Appendix static mixer.pdf

165
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Kapasitas produksi : 71.280 ton/tahun Basis perhitungan : 1 jam operasi Waktu kerja pertahun : 330 hari Satuan operasi : kg/jam Kapasitas tiap jam = ton 1 kg 1.000 x jam 24 hari 1 x hari 330 tahun 1 x tahun ton 280 . 1 7 = 9.000 kg/jam Universitas Sumatera Utara

description

mixer

Transcript of Appendix static mixer.pdf

Page 1: Appendix static mixer.pdf

LAMPIRAN A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

Kapasitas produksi : 71.280 ton/tahun

Basis perhitungan : 1 jam operasi

Waktu kerja pertahun : 330 hari

Satuan operasi : kg/jam

Kapasitas tiap jam =

ton1kg1.000x

jam24hari1x

hari330tahun1x

tahunton280.17

= 9.000 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

Page 2: Appendix static mixer.pdf

Static Mixer I1 2

Mix Joint I

H2O

5 6

NaClH2O Gliserin

7 8

EDTAH2O

14

Plate Exchanger I

Plate Exchanger IIHomogenizer I

Plug Flow Reactor Homogenizer II

Vacuum Spray Dryer

Cyclone Separator I

Cyclone Separator IISteam Ejector

3

4

1213

1110

15

171921

Static Mixer II

9

16182022

H2O

Mix Joint II

23

Asam palmitatAsam stearatAsam oleat

Asam linoleatImpuritis

Asam lauratAsam miristatAsam palmitatAsam stearatAsam oleat

Asam linoleatImpuritis

NaOHH2O

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinEDTAH2O

Impuritis Gambar LA.1 Neraca OverallPembuatan Soap Noodle

Universitas Sumatera Utara

Page 3: Appendix static mixer.pdf

PERHITUNGAN SECARA OVERALL

1. Degree of Freedom (Derajat Kebebasan)

OVERALL

NaOHH2O

H2ONaClH2O

Gliserin EDTAH2O

Asam palmitatAsam stearatAsam oleat

Asam linoleatImpuritis

H2O

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinEDTAH2O

Impuritis

1

2

5 6 7 8 14

22

23

Asam lauratAsam miristatAsam palmitatAsam stearatAsam oleat

Asam linoleatImpuritis

Jumlah Variabel : 34

Jumlah Neraca : 13

Jumlah Spesifikasi

- Komposisi : 18

Hubungan pembantu : 2

Konversi : 1

Derajat Kebebasan : 0

2. Perhitungan Neraca Overall

Diketahui data:

Reaksi:

H2Omasuk total per umpan : 1879,65 kg/jam

Komposisi stearin:

Asam palmitat : 51,6%

Asam stearat : 6,8%

O O R-COH + NaOH ↔ R-CONa + H2O fatty acid natrium soap noodle air hidroksida

Universitas Sumatera Utara

Page 4: Appendix static mixer.pdf

Asam oleat : 34,9%

Asam linoleat : 6,1%

Impuritis : 0,6%

Acid Value stearin : 207,2

Komposisi PKO:

Asam laurat : 52,9%

Asam miristat : 15,6%

Asam palmitat : 12,5%

Asam stearat : 3,8%

Asam oleat : 13,3%

Asam linoleat : 1,7%

Impuritis : 0,2%

Acid Value PKO : 250,6

Perbandingan laju stearin terhadap PKO : 80% : 20%

Komposisi NaOH:

NaOH : 48%

H2O : 52%

Komposisi NaCl:

NaCl : 20%

H2O : 80%

Komposisi EDTA:

EDTA : 25%

H2O : 75%

Yield:

NaOH : 0,02 %

NaCl : 0,5%

Gliserin : 0,45%

H2O : 12,5%

EDTA : 0,15%

Konversi fatty acid : 100%

Universitas Sumatera Utara

Page 5: Appendix static mixer.pdf

Perhitungan:

F23 = 9000 kg/jam

F1 = F2 = 4F2

Acid valuerata-rata = 80% × 207,2 + 20% × 250,6 = 215,88

W1fatty acid = 100% - 0,6% = 99,4%

W2fatty acid = 100% - 0,2% = 99,8%

Neraca massa komponen:

Impuritis:

0,6% F1 + 0,2%F2 = W23impuritis F23

0,006 × 4F2 + 0,002 F2 = W23impuritis F23

0,026 F2 = W23impuritis F23

W23impuritis =

Anhydrous soap:

W23anhydrous soap = 100% - (0,02% + 0,5% + 0,45% +

12,5% + 0,15% + W23impuritis)

W23anhydrous soap = 86,38% - W23

impuritis

W23anhydrous soap × F23 =

(86,38% - W23impuritis ) × F23 =

(86,38% - ) × F23 = 4,974

0,8638F23 -0,026 = 4,974

0,8638× 9000 kg/jam - 0,026 = 4,974

7774,2 kg/jam - 0,026 = 4,974 1,084658824

7774,2 kg/jam = 5,395092988 + 0,026

7774,2 kg/jam = 5,421092988

= 1434,065052 kg/jam

F1 =4F2 = 5736,260209 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

Page 6: Appendix static mixer.pdf

NaOH:

48% F5 = + 0,02% F23

48%F5 = +

0,02% × 9000 kg/jam

48%F5 = 1097,954082 kg/jam + 1,8 kg/jam

48%F5 = 1099,754082 kg/jam

F5 = 2291,15433 kg/jam

NaCl:

20% F7 = 0,5% F23

F7 = F23

F7 = 0,025 9000 kg/jam

F7 = 225 kg/jam

Gliserin:

F8 = 0,45% F23

F8 = 0,0045 × 9000 kg/jam

F8 = 40,5 kg/jam

EDTA:

25% F14 = 0,15% F23

F14 = F23

F14 = 0,006 9000 kg/jam

F14 = 54 kg/jam

H2O:

52% F5 + F6 + 80% F7 + 75% F14 = 1879,65 kg/jam

0,52 2291,15433 kg/jam + F6 + 0,8 225 kg/jam + 0,75 54 kg/jam =

1670,8 kg/jam F6 + 1411,90025 kg/jam = 1879,65 kg/jam F6 = 467,74974 kg/jam

52% F5 + F6 + 80% F7 + 75% F14 + = F22 +

12,5% F23

Universitas Sumatera Utara

Page 7: Appendix static mixer.pdf

1879,65 kg/jam + = F22 + 0,125 9000

kg/jam 2373,72933 kg/jam = F22 + 1125 kg/jam

F22 = 1248,72933 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

Page 8: Appendix static mixer.pdf

1. Mix Joint-2

1618

20Mix Joint II

23

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinEDTAH2O

Impuritis

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinEDTAH2O

Impuritis

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinEDTAH2O

Impuritis Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinEDTAH2O

Impuritis

Diketahui data:

Yield:

NaOH : 0,02 %

NaCl : 0,5%

Gliserin : 0,45%

H2O : 12,5%

EDTA : 0,15%

Perbandingan berat soap noodle pelet terhadap dust soap noodle = 97% : 3%

Perbandingan berat dust soap noodle di cyclone separator I dan II = 2 : 1

Komposisi soap noodle pelet dan dust soap noodle sama

Perhitungan:

F16 = 97% F23

= 0,97 9000 kg/jam

= 8730 kg/jam

F18 = 3% F23

= 2% F23

Universitas Sumatera Utara

Page 9: Appendix static mixer.pdf

= 0,02 9000 kg/jam

= 180 kg/jam

F20 = 180 kg/jam

= 90 kg/jam

Fraksi berat komponen:

W23impuritis =

=

= 0,004142855

W23anhydrous soap = 86,38% - W23

impuritis

= 0,8638 - 0,004142855

= 0,859657145

2. Steam Ejector(L-301)

Alat ini digunakan untuk menciptakan keadaan vakum dalam vacuum spray dryer.

Prinsip kerja alat:

Melalui prinsip Bernoullie yang mengubah energi tekanan fluida penggerak menjadi

energi gerak sehingga tercipta zona tekanan rendah yang menarik fluida terhisap

(Wikipedia, 2010a).

Steam Ejector21

22

H2O

H2O

Perhitungan:

Neraca massa total:

F21 = F22

= 1248,72933 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

Page 10: Appendix static mixer.pdf

3. Cyclone Separator-2(FG-302)

Alat ini digunakan untuk memisahkan debu-debu dari udara yang terhisap ke steam

ejector.

Prinsip kerja alat:

Pemisahan terjadi akibat efek rotasi dan gravitasi. Efek rotasi dihasilkan dari udara

berkecepatan tinggi dalam kontainer berbentuk silinder atau kerucut yang mengalir

dalam bentuk spiral ke bawah kemudian keluar melalui pusat siklon dan keluar ke

atas (Wikipedia, 2010b).

Cyclone Separator II

1921

20

H2O

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinEDTAH2O

Impuritis

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinEDTAH2O

Impuritis

Perhitungan:

Neraca massa total:

F19 = F20 + F21

= 90 kg/jam + 1248,72933kg/jam

= 1338,72933kg/jam

Neraca massa komponen:

Impuritis:

F19impuritis = W20

impuritis F20

= 0,004142855 90 kg/jam

= 0,372857 kg/jam

Anhydrous soap:

F19unhydrous soap = W20

unhydrous soapF20

= 0,859657145 90 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

Page 11: Appendix static mixer.pdf

= 77,369143 kg/jam

NaOH:

F19NaOH = W20

NaOH F20

= 0,0002 90 kg/jam

= 0,018 kg/jam

NaCl:

F19NaCl = W20

NaCl F20

= 0,005 90 kg/jam

= 0,45 kg/jam

Gliserin:

F19Gliserin = W20

Gliserin F20

= 0,0045 90 kg/jam

= 0,405 kg/jam

EDTA:

F19EDTA = W20

EDTA F20

= 0,0015 90 kg/jam

= 0,135 kg/jam

H2O:

F19H2O = W20

H2O F20 +F21

= 0,125 90 kg/jam + 1248,72933kg/jam

= 1259,97933 kg/jam

4. Cyclone Separator-1 (FG-301)

Alat ini digunakan untuk memisahkan debu-debu dari udara yang terhisap ke steam

ejector.

Prinsip kerja alat:

Pemisahan terjadi akibat efek rotasi dan gravitasi. Efek rotasi dihasilkan dari udara

berkecepatan tinggi dalam kontainer berbentuk silinder atau kerucut yang mengalir

dalam bentuk spiral ke bawah kemudian keluar melalui pusat siklon dan keluar ke

atas (Wikipedia, 2010b).

Universitas Sumatera Utara

Page 12: Appendix static mixer.pdf

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinEDTAH2O

Impuritis

Cyclone Separator I

1719

18Anhydrous soap

NaOHNaCl

GliserinEDTAH2O

Impuritis

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinEDTAH2O

Impuritis

Perhitungan:

Neraca massa total:

F17 = F18 + F19

= 180 kg/jam + 1338,72933kg/jam

= 1518,72933 kg/jam

Neraca massa komponen:

Impuritis:

F17impuritis = W18

impuritis F18 + F19impuritis

= 0,004142855 180 kg/jam + 0,372857 kg/jam

= 1,1185709 kg/jam

Anhydrous soap:

F17unhydrous soap = W18

unhydrous soapF18 + F19unhydrous soap

= 0,859657145 180 kg/jam + 77,369143 kg/jam

= 232,107429 kg/jam

NaOH:

F17NaOH = W18

NaOH F18 + F19NaOH

= 0,0002 180 kg/jam + 0,018 kg/jam

= 0,054 kg/jam

NaCl:

F17NaCl = W18

NaCl F18 + F19NaCl

= 0,005 180 kg/jam + 0,45 kg/jam

= 1,35 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

Page 13: Appendix static mixer.pdf

Gliserin:

F17Gliserin = W18

Gliserin F18 + F19Gliserin

= 0,0045 180 kg/jam + 0,405 kg/jam

= 1,215 kg/jam

EDTA:

F17EDTA = W18

EDTA F18 + F19EDTA

= 0,0015 180 kg/jam + 0,135 kg/jam

= 0,405 kg/jam

H2O:

F17H2O = W18

H2O F18 +F19H2O

= 0,125 180 kg/jam + 1259,97933 kg/jam

= 1282,47933 kg/jam

5. Vacuum Spray Dryer (D-301)

Alat ini digunakan untuk mengeringkan soap noodle yang dihasilkan.

Prinsip kerja alat:

Slurry yang akan dikeringkan disemprotkan melalui sebuah noozle sehingga

terbentuk padatan dalam bentuk butiran (Wikipedia, 2010c).

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinEDTAH2O

Impuritis

Vacuum Spray Dryer

15

17

16

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinEDTAH2O

Impuritis

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinEDTAH2O

Impuritis

Universitas Sumatera Utara

Page 14: Appendix static mixer.pdf

Perhitungan:

Neraca massa total:

F15 = F16 + F17

= 8730 kg/jam + 1518,72933 kg/jam

= 10248,72933 kg/jam

Neraca massa komponen:

Impuritis:

F15impuritis = W16

impuritis F16 + F17impuritis

= 0,004142855 8730 kg/jam + 1,1185709 kg/jam

= 37,28569 kg/jam

Anhydrous soap:

F15unhydrous soap = W16

unhydrous soapF16 + F17unhydrous soap

= 0,859657145 8730 kg/jam + 232,107429 kg/jam

= 7736,91430 kg/jam

NaOH:

F15NaOH = W16

NaOH F16 + F17NaOH

= 0,0002 8730 kg/jam + 0,054 kg/jam

= 1,8 kg/jam

NaCl:

F15NaCl = W16

NaCl F16 + F17NaCl

= 0,005 8730 kg/jam + 1,35 kg/jam

= 45 kg/jam

Gliserin:

F15Gliserin = W16

Gliserin F16 + F17Gliserin

= 0,0045 8730 kg/jam + 1,215 kg/jam

= 40,5 kg/jam

EDTA:

F15EDTA = W16

EDTA F16 + F17EDTA

= 0,0015 8730 kg/jam + 0,405 kg/jam

= 13,5 kg/jam

H2O:

F15H2O = W16

H2O F16 +F17H2O

Universitas Sumatera Utara

Page 15: Appendix static mixer.pdf

= 0,125 8730 kg/jam + 1282,47933 kg/jam

= 2373,72933 kg/jam

6. Homogenizer-2(M-202)

Alat ini digunakan untuk menyatukan dua fasa yang berbeda agar sefasa.

Prinsip kerja alat:

Dua campuran yang berbeda akan dicampurkan sehingga terbentuk menjadi satu

campuran.

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinEDTAH2O

Impuritis

14Homogenizer II

13

15

EDTAH2O

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinH2O

Impuritis

Perhitungan:

Neraca massa total:

F13 + F14 = F15

F13 + 54 kg/jam = 10248,72933 kg/jam

F13 = 10194,72933 kg/jam

Neraca massa komponen:

Impuritis:

F13impuritis = F15

impuritis

F13impuritis = 37,28569 kg/jam

Anhydrous soap:

F13 unhydrous soap = F15

unhydrous soap

= 7736,91430 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

Page 16: Appendix static mixer.pdf

NaOH:

F13NaOH = F15

NaOH

= 1,8 kg/jam

NaCl:

F13NaCl = F15

NaCl

= 45 kg/jam

Gliserin:

F13Gliserin = F15

Gliserin

= 40,5 kg/jam

EDTA:

F14EDTA

= F15EDTA

F14EDTA = 13,5 kg/jam

H2O:

F14H2O =F14 - F14

EDTA

= 54 kg/jam -13,5 kg/jam

= 40,5 kg/jam

F13H2O+F14

H2O =F15H2O

F13H2O+40,5 kg/jam = 2373,72933 kg/jam

F13H2O = 2333,22933 kg/jam

7. Plug Flow Reactor (R-201)

Alat ini digunakan sebagai tempat berlangsungnya reaksi netralisasi.

Prinsip kerja alat:

Umpan yang masuk ke reaktor akan dilewatkan pada kecepatan tinggi sehingga

turbulensi yang dihasilkan melalui aliran menghasilkan pencampuran dalam reaktor.

Universitas Sumatera Utara

Page 17: Appendix static mixer.pdf

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinH2O

Impuritis

Plug Flow Reactor12 13

Asam lauratAsam miristatAsam palmitatAsam stearatAsam oleat

Asam linoleatNaOHNaCl

GliserinH2O

Impuritis

Diketahui data:

Reaksi:

Perhitungan:

F12fatty acid = F12

asam laurat + F12asam miristat + F12

asam palmitat + F12asam

stearat + F12asam oleat + F12

asam linoleat

F13anhydrous soap =

7736,91430 kg/jam =

F12fatty acid = 7133,0395 kg/jam

Neraca massa komponen:

Impuritis:

F12impuritis = F13

impuritis

= 37,28569 kg/jam

NaOH:

F12NaOH = F13

NaOH +

= 1,8 kg/jam +

= 1099,75406 kg/jam NaCl:

F12NaCl = F13

NaCl

O O

R-COH + NaOH ↔ R-CONa + H2O fatty acid natrium soap noodle air

hidroksida

Universitas Sumatera Utara

Page 18: Appendix static mixer.pdf

= 45 kg/jam

Gliserin:

F12Gliserin = F13

Gliserin

= 40,5 kg/jam

H2O:

F12H2O =F13

H2O -

= 2333,22933 kg/jam -

= 1839,15 kg/jam

8. Homogenizer-1(M-201)

Alat ini digunakan untuk menyatukan dua fasa yang berbeda agar sefasa.

Prinsip kerja alat:

Dua campuran yang berbeda akan dicampurkan sehingga terbentuk menjadi satu

campuran.

Asam lauratAsam miristatAsam palmitatAsam stearatAsam oleat

Asam linoleatNaOHNaCl

GliserinH2O

Impuritis

Homogenizer I

4

12

11NaOHNaCl

GliserinH2O

Asam lauratAsam miristatAsam palmitatAsam stearatAsam oleat

Asam linoleatImpuritis

Universitas Sumatera Utara

Page 19: Appendix static mixer.pdf

Perhitungan:

Neraca massa komponen:

Impuritis:

F4impuritis = F12

impuritis

= 37,28569 kg/jam

NaOH:

F11NaOH = F12

NaOH

= 1099,75406 kg/jam

NaCl:

F11NaCl = F12

NaCl

= 45 kg/jam

Gliserin:

F11Gliserin = F12

Gliserin

= 40,5 kg/jam

H2O:

F11H2O =F12

H2O

= 1839,15 kg/jam

Neraca massa total:

F11 = 1099,7540 kg/jam + 45 kg/jam + 40,5 kg/jam +

1839,15 kg/jam

= 3024,404069 kg/jam

F4 + F11 = F12

F4 = 10194,7293 kg/jam - F11

= 10194,7293 kg/jam - 3024,404069 kg/jam

= 7170,32526 kg/jam

9. Plate Exchanger-2 (E-102)

Alat ini digunakan untuk memanaskan campuran NaOH, NaCl, gliserin dan H2O.

Prinsip kerja alat:

Campuran yang masuk akan dipanaskan sewaktu melewati pelat-pelat bersamaan

dengan steam dengan pola aliran berlawanan arah laluan tunggal susunan U.

Universitas Sumatera Utara

Page 20: Appendix static mixer.pdf

NaOHNaCl

GliserinH2O

Plate Exchanger II11

10

NaOHNaCl

GliserinH2O

Perhitungan:

Neraca massa komponen:

NaOH:

F10NaOH = F11

NaOH

= 1099,75406 kg/jam

NaCl:

F10NaCl = F11

NaCl

= 45 kg/jam

Gliserin:

F10Gliserin = F11

Gliserin

= 40,5 kg/jam

H2O:

F10H2O =F11

H2O

= 1839,15 kg/jam

10. Static Mixer-2 (M-102)

Alat ini digunakan untuk mencampur campuran NaOH, NaCl, gliserin dan H2O.

Prinsip kerja alat:

Campuran masuk melalui sekat-sekat yang memicu terjadinya pusaran sehingga

terjadi pencampuran.

Universitas Sumatera Utara

Page 21: Appendix static mixer.pdf

NaOHNaCl

GliserinH2O

10

Static Mixer

9

NaOHNaCl

GliserinH2O

Perhitungan:

Neraca massa komponen:

NaOH:

F9NaOH = F10

NaOH

= 1099,75406 kg/jam

NaCl:

F9NaCl = F10

NaCl

= 45 kg/jam

Gliserin:

F9Gliserin = F10

Gliserin

= 40,5 kg/jam

H2O:

F9H2O =F10

H2O

= 1839,15 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

Page 22: Appendix static mixer.pdf

11. Mix Joint-1

NaOHNaCl

GliserinH2O

Mix Joint I

H2O

5 6

NaClH2O Gliserin

7 8

9

NaOHH2O

Perhitungan:

Neraca massa komponen:

NaOH:

F5NaOH = F9

NaOH

= 1099,75406 kg/jam

NaCl:

F7NaCl = F9

NaCl

= 45 kg/jam

Gliserin:

F8Gliserin = F9

Gliserin

= 40,5 kg/jam

H2O:

52% F5 + F6 + 80% F7

=F9H2O

0,52 2291,1543 kg/jam + F6 + 0,8 225 kg/jam = 1839,15 kg/jam

F6 + 1371,4002 kg/jam = 1839,15 kg/jam

F6 = 467,7497 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

Page 23: Appendix static mixer.pdf

12. Plate Exchanger-1 (E-101)

Alat ini digunakan untuk memanaskan campuran fatty acid.

Prinsip kerja alat:

Campuran yang masuk akan dipanaskan sewaktu melewati pelat-pelat bersamaan

dengan steam dengan pola aliran berlawanan arah laluan tunggal susunan U.

Asam lauratAsam miristatAsam palmitatAsam stearatAsam oleat

Asam linoleatImpuritis

Plate Exchanger I

3

4

Asam lauratAsam miristatAsam palmitatAsam stearatAsam oleat

Asam linoleatImpuritis

Perhitungan:

Neraca massa total:

F3 =F4

= 7170,32526 kg/jam

13. Static Mixer-1 (M-101)

Alat ini digunakan untuk mencampur stearin dan PKO.

Prinsip kerja alat:

Stearin dan PKO diaduk secara mekanis.

Universitas Sumatera Utara

Page 24: Appendix static mixer.pdf

Asam lauratAsam miristatAsam palmitatAsam stearatAsam oleat

Asam linoleatImpuritis

Mixer1 2

3

Asam palmitatAsam stearatAsam oleat

Asam linoleatImpuritis

Asam lauratAsam miristatAsam palmitatAsam stearatAsam oleat

Asam linoleatImpuritis

Perhitungan:

Neraca massa komponen:

Asam laurat:

F3asam palmitat = 52,9% F2

= 0,529 1434,065052 kg/jam

= 758,6204 kg/jam

Asam miristat:

F3asam miristat = 15,6% F2

= 0,156 1434,065052 kg/jam

= 223,7141 kg/jam

Asam palmitat:

F3asam palmitat = 51,6% F1 + 12,5% F2

= 0,516 5736,260209 kg/jam + 0,125

1434,065052 kg/jam

= 3139,1684 kg/jam

Asam stearat:

F3asam stearat = 6,8% F1 + 3,8% F2

= 0,068 5736,260209 kg/jam + 0,038

1434,065052 kg/jam

= 444,56016 kg/jam

Asam oleat:

F3asam oleat = 34,9% F1 + 13,3% F2

Universitas Sumatera Utara

Page 25: Appendix static mixer.pdf

= 0,349 5736,260209 kg/jam + 0,133

1434,065052 kg/jam

= 2192,6854 kg/jam

Asam linoleat:

F3asam linoleat = 6,1% F1 + 1,7% F2

= 0,061 5736,260209 kg/jam + 0,017

1434,065052 kg/jam

= 374,2909 kg/jam

Impuritis:

F3impuritis = 0,6% F1 + 0,2% F2

= 0,006 5736,260209 kg/jam + 0,002

1434,065052 kg/jam

= 37,2856 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

Page 26: Appendix static mixer.pdf

LAMPIRAN B

PERHITUNGAN NERACA ENERGI

Basis perhitungan : 1 jam

Satuan operasi : Joule/jam (J/jam)

Suhu referensi : 30 °C (303,15 K)

Neraca energi ini menggunakan rumus-rumus perhitungan sebagai berikut:

- Perhitungan panas yang masuk dan keluar

Q = H =

Jika Cp adalah fungsi dari temperatur maka persamaan menjadi:

Q = =

- Perhitungan panas reaksi:

Q =

- Perhitungan panas penguapan

Q = λ

Perhitungan estimasi CpL(J/mol.K) dengan menggunakan metode Chueh dan

Swanson dengan rumus:

CpL = ∑=

n

i 1

Ni ∆Cpi + 18,83m

Dengan:

CpL = kapasitas panas cairan pada 293,15 K, J/mol K

n = jumlah gugus yang berbeda dalam senyawa

Ni = jumlah gugus i dalam senyawa

∆Cpi = nilai numerik kontribusi gugus i

m = jumlah gugus karbon yang membutuhkan kontribusi tambahan, yang mana

merupakan gugus yang terikat oleh ikatan tunggal ke sebuah gugus karbon yang

selanjutnya terikat ke gugus karbon yang ketiga oleh ikatan rangkap dua maupun

rangkap tiga. Jika sebuah gugus karbon memenuhi kriteria ini dengan lebih dari dari

satu cara, maka m harus ditambah satu untuk setiap cara, dan kontribusi tambahan

Universitas Sumatera Utara

Page 27: Appendix static mixer.pdf

yang pertama untuk gugus -CH2- adalah 10,46 J/mol K. Tetapi jika ada gugus -CH2-

yang memenuhi kriteria ini untuk cara kedua, nilai kontribusi tambahan kedua

kembali ke nilai 18,83 J/mol K

Nilai kontribusi gugus untuk perhitungan dengan metode Chueh dan Swansondapat

dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel LB.1 Nilai Kontribusi Gugus pada Perhitungan Cpdengan Metode Chueh dan

Swanson

Gugus Harga -CH3 36,82 -CH2- 30,38 -CH= 21,34

-COOH 79,91 (Perry, 1999)

Perhitungan estimasi CPs (J/mol K) dengan menggunakan metode Hurst and Harrison

dengan rumus:

CpS = ∑=

n

i 1

Ni ∆Ei

Dengan:

CpS = kapasitas panas solid pada suhu 298.15 K, J/mol K

n = jumlah unsur atom yang berbeda dalam senyawa

Ni = jumlah unsur atom i dalam senyawa

∆Ei = nilai numerik kontribusi unsur atom i

Nilai kontribusi elemen atomuntuk perhitungan dengan metodeHurst and Harrison

dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel LB.2 Nilai Elemen Atom pada Perhitungan Cp dengan metode Hurst and

Harrison

Elemen atom ∆E C 10,89 H 7,56 O 13,42 N Na

18,74 26,19

(Perry, 1999)

Universitas Sumatera Utara

Page 28: Appendix static mixer.pdf

Data nilai-nilai Cp sesuai literatur:

Cpasam laurat = 2,15 J/g oC = 2.150 J/kg K (Anonim, 2000a)

Cpasam miristat = 2,26 J/g oC = 2.260 J/kg K (Anonim, 2000b)

Cpasam palmitat = 2,73 J/g oC = 2.730 J/kg K (Anonim, 2000c)

Cpasam stearat = 2,30 J/g oC = 2.300 J/kg K (Anonim, 2000d)

Cpasam oleat = 2,046 J/g oC = 2.046 J/kg K (Anonim, 2000e)

Cpcopper = 5,44 + 0,001462T kal/mol.K (Perry, 1999)

Cpiron = 4,13 + 0,00638T kal/mol.K (Perry, 1999)

Cpair = 4184 J/kg K

CpNaCl = 10,79 + 0,00420T kal/mol K (Perry, 1999)

= 772,3757057 + 0,3006467066T J/kg K

Cpgliserin = 0,555 kal/g oC = 2.322,12 J/kg K (15oC = 283,15 K) (Perry, 1999)

Cpgliserin = 0,576 kal/g oC = 2.409,984 J/kg K (32 oC = 305,15 K) (Perry, 1999)

Cpsoap noodle = 0,6 kkal/kg oC = 2.510,4 J/kg K

Data nilai-nilai Cp yang dihitung:

1. Asam linoleat (CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH, BM = 280,45):

Cpasam linoleat = 1(-CH3) + 12(-CH2-) + 4(-CH=) + 1(-COOH) + 10,46 + 3(18,83)

= 1(36,82) + 12(30,38) +4(21,34) + 1(79,91)+ 10,46 + 3(18,83)

= 633,6 J/mol K

= 2.259,226244 J/kg K (Metode Chueh dan Swanson)

2. NaOH (BM = 39,99711):

CpNaOH = 1Na + 1O + 1H

= 26,19 + 13,42 + 7,56

= 47,17 J/mol K

= 1.179,335207 J/kg K (MetodeHurst and Harrison)

3. Gliserin:

Cpgliserin =

= 832,8252 + 5,168470588T J/kg K

Universitas Sumatera Utara

Page 29: Appendix static mixer.pdf

4. EDTA (C10H16N2O8, BM =292,24):

CpEDTA = 10C + 16H + 2N + 8O

= 10(10,89) + 16(7,56) + 2(18,74) + 8(13,42)

= 374,7 J/mol K

= 1.282,165344 J/kg K (MetodeHurst and Harrison)

5. Impuritis:

Diasumsikan impuritis mengandung 60% tembaga dan 40% besi (BMav = 60,482).

Cpimpuritis = 0,6Cpcopper + 0,4Cpiron

= 0,6(5,44 + 0,001462T) + 0,4(4,13 + 0,00638T)

= 4,916 + 0,0034292T kal/mol K

= 340,0771139 + 0, 2372238484T J/kg K

Panas yang dihasilkan dalam reaksi netralisasi:

= 14 kal/mol asam lemak

=

= 225,40796577 J/kg asam lemak

Steam yang digunakan adalah saturated steam pada tekanan gauge 2 bar.

Psat = 200 kPa + 101,325 kPa = 301,325 kPa

Untuk Psat = 300 kPa, diperoleh data:

Tsat = 133,54 oC (Smith, 2001)

Hliq = 561,429 kJ/kg (Smith, 2001)

Hvap = 2.724,7 kJ/kg (Smith, 2001)

λ = 2.724,7 kJ/kg – 561,429 kJ/kg

= 2.163,271 kJ/kg = 2.163.271 J/kg

Untuk Psat = 325 kPa, diperoleh data:

Tsat = 136,29 oC (Smith, 2001)

Hliq = 573,197 kJ/kg (Smith, 2001)

Hvap = 2.728,3 kJ/kg (Smith, 2001)

Universitas Sumatera Utara

Page 30: Appendix static mixer.pdf

λ = 2.728,3 kJ/kg – 573,197 kJ/kg

= 2.155,103 kJ/kg = 2.155.103 J/kg

Sehingga untuk steam pada Psat = 301,325 kPa:

Tsat =

= 133,7 oC

λ = –

= 2.162.839,527 J/kg

Universitas Sumatera Utara

Page 31: Appendix static mixer.pdf

1. Static Mixer-1 (M-101)

Asam lauratAsam miristatAsam palmitatAsam stearatAsam oleat

Asam linoleatImpuritis

Static Mixer I

1

2

3

Asam palmitatAsam stearatAsam oleat

Asam linoleatImpuritis

Asam lauratAsam miristatAsam palmitatAsam stearatAsam oleat

Asam linoleatImpuritis

1atm, 60oC

1atm, 30oC

1atm

Perhitungan:

Panas masuk:

Qin = Q1in + Q2

in

- Alur 1 (T = 60 oC = 333,15 K):

Qin =

Tabel LB.3 Panas Masuk StaticMixer-1 pada Alur 1

Komponen m (kg/jam)

(J/kg)

(J/jam)

CH3-(CH2)14-COOH 2.959,9103 81.900,0000 242.416.650,9543 CH3-(CH2)16-COOH 390,0656 69.000,0000 26.914.532,9026 CH3-(CH2)14-CH=CH-COOH 2.001,9548 61.380,0000 122.879.986,4274 CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH 349,9119 67.776,7873 23.715.902,5769 Impuritis 34,4176 12.466,4964 429.066,4048

Total 416.356.139,2661

Universitas Sumatera Utara

Page 32: Appendix static mixer.pdf

- Alur 2 (T = 30oC = 303,15 K):

Qin =

Tabel LB.4 Panas Masuk Static Mixer-1 pada Alur 2

Komponen m (kg/jam)

(J/kg)

(J/jam)

CH3-(CH2)10-COOH 758,6204 0 0 CH3-(CH2)12-COOH 223,7141 0 0 CH3-(CH2)14-COOH 179,2581 0 0 CH3-(CH2)16-COOH 54,4945 0 0 CH3-(CH2)14-CH=CH-COOH 190,7307 0 0 CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH 24,3791 0 0 Impuritis 2,8681 0 0

Total 0

Panas masuk total:

Qin = 416.356.139,2661 J/jam + 0 J/jam = 416.356.139,2661 J/jam

Panas keluar:

Qout = Qin

= 416.356.139,2661 J/jam

Tabel LB.5Jumlah Nilai maStaticMixer-1 pada Alur 3

Komponen m (kg/jam)

(J/kg K)

ma (J/jam K)

CH3-(CH2)10-COOH 758,6204 2.150,0000 1.631.033,8873 CH3-(CH2)12-COOH 223,7141 2.260,0000 505.593,9749 CH3-(CH2)14-COOH 3139,1684 2.730,0000 8.569.929,7309 CH3-(CH2)16-COOH 444,5602 2.300,0000 1.022.488,3823 CH3-(CH2)14-CH=CH-COOH 2192,6854 2.046,0000 4.486.234,4615 CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH 374,2910 2.259,2262 845.608,0017 Impuritis 37,2857 340,0771 12.680,0103

Total 17.073.568,4489

Universitas Sumatera Utara

Page 33: Appendix static mixer.pdf

Tabel LB.6Jumlah Nilai mb StaticMixer-1 pada Alur 3

Komponen m (kg/jam)

(J/jam

K2)

mb (J/jam

K) CH3-(CH2)10-COOH 758,6204 0 0 CH3-(CH2)12-COOH 223,7141 0 0 CH3-(CH2)14-COOH 3139,1684 0 0 CH3-(CH2)16-COOH 444,5602 0 0 CH3-(CH2)14-CH=CH-COOH 2192,6854 0 0 CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH 374,2910 0 0 Impuritis 37,2857 0,2372 8,8450

Total 8,8450

Suhu keluar pada alur 3:

Qout =

=

Dimana:

ma(T-303,15) = 17.073.568,4489 T – 17.073.568,4489 (303,15)

= 17.073.568,4489 T –5.175.852.275,2951

mb(T2 – 303,152) = 8,8450 T2 - 8,8450 (303,152)

= 8,8450 T2 – 812.859,8869

Sehingga:

Qout = – –

T = 327,5 K

Universitas Sumatera Utara

Page 34: Appendix static mixer.pdf

2. Plate Exchanger-1(E-101)

Asam lauratAsam miristatAsam palmitatAsam stearatAsam oleat

Asam linoleatImpuritis

Plate Exchanger I

3

4

Asam lauratAsam miristatAsam palmitatAsam stearatAsam oleat

Asam linoleatImpuritis

Saturated steam Kondensat

1atm327,5 K

1atm, 70oC

2 bar (g)133,7 oC

2 bar (g)133,7 oC

Perhitungan:

Panas masuk (T = 327,5 K):

Qin =

Tabel LB.7 Panas Masuk Plate Exchanger-1

Komponen m (kg/jam)

(J/kg)

(J/jam) CH3-(CH2)10-COOH 758,6204 52.421,3487 39.767.905,1906 CH3-(CH2)12-COOH 223,7141 55.103,3712 12.327.403,7491 CH3-(CH2)14-COOH 3139,1684 66.562,9218 208.952.220,8482 CH3-(CH2)16-COOH 444,5602 56.078,6521 24.930.334,9021 CH3-(CH2)14-CH=CH-COOH 2192,6854 49.885,6184 109.383.470,2743 CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH 374,2910 55.084,5055 20.617.633,4549 Impuritis 37,2857 10.115,6994 377.170,8471

Total 416.356.139,2661

Universitas Sumatera Utara

Page 35: Appendix static mixer.pdf

Panas keluar (T = 70 oC = 343,15 K):

Qout =

Tabel LB.8 Panas Keluar Plate Exchanger-1

Komponen m (kg/jam)

(J/kg)

(J/jam) CH3-(CH2)10-COOH 758,6204 86.000,0000 65.241.355,4919 CH3-(CH2)12-COOH 223,7141 90.400,0000 20.223.758,9943 CH3-(CH2)14-COOH 3139,1684 109.200,0000 342.797.189,2371 CH3-(CH2)16-COOH 444,5602 92.000,0000 40.899.535,2932 CH3-(CH2)14-CH=CH-COOH 2192,6854 81.840,0000 179.449.378,4599 CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH 374,2910 90.369,0497 33.824.320,0688 Impuritis 37,2857 16.669,4400 621.531,5958

Total 683.057.069,1409

Panas yang dibutuhkan:

Q = Qout- Qin

= 683.057.069,1409 J/jam – 416.356.139,2661 J/jam

= 266.700.929,8748 J/jam

Massa saturated steam yang dibutuhkan:

m = = 123,3105kg/jam

3. Plate Exchanger-2(E-102)

NaOHNaCl

GliserinH2O

Plate Exchanger II

11

10

NaOHNaCl

GliserinH2O

Saturated steam Kondensat

1atm, 30 oC

1atm, 70oC

2 bar (g) 133,7 oC

2 bar (g)133,7 oC

Universitas Sumatera Utara

Page 36: Appendix static mixer.pdf

Perhitungan:

Panas masuk (T = 30 oC = 303,15 K):

Qin =

Tabel LB.9 Panas Masuk Plate Exchanger-2

Komponen m (kg/jam)

(J/kg)

(J/jam) NaOH 1099,7541 0 0 H2O 1839,1500 0 0 NaCl 45,0000 0 0 Gliserin 40,0500 0 0

Total 0

Panas keluar (T = 70 oC = 343,15 K):

Qout =

Tabel LB.10 Panas Keluar Plate Exchanger-2

Komponen m (kg/jam)

(J/kg)

(J/jam) NaOH 1099,7541 47.173,4083 51.879.147,7277 H2O 1839,1500 167.360,0000 307.800.144,0000 NaCl 45,0000 34.781,1876 1.565.153,4401 Gliserin 40,0500 100.120,6588 4.054.886,6822

Total 365.299.331,8500

Panas yang dibutuhkan:

Q = Qout - Qin= 365.299.331,8500 J/jam – 0 J/jam= 365.299.331,8500J/jam

Massa saturated steam yang dibutuhkan:

m = =168,8980 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

Page 37: Appendix static mixer.pdf

4. Plug Flow Reactor(R-201)

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinH2O

Impuritis

Plug Flow Reactor12 13

Asam lauratAsam miristatAsam palmitatAsam stearatAsam oleat

Asam linoleatNaOHNaCl

GliserinH2O

Impuritis

Saturated steam

Kondensat

1atm, 70 oC 2 bar, 120oC

2 bar (g) 133,7 oC

2 bar (g)133,7 oC

Perhitungan:

Panas masuk (T = 70 oC = 343,15 K):

Qin =

Tabel LB.11 Panas Masuk Plug Flow Reactor

Komponen m (kg/jam)

(J/kg)

(J/jam) CH3-(CH2)10-COOH 758,6204 86.000,0000 65.241.355,4919 CH3-(CH2)12-COOH 223,7141 90.400,0000 20.223.758,9943 CH3-(CH2)14-COOH 3139,1684 109.200,0000 342.797.189,2371 CH3-(CH2)16-COOH 444,5602 92.000,0000 40.899.535,2932 CH3-(CH2)14-CH=CH-COOH 2192,6854 81.840,0000 179.449.378,4599 CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH 374,2910 90.369,0497 33.824.320,0688 Impuritis 37,2857 16.669,4400 621.531,5958 NaOH 1099,7541 47.173,4083 51.879.147,7277 H2O 1839,1500 167.360,0000 307.800.144,0000 NaCl 45,0000 34.781,1876 1.565.153,4401 Gliserin 40,0500 100.120,6588 4.054.886,6822

Total 1.048.356.400,9910

Panas reaksi (T = 120oC = 393,15 K):

Qreaksi =

= F12fatty acid

=

= 1.607.843,9394 J/jam

Universitas Sumatera Utara

Page 38: Appendix static mixer.pdf

Panas keluar (T = 120 oC = 393,15 K):

Qout =

Tabel LB.12 Panas Keluar Plug Flow Reactor

Komponen m (kg/jam)

(J/kg)

(J/jam) Anhydrous soap 7736,9143 225.936,0000 1.748.047.471,2366 NaOH 1,8000 106.140,1686 191.052,3035 H2O 2333,2293 376.560,0000 878.600.836,9835 NaCl 45,0000 78.934,1271 3.552.035,7192 Gliserin 40,0500 236.900,5412 9.594.471,9173 Impuritis 37,2857 38.039,9937 1.418.347,4647

Total 2.641.404.215,6249

Panas yang dibutuhkan:

Q = Qout–(Qin + Qreaksi)

= 2.641.404.215,6249 – (1.048.356.400,9910+ 1.607.843,9394)

=1.591.439.970,6946J/jam

Massa saturated steam yang dibutuhkan:

m = =735,8105 kg/jam

5. Homogenizer-2 (M-202)

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinEDTAH2O

Impuritis

14Homogenizer II

13

15

EDTAH2O

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinH2O

Impuritis

1atm, 30 oC2 bar, 120oC

Universitas Sumatera Utara

Page 39: Appendix static mixer.pdf

Perhitungan:

Panas masuk:

Qin = Q13in + Q14

in

- Alur 13 (T = 120 oC = 393,15 K):

Qin =

Tabel LB.13 Panas Masuk Homogenizer-2 pada Alur 13

Komponen m (kg/jam)

(J/kg)

(J/jam) Anhydrous soap 7736,9143 225.936,0000 1.748.047.471,2366 NaOH 1,8000 106.140,1686 191.052,3035 H2O 2333,2293 376.560,0000 878.600.836,9835 NaCl 45,0000 78.934,1271 3.552.035,7192 Gliserin 40,0500 236.900,5412 9.594.471,9173 Impuritis 37,2857 38.039,9937 1.418.347,4647

Total 2.641.404.215,6249

- Alur 14 (T = 30oC = 303,15 K):

Qin =

Tabel LB.14 Panas Masuk Homogenizer-2 pada Alur 14

Komponen m (kg/jam)

(J/kg)

(J/jam)

H2O 40,50000 0 0 EDTA 13,50000 0 0

Total 0

Panas masuk total:

Qin = 2.641.404.215,6249 J/jam + 0 J/jam = 2.641.404.215,6249 J/jam

Panas keluar:

Qout = Qin

= 2.641.404.215,6249 J/jam

Universitas Sumatera Utara

Page 40: Appendix static mixer.pdf

Tabel LB.15Jumlah Nilai maHomogenizer-2 pada Alur 15

Komponen m (kg/jam)

(J/kg K)

ma (J/jam K)

Anhydrous soap 7736,9143 2.510,4000 19.422.749,6804 NaOH 1,8000 1.179,3352 2.122,8034 H2O 2373,7293 4.184,0000 9.931.683,5220 NaCl 45,0000 772,3757 34.756,9068 Gliserin 40,0500 832,8252 33.729,4206 EDTA 13,5000 1.282,1653 17.309,2321 Impuritis 37,2857 340,0771 12.680,0103

Total 29.455.031,5756

Tabel LB.16Jumlah Nilai mbHomogenizer-2 pada Alur 15

Komponen m (kg/jam)

(J/jam K2)

mb (J/jam K)

Anhydrous soap 7736,9143 0 0 NaOH 1,8000 0 0 H2O 2373,7293 0 0 NaCl 45,0000 0,3006 13,5291 Gliserin 40,0500 5,1685 209,3231 EDTA 13,5000 0 0 Impuritis 37,2857 0,2372 8,8451

Total 231,6972

Suhu keluar pada alur 15:

Qout =

=

Dimana:

ma(T-303,15) = 29.455.031,5756 T – 29.455.031,5756 (303,15)

= 29.455.031,5756 T –8.929.292.822,1493

mb(T2 – 303,152) = 231,6972T2 - 231,6972 (303,152)

= 231,6972T2 – 21.292.956,1760

Sehingga:

Qout = – –

Universitas Sumatera Utara

Page 41: Appendix static mixer.pdf

T = 392,6 K

6. Vacuum Spray Dryer (D-301)

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinEDTAH2O

Impuritis

Vacuum Spray Dryer

15

17

16

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinEDTAH2O

Impuritis

Anhydrous soapNaOHNaCl

GliserinEDTAH2O

Impuritis

50 milibar

50 milibar

2 bar392,6 K

Saturated steam

Kondensat

2 bar (g)133,7 oC

2 bar (g)133,7 oC

Perhitungan:

Panas masuk (T = 392,6 K):

Qin =

Tabel LB.17 Panas Masuk Vacuum Spray Dryer

Komponen m (kg/jam)

(J/kg)

(J/jam) Anhydrous soap 7736,9143 225.936,0000 1.748.047.471,2366 NaOH 1,8000 106.140,1686 191.052,3035 H2O 2333,2293 376.560,0000 878.600.836,9835 NaCl 45,0000 78.934,1271 3.552.035,7192 Gliserin 40,0500 236.900,5412 9.594.471,9173 EDTA 37,2857 38.039,9937 1.418.347,4647

Universitas Sumatera Utara

Page 42: Appendix static mixer.pdf

Impuritis 7736,9143 225.936,0000 1.748.047.471,2366 Total 2.641.404.215,6249

Panas keluar:

Qout = Q16out + Q17

out

- Alur 16:

Qout =

Untuk air, diketahui:

Tsat = 30 oC (P = 4,246 kPa) (Geankoplis, 2003)

Tsat = 33 oC (P = 5,034 kPa) (Geankoplis, 2003)

Titik didih air pada tekanan 50 milibar (5 kPa) adalah:

TsatP = 5 kPa = –

= 32,9 oC = 306,0 K

Tabel LB.18 Panas Keluar Vacuum Spray Dryer pada Alur 16

Komponen m (kg/jam)

(J/kg)

(J/jam) Anhydrous soap 7504,8069 7.206,2497 54.081.512,6691 NaOH 1,7460 3.385,3506 5.910,8221 H2O 1091,2500 12.010,4162 13.106.366,7257 NaCl 43,6500 2.480,0139 108.252,6082 Gliserin 39,2850 6.909,6213 271.444,4741 EDTA 13,0950 3.680,5305 48.196,5465 Impuritis 36,1671 1.183,6231 42.808,2392

Total 67.664.492,0848

- Alur 17:

Qout =

Untuk saturated vapor, diketahui:

Hsaturated vapor = 2.556,3 kJ/kg (P = 4,246 kPa) (Geankoplis, 2003)

Hsaturated vapor = 2.561,7 kJ/kg (P = 5,034 kPa) (Geankoplis, 2003)

Entalpi saturated vapor pada tekanan 50 milibar (5 kPa) adalah:

Hsatvap(P = 5 kPa) = –

= 2.556,53299492 kJ/kg = 2.556.532,99492 J/kg

Untuk suhu 303,15 K (30 oC), diketahui:

Universitas Sumatera Utara

Page 43: Appendix static mixer.pdf

Hair = 125,79 kJ/kg = 125.790 J/kg (Geankoplis, 2003)

Entalpi saturated vapor dengan suhu referensi 303,15 K adalah:

Hsatvap = 2.556.532,99492 J/kg – 125.790 J/kg

= 2.430.742,99492 J/kg

Sehingga untuk air dalam bentuk uap, perhitungan panas keluar menggunakan nilai

entalpi:

Qout = mH

Massa air dalam bentuk uap pada alur 17 sama dengan massa uap air yang masuk ke

steam ejector:

= 1.248,7293 kg/jam

= 1282,4793 kg/jam – 1.248,7293 kg/jam

= 33,75 kg/jam

Tabel LB.19 Panas Keluar Vacuum Spray Dryer pada Alur 17

Komponen m (kg/jam)

(J/kg)

(J/jam) Anhydrous soap 232,21074 7.206,2497 1.672.624,1032 NaOH 0,0540 3.385,3506 182,8089 H2O(liq) 33,7500 12.010,4162 405.351,5482 H2O(g) 1.248,7293 2.430.742,9949 3.035.340.074,5386 NaCl 1,3500 2.480,0139 3.348,0188 Gliserin 1,2150 6.909,6213 8.395,1899 EDTA 0,4050 3.680,5305 1.490,6148 Impuritis 1,1186 1.391,0350 1.323,9662

Total 3.037.432.790,7887

Panas yang dibutuhkan:

Q = Qout– Qin

= Q16out + Q17

out– Qin

= (67.664.492,0848 + 3.037.432.790,7887)J/jam – 2.641.404.215,6249 J/jam

=463.693.067,2486 J/jam

Massa saturated steam yang dibutuhkan:

Universitas Sumatera Utara

Page 44: Appendix static mixer.pdf

m = =214,3909kg/jam

LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

1. Tangki Penyimpanan Stearin (T-101)

Fungsi : menyimpan stearin untuk kebutuhan selama 3 hari

Bentuk : silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup datar

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C

Jenis sambungan : Double welded butt joints

Jumlah : 1 unit

Data kondisi penyimpanan:

Temperatur (T) = 60 °C

Tekanan dalam (P) = 1 atm = 14,696 psia

Densitas stearin (ρ) = 870 kg/m3 (Lab. PT Nubika Jaya, 2010)

Laju alir massa stearin (m) = 5.736,2602 kg/jam

Lama penyimpanan (n) = 3 hari

Faktor kelonggaran (fk) = 0,15

Perbandingan diameter dengan tinggitangki (Di : Hs) = 4 : 5

Perhitungan:

a. Volume tangki

Volume larutan, Vl =

= 474,7250 m3

Volume tangki, Vt =

= 545,9337 m3

Universitas Sumatera Utara

Page 45: Appendix static mixer.pdf

b. Diameter dan tinggi shell

- Volume shell tangki (Vs)

(Perry,1999)

- Volume tangki (Vt)

Vt = Vs + 2Vh ; Vh dianggap sangat kecil untuk tutup datar

545,9337 m3 =

Di =8,2233 m = 323,7517 in

Hs = 10,2791 m = 404,6892 in

c. Tebal shell tangki

Tinggi larutan (h) = = 8,9383 m

Tekanan hidrostatik (Ph) = ρgh

= 870 kg/m3 9,8 m/det2 8,9383 m

= 76.208,3537 Pa = 11,0532 psia

Maka, Pdesain = (1,15) Poperasi

= 1,15 ( 14,696 + 11,0532) = 29,6116 psia

Untuk bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 grade C:

- Allowable working stress (S) : 13.700 psia (Couper, 2005)

- Joint efficiency (E) : 0,85

- Corossion allowance (C) : 0,002 in/tahun (Perry,1999)

- Umur alat (n) : 10 tahun

(Brownell, 1959)

=

= 0,4323 in

Tebal shell standar yang digunakan = 7/16 in (Brownell, 1959)

d. Tebal head

Tebal head (dh) diambil sama dengan tebal shell, yaitu 7/16in Untuk tebal shell 7/16 in:

Universitas Sumatera Utara

Page 46: Appendix static mixer.pdf

icr = 15/16 in (Brownell, 1959)

sf = 1½ -3½ in dipilih 1½ in (Brownell, 1959)

Maka tinggi head (Hh) = dh + icr + sf = 7/16 + 15/16 + 1½ = 3,25 in (0,0825 m)

Tinggi total tangki = Hs + Hh = 10,2791 m + 0,0825 m = 10,3616 m

e. Insulasi

Digunakan insulasi wool dengan spesifikasi:

Tebal (ti) = 1 in

Densitas wool (ρ) = 110,5 kg/m3 (Geankoplis, 2003)

Konduktivitas termal (k) = 0,036 W/m.K (Geankoplis, 2003)

- Estimasi panas hilang tanpa insulasi:

Suhu udara (Tudara) = 30 oC = 303,15 K

Suhu permukaan (Ts) = 60 oC = 333,15 K

Beda suhu (ΔT) = 333,15 K – 303,15 K = 30 K

Suhu rata-rata (Tav) = ½ (303,15 K + 333,15 K) = 318,15 K

Perhitungan nilai koefisien konveksi udara (ho) membutuhkan data berikut:

Untuk udara pada suhu 37,8 oC:

gβρ2/μ2 = 1,12 108 /K.m3 (Geankoplis, 2003)

NPr = 0,705 (Geankoplis, 2003)

Untuk udara pada suhu 65,6 oC:

gβρ2/μ2 = 0,775 108 /K.m3 (Geankoplis, 2003)

NPr = 0,702 (Geankoplis, 2003)

Pada suhu 318,15 K (45oC):

gβρ2/μ2 =

=103.064.748,2014 /K.m3

NPr =

= 0,7042

NGr = L3(gβρ2/μ2)ΔT (Geankoplis, 2003)

= (10,2791 m)3 (103064748,2014 /K.m3) (30 K)

= 3,35812 1012

Universitas Sumatera Utara

Page 47: Appendix static mixer.pdf

NPr NGr = 0,7042 (3,3581 1012)

= 2,36479 1012

Untuk NPr NGr> 109 digunakan persamaan:

ho = 1,24 (ΔT)1/3 (Geankoplis, 2003)

= 1,24 (30)1/3 = 3,8530 W/m2.K

Diameter, luas permukaan transfer panas dan suhu tangki luar:

D1 = Di + 2t

= 323,7517 in + 2 (7/16 in)

= 324,6267 in (8,2455 m)

Ao = πD1L

= 3,14 (8,2455 m) (10,2791 m)

= 266,2704 m2

Panas hilang tanpa insulasi:

Q = ho Ao ΔT

= 3,8530 W/m2.K (266,2704 m2) (30 K)

= 30.778,1974 W

Konduktivitas termal Carbonsteel (k1) = 45 W/m.K (Geankoplis, 2003)

Q =

T1 = Ti -

= 333,15 K –

= 333,1214 K

Diameter luar insulator:

D2 = D1 + 2ti

= 324,6267 in + 2 (1 in)

= 326,6267 in (8,2963 m)

- Panas hilang dengan insulasi:

U =

=

= 1,0382 W/m2.K

Universitas Sumatera Utara

Page 48: Appendix static mixer.pdf

Qloss = U AoΔT

= 1,0382 W/m2.K (266,2704 m2) (333,1214 K - 303,15 K)

= 8.285,5586 W

f. Sistem pemanas

Untuk menggantikan panas yang hilang, tangki dilengkapi pengatur suhu dan koil

pemanas yang menggunakan air kondensat dari berbagai unit operasi dengan

spesifikasi:

n = 4 buah

OD = ½ in

BWG = 12

Bentuk = U-tube

Panjang = 20 ft

Suhu air = 133,7 oC

UD estimasi = 40 – 75 Btu/h.ft2.oF (Kern, 1965)

Ao/L = 0,1309 ft2/ft (Kern, 1965)

- Massa air pemanas maksimum:

Wmaks = 123,3105 + 168,8980 + 735,8105 + 214,3909

= 1.242,4009 kg/jam

- Suhu keluar air pemanas:

Q = W Cp ΔT

8.285,5586 W = 1.242,4009 kg/jam (4.184 J/kg) (133,7 oC - Tout) (1 jam/3.600

detik)

Tout = 128,0 oC

- Panas yang ditransfer heater:

Suhu stearin dianggap konstan = 60 oC

ΔT2 = 128,0 oC – 60 oC = 68,0 oC

ΔT1 = 133,7 oC – 60 oC = 73,7 oC

(ΔT)lm =

=

Universitas Sumatera Utara

Page 49: Appendix static mixer.pdf

= 70,8 oC

Atotal = 2n(Ao/L) L

= 2 (4) (0,1309 ft2/ft) (20 ft)

= 20,944 ft2 (0,5927 m2)

UD diambil 40 Btu/h.ft2.oF (227,132 W/m2.K)

Qheater = UD Ao ΔT

= 227,132 W/m2.K (0,5927 m2) (70,8118 oC)

= 9.532,7608 W

Qheater> Qloss maka sistem pemanas dengan spesifikasi di atas dapat diterima.

2. Tangki Penyimpanan PKO (T-102)

Fungsi : menyimpan PKO untuk kebutuhan selama 3 hari

Bentuk : silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup datar

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C

Jenis sambungan : Double welded butt joints

Jumlah : 1 unit

Data kondisi penyimpanan:

Temperatur (T) = 30 °C

Tekanan (P) = 1 atm = 14,696 psia

Densitas PKO (ρ) =850kg/m3 (Lab. PT Nubika Jaya, 2010)

Laju alir massa PKO (m) = 1.434,0651kg/jam

Lama penyimpanan (n) = 3 hari

Faktor kelonggaran (fk) = 0,15

Perbandingan diameter dengan tinggitangki (Di : Hs) = 4 : 5

Perhitungan:

a. Volume larutan, Vl =

= 121,4737 m3

Volume tangki, Vt =

Universitas Sumatera Utara

Page 50: Appendix static mixer.pdf

= 139,6948 m3

b. Diameter dan tinggi shell

- Volume shell tangki (Vs)

(Perry,1999)

- Volume tangki (Vt)

Vt = Vs + 2Vh ; Vh dianggap sangat kecil untuk tutup datar

139,6948 m3 =

Di = 5,2207 m = 205,5380 in

Hs = 6,5259 m = 256,9237 in

c. Tebal shell tangki

Tinggi larutan (h) = = 5,6747 m

Tekanan hidrostatik (Ph) = ρgh

= 850 kg/m3 9,8 m/det2 5,6747 m

= 47.270,2148 Pa = 6,8560 psia

Maka, Pdesain = (1,15) Poperasi

= 1,15 ( 14,696 + 6,8560) = 24,7848 psia

Untuk bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 grade C:

- Allowable working stress (S) : 13.700 psia (Couper, 2005)

- Joint efficiency (E) : 0,85

- Corossion allowance (C) : 0,002 in/tahun (Perry,1999)

- Umur alat (n) : 10 tahun

(Brownell, 1959)

=

= 0,2390 in

Tebal shell standar yang digunakan = ¼ in (Brownell, 1959)

d. Tebal head

Universitas Sumatera Utara

Page 51: Appendix static mixer.pdf

Tebal head (dh) diambil sama dengan tebal shell, yaitu ¼ in Untuk tebal shell ¼ in:

icr = ¾ in (Brownell, 1959)

sf = 1½ - 2½ in dipilih 1½ in (Brownell, 1959)

Maka tinggi head (Hh) = dh + icr + sf = ¼ + ¾ + 1½ = 2,5 in (0,0635 m)

Tinggi total tangki = Hs + Hh = 6,5259 m + 0,0635 m = 6,5894 m

3. Tangki Penyimpanan NaOH (T-103)

Fungsi : menyimpan NaOH untuk kebutuhan selama 30 hari

Bentuk : silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup datar

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C

Jenis sambungan : Double welded butt joints

Jumlah : 3 unit

Data kondisi penyimpanan:

Temperatur (T) = 30 °C

Tekanan (P) = 1 atm = 14,696 psia

Densitas NaOH 48% (ρ) = 1.499,35 kg/m3 (Handymath, 2010)

Laju alir massa NaOH (m) = 2.291,1543kg/jam

Lama penyimpanan (n) = 30 hari

Faktor kelonggaran (fk) = 0,2

Perbandingan diameter dengan tinggitangki (Di : Hs) = 4 : 5

Perhitungan:

a. Volume larutan, Vl =

= 1.100,2308 m3

Volume tangki, Vt =

= 440,0923 m3

b. Diameter dan tinggi shell

- Volume shell tangki (Vs)

Universitas Sumatera Utara

Page 52: Appendix static mixer.pdf

(Perry,1999)

- Volume tangki (Vt)

Vt = Vs + 2Vh ; Vh dianggap sangat kecil untuk tutup datar

440,0923 m3 =

Di = 7,6533 m = 301,3099 in

Hs = 9,5666 m = 376,6376 in

c. Tebal shell tangki

Tinggi larutan (h) = = 7,9722 m

Tekanan hidrostatik (Ph) = ρgh

= 1.499,35 kg/m3 9,8 m/det2 7,9722m

= 117.140,0673 Pa = 16,9897 psia

Maka, Pdesain = (1,2) Poperasi

= 1,2 ( 14,696 + 16,9897) = 38,0229 psia

Untuk bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 grade C:

- Allowable working stress (S) : 13.700 psia (Couper, 2005)

- Joint efficiency (E) : 0,85

- Corossion allowance (C) : 0,002 in/tahun (Perry,1999)

- Umur alat (n) : 10 tahun

(Brownell, 1959)

=

= 0,5129 in

Tebal shell standar yang digunakan = 5/8in

d. Tebal head

Tebal head (dh) diambil sama dengan tebal shell, yaitu 5/8in

Untuk tebal shell 5/8in:

icr = 17/8in

sf = 1½ - 3½ in dipilih 1½ in

Universitas Sumatera Utara

Page 53: Appendix static mixer.pdf

Maka tinggi head (Hh) = dh + icr + sf = 5/8 + 17/8 + 1½ = 4 in (0,1016 m)

Tinggi total tangki = Hs + Hh = 9,5666m + 0,1016 m = 9,6682 m

4. Tangki Penyimpanan NaCl (T-105)

Fungsi : menyimpan NaCl untuk kebutuhan selama 30 hari

Bentuk : silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup datar

Bahan konstruksi : Stainless Steel SA-240grade 304

Jenis sambungan : Double welded butt joints

Jumlah : 1 unit

Data kondisi penyimpanan:

Temperatur (T) = 30 °C

Tekanan (P) = 1 atm = 14,696 psia

Densitas NaCl 20% (ρ) = 1.142,85 kg/m3 (Anonim, 2009b)

Laju alir massa NaCl (m) = 225kg/jam

Lama penyimpanan (n) = 30 hari

Faktor kelonggaran (fk) = 0,15

Perbandingan diameter dengan tinggitangki (Di : Hs) = 4 : 5

Perhitungan:

a. Volume larutan, Vl =

= 141,7509 m3

Volume tangki, Vt =

= 163,0135 m3

b. Diameter dan tinggi shell

- Volume shell tangki (Vs)

(Perry,1999)

- Volume tangki (Vt)

Vt = Vs + 2Vh ; Vh dianggap sangat kecil untuk tutup datar

Universitas Sumatera Utara

Page 54: Appendix static mixer.pdf

163,0135 m3 =

Di = 5,4964 m = 216,3914 in

Hs = 6,8704 m = 270,4892 in

c. Tebal shell tangki

Tinggi larutan (h) = = 5,9743 m

Tekanan hidrostatik (Ph) = ρgh

= 1.142,85 kg/m3 9,8 m/det2 5,9743 m

= 66.911,6989 Pa = 9,7047 psia

Maka, Pdesain = (1,15) Poperasi

= 1,15 ( 14,696 + 9,7047 ) = 28,0608 psia

Untuk bahan konstruksi Stainless Steel SA-240grade 304:

- Allowable working stress (S) : 18.700 psia (Couper, 2005)

- Joint efficiency (E) : 0,85

- Corossion allowance (C) : 0,002 in/tahun (Perry,1999)

- Umur alat (n) : 10 tahun

(Brownell, 1959)

=

= 0,2112 in

Tebal shell standar yang digunakan = ¼ in

d. Tebal head

Tebal head (dh) diambil sama dengan tebal shell, yaitu ¼ in

Untuk tebal shell¼ in:

icr = ¾ in

sf = 1½ - 2½ in dipilih 1½ in

Maka tinggi head (Hh) = dh + icr + sf = ¼ + ¾ + 1½ = 2,5 in (0,0635 m)

Tinggi total tangki = Hs + Hh = 6,8704m + 0,0635 m = 6,9339 m

5. Tangki Penyimpanan Gliserin (T-106)

Fungsi : menyimpan gliserin untuk kebutuhan selama 30 hari

Bentuk : silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup datar

Universitas Sumatera Utara

Page 55: Appendix static mixer.pdf

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C

Jenis sambungan : Double welded butt joints

Jumlah : 1 unit

Data kondisi penyimpanan:

Temperatur (T) = 30 °C

Tekanan (P) = 1 atm = 14,696 psia

Densitas gliserin (ρ) = 1.254,95 kg/m3 (Perry, 1999)

Laju alir massa gliserin (m) = 40,5kg/jam

Lama penyimpanan (n) = 30 hari

Faktor kelonggaran (fk) = 0,15

Perbandingan diameter dengan tinggitangki (Di : Hs) = 4 : 5

Perhitungan:

a. Volume larutan, Vl =

= 23,2360 m3

Volume tangki, Vt =

= 26,7214 m3

b. Diameter dan tinggi shell

- Volume shell tangki (Vs)

(Perry,1999)

- Volume tangki (Vt)

Vt = Vs + 2Vh ; Vh dianggap sangat kecil untuk tutup datar

26,7214 m3 =

Di = 3,0081 m = 118,4290 in

Hs = 3,7601 m = 148,0350 in

c. Tebal shell tangki

Universitas Sumatera Utara

Page 56: Appendix static mixer.pdf

Tinggi larutan (h) = = 3,2696 m

Tekanan hidrostatik (Ph) = ρgh

= 1.254,95 kg/m3 9,8 m/det2 3,2696m

= 40.211,5690 Pa = 5,8322 psia

Maka, Pdesain = (1,15) Poperasi

= 1,15 ( 14,696 + 5,8322) = 23,6074 psia

Untuk bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 grade C:

- Allowable working stress (S) : 13700 psia (Couper, 2005)

- Joint efficiency (E) : 0,85

- Corossion allowance (C) : 0,002 in/tahun (Perry,1999)

- Umur alat (n) : 10 tahun

(Brownell, 1959)

=

= 0,1402 in

Tebal shell standar yang digunakan = 3/16in

d. Tebal head

Tebal head (dh) diambil sama dengan tebal shell, yaitu 3/16in

Untuk tebal shell 3/16in:

icr = 9/16in

sf = 1½ - 2 in dipilih 1½ in

Maka tinggi head (Hh) = dh + icr + sf = 3/16+ 9/16+ 1½ = 2,25 in (0,0571 m)

Tinggi total tangki = Hs + Hh = 3,7601m + 0,0571 m = 3,8172 m

6. Tangki Penyimpanan EDTA (T-107)

Fungsi : menyimpan EDTA untuk kebutuhan selama 30 hari

Bentuk : silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup datar

Bahan konstruksi : StainlessSteel SA-240grade 304

Jenis sambungan : Double welded butt joints

Jumlah : 1 unit

Data kondisi penyimpanan:

Universitas Sumatera Utara

Page 57: Appendix static mixer.pdf

Temperatur (T) = 30 °C

Tekanan (P) = 1 atm = 14,696 psia

Densitas EDTA (ρ) = 860 kg/m3 (Perry, 1999)

Laju alir massa EDTA (m) = 54kg/jam

Lama penyimpanan (n) = 30 hari

Faktor kelonggaran (fk) = 0,15

Perbandingan diameter dengan tinggitangki (Di : Hs) = 4 : 5

Perhitungan:

a. Densitas EDTA 25% = = 957,8987 kg/m3

Volume larutan, Vl =

= 40,5888 m3

Volume tangki, Vt =

= 46,6772 m3

b. Diameter dan tinggi shell

- Volume shell tangki (Vs)

(Perry,1999)

- Volume tangki (Vt)

Vt = Vs + 2Vh ; Vh dianggap sangat kecil untuk tutup datar

46,6772 m3 =

Di = 3,6227 m = 142,6260 in

Hs = 4,5284 m = 178,2830 in

c. Tebal shell tangki

Tinggi larutan (h) = = 3,9377 m

Tekanan hidrostatik (Ph) = ρgh

= 957,8987 kg/m3 9,8 m/det2 3,9377 m

Universitas Sumatera Utara

Page 58: Appendix static mixer.pdf

= 36.965,1698 Pa = 5,3613 psia

Maka, Pdesain = (1,15) Poperasi

= 1,15 ( 14,696 + 5,3613) = 23,0659 psia

Untuk bahan konstruksi Stainless Steel SA-240grade 304:

- Allowable working stress (S) : 18.700 psia (Couper, 2005)

- Joint efficiency (E) : 0,85

- Corossion allowance (C) : 0,002 in/tahun (Perry,1999)

- Umur alat (n) : 10 tahun

(Brownell, 1959)

=

= 0,1236 in

Tebal shell standar yang digunakan = 3/16in

d. Tebal head

Tebal head (dh) diambil sama dengan tebal shell, yaitu 3/16in

Untuk tebal shell 3/16in:

icr = 9/16in

sf = 1½ - 2 in dipilih 1½ in

Maka tinggi head (Hh) = dh + icr + sf = 3/16+ 9/16+ 1½ = 2,25 in (0,0571 m)

Tinggi total tangki = Hs + Hh = 4,5284m + 0,0571 m = 4,5855 m

7. Static Mixer-1 (M-101)

Fungsi : mencampur palm oil stearin dan palm kernel oil

Bentuk : pipa silinder dengan modifikasi penambahan sekat

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Data kondisi operasi:

Temperatur = 327,5 K (54,4 °C)

Tekanan = 1 atm = 14,696 psia

Laju alir massa stearin (m) = 5.736,2602 kg/jam

Laju alir massa PKO (m) = 1.434,0651kg/jam

Universitas Sumatera Utara

Page 59: Appendix static mixer.pdf

Data stearin dan PKO:

Tabel LC.1 Densitas dan Viskositas Stearin dan PKO

Komponen Fraksi ρi (kg/m3) μi (cP)

50 °C 55 °C 54,4 °C 50 °C 55 °C 54,4 °C

Stearin 0,8 875,1000 872,6000 872,9067 23,6800 19,8800 20,3462 PKO 0,2 897,2000 893,8000 894,2171 18,6100 15,9400 16,2676 (Anonim, 2010; Burdick, 2010)

Perhitungan:

a. Densitas campuran(ρm) = = 877,0871 kg/m3

b. Viskositas campuran (μm)

(Perry,1999)

μm = [0,8 (20,3462)1/3 + 0,2 (16,2676)1/3]3

= 19,4815 cP = 0,0195 Pa.s

c. Fraksi Volume (Cv)

- Laju alir volumetrik stearin (Qstearin)

Qstearin = massa stearin/ ρstearin

= 5.736,2602 kg/jam / 872,9067 kg/m3

= 6,5714 m3/jam

- Laju alir volumetrik PKO (QPKO)

QPKO = massa PKO/ ρPKO

= 1.434,0651kg/jam / 894,2171 kg/m3

= 1,6037 m3/jam

Cv =

=

= 0,1962

d. Coefficient of Variation reduction (CoVR)

CoV0 = (Paul, 2004)

=

= 2,0243

Universitas Sumatera Utara

Page 60: Appendix static mixer.pdf

Pencampuran dianggap sudah homogeny bila CoV = 0,05

CoVR = CoV/CoV0 (Paul, 2004)

= 0,05/2,0243

= 0,0247

e. Diameter pipa (Di)

Untuk cairan, kecepatan yang direkomendasikan adalah antara 2 m/s – 3 m/s.

Qtotal = QPKO + QStearin

= 1,6037 m3/jam+ 6,5714 m3/jam

= 8,1751 m3/jam

Qtotal =

8,1751 m3/jam =

Di = 0,0340 m = 34,0079 mm

Digunakan pipa standar 1¼ in BWG 40.

Diperoleh data:

Di = 35,05 mm = 0,03505 m (Geankoplis, 2003)

A = 9,648 10-4 m2 (Geankoplis, 2003)

Kecepatan fluida, v = = = 2,3537 m/s

f. Bilangan Reynolds

NRe = (Geankoplis, 2003)

= = 3.710,6450 (transisi)

Untuk commercial steel, diperoleh equivalent roughness (ε) = 4,6 10-5 m

(Geankoplis, 2003).

= 0,0013

g. Fanning friction factor

f = 0,094(ε/D)0,225+ 0,53(ε/D) +88(ε/D)0,44 (Couper, 2005)

= 0,094(0,0013)0,225+ 0,53(0,0013) +88(0,0013)0,44

= 0,0418

h. Tipe static mixer

Karena NRe lebih dekat ke NRe aliran turbulen (4000), digunakan:

Tipe element : SMV (Corrugated Plate)

Universitas Sumatera Utara

Page 61: Appendix static mixer.pdf

Koefisien pencampuran (KT) = 100 – 200 (diambil rata-rata: 150)

Koefisien pressure drop (KiT) = 0,21 – 0,46 (diambil rata-rata: 0,335)

g. Jumlah elemen

CoVR = KiL/D (Couper, 2005)

L/D =

=

= 3,3841

Untuk elemen dengan L/D = 1, jumlah elemen yang diperlukan hanya 3 elemen

karena pencampuran juga terjadi di sepanjang pipa.

h. Penurunan tekanan

ΔP = KT.ΔPpipe (Paul, 2004)

ΔPpipe = f ρ (Couper, 2005)

= 0,0418 (877,0871 kg/m3) (3) (2,3537 m/s)2/2

= 304,6579 Pa

ΔP = 150 (304,6579 Pa) = 45.698,6887 Pa (dapat diterima)

8. Static Mixer-2 (M-102)

Fungsi : mencampur NaOH, NaCl, gliserin dan H2O.

Bentuk : pipa silinder dengan modifikasi penambahan sekat

Bahan konstruksi : commercial pipe steel

Data kondisi operasi:

Temperatur = 30 °C

Tekanan = 1 atm = 14,696 psia

Laju alir massa campuran (m) = 2.688,3592 kg/jam

Data komponen:

Tabel LC.2 Fraksi dan Massa Komponen Masuk Static Mixer-2 (S-102)

Komponen Fraksi Massa (kg/jam) NaOH 0,3636 1.099,7541 H2O 0,6081 1.839,1500

Universitas Sumatera Utara

Page 62: Appendix static mixer.pdf

NaCl 0,0149 45,0000 Gliserin 0,0134 40,0500

Perhitungan:

a. Densitas campuran(ρm)

Karena 97,1730% komponen dalam static mixer terdiri dari NaOH dan air,

digunakan larutan NaOH sebagai acuan perhitungan densitas dan viskositas.

Komponen yang digunakan sebagai parameter pencampuran adalah gliserin yang

merupakan komponen dengan jumlah fraksi terkecil.

% NaOH =

=

= 37,4206 %

Densitas NaOH 37,4206% pada 30 °C= 1397,53 kg/m3 (Handymath, 2010)

Densitas gliserin pada 30 °C= 1.254,95 kg/m3 (Perry, 1999)

ρm = = 1.395,4070 kg/m3

b. Viskositas campuran (μm)

Viskositas larutan NaOH 35% pada 30 °C = 13,4 cP (Anonim, 2004)

Viskositas larutan NaOH 40% pada 30 °C = 21,8 cP (Anonim, 2004)

μNaOH (37,4206%) = 13,4 + (21,8 – 13,4)/(40-35) (37,4206 – 35) = 17,7335 cP

Viskositas gliserin pada 30 °C = 612 cP (Anonim, 2011c)

Untuk cairan non organik,

(Perry,1999)

μm = exp [(1 – 0,0134) ln(17,7335 cP) + 0,0134 ln(612 cP)]

= 18,5947 cP = 0,0186 Pa.s

c. Fraksi Volume (Cv)

- Laju alir volumetrik larutan non gliserin (QA)

QA = (massa total – massa gliserin)/ ρNaOH

= (3.024,4041 kg/jam – 40,05 kg/jam)/ 1.397,53 kg/m3

= 2,1354 m3/jam

- Laju alir volumetrik gliserin (QB)

QB = massa gliserin/ ρgliserin

Universitas Sumatera Utara

Page 63: Appendix static mixer.pdf

= 40,05kg/jam / 1.254,95 kg/m3

= 0,0319 m3/jam

Cv =

=

= 0,0147

d. Coefficient of Variation reduction (CoVR)

CoV0 = (Paul, 2004)

CoV0 =

= 8,1318

Pencampuran dianggap sudah homogeny bila CoV = 0,05

CoVR = CoV/CoV0 (Paul, 2004)

CoVR = 0,05/8,1318

= 0,0061

e. Diameter pipa (Di)

Untuk cairan, kecepatan yang direkomendasikan adalah antara 2 m/s – 3 m/s.

Qtotal = QA + QB

= 2,1354 m3/jam+ 0,0319 m3/jam

= 2,1673 m3/jam

Qtotal =

2,1673 m3/jam =

Di = 0,0175 m = 17,5103 mm

Digunakan pipa standar ¾ in BWG 80.

Diperoleh data:

Di = 18,85 mm = 0,0188 m (Geankoplis, 2003)

A = 2,791 10-4 m2 (Geankoplis, 2003)

Kecepatan fluida, v = = = 2,1570 m/s

f. Bilangan Reynolds

NRe = (Geankoplis, 2003)

Universitas Sumatera Utara

Page 64: Appendix static mixer.pdf

= = 3.042,2573 (transisi)

Untuk commercial steel, diperoleh equivalent roughness (ε) = 4,6 10-5 m

(Geankoplis, 2003).

= 0,0024

g. Fanning friction factor

f = 0,094(ε/D)0,225+ 0,53(ε/D) +88(ε/D)0,44 (Couper, 2005)

= 0,094(0,0024)0,225+ 0,53(0,0024) +88(0,0024)0,44

= 0,0444

h. Tipe static mixer

Karena NRe lebih dekat ke NRe aliran laminar (2300), digunakan:

Tipe element : SMX (Cross Bar)

Koefisien pencampuran (KL) = 37,5

Koefisien pressure drop (KiL) = 0,63

i. Jumlah elemen

CoVR = KiL/D (Couper, 2005)

L/D =

=

= 11,0203

Untuk elemen dengan L/D = 1, jumlah elemen yang diperlukan hanya 11 elemen

karena pencampuran juga terjadi di sepanjang pipa.

j. Penurunan tekanan

ΔP = KL.ΔPpipe (Paul, 2004)

ΔPpipe = f ρ (Couper, 2005)

= 0,0444 (1.395,4070 kg/m3) (11) (2,1570 m/s)2/2

= 1.585,4292 Pa

ΔP = 37,5 (1.585,4292 Pa) = 59.453,5942 Pa (dapat diterima)

9. Plate Exchanger-1 (E-101)

Fungsi : memanaskan campuran asam lemak

Bentuk : balok berisi pelat-pelat tipis yang tersusun vertikal

Universitas Sumatera Utara

Page 65: Appendix static mixer.pdf

Bahan konstruksi : CarbonSteel SA-285 grade C

Susunan pelat : susunan 2 pass – 1 pass dengan aliran berlawanan arah

Jumlah : 1 unit

Data kondisi operasi:

Spacing = 3 mm

Diameter ekuivalen (De) = 6 mm = 0,006 m

Tebal pelat = 0,7 mm = 0,0007 m

Lebar pelat (W) = 15 cm = 0,15 m

Perpindahan panas (Q) = 266.700.929,8748 J/jam

Perbandingan massa stearin dan PKO = 4 : 1

Fluida dingin:

Massa = 7.170,3253 kg/jam

Suhumasuk (Tin) = 54,4 °C

Suhukeluar (Tout) = 70 °C

Kecepatan (Vc) = 0,25 m/s

Jumlah Pass = 2

Faktor Fouling (Rc) = 0,0002 – 0,00005 (diambil 0,0001)

Fluida panas:

Massa = 123,3105 kg/jam

Suhumasuk/keluar (Ts) = 133,7 °C

Tekanan (P) = 2 bar (g)

Jumlah Pass = 1

Faktor Fouling (Rs) = 0,00003

Perhitungan:

a. Log Mean Temperature Difference (LMTD), ΔTc dan Tcav

ΔT1 = Ts – Tout = 133,7 °C – 70 °C = 63,7 °C

ΔT2 = Ts – Tin = 133,7 °C – 54,4 °C = 79,3 °C

LMTD = = = 71,2 °C

ΔTc = Tout – Tin = 70 °C – 54,4 °C = 15,6 °C

Tcav = (Tout + Tin)/2 = (70 °C + 54,4 °C)/2 = 62,2 °C

Universitas Sumatera Utara

Page 66: Appendix static mixer.pdf

Data Komponen dan Bahan

Tabel LC.3 Data Komponen dan Bahan dalam Plate Exchanger-1 (PE-101)

Komponen Suhu (oC)

Densitas (kg/m3)

Viskositas (cP/mPa.s)

Konduktivitas (W/m.K)

Stearin 62,2 869,1472 15,9123 0,1689 PKO 62,2 888,7647 12,4285 0,1520 Stearin + PKO 62,2 873,0011 15,1693 0,1636 Carbon Steel 100,0 - - 45 (Anonim, 2010; Applewhite, 1994; Burdick, 2010; Obetta, 1964; Geankoplis, 2003;

Perry, 1999; Poling, 2001)

b. Jumlah unit transfer

NH = ΔTc/LMTD = 15,6 °C/ 71,2 °C = 0,2193 (Sinnot, 2005)

Diperoleh faktor koreksi LMTD, Fg = 0,99 (Sinnot, 2005)

c. Jumlah saluran

A = w.spacing = 0,15 m (0,003 m) = 0,00045 m2

N = = = 20,28 ≈ 21

Untuk 2 pass:

N = 2 N = 2 21 = 42

Jumlah saluran total (n) = 2 N = 2 42 = 84

Jumlah pelat = n + 1 = 84 + 1 = 85

Fluida Dingin

d. Bilangan Reynolds

NRe = = = 86,3258 (Geankoplis, 2003)

e. Koefisien konveksi

Cp = = = 2.382,2547 J/kg.°C

NPr = = = 220,9008 (Geankoplis, 2003)

Nu = 0,37(NRe)0,67(NPr)0,34 (McCabe, 2010)

= 0,37(86,3258)0,67(220,9008)0,34 = 43,5513

hc = Nu.k/De = 43,5513 (0,1636 W/m.K)/0,006 m = 1.187,4250 W/m2.K

f. Koefisien perpindahan panas

Estimasi: hs = 1.680 W/m2.K

Universitas Sumatera Utara

Page 67: Appendix static mixer.pdf

U =

=

= 631,7311 W/m2.K

g. Tinggi pelat

m.Cp.dT = U.A.Fg.LMTD

ρc.Vc.w.De.Cp.ΔTc = U.2.w.L.Fg.LMTD

L = = = 0,2734 m

Untuk 2 pass, L = ½ (0,2734 m) = 0,1483 m

h. Pressure drop

fc = 2,5 NRe-0,3

= 2,5 (86,3258)-0,3

= 0,6563

ΔP = 2f[L/De]ρv2

= 2 (0,6563) (0,2734/0,006) (873,0011) (0,25)2

= 3.263,7014 Pa

Fluida Panas (Steam)

i. Suhu dinding

Tw = Tcav + (Ts – Tcav)

= 62,2 °C + (133,7 °C – 62,2 °C)

= 104,1 °C

Tref = (Tw + Ts)/2 = (104,1 °C + 133,7 °C)/2 = 118,9 °C

Data Air dan Steam

Tabel LC.4 Data Air dan Steam dalam Plate Exchanger-1 (PE-101)

Komponen Suhu (oC)

Densitas (kg/m3)

Viskositas (cP/mPa.s)

Konduktivitas (W/m.K)

Air 118,9 945,0943 0,3011 0,6805 Steam 133,7 1,5542 - - (Geankoplis, 2003)

λ = 2.162.839,527 J/kg (Geankoplis, 2003)

j. Bilangan Reynolds

- Kecepatan steam

Universitas Sumatera Utara

Page 68: Appendix static mixer.pdf

m.Cp.dT = m.λ (Susunan U)

ρc.Vc.A.Cp.ΔTc = ρs.Vs.A.λ (Susunan U)

Vs = = = 2,4150 m/s

Untuk susunan 2 pass – 1 pass, flow area steam 2 kali dari umpan, sehingga:

Vs = ½ (2,4150 m/s) = 1,2075 m/s

NRe = = = (Geankoplis, 2003)

NRe = = 74,7830

k. Koefisien konveksi

Untuk NRe< 1800, maka:

Nu = 1,13 (Geankoplis, 2003)

Dimana:

ρl = densitas kondensat pada suhu Tref

ρv = densitas uap pada Tsat

g = konstanta gravitasi (9,8 m/s2)

hfg = panas laten penguapan pada suhu Tsat

μl = viskositas kondensat pada suhu Tref

kl = konduktivitas panas kondensat pada suhu Tref

ΔT = beda suhu uap dan dinding = Ts – Tw

Nu = 1,13

= 1,13

= 337,5355

hs = Nu.kl/L = 337,5355 (0,6805/0,1367) = 1.680,0423 W/m2.K

Karena hs hitung ≈ hs estimasi, maka perhitungan dengan nilai hs estimasi dapat

diterima.

l. Pressure drop

NRe = = = 37,3915

fc = 2,5 NRe-0,3

Universitas Sumatera Utara

Page 69: Appendix static mixer.pdf

= 2,5 (37,3915)-0,3

= 0,8435

ΔP = 2f[L/De]ρv2

= 2 (0,8435) (0,1367/0,006) (1,5542) (1,2075)2

= 87,1105 Pa

10. Plate Exchanger-2 (E-102)

Fungsi : memanaskan campuran NaOH, NaCl, gliserin dan H2O

Bentuk : balok berisi pelat-pelat tipis yang tersusun vertikal

Bahan konstruksi : StainSteel SA-240grade 304

Susunan pelat : susunan 4 pass – 2 pass dengan aliran berlawanan arah

Jumlah : 1 unit

Data kondisi operasi:

Spacing = 3 mm

Diameter ekuivalen (De) = 6 mm = 0,006 m

Tebal pelat = 0,7 mm = 0,0007 m

Lebar pelat (W) = 15 cm = 0,15 m

Perpindahan panas (Q) = 365.299.331,8500 J/jam

Fraksi massa larutan NaOH dan NaCl = 0,9866

Fluida dingin:

Massa = 3.024,4041 kg/jam

Suhumasuk (Tin) = 30 °C

Suhukeluar (Tout) = 70 °C

Kecepatan (Vc) = 0,2 m/s

Jumlah Pass = 4

Faktor Fouling (Rc) = 0,0002 – 0,00005 (diambil 0,0001)

Fluida panas:

Massa = 168,8980 kg/jam

Suhumasuk/keluar (Ts) = 133,7 °C

Tekanan (P) = 2 bar (g)

Jumlah Pass = 2

Universitas Sumatera Utara

Page 70: Appendix static mixer.pdf

Faktor Fouling (Rs) = 0,00003

Perhitungan:

a. Log Mean Temperature Difference (LMTD), ΔTc dan Tcav

ΔT1 = Ts – Tout = 133,7 °C – 70 °C = 63,7 °C

ΔT2 = Ts – Tin = 133,7 °C – 30 °C = 103,7 °C

LMTD = = = 82,1 °C

ΔTc = Tout – Tin = 70 °C – 30 °C = 40 °C

Tcav = (Tout + Tin)/2 = (70 °C + 30 °C)/2 = 50 °C

Data Komponen dan Bahan

Tabel LC.5 Data Komponen dan Bahan dalam Plate Exchanger-2 (PE-102)

Komponen Suhu (oC)

Densitas (kg/m3)

Viskositas (cP/mPa.s)

Konduktivitas (W/m.K)

NaOH 37,4206% 50 1384,1100 7,0000 0,6629 Gliserin 50 1261,0000 142,0000 0,2838 Campuran 50 1357,6018 7,2879 0,5434 Stainless Steel 50 - - 15,05 (Anonim, 2004; 2009a; 2011c; Geankoplis, 2003; Handymath, 2010; Perry, 1999;

Poling, 2001; Wikipedia, 2011)

b. Jumlah unit transfer

NH = ΔTc/LMTD = 40 °C/ 82,1 °C = 0,4874 (Sinnot, 2005)

Diperoleh faktor koreksi LMTD, Fg = 0,99 (Sinnot, 2005)

c. Jumlah saluran

A = w.spacing = 0,15 m (0,003 m) = 0,00045 m2

N = = = 6,87 ≈ 7

Untuk 4 pass:

N = 4 N = 4 7 = 28

Jumlah saluran total (n) = 2 N = 2 28 = 56

Jumlah pelat = n + 1 = 56 + 1 = 57

Universitas Sumatera Utara

Page 71: Appendix static mixer.pdf

Fluida Dingin

d. Bilangan Reynolds

NRe = = = 223,5378 (Geankoplis, 2003)

e. Koefisien konveksi

Cp = = = 3.019,5976 J/kg.°C

NPr = = = 40,4979 (Geankoplis, 2003)

Nu = 0,37(NRe)0,67(NPr)0,34 (McCabe, 2010)

= 0,37(223,5378)0,67(40,4979)0,34 = 47,0673

hc = Nu.k/De = 47,0673 (0,5434 W/m.K)/0,006 m = 4.262,7269 W/m2.K

f. Koefisien perpindahan panas

Estimasi: hs = 1.369 W/m2.K

U =

=

= 875,9916 W/m2.K

g. Tinggi pelat

m.Cp.dT = U.A.Fg.LMTD

ρc.Vc.w.De.Cp.ΔTc = U.2.w.L.Fg.LMTD

L = = = 0,6912 m

Untuk 4 pass, L = ¼ (0,6912 m) = 0,1728 m

Untuk 2 pass, L = ½ (0,6912 m) = 0,3456 m

h. Pressure drop

fc = 2,5 NRe-0,3

= 2,5 (223,5378)-0,3

= 0,4933

ΔP = 2f[L/De]ρv2

= 2 (0,4933) (0,6912/0,006) (1.357,6018) (0,2)2

= 6.172,2305 Pa

Fluida Panas (Steam)

Universitas Sumatera Utara

Page 72: Appendix static mixer.pdf

i. Suhu dinding

Tw = Tcav + (Ts – Tcav)

= 50 °C + (133,7 °C – 50 °C)

= 70,3 °C

Tref = (Tw + Ts)/2 = (70,3 °C + 133,7 °C)/2 = 102,0 °C

Data Air dan Steam

Tabel LC.4 Data Air dan Steam dalam Plate Exchanger-1 (PE-101)

Komponen Suhu (oC)

Densitas (kg/m3)

Viskositas (cP/mPa.s)

Konduktivitas (W/m.K)

Air 102,0 953,8118 0,2596 0,6825 Steam 133,7 1,5542 0,0116 - (Geankoplis, 2003)

λ = 2.162.839,527 J/kg (Geankoplis, 2003)

j. Bilangan Reynolds

- Kecepatan steam

m.Cp.dT = m.λ (Susunan U)

ρc.Vc.A.Cp.ΔTc = ρs.Vs.A.λ (Susunan U)

Vs = = = 9,7564 m/s

Untuk susunan 4 pass – 2 pass, flow area steam 2 kali dari umpan, sehingga:

Vs = ½ (9,7564 m/s) = 4,8782 m/s

NRe = = = (Geankoplis, 2003)

= = 350,4934

k. Koefisien konveksi

Untuk NRe< 1800, maka:

Nu = 1,13 (Geankoplis, 2003)

Dimana:

ρl = densitas kondensat pada suhu Tref

ρv = densitas uap (ρv dapat diabaikan karena sangat kecil disbanding ρl)

g = konstanta gravitasi (9,8 m/s2)

hfg = panas laten penguapan pada suhu Tsat

Universitas Sumatera Utara

Page 73: Appendix static mixer.pdf

μl = viskositas kondensat pada suhu Tref

kl = konduktivitas panas kondensat pada suhu Tref

ΔT = beda suhu uap dan dinding = Ts – Tw

Nu = 1,13

= 1,13

Nu = 346,5990

hs = Nu.kl/L = 346,5990 (0,6825/0,3456) = 1.369,0380 W/m2.K

Karena hs hitung ≈ hs estimasi, maka perhitungan dengan nilai hs estimasi dapat

diterima.

l. Pressure drop

NRe = = = 175,2467 (Geankoplis, 2003)

fc = 2,5 NRe-0,3

fc = 2,5 (175,2467)-0,3

= 0,5307

ΔP = 2f[L/De]ρv2

= 2 (0,5307) (0,3456/0,006) (1,5542) (4,8782)2

= 2.261,0313 Pa

11. Homogenizer-1 (M-201)

Fungsi : mencampur asam lemak campuran dengan larutan NaOH,

NaCl dan gliserin.

Bentuk : silinder vertikal dengan dasar dan tutup elipsoidal

Bahan konstruksi : StainlessSteel SA-240grade 304

Jenis sambungan : Double welded butt joints

Jumlah : 1 unit

Data kondisi operasi:

Temperatur = 70 °C

Tekanan = 1 atm = 14,696 psia

Laju alir massa campuran A (m) = 7.170,3253 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

Page 74: Appendix static mixer.pdf

Laju alir massa campuran B (m) = 3.024,4041 kg/jam

Faktor kelonggaran = 0,2

Perbandingan diameter tangki dengan tinggi head (Di : Hh) = 4 : 1

Data sistem pengaduk:

Jenis pengaduk = three blade propeller

Jumlah baffle = 4 buah

Kecepatan pengadukan (N) = 400 rpm

Diameter impeller (Da) = 0,4 Di

Tinggi cairan (h) = 1 Di

Jarak impeller dari dasar (C) = 1/3 Di

Tebal Baffle (J) = 0,1 Di

Baffle spacing = 0,1 J

Pitch = Da

Data campuran A:

Tabel LC.5 Densitas dan Viskositas Stearin dan PKO

Komponen Fraksi μi (cP) ρi (kg/m3) Stearin 0,8 12,7500 865,4000 PKO 0,2 10,0000 883,3000 Total 1,0 12,1641 868,9217 (Anonim, 2010; Burdick, 2010; Perry, 1999)

Data campuran B:

Tabel LC.6 Densitas dan Viskositas Larutan NaOH dan Gliserin

Komponen Fraksi μi (cP) ρi (kg/m3) NaOH(aq) 0,9866 4,0000 1.370,5200 Gliserin 0,0134 50,6000 1.254,9500 Total 1,0000 4,1383 1.368,8320 (Anonim, 2004; 2011c; Handymath, 2010; Perry, 1999)

Data campuran total:

Tabel LC.7 Densitas dan Viskositas Campuran Total

Komponen Fraksi μi (cP) ρi (kg/m3) A 0,7033 12,1641 868,9217 B 0,2967 4,1383 1.368,8320 Total 1,0000 8,8341 974,5036 (Perry, 1999)

Universitas Sumatera Utara

Page 75: Appendix static mixer.pdf

Perhitungan:

- Waktu pengadukan (τ)

Waktu pengadukan untuk mencapai 99%keseragaman pada propeller dapat

dihitung menggunakan persamaan:

16,4 = Θ99 N (Anonim, 2011)

Dimana:

Θ99 = waktu untuk mencapai 99% keseragaman

N = kecepatan putaran pengaduk

D = diameter impeller

T = diameter tangki

Z = tinggi cairan

16,4 = Θ99 (400 rpm) [0,4]1,7 [1]-0,5

Θ99 = 0,1947 menit (0,00324 jam)

Waktu pencampuran dari persamaan di atas hanya berlaku untuk N’Re> 10.000.

- Laju alir massa total (M)

M = 7.170,3253 kg/jam + 3.024,4041 kg/jam = 10.194,7294 kg/jam

Trial τ = 0,1947 menit (0,00324 jam)

- Volume larutan, Vl = = 0,0339 m3

- Volume head tangki (Vh)

(Couper, 2005)

- Volume shell yang terisi cairan (Vf)

- Volume total yang ditempati cairan (Vl)

Vl = Vf + Vh ; hanya bagian dasar tangki yang terisi cairan

Vl =

Universitas Sumatera Utara

Page 76: Appendix static mixer.pdf

Vl =

0,0339 m3 =

Di = 0,3333 m

- Diameter impeller (Da)

Da = 0,4 Di = 0,4 (0,3333 m) = 0,1333 m

- Bilangan Reynolds, N’Re = (Geankoplis, 2003)

N’Re = = 13.074,9103

Oleh karena bilangan Reynolds pengadukan > 10.000, maka waktu pencampuran

yang dicoba telah memenuhi.

a. Volume tangki, Vt =

= 0,0407 m3

b. Diameter dan tinggi shell

Di = 0,3333 m = 13,1102 in

- Volume shell tangki (Vs)

(Perry,1999)

- Volume tangki (Vt)

Vt = Vs + 2Vh

0,0407 m3 =

Hs = 0,3554 m = 13,9913 in

c. Tebal shell tangki

Tinggi larutan (h) = Di = 0,3333 m

Tekanan hidrostatik (Ph) = ρgh

= 974,5036 kg/m3 9,8 m/det2 0,3333 m

= 3.183,0601 Pa = 0,4617 psia

Maka, Pdesain = (1,2) Poperasi

= 1,2 ( 14,696 + 0,4617) = 18,1892 psia

Untuk bahan konstruksi Stainless Steel SA-240grade 304:

Universitas Sumatera Utara

Page 77: Appendix static mixer.pdf

- Allowable working stress (S) : 12.900 psia (Couper, 2005)

- Joint efficiency (E) : 0,85

- Corossion allowance (C) : 0,002 in/tahun (Perry,1999)

- Umur alat (n) : 10 tahun

(Brownell, 1959)

=

= 0,0308 in

Tebal shell standar yang digunakan = 3/16in

d. Tebal head

(Brownell, 1959)

dh =

= 0,0309 in

Tebal head standar yang digunakan =3/16in

He = Di/4 = 0,3333 m/4 = 0,0833m = 3,2805 in

Untuk tebal shell 3/16in, tidak terdapat data untuk tutup elipsoidal sehingga

digunakan data yang paling mendekati (¼ in):

sf = 2 – 2¼ in dipilih 2 in

Maka tinggi head (Hh) = dh + He + sf = 3/16+ 3,2805 + 2 = 5,4680 in (0,1389 m)

Tinggi total tangki = Hs + 2 Hh = 0,3554 m + 2 (0,1389 m) = 0,6332 m

e. Daya pengaduk

- Power number, Np

Diperoleh, Np = 0,3652 (Couper, 2005)

P = Np ρ N3 Da5 (Geankoplis, 2003)

= 0,3652 (974,5036kg/m3) (400/60 rps)3 (0,1333 m)5

= 3,9626 W (0,0053 Hp)

Diasumsikan efisiensi pengaduk (η) = 50%, maka:

Pakt = 0,0053 Hp/0,5 = 0,0106 Hp

Digunakan daya standar 1/20 Hp

12. Plug Flow Reactor (R-201)

Fungsi : melangsungkan proses netralisasi asam lemak.

Universitas Sumatera Utara

Page 78: Appendix static mixer.pdf

Bentuk : pipahorizontal dengan saluran loop.

Bahan konstruksi : StainlessSteel SA-240grade 304

Jenis sambungan : Double welded butt joints

Jumlah : 1 unit

Data kondisi operasi:

Temperatur umpan = 70 °C

Temperatur akhir = 120 °C

Tekanan gauge = 2 – 3 bar (diambil 3 bar/ 43,5114 psi)

Laju alir massa umpan masuk = 10.194,7293kg/jam

Laju steam = 735,8105 kg/jam

Perpindahan panas (Q) = 1.591.439.970,6946J/jam

Waktu tinggal (τ) = 0,0167 jam (Lab. PT Nubika Jaya, 2010)

Faktor keamanan (F) = 0,2

Rasio laju recycle terhadap laju alir masuk (R) = 15 (Lab. PT Nubika Jaya, 2010)

Perbandingan diameter reaktor dengan panjang (Di : L) = 1 : 100

Perhitungan:

a. Suhu campuran umpan dan laju recycle

Tabel LC.8 Jumlah Nilai maReaktor

Komponen m (kg/jam)

(J/kg K)

ma (J/jam K)

CH3-(CH2)10-COOH 758,6204 2.150,0000 1.631.033,8873 CH3-(CH2)12-COOH 223,7141 2.260,0000 505.593,9749 CH3-(CH2)14-COOH 3.139,1684 2.730,0000 8.569.929,7309 CH3-(CH2)16-COOH 444,5602 2.300,0000 1.022.488,3823 CH3-(CH2)14-CH=CH-COOH 2.192,6855 2.046,0000 4.486.234,4615 CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH 374,2910 2.259,2262 845.608,0017 Impuritis 596,5711 340,0771 202.880,1649 NaOH 1.126,7541 1.179,3352 1.328.820,7438 H2O 36.837,5900 4.184,0000 154.128.476,4306 NaCl 720,0000 772,3757 556.110,5081 Gliserin 648,0000 832,8252 539.670,7296 Anhydrous soap 116.053,7146 2.510,4000 291.341.245,2061

Total 465.158.092,2217

Universitas Sumatera Utara

Page 79: Appendix static mixer.pdf

Tabel LC.9 Jumlah Nilai mb Reaktor

Komponen m (kg/jam)

(J/kg K2)

mb (J/jam K2)

CH3-(CH2)10-COOH 758,6204 0 0,0000 CH3-(CH2)12-COOH 223,7141 0 0,0000 CH3-(CH2)14-COOH 3.139,1684 0 0,0000 CH3-(CH2)16-COOH 444,5602 0 0,0000 CH3-(CH2)14-CH=CH-COOH 2.192,6855 0 0,0000 CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH- (CH2)7-COOH 374,2910 0 0.0000 Impuritis 596,5711 0,2372 141,5209 NaOH 1.126,7541 0 0,0000 H2O 36.837,5900 0 0,0000 NaCl 720,0000 0,3006 216,4656 Gliserin 648,0000 5,1685 3349,1689 Anhydrous soap 116.053,7146 0 0

Total 3.707,1555 Jumlah panas masuk ke reaktor adalah panas umpan ditambah panas laju recycle.

Q = Qin + R.Qout

= 1.048.356.400,9910 J/jam + 15(2.641.404.215,6249J/jam)

Q = 40.669.419.635,3641 J/jam Suhu campuran:

Q =

=

Diperoleh:

ma(T-303,15) = 465.158.092,2217 T – 465.158.092,2217(303,15) = 465.158.092,2217T – 141.012.675.657,0150 mb(T2 – 303,152) = 3.707,1555 T2 – 3.707,1555 (303,152)

= 3.707,1555 T2 – 340.687.298,8166 Sehingga:

Q= –

T = 390,3 K (117,2 oC)

Suhu rata-rata campuran dalam reaktor:

Tav = (117,2 oC + 120 oC)/2 = 118,6 oC

Universitas Sumatera Utara

Page 80: Appendix static mixer.pdf

Tabel LC.10 Fraksi, Densitas dan Viskositas komponen pada suhu 118,6 oC

Fraksi μi (cP) ρi (kg/m3) Stearin 0,0352 4,9370 842,7000 PKO 0,0088 7,0000 858,8000 NaOH(aq) 0,0183 3,5000 1.349,8500 Gliserin 0,0002 12,0000 1.254,9500 Soap 0,9375 40,0000 975,0000 Total 1,0000 34,9920 973,4666 (Anonim, 2004; 2009a; 2010a; 2011c; Applewhite, 1994; Handymath, 2010; Perry,

1999; Splitz, 1996)

b. Volume tangki

Volume tangki, Vt = = 2,7983 m3

c. Diameter dan panjangshell reaktor

2,7983 m3 =

Di = 0,3291 m = 12,9556 in

Hs = 32,9054 m = 1.295,4864 in

d. Tebal shell tangki

Pdesain = (1,15) Poperasi

= 1,15 ( 14,696 + 43,5114)

= 66,9385 psia

Untuk bahan konstruksi Stainless Steel SA-240grade 304:

- Allowable working stress (S) : 12900 psia (Couper, 2005)

- Joint efficiency (E) : 0,85

- Corossion allowance (C) : 0,002 in/tahun (Perry,1999)

- Umur alat (n) : 10 tahun

(Brownell, 1959)

=

= 0,0597 in

Tebal shell standar yang digunakan = 3/16 in (Brownell, 1959)

e. Bilangan Reynolds

Universitas Sumatera Utara

Page 81: Appendix static mixer.pdf

NRe = (Geankoplis, 2003)

=

= 5.009,6415

f. Sistem pemanas

Reaktor dilengkapi pengatur suhu dan jaket pemanas yang menggunakan steam

dengan spesifikasi:

Tebal jaket = 1 in (0,0254 m)

Suhu steam = 133,7 oC

UD estimasi = 100 – 500 Btu/h.ft2.oF

Panas yang ditransfer heater:

ΔT2 = 133,7 oC – 120 oC = 13,7 oC

ΔT1 = 133,7 oC – 117,4 oC = 16,3 oC

(ΔT)lm =

=

= 15,0 oC

Ao = π(Di + 2t)Hs

= π(0,3291 m + 2 0,0254 m) 32,9054 m

= 39,2723 m2

UD diambil 300 Btu/h.ft2.oF (1703,49 W/m2.K)

Qheater = UD Ao ΔT

Qheater = 1.703,49 W/m2.K (39,2723 m2) (15,0 oC)

= 1.003.499,564 W

= 3.612.598.431 J/jam

Qheater> Q maka sistem pemanas dengan spesifikasi di atas dapat diterima.

13. Homogenizer-2 (M-202)

Fungsi : mencampur sabun dengan larutan EDTA.

Bentuk : silinder vertikal dengan dasar dan tutup elipsoidal

Bahan konstruksi : StainlessSteel SA-240grade 304

Jenis sambungan : Double welded butt joints

Universitas Sumatera Utara

Page 82: Appendix static mixer.pdf

Jumlah : 1 unit

Data kondisi operasi:

Temperatur = 119,4 °C

Tekanan = 2 – 3 bar gauge(diambil 3 bar/ 43,5114 psi)

Laju alir massa sabun (m) = 10.194,7293 kg/jam

Laju alir massa EDTA (m) = 54 kg/jam

Faktor kelonggaran = 0,2

Perbandingan diameter tangki dengan tinggi head (Di : Hh) = 4 : 1

Data sistem pengaduk:

Jenis pengaduk = three blade propeller

Jumlah baffle = 4 buah

Kecepatan pengadukan (N) = 400 rpm

Diameter impeller (Da) = 0,4 Di

Tinggi cairan (h) = 1 Di

Jarak impeller dari dasar (C) = 1/3 Di

Tebal Baffle (J) = 0,1 Di

Baffle spacing = 0,1 J

Pitch = Da

Data sabun dan EDTA:

Tabel LC.11 Densitas dan Viskositas Sabun dan EDTA

Komponen Fraksi μi (cP) ρi (kg/m3) Sabun 0,9947 40,0000 975,0000 EDTA 0,0053 30,0000 957,8987 Total 1,0000 39,9394 974,9083 (Perry, 1999; Splitz, 1996)

Perhitungan:

- Waktu pengadukan (τ)

Universitas Sumatera Utara

Page 83: Appendix static mixer.pdf

Waktu pengadukan untuk mencapai 99%keseragaman pada propeller dapat

dihitung menggunakan persamaan:

16,4 = Θ99 N (Anonim, 2011)

Dimana:

Θ99 = waktu untuk mencapai 99% keseragaman

N = kecepatan putaran pengaduk

D = diameter impeller

T = diameter tangki

Z = tinggi cairan

16,4 = Θ99 (400 rpm) [0,4]1,7 [1]-0,5

Θ99 = 0,1947 menit (0,00324 jam)

Waktu pencampuran dari persamaan di atas hanya berlaku untuk N’Re> 10000.

- Laju alir massa total (M)

M = 10.194,7293 kg/jam + 54 kg/jam = 10.248,7293kg/jam

Trial τ = 0,1947 menit (0,00324 jam)

- Volume larutan, Vl =

= 0,0341 m3

- Volume head tangki (Vh)

(Couper, 2005)

- Volume shell yang terisi cairan (Vf)

- Volume total yang ditempati cairan (Vl)

Vl = Vf + Vh ; hanya bagian dasar tangki yang terisi cairan

=

Universitas Sumatera Utara

Page 84: Appendix static mixer.pdf

Vl =

0,0341 m3 =

Di = 0,3337 m

- Diameter impeller (Da)

Da = 0,4 Di

= 0,4 (0,3337 m)

= 0,1335 m

- Bilangan Reynolds, N’Re = (Geankoplis, 2003)

N’Re = = 2.902,9913

Oleh karena bilangan Reynolds pengadukan < 10.000, diperlukan perhitungan

lebih lanjut akibat pengaruh bilangan Reynolds, perbedaan densitas dan

viskositas terhadap waktu pencampuran menggunakan persamaan:

Tu= tu, turb fRe fμ* fΔρ (Couper, 2005)

Dimana:

Tu = waktu pencampuran total

tu, turb = waktu pencampuran pada keadaan turbulen

fRe = faktor koreksi untuk bilangan Reynolds

fμ* = faktor koreksi untuk rasio viskositas

fΔρ = faktor foreksi untuk perbedaan densitas

Trial τ = 0,5 menit (0,0083 jam)

- Volume larutan, Vl =

= 0,0873 m3

- Volume total yang ditempati cairan (Vl)

Vl =

0,0873 m3 =

Di = 0,4566 m

- Diameter impeller (Da)

Da = 0,4 Di

= 0,4 (0,4566 m)

= 0,1827 m

Universitas Sumatera Utara

Page 85: Appendix static mixer.pdf

- Bilangan Reynolds, N’Re = (Geankoplis, 2003)

N’Re = = 5.434,8143

μ* = μsabun/μEDTA = 40/30 = 1,3333

NRi = ΔρgZ/ρN2D2

= (975-957,8987) 9,8 (0,4566)/[957,8987 (400/60)2 (0,1827)2]

= 0,0538

Diperoleh:

fRe = 1,1331 (Couper, 2005)

fμ* = 1 (Couper, 2005)

fΔρ = 1 (Couper, 2005)

Tu = tu, turb fRe fμ* fΔρ = 0,1947 menit 1,1331 1 1 = 0,2426 menit

Karena τ (0,5 menit) > Tu (0,2426 menit), maka waktu pengadukan dapat

diterima.

a. Volume tangki, Vt =

= 0,1047 m3

b. Diameter dan tinggi shell

Di = 0,4566 m = 17,9746 in

- Volume shell tangki (Vs)

(Perry,1999)

- Volume tangki (Vt)

Vt = Vs + 2Vh

0,1047 m3 =

Hs = 0,5429 m = 21,3743 in

c. Tebal shell tangki

Pdesain = (1,2) Poperasi

= 1,2 ( 14,696 + 43,5114) = 69,8489 psia

Untuk bahan konstruksi Stainless Steel SA-240grade 304:

- Allowable working stress (S) : 12.900 psia (Couper, 2005)

- Joint efficiency (E) : 0,85

Universitas Sumatera Utara

Page 86: Appendix static mixer.pdf

- Corossion allowance (C) : 0,002 in/tahun (Perry,1999)

- Umur alat (n) : 10 tahun

(Brownell, 1959)

=

t = 0,0775 in

Tebal shell standar yang digunakan = 3/16in

d. Tebal head

(Brownell, 1959)

=

= 0,0773 in

Tebal head standar yang digunakan =3/16in

He = Di/4 = 0,4566 m/4 = 0,1142m = 4,4946 in

Untuk tebal shell 3/16in, tidak terdapat data untuk tutup elipsoidal sehingga

digunakan data yang paling mendekati (¼ in):

sf = 2 – 2¼ in dipilih 2 in

Maka tinggi head (Hh) = dh + He + sf = 3/16+ 4,4946 + 2 = 6,6821 in (0,1698 m)

Tinggi total tangki = Hs + 2 Hh = 0,5429 m + 2 (0,1698 m) = 0,8824 m

e. Daya pengaduk

- Power number, Np

Diperoleh, Np = 0,3924 (Couper, 2005)

P = Np ρ N3 Da5 (Geankoplis, 2003)

= 0,3924 (974,9083kg/m3) (400/60 rps)3 (0,1827 m)5

P = 23,0734 W (0,0310 Hp)

Diasumsikan efisiensi pengaduk (η) = 50%, maka:

Pakt = 0,0310 Hp/0,5 = 0,0620 Hp

Digunakan daya standar ¼ Hp

14. Vaccum Spray Dryer(D-301)

Fungsi : memisahkan sebagian air dari sabun

Bentuk : silinder vertikal dengan dasar dan tutup konikal

Universitas Sumatera Utara

Page 87: Appendix static mixer.pdf

Bahan konstruksi : Stainless SteelSA-240grade 304

Jenis sambungan : Double welded butt joints

Jumlah : 1 unit

Data kondisi operasi:

Temperatur (T) = 32,9 °C

Tekanan dalam (P) = 50 milibar = 5.000 Pa

Tekanan steam(P) = 2 bar (g) = 301.325 Pa

Densitas slurry (ρ) = 950 – 1.000 kg/m3 (diambil 975 kg/m3)

Volume spesifik uap air (V) = 28,2217 m3/kg (Geankoplis, 2003)

Laju alir massa slurry (m) = 10.248,7293kg/jam

Laju alir massa uap (m) = 1.248,7293 kg/jam

Waktu tinggal (τ) = 4 detik (Woollatt, 1985)

Perpindahan panas (Q) = 463.693.067,2486J/jam

Perbandingan diameter dengan tinggitangki (Di : Hs) = 1 : 1

Perbandingan diameter dengan diameter bukaan atas (Di : da) = 2 : 1

Perbandingan diameter dengan diameter bukaan bawah (Di : db) = 2 : 1

Sudut kemiringan tutup (Θa) = 30o

Sudut kemiringan dasar (Θb) = 60o

Perhitungan:

a. Volume chamber

Vc = VSlurry + Vuap

= + mVt

Vc = +

= 39,1672 m3

b. Diameter dan tinggi chamber

- Volumeshell (Vs)

(Perry,1999)

Vs = 0,7854 Di3

- Volume tutup dan alas tangki

Universitas Sumatera Utara

Page 88: Appendix static mixer.pdf

Untuk headkonikal:

V = 0,262 H(D2 + Dd + d2)

H = [(D-d)/2]tanΘ

Volume tutup, Va = 0,262 [(Di-0,5Di)/2]tan(30o) (Di2 + 0,5Di2 + 0,25Di2)

= 0,0662 Di3

Volume dasar, Vb = 0,262 [(Di-0,5Di)/2]tan(60o) (Di2 + 0,5Di2 + 0,25Di2)

= 0,1985 Di3

- Volume chamber (Vc)

Vt = 0,7854 Di3 + 0,0662 Di3 + 0,1985 Di3

Vt = 1,0501 Di3

39,1672 m3 = 1,0501 Di3

Di = 3,3411 m

Hs = 3,3411 m

c. Tinggi tutup dan alas

Ha = [(Di – 0,5Di)/2]tan(30o)

= (0,25Di) tan(30o)

= 0,25 (3,3411 m) tan(30o)

= 0,4823 m

Hb = [(Di – 0,5Di)/2]tan(60o)

= (0,25Di) tan(60o)

Hb = 0,25 (3,3411 m) tan(60o)

= 1,4468 m

d. Tebal chamber

Tekanan kritik yang menyebabkan buckling:

Pc = 2,2E[t/D]3

Dimana:

Pc = tekanan kritik

E = modulus young bahan konstruksi

t/D = perbandingan tebal dan diameter tangki

Untuk baja, E = 200.000 N/mm2 = 2 1011 N/m2

Untuk faktor keselamatan = 3,

Pc = (2,2E[t/D]3)/3

Universitas Sumatera Utara

Page 89: Appendix static mixer.pdf

t = (3P/2,2E)1/3D

=

= 0,0425 m (1,6722 in)

Tebal shell standar yang digunakan = 1 3/4 in (Brownell, 1959)

e. Tebal head

Tebal head (dh) diambil sama dengan tebal shell, yaitu 1 3/4 in f. Ukuran poros, scrapper, dan blade

- Panjang poros

L = Tinggi total chamber

= 0,4823 m + 3,3411 m + 1,4468 m

= 5,2702 m

- Diameter dalam poros

Kecepatan slurry melewati poros diestimasi melalui perbedaan tekanan:

v = (2ΔP/ρ)0,5

= [2(200.000 Pa – 5.000 Pa)/(975 kg/m3)]0,5

= 20 m/s

Kecepatan sebenarnya harus lebih rendah lagi akibat gaya gesekan pada saluran

dan hambatan pada noozle, sehingga kecepatan yang digunakan dalam

perhitungan adalah setengah dari kecepatan yang dihitung (10 m/s).

Q = A.v = π/4 d2 v

d = = = = 0,0193 m = 1,93 cm

- Panjang scrapper

L = ½ Di = ½ (3,3411 m) = 1,6706 m

- Panjang blade

Panjang blade atas (tutup) = Ha/ sinΘa = 0,4823 m / sin(30o) = 0,9645 m

Panjang blade tengah (badan) = Hs = 3,3411 m

Panjang blade bawah (dasar) = Hb/ sinΘb = 1,446 m / sin(60o) = 1,6706 m

g. Jaket pemanas

Chamber dilengkapi pengatur suhu dan jaket pemanas yang menggunakan steam

dengan spesifikasi:

Tebal jaket = 1 in (0,0254 m)

Universitas Sumatera Utara

Page 90: Appendix static mixer.pdf

Suhu steam = 133,7 oC

UD estimasi = 150 Kcal/m2.jam.K (627.600 J/m2.jam.K)

Panas yang ditransfer heater:

ΔT = 133,7 oC – 32,9 oC = 100,8 oC

Ao = π(Di + 2t)Hs

= π(3,3411 m + 2 0,0254 m) 3,3411 m

= 35,6027 m2

Qheater = UD Ao ΔT

= 627.600 J/m2.jam.K (35,6027 m2) (100,8 oC)

= 2.252.298.009 J/jam

Qheater> Q maka sistem pemanas dengan spesifikasi di atas dapat diterima.

15. Cyclone Separator-1 (FG-301)

Fungsi : memisahkan debu sabun dari uap air

Bentuk : silinder vertikal dengan tutup datar dan dasar konikal

Bahan konstruksi : Stainless SteelSA-240grade 304

Jenis sambungan : Double welded butt joints

Jumlah : 1 unit

Data kondisi operasi:

Temperatur (T) = 32,9 °C

Tekanan dalam (P) = 50 milibar = 5.000 Pa

Volume spesifik uap air (V) = 28,2217 m3/kg (Geankoplis, 2003)

Laju alir massa uap (m) = 1.248,7293 kg/jam

Dimensi Cyclone:

Tinggi inlet = 0,5 D

Lebar inlet = 0,2 D

Tinggi silinder = 1,5 D

Tinggi dasar = 2,5 D

Diameter exit atas = 0,5 D

Diameter konikal = 0,375 D

Universitas Sumatera Utara

Page 91: Appendix static mixer.pdf

Perhitungan:

a. Laju alir volumetrik

Q = mV

= 1.248,7293 kg/jam 28,2217 m3/kg

= 35.241,248 m3/jam = 9,7892 m3/s

b. Diameter dan tinggi silinder

Kecepatan masuk siklon = 15 m/s

Q = A.v

A = W.H = 0,2D (0,5D) =0,1D2

Q = 0,1D2.v

D = (10Q/v)0,5 = (10 9,7892m3/s / 15m/s)0,5 = 2,5546 m

Untuk perancangan digunakan diameter 2,6 m.

Tinggi silinder, Hs = 1,5D = 1,5 (2,6 m) = 3,9 m

c. Lebar dan tinggi inlet

Lebar inlet, W = 0,2D = 0,2 (2,6 m) = 0,52 m

Tinggi inlet, H = 0,5D = 0,5 (2,6 m) = 1,3 m

d. Diameter dan tinggi konikal

Diameter atas = D = 2,6 m

Diameter bawah, Dk = 0,5D = 0,5 (2,6 m) = 1,3 m

Tinggi konikal, Hk = 2,5D = 2,5 (2,6 m) = 6,5 m

e. Diameter exit atas

Diameter exit, De = 0,5D = 0,5(2,6 m) = 1,3 m

f. Tebal siklon

Tekanan kritik yang menyebabkan buckling:

Pc = 2,2E[t/D]3

Dimana:

Pc = tekanan kritik

E = modulus young bahan konstruksi

t/D = perbandingan tebal dan diameter tangki

Untuk baja, E = 200.000 N/mm2 = 2 1011 N/m2

Untuk faktor keselamatan = 3,

Universitas Sumatera Utara

Page 92: Appendix static mixer.pdf

Pc = (2,2E[t/D]3)/3

t = (3P/2,2E)1/3D

=

= 0,0230 m (0,9049 in)

Tebal shell standar yang digunakan = 1 in (Brownell, 1959)

g. Penurunan tekanan

ΔP =

Dimana:

ΔP = penurunan tekanan siklon, mbar

ρf = densitas fluida, kg/m3

u1 = kecepatan masuk, m/s

u2 = kecepatan keluar, m/s

rt = jari-jari lingkaran ke pusat garis dari jalan masuk, m

re = jari-jari pipa keluar, m

Ø = faktor tekanan yang bergantung pada nilai φ dan rt/re

φ = fc.As/A1

fc = faktor friksi, untuk gas 0,005

As = luas permukaan siklon yang terbuka untuk fluida yang berputar, m2

A1 = luas pipa masuk, m2

A1 = W.H = (0,52 m) 1,3 m = 0,676 m2

As = πD(Hs + Hk) = π 2,6 m (3,9 m + 6,5 m) = 84,9487 m2

φ = 0,005 (84,9487 m2)/0,676 m2 = 0,6283

rt/re = (D-W/2)/De = (2,6 – 0,52/2)/1,3 = 1,8

Diperoleh Ø = 0,9

u1 = Q/A1 = 9,7892 m3/s / 0,676 m/s = 14,4810 m/s

A2 = πDe2/4 = π (1,3 m)2/4 = 1,3273 m2

u2 = Q/A2 = 9,7892 m3/s /1,3273 m2= 7,3752 m/s

ΔP =

= 0,2098 mbar

Universitas Sumatera Utara

Page 93: Appendix static mixer.pdf

16. Cyclone Separator-2 (FG-302)

Fungsi : memisahkan debu sabun dari uap air

Bentuk : silinder vertikal dengan tutup datar dan dasar konikal

Bahan konstruksi : Stainless SteelSA-240grade 304

Jenis sambungan : Double welded butt joints

Jumlah : 1 unit

Data kondisi operasi:

Temperatur (T) = 32,9 °C

Tekanan dalam (P) = 50 milibar = 5.000 Pa

Volume spesifik uap air (V) = 28,2217 m3/kg (Geankoplis, 2003)

Laju alir massa uap (m) = 1.248,7293 kg/jam

Dimensi Cyclone:

Tinggi inlet = 0,5 D

Lebar inlet = 0,2 D

Tinggi silinder = 1,5 D

Tinggi dasar = 2,5 D

Diameter exit atas = 0,5 D

Diameter konikal = 0,375 D

Perhitungan:

a. Laju alir volumetrik

Q = mV

= 1.248,7293 kg/jam 28,2217 m3/kg

= 35.241,248 m3/jam = 9,7892 m3/s

b. Diameter dan tinggi silinder

Kecepatan masuk siklon = 15 m/s

Q = A.v

A = W.H = 0,2D (0,5D) =0,1D2

Q = 0,1D2.v

D = (10Q/v)0,5 = (10 9,7892m3/s / 15m/s)0,5 = 2,5546 m

Untuk perancangan digunakan diameter 2,6 m.

Universitas Sumatera Utara

Page 94: Appendix static mixer.pdf

Tinggi silinder, Hs = 1,5D = 1,5 (2,6 m) = 3,9 m

c. Lebar dan tinggi inlet

Lebar inlet, W = 0,2D = 0,2 (2,6 m) = 0,52 m

Tinggi inlet, H = 0,5D = 0,5 (2,6 m) = 1,3 m

d. Diameter dan tinggi konikal

Diameter atas = D = 2,6 m

Diameter bawah, Dk = 0,5D = 0,5 (2,6 m) = 1,3 m

Tinggi konikal, Hk = 2,5D = 2,5 (2,6 m) = 6,5 m

e. Diameter exit atas

Diameter exit, De = 0,5D = 0,5(2,6 m) = 1,,3 m

f. Tebal siklon

Tekanan kritik yang menyebabkan buckling:

Pc = 2,2E[t/D]3

Dimana:

Pc = tekanan kritik

E = modulus young bahan konstruksi

t/D = perbandingan tebal dan diameter tangki

Untuk baja, E = 200.000 N/mm2 = 2 1011 N/m2

Untuk faktor keselamatan = 3,

Pc = (2,2E[t/D]3)/3

t = (3P/2,2E)1/3D

=

= 0,023 m (0,9049 in)

Tebal shell standar yang digunakan = 1 in (Brownell, 1959)

g. Penurunan tekanan

ΔP =

Dimana:

ΔP = penurunan tekanan siklon, mbar

ρf = densitas fluida, kg/m3

u1 = kecepatan masuk, m/s

u2 = kecepatan keluar, m/s

Universitas Sumatera Utara

Page 95: Appendix static mixer.pdf

rt = jari-jari lingkaran ke pusat garis dari jalan masuk, m

re = jari-jari pipa keluar, m

Ø = faktor tekanan yang bergantung pada nilai φ dan rt/re

φ = fc.As/A1

fc = faktor friksi, untuk gas 0,005

As = luas permukaan siklon yang terbuka untuk fluida yang berputar, m2

A1 = luas pipa masuk, m2

A1 = W.H = (0,52 m) 1,3 m = 0,676 m2

As = πD(Hs + Hk) = π 2,6 m (3,9 m + 6,5 m) = 84,9487 m2

φ = 0,005 (84,9487 m2)/0,676 m2 = 0,6283

rt/re = (D-W/2)/De = (2,6 – 0,52/2)/1,2 = 1,8

Diperoleh Ø = 0,9

u1 = Q/A1 = 9,7892m3/s / 0,676 m/s = 14,4810 m/s

A2 = πDe2/4 = π (1,3 m)2/4 = 1,3273 m2

u2 = Q/A2 = 9,7892m3/s /1,3273 m2= 7,3752 m/s

ΔP =

= 0,2098 mbar

17. Steam Ejector (L-301)

Fungsi : menciptakan tekanan vakum dalam vaccum spray dryer dan

membuang uap air dari cyclone separator

Bentuk : silinder terbuka

Bahan konstruksi : Stainless SteelSA-240grade 304

Jenis sambungan : Double welded butt joints

Jumlah : 2 unit

Data kondisi operasi:

Temperatur uap (Tu) = 32,9 °C = 306,0 K

Temperatur steam (Ts) = 133,7 °C = 406,8 K

Tekanan dalam (P) = 50 milibar = 0,05 bar

Universitas Sumatera Utara

Page 96: Appendix static mixer.pdf

Tekanan luar ejector-1 (P1) = 500 milibar = 0,5 bar

Tekanan luar ejector-2 (P2) = 1 atm = 1,0132 bar

Tekanan steam (Ps) = 2 bar(g) = 3,0132 bar

Laju alir massa uap (Wu) = 1.248,7293 kg/jam

Perhitungan:

a. Dimensi ejector pertama

P1/P = 0,5 bar/ 0,05 bar = 10

P/Ps = 0,05 bar/ 3,0132 bar = 0,0166

Diperoleh:

A2/A1 = 9 (Perry, 1999)

b. Massa steam yang diperlukan untuk ejector pertama

Ws/Wu = 0,03 (Perry, 1999)

w/wa = wb/wa (Perry, 1999)

Dimana:

W/Wa = perbandingan aktual massa steam yang diperlukan terhadap massa

uap

Wb/Wa = perbandingan massa steam yang diperlukan terhadap massa uap dari

perhitungan

T0a = suhu steam

T0b = suhu uap

Ma = massa molekul steam

Mb = massa molekul uap

Untuk Mb = Ma

w/wa = 0,03 = 0,0346

Massa steam, w = Wu (w/wa) = 1.248,7293 kg/jam (0,0346) = 43,194 kg/jam

c. Dimensi ejector kedua

P1/P = 1,0132 bar/ 0,5 bar = 2,0265

P/Ps = 0,5 bar/ 3,0132 bar = 0,1659

Diperoleh:

A2/A1 = 7 (Perry, 1999)

d. Massa steam yang diperlukan untuk ejector kedua

Universitas Sumatera Utara

Page 97: Appendix static mixer.pdf

Ws/Wu = 0,7 (Perry, 1999)

w/wa = wb/wa (Perry, 1999)

Dimana:

W/Wa = perbandingan aktual massa steam yang diperlukan terhadap massa

uap

Wb/Wa = perbandingan massa steam yang diperlukan terhadap massa uap dari

perhitungan

T0a = suhu steam

T0b = suhu uap

Ma = massa molekul steam

Mb = massa molekul uap

Suhu campuran steam dan uap (T):

Ws.Cs.ΔT = Wu.Cu.ΔT

Cs = Cu, sehingga:

Ws. ΔT = Wu. ΔT

43,194 kg/jam (T – 306,0 K)= 1.248,7293 kg/jam (406,8 K – T)

T = 403,5 K

Untuk Mb = Ma

w/wa = 0,7 = 0,7029

Massa total uap, wa = 1.248,7293 kg/jam + 43,194 kg/jam = 1.291,9233 kg/jam

Massa steam, w = Wu (w/wa) = 1.291,9233 kg/jam (0,7029) = 908,1161 kg/jam

18. Pompa-1 (J-101)

Fungsi : memompa palm stearin dari tanki penyimpanan ke static

mixer

Jenis : pompa rotary

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Data kondisi operasi:

Temperatur operasi (T) = 30 °C

Laju alir massa stearin (m) = 5.736,2602 kg/jam = 3,5128 lbm/s

Densitas (ρ) = 870 kg/m3 = 54,3143 lbm/ft3

Viskositas (μ) = 16,95 cP = 0,0114 lbm/ft.s

Universitas Sumatera Utara

Page 98: Appendix static mixer.pdf

Perhitungan:

a. Laju alir volumetrik

Q = m/ρ = 3,5128 /54,3143 = 0,0647 ft3/s

b. Diameter optimum

D = 3,9 × Q0,45×ρ0,13 (Peters et.al., 2004)

= 3,9 0,06470,45 54,31430,13

= 1,9118 in

c. Spesifikasi pipa

Digunakan pipa dengan spesifikasi: (Geankoplis, 2003)

- Ukuran pipa nominal = 2 in

- Schedule pipa = 40

- Diameter dalam (ID) = 2,067 in

- Diameter luar (OD) = 2,375 in

- Luas penampang dalam (at) = 0,0233 ft2

- Bahan konstruksi = commercial steel

- equivalent roughness (ε) = 4,6 10-5 m = 1,8110 10-3 in

d. Kecepatan linear

v = Q/at = 0,0647 /0,0233 = 2,7758 ft/s

e. Bilangan Reynold

NRe = = = 2280,0264 (Geankoplis, 2003)

f. Faktor fanning

ε/D = 1,8110 10-3/2,067 = 0,0009

Diperoleh f = 0,05 (Couper, 2005)

g. Instalasi pipa

- Panjang pipa lurus = 50 ft

- 1 buah gate valve fully open, Kf = 0,17 (Geankoplis, 2003)

- 2 buah standard elbow 90o, Kf = 0,75 (Geankoplis, 2003)

- 1 buah sharp edge entrance, Ke = 0,55 (Geankoplis, 2003)

- 1 buah sharp edge exit, Kex = 1 (Geankoplis, 2003)

= = 14,5266

Universitas Sumatera Utara

Page 99: Appendix static mixer.pdf

ΣF =

=

= 2,125 ft.lbf/lbm

Tinggi pemompaan, Δz = 0 ft

Static head, Δz = 0 ft.lbf/lbm

Velocity head, = 0 ft.lbf/lbm

Pressure head, = = 0 ft.lbf/lbm

h. Daya pompa

-Ws = Δz + + + ΣF (Geankoplis, 2003)

= 0 + 0 + 0 + 2,125 ft.lbf/lbm

= 2,125 ft.lbf/lbm

Untuk efisiensi pompa 80 %, maka

Tenaga pompa, P = = = 0,017 hp

Maka dipilih pompa dengan tenaga 1/20hp

19. Pompa-2 sampai Pompa-13 (J-102 – J-113)

Analog dengan cara di atas, untuk pompa lainnyadiperoleh:

Tabel LC.12 Laju Alir Massa, Densitas, dan Viskositas Umpan

Pompa m ρ μ (kg/jam) (lbm/s) (kg/m3) (lbm/ft3) (cP) (lbm/ft.s)

J-102 1434,0651 0,8782 850,0000 53,0657 39,0300 0,0262 J-103 2291,1543 1,4031 1.499,3500 93,6048 36,0000 0,0242 J-104 467,7497 0,2864 995,6800 62,1606 0,8007 0,0005 J-105 225,0000 0,1378 1.142,8500 71,3484 5,0000 0,0034 J-106 40,5000 0,0248 1.254,9500 78,3469 612,0000 0,4112 J-107 54,0000 0,0331 957,8987 59,8019 30,0000 0,0202 J-108 7170,3253 4,3910 877,0871 54,7568 19,4815 0,0131 J-109 3024,4041 1,8521 1.395,4070 87,1156 18,5947 0,0125 J-110 7170,3253 4,3910 868,9217 54,2470 12,1641 0,0082 J-111 3024,4041 1,8521 1.368,8320 85,4565 4,1383 0,0028 J-112 10194,7293 6,2431 974,5036 60,8385 8,8341 0,0059 J-113 10194,7293 6,2431 975,0000 60,8695 40,0000 0,0269

Universitas Sumatera Utara

Page 100: Appendix static mixer.pdf

(Anonim, 2004; 2009a; 2009b; 2010a; 2011b; 2011c; Applewhite, 1994; Burdick,

2010; Handymath, 2010; Lab. PT Nubika Jaya, 2010; Perry, 1999; Poling, 2001;

Splitz, 1996)

Tabel LC.13 Laju Alir Volumetrik Umpan, Diameter Optimum dan Ukuran Pipa

Pompa Q (ft3/s) Dopt (in) Nominal ID (in) OD (in) at (ft2) J-102 0,0165 1,0321 1 1,0490 1,3150 0,0060 J-103 0,0150 1,0628 1 1/4 1,3800 1,6600 0,0104 J-104 0,0046 0,5927 1/2 0,6220 0,8400 0,0021 J-105 0,0019 0,4080 3/8 0,4930 0,6750 0,0013 J-106 0,0003 0,1830 1/8 0,2690 0,4050 0,0004 J-107 0,0006 0,2271 1/8 0,2690 0,4050 0,0004 J-108 0,0802 2,1082 2 1/2 2,4690 2,8750 0,0332 J-109 0,0213 1,2322 1 1/4 1,3800 1,6600 0,0104 J-110 0,0809 2,1146 2 1/2 2,4690 2,8750 0,0332 J-111 0,0217 1,2398 1 1/4 1,3800 1,6600 0,0104 J-112 0,1026 2,3881 2 1/2 2,4690 2,8750 0,0332 J-113 0,1026 2,3877 2 1/2 2,4690 2,8750 0,0332 (Geankoplis, 2003)

Tabel LC.14 Kecepatan Linear, Bilangan Reynolds, ε/D, Faktor Fanning dan Panjang

Pipa Lurus

Pompa v (ft/s) NRe ε/D f L (ft) J-102 2.7582 487.8549 0,0017 0.0979 50 J-103 1.4413 641.3480 0,0013 0.0860 50 J-104 2.1840 13078.1956 0,0029 0.0328 50 J-105 1.4520 1266.7881 0,0037 0.0603 50 J-106 0.7914 3.3798 0,0067 3.5862 50 J-107 1.3824 91.9308 0,0067 0.2639 50 J-108 2.4140 2077.4668 0.0007 0.0522 50 J-109 2.0443 1639.0514 0,0013 0.0562 50 J-110 2.4366 3327.1816 0.0007 0.0438 50 J-111 2.0840 7364.7798 0,0013 0.0345 50 J-112 3.0890 6513.7490 0,0007 0.0354 50 J-113 3.0875 1438.5778 0,0007 0.0606 50 (Geankoplis, 2003)

Tabel LC.15 Jumlah Valve, Nilai KfGate Valve, Jumlah Elbow 90o, Nilai KfElbow,

dan ΣF Pipa

Pompa Valve Kf Valve Elbow KfElbow

ΣF (ft,lbf/lbm)

Universitas Sumatera Utara

Page 101: Appendix static mixer.pdf

J-102 1 0,17 2 0,75 55.9699 6.9980 J-103 1 0,17 2 0,75 37.3961 1.3112 J-104 1 0,17 2 0,75 31.6626 2.5856 J-105 1 0,17 2 0,75 73.4244 2.5113 J-106 1 0,17 2 0,75 7999.0312 77.8894 J-107 1 0,17 2 0,75 588.6515 17.5786 J-108 1 0,17 2 0,75 12.6838 1.4402 J-109 1 0,17 2 0,75 24.4291 1.7956 J-110 1 0,17 1 0,75 10.6478 1.2103 J-111 1 0,17 0 0,75 14.9803 1.1271 J-112 1 0,17 0 0,75 8.5977 1.5300 J-113 1 0,17 0 0,75 14.7377 2.4380 (Geankoplis, 2003)

Tabel LC.16 Static Head, Velocity Head, Pressure Head, -Ws, Daya Pompa dan Daya

yang Digunakan

Pompa Static Head

Velocity Head

Pressure Head

-Ws (ft.lbf/lbm)

P hitung (hp)

P (hp)

J-102 0 0 0 6.9980 0.0140 1/20 J-103 0 0 0 1.3112 0.0042 1/20 J-104 0 0 0 2.5856 0.0017 1/20 J-105 0 0 0 2.5113 0.0008 1/20 J-106 0 0 0 77.8894 0.0044 1/20 J-107 1 0 69.3864 87.9650 0.0066 1/20 J-108 1 0 0 2.4402 0.0244 1/20 J-109 1 0 0 2.7956 0.0118 1/20 J-110 0 0 0 1.2103 0.0121 1/20 J-111 0 0 0 1.1271 0.0047 1/20 J-112 0 0 68.2041 69.7341 0.9895 1 J-113 0 0 0 2.4380 0.0346 1/20 (Geankoplis, 2003)

20. Pompa Recycle Reaktor (J-114)

Fungsi : memompa sabun dalam saluran recycle

Jenis : pompa lube

Universitas Sumatera Utara

Page 102: Appendix static mixer.pdf

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Data kondisi operasi:

Temperatur operasi (T) = 120 °C

Laju alir massa (m) = 10.194,7293 kg/jam = 6,2431 lbm/s

Densitas (ρ) = 973,4666 kg/m3 = 60,7738 lbm/ft3

Equivalent roughness (ε) = 4,6 10-5 m = 1,8110 10-3 in

Diameter dalam reaktor (ID) = 12,9556 in = 1,0796 ft

Panjang total reaktor (L) = 1295,4864 in = 107,9572 ft

Bilangan Reynolds (NRe) = 5.009,6415

Jumlah belokan (elbow 90o) = 4 (Kf = 0,75) (Geankoplis, 2003)

Recycle = 15

Perhitungan:

a. Laju alir volumetrik recycle

Q = (1+R)m/ρ = (1+15) 6,2431 /60,7738 = 1,6436 ft3/s

b. Kecepatan linear

v = Q/A = 4Q/(πD2) = 4 (1,6436 ft3/s)/(π (1,0796 ft)2) = 1,7954 ft/s

c. Faktor fanning

ε/D = 1,8110 10-3/12,9556 = 0,0001

Diperoleh f = 0,0394 (Couper, 2005)

d. Spesifikasi pemompaan

= = 3,9366

ΣF =

=

= 0,3475 ft.lbf/lbm

Tinggi pemompaan, Δz = 0 ft

Static head, Δz = 0 ft.lbf/lbm

Velocity head, = 0 ft.lbf/lbm

Universitas Sumatera Utara

Page 103: Appendix static mixer.pdf

Pressure head, = 0 ft.lbf/lbm

e. Daya pompa

-Ws = Δz + + + ΣF

= 0 + 0 + 0 + 0,3475 ft.lbf/lbm

= 0,3475 ft.lbf/lbm

Untuk efisiensi pompa 80 %, maka

Tenaga pompa, P = = = 0,0789 hp

Maka dipilih pompa dengan tenaga 1/4 hp

21. Screw Conveyor (C-101)

Fungsi : memindahkan sabun dari vaccum spray dryer ke ekstruder

Bentuk : silinder panjang dengan screw di bagian dalam

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Data kondisi operasi:

Temperatur operasi (T) = 32,9 °C

Laju alir massa (m) = 8730 kg/jam = 19.246,1580 lbm/jam

Densitas (ρ) = 975 kg/m3 = 60,8695 lbm/ft3

Perhitungan:

a. Laju alir volumetrik

Q = m/ρ = 19.246,1580 /60,8695 = 316,1872 ft3/jam

b. Spesifikasi konveyor

Untuk laju alir volumetrik di atas, diperoleh: (Perry, 1999)

Diameter flights = 10 in

Diameter pipa = 2,5 in

Diameter shaft = 2in

Kecepatan putar = 55 rpm

Diameter feed = 9 in

Daya = 0,85 hp

Universitas Sumatera Utara

Page 104: Appendix static mixer.pdf

22. Stirred Tank Reactor (R-202)

Fungsi : mereaksikan sabun yang belum sesuai spesifikasi untuk 1 run

Bentuk : silinder vertikal dengan dasar dan tutup elipsoidal

Bahan konstruksi : StainlessSteel SA-240grade 304

Jenis sambungan : Double welded butt joints

Jumlah : 1 unit

Data kondisi operasi:

Temperatur = 120 °C

Tekanan = 2 – 3 bar gauge(diambil 3 bar/ 43,5114 psi)

Volume umpan per run (V) = 2,7983 m3

Densitas umpan (ρ) = 973,4666 kg/m3

Viskositas umpan (μ) = 34,992 cP

Faktor kelonggaran = 0,2

Perbandingan diameter tangki dengan tinggi head (Di : Hh) = 4 : 1

Data sistem pengaduk:

Jenis pengaduk = three blade propeller

Jumlah baffle = 4 buah

Kecepatan pengadukan (N) = 400 rpm = 6,6667 rps

Diameter impeller (Da) = 0,4 Di

Tinggi cairan (h) = 1 Di

Jarak impeller dari dasar (C) = 1/3 Di

Tebal Baffle (J) = 0,1 Di

Baffle spacing = 0,1 J

Pitch = Da

Perhitungan:

a. Diameter tanki

- Volume head tangki (Vh)

(Couper, 2005)

Universitas Sumatera Utara

Page 105: Appendix static mixer.pdf

- Volume shell yang terisi cairan (Vf)

- Volume total yang ditempati cairan (Vl)

Vl = Vf + Vh ; hanya bagian dasar tangki yang terisi cairan

=

Vl =

2,7983 m3 =

Di = 1,4508 m = 57,1197 in

- Diameter impeller (Da)

Da = 0,4 Di

= 0,4 (1,4508 m)

= 0,5803 m

b. Bilangan Reynolds, N’Re = (Geankoplis, 2003)

N’Re = = 63.589,9408

c. Volume tangki, Vt =

= 3,3580 m3

d. Tinggi shell

- Volume shell tangki (Vs)

(Perry,1999)

- Volume tangki (Vt)

Vt = Vs + 2Vh

3,3580 m3 =

Hs = 1,5476 m

Universitas Sumatera Utara

Page 106: Appendix static mixer.pdf

e. Tebal shell tangki

Pdesain = (1,2) Poperasi

= 1,2 ( 14,696 + 43,5114) = 69,8489 psia

Untuk bahan konstruksi Stainless Steel SA-240grade 304:

- Allowable working stress (S) : 12.900 psia (Couper, 2005)

- Joint efficiency (E) : 0,85

- Corossion allowance (C) : 0,002 in/tahun (Perry,1999)

- Umur alat (n) : 10 tahun

(Brownell, 1959)

=

t = 0,2026 in

Tebal shell standar yang digunakan = ¼ in

f. Tebal head

(Brownell, 1959)

=

= 0,2020 in

Tebal head standar yang digunakan =¼ in

He = Di/4 = 1,4508 m/4 = 0,3627m = 14,2799 in

Untuk tebal shell ¼ in:

sf = 2 – 2¼ in dipilih 2 in

Maka tinggi head (Hh) = dh + He + sf = ¼ + 14,2799 + 2 =16,5299 in (0,4199 m)

Tinggi total tangki = Hs + 2 Hh = 1,5476 m + 2 (0,4199 m) = 2,3873 m

g. Daya pengaduk

- Power number, Np

Diperoleh, Np = 0,3652 (Couper, 2005)

P = Np ρ N3 Da5 (Geankoplis, 2003)

= 0,3652 (973,4666kg/m3) (400/60 rps)3 (0,5803 m)5

= 6982,9885 W (9,3643 Hp)

Diasumsikan efisiensi pengaduk (η) = 50%, maka:

Pakt = 9,3643 Hp/0,5 = 18,73 Hp

Universitas Sumatera Utara

Page 107: Appendix static mixer.pdf

23. Shell and Tube Heat Exchanger (E-201)

Fungsi : memanaskan produk darireaktor CSTR (R-102)

Tipe : shell and tube heat exchanger

Jumlah : 1 unit

Data tube:

OD tube = ¾ in

BWG = 16

Panjang = 8 ft

Pitch, PT = 15/16 intriangular

ID = 0,62 in (0,0517 ft)

a’ = 0,1963 ft2/ft

Data sabun:

Massa (w) = 10.194,7293 kg/jam = 22.475,5041 lbm/jam

Densitas = 975 kg/m3 = 60,8693 lbm/ft3

Viskositas = 40 cP = 96,7640 lbm/ft.jam

Konduktivitas = 0,1490 Btu/jam.ft.oF

Kapasitas panas = 0,6 Btu/lbm.oF

Suhu masuk = 110 oC = 230 oF

Suhu keluar = 120 oC = 248 oF

Suhu rata-rata = 117,5 oC

Faktor fouling = 0,003

Data steam:

Panas laten = 2.162.839,53 J/kg = 929,8451 Btu/lbm

Suhu steam = 133,7 oC

Faktor fouling = 0,001

Perhitungan:

a. Neraca Panas

Qin = Qout

Universitas Sumatera Utara

Page 108: Appendix static mixer.pdf

w.c.ΔT = W.λ

22.475,5041 lbm/jam 0,6 Btu/lbm.oF (248 – 230)oF = W 929,8511 Btu/lbm

Massa steam, W = 260,8724 lbm/jam = 118,3299 kg/jam

b. Log Mean Temperature Difference

∆T1 = Ts – Tin = 133,7 – 110 = 23,7 oC

∆T2 = Ts – Tout = 133,7 – 120 = 13,7 oC

LMTD = = = 18,23 oC

c. Jumlah tube

UDestimasi = 743W/m2.K = 130,8490 Btu/jam.ft2.oF

Luas permukaan untuk perpindahan panas:

2o2

D

ft 4921,56F5/923,18ft Btu/jam 130,8490

Btu/lbm 929,8511 lbm/jam 260,8724ΔtU

WA =××

×=

××

=Fo

λ

Jumlah tube, 36/ftft0,1963ft8

ft5301,56a'L

AN 2

2

t =×

= buah

Spesifikasi STHE:

Diameter shell, Ds = 8 in

Jumlah tube, Nt = 36

Jumlah pass, n = 1

Baffle spacing, B = 4 in

Area perpindahan panas, A = N.L.at = 36 8 0,1963 = 56,5344 ft2

Koreksi UD

FftjamBtuft

U o2o2D /7510,130F5/923,18 56,5344

Btu/lbm 929,8511 lbm/jam 260,8724ΔtA

W=

×××

=××

=Fo

λ

Fluida dingin: sisi shell, sabun

d. Flow area shell

T

's

s P144BCDa

×××

= ft2 (Kern, 1965)

Ds = Diameter dalam shell

B = Baffle spacing

PT = Tube pitch

C′ = Clearance = PT – OD

= 0,9375 – 0,75 = 0,1875 in

2ft 0,04440,9375144

40,18758sa =

×

××=

e. Kecepatan massa

Gs = w/as (Kern, 1965)

= 22.475,5041 /0,0444

= 505.698,8425 lbm/jam.ft2

f. Bilangan Reynold

Universitas Sumatera Utara

Page 109: Appendix static mixer.pdf

de = 0,55 in (Kern, 1965)

De = 0,55/12 = 0,0458 ft

Res = De.Gs/μ (Kern, 1965)

Res =

= 239,5298

g. jH = 7,1 (Kern, 1965)

h. = = 7,3034

Fluida panas: sisi tube, steam

d.Flow area tube,

at′ = 0,302 in2 (Kern, 1965)

n144

'tatN

at×

×= (Kern, 1965)

2ft0,07551144

0,30236at =

×

×=

e. Kecepatan massa

Gt = W/at (Kern, 1965)

= 260,8724 /0,0755

= 3.455,2631 lbm/jam.ft2

f. Untuk steam yang berkondensasi,

hi = 1.500 Btu/jam.ft2.oF

hio = hi ID/OD

= 1.500 0,62/0,75

= 1.240 Btu/jam.ft2.oF

g. Suhu dinding

Tw = Ta + (Tv – Ta)

= 115 + (133,7–

115)

= 117,2 oC

Tt = (Tw + Tv)/2

= (133,7 + 117,2)/2

= 125,4 oC

Diperoleh μ = 0,6865 lbm/ft.jam

i. ho =

=

= 168,6134 Btu/jam.ft2.oF

h. Bilangan Reynold

Ret = ID.Gt/μ (Kern, 1965)

Ret = 0,0517(3.455,2631)/0,6865

= 260,0311

j. Clean Overall Coeficient, Uc

F ft Btu/jam8,430141168,6134240.1168,61341.240

ohiohohioh

U 2C °=

=+

×=

(Kern, 1965)

k. Faktor pengotor, Rd

0,00097510,1308,4301417510,1308,430141

UUUUR

DC

DCd =

×−

=×−

= (Kern, 1965)

Pressure Drop

(1) Untuk Res = 239,5298

f = 0,0045 ft2/in2 (Kern, 1965)

s = 0,975

φs = 1

(2) B

L121N ×=+ (Kern, 1965)

Universitas Sumatera Utara

Page 110: Appendix static mixer.pdf

24121N48=×=+

Ds = 8/12 = 0,6667 ft

( )sφseD105,22

1NsDsGfsΔP 10

2

⋅⋅⋅⋅

+⋅⋅⋅=

(Kern, 1965)

( )( ) ( )( )( )( )( )

psi8933,710,9750,0458105,22240,667505.6980,0045

sΔP 10

2

=⋅

=

∆Ps yang diperbolehkan = 10 psi

(1) Untuk Ret = 260,0311

f = 0,0023 ft2/in2 (Kern, 1965)

s = 0,0010

φt = 1

ts.φ.ID.01.5,22

L.ntfGtΔP 10

.2

=

(Kern, 1965)

( )( )( ) ( )

psi1(0,001)0,062105,2218.455,2631)(0,0023)(3

0785,0

tΔP 10

2

=

=⋅

(2) UntukGt = 3.455,2631

2g'

2V = 0,00002

psi 0771,0

.0,000020,001(4).(1)

2g'

2V.s

4nrΔP

=

=

=

∆PT = ∆Pt + ∆Pr = 0,1557 psi

∆PT yang diperbolehkan = 2 psi

24. Duplex Twin Worm Vacuum Refiner (VE-301)

Fungsi : mengompress dan membentuk sabun menjadi bentuk peletan

Bentuk : kotak berisi dua worm plodder kembar yang terhubung

Bahan konstruksi : stainless steel (bagian ekstruder) dan mild steel (bagian luar)

Kondisi operasi:

Temperatur operasi (T) = 32,9 °C

Laju alir massa (m) = 8730 kg/jam = 19.246,1580 lbm/jam

Densitas (ρ) = 975 kg/m3 = 60,8695 lbm/ft3

Dipilih:

Tipe Vacuum Refiner : DRZ 400 RR

Diameter Worm : 400 mm

Motor tahap I : 75 kW

Motor tahap II : 75 kW

Universitas Sumatera Utara

Page 111: Appendix static mixer.pdf

Pompa vacuum : 0,75 kW

Pemanasan : 4 kW

Universitas Sumatera Utara

Page 112: Appendix static mixer.pdf

LAMPIRAN D

PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS

1. Screening (SC)

Fungsi : menyaring partikel-partikel padat yang besar

Jenis : bar screen

Jumlah : 1

Bahan konstruksi : stainless steel

Dari Physical-Chemical Treatment of Water and Wastewater, diperoleh:

Ukuran bar:

Lebar = 5 mm

Tebal = 20 mm

Bar clear spacing = 20 mm

Slope = 30°

Kondisi operasi:

Temperatur = 30°C

Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 (Geankoplis, 2003)

Laju alir massa (F) = 2.968,0799 kg/jam

Laju alir volume (Q) = 2.9810 m3/jam (0,0008 m3/s)

Direncanakan ukuran screening:

Panjang = 1 m

Lebar = 1 m

Perhitungan:

Misalkan, jumlah bar = x

Maka, 20x + 20 (x + 1) = 1000

40x = 980

x = 24,5 ≈24 buah

Luas bukaan (A2) = 20(24 + 1)(1000) = 500.000 mm2 = 0,5 m2

Universitas Sumatera Utara

Page 113: Appendix static mixer.pdf

Untuk pemurnian air sungai menggunakan bar screen, diperkirakan Cd = 0,6

dan 30% screen tersumbat.

Head loss (∆h) = 22

2

22

2d

2

(0,5) (0,6) (9,8) 2) (0,0008

A C g 2Q

=

= 3,8869.10-7m dari air

20 mm

20 mm

1 m

1 m

Gambar LD.1 Bar Screen

2. Bak Sedimentasi (BS)

Fungsi : untuk mengendapkan lumpur yang terikut dengan air.

Jumlah : 1

Jenis : Grift Chamber Sedimentation

Aliran : horizontal sepanjang bak sedimentasi

Bahan kontruksi : beton kedap air

Data:

Temperatur = 30°C

Tekanan = 1 atm

Laju alir volumetrik (Q) = 2.9810 m3/jam (0,0008 m3/s)

Perhitungan:

Bak dibuat persegi panjang untuk desain efektif (Kawamura, 1991)

Kecepatan pengendapan 0,1 mm pasir adalah (Kawamura, 1991) :

νo = 1,57 ft/min atau 8 mm/s (0,008 m/s)

Surface loading, ν = Q/A

Universitas Sumatera Utara

Page 114: Appendix static mixer.pdf

Diambil ν = νo, maka:

Luas permukaan minimum, A = Q/νo = 0,0008/0,008 = 0,1035 m2

Digunakan:

Panjang (p) = 1 m

Lebar (l) = 0,5 m

Luas permukaan = 1 0,5 = 0,5 m2> 0,1035 m2 (memenuhi)

Waktu retensi 6 – 15 menit (Kawamura, 1991), diambil 15 menit (900 s).

Jarak pengendapan, ho = νo.to = 0,008 m/s 900 s = 7,2 m

Diambil tinggi (t) 2 m sehingga pasir yang lebih halus juga mencapai dasar.

Luas penampang aliran, Ap = l t = 0,5 2 = 1 m2

Kecepatan aliran, υ = Q/Ap = 0,0008/1 = 0,0008 m/s

Headloss (∆h); bak menggunakan gate valve, full open:

∆h = K = 0,12 = 4,1979.10-9 m dari air

3. Tangki Pelarutan Alum [Al2(SO4)3] (TP-01)

Fungsi : membuat larutan alum [Al2(SO4)3]

Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA–283 grade C

Data:

Temperatur = 30°C

Tekanan = 1 atm

Dosis alum = 50 ppm

% berat alum = 30%

Laju massa alum = 0,1484kg/jam

Densitas alum = 1.363 kg/m3 (30%) (Perry, 1999)

Viskositas alum = 1cP (30%) (Othmer & Kirk, 1967)

Waktu simpan = 30 hari

Faktor keamanan = 15%

Data sistem pengaduk:

Universitas Sumatera Utara

Page 115: Appendix static mixer.pdf

Jenis pengaduk = three blade propeller

Jumlah baffle = 4 buah

Kecepatan pengadukan (N) = 400 rpm

Diameter impeller (Da) = 0,4 Di

Tinggi cairan (h) = 1 Di

Jarak impeller dari dasar (C) = 1/3 Di

Tebal Baffle (J) = 0,1 Di

Baffle spacing = 0,1 J

Pitch = Da

Perhitungan:

a. Volume larutan, 3kg/m1.3630,3

hari30jam/hari24kg/jam1484,0lV

×

××= = 0,2613 m3

Volume tangki, Vt = 1,15×0,2613m3= 0,3005 m3

b. Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki (D : H) = 1 : 1

3πD

413m3005,0

H2πD41

V

=

=

D = 0,726 m

H = 0,726 m

Tinggi cairan, h = H/1,15 = 0,726/1,15 = 0,6313 m

c. Tebal shell tangki

Ph = ρgh = 1.363 9,8 0,6313 = 8.432,2442 Pa = 1,223 psi

Pdesign = 1,15 (14,696 + 1,223) = 18,3068 psia

Joint efficiency = 0,8 (Brownell,1959)

Allowable stress = 12650 psia (Brownell,1959)

in0259,0m 0007,0

psia) 81,2(18,306psia)(0,8) 2(12650m) (0,726 psia) (18,3068

1,2P2SEPD

t

==

−=

−=

Faktor korosi = 1/8 in

Universitas Sumatera Utara

Page 116: Appendix static mixer.pdf

Tebal shell yang dibutuhkan = 0,0259 in + 1/8 in = 0,1509 in

Tebal shell standar yang digunakan 3/16in

d. Bilangan Reynold

Da = 0,4D = 0,4 (0,726 m) = 0,2904 m

NRe = ( )μDNρ 2

a

(Geankoplis, 2003)

=

= 766.202,13

e. Daya pengaduk

Diperoleh Np = 0,3652

P = Np ρ N3 Da5 (Geankoplis, 2003)

= 0,3652 (1.363) (400/60)3 (0,2904)5

= 304,5211 Watt (0,4084 hp)

Efisiensi motor penggerak = 75%

Daya motor penggerak = 0,4084/0,75= 0,5445 hp

Ditinjau dari kapasitas penampungan alum yang sangat kecil, diputuskan

menggunakan container dari fiberglass dan penyalurannya dilakukan secara

manual.

4. Tangki Pelarutan Soda Abu (Na2CO3) (TP-02)

Fungsi : membuat larutan soda abu (Na2CO3)

Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA–283 grade C

Data:

Temperatur = 30°C

Tekanan = 1 atm

Dosis Na2CO3 = 27 ppm

% beratNa2CO3 = 30%

Laju massa Na2CO3= 0,0801kg/jam

Densitas Na2CO3 = 1.327 kg/m3 (30%) (Perry, 1999)

Universitas Sumatera Utara

Page 117: Appendix static mixer.pdf

Viskositas Na2CO3= 0,5491cP (30%) (Othmer & Kirk, 1967)

Waktu simpan = 30 hari

Faktor keamanan = 15%

Data sistem pengaduk:

Jenis pengaduk = three blade propeller

Jumlah baffle = 4 buah

Kecepatan pengadukan (N) = 400 rpm

Diameter impeller (Da) = 0,4 Di

Tinggi cairan (h) = 1 Di

Jarak impeller dari dasar (C) = 1/3 Di

Tebal Baffle (J) = 0,1 Di

Baffle spacing = 0,1 J

Pitch = Da

Perhitungan:

a. Volume larutan, 3kg/m1.3270,3

hari30jam/hari24kg/jam0801,0lV

×

××= = 0,1449 m3

Volume tangki, Vt = 1,15×0,1449m3= 0,1666 m3

b. Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki (D : H) = 1 : 1

3πD

413m1666,0

H2πD41

V

=

=

D = 0,5692 m

H = 0,5692 m

Tinggi cairan, h = H/1,15 = 0,5515/1,15 = 0,495 m

c. Tebal shell tangki

Ph = ρgh = 1.327 9,8 0,495 = 6.437,1477 Pa = 0,9336 psi

Pdesign = 1,15 (14,696 + 0,9336) = 17,9741 psia

Joint efficiency = 0,8 (Brownell,1959)

Allowable stress = 12650 psia (Brownell,1959)

Universitas Sumatera Utara

Page 118: Appendix static mixer.pdf

in0199,0m 0005,0

psia) 11,2(17,974psia)(0,8) 2(12650m) (0,5692 ia)(17,9741ps

1,2P2SEPD

t

==

−=

−=

Faktor korosi = 1/8 in

Tebal shell yang dibutuhkan = 0,0199 in + 1/8 in = 0,1449 in

Tebal shell standar yang digunakan 3/16in

d. Bilangan Reynold

Da = 0,4D = 0,4 (0,5692 m) = 0,2277 m

NRe = ( )μDNρ 2

a

(Geankoplis, 2003)

=

= 835.240,99

e. Daya pengaduk

Diperoleh Np = 0,3652

P = Np ρ N3 Da5 (Geankoplis, 2003)

= 0,3652 (1.327) (400/60)3 (0,2277)5

= 87,8757 Watt (0,1178 hp)

Efisiensi motor penggerak = 75%

Daya motor penggerak = 0,1178/0,75= 0,1571 hp

Ditinjau dari kapasitas penampungan soda abu dan kebutuhannya yang tidak

kontinue, diputuskan menggunakan container dari fiberglass dan penyalurannya

dilakukan secara manual.

5. Clarifier (CL)

Fungsi : memisahkan endapan (flok-flok) yang terbentuk karena

penambahan alum dan soda abu

Tipe : External Solid Recirculation Clarifier

Bentuk : Circular desain

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C

Universitas Sumatera Utara

Page 119: Appendix static mixer.pdf

Data:

Laju massa air (F1) = 2.968,0799kg/jam

Laju massa Al2(SO4)3 (F2) = 0,1484kg/jam

Laju massa Na2CO3 (F3) = 0,0801kg/jam

Laju massa total, m = 2.968,3084kg/jam

Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 (Geankoplis, 2003)

Faktor keamanan = 15%

Reaksi koagulasi:

Al2(SO4)3 + 3 Na2CO3 + 3 H2O → 2 Al(OH)3 + 3 Na2SO4 + 3CO2

Perhitungan:

Dari Metcalf & Eddy, 1984, diperoleh :

Untuk clarifier tipe upflow (radial):

Kedalaman air = 3–5m

Settling time = 1–3jam

Dipilih: kedalaman air (H) = 3 m, waktu pengendapan = 3 jam

a. Diameter dan tinggi clarifier

Karena campuran sebagian besar merupakan air, digunakan densitas air sebagai

densitas campuran.

Volume cairan, V = =68,995

jam 3 x jam / kg 2.968,3084 8,9436 m3

V = 1/4πD2H

D = mHV

9483,1314,3

9436,84)4

(2/1

2/1 =×

×=

π

Maka, diameter clarifier = 1,9483 m

tinggi clarifier = 1,5D = 2,9224 m

Karena tinggi clarifier< tinggi air, maka ketinggian air diubah menjadi 2 m.

D = mHV

3861,2214,3

9436,84)4

(2/1

2/1 =×

×=

π H = 1,5D = 3,5792 m

b. Tebal dinding tangki

Ph = ρgh = 995,68 kg/m3 9,8 m/det2 2 m= 19.515,3280 Pa = 2,8305 psi

Universitas Sumatera Utara

Page 120: Appendix static mixer.pdf

Pdesign= (1,15) (14,696 + 2,8305) = 20,1554 psia

Joint efficiency = 0,8 (Brownell,1959)

Allowable stress = 12.650 psia (Brownell,1959)

in 0,0937m 0,0024

psia) 41,2(20,155psia)(0,8) 2(12.650m) (2,3861 psia) (20,1554

1,2P2SEPD

t

==

−=

−=

Faktor korosi = 1/8 in

Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0937 in + 1/8 in = 0,2187 in

Tebal shell standar yang digunakan ¼ in (Brownell,1959)

c. Daya Clarifier

P = 0,006 D2 (Ulrich, 1984)

dimana:P = daya yang dibutuhkan, kW

Sehingga,

P = 0,006 × (2,3861)2 = 0,0342 kW = 0,0458 hp

6. Tangki Filtrasi (TF)

Fungsi : menyaring partikel-partikel yang masih terbawa dalam air

yang keluar dari clarifier

Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahankonstruksi : Carbon steel SA-283 grade C

Data:

Temperatur = 30°C

Tekanan = 1 atm

Laju alir massa = 2.968,3084kg/jam

Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 (Geankoplis, 2003)

Densitas pasir (ρ) = 2.089,5 kg/m3

Waktu tinggal = ¼ jam

Volume medium penyaring = 1/3 volume tangki

Tinggi medium penyaring = 43,5 in (1,1049 m)

Faktor keamanan = 15%

Universitas Sumatera Utara

Page 121: Appendix static mixer.pdf

Perhitungan:

a. Volume air, 3kg/m995,68

jam0,25 kg/jam 2.968,3084aV ×= = 0,7453 m3

b. Untuk luas penampang sama, perbandingan volume sama dengan perbandingan

tinggi, sehingga:

Tinggi total = 3 (1,1049) = 3,3147 m

Tinggi air= 2/3 (3,3147)= 2,2098 m

Tinggi shell = 1,15 (3,3147) = 3,8119 m

Va =

0,7453 m3 = D2 (2,2098 m)

D = 0,6553 m

c. Tebal tangki

- Tekanan hidrostatis air

Ph = ρgh = 995,68kg/m3 9,8 m/det2 2,2089 m= 21.562,4859 Pa

- Tekanan pasir

Ps = ρgh = 2.089,5kg/m3 9,8 m/det2 1,1049 m= 22.625,1478 Pa

Ptotal = 21.562,4859 Pa + 22.625,1478 Pa = 44.187,6337 Pa = 6,4089 psi

Pdesign= (1,15) (14,696 + 6,4089) = 24,2706psia

Joint efficiency = 0,8 (Brownell,1959)

Allowable stress = 12,650 psia (Brownell,1959)

in 0,031m 0,0008

)p,2(24,27061psia)(0,8) 2(12.650m) (0,6553 psia) (24,2706

,2P12SEPD

t

==

−=

−=

sia

Faktor korosi = 1/8 in

Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,031 in + 1/8 in = 0,156 in

Tebal shell standar yang digunakan 3/16in (Brownell,1959)

7. Menara Air/Tangki Utilitas – 01 (TU-01)

Fungsi : menampung air untuk didistribusikan

Universitas Sumatera Utara

Page 122: Appendix static mixer.pdf

Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C

Data:

Temperatur = 30°C

Tekanan = 1 atm

Laju alir volumetrik = 2,9812m3/jam

Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 (Geankoplis,2003)

Kebutuhan perancangan = 8 jam

Faktor keamanan = 15%

Perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = 4 : 5

Perhitungan:

a. Volume air, Va = 2,9812m3/jam 8 jam = 23,8495 m3

Volume tangki, Vt = 1,15×23,8495 m3 = 27,4269 m3

b. Diameter tangki

3πD1653m27,4269

D452πD

413m 27,4269

H2πD41

V

=

=

=

D = 3,0343 m

H = 3,7929 m

Tinggi cairan, h = H/1,15 = 3,7929m/1,15 = 3,2982 m

c. Tebal dinding tangki

Ph = ρgh = 995,68 kg/m3 9,8 m/s2 3,2982 m = 32.182,3007 Pa = 4,6677 psi

Pdesign= (1,15)(14,696 + 4,6677) = 22,2682 psia

Joint efficiency = 0,8 (Brownell,1959)

Allowable stress = 12.650 psia (Brownell,1959)

1,2P2SEPDt−

=

Universitas Sumatera Utara

Page 123: Appendix static mixer.pdf

in 0,1316m 0,0033

psia) 21,2(22,268psia)(0,8) 2(12.650m) (3,0343 psia) (22,2682

t

==

−=

Faktor korosi = 1/8 in.

Tebal shell yang dibutuhkan = 0,1316 in + 1/8 in = 0,2566 in

Tebal shell standar yang digunakan 5/16 in (Brownell,1959)

8. Tangki Pelarutan Asam Sulfat H2SO4 (TP-03)

Fungsi : membuat larutan asam sulfat

Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : Low Alloy Steel SA–203 grade A

Data:

Temperatur = 30°C

Tekanan = 1 atm

% beratH2SO4 = 5%

Laju massa H2SO4 = 0,1335kg/hari

Densitas H2SO4 = 1.061,7 kg/m3(5%) (Perry, 1999)

Viskositas H2SO4 = 17,8579 cP (5%) (Othmer & Kirk, 1967)

Kebutuhan perancangan = 30 hari

Faktor keamanan = 15%

Data sistem pengaduk:

Jenis pengaduk = three blade propeller

Jumlah baffle = 4 buah

Kecepatan pengadukan (N) = 400 rpm

Diameter impeller (Da) = 0,4 Di

Tinggi cairan (h) = 1 Di

Jarak impeller dari dasar (C) = 1/3 Di

Tebal Baffle (J) = 0,1 Di

Baffle spacing = 0,1 J

Pitch = Da

Universitas Sumatera Utara

Page 124: Appendix static mixer.pdf

Perhitungan:

a. Volume larutan, 3kg/m1061,70,05

hari30kg/hari1335,0lV

×

×= = 0,0754m3

Volume tangki, Vt = 1,15× 0,0754 m3 = 0,0868 m3

b. Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki (D : H) = 1 : 1

3πD

413m0868,0

H2πD41

V

=

=

D = 0,458 m

H = 0,458 m

Tinggi cairan, h = H/1,15 = 0,458/1,15 = 0,3982 m

c. Tebal shell tangki

Ph = ρgh = 1.061,7 9,8 0,3982 = 4.143,5921 Pa = 0,601 psi

Pdesign = 1,15 (14,696 + 0,601) = 17,5915 psia

Joint efficiency = 0,8 (Brownell,1959)

Allowable stress = 12.650 psia (Brownell,1959)

in0157,0m 0004,0

psia) 87,59151,2(18,075psia)(0,8) 2(12650m) (0,458 psia) (17,5915

1,2P2SEPD

t

==

−=

−=

Faktor korosi = 1/8 in

Tebal shell yang dibutuhkan = 0,0157 in + 1/8 in = 0,1407 in

Tebal shell standar yang digunakan 3/16in

d. Bilangan Reynold

Da = 0,4D = 0,4 (0,458 m) = 0,1832 m

NRe = ( )μDNρ 2

a

(Geankoplis, 2003)

=

= 13.301,2684

e. Daya pengaduk

Diperoleh Np = 0,3652

Universitas Sumatera Utara

Page 125: Appendix static mixer.pdf

P = Np ρ N3 Da5 (Geankoplis, 2003)

= 0,3652 (1.061,7) (400/60)3 (0,1832)5

= 23,7008 Watt (0,0318 hp)

Efisiensi motor penggerak = 75%

Daya motor penggerak = 0,0318/0,75= 0,0424 hp

Ditinjau dari kapasitas penampungan asam sulfat dan kebutuhan asam sulfat yang

tidak kontinue, diputuskan menggunakan container dari fiberglass dan

penyaluran asam sulfat dilakukan secara manual.

9. Penukar Kation/Cation Exchanger (CE)

Fungsi : mengurangi kesadahan air

Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C

Data:

Temperatur = 30°C

Tekanan = 1 atm

Laju alir volumetrik = 2,9812 m3/jam

Densitas air = 995,68 kg/m3 (Geankoplis, 2003)

Faktor keamanan = 15%

Ukuran Cation Exchanger:

Dari Tabel 12.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh:

- Diameter penukar kation = 2 ft = 0,6096 m

- Luas penampang penukar kation = 3,14 ft2 = 0,2917 m2

Tinggi resin dalam cation exchanger = 2,5 ft = 0,7620 m

Perhitungan:

a. Tinggi silinder = 1,15× 2,5 ft= 2,875 ft = 0,8763 m

b. Diameter tutup = diameter tangki = 0,6096 m

c. Tinggi cation exchanger

Rasio axis = 2 : 1

Universitas Sumatera Utara

Page 126: Appendix static mixer.pdf

Tinggi tutup = m0,15242

0,609621

=

(Brownell,1959)

Sehingga, tinggi cation exchanger = 0,8763 m + 2 0,1524 m = 1,1811 m

d. Tebal Dinding Tangki

Ph = ρgh = 995,68 9,8 0,7620 = 7.435,4304 Pa = 1,0784 psi

Maka, Pdesign = (1,15)(14,696 + 1,0784)

= 18,1406psia

Joint efficiency = 0,8 (Brownell,1959)

Allowable stress = 12.650 psia (Brownell,1959)

in 0,0215m 0,0005psia) 61,2(18,140psia)(0,8) 2(12.650

m) (0,6069 psia) (18,14061,2P2SE

PDt

==−

=

−=

Faktor korosi = 1/8 in

Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0215 in + 1/8 in = 0,1465 in

Tebal shell standar yang digunakan3/16 in (Brownell,1959)

10. Tangki Pelarutan NaOH (TP-04)

Fungsi : membuat larutan NaOH

Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar

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

Data:

Temperatur = 30°C

Tekanan = 1 atm

% beratNaOH = 4%

Laju massa NaOH = 0,4926kg/hari

Densitas NaOH = 1.039 kg/m3(4%) (Perry, 1999)

ViskositasNaOH = 0,6402 cP (4%) (Othmer & Kirk, 1967)

Kebutuhan perancangan = 30 hari

Faktor keamanan = 15%

Universitas Sumatera Utara

Page 127: Appendix static mixer.pdf

Data sistem pengaduk:

Jenis pengaduk = three blade propeller

Jumlah baffle = 4 buah

Kecepatan pengadukan (N) = 400 rpm

Diameter impeller (Da) = 0,4 Di

Tinggi cairan (h) = 1 Di

Jarak impeller dari dasar (C) = 1/3 Di

Tebal Baffle (J) = 0,1 Di

Baffle spacing = 0,1 J

Pitch = Da

Perhitungan:

a. Volume larutan, 3kg/m10390,04

hari30kg/hari4926,0lV

×

×= = 0,3556m3

Volume tangki, Vt = 1,15×0,3556 m3 = 0,4089 m3

b. Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki (D : H) = 1 : 1

3πD

413m4089,0

H2πD41

V

=

=

D = 0,7679 m

H = 0,7679 m

Tinggi cairan, h = H/1,15 = 0,76791,15 = 0,6677 m

c. Tebal shell tangki

Ph = ρgh = 1.039 9,8 0,6677 = 6.798,7206 Pa = 0,9861 psi

Pdesign = 1,15 (14,696 + 0,9861) = 18,0344 psia

Joint efficiency = 0,8 (Brownell,1959)

Allowable stress = 12.650 psia (Brownell,1959)

in027,0m 0007,0

psia) 41,2(18,034psia)(0,8) 2(12650m) (0,7679 psia) (18,0344

1,2P2SEPD

t

==

−=

−=

Universitas Sumatera Utara

Page 128: Appendix static mixer.pdf

Faktor korosi = 1/8 in

Tebal shell yang dibutuhkan = 0,027 in + 1/8 in = 0,152 in

Tebal shell standar yang digunakan 3/16in

d. Bilangan Reynold

Da = 0,4D = 0,4 (0,7679 m) = 0,3071 m

NRe = ( )μDNρ 2

a

(Geankoplis, 2003)

=

= 1.020.682,2858

e. Daya pengaduk

Diperoleh Np = 0,3652

P = Np ρ N3 Da5 (Geankoplis, 2003)

= 0,3652 (1.039) (400/60)3 (0,3071)5

= 307,2973 Watt (0,4121 hp)

Efisiensi motor penggerak = 75%

Daya motor penggerak = 0,4121/0,75= 0,5495 hp

Ditinjau dari kapasitas penampungan soda api dan kebutuhannya yang tidak

kontinue, diputuskan menggunakan container dari fiberglass dan penyalurannya

dilakukan secara manual.

11. Penukar Anion (anion exchanger) (AE)

Fungsi : mengikat anion yang terdapat dalam air umpan ketel

Bentuk : silinder tegak dengan tutup atas dan bawah elipsoidal

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-53, Grade B

Data:

Temperatur = 30oC

Tekanan = 1 atm

Laju alir volumetrik = 2,9812 m3/jam

Densitas air = 995,68 kg/m3 (Geankoplis, 2003)

Faktor keamanan = 15%

Universitas Sumatera Utara

Page 129: Appendix static mixer.pdf

Ukuran Anion Exchanger:

Dari Tabel 12.3, The Nalco Water Handbook, diperoleh:

- Diameter penukar kation = 2 ft = 0,6096 m

- Luas penampang penukar anion = 3,14 ft2 = 0,2917 m2

Tinggi resin dalamanion exchanger = 2,5 ft = 0,7620 m

Perhitungan:

a. Tinggi silinder = 1,15× 2,5 ft= 2,875 ft = 0,8763 m

b. Diameter tutup = diameter tangki = 0,6096 m

c. Tinggi cation exchanger

Rasio axis = 2 : 1

Tinggi tutup = m0,15242

0,609621

=

(Brownell,1959)

Sehingga, tinggi cation exchanger = 0,8763 m + 2 0,1524 m = 1,1811 m

d. Tebal Dinding Tangki

Ph = ρgh = 995,68 9,8 0,7620 = 7.435,4304 Pa = 1,0784 psi

Maka, Pdesign = (1,15)(14,696 + 1,0784)

= 18,1406psia

Joint efficiency = 0,8 (Brownell,1959)

Allowable stress = 12.650 psia (Brownell,1959)

in 0,0215m 0,0005psia) 61,2(18,140psia)(0,8) 2(12.650

m) (0,6069 psia) (18,14061,2P2SE

PDt

==−

=

−=

Faktor korosi = 1/8 in

Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0215 in + 1/8 in = 0,1465 in

Tebal shell standar yang digunakan3/16 in (Brownell,1959)

Universitas Sumatera Utara

Page 130: Appendix static mixer.pdf

12. Deaerator (DE)

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

Bentuk : silinder horizontal dengan tutup atas dan bawah elipsoidal

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C

Data:

Temperatur = 90oC

Tekanan = 1 atm

Kebutuhan perancangan =1 hari

Laju alir massa air = 2.742,15kg/jam

Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 (Perry, 1999)

Faktor keamanan = 15%

Perhitungan:

a. Volume larutan, Vl=2.742,15 24/995,68 =66,0971 m3

Volume tangki, Vt = 1,15 66,0971m3 = 76,0117 m3

b. Diameter dan panjang tangki

- Volume dinding tangki (Vs)

Vs = 4Di2π H, dengan H direncanakan 3 : 1

Vs = 4Di3 3π

- Volume tutup tangki (Ve)

Ve = 24Di3π

- Volume tangki(V)

V = Vs + 2Ve

76,0117 = 6Di5 3π

D = 3,0735 m

H = 9,2206 m

Universitas Sumatera Utara

Page 131: Appendix static mixer.pdf

c. Diameter dan tinggi tutup tangki

Diameter tutup = diameter tangki = 3,0735 m

Rasio axis = 2 : 1

Tinggi tutup = 21 ( )

20735,3

= 0,7684 m

Tinggi cairan dalam tangki =3,0735 /1,15 = 2,6726 m

d. Tebal Dinding Tangki

Ph = ρgh = 995,68 9,8 2,6726= 26.078,6624 Pa = 3,7824 psi

Pdesign = 1,15 (14,696 + 3,7824) = 21,2502 psia

Joint efficiency = 0,8 (Brownell,1959)

Allowable stress = 12.650 psia (Brownell,1959)

in1272,0m 0032,0

psia) 21,2(21,250psia)(0,8) 2(12650m) (3,0735 psia) (21,2502

1,2P2SEPD

t

==

−=

−=

Faktor korosi = 1/8 in

Tebal shell yang dibutuhkan = 0,1272 in + 1/8 in = 0,2522 in

Tebal shell standar yang digunakan 5/16in

13. Ketel Uap (KU)

Fungsi : menyediakan uap untuk keperluan proses

Jenis : water tube boiler

Bahan konstruksi : carbon steel

Data:

Jenis uap = saturated (jenuh)

Suhu = 133,7 °C

Tekanan = 2 bar (g)

Entalpi steam = 2.722,268 kJ/kg (Geankoplis, 2003)

Entalpi air = 376,92 kJ/kg (Geankoplis, 2003)

Kebutuhan uap = 2.742,15kg/jam = 6.045,3439 lbm/jam

Universitas Sumatera Utara

Page 132: Appendix static mixer.pdf

Menghitung Daya Ketel Uap

H3,970P5,34W ××

=

dimana: P = daya boiler, hp

W = kebutuhan uap, lbm/jam

H = kalor yang dibutuhkan per lbm steam, Btu/lbm

H = 2.722,268 – 376,92 = 2.345,348 kJ/kg = 1.008,3181 Btu/lbm

Maka,

3,9705,343181,008.1 6.045,3439

×= = 182,0931 hp

Menghitung Jumlah Tube

Dari ASTM Boiler Code, permukaan bidang pemanas = 10 ft2/hp.

Luas permukaan perpindahan panas, A = P × 10 ft2/hp

= 182,0931 hp × 10 ft2/hp

= 1.820,9309 ft2

Direncanakan menggunakan tube dengan spesifikasi:

- Panjang tube, L = 12 ft

- Diameter tube 3 in

- Luas permukaan pipa, a′ = 0,917 ft2/ft (Kern, 1965)

Sehingga jumlah tube,

917,0129309,820.1

'aL

AtN

×=

×= = 165,48 buah

Jadi tube yang digunakan 166 buah

14. Tangki Pelarutan Kaporit (TP-05)

Fungsi : membuat larutan kaporit [Ca(ClO)2]

Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : Plate Steel SA–167, Tipe 304

Data:

Temperatur = 30oC

Universitas Sumatera Utara

Page 133: Appendix static mixer.pdf

Tekanan = 1 atm

Dosis Ca(ClO)2 = 2 ppm

% beratCa(ClO)2 = 70%

Laju massa Ca(ClO)2 = 0,0015 kg/jam

Densitas Ca(ClO)2 = 1272 kg/m3 (70%) (Perry, 1999)

ViskositasCa(ClO)2 = 1 cP (70%) (Othmer & Kirk, 1967)

Kebutuhan perancangan = 90 hari

Faktor keamanan = 15%

Data sistem pengaduk:

Jenis pengaduk = three blade propeller

Jumlah baffle = 4 buah

Kecepatan pengadukan (N) = 400 rpm

Diameter impeller (Da) = 0,4 Di

Tinggi cairan (h) = 1 Di

Jarak impeller dari dasar (C) = 1/3 Di

Tebal Baffle (J) = 0,1 Di

Baffle spacing = 0,1 J

Pitch = Da

Perhitungan:

a. Volume larutan, 3l kg/m1272hari90jam 24kg/jam0015,0V ××

= = 0,0655m3

Volume tangki, Vt = 1,15×0,0655 m3 = 0,0753 m3

b. Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki (D : H) = 1 : 1

33

2

πD41m0753,0

HπD41V

=

=

D = 0,4369 m

H = 0,4369 m

Tinggi cairan, h = H/1,15 = 0,4369/1,15 = 0,3799 m

Universitas Sumatera Utara

Page 134: Appendix static mixer.pdf

c. Tebal shell tangki

Ph = ρgh = 1.272 9,8 0,3799 = 4.735,8308 Pa = 0,6869 psi

Pdesign = 1,15 (14,696 + 0,6869) = 17,6903 psia

Joint efficiency = 0,8 (Brownell,1959)

Allowable stress = 12.650 psia (Brownell,1959)

in0150,0m 0004,0psia) 31,2(17,690psia)(0,8) 2(12650

m) (0,4369 psia) (17,69031,2P2SE

PDt

==−

=

−=

Faktor korosi = 1/8 in

Tebal shell yang dibutuhkan = 0,0150 in + 1/8 in = 0,1400 in

Tebal shell standar yang digunakan 3/16in

d. Bilangan Reynold

Da = 0,4D = 0,4 (0,4369 m) = 0,1748 m

NRe = ( )μDNρ 2

a

(Geankoplis, 2003)

=

= 258.986,7168

e. Daya pengaduk

Diperoleh Np = 0,3652

P = Np ρ N3 Da5 (Geankoplis, 2003)

= 0,3652 (1.272) (400/60)3 (0,1748)5

= 22,4346 Watt (0,0301 hp)

Efisiensi motor penggerak = 75%

Daya motor penggerak = 0,0301/0,75= 0,0401 hp

Ditinjau dari kapasitas penampungan kaporit dan kebutuhannya yang sedikit,

diputuskan menggunakan container dari fiberglass dan penyalurannya dilakukan

secara manual.

15. Tangki Utilitas – 02 (TU-02)

Fungsi : menampung air untuk keperluan air domestik

Universitas Sumatera Utara

Page 135: Appendix static mixer.pdf

Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-53, Grade B

Data:

Temperatur = 30°C

Tekanan = 1 atm

Laju alir massa air = 540 kg/jam

Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 (Geankoplis, 2003)

Kebutuhan perancangan = 1 hari = 24 jam

Faktor keamanan = 15%

Perbandingan diameter dengan tinggi silinder, H : D = 4 : 5

Perhitungan:

a. Volume air, Va = 540kg/jam 24 jam / 995,68 kg/m3 = 13,0162 m3

Volume tangki, Vt = 1,15×13,0162m3 = 14,9687 m3

b. Diameter tangki

33

23

2

πD165m14,9687

D45πD

41m 14,9687

HπD41V

=

=

=

D = 2,4797 m

H = 3,0996 m

Tinggi cairan, h = H/1,15 = 3,0996 m/1,15 = 2,6953 m

c. Tebal dinding tangki

Ph = ρgh = 995,68 kg/m3 9,8 m/s2 2,6953 m = 26.299,7984 Pa = 3,8145 psi

Pdesign= (1,15)(14,696 + 3,8145) = 21,2870 psia

Joint efficiency = 0,8 (Brownell,1959)

Allowable stress = 12.650 psia (Brownell,1959)

1,2P2SEPDt−

=

Universitas Sumatera Utara

Page 136: Appendix static mixer.pdf

in 0,1028m 0,0026psia) 01,2(21,287psia)(0,8) 2(12.650

m) (2,4797 psia) (21,2870t

==−

=

Faktor korosi = 1/8 in.

Tebal shell yang dibutuhkan = 0,1028 in + 1/8 in = 0,2278 in

Tebal shell standar yang digunakan ¼ in (Brownell,1959)

16. Pompa Screening (PU-01)

Fungsi : memompa air dari sungai ke bak pengendapan

Jenis : pompa sentrifugal

Bahan konstruksi : commercial steel

Kondisi operasi:

Temperatur = 30°C

Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,1606 lbm/ft3 (Geankoplis, 2003)

Viskositas air (µ) = 0,8007 cP = 0,0005 lbm/ft.s (Geankoplis, 2003)

Laju alir massa (F) = 2.968,0799 kg/jam

Laju alir volume (Q) = 2.9810 m3/jam (0,0292 ft3/s)

Perhitungan:

i. Diameter optimum

D = 3,9 × Q0,45×ρ0,13 (Peters et.al., 2004)

= 3,9 0,02920,45 62,1606,13

= 1,3612 in

j. Spesifikasi pipa

Digunakan pipa dengan spesifikasi: (Geankoplis, 2003)

- Ukuran pipa nominal = 1 ½ in

- Schedule pipa = 40

- Diameter dalam (ID) = 1,61 in

- Diameter luar (OD) = 1,90 in

- Luas penampang dalam (at) = 0,01414 ft2

- Bahan konstruksi = commercial steel

Universitas Sumatera Utara

Page 137: Appendix static mixer.pdf

- equivalent roughness (ε) = 4,6 10-5 m = 1,8110 10-3 in

k. Kecepatan linear

v = Q/at = 0,0292/0,01414 = 2,0679 ft/s

l. Bilangan Reynold

NRe = = = 32.053,717 (Geankoplis, 2003)

m. Faktor fanning

ε/D = 1,8110 10-3/1,61 = 0,0011

Diperoleh f = 0,0261 (Couper, 2005)

n. Instalasi pipa

- Panjang pipa lurus = 50 ft

- 1 buah gate valve fully open, Kf = 0,17 (Geankoplis, 2003)

- 2 buah standard elbow 90o, Kf = 0,75 (Geankoplis, 2003)

- 1 buah sharp edge entrance, Ke = 0,55 (Geankoplis, 2003)

- 1 buah sharp edge exit, Kex = 1 (Geankoplis, 2003)

= = 9,7286

ΣF =

=

= 0,8605 ft.lbf/lbm

Tinggi pemompaan, Δz = 0 ft

Static head, Δz = 0 ft.lbf/lbm

Velocity head, = 0 ft.lbf/lbm

Pressure head, = = 0 ft.lbf/lbm

o. Daya pompa

-Ws = Δz + + + ΣF (Geankoplis, 2003)

= 0 + 0 + 0 + 0,8605 ft.lbf/lbm = 0,8605 ft.lbf/lbm

Untuk efisiensi pompa 80 %, maka

Tenaga pompa, P = = = 0,0036 hp

Maka dipilih pompa dengan tenaga 1/20 hp

Universitas Sumatera Utara

Page 138: Appendix static mixer.pdf

17. Pompa Utilitas-2 sampai Pompa Utilitas-16 (PU-02 – PU-16)

Analog dengan cara di atas, untuk pompa lainnyadiperoleh:

Tabel LD.1 Perhitungan Pompa Utilitas-2 sampai Pompa Utilitas-16 (PU-02 – PU-16) Pompa m ρ*) μ*) Q Dopt Nominal ID*) OD*) at

*) v NRe (kg/jam) (lbm/s) (kg/m3) (lbm/ft3) (cP) (lbm/ft.s) (ft3/s) (in) (in) (in) (ft2) (ft/s)

PU-02 2.968,0799 1,8176 995,6800 62,1606 0,8007 0,0005 0,0292 1,3612 1 ½ 1,9000 1,6100 0,0141 2,0679 32.053,7170 PU-03 0,4947 0,0003 995,6800 62,1606 0,8007 0,0005 4,9 10-6 0,0271 1/8 0,2690 0,4050 0,0004 0,0122 47,5044 PU-04 0,2670 0,0002 995,6800 62,1606 0,8007 0,0005 2,6 10-6 0,0206 1/8 0,2690 0,4050 0,0004 0,0066 25,6409 PU-05 2.968,3084 1,8178 995,6800 62,1606 0,8007 0,0005 0,0292 1,3612 1 ½ 1,9000 1,6100 0,0141 2,0681 32.056,1846 PU-06 2.968,3084 1,8178 995,6800 62,1606 0,8007 0,0005 0,0292 1,3612 1 ½ 1,9000 1,6100 0,0141 2,0681 32.056,1846 PU-07 1.879,6499 1,1511 995,6800 62,1606 0,8007 0,0005 0,0185 1,1082 1 ¼ 1,6600 1,3800 0,0104 1,7806 23.656,4219 PU-08 540,0000 0,3307 995,6800 62,1606 0,8007 0,0005 0,0053 0,6322 ¾ 1,0500 0,8240 0,0037 1,4339 11.375,5762 PU-09 548,4300 0,3359 995,6800 62,1606 0,8007 0,0005 0,0054 0,6367 ¾ 1,0500 0,8240 0,0037 1,4563 11.553,1616 PU-10 0,1113 0,0001 995,6800 62,1606 0,8007 0,0005 1,1 10-6 0,0139 1/8 0,2690 0,4050 0,0004 0,0027 10,6837 PU-11 0,5131 0,0003 995,6800 62,1606 0,8007 0,0005 5,1 10-6 0,0276 1/8 0,2690 0,4050 0,0004 0,0126 49,2770 PU-12 548,4300 0,3359 995,6800 62,1606 0,8007 0,0005 0,0054 0,6367 ¾ 1,0500 0,8240 0,0037 1,4563 11.553,1616 PU-13 548,4300 0,3359 995,6800 62,1606 0,8007 0,0005 0,0054 0,6367 ¾ 1,0500 0,8240 0,0037 1,4563 11.553,1616 PU-14 2.742,1500 1,6793 995,6800 62,1606 0,8007 0,0005 0,0270 1,3135 1 ½ 1,9000 1,6100 0,0141 1,9105 29.613,7917 PU-15 0,0386 0,0000 995,6800 62,1606 0,8007 0,0005 3,8 10-7 0,0086 1/8 0,2690 0,4050 0,0004 0,0009 3,7041 PU-16 540,0000 0,3307 995,6800 62,1606 0,8007 0,0005 0,0053 0,6322 ¾ 1,0500 0,8240 0,0037 1,4339 11.375,5762 Keterangan: *) Geankoplis, 2003

Universitas Sumatera Utara

Page 139: Appendix static mixer.pdf

Tabel LD.1 Perhitungan Pompa Utilitas-2 sampai Pompa Utilitas-16 (PU-02 – PU-16)….………………………………………..(lanjutan)

Pompa ε/D f L (ft) Valve Kf

Valve*) Elbow KfElbow*) ΣF

(ft,lbf/lbm) Static/Velocity/ Pressure Head

-Ws (ft.lbf/lbm)

P hitung (hp)

P (hp)

PU-02 0,0011 0,0261 50 1 0,17 2 0,75 9,7286 0,8605 0 0,8605 0,0036 1/20 PU-

03**) 0,0045 0,4238 50 1 0,17 2 0,75 627,8206 0,0015 0 0,0015 >0,0000 1/20

PU-04**) 0,0045 0,6687 50 1 0,17 2 0,75 990,6731 0,0007 0 0,0007 >0,0000

1/20

PU-05 0,0011 0,0261 50 1 0,17 2 0,75 9,7285 0,8607 0 0,8607 0,0036 1/20 PU-06 0,0011 0,0261 50 1 0,17 2 0,75 9,7285 0,8607 0 0,8607 0,0036 1/20 PU-07 0,0013 0,0276 50 1 0,17 2 0,75 12,0118 0,7505 0 0,7505 0,0020 1/20 PU-08 0,0022 0,0325 50 1 0,17 2 0,75 23,6596 0,8589 0 0,8589 0,0006 1/20 PU-09 0,0022 0,0324 50 1 0,17 2 0,75 23,5987 0,8839 0 0,8839 0,0007 1/20

PU-10**) 0,0045 1,2993 50 1 0,17 2 0,75 1.924,9003 0,0002 0 0,0002 >0,0000

1/20

PU-11**) 0,0045 0,4126 50 1 0,17 2 0,75 611,2979 0,0015 0 0,0015 >0,0000

1/20

PU-12 0,0022 0,0324 50 1 0,17 2 0,75 23,5987 0,8839 0 0,8839 0,0007 1/20 PU-13 0,0022 0,0324 50 1 0,17 2 0,75 23,5987 0,8839 0 0,8839 0,0007 1/20 PU-14 0,0011 0,0264 50 1 0,17 2 0,75 9,8295 0,7402 0 0,7402 0,0028 1/20

PU-15**) 0,0045 2,9440 50 1 0,17 2 0,75 4.361,5461 0,0001 0 0,0001 >0,0000

1/20

PU-16 0,0022 0,0325 50 1 0,17 2 0,75 23,6596 0,8589 0 0,8589 0,0006 1/20 Keterangan: *) Geankoplis, 2003

**) Tidak digunakan

Universitas Sumatera Utara

Page 140: Appendix static mixer.pdf

Universitas Sumatera Utara

Page 141: Appendix static mixer.pdf

LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI

Dalam rencana pra rancangan pabriksoap noodleini digunakan asumsi

sebagai berikut:

1. Pabrik beroperasi selama 330 hari dalam setahun.

2. Kapasitas maksimum adalah 71.280 ton/tahun.

3. Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau purchased-

equipment delivered(Peters et.al., 2004).

4. Harga alat disesuaikan dengan nilai tukar dollar terhadap rupiah adalah:

US$1=Rp 8.588,-(Kompas, 15Mei2011).

1. Modal Investasi Tetap (Fixed Capital Investment)

1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)

- Biaya Tanah Lokasi Pabrik

Menurut keterangan masyarakat setempat, biaya tanah pada lokasi pabrik

berkisar Rp 250.000/m2 dan biaya perataan tanah diperkirakan 5%.

Luas tanah seluruhnya = 11.875 m2

Harga tanah seluruhnya = 11.875 m2× Rp 216.667/m2 = Rp 2.572.920.625

Biaya perataan tanah = 0,05 Rp 2.572.920.625=Rp 128.646.031

Maka total biaya tanah (A)adalah Rp 2.701.566.656

- Harga Bangunandan Sarana

Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya

No

Nama Bangunan

Luas (m2)

Harga (Rp/m2)

Jumlah (Rp)

1 Pos keamanan 20 1.600.000 32.000.000 2 Parkir 300 60.000 18.000.000 3 Taman 1880 70.000 131.600.000 4 Areal Bahan Baku 1500 1.600.000 2.400.000.000 5 Ruang kontrol 50 1.600.000 80.000.000 6 Areal Proses 2000 2.500.000 5.000.000.000 7 Areal Produk 525 1.600.000 840.000.000 8 Perkantoran 220 2.000.000 440.000.000

Universitas Sumatera Utara

Page 142: Appendix static mixer.pdf

Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya ..................(lanjutan)

No

Nama Bangunan

Luas (m2)

Harga (Rp/m2)

Jumlah (Rp)

9 Laboratorium 80 2.000.000 160,000,000 10 Poliklinik 40 1.600.000 64,000,000 11 Kantin 80 1.600.000 128,000,000 12 Ruang Ibadah 40 1.600.000 64,000,000 13 Gudang Peralatan 40 1.600.000 64,000,000 14 Bengkel 70 1.600.000 112,000,000 15 Gudang Bahan 150 1.600.000 240,000,000 16 Unit Pengolahan Air 780 2.000.000 1,560,000,000 17 Pembangkit Uap 50 2.000.000 100,000,000 18 Pembangkit Listrik 150 2.000.000 300,000,000 19 Area Perluasan 1500 50.000 75,000,000 20 Perumahan Karyawan 400 1.600.000 640,000,000 21 jalan 1000 60.000 60,000,000 22 Area antara bangunan 1000 50.000 50,000,000

Total 11.875 - 12.558.600.000

Harga bangunan saja = Rp12.224.000.000

Harga sarana = Rp 334.600.000

Total biaya bangunan dan sarana(B) = Rp12.558.600.000

- Perincian Harga Peralatan

Harga peralatan yang di impor dapat ditentukan dengan menggunakan

persamaan berikut (Peters et.al., 2004):

=

y

x

m

1

2yx I

IXXCC

dimana: Cx = harga alat pada tahun 2011

Cy = harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia

X1 = kapasitas alat yang tersedia

X2 = kapasitas alat yang diinginkan

Ix = indeks harga pada tahun 2011

Iy = indeks harga pada tahun yang tersedia

m = faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat)

Universitas Sumatera Utara

Page 143: Appendix static mixer.pdf

Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2011 digunakan metode regresi

koefisien korelasi:

[ ]( )( ) ( )( )2

i2

i2

i2

i

iiii

ΣYΣYnΣXΣXn

ΣYΣXYΣXnr

−⋅×−⋅

⋅−⋅⋅= (Montgomery, 1992)

Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift

No. Tahun (Xi) Indeks (Yi) Xi.Yi Xi² Yi² 1 2002 1104,2 2210608,4 4008004 1219257,64 2 2003 1123,6 2250570,8 4012009 1262476,96 3 2004 1178,5 2361714 4016016 1388862,25 4 2005 1244,5 2495222,5 4020025 1548780,25 5 2006 1302,3 2612413,8 4024036 1695985,29 6 2007 1373,3 2756213,1 4028049 1885952,89 7 2008 1449,3 2910194,4 4032064 2100470,49 8 2009 1468,6 2950417,4 4036081 2156785,96

Total 16044 10244,3 20547354,4 32176284 13258571,73

(Anonim, 2010a)

Data: n = 8 ∑Xi = 16044 ∑Yi = 10244,3

∑XiYi = 20547354,4 ∑Xi² = 32176284 ∑Yi² = 13258571,73

Dengan memasukkan harga-harga pada Tabel LE – 2, maka diperoleh harga

koefisien korelasi:

r = –

– –

≈ 0,99 = 1

Harga koefisien yang mendekati +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan

linier antar variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah

persamaan regresi linier.

Persamaan umum regresi linier, Y= a + b ⋅ X

dengan: Y = indeks harga pada tahun yang dicari (2011)

X = variabel tahun ke n – 1

a, b = tetapan persamaan regresi

Tetapan regresi ditentukan oleh: (Montgomery, 1992)

Universitas Sumatera Utara

Page 144: Appendix static mixer.pdf

( ) ( )( ) ( )2

i2

i

iiii

ΣXΣXnΣYΣXYΣXnb

−⋅⋅−⋅

=

a 22

2

Xi)(Xin.Xi.YiXi.XiYi.

Σ−ΣΣΣ−ΣΣ

=

Maka:

b = ––

= 57,3988

a = ––

= - 113.832,7750

Sehingga persamaan regresi liniernya adalah:

Y = a + b ⋅ X

Y = 57,3988X – 113.832,7750

Dengan demikian, harga indeks pada tahun 2011 adalah:

Y = 57,3988 (2011) – 113.832,7750

Y = 1.596,2310

Perhitungan harga peralatan menggunakan adalah harga faktor eksponsial (m)

Marshall & Swift. Harga faktor eksponen ini beracuan pada Tabel 6-4, Peters et.al.,

2004. Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya dianggap 0,6 (Peters

et.al., 2004).

Contoh perhitungan harga peralatan:

a. Tangki Penyimpanan Stearin, (T-101)

Kapasitas tangki , X2 =545,9337m3. Dari Gambar LE.1 berikut, diperoleh

untuk harga kapasitas tangki (X1) 1 m³ adalah (Cy) US$ 6.667. Dari tabel 6-4, Peters

et.al., 2004, faktor eksponen untuk tangki adalah (m) 0,49. Indeks harga pada tahun

2002 (Iy) 1103.

Indeks harga tahun 2011 (Ix) adalah 1.596,2310. Maka estimasi harga tangki untuk

(X2) 545,9337m3 adalah:

Cx = US$ 6667 ×49,0

19337,545 x

11032310,596.1

Cx = US$ 211.665,08

Cx = Rp.1.817.779.742 /unit

Universitas Sumatera Utara

Page 145: Appendix static mixer.pdf

Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki

Pelarutan.(Peters et.al., 2004)

Dengan cara yang sama diperoleh perkiraan harga alat lainnya yang dapat

dilihat pada Tabel LE – 3 untuk perkiraan peralatan proses dan Tabel LE – 4 untuk

perkiraan peralatan utilitas.

Untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut:

- Biaya transportasi = 5 %

- Biaya asuransi = 1 %

- Bea masuk = 15 %(Rusjdi, 2004)

- PPn = 10 %(Rusjdi, 2004)

- PPh = 10 %(Rusjdi, 2004)

- Biaya gudang di pelabuhan = 0,5 %

- Biaya administrasi pelabuhan = 0,5 %

- Transportasi lokal = 0,5 %

- Biaya tak terduga = 0,5 %

Total = 43 %

Universitas Sumatera Utara

Page 146: Appendix static mixer.pdf

Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai

berikut:

- PPn = 10 % (Rusjdi, 2004)

- PPh = 10 % (Rusjdi, 2004)

- Transportasi lokal = 0,5 %

- Biaya tak terduga = 0,5 %

Total = 21 %

Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses

Kode Unit Ket*) Harga / Unit Harga Total T-101 1 I Rp 1,817,779,742 Rp 1,817,779,742 T-102 1 I Rp 932,139,741 Rp 932,139,741 T-103 3 I Rp 1,635,607,727 Rp 4,906,823,182 T-104 1 I Rp 1,005,384,665 Rp 1,005,384,665 T-106 1 I Rp 414,480,133 Rp 414,480,133 T-107 1 I Rp 544,758,552 Rp 544,758,552 M-101 3 I Rp 3,992,844 Rp 11,978,532 M-102 11 I Rp 1,996,422 Rp 21,960,642 E-101 1 I Rp 18,125,835 Rp 18,125,835 E-102 1 I Rp 14,162,993 Rp 14,162,993 M-201 1 I Rp 17,938,217 Rp 17,938,217 R-201 1 I Rp 235,298,425 Rp 235,298,425 M-202 1 I Rp 31,622,090 Rp 31,622,090 D-301 1 I Rp 2,657,166,843 Rp 2,657,166,843 FG-301 1 I Rp 1,691,880,936 Rp 1,691,880,936 FG-302 1 I Rp 1,691,880,936 Rp 1,691,880,936 L-301 2 I Rp 34,088,027 Rp 68,176,054 C-301 1 I Rp 34,088,027 Rp 34,088,027 R-202 1 I Rp 296,634,484 Rp 296,634,484 E-201 1 I Rp 19,316,549 Rp 19,316,549 VE-301 1 I Rp 34,088,027 Rp 34,088,027 J-101 1 NI Rp 1,141,123 Rp 1,141,123 J-102 1 NI Rp 1,141,123 Rp 1,141,123 J-103 1 NI Rp 1,141,123 Rp 1,141,123 J-104 1 NI Rp 1,141,123 Rp 1,141,123 J-105 1 NI Rp 1,141,123 Rp 1,141,123 J-106 1 NI Rp 1,141,123 Rp 1,141,123 J-107 1 NI Rp 1,141,123 Rp 1,141,123

Universitas Sumatera Utara

Page 147: Appendix static mixer.pdf

Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses…..……………………………(lanjutan)

Kode Unit Ket*) Harga / Unit Harga Total J-108 1 NI Rp 1,141,123 Rp 1,141,123 J-109 1 NI Rp 1,141,123 Rp 1,141,123 J-110 1 NI Rp 1,141,123 Rp 1,141,123 J-111 1 NI Rp 1,141,123 Rp 1,141,123 J-201 1 NI Rp 31,491,542 Rp 31,491,542 J-202 1 NI Rp 1,141,123 Rp 1,141,123 J-203 1 NI Rp 19,930,313 Rp 19,930,313 Total Rp 16.530.799.941 Keterangan: *)I untuk peralatan impor, sedangkan NI untuk peralatan non impor.

Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah

Kode Alat Unit Ket Harga / Unit Harga Total SC 1 I Rp 37,632,812 Rp 37,632,812 BS 1 NI Rp 8,000,000 Rp 8,000,000 CL 1 I Rp 1,586,197,582 Rp 1,586,197,582 SF 1 I Rp 86,313,453 Rp 86,313,453 CE 1 I Rp 42,466,603 Rp 42,466,603 AE 1 I Rp 42,466,603 Rp 42,466,603 DE 1 I Rp 652,994,508 Rp 652,994,508 KU 1 I Rp 2,440,861,138 Rp 2,440,861,138 TU-01 1 I Rp 400,654,395 Rp 400,654,395 TU-02 1 I Rp 312,020,341 Rp 312,020,341 TP-01 1 NI Rp 100,000 Rp 100,000 TP-02 1 NI Rp 100,000 Rp 100,000 TP-03 1 NI Rp 100,000 Rp 100,000 TP-04 1 NI Rp 100,000 Rp 100,000 TP-05 1 NI Rp 100,000 Rp 100,000 PU-01 1 NI Rp 1,256,348 Rp 1,256,348 PU-02 1 NI Rp 1,256,348 Rp 1,256,348 PU-03**) 1 NI Rp 1,256,348 Rp 0 PU-04**) 1 NI Rp 1,256,348 Rp 0 PU-05 1 NI Rp 1,256,348 Rp 1,256,348 PU-06 1 NI Rp 1,256,348 Rp 1,256,348 PU-07 1 NI Rp 1,256,348 Rp 1,256,348 PU-08 1 NI Rp 1,256,348 Rp 1,256,348 PU-09 1 NI Rp 1,256,348 Rp 1,256,348 PU-10**) 1 NI Rp 1,256,348 Rp 0 PU-11**) 1 NI Rp 1,256,348 Rp 0

Universitas Sumatera Utara

Page 148: Appendix static mixer.pdf

Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas...........................................(lanjutan)

Kode Alat Unit Ket Harga / Unit Harga Total PU-12 1 NI Rp 1,256,348 Rp 1,256,348 PU-13 1 NI Rp 1,256,348 Rp 1,256,348 PU-14 1 NI Rp 1,256,348 Rp 1,256,348 PU-15**) 1 NI Rp 1,256,348 Rp 0 PU-16 1 NI Rp 1,256,348 Rp 1,256,348 Generator 2 NI Rp 75,000,000 Rp 150,000,000

Harga Total Rp 6.143.501.501 Keterangan: *)I untuk peralatan impor, sedangkan NI untuk peralatan non impor.

**)tidak digunakan.

Total harga peralatan tiba di lokasi pabrik (purchased-equipment delivered) adalah:

= 1,43 (Rp16.465.684.604+ Rp 5.971.181.669) +

1,21 (Rp 65.115.336+Rp 172.319.832)

= Rp 32.372.015.325

Biaya pemasangan diperkirakan 39% dari total harga peralatan (Peters et.al., 2004).

Biaya pemasangan = 0,39×Rp 32.372.015.325 = Rp 12.625.085.977

Harga peralatan + biaya pemasangan (C) :

= Rp 32.372.015.325 + Rp 12.625.085.977

= Rp 44.997.101.302

1.1.4 Instrumentasi dan Alat Kontrol

Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 26%daritotal harga peralatan

(Peters et.al., 2004).

Biaya instrumentasi dan alat kontrol (D) = 0,26 ×Rp 32.372.015.325

= Rp 8.416.723.984

1.1.5 Biaya Perpipaan

Diperkirakan biaya perpipaan 31%dari total harga peralatan (Peters et.al., 2004).

Biaya perpipaan (E) = 0,31×Rp 32.372.015.325 = Rp 10.035.324.750.

1.1.6 Biaya Instalasi Listrik

Diperkirakan biaya instalasi listrik 10% dari total harga peralatan (Peters et.al.,

2004).

Biaya instalasi listrik (F) = 0,1 ×Rp 32.372.015.325 = Rp 3.237.201.533

Universitas Sumatera Utara

Page 149: Appendix static mixer.pdf

1.1.7 Biaya Insulasi

Diperkirakan biaya insulasi 12%dari total harga peralatan (Peters et.al., 2004).

Biaya insulasi (G) = 0,12×Rp 32.372.015.325 = Rp 3.884.641.838

1.1.8 Biaya Inventaris Kantor

Diperkirakan biaya inventaris kantor 5%dari total harga peralatan (Peters et.al.,

2004).

Biaya inventaris kantor (H) = 0,05×Rp 32.372.015.325 = Rp 2.249.855.065

1.1.9 Biaya Perlengkapan Kebakaran dan Keamanan

Diperkirakan biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan 1%dari total harga

peralatan(Peters et.al., 2004).

Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan ( I ) = 0,01×Rp 32.372.015.325

= Rp 449.971.013

1.1.10 Sarana Transportasi

Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi Jenis Kendaraan

Unit

Tipe

Harga/Unit

(Rp) Harga Total (Rp)

Mobil Direktur 1 Fortuner 300.000.000 300.000.000 Mobil Manajer 4 Innova 210.000.000 840.000.000 Bus karyawan 2 Bus 300.000.000 600.000.000 Bus karyawan 1 Mini Bus 120.000.000 120.000.000 Truk 4 Truk 500.000.000 2.000.000.000 Mobil pemasaran 4 Mini Bus 120.000.000 480.000.000 Sepeda motor 4 Honda 12.500.000 50.000.000 Mobil pemadam kebakaran 1 Truk Tangki 500.000.000 500.000.000

Total 4.890.000.000 Total MITL = A + B + C + D + E + F + G + H + I + J = Rp 93.086.386.142

1.2 Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL)

1.2.1 Pra Investasi

Diperkirakan 7%dari total harga peralatan(Peters et.al., 2004).

Pra Investasi (A) = 0,07×Rp 32.372.015.325 = Rp 2.266.041.072

Universitas Sumatera Utara

Page 150: Appendix static mixer.pdf

1.2.2 Biaya Engineering dan Supervisi

Diperkirakan 32%dari total harga peralatan(Peters et.al., 2004).

Biaya Engineering dan Supervisi(B) = 0,32×Rp 32.372.015.325

= Rp 10.359.044.903

1.2.3 Biaya Legalitas

Diperkirakan 4% dari total harga peralatan(Peters et.al., 2004).

Biaya Legalitas (C) = 0,04×Rp 32.372.015.325= Rp 1.294.880.612

1.2.4 Biaya Kontraktor

Diperkirakan 39% dari total harga peralatan(Peters et.al., 2004).

Biaya Kontraktor (D) = 0,39×Rp 32.372.015.325= Rp 12.625.085.976

1.2.5 Biaya Tak Terduga

Diperkirakan 37% dari total harga peralatan(Peters et.al., 2004).

Biaya Tak Terduga (E) = 0,37 ×Rp 32.372.015.325 = Rp 11.977.645.670

Total MITTL = A + B + C + D + E= Rp 38.522.698.236

Total MIT = MITL + MITTL

= Rp 93.086.386.142+ Rp 38.522.698.236

= Rp 131.609.084.379

2 Modal Kerja

Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 1 bulan (30 hari).

2.1 Persediaan Bahan Baku

2.1.1 Bahan baku Proses

1. Stearin

Kebutuhan = 5.736,2602kg/jam

Harga = $ 0,875/kg = Rp 7.514,50/kg (PT. Nubika Jaya, 2011)

Harga total = 30 hari × 24 jam/hari ×5.736,2602kg/jam Rp 7.514,50/kg

= Rp 31.035.691.685

Universitas Sumatera Utara

Page 151: Appendix static mixer.pdf

2. Palm Kernel Oil

Kebutuhan = 1.434,0651kg/jam

Harga = Rp 13.900/kg (PT. Nubika Jaya, 2011)

Harga total = 30 hari × 24 jam/hari ×1.434,0651kg/jam Rp 13.900/kg

= Rp 14.352.123.040

3. NaOH 48%

Kebutuhan =2.291,1543 kg/jam

Harga =Rp 2.325/kg (PT. Nubika Jaya, 2011)

Harga total =30 hari ×24jam/hari ×2.291,1543kg/jam Rp 2.325/kg

= Rp 3.835.392.348

4. Gliserin

Kebutuhan =40,5kg/jam

Harga =$ 0,8/kg = Rp 6.870,40/kg (PT. Nubika Jaya, 2011)

Harga total =30 hari × 24 jam/hari ×40,5kg/jam Rp 6.870,40/kg

= Rp200.340.864

5. EDTA

Kebutuhan =13,5kg/jam

Harga =$ 3,95/kg = Rp33.922,60/kg (PT. Nubika Jaya, 2011)

Harga total =30 hari × 24 jam/hari ×13,5kg/jam Rp 33.922,60/kg

= Rp 329.727.672

6. NaCl

Kebutuhan =45kg/jam

Harga =Rp 1.925/kg (PT. Nubika Jaya, 2011)

Harga total =30 hari × 24 jam/hari ×45kg/jam Rp 1.925/kg

= Rp 62.370.000

2.1.2 Persediaan Bahan Baku Utilitas

1. Alum, Al2(SO4)3

Kebutuhan = 0,1484kg/jam

Harga = Rp 1.950/kg (PT. Nubika Jaya, 2011)

Universitas Sumatera Utara

Page 152: Appendix static mixer.pdf

Harga total = 30 hari × 24 jam/hari ×0,1484kg/jam× Rp 2.500/kg

= Rp 208.353

2. Soda abu, Na2CO3

Kebutuhan = 0,0801kg/jam

Harga = Rp 2.100/kg (PT. Nubika Jaya, 2011)

Harga total = 30 hari × 24 jam/hari ×0,0801kg/jam ×Rp 2.100/kg

= Rp 121.111

3. Kaporit

Kebutuhan = 0,0015 kg/jam

Harga = Rp 39.000/kg (PT. Nubika Jaya, 2011)

Harga total = 30 hari × 24 jam/hari × 0,0015 kg/jam × Rp 39.000/kg

= Rp 43.323

4. H2SO4

Kebutuhan = 0,0056kg/jam

Harga = Rp 2.100/kg (PT. Tohoma Mandiri, 2011)

Harga total = 30 hari ×0,0056kg/jam 24 jam/hari×Rp 2.100/kg

= Rp 8.410

5. NaOH

Kebutuhan = 0,0205 kg/jam

Harga = Rp 2.325/kg(48%) (PT. Nubika Jaya, 2011)

Harga total = 30 hari ×0,0205kg/jam 24 jam/hari×Rp 2.325/kg / 48%

= Rp 71.580

6. Solar

Kebutuhan =261,4308ltr/jam

Harga solar = Rp7155/liter (Analisa, 2011)

Harga total = 30 hari × 24 jam/hari ×261,4308liter/jam × Rp. 7155/liter

= Rp 1.346.786.909

Total biaya bahan baku proses dan utilitas selama 30 hari adalah:

= Rp 51.162.885.298

Universitas Sumatera Utara

Page 153: Appendix static mixer.pdf

2.2 Kas

2.2.1 Gaji Pegawai

Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai

Jabatan

Jumlah

Gaji/bulan (Rp)

Jumlah gaji/bulan (Rp)

Direktur 1 20.000.000 20.000.000 Dewan Komisaris 2 10.000.000 20.000.000 Staf Ahli 2 10.000.000 20.000.000 Sekretaris 2 2.000.000 4.000.000 Manajer Teknik dan Produksi 1 8.750.000 8.750.000 Manajer Purchasing dan Logistik 1 8.750.000 8.750.000 Manajer Umum dan HRD 1 8.750.000 8.750.000 Manajer Accounting dan Keuangan 1 8.750.000 8.750.000 Kepala Bagian Accounting 1 6.000.000 6.000.000 Kepala Bagian Keuangan 1 6.500.000 6.500.000 Kepala Bagian Produksi 1 6.500.000 6.500.000 Kepala Bagian Teknik 1 6.000.000 6.000.000 Kepala Bagian QC dan Laboratorium 1 6.000.000 6.000.000 Kepala Bagian Umum 1 6.000.000 6.000.000 Kepala Bagian HRD 1 6.000.000 6.000.000 Kepala Bagian Logistik 1 6.000.000 6.000.000 Kepala Bagian Purchasing 1 6.000.000 6.000.000 Kepala Seksi Proses 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Utilitas 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Mesin/Instrumentasi 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Listrik 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi QC 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Laboratorium 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Keuangan 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Pemasaran 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Pembukuan 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Audit 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Administrasi 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Pembelian 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Transportasi 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Gudang 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Personalia 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Recruitment 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Humas 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Keamanan 1 3.000.000 3.000.000 Karyawan Proses 21 1.500.000 31.500.000 Karyawan Laboratorium 9 1.500.000 13.500.000 Karyawan Utilitas 9 1.500.000 13.500.000 Karyawan Unit Pembangkit Listrik 6 1.500.000 9.000.000 Karyawan Instrumentasi Pabrik 9 1.500.000 13.500.000 Karyawan Bag. Keuangan 5 1.500.000 7.500.000 Karyawan Bag. Pembukuan dan Audit 5 1.400.000 7.000.000

Universitas Sumatera Utara

Page 154: Appendix static mixer.pdf

Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai..........................................................(lanjutan)

Jabatan

Jumlah

Gaji/bulan (Rp)

Jumlah gaji/bulan (Rp)

Kepala Seksi Gudang 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Personalia 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Recruitment 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Humas 1 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Keamanan 1 3.000.000 3.000.000 Karyawan Proses 21 1.500.000 31.500.000 Karyawan Laboratorium 9 1.500.000 13.500.000 Karyawan Utilitas 9 1.500.000 13.500.000 Karyawan Unit Pembangkit Listrik 6 1.500.000 9.000.000 Karyawan Instrumentasi Pabrik 9 1.500.000 13.500.000 Karyawan Bag. Keuangan 5 1.500.000 7.500.000 Karyawan Bag. Pembukuan dan Audit 5 1.400.000 7.000.000 Karyawan Bag. Personalia 4 1.400.000 5.600.000 Karyawan Bag. Humas 4 1.400.000 5.600.000 Karyawan Penjualan dan Pembelian 10 1.500.000 15.000.000 Petugas Keamanan 14 1.200.000 16.800.000 Karyawan Gudang/Logistik 12 1.200.000 14.400.000 Perawat 2 1.200.000 2.400.000 Petugas Kebersihan 7 1.200.000 8.400.000 Supir 3 1.200.000 3.600.000

Total 158 375.300.000 Total gaji pegawai selama 1 bulan = Rp375.300.000

2.2.2 Biaya Administrasi Umum

Diperkirakan 20% dari gaji pegawai = 0,2 ×Rp375.300.000 = Rp 75.060.000

2.2.3. Biaya Pemasaran

Diperkirakan 20% dari gaji pegawai = 0,2 ×Rp375.300.000 = Rp 75.060.000

2.2.4 Pajak Bumi dan Bangunan

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 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).

Universitas Sumatera Utara

Page 155: Appendix static mixer.pdf

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, perhitungan PBB ditetapkan sebagai berikut :

Wajib Pajak Pabrik Pembuatan Soap Noodle

Nilai Perolehan Objek Pajak

- Tanah Rp 2.572.920.625

- Bangunan Rp 12.224.000.000

Total NJOP Rp 14.796.920.625

Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak Rp 30.000.000

Nilai Perolehan Objek Pajak Kena Pajak Rp 14.766.920.625

Pajak yang Terutang (5% NPOPKP) Rp 738.346.031

Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas Jenis Biaya Jumlah (Rp)

Gaji Pegawai Rp 375.300.000 Administrasi Umum Rp 75.060.000 Pemasaran Rp 75.060.000 Pajak Bumi dan Bangunan Rp 738.346.031 Total Rp1.263.766.031

2.3 Biaya Start – Up

Diperkirakan 12 % dari Modal Investasi Tetap (Timmerhaus, 1991).

= 0,12 × Rp 131.609.084.379= Rp 15.793.090.125

2.4 Piutang Dagang

HPT12IPPD ×=

dimana: PD = piutang dagang

IP = jangka waktu kredit yang diberikan (1 bulan)

HPT = hasil penjualan tahunan

Universitas Sumatera Utara

Page 156: Appendix static mixer.pdf

Penjualan :

1. Harga jual soap noodle = $1.250/ton = 10.735/kg

Produksi soap noodle = 9000kg/jam

Hasil penjualan soap noodle tahunan

= 9000kg/jam × 24 jam/hari × 330 hari/tahun Rp 10.735/kg

=Rp 765.190.800.000

Piutang Dagang = 121 × Rp 765.190.800.000 = Rp 63.765.900.000

Perincian modal kerja dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja Jenis Biaya Jumlah

Bahan baku Rp 51.162.885.298 Kas Rp 1.263.766.031 start Rp 15.793.090.125 piutang Rp 63.765.900.000 TOTAL Rp 131.985.641.455

Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja

=Rp 131.609.084.379+ Rp 131.985.641.455

= Rp 263.594.725.834 Modal ini berasal dari:

- Modal sendiri = 60 % dari total modal investasi

= 0,6 ×Rp 263.594.725.834= Rp 158.156.835.500

- Pinjaman dari Bank = 40 % dari total modal investasi

= 0,4 Rp 263.594.725.834= Rp 105.437.890.333

3. Biaya Produksi Total

3.1 Biaya Tetap (Fixed Cost = FC)

3.1.1 Gaji Tetap Karyawan

Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah 2 bulan gaji yang

diberikan sebagai tunjangan, sehingga:

Gaji total = (12 + 2) ×Rp 375.300.000= Rp 5.254.200.000

Universitas Sumatera Utara

Page 157: Appendix static mixer.pdf

3.1.2 Bunga Pinjaman Bank

Bunga pinjaman bank adalah13,5% dari total pinjaman (Bank Mandiri, 2011).

= 0,135×Rp 105.437.890.333= Rp 14.234.115.195

3.1.3 Depresiasi dan Amortisasi

Pengeluaran untuk memperoleh harta berwujud yang mempunyai masa

manfaat lebih dari 1 (satu) tahun harus dibebankan sebagai biaya untuk

mendapatkan, menagih, dan memelihara penghasilan melalui penyusutan

(Rusdji,2004). Pada perancangan pabrik ini, dipakai metode garis lurus atau straight

line method. Dasar penyusutan menggunakan masa manfaat dan tarif penyusutan

sesuai dengan Undang-undang Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 Pasal 11 ayat

6 dapat dilihat pada Tabel LE.9.

Tabel LE.9 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000

(Waluyo, 2000; Rusdji,2004)

Depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol.

n

LPD −=

dimana:

D = depresiasi per tahun

P = harga awal peralatan

L = harga akhir peralatan

n = umur peralatan (tahun)

Kelompok Harta Berwujud

Masa (tahun)

Tarif (%)

Beberapa Jenis Harta

I .Bukan Bangunan 1. Kelompok 1

2. Kelompok 2

3. Kelompok 3

4

8

16

2

12,5

6,25

Mesin kantor, perlengkapan, alat

perangkat/tools industri Mobil, truk kerja

Mesin industri kimia, mesin industri mesin

II. Bangunan Permanen

20

5

Bangunan sarana dan penunjang

Universitas Sumatera Utara

Page 158: Appendix static mixer.pdf

Tabel LE.10 PerhitunganBiaya Depresiasi sesuai UURI No. 17 Tahun 2000

Komponen Biaya (Rp) Umur

(tahun) Depresiasi (Rp) Bangunan 12,224,000,000 20 611,200,000 Peralatan proses dan utilitas 44,997,101,302 16 2,812,318,831 Instrumentrasi dan pengendalian proses 8,416,723,984 4 2,104,180,996 Perpipaan 10,035,324,751 4 2,508,831,188 Instalasi listrik 3,237,201,532 4 809,300,383 Insulasi 3,884,641,839 4 971,160,460 Inventaris kantor 2,249,855,065 4 562,463,766 Perlengkapan keamanan dan kebakaran 449,971,013 4 112,492,753 Sarana transportasi 4,890,000,000 8 611,250,000 TOTAL 11.103.198.378

Semua modal investasi tetap langsung (MITL) kecuali tanah mengalami

penyusutan yang disebut depresiasi, sedangkan modal investasi tetap tidak langsung

(MITTL) juga mengalami penyusutan yang disebut amortisasi.

Pengeluaran untuk memperoleh harta tak berwujud dan pengeluaran lainnya

yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun untuk mendapatkan,

menagih, dan memelihara penghasilan dapat dihitung dengan amortisasi dengan

menerapkan taat azas (UURI Pasal 11 ayat 1 No. Tahun 2000). Para Wajib Pajak

menggunakan tarif amortisasi untuk harta tidak berwujud dengan menggunakan masa

manfaat kelompok masa 4 (empat) tahun sesuai pendekatan prakiraan harta tak

berwujud yang dimaksud (Rusdji, 2004).

Untuk masa 4 tahun, maka biaya amortisasi adalah 25% dari MITTL.

sehingga:

Biaya amortisasi = 0,25× Rp 38.522.698.236= Rp 9.630.674.559 Total biaya depresiasi dan amortisasi

= Rp 11.103.198.378 + Rp 9.630.674.559= Rp 20.733.872.936

3.1.4 Biaya Tetap Perawatan

1. Perawatan mesin dan alat-alat proses

Perawatan mesin dan peralatan dalam industri proses berkisar 2 sampai 20%,

diambil 10% dari harga peralatan terpasang di pabrik (Peters et.al., 2004).

Universitas Sumatera Utara

Page 159: Appendix static mixer.pdf

Biaya perawatan mesin = 0,1×Rp 44.997.101.301= Rp 4.499.710.130

2. Perawatan bangunan

Diperkirakan 10% dari harga bangunan(Peters et.al., 2004).

= 0,1 ×Rp 12.224.000.000 =Rp 1.222.400.000

3. Perawatan kendaraan

Diperkirakan 10% dari harga kendaraan (Peters et.al., 2004).

= 0,1 × Rp 4.890.000.000 = Rp489.000.000 ,-

4. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol

Diperkirakan 10% dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Peters et.al., 2004).

= 0,1 × Rp 8,416,723,984= Rp 841.672.398

5. Perawatan perpipaan

Diperkirakan 10% dari harga perpipaan (Peters et.al., 2004).

= 0,1 × Rp 10,035,324,750 = Rp 1.003.532.475

6. Perawatan instalasi listrik

Diperkirakan 10 % dari harga instalasi listrik(Peters et.al., 2004).

= 0,1 × Rp 3,237,201,532= Rp 323.720.153

7. Perawatan insulasi

Diperkirakan 10% dari harga insulasi(Peters et.al., 2004).

= 0,1 × Rp 3,884,641,838= Rp 388.464.183

8. Perawatan inventaris kantor

Diperkirakan 10% dari harga inventaris kantor(Peters et.al., 2004).

= 0,1 × Rp 2,249,855,065= Rp 224.985.506

9. Perawatan perlengkapan kebakaran

Diperkirakan 10% dari harga perlengkapan kebakaran (Peters et.al., 2004).

= 0,1 × Rp 449,971,013= Rp 44.997.101 Total biaya perawatan = Rp 9.038.481.948

Universitas Sumatera Utara

Page 160: Appendix static mixer.pdf

3.1.5 Biaya Tambahan Industri (Plant Overhead Cost)

Biaya tambahan industri ini diperkirakan 20% dari modal investasi tetap(Peters et.al.,

2004).

Plant Overhead Cost= 0,2 Rp 131.609.084.379= Rp 26.321.816.875

3.1.6 Biaya Administrasi Umum

Biaya administrasi umum selama 1 bulan adalah Rp 75.060.000

Biaya administrasi umum selama 1 tahun = 12× Rp 75.060.000= Rp 900.720.000

3.1.7 Biaya Pemasaran dan Distribusi

Biaya pemasaran selama 1 bulan adalah Rp 75.060.000

Biaya pemasaran selama 1 tahun = 12×Rp 75.060.000 = Rp 900.720.000

Biaya distribusi diperkirakan 50 % dari biaya pemasaran, sehingga :

Biaya distribusi = 0,5 Rp 900.720.000= Rp 450.360.000,-

Biaya pemasaran dan distribusi = Rp 1.351.080.000

3.1.8 Biaya Laboratorium, Penelitan dan Pengembangan

Diperkirakan 5% dari biaya tambahan industri(Peters et.al., 2004).

= 0,05 Rp 26.321.816.875 = Rp 1.316.090.843

3.1.9 Hak Paten dan Royalti

Diperkirakan 1% dari modal investasi tetap(Peters et.al., 2004).

= 0,01 Rp 131.609.084.379= Rp 1.316.090.843

3.1.10 Biaya Asuransi

1. Biaya asuransi pabrik adalah 3,1 permil dari modal investasi tetap langsung

(Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia-AAJI, 2007).

= 0,0031 ×Rp 86.035.375.275= Rp266.709.663

2. Biaya asuransi karyawan

Premi asuransi = Rp 351.000/tenaga kerja (PT. Prudential Life Assurance, 2007)

Maka biaya asuransi karyawan = 158 orang Rp 351.000= Rp 55.458.000

Total biaya asuransi = Rp 322.167.663

Universitas Sumatera Utara

Page 161: Appendix static mixer.pdf

3.1.11 Pajak Bumi dan Bangunan

Pajak Bumi dan Bangunan adalah Rp 738.346.031

Total Biaya Tetap (Fixed Cost) =Rp 81.554.807.472

3.2 Biaya Variabel

3.2.1 Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun

Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 30 hari adalah

Rp 51.162.885.298

Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun

= Rp 51.162.885.298 30330 = Rp 562.791.738.288

3.2.2 Biaya Variabel Tambahan

1. Perawatan dan Penanganan Lingkungan Diperkirakan 10 % dari biaya variabel bahan baku

= 0,1 ×Rp 562.791.738.288,60= Rp 56.279.173.828,86

2. Biaya Variabel Pemasaran dan Distribusi

Diperkirakan 1% dari biaya variabel bahan baku

= 0,01×Rp 562.791.738.288,60= Rp 5.627.917.382,89

Total biaya variabel tambahan = Rp 61.907.091.211,75

3.2.3 Biaya Variabel Lainnya

Diperkirakan 5% dari biaya variabel tambahan

= 0,05×Rp 61.907.091.211,75= Rp 3.095.354.560,59

Total biaya variabel = Rp 627.794.184.060,94

Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel

= Rp 81.554.807.472+ Rp 627.794.184.060

=Rp 709.348.991.532

4 Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan

4.1 Laba Sebelum Pajak (Bruto)

Laba atas penjualan = total penjualan – total biaya produksi

Laba atas penjualan = Rp 765.190.800.000- Rp 709.348.991.532 = Rp 55.841.808.467

Universitas Sumatera Utara

Page 162: Appendix static mixer.pdf

Bonus perusahaan untuk karyawan0,5% dari keuntungan perusahaan

= 0,005 Rp 55.841.808.467= Rp 279.209.042

Pengurangan bonus atas penghasilan bruto sesuai dengan UURI No. 17/00 Pasal 6

ayat 1 sehingga:

Laba sebelum pajak (bruto) = Rp 55.841.808.467- Rp 279.209.042 = Rp 55.562.599.424

4.2 Pajak Penghasilan

Berdasarkan UURI Nomor 17 ayat 1 Tahun 2000, Tentang Perubahan Ketiga

atas Undang-undang Nomor 7 Tahun 1983 Tentang Pajak Penghasilan adalah

(Rusjdi, 2004):

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 adalah:

- 10 %× Rp 50.000.000 = Rp 5.000.000,00

- 15 %× (Rp 100.000.000- Rp 50.000.000) =Rp 7.500.000,00

- 30%×(Rp 55.562.599.424 - Rp 100.000.000) =Rp 16.638.779.827,41

Total PPh =Rp 16.651.279.827.41

4.3 Laba setelah pajak

Laba setelah pajak = laba sebelum pajak – PPh

= Rp 55.562.599.424 – Rp 16.651.279.827,41

= Rp 38.911.319.597

5 Analisa Aspek Ekonomi

5.1 Profit Margin (PM)

PM = penjualantotal

pajaksebelumLaba× 100%

= = 7,26 %

Universitas Sumatera Utara

Page 163: Appendix static mixer.pdf

5.2 Break Even Point (BEP)

BEP = VariabelBiayaPenjualanTotal

TetapBiaya−

× 100%

= = 59,36 %

Kapasitas produksi pada titik BEP = 59,36 %×71.280 ton/tahun

= 42.309,8243 ton/tahun Nilai penjualan pada titik BEP = 38,74 % Rp 765.190.800.000 = Rp 454.195.963.611

5.3 Return on Investment (ROI)

ROI = InvestasiModalTotal

pajaksetelahLaba× 100%

= = 14,76 %

5.4 Pay Out Time (POT)

POT = = 6,77 tahun

5.5 Return on Network (RON)

RON = sendiriModal

pajaksetelahLaba × 100%

= = 24,60 %

5.6 Internal Rate of Return (IRR)

Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan

pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut “Cash Flow”. Untuk memperoleh

cash flow diambil ketentuan sebagai berikut:

- Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10% tiap tahun

- Masa pembangunan disebut tahun ke nol

- Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun

- Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke – 10

- Cash flowadalah laba sesudah pajak ditambah penyusutan.

Dari Tabel LE.11, diperoleh nilai IRR = 24,74 %

Universitas Sumatera Utara

Page 164: Appendix static mixer.pdf

Gambar LE.2 Grafik Break Event Point (BEP) Pabrik Soap Noodle

0100200300400500600700800900

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100harg

a (m

iliar

rup

iah)

kapasitas produksi (%)

biaya tetapbiaya variabelbiaya produksipenjualan

Universitas Sumatera Utara

Page 165: Appendix static mixer.pdf

Tabel LE.11 Perhitungan IRR Thn Laba sebelum pajak (Rp) Pajak (Rp) Laba Sesudah pajak (Rp) Depresiasi (Rp) Net Cash Flow (Rp)

0 - - - - -263,594,725,835 1 55,562,599,425 16,651,279,827 38,911,319,597 20,733,872,937 59,645,192,534 2 61,118,859,367 18,318,157,810 42,800,701,557 20,733,872,937 63,534,574,494 3 67,230,745,304 20,151,723,591 47,079,021,713 20,733,872,937 67,812,894,649 4 73,953,819,834 22,168,645,950 51,785,173,884 20,733,872,937 72,519,046,821 5 81,349,201,818 24,387,260,545 56,961,941,272 20,733,872,937 77,695,814,209 6 89,484,121,999 26,827,736,600 62,656,385,400 20,733,872,937 83,390,258,336 7 98,432,534,199 29,512,260,260 68,920,273,940 20,733,872,937 89,654,146,876 8 108,275,787,619 32,465,236,286 75,810,551,334 20,733,872,937 96,544,424,270 9 119,103,366,381 35,713,509,914 83,389,856,467 20,733,872,937 104,123,729,404

10 131,013,703,019 39,286,610,906 91,727,092,114 20,733,872,937 112,460,965,050

Tabel LE.11 Perhitungan IRR…………………………………………………………………………………………………………(lanjutan) Thn P/F (i = 24%) PV (i = 24%) P/F (i = 25%) PV (i = 25%)

0 1.000 -263,594,725,835 1.000 -263,594,725,835 1 0.806 48,100,961,727 0.800 47,716,154,027 2 0.650 41,320,612,967 0.640 40,662,127,676 3 0.524 35,566,999,375 0.512 34,720,202,060 4 0.423 30,673,642,157 0.410 29,703,801,578 5 0.341 26,502,643,592 0.328 25,459,364,400 6 0.275 22,939,566,572 0.262 21,860,255,881 7 0.222 19,889,258,228 0.210 18,801,837,343 8 0.179 17,272,440,874 0.168 16,197,466,596 9 0.144 15,022,926,697 0.134 13,975,250,391 10 0.116 13,085,338,233 0.107 12,075,404,129 Total 6,779,664,588 Total -2,422,861,753

Universitas Sumatera Utara