7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

1/33

MATERI

PENDAHULUAN

ABDULLAH SALEH,

FARIDA ALI &

SELFIANA

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

2/33

ATURAN PERKULIAHAN

1. Maksimum terlambat 15 menit setelahkuliah dimulai

2. Men!ntek menda"at nilai E#. Terlambat men$um"ulkan tu$as% nilai

dikuran$i 5 "!int "erhari.&. 'elama "erkuliahan tak b!leh minum% tak

b!leh makan dan mer!k!k% tak b!leh main$ame dr H"% Tab% k!m"uter dan lainn(a

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

3/33

PENILAIAN

Absen ) *+ ,

Tu$as-tu$as ) 25 , Kuis ) + , Uian Ten$ah 'emester ) #5 , Uian Akhir 'emester ) &+ , /!nus harian ) k!ndisi!nal

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

4/33

MET0E PEM/ELAARAN

TATAP MUKA

I'KU'IT!"ik 3 4R0UP Mhs

/uat slide "!er "!int.""t6

/uat sari bahan 3 t!"ik .d!6

/uat s!al "er $r!u" 5 dan hasil diskusi buahdikum"ul min$$u de"ann(a

ikum"ul habis diskusi

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

5/33

MATERI

Plant esi$n and E!n!mis 7!r 8hemial En$ineerin$s1. Intr!duti!n2. Pr!ess esi$n e9el!"ment#. 4eneral esi$n 8!nsiderati!ns&. 8!m"uter Aided esi$n5. 8!st and Asset A!untin$

:. 8!st Estimati!n;. Interest and In9estment 8!sts

*. Ta6es and Insuraneabriati!n1#.Materials Trans7er. Handlin$ and Treatment e=ui"ment ? desi$n and8!sts@

1&.Heat Trans7er E=ui"ment ?desi$n and 8!sts@15.Mass Trans7er and Reat!r E=ui"ment ?desi$n and 8!sts@1:.UA'

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

6/33

'UM/ER /A8AAN

Plant desi$n and e!n!mis 7!rhemial en$ineerin$ b( Ma6 '.Peter% Klaus Timmerhaus

In7!tra.$ale$r!u".!m3iteb3idunsri3

username) "tn+;&

Ps) aademi Pr!=uest.!m

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

7/33

/uku Utama

1. En$ineerin$ E!n!m( !leh 4erald .Thuesen dan .. >abr(k(

2. asar-dasar Ek!n!mi Teknik !leh

Eu$ene L. 4rant.% et.al

#. Ek!n!mi Teknik !leh >eriant! Rahar!

&. Analisis Ek!n!mi Teknik !leh R!bert .

K!d!atie5. Plant esi$n and E!n!mis 7!r

8hemial En$ineerin$.

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

8/33

Literature and Information Sources

8!m"an( !nte6t - em"l!(ees% !m"an( Bles% !"enliterature "r!9ide )

Pr!dut in7! ?related@% therm!"h(sial "r!"erties%trans"!rt data%

C!sheets% e=ui"ment desri"ti!ns% "r!essm!dels.

Nati!nal Lab!rat!ries and Researh Institute Re"!rtse.$. 'RI Internati!nal% NI'T% NI0'H.

En(l!"edias ?tehnial% hemial "r!ess andtehn!l!$(@.

Handb!!ks and Re7erene /!!ks ?Perr(Ds 8hemial

En$ineerDs Handb!!k% 8R8 Handb!!k !7 Ph(sisand 8hemistr(@

!urnals ?/!!k 7!rmat% eletr!ni 7!rmat@

Inde6es ?IN'PE8% 80MPENE% '8IEN8E 8ITATI0N

INE@

http://www.uspto.gov/patft

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

9/33

PEN4ERTIAN EK0TEK

Insin(ur mem"ertemukan dua bidan$(an$ berlaanan% teknik dan ek!n!mi./idan$ teknik 7!kus "ada "r!duksi dan

"ela(anan berdasarkan hukum-hukumteknis. 'edan$kan nilai keka(aan dari

"r!duk dan la(anan diukur berdasarkan

kreteria ek!n!mis.4erald . Thuesen G .. >abr(k(

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

10/33

PEN4ERTIAN EK0TEK

Penentuan kela(akan alternati7in9estasi berdasarkan kreteria

ek!n!mis (an$ 7!kus "ada as"ekBnansial den$an

mem"ertimban$kan 7akt!r-7akt!rteknis

?e9aluasi in9estasi "r!(ek@

Eu$ene L. 4rant% et.al

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

11/33

E>I'IEN'I

Input

OutputteknikEfisiensi =)(

Biaya

KekayaanEkonomiEfisiensi =)(

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

12/33

/UN4A K0NEN'I0NAL

Defnisi)

Pen$embalian m!dal in9estasi "r!dukti7

Uan$ (an$ diba(arkan untuk "en$$unaan(an$ di"inam

'uku bun$a meru"akan rasi! antara bun$a(an$ diba(arkan berbandin$ t!tal "inaman

PinjamanTotal

dibayarBungaBungaTk

_

__ =

4 0 ' 0

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

13/33

/UN4A K0NEN'I0NAL?8!ntD@

Example

ika "erusahaan meminam R". :+ uta di/8A dan harus memba(ar bun$a "inaman

R". : uta "ertahun% maka )

%101.0000.000.60

000.000.6==

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

14/33

/UN4A K0NEN'I0NAL

?8!ntD@Meski"un bun$a serin$ diba(ar lebih darisekali dalam setahun% namun umumn(a teta"din(atakan seba$ai tin$kat bun$a "ertahun.

E6am"le'uku bun$a : , da"at berarti )

+%5 , "erbulan

1%5 , "ertriulan

# , "ersemester

: , "ertahun

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

15/33

ika ada dua atau lebih met!de untuk mem"er!leh hasil

akhir "ersis sama% met!de (an$ disukai akan menadisalah satu (an$ setidakn(a melibatkan t!tal bia(a. Iniadalah dasar dari desain ek!n!mi (an$ !"timal. 'alahsatu !nt!h khas desain ek!n!mi (an$ !"timal adalahmenentukan diameter "i"a (an$ akan di$unakan saatmem!m"a seumlah airan (an$ diberikan dari satu titikke titik lain.

/erikut hasil akhir (an$ sama ?(aitu% meneta"kan umlahairan di"!m"a antara dua "!in (an$ diberikan@ da"atdia"ai den$an men$$unakan umlah tak terbatas%diameter "i"a (an$ berbeda. Namun% keseimban$anek!n!mi akan menunukkan baha satu diameter "i"atertentu memberikan t!tal bia(a terendah. T!tal bia(atermasuk bia(a untuk mem!m"a airan dan bia(a ?(aitu%bia(a teta"@ untuk sistem "er"i"aan diinstal. 'ebuahre"resentasi $raBs (an$ menunukkan arti diameter "i"aek!n!mi !"timum disaikan dalam 4ambar berikut.

Optimum Economic Design

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

16/33

4ambar 1.1 Penentuan ek!n!mi diameter "i"a (an$!"timal untuk lau massa-thr!u$h"ut k!nstan

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

17/33

Seperti ditunjukkan dalam gambar ini, kenaikan biaya pemompaan

dengan penurunan ukuran diameter pipa karena efek gesekan,

sedangkan biaya tetap untuk pipa menjadi lebih rendah bila

diameter pipa yang lebih keil digunakan karena in!estasi modalberkurang.

"iameter ekonomi optimum terletak di mana jumlah dari biaya

memompa dan biaya tetap untuk pipa menjadi minimal, karena ini

setidaknya merupakan titik total biaya. #ada gambar tersebut, titik

ini di$akili oleh .

&nsinyur kimia sering memilih desain akhir atas dasar kondisi

memberikan total biaya terendah. "alam banyak kasus,

bagaimanapun, desain alternatif tidak memberikan produk akhir

atau hasil yang persis sama. 'al ini kemudian menjadi perlu untukmempertimbangkan kualitas produk atau operasi serta total biaya.

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

18/33

/an(ak "r!ses membutuhkan k!ndisi tertentu daritem"eratur% tekanan% aktu k!ntak% atau 9ariabel lain

ika hasil terbaik (an$ di"er!leh. Hal ini serin$

mun$kin untuk membuat "emisahan "arsial k!ndisi

!"timum dari "ertimban$an ek!n!mi lan$sun$. alam

kasus enis ini% desain terbaik ditunuk seba$ai desain

!"erasi !"timum.

Insin(ur kimia harus in$at% ba$aimana"un% baha

"ertimban$an ek!n!mi akhirn(a menentukan seba$ian

besar ke"utusan kuantitati7. en$an demikian% desain

!"erasi !"timum biasan(a han(alah alat atau lan$kah

dalam "en$emban$an desain ek!n!mi (an$ !"timal.

1.6. Optimum Operation Design

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

19/33

Sebuah ontoh yang baik dari desain operasi optimum adalah

penentuan kondisi operasi untuk oksidasi katalitik belerang

dioksida ke sulfur trioksida. isalkan semua !ariabel, seperti

ukuran on!erter, tingkat gas, akti!itas katalis, dan

konsentrasi masukgas, terikat dan satusatunya !ariabel yang

mungkin adalah temperatur di mana oksidasi terjadi.

*ika temperatur terlalu tinggi, hasil dari S+#, akan rendah

karena keseimbangan antara S+, S+-, dan 0, digeser ke arah

S+, dan 0. "i sisi lain, jika temp terlalu rendah, yield akan

menjadi rendah karena laju reaksi antara S+, dan 0 akan

rendah.

"engan demikian, harus ada satu temp di mana jumlah sulfurtrioksida yang terbentuk akan maksimal. emp khusus ini

akan memberikan desain operasi optimum.

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

20/33

/ambar berikut menyajikan metode grafis untuk menentukan suhu

operasi optimal untuk on!erter sulfur dioksida dalam ontoh ini.

/aris merupakan hasil maksimal diperoleh saat laju reaksi

mengendalikan, sementara garis 2" menunjukkan hasil maksimalatas dasar kondisi keseimbangan mengendalikan.

itik 0 me$akili suhu operasi optimal di mana hasil maksimum

diperoleh. 2ontoh sebelumnya adalah kasus sederhana dari apa yang

seorang insinyur mungkin menemukan dalam sebuah desain. #adakenyataannya, biasanya akan diperlukan untuk mempertimbangkan

berbagai ukuran on!erter dan operasi dengan serangkaian suhu yang

berbeda untuk tiba di desain operasi optimum.

"engan kondisi tersebut, beberapa desain yang setara akan berlaku,dan keputusan akhir akan didasarkan pada kondisi ekonomi yang

optimal untuk desain setara.

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

21/33

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

22/33

&nsinyur kimia tidak harus melupakan keterbatasan praktis terlibatdalam desain. "imungkinkan untuk menentukan diameter pipa yangtepat untuk desain ekonomi yang optimal, tapi ini tidak berarti bah$aukuran yang tepat ini harus digunakan dalam desain akhir. isalkandiameter optimum yang, -,3- in. (4.51 m).

kan tidak praktis untuk memiliki pipa khusus dibuat dengandiameter dalam -,3- in. Sebaliknya, insinyur akan memilih ukuran

pipa standar yang bisa dibeli dengan harga pasar reguler. "alam halini, ukuran pipa yang direkomendasikan mungkin akan menjadi

standar - inidiameter pipa yang memiliki diameter dalam -,77 in.(8,0 m).

1.7. Practical Considerations in Design

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

23/33

*ika insinyur kebetulan sangat teliti tentang mendapatkan

pengembalian yang memadai atas semua in!estasi, dia mungkin

mengatakan, 9Sebuah pipa -inidiameter standar akan membutuhkan

in!estasi kurang dan akan mungkin hanya meningkatkan biaya totalsedikit: +leh karena itu, saya pikir kita harus membandingkan biaya

dengan -in.pipe untuk biaya dengan -,7 in. pipa sebelum membuat

keputusan akhir. 9Seara teori, insinyur teliti benar dalam kasus ini.

isalkan total biaya terpasang - dalam. pipa adalah 7000 dan totalbiaya yang terpasang -in. pipa 3.700. *ika jumlah tabungan tahunan

daya dan biaya tetap, menggunakan -,7in. pipa bukan -in. pipa,

adalah 7 persen tahunan kembali pada tambahan 700 in!estasi

akan hanya 7 persen. Sejak itu harus mungkin untuk berin!estasi

tambahan 700 tempat lain untuk memberikan lebih daripengembalian 7 persen, akan terlihat bah$a pipa -inidiameter akan

lebih disukai daripada pipa -.7in.diameter.

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

24/33

;ogika yang disajikan dalam ontoh sebelumnya adalah suara

sempurna. &ni adalah ontoh khas dari perbandingan in!estasi dan

harus dipahami oleh semua insinyur kimia. eskipun diameter

ekonomi optimum adalah -,3- in., &nsinyur yang baik tahu bah$adiameter ini hanya nomor matematika yang tepat dan dapat

ber!ariasi dari bulan ke bulan karena harga atau kondisi operasi

perubahan. +leh karena itu, semua orang mengharapkan untuk

mendapatkan dari perhitungan ekonomi optimum tertentu adalah

estimasi yang baik untuk diameter terbaik, dan perbandinganin!estasi mungkin tidak diperlukan.

&nsinyur praktis memahami masalah fisik yang terlibat dalam operasi

final dan pemeliharaan peralatan yang diranang. "alam

mengembangkan tata letak pabrik, katup kontrol penting harus

ditempatkan di mana mereka mudah diakses oleh operator.

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

25/33

&nsinyur harus menyadari bah$a operasi pembersihan disederhanakan jika

airan skala pembentuk dile$atkan melalui bagian dalam tabung bukan

pada sisi shell dari penukar panas tabungdanshell.

elas% kemudian% uku" ruan$ "abrik-la(!ut harus tersediasehin$$a "ekera "emeliharaan da"at men$ha"us ke"ala"enukar diinstal dan memaksa membersihkan ain$ atausikat melalui ba$ian dalam tabun$ atau men$ha"us seluruh

tabun$ bundel bila di"erlukan.

esain te!ritis dari unit distilasi mun$kin menunukkanbaha "akan harus di"erkenalkan "ada satu nam"ankhusus di menara. Alih-alih menentukan sebuah menara

den$an han(a satu inlet "akan di nam"an dihitun$% insin(ur"raktis akan menaku" luban$ "ada bebera"a nam"an diatas dan di baah titik "akan dihitun$ seak k!ndisi !"erasiaktual untuk menara akan ber9ariasi dan asumsi termasukdalam "erhitun$an membuatn(a mustahil untuk menamin

akurasi mutlak.

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

26/33

8!nt!h sebelumn(a melamban$kan enis

masalah "raktis "ertemuan insin(ur kimia.alam "ekeraan desain% "rinsi"-"rinsi"

te!ritis dan ek!n!mi harus dik!mbinasikan

den$an "emahaman tentan$ masalah"raktis umum (an$ akan munul ketika

"r!ses akhirn(a datan$ untuk hidu" dalam

bentuk tanaman len$ka" atau unit

len$ka".

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

27/33

Insin(ur kimia memiliki ban(ak alat untuk memilih daridalam "en$emban$an desain "abrik men$untun$kan. Tidak

ada% ketika di$unakan den$an benar% mun$kin akan

berk!ntribusi ban(ak untuk !"timalisasi desain seba$ai

"en$$unaan k!m"uter berkee"atan tin$$i.

/an(ak masalah (an$ dihada"i dalam "r!ses

"en$emban$an dan desain da"at diselesaikan den$an

e"at den$an tin$kat (an$ lebih tin$$i dari kelen$ka"an

den$an k!m"uter berkee"atan tin$$i dan den$an bia(akuran$ dari den$an tan$an atau mea kalkulat!r biasa.

Umumn(a !9erdesi$n dan 7akt!r keamanan da"at dikuran$i

den$an "en$hematan substansial dalam in9estasi m!dal.

1.8. The Design Approach

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

28/33

#ada $aktu, bagaimanapun, harus insinyur akan dituntun untuk

peraya bah$a tanaman yang diranang di sekitar komputer. ereka

digunakan untuk menentukan data desain dan digunakan sebagai

model untuk optimasi sekali desain didirikan. ereka jugadigunakan untuk menjaga tanaman operasi pada kondisi operasi

yang diinginkan. =ang terakhir fungsi adalah bagian dari desain dan

suplemen dan mengikuti proses desain.

#endekatan umum dalam setiap desain pabrik melibatkan kombinasi

dengan hatihati seimbang antara teori, praktek, orisinalitas, dan akal

sehat. "alam karya desain asli, insinyur harus berurusan dengan

berbagai jenis data eksperimen dan empiris. &nsinyur mungkin dapatmemperoleh nilai yang akurat dari kapasitas panas, kepadatan,

keseimbangan "ata uapair, atau informasi lain tentang sifat fisik

dari literatur.

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

29/33

alam ban(ak kasus% ba$aimana"un% nilai-nilai (an$ te"at

untuk si7at Bsik (an$ di"erlukan tidak tersedia% dan insin(ur

di"aksa untuk membuat estimasi "erkiraan nilai-nilai ini.

/an(ak "erkiraan u$a harus dilakukan dalam

melaksanakan "erhitun$an desain te!ritis. Misaln(a%

meski"un insin(ur tahu baha hukum (an$ ideal $as

berlaku "ersis han(a untuk $as sederhana "ada tekanan

(an$ san$at rendah% hukum ini di$unakan dalam ban(ak"erhitun$an bila tekanan $as setin$$i 5 atau lebih atm!s7er

?5+; kPa@ .

en$an $as umum% se"erti udara atau hidr!karb!n

sederhana% kesalahan di"erkenalkan den$an men$$unakan

hukum $as ideal "ada tekanan biasa dan suhu biasan(a

diabaikan dibandin$kan den$an ketidak"astian lain (an$

terlibat dalam "erhitun$an desain.

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

30/33

Insin(ur lebih suka menerima kesalahan ini dari"ada

men$habiskan aktu menentukan k!eBsien 9irial atau

7akt!r-7akt!r lain untuk men$!reksi "en(im"an$an $as ideal.

alam "endekatan insin(ur untuk masalah desain% maka"erlu disia"kan untuk membuat ban(ak asumsi. Kadan$-

kadan$ asumsi ini dibuat karena ada nilai-nilai (an$ benar-

benar akurat atau met!de "erhitun$an (an$ tersedia.

i lain aktu% met!de (an$ melibatkan "erkiraan dekat

di$unakan karena "eraatan (an$ te"at akan memerlukan

"erhitun$an (an$ "anan$ dan melelahkan memberikan

sedikit keuntun$an dalam akurasi.

Insin(ur kimia (an$ baik men$akui kebutuhan untuk

membuat asumsi tertentu% teta"i u$a tahu baha enis"endekatan mem"erkenalkan bebera"a ketidak"astian ke

dalam hasil akhir. 0leh karena itu% asumsi (an$ dibuat han(a

ketika mereka di"erlukan dan "ada dasarn(a benar.

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

31/33

>akt!r lain (an$ "entin$ dalam "endekatan untuk masalah

desain melibatkan k!ndisi ek!n!mi dan keterbatasan.

Insin(ur harus mem"ertimban$kan bia(a dan keuntun$an

mun$kin terus-menerus se"anan$ semua "ekeraan. Hal ini

ham"ir selalu lebih baik untuk menual ban(ak unit "r!duk

den$an keuntun$an (an$ rendah "er unit dari bebera"a unit

den$an keuntun$an (an$ tin$$i "er unit.

Akibatn(a% insin(ur harus mem"erhitun$kan 9!lume "r!duksi

saat menentukan bia(a dan keuntun$an t!tal untuk berba$ai

enis desain. Hal ini elas men$arah "ada "ertimban$an

kebutuhan "elan$$an dan tuntutan. >akt!r-7akt!r ini mun$kintam"ak auh diha"us dari "en$emban$an desain tanaman%

teta"i mereka san$at "entin$ dalam menentukan keberhasilan

utaman(a.

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

32/33

4ambar 1.2 Penentuan tem"eratur !"erasi !"timal dalam

sul7ur di!ksida !n9erter.

7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015

33/33