Appendix

LAMPIRAN A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

Basis perhitungan : 1 jam operasi

Satuan operasi : kg/jam

Kapasitas produksi : 3 ton/hari = 125 kg/jam

Glukosa (C6H12O6) yang terkandung dalam kulit nenas adalah ± 30 % dan akan

terkonversi sebesar 95 % pada proses fermentasi.

Diharapkan kemurnian Asam Sitrat (C6H8O7) sebesar 99 % dan 1 % air (H2O),

sehingga dihasilkan produk :

– Asam Sitrat = 0,99 × 125 kg/jam = 123,75 kg/jam

– Air = 0,01 × 125 kg/jam = 1,25 kg/jam

A.1 Neraca Massa Pada Tangki Mixer-Ammonium Nitrat (NH4NO3)

– Neraca massa total :

F1 + F2 = F3

– Neraca massa komponen :

Ammonium Nitrat (NH4NO3) :

F1NH4NO3 = F3

NH4NO3 = 25,784 kg/jam

Air (H2O) :

F1H2O = F3

H2O = 6,2888 kg/jam

A.2 Neraca Massa Pada Tangki Mixer-Kalium Klorida (KCl)


F4 + F5 = F6

H2O

NH4NO3 NH4NO3 H2O

1

2 3

M-101

H2O

KCl KCl H2O

4

5 6

M-102

Universitas Sumatera Utara


Kalium Klorida (KCl) :

F4KCl = F6

KCl = 24,0114 kg/jam

Air (H2O) :

F5H2O = F6

H2O = 160,076 kg/jam

A.3 Neraca Massa Pada Tangki Mixer-Magnesium Sulfat (MgSO4)


F7 + F8 = F9


Magnesium Sulfat (MgSO4) :

F7NH4NO3 = F9

NH4NO3 = 38,676 kg/jam

Air (H2O) :

F8H2O = F9

H2O = 154,704 kg/jam

A.4 Neraca Massa Pada Tangki Mixer-Ammonium Klorida (NH4Cl)


F10 + F11 = F12


Ammonium Klorida (NH4Cl) :

F10NH4NO3 = F12

NH4NO3 = 17,2431 kg/jam

Air (H2O) :

F11H2O = F12

H2O = 9,0753 kg/jam

H2O

KCl KCl H2O

7

8 9

M-103

H2O

NH4Cl NH4Cl H2O

10

11 12

M-104


A.5 Neraca Massa Pada Fermenter

– Reaksi pada fermenter :

3C6H12O6 + 2H2O + 9O2 2C6H8O7 + C2H2O4 + 11H2O + 4CO2 + ½O2

Mol reaksi (r) = 21 ×

786

786

OHCMr OHC produksi kapasitas

= 21 ×

kg/kmol 192kg/jam 123,75

= 0,3223 kmol/jam


F3 + F6 + F9 + F12 + F13 + F14 + F15 + F16 + F17 = F18 + F19


Asam Sitrat (C6H8O7) :

F19C6H8O7 = Fin

C6H8O7 + 2r(Mr C6H8O7)

= 2 × 0,3223 kmol/jam(192 kg/kmol)

= 123,7632 kg/jam

Aspergillus niger

C6H12O6, H2O, impurities

Udara (O2 21 %, N2 79 %)

H2O C6H8O7 C2H2O4 C6H12O6 Impurities Sel tersuspensi

NH4Cl, H2O

H2O

NH4NO3, H2O

KCl, H2O

MgSO4, H2O

CH3OH 3 %, H2O 97 %

Aspergillus niger

Gas (O2, CO2, N2)

17

19

13

3

6

9

12

14

15

16

R-101

18


Glukosa (C6H12O6) :

Pada proses fermentasi C6H12O6 terkonversi sebesar 95 %, maka :

F13C6H12O6 =

% 951 × 3r(Mr C6H12O6)

= 0,95

1 × 3 × 0,3223 kmol/jam(180 kg/kmol)

= 183,2021 kg/jam

F19C6H12O6 = F13

C6H12O6 – 3r(Mr C6H12O6)

= 183,2021 kg/jam – 3 × 0,3223 kmol/jam(180 kg/kmol)

= 9,1601 kg/jam

Impurities :

Kandungan impurities pada kulit Nenas = 25 %, maka :

F19 impurities = F13

impurities

= % 30% 25 × F13

C6H12O6

= 0,300,25 × 183,2021 kg/jam

= 152,6684 kg/jam

Ammonium Nitrat (NH4NO3) :

F19NH4NO3 = F3

NH4NO3 – r(Mr NH4NO3)

= 25,784 kg/jam – 0,3223 kmol/jam(80 kg/kmol) = 0 kg/jam

Kalium Klorida (KCl) :

F19KCl = F6

KCl – r(Mr KCl)

= 24,0114 kg/jam – 0,3223 kmol/jam(74,5 kg/kmol) = 0 kg/jam

Magnesium Sulfat (MgSO4) :

F19MgSO4 = F9

MgSO4.7H2O – r(Mr MgSO4)


Ammonium Klorida (NH4Cl) :

F19NH4Cl = F12

NH4Cl – r(Mr NH4Cl)

= 17,2431 kg/jam – 0,3223 kmol/jam(53,5 kg/kmol) = 0 kg/jam

Metanol (CH3OH) 3 % :

F19CH3OH = F15

CH4OH – r(Mr CH3OH)

F15CH3OH = 0,3223 kmol/jam(32 kg/kmol) = 10,3136 kg/jam


Air (H2O) :

Kandungan sisa H2O pada kulit Nenas = 45 %, maka :

F13H2O =

% 30% 45 × F13

C6H12O6 = 0,300,45 × 183,2021 kg/jam = 274,8032 kg/jam

Kandungan H2O pada larutan CH3OH 3 % :

F15H2O =

% 3% 97 × F15

CH4OH = 0,030,97 × 10,3136 kg/jam = 333,4731 kg/jam

Kebutuhan H2O proses terhadap Glukosa = 2 : 3, maka :

F16H2O = 3

2 × F13C6H12O6

= 32 × 183,2021 kg/jam = 122,1347 kg/jam

Jumlah H2O yang terbentuk dari proses fermentasi :

F akumulasiOH 2

= (11 – 2)r(Mr H2O)

= 9 × 0,3223 kmol/jam(18 kg/kmol) = 52,2126 kg/jam

F19H2O = F3

H2O + F6H2O + F9

H2O + F12H2O + F13

H2O + F15H2O + F16

H2O + F akumulasiOH 2

= 1112,7677 kg/jam

Aspergillus niger :

Mineral = massa (NH4NO3 + KCl + MgSO4 + NH4Cl + CH3OH)

= (25,784 + 24,0114 + 38,676 + 17,2431 + 10,3136)kg/jam

= 116,0281 kg/jam

Medium = massa (C6H12O6 + impurities + mineral + H2O)

= (183,2021 + 152,6684 + 116,0281 + 1112,7677)kg/jam

= 1564,6663 kg/jam

F14Aspergillus niger = 2 % × massa medium fermentasi

= 2 % × 1564,6663 kg/jam = 31,2933 kg/jam

Oksigen (O2) :

F akumulasiO2

= (9 – ½ )r(Mr O2)

= 8,5 × 0,3223 kmol/jam(32 kg/kmol) = 87,6656 kg/jam

Suplai O2 dibuat berlebih 20 %, sehingga :

F17O2 = 120 % × 87,6656 kg/jam = 105,1987 kg/jam

F18O2 = F17

O2 – F akumulasiO2

= (105,1987 – 87,6656)kg/jam = 17,5331 kg/jam


Nitrogen (N2) :

F18N2 = F17

N2 = % 21% 79 × F17

O2 = 0,210,79 × 105,1987 = 395,7475 kg/jam

Karbon dioksida (CO2) :

F18CO2 = Fin

CO2 + 4r(Mr CO2)


Asam Oksalat (C2H2O4) :

F19C2H2O4 = Fin

C2H2O4 + r(Mr C2H2O4)

= 0,3223 kmol/jam(90 kg/kmol) = 29,007 kg/jam

Sel tersuspensi :

F19 = F3 + F6 + F9 + F12 + F13 + F14 + F15 + F16 + F17 – F18

= 1574,6878 kg/jam

F19sel = F19 – (F19

impurities+ F19C6H12O6 + F19

H2O + F19C6H8O7 + F19

C2H2O4)

= (1574,6878 – 1427,3664)kg/jam = 147,3214 kg/jam

A.6 Neraca Massa Pada Filter Press-1


F19 = F20 + F21


Air (H2O) :

F19H2O = F21

H2O = 1112,7677 kg/jam


F19C6H8O7 = F21

C6H8O7 = 123,7632 kg/jam


F19C2H2O4 = F21

C2H2O4 = 29,007 kg/jam


H2O C6H8O7 C2H2O4

C6H12O6 Impurities Sel tersuspensi

19

20

21 H-101


Glukosa (C6H12O6) :

F19C6H12O6 = F20

C6H12O6 = 9,1601 kg/jam

Impurities :

F19impurities = F20

impurities = 152,6684 kg/jam

Sel tersuspensi :

F19sel = F20

sel = 147,3214 kg/jam

A.7 Neraca Massa Pada Tangki Koagulasi

– Reaksi pada tangki koagulasi :

2C6H8O7 + C2H2O4 + 4Ca(OH)2 Ca3(C6H5O7)2 + CaC2O4 + 8H2O

Mol reaksi (r) = 21 ×

786

OHC21

OHCMr F 786 =

21 ×

kg/kmol 192kg/jam 123,75 = 0,3223 kmol/jam


F21+ F20 = F23 + F24



FoutC6H8O7 = F21

C6H8O7 – 2r(Mr C6H8O7)

= 123,7632 kg/jam – 2 × 0,3223 kmol/jam(192 kg/kmol) = 0 kg/jam


FoutC2H2O4 = F21

C2H2O7 – r(Mr C2H2O4)


H2O C6H8O7 C2H2O4

H2O Ca3(C6H5O7)2 Ca(OH)2

CaC2O4

21

23

24

R-201

22 Ca(OH)2


Air (H2O) :

F24H2O = F21

H2O + 8r(Mr H2O)

= 1112,7677 kg/jam + 8 × 0,3223 kmol/jam(18 kg/kmol)

= 1159,1789 kg/jam

Kalsium Hidroksida (Ca(OH)2) :

F akumulasiCa(OH)2

= 4r(Mr Ca(OH)2)


Koagulan Ca(OH)2 dibuat berlebih 2 %, sehingga :

F22Ca(OH)2 = 102 % × 95,4008 kg/jam

= 97,3088 kg/jam

F24Ca(OH)2 = F22

Ca(OH)2 – F akumulasiCa(OH)2

= (97,3088 – 95,4008)kg/jam = 1,908 kg/jam

Kalsium Sitrat (Ca3(C6H5O7)2) :

F24Ca3(C6H5O7)2 = Fin

Ca3(C6H5O7)2 + r(Mr Ca3(C6H5O7)2)


Kalsium Oksalat (CaC2O4) :

F24CaC2O4 = Fin

CaC2O4 + r(Mr CaC2O4)




F24 = F25 + F26



F24Ca3(C6H5O7)2 = F26

Ca3(C6H5O7)2 = 160,5054 kg/jam


Ca(OH)2

H2O Ca3(C6H8O7)2

24

25

26 H-201


Air (H2O) :

F27H2O = F24

H2O = 1159,1789 kg/jam

Kalsium Hidroksida (Ca(OH)2) :

F24Ca(OH)2 = F25

Ca(OH)2 = 1,908 kg/jam

A.9 Neraca Massa Pada Tangki Acidifier

– Reaksi pada tangki acidifier :

Ca3(C6H5O7)2 + 3H2SO4 2C6H8O7 + 3CaSO4

Mol reaksi (r) = ( )

( )27563

OHCCa24

OHCCaMr F 27563 =

kg/kmol 498kg/jam 160,5054 = 0,3223 kmol/jam


F26 + F27 = F28



FoutCa3(C6H5O7)2 = F26

Ca3(C6H5O7)2 – 2r(Mr Ca3(C6H5O7)2)

= 160,5054 kg/jam – 2 × 0,3223 kmol/jam(498 kg/kmol) = 0 kg/jam

Asam Sulfat (H2SO4) :

Kebutuhan larutan H2SO4 terhadap umpan masuk = 7,4 %, maka :

F27 = 7,4 % × F26

= 0,074 × 1319,6843 kg/jam = 97,6566 kg/jam

F26H2SO4 = 98 % × F27

= 0,98 × 97,6566 kg/jam = 95,7035 kg/jam

H2O C6H8O7 H2SO4 CaSO4

26 28

R-202

27

H2SO4 98 % H2O 2 %

H2O Ca3(C6H8O7)2


F28H2SO4 = F27

H2SO4 – 3r(Mr H2SO4)

= 95,7035 kg/jam – 3 × 0,3223 kmol/jam(98 kg/kmol) = 0,9473 kg/jam

Air (H2O) :

F27H2O = 2 % × F27

= 0,02 × 97,6566 kg/jam = 1,9531 kg/jam

F28H2O = F26

H2O + F27H2O

= (1159,1789 + 1,9531)kg/jam = 1161,132 kg/jam

Kalsium Sulfat (CaSO4) :

F28CaSO4 = Fin

CaSO4 + 3r(Mr CaSO4)



F28C6H8O7 = Fin

C6H8O7 + 2r(Mr C6H8O7)




F28 = F29 + F30


Air (H2O) :

F28H2O = F30

H2O = 1161,132 kg/jam


F28C6H8O7 = F30

C6H8O7 = 123,7632 kg/jam


F28H2SO4 = F30

H2SO4 = 0,9473 kg/jam

Kalsium Sulfat (CaSO4) :

F28CaSO4 = F29

CaSO4 = 131,4984 kg/jam

H2O C6H8O7 H2SO4

CaSO4

H2O C6H8O7 H2SO4

CaSO4

28

29

30 H-202


A.11 Neraca Massa Pada Tangki Purifier


F30 + F31 = F32



F30C6H8O7 = F32

C6H8O7 = 123,7632 kg/jam

Air (H2O) :

F30H2O = F32

H2O = 1161,132 kg/jam


F30H2SO4 = F32

H2SO4 = 0,9473 kg/jam

Karbon aktif :

Kebutuhan Karbon aktif terhadap H2SO4 umpan masuk = 7 : 5 , maka :

F32karbon aktif = F31

karbon aktif

= 57 × F30

H2SO4

= 57 × 0,9473 kg/jam = 1,3262 kg/jam



F32 = F33 + F34

H2O C6H8O7 H2SO4 Karbon aktif

30 32 R-203

31

Karbon aktif

H2O C6H8O7 H2SO4

H2O C6H8O7

H2SO4 Karbon aktif

H2O C6H8O7 H2SO4

Karbon aktif

32

33

34 H-203




F32C6H8O7 = F34

C6H8O7 = 123,7632 kg/jam

Air (H2O) :

F32H2O = F34

H2O = 1161,132 kg/jam


F32H2SO4 = F33

H2SO4 = 0,9473 kg/jam

Karbon aktif :

F32karbon aktif = F33

karbon aktif = 1,3262 kg/jam

A.13 Neraca Massa Pada Evaporator


F34 = F35 + F36



F34C6H8O7 = F36

C6H8O7 = 123,7632 kg/jam

Air (H2O) :

Penguapan air sebanyak 75 % dari air umpan masuk, maka :

F35H2O = 75 % × F34

H2O

= 0,75 × 1161,132 kg/jam = 870,849 kg/jam

F36H2O = F36

H2O – F37H2O

= (1161,132 – 870,849)kg/jam = 290,283 kg/jam

34

35

36

E-201 H2O C6H8O7

H2O

H2O C6H8O7


A.14 Neraca Massa Pada Centrifuge


F36 = F37 + F38


Air (H2O) :

Diasumsikan efisiensi alat = 95,69 %

F37H2O = 95,2 % × F36

H2O

= 0,9569 × 290,283 kg/jam = 277,7718 kg/jam

F38H2O = F36

H2O – F37H2O

= (290,283 – 277,7718) kg/jam = 12,5112 kg/jam


Diasumsikan kristal C6H8O7 sebanyak 99,99 % dari C6H8O7 umpan cair, maka :

F38C6H8O7 = 99,99 % × F36

C6H8O7

= 0,9999 × 123,7632 kg/jam = 123,7508 kg/jam

F37C6H8O7 = F36

C6H8O7 – F38C6H8O7

= (123,7632 – 123,7508)kg/jam = 0,0124 kg/jam

A.15 Neraca Massa Pada Dryer

36

38

37 H-204

H2O C6H8O7

H2O C6H8O7

H2O C6H8O7

H2O C6H8O7

Uap (H2O, O2, N2)

H2O C6H8O7

(O2 21%, N2 79%) Udara

38

39

41

40

E-204



F38 + F39 = F40 + F41



F38C6H8O7 = F41

C6H8O7 = 123,7508 kg/jam

Air (H2O) :

Diharapkan kristal produk yang dihasilkan memiliki kemurnian 99 % sehingga

dilakukan penguapan air sebanyak 90 % dari air umpan masuk, maka :

F40H2O = 90 % × F38

H2O

= 0,9 × 12,5112 kg/jam = 11,2601 kg/jam

F41H2O = F38

H2O – F40H2O

= (12,5112 – 11,2601)kg/jam = 1,2511 kg/jam

Oksigen (O2) :

F41O2 = F42

O2 = 105,1987 kg/jam

Nitrogen (N2) :

F38N2 = F39

N2 = 395,7475 kg/jam


LAMPIRAN B

PERHITUNGAN NERACA ENERGI

Basis perhitungan : 1 jam operasi

Satuan energi : kkal

Suhu referensi : 25°C

– Perhitungan harga panas pembentukan (ΔHf) dengan metode estimasi :

Tabel B.1 Harga Panas Pembentukan (ΔHf) Gugus Atom Pada Suhu 25°C

Gugus C25ΔH °f (kkal/mol)

– CH – –1,29 – COH –29,71 – OH –45,10 – CH2 –4,94 – O – –24,20 – COOH –94,68

(Sumber : Reid. 1977)

Glukosa (C6H12O6) : C25ΔH °

f = (– CH2) + (– OH) + 5(– CH –) + 4(– COH) + (– O –)

= [(–4,94) + (–45,10) + 5(–1,29) + 4(–29,71) + (–24,20)] kkal/mol

= –199,53 kkal/mol

Air (H2O) : C25ΔH °

f = –68,3174 kkal/mol ................................................... (Perry. 1984)

Oksigen (O2) : C25ΔH °

f = 0 kkal/mol ............................................................... (Perry. 1984)

Karbon Dioksida (CO2) : C25ΔH °

f = –94,052 kkal/mol ..................................................... (Perry. 1984)

Asam Sitrat (C6H8O7) : C25ΔH °

f = 2(– CH2) + (– COH) + 3(– COOH)

= [2(–4,94) + (–29,71) + 3(–94,68)] kkal/mol

= –323,63 kkal/mol


Asam Oksalat (C2H2O4) : C25ΔH °

f = 2(– COOH) = 2(–94,68) kkal/mol = –189,36 kkal/mol

Kalsium Hidroksida (Ca(OH)2) : C25ΔH °

f = –235,58 kkal/mol ..................................................... (Perry. 1984)

Kalsium Sitrat (Ca3(C6H5O7)2) : C25ΔH °

f = –275,13 kkal/mol

Kalsium Oksalat (CaC2O4) : C25ΔH °

f = –332,2 kkal/mol ....................................................... (Perry. 1984)

Kalsium Sulfat (CaSO4) : C25ΔH °

f = –338,73 kkal/mol ..................................................... (Perry. 1984)

Asam Sulfat (H2SO4) : C25ΔH °

f = –193,69 kkal/mol ..................................................... (Perry. 1984)

– Perhitungan harga panas spesifik (Cp) dengan metode Chuch dan Swanson :

Tabel B.2 Harga Panas Spesifik (Cp) Gugus Atom Pada Suhu 25°C

Gugus C25Cp ° (kkal/mol.°C) – CH2 6,2 – COH 26,6 – COOH 19,1 – CHOH 18,2 – O – 8,4 – CH – 5,0 – CH2OH 17,5

(Sumber : Reid. 1977)

Impurities (kulit Nenas) : C25Cp ° = 0,4100 kkal/kg.°C .................................................... (Anonim-1. 2005)

Glukosa (C6H12O6) : C25Cp ° = 4(– CHOH) + (– O –) + (– CH –) + (– CH2OH)

= [4(18,2) + (8,4) + (5,0) + (17,5)] kkal/mol.°C

= 103,7 kkal/mol.°C

= 0,5761 kkal/kg.°C


Air (H2O) : C25Cp ° = 0,9989 kkal/kg.°C .................................................... (Perry. 1984) C100Cp ° = 0,4701 kkal/kg.°C .................................................... (Perry. 1984)

Ammonium Nitrat (NH4NO3) : C25Cp ° = 0,3975 kkal/kg.°C .................................................... (Perry. 1984)

Kalium Klorida (KCl) : C25Cp ° = 0,1618 kkal/kg.°C .................................................... (Perry. 1984)

Magnesium Sulfat (MgSO4) : C25Cp ° = 0,2225 kkal/kg.°C .................................................... (Perry. 1984)

Ammonium Klorida (NH4Cl) : C25Cp ° = 0,3882 kkal/kg.°C .................................................... (Perry. 1984)

Metanol (CH3OH) : C25Cp ° = 0,6062 kkal/kg.°C .................................................... (Perry. 1984)

Aspergillus niger : C25Cp ° = 0,5761 kkal/kg.°C .................................................... (Johnston. 1965)

Oksigen (O2) : C25Cp ° = 0,1948 kkal/kg.°C .................................................... (Perry. 1984)

Nitrogen (N2) : C25Cp ° = 0,2428 kkal/kg.°C .................................................... (Perry. 1984)

Karbon Dioksida (CO2) : C25Cp ° = 0,2036 kkal/kg.°C .................................................... (Perry. 1984)

Asam Sitrat (C6H8O7) : C25Cp ° = 2(– CH2) + (– COH) + 3(– COOH)

= [2(6,2) + (26,6) + 3(19,1)] kkal/mol.°C

= 96,3 kkal/mol.°C

= 0,5016 kkal/kg.°C

Asam Oksalat (C2H2O4) : C25Cp ° = 0,2780 kkal/kg.°C .................................................... (Perry. 1984)

Kalsium Hidroksida (Ca(OH)2) : C25Cp ° = 0,2892 kkal/kg.°C .................................................... (Perry. 1984)


Kalsium Sitrat (Ca3(C6H5O7)2) : C25Cp ° = 0,2726 kkal/kg.°C .................................................... (Perry. 1984)

Kalsium Oksalat (CaC2O4) : C25Cp ° = 0,2849 kkal/kg.°C .................................................... (Latimer. 1933)

Asam Sulfat (H2SO4) : C25Cp ° = 0,3393 kkal/kg.°C .................................................... (Perry. 1984)

Kalsium Sulfat (CaSO4) : C25Cp ° = 0,1714 kkal/kg.°C .................................................... (Perry. 1984)

Karbon aktif : C25Cp ° = 0,1340 kkal/kg.°C .................................................... (Perry. 1984)

– Harga panas penguapan air (ΔHv), enthalpi (Ĥ), dan perhitungan panas laten (λ)

pada saturated steam : (Daubert. 1985)

C100ΔH °v = 2259,4 kJ/kg

= (2259,4 × 0,239)kkal/kg = 539,9966 kkal/kg

C75H °∆ v = 2321,4 kj/kg

= (2321,4 × 0,239)kkal/kg = 554,8146 kkal/kg

C150H °v = 2746,5 kj/kg

= (2746,5 × 0,239)kkal/kg = 656,4135 kkal/kg

C100H °v = 2676,1 kj/kg

= (2676,1 × 0,239)kkal/kg = 639,5879 kkal/kg

C100H °l = 419,04 kj/kg

= (419,04 × 0,239)kkal/kg = 100,1506 kkal/kg

λ = ( lv HH − ) C°°

150C100

= ( C150H °v – C100H °

v ) + ( C100H °v – C100H °

l )

= (656,4135 – 639,5879)kkal/kg + (639,5879 –100,1506)kkal/kg

= (16,8256 + 539,4373)kkal/kg

= 556,2629 kkal/kg


B.1 Fermenter

– Reaksi pada fermenter :

3C6H12O6 + 2H2O + 9O2 2C6H8O7 + C2H2O4 + 11H2O + 4CO2 + ½O2

– Perhitungan harga panas reaksi (ΔHr) :

Σ C25ΔH °f reaktan = C25ΔH °

f [3C6H12O6 + 2H2O + 9O2]

= [3(–199,53) + 2(–68,3174) + 9(0)]

= [(–598,59) + (–136,6348) + (0)]

= –735,2248 × 103 kkal/kmol

Σ C25ΔH °f produk = C25ΔH °

f [2C6H8O7 + C2H2O4 + 11H2O + 4CO2 + ½O2]

= [2(–323,63) + (–189,36) + 11(–68,3174) + 4(–94,052) + ½(0)]

= [(–647,26) + (–189,36) + (–751,4914) + (–376,208) + (0)]

= –1964,3194 × 103 kkal/kmol

C25ΔH °

r = r [(Σ C25ΔH °f produk) – (Σ C25ΔH °

f reaktan)]

= 0,3223 kmol/jam [(–1964,3194) – (–735,2248)] × 103 kkal/kmol

= 0,3223 kmol/jam [–1229,0946 × 103 kkal/kmol]

= –396137,1896 kkal/jam

Air pendingin 25°C

Air pendingin bekas 28°C


C6H12O6, H2O, impurities

Udara (O2 21 %, N2 79 %)

NH4Cl, H2O

H2O

NH4NO3, H2O

KCl, H2O

MgSO4, H2O

CH3OH 3 %, H2O 97 %

Aspergillus niger

Gas (O2, CO2, N2)

28°C

30°C

28°C

28°C

28°C

28°C 28°C

28°C 28°C

28°C

R-101

30°C

Aspergillus niger


– Neraca energi umpan masuk fermenter :

Bahan masuk ke fermenter pada suhu 28°C → dT = 3°C

Tabel B.3 Neraca Energi Umpan Masuk Pada Fermenter Komponen Massa (kg/ jam) C25Cp ° (kkal/kg.°C) Q (kkal/jam)

C6H12O6 183,2021 0,5761 316,6282 Impurities 152,6684 0,4100 187,7821 NH4NO3 25,7840 0,3975 30,7474 KCl 24,0114 0,1618 11,6551 MgSO4 38,6760 0,2225 25,8162 NH4Cl 17,2431 0,3882 20,0813 CH3OH 10,3136 0,6062 18,7563 H2O 1060,5551 0,9989 3178,1655 Aspergillus niger 31,2933 0,5761 54,0842 O2 105,1987 0,1948 61,4781 N2 395,7475 0,2428 288,2625

Total 4193,4569

– Neraca energi umpan keluar pada fermenter :

Bahan keluar dari fermenter pada suhu 30°C → dT = 5°C

Tabel B.4 Neraca Energi Umpan Keluar Pada Fermenter Komponen Massa (kg/ jam) C25Cp ° (kkal/kg.°C) Q (kkal/jam)

C6H12O6 9,1601 0,5761 26,3857 Impurities 152,6684 0,4100 312,9702 Sel tersuspensi 147,3214 0,5761 424,3593 O2 17,5331 0,1948 17,0772 N2 395,7475 0,2428 480,4375 CO2 56,7248 0,2036 57,7459 H2O 1112,7677 0,9989 5557,7183 C6H8O7 123,7632 0,5016 310,3981 C2H2O4 29,0070 0,2780 40,3197

Total 7227,4119

– Panas yang diserap oleh air pendingin :

pendinginair Q = C25ΔH °r + (Σ Qproduk – Σ Qreaktan)

= –396137,1896 kkal/jam + (7227,4119 – 4193,4569)kkal/jam

= –393103,2346 kkal/jam

– Massa air pendingin yang dibutuhkan :

m =dTCp

Q pendinginair

×=

C25)(28Ckkal/kg. 0,9989kkal/jam 6393103,234

°−×°= 131178,7081 kg/jam


B.2 Tangki Koagulasi

– Reaksi pada tangki koagulasi :

2C6H8O7 + C2H2O4 + 4Ca(OH)2 Ca3(C6H5O7)2 + CaC2O4 + 8H2O



f [2C6H8O7 + C2H2O4 + 4Ca(OH)2]

= [2(–323,63) + (–189,36) + 4(–235,58)]

= [(–647,26) + (–189,36) + (–942,32)]

= –1778,94 × 103 kkal/kmol


f [Ca3(C6H5O7)2 + CaC2O4 + 8H2O]

= [(–275,13) + (–332,2) + 8(–68,3174)]

= [(–275,13) + (–332,2) + (–546,5392)]

= –1153,8692 × 103 kkal/kmol

C25ΔH °


f reaktan)]


= 0,3223 kmol/jam [625,0708 × 103 kkal/kmol]

= 201460,3188 kkal/jam

100°C Kondensat

H2O C6H8O7 C2H2O4


CaC2O4

30°C

120°C

120°C

R-201

28°C Ca(OH)2

150°C Steam


– Neraca energi umpan masuk pada tangki koagulasi :

Bahan masuk ke tangki koagulasi pada suhu 30°C → dT = 5°C

Tabel B.5 Neraca Energi Umpan Masuk Pada Tangki Koagulasi Komponen Massa (kg/ jam) C25Cp ° (kkal/kg.°C) Q (kkal/jam)

H2O 1112,7677 0,9989 5557,7183 C6H8O7 123,7632 0,5016 310,3981 C2H2O4 29,0070 0,2780 40,3197

Total 5908,4361

Ca(OH)2 masuk ke tangki koagulasi pada suhu 28°C → dT = 3°C

Tabel B.6 Neraca Energi Umpan Masuk Pada Tangki Koagulasi Komponen Massa (kg/ jam) C25Cp ° (kkal/kg.°C) Q (kkal/jam)

Ca(OH)2 97,3088 0,2892 84,4251 Total 84,4251

– Neraca energi umpan keluar pada tangki koagulasi :

Bahan keluar dari tangki koagulasi pada suhu 120°C → dT = 95°C

Tabel B.7 Neraca Energi Umpan Keluar Pada Tangki Koagulasi Komponen Massa (kg/ jam) C25Cp ° (kkal/kg.°C) Q (kkal/jam)

H2O 1159,1789 0,9989 110000,8613 Ca3(C6H5O7)2 160,5054 0,2726 4156,6083 CaC2O4 41,2544 0,2849 1116,5710 Ca(OH)2 1,9080 0,2892 52,4204

Total 115326,4610

– Panas yang ditransfer oleh steam :

steamQ = C25ΔH °r + (Σ Qproduk – Σ Qreaktan)

= 201460,3188 kkal/jam + (115326,4610 – 5908,4361 + 84,4251)kkal/jam

= 310793,9186 kkal/jam

– Massa steam yang dibutuhkan :

m =λ

Qsteam

=kkal/kg 556,2629

kkal/jam 6310793,918

= 558,7177 kg/jam


B.3 Tangki Acidifier

– Reaksi pada tangki acidifier :

Ca3(C6H5O7)2 + 3H2SO4 2C6H8O7 + 3CaSO4



f [Ca3(C6H5O7)2 + 3H2SO4]

= [(–275,13) + 3(–193,69)]

= [(–275,13) + (–581,07)]

= –856,2 × 103 kkal/kmol


f [2C6H8O7 + 3CaSO4]

= [2(–323,63) + 3(–193,69)]

= [(–647,26) + (–581,07)]

= –1228,33 × 103 kkal/kmol

C25ΔH °


f reaktan)]


= 0,3223 kmol/jam [–372,13 × 103 kkal/kmol]

= –119937,4990 kkal/jam

H2O C6H8O7 H2SO4

CaSO4

120°C 75°C

R-202

30°C

H2SO4 98 % H2O 2 %

H2O Ca3(C6H8O7)2

50°C Air pendingin bekas

25°C Air pendingin


– Neraca energi umpan masuk pada tangki acidifier :

Bahan masuk ke tangki acidifier pada suhu 120°C→ dT = 95°C

Tabel B.8 Neraca Energi Umpan Masuk Pada Tangki Acidifier Komponen Massa (kg/ jam) C25Cp ° (kkal/kg.°C) Q (kkal/jam)

H2O 1159,1789 0,9989 110000,8613 Ca3(C6H5O7)2 160,5054 0,2726 4156,6083

Total 114157,4696

H2SO4 masuk ke tangki koagulasi pada suhu 30°C → dT = 5°C

Tabel B.9 Neraca Energi Umpan Masuk Pada Tangki Acidifier Komponen Massa (kg/ jam) C25Cp ° (kkal/kg.°C) Q (kkal/jam)

H2O 1,9531 0,9989 9,7548 H2SO4 95,7035 0,3393 162,3610

Total 172,1158

– Neraca energi umpan keluar pada tangki acidifier :

Bahan keluar dari tangki acidifier pada suhu 75°C → dT = 50°C

Tabel B.10 Neraca Energi Umpan Keluar Pada Tangki Acidifier Komponen Massa (kg/ jam) C25Cp ° (kkal/kg.°C) Q (kkal/jam)

H2O 1161,1320 0,9989 57992,7377 C6H8O7 123,7632 0,5016 3103,9811 H2SO4 0,9473 0,3393 16,0710 CaSO4 131,4984 0,1714 1126,9413

Total 62239,7311


pendinginair Q = C25ΔH °r + (Σ Qproduk – Σ Qreaktan)

= –119937,4990 kkal/jam + (62239,7311 – 114329,5854)kkal/jam

= –172027,3533 kkal/jam


m =dTCp

Q pendinginair

×

=C25)(50Ckkal/kg. 0,9989

kkal/jam 3172027,353°−×°

= 6888,6717 kg/jam


B.4 Evaporator

– Neraca energi umpan masuk pada evaporator :

Bahan masuk ke evaporator pada suhu 75°C → dT = 50°C

Tabel B.11 Neraca Energi Umpan Masuk Pada Evaporator Komponen Massa (kg/ jam) C25Cp ° (kkal/kg.°C) Q (kkal/jam)

H2O 1161,1320 0,9989 57992,7377 C6H8O7 123,7632 0,5016 3103,9811

Total 61096,7188

– Neraca energi umpan keluar pada evaporator :

Bahan keluar dari evaporator pada suhu 100°C → dT = 75°C

Tabel B.12 Neraca Energi Umpan Keluar Pada Evaporator Komponen Massa (kg/ jam) C25Cp ° (kkal/kg.°C) Q (kkal/jam)

H2O(g) 870,8490 0,4701 30703,9586 H2O(l) 290,2830 0,9989 21747,2767 C6H8O7 123,7632 0,5016 4655,9716

Total 57107,2069

– Panas yang digunakan untuk menguapkan air (H2O) :

Q C100OH 2

° = m × ΔHv

= 870,8490 kg/jam × 539,9966 kkal/kg

= 470255,4991 kkal/jam

– Panas yang ditransfer oleh steam :

steamQ = (Σ Qkeluar – Σ Qmasuk)

= (57107,2069 + 470255,4991 – 61096,7188)kkal/jam

= 466265,9872 kkal/jam

H2O C6H8O7

H2O

H2O C6H8O7

100°C

E-201 75°C

100°C

100°C Kondensat

150°C Steam



m =λ

Qsteam =kkal/kg 556,2629

kkal/jam 2466265,987 = 838,2116 kg/jam

B.5 Cooler

– Neraca energi umpan masuk pada cooler :

Bahan masuk ke cooler pada suhu 100°C → dT = 75°C

Tabel B.13 Neraca Energi Umpan Masuk Pada Cooler Komponen Massa (kg/ jam) C25Cp ° (kkal/kg.°C) Q (kkal/jam)

H2O 290,2830 0,9989 21747,2767 C6H8O7 123,7632 0,5016 3103,9811

Total 24851,2578

– Neraca energi umpan keluar pada cooler :

Bahan keluar dari cooler pada suhu 26°C → dT = 1°C

Tabel B.14 Neraca Energi Umpan Keluar Pada Cooler Komponen Massa (kg/ jam) C25Cp ° (kkal/kg.°C) Q (kkal/jam)

H2O 290,2830 0,9989 289,9637 C6H8O7 123,7632 0,5016 62,0796

Total 352,0433


pendinginair Q = (Σ Qkeluar – Σ Qmasuk)

= (352,0433 – 24851,2578)kkal/jam

= –24499,2145 kkal/jam


m =dTCp

Q pendinginair

×=

C25)(50Ckkal/kg. 0,9989kkal/jam 24499,2145

°−×°= 981,0477 kg/jam

H2O C6H8O7

H2O C6H8O7

26°C

E-202 100°C

25°C

Air pendingin Air pendingin bekas

50°C


B.6 Dryer

– Neraca energi umpan masuk pada dryer :

Bahan masuk ke dryer pada suhu 26°C → dT = 1°C

Tabel B.15 Neraca Energi Umpan Masuk Pada Dryer Komponen Massa (kg/ jam) C25Cp ° (kkal/kg.°C) Q (kkal/jam)

H2O 12,5112 0,9989 12,4974 C6H8O7 123,7508 0,5016 62,0734

Total 74,5708

Udara masuk ke dryer pada suhu 28°C → dT = 3°C

Tabel B.16 Neraca Energi Umpan Masuk Pada Dryer Komponen Massa (kg/ jam) C25Cp ° (kkal/kg.°C) Q (kkal/jam)

O2(g) 105,1987 0,1948 61,4781 N2(g) 395,7475 0,2428 288,2625

Total 349,7406

– Neraca energi umpan keluar pada dryer :

Bahan keluar dari dryer pada suhu 75°C → dT = 50°C

Tabel B.17 Neraca Energi Umpan Keluar Pada Dryer Komponen Massa (kg/ jam) C25Cp ° (kkal/kg.°C) Q (kkal/jam)

O2(g) 105,1987 0,1948 1024,6353 N2(g) 395,7475 0,2428 4804,3747 H2O(g) 11,2601 0,4701 264,6687 H2O 1,2511 0,9989 62,4862 C6H8O7 123,7508 0,5016 3103,6701

Total 9259,8350

H2O C6H8O7

Uap (H2O, O2, N2)

H2O C6H8O7

(O2 21%, N2 79%) Udara

28°C

75°C

E-204

75°C

26°C

100°C Kondensat

150°C Steam


– Panas yang digunakan untuk menguapkan air (H2O) : C75OH 2

Q ° = m × ΔHv

= 11,2601 kg/jam × 554,8146 kkal/kg

= 6247,2679 kkal/jam

– Panas yang ditransfer oleh steam ke udara melalui koil pemanas :

steamQ = (Σ Qkeluar – Σ Qmasuk)

= (9259,8350 + 6247,2679)kkal/jam – (74,5708 + 349,7406)kkal/jam

= 15082,7915 kkal/jam


m =λ

Qsteam =kkal/kg 556,2629kkal/jam 15082,7915 = 27,1145 kg/jam


LAMPIRAN C

PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN PROSES

C.1 Gudang Kulit Nenas

Kode : F-101

Fungsi : menyimpan bahan baku kulit Nenas selama 2 hari

Bahan konstruksi : beton

Kondisi ruang : tekanan (P) = 1 atm dan temperatur (T) = 28°C

– Kapasitas bahan :

Kulit Nenas

Kebutuhan = 610,6737 kg/jam

Densitas (ρ) = 1,480 gr/cm3 = 1480 kg/m3

Volume (V) = 0,4126 m3/jam

– Perencanaan ukuran gudang :

Direncanakan gudang akan dibangun dengan 5 segmen dan gudang memiliki faktor

keamanan 20 %, sehingga volume desain gudang :

Vt = 120 % × V × τ

= 1,2 × 0,4126 m3/jam × (2 hari × 24 jam/hari)

= 23,7658 m3

Spesifikasi yang digunakan :

Tinggi → T = 4 m

Panjang → P = 2 × Lebar (L)

Volume → Vt = P × L × T

= 2L × L × 4 m

= L2 × 8 m

L =m 8

Vt =m 8

m 23,7658 3

=1,7236 m

P = 2 × 1,7236 m = 3,4472 m

Maka panjang gudang keseluruhan = 5 × 3,4472 m = 17,236 m


C.2 Rotary Cutter

Kode : CH-101

Fungsi : memperkecil dan menyeragamkan ukuran kulit Nenas

Jenis : rotary knife cutter

Bahan konstruksi : commercial steel

Kondisi operasi : tekanan (P) = 1 atm dan temperatur (T) = 28°C


Kulit Nenas




– Kapasitas pemotongan :

Direncanakan alat pemotong akan dibangun sebanyak 3 unit dan alat pemotong

memiliki faktor keamanan 10 %, maka kapasitas pemotongan :

Qt = 110 % × V × τ

= 1,1 × 0,4126 m3/jam × (1 hari × 24 jam/hari)

= 10,8926 m3/jam = 0,1815 m3/menit

– Perencanaan ukuran rotary cutter :

Dari Bab 27-McCabe, untuk perancangan ini dapat digunakan alat pemotong putar

dengan spesifikasi sebagai berikut :

a) Ukuran lubang umpan = 4 inchi

b) Diameter piring (D) = 150 mm = 0,15 m

c) Jumlah pisau = 8 pisau putar dan 2 pisau diam

d) Bahan pisau = stainless steel

e) Kecepatan putar (r) = 200 rpm = 94,2 m/menit

f) Ukuran penapis = 1 mm

g) Bentuk penapis = bujur sangkar

h) Daya motor = 2 hp

i) Panjang rotor (roll) = 1,5 inchi


C.3 Tangki Aspergillus niger

Kode : F-102

Fungsi : menyimpan strain Aspergillus niger selama 2 hari

Bentuk : silinder tegak, alas datar, tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi : carbon steel, SA-283, grade-C



Aspergillus niger


Densitas (ρ) = 1,073 gr/cm3 = 1073 kg/m3 = 66,9851 lbm/ft3


– Perencanaan ukuran tangki :

Direncanakan tangki memiliki faktor keamanan 20 %, maka volume desain tangki

(Vt) = 120 % × Vc × τ

= 1,2 × 0,0292 m3/jam × 2 hari × (24 jam/hari)

= 1,6819 m3

Dimana :34

DH

Diametersilinder Tinggi s == ;

41

DH

Diameter tutupTinggi h ==

Volume desain tangki (Vt) = volume[silinder (Vs) + tutup (Vh) + alas (Vb)]

= 3D3π + 3D

12π

= 3πD125

Volume Silinder

Vs = s2 HD

4π

×

Vs = D34D

4π 2 ×

Vs = 3D3π

Volume Tutup

Vh = h2 HπD

124

×

Vh = D41πD

124 2 ×

Vh = 3D12π


Diameter desain tangki (D) = 3 t

5π12V = 3

3

3,145m 1,681912

×× = 1,0873 m = 3,5673 ft

Tinggi desain tangki (Ht) = Hs + Hh

= D34 + D

41 = ft) (3,5673

34 + ft) (3,5673

41

= (4,7564 + 0,8918)ft = 5,6482 ft = 1,7216 m

– Perencanaan tebal dinding tangki :

Dari Tabel 13.1-Brownel, untuk bahan konstruksi carbon steel, SA-283, grade C

diperoleh data sebagai berikut :

Tekanan yang diizinkan (ƒ) = 12.650 Psi

Efisiensi sambungan (E) = 85 %

Tebal faktor korosi (c) = 0,125 inchi

Maka :

Tekanan hidrostatik (Ph) = ρc ×144

1Hs − = 66,9851 lbm/ft3 ×144

1ft 4,7564 −

= 1,7474 lbm/inchi2

Tekanan operasi (Po) = P + Ph = 14,696 Psi + 1,7474 Psi = 16,4434 Psi

Direncanakan tangki memiliki faktor keamanan 5 %, maka tekanan desain tangki

(Pt) = 105 % × Po = 1,05 × 16,4434 Psi = 17,2656 Psi

Tebal dinding tangki (ts) = ( ) c0,6PE

RPt

t +−××

f

=Psi) 17,2656(0,60,85)Psi (12.650/ft12/2)inchift (3,5673Psi 17,2656

×−××× + 0,125 inchi

= 0,1594 inchi

Dari Tabel 5.4-Brownell, diperoleh tebal dinding tangki 16

3 inchi, alas dan tutup

terbuat dari bahan yang sama dengan silinder, dan ditetapkan tebal alas dan

tutup 163 inchi.


C.4 Pompa Pada Tangki Aspergillus niger

Kode : L-101

Fungsi : mengalirkan strain Aspergillus niger ke fermenter

Jenis : pompa sentrifugal (centrifugal pump)




Aspergillus niger

Kebutuhan = 31,2933 kg/jam = 0,0192 lbm/detik


Volume (V) = 0,0292 m3/jam = 0,0003 ft3/detik

Viskositas (μ) = 1,92 cp = 0,0013 lbm/ft.detik

– Perencanaan ukuran pipa :

Perhitungan diameter dalam optimum

IDo = 3,9 × V0,45 × ρ0,13

= 3,9 × (0,0003)0,45 × (66,9851)0,13

= 0,175 inchi

Dari Tabel 11-Kern, untuk perancangan ini dapat digunakan pipa dengan

spesifikasi sebagai berikut :

a) Ukuran nominal (IPS) = ⅛ inchi

b) Schedule number = 80

c) Diameter luar (OD) = 0,405 inchi = 0,03375 ft

d) Diameter dalam (ID) = 0,215 inchi = 0,01792 ft

e) Area laju alir (at) = 0,036 inchi2 = 0,00025 ft2

f) Lebar permukaan (a’) = 0,106 ft

g) Panjang pipa (L) = 150 ft

h) ε/OD = 0,00015 ft/0,03375 ft = 0,0044

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3

ft 0,00025/detikft 0,0003 = 1,2 ft/detik


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =

/ft.detiklb 0,0013ft/detik 1,2ft 0,01792/ftlb 66,9851

m

3m ×× = 1.108

Instalasi pipa

Dari Appendix C.2a-Foust, diperoleh spesifikasi sebagai berikut :

a) Gate valve : 2 buah ; jenis : fully opened ; L/D = 13

L1 = n × L/D × OD = 2 × 13 × 0,03375 ft = 0,8775 ft

b) Ellbow 90° : 2 buah ; L/D = 45

L2 = n × L/D × OD = 2 × 45 × 0,03375 ft = 3,0375 ft

c) Inward projecting pipes entrance ; 1 buah ; k = 0,78

L3 = 2 ft

d) Projecting pipes exit ; 1 buah ; k = 1

L4 = 2,5 ft

Panjang total pipa (ΣL) = L + L1 + L2 + L3 + L4

= (150 + 0,8775 + 3,0375 + 2 + 2,5)ft = 158,415 ft

Faktor gesekan (ΣF) =OD2ΣLv

c

2

××××

gf

=ft 0,03375.ft/detiklb 32,22

ft 158,415ft/detik) (1,2lb 0,0162

m

2f

×××× = 1,6793 ft.lbf/lbm

– Perencanaan pompa :

Pemompaan

a) Tinggi pemompaan = 25 ft

b) Static head = Δz × (g/gc) = 25 lbf/lbm

c) Velocity head = Δv2/2 × gc = 0

d) Pressure head = ΔP/ρ = 0

Tenaga (daya) pompa

W = Δz × (g/gc) + Δv2/2 × gc + ΔP/ρ + ΣF = 26,6793 ft.lbf/lbm

Direncanakan pompa memiliki efisiensi (E) = 80 %, maka daya yang digunakan :

P =E550QρW

××× =

0,85500,000366,985126,6793

×××

= 0,0012 hp → digunakan daya pompa standar 0,3 hp


C.5 Gudang Nutrien

Kode : F-103

Fungsi : menyimpan bahan baku nutrien (untuk proses fermentasi) selama

5 bulan (150 hari)




Ammonium Nitrat (NH4NO3)




Kalium Klorida (KCl)




Magnesium Sulfat (MgSO4)




Ammonium Klorida (NH4Cl)


Densitas (ρ) = 1,5274 gr/cm3 = 1527,4 kg/m3





Vt = 120 % × Vtotal × τ

= 1,2 × 0,0529 m3 × (150 hari × 24 jam/hari)

= 228,528 m3



Tinggi → T = 4 m


Volume → Vt = P × L × T = 4L × L × 4 m = L2 × 16 m

L =m 16

Vt =m 16

m 228,528 3

= 3,7793 m

P = 4 × 3,7793 m = 15,1172 m

C.6 Pneumatic Conveyer-Ammonium Nitrat (NH4NO3)

Kode : J-101

Fungsi : mengangkut NH4NO3 dari gudang bahan baku ke tangki M-101

Jenis : pneumatic conveyer







– Perencanaan pipa :

Dari Tabel 21.13-Perry, untuk ρ bahan = 1725 kg/m3 diperoleh kecepatan udara

(v) = 2923 m/menit

Direncanakan digunakan pipa berdiameter 1,5 inchi dengan panjang 50 ft

dilengkapi dengan 2 buah ellbow 90°

Dari Gambar 21.13-Perry, diperoleh spesifikasi sebagai berikut :

a) Volume udara = 120 ft3/menit

b) Rasio padatan = 1

c) Faktor desain = 400

d) Kehilangan tekanan = 1 lbf/inchi2

e) Panjang ekivalen = 50 ft

f) Daya/tenaga = 2 hp


C.7 Tangki Mixer-Ammonium Nitrat (NH4NO3)

Kode : M-101

Fungsi : melarutkan NH4NO3 dengan H2O









Air (H2O)




– Kapasitas total dan densitas larutan :

Massa campuran (mc) = 32,0728 kg/jam

Volume campuran (Vc) = 0,0213 m3/jam

Densitas campuran (ρc) = 1505,7653 kg/m3 = 94,0016 lbm/ft3



(Vt) = 120 % × Vc × τ

= 1,2 × 0,0213 m3/jam × 1 jam

= 0,0256 m3

Dimana :34

DH


41

DH




= 3D3π + 3D

12π = 3πD

125


5π12V = 3

3

3,145m 0,025612

××

= 0,2695 m = 0,8842 ft


= D34 + D

41 = ft) (0,8842

34 + ft) (0,8842

41

= (1,1789 + 0,2211)ft

= 1,4 ft = 0,4267 m







Maka :


1Hs −

= 94,0016 lbm/ft3 ×144

1ft 1,1789 −

= 0,1168 lbm/inchi2


Volume Silinder

Vs = s2 HD

4π

×

Vs = D34D

4π 2 ×

Vs = 3D3π

Volume Tutup

Vh = h2 HπD

124

×

Vh = D41πD

124 2 ×

Vh = 3D12π



(Pt) = 105 % × Po

= 1,05 × 14,8128 Psi = 15,5534 Psi


RPt

t +−××

f


×−××× + 0,125 inchi

= 0,1327 inchi

Dari Tabel 5.4-Brownell, diperoleh tebal dinding tangki 163 inchi, alas dan tutup


tutup 163 inchi.

– Perencanaan pengaduk (agitator) :

Jenis pengaduk : turbin enam daun terbuka (six blade open turbine)

Jumlah baffle : 4 buah


Dari Tabel 3.4.1-Geankoplis, diperoleh data sebagai berikut :

Proporsi geometrik untuk sistem agitasi standar :

Dari diameter (Dt) yang telah ada, maka akan diperoleh :

ta DD = 0,3 Da = 0,0809 m

aDW = 1/8 W = 0,0101 m

tDH = 1 H = 0,2695 m

aDL = 1/4 L = 0,0202 m

tDC = 1/3 C = 0,0898 m

tDJ = 1/12 J = 0,0225 m

Kecepatan pengaduk yang dibutuhkan :

Komponen m (kg/jam) totalmm=x μ (cp) μln =y xy NH4NO3 25,7840 0,8039 4,0282 1,3933 1,1201 H2O 6,2888 0,1961 0,8360 –0,1791 –0,0351

Total 32,0728 ln μc (viskositas campuran) 1,0850

Viskositas campuran (μc) = eΣxy = e1,085

= 2,9594 cp = 2,9594 × 10–3 kg/m.detik

Viskositas kinematik (ν) =c

c

ρμ = 3

3

kg/m 1505,7653kg/m.detik 102,9594 −×

= 1,9654 × 10–6 m2/detik = 1,9654 × 10–2 cm2/detik

Perbedaan densitas (Δρ) = 34 NONHρ – OH 2

ρ

= (1725 – 996,24)kg/m3

= 728,76 kg/m3 = 0,72876 gr/cm3

Fraksi massa zat padat =total

NONH

mm

34 = 0,8039

Fraksi massa campuran (B) = 100cairzat massa fraksi

padatzat massa fraksi×

= 1008039,01

0,8039×

−= 409,9439

Maka kecepatan pengadukan :

nc =0,45

c0,85

a

0,130,2p

0,1

ρΔρg

)(D(B))(D)(S)(

×

ν


=0,45

0,85

0,130,20,12

1,50576530,72876980

(8,09)(409,9439)(0,0104))10(1,96547,5

×××××× −

= 12,0208 rps → N = 12 rps = 720 rpm

Daya motor yang digunakan :

Dari kecepatan pengadukan (nc) tersebut, maka akan diperoleh bilangan Reynold

(NRe) =c

c2

ac

μρ)(Dn

=kg/m.detik 102,9594

kg/m 1505,7653m) (0,0809rps 122

32

−××× = 39.961

Dari Gambar 3.4.4-Geankoplis, untuk bilangan Reynold (NRe) tersebut diperoleh

angka daya (NP) = 3, dengan efisiensi 80 % maka daya pompa yang digunakan :

P = (NP)(N)3(ρc)(Da)5/E

= 3 × (12 rps)3 × 1505,7653 kg/m3 × (0,0809 m)5/0,8

= 33,8123 W = 0,0453 hp → digunakan daya agitator standar 0,3 hp

C.8 Pompa Pada Tangki Mixer-Ammonium Nitrat (NH4NO3)

Kode : L-102

Fungsi : mengalirkan larutan NH4NO3 ke fermenter









Air (H2O)





– Kapasitas total, densitas, dan viskositas larutan :

Massa campuran (mc) = 32,0728 kg/jam = 0,0196 lbm/detik

Volume campuran (Vc) = 0,0213 m3/jam = 0,0002 ft3/detik


Viskositas campuran (μc) = 2,9594 cp = 0,002 lbm/ft.detik



IDo = 3,9 × Vc0,45 × ρc

0,13

= 3,9 × (0,0002)0,45 × (94,0016)0,13 = 0,1524 inchi










h) ε/OD = 0,00015 ft/0,03375 ft = 0,0044

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 674

Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 2 × 13 × 0,03375 ft = 0,8775 ft

b) Inward projecting pipes entrance ; 1 buah ; k = 0,78

L2 = 2 ft


c) Projecting pipes exit ; 1 buah ; k = 1

L3 = 2,5 ft

Panjang total pipa (ΣL) = L + L1 + L2 + L3

= (50 + 0,8775 + 2 + 2,5)ft

= 55,3775 ft


c

2

××××

gf

=ft 0,03375.ft/detiklb 32,22

ft 55,3775ft/detik) (0,8lb 0,0162

m

2f

××××

= 0,2609 ft.lbf/lbm


Pemompaan


b) Static head = Δz × (g/gc) = 25 ft.lbf/lbm



Tenaga (daya) pompa

W = Δz × (g/gc) + Δv2/2 × gc + ΔP/ρ + ΣF = 25,2609


P =E550QρW

×××

=0,8550

0,000294,001625,2609×

××


C.9 Pneumatic Conveyer-Kalium Klorida (KCl)

Kode : J-102

Fungsi : mengangkut KCl dari gudang bahan baku ke tangki M-102











(v) = 3200 m/menit










C.10 Tangki Mixer-Kalium Klorida (KCl)

Kode : M-102

Fungsi : melarutkan KCl dengan H2O










Air (H2O)




– Kapasitas total dan densitas campuran :






(Vt) = 120 % × Vc × τ

= 1,2 × 0,1728 m3/jam × 1 jam = 0,2074 m3

Dimana :34

DH


41

DH



= 3D3π + 3D

12π = 3πD

125


5π12V

= 33

3,145m 0,207412

××

= 0,5412 m = 1,7756 ft

Volume Silinder

Vs = s2 HD

4π

×

Vs = D34D

4π 2 ×

Vs = 3D3π

Volume Tutup

Vh = h2 HπD

124

×

Vh = D41πD

124 2 ×

Vh = 3D12π



= D34 + D

41 = ft) (1,7756

34 + ft) (1,7756

41

= (2,3675 + 0,4439)ft

= 2,8114 ft = 0,8569 m







Maka :


1Hs −

= 66,5056 lbm/ft3 ×144

1ft 2,3675 − = 0,6316 lbm/inchi2



(Pt) = 105 % × Po

= 1,05 × 15,3276 Psi = 16,094 Psi


RPt

t +−××

f


×−××× + 0,125 inchi

= 0,141 inchi



tutup 163 inchi.








ta DD = 0,3 Da = 0,1624 m

aDW = 1/8 W = 0,0203 m

tDH = 1 H = 0,5412 m

aDL = 1/4 L = 0,0406 m

tDC = 1/3 C = 0,1804 m

tDJ = 1/12 J = 0,0451 m


Komponen m (kg/jam) totalmm=x μ (cp) μln =y xy KCl 24,0114 0,1304 0,9800 –0,0202 –0,0026 H2O 160,0760 0,8696 0,8360 –0,1791 –0,1558

Total 184,0854 ln μc (viskositas campuran) –0,1584


Viskositas campuran (μc) = eΣxy = e–0,1584

= 0,8535 cp

= 0,8535 × 10–3 kg/m.detik


c

ρμ = 3

3

kg/m 1065,3206kg/m.detik 100,8535 −×

= 8,0117 × 10–7 m2/detik = 8,0117 × 10–3 cm2/detik

Perbedaan densitas (Δρ) = KClρ – OH 2ρ

= (1984 – 996,24)kg/m3

= 987,76 kg/m3 = 0,98776 gr/cm3

Fraksi massa zat padat (x) =total

KCl

mm = 0,1304



= 1000,13041

0,1304×

−= 14,9954


nc =0,45

c0,85

a

0,130,2p

0,1

ρΔρg

)(D(B))(D)(S)(

×

ν

=0,45

0,85

0,130,20,13

1,06532060,98776980

(16,24)(14,9954)(0,0104))10(8,01177,5

×××××× −

= 5,2966 rps → N = 5 rps = 300 rpm



(NRe) =c

c2

ac

μρ)(Dn =

kg/m.detik 100,8535kg/m 1065,3206m) (0,1624rps 5

3

32

−××× = 164.596



P = (NP)(N)3(ρc)(Da)5/E

= 3 × (5 rps)3 × 1065,3206 kg/m3 × (0,1624 m)5/0,8



C.11 Pompa Pada Tangki Mixer-Kalium Klorida (KCl)

Kode : L-103

Fungsi : mengalirkan larutan KCl ke fermenter









Air (H2O)











IDo = 3,9 × Vc0,45 × ρc

0,13

= 3,9 × (0,0017)0,45 × (66,5056)0,13 = 0,3817 inchi



a) Ukuran nominal (IPS) = 83 inchi








h) ε/OD = 0,00015 ft/0,05625 ft = 0,0027

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 6.642

Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 2 × 13 × 0,05625 ft = 1,4625 ft

b) Ellbow 90° : 2 buah ; L/D = 45

L2 = n × L/D × OD = 2 × 45 × 0,05625 ft = 5,0625 ft


L3 = 2 ft


L4 = 2,5 ft


= (50 + 1,4625 + 5,0625 + 2 + 2,5)ft = 59,5625 ft


c

2

××××

gf =

ft 0,05625.ft/detiklb 32,22ft 59,5625ft/detik) (1,7lb 0,022

2m

2f

××××

= 1,0454 ft.lbf/lbm


Pemompaan






Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

××× =

0,85500,001766,505626,0454

×××


C.12 Pneumatic Conveyer-Magnesium Sulfat (MgSO4)

Kode : J-103

Fungsi : mengangkut MgSO4 dari gudang bahan baku ke tangki M-103










(v) = 3200 m/menit











C.13 Tangki Mixer-Magnesium Sulfat (MgSO4)

Kode : M-103

Fungsi : melarutkan MgSO4 dengan H2O









Air (H2O)










(Vt) = 120 % × Vc × τ

= 1,2 × 0,1698 m3/jam × 1 jam

= 0,2038 m3

Dimana :34

DH


41

DH




= 3D3π + 3D

12π = 3πD

125


5π12V = 3

3

3,145m 0,203812

××

= 0,5381 m = 1,7654 ft


= D34 + D

41 = ft) (1,7654

34 + ft) (1,7654

41

= (2,3539 + 0,4414)ft

= 2,7953 ft = 0,852 m







Maka :


1Hs −

= 71,0971 lbm/ft3 ×144

1ft 2,3539 −

= 0,6685 lbm/inchi2


Volume Silinder

Vs = s2 HD

4π

×

Vs = D34D

4π 2 ×

Vs = 3D3π

Volume Tutup

Vh = h2 HπD

124

×

Vh = D41πD

124 2 ×

Vh = 3D12π



(Pt) = 105 % × Po

= 1,05 × 15,3645 Psi = 16,1327 Psi


RPt

t +−××

f


×−××× + 0,125 inchi

= 0,1409 inchi



tutup 163 inchi.








ta DD = 0,3 Da = 0,1614 m

aDW = 1/8 W = 0,0202 m

tDH = 1 H = 0,5381 m

aDL = 1/4 L = 0,0404 m

tDC = 1/3 C = 0,1794 m

tDJ = 1/12 J = 0,0448 m


Komponen m (kg/jam) totalmm=x μ (cp) μln =y xy MgSO4 38,6760 0,2 6,0000 1,7918 0,3584 H2O 154,7040 0,8 0,8360 –0,1791 –0,1433



= 1,24 cp = 1,24 ×10–3 kg/m.detik


c

ρμ = 3

3

kg/m 1138,8693kg/m.detik 101,24 −×

= 1,0888 ×10–6 m2/detik = 1,0888 ×10–2 cm2/detik

Perbedaan densitas (Δρ) =4MgSOρ – OH 2

ρ

= (2660 – 996,24)kg/m3

= 1663,76 kg/m3 = 1,66376 gr/cm3


MgSO

mm

4 = 0,2



= 1000,21

0,2×

−= 25


nc =0,45

c0,85

a

0,130,2p

0,1

ρΔρg

)(D(B))(D)(S)(

×

ν


=0,45

0,85

0,130,20,12

1,13886931,66376980

(16,14)(25)(0,0104))10(1,08887,5

×××××× −

= 7,1996 rps → N = 7 rps = 420 rpm



(NRe) =c

c2

ac

μρ)(Dn

=kg/m.detik 101,24

kg/m 1138,8693m) (0,1614rps 73

32

−××× = 167.478



P = (NP)(N)3(ρc)(Da)5/E

= 3 × (7 rps)3 × 1138,8693 kg/m3 × (0,1614 m)5/0,8


C.14 Pompa Pada Tangki Mixer-Magnesium Sulfat (MgSO4)

Kode : L-104

Fungsi : mengalirkan larutan MgSO4 ke fermenter









Air (H2O)












IDo = 3,9 × Vc0,45 × ρc

0,13

= 3,9 × (0,0017)0,45 × (71,0971)0,13 = 0,385 inchi










h) ε/OD = 0,00015 ft/0,05625 ft = 0,0027

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 5.326

Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 2 × 13 × 0,05625 ft = 1,4625 ft

b) Ellbow 90° : 2 buah ; L/D = 45

L2 = n × L/D × OD = 2 × 45 × 0,05625 ft = 5,0625 ft



L3 = 2 ft


L4 = 2,5 ft


= (50 + 1,4625 + 5,0625 + 2 + 2,5)ft = 59,5625 ft


c

2

××××

gf

=ft 0,05625.ft/detiklb 32,22

ft 59,5625ft/detik) (1,7lb 0,0222

m

2f

××××

= 1,0454 ft.lbf/lbm


Pemompaan





Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

×××

=0,8550

0,001766,505626,0454×

××


C.15 Pneumatic Conveyer-Ammonium Klorida (NH4Cl)

Kode : J-104

Fungsi : mengangkut NH4Cl dari gudang bahan baku ke tangki M-104










Dari Tabel 21.13-Perry, untuk ρ bahan = 1527,4 kg/m3 diperoleh kecepatan udara

(v) = 2748 m/menit










C.16 Tangki Mixer-Ammonium Klorida (NH4Cl)

Kode : M-104

Fungsi : melarutkan NH4Cl dengan H2O










Air (H2O)










(Vt) = 120 % × Vc × τ

= 1,2 × 0,0204 m3/jam × 1 jam

= 0,0245 m3

Dimana :34

DH


41

DH



= 3D3π + 3D

12π = 3πD

125


5π12V

= 33

3,145m 0,024512

×× = 0,2656 m = 0,8714 ft

Volume Silinder

Vs = s2 HD

4π

×

Vs = D34D

4π 2 ×

Vs = 3D3π

Volume Tutup

Vh = h2 HπD

124

×

Vh = D41πD

124 2 ×

Vh = 3D12π



= D34 + D

41 = ft) (0,8714

34 + ft) (0,8714

41

= (1,1619 + 0,2179)ft

= 1,3798 ft = 0,4206 m







Maka :


1Hs −

= 80,5392 lbm/ft3 ×144

1ft 1,1619 − = 0,0906 lbm/inchi2



(Pt) = 105 % × Po

= 1,05 × 14,7866 Psi = 15,5259 Psi


RPt

t +−××

f


×−××× + 0,125 inchi

= 0,1326 inchi



tutup 163 inchi.








ta DD = 0,3 Da = 0,0797 m

aDW = 1/8 W = 0,0099 m

tDH = 1 H = 0,2656 m

aDL = 1/4 L = 0,0199 m

tDC = 1/3 C = 0,0885 m

tDJ = 1/12 J = 0,0221 m


Komponen m (kg/jam) totalmm=x μ (cp) μln =y xy NH4Cl 17,2431 0,6552 0,9800 –0,0202 –0,0132 H2O 9,0753 0,3448 0,8360 –0,1791 –0,0618



Viskositas campuran (μc) = eΣxy = 0,0750e−

= 0,9277 cp

= 0,9277 × 10-3 kg/m.detik


c

ρμ = 3

3

kg/m 1290,1177kg/m.detik 100,9277 −×

= 7,1908 × 10–7 m2/detik = 7,1908 × 10–3 cm2/detik

Perbedaan densitas (Δρ) = ClNH 4ρ – OH 2

ρ

= (1527,4 – 996,24)kg/m3

= 531,16 kg/m3 = 0,53116 gr/cm3


ClNH

mm

4 = 0,6552



= 1000,65521

0,6552×

−= 190,0232


nc =0,45

c0,85

a

0,130,2p

0,1

ρΔρg

)(D(B))(D)(S)(

×

ν

=0,45

0,85

0,130,20,13

1,29011770,53116980

(7,97)(190,0232)(0,0104))10(7,19087,5

×××××× −

= 9,2634 rps → N = 9 rps = 540 rpm



(NRe) =c

c2

ac

μρ)(Dn =

kg/m.detik 100,9277kg/m 1290,1177m) (0,0797rps 9

3

32

−××× = 79.503



P = (NP)(N)3(ρc)(Da)5/E

= 3 × (9 rps)3 × 1290,1177 kg/m3 × (0,0797 m)5/0,8



C.17 Pompa Pada Tangki Mixer-Ammonium Klorida (NH4Cl)

Kode : L-105

Fungsi : mengalirkan larutan NH4Cl ke fermenter









Air (H2O)











IDo = 3,9 × Vc0,45 × ρc

0,13

= 3,9 × (0,0002)0,45 × (80,5392)0,13 = 0,1494 inchi











h) ε/OD = 0,00015 ft/0,03375 ft = 0,0044

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 1.924

Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 2 × 13 × 0,03375 ft = 0,8775 ft

b) Ellbow 90° : 2 buah ; L/D = 45

L2 = n × L/D × OD = 2 × 45 × 0,03375 ft = 3,0375 ft


L3 = 2 ft


L4 = 2,5 ft

Panjang total pipa (ΣL) = L + L1 + L2 + L3 +L4

= (50 + 0,8775 + 3,0375 + 2 + 2,5)ft = 58,415 ft


c

2

××××

gf

=ft 0,03375.ft/detiklb 32,22

ft 58,415ft/detik) (0,8lb 0,0162

m

2f

×××× = 0,2752 ft.lbf/lbm


Pemompaan






Tenaga (daya) pompa

W = Δz × (g/gc) + Δv2/2 × gc + ΔP/ρ + ΣF = 25, 2752


P =E550QρW

××× =

0,85500,000280,539225,2752

×××


C.18 Tangki Metanol (CH3OH)

Kode : F-104

Fungsi : menyimpan CH3OH selama 2 bulan (60 hari)


Jumlah : 2 unit




Metanol (CH3OH)




Air (H2O)











(Vt) = 120 % × Vc × τ/Nunit

= 1,2 × 0,3477 m3/jam × 60 hari × (24 jam/hari)/2

= 300,4128 m3

Dimana :34

DH


41

DH



= 3D3π + 3D

12π = 3πD

125


5π12V = 3

3

3,145m 300,412812

××

= 6,1235 m = 20,0902 ft


= D34 + D

41 = ft) (20,0902

34 + ft) (20,0902

41

= (26,7869 + 5,0226)ft

= 31,8095 ft = 9,6955 m







Volume Silinder

Vs = s2 HD

4π

×

Vs = D34D

4π 2 ×

Vs = 3D3π

Volume Tutup

Vh = h2 HπD

124

×

Vh = D41πD

124 2 ×

Vh = 3D12π


Maka :


1Hs −

= 61,7252 lbm/ft3 ×144

1ft 26,7869 −

= 11,0535 lbm/inchi2

Tekanan operasi (Po) = P + Ph

= 14,696 Psi + 11,0535 Psi

= 25,7495 Psi


(Pt) = 105 % × Po

= 1,05 × 25,7495 Psi

= 27,037 Psi


RPt

t +−××

f

=Psi) 27,037(0,60,85)Psi (12.650

/ft12/2)inchift (20,0902Psi 27,037×−××× + 0,125 inchi

= 0,4286 inchi




tutup 167 inchi.

C.19 Pompa Pada Tangki Metanol (CH3OH)

Kode : L-106

Fungsi : mengalirkan larutan CH3OH ke fermenter






Metanol (CH3OH)




Air (H2O)











IDo = 3,9 × Vc0,45 × ρc

0,13

= 3,9 × (0,0034)0,45 × (61,7252)0,13

= 0,5164 inchi



a) Ukuran nominal (IPS) = ½ inchi







h) ε/OD = 0,00015 ft/0,07 ft = 0,0021


Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 19.894

Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 2 × 13 × 0,07 ft = 1,82 ft

b) Ellbow 90° : 4 buah ; L/D = 30

L2 = n × L/D × OD = 4 × 30 × 0,07 ft = 8,4 ft


L3 = 2 ft


L4 = 2,5 ft


= (150 + 1,82 + 8,4 + 2 + 2,5)ft = 164,72 ft


c

2

××××

gf

=ft 0,07.ft/detiklb 32,22

ft 164,72ft/detik) (2,125lb 0,0222

m

2f

××××

= 3,63 ft.lbf/lbm


Pemompaan





Tenaga (daya) pompa




P =E550QρW

××× =

0,85500,003461,725228,63

×××


C.20 Gudang Bahan Pemurni

Kode : F-201

Fungsi : menyimpan bahan pemurni selama 5 bulan (150 hari)




Kalsium Hidroksida (Ca(OH)2)




Karbon aktif







(Vt) = 120 % × Vtotal × τ

= 1,2 × 0,0446 m3 × (150 hari × 24 jam/hari)

= 192,672 m3


Tinggi → T = 4 m




= 2L × L × 4 m

= L2 × 8 m

L =m 8

Vt =m 8

m 192,672 3

= 4,9076 m

P = 2 × 4,9076 m = 9,8152 m

C.21 Pneumatic Conveyer-Kalsium Hidroksida (Ca(OH)2)

Kode : J-201

Fungsi : mengangkut Ca(OH)2 dari gudang bahan ke tangki koagulasi










(v) = 3200 m/menit











C.22 Pneumatic Conveyer-Karbon Aktif

Kode : J-202

Fungsi : mengangkut karbon aktif dari gudang bahan ke tangki purifier




Karbon aktif






(v) = 3200 m/menit










C.23 Tangki Asam Sulfat (H2SO4)

Kode : F-202

Fungsi : menyimpan H2SO4 selama 2 bulan (60 hari)

Bentuk : silinder tegak, alas datar, tutup ellipsoidal, dilapisi fiber glass

Jumlah : 2 unit





Asam Sulfat (H2SO4)




Air (H2O)










(Vt) = 120 % × Vc × τ/Nunit

= 1,2 × 0,054 m3/jam × 60 hari × (24 jam/hari)/2 = 46,656 m3

Dimana :34

DH


41

DH



= 3D3π + 3D

12π = 3πD

125

Volume Silinder

Vs = s2 HD

4π

×

Vs = D34D

4π 2 ×

Vs = 3D3π

Volume Tutup

Vh = h2 HπD

124

×

Vh = D41πD

124 2 ×

Vh = 3D12π



5π12V = 3

3

3,145m 46,65612

×× = 3,2915 m = 10,7989 ft


= D34 + D

41 = ft) (10,7989

34 + ft) (10,7989

41

= (14,3985 + 2,6997)ft = 17,0982 ft = 5,2115 m







Maka :


1Hs − = 112,8979 lbm/ft3 ×144

1ft 14,3985 −




(Pt) = 105 % × Po = 1,05 × 25,2006 Psi = 26,4606 Psi


RPt

t +−××

f

=Psi) 26,4606(0,60,85)Psi (12.650


= 0,2847 inchi




tutup 165 inchi.


C.24 Pompa Pada Tangki Asam Sulfat (H2SO4)

Kode : L-204

Fungsi : mengalirkan larutan H2SO4 ke tangki acidifier





Asam Sulfat (H2SO4)




Air (H2O)











IDo = 3,9 × Vc0,45 × ρc

0,13

= 3,9 × (0,0005)0,45 × (112,8979)0,13 = 0,2358 inchi



a) Ukuran nominal (IPS) = ¼ inchi








h) ε/OD = 0,00015 ft/0,0450 ft = 0,0033

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3

ft 0,0005/detikft 0,0005 = 1 ft/detik

Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =

/ft.detiklb 0,0016ft/detik 1ft 0,0252/ftlb 112,8979

m

3m ×× = 1.778

Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 2 × 13 × 0,0450 ft = 1,17 ft

b) Ellbow 90° : 3 buah ; L/D = 30

L2 = n × L/D × OD = 3 × 30 × 0,0450 ft = 4,05 ft


L3 = 4 ft


L4 = 5,5 ft


= (250 + 1,17 + 4,05 + 4 + 5,5)ft = 264,72 ft


c

2

××××

gf =

ft 0,0450.ft/detiklb 32,22ft 264,72ft/detik) (1lb 0,018

2m

2f

××××

= 1,6442 ft.lbf/lbm


Pemompaan






Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

××× =

0,85500,0005112,897921,6442

×××


C.25 Fermenter

Kode : R-101

Fungsi : sebagai tempat terjadinya reaksi fermentasi selama 4 hari

Bentuk : silinder tegak, alas dan tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi : stainless steel, SA-167, grade-3, dilapisi fiber glass



Kulit Nenas




Aspergillus niger





















Air (H2O)




Metanol (CH3OH)




Udara (Oksigen (O2) dan Nitrogen (N2))









Direncanakan fermenter akan dibangun sebanyak 4 unit operasi (1 unit preparasi).

Direncanakan tangki memiliki faktor keamanan 20 %, maka volume desain tangki :

(Vt) = 120 % × Vc × τ/Nunit

= 1,2 × 1,726 m3/jam × (4 hari × 24 jam/hari)/4

= 6,904 m3


Dimana :24

DH


41

DH

Diameter tutupTinggi h == ;

41

DH

Diameteralas Tinggi b ==


= 3D2π + 3D

12π + 3D

12π = 3πD

128 = 3πD

32


2π3V = 3

3

3,142m 198,83523

×× = 1,4885 m = 4,8835 ft

Tinggi desain tangki (Ht) = Hs + Hh + Hb = D24 + D

41 + D

41

= ft) (4,883524 + ft) (4,8835

41 + ft) (4,8835

41

= (9,767 + 1,2209 + 1,2209)ft

= 12,2088 ft = 3,7212 m


Dari Appendix D (Tabel item 4)-Brownel, untuk bahan konstruksi stainless steel,

SA-167, grade-3 diperoleh data sebagai berikut :




Maka :


1Hs − = 73,9547 lbm/ft3 ×144

1ft 9,767 −

= 4,5025 lbm/inchi2


Volume Silinder

Vs = s2 HD

4π

×

Vs = D24D

4π 2 ×

Vs = 3D2π

Volume Tutup

Vh = h2 HπD

124

×

Vh = D41πD

124 2 ×

Vh = 3D12π

Volume Alas

Vb = b2 HπD

124

×

Vb = D41πD

124 2 ×

Vb = 3D12π



(Pt) = 105 % × Po = 1,05 × 19,1985 Psi = 20,1584 Psi


RPt

t +−××

f


×−××× + 0,125 inchi

= 0,1621 inchi



tutup 163 inchi.


Jenis pengaduk : jangkar (anchor)

Jumlah baffle (B) : 4 buah





ta DD = 0,5 Da = 0,7443 m

aDW = 1/4 W = 0,1861 m

tDH = 1 H = 1,4885 m

aDL = 1/4 L = 0,1861 m

tDC = 1/3 C = 0,4962 m

tDJ = 1/12 J = 0,1240 m


Komponen m (kg/jam) totalmm=x μ (cp) μln =y xy Kulit Nenas 610,6737 0,8056 203,00 5,3132 4,2803 A. niger 31,2933 0,0413 1,9200 0,6523 0,0269 NH4NO3 25,7840 0,0340 2,9594 1,0850 0,0369 KCl 24,0114 0,0317 0,9800 –0,0202 –0,0006 MgSO4 38,6760 0,0510 0,8535 –0,1584 –0,0081 NH4Cl 17,2431 0,0228 0,9277 –0,0751 –0,0017 CH3OH 10,3136 0,0136 0,5070 –0,6792 –0,0092


Viskositas campuran (μc) = eΣxy = e4,3245 = 75,5277 cp = 0,0755277 kg/m.detik


c

ρμ = 3

3

kg/m 584,4669kg/m.detik 1075,5277 −×

= 0,1292 m2/detik = 1292 cm2/detik

Perbedaan densitas (Δρ) = ρkulit Nenas – ρc = 1480 kg/m3 – 584,4669 kg/m3

= 895,5331 kg/m3 = 0,8955331 gr/cm3


Nenaskulit

mm = 0,8056


padatzat massa fraksi× = 100

0,805610,8056

×−

= 414,4033

Maka kecepatan pengaduk :

(nc) =0,45

c0,85

a

0,130,2p

0,1

ρΔρg

)(D(B))(D)(S)(

×

ν


=0,45

0,85

0,130,20,1

0,58446690,8955331980

(74,43)(414,4033)(0,0104)(1.292)7,5

×××××

= 9,3 rps → N = 9 rps = 540 rpm



(NRe) =c

c2

ac

μρ)(Dn

=kg/m.detik 0,0755277

kg/m 584,4669m) (0,7443rps 9 32 ×× = 38.583



P = (NP)(N)3(ρc)(Da)5/E

= 3 × (9 rps)3 × 584,4669 kg/m3 × (0,7443 m)5/0,8

= 364.971 W = 489,4341 hp → digunakan daya agitator 500 hp

– Perencanaan koil pendingin :

Neraca energi :

Fluida panas : m = 2044,6932 kg/jam = 4507,7306 lbm/jam

T1 = 30°C

T2 = 30°C

Q = 4193,4569 kkal/jam = 16.630,143 Btu/jam

Fluida dingin : m = 131178,7081 kg/jam = 289196,5800 lbm/jam

t1 = 25°C

t2 = 28°C

Q = 393.103,2346 kkal/jam = 1.558.943,7 Btu/jam

Perbedaan temperatur (Δt) :

Temperatur Fluida Panas Fluida Dingin Selisih Lebih Tinggi 30°C 28°C 2°C Lebih Rendah 30°C 25°C 5°C

Selisih 0°C 3°C 3°C


LMTD = ( )12

12

ΔtΔtln ΔtΔt − =

C)C/2(5ln C2C5°°°−° = 3,3°C

R =12

21

ttTT

−− =

C25)(28C30)(30°−°− = 0

S =11

12

tTtt

−− =

C25)(30C25)(28°−°− = 0,6

Dari Gambar 20-Kern, untuk R = 0 dan S = 0,6 diperoleh FT = 1, maka :

Δt = FT × LMTD

= 1× 3,3°C = 3,3°C = 37,94°F

Kalori temperatur fluida panas dan dingin :

h

c

ΔtΔt =

C2C5°° = 2,5

KC =c

ch

uuu − =

C/225)(28C/225)(28C/230)(30

°+°+−°+ = 0,1

Dari Gambar 17-Kern, untukh

cΔt

Δt = 2,5 dan KC = 0,1 diperoleh FC = 0,55, maka :

TC = T2 + FC × (T1 – T2)

= 30°C + 0,55 × (30 – 30)°C = 30°C = 86°F

tC = t1 + FC × (t2–t1)

= 25°C + 0,55 × (28 – 25)°C = 26,65°C = 79,97°F

Dari Tabel 11-Kern, untuk perancangan ini digunakan pipa dengan spesifikasi

sebagai berikut :





e) Luas aliran/pipa (at) = 12,70 inchi2 = 0,0882 ft2




6.Koefisien bersih keseluruhan :

UC =oio

oio

hhhh

+×

=F.Btu/jam.ft 57,8423F.Btu/jam.ft 2.222,352F.Btu/jam.ft 57,8423F.Btu/jam.ft 2.222,352

22

22

°+°°×°

= 56,375 Btu/jam.ft2.°F

Vessel Side : Fluida Panas

1.Gh =s

h

aW

= 2m

ft 0,1104/jamlb 4507,7306

= 40.831 lbm/jam.ft2

2.NRe =h

h

μGOD×

=/ft.jamlb 0,0508

/jam.ftlb 40.831ft 0,375m

2m×

= 301.410

3. jH = 365 ............... (Gbr.28-Kern)

4.Untuk 60°API pada TC = 86°F :

k = 0,09 ........................ (Gbr.1-Kern)

c = 0,51 ........................ (Gbr.4-Kern)

Maka : 31

kc.μ

=

31

0,090,05080,51

× = 0,6603

5.ho =31

H kc.μ

ODkj

= 0,66030,3750,09365 ×

×

= 57,8423 Btu/jam.ft2.°F

Pipe Side : Fluida Dingin

1.Gc =t

c

aW

= 2m

ft 0,0882/jamlb 289196,58

= 3.278.873 lbm/jam.ft2

2.NRe =c

c

μGID×

=/ft.jamlb 2,16195

/jam.ftlb 3.278.873ft 0,3355m

2m×

= 508.829

3.Vc =ρ3600

Gc

×

= 3m

2m

/ftlb 62,25detik/jam 3600/jam.ftlb 3.278.873

×

= 14,6313 ft/detik

4.hi = hi × φ ............... (Gbr.25-Kern)

= 2300 × 1,08

= 2484 Btu/jam.ft2.°F

5.hio =

×

ODIDhi

=

×0,3750,33552484

= 2.222,352 Btu/jam.ft2.°F


7.Dari Tabel 8-Kern, untuk cooler dengan fluida dingin : air dan fluida panas : heavy

organics disyaratkan overall UD = 5–75 Btu/jam.ft2.°F, faktor pengotor (Rd) yang

dizinkan ≥ 0,003 jam.ft 2.°F/Btu, dimana :

Rd =DC

DC

UUUU

×−

Maka koefisien pengotor keseluruhan :

UD =C

C

URd1U×+

=F.Btu/jam.ft 56,375F/Btu.jam.ft 0,0031

F.Btu/jam.ft 56,37522

2

°×°+°

= 48,2198 Btu/jam.ft2.°F ..................................................... (memenuhi syarat)

8.Luas permukaan perpindahan panas :

A =ΔtU

QD

h

×=

F37,94F.Btu/jam.ft 48,2198Btu/jam 71.558.943,2 °×°

= 852,1336 ft2

9.Sehingga jumlah pipa pendingin yang dapat digunakan pada fermenter :

N =a'L

A×

=ft 1,178ft 20

ft 852,1336 2

×= 36,17 → digunakan 36 buah pipa

C.26 Pompa Pada Fermenter

Kode : L-107

Fungsi : mengalirkan campuran dari fermenter ke filter press-1

Jenis : pompa putar (rotary pump)




Asam Sitrat (C6H8O7)

Produksi = 123,7632 kg/jam




Asam Oksalat (C2H2O4)


Densitas (ρ) = 1,653 gr/cm3 = 1653 kg/jam


Air (H2O)




Glukosa (C6H12O6)




Impurities




Sel tersuspensi




– Kapasitas total, densitas, dan viskositas campuran :




Komponen m (kg/jam) totalmm=x μ (cp) μln =y xy C6H8O7 123,7632 0,0786 5,0000 1,6094 0,1265 C2H2O4 29,0070 0,0184 0,4610 –0,7744 –0,0143 H2O 1112,7677 0,7067 0,8007 –0,2223 –0,1571 C6H12O6 9,1601 0,0058 0,4870 –0,7195 –0,0042 Impurities 152,6684 0,0969 50,750 3,9269 0,3805 Sel tersuspensi 147,3214 0,0936 1,9200 –0,6523 –0,0611


Viskositas campuran (μc) = eΣxy = e0,2703 = 1,3104 cp = 0,0009 lbm/ft.detik




IDo = 3,9 × Vc0,45 × ρc

0,13

= 3,9 × (0,0143)0,45 × (67,5213)0,13 = 0,9972 inchi



a) Ukuran nominal (IPS) = 1¼ inchi







h) ε/OD = 0,00015 ft/0,1375 ft = 0,0011

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 12.838

Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 2 × 13 × 0,1375 ft = 3,575 ft

b) Ellbow 90° : 2 buah ; L/D = 45

L2 = n × L/D × OD = 2 × 45 × 0,1375 ft = 12,375 ft


L3 = 7,9 ft


L4 = 10 ft


= (40 + 3,575 + 12,375 + 7,9 + 10)ft = 73,85 ft



c

2

××××

gf


ft 73,85ft/detik) (1,6067lb 0,0242

m

2f

××××

= 0,5167 ft.lbf/lbm


Pemompaan





Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

×××

=0,8550

0,014367,521310,5167×

××


C.27 Filter Press-1

Kode : H-101

Fungsi : memisahkan C6H8O7 dan C2H2O4 dari limbah padat fermentasi

Jenis : plate and frame filter press


– Kapasitas filtrat (liquor) :










Air (H2O)




– Kapasitas residu (cake) :

Glukosa (C6H12O6)




Impurities




Sel tersuspensi




– Kapasitas total dan densitas bahan :

Filtrat (liquor)

Massa campuran (ml) = 1265,5379 kg/jam

Volume campuran (Vl) = 1,2095 m3/jam

Densitas campuran (ρl) = 1046,3315 kg/m3

Residu (cake)



Densitas campuran (ρc) = 556,2251 kg/m3


– Perencanaan filter press :

Direncanakan penyaringan memiliki faktor keamanan 5 %, dengan fraksi massa

padatan : W =totalm

mc =kg/jam1265,5379)(309,1499

kg/jam 309,1499+

= 0,1963

Tebal residu (cake) yang diestimasi pada frame (L) ± 5 cm, dan direncanakan plate

yang digunakan berbentuk bujur sangkar dan memiliki luas (A) 1 m2, dimana luas

penyaringan efektif (Af) :

L × Af × (1 – E) × ρc = ρl × Vl + E × L × Af × (W/1–W)

0,05 m × Af × (1 – 0,32) × 556,2251 kg/m3

18,9117 kg/m2 × Af

1046,3315 kg/m3 × 1,2095 m3 + 0,32 × 0,05 m × Af × (0,1963/1–0,1963)kg/m3

1265,538 kg + 0,0039 kg/m2 × Af

Maka :

Af = 2m0,0039)kg/(18,9117kg 1265,538

−= 66,9321 m2

Jumlah plate yang digunakan :

Np = 105 % × (Af/A)

= 1,05 × (66,9321 m2/1 m2) = 70,28 → 71 buah

C.28 Gudang Limbah Padat

Kode : F-203

Fungsi : menyimpan limbah padat yang telah difiltrasi (hasil fermentasi)

selama 1 bulan (30 hari)





Glukosa (C6H12O6)




Impurities




Sel tersuspensi







Vt = 120 % × Vtotal × τ

= 1,2 × 0,2464 m3 × (30 hari × 24 jam/hari)

= 212,8896 m3


Tinggi → T = 4 m



= 3L × L × 4 m

= L2 × 12 m

L =m 12

Vt

=m 12

m 212,8896 3

= 4,212 m

P = 3 × 4,212 m = 12,636 m


C.29 Pompa Pada Filter Press-1

Kode : L-201

Fungsi : mengalirkan filtrat (liquor) dari filter press-1 ke tangki koagulasi













Air (H2O)








Komponen m (kg/jam) totalmm=x μ (cp) μln =y xy C6H8O7 123,7632 0,0978 5,0000 1,6094 0,1574 C2H2O4 29,0070 0,0229 0,4610 –0,7744 –0,0177 H2O 1112,7677 0,8793 0,8007 –0,2223 –0,1955



= 0,9457 cp = 0,0006 lbm/ft.detik




IDo = 3,9 × Vc0,45 × ρc

0,13

= 3,9 × (0,0119)0,45 × (65,3202)0,13 = 0,9142 inchi










h) ε/OD = 0,00015 ft/0,110 ft = 0,0014

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 20.664

Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 2 × 13 × 0,110 ft = 2,86 ft

b) Ellbow 90° : 2 buah ; L/D = 45

L2 = n × L/D × OD = 2 × 45 × 0,110 ft = 9,9 ft


L3 = 7,9 ft


L4 = 10 ft


= (40 + 2,86 + 9,9 + 7,9 + 10)ft = 70,66 ft



c

2

××××

gf


ft 70,66ft/detik) (2,38lb 0,0242

m

2f

×××× = 9,6059 ft.lbf/lbm


Pemompaan





Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

×××

=0,8550

0,011965,320224,6059×

××


C.30 Tangki Koagulasi

Kode : R-201

Fungsi : sebagai tempat pengendapan C2H2O4

Bentuk : silinder tegak, alas kerucut, tutup ellipsoidal




Air (H2O)























(Vt) = 120 % × Vc × τ = 1,2 × 1,2616 m3/jam × 1 jam = 1,5139 m3

Dimana :34

DH


41

DH


32

DH



= 3D3π + 3D

12π + 3D

18π = 3πD

3617

Volume Silinder

Vs = s2 HD

4π

×

Vs = D34D

4π 2 ×

Vs = 3D3π

Volume Tutup

Vh = h2 HπD

124

×

Vh = D41πD

124 2 ×

Vh = 3D12π

Volume Alas

Vb = b2 HD

12π

×

Vb = D32D

12π 2 ×

Vb = 3D18π



17π36V = 3

3

3,1417m 1,513936

×× = 1,007 m = 3,3038 ft

Tinggi desain tangki (Ht) = Hs + Hh + Hb

= D34 + D

41 + D

32

= ( )ft 3,303834 + ( )ft 3,3038

41 + ( )ft 3,3038

32

= (4,4051 + 0,826 + 2,2025)ft = 7,4336 ft = 2,2658 m


Dari Tabel 13.1-Brownel, untuk bahan konstruksi carbon steel, SA-283, grade-C





Maka :


1Hs − = 67,4378 lbm/ft3 ×144

1ft 4,4051 −

= 1,5947 lbm/inchi2


= 14,696 Psi + 1,5947 Psi = 16,2907 Psi


(Pt) = 105 % × Po

= 1,05 × 16,2907 Psi = 17,1052 Psi


RPt

t +−××

f


×−××× + 0,125 inchi

= 0,1566 inchi




tutup 163 inchi.

– Perencanaan koil pemanas :

Neraca energi :


T1 = 30°C

T2 = 120°C

Q = 5992,8612 kkal/jam = 23.766,106 Btu/jam


t1 = 150°C

t2 = 100°C

Q = 310.793,9186 kkal/jam = 1.232.526,6 Btu/jam




LMTD = ( )12

12

ΔtΔtln ΔtΔt − = ( )C30C70ln

C30C70°°°−° = 47,2°C

R =12

21

ttTT

−− =

C30)(120C100)(150

°−°− = 0,6

S =11

12

tTtt

−− =

C30)(150C30)(120°−°− = 0,75

Dari Gambar 20-Kern, untuk R = 0,6 dan S = 0,75 diperoleh FT = 0,95, maka :

Δt = FT × LMTD

= 0,95 × 47,2°C

= 44,84°C = 112,712°F



h

c

ΔtΔt =

C30C70°° = 2,3

KC =c

ch

uuu − =

C/230)(120C/230)(120C/2100)(150

°+°+−°+ = 0,6


cΔt


TC = T2 + FC × (T1 – T2)

= 100°C + 0,53 × (150 – 100)°C = 126,5°C = 259,7°F

tC = t1 + FC × (t2–t1)

= 30°C + 0,53 × (120 – 30)°C = 77,7°C = 171,86°F

Viskositas fluida panas dan fluida dingin :

Komponen m (kg/jam) totalmm=x μ (cp) μln =y xy C6H8O7 123,7632 0,0908 5,0000 1,6094 0,1461 C2H2O4 29,0070 0,0213 0,4610 –0,7744 –0,0165 H2O 1112,7677 0,8165 0,5590 –0,5816 –0,4749 Ca(OH)2 97,3088 0,0714 4,0000 1,3863 0,0990



= 0,7817 cp = 1,891 lbm/ft.jam

Viskositas steam150°C (μs) = 3609,36 × 10–3 lbm/ft.jam ............ (Geankoplis. 1983)


sebagai berikut :

a) Ukuran nominal (IPS) = ¾ inchi









UC =oio

oio

hhhh

+×

=F.Btu/jam.ft 159F.Btu/jam.ft 1500F.Btu/jam.ft 159F.Btu/jam.ft 1500

22

22

°+°°×°

= 143,76 Btu/jam.ft2.°F

Vessel Side : Fluida Dingin

1.Gc =s

c

aW

= 2m

ft 0,006/jamlb 3004,5318

= 500.755 lbm/jam.ft2

2.NRe =h

h

μGOD×

=/ft.jamlb 1,891

/jam.ftlb 500.755ft 0,0875m

2m×

= 23.171

3.jH = 80 ......................... (Gbr.28-Kern)

4.Untuk 30°API pada tC = 171,86°F :

k = 0,074 ...................... (Gbr.1-Kern)

c = 0,51 ........................ (Gbr.4-Kern)

Maka : 31

kc.μ

=

31

0,0741,8910,51

× = 2,35

5.ho =31

H kc.μ

ODkj

= 2,350,08750,07480 ×

×


Tube Side : Fluida Panas

1.Gh =t

h

aW

= 2m

ft 0,0037/jamlb 1231,749

= 332.905 lbm/jam.ft2

2.NRe =s

h

μGID×

=/ft.jamlb 103609,36

/jam.ftlb 332.905ft 0,0687m

3

2m

−××

= 6.337

3.hio = 1500 Btu/jam.ft2.°F


7.Dari Tabel 8-Kern, untuk heater dengan fluida panas : steam dan fluida dingin :

medium organics disyaratkan overall UD = 50–100 Btu/jam.ft2.°F, faktor pengotor

(Rd) yang dizinkan ≥ 0,003 jam.ft 2.°F/Btu, dimana :

Rd =DC

DC

UUUU

×−


UD =C

C

URd1U×+



2

°×°+°

= 100 Btu/jam.ft2.°F ............................................................ (memenuhi syarat)


A =ΔtU

QD

h

×=

F112,712F.Btu/jam.ft 100Btu/jam 61.232.526,

2 °×°= 109,352 ft2

9.Sehingga jumlah pipa pemanas yang dapat digunakan pada tangki koagulasi :

N =a'L

A×

=ft 0,275ft 10

ft 109,352 2


C.31 Gudang Kalsium Oksalat (CaC2O4)

Kode : F-204

Fungsi : menyimpan CaC2O4 selama 2 bulan (60 hari)




Kalsium Oksalat (CaC2O4)








Vt = 120 % × V × τ

= 1,2 × 0,0188 m3 × (60 hari × 24 jam/hari) = 32,4864 m3


Tinggi → T = 4 m



= 2L × L × 4 m

= L2 × 8 m

L =m 8

Vt =m 8

m 32,4864 3

= 2,0151 m

P = 2 × 2,0151 m = 4,0302 m

C.32 Pompa Pada Tangki Koagulasi

Kode : L-202

Fungsi : mengalirkan campuran dari tangki koagulasi ke filter press-2





Kalsium Sitrat (Ca3(C6H5O7)2)









Air (H2O)








Komponen m (kg/jam) totalmm=x μ (cp) μln =y xy Ca3(C6H5O7)2 160,5054 0,1215 3,900 1,3610 0,1654 Ca(OH)2 1,9080 0,0014 4,000 1,3863 1,9408 H2O 1159,1789 0,8771 0,559 –0,5816 –0,5101


Viskositas campuran (μc) = eΣxy = e1,5961 = 4,9338 cp = 0,0033 lbm/ft.detik



IDo = 3,9 × Vc0,45 × ρc

0,13

= 3,9 × (0,0125)0,45 × (64,8566)0,13 = 0,9338 inchi










h) ε/OD = 0,00015 ft/0,110 ft = 0,0014

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3



Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 3.918

Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 2 × 13 × 0,110 ft = 2,86 ft

b) Inward projecting pipes entrance ; 1 buah ; k = 0,78

L2 = 7,9 ft

c) Projecting pipes exit ; 1 buah ; k = 1

L3 = 10 ft

Panjang total pipa (ΣL) = L + L1 + L2 + L3

= (40 + 2,86 + 7,9 + 10)ft = 60,76 ft


c

2

××××

gf


ft 60,76ft/detik) (2,5lb 0,0242

m

2f

×××× = 1,2866 ft.lbf/lbm


Pemompaan





Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

×××

=0,8550

0,012564,856611,2866×

××



C.33 Filter Press-2

Kode : H-201

Fungsi : memisahkan campuran dari Ca(OH)2 sisa proses koagulasi








Air (H2O)










Filtrat (liquor)






padatan : W =totalm

mc =kg/jam1319,6843)(1,9080

kg/jam 1,9080+

= 0,0014






0,05 m × Af × (1 – 0,32) × 2211 kg/m3

75,174 kg/m2 × Af

1038,1406 kg/m3 × 1,2712 m3 + 0,32 × 0,05 m × Af × (0,0014/1–0,0014)kg/m3

1319,6843 kg + 0,00002243 kg/m2 × Af

Maka :

Af = 2)kg/m0,00002243(75,174kg 1319,6843

−= 17,5551 m2


Np = 105 % × (Af/A) = 1,05 × (17,5551 m2/1 m2) = 18,43 → 19 buah


Kode : L-203

Fungsi : mengalirkan filtrat (liquor) dari filter press-2 ke tangki acidifier










Air (H2O)








Komponen m (kg/jam) totalmm=x μ (cp) μln =y xy Ca3(C6H5O7)2 160,5054 0,1216 3,900 1,3610 0,1655 H2O 1159,1789 0,8784 0,559 –0,5816 –0,5109


Viskositas campuran (μc) = eΣxy = e–0,3454 = 0,7079 cp = 0,0005 lbm/ft.detik



IDo = 3,9 × Vc0,45 × ρc

0,13

= 3,9 × (0,0125)0,45 × (64,8089)0,13 = 0,9337 inchi










h) ε/OD = 0,00015 ft/0,110 ft = 0,0014

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3



Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 25.843

Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 2 × 13 × 0,110 ft = 2,86 ft

b) Ellbow 90° : 1 buah ; L/D = 45

L2 = n × L/D × OD = 1 × 45 × 0,110 ft = 4,95 ft


L3 = 7,9 ft


L4 = 10 ft


= (40 + 2,86 + 4,95 + 7,9 + 10)ft = 65,71 ft


c

2

××××

gf


ft 65,71ft/detik) (2,5lb 0,0242

m

2f

×××× = 1,3914 ft.lbf/lbm


Pemompaan





Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

××× =

0,85500,012564,808921,3914

×××



C.35 Tangki Pengasaman (Acidifier)

Kode : R-202

Fungsi : sebagai tempat terjadinya regenerasi C6H8O7

Bentuk : silinder tegak, alas kerucut, dan tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi : stainless steel, SA-167, grade-3, dilapisi fiber glass



Asam Sulfat (H2SO4)




Air (H2O)














(Vt) = 120 % × Vc × τ = 1,2 × 1,3407 m3/jam × 1 jam = 1,6088 m3

Dimana :34

DH


41

DH


32

DH




= 3D3π + 3D

12π + 3D

18π = 3πD

3617


17π36V = 3

3

3,1417m 1,608836

××

= 1,5047 m = 4,9367 ft


= D34 + D

41 + D

32

= ft) (4,936734 + ft) (4,9367

41 + ft) (4,9367

32

= (6,5823 + 1,2342 + 3,2911)ft

= 11,1076 ft = 3,3856 m







Maka :


1Hs − = 65,9965 lbm/ft2 ×144

1ft 6,5823 −

= 2,5584 lbm/inchi2


Volume Silinder

Vs = s2 HD

4π

×

Vs = D34D

4π 2 ×

Vs = 3D3π

Volume Tutup

Vh = h2 HπD

124

×

Vh = D41πD

124 2 ×

Vh = 3D12π

Volume Alas

Vb = b2 HD

12π

×

Vb = D32D

12π 2 ×

Vb = 3D18π



(Pt) = 105 % × Po = 1,05 × 17,2544 Psi = 18,1171 Psi


RPt

t +−××

f


×−××× + 0,125 inchi

= 0,1587 inchi



tutup 163 inchi.


Jenis pengaduk : palet (pallet)

Jumlah baffle (B) : 4 buah





ta DD = 0,5 Da = 0,7524 m

aDW = 1/4 W = 0,1881 m

tDH = 1 H = 1,5047 m

aDL = 1/4 L = 0,1881 m

tDC = 1/3 C = 0,5016 m

tDJ = 1/12 J = 0,1254 m


Komponen m (kg/jam) totalmm=x μ (cp) μln =y xy H2O 1159,1789 0,8178 0,3799 –0,9679 –0,7916 Ca3(C6H5O7)2 160,5054 0,1132 3,9000 1,3610 0,1541 H2SO4 97,6566 0,0689 0,5355 –0,6246 –0,0430



= 0,5064 cp = 0,5064 × 10–3 kg/m.detik


c

ρμ = 3

3

kg/m 1057,1648kg/m.detik 100,5064 −×

= 4,7902 × 10–7 m2/detik = 4,7902 × 10–3 cm2/detik

Perbedaan densitas (Δρ) = c)OH(CCa ρρ27563−

= 1630 kg/m3 – 1057,1648 kg/m3

= 572,8352 kg/m3 = 0,5728352 gr/cm3


)OH(CCa

mm

27563 = 0,1132



= 1000,11321

0,1132×

−= 12,77

Maka kecepatan pengaduk :

(nc) =0,45

c0,85

a

0,130,2p

0,1

ρΔρg

)(D(B))(D)(S)(

×

ν


=0,45

0,85

0,130,20,13

1,05716480,5728352980

(75,24)(12,77)(0,0104))10(4,79027,5

×××××× −

= 1,05 rps → N = 1 rps = 60 rpm



(NRe) =c

c2

ac

μρ)(Dn

=kg/m.detik 100,5064

kg/m 1057,1648m) (0,7524rps 13

32

−××× = 1.181.807



P = (NP)(N)3(ρc)(Da)5/E

= 3 × (1 rps)3 × 1057,1648 kg/m3 × (0,7443 m)5/0,8


– Perencanaan koil pendingin :

Neraca energi :


T1 = 120°C

T2 = 75°C

Q = 114.329,5854 kkal/jam = 453.400,96 Btu/jam


t1 = 25°C

t2 = 50°C

Q = 172.027,3533 kkal/jam = 682.215,07 Btu/jam





LMTD = ( )12

12

ΔtΔtln ΔtΔt − =

C)C/50(70ln C50C70°°°−° = 59,4°C

R =12

21

ttTT

−− =

C25)(50C75)(120

°−°− = 1,8

S =11

12

tTtt

−− =

C25)(120C25)(50°−°− = 0,3


Δt = FT × LMTD

= 0,98 × 59,4°C = 58,212°C = 136,782°F


h

c

ΔtΔt =

C70C50°° = 0,7

KC =c

ch

uuu − =

C/225)(50C/225)(50C/275)(120

°+°+−°+ = 1,6


cΔt


TC = T2 + FC × (T1 – T2)

= 75°C + 0,38 × (120 – 75)°C = 92,1°C = 197,78°F

tC = t1 + FC × (t2–t1)

= 25°C + 0,38 × (50 – 25)°C = 34,5°C = 94,1°F


sebagai berikut :

a) Ukuran nominal (IPS) = 1,50 inchi









UC =oio

oio

hhhh

+×

=F.Btu/jam.ft 79,3002F.Btu/jam.ft 687,9873F.Btu/jam.ft 79,3002F.Btu/jam.ft 687,9873

22

22

°+°°×°

= 71,1044 Btu/jam.ft2.°F

Vessel Side : Fluida Panas

1.Gh =s

h

aW

= 2m

ft 0,0196/jamlb 3124,6697

= 159.422 lbm/jam.ft2

2.NRe =h

h

μGOD×

=/ft.jamlb 1,2250

/jam.ftlb 159.422ft 0,1580m

2m×

= 20.562

3.jH = 81 ......................... (Gbr.28-Kern)

4.Untuk 35°API pada TC = 197,78°F :

k = 0,0755 .................... (Gbr.1-Kern)

c = 0,53 ........................ (Gbr.4-Kern)

Maka : 31

kc.μ

=

31

0,07551,22500,53

× = 2,0488

5.ho =31

H kc.μ

ODkj

= 2,04880,15800,075581 ×

×

= 79,3002 Btu/jam.ft2.°F

Pipe Side : Fluida Dingin

1.Gc =t

c

aW

= 2m

ft 0,0142/jamlb 15186,766

= 1.069.491 lbm/jam.ft2

2.NRe =c

c

μGID×

=/ft.jamlb 2,16195

/jam.ftlb 1.069.491ft 0,1342m

2m×

= 66.387

3.Vc =ρ3600

Gc

×

= 3m

2m

/ftlb 62,25detik/jam 3600/jam.ftlb 1.069.491

×

= 4,7724 ft/detik

4.hi = hi × φ .................. (Gbr.25-Kern)

= 1000 × 0,81


5.hio =

×

ODIDhi

=

×0,15800,1342810

= 687,9873 Btu/jam.ft2.°F


7.Dari Tabel 8-Kern, untuk cooler dengan fluida dingin : air dan fluida panas :

medium organics disyaratkan overall UD = 50–125 Btu/jam.ft2.°F, faktor pengotor


Rd =DC

DC

UUUU

×−


UD =C

C

URd1U×+



2

°×°+°



A =ΔtU

QD

h

×=

F136,782F.Btu/jam.ft 58,6035Btu/jam 453.400,96

2 °×°= 56,5627 ft2

9.Sehingga jumlah pipa pendingin yang dapat digunakan pada tangki acidifier :

N =a'L

A×

=ft 0,498ft 10

ft 56,5627 2


C.36 Pompa Pada Tangki Pengasaman

Kode : L-205

Fungsi : mengalirkan campuran dari tangki acidifier ke filter press-3





Air (H2O)









Asam Sulfat (H2SO4)




Kalsium Sulfat (CaSO4)








Komponen m (kg/jam) totalmm=x μ (cp) μln =y xy H2O 1161,1320 0,8192 0,3799 –0,9679 –0,7929 C6H8O7 123,7632 0,0873 5,0000 1,6094 0,1405 H2SO4 0,9473 0,0007 0,5355 –0,6246 –0,0004 CaSO4 131,4984 0,0928 2,4000 0,8755 0,0813





IDo = 3,9 × Vc0,45 × ρc

0,13 = 3,9 × (0,0129)0,45 × (67,5277)0,13 = 0,9521 inchi











h) ε/OD = 0,00015 ft/0,110 ft = 0,0014

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 34.735

Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 2 × 13 × 0,110 ft = 2,86 ft

b) Ellbow 90° : 1 buah ; L/D = 45

L2 = n × L/D × OD = 1 × 45 × 0,110 ft = 4,95 ft


L3 = 7,9 ft


L4 = 10 ft


= (40 + 2,86 + 4,95 + 7,9 + 10)ft = 65,71 ft


c

2

××××

gf =


m

2f

××××

= 1,4819 ft.lbf/lbm


Pemompaan






Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

××× =

0,85500,012967,527711,4819

×××


C.37 Filter Press-3

Kode : H-202

Fungsi : memisahkan campuran dari endapan CaSO4




Air (H2O)








Asam Sulfat (H2SO4)











Filtrat (liquor)






padatan : W =totalm

mc =kg/jam 1285,8425)(131,4984

kg/jam 131,4984+

= 0,0928





0,05 m × Af × (1 – 0,32) × 2960 kg/m3

100,64 kg/m2 × Af

1015,7536 kg/m3 × 1,2659 m3 + 0,32 × 0,05 m × Af × (0,0928/1–0,0928)kg/m3

1285,8425 kg + 0,0016 kg/m2 × Af

Maka :

Af = 2kg/m 0,0016)(100,64kg 1285,8425

−= 12,7769 m2


Np = 105 % × (Af/A)

= 1,05 × (12,7769 m2/1 m2)

= 13,42 → 14 buah


C.38 Gudang Kalsium Sulfat (CaSO4)

Kode : F-206

Fungsi : menyimpan CaSO4 (produk samping) selama 2 bulan (60 hari)











Vt = 120 % × V × τ

= 1,2 × 0,0444 m3 × (60 hari × 24 jam/hari)

= 76,7232 m3


Tinggi → T = 4 m



= 2L × L × 4 m

= L2 × 8 m

L =m 8

Vt

=m 8

m 76,7232 3

= 3,0968 m

P = 2 × 3,0968 m

= 6,1936 m



Kode : L-206

Fungsi : mengalirkan filtrat (liquor) dari filter press-3 ke tangki purifier





Air (H2O)








Asam Sulfat (H2SO4)





Massa campuran (ml) = 1285,8425 kg/jam = 0,7874 lbm/detik

Volume campuran (Vl) = 1,2659 m3/jam = 0,0124 ft3/detik

Densitas campuran (ρl) = 1015,7536 kg/m3 = 63,4113 lbm/ft3

Komponen m (kg/jam) totalmm=x μ (cp) μln =y xy H2O 1161,1320 0,9030 0,3799 –0,9679 –0,8740 C6H8O7 123,7632 0,0963 5,0000 1,6094 0,1550 H2SO4 0,9473 0,0007 0,5355 –0,6246 –0,0004



= 0,4870 cp = 0,0003 lbm/ft.detik




IDo = 3,9 × Vc0,45 × ρc

0,13

= 3,9 × (0,0124)0,45 × (63,4113)0,13 = 0,9277 inchi










h) ε/OD = 0,00015 ft/0,110 ft = 0,0014

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 41.805

Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 2 × 13 × 0,110 ft = 2,86 ft

b) Ellbow 90° : 2 buah ; L/D = 45

L2 = n × L/D × OD = 2 × 45 × 0,110 ft = 9,9 ft


L3 = 7,9 ft


L4 = 10 ft


= (40 + 2,86 + 9,9 + 7,9 + 10)ft = 70,66 ft



c

2

××××

gf


ft 70,66ft/detik) (2,48lb 0,0242

m

2f

×××× = 1,4724 ft.lbf/lbm


Pemompaan





Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

×××

=0,8550

0,012463,411316,4724×

××


C.40 Tangki Pemurnian (Purifier)

Kode : R-203

Fungsi : sebagai tempat pengendapan H2SO4 (sisa)

Bentuk : silinder tegak, alas kerucut, tutup ellipsoidal




Air (H2O)









Asam Sulfat (H2SO4)




Karbon aktif










(Vt) = 120 % × Vc × τ

= 1,2 × 1,2665 m3/jam × 1 jam

= 1,5198 m3

Dimana :34

DH


41

DH


32

DH


Volume Silinder

Vs = s2 HD

4π

×

Vs = D34D

4π 2 ×

Vs = 3D3π

Volume Tutup

Vh = h2 HπD

124

×

Vh = D41πD

124 2 ×

Vh = 3D12π

Volume Alas

Vb = b2 HD

12π

×

Vb = D32D

12π 2 ×

Vb = 3D18π



= 3D3π + 3D

12π + 3D

18π

= 3πD3617


17π36V

= 33

3,1417m 1,519836

××

= 1,0083 m = 3,3081 ft


= D34 + D

41 + D

32

= ft) (3,308134 + ft) (3,3081

41 + ft) (3,3081

32

= (4,4108 + 0,8270 + 2,2054)ft

= 7,4432 ft = 2,2687 m


Dari Tabel 13.1-Brownel, untuk bahan konstruksi carbon steel, SA-283, grade-C





Maka :


1Hs −

= 63,4466 lbm/ft3 ×144

1ft 4,4108 − = 1,5028 lbm/inchi2


= 14,696 Psi + 1,5028 Psi = 16,1988 Psi



(Pt) = 105 % × Po = 1,05 × 16,1988 Psi = 17,0087 Psi


RPt

t +−××

f


×−××× + 0,125 inchi

= 0,1564 inchi



tutup 163 inchi.

C.41 Pompa Pada Tangki Pemurnian

Kode : L-207

Fungsi : mengalirkan campuran dari tangki purifier ke filter press-4





Air (H2O)








Asam Sulfat (H2SO4)





Karbon aktif








Komponen m (kg/jam) totalmm=x μ (cp) μln =y xy H2O 1161,1320 0,9021 0,3799 –0,9679 –0,7929 C6H8O7 123,7632 0,0962 5,0000 1,6094 0,1405 H2SO4 0,9473 0,0007 0,5355 –0,6246 –0,0004 Karbon aktif 1,3262 0,0010 10,800 2,3796 0,0024





IDo = 3,9 × Vc0,45 × ρc

0,13 = 3,9 × (0,0124)0,45 × (63,4466)0,13 = 0,9277 inchi










h) ε/OD = 0,00015 ft/0,110 ft = 0,0014

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3



Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 31.371

Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 2 × 13 × 0,110 ft = 2,86 ft

b) Ellbow 90° : 1 buah ; L/D = 45

L2 = n × L/D × OD = 1 × 45 × 0,110 ft = 4,95 ft


L3 = 6 ft


L4 = 7,9 ft


= (40 + 2,86 + 4,95 + 6 + 7,9)ft = 61,71 ft


c

2

××××

gf =


m

2f

××××

= 1,2859 ft.lbf/lbm


Pemompaan





Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

××× =

0,85500,012463,446611,2859

×××



C.42 Filter Press-4

Kode : H-203

Fungsi : memisahkan campuran dari kotoran (impurities)




Air (H2O)









Asam Sulfat (H2SO4)




Karbon aktif





Filtrat (liquor)





Residu (cake)



Densitas campuran (ρc) = 2066,8182 kg/m3



padatan :

W =totalm

mc =kg/jam1284,8952) (2,2735

kg/jam 2,2735+

= 0,0018





0,05 m × Af × (1 – 0,32) × 2066,8182 kg/m3

70,2718 kg/m2 × Af

1015,4064 kg/m3 × 1,2654 m3 + 0,32 × 0,05 m × Af × (0,0018/1–0,0018)kg/m3

1284,8952 kg + 0,00002885 kg/m2 × Af

Maka :

Af = 2)kg/m0,00002885(70,2718kg 1284,8952

−= 18,2847 m2


Np = 105 % × (Af/A)

= 1,05 × (18,2847 m2/1 m2)

= 19,2 → 20 buah


C.43 Gudang Limbah Pemurnian

Kode : F-206

Fungsi : menyimpan limbah hasil pemurnian selama 3 bulan (90 hari)




Asam Sulfat (H2SO4)




Karbon aktif







Vt = 120 % × Vtotal × τ

= 1,2 × 0,0011 m3 × (90 hari × 24 jam/hari)

= 2,8512 m3


Tinggi → T = 2 m



= 3L × L × 2 m

= L2 × 6 m

L =m 6

Vt =m 6

m 2,8512 3

= 0,6894 m

P = 3 × 0,6894 m = 2,0682 m



Kode : L-208

Fungsi : mengalirkan filtrat (liquor) dari filter press-4 ke evaporator





Air (H2O)












Komponen m (kg/jam) totalmm=x μ (cp) μln =y xy H2O 1161,1320 0,9037 0,3799 –0,9679 –0,8747 C6H8O7 123,7632 0,0963 5,0000 1,6094 0,1550



= 0,4869 cp = 0,0003 lbm/ft.detik



IDo = 3,9 × Vc0,45 × ρc

0,13

= 3,9 × (0,0124)0,45 × (63,3896)0,13 = 0,9276 inchi











h) ε/OD = 0,00015 ft/0,110 ft = 0,0014

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 41.791

Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 2 × 13 × 0,110 ft = 2,86 ft

b) Ellbow 90° : 2 buah ; L/D = 45

L2 = n × L/D × OD = 2 × 45 × 0,110 ft = 9,9 ft


L3 = 7,9 ft


L4 = 10 ft


= (40 + 2,86 + 9,9 + 7,9 + 10)ft = 70,66 ft


c

2

××××

gf


ft 70,66ft/detik) (2,48lb 0,0242

m

2f

×××× = 1,4724 ft.lbf/lbm



Pemompaan





Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

×××

=0,8550

0,012463,389651,4724×

××


C.45 Evaporator

Kode : E-201

Fungsi : menguapkan 75 % H2O untuk meningkatkan konsentrasi C6H8O7

Jenis : evaporator film aduk (agitated film evaporator)


Bahan konstruksi : stainless steel, SA-167, grade-3



Air (H2O)













– Perencanaan evaporator :

Neraca energi :


t1 = 75°C

t2 = 100°C

Q = 61.096,7188 kkal/jam = 242.293,46 Btu/jam


T1 = 150°C

T2 = 100°C

Q = 466.265,9872 kkal/jam = 1.849.087,8 Btu/jam




LMTD = ( )12

12

ΔtΔtln ΔtΔt − = ( )CC/2550ln

C25C50°°°−° = 36,07°C

R =12

21

ttTT

−− = ( )

( ) C75100C100150

°−°− = 2

S =11

12

tTtt

−− = ( )

( ) C75150C75100°−°− = 0,3

Dari Gambar 20-Kern, untuk R = 2 dan S = 0,3 diperoleh FT = 0,99, maka :

Δt = FT × LMTD

= 0,99 × 36,07°C = 35,71°C = 96,278°F



h

c

ΔtΔt =

C50C25°° = 0,5

KC =c

ch

uuu − =

C/275)(100C/275)(100C/2100)(150

°+°+−°+ = 0,4


cΔt


TC = T2 + FC × (T1 – T2)

= 100°C + 0,42 × (150 – 100)°C

= 121°C = 249,8°F

tC = t1 + FC × (t2–t1)

= 75°C + 0,42 × (100 – 75)°C

= 85,5°C = 185,9°F


Komponen m (kg/jam) totalmm=x μ (cp) μln =y xy C6H8O7 123,7632 0,0963 5,0000 1,6094 0,1550 H2O 1161,1320 0,9037 0,2838 –1,2595 –1,1382


Viskositas campuran (μc) = eΣxy = e(–0,9832)

= 0,3741 cp = 0,905 lbm/ft.jam


Dari Tabel 10-Kern, untuk perancangan ini digunakan tube 12 ft, 16 BWG


a) Diameter luar (OD) = 0,750 inchi = 0,0625 ft

b) Ketebalan dinding (t) = 0,065 inchi = 0,0054 ft

c) Diameter dalam (ID) = 0,620 inchi = 0,0517 ft

d) Luas aliran (at) = 0,302 inchi2 = 0,0021 ft2

e) Lebar permukaan (a’) = 2,356 inchi = 0,1963 ft

f) Triangular pitch = 15/16 inchi = 0,0781 ft



UC =oio

oio

hhhh

+×

=F.Btu/jam.ft 363,5961F.Btu/jam.ft 1500F.Btu/jam.ft 363,5961F.Btu/jam.ft 1500

22

22

°+°°×°

= 292,6568 Btu/jam.ft2.°F


6.Gc =s

c

aW

= 2m

ft 0,0031/jamlb 2832,68

= 913.768 lbm/jam.ft2

7.NRe =c

ce

μGD ×

=/ft.jamlb 0,905

/jam.ftlb 913.768ft 0,0458m

2m×

= 46.244

8.jH = 120........................ (Gbr.28-Kern)

9.Untuk 35°API pada tC = 185,9°F :

k = 0,075 ...................... (Gbr.1-Kern)

c = 0,525 ...................... (Gbr.4-Kern)

Maka : 31

kc.μ

=

31

0,0750,9050,525

× = 1,8503

10. ho =31

H kc.μ

ODkj

= 1,85030,04580,075120 ×

×

= 363,5961 Btu/jam.ft2.°F


6.Gh =t

h

aW

= 2m

ft 0,0021/jamlb 1847,9213

= 879.963 lbm/jam.ft2

7.NRe =s

h

μGID×

=/ft.jamlb 103609,36

/jam.ftlb 879.963ft 0,0517m

3

2m

−××

= 12.605




light organics disyaratkan overall UD = 100–200 Btu/jam.ft2.°F, faktor pengotor


Rd =DC

DC

UUUU

×−


UD =C

C

URd1U×+


F.Btu/jam.ft 292,656822

2

°×°+°

= 155,8387 Btu/jam.ft2.°F ................................................... (memenuhi syarat)


A =ΔtU

QD

h

×

=F96,278F.Btu/jam.ft 155,8387

Btu/jam 81.849.087,2 °×°

= 123,241 ft2

9.Sehingga jumlah tube yang dapat digunakan pada evaporator :

N =a'L

A×

=ft 0,1963ft 12

ft 123,241 2

×

= 52,3183 → digunakan 53 buah tube

– Perencanaan ukuran evaporator :

Cross section tube area :

At = N × at = 53 × 0,0021 ft2 = 0,1113 ft2

Diameter down take :

Dd =πA4 t× =

3,14ft 0,11134 2× = 0,3765 ft


Diameter evaporator :

Dt = 4 × Dd = 4 × 0,3765 ft = 1,506 ft = 0,459 m

Tinggi evaporator :

Ht = 1½ × L = 1½ × 12 ft = 18 ft = 5,4864 m

– Perencanaan tebal dinding evaporator :






Maka :


1Ht −

= 62,3790 lbm/ft3 ×144

1ft 18 − = 7,3642 lbm/inchi2


= 14,696 Psi + 7,3642 Psi = 22,0602 Psi


(Pt) = 105 % × Po

= 1,05 × 22,0602 Psi = 23,1632 Psi


RPt

t +−××

f


×−××× + 0,125 inchi

= 0,1381 inchi



tutup 163 inchi.


C.46 Pompa Pada Evaporator

Kode : L-209

Fungsi : mengalirkan campuran dari evaporator ke cooler





Air (H2O)















= 0,6691 cp = 0,0005 lbm/ft.detik



IDo = 3,9 × Vc0,45 × ρc

0,13

= 3,9 × (0,0037)0,45 × (68,5260)0,13 = 0,5438 inchi











h) ε/OD = 0,00015 ft/0,07 ft = 0,0021

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 14.420

Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 2 × 13 × 0,07 ft = 1,82 ft

b) Ellbow 90° : 3 buah ; L/D = 30

L2 = n × L/D × OD = 3 × 30 × 0,07 ft = 6,3 ft


L3 = 6 ft


L4 = 7,9 ft


= (50 + 1,82 + 6,3 + 6 + 7,9)ft = 72,02 ft


c

2

××××

gf


ft 72,02ft/detik) (2,3125lb 0,0222

m

2f

×××× = 1,8796 ft.lbf/lbm



Pemompaan





Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

×××

=0,8550

0,003768,526011,8796×

××


C.47 Cooler

Kode : E-202

Fungsi : mendinginkan campuran dari suhu 100°C menjadi 26°C

Jenis : 2-4 shell & tube exchanger

Jumlah : 1 unit


– Perencanaan cooler :

Neraca energi :


T1 = 100°C

T2 = 26°C

Q = 24.851,2578 kkal/jam = 6266,4932 Btu/jam


t1 = 25°C

t2 = 50°C

Q = 24.499,2145 kkal/jam = 6177,7219 Btu/jam





LMTD = ( )12

12

ΔtΔtln ΔtΔt −

=C)C/1(50ln C1C50°°°−° = 12,53°C

R =12

21

ttTT

−−

=C25)(50C26)(100

°−°− = 2,96

S =11

12

tTtt

−−

=C25)(100

C25)(50°−°− = 0,3


Δt = FT × LMTD = 0,85 × 12,53°C = 10,65°C = 51,17°F


h

c

ΔtΔt =

C50C1°° = 0,02

KC =c

ch

uuu − =

C/225)(50C/225)(50C/226)(100

°+°+−°+ = 0,68


cΔt

Δt = 0,02 dan KC = 0,68 diperoleh FC = 0,21,

maka :

TC = T2 + FC × (T1 – T2)

= 26°C + 0,21 × (100 – 26)°C = 41,54°C = 106,77°F

tC = t1 + FC × (t2–t1)

= 25°C + 0,21 × (50 – 25)°C = 30,25°C = 86,45°F





= 1,4717 cp = 3,5602 lbm/ft.jam

Dari Tabel 9-Kern, untuk perancangan ini digunakan shell dengan spesifikasi

sebagai berikut :

a) Diameter dalam (ID) = 10 inchi = 0,8333 ft

b) Jarak antar baffle (B) = 5 inchi = 0,42 ft






d) Luas aliran (at’) = 0,334 inchi2 = 0,0023 ft2


f) Triangular pitch (PT) = 15/16 inchi = 0,0781 ft

g) Clearance (C) = 0,9219 ft

h) Jumlah lewatan (nt) = 2

i) Jumlah tube (Nt) = 10

Trial-1

Dari Tabel 8-Kern, untuk cooler dengan fluida dingin : air dan fluida panas :

heavy organics disyaratkan overall UD = 5–75 Btu/jam.ft2.°F, dimana luas

permukaan perpindahan panas :

A = Nt × L × a’

= 10 × 12 ft × 0,1963 ft = 23,556 ft2


UD =ΔtA

Qh

×=

F51,17ft 23,556Btu/jam 6266,4932

2 °×= 5,1989 Btu/jam.ft2.°F



UC =oio

oio

hhhh

+× =

F.Btu/jam.ft 5,4244F.Btu/jam.ft 226,7785F.Btu/jam.ft 5,4244F.Btu/jam.ft 226,7785

22

22

°+°°×°

= 5,2977 Btu/jam.ft2.°F

Shell Side : Fluida Panas

1.as =TP

B C ID ××

=ft 0,0781

1)ft0,9219(0,8333 3××

= 9,8364 ft2

2.Gh =s

h

aW = 2

m

ft 9,8364/jamlb 912,8063

= 92,7988 lbm/jam.ft2

3.NRe =h

he

μGD ×

=/ft.jamlb 3,5602

/jam.ftlb 92,7988ft 0,0458m

2m×

= 1,2

4.jH = 1,5......................... (Gbr.28-Kern)


k = 0,0775 .................... (Gbr.1-Kern)

c = 0,48 ........................ (Gbr.4-Kern)

Maka : 31

kc.μ

=

31

0,07753,56020,48

× = 2,8042

6.ho =31

H kc.μ

ODkj

= 2,80420,06250,07751,56 ×

×

= 5,4244 Btu/jam.ft2.°F

Tube Side : Fluida Dingin

1.at =t

tt

n'aN ×

=2

ft 0,002310 2×

= 0,0115 ft2

2.Gc =t

c

aW = 2

m

ft 0,0115/jamlb 2162,8178

= 188.071 lbm/jam.ft2

3.NRe =c

c

μGID×

=/ft.jamlb 2,16195

/jam.ftlb 188.0710,0543ftm

2m×

= 4.724

4.Vc =ρ3600

Gc

×

= 3m

2m

/ftlb 62,25detik/jam 3600/jam.ftlb 188.071

×

= 0,84 ft/detik

5.hi = hi × φ .................. (Gbr.25-Kern)

= 265 × 0,985

= 261,025 Btu/jam.ft2.°F

6.hio =

×

ODIDhi

=

×0,06250,0543261,025

= 226,7785 Btu/jam.ft2.°F


8.Faktor pengotor (Rd) yang dizinkan ≥ 0,003 jam.ft2.°F/Btu, dimana :

Rd =DC

DC

UUUU

×−

=F.Btu/jam.ft 5,1989F.Btu/jam.ft 5,2977F.Btu/jam.ft 5,1989F.Btu/jam.ft 5,2977

22

22

°×°°−°

= 0,0035872 jam.ft2.°F/Btu ................................................. (memenuhi syarat)

Shell Side : Fluida Panas

1.Untuk NRe = 1,2 diperoleh :

f = 0,08 ft2/inchi2 ......... (Gbr.29-Kern)

2.(N + 1) = 12 × L/B

= 12 × 12 ft/0,42 ft

= 342,857 → 343


sg = 0,83 ..................... (Gbr.6-Kern)

4.ΔPs =φ××××

+×××

ge10

s2

h

D105,221)(NDG

sf

=10,830,0458105,22

3430,8333(92,7988)0,0810

2

×××××××

= 9,923 × 10–5 Psi

ΔPs < 10 Psi → spesifikasi diterima

Tube Side : Fluida Dingin

1.Untuk NRe = 4.724 diperoleh :

f = 0,00034 ft2/inchi2 ... (Gbr.26-Kern)

2.Untuk air pada tC = 86,45°F :

sg = 1,0 ...................... (Tabel.6-Kern)

3.ΔPt =φ××××

×××

g10

t2

c

ID105,22nLGs

f

=11,00,0543105,22212(188.071)0,00034

10

2

×××××××

= 0,1018 Psi

4.Untuk Gc =188.071 lbm/jam.ft2 :

'2V2

g= 0,0044 Psi .......... (Gbr.27-Kern)

5.ΔPr ='2

Vn4 2

g

t

gs×

×

= 0,00441,0

24×

×

= 0,0352 Psi

6.ΔPT = ΔPt + ΔPr

= (0,1018 + 0,0352)Psi

= 0,137 Psi

ΔPT < 10 Psi → spesifikasi diterima

Pressure Drop


C.48 Pompa Pada Cooler

Kode : L-210

Fungsi : mengalirkan campuran dari cooler ke sentrifugal filter





Air (H2O)















IDo = 3,9 × Vc0,45 × ρc

0,13

= 3,9 × (0,0036)0,45 × (70,6616)0,13 = 0,5393 inchi











h) ε/OD = 0,00015 ft/0,07 ft = 0,0021

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 7.307

Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 2 × 13 × 0,07 ft = 1,82 ft

b) Ellbow 90° : 2 buah ; L/D = 45

L2 = n × L/D × OD = 2 × 45 × 0,07 ft = 6,3 ft


L3 = 6 ft


L4 = 7,9 ft


= (50 + 1,82 + 6,3 + 6 + 7,9)ft = 72,02 ft


c

2

××××

gf =


2m

2f

××××

= 1,7793 ft.lbf/lbm


Pemompaan






Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

××× =

0,85500,003670,661611,7793

×××


C.49 Sentrifugal Filter (Filter Centrifuge)

Kode : H-204

Fungsi : mengendapkan partikel C6H8O7 dan memisahkannya dari zat cair

Jenis : sentrifugal filter otomatis (automatic filter centrifuge)


– Kapasitas filtrat (larutan induk) :

Air (H2O)







Volume (V) = 0,0000075 m3/jam

– Kapasitas residu (kristal) :

Air (H2O)









– Perencanaan sentrifugal filter :

Direncanakan keranjang filtrasi memiliki faktor keamanan 20 %, sehingga

volume desain keranjang :

Vt = 120 % × Vc × τ = 1,2 × 0,3658 m3/jam × 1 jam = 0,4390 m3

Penentuan diameter optimum keranjang filtrasi

Vt = ¼ × π × Do2 × b

= ⅛ × π × Do2 × (2 × Do)

= ¼ × π × Do3

Do = 3 t

πV4× = 3

2

3,14m 0,43904× = 0,8239 m = 32,4370 inchi

Dari Bab 30-McCabe, untuk perancangan ini dapat digunakan sentrifugal filter


a) Diameter keranjang (D) = 33 inchi

b) Tinggi keranjang (b) = 66 inchi

c) Jenis medium filtrasi = logam berpori

d) Ukuran pori-pori filter = 100 mesh

e) Kecepatan putaran (N) = 720 rpm

f) Estimasi tebal cake (tc) = 3 inchi

Penentuan daya motor

Ab = 2D4π× = 2inchi) (33

43,14

×

= 854,865 inchi2 = 5,9366 ft2

ω =60

Nπ2 ×× =60

rpm 7203,142 ××

= 75,36 rps

Fs =c

2bt

gωAm ×× = 2

fm

22m

.detik.ft/lblb 32,2rps) (75,36ft 5,9366/detiklb 0,2536 ××

= 266 lbf.ft/detik

Direncanakan sentrifugal filter memiliki efisiensi (E) = 50 %, maka daya yang

digunakan :

P =E550

Fs

×=

0,5550.ft/detiklb 266 f

×= 0,97 hp → digunakan daya motor 1 hp


C.50 Pompa Pada Sentrifugal Filter

Kode : L-211

Fungsi : mengalirkan larutan induk ke evaporator untuk di-recycle





Air (H2O)







Volume (V) = 0,0000075 m3/jam








= 0,8738 cp = 0,00059 lbm/ft.detik



IDo = 3,9 × Vc0,45 × ρc

0,13

= 3,9 × (0,0027)0,45 × (62,1764)0,13 = 0,4660 inchi











h) ε/OD = 0,00015 ft/0,07 ft = 0,0021

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 8.092

Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 2 × 13 × 0,07 ft = 1,82 ft

b) Ellbow 90° : 1 buah ; L/D = 45

L2 = n × L/D × OD = 1 × 45 × 0,07 ft = 3,15 ft


L3 = 6 ft


L4 = 7,9 ft


= (100 + 1,82 + 3,15 + 6 + 7,9)ft = 118,87 ft


c

2

××××

gf


ft 118,87ft/detik) (1,6875lb 0,0222

m

2f

×××× = 1,652 ft.lbf/lbm



Pemompaan





Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

×××

=0,8550

0,002762,176451,652×

××


C.51 Pengering (Dryer)

Kode : E-203

Fungsi : menguapkan H2O yang terkandung dalam kristal C6H8O7

Jenis : pengering baki (tray dryer)

Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : commercial stell


– Kapasitas total bahan yang akan dikeringkan :



Densitas (ρ) = 1564,4317 kg/m3

– Kapasitas udara pengering :



Volume (V) = 492,9602 m3/jam


– Perencanaan elemen (koil) pemanas udara :

Neraca energi :

Fluida dingin : m = 500,9462 kg/jam = 1.104,386 lbm/jam

t1 = 28°C

t2 = 75°C

Q = 349,7406 kkal/jam = 1.386,9789 Btu/jam


T1 = 150°C

T2 = 100°C

Q = 1.5082,7915 kkal/jam = 59.814,37 Btu/jam




LMTD = ( )12

12

ΔtΔtln ΔtΔt −

=C)C/72(75ln C72C75°°°−° = 73,5°C

R =12

21

ttTT

−−

=C28)(75C100)(150

°−°− = 1,1

S =11

12

tTtt

−−

=C28)(150

C28)(75°−°− = 0,4


Δt = FT × LMTD

= 0,99 × 73,5°C = 72,765°C = 162,98°F



h

c

ΔtΔt =

C50C47°° = 0,9

KC =c

ch

uuu − =

C/228)(75C/228)(75C/2100)(150

°+°+−°+ = 1,4


cΔt


TC = T2 + FC × (T1 – T2)

= 100°C + 0,43 × (150 – 100)°C

= 121,5°C = 250,7°F

tC = t1 + FC × (t2–t1)

= 28°C + 0,43 × (75 – 28)°C

= 48,21°C = 118,8°F


Komponen m (kg/jam) totalmm=x μ (cp) μln =y xy O2 105,1987 0,210 0,0232 –3,7636 –0,7904 N2 395,7475 0,790 0,0200 –3,9120 –3,0905

Total 500,9462 ln μc (viskositas udara) –3,8809

Viskositas udara (μc) = eΣxy = e–3,8809

= 0,0206 cp = 0,0498 lbm/ft.jam









f) Triangular pitch = 1,250 inchi = 0,1042 ft



UC =oio

oio

hhhh

+×

=F.Btu/jam.ft 35,0237F.Btu/jam.ft 1500F.Btu/jam.ft 35,0237F.Btu/jam.ft 1500

22

22

°+°°×°

= 34,2246 Btu/jam.ft2.°F


1.Gc =s

c

aW

= 2m

ft 0,0085/jamlb 1.104,386

= 129.928 lbm/jam.ft2

2.NRe =c

ce

μGD ×

=/ft.jamlb 0,0498

/jam.ftlb 129.928ft 0,0642m

2m×

= 167.498

3.jH = 250........................ (Gbr.28-Kern)

4.Dari Tabel A3.3-Geankoplis, untuk

udara pada tC = 118,8°F diperoleh :

k = 0,0161

c = 0,241

Maka : 31

kc.μ

=

31

0,01610,04980,241

× = 0,9067

5.ho =31

H kc.μ

ODkj

= 0,90670,10420,0161250 ×

×

= 35,0237 Btu/jam.ft2.°F


1.Gh =t

h

aW

= 2m

ft 0,0068/jamlb 59,7766

= 8.791 lbm/jam.ft2

2.NRe =s

h

μGID×

=/ft.jamlb 10 3609,36/jam.ftlb 8.791ft 0,0933

m3

2m

××

= 227




light organics disyaratkan overall UD = 5–50 Btu/jam.ft2.°F, faktor pengotor (Rd)

yang dizinkan ≥ 0,003 jam.ft 2.°F/Btu, dimana :

Rd =DC

DC

UUUU

×−


UD =C

C

URd1U×+



2

°×°+°



A =ΔtU

QD

h

×=

F162,98F.Btu/jam.ft 31,0378Btu/jam 59.814,37

2 °×°= 11,8244 ft2

9.Sehingga jumlah tube yang dapat digunakan pada dryer :

N =a'L

A×

=ft 0,327112

ft 11,8244 2

×= 3,01→ digunakan 3 buah tube

– Perencanaan pengering (dryer) :

Penentuan volume baki (tray)

Dari Tabel 12.7-Perry, untuk perancangan ini dapat diasumsikan ketebalan bahan

yang akan dikeringkan pada hamparan baki adalah ± 0,25 inchi, sehingga dapat

digunakan spesifikasi baki sebagai berikut :

a) Bentuk alas baki = persegi (square)

b) Kedalaman baki (h) = 0,25 inchi = 0,00635 m

c) Jumlah baki (Ntray) = 10 buah

d) Panjang sisi (s) =trayN1

hVc × =

101

m 0,00635m 0,0871 3

×

= 0,3704 m = 14,6 inchi

e) Jarak antar baki (C) = ½ × s = ½ × 14,6 inchi = 7,3 inchi = 0,18542 m


Penentuan laju alir udara pengering (air velocity)

ν =udara

udara

ρ3600C)(sm

×××

= 3kg/m 1,01623600m) 0,18542m (0,3704kg/jam 500,9462

×××

= 1,9938 m/detik

Penentuan ukuran pengering (dryer)

Vd = 23

2asf

s

asas

a

sρmTK6,38

ρ)/m(m)m(m

Q

××××

+×

×

= 23

0,37041,0162136,262750,58926,38

1564,431700,9462)(136,262/5500,9462)(136,262

6247,2679

××××

+×

×

= 4,1592 m3

Direncanakan dryer memiliki faktor keamanan 20 % sehingga volume desain

chamber :

Vt = 120 % × Vd = 1,2 × 4,1592 m3 = 4,9910 m3


Tinggi → T = 2 m



= 2L × L × 2 m

= L2 × 4 m

L =m 4

Vt

=m 4

m 4,9910 3

= 1,1170 m

P = 2 × 1,1170 m = 2,2340 m


C.52 Gudang Produk Asam Sitrat (C6H8O7)

Kode : F-207

Fungsi : menyimpan C6H8O7 (produk utama) selama 1 bulan (30 hari)











Vt = 120 % × V × τ

= 1,2 × 0,0751 m3 × (30 hari × 24 jam/hari) = 64,8864 m3


Tinggi → T = 4 m



= 2L × L × 4 m

= L2 × 8 m

L =m 8

Vt

=m 8

m 64,8864 3

= 2,848 m

P = 2 × 2,848 m = 5,696 m


LAMPIRAN D

PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS

D.1 Tangki Bahan Bakar

Kode : F-01

Fungsi : menyimpan persediaan bahan bakar selama 15 hari

Bentuk : silinder horizontal, alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : carbon steel, SA-283, grade B

Jumlah : 2 unit

Kondisi ruangan : tekanan (P) = 1 atm dan temperatur (T) = 30°C


Solar

Kebutuhan = (278,3322 + 193,2515)kg/jam = 471,5837 kg/jam





(Vt) = 120 % × V × τ/Nunit

= 1,2 × 0,5299 m3/jam × (15 hari × 24 jam/hari)/2

= 114,4584 m3

Dimana :24

DH

Diametersilinder Tinggi s ==

Volume desain tangki (Vt) = volume silinder (Vs) = 3D2π


π2V

= 33

3,14m 114,45842×

= 4,1775 m = 13,7057 ft


Tinggi desain tangki (Ht) = Hs

= D24 = ft) (13,7057

24

= 27,4114 ft = 8,3550 m


Dari Tabel 13.1-Brownel, untuk bahan konstruksi carbon steel, SA-283, grade B





Maka :

Tekanan hidrostatik (Ph) = ρ ×144

1Hs −

= 55,5608 lbm/ft3 ×144

1ft 27,4114 −




(Pt) = 105 % × Po = 1,15 × 24,8866 Psi = 28,6196 Psi


RPt

t +−××

f

=Psi) 28,6196(0,60,8)Psi (12.650


= 0,3580 inchi



tutup 167 inchi.


D.2 Pompa Bahan Bakar

Kode : L-01

Fungsi : mengalirkan bahan bakar solar untuk generator dan ketel uap





Solar







IDo = 3,9 × V0,45 × ρ0,13 = 3,9 × (0,0052)0,45 × (55,5608)0,13 = 0,6167 inchi








f) Panjang pipa (L) = 500 ft

g) ε/OD = 0,00015 ft/0,0875 ft = 0,0017

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 33.064


Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 2 × 13 × 0,0875 ft = 2,275 ft

b) Ellbow 90° : 2 buah ; L/D = 30

L2 = n × L/D × OD = 2 × 30 × 0,0875 ft = 5,250 ft


L3 = 9,2 ft


L4 = 10 ft


= (500 + 2,275 + 5,250 + 9,2 + 10)ft = 526,725 ft


c

2

××××

gf

=ft 0,0875.detik.ft/lblb 32,22ft 526,725ft/detik) (1,73330,022

2fm

2

××××

= 6,1782 ft.lbf/lbm


Pemompaan





Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

×××

=0,8550

0,005255,560816,1782×

××



D.3 Pompa Sumur Bor

Kode : L-02

Fungsi : mengalirkan air sumur bor ke bak sedimentasi





Air (H2O)

Kebutuhan = 2.421,055 kg/jam = 1,4826 lbm/detik

Densitas (ρ) = 0,99568 gr/cm3 = 995,68 kg/m3 = 62,1581 lbm/ft3





IDo = 3,9 × V0,45 × ρ0,13 = 3,9 × (0,0239)0,45 × (62,1581)0,13 = 1,2431 inchi



i) Ukuran nominal (IPS) = 1¼ inchi

j) Schedule number = 80

k) Diameter luar (OD) = 1,660 inchi = 0,1383 ft

l) Diameter dalam (ID) = 1,278 inchi = 0,1065 ft

m) Area laju alir (at) = 1,280 inchi2 = 0,0089 ft2

n) Panjang pipa (L) = 350 ft

o) ε/OD = 0,00015 ft/0,1383 ft = 0,0011

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 35.554


Instalasi pipa


e) Gate valve : 1 buah ; jenis : fully opened ; L/D = 13

L1 = n × L/D × OD = 1 × 13 × 0,1383 ft = 1,7979 ft

f) Ellbow 90° : 2 buah ; L/D = 30

L2 = n × L/D × OD = 2 × 30 × 0,1383 ft = 8,2980 ft

g) Inward projecting pipes entrance ; 1 buah ; k = 0,78

L3 = 9,2 ft

h) Projecting pipes exit ; 1 buah ; k = 1

L4 = 10 ft


= (350 + 1,7979 + 8,2980 + 9,2 + 10)ft = 379,2959 ft


c

2

××××

gf

=ft 0,1383.detik.ft/lblb 32,22

ft 379,2959ft/detik) (2,6854 0,0202

fm

2

××××

= 6,1421 ft.lbf/lbm


Pemompaan

e) Tinggi pemompaan = 100 ft

f) Static head = Δz × (g/gc) = 100 lbf/lbm

g) Velocity head = Δv2/2 × gc = 0

h) Pressure head = ΔP/ρ = 0

Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

×××

=0,8550

0,023962,1581106,1421×

××



D.4 Bak Sedimentasi

Kode : T-01

Fungsi : menampung air sumur bor sekaligus mengendapkan partikel-

partikel halus yang masih terbawa oleh air

Bentuk : balok




Air (H2O)

Kebutuhan = 2.421,055 kg/jam



– Perencanaan bak :

Direncanakan bak sedimentasi akan dibangun sebanyak 2 unit dan memiliki faktor

keamanan 20 %, sehingga volume desain bak :

Vt = 120 % × V × τ

= 1,2 × 2,4316 m3/jam × 12 jam

= 35,01504 m3


Tinggi → T = Lebar (L)



= 2L × L × L

= 2L2

L = 3 t

2V

= 33

2m 35,01504 = 2,5966 m

P = 2 × 2,5966 m = 5,1932 m


D.5 Pompa Pada Bak Sedimentasi

Kode : L-03

Fungsi : mengalirkan air dari bak sedimentasi ke penyaring pasir





Air (H2O)







IDo = 3,9 × V0,45 × ρ0,13 = 3,9 × (0,0239)0,45 × (62,1581)0,13 = 1,2431 inchi









g) ε/OD = 0,00015 ft/0,1383 ft = 0,0011

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 35.554


Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 1 × 13 × 0,1383 ft = 1,7979 ft

b) Ellbow 90° : 2 buah ; L/D = 30

L2 = n × L/D × OD = 2 × 30 × 0,1383 ft = 8,2980 ft


L3 = 9,2 ft


L4 = 10 ft


= (100 + 1,7979 + 8,2980 + 9,2 + 10)ft = 129,2959 ft


c

2

××××

gf


ft 129,2959ft/detik) (2,6854 0,0202

fm

2

××××

= 2,0938 ft.lbf/lbm


Pemompaan





Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

×××

=0,8550

0,023962,158122,0938×

××



D.6 Penyaring Pasir

Kode : H-01

Fungsi : menyaring partikel-partikel halus yang masih terbawa oleh air





Air (H2O)






(Vt) = 120 % × V × τ

= 1,2 × 2,4302 m3/jam × 1 jam = 2,91624 m3

Dimana :23

DH


41

DH


41

DH



= 3πD83 + 3D

12π + 3D

12π = 3πD

2413


13π24V = 3

3

3,1413m 2,9162424

×× = 1,1969 m = 3,9268 ft

Volume Silinder

Vs = s2 HD

4π

×

Vs = D23D

4π 2 ×

Vs = 3πD83

Volume Tutup

Vh = h2 HπD

124

×

Vh = D41πD

124 2 ×

Vh = 3D12π

Volume Alas

Vb = b2 HπD

124

×

Vb = D41πD

124 2 ×

Vb = 3D12π


Tinggi desain tangki (Ht) = Hs + Hh + Hb + Hfilter = D23 + D

41 + D

41 + Hfilter

= ft) (3,926823 + ft) (3,9268

41 + ft) (3,9268

41 + 3,625 ft

= (5,8902 + 0,9817 + 0,9817 + 3,625)ft

= 11,4786 ft = 3,4987 m







Maka :


1Hs − = 62,1931 lbm/ft3 ×144

1ft 5,8902 −

= 2,1121 lbm/inchi2



(Pt) = 105 % × Po = 1,05 × 16,8081 Psi = 17,6485 Psi


RPt

t +−××

f

=Psi) 17,6485(0,60,8)Psi (12.750


= 0,1658 inchi



tutup 163 inchi.


D.7 Pompa Pada Penyaring Pasir

Kode : L-04

Fungsi : mengalirkan air dari penyaring pasir ke menara air





Air (H2O)







IDo = 3,9 × V0,45 × ρ0,13 = 3,9 × (0,0238)0,45 × (62,1931)0,13 = 1,2408 inchi









g) ε/OD = 0,00015 ft/0,1383 ft = 0,0011

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 31.630


Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 1 × 13 × 0,1383 ft = 1,7979 ft

b) Ellbow 90° : 2 buah ; L/D = 30

L2 = n × L/D × OD = 2 × 30 × 0,1383 ft = 8,2980 ft


L3 = 9,2 ft


L4 = 10 ft


= (150 + 1,7979 + 8,2980 + 9,2 + 10)ft = 179,2959 ft


c

2

××××

gf


ft 179,2959ft/detik) (2,6742 0,0202

fm

2

××××

= 2,8793 ft.lbf/lbm


Pemompaan





Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

×××

=0,8550

0,023862,193172,8793×

××



D.8 Menara Air

Kode : WT-01

Fungsi : menampung air sebelum disalurkan untuk berbagai kebutuhan

Bentuk : silinder tegak, alas dan tutup datar




Air (H2O)






(Vt) = 120 % × V × τ

= 1,2 × 2,4302 m3/jam × 12 jam

= 34,99488 m3

Dimana :24

DH




π2V

= 33

3,14m 34,994882×

= 2,8143 m = 9,2333 ft

Tinggi desain tangki (Ht) = Hs

= D24

= ft) (9,233324 = 18,4666 ft = 5,6286 m








Maka :


1Hs −

= 62,1931 lbm/ft3 ×144

1ft 18,4666 −

= 7,5438 lbm/inchi2


= 14,696 Psi + 7,5438 Psi

= 22,2398 Psi


(Pt) = 105 % × Po

= 1,05 × 22,2398 Psi

= 23,35179 Psi


RPt

t +−××

f

=Psi) 23,35179(0,60,8)Psi (12.750


= 0,3790 inchi



tutup 167 inchi.


D.9 Pompa Pada Menara Air

Kode : L-05

Fungsi : mengalirkan air dari menara air untuk berbagai kebutuhan





Air (H2O)







IDo = 3,9 × V0,45 × ρ0,13 = 3,9 × (0,0238)0,45 × (62,1931)0,13 = 1,2408 inchi









g) ε/OD = 0,00015 ft/0,1383 ft = 0,0011

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 31.630


Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 4 × 13 × 0,1383 ft = 7,1916 ft

b) Ellbow 90° : 4 buah ; L/D = 30

L2 = n × L/D × OD = 4 × 30 × 0,1383 ft = 16,596 ft


L3 = 35 ft


L4 = 42 ft


= (70 + 7,1916 + 16,596 + 35 + 42)ft = 170,7876 ft


c

2

××××

gf


ft 170,7876ft/detik) (2,6742 0,0202

fm

2

××××

= 2,7426 ft.lbf/lbm


Pemompaan





Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

×××

=0,8550

0,023862,193152,7426×

××



D.10 Menara Pendingin Air

Kode : CT-01

Fungsi : menurunkan suhu air pendingin bekas dari 50ºC menjadi 25ºC

Jenis : mechanical draft cooling tower




Air (H2O)

Kebutuhan = (131.178,7081 + 6.888,6717 + 981,0477)kg/jam

= 139.048,4275 kg/jam = 85,1517 lbm/detik



– Perencanaan ukuran menara :

Direncanakan menara memiliki safety factor 20 %, maka volume desain menara

(Vt) = 120 % × V

= 1,2 × 139,4556 m3/jam

= 167,3467 m3/jam = 736,8053 galon/menit

Dari Gambar 12.14-Perry, untuk suhu air panas 50ºC (122ºF) dan suhu air dingin

25ºC (77ºF) diperoleh :

Temperatur bola basah (tb) = 71ºF (21,67ºC)

Konsentrasi air (CW) = 1,8 galon/menit.ft2

Jadi, luas menara yang dapat diperhitungkan :

(AT) =W

t

CV = 2t.ftgalon/meni 1,8

tgalon/meni 736,8053 = 409,3363 ft2

Dari Gambar 12.15-Perry, untuk performa menara 90 % diperoleh tenaga kipas

0,03 hp/ft2. Maka daya yang dibutuhkan :

P = 0,03 hp/ft2 × 409,3363 ft2 = 12,28 hp → digunakan daya 12,5 hp


D.11 Pompa Air Pendingin

Kode : L-06

Fungsi : mengalirkan air dari menara pendingin ke beberapa unit proses





Air (H2O)







IDo = 3,9 × V0,45 × ρ0,13 = 3,9 × (1,3680)0,45 × (62,2455)0,13 = 7,6831 inchi









g) ε/OD = 0,00015 ft/0,8958 ft = 0,0002

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 222.561


Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 1 × 13 × 0,8958 ft = 11,6454 ft

b) Ellbow 90° : 2 buah ; L/D = 30

L2 = n × L/D × OD = 2 × 30 × 0,8958 ft = 53,7480 ft


L3 = 35 ft


L4 = 42 ft


= (500 + 11,6454 + 53,7480 + 35 + 42)ft = 642,3934 ft


c

2

××××

gf


ft 642,3934ft/detik) (2,6404 0,0182

fm

2

××××

= 1,3974 ft.lbf/lbm


Pemompaan





Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

×××

=0,8550

1,368062,2455 51,3974×

××

= 9,9468 hp → digunakan daya pompa 10 hp


D.12 Softener

Kode : R-01

Fungsi : mengurangi kesadahan air





Air (H2O)




NaCl (Natrium Klorida)

Kebutuhan = 0,2131 kg/hari = 0,0089 kg/jam

Densitas (ρ) = 2,163 gr/cm3 = 2.163 kg/m3 = 135,0314 lbm/ft3

Volume (V) = 0,000004 m3/jam







(Vt) = 120 % × V × τ = 1,2 × 0,343104 m3/jam × 1 jam = 0,4117 m3

Dimana :23

DH


41

DH


41

DH


Volume Silinder

Vs = s2 HD

4π

×

Vs = 3πD83

Volume Tutup

Vh = h2 HπD

124

×

Vh = 3D12π

Volume Alas

Vb = b2 HπD

124

×

Vb = 3D12π



= 3πD83 + 3D

12π + 3D

12π = 3πD

2413


13π24V = 3

3

3,1413m 0,411724

×× = 0,6232 m = 2,0446 ft

Tinggi desain tangki (Ht) = Hs + Hh + Hb + Hresin

= ft) (2,044623 + ft) (2,0446

41 + ft) (2,0446

41 + 0,0249 ft

= (3,0669 + 0,5112 + 0,5112 + 0,0249)ft

= 4,1142 ft = 1,254 m







Maka :


1Hs −

= 62,1868 lbm/ft3 ×144

1ft 3,0669 − = 0,8926 lbm/inchi2



(Pt) = 105 % × Po = 1,05 × 15,5886 Psi = 16,36803 Psi


RPt

t +−××

f

=Psi) 16,36803(0,60,8)Psi (12.750


= 0,1447 inchi



tutup 163 inchi.


D.13 Pompa Pada Softener

Kode : L-07

Fungsi : mengalirkan air dari tangki softener ke tangki deaerator





Air (H2O)







IDo = 3,9 × V0,45 × ρ0,13 = 3,9 × (0,00336)0,45 × (62,2455)0,13 = 0,5142 inchi









g) ε/OD = 0,00015 ft/0,0700 ft = 0,0021

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 9.913


Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 1 × 13 × 0,07 ft = 0,91 ft

b) Ellbow 90° : 2 buah ; L/D = 30

L2 = n × L/D × OD = 2 × 30 × 0,07 ft = 4,2 ft


L3 = 2 ft


L4 = 2,5 ft


= (30 + 0,91 + 4,2 + 2 + 2,5)ft = 39,61 ft


c

2

××××

gf


ft 39,61ft/detik) (2,1 0,0162

fm

2

××××

= 0,61998 ft.lbf/lbm


Pemompaan





Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

×××

=0,8550

0,0033662,2455 10,61998×

××



D.14 Deaerator

Kode : D-01

Fungsi : menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air umpan ketel

Bentuk : silinder horizontal, alas dan tutup ellipsoidal




Air (H2O)

Kebutuhan = 1.708,8526 kg/jam = 3.767,3364 lbm/jam





(Vt) = 120 % × V × τ

= 1,2 × 1,7702 m3/jam × 1 jam

= 2,12424 m3

Dimana :23

DH


41

DH


41

DH



= 3πD83 + 3D

12π + 3D

12π = 3πD

2413


13π24V = 3

3

3,1413m 2,1242424

×× = 1,0769 m = 3,5331 ft

Volume Silinder

Vs = s2 HD

4π

×

Vs = D23D

4π 2 ×

Vs = 3πD83

Volume Tutup

Vh = h2 HπD

124

×

Vh = D41πD

124 2 ×

Vh = 3D12π

Volume Tutup

Vb = b2 HπD

124

×

Vb = D41πD

124 2 ×

Vb = 3D12π



= D23 + D

41 + D

41

= ft) (3,533123 + ft) (3,5331

41 + ft) (3,5331

41

= (5,2997 + 0,8833 + 0,8833)ft = 7,0663 ft = 2,1538 m







Maka :


1Hs − = 60,2641 lbm/ft3 ×144

1ft 5,2997 −

= 1,7994 lbm/inchi2



(Pt) = 105 % × Po = 1,15 × 16,4954 Psi = 18,9697 Psi


RPt

t +−××

f

=Psi) 18,9697(0,60,8)Psi (12.750


= 0,1645 inchi



tutup 163 inchi.


D.15 Pompa Pada Deaerator

Kode : L-08

Fungsi : mengalirkan air dari tangki deaerator ke ketel uap





Air (H2O)







IDo = 3,9 × V0,45 × ρ0,13 = 3,9 × (0,0174)0,45 × (60,2641)0,13 = 1,0733 inchi









g) ε/OD = 0,00015 ft/0,1383 ft = 0,0011

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 59.753


Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 1 × 13 × 0,1383 ft = 1,7979 ft

b) Ellbow 90° : 2 buah ; L/D = 30

L2 = n × L/D × OD = 2 × 30 × 0,1383 ft = 8,2980 ft


L3 = 5,1 ft


L4 = 6,4 ft


= (30 + 1,7979 + 8,2980 + 5,1 + 6,4)ft = 51,5959 ft


c

2

××××

gf

=ft 0,1383.detik.ft/lblb 32,22ft 51,5959ft/detik) (1,9551 0,022

2fm

2

××××

= 0,4872 ft.lbf/lbm


Pemompaan





Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

×××

=0,8550

0,017460,2641 10,4872×

××



D.16 Ketel Uap

Kode : B-01

Fungsi : menghasilkan steam yang dibutuhkan untuk berbagai proses

Jenis : water tube boiler

Bentuk : silinder horizontal, alas dan tutup ellipsoidal




Air (H2O)

Kebutuhan = 1.708,8526 kg/jam = 3.767,3364 lbm/jam





(Vt) = 140 % × V × τ

= 1,4 × 1,8617 m3/jam × 1 jam = 2,6064 m3

Dimana :23

DH


41

DH


41

DH



= 3πD83 + 3D

12π + 3D

12π = 3πD

2413


13π24V = 3

3

3,1413m 2,606424

×× = 1,1529 m = 3,7825 ft

Volume Silinder

Vs = s2 HD

4π

×

Vs = D23D

4π 2 ×

Vs = 3πD83

Volume Tutup

Vh = h2 HπD

124

×

Vh = D41πD

124 2 ×

Vh = 3D12π

Volume Tutup

Vb = b2 HπD

124

×

Vb = D41πD

124 2 ×

Vb = 3D12π



= D23 + D

41 + D

41

= ft) (3,782523 + ft) (3,7825

41 + ft) (3,7825

41

= (5,6738 + 0,9456 + 0,9456)ft = 7,565 ft = 2,3058 m







Maka :


1Hs − = 57,3025 lbm/ft3 ×144

1ft 5,6738 −

= 1,8599 lbm/inchi2



(Pt) = 105 % × Po = 1,2 × 16,5559 Psi = 19,8671 Psi


RPt

t +−××

f

=Psi) 19,8671(0,60,8)Psi (12.750


= 0,1693 inchi



tutup 163 inchi.


– Perhitungan daya deaerator :

Dari Tabel A.2.9-Geankoplis (unit SI), enthalpi (Ĥ) untuk air pada suhu 90ºC dan

steam 150ºC diperoleh :

C90H °v = 2660,1 kj/kg = 1143,6 Btu/lbm

C90H °l = 376,92 kj/kg = 162,05 Btu/lbm

C150H °v = 2746,5 kj/kg = 1180,8 Btu/lbm

Maka, diperoleh harga panas laten :

λ = ( lv HH − ) C°°

150C90

= ( C150H °v – C90H °

v ) + ( C90H °v – C90H °

l )

= [(1180,8 − 1143,6) + (1143,6 − 162,05)]Btu/lbm

= 1.018,75 Btu/lbm

Sehingga daya yang digunakan pada deaerator :

P =970,334,5

Btu/lb 1.018,75/jamlb 3.767,3364 mm

××

= 114,6508 hp

– Perencanaan koil pemanas :



a) Diameter luar (OD) = 1½ inchi





Luas permukaan perpindahan panas

A = P × 10 ft2/hp

= 114,6508 hp × 10 ft2/hp = 1.146,508 ft2

Jumlah tube untuk koil pemanas

N =a'L

A×

=ft 0,3925ft 12

ft 1.146,508 2

×

= 243,4 → digunakan tube sebanyak 244 buah


D.17 Tangki Air Domestik

Kode : T-02

Fungsi : menampung air domestik untuk berbagai kebutuhan

Bentuk : silinder tegak, alas dan tutup datar




Air (H2O)

Kebutuhan = 220 kg/jam



Kaporit (Ca(ClO)2)


Densitas (ρ) = 0,1272 gr/cm3 = 1.272 kg/m3 = 79,4082 lbm/ft3

Volume (V) = 0,0000005 m3/jam







(Vt) = 120 % × V × τ

= 1,2 × 0,2208005 m3/jam × 12 jam

= 3,1795 m3

Dimana :24

DH





π2V = 3

3

3,14m 3,17952× = 1,2652 m = 4,1509 ft

Tinggi desain tangki (Ht) = Hs = D24 = ft) (4,1509

24 = 8,3018 ft = 2,5304 m







Maka :


1Hs −

= 62,2017 lbm/ft3 ×144

1ft 8,3018 −

= 3,1541 lbm/inchi2



(Pt) = 105 % × Po = 1,05 × 17,8501 Psi = 18,7426 Psi


RPt

t +−××

f

=Psi) 18,7426(0,60,8)Psi (12.750


= 0,1708 inchi



tutup 163 inchi.


D.18 Pompa Air Domestik

Kode : L-09

Fungsi : mengalirkan air domestik untuk berbagai kebutuhan





Air (H2O)

Kebutuhan = 220 kg/jam = 0,1347 lbm/detik






IDo = 3,9 × V0,45 × ρ0,13 = 3,9 × (0,0022)0,45 × (62,1931)0,13 = 0,425 inchi









g) ε/OD = 0,00015 ft/0,0700 ft = 0,0021

Kecepatan linier

v =ta

Q = 2

3


Bilangan Reynold

NRe = μvDρ ×× =


m

3m ×× = 6.948


Instalasi pipa



L1 = n × L/D × OD = 1 × 13 × 0,07 ft = 0,91 ft

b) Ellbow 90° : 2 buah ; L/D = 30

L2 = n × L/D × OD = 2 × 30 × 0,07 ft = 4,2 ft


L3 = 9,2 ft


L4 = 10 ft


= (500 + 0,91 + 4,2 + 9,2 + 10)ft = 524,31 ft


c

2

××××

gf

=ft 0,07.detik.ft/lblb 32,22ft 524,31ft/detik) (1,375 0,016

2fm

2

××××

= 3,5183 ft.lbf/lbm


Pemompaan





Tenaga (daya) pompa



P =E550QρW

×××

=0,8550

0,002262,193173,5183×

××



LAMPIRAN E

PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI

Dalam rencana pra rancangan pabrik Asam Sitrat digunakan asumsi sebagai

berikut :

Pabrik beroperasi selama 360 hari dalam setahun.

Kapasitas maksimum adalah 3 ton/hari.

Perhitungan didasarkan pada harga peralatan terpasang (HPT).

Harga alat disesuaikan dengan basis 27 Februari 2010, dimana nilai tukar Dollar

terhadap Rupiah adalah US$ 1 = Rp 9.250 ....................... (Bank Indonesia. 2010)

E.1 Perhitungan Modal Investasi (MI)

E.1.1 Perhitungan Modal Investasi Tetap (MIT)

E.1.1.1 Perhitungan Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)

a) Biaya tanah lokasi pabrik − Harga tanah pada lokasi pabrik diperkirakan Rp 2.500.000/m2

− Luas tanah seluruhnya = 38.000 m2

− Harga tanah seluruhnya = 38.000 m2 × Rp 2.500.000/m2

= Rp 95.000.000.000

− Biaya perataan tanah = 5 % ....................................... (Timmerhaus. 2004)

− Biaya perataan tanah = 0,05 × Rp 95.000.000.000

= Rp 4.750.000.000

− Total biaya tanah = Rp 95.000.000.000 + Rp 4.750.000.000

= Rp 99.750.000.000

b) Harga bangunan Tabel E.1 Perincian harga bangunan

Nama Bangunan Luas (m2) Harga (Rp/m2) Jumlah (Rp)

Areal proses 4.500 2.500.000 11.250.000.000 Gudang bahan baku 2.500 800.000 2.000.000.000 Gudang produk 700 800.000 560.000.000 Laboratorium 400 2.000.000 800.000.000 Perkantoran 700 2.000.000 1.400.000.000 Parkir 300 500.000 150.000.000


Nama Bangunan Luas (m2) Harga (Rp/m2) Jumlah (Rp)

Perpustakaan 100 2.000.000 200.000.000 Tempat ibadah (musholla) 100 1.500.000 150.000.000 Kantin 50 600.000 30.000.000 Poliklinik 100 1.500.000 150.000.000 Perumahan karyawan 7.000 1.500.000 10.500.000.000 Bengkel 1.000 800.000 800.000.000 Ruang kontrol 400 2.500.000 1.000.000.000 Pembangkit listrik 1.000 1.500.000 1.500.000.000 Pengolahan air 1.500 2.500.000 3.750.000.000 Pengolahan limbah 2.500 2.500.000 6.250.000.000 Ruang boiler 1.200 1.500.000 1.800.000.000 Daerah perluasan 10.000 300.000 3.000.000.000 Taman 300 500.000 150.000.000 Unit pemadam kebakaran 100 800.000 80.000.000 Pos keamanan 50 600.000 30.000.000 Jalan 3.500 500.000 1.750.000.000

Total 38.000 47.300.000.000

c) Perincian harga peralatan

Harga peralatan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut :

Cx =

y

x

m

1

2y I

IXXC ........................................................... (Timmerhaus. 2004)

Dimana :

Cx = harga alat pada tahun 2010

Cy = harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia

X1 = kapasitas alat yang tersedia

X2 = kapasitas alat yang diinginkan

Ix = indeks harga pada tahun 2010

Iy = indeks harga pada tahun yang tersedia

m = faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat)

Dan untuk menentukan indeks harga pada tahun 2010 digunakan metode regresi

koefisien korelasi :

r =))Y(Yn.())X(Xn.(

)Y.X().YX(n.2

i2i

2i

2i

iiii

Σ−Σ×Σ−Σ

ΣΣ−Σ


Tabel E.2 Harga indeks Marshall dan Swift

No. Tahun Indeks (Yi) Xi Xi2 Yi

2 Xi.Yi

1 1989 895 1 1 801025 895 2 1990 915 2 4 837225 1830 3 1991 931 3 9 866761 2793 4 1992 943 4 16 889249 3772 5 1993 967 5 25 935089 4835 6 1994 993 6 36 986049 5958 7 1995 1028 7 49 1056784 7196 8 1996 1039 8 64 1079521 8312 9 1997 1057 9 81 1117249 9513

10 1998 1062 10 100 1127844 10620 11 1999 1068 11 121 1140624 11748 12 2000 1089 12 144 1185921 13068 13 2001 1094 13 169 1196836 14222 14 2002 1103 14 196 1216609 15442

n Total (Σ) 14184 105 1015 14436786 110204

Sumber : (Timmerhaus. 2004)

Dengan memasukkan harga-harga pada Tabel E.2 di atas, maka akan diperoleh

harga koefisien korelasi :

r = ( )( ) ( )( )( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( )22 141841443678614105101514

1418410511020414

−×−

− = 0,9841 ~ 1

Harga koefisien relasi yang mendekati positif 1 menyatakan bahwa terdapat

hubungan linier antar variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang

mendekati adalah persamaan regresi linier.

Persamaan umum regresi linier :

Y = a + bX

Dimana :

Y = indeks harga pada tahun yang dicari (2010)

X = variabel tahun ke n – 1

a, b = tetapan persamaan regresi


Untuk mengetahui harga indeks tahun yang diinginkan, terlebih dahulu dicari

tetapan a dan b, dengan mensubstitusikan harga pada Tabel E.2 pada persamaan

di bawah berikut ini :

a = Y – bX

b = ( ) ( )( ) ( )2i

2i

iiii

ΣXΣX.nΣY.ΣXYΣX.n

−− = ( )( ) ( )( )

( )( ) ( )21051015141418410511020414

−− = 16,8088

Y =n

ΣYi =14

14184 = 1013,1429

X =n

ΣXi =14105 = 7,5

a = 1013,1429 − (16,8088 × 7,5) = 887,0769

Sehingga persamaan regresi liniernya adalah :

Y = 887,0769 + 16,8088X

Dengan demikian, harga indeks pada tahun 2010 (Xi = 22) adalah :

Y = 887,0769 + (16,8088 × 22) = 1256,8705

Harga alat, kapasitas, dan faktor eksponensial (m) kapasitas yang akan digunakan

adalah harga eksponen Marshall & Swift yang dapat dilihat pada tabel 6.4-

Timmerhaus, sedangkan untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya

dianggap 0,6. Dan untuk harga alat dan kapasitas pada tahun yang tersedia juga

dapat dilihat pada gambar E.1 di bawah ini.

Capacity (m3)

Purc

hase

d C

ost (

US$

)

106

105

104

103

102 103 104 105Capacity (Galon)

10-1 1 10 102 103

P-82Jan, 2002

310 kPa (30 psig) Carbon-steel tank (spherical)

Carbon steel304 Stainless stellMixing tank with agitator

Gambar E.1 Korelasi harga peralatan dengan kapasitas


Contoh perhitungan harga peralatan

Nama alat : tangki H2SO4

:

Kode : F-202

Diketahui :

X2 = 46,6560 m3

X1 = 50 m3

Cy = US$ 700.000

Ix = 1256,8705

Iy = 1103

m = 0,57

Nilai tukar Dollar terhadap Rupiah : US$ 1 = Rp 9.250,-

Maka :

Cx = US$ 700.000 ×57,0

506560,46 ×

11031256,8703

= US$ 767.791,633 = Rp 7.092.822.605

Dengan cara yang sama diperoleh perkiraan (estimasi) harga alat lainnya yang

hasilnya dapat dilihat pada tabel E.3 untuk peralatan dalam negeri (non-impor)

dan tabel E.4 untuk peralatan luar negeri (impor).

Tabel E.3 Estimasi harga peralatan non-impor

Nama Alat Kode Jumlah Harga/Unit (Rp)

Total (Rp)

Tangki A. niger F-102 1 143.240.890 143.240.890 Pompa L-101 1 11.594.431 11.594.431 Mixer-NH4NO3 M 101 1 20.200.696 20.200.696 Pompa L-102 1 11.594.431 11.594.431 Mixer-KCl M-102 1 47.644.841 47.644.841 Pompa L-103 1 11.594.431 11.594.431 Mixer-MgSO4 M-103 1 47.196.458 47.196.458 Pompa L-104 1 11.594.431 11.594.431 Mixer-NH4Cl M-104 1 19.727.245 19.727.245



Total (Rp)

Pompa L-105 1 11.594.431 11.594.431 Tangki CH3OH F-104 2 57.968.055 115.936.110 Pompa L-106 1 11.594.431 11.594.431 Tangki H2SO4 F-202 2 7.092.823.734 14.185.647.468 Pompa L-204 2 11.594.431 23.188.862 Pompa L-107 4 11.594.431 46.377.724 Pompa L-201 1 11.594.431 11.594.431 Pompa L-201 1 11.594.431 11.594.431 Pompa L-202 1 11.594.431 11.594.431 Pompa L-203 1 11.594.431 11.594.431 Pompa L-205 1 11.594.431 11.594.431 Pompa L-206 1 11.594.431 11.594.431 Tangki purifier R-203 1 106.152.970 106.152.970 Pompa L-207 1 11.594.431 11.594.431 Pompa L-208 1 11.594.431 11.594.431 Pompa L-209 1 11.594.431 11.594.431 Pompa L-210 1 11.594.431 11.594.431 Pompa L-211 3 11.594.431 34.783.293

Total Biaya Peralatan Proses Non-Impor (Rp) 14.975.607.451

Tangki bahan bakar F-01 2 993.817.393 1.987.634.786 Pompa L-01 2 11.594.431 23.188.862 Pompa L-02 1 11.594.431 11.594.431 Pompa L-03 2 11.594.431 23.188.862 Sand filter H-01 1 155.573.192 155.573.192 Pompa L-04 1 11.594.431 11.594.431 Menara air WT-01 1 632.372.766 632.372.766 Pompa L-05 1 11.594.431 11.594.431 Pompa L-06 1 11.594.431 11.594.431 Pompa L-07 1 11.594.431 11.594.431 Deaerator D-01 1 119.778.469 119.778.469 Pompa L-08 1 11.594.431 11.594.431 Tangki air domestik T-02 1 163.430.621 163.430.621 Pompa L-09 1 11.594.431 11.594.431

Total Biaya Peralatan Utilitas Non-Impor (Rp) 3.186.328.574

Total Biaya Keseluruhan Peralatan Non-Impor (Rp) 18.161.936.025


Harga peralatan non-impor tersebut masih merupakan harga indeks. Untuk harga

alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut :

− PPn = 10 %

− PPh = 10 %

− Transportasi lokal = 0,5 %

− Biaya tak terduga = 0,5 %

Total = 21 %

Tabel E.4 Estimasi harga peralatan impor


Total (Rp)

Rotary cutter CH-101 3 35.837.332 107.511.996 Pneumatic conveyer J 101 1 70.620.625 70.620.625 Pneumatic conveyer J-102 1 70.620.625 70.620.625 Pneumatic conveyer J-103 1 70.620.625 70.620.625 Pneumatic conveyer J-104 1 70.620.625 70.620.625 Pneumatic conveyer J-201 1 70.620.625 70.620.625 Pneumatic conveyer J-202 1 70.620.625 70.620.625 Fermenter R-101 4 313.862.543 1.255.450.172 Tangki koagulasi R-201 1 105.959.557 105.959.557 Filter press-1 H-101 1 59.191.470 59.191.470 Filter press-2 H-201 1 54.874.188 54.874.188 Tangki acidifier R-202 1 164.198.749 164.198.749 Filter press-3 H-202 1 65.559.445 65.559.445 Filter press-4 H-203 1 54.741.195 54.741.195 Evaporator E-201 1 20.885.982 20.885.982 Cooler E-202 1 19.024.270 19.024.270 Sentrifugal filter H-204 3 61.724.658 185.173.974 Tray dryer E-203 3 4.567.892 13.703.676

Total Biaya Peralatan Proses Impor (Rp) 2.529.998.423

Menara pendingin CT-01 1 1.510.013.303 1.510.013.303 Softener R-01 1 56.942.676 56.942.676 Boiler B-01 1 146.542.876 146.542.876

Total Biaya Peralatan Utilitas Impor (Rp) 1.713.498.855

Total Biaya Keseluruhan Peralatan Impor (Rp) 4.243.497.278

+


Harga peralatan impor tersebut juga masih merupakan harga indeks. Sedangkan

untuk harga peralatan sampai di lokasi pabrik akan dikenakan biaya tambahan

sebagai berikut :

− Biaya transportasi = 5 %

− Biaya asuransi = 1 %

− Bea masuk = 15 %

− PPn = 10 %

− PPh = 10 %

− Biaya gudang di pelabuhan = 0,5 %

− Biaya administrasi pelabuhan = 0,5 %

− Transportasi lokal = 0,5 %

− Biaya tak terduga = 0,5 %

Total = 43 %

Sehingga dapat ditentukan :

Total harga peralatan sampai ke lokasi pabrik :

C1 = harga peralatan non-impor + harga peralatan impor

= (121 % × Rp 18.161.936.025) + (143 % × Rp 4.243.497.278)

= Rp 21.975.942.590 + Rp 6.068.201.107 = Rp 28.044.143.697

Biaya pemasangan yang diperkirakan 10 % dari total harga peralatan :

C2 = 10 % × Rp 28.044.143.697 = Rp 2.804.414.370

Harga peralatan terpasang (HPT) :

C3 = Rp 28.044.143.697 + Rp 2.804.414.370 = Rp 30.848.558.066

Biaya instrumentasi dan alat kontrol yang diperkirakan 13 % dari HPT :

C4 = 13 % × Rp 30.848.558.066 = Rp 4.010.312.549

Biaya perpipaan yang diperkirakan 80 % dari HPT :

C5 = 80 % × Rp 30.848.558.066 = Rp 24.678.846.453

Biaya instalasi listrik yang diperkirakan 10 % dari HPT :

C6 = 10 % × Rp 30.848.558.066 = Rp 3.084.855.807

Biaya insulasi yang diperkirakan 8 % dari HPT :

C7 = 8 % × Rp 30.848.558.066 = Rp 2.467.884.645

+


Biaya inventaris kantor yang diperkirakan 1 % dari HPT :

C8 = 1 % × Rp 30.848.558.066 = Rp 308.485.581

Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan yang diperkirakan 1 % dari

HPT :

C9 = 1 % × Rp 30.848.558.066 = Rp 308.485.581

Biaya sarana transportasi, perincian jumlah, jenis, dan harganya dapat dilihat

pada tabel E.5 berikut ini :

Tabel E.5 Biaya sarana transportasi

Peruntukkan Kendaraan Unit Jenis

Kendaraan Harga/Unit

(Rp) Total (Rp)

Dewan Komisaris 3 Toyota

New Camry 732.000.000 2.196.000.000

Direktur 1 Toyota Fortuner 412.000.000 412.000.000

Manajer 4 Toyota Kijang Innova 260.000.000 1.040.000.000

Kepala Bagian 5 Toyota

Vios 186.000.000 930.000.000

Kepala Seksi 14 Toyota

Avanza 180.000.000 2.520.000.000

Karyawan 3 Mitsubshi Bus 270.000.000 810.000.000

Truk Material 7 Hino

Dutro 320.000.000 2.240.000.000

Ambulans 1 Mitsubshi L-300 110.000.000 110.000.000

Pemadam Kebakaran 1 Dyna 400.000.000 400.000.000

Total (C10) 10.658.000.000

Dari perincian keseluruhan biaya maka diperoleh jumlah total dari MITL :

Σ MITL = biaya tanah + biaya bangunan + HPT + Σ C4-10

= Rp 223.415.428.681


E.1.1.2 Perhitungan Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL)

a) Biaya pra investasi, yang diperkirakan 7 % dari MITL :

C11 = 0,07 × Rp 223.415.428.681 = Rp 15.639.080.008

b) Biaya engineering dan supervise, yang diperkirakan 8 % dari MITL :

C12 = 0,08 × Rp 223.415.428.681 = Rp 17.873.234.295

c) Biaya kontraktor, yang diperkirakan 2 % dari MITL :

C13 = 0,02 × Rp 223.415.428.681 = Rp 4.468.308.574

d) Biaya tak terduga, yang diperkirakan 10 % dari MITL :

C14 = 0,1 × Rp 223.415.428.681 = Rp 22.341.542.868

Dari perincian keseluruhan biaya maka diperoleh jumlah total dari MITTL :

Σ MITTL = C11 + C12 + C13 + C14

= Rp 60.322.165.745

Sehingga jumlah modal investasi tetap (MIT) dapat dihitung :

Σ MIT = MITL + MITTL

= Rp 223.415.428.681 + Rp 60.322.165.745 = Rp 283.737.594.426

E.1.2 Perhitungan Modal Kerja (MK)

Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 3 bulan (90 hari),

dengan perincian sebagai berikut :

E.1.2.1 Perhitungan MK Berdasarkan Persediaan Bahan Baku Proses

a) NH4NO3 (Ammonium Nitrat)


Harga = Rp 1.890.000/kg ............................................. (UD Rudang. 2010)

Total biaya = 90 hari × 24 jam/hari × 25,7840 kg/jam × Rp 1.890.000/kg

= Rp 105.260.601.600

b) KCl (Kalium Klorida)


Harga = Rp 366.000/kg ................................................ (UD Rudang. 2010)

Total biaya = 90 hari × 24 jam/hari × 24,0114 kg/jam × Rp 366.000/kg

= Rp 18.982.452.384


c) MgSO4 (Magnesium Sulfat)




= Rp 98.744.469.120

d) NH4Cl (Ammonium Klorida)




= Rp 24.023.086.920

e) Ca(OH)2 (Kalsium Hidroksida)




= Rp 218.384.301.312

f) Carcual aktif (Karbon aktif)




= Rp 10.415.656.512

g) CH3OH (Metanol)


Densitas = 791,8 kg/m3



= Rp 112.872.049.344

h) H2SO4 (Asam Sulfat)


Densitas = 1.890 kg/m3

Harga = Rp 81.900/kg .................................................. (UD Rudang. 2010)


= Rp 17.275.843.166


i) Kulit Nenas


Harga = Rp 500/kg ....................................................... (Sianipar. 2006)

Total biaya = 90 hari × 24 jam/hari × 610,6737 kg/jam × Rp 500/kg

= Rp 659.527.596

j) Aspergillus niger


Harga = US$ 10/0,5 pound = Rp 407.850/kg ................ (Scincestuff. 2010)


= Rp 27.568.020.395

Total biaya persediaan bahan baku proses selama 3 bulan (30 hari) adalah :

C15 = Rp 634.186.008.349

Total biaya persediaan bahan baku proses selama 1 tahun (360 hari) adalah :

C16 = Rp 2.536.744.033.397

E.1.2.2 Perhitungan MK Berdasarkan Persediaan Bahan Baku Utilitas

a) NaCl (Natrium Klorida)

Kebutuhan = 0,2131 kg/hari

Harga = Rp 3.000/kg .............................................. (PT BrataChem. 2010)

Harga total = 90 hari × 0,2131 kg/hari × Rp 3.000 /kg

= Rp 57.537

b) Ca(ClO)2 (Kaporit)


Harga = Rp 12.500/kg ............................................ (PT BrataChem. 2010)

Harga total = 90 hari × 24 jam/hari × 0,0006 kg/jam × Rp 12.500 /kg

= Rp 16.200

c) Bahan bakar Solar

Kebutuhan = 529,8693 liter/jam

Harga = Rp 5.850/liter ............................................... (PT Pertamina. 2010)

Harga total = 90 hari × 24 jam/hari × 529,8693 liter/jam × Rp 5.850 /liter

= Rp 6.695.428.475


Total biaya persediaan bahan baku utilitas selama 3 bulan (30 hari) adalah :

C17 = Rp 6.695.502.212

Total biaya persediaan bahan baku utilitas selama 1 tahun (360 hari) adalah :

C18 = Rp 26.782.008.847

E.1.2.3 Perhitungan MK Berdasarkan Kas

a) Biaya untuk gaji pegawai

Tabel E.6 Perincian gaji pegawai pada pabrik pembuatan Asam Sitrat

Jabatan Jumlah Gaji (Rp/bulan) Total (Rp/bulan) Dewan Komisaris 3 10.000.000 30.000.000 Direktur 1 20.000.000 20.000.000 Staf Ahli 3 7.500.000 22.500.000 Sekretaris 2 2.500.000 5.000.000 Manajer Teknik 1 12.000.000 12.000.000 Manajer Produksi 1 12.000.000 12.000.000 Manajer Keuangan 1 12.000.000 12.000.000 Manajer Personalia 1 12.000.000 12.000.000 Manajer Pemasaran 1 12.000.000 12.000.000 Kepala Bagian Teknik 1 5.000.000 5.000.000 Kepala Bagian Produksi 1 5.000.000 5.000.000 Kepala Bagian Personalia 1 4.500.000 4.500.000 Kepala Bagian Keuangan 1 4.500.000 4.500.000 Kepala Bagian Pemasaran 1 4.000.000 4.000.000 Kepala Seksi 14 3.000.000 45.000.000 Karyawan Produksi 120 2.000.000 240.000.000 Karyawan Teknik 44 2.000.000 88.000.000 Karyawan Personalia 15 1.800.000 27.000.000 Karyawan Bagian Keuangan 15 1.800.000 27.000.000 Karyawan Pemasaran 10 1.800.000 18.000.000 Dokter 2 4.000.000 8.000.000 Perawat 5 1.000.000 4.000.000 Petugas Keamanan 10 1.200.000 12.000,000 Petugas Kebersihan 14 800.000 11.200.000 Supir 12 1.200.000 14.400.000

Total 280 143.600.000 655.100.000

Total keseluruhan gaji pegawai selama 3 bulan (90 hari) :

C19 = Rp 1.965.300.000

Total keseluruhan gaji pegawai selama 1 tahun (360 hari) :

C20 = Rp 7.861.200.000


b) Biaya administrasi umum, yang diperkirakan 20 % dari gaji pegawai :

C21 = 0,2 × Rp 1.965.300.000

= Rp 393.060.000

c) Biaya pemasaran, yang diperkirakan 20 % dari gaji pegawai :

C22 = 0,2 × Rp 1.965.300.000

= Rp 393.060.000

d) Pajak bumi dan bangunan (PBB)

Dasar perhitungan Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) mengacu kepada Undang-

Undang RI No. 20 Tahun 2000 Jo UU No. 21 Tahun 1997 tentang Bea Perolehan

Hak atas Tanah dan Bangunan, dengan uraian sebagai berikut :

− Yang menjadi objek pajak adalah perolehan hak atas tanah dan atas bangunan

(Pasal 2 ayat 1 UU No.20/00).

− Dasar pengenaan pajak adalah Nilai Perolehan Objek Pajak (Pasal 6 ayat 1

UU No.20/00).

− Tarif pajak ditetapkan sebesar 5 % (Pasal 5 UU No.21/97).

− Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak ditetapkan sebesar Rp

30.000.000 (Pasal 7 ayat 1 UU No.21/97).

− Besarnya pajak yang terutang dihitung dengan cara mengalikkan tarif pajak

dengan Nilai Perolehan Objek Kena Pajak (Pasal 8 ayat 2 UU No.21/97).

Maka berdasarkan penjelasan di atas, maka perhitungan PBB pabrik pembuatan

Asam Sitrat ditetapkan sebagai berikut :

Nilai Perolehan Objek Pajak (NPOP) :

Tanah = Rp 95.000.000.000

Bangunan = Rp 47.300.000.000

Total NPOP = Rp 142.300.000.000

NPOP Tidak Kena Pajak = Rp 30.000.000

NPOP Kena Pajak = Rp 142.270.000.000

Wajib Pajak (WP) = 5 % × Rp 142.270.000.000

= Rp 7.113.500.000

−

+


Tabel E.7 Perincian biaya Kas keseluruhan No. Jenis Biaya Jumlah (Rp) 1 Gaji Pegawai 1.965.300.000

2 Administrasi Umum 393.060.000 3 Pemasaran 393.060.000 4 Pajak Bumi dan Bangunan 7.113.500.000

Total 9.864.920.000

E.1.2.4 Perhitungan MK Berdasarkan Biaya Start-Up

Biaya untuk start-up pabrik diperkirakan 15 % dari MIT (Modal Investasi

Tetap) :

C23 = 15 % × Rp 283.737.594.426

= Rp 42.560.639.164

E.1.2.5 Perhitungan MK Berdasarkan Piutang Dagang

Piutang dagang merupakan biaya yang dibayar sesuai dengan nilai penjualan

yang dikreditkan. Besarnya dihitung berdasarkan lama kredit dan nilai jual tiap

satuan produk, secara sistematis dituliskan :

PD = HPT12IP

×

Dimana :

PD = piutang dagang

IP = jangka waktu kredit yang diberikan (3 bulan)

HPT = hasil penjualan tahunan

Produk yang akan dijual terdiri dari produk utama, produk samping, dan sel

tersuspensi dari limbah padat. Perhitungan penjualannya sesuai dengan harga jualnya

adalah sebagai berikut :

e) C6H8O7 (Asam Sitrat)


Harga = Rp 1.294.000/kg ................................................ (UD Rudang. 2010)

Penjualan = 360 hari/tahun × 24 jam/hari ×125,0019 kg/jam × Rp 1.294.000/kg

= Rp 1.397.541.242.304/tahun


f) CaC2O4 (Kalsium Oksalat)


Harga = Rp 1.462.000/kg .......................................... (PT BrataChem. 2010)

Penjualan = 360 hari/tahun × 24 jam/hari × 41,2544 kg/jam × Rp 1.462.000/kg

= Rp 521.112.379.392/tahun

g) CaSO4 (Kalsium Sulfat)


Harga = Rp 1.454.000/kg ................................................ (UD Rudang. 2010)

Penjualan = 360 hari/tahun × 24 jam/hari ×131,4984 kg/jam × Rp 1.454.000/kg

= Rp 1.651.956.539.904/tahun

h) Sel tersuspensi


Harga = Rp 1.000/kg

Penjualan = 360 hari/tahun × 24 jam/hari ×147,3214 kg/jam × Rp 1.000/kg

= Rp 1.272.856.896/tahun

Sehingga total penjualan tahunan :

C24 = Rp 3.571.883.018.496

Dengan jumlah piutang dagang :

PD =Bulan 12Operasi Masa × C24 =

123 × Rp 3.571.883.018.496 = Rp 892.970.754.624

Tabel E.8 Perincian Modal Kerja (MK)

No. Jenis Biaya Jumlah (Rp) 1 Bahan baku proses dan utilitas 640.881.510.561 2 Kas 9.864.920.000 3 Start-up 42.560.639.164 4 Piutang dagang 892.970.754.624

Total 1.586.277.824.349

Σ Modal Investasi (MI) = Modal Investasi Tetap (MIT) + Modal Kerja (MK)

= Rp (283.737.594.426 + 1.586.277.824.349)

= Rp 1.870.015.418.775


Modal investasi ini berasal dari :

a) Modal sendiri = 60 % × MI

= 0,6 × Rp 1.870.015.418.775

= Rp 1.122.009.251.265

b) Pinjaman Bank = 40 % × MI

= 0,4 × Rp 1.870.015.418.775

= Rp 748.006.167.510

E.2 Perhitungan Biaya Produksi Total (BPT)

E.2.1 Perhitungan Biaya Tetap (Fixed Cost)

a) Gaji tetap karyawan Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah 3 bulan gaji yang

diberikan sebagai tunjangan, sehingga total gaji keseluruhan :

C25 = (12 + 3)bulan × Rp 655.100.000/bulan = Rp 9.826.500.000

b) Bunga pinjaman Bank, yang diperkirakan 18 % dari modal

pinjaman Bank : C26 = 18 % × Rp 748.006.167.510 = Rp 134.641.110.152

c) Depresiasi dan amortisasi

Semua modal investasi tetap langsung (MITL) kecuali tanah akan mengalami

penyusutan yang disebut depresiasi, sedangkan modal investasi tetap tidak

langsung (MITTL) yang juga mengalami penyusutan yang disebut amortisasi.

Biaya amortisasi diperkirakan 20 % dari MITTL, sehingga diperoleh :

C27 = 20 % × Rp 60.322.165.745 = Rp 12.064.433.149

Sedangkan depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol.

D =n

LP −

Dimana :

D = depresiasi per tahun


P = harga awal peralatan

L = harga akhir peralatan

n = umur peralatan (tahun)

Tabel E.9 Perkiraan biaya depresiasi

Komponen Biaya (Rp)

Umur (Tahun)

Depresiasi (Rp)

Bangunan 47.300.000.000 20 2.365.000.000 Peralatan proses dan utilitas 30.848.558.066 10 3.084.855.807 Instrumentasi dan kontrol 4.010.312.549 10 401.031.255 Perpipaan 24.678.846.453 10 2.467.884.645 Instalasi listrik 3.084.855.807 10 308.485.581 Insulasi 2.467.884.645 10 246.788.465 Inventaris kantor 308.485.581 10 30.848.558 Perlengkapan kebakaran 308.485.581 10 30.848.558 Sarana transportasi 10.658.000.000 10 1.065.800.000

Total 10.001.542.869

d) Biaya tetap perawatan

Tabel E.10 Perkiraan biaya tetap perawatan

Jenis Perawatan Biaya (Rp)

Via (%)

Jumlah (Rp)

Bangunan 47.300.000.000 15 7.095.000.000 Peralatan proses dan utilitas 30.848.558.066 20 6.169.711.613 Instrumentasi dan kontrol 4.010.312.549 15 601.546.882 Perpipaan 24.678.846.453 15 3.701.826.968 Instalasi listrik 3.084.855.807 15 462.728.371 Insulasi 2.467.884.645 15 370.182.697 Inventaris kantor 308.485.581 15 46.272.837 Perlengkapan kebakaran 308.485.581 15 46.272.837 Sarana transportasi 10.658.000.000 15 1.598.700.000

Total 20.092.242.206

e) Biaya tambahan industri, yang diperkirakan 20 % dari MIT :

C28 = 20 % × Rp 283.737.594.426 = Rp 56.747.518.885


f) Biaya administrasi umum, yang diperkirakan 15 % dari biaya tambahan :

C29 = 15 % × Rp 56.747.518.885 = Rp 8.512.127.833

g) Biaya pemasaran dan distribusi, yang diperkirakan 20 % dari biaya tambahan :

C30 = 20 % × Rp 56.747.518.885 = Rp 11.349.503.777

h) Biaya laboratorium, penelitan, dan pengembangan, yang diperkirakan 15 % dari

biaya tambahan :

C31 = 15 % × Rp 56.747.518.885 = Rp 8.512.127.833

i) Biaya asuransi terdiri dari :

− Asuransi pabrik, yang diperkirakan 15 % dari MIT :

C32 = 15 % × Rp 283.737.594.426 = Rp 42.560.639.164

− Asuransi karyawan, yang diperkirakan 5,7 % dari total gaji karyawan :

C33 = 5,7 % × Rp 9.826.500.000 = Rp 560.110.500

Dimana premi asuransi 3,7 % akan ditanggung oleh perusahaan dan 2 % akan langsung dibayar dari gaji karyawan.

j) Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) = Rp 7.113.500.000

Dari perincian biaya tetap di atas, maka diperoleh :

Σ Biaya Tetap = Σ C25-33 + biaya depresiasi + biaya tetap perawatan

= Rp 321.981.356.366

E.2.2 Perhitungan Biaya Variabel

Biaya variabel merupakan biaya yang jumlahnya bergantung kepada jumlah

produksi, perinciannya dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel E.11 Perkiraan Biaya Variabel

Variabel % Biaya (Rp) Bahan baku proses dan utilitas − 2.563.526.042.244 Pemasaran dan distribusi 10 1.134.950.378 Perawatan dan penanganan lingkungan 10 2.009.224.221 Lainnya 10 5.674.751.889

Total 2.572.344.968.732


Total Biaya Produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel

= Rp (321.981.356.366 + 2.572.344.968.732)

= Rp 2.894.326.325.096

E.3 Perhitungan Laba Dan Rugi Perusahaan

a) Laba sebelum Pajak (Brutto) Laba sebelum Pajak = Σ Penjualan Tahunan – Σ Biaya Produksi

= Rp 3.571.883.018.496 – Rp 2.894.326.325.096

= Rp 677.556.693.400

b) Pajak Penghasilan (PPh)

Berdasarkan UU RI No. 17 ayat 1 Tahun 2000, Tentang Perubahan Ketiga atas

UU No. 7 Tahun 1983 Tentang Tarif Pajak Penghasilan, yaitu :

− Penghasilan sampai dengan Rp 50.000.000 dikenakan pajak sebesar 10 %.

− Penghasilan Rp 50.000.000 sampai dengan Rp 100.000.000 dikenakan pajak

sebesar 15 %.

− Penghasilan di atas Rp 100.000.000 dikenakan pajak sebesar 30 %.

Maka pajak penghasilan yang harus dibayar perusahaan adalah :

− 10 % × Rp 50.000.000 = Rp 5.000.000

− 15 % × Rp 50.000.000 = Rp 7.500.000

− 30 % × Rp 677.556.693.400 = Rp 203.267.008.020

Total PPh = Rp 203.279.508.020

c) Laba setelah Pajak (Netto)

Laba setelah Pajak = Brutto – PPh

= Rp (677.556.693.400 − 203.279.508.020)

= Rp 474.277.185.380

E.4 Analisa Aspek Ekonomi

a) Profit Margin (PM)

+


PM =TahunanPenjualan

BruttoΣ

× 100 %

=018.4963.571.883. Rp

3.400677.556.69 Rp × 100 %

= 18,97 %

b) Break Even Point (BEP)

BEP =VariabelBiaya TahunanPenjualan

TetapBiaya Σ−Σ

Σ× 100 %

=968.7322.572.344. Rp018.4963.571.883. Rp

6.366321.981.35 Rp−

× 100 %

= 32,21 %

Tabel E.12 Kapasitas produksi pada BEP

Produk Produksi (kg/tahun)

Produksi pada BEP kg/tahun ton/tahun

Asam Sitrat (C6H8O7) 1.080.016,416 498.124,2314 498,124 Kalsium Oksalat (CaC2O4) 356.438,016 164.396,0315 164,396 Kalsium Sulfat (CaSO4) 1.136.146,176 524.012,3505 542,013 Sel tersuspensi 1.272.856,896 587.065,9497 587,066

Total 3.845.457,504 1.773.598,5631 1.773,599

Nilai penjualan pada BEP :

C34 = 32,21 % × Rp 3.571.883.018.496 = Rp 1.150.611.264.218

c) Return on Investment (ROI)

ROI =InvestasiModal

NettoΣ

× 100 %

=418.7751.870.015. Rp

5.380474.277.18 Rp× 100 % = 25,36 %

d) Pay Out Time (POT)

POT =ROI

1× 1 tahun =

0,25361

× 1 tahun = 3,94 tahun ~ 4 tahun


e) Return on Network (RON)

RON =sendiriModal

Netto× 100 %

=251.2651.122.009. Rp

5.380474.277.18 Rp× 100 % = 42,27 %

f) Internal Rate of Return (IRR)

Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan

pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut “Cash Flow”. Untuk memperoleh

cash flow diambil ketentuan sebagai berikut:

− Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10 % tiap tahun

− Masa pembangunan disebut tahun ke nol

− Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun

− Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke-10

− Cash flow = laba sesudah pajak + depresiasi + amortisasi

Rp-

Rp500,000,000,000

Rp1,000,000,000,000

Rp1,500,000,000,000

Rp2,000,000,000,000

Rp2,500,000,000,000

Rp3,000,000,000,000

Rp3,500,000,000,000

Rp4,000,000,000,000

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%Kapasitas Produksi

Biaya

Biaya TetapBiaya VariabelBiaya ProduksiPenjualan Tahunan

Gambar E.2 Grafik Break Event Point (BEP)


Appendix

Documents

Transcript of Appendix