/60 menit

Kapasitas air, Q

= 91,59 gal/menit Faktor keamanan = 20% Luas menara, A

= (1 + 0,2)

91,59 gal/menit 1,25 gal / ft 2 .menit

= 87,93 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 87,93 ft2 = 2,638 hp Asumsi lama penampungan = 6 jam Volume air pendingin = 20,804 m3/jam x 6 jam = 124,824 m3 Karena sel menara pendingin merupakan kelipatan 6 ft (Ludwig, 1997), maka kombinasi yang digunakan : Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

P = 6 ft L = 6 ft

16. Pompa Menara Air Pendingin Air (PU-10) Fungsi

: Memompakan air pendingin dari menara air pendingin ke proses

Jenis

: Pompa Centrifugal

Jumlah

:1

Bahan konstruksi

: commercial steel

Laju alir massa, F


Densitas bahan, ρ

= 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3 (Geankoplis,1997)

Viskositas air, μ

= 0,8007 cp

……………………………..(Perry, 1999)


F  =   ρ  12,673 lb / det  = 0,204 ft3/det =  3   62,16 lb / ft 


= 3,9(Q)0,45 (ρ)0,13 ............................(Timmerhaus,1991) = 3,9(0,204)0,45 (62,16)0,13 = 3,263 in

Dipilih pipa 4 in schedule 80, dengan data sebagai berikut : OD

= 4,50 in

= 3,75 ft

ID

= 3,826 in = 0,097 m = 0,319 ft

A

= 0,0884 ft2



Q  =    A  0,204 ft 3 / det  =  = 2,308 ft / det 2   0,0884 ft 


 ρDV  =    µ   62,16 lb / ft 2 x 0,319 ft x 2,308 ft / det  =   5,381x10 − 4 lb / ft. det  

= 85.050,036 (turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε

= 4,6.10-5

(Geankoplis, 1997)

ε/D = 0,0004

(Geankoplis, 1997)

f

= 0,005


= 20 ft


= 4,147 ft


= 28,71 ft


= 4,306 ft


ΣL

= 17,545 ft + = 74,708 ft


F x ΣL x V 2 = 2 x gc x ID =


Menentukan tenaga daya pompa Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

g X ΣF gc

= ∆Z

Ws

(Pers. Bernouli)


= 36 x

WHp = =


Ws x Q x ρ 550 36,097 x 0,204 x 62,16 = 0,832 Hp 550

Efisiensi pompa

= 80 %

=

0,832 = 1,04 Hp 0,8

Maka dipilih pompa yang berdaya motor 1½ hp

17. Tangki Pelarutan Kaporit (Ca(OCl)2 (TP-05) Fungsi

: Tempat melarutkan Kaporit Ca(OCl)2.

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

= 28.625,966 kg/jam

- Jumlah Ca(OCl)2

= 0,00669 kg/jam

Direncanakan lama penampungan untuk persediaan 7 hari, maka : Jumlah Ca(OCl)2 yang dilarutkan = 0,00669 kg/jam x 7 hari x 24 jam = 0,554 kg Jenis dan sifat bahan : Bahan yang dipakai adalah Ca(OCl)2 dengan kadar 30 % berat, dengan sifat-sifat sebagai berikut : Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

- 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

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

Jumlah Ca(OCl) 2 0,554 kg = % berat Ca(OCl) 2 x ρ 0,3 x 1272 kg / m 3 = 0,0014 m3

Faktor kelonggaran, fk = 20% = 0,2 = VC (1 + f k ) = 0,0014 (1 + 0,2)

Volume tangki, VT

= 0,0017 m3 b. Diameter (DT) dan Tinggi tangki (HT) : Direncanakan bahwa tinggi silinder : diameter (HT : D) = 3 : 2 Rumus : Volume silinder, Vs =

π 4

D2 .H s =

π

3  D 2  D  =1,1775 D 3 4 2 


 V  D=  T   1,1775 

1/ 3

 0,0017 m 3   =   1,1775 

1/ 3

= 0,11 m

Sehingga desain tangki yang digunakan : − Diameter tangki

= 0,11 m = 0,371 ft = 4,449 in

− Tinggi silinder, HS

=

− Jadi tinggi tangki, HT

= HS = 0,165 m

3 D = 1,5 x 0,11 m = 0,165 m 2


c. Tinggi cairan dalam tangki, Hc : Tinggi cairan dalam tangki, Hc =


d. Tekanan desain, P : Tekanan hidrostatis = =

ρ (H C −1) 144


0,05 lbm / in 3 (5,349 in −1) + 14,7 Psi 144

= 14,7 psi Jika faktor keamanan = 10% = 0,1 PDesain

= (1 + 0,1) x 14,7 psi = 16,17 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


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 =

16,17 x 2,224 + (0,042 x 10) (16250 x 0,85) − 0,6 x 16,17


=


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 =

=

16,17 x 4,449 + (0,042 x 10) 2 (16250 x 0,85) − (0,2 x 16,17) 71,94 psi.in + 0,42 = 0,42 in 27625 lb / in 2 − 3,24 psi

Maka dipilih tebal silinder = 1/2 in Daya Pengaduk Jenis pengaduk


Jumlah baffle

: 4 buah

Untuk turbin standar (McCabe, 1999), diperoleh:


Da Dt E Da W Da L Da J Dt

=

1 1 ; Da = x 0,11 m = 0,037 m = 0,44 ft 3 3

= 1 ; E = 0,037 m 1 ; W = 1 x 0, 037 = 0,0074 m 5 5 1 = ; L = 1 x 0,037 = 0,00925 m 4 4 1 = ; J = 1 x 0,11 = 0,00916 m 12 12 =


: lebar baffle

Kecepatan pengaduk, N = 1 putaran/detik Viskositas, μ = = 4,52.10-7 kg/ft.det Bilangan Reynold,

ρ . N . ( Di ) 2 (79,41) (1) (0,44) 2 NRe = = = 34.012.778,76 µ 4,52.10 −7 NRe > 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus: K T . N 3 . Da . ρ P= gc

........................................(Mc Cabe, dkk., 1999)

KT = 6,3

.......................................(Mc Cabe, dkk., 1999)

5

Sehingga, 6,3 x (1) 3 x (0,44 ft ) 5 x (79,41lb / ft 3 ) P = 32,17 ft / s 2 = 0,256 ft.lb/s = 0,256 ft.lb/s x

1Hp = 0,00046 Hp 550 ft.lb / s

Efisiensi motor, η = 80% Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Maka, P

=

0,00046 Hp = 0,00058 Hp 0,8

Maka daya motor yang dipilih 1/8 hp

18. Penukar Kation / Cation Exchanger ( CE ) Fungsi


Tipe


Bahan konstruksi


Kondisi penyimpanan : Temperatur Tekanan Laju alir massa, F

= 30°C = 1 atm


Densitas air, ρ

= 997,08 kg/m3 …………………………..(Perry, 1999)  2,2046lb 1m 3  = 997,08 Kg/m3 x  x  35,314 ft 2   1kg

= 62,246 lb/ft3 Laju alir volumetric, Q =

F

ρ

=

17,53 lbm / s = 0,282 ft 3 / s 62,246 lbm / ft 3


= 1 jam

Faktor keamanan

= 20 %

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

= 1 ft = 0,305 m

- Luas penampang penukar kation

= 0,78544 ft2

- Tinggi resin dalam cation exchanger

= 2,5 ft

- Tinggi silinder = 1,2 × 2,5 ft = 3 ft = 0,914 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 1 Maka: H = ½ D = ½ (0,305) = 0,1525 m Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Sehingga tinggi cation exchanger = 0,914 + 0,1525 = 1,066 m = 3,497 ft Diameter tutup = diameter tangki = 0,305 m Tebal dinding tangki : Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-53 grade B. Dari Brownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data : - Allowable working stress (S) : 18.750 Psi - Efisiensi sambungan (E)

: 0,8

-Faktor korosi

: 1/8 in

- Tekanan hidrostatik, Po

: 1 atm = 14,7 Psi

- Faktor Keamanan

: 20 %

- Tekanan desain, P

= 1,2 x14,7

…………..(Timmerhaus, 1980)

= 17,64 Psi

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

t=

Tebal shell standar yang digunakan = ½ in

……………….(Brownell,1959)

19. Tangki Pelarutan Asam Sulfat (H2SO4) (TP – 03) Fungsi

: Tempat membuat larutan H2SO4.

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas datar dan tutup elipsoidal

Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA-53 grade B.

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi Temperatur

= 30 oC

Tekanan

= 1 atm

- H2SO4 yang digunakan memiliki konsentrasi 50 % (% berat) - Densitas H2SO4 (ρ)

= 1387 kg/m3 = 85,587 lbm/ft3 ................(Perry, 1999)


- Laju alir massa H2SO4 = 0,125 kg/jam - Kebutuhan perancangan - Faktor keamanan Ukuran Tangki Volume larutan, Vl =

= 1 hari

= 20%

0,125 kg/jam × 24 jam / hari × 30 hari = 0,129 m3 0,5 × 1.387 kg/m 3

Volume tangki, Vt = 1,2 × 0,129 m3 = 0,156 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 4 : 3

1 πD 2 H 4 1 3  0,156 m 3 = πD 2  D  4 4  3 0,156 m 3 = πD 3 16 V=

Maka: D = 0,76 m = 2,493 ft H = 0,57 m = 1,87 ft Tinggi larutan H2SO4 dalam tangki =

0,259 m3 1 π (0,76 m)2 4

= 0,571 m

Tebal dinding tangki : Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-53 grade B. Dari Brownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data : - Allowable working stress (S) : 18.750 Psi - Efisiensi sambungan (E)

: 0,8

- Faktor korosi

: 1/8 in


: 1 atm = 14,7 Psi

- Faktor Keamanan

: 20 %

- Tekanan desain, P

= 1,2 x14,7 = 17,64 Psi

…......(Timmerhaus, 1980)

Tebal Dinding tangki cation exchanger:


PD + CA 2SE − 1,2P (17,64 Psi) (2,493 ft)(12 in/ft) = + 0,125in = 0,142 in 2(18.750 Psi)(0,8) − 1,2(17,64 Psi)

t=


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

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

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

Dt = 2,493 ft Di = 0,831 ft Kecepatan Pengadukan, N = 1 rps Viskositas H2SO4 50 % = 3,4924 x 10-4 lbm/ft.det ............(Kirk Othmer, 1967) Bilangan Reynold, NRe =

ρ .N .D 2 (85,5874)(1)(2,493) = 610.953,465 = (3,4924.10− 4 ) µ

Dari gambar 3.3-4 (Geankoplis, 1997) untuk NRe = 610.953,465 diperoleh Np = 0,8. Sehingga : P=

=

Np.N 3 .Di 5 .ρ gc

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

(0,8)(1)3 (0,831)5 (85,587) = 0,843 32,174

Efesiensi penggerak motor = 80 % Daya penggerak motor =

0,843 = 1,053Hp 0,8

20. Tangki Pelarutan NaOH (TP – 04) Fungsi

: Tempat membuat larutan NaOH

Bentuk

: Silinder tegak dengan alas datar dan tutup elipsoidal

Bahan konstruksi


Jumlah

: 1 unit


Laju alir massa NaOH = 0,539 kg/jam Waktu regenerasi

= 24 jam

NaOH yang dipakai berupa larutan 10% (% berat) Densitas larutan NaOH 10% = 1.518 kg/m3 = 94,765 lbm/ft3 ......(Perry, 1999) Kebutuhan perancangan Faktor keamanan

= 30 hari

= 20%

Ukuran Tangki Volume larutan, Vl =

0,539 kg/jam × 24 jam / hari × 30 hari = 2,556 m3 0,1 × 1518 kg/m 3


1 πD 2 H 4 1 3  3,067 m 3 = πD 2  D  4 2  3 3,067 m 3 = πD 3 8 V=

Maka: D = 1,8 m = 5,905 ft H = 2,7 m = 8,858 ft Tinggi larutan NaOH dalam tangki =

6,868 m3 1 π (1,8 m)2 4

= 2,7 m


: 0,8

-Faktor korosi

: 1/8 in …................(Timmerhaus, 1980)


: 1 atm = 14,7 Psi

- Faktor Keamanan

: 20 %

- Tekanan desain, P

= 1,2 x14,7 = 17,64 Psi

Tebal Dinding tangki cation exchanger: Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

PD + CA 2SE − 1,2P (17,64 Psi) (5,905 ft)(12 in/ft) = + 0,125in = 0,167 in 2(18.750 Psi)(0,8) − 1,2(17,64 Psi)

t=


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

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

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

Dt = 5,905 ft Di = 1,97 ft Kecepatan Pengadukan, N = 1 rps Viskositas NaOH 10 % = 4,302 x 10-4 lbm/ft.det .............(Kirk Othmer, 1967) Bilangan Reynold,

ρ .N .D 2 (94,765)(1)(5,905) = 1.300.760,867 NRe = = (4,302.10− 4 ) µ Dari gambar 3.3-4 (Geankoplis, 1997) untuk NRe = 1.300.760867 diperoleh Np = 0,9. Sehingga : Np.N 3 .Di 5 .ρ P= gc =

............................(Geankoplis, 1983)

(0,9)(1)3 (1,97)5 (94,765) = 78,653 32,174

Efesiensi penggerak motor = 80 % Daya penggerak motor =

78,683 = 98,31 Hp 0,8

21. Pompa cation exchanger (PU-09) Fungsi

: Memompa air dari cation exchanger ke anion exchanger.

Jenis

: pompa sentrifugal

Bahan Konstruksi : Commercial steel Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Jumlah

: 1 unit

Laju alir massa, F


Densitas air, ρ

= 997,08 kg/m3 ………………………….(Perry, 1999)  2,2046lb 1m 3  = 997,08 Kg/m x  x  35,314 ft 2   1kg 3


= 0,8007 cp

…………………………….(Perry, 1999)


F  =   ρ  17,53 lb / det  = 0,282 ft3/det =  3  62,246 lb / ft 


= 3,9(Q)0,45 (ρ)0,13 = 3,9(0,282)

0,45

......................(Timmerhaus,1991)

(62,16)0,13

= 3,775 in

Dipilih pipa 4 in schedule 80, dengan data sebagai berikut : OD

= 4,50 in

ID

= 3,826 in = 0,097 m = 0,319 ft

A

= 0,0884 ft2


= 3,75 ft

Q  =    A  0,282 ft 3 / det  =   = 3,19 ft / det 2  0,0884 ft 


 ρDV  =    µ 




D

=

0,000046 m = 0,00052 , diperoleh f = 0,0045 0,0884 m


= 20 ft


= 4,147 ft


= 28,71 ft


= 4,306 ft


ΣL

= 17,545 ft + = 74,708 ft


=


=


Menentukan tenaga daya pompa Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Ws

= ∆Z



= 30 x

WHp =


Ws x Q x ρ 550

=

30,167 x 0,282 x 62,246 = 0,963 Hp 550

Efisiensi pompa

= 80 %

=

0,963 = 1,203 Hp 0,8

22. Penukar Anion / anion Exchanger ( AE ) Fungsi


Tipe


Bahan konstruksi


Kondisi penyimpanan : Temperatur Tekanan Laju alir massa, F

= 30°C = 1 atm


Densitas air, ρ

= 997,08 kg/m3 ………………………….(Perry, 1999)  2,2046lb 1m 3  = 997,08 Kg/m3 x  x  35,314 ft 2   1kg

= 62,246 lb/ft3 Laju alir volumetric, Q =

F

ρ

=

17,53 lbm / s = 0,282 ft 3 / s 3 62,246 lbm / ft


= 1 jam

Faktor keamanan

= 20 %


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

= 2 ft = 0,6096 m

- Luas penampang penukar kation = 3,14 ft2 - Tinggi resin dalam cation exchanger

= 2,5 ft

- Tinggi silinder = 1,2 × 2,5 ft = 3 ft = 0,914 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 1 Maka: H = ½ D = ½ (

0,6096 ) = 0,1524 m 2

Sehingga tinggi cation exchanger = 0,914 + 0,6096 = 1,5236 m = 4,998

Tebal dinding tangki : Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-53 grade B. Dari Brownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data :

- Allowable working stress (S) : 18.750 Psi - Efisiensi sambungan (E)

: 0,8

-Faktor korosi

: 1/8 in


: 1 atm = 14,7 Psi

- Faktor Keamanan

: 20 %

- Tekanan desain, P

= 1,2 x14,7

……………(Timmerhaus, 1980)

= 17,64 Psi Tebal Dinding tangki cation exchanger: PD + CA 2SE − 1,2P (17,64 Psi) (2 ft)(12 in/ft) = + 0,125in = 0,139 in 2(18.750 Psi)(0,8) − 1,2(17,64 Psi)

t=

Tebal shell standar yang digunakan = ¼ in

……………….(Brownell,1959)

23. Deaerator ( DE ) Fungsi

: Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air umpan ketel

Bentuk

: Silinder tegak dengan tutup dan alas ellipsoidal


Bahan konstruksi : Carbon steel SA-53, Grade B Jumlah

:1

Kondisi operasi

: Temperatur = 900C Tekanan = 1 atm

Kebutuhan Perancangan Laju alir massa (F)

:

24 jam

= 943,793 kg/jam = 2.080,686 lbm/jam

Densitas campuran (ρ) = 995,68 kg/m3 Faktor keamanan

= 62,141 lbm/ft3

= 20 %

Perhitungan Ukuran Tangki Volume larutan, Vl =

943,793 kg/jam × 24 jam/hari x 1 hari 995,68 kg/m 3

= 22,75 m3 Volume tangki, Vt = 1,2 × 22,75 m3 = 27,29 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3

1 πD 2 H 4 1 3  27,29 m 3 = πD 2  D  4 2  3 27,29 m 3 = πD 3 8 V=

Maka: D = 1,56 m = 5,125 ft H = 2,34 m = 7,67 ft Tinggi air dalam tangki =

22,75 m 3 1 π (1,56 m) 2 4

= 2,35 m


: 0,8

-Faktor korosi

: 1/8 in

.................(Timmerhaus, 1980)



: 1 atm = 14,7 Psi

- Faktor Keamanan

: 20 %

- Tekanan desain, P

= 1,2 x14,7 = 17,64 Psi

Tebal Dinding silinder tangki : PD + CA 2SE − 1,2P (17,64 Psi) (5,125 ft)(12 in/ft) = + 0,125in = 0,161 in 2(18.750 Psi)(0,8) − 1,2(17,64 Psi)

t=

Tebal shell standar yang digunakan = ¼ in ………………(Brownell,1959)

24. Pompa Deaerator (PU-10) Fungsi

: untuk memompakan air dari deaerator ke ketel uap

Jenis

: centrifugal pump

Bahan Konstruksi

: Commercial steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi - Temperatur = 30 oC - Tekanan Densitas air (ρ)

= 1 atm = 995,68 kg/m3 = 62,158 lbm/ft3 ………………..(Perry, 1999)

Viskositas air (µ) = 0,8007 cP

= 0,000538 lbm/ft.s …….(Kirk Othmer,1967)

Laju alir massa (F) = 943,793 kg/jam = 0,577 lbm/s Laju alir volumetric, Q =

F

ρ

=

0,577 lbm / s = 0,009 ft 3 / s = 0,0002 m3/s 3 62,158 lbm / ft

Desain Pompa : Di,opt

= 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 ………………..(Per.12-15, Peters, 2004) = 0,363 (0,0002 m3/s)0,45.(995,68 kg/m3) 0,13 = 0,0032 m = 0,12 in


Ukuran Spesifikasi Pipa Dari Appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran pipa nominal = 3 in Schedule number

= 40

Diameter dalam (ID)

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

Diameter Luar (OD)

= 4,500 in = 0,1143 m = 0,375 ft = 0,008219 m2

Luas Penampang dalam (At) Kecepatan linier, v =

0,0002 m 3 / s Q = = 0,0024 m / s = 0,0078 ft/s At 0,008219 m 2


=

ρ V D (995,68 kg / m3 ) (0,0024 m / s ) (0,1023 m) = = 305,307 µ 0,8007.10− 3 Pa.s

Karena NRe < 4100, maka aliran laminar Aliran adalah laminar, maka dari Pers.2.10-7, Geankoplis, 1997, diperoleh f = 16/NRe = 16/305,307 = 0,0524 Sistem perpipaan - Panjang pipa lurus saluran isap

= 50 ft


= 0,2327 ft

o

- 2 buah elbow 90 L/D :30 L = 2 X 30 X 0,0179 ft

= 1,074 ft


= 0,116 ft


ΣL

= 0,501 ft + = 51,93 ft

Faktor gesekan , F=

f .v 2 . ∑ L (0,0524) × (0,0024) 2 × (51,93) = = 0,0000007 ft.lbf / lbm 2 g c .D 2(32,174)(0,336)


Kerja Pompa : Dari persamaan Bernoulli :  V2 g W = ∆Z + ∆ gc  2ag c

  + ∆(Pv ) + ΣF 

(Peters, 2004)

Tinggi pemompaan, ∆Z = 15 ft Velocity Head,

∆V 2 =0 2g c

Pressure Head, Static head, ∆Z

∆P

ρ

=0

g = 15 ft.lbf/lbm gc

Maka, W = 15 + 0 + 0 + 0,0000007 = 15,0000007 ft.lbf/lbm

Daya Pompa P =W Q ρ =(15,0000007 ft.lbf/lbm)(0,0002 ft3/s)(62,158 lbm/ft3) = 0,0186ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P =

0,0186 = 0,00004 Hp 550 x 0,8

Digunakan pompa dengan daya standar 0,2 Hp

25. Ketel Uap ( KU ) Fungsi

: memanaskan air hingga menjadi steam untuk keperluan proses

Jenis

: Ketel pipa api

Bahan konstruksi


Jumlah

: 1 unit


= 30 oC

- Tekanan

= 1 atm


- Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3

................................................ (Perry, 1999)

- Laju alir massa air umpan ketel = 4.718,965 kg/jam - Kebutuhan perancangan

= 1 hari

- Faktor keamanan

= 20%

Ukuran Tangki : Volume air, V1 =

4.718,965 kg / jam x 24 jam x 1 hari = 113,746 m3 995,68 kg / m 3


1 V = π D2H 4 1 3  136,495 m 3 = π D 2  D  4 2  3 136,495 m 3 = π D 3 8 Maka: D = 3,25 m = 10,678 ft H = 4,875 m = 15,994 ft 113,746 m 3 = 4,081 m Tinggi air dalam tangki = 1 2 π (3,25 m ) 4 Tebal dinding tangki : Tekanan hidrostatik : P

=ρxgxl = 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 4,081 m = 39,821 kPa

Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P = 39,821 kPa + 101,325 kPa = 141,146 kPa Faktor kelonggaran = 5 % Tekanan desain, P = (1,05)(141,146) = 148,203 kPa Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Join Effisiensi

= 0,8 .......................................................(Brownell, 1959)

Allowable working stress (S) = 12.650 psia = 87.218,714 kPa .........(Brownell, 1959)

Tebal Dinding tangki :

t= =

PD + CA 2 SE − 1,2 P

(148,203 kPa ) (10,678 ft ) (12 in / ft ) + 0,125 in = 2 (87.218,714 kPa ) (0,8) − 1,2 (148,203 kPa )

0,261 in

Tebal shell standar yang digunakan = ½ in ...............................(Brownell,1959)

LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI

Dalam rencana Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Mentah Jagung digunakan ketentuan sebagai berikut : 1. Pabrik beroperasi selama 300 hari 2. Kapasitas maksimum adalah 60.000 ton/tahun 3. Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau Purchased Equipment Delivered (Peters, dkk. 2004) 4. Harga alat disesuaikan dengan nilai tukar dolar terhadap rupiah adalah : US$ 1 = Rp. 10.200,-

(Harian Analisa, Maret 2009)

E.1 Modal Investasi Tetap (Fixed Capital Investment) Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

E.1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) Modal investasi tetap langsung adalah semua modal yang diperlukan nutuk membeli peralatan pabrik atau fasilitas produksi. E.1.1.1 Modal Pembelian Tanah Luas tanah seluruhnya = 18.185 m2 Biaya tanah pada lokasi pabrik berkisar Rp. 100.000 – Rp. 300.000 / m2 Diperkirakan harga tanah sekitar Rp. 200.000 /m2 .... (Masyarakat Perbaungan, 2008) Harga tanah seluruhnya = 18.185 m2 x Rp. 200.000 /m2 = 3.637.000.000,Biaya perataan tanah diperkirakan 5 % (Peters, dkk. 2004) Biaya perataan tanah = 0,05 x Rp. 3.637.000.000,- = Rp. 181.850.000,Biaya admistrasi tanah diperkirakan 5 % Biaya administrasi tanah = 0,05 % x Rp. 3.637.000.000,- = Rp. 181.850.000,Modal Pembelian Tanah (A) = Rp. 3.637.000.000 + Rp. 181.850.000 + Rp. 181.850.000 = Rp. 4.000.700.000

E.1.1.2 Biaya Bangunan dan Sarana Harga bangunan dan sarananya dapat dilihat pada Tabel LE.5 dibawah ini. Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya No

Nama Bangunan

Luas

Harga

(m2)

(Rp./m2)

Jumlah (Rp)

1

Areal proses

4000

2.500.000 10.000.000.000

2

Perumahan

7000

1.500.000 10.500.000.000

3

Pengolahan Air

1000

1.000.000

1.000.000.000

4

Jalan

500

200.000

100.000.000

5

Parkir

400

150.000

60.000.000

6

Lapangan Olah Raga

400

200.000

80.000.000

7

Kantor

1000

1.500.000

1.500.000.000.


8

Aula

500

900.000

450.000.000

9

Unit Pemadam Kebakaran

200

1.500.000

300.000.000

10

Gudang

500

1.500.000

750.000.000

11

Bengkel

200

1.000.000

200.000.000

12

Gudang Peralatan

100

1.200.000

120.000.000

13

Ruang Generator

200

1.100.000

220.000.000

14

Laboratorium

100

1.200.000

120.000.000

15

Ruang Kontrol

100

1.100.000

110.000.000

16

Ruang Boiler

150

1.100.000

165.000.000

17

Mushola

50

800.000

40.000.000

18

Kantin

50

800.000

40.000.000

19

Pos Jaga

25

150.000

3.750.000

20

Poliklinik

60

1.000.000

60.000.000

21

Perpustakaan

250

900.000

225.000.000

22


400

500.000

200.000.000

23

Areal Perluasan

1000

300.000

300.000.000

Total

26.543.750.000

Total biaya bangunan dan sarana (B) = Rp. 26.543.750.000,-

E.1.1.3 Perincian Harga Peralatan Harga peralatan yang diimpor dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut (Peters, dkk. 2004) :

X  Cx = Cy  2   X1 

m

Ix    ………………………………… (Peters dkk, 2004)  I y 

Dimana : Cx

= Harga alat pada tahun 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)

Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift Tahun

Indeks

(Xi)

(Yi)

1

1989

2

Xi.Yi

Xi2

Yi2

895

1780155

3956121

801025

1990

915

1820850

3960100

837225

3

1991

931

1853621

3964081

866761

4

1992

943

1878456

3968064

889249

5

1993

964

1927231

3972049

935089

6

1994

993

1980042

3976036

986049

7

1995

1028

2050860

3980025

1056784

8

1996

1039

2073844

3984016

1079521

9

1997

1057

2110829

3988009

1117249

10

1998

1062

2121876

3992004

1127844

11

1999

1068

2134932

3996001

1140624

12

2000

1089

2178000

4000000

1185921

13

2001

1094

2189094

4004001

1196836

14

2002

1103

2208206

4008004

1216609

Total

27937

14184

28307996

55748511

14436786

No

(Sumber : Tabel 6-2, Peters, dkk. 2004) Data : n

= 14

ΣXi

= 27937

ΣYi

= 14184

ΣXi.Yi = 28307996 ΣXi2

= 55748511

ΣYi2

= 14436786


Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2009 digunakan metode regresi koefisien korelasi sebagai berikut (Montgomery, 1992) :

r =

(n. ∑ X

[n. ∑ X .Y − ∑ X . Y ] − (∑ X ) ) x (n . ∑ Y − (∑ Y ) ) i

2 i

i

i

i

2

2

2

i

i

(Montgomery, 1992)

i

Dengan memasukkan harga – harga pada tabel LE – 2 ke persamaan diatas, maka diperoleh harga koefiseien korelasi sebagai berikut :

r =

[(14) . (28307996)] − [(27937 ). (14184)] [ [(14). (55748511) − (27937)2 ] x [(14). (14436786) − (14184)2 ] ]0,5

r = 0,98 ≈ 1 Harga koefisien yang mendekati +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linier antar variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah persamaan regresi linier. Persamaan umum regresi linier adalah sebagai berikut : Y = a + b.X

(Peters dkk, 2004)

Dimana : Y

= Indeks harga pada tahun yang dicari (2009)

X

= Variabel tahun ke n-1

a, b = Tetapan persamaan regresi Tetapan regresi dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut

∑Y .∑ X − ∑ X . ∑ X a= n . ∑ X − (∑ X ) (n . ∑ X .Y ) − (∑ X . ∑ Y ) b= (n. ∑ X ) − (∑ X ) 2

i

i

i

i

(Montgomery, 1992)

i

i

i

(Montgomery, 1992)

2

2

i

. Yi

2

2

i

i

i

i

Maka : b= a=

14 . (28307996 ) − (27937 ) (14184) 14 . (55748511) − (27937 )

2

=

53536 = 16,8088 3185

(14184) (55748511) − (27937 ) (28307996) = − 103604228 2 3185 14 . (55748511) − (27937 )

= - 32528,8 Sehingga diperoleh persamaan regresi liniernya adalah sebagai berikut : Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Y = a + b.X Y = - 32528,8 + 16,8088 (X) Dengan demikian harga indeks pada tahun 2009 adalah sebagai berikut : Y = -32528,8 + 16,8088 (2009) Y = 1.240,0792 Perhitungan harga peralatan yang digunakan adalah menggunakan harga faktor eksponensial (m) Marshall & Swift. Harga faktor eksponen ini dapat dilihat pada (tabel 6–4, Peters, dkk. 2004). Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya dianggap 0,6 (Peters, dkk. 2004).

Tabel LE.3 Beberapa tipe harga eksponensial peralatan dengan metode Marshall & Swift Peralatan

Batasan Ukuran

Satuan Eksponen (m)

Evaporator

102 - 104

ft2

0,54

Separator

50 – 250

ft2

0,49

Reaktor

102 - 104

gallon

0,54

Pompa sentrifugal

0,5 – 1,5

Hp

0,63

Pompa sentrifugal

1,5 – 40

Hp

0,09

Tangki

102 - 104

gallon

0,49

Sumber : Timmerhaus, 2004

Indeks harga tahun 2009 (Ix) adalah 1.240,0792. Maka estimasi harga-harga peralatan yang digunakan dalam proses dapat dilihat melalui gambar dibawah ini dengan mengetahui kapasitas dari alat tersebut adalah :


Gambar LE.1 Harga peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki Pelarutan (Timmerhaus, 2004)

Contoh Perhitungan Harga Peralatan Tangki Produk ( T-09 ) Kapasitas tangki, X2 = 991,445 m3. Dari fig. 12 – 52, Peters, dkk. 2004, diperoleh untuk harga kapasitas tangki (X1) 1 m3 adalah (Cy) US$ 6500. Dari tabel 6-4, Peters , dkk. 2004, faktor eksponen tangki adalah (m) 0,49. Indeks harga pada tahun 2002 (Iy) 1.103. Indeks harga tahun 2009 (Ix) adalah 1.240,0792. Maka estimasi harga tangki untuk (X2) adalah sebagai berikut : 991,445 Cx = US$ 6500 x 1

0 , 49

x

1.240,0792 1.103

Cx = US$ 214.766,824 Cx = Rp. 2.190.621.603/ unit


Dengan cara yang sama diperoleh perkiraan harga alat lainnya yang dapat dilihat pada Tabel LE.2 untuk perkiraan peralatan proses dan Tabel LE.3 untuk perkiraan peralatan utilitas. Untuk harga alat impor sampai dilokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut : 1. Biaya transportasi

=5%

2. Biaya asuransi

=1%

3. Bea masuk

= 15 % (Rusjdi, 2004)

4. PPn

= 10 % (Rusjdi, 2004)

5. PPh

= 10 % (Rusjdi, 2004)

6. Biaya gudang di pelabuhan

= 0,5 %

7. Biaya administrasi pelabuhan

= 0,5 %

8. Transportasi lokal

= 0,5 %

9. Biaya tidak terduga

= 0,5 %

Total

= 43 %

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

= 10 % (Rusjdi, 2004)

2. PPh

= 10

3. Transportasi lokal

= 0,5 %

4. Biaya tidak terduga

= 0,5 %

Total

(Rusjdi, 2004)

= 21 %


Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Proses No

Kode

Unit

Ket *

1

T-03

5

I

2

T-01

4

I

3

T-02

4

I

4

TS-01

1

I

5

VF-01

1

I

6

T-06

1

I

7

SP-01

1

I

8

CO-01

1

I

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

EV T-07 T-09 T-04 T-05 TM-01 T-08 P-01 P-02 P-03 P-04 P-05 P-06 P-07 P-08 P-09 P-10 P-11 P-12 P-13 G-01 BE-01

1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

I I I I I I I NI NI NI NI NI NI NI NI NI NI NI NI NI NI NI Total

Total Impor Total Non Impor

Harga / Unit ( Rp )

Harga Total (Rp)

1.580.434.442

7.902.172.210

4.840.010.277

19.360.041.111

4.840.010.277

19.360.041.111

1.074.473.890

1.074.473.890

1.970.078.267

1.970.078.267

1.924.406.745

1.924.406.745

511.356.001

511.356.001

52.750.000 495.877.465 1.100.880.115 2.190.621.603 60.046.167 43.426.357 1.019.916.738 1.190,903.723 18.375.201 18.375.201 18.375.201 18.375.201 18.375.201 18.375.201 18.375.201 18.375.201 18.375.201 18.375.201 18.375.201 18.375.201 18.375.201 603.761.989 32.148.897

52.750.000 495.877.465 1.100.880.115 4.381.243.206 60.046.167 43.426.357 1.019.916.738 2.381.807.446 18.375.201 18.375.201 18.375.201 18.375.201 18.375.201 18.375.201 18.375.201 18.375.201 18.375.201 18.375.201 18.375.201 18.375.201 18.375.201 603.761.989 32.148.897 61.877.394.430 61.638.516.820 238.877.613

Keterangan *) : I untuk peralatan impor, sedangkan NI untuk peralatan Non Impor. Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Tabel LE.5 Estimasi Harga Peralatan Utilitas No

Kode

Unit

Ket*

Harga (Rp)/Unit

Harga Total (Rp)

1

SC

1

I

233.972.929

233.972.929

2

PU-01

1

N.I

18.375.201

18.375.201

3

BS

1

N.I

75.000.000

75.000.000

4

PU-02

1

N.I

18.375.201

18.375.201

5

TP-01

1

I

252.189.033

252.189.033

6

PU-03

1

N.I

18.375.201

18.375.201

7

TP-02

1

I

283.475.166

283.475.166

8

PU-04

1

N.I

18.375.201

18.375.201

9

PU-05

1

N.I

18.375.201

18.375.201

10

CL

1

I

1.593.442.435

1.593.442.435

11

TF

1

I

367.755.328

367.755.328

12

PU-06

1

N.I

18.375.201

18.375.201

13

WCT

1

I

396.790.880

396.790.880

14

MA-01

1

I

4.467.939.121

4.467.939.121

15

PU-07

1

N.I

18.375.201

18.375.201

16

CE

1

I

273.812.242

273.812.242

17

TP-03

1

I

41.420.250

41.420.250

18

TP-04

1

I

50.454.122

50.454.122

19

AE

1

I

259.325.575

259.325.575

20

TP-05

1

I

41.420.250

41.420.250

21

DE + KU

1

I

50.454.122

50.454.122

Total

5.888.553.945

Total Impor

5.703.302.739

Total Non Impor

185.251.206

Keterangan *) : I untuk peralatan impor, sedangkan NI untuk peralatan Non Impor Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Total harga peralatan tiba di lokasi pabrik (Purchased Equipment Delivered) adalah : (C)

= (1,43 x (Rp. 61.638.516.820,- + Rp. 5.703.302.739,-) + (1,21 x (Rp. 238.877.613,- + Rp. 185.251.206,-)) = Rp.96.799.870.210,-

E.1.1.4 Biaya Instalasi Biaya pemasangan (termasuk insulasi dan pengecetan) diperkirakan 39 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004) Biaya pemasangan

= 0,39 x Rp. 96.799.870.210,= Rp.37.751.949.380,-

Harga peralatan + biaya pemasangan ( D ) : = Rp. 96.799.870.210,- + Rp. 37.751.949.380,= Rp. 134.511.819.600,E.1.1.5 Instrumentasi dan Alat Kontrol Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 26 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004). Biaya instrumentasi dan alat kontrol ( E )

= 0,26x Rp.134.511.819.600,= Rp.34.983.473.090,-

E.1.1.6 Biaya Perpipaan Diperkirakan biaya perpipaan 31 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004). Biaya perpipaan ( F )

= 0,31 x Rp. 134.511.819.600,= Rp. 41.698.664.080,-

E.1.1.7 Biaya Instalasi Listrik


Diperkirakan biaya instalasi listrik 10 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004). Biaya instalasi listrik ( G )

= 0,1 x Rp. 134.511.819.600,= Rp.13.451.181.960,-

E.1.1.8 Biaya Insulasi Diperkirakan biaya insulasi 8 % dari HPT. (Peters dkk. 2004) Biaya insulasi ( H )

= 0,08 x Rp. 134.511.819.600,= Rp. 10.760.945.570,-

E.1.1.9 Biaya Inventaris Kantor Diperkirakan biaya inventaris kantor 5 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004). Biaya inventaris kantor ( I )

= 0,05 x Rp. 134.511.819.600,= Rp. 6.725.590.980,-

E.1.1.10 Biaya Fasilitas Servis Diperkirakan biaya fasilitas servis 3 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004). Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan ( J ) = 0,03 x Rp. 134.511.819.600,= Rp. 4.035.354.588,-

E.1.1.11 Sarana Transportasi Tabel LE.6 Rincian Biaya Sarana Transportasi Peruntukan

Unit

Tipe

Harga/unit (Rp)

Harga Total (Rp)

Dewan Komisaris

1

BMW 318 i

375.000.000

375.000.000

Direktur

3

Inova

180.000.000

540.000.000

Manager

5

Avanza

120.000.000

600.000.000

Kepala Bagian

6

Sedan

90.000.000

540.000.000


Timor Kepala Seksi

18

Timor

90.000.000

1.620.000.000.

Pemadam Kebakaran

1

Truk

330.000.000

330.000.000

Total

4.005.000.000

Total biaya sarana transportasi (K) adalah sebesar Rp.4.005.000.000,Total Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) MITL = A + B+ C + D + E + F + G + H + I + J + K = Rp. 377.334.500.100,-

E.1.2 Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL) E.1.2.1 Pra Investasi Diperkirakan 7 % dari MITL (Peters, dkk. 2004). Pra Investasi (L)

= 0,07 x Rp. 377.334.500.100,= Rp. 26.413.415.010,-

E.1.2.2 Biaya Engineering dan Supervisi Diperkirakan 32 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004). Biaya Engineering dan Supervisi (M) = 0,32 x Rp. 134.511.819.600,= Rp. 43.043.782.270,-

E.1.2.3 Biaya Legalitas Diperkirakan 4 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004) Biaya Legalitas (N) = 0,04 x Rp. 134.511.819.600,= Rp. 5.380.472.784,E.1.2.4 Biaya Kontraktor Diperkirakan 30 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004) Biaya Kontraktor (O) = 0,30 x Rp. 134.511.819.600,= Rp. 40.353.545.880,E.1.2.5 Biaya Tidak Terduga Diperkirakan 15 % dari total harga peralatan (Peters, dkk. 2004) Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Biaya Tidak Terduga (P)

= 0,15 x Rp. 134.511.819.600,= Rp. 20.176.772.940,-

Total MITTL

=L+M+N+O+P = Rp. 135.367.988.900,-

Total MIT

= MITL + MITTL = (Rp. 377.334.500.100,- + Rp. 135.367.988,900,-) = Rp. 512.702.489.000,-

E.2 Modal Kerja Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 90 hari kerja E.2.1 Persediaan Bahan Baku E.2.1.1 Bahan Baku Proses 1. NaOH Kebutuhan

= 952,9 kg/jam

Harga

= Rp.10.000,- /kg

(PT. Dipa Pharmalab Intersain,

2008) Harga total

= 90 hari x 24 jam/hari x 952,9 kg/jam x Rp.10.000,-/kg = Rp. 20.582.640.000,-

2. Minyak Jagung Kebutuhan

= 8.177,480 kg / jam

Harga

= Rp. 21.000,- /liter

Harga total

=

(PT. Dipa Pharmalab Intersain, 2008)

90 hari x 24 jam / hari x 8.177,480 kg / jam x 21.000 / liter 0,925 kg / liter = Rp. 401.005.593.820,-

3. Pewangi Limonene Kebutuhan

= 2,039 kg / jam


Harga

= Rp. 150.000,- /liter

(www.islamimedicine.net) Harga total

=

90 hari x 24 jam / hari x 2,039 kg / jam x 150.000 / liter 0,912 kg / liter

= Rp. 724.381.579,-

4. Pewarna Tartrazine Kebutuhan

= 1,019 kg/jam

Harga

= Rp. 150.000,-/kg

Harga total

= 90 hari x 24 jam/hari x 1,019 kg/jam x 150.000,- /kg

(www.islamic-medicine.net)

= Rp. 330.156.000 E.2.1.2 Bahan Baku Utilitas 1. Kaporit Kebutuhan

= 0,0066 kg/jam

Harga

= Rp. 22.000,- /kg

Harga total

= 90 hari x 24 jam/hari x 0,0066 kg/jam x Rp. 22.000,-/kg


= Rp. 156.816,2. Solar Kebutuhan

= 347,382 liter/jam

Harga solar industri = Rp. 5.500,- /Liter Harga total

(PT. Pertamina, 2009)

= 90 hari x 24 jam/hari x 347,382 liter/jam x Rp. 5.500,-

/Liter = Rp. 1.453.874.000,3. Al2(SO4)3 Kebutuhan

= 1,301 kg/jam

Harga

= Rp.5.000,- /kg

Harga total



= Rp. 15.476.400,4. Na2CO3 Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Kebutuhan

= 0,703 kg/jam

Harga

= Rp.10.000,- /kg

Harga total



= Rp. 16.718.400,5. NaOH Kebutuhan

= 0,539 kg/jam

Harga

= Rp.10.000,- /kg

Harga total



= Rp.1.596.240,6. Asam Sulfat Kebutuhan

= 0,125 kg/jam

Harga

= Rp.10.000,- /kg

Harga total



= Rp. 274.320,-

Total biaya bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan : = Rp. 422.642.771.400,- + Rp.383.292.216,= Rp. 423.026.063.600,-

E.2.2 Kas E.2.2.1 Gaji Pegawai Perincian gaji pegawai dapat dilihat pada Tabel LE.6 dibawah ini. Tabel LE.7 Perincian Gaji Pegawai Jabatan

Jlh

Gaji/bln (Rp)

Total gaji/bln (Rp)

Dewan Komisaris Direktur Staf Ahli Manager Teknik Manager Produksi Manager Pemasaran Manager Keuangan Manager Personalia dan Administrasi Keuangan Sekretaris

1 3 2 1 1 1 1

20.000.000 15.000.000 9.000.000 7.000.000 7.000.000 7.000.000 7.000.000

20.000.000 45.000.000 18.000.000 7.000.000 7.000.000 7.000.000 7.000.000

1

7.000.000

7.000.000

4

3.500.000

14.000.000


Kabag Teknik Kabag Produksi Kabag Pemasaran Kabag Keuangan Kabag Administrasi Umum Kabag Personalia Kepala Seksi Pengendalian Mutu dan Produk Kepala Seksi Perencanaan Produksi Kepala Seksi Lab OC & R, D Kepala Seksi Utilitas Kepala Seksi Instalasi & Prasarana Kepala Seksi Bengkel & Maintenance Tabel LE.7 Perincian Gaji Pegawai

1 1 1 1 1 1

5.000.000 5.000.000 5.000.000 5.000.000 5.000.000 5.000.000

5.000.000 5.000.000 5.000.000 5.000.000 5.000.000 5.000.000

1

4.500.000

4.500.000

1 1 1 1 1

4.500.000 4.500.000 4.500.000 4.500.000 4.500.000

4.500.000 4.500.000 4.500.000 4.500.000 4.500.000

..........................................(Lanjutan)

Jabatan Jlh Kepala Seksi Penjualan 1 Kepala Seksi Proses 1 Kepala Seksi Laboratorium 1 Kepala Seksi Distribusi 1 Kepala Seksi Keuangan 1 Kepala Seksi Pembukuan 1 Kepala Seksi Administrasi Umum & 1 Perpajakan Kepala Seksi Humas & Perpustakaan 1 Kepala Seksi Shift 1 Kepala Seksi Kesehatan & Olahraga 1 Kepala Seksi Tata Usaha 1 Perwira 1 Karyawan Teknik 30 Karyawan Umum 98 Dokter 2 Perawat 6 Petugas Keamanan 9 Petugas Kebersihan 8 Supir 10 Total 201

Gaji/bln (Rp) 4.500.000 4.500.000 4.500.000 4.500.000 4.500.000 4.500.000

Total gaji/bln (Rp) 4.500.000 4.500.000 4.500.000 4.500.000 4.500.000 4.500.000

4.500.000

4.500.000

4.500.000 4.500.000 4.500.000 4.500.000 4.500.000 2.500.000 2.500.000 3.500.000 1.700.000 1.200.000 800.000 1.000.000

4.500.000 4.500.000 4.500.000 4.500.000 4.500.000 75.000.000 245.000.000 7.000.000 10.200.000 10.800.000 6.400.000 10.000.000 603.500.000

Total gaji pegawai selama 1 bulan = Rp. 603.500.000,Total gaji pegawai selama 3 bulan = Rp. 1.810.500.000,-

E.2.2.2 Biaya Administrasi Umum Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Diperkirakan 10 % dari gaji pegawai (Peters, dkk. 2004). Biaya Administrasi Umum

= 0,1 x Rp. 1.810.500.000,= Rp. 181.050.000,-

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

= 0,1 x Rp. 1.810.500.000,= Rp. 181.050.000,-

E.2.2.4 Pajak Bumi dan Bangunan Menurut UU No. 20 Tahun 2000 Jo UU No. 21 Tahun 1997: Objek Pajak Bumi Bangunan

Luas (m2) 18.185 18.185

NJOP (Rp) Per m Jumlah 100.000 1.818.500.000 300.000 5.455.500.000 2

Nilai Jual Objek Pajak (NJOP) sebagai dasar pengenaan PBB = Rp 1.818.500.000,- + Rp 5.455.500.000,- = Rp 7.274.000.000.Bangunan yang tidak kena pajak adalah tempat ibadah yaitu sebesar 50 m2 NJOP Tidak Kena Pajak = 50 x Rp 300.000.- (Perda Sumatera Utara, 2000) = Rp 15.000.000.NJOP untuk penghitungan PBB = Rp 7.274.000.000 – Rp 15.000.000 = Rp 7.259.000.000,Nilai Jual Kena Pajak = 20 % x Rp 7.259.000.000,= Rp 1.451.800.000,Tarif Pajak Bumi dan Bangunan (PBB)

= 0,5 % x Rp 1.451.800.000,= Rp 7.259.000,-

Berikut perincian Biaya kas pada Tabel LE.8. Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Tabel LE.8 Perincian Biaya Kas No

Jenis Biaya

Jumlah (Rp)

1

Gaji Pegawai

1.810.500.000,-

2

Administrasi Umum

181.050.000,-

3

Pemasaran

181.050.000,-

4

Pajak Bumi dan Bangunan Total

7.259.000,2.179.859.000,-

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

= 0,12 x Rp. 512.702.489.000,= Rp. 61.524.298.680,-

E.2.4 Piutang Dagang PD =

IP x HPT …………………………… (Peters dkk, 2004) 12

Dimana : PD

: Piutang Dagang

IP

: Jangka waktu kredit yang diberikan (1 bulan)

HPT

: Hasil Penjualan Tahunan

Penjualan : •

Produksi Gliserol

= 8.333,333 kg/jam

Harga jual

= Rp.35.000 /kg


Hasil penjualan Gliserol tahunan = 8.333,333 kg/jam x 24 jam/hari x 300 hari/tahun x Rp.35.000,- /kg = Rp. 2.099.999.916.000,•

Produksi Sabun

= 2.039,32 kg/jam

Harga jual

= Rp.3.000/kg


Hasil penjualan Gliserol tahunan = 2.039,32 kg/jam x 24 jam/hari x 300 hari/tahun x Rp. 3.000,- /kg = Rp. 44.049.312.000,-


Total Hasil Penjualan Tahunan = Rp. 2.099.999.916.000,- + Rp. 44.049.312.000,= Rp. 2.144.049.228.000,Piutang Dagang =

1 x Rp. 2.144.049.228.000,12

= Rp.178.663.622.200,-

Perincian modal kerja dapat dilihat pada Tabel LE.9 dibawah ini. Tabel LE.9 Perincian Modal Kerja No

Perincian

Jumlah (Rp)

1

Bahan Baku Proses Dan Utilitas

2

Kas

3

Start – Up

4

Piutang Dagang

178.663.622.200,-

Total

665.393.843.500,-

423.026.063.600,2.179.859.000,61.524.298.680,-

Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp. 512.702.489.000,- + Rp. 665.393.843.500,= Rp. 1.178.096.333.000,Modal ini berasal dari : 3. Modal Sendiri Besarnya modal sendiri adalah 60 % dari total modal investasi Modal sendiri adalah sebesar = 0,6 x Rp. 1.178.096.333.000,= Rp. 706.857.799.500,Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

4. Pinjaman dari Bank Besarnya modal sendiri adalah 40 % dari total modal investasi Pinjaman dari bank adalah sebesar = 0,4 x Rp. 1.178.096.333.000,= Rp. 471.238.533.200,-

E.3 Biaya Produksi Total E.3.1 Biaya Tetap (Fixed Cost = FC) E.3.1.1 Gaji Tetap Karyawan Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah 3 bulan gaji yang diberikan sebagai tunjangan, sehingga besarnya gaji total (P) adalah sebagai berikut : Gaji total (Q)

= (12+3) x Rp. 603.500.000,= Rp. 9.052.500.000,-

E.3.1.2 Bunga Pinjaman Bank Diperkirakan 15 % dari modal pinjaman bank

( Bank BRI, Oktober 2008 )

Bunga pinjaman bank (R) = 0,15 x Rp. 471.238.533.200,= Rp. 70.685.779.980,-

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

Masa

Tarif

Beberapa Jenis Harta


Berwujud

(Tahun)

(%)

Kelompok 1

4

25

Kelompok 2

8

12,5

Mobil, truk kerja

Kelompok 3

10

6,25

Mesin industri kimia, mesin industri mesin

20

5

I. Bukan Bangunan Mesin kantor, alat perangkat industry

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 …………………………………………(Waluyo, 2000) n

Dimana : D

= Depresiasi per tahun

P

= Harga awal peralatan

L

= Harga akhir peralatan

n

= Umur peralatan (tahun)

Perincian biaya depresiasi sesuai UU Republik Indonesia dapat dilihat pada Tabel LE.11 dibawah ini. Tabel LE.11 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UU RI No. 17 Tahun 2000 Komponen

Biaya (Rp)

Umur (Tahun)

Depresiasi (Rp)

Bangunan

26.543.750.000,-

20

1.327.187.500,-

Peralatan proses dan utilitas

10

Instrumentasi dan Alat kontrol

96.799.870.210,34.983.473.090,-

4

9.679.987.021,8.745.868.273,-

Perpipaan

41.698.664.080,-

4

10.424.666.020,-

Instalasi listrik

13.451.181.960,-

4

3.362.795.490,-

Insulasi

10.760.945.570,-

4

2.690.236.393,-

Inventaris kantor

6.725.590.980,-

4

1.681.397.745,-

Fasilitas servis

4.035.354.588,-

4

1.008.838.647,-

Sarana transportasi

4.005.000.000,-

8

500.625.000,-

Total

35.791.606.960,-


Semua modal investasi tetap langsung (MITL) kecuali tanah mengalami penyusutan yang disebut depresiasi, sedangkan modal investasi tetap tidak langsung (MITTL) juga mengalami penyusutan yang disebut amortisasi. Pengeluaran untu memperoleh harta tidak berwujud dan pengeluaran lainnya yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun untuk mendapatkan, menagih dan memelihara penghasilan dapat dihitung dengan amortisasi dengan merapkan taat azas (UURI Pasal 11 Ayat 1 No. 17 Tahun 2000). Para Wajib Pajak menggunakan tarif amortisasi untuk harta tidak berwujud dengan menggunakan masa manfaat kelompok 4 (empat) tahun sesuai pendekatan perkiraan harta tidak berwujud yang dimaksud (Rusdji, 2004). Untuk masa 4 tahun, maka biaya amortisasi adalah 25 % dari MITTL, sehingga biaya amortisasi adalah sebagai berikut : Biaya Amortisasi = 0,25 x Rp. 135.367.988.900,= Rp. 33.841.997.230,-

Total biaya amortisasi dan depresiasi (S) = Rp. 33.841.997.230,- + Rp. 35.791.606.960,= Rp. 69.633.604.190,-

E.3.1.4 Biaya Tetap Perawatan 1. Perawatan mesin dan alat – alat proses Diambil 10 % dari harga peralatan terpasang di pabrik (Peters, dkk. 2004) Biaya perawatan mesin = 0,1 x Rp. 134.511.819.600,= Rp. 13.451.181.960,2. Perawatan bangunan Diperkirakan 10 % dari harga bangunan (Peters, dkk. 2004) Perawatan bangunan = 0,1 x Rp. 26.543.750.000,= Rp. 2.654.375.000,3. Perawatan kendaraan Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

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

= 0,1 x Rp. 4.005.000.000,= Rp. 400.500.000,-

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

= 0,1 x Rp. 34.983.473.090,= Rp. 3.498.347.309,-

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

= 0,1 x Rp. 41.698.664.080,= Rp. 4.169.866.408,-

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

= 0,1 x Rp. 13.451.181.960,= Rp 1.345.118.196,-

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

= 0,1 x Rp. 10.760.945.570,= Rp. 1.076.094.557,-

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

= 0,1 x Rp. 6.725.590.980,= Rp. 672.559.098,-

9.

Perawatan fasilitas servis Diperkirakan 10 % dari harga fasilitas servis (Peters, dkk. 2004). Perawatan perlengkapan kebakaran = 0,1 x Rp. 4.035.354.588,= Rp. 403.535.459,-


Total biaya perawatan (T) = Rp. 27.671.577.990,-

E.3.1.5 Biaya Tambahan (Pant Overhead Cost) Diperkirakan 5 % dari modal investasi tetap (U) = 0,05 x Rp.512.702.489.000 = Rp. 25.635.124.450,-

E.3.1.6 Biaya Laboratorium, Penelitian dan Pengembangan Diperkirakan 10 % dari biaya tambahan (V) = 0,1 x Rp. 25.635.124.450,= Rp. 2.563.512.445,-

E.3.1.7 Biaya Asuransi - Asuransi pabrik diperkirakan 1 % dari modal investasi tetap = 0,01 x Rp. 512.702.489.000,= Rp. 5.127.024.890,- Asuransi karyawan 1,54 % dari total gaji karyawan (Biaya untuk asuransi tenaga kerja adalah 2,54 % dari gaji karyawan. dimana 1% ditanggung oleh karyawan dan 1,54 % ditanggung oleh perusahaan) = 0,0154 x (12/3) x Rp. 603.500.000,= Rp. 37.175.600.Total biaya asuransi (W) = Rp. 5.127.024.890,- + Rp 37.175.600,= Rp. 5.164.200.490,-

E.3.1.8 Pajak Bumi dan Bangunan PBB (X) = Rp 7.259.000,-

Total Biaya Tetap

= Q+R+S+T+U+V+W+X = Rp. 210.413.558.500,-

E.3.2 Biaya Variabel ( Variabel Cost ) E.3.2.1 Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 90 hari adalah Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

Rp. 423.026.063.600,Total biaya persedian bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun adalah sebagai berikut : Rp. 423.026.063.600,- x

300 = Rp. 1.410.086.879.000,90

E.3.2.2 Biaya Variabel Pemasaran Diperkirakan 10 % dari Biaya Tetap Pemasaran Biaya variabel pemasaran

= 0,1 x Rp. 181.050.000,= Rp. 18.105.000,-

E.3.2.3 Biaya Variabel Perawatan Diperkirakan 10 % dari biaya tetap Perawatan Biaya Perawatan

= 0,1 x Rp. 27.671.577.990,= Rp. 2.767.157.799,-

E.3.2.4 Biaya Variabel Lainnya Diperkirakan 5 % dari Biaya tambahan Biaya Variabel Lainnya

= 0,05 x Rp. 25.635.124.450,= Rp. 1.281.756.223,-

Total Biaya Variabel = Rp. 1.414.153.898.000,-

Total Biaya Produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel = Rp. 210.413.558.500,- + Rp. 1.414.153.898.000,= Rp. 1.624.567.457.000,-

E.4 Perkiraan Laba / Rugi Perusahaan Laba sebelum pajak = total penjualan – total biaya produksi = Rp. 2.144.049.228.000,- – Rp. 1.624.567.457.000,= Rp. 519.481.771.000,-


E.4.1 Pajak Penghasilan Berdasarkan UURI Nomor 17 Ayat 1 Tahun 2000, tentang Perubahan ketiga atas Undang – Undang Nomor 7 Tahun 1983 tentang Pajak Penghasilan adalah sebagai berikut (Rusdji, 2004) : 1. Penghasilan sampai dengan Rp. 50.000.000,- dikenakan pajak sebesar 10 %. 2. Penghasilan antara Rp. 50.000.000,- sampai dengan Rp. 100.000.000,dikenakan pajak sebesar 15 %. 3. Penghasilan diatas Rp. 100.000.000,- dikenakan pajak sebesar 30 %.

Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah sebagai berikut :  10 % x Rp. 50.000.000,-

= Rp.

5.000.000,-

 15 % x (Rp. 100.000.000 – Rp. 50.000.000)

= Rp.

7.500.000,-

 30% x (Rp. 519.481.771.000,- – Rp.100.000.000) = Rp. 155.814.531.300,Total PPh

Rp. 155.827.031.300,-

E.4.2 Laba setelah Pajak Laba setelah pajak

= laba sebelum pajak – PPh = Rp. 519.481.771.000,- – Rp. 155.827.031.300,= Rp. 363.654.739.700,-

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

=

Laba sebelum pajak x 100 % Total Penjualan

Rp. 519.481.771.000,− x 100 % Rp. 2.144.049.228.000,−

= 24,23 %

E.5.2 Break Even Point (BEP)


(+)

BEP =

Biaya Tetap x 100 % Total Penjualan − Biaya Variabel

BEP =

Rp. 210.413.558.500,− x 100 % Rp. 2.144.049.228.000 − Rp. 1.414.153.898.000

= 28,83 % Kapasitas produksi pada titik BEP

= 28,83 % x 60.000 ton/tahun = 17.298 ton/tahun

Nilai penjualan pada titik BEP

= 28,83 % x Rp.2.144.049.228.000,= Rp. 618.129.392.400,-

E.5.3 Return On Investment (ROI) ROI

=

Laba setelah pajak x 100 % Total mod al Investasi

ROI

=

Rp. 363.654.739.700,− x 100 % Rp. 1.178.096.333.000,−

= 30,86 %

E.5.4 Pay Out Time (POT) POT

=

1 x 1 Tahun ROI

POT

=

1 x 1 Tahun 0,3086

POT

= 3,2 Tahun

POT selama 3,2 tahun merupakan jangka waktu pengembalian modal dengan asumsi bahwa perusahaan beroperasi dengan kapasitas penuh tiap tahun.

E.5.5 Return On Network (RON) RON =

Laba setelah pajak x 100 % Modal sendiri

RON =

Rp. 363.654.739.700,− x 100 % Rp. 706.857.799.500,−

RON = 51,45 % Rita Agustina Purba : Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Jagung Mentah Dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, 2009.

E.5.6 Internal Rate Of Return (IRR) Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut “Cash Flow”. Untuk memperoleh cash flow diambil ketentuan sebagai berikut : 1. Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10 % tiap tahun 2. Masa pembangunan disebut tahun ke nol 3. Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun 4. Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke 10 5. Cash flow adalah laba sesudah pajak ditambah penyusutan Dari Tabel LE.10 dibawah ini, diperoleh nilai IRR = 40,99 %


2500000000000 Biaya Tetap Biaya Variabel Total Biaya Produksi

2000000000000

Harga (Rupiah)

Penjualan 1500000000000

1000000000000

BEP 28,83 % 500000000000

0 0

20

40

60

80

100

120

Kapasitas Produksi (%)

Gambar LE.2 Break Even Chart Pabrik Pembuatan Gliserol Dari Minyak Mentah Jagung



TAHUN

Recommend Documents