Appendix.pdf
-
Upload
mochammad-ilham-cendana -
Category
Documents
-
view
143 -
download
4
description
Transcript of Appendix.pdf
LAMPIRAN A
PERHITUNGAN NERACA MASSA
Kapasitas produksi dimetil eter (96%) = 50000 ton/tahun, dengan ketentuan sebagai
berikut :
1 tahun = 330 hari kerja
1 hari kerja = 24 jam
Basis = 1 jam
Kapasitas pabrik tiap jam = 5000 ton/tahun × 1000 kg/ton × 1tahun / 330hari ×
1hari / 24 jam
= 6313,16516 kg/jam
A.1 Rotary Dryer (RD-101)
Rotary Dryer (RD-101) digunakan untuk mengeringkan umpan tandan
kosong kelapa sawit (TKKS) dari kandungan air awal sebesar 25% menjadi
kandungan air yang diinginkan untuk gasifikasi yaitu 12% (Lee,dkk, 2006).
2
14
3
13
Input :
F2 : Aliran umpan tandan kosong kelapa sawit dengan kandungan air 25%
F13
: Aliran gas pemanas dari buangan Cyclone ke-2 (S-202)
Output :
F14
: Aliran gas panas setelah mengeringkan tandan kosong kelapa sawit
F3 : Aliran tandan kosong kelapa sawit dengan kandungan air 12%
Neraca Massa Total :
F2 + F
13 = F
14 + F
3
Neraca Massa Komponen :
H2O F2H2O + F
13H2O = F
14H2O + F
3H2O
N2 F13
N2 = F14
N2
O2 F13
O2 = F14
O2
CO2 F13
CO2 = F14
CO2
SO2 F13
SO2 = F14
SO2
TKKS F2TKKS = F
3TKKS
Berat total TKKS input aliran 2 = 101404,000 kg
Kandungan air dalam TKKS mula-mula = 25 % berat
Berat air dalam TKKS mula-mula = 25351,000 kg
Kandungan air dalam TKKS diinginkan = 12 % berat
Misal :
Berat air dalam TKKS setelah dikeringkan = a kg
Berat TKKS basis kering = b = 76053,000 kg
Sehingga,
a / (a + b) = 0,12
a = 0,12a + 0,12b
a = 0,12b / 0,88
a = 10370,864 kg
Berat air teruapkan = berat air dalam TKKS mula-mula – berat air dalam TKKS
setelah dikeringkan
= 14980,136 kg
Tabel A.1 Neraca Massa pada Rotary Dryer (RD-101)
Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)
Aliran 2 Aliran 13 Aliran 14 Aliran 3
H2O 25351,000 6571,710 21551,846 10370,864
N2 47780,916 47780,916
O2 1554,395 1554,395
CO2 18618,301 18618,301
SO2 858,941 858,941
Olivine 205,010 205,010
MgO 14,110 14,110
Abu 28,219 28,219
Char 1,681 1,681
TKKS 76053,000 76053,000
Subtotal 101404,000 75633,282 90613,419 86423,864
Total 177037,282 177037,282
A.2 Reaktor Gasifier (R-201)
Reaktor Gasifier (R-201) digunakan untuk mengubah umpan tandan kosong
kelapa sawit (TKKS) menjadi gas sintesis (syngas) dengan proses gasifikasi
3
12
4
Input :
F3 : Aliran tandan kosong kelapa sawit yang telah dikeringkan
F12
: Aliran olivine yang terbawa dari Cyclone ke-2 (S-202)
Output :
F4 : Aliran gas sintesis yang terbentuk dari proses gasifikasi
Neraca Massa Total :
F3 + F
12 = F
4
Neraca Massa Komponen :
H2O F3H2O + F
4H2O = F
4H2O
TKKS F3TKKS
H2 F4H2
CO2 F4CO2
CO F4CO
CH4 F4CH4
C2H4 F4C2H4
C2H6 F4C2H6
Char F4Char
Olivine F12
Olivine = F5Olivine
Tabel A.2 Parameter Operasi Gasifier, Yield dan Komposisi Gas Hasil Sintesis
Variabel Gasifier Nilai
Tipe Gasifier BCL (Battelle Columbus Laboratory)
Temperatur Operasi 1598 oF (870
oC)
Tekanan Operasi 23 psia (1,6 bar)
Steam per umpan TKKS 0,39725 lb/lb TKKS (basis kering)
Olivine yang di-recycle 26.92652 lb/lb TKKS (basis kering)
Komposisi gas sintesis % mol
H2 20,960
CO2 11,100
CO 46,300
CH4 15,700
C2H4 5,200
C2H6 0,740
Gas hasil sintesis 0,03503 lb-mol gas kering/lb TKKS
(basis kering)
Char yang dihasilkan 0,221 lb/lb TKKS (basis kering)
Sumber : Technical Report NREL/TP-510-37408 May 2005
A.2.1 Menghitung aliran massa masing-masing komponen dalam gas hasil
sintesis
Massa TKKS (basis kering) = 76053,000 kg
= 167666,444 lb
Mol gas hasil sintesis = 0,03503 lb-mol gas/lb TKKS (basis kering)
= 0,03503 x 167666,444 lb
= 5873,356 lb-mol
= 2664,109 kmol
Dari tabel A.2, aliran massa masing-masing komponen gas dapat dihitung dengan
rumus :
mi = xi × ngas × BMi
dimana :
mi = massa gas komponen i (kg)
xi = fraksi mol komponen i
ngas = mol gas kering (kmol)
BMi = berat molekul komponen gas i
Komponen gas xi × ngas (kmol) BMi mi (kg)
H2 558,397 2,020 1127,963
CO2 295,716 44,010 13014,468
CO 1233,483 28,010 34549,849
CH4 418,265 16,040 6708,973
C2H4 138,534 28,050 3885,870
C2H6 19,714 30,070 592,812
A.2.2 Menghitung komponen H2O dalam gas sintesis
Kebutuhan Steam = 0,39725 lb/lb TKKS (basis kering)
= 0,39725 × 167666,444 lb
= 66605,495 lb
= 30212,054 kg
Maka,
H2O dalam gas sintesis = H20 aliran 3 + H2O aliran 3a
= 10370,864+ 30212,054
= 40582,918 kg
A.2.3 Menghitung olivine yang di-recycle ke R-201 (aliran 12)
Olivine yang di-recycle = 26,927 lb/lb TKKS (basis kering)
= 26,927 × 167666,444 lb
= 4514673,852 lb
= 2047842,626 kg
A.2.4 Menghitung char yang dihasilkan
Char yang dihasilkan = 0,221 lb/lb TKKS (basis kering)
= 0,221 × 167666,444 lb
= 37054,284 lb
= 16807,713 kg
Tabel A.3 Neraca Massa pada Reaktor Gasifier (R-201)
Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)
Aliran 3 Aliran 3a Aliran 12 Aliran 4
H2
1127,963
CO2
13014,468
CO
34549,849
H2O 10370,864 30212,054
40582,918
CH4
6708,973
C2H4
3885,870
C2H6
592,812
Olivine
2047842,626 2047842,626
Char
16807,713
TKKS 76053,000
0,000
Subtotal 86423,864 30212,054 2047842,626 2164478,543
Total 2164478,543 2164478,543
A.3 Char Combustor (R-202)
Char Combustor berfungsi untuk membakar char (arang) hasil dari gasifikasi
pada Reaktor Gasifier (R-201)
11
5
10
8
Input :
F5 : Aliran char + olivine dari Cyclone ke-1 (S-201)
F8 : Aliran make up olivine + MgO
F10
: Aliran udara pembakar
Output :
F11
: Aliran produk dari Char Combustor (R-202)
Neraca Massa Total :
F5 + F
8 + F
10 = F
11
Neraca Massa Komponen :
H2O F11
H2O
N2 F10
N2 = F11
N2
O2 F10
O2 = F11
O2
CO2 F11
CO2
SO2 F11
SO2
Olivine F5Olivine + F
8Olivine= F
11Olivine
MgO F5MgO + F
8MgO = F
11MgO
Abu F11
Abu
Char F6Char = F
11Char
Komposisi TKKS (basis kering) :
Komponen C H O N S Abu
% berat 43,52 5,72 48,9 1,2 0,66 4,5
Kandungan air TKKS = 12 %
Sumber : Thermodynamic Data for Biomass Conversion and Waste Incineration
A.3.1 Menghitung komposisi char yang terbentuk dari gasifikasi TKKS
Kapasitas bahan baku (TKKS) = 76053 kg (basis kering)
= 167666,444 lb
a. Karbon (C) pada char TKKS
F3
C TKKS = 43,52 % × kapasitas bahan baku (TKKS)
= 33098,3 kg
Karbon pada gas hasil sintesis
Karbon pada gas hasil sintesis dihitung dengan rumus :
Ci = (BMCi / BMi) × mi
dimana :
Ci = kandungan karbon pada komponen gas i (kg)
BMCi = berat molekul total unsur karbon dalam komponen gas i (kg/kmol)
BMi = berat molekul komponen gas i (kg/kmol)
mi = massa komponen gas i (kg)
Komponen gas i BMi BMCi BMCi/BMi mi Ci
CO2 44,0097 12 0,273 13014,468 3548,618
CO 28,0109 12 0,428 34549,849 14801,316
CH4 16,0429 12 0,748 6708,973 5018,275
C2H4 28,0538 24 0,855 3885,870 3324,358
C2H6 30,0699 24 0,798 592,812 473,147
Total kandungan karbon pada gas hasil sintesis (gasifikasi) 27165,715
Maka, karbon pada char TKKS
= karbon pada TKKS – karbon pada gas sintesis
= 33098,2656 -27165,715
= 5932,551 kg
b. Hidrogen (H) pada char TKKS
F3
H TKKS = 5,72 % × kapasitas bahan baku (TKKS karet)
= 4350,23 kg
Hidrogen pada gas hasil sintesis
Hidrogen pada gas hasil sintesis dihitung dengan rumus :
Hi = (BMHi / BMi) × mi
dimana :
Hi = kandungan hidrogen pada komponen gas i (kg)
BMHi = berat molekul total unsur hidrogen dalam komponen gas i (kg/kmol)
BMi = berat molekul komponen gas i (kg/kmol)
mi = massa komponen gas i (kg)
Komponen gas i BMi BMHi BMHi/BMi mi Hi
H2 2,016 2,016 1,000 1127,963 1127,963
CH4 16,0429 4,032 0,251 6708,973 1686,140
C2H4 28,0538 4,032 0,144 3885,870 558,492
C2H6 30,0699 6,048 0,201 592,812 119,233
Total kandungan hidrogen pada gas hasil sintesis (gasifikasi) 3491,828
Maka Hidrogen pada char TKKS
= Hidrogen pada TKKS – Hidrogen pada gas sintesis
= 4350,2316 - 3491,828 kg
= 858,403 kg
c. Oksigen (O) pada char TKKS
Oksigen pada TKKS = 48,9 % × kapasitas bahan baku (TKKS karet)
= 37189,9 kg
Oksigen pada gas hasil sintesis
Oksigen pada gas hasil sintesis dihitung dengan rumus :
Oi = (BMOi / BMi) × mi
dimana :
Oi = kandungan oksigen pada komponen gas i (kg)
BMOi = berat molekul total unsur oksigen dalam komponen gas i (kg/kmol)
BMi = berat molekul komponen gas i (kg/kmol)
mi = massa komponen gas i (kg)
Komponen gas i BMi BMOi BMOi/BMi mi Oi
CO2 44,0097 31,998 0,727 13014,468 9462,271475
CO 28,0109 15,9988 0,571 34549,849 19733,6084
Total kandungan oksigen pada gas hasil sintesis (gasifikasi) 29195,87988
Maka oksigen pada char TKKS
= Oksigen pada TKKS – Oksigen pada gas sintesis
= 37189,917 - 29195,87988
= 7994,04 kg
d. Nitrogen (N) pada char TKKS
Nitrogen pada TKKS = 1,2 % kapasitas bahan baku (TKKS)
= 912,636 kg
e. Sulfur (S) pada char TKKS
F3
S TKKS = 0,66 % kapasitas bahan baku (TKKS)
= 501,95 kg
Sulfur pada gas hasil sintesa (gasifikasi)
Dalam gas sintesa TKKS dihasilkan komponen sulfur, namun yield H2S akan
berkurang seiring dengan peningkatan suhu. Karena pada suhu >460 oC, komponen
sulfur tidak membentuk senyawa yang berikatan dengan komponen lainnya
(Mostovoi, dkk, 2007). Sehingga komponen sulfur dalam TKKS yang jumlahnya
sangat sedikit juga tidak membentuk gas H2S atau berikatan dengan senyawa
lainnya. Sehingga komponen sulfur dalam gas sintesis adalah:
F5
S gas sintesa TKKS = 0 kg
F5
S char = F2
S TKKS – F5
S gas sintesa TKKS
= 501,95 – 0
= 501,95 kg
f. Abu pada char TKKS
F3
Abu TKKS = F6
Abu char
F3
Abu TKKS = 3422,39 kg
F6
Abu char = 3422,39 kg
A.3.2 Estimasi formula (rumus molekul) char TKKS
F6
total charTKKS = F6
C char + F6
H char + F6
O char + F6
N char + F6
S char + F6
Abu
char
= 19622 kg
Komposisi char TKKS
Komponen C H O N S Abu
berat (kg) 5932,551 858,403 7994,0371 912,636 501,950 3422,385
% berat (% w) 30,2342 4,375 40,740 4,651 2,558 17,442
Digunakan perbandingan antara Char kayu poplar dengan Char TKKS
BM Char poplar* = BM1 = 217 kg/mol
HHV char poplar* = HHV1 = 13058,17 Btu/lb = 30373,582 kJ/kg
*Sumber : Technical Report NREL/TP-510-37408 May 2005
# Menghitung HHV char TKKS (HHV2)
HHV = 146,58×%wC+568,78×%wH–51,53×(%wO + %wN)+29,45×%wS–6,58%wAbu
(Sumber : Thermodynamic Data for Biomass Conversion and Waste Incineration)
HHV2 = 4541,53 Btu/lb = 10563,706 kJ/kg
# Menghitung BM char TKKS (BM2)
BM2 = (HHV2 × BM1) / HHV1
BM2 = 75,471 4 kg/mol
Misalkan rumus molekul char TKKS : CpHyOzNbStAbur
p = (XC x BM2) / BM C y = (XH x BM2) / BM H
p = 1,899781 y = 3,2754
z = (XO x BM2) / BM O b = (XN x BM2) / BM N
z = 1,921836 b = 0,2507
t = (XS x BM2) / BM S r = (XAbu x BM2) / BM Abu
t = 0,060212 r = 0,4293
Ket. : XC, XH, XO, XN, XS, dan XAbu merupakan fraksi berat C, H, O, N, S, dan Abu
Maka formula char TKKS adalah :
C1,89H3,27O1,92N0,25S0,06Abu0,42
A.3.3 Menghitung produk pembakaran char TKKS
Reaksi pembakaran sempurna char TKKS :
C1,8H3,2O1,9N0,2S0,06Abu0,42+ 7,457 O2 8,5 CO2 + 0,049 SO2 + 0,07 H2O +0,227Abu
In : 222,7043 453,399 0 0 0 0
Reaksi : σchar × r σO2 × r σCO2 × r σSO2 × r σH2O × r σAbu × r
Out : N8
char N8
O2 N8
CO2 N8
SO2 N8
H2O N8
Abu
Char yang terbakar = F11
char = 99,990 % char yang dihasilkan
682,2221
0,9999704,222
–
X × N=r
char
char
10a
char
C1,8H3,2O1,9N0,2S0,06Abu0,42+ 7,457 O2 8,5 CO2 + 0,049 SO2 + 0,07 H2O +0,227Abu
In : 222,7043 453,399 0 0 0 0
Reaksi : 222,7043 404,821 423,04705 13,4080 364,6897 95,5891
Out : 0,0222 48,578 423,04705 13,4080 364,6897 95,5891
Komponen udara Fraksi mol
N2 0,79
O2 0,21
N10
O2 teoritis = 404,821 kmol
N9Udara berlebih (excess air) = 12%
N9
O2 dalam excess air = 404,82 × (1 + 0,12) = 453,399 kg
F9
O2 dalam excess air = 14507,690 kg
N9
N2 dalam excess air = 0,79 / 0,21 × 453,399 = 1705,645 kmol
F9
N2 dalam excess air = 47780,916 kg
N11
CO2 = 423,047 kmol
F10
CO2 = 423,047 kmol × 44,0097 kg/kmol
= 18618,3 kg
N11
SO2 = 13,408 kmol
F11
SO2 = 13,408 kmol × 64,0616 kg/kmol
= 858,941 kg
N11
H2O = 364,69 kmol
F11
H2O = 364,69 kmol × 18,0151 kg/kmol
= 6571,71 kg
N11
Abu = 95,5892 kmol
F11
Abu = 95,5892 kmol × 30,7498 kg/kmol
= 2939,35 kg
N11
N2 = N7
N2
= 453,399 kmol
F11
N2 = 453,399 × 14,0067 × 2 kg/kmol
= 12701,3 kg
N11
O2 = 48,578 kmol
F11
O2 = 48,578 kmol × 15,9988 × 2 kg/kmol
= 1554,4 kg
N11
char = 0,02227 kmol
F11
char = 0,02227 kmol × 168,67 kg/kmol
= 1,68077 kg
Tabel A.4 Neraca Massa pada Char Combustor (R-202)
Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)
Aliran 10 Aliran 8 Aliran 5 Aliran 11
H2O 6571,710124
N2 47780,92 47780,92
O2 14507,690 1554,395334
CO2 18618,3008
SO2 858,940596
Olivine 2252,6269 2047842,644 2050095,252
MgO 14,1097 13,9143
Abu 2939,348
Char 19621,962 1,681
Subtotal aliran 62288,606 2266,7365 2067464,606 2132019,932
Total 2132019,932 2132019,932
A.4 Cyclone 1 (S-201)
Cyclone 1 (S-101) berfungsi memisahkan partikel char + olivine + abu yang
terbawa aliran gas hasil sintesis dari Reaktor Gasifier (R-101)
4
16
5
Aliran 4 adalah gas sintesa + char + olivine yang berasal dari Gasifier (R-201)
Aliran 5 adalah olivine + abu
Aliran 16 dalah produk gas sintesis + residu char
Cyclone 1 (S-101) memisahkan mayoritas 99,9% olivine dan char
Neraca massa komponen :
Char : F6char = 99,90% × F
5char = 16806,032 kg
Olivine : F6Olivine = 99,90% × F
4Olivine = 2047637,841 kg
Tabel A.5 Neraca Massa pada Cyclone 1 (S-201)
Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)
Aliran 4 Aliran 5 Aliran 16
H2 1127,963 1127,963
CO2 40582,918 40582,918
CO 34549,849 34549,849
H2O 13014,468 13014,468
CH4 6708,973 6708,973
C2H4 592,812 592,812
C2H6 3885,870 3885,870
Olivine 2047842,626 2047637,841 204,784
Char 16807,713 16806,032 1,681
Subtotal 2165113,192 100669,318 2064443,874
Total aliran 2165113,192 2165113,192
A.5 Cyclone 2 (S-202)
Cyclone 2 (S-202) berfungsi memisahkan 99,9% olivine dari gas
pembakaran dan selanjutnya olivine dikirim kembali ke reaktor gasifier (R-201)
13
12
11
Aliran 11 adalah gas hasil pembakaran + char + olivine yang berasal dari Char
Combustor (R-202)
Aliran 13 adalah gas buang + abu
Aliran 12 adalah olivine yang dikirim kembali ke gasifier (R-201)
Neraca massa komponen :
Olivine : F12
char = 99,90% × F8char = 1972275 kg
Olivine : F9Olivine = F
8Olivine – F
10Olivine = 1974,249 kg
Tabel A.6 Neraca Massa pada Cyclone 02 (CY-02)
Komponen
Masuk (kg) Keluar (kg)
Aliran 11 Aliran 13 Aliran 12
H2O 6571,710 6571,710
N2 47780,916 47780,916
O2 1554,395 1554,395
CO2 18618,301 18618,301
SO2 858,941 858,941
Olivine 2050095,252 205,010 2049890,243
MgO 13,914 13,914 0,000
Abu 28,219 28,219 0,000
Char 1,681 1,681 0,000
Subtotal aliran 2125523,330 75633,087 2049890,243
Total aliran 2125523,330 2125523,330
A.6 Mix Point MgO dan Make-up Olivine (MP-101)
Mix Point MgO dan Make-up Olivine berfungsi sebagai titik pencampuran
aliran make up olivine + MgO
6 7
Aliran 6 adalah aliran Make Up Olivine
Aliran 7 adalah aliran MgO
Aliran 8 adalah aliran Keluar Mix Point
Asumsi : Potasium (Kalium) di dalam abu CKS adalah 0,2 % berat
Aliran MgO ditentukan sebesar dua kali aliran molar potasium dalam abutotal
Abutotal = Abu TKKS + abu dari Cyclone 2 (S-202)
Abu dalam TKKS = 4,5% dari massa TKKS basis kering = 3422,385 kg
Abu = 3422,385 kg/jam
Potasium dalam abuin = 6,84477 kg/jam
BM Potasium = 39,102 g/mol
Aliran molar potasium = Potasium dalam abuin / BM Potasium = 0,175 kmol/jam
BM MgO = 40,302 g/mol
MgO suplai = 2 × Aliran molar potassium
= 0,350 kmol/jam
= 14,110 kg/jam
= 111748,490 kg/tahun
8 8
Make up olivine yang diperlukan adalah 0.11 % dari olivine yang kembali ke R-202
untuk menutupi olivine yang terbuang dari cylone.
F12
olivine = 0,0011 × olivine yg di recycle
= 0,0011 × 2047842,626
= 2252,627 kg/jam
= 171840804,95 kg/tahun
Tabel A.7 Neraca Massa pada Mix point
Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)
Aliran 6 Aliran 7 Aliran 8
Olivine 2252,627 2252,627
MgO 14,110 14,110
Subtotal aliran 14,110 2252,627 2266,737
Total 2266,737 2266,737
A.7 Reformer (R-203)
Reformer (R-203) berfungsi untuk mengkonversi CH4, C2H4 dan C2H6
menjadi CO dan H2.
16
17
Aliran 16 adalah aliran dari Cyclone 2 (S-202)
Aliran 18 adalah aliran gas sintesis keluaran R-203
Reaksi yang terjadi di reformer:
CH4 + H2O CO + 3 H2 (Reaksi 1)
C2H4 + 2 H2O 2 CO + 4 H2 (Reaksi 2)
C2H6 + 2 H2O 2 CO + 5 H2 (Reaksi 3)
Konversi CH4 = 20 % dari total CH4 input
Konversi C2H4 = 50 % dari total C2H4 input
Konversi C2H6 = 90 % dari total C2H6 input
Reaksi 1
CH4 + H2O CO + 3H2
In : N16
CH4 N16
H2O N16
CO N16
H2
Reaksi : -r -r r 3r
Out : N18
CH4 N18
H2O (1) N18
CO (1) N18
H2 (1)
4
44
15
CH
CHCH XNr 0,20 × N
15CH4
N16
CH4 = F16
CH4 / BM CH4 = 418,265kmol
N16
H2O = F16
H2O / BM H2O = 2252,104 kmol
N16
CO = F16
CO / BM CO = 1710,389 kmol
N16
H2 = F16
H2 / BM H2 = 62,595 kmol
CH4 + H2O CO + 3H2
In : 418,265 2252,104 1710,38859 62,595
Reaksi : 83,653 83,653 83,653 83,653
Out : 334,612 2168,45118 1794,04162 313,554
N17
CH4 = 334,612 kmol F17
CH4 = 5367,17879kg
N17
H2O (1) = 2168,45118 kmol
N17
CO (1) = 1794,04162kmol
N17
H2 (1) = 313,554 kmol
Reaksi 2
C2H4 + 2H2O 2CO + 4H2
In : N16
C2H4 N17
H2O (1) N17
CO (1) N17
H2 (1)
Reaksi : -r -2r 2r 4r
Out : N18
C2H4 N18
H2O (2) N18
CO (2) N18
H2 (2)
42
4242
15
HC
HCHC XNr 0,50 × N
15C2H4
N16
C2H4 = F16
C2H4 / BM C2H4 = 138,534kmol
N17
H2O (1) = F17
H2O (1) / BM H2O = 2168,451 kmol
N17
CO (1) = F17
CO (1) / BM CO = 1794,042 kmol
N17
H2 (1) = F17
H2 (1) / BM H2 = 313,554 kmol
C2H4 + 2H2O 2CO + 4H2
In : 138,534 2168,451 1794,04162 313,554
Reaksi : 69,267 138,534 138,534 277,067
Out : 69,267 2029,91748 1932,57531 590,622
N17
C2H4 = 69,267 kmol F17
C2H4 = 1942,93501 kg
N17
H2O (2) = 2029,91748 kmol
N17
CO (2) = 1932,57531 kmol
N17
H2 (2) = 590,622 kmol
Reaksi 3
C2H6 + 2H2O 2CO + 5H2
In : N16
C2H6 N17
H2O (2) N17
CO (2) N17
H2 (2)
Reaksi : -r -2r 2r 5r
Out : N18
C2H6 N18
H2O (3) N18
CO (3) N18
H2 (3)
62
6262
15
HC
HCHC XNr 0,90 × N
15C2H6
N15
C2H6 = F16
C2H6 / BM C2H6 = 19,714 kmol
N17
H2O (2) = F17
H2O (2) / BM H2O = 2029,917 kmol
N17
CO (2) = F17
CO (2) / BM CO = 1932,575 kmol
N17
H2 (2) = F17
H2 (2) / BM H2 = 590,622 kmol
C2H6 + 2H2O 2CO + 5H2
In : 19,714 2029,917 1932,57531 590,622
Reaksi : 17,743 35,486 35,486 88,715
Out : 1,971 1994,43155 1968,06125 679,336
N17
C2H6 = 1,971 kmol F17
C2H6 = 59,28123 kg
N17
H2O (3) = 1994,43155 kmol
N17
CO (3) = 1968,06125 kmol
N17
H2 (3) = 679,336373 kmol
N17
C4H8 = 0,021 kmol F17
C4H8 = 1,15141 kg
N17
H2O (total) = 1994,43155 kmol F17
H2O (total) = 35939,65648 kg
N17
CO (total) = 1968,06125 kmol F17
CO (total) = 55125,39565 kg
N17
H2 (total) = 679,336373 kmol F17
H2 (total) = 1372,25947 kg
Banyaknya katalis (olivine) yang diperlukan untuk Reformer (R-203) adalah
= 60 lb / 243000 lb gas sintesis (Technical Report NREL/TP-510-37408 May 2005)
Gas sintesis = 100669,318 kg
= 221937,593 lb
Katalis yang diperlukan = 60 × 221937,593 / 243000
= 54,799 lb
= 24,857kg
Tabel A.8 Neraca Massa pada Reformer (R-203)
Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)
aliran 16 aliran 17
H2 1127,963 1372,259
CO2 40582,918 13014,468
CO 34549,849 55125,396
H2O 13014,468 35939,656
CH4 6708,973 5367,179
C2H4 592,812 1942,935
C2H6 3885,870 59,281
Olivine 204,784 204,784
Char 1,681 1,681
Subtotal aliran 2064443,874 2064443,874
Total aliran 2064443,874 2064443,874
A.8 Scrubber (M-301)
Scrubber berfungsi untuk mendinginkan aliran gas panas sampai
temperaturnya 60 oC dan membersihkan partikel pengotor (char dan olivine) dari
aliran gas
19
18
20
21
Aliran 18 adalah aliran gas panas dari Heat Exchanger
Aliran 21 adalah aliran gas yang telah bersih dan dingin (T = 60 oC).
Aliran 19 adalah aliran air yang diambil dari aliran gas sintesis yang terabsorpsi,
dimana berfungsi untuk membersihkan aliran gas dari char dan olivine.
Aliran 20adalah aliran sludge (char dan olivine) yang terserap oleh air (dikirim ke
pengolahan limbah).
A.8.1 Menghitung kebutuhan air untuk membersihkan gas sintesis
Menurut Technical Report NREL/TP-510-37408 May 2005,untuk mendinginkan gas
sintesis dari gasifier tipe BCL sampai temperaturnya mencapai 60 oC diperlukan air
sebanyak 2 galon per menit untuk kapasitas 2000 ton umpan kering pabrik/hari.
1 galon air = 3,7854 Liter
1 Liter = 1000 cm3
1 Liter air = 1kg/m3
Kebutuhan air untuk scrubber adalah 2 galon per menit untuk kapasitas 2000 ton
umpan kering pabrik/hari, sehingga untuk kapasitas pabrik diperlukan air sebanyak :
Kebutuhan air untuk scrubber = F19
H2O = 76,143galon/menit
= 4568,58 galon/jam
= 17293,90273 kg/jam
= 959,706034 kmol/jam
Air yang dihasilkan pada aliran 20 = F20
H2O = 2 galon/menit
= 120 galon/jam
= 454,248 kg/jam
= 25,20799112 kmol/jam
Komposisi umpan gas masuk Scrubber (M-301)
Komponen kg kmol %mol komponen yang di absorpsi
H2 1372,259 679,336 0,000001
CO2 13014,468 295,716 0,999
CO 55125,396 1968,061 0,645057
H2O 35939,656 1994,432 -
CH4 5367,179 334,612 0,999001
C2H4 1942,935 69,267 0,997506
C2H6 59,281 1,971 0,997010
Olivine 204,784 0,978 1,00
Char 1,681 0,011 1,00
Sumber : Technical Report NREL/TP-510-37408 May 2005
A.8.2 Menghitung komponen yang terabsorpsi (F20
) :
N20
H2 = 0,000001 × 679,336 = 0,001 kmol
F20
H2 = 0,002 kg
N20
CO2 = 0,999 × 295,716 = 295,420 kmol
F20
CO2 = 13001,453 kg
N20
CO = 0,645057 ×1968,06 = 1269,512 kmol
F20
CO = 35559,028 kg
N20
CH4 = 0,999001 × 334,612 = 334,278 kmol
F20
CH4 = 5361,817 kg
N20
C2H4 = 0,997506 × 69,267 = 69,094 kmol
F20
C2H4 = 1938,089 kg
N20
C2H6 = 0,997010 ×1,971 = 1,966 kmol
F20
C2H6 = 59,104 kg
N20
Olivine = 1,00× 0,978 = 0,97763097 kmol
F20
Olivine = 204,784263 kg
N20
Char = 1,00× 0,011 = 0,0111816 kmol
F20
Char = 1,680771 kg
A-8.3 Menghitung komponen sirkulasi air absorber (F20
):
N19
H2O = 958,57167 kmol
F19
H2O = 17273,462 kg
N19
CO2 = (0,1/100) × N29
CO2 0,295 kmol
F19
CO2 = 13,001 kg
N19
CH4 = (0,1/100) × N19
CH4 0,17274 kmol
F19
CH4 = 5,362 kg
N19
C2H4 = (0,25/100) × N19
C2H4 = 0,17274 kmol
F19
C2H4 = 4,8452 kg
N19
C2H6 = (0,3/100) × N19
C2H6 = 0,0059 kmol
F19
C2H6 = 0,1773 kg
N19
H2O = 2 galon/menit = 25,20799 kmol
F19
H2O = 454,2480 kg
Tabel A.9 Neraca Massa pada Scrubber (M-301)
Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)
Aliran 18 Aliran 19 Aliran 21 Aliran 20
H2 1372,259
1372,258 0,002
CO2 13014,468
13,014 13001,453
CO 55125,396
19566,368 35559,028
H2O 35939,656 17273,462 18211,947 454,248
CH4 5367,179 5,362 0,000 5361,817
C2H4 1942,935 4,845 0,000 1938,089
C2H6 59,281 0,177 0,000 59,104
Olivine 204,784
204,784
Char 1,681
1,681
Subtotal 113027,639 17283,846 39163,588 56580,206
Total 113027,639 113027,639
A.9 Gas Compression
Gas Compression berfungsi untuk menaikkan tekanan aliran gas sampai
dengan 2068 kPa
P-418
23
E-7 E-20
E-6
E-22
24
21
25 26
22
27
28
Keterangan :
Kompresi gas terdiri dari 3 tahap kompresi (Pawal = 103,4 kPa).
Knock Out Drum dipasang sebelum melewati kompresor.
Intercooler dipasang setelah melewati compressor.
Masing – masing kompresor dimodelkan memiliki efisiensi politropik = 78%.
Masing – masing intercooler mendinginkan sampai 60 oC kecuali S-303 sampai
43,33 oC.
Tekanan dinaikkan sebagai berikut :
n
n
a
b
p
p
p
p1
1
a
b
p
p 31
103,4
2068 2,714417617
Keterangan : a
b
p
p Rasio kompresi
n = Tahapan = 3
p1 = Tekanan inlet
pn = Tekanan outlet dari n tahapan
103,4 280,671 761,858 2068,000 kPa
Pressure Drop (DP) yang diizinkan pada intercooler adalah = 13,8 kPa
Neraca massa untuk kompresi gas ini tidak dapat dilakukan alat per alat karena
masing-masing alat berhubungan satu sama lain (ada 3 aliran recycle). Oleh karena
itu, neraca massa pada kompresi gas ini dihitung sebagai satu sistem.
Algoritma perhitungan neraca massa pada sistem kompresi gas ini adalah sebagai
berikut :
1. Mulai dari S-301. Aliran recycle dari S-302A belum ada. Dilakukan
perhitungan VLE (PT Flash, P = 103,4 kPa, T = 333.15 K, trial V/F, zi = zi).
2. Didapatkan aliran uap dan aliran liquid dari S-301. Aliran liquid dikirim ke
utilitas sedangkan aliran uap dikompres dan didinginkan sebelum menuju S-
302A. Digunakan yi aliran uap ini sebagai zi untuk S-302A yang digunakan
juga untuk menghitung VLE pada S-302A (PT Flash, P = 208,671 kPa, T =
333,15 K, trial V/F)
3. Didapatkan aliran uap dan aliran liquid dari S-302A. Aliran liquid direcycle
ke S-301. Nilai zi untuk S-301 diperbarui dengan penambahan aliran recycle
ini.
4. Dilakukan kembali perhitungan pada no. 1 - 3 sampai komposisi mol aliran
liquid recycle dari S-302 konvergen. Toleransi +/- 0,1 kmol.
5. Dilanjutkan ke S-302B. Digunakan yi terbaru dari aliran uap S-302A sebagai
zi untuk S-302B. Dihitung VLE (PT flash, P = 761,858 kPa, T = 333,15 K,
trial V/F)
6. Didapatkan aliran uap dan aliran liquid dari S-302B. Aliran liquid direcycle
ke S-302A. Diperbarui nilai zi untuk S-302A dengan penambahan aliran
recycle ini.
7. Dilakukan kembali perhitungan pada no. 5. Trial dihentikan sampai
komposisi mol aliran liquid recycle dari S-302B konvergen (toleransi +/-
0,1kmol)
8. Diperbarui nilai zi untuk S-302B dengan penambahan aliran recycle dari S-
302B yang baru.
9. Dilakukan kembali perhitungan VLE pada S-30B. Trial dihentikan sampai
komposisi mol recycle dari S-302A konvergen (toleransi +/- 0,1 kmol).
10. Dilajutkan ke S-303. Digunakan nilai yi terbaru dari S-302B sebagai nilai zi
untuk S-303. Dilakukan perhitungan pada VLE (PT flash, P = 2068 kPa, T =
316,5 K, trial V/F)
11. Didapatkan aliran uap dan aliran liquid dari S-303. Aliran liquid direcycle ke
S-302B. Perbarui nilai zi untuk S-302B dengan penambahan aliran recycle
ini.
12. Dilakukan kembali perhitungan VLE pada S-302B. Trial dihentikan sampai
komposisi mol aliran recycle dari S-302D konvergen (toleransi 0,1 kmol).
13. Diperbarui nilai zi untuk S-303 dengan penambahan aliran recycle yang baru
dari S-302B. Dilakukan kembali perhitungan VLE pada S-303 sampai
komposisi mol aliran konvergen (toleransi +/- 0,1 kmol).
Neraca massa dihitung dengan menggunakan kesetimbangan uap cair (Vapor Liquid
Equilibrium, VLE). Rumus perhitungannya adalah sebagai berikut :
1. Menghitung tekanan uap masing-masing komponen pada kondisi keluar
ln Pv = A – B/(C+T) (Sumber: Perry's CEH)
dimana : Pv = Tekanan uap, kPa
A, B, dan C = konstanta Antoine untuk masing-masing komponen
T = Temperatur (K)
2. Trial fraksi uap aliran keluar sampai jumlah fraksi uapnya ~ 1
C
i FV
i
ii
K
zK
1
1)1(1
i = 1,…C (Pers. 13-13, Perry's CEH)
dimana : Ki = konstanta kesetimbangan uap-cair komponen i
zi = fraksi mol komponen i aliran keluar
V/F = fraksi uap aliran keluar
Knock Out Drum (S-301), PT Flash, Pt = 103,400 kPa , T = 333,150 K)
didapat V/F = 0,6145
Komponen kmol zi Pv pada
Ki (Pv/Pt) yi xi T=333,15K
H2 680,057 0,245015 68053,6484 658,159076 0,398342807 0,00060524
CO2 0,296 0,0001066 77290,4166 747,489522 0,000173296 2,3184E-07
CO 698,865 0,2517911 44211,0049 427,572581 0,409149322 0,00095691
H2O 1396,356 0,5030873 19,9315569 0,19276167 0,192430905 0,99828406
Subtotal 2775,574 1 1,000 1,000 1,000
Komponen Top S-301 Bottom S-301
H2 679,4096 0,6476
CO2 0,2956 0,0002
CO 697,8411 1,0239
H2O 328,2083 1068,1477
Subtotal 1705,755 1069,819
Knock Out Drum (S-302A), PT Flash, Pt = 280,671 kPa , T = 333,150 K
Didapat: V/F = 0,79
Kom-
ponen kmol zi
Pv pada Ki (Pv/Pt) yi xi
T=333,15K
H2 680,059 0,3630573 68053,6484 242,467877 0,459062965 0,00189329
CO2 0,296 0,0001578 77290,4166 275,377494 0,000199611 7,2486E-07
CO 698,125 0,3727022 44211,0049 157,519086 0,470980111 0,00298999
H2O 494,665 0,2640826 19,9315569 0,07101401 0,070475352 0,9924148
Subto
-tal 1873,144 1 1,000 1,000
Komponen Top S-302A Recycle Bottom S-302A
ke S-301
H2 679,3139 0,7447
CO2 0,2954 0,0003
CO 696,9487 1,1761
H2O 104,2883 390,3765
Subtotal 1480,846 392,298
FV
i
iii
K
zKy
)1(1 ;
i
ii
y
Kx
Top = yi × V/F × Total kmol
Bottom = xi × (1 – V/F) × Total kmol
Knock Out Drum (S-302B) PT Flash, Pt = 761,858 kPa , T = 333,150 K)
didapat V/F = 0,95
Kom-
ponen kmol zi
Pv pada Ki (Pv/Pt) yi xi
T=333,15K
H2 679,934 0,4589601 68053,6484 89,3259295 0,482831421 0,00540528
CO2 0,295 0,0001994 77290,4166 101,449936 0,000209832 2,0683E-06
CO 696,949 0,4704451 44211,0049 58,0305274 0,494756638 0,0085258
H2O 104,288 0,0703953 19,9315569 0,02616178 0,024603566 0,94043916
Subto-
tal 1481,467 1 1,000 1,000
Komponen Top S-302B Recycle Bottom S-302B
ke S-302A
H2 679,5338 0,4004
CO2 0,2953 0,0002
CO 696,3173 0,6315
H2O 34,6269 69,6615
Subtotal 1410,773 70,694
Knock Out Drum (S-303) PT Flash, Pt = 2068 kPa , T = 316,450 K) didapat
V/F = 0,9785
Kom-
ponen kmol zi
Pv pada Ki (Pv/Pt) yi xi
T=316,45K
H2 679,534 0,4816747 66335,8936 32,077318 0,491921295 0,01533549
CO2 0,295 0,0002093 47297,1616
22,870967
9 0,000213724 9,3448E-06
CO 696,317 0,4935713 40363,2555
19,518015
2 0,503849089 0,02581457
H2O 34,627 0,0245446 8,7799727
0,0042456
3 0,004061981 0,956743
Subto
tal
1410,773
1 1,000 1,000
Komponen Top S-303 Recycle Bottom S-303
ke S-302B
H2 679,0687 0,4652
CO2 0,2950 0,0003
CO 695,5343 0,7830
H2O 5,6073 29,0196
Subtotal 1380,505 30,268
Tabel A.10 Neraca Massa Untuk Knock Out Drum (S-301)
Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)
Aliran 21 Aliran 24 Aliran 25
H2 1373,716 1,308 1372,407
CO2 13,019 0,011 13,008
CO 19575,207 28,679 19546,529
H2O 25162,335 19248,022 5914,313
Subtotal 46124,277 19278,020 26846,257
Total 46124,277
46124,277
Tabel A.11 Neraca Massa Untuk Knock Out Drum (S-302A)
Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)
Top S-301 Aliran 26 Top S-302A
H2 1373,719 1,504 1372,214
CO2 13,012 0,013 13,000
CO 19554,478 32,944 19521,534
H2O 8913,860 7034,585 1879,275
Subtotal 29855,069 7069,046 22786,023
Total 29855,069
29855,069
Tabel A.12Neraca Massa Untuk Knock Out Drum (S-302B)
Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)
Top S-302A Bottom S-302B Aliran 27
H2 1373,467 0,809 1372,658
CO2 13,004 0,007 12,997
CO 19521,537 17,689 19503,847
H2O 1879,277 1255,300 623,977
Subtotal 22787,284 1273,805 21513,479
Total 22787,284
22787,284
Tabel A.13 Neraca Massa Untuk Knock Out Drum (S-303)
Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)
Aliran 26 Aliran 28 Aliran 27
H2 1373,467 1372,658 0,809
CO2 13,004 12,997 0,007
CO 19521,537 19503,847 17,689
H2O 1879,277 623,977 1255,300
Subtotal 22787,284 21513,479 1273,805
Total 22787,284
22787,284
A.11 Reaktor Sintesis Dimetil Eter
Reaktor Sintesis Dimetil Eter berfungsi untuk mengubah syngas menjadi
dimetil eter secara satu tahap dalam satu reaktor. Tahap ini adalah penggabungan
dari reaksi pembentukan metanol dari syngas (H2 dan CO) yang diikuti oleh proses
dehidrasi metanol.
29 30
Aliran 29 adalah aliran gas yang siap disintesis
Aliran 30 adalah aliran gas yang telah disintesis
CO + 2H2 CH3OH
CH3OH CH3OCH3 + H2O
CO + H2 CO2 + H2O
Reaksi 1 CO + 2H2 CH3OH
In N29
CO N29
H2 N29
CH3OH
Reaksi -r -2r r
Out N30
CO N30
H2 N30
CH3OH
N29
CO = F29
CO / BM CO = 695,857 kmol
N29
H2 = F29
H2 / BM H2 = 678,101 kmol
Konversi reaksi adalah 76%
0,76 x N29
CO
CO
COCO XNr
29
CO + 2H2 CH3OH
In 695,857 678,101 0
Reaksi 257,678 515,357 257,678
Out 438,178 162,74431 257,678
N30
CO = 438,094 kmol F30
CO = 12271,0254 kg
N30
H2 (1) = 163,08812 kmol F30
H2 = 329,43800 kg
N30
CH3OH (1) = 258,223 kmol F30
CH3OH = 8779,57701 kg
Reaksi 2 2CH3OH CH3OCH3 + H2O
In N30
CH3OH N30
CH3OCH3 N30
H2O
Reaksi -2r -r -r
Out N30
CH3OH N30
CH3OCH3 N30
H2O
N30
CH3OH = F30
CH3OH / BM CH3OH = 258,223 kmol
Konversi reaksi adalah 98%
0,98 x N30
CH3OH
CH3OH CH3OCH3 + H2O
In 258,223
Reaksi 258,223 126,271 126,271
Out 5,681 126,271 126,271
NCH3OH = 5,681 kmol FCH3OH = 193,15069
NCH3OCH3 (1) = 126,27098 kmol FCH3OCH3 = 6313,54876
NH2O (1) = 126,271 kmol FH2O = 2272,87755
Reaksi 3 CO + H2 CO2 + H2
In N30
CO N30
H2 N29
CO2 N30
H2
Reaksi -r -r r r
Out N30
CO N30
H2 N30
CO2 N30
H2
OHCH
OHCHXNr
3
3
NCO = FCO / BM CO = 438,094 kmol
NH2O = FH2O / BM H2O = 126,271 kmol
NCO2 = FCO / BM CO2 = 0,295 kmol
NH2 = FH2 / BM H2 = 163,088 kmol
CO + H2 CO2 + H2O
In 438,094 126,263 0,29532 163,088
Reaksi 123,746 123,746 123,746 123,746
Out 314,349 2,52542 124,04087 286,834
N30
CO = 314,349 kmol F30
C0 = 8804,91234 kg
N30
H2O (1) = 2,52542 kmol N30
H2O (1) = 45,50806 kg
N30
CO2 (1) = 124,04087 kmol N30
CO2 (1) = 5459,03880 kg
N30
H2 (1) = 286,834 kmol N30
H2 (1) = 579,40402 kg
Katalis yang diperlukan adalah Cu-Zn dan Al2O3 dengan rasio 1:1 sebanyak
3 gram per kg syngas
=3 gr (1 kg/1000 gr) × 21642,560 kg = 64,540 kg
Minyak yang digunakan sebagai medium katalis adalah sebanyak 0,4 gram
per kg katalis
= 0,4 gr × 64,540 = 25,81618 kg
Tabel A.13 Neraca Massa pada Reaktor sintesis Dimetil Eter (R-401)
Komponen Masuk (kg) Keluar (kg)
Aliran 29 Aliran 30
H2 1372,658 579,404
CO2 12,997 5459,039
CO 19503,847 8804,912
H2O 623,977 45,508
CH3OCH3
6313,549
CH3OH
193,151
Subtotal 21513,479 21642,560
Total 21642,560 21642,560
A.12 KO-Drum (S-401)
KO-Drum digunakan untuk memisahkan dimetil eter dari gas yang tidak
sempurna bereaksi
E-33
31
32
33
Aliran 31 adalah aliran gas yang telah disintesis
Aliran 32 adalah aliran gas yang tidak sempurna bereaksi
Aliran 33 adalah aliran dimetil eter
Tabel A.14 Neraca Massa pada Ko-Drum Dimetil Eter (S-401)
Komponen Masuk Keluar
Aliran 31 Aliran 32 Aliran 33
H2 579,404 579,404
CO2 5459,039 5459,039
CO 8804,912 8804,912
H2O 45,508
45,508
CH3OCH3 6313,549
6313,549
CH3OH 193,151
193,151
Subtotal 21642,560
14843,355 6552,21
Total 21642,560 21642,560
LAMPIRAN B
PERHITUNGAN NERACA ENERGI
Basis perhitungan = 1 jam operasi
Satuan operasi = kJ
Kapasitas produksi = 50.000 ton/tahun
Suhu Referensi = 25 oC
LB.1 Data-Data Kapasitas Panas, Panas Perubahan Fasa, dan Panas Reaksi
Komponen
LB.1.1 Data-Data Kapasitas Panas Komponen Gas
Tabel LB.1 Data Kapasitas Panas Komponen Gas ( kJ/mol K)
Komponen a b c d
H2 27,1430244 0,009273762 -1,38081E-05 7,6451E-09
CO2 19,7951904 0,073436472 -5,60194E-05 1,71533E-08
CO 30,8692764 -0,012853476 2,78925E-05 -1,27153E-08
H2O 32,2425468 0,001923835 1,05549E-05 -3,59646E-09
CH4 19,2509064 0,05212566 1,19742E-05 -1,13169E-08
C2H4 3,8058012 0,15658632 -8,34848E-05 1,75511E-08
C2H6 5,4093456 0,178106472 -6,93753E-05 8,71273E-09
LB.1.2 Data-Data Panas Perubahan Fasa Komponen
Tabel LB.2 Data Panas Perubahan Fasa Komponen (Reklaitis, 1983).
Komponen ∆Hvl pada titik didihnya (kJ/mol)
H2O 40,6562
LB.1.3 Data-Data Kapasitas Panas Komponen Cair
Tabel LB.3 Data Kapasitas Panas Komponen Cair ( kJ/mol K)
Komponen a b c d
H2 0,000066653 0,0067659 -0,00012363 0,00047827
CO2 -8,3043 0,10437 -0,00043333 6,0052E-07
CO 0,000065429 0,028723 -0,00084739 0,0019596
H2O 0,27637 -0,0020901 0,000008125 -1,4116E-08
CH4 0,000065708 0,038883 -0,00025795 0,00061407
C2H4 0,24739 -0,004428 0,000040936 -1,697E-07
C2H6 0,000044009 0,089718 0,00091877 -0,001886
(Sumber : Perry’s, 2007)
LB.1.4 Data-Data Panas Reaksi Komponen
Tabel LB.6 Data Panas Reaksi Pembentukan Komponen
Komponen Hf (kJ/mol)
H2 0,000
CO2 -393,685
CO -110,615
H2O -241,997
CH4 -74,902
C2H4 52,335
C2H6 -84,741
Persamaan untuk menghitung kapasitas panas (Reklaitis, 1983) :
32 dTcTbTaCp
Jika Cp adalah fungsi dari temperatur maka persamaan menjadi :
dTdTCTbTaCpdT
T
T
T
T
)( 322
1
2
1
)(4
)(3
)(2
)(4
1
4
2
3
1
3
2
2
1
2
212
2
1
TTd
TTc
TTb
TTaCpdT
T
T
Untuk sistem yang melibatkan perubahan fasa persamaan yang digunakan adalah :
22
1 1
T
T
v
T
T
T
T
Vll
b
b
dTCpHdTCpCpdT
Perhitungan energi untuk sistem yang melibatkan reaksi :
2
1
2
1
)(
T
T
in
T
T
outr CpdTNCpdTNTHrdt
dQ
LB.2 Perhitungan Neraca Panas
LB.2.1 Rotary Drier 01 (RD-101)
Fungsi : Mengeringkan aliran serbuk TKKS sampai kandungan airnya = 12%.
2
14
3
13
a. Menghitung entalpi, H2 pada T = 30,000 0C
H2O TKKS
m, kg 25351,000 76053,000
n, mol 1406825,749 530205,085
Hf (l), kJ/mol -285,840 -801,121
∫CpdT, kJ/mol 0,377 0,006
H -4,0160E+08 -4,2476E+08
H1, kJ -8,263519E+08
b. Entalpi yang dibawa, H14 pada 1021 0C = -2,8320E+08
c. Menghitung temperatur pengeringan TKKS sampai 12 % moisture
Diketahui air yang teruapkan = 14980,136 kg
= 831306,125 mol
dilakukan perhitungan Vapor Liqiid Equlibrium (VLE) untuk komponen air.
Trial temperatur sampai diperoleh :
C
ii
ii
F
VK
zK
1
1
)1(1
(Pers : 13-13, Perry’s CEH)
untuk i = komponen air (H2O)
Nilai V/F = mol air teruapkan / mol air mula-mula
= 0,591
Setelah Trial & Error diperoleh T = 373,110 K, dengan P = 101,320 kPa
Komponen Zi A B C
H2O 1,000 65,930 -7227,000 0,000
D E F Ln Pv
-7,177 0,000 2,000 4,620
Komponen Pv(kPa) K1 y1 x1
H2O 101,475 1,002 1,000 0,999
Hair yang teruapkan, T =373,110 oK dT = 74,960
Komponen n (mol) ∫CpdT, kJ/mol Hi, kJ
H2O 4002269,196 19,329 -8,905E+08
Hair tak teruapkan + TKKS, T = 373,110 oK dT = 74,960
H2O TKKS
m,kg 10370,864 76053,000
n,mol 575519,625 530205,085
Hf (l), kJ/mol -285,840 -801,121
∫CpdT, kJ/mol 5,652 0,090
Hi -1,6125E+08 -4,2471E+08
H4, kJ -5,8596E+08
d. Menghitung entalpi aliran 3, H3
H3 = (H2 + H13) – H3
H3 = Hair tak teruapkan + TKKS, T = 373,110 oK
H3 = -5,2359E+08 kJ
Dari perhitungan, diperoleh temperatur = 122,236 oC
Komponen n (mol) ∫CpdT, kJ/mol ΔHi, kJ
N2 4416537,376 2,832 1,251E+07
O2 125538,907 2,886 3,623E+05
SO2 2327,165 3,959 -6,817E+05
CO2 921169,413 3,703 -3,591E+08
H2O 4538486,759 3,288 -3,262E+08
H3 -6,7309E+08
Neraca Panas pada Rotary Drier (RD-101)
Entalpi Masuk (kJ) Entalpi Keluar (kJ)
H2
H14
H13
H3
-8,2635E+08 -2,8320E+08 -6,7309E+08 -5,8596E+08
Total -1,1096E+09 Total -1,259057E+09
LB.2.2 Gasifier (R-201)
3
12
4
Parameter Operasi :
TOutput = 870 oC = 1598
oF
POutput = 1,565 atm = 23 psia
Tin = 30 oC
Aliran 2
Aliran 4
Tout = 870oC
ΔH
Analisis proksimat Tandan Kosong Kelapa Sawit (wt %):
Mouisture content = 5,73
Volatile matter = 73,74
Fixed carbon = 18,44
Ash = 2,21
Analisis ultimasi (wt %):
C = 43,52
H = 5,72
O = 48,9
N = 1,2
S = 0,66
Perhitungan Neraca energi gasifier (R-201)
a. Entalpi aliran 3 (H3)
massa TKKS kering (F3)= 76503 + 10370,864 = 76053,000 kg
T = 30 oC = 303,150 K
Komponen n (mol) CpdT, kJ/mol Hf, kJ/mol Hi (kJ)
H2O 576159,091 0,075 -241,997 -139385583,091
TKKS 650009,294 7,330 -193,826 -121224122,244
H2, kJ -260609705,335
b. Entalpi aliran 3a, H3a
Aliran 3a adalah aliran steam (low pressure).Tsteam = 126.667 oC
Komponen n (mol) CpLdT Hv CpVdT Hf Hi (kJ)
H2O 624290,041 5,672 40,683 916,144 -241,997 449802500,809
H3, kJ 449802500,809
c. Entalpi aliran 12, H12
pada = 982,222 oC = 1255,372 K
Aliran 12 adalah olivine yang terbawa dari Cylone (S-203)
Komponen n (mol) CpdT, kJ/mol Hi (kJ)
Olivine 33699855,249 69,710 2349200646,223
H9, kJ 2349200646,223
d. Entalpi aliran produk pada 870 oC
Aliran 4 adalah gas sintesa yang terbentuk + char + olivine
Diketahui : T = 870 oC = 1143,15 K
(Sumber : Technical Report NREL/TP-510-37408 May 2005, page 8)
Komponen n (mol) CpdT, kJ/mol Hi (kJ)
H2 559505,268 31,121 17412225,726
CO2 295718,162 56,163 16608436,578
CO 1233443,034 33,631 41481409,287
H2O 2252716,770 42,862 96556530,962
CH4 418189,573 77,580 32443280,731
C2H4 138514,925 99,929 13841660,976
C2H6 19714,475 131,368 2589857,144
Char 113386,285 106,186 7347280,630
Olivine 33699855,249 69,068 2327585703,894
H4 2555866385,928
f. Menghitung panas reaksi (Q) pada gasifier
Q = H3 – H
4 – H
13 – H
5
= 0 kJ
Tabel LB-6 Neraca Energi pada Gasifier (R-201)
Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)
H3 H
3a H
12 H
4
H2 17412225,726
CO2 16608436,578
CO 41481409,287
H2O -139385583,091 449802500,809 96556530,962
CH4 32443280,731
C2H4 13841660,976
C2H6 2589857,144
Olivine 2349200646,223 2327585703,894
Char 7347280,630
TKKS -121224122,244
Jumlah -260609705,335 449802500,809 2349200646,223 2538393441,697
Sub total 2538393441,697 2538393441,697
Q 0,00000000000000
Total 2538393441,697 2538393441,697
LB.2.3 Cyclone (S-201)
Fungsi : Memisahkan partikel char + olivine + abu yang terbawa aliran gas sintesa
dari Gasifier (R-201)
4
16
5
Entalpi aliran 4, H4, pada 870
oC = 2538393441,697 kJ
a. Menghitung entalpi aliran 5, H5pada T = 870
oC
Komponen n (mol) CpdT, kJ/mol ∑Hi (kJ)
olivine 33464264,637 69,068 2311313902,843
char 222,682 64,799 14429,499
H5 2311328332,343
b. Menghitung entalpi aliran 16, H16
pada T = 870 oC
H16
= H4 – H
5
Komponen H5 H
6 H
15
H2 17412225,726 17412225,726
CO2 16608436,578 16608436,578
CO 41481409,287 41481409,287
H2O 96556530,962 96556530,962
CH4 32443280,731 32443280,731
C2H4 13841660,976 13841660,976
C2H6 2589857,144 2589857,144
Olivine 2327585703,894 2311313902,843 16271801,050
Char 7347280,630 14429,499 7332851,131
Jumlah 2555866385,928 2311328332,343 244538053,586
Tabel LB-7 Neraca Panas pada Cyclone (S-201)
Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)
H4 H
5 H
16
H2 17412225,726 17412225,726
CO2 16608436,578 16608436,578
CO 41481409,287 41481409,287
H2O 96556530,962 96556530,962
CH4 32443280,731 32443280,731
C2H4 13841660,976 13841660,976
C2H6 2589857,144 2589857,144
Olivine 2327585703,894 2311313902,843 16271801,050
Char 7347280,630 14429,499 7332851,131
Jumlah 2555866385,928 2311328332,343 244538053,586
Sub total 2555866385,928 2555866385,928
Panas reaksi (Q) 0,000
Total 2555866385,928 2555866385,928
LB.2.4 Char Combustor (R-202)
Fungsi : Membakar char (arang) TKKS hasil dari gasifikasi pada gasifier (R-201)
11
5
10
8
a. Menghitung entalpi aliran 9, H9
Aliran9 adalah aliran udara masuk ke Blower (K-201).
udara dipompa dari 1 atm sampai dengan 1,5 atm.
Dari perhitungan pada spesifikasi K-201, diketahui T9 = 32,222 oC
Entalpi aliran 10, H10
dihitung pada temperatur 32,2222 oC
Komponen n (mol) CpdT, kJ/mol Hi (kJ)
N2 24638642,031 29,173 2351505912,051
O2 35163527,204 29,430 5316119208,649
H6 7661625120,700
b. Menghitung entalpi aliran 10, H10
Aliran 10adalah aliran udara pembakar yang berasal dari Blower (K-201).
udara dipompa dari 1 atm sampai dengan 1,5 atm.
Dari perhitungan pada spesifikasi K-201, diketahui T10 = 94,331 oC = 367,481 K
Komponen n (mol) CpdT, kJ/mol Hi (kJ)
N2 21679853,404 29,173 632476066,842
O2 17127084,189 29,430 504043916,761
H7 1136519983,603
c. Menghitung entalpi aliran 6, H6 pada suhu 30
oC
Aliran 6adalah make up MgO
Komponen n (mol) CpdT, kJ/mol Hi (kJ)
MgO 350,081 37,110 12991,500
H11
12991,500
d. Menghitung entalpi aliran 7, H7 pada suhu 30
oC
Aliran 7 adalah make upOlivine
Komponen n (mol) CpdT, kJ/mol Hi (kJ)
Olivine 37069,841 71,462 2649097,972
H11
2649097,972
e. Menghitung entalpi pencampuran aliran 6 dan 7 yang masuk pada R-202
Komponen H5 (kJ) H
14 (kJ) Hi (kJ)
olivine 2311313902,843 35126,471 2311349029,315
char 14429,499 14741,397 29170,896
H5&14
2311378200,211
f. Menghitung entalpi pada aliran 9 dan 10 yang masuk pada R-202
Komponen H11
(kJ) H12
(kJ) Hi (kJ)
MgO 12991,500 12991,500
Olivine 2649097,972 2649097,972
H11&12
2662089,471
g. Menghitung panas reaksi char TKKS (∆HR) pada 25 oC
produk reaktan250 iiiiC
HfnHfnHr
Komponen ni reaktan (mol) ni produk (mol) Hf, kJ/mol Hi (kJ)
Char -222682,021 -17,403 3875435,911
O2 -404820,813 0 0,000
SO2 423047,053 -297,053 -125667590,794
CO2 13408,042 -393,685 -5278542,219
H2O 364689,796 -241,997 -88253851,153
Abu 95589,163 -0,869 -83033,526
∆HR -215407581,781
h. Menghitung perubahan entalpi aliran produk R-202 dari 25 oC sampai 982,222
oC
Reaksi:
C8,5H0,14O2,31S0,05Abu0,227 + 7,457 O2 8,5 CO2 + 0,049 SO2 + 0,07 H2O + 0,227Abu
In 231651,337 1939480,28 0 0 0 0
Reaksi 231628,172 1731678,82 1979090,77 11616,35 16084,40 2634,03
Out N8
char N8
O2 N8CO2 N
8SO2 N
8H2O N
8Abu
Komponen n (mol) Cp, kJ/mol Hi (kJ)
N2 21679853,404 33,239 720612640,256
O2 15395405,364 34,543 531810214,058
SO2 423047,053 56,033 23704805,560
CO2 13408,042 57,637 772804,857
H2O 364689,796 44,177 16110722,357
Abu 95589,163 35,359 3379953,289
MgO 12991,500 52,567 682917,667
Olivine 32488783,269 69,710 2264777402,954
HProduk
3561851460,999
i. Menghitung panas reaksi (Q) keseluruhan
Q = ∆HR + HProduk
– H5&14
– H11&12
– H7
= 0 kJ
Tabel LB-9 Neraca Energi pada Char Combustor (R-202)
Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)
H5 H
8 H
10 H
11
N2 633131320,941 720612640,256
O2 512678068,548 531810214,058
SO2 23704805,560
CO2 772804,857
H2O 16110722,357
Abu 3379953,289
Olivine 2311349029,315 2649097,972 2264777402,954
Char 29170,896
MgO 12991,500 18402,524
Jumlah 2311378200,211 2662089,471 1145809389,489 3561186945,856
Sub total 3459849679,171 3561186945,856
∆HR -215407581,781
Q 0
Total 3459849679,171 3459849679,171
LB.2.5 Cyclone (S-203)
13
12
11
a. Entalpi aliran 11, H11
, pada 982,2222 oC = 3561186945,856 kJ
b. Entalpi aliran 12, H12
pada T = 982,2222 oC = 2349200646,223 kJ
c. Menghitung entalpi aliran 13, H13
pada T = 870 oC
H10
= H8 – H
9
Komponen H11
H13
H12
N2 720612640,256 720612640,256
O2 531810214,058 531810214,058
SO2 23704805,560 23704805,560
CO2 772804,857 772804,857
H2O 16110722,357 16110722,357
Abu 3379953,289 3379953,289
Olivine 2264777402,954 2349200646,223 -84423243,269
Char 0,000 0,000
MgO 18402,524 18402,524
Jumlah 3561186945,856 2349200646,223 1211986299,633
Tabel LB-10 Neraca energi pada Cyclone (S-203)
Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)
H11
H12
H13
N2 720612640,256 720612640,256
O2 531810214,058 531810214,058
SO2 23704805,560 23704805,560
CO2 772804,857 772804,857
H2O 16110722,357 16110722,357
Abu 3379953,289 3379953,289
Olivine 2264777402,954 2349200646,223 -84423243,269
Char 0,000 0,000
MgO 18402,524 18402,524
Jumlah 3561186945,856 2349200646,223 1211986299,633
Sub total 3561186945,856 3561186945,856
Q 0,000
Total 3561186945,856 3561186945,856
LB.2.6 Reformer (R-203)
Reformer berfungsi untuk mengkonversi komponen CH4, C2H4,dan
C2H6menjadi CO dan H2
16
17
Parameter Operasi :
Tinput = 870 oC;
Toutput = 750,56 oC
Pinput = 22 psia = 1,5 atm
a. Entalpi aliran 15, H15
, pada 870 oC = 24488185,717 kJ
b. Menghitung entalpi aliran 16, H16
pada T = 30 oC
Komponen n (mol) Cp, kJ/mol Hi (kJ)
Katalis olivine 405,106 47,443 19219,320
c. Perhitungan entalpi reaksi pada T =25 oC
produk reaktan250 iiiiC
HfnHfnHr
Reaksi 1
CH4 + H2O CO + 3H2
in : N15
CH4 N15
H2O N15
CO N15
H2
Reaksi : 83653,036 83653,036 83653,036 250959,108
out : N18
CH4 N18
H2O (1) N18
CO (1) N18
H2 (1)
Komponen ni reaktan (mol) ni produk (mol) Hf (kJ/mol) ∆Hi (kJ)
CH4 -83653,036 -74,902 6265767,328
H2O -83653,036 -241,997 20243787,118
CO 83653,036 -110,615 -9253302,001
H2 250959,108 0,000 0,000
Hr1, pada 25 oC 17256252,445
Reaksi 2
C2H4 + 2H2O 2CO + 4H2
in : N15
C2H4 N18
H2O (1) N18
CO (1) N18
H2 (1)
Reaksi : 69266,845 138533,690 138533,690 277067,381
out : N18
C2H4 N18
H2O (2) N18
CO (2) N18
H2 (2)
Komponen ni reaktan (mol) ni produk (mol) Hf (kJ/mol) ∆Hi (kJ)
C2H4 -69266,845 52,335 -3625080,341
H2O -138533,690 -241,997 33524742,998
CO 138533,690 -110,615 -15323939,619
H2 277067,381 0,000 0,000
Hr2, pada 25 oC 14575723,037
Reaksi 3
C2H6 + 2H2O 2CO + 5H2
in : N15
C2H6 N18
H2O (2) N18
CO (2) N18
H2 (2)
Reaksi : 17742,969 35485,938 35485,938 88714,844
out : N18
C2H6 N18
H2O (3) N18
CO (3) N18
H2 (3)
Komponen ni reaktan (mol) ni produk (mol) Hf (kJ/mol) ∆Hi (kJ)
C2H6 -17742,969 -84,741 1503553,938
H2O -35485,938 -241,997 8587491,860
CO 35485,938 -110,615 -3925286,072
H2 88714,844 0,000 0,000
Hr3, pada 25 oC 6165759,727
Hrtotal,25 oC = (Hr1 + Hr2 + Hr3)25 oC
= 37997735,208 kJ/mol
d. Menghitung entalpi pada suhu keluaran reformer sebesar 750,556 oC
T = 750,556 oC = 1023,706 K
Komponen m (kg) n (mol) CpdT (kJ/mol) Hi (kJ)
H2 1372,259 680684,262 30,368 20670969,074
CO2 13014,468 295718,162 54,668 16166339,113
CO 55125,396 1967998,017 33,300 65535244,087
H2O 35939,656 1994974,021 41,415 82621692,924
CH4 5367,179 334551,658 73,020 24428946,603
C2H4 1942,935 69257,463 95,443 6610163,333
C2H6 59,281 1340,191 124,382 245211,933
Olivine 204,784 3369,986 68,692 231490,087
Char 1,681 112936,107 55,639 6283663,312
H18
222793720,466
e. Menghitung entalpi aliran 17, H17
, pada T = 750,556 oC
Komponen n (mol) Cp, kJ/mol Hi (kJ)
Olivine 405,106 67,984 27540,744
H17
27540,744
Tabel LB-11 Neraca Energi pada Reformer (R-203)
Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)
H16
H17
H2 17412225,726 20670969,074
CO2 16608436,578 16166339,113
CO 41481409,287 65535244,087
H2O 96556530,962 82621692,924
CH4 32443280,731 24428946,603
C2H4 13841660,976 6610163,333
C2H6 2589857,144 245211,933
Olivine 16236674,579 231490,087
Char 7318109,734 6283663,312
Jumlah 260818996,418 222793720,466
Sub total 260818996,418 222821261,210
∆HR 37997735,208
Panas reaksi (Q) 0,00000
Total 260818996,418 260818996,418
LB.2.7 Cooler (H-201 & H-202)
P-4H-201 H-202
P-10
P-8
P-20
1817
H-201 H-202
Hot Fluid cold Fluid Hot Fluid cold Fluid
1383 High T 575,439 807,561 ∆ t2 530 High T 304,8465 225,154 ∆ t2
530 Low T 304,846 225,154 ∆ t1 300 Low T 230 70 ∆ t1
LMTD 455,990 LMTD 132,804
1. Perhitungan Neraca Energi Pada H-201
a. Entalpi aliran 18, H18
pada 750,556 oC = 222793720,466 kJ
Aliran 18 adalah aliran keluar dari R-203 yang ingin didinginkan.
b. Menghitung entalpi aliran 18-out, H18-out
dari suhu 750,556 oC sampai 276,667
oC
Aliran 18-out adalah aliran 18 yang telah didinginkan.
Tin = 750,556 oC
Aliran 18
Aliran 18-out
Tout = 276,667 oC
ΔH
T1 = 750,556 oC = 1023,706 K
T2 = 276,667 oC = 549,817 K
Komponen m (kg) n (mol) CpdT, kJ/mol Hi (kJ)
H2 1372,259 680684,262 29,338 19970199,987
CO2 13014,468 295718,162 46,088 13629132,294
CO 55125,396 1967998,017 30,121 59277421,782
H2O 35939,656 1994974,021 35,893 71606153,104
CH4 5367,179 334551,658 49,649 16610251,701
C2H4 1942,935 69257,463 67,579 4680377,281
C2H6 59,281 1971,448 83,811 165229,682
Olivine 204,784 3369,986 57,315 193150,770
Char 1,681 112936,107 36,340 4104107,563
H18-out
190236024,163
Besarnya panas yang perlu diserap agar suhu operasi dapat tercapai adalah :
Q1 = Qout – Qin
= -32557696,303 kJ
Suhu Air pendingin masuk = 151,581 oC = 424,731 K
Suhu Air pendingin keluar = 301,911 oC = 575,061K
061,575
424,731
CpdT = 5322,014 kJ/mol
Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan adalah :
Nair = 575,061
424,731
p
1
dTC
Q =
5322,014
3226082143,9 = 6117,551 kmol
Fair = AirAir BMN 4900,803 × 18,05 = 110208,301 kg
Tabel LB-12 Neraca Energi pada Cooler (H-201)
Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)
H17
H17a
H2 20670969,074 19970199,987
CO2 16166339,113 13629132,294
CO 65535244,087 59277421,782
H2O 82621692,924 71606153,104
CH4 24428946,603 16610251,701
C2H4 6610163,333 4680377,281
C2H6 245211,933 165229,682
Olivine 231490,087 193150,770
Char 6283663,312 4104107,563
Sub total 222793720,466 190236024,163
Q -32557696,303
Total 190236024,163 190236024,163
2. Perhitungan Neraca Energi Pada H-202
a. Entalpi aliran 18-out, H18out
pada 343,333 oC = 183391507,028 kJ
Aliran 18-out adalah aliran keluar dari H-201 yang ingin didinginkan kembali.
b. Menghitung entalpi aliran 19, H19
pada 148,889 oC
Aliran 19 adalah aliran 18a yang telah didinginkan.
T1 = 276,667 oC = 549,817 K
T2 = 148,889 oC = 422,039 K
Komponen m (kg) n (mol) CpdT, kJ/mol Hi (kJ)
H2 1372,259 680684,262 29,172 19857032,002
CO2 13014,468 295718,162 42,100 12449644,719
CO 55125,396 1967998,017 29,457 57971097,279
H2O 35939,656 1994974,021 34,664 69154049,067
CH4 5367,179 334551,658 42,532 14229170,841
C2H4 1942,935 69257,463 56,341 3902008,692
C2H6 59,281 1971,448 68,875 135783,951
Tin = 276,667 oC
Aliran 18-out
Aliran 19
Tout = 148,889 oC
ΔH
Olivine 204,784 3369,986 53,024 178689,123
Char 1,681 112936,107 9,799 1106617,514
H19
5461461,124 178984093,187
Besarnya panas yang perlu diserap agar suhu operasi dapat tercapai adalah :
Q2 = Qout – Qin
= -11251930,976 kJ
Suhu Air pendingin masuk = 110 oC = 383,150 K
Suhu Air pendingin keluar = 151,581 oC = 424,731 K
424,731
383,15
pdTC = 1434,796 kJ/mol
Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan adalah :
Nair = 424,731
383,15
p
2
dTC
Q =
1434,796
47031654,46 = 6117,551 kmol
Fair = AirAir BMN 4900,803 × 18,05 = 110208kg
Tabel LB-13 Neraca Energi pada Cooler (H-202)
Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)
H17
H18
H2 20670969,074 19857032,002
CO2 16166339,113 12449644,719
CO 65535244,087 57971097,279
H2O 82621692,924 69154049,067
CH4 24428946,603 14229170,841
C2H4 6610163,333 3902008,692
C2H6 245211,933 135783,951
Olivine 231490,087 178689,123
Char 6283663,312 1106617,514
Sub total 222793720,466 178984093,187
Q -43809627,279
Total 178984093,187 178984093,187
LB.2.8 Scrubber Gas Sintesis (M-301 & M-302)
Scrubber berfungsi untuk mendinginkan aliran gas
19
18
20
21
1. Perhitungan neraca energi pada venturi scrubber (M-302)
a. Entalpi aliran 19, H19
, pada suhu 60 oC = 178984093,187 kJ
b. Menghitung entalpi produk dari Venturi Scrubber (M-302) dengan mengestimasi
suhu keluarannya.
Laju alir inlet air scrubber (aliran scrub-02) pada venturi scrubber adalah 1/2 dari
aliran 20.
T = 43,333 oC = 316,483 K
Komponen m (kg) n (mol) Cp, kJ/mol ∑Hi (kJ)
H2O 8636,731 479416,200 0,329 157668,592
CH4 0,003 0,173 -0,474 -0,082
C2H4 0,001 0,023 -0,316 -0,007
C2H6 0,000 0,006 0,139 0,001
Hscrub-02
157668,504
Menghitung suhu keluaran dari venturi scrubber
T2 = 60,000 oC = 333,150 K
Komponen m (kg) n (mol) CpdT, kJ/mol Hi (kJ)
H2 1372,259 680684,262 28,983 19728081,787
CO2 13014,468 295718,162 38,677 11437574,297
CO 55125,396 1967998,017 29,213 57490603,138
H2O 44576,387 2474390,221 29,599 73239415,942
CH4 5367,182 334551,831 37,527 12554768,364
C2H4 1942,936 69257,485 47,356 3279730,753
C2H6 59,281 1971,454 57,368 113097,958
Olivine 204,784 3369,986 49,186 165757,519
Char 1,681 112936,107 6,816 769820,879
H19out
178778850,638
Tabel LB-14 Neraca Energi Pada Venturi Scrubber (M-302)
Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)
H18
H19a
H19
H2 19857032,002 19728081,787
CO2 12449644,719 11437574,297
CO 57971097,279 57490603,138
H2O 69154049,067 157668,592 73239415,942
CH4 14229170,841 -0,082 12554768,364
C2H4 3902008,692 -0,007 3279730,753
C2H6 135783,951 0,001 113097,958
Olivine 178689,123 165757,519
Char 1106617,514 769820,879
Jumlah 178984093,187 157668,504 178778850,638
Sub total 178984093,187 178936519,142
Q 0,0000000
Total 178984093,187 178936519,142
2. Perhitungan neraca energi pada Quench Chamber (M-301)
a. Entalpi aliran 19 out, H19out
, pada 60 oC = 178778850,434 kJ
b. Perhitungan entalpi aliran 20, H20
pada suhu 60 oC
T = 60 oC = 333,150 K
Komponen m (kg) n (mol) Cp, kJ/mol ∑Hi (kJ)
H2O 17273,462 958832,400 0,371 356106,253
CH4 0,006 0,346 -0,579 -0,201
C2H4 0,001 0,045 -0,366 -0,017
C2H6 0,000 0,013 0,159 0,002
H20
356106,038
c. Menghitung entalpi aliran 21, H21
, pada 60 oC
Aliran 21 adalah aliran gas yang telah bersih dan dingin (T = 60 oC)
T = 60 oC = 333,150 K
Komponen m (kg) n (mol) Cp, kJ/mol ∑Hi (kJ)
H2 1372,258 680683,360 28,983 19728055,629
CO2 13,014 295,718 38,677 11437,574
CO 19566,368 698526,932 29,213 20405881,662
H2O 18211,947 1010926,773 33,922 34292626,861
H21
126346155,961
d. Menghitung entalpi aliran 29, H29
, pada T = 60 oC
Aliran 29 adalah aliran sludge (char dan olivine) yang terserap oleh air
T = 60 oC = 333,150 K
H29
= H19out
+ Hscrub01
– H20
– H21
= 176208430,434 + 151422,130 – 341998,137 – 126346155,961
Tabel LB-15 Neraca Energi pada Quench Chamber (M-301)
Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)
H18
H19a
H19
H21
H20
H2 19728081,787 19728055,629 26,158
CO2 11437574,297 11437,574 11426136,723
CO 57490603,138 20405881,662 37084721,477
H2O 73239415,942 356106,253 157668,592 34292626,861 38748351,421
CH4 12554768,364 0,201 0,082 12554768,483
C2H4 3279730,753 0,017 0,007 3279730,763
C2H6 113097,958 0,002 0,001 113097,957
Olivine 165757,519 165757,519
Char 769820,879 769820,879
Jumlah 178778850,638 151422,13 341998,14 126346155,96 104142411,379
Sub total 178936519,142 178936519,142
Q 0,000
Total 178936519,142 178936519,142
LB.2.9 Quench Water Recirculation Cooler
Fungsi : Mendinginkan aliran keluar dari M-302 sampai dengan 43,333 oC
a. Entalpi aliran 20, H20
pada 60 oC = 356106,038 kJ
Aliran 20 adalah aliran keluar dari M-302
b. Menghitung entalpi aliran scrub, Hscrub
pada 43,3333 oC
Aliran scrub adalah aliran 20 yang telah didinginkan.
T1 = 60 oC = 333,150 K
T2 = 43,333 oC = 316,483 K
Komponen m (kg) n (mol) CpdT, kJ/mol ∑Hi (kJ)
H2O 17273,462 958832,400 0,329 315337,185
CH4 0,006 0,346 -0,474 -0,164
C2H4 0,001 0,045 -0,316 -0,014
C2H6 0,000 0,013 0,139 0,002
Hscrub
315337,008
c. Menghitung beban Cooler H-301 (QH-301)
QH-301 = Hscrub
– H20
= -40769,029 kJ
d. Menghitung kebutuhan air pendingin Cooler H-301 (QH-301)
Suhu Air pendingin masuk, T1 = 32,222 oC = 305,372 K
Suhu Air pendingin keluar, T2 = 43,333 oC = 316,483 K
Tin = 60 oC
Aliran 20
Aliran scrub
Tout = 43,3333 oC
ΔH
483,316
372,305
CpdT = 0,835188 kJ/mol
Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan adalah :
Nair = 1000
1Q483,316
372,305
303H
CpdT
kmol = 1000
1
0,835188
39153,877 = 48,814 kmol
Fair = AirAir BMN = 46,880 × 18,015 = 879,392 kg
Tabel LB-16 Neraca Energi pada Cooler (H-301)
Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)
H19
H19a
H2O 356106,253 315337,185
CH4 -0,201 -0,164
C2H4 -0,017 -0,014
C2H6 0,002 0,002
Sub total 356106,038 315337,008
Q -40769,029
Total 315337,008 315337,008
LB.2.10 Knock Out Drum (S-301)
Fungsi : memisahkan dua fasa sebelum aliran gas dikompres.
P-418
23
E-7 E-20
E-6
E-22
24
21
25 26
22
27
28
a. Entalpi aliran 21, H21
, pada 60 oC = 74438001,726 kJ
b. Menghitung entalpi aliran 23, H23
, pada T = 60 oC = 333,150 K
Komponen m (kg) n (mol) Cp, kJ/mol ∑Hi (kJ)
H2 1371,407 680261,193 28,983 19715820,075
CO2 13,007 295,557 38,677 11431,328
CO 19547,695 697860,282 29,213 20386406,975
H2O 5839,143 324124,956 33,922 10994956,780
H23
51108615,157
c. Entalpi aliran 24, H24
, pada T = 60 oC adalah = 489903028,895 kJ
d. Menghitung entalpi aliran 22, H22
, pada T = 60 oC = 333,15 K
H22
= (H21
+ H24
) – H23
72232415,463 kJ
Tabel LB-17 Neraca Energi pada Knock Out Drum (S-301)
Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)
H21
H24
H22
H23
H2 19728055,629 19707962,180 19720197,734 19715820,075
CO2 11437,574 11421,319 11427,566 11431,328
CO 20405881,662 20352242,356 20371717,043 20386406,975
H2O 34292626,861 2957664,474 26255334,555 10994956,780
Jumlah 74438001,726 43029290,329 66358676,898 51108615,157
Sub total 117467292,055 117467292,055
Q 0,000
Total 117467292,055 117467292,055
LB.2.11 Compressor (K-301A)
a. Entalpi aliran 23, H23
, pada 60 oC = 51108615,157 kJ
b. Menghitung entalpi produk kompressor, Hproduk
pada Temperatur discharge.
Berdasarkan perhitungan spesifikasi alat pada kompressor (K-301), diperoleh
temperatur discharge adalah = 145,6504 oC = 418,8004 K
Komponen m (kg) n (mol) CpdT, kJ/mol ∑Hi (kJ)
H2 1371,407 680261,193 29,167 19840906,958
CO2 13,007 295,557 41,985 12408,935
CO 19547,695 697860,282 29,444 20548075,025
H2O 5839,143 324124,956 34,635 11226177,913
Hdischarge
51627568,831
Tabel LB-18 Neraca Energi pada Compressor (K-301A)
Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)
H23
Hdischarge
H2 19715820,075 19840906,958
CO2 11431,328 12408,935
CO 20386406,975 20548075,025
H2O 10994956,780 11226177,913
Jumlah 51108615,157 51627568,831
Sub total 51108615,157 51627568,831
Q 518953,674
Total 51627568,831 51627568,831
Tin =60 oC
Input
Output
Tout = 145,65 oCΔH
Tin =60 oC
Input
Output
Tout = 145,65 oC
ΔH
LB.2.12 Air-cooler (H-302A)
a. Entalpi aliran input, Hinput
, pada 145,650 oC = 51627563,831 kJ
b. Menghitung entalpi produk air cooler, Hproduk
pada Temperatur = 60 oC = 333,15K
Komponen m (kg) n (mol) CpdT, kJ/mol ∑Hi (kJ)
H2 1371,407 680261,193 28,983 19715820,075
CO2 13,007 295,557 38,677 11431,328
CO 19547,695 697860,282 29,213 20386406,975
H2O 5839,143 324124,956 33,922 10994956,780
Hi 51108615,157
Tabel LB-19 Neraca Energi pada Air Cooler (H-302A)
Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)
Hinput
Houtput
H2 19840906,958 19715820,075
CO2 12408,935 11431,328
CO 20548075,025 20386406,975
H2O 11226177,913 10994956,780
Jumlah 51627568,831 51108615,157
Sub total 51627568,831 51108615,157
Q -518953,674
Total 51108615,157 51108615,157
LB.2.13 Knock Out Drum (S-302A)
Fungsi : memisahkan dua fasa sebelum aliran gas dikompres.
P-418
23
E-7 E-20
E-6
E-22
24
21
25 26
22
27
28
a. Entalpi aliran 23, Hinput
, pada 60 oC = 51108615,157 kJ
b. Menghitung entalpi aliran top, Htop
pada T = 60 oC = 333,150 K
Komponen m (kg) n (mol) Cp, kJ/mol ∑Hi (kJ)
H2 1370,860 679990,069 28,983 19707962,180
CO2 12,996 295,298 38,677 11421,319
CO 19514,936 696690,771 29,213 20352242,356
H2O 1570,741 87190,235 33,922 2957664,474
Htop
43029290,329
c. Entalpi aliran Recycle S-302A, HRecycle
, pada T = 60 oC = 40823704,06719 kJ
d. Menghitung entalpi aliran bottom S-302A, H24
, pada T = 60 oC = 333,15 K
H24
= (Hinput
+ HRecycle
) – Htop
= 48903028,895 kJ
Tabel LB-20 Neraca Energi pada Knock Out Drum (S-302A)
Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)
Hinput
Hrecycle
H24
Htop
H2 19715820,075 19692214,736 19700072,631 19707962,180
CO2 11431,328 11413,283 11423,292 11421,319
CO 20386406,975 20327220,786 20361385,405 20352242,356
H2O 10994956,780 792855,262 8830147,568 2957664,474
Jumlah 51108615,157 40823704,067 48903028,895 43029290,329
Sub total 91932319,224 91932319,224
Q 0,000
Total 91932319,224 91932319,224
LB.2.14 Compressor (K-301B)
a. Entalpi aliran 23, H23
, pada 60 oC = 43029290,329 kJ
b. Menghitung entalpi produk kompressor, Hproduk
pada Temperatur discharge.
Berdasarkan perhitungan spesifikasi alat pada kompressor (K-301), diperoleh
temperatur discharge adalah = 147,507 oC = 420,657 K
Komponen m (kg) n (mol) CpdT, kJ/mol ∑Hi (kJ)
H2 1370,860 679990,069 29,170 19835174,622
CO2 12,996 295,298 42,051 12417,521
CO 19514,936 696690,771 29,452 20518607,731
H2O 1570,741 87190,235 34,652 3021301,513
Hdischarge
43387501,387
Tabel LB-18 Neraca Energi pada Compressor (K-301A)
Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)
H23
Hdischarge
H2 19707962,180 19835174,622
CO2 11421,319 12417,521
CO 20352242,356 20518607,731
H2O 2957664,474 3021301,513
Jumlah 43029290,329 43387501,387
Sub total 43029290,329 43387501,387
Q 358211,058
Total 43029290,329 43387501,387
Tin =60 oC
Input
Output
Tout = 145,65 oCΔH
Tin =60 oC
Input
Output
Tout = 145,65 oC
ΔH
LB.2.15 Air-cooler (H-302B)
a. Entalpi aliran input, Hinput
, pada 145,650 oC = 51627563,831 kJ
b. Menghitung entalpi produk air cooler, Hproduk
pada Temperatur = 60 oC = 333,15K
Komponen m (kg) n (mol) CpdT, kJ/mol ∑Hi (kJ)
H2 1370,860 679990,069 28,983 19707962,180
CO2 12,996 295,298 38,677 11421,319
CO 19514,936 696690,771 29,213 20352242,356
H2O 1570,741 87190,235 33,922 2957664,474
Hi 43029290,329
Tabel LB-19 Neraca Energi pada Air Cooler (H-302A)
Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)
Hinput
Houtput
H2 19835174,622 19707962,180
CO2 12417,521 11421,319
CO 20518607,731 20352242,356
H2O 3021301,513 2957664,474
Jumlah 43387501,387 43029290,329
Sub total 43387501,387 43029290,329
Q -358211,058
Total 43387501,387 43029290,329
LB.2.16 Knock Out Drum (S-302B)
Fungsi : memisahkan dua fasa sebelum aliran gas dikompres.
P-418
23
E-7 E-20
E-6
E-22
24
21
25 26
22
27
28
a. Entalpi aliran 23, Hinput
, pada 60 oC = 43029984.783 kJ
b. Menghitung entalpi aliran top, Htop
pada T = 60 oC = 333,150 K
Komponen m (kg) n (mol) Cp, kJ/mol ∑Hi (kJ)
H2 1369,765 679446,730 28,983 19692214,736
CO2 12,987 295,090 38,677 11413,283
CO 19490,943 695834,241 29,213 20327220,786
H2O 421,065 23372,914 33,922 792855,262
Htop
40823704,067
c. Entalpi aliran Recycle S-302A, HRecycle
, pada T = 60 oC = 40823704,06719 kJ
d. Menghitung entalpi aliran bottom S-302A, H24
, pada T = 60 oC = 333,15 K
H24
= (Hinput
+ HRecycle
) – Htop
= 40823704,067 Kj
LB.2.17 Heater
Fungsi : menaikkan suhu gas sintesis dari 60 oC ke 250
oC
28 29
a. Entalpi aliran 25, H25
pada 60 oC = 41606598,401 kJ
Aliran 25 adalah aliran keluar dari H-302E
Komponen
m (kg) n (mol)
CpdT,
kJ/mol ∑Hi (kJ)
H2 1369,765 679446,730 29,310 19914675,599
CO2 12,987 295,090 45,338 13378,723 CO 19490,943 695834,241 29,958 20845935,499
H2O 421,065 23372,914 35,623 832608,580
H26
41606598,401
c. Menghitung beban heater H-303 (QH-303)
QH-303 = H26
- H25
0,000 kJ
= -25,90477785 kJ/mol
Maka jumlah steam yang dibutuhkan adalah :
Nair = 0,000 kmol
Fair = 0,000 kg
Neraca Energi pada Heater (H-401)
Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)
H
28 H
29
H2 19692214,736 19914675,599
483,316
372,305
CpdT
CO2 11413,283 13378,723 CO 20327220,786 20845935,499
H2O 792855,262 832608,580 Jumlah 40823704,067 41606598,401 Sub total 40823704,067 41606598,401 Q 782894,334 Total 41606598,401 41606598,401
a. Entalpi aliran 23, Hinput
, pada 60 oC = 41606598 kJ
b. Menghitung entalpi aliran top, Htop
pada T = 60 oC = 333,150 K
Komponen m (kg) n (mol) Cp, kJ/mol ∑Hi (kJ)
H2 1369,765 679446,730 28,983 19692214,736
CO2 12,987 295,090 38,677 11413,283
CO 19490,943 695834,241 29,213 20327220,786
H2O 421,065 23372,914 33,922 792855,262
Htop
40823704,067
c. Entalpi aliran Recycle S-302A, HRecycle
, pada T = 60 oC = 40823704,06719 kJ
d. Menghitung entalpi aliran bottom S-302A, H24
, pada T = 60 oC = 333,15 K
H24
= (Hinput
+ HRecycle
) – Htop
= 40823704,067 Kj
LB.2.18 Reaktor Sintesis Dimetil Eter
Fungsi : mengubah gas sintesis menjadi dimetil eter
29 30
Parameter Operasi :
Tinput = 250,000 oC; Toutput = 240,000
oC
Pinput = 144,000 psia = 10 atm
a. Entalpi aliran 15, H
15, pada 250
oC = 41606598,401 kJ
b. Menghitung entalpi aliran 16, H16 pada T =
Komponen n (mol) CpdT, kJ/mol Hi (kJ)
katalis dme 425,895 25,600 10902,917
c. Perhitungan entalpi reaksi
Reaksi 1
Komponen ni produk (mol) Hf (kJ/mol) Hi (kJ)
CO -110,615 28503172,206
H2 0,000 0,000
produk reaktan25 0 iiiiC
HfnHfnHr
CH3OH 257678,491 -238,600 -61482087,862
Hr1, pada 25 oC -32978915,656
Reaksi 2
Komponen ni reaktan (mol) ni produk (mol) Hf (kJ/mol) Hi (kJ)
CH3OH -252525,436 -238,600 60252569,069
CH3OCH3 -126262,718 -44,300 5593438,411
H2O 126,263 -241,997 -30555,204
Hr2, pada 25 oC 65815452,276
Reaksi 3
Komponen ni reaktan (mol) ni produk (mol) Hf (kJ/mol) Hi (kJ)
CO -17742,969 -84,741 1503553,938
H2O -35485,938 -241,997 8587491,860
CO2 35485,938 -110,615 -3925286,072
H2 88714,844 0,000 0,000
Hr3, pada 25 oC 6165759,727
Hrtotal,25 oC = (Hr1 + Hr2 + Hr3 +)250 oC
= 33920088,378 kJ/mol
Komponen m (kg) n (mol) CpdT (kJ/mol) Hi (kJ)
H2 578,693 287050,190 29,299 8410258,319
CO2 5458,673 124033,397 45,046 5587178,146
CO 8807,482 314430,542 29,900 9401502,728
H2O 45,505 2525,941 35,523 89729,381
CH3OH 175,204 5153,054 47,623 245404,394
CH3COH 6313,136 126262,718 64,546 8149776,741
H18 31883849,709
Komponen n (mol) CpdT, kJ/mol Hi (kJ)
katalis dme 405,106 67,984 27540,744
Neraca Energi pada Reaktor Sintesis Dimetil Eter
Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)
H29
H30
H2 17412225,726 8410258,319
CO2 16608436,578 5587178,146
CO 41481409,287 9401502,728
H2O 96556530,962 89729,381
CH3OH 32443280,731 245404,394
CH3COH 13841660,976 8149776,741
Jumlah 218343544,260 31883849,709
Sub total 218343544,260 31883849,709
∆HR 33920088,378
Panas reaksi
(Q) 0,000
Total 65803938,086 65803938,086
LB.2.19 Cooler
Fungsi : menurunkan suhu keluaran reaktor sintesis dimetil eter untuk fungsi
penyimpanan .
30 31
Komponen m (kg) n (mol) CpdT, kJ/mol ∑Hi (kJ)
H2 578,693 287050,190 0,329 94403,984
CO2 5458,673 124033,397 -0,474 -58796,578
CO 8807,482 314430,542 -0,316 -99256,227
H2O 45,505 2525,941 0,139
CH3OH 175,204 5153,054 0,780
CH3COH 6313,136 126262,718 0,820 103535,429
Hscrub
39886,608
Neraca Energi pada Cooler (H-303)
Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)
H30
H31
H2O 356106,253 94403,984
CH4 -0,201 -58796,578
C2H4 -0,017 -99256,227
C2H6 0,002 103535,429
Sub total 356106,038 39886,608
Q -316219,429
Total 39886,608 39886,608
LB.2.20 KO-Drum (S-401)
Fungsi : memisahkan fasa cair dimetil eter dari gas yang tidak sempurna bereaksi
E-33
31
32
33
Komponen m (kg) n (mol) Cp, kJ/mol ∑Hi (kJ)
H2 578,693 287050,190 28,802 8267541,141
CO2 5458,673 124033,397 36,024 4468214,951
CO 8807,482 314430,542 29,180 9175175,651
H2O 45,505 2525,941 33,482 84574,218
metanol 175,204 5153,054 34,152 175986,093
dme 6313,136 126262,718 40,706 5139671,340
H27
27311163,395
Neraca Energi pada Knock Out Drum (S-401)
Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)
H31
H32
H33
H2 19914675,599 11647134,457 8267541,141
CO2 13378,723 -4454836,228 4468214,951
CO 20845935,499 11670759,849 9175175,651
H2O 832608,580 748034,362 84574,218
Jumlah 41606598,401 14295435,006 27311163,395
Sub total 41606598,401 41606598,401
Q 0,000
Total 41606598,401 41606598,401
LAMPIRAN C
PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN
LC.10 Rotary Drier (RD-01)
Fungsi : Mengeringkan aliran serbuk tandan kosong kelapa sawit sampai
kandungan airnya (moisture) = 12 %
Type : Direct heat counter current rotary dryer
Gambar LC.1 Rotary Dryer Umpan Tandan kosong Kelapa Sawit
Parameter Operasi :
Laju alir massa tandan kosong kelapa sawit (Fs) = 220460 lb/jam
ρw = 33,1 lb/ft3
Berat gas panas (Fg) = 12264,07 lb
= 5562,944 kg
Temperatur gas panas masuk (Tgasi) = 1021 oC
= 1869,8 oF
Temperatur gas panas keluar (Tgaso) = 122,2357 oC
= 252,0243 oF
Algoritma perhitungan :
1. Menentukan waktu tinggal tandan kosong kelapa sawit (t’) di dalam rotary drier,
kemudian menghitung massa tandan kosong kelapa sawit yang tertinggal di
dalam rotary drier (w) selama waktu tersebut dengan rumus :
w = t’ x Fs
Waktu tinggal ditentukan dengan beberapa trial sampai diperoleh dimensi rotary
drier yang logis.
2. Menghitung volume rotary drier (Vr) yang dibutuhkan dengan rumus :
Vr = 15,0
wV (Sumber : Perry’s CEH, p. 20-32)
Dimana: Vw = w
w
3. Menghitung koefisien transfer panas volumetric target (Uct’) dengan rumus :
Uct’ = Vrxdt
Qt ' (Pers. 10-174a, Perry’s CEH, p. 10-49)
dimana,
Qt’ = beban panas rotary drier pada t’ (Btu)
= TxQFs
w
QT = beban panas rotary drier pada 1 jam operasi (Btu/hr)
= 1.086.100.000 Btu/hr
(dari perhitungan neraca panas pada RD-01)
dt = Tgasi - Tgaso (Sbr : Perry’s CEH, p. 10-48)
4. Men-trial diameter dalam rotary drier (d) untuk memperleh Uct trial (Uct) ~ Uct
target (Uct’) dengan rumus :
Uct = d
Gx )(5,0 67,0
(pers. 20-36, Perry’s CEH, p.20-31)
Dimana:
d = diameter dalam rotary drier (ft), (m)
A = 0,25 x 3,14 x d2
G = fluks massa gas panas (lb/hr ft2)
= A
Fg
5. Menghitung panjang rotary drier (L) dengan rumus :
L = A
Vr
6. Memilih rotary drier standar yang mendekati desain di atas dari table 20-16,
p. 20-38, Perry’s CEH.
7. Menghitung time of passage ( θ ) dengan rumus :
θ = NdS
L19,0 (Pers. 20-42, Perry’s CEH, p. 20-37)
dimana,
N = jumlah putaran = 4 r/min
S = Slope (kemiringan) = 0,08 ft/ft (Sbr : Perry’s CEH, p. 20-33)
8. Menghitung jumlah flights (f) dengan rumus :
f = 0,8 x d (Sbr : Perry’s CEH, p. 20-30)
9. Menghitung kebutuhan listrik untuk menggerakkan rotary drier (bhp) dengan
rumus :
bhp = 000.100
)33,01925,075,4( WDWdwN (Pers. 20-44, Perry’s CEH, p. 20-37)
dimana:
W = w + wd
wdrier = 420
85000dL
D = d + 2
Penyelesaian :
Algoritama 1
Setelah beberapa kali trial, ditentukan waktu tinggal tandan kosong kelapa sawit di
dalam rotary drier
t’ = 3,125 min
= 0,052 jam
w = 11482,40625 lb
= 5208,385 kg
= 5,208385 ton
Algoritma 2
Vw = 346,9004909 ft3
Vr = 2312,66994 ft3
Algoritma 3
Qt’ = 3,37 x 107 Btu/hr
dt = 1617,775733 oF
Uct’ = 9,071682947 Btu/hr ft2 o
F
Algoritma 4
Setelah beberapa trial, diperoleh :
d = 4,6011048084 ft
= 1,402417 m
maka:
A = 16,61857465 ft2
G = 737,9734465 lb/hr ft2
Uct = 9,07183702 Btu/hr ft2 o
F
Algoritma 5
L = 139,1617505 ft
= 42,41650155 m
Algoritma 6
Dipilih rotary drier dengan :
d = 8 ft
L = 140 ft
Algoritma 7
θ = 10 min
Algoritma 8
f = 6
Algoritma 9
wd = 226666,6667 lb
W = 238149,0729 lb
= 108023,7 kg
= 108,0237 ton
Bhp = 38,934 hp
LC.11 Landfill Umpan Tandan kosong Kelapa Sawit (T-101)
Fungsi : Tempat penampungan sementara umpan TKKS
Bahan konstruksi : Dinding bata beton dengan atap seng dan tiang beton
Bentuk : Persegi panjang
Jumlah : 1 unit
M-101
T-101
Gambar LC.2 Landfill Umpan Tandan kosong Kelapa Sawit
Kondisi penyimpanan
Temperatur : T = 30°C (303,15 K)
Tekanan operasi : P = 1,7 atm (101,325 kPa)
Kebutuhan perancangan : t = 7 hari
Laju alir massa : F = 76053,000 kg/jam
Densitas TKKS : ρw = 1250 kg/m3
Laju alir Volume TKKS : Q = 60,9144m3/jam
= 10233,62m3/minggu
Dirancang landfill dengan perbandingan Panjang : Lebar : Tinggi = 1 : 1 : 0,1
P × L × T = 10233,62 m3
Volume landfill dinaikkan sebesar 10%, maka:
V = 11256,98 m3
Asumsi: Desain tinggi beton adalah = 2 m
Sehingga, Panjang landfill = 77,117982
1,0 = 33,61749 m
Lebar landfill = 22,412 m
LC.12 Bin Olivine (T-103)
Fungsi : Tempat penyimpanan Olivine
Bahan konstruksi : Carbon steel
Bentuk : Ellipsoidal Head Bin
Jumlah : 1 unit
R
θ
H
Hh
Hss
Hc
Dd
Gambar LC.4 Ellipsoidal Head Bin Olivine
Kondisi penyimpanan
Temperatur : T = 30°C (303,15 K)
Tekanan operasi : P = 1 atm (101,325 kPa)
Kebutuhan perancangan : t = 6 bulan
Laju alir massa : F = 894971,376lb (Stok 6 bulan)
Densitas Olivine : ρw = 100 lb/ft3
1. Menghitung sudut luar kerucut dasar bin (Ө)
Ө = Өr + 5o
Өr = angle of repose (slide angle)
= 36o
(Sumber : Tabel Slide Angle untuk beberapa material)
Maka sudut luar kerucut dasar bin:
Ө = 41o
2. Trial jari-jari dalam bin ( R ) dan menghitung dimensi lainnya.
R ditrial sampai diperoleh volume bin (V) ~ volume olivine yang disimpan (Vw)
Setelah beberapa trial, diperoleh :
R = 10,6642 ft = 3,2504 m
Hc = R × tan Ө
= 7,74799 ft
= 2,361588 m
Hh = 2 × R × d (Untuk ellipsoidal head, d = 0,25)
= 5,3321 ft
= 1,6252 m
Dipilih, H = 3 × R
H = tinggi total bin = 31,994 ft = 9,7513 m
Hss = H – Hc – Hh
= 18,9125 ft = 5,7645 m
a. Menghitung Volume Bin (Vbin)
Vbin = Vh + Vss + Vc
Vh = a × (2R)3 (untuk ellipsoidal head, a = 0,131)
= 1270,03 ft3
Vss = π × R2 × Hss
= 6757,02 ft3
Vc = 3
2 HcR
= 922,73 ft3 Maka,
Vbin = 8949,79 ft3
b. Menghitung volume Olivine yang disimpan
Vw = w
F = 8949,71 ft
3
Terlihat bahwa Vbin ~ Vw
3. Menghitung diameter outlet partikel (Dd)
Dd = 0,4 × R
= 4,2657 ft = 1,3002 m
LAMPIRAN D
PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS
LD.1 Screening (F-701)
Fungsi : Menyaring partikel-partikel padat yang besar.
Jenis : Bar screen
Jumlah : 1 unit
Bahan konstruksi : Stainless steel
20 mm
20 mm
2 m
2 m
Gambar LD.1 Sketsa Sebagian Bar Screen (dilihat dari atas)
Kondisi operasi :
Temperatur = 30 oC
Densitas air ( ) = 995,50 kg/m3 (Geankoplis, 2003)
Laju alir massa (F) = 176.927 kg/jam
Laju alir volumetrik (Q) = 0,024 m3/s
Dari Tabel 5.1 Physical Chemical Treatment of Water and Wastewater.
Ukuran bar :
lebar bar = 5 mm ; tebal bar = 20 mm ; bar clear spacing = 20 mm ; slope = 30o
Direncanakan ukuran screening:
Panjang screen = 2 m ; Lebar screen = 2 m
Misalkan, jumlah bar = x
Maka, 20x + 20 (x + 1) = 2430
40x = 1360
x = 49,5 50 buah LD-1
Luas bukaan (A2) = 20(50 + 1) (2000) = 2053000 mm2 = 2,05 m
2
Untuk pemurnian air sungai menggunakan bar screen, diperkirakan Cd = 0,6 dan 30
% screen tersumbat.
Head loss ( h) = 2
2
2
d
2
A C g 2
Q
22
2
2,04 0,6 9,8 2
0,11354
= 0,00049 m dari air = 0,49 mm dari air
LD.2
Pompa Screening (P-701)
Fungsi : Memompa air dari sungai menuju bak sedimentasi
(B-701)
Jenis : Centrifugal pump
Jumlah : 1 unit
Bahan konstruksi : Commercial steel
P-701
B-701
F-701
Gambar LD.2 Sketsa pompa P-701 (dilihat dari samping)
Kondisi operasi :
Kondisi Satuan Suction Discharge
Suhu (T) oC 30 30
Tekanan (P) atm 1,565 1,565
Tinggi (Z) m 0 9,861
Laju alir massa (Fv) kg/jam 258296 2567879
(Fv) design, 10% kg/jam 219288 2187393
Densitas (ρ) kg/m3 995,500 995,500
Viskositas (μ) cP 0,703 0,703
Laju alir volume (Q) m3/jam 224 226
Laju alir massa per detik (G) kg/s 44,68 44,98
Tekanan uap air pada suhu 30 oC atm 0,0393 0,0393
Langkah-langkah perhitungan :
1. Perhitungan diameter optimum pipa, Di,opt
Untuk Pipa tipe Carbon Steel, perhitungan diameter optimum pipa:
Di,opt = 293 G 0,52
–0,37
(Coulson & Richardson’s, 2005)
= [293 (60,774)0,52
(995,500)–0,37
] × 0,03577
= 7,54 in
Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi :
Ukuran nominal : 12 in
Schedule number : 80
Diameter Dalam (ID) : 7,65 in = 0,146 m
Kecepatan linier,
v = 2
iD4
π
Q (Coulson & Richardson’s, 2005)
= 2194,0
4π
219,774
= 2,02 m/s
2. Perhitungan Bilangan Reynold, NRe
Bilangan Reynold : NRe = Dvρ
(Peters, 2004)
= 5.888.256,473 (aliran turbulen)
3. Perhitungan pressure head, ΔP
Pressure head: ΔP = (P2 – P1) / (ρ × g)
P2 = P1, sehingga ΔP = 0
4. Perhitungan Static Head, ΔH
Static Head: ΔH = z2 – z1 = 9,8551 – 0 = 9,8551 m
5. Perhitungan Velocity head, Δv
Velocity head: Δv = g
vv
2
2
1
2
2
v2 = v1, sehingga Δv = 0
6. Perhitungan Friction head, Fs
Friction loss pada pipa untuk aliran turbulen:
f = 0,04 × Re–0,16
(Geankoplis, 2003)
= 0,04 × (5.576.508,473)–0,16
f = 0,003583
Suction Total Le Discharge Total Le
Friction loss (f), m 0,003583 0,003583
Panjang pipa (L), m 10 20
elbow 2 (Le = 0.4572 m) 0,9144 3 (Le = 0.4572 m) 1,37
Standard Tee 0 (Le = 0.6096 m) 0 2 (Le = 0.6096 m) 0,94
Gate valve fully open 0 (Le = 0.0853 m) 0 1 (Le = 0.0853 m) 0,45
Globe valve 0 (Le = 3.9624 m) 0 1 (Le = 3.9624 m) 0,6 2
Le, m 10 0,912 20 3,45
L + Le, m 10,962 23,52
LD.3 Bak Sedimentasi (B-701)
Fungsi : Tempat penampungan air sementara
Jumlah : 1 unit
Bahan kontruksi : Beton kedap air
B-601
P1
L1
54
6
T
Gambar LD.3 Sketsa 3D Bak Sedimentasi
Kondisi operasi :
Temperatur = 30 oC
Densitas air ( ) = 995,50 kg/m3 (Geankoplis, 1997)
Laju alir massa (F) = 253.645 kg/jam
Lama penampungan = 24 jam
Faktor keamanan (fk) = 20%
Sehingga:
Jumlah air masuk (W) = 24 jam × 198.895,439 kg/jam = 4.773.490,544 kg
Volume bak = Wfk1
= 5.3778 m3
Desain Perancangan :
Bak dibuat persegi panjang
Panjang bak (P) = 3 × tinggi bak (T)
Lebar bak (L) = 2 × tinggi bak (T)
Perhitungan ukuran bak :
Volume (V) = P × L × T
= (3T) × (2T) × (T)
V = 6 T2
T = (V/6)1/3
T = 9,751 m
Sehingga, dari ukuran tinggi bak (T) didapat dimensi lainnya sebagai berikut:
P = 3T
= 3 × 9,751
P = 29,584 m
L = 2T
= 2 × 9,751
L = 19,145 m
LAMPIRAN E
PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI
Dalam rencana pra rancangan pabrik pembuatan Dimetil Eter dari Proses
Gasifikasi Tandan Kosong Kelapa Sawit digunakan asumsi sebagai berikut :
Pabrik beroperasi selama 330 hari dalam setahun
Kapasitas maksimum adalah 50.000 ton/tahun
Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau
purchased-equipment delivered (Peters, 2004)
Harga alat disesuaikan dengan basis 1 Januari 2012, dimana nilai tukar
dollar terhadap rupiah adalah US$ 1 = Rp 9.175,- (Anonim, 2012)
E.1 Modal Investasi Tetap (Fixed Capital Investment)
E.1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)
A. Biaya Tanah Lokasi Pabrik
Harga tanah untuk kebutuhan pabrik dan industri di daerah Provinsi Sumatera
Selatan adalah Rp. 400.000,- /m2 (Citra, 2008).
Luas tanah seluruhnya = 33.478 m2
Harga tanah seluruhnya = 33.478 m2 Rp. 400.000,- /m
2 = Rp. 13.391.040.000,-
Biaya administrasi tanah diperkirakan 5 dari harga tanah seluruhnya.
(Peters, et al, 2004)
Biaya administrasi tanah
= 0,05 Rp. 13.391.040.000,- = Rp. 669.552.000,-
Biaya perataan tanah diperkirakan 5 dari harga tanah seluruhnya.
(Peters, et al, 2004)
Biaya perataan tanah
= 0,05 Rp. 13.391.040.000,- = Rp. 669.552.000,-
Total biaya tanah (A)
= Rp. 13.391.040.000,- + Rp. 669.552.000,- + Rp. 669.552.000,-
= Rp 14.730.144.000,-
B. Harga Bangunan
Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan
No Nama Bangunan Luas (m2) Harga (per m
2) Jumlah
1 Pos Keamanan 110,25 Rp750.000 Rp82.687.500
2 Parkir 1206 Rp700.000 Rp844.200.000
3 Taman 437,5 Rp500.000 Rp218.750.000
4 Ruang Kontrol 360 Rp2.000.000 Rp720.000.000
5 Areal Proses + Produk 5861,5 Rp2.500.000 Rp14.653.750.000
6 Perkantoran 2536,5 Rp3.500.000 Rp8.877.750.000
7 Laboratorium 213,9 Rp2.000.000 Rp427.800.000
8 Poliklinik 154,35 Rp1.700.000 Rp262.395.000
9 Kantin 363,6 Rp1.500.000 Rp545.400.000
10 Musholla 174 Rp500.000 Rp87.000.000
11 Gudang Peralatan 65,1 Rp1.000.000 Rp65.100.000
12 Bengkel 990 Rp800.000 Rp792.000.000
13 Gudang Bahan 1084,5 Rp1.000.000 Rp1.084.500.000
14 Areal Utilitas 2270,6 Rp2.000.000 Rp4.541.200.000
16 Pembangkit Listrik 530,4 Rp2.000.000 Rp1.060.800.000
17 Area Perluasan 2000 Rp1.000.000 Rp2.000.000.000
19 Jalan 15119,4 Rp700.000 Rp10.583.580.000
Total 33478 m2 Rp46.846.912.500
Total biaya bangunan (B) = Rp46.846.912.500,-
C. Perincian Harga Peralatan
Harga peralatan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut :
y
x
m
1
2yx
I
I
X
XCC
(Peter, et al, 2004)
dimana: Cx = harga alat pada tahun 2012
Cy = harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia
X1 = kapasitas alat yang tersedia
X2 = kapasitas alat yang diinginkan
Ix = indeks harga pada tahun 2012
Iy = indeks harga pada tahun yang tersedia
m = faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat)
Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2012 digunakan metode regresi
koefisien korelasi :
2
i
2
i
2
i
2
i
iiii
ΣYΣYnΣXΣXn
ΣYΣXYΣXnr (Montgomery, 1992)
Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift
No Tahun (Xi) Indeks (Yi) Xi.Yi Xi ² Yi ²
1 2003 1123,6 2250571 4012009 1262477
2 2004 1178,5 2361714 4016016 1388862
3 2005 1244,5 2495223 4020025 1548780
4 2006 1302,3 2612414 4024036 1695985
5 2007 1373,3 2756213 4028049 1885953
6 2008 1449,3 2910194 4032064 2100470
Total 12033 7671,5 15386329 24132199 9882528
(Sumber : CEPCI, 2008)
Data : n = 6 ∑ Xi = 12033 ∑ Yi = 1449,3
∑ XiYi = 15386329 ∑ Xi ² = 24132199 ∑ Yi² = 9882528
Chemical Engineering Plant Cost Index
0,0
200,0
400,0
600,0
800,0
1000,0
1200,0
1400,0
1600,0
1800,0
1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Year
Ind
ex
Calculated index
Actual index
Gambar LE.1 Indeks Marshall dan Swift (CPCI, 2008)
Dengan memasukkan harga-harga pada Tabel LE.2, maka diperoleh harga koefisien
korelasi :
Chemical Engineering Plant Cost Index
R2 = 0,9971
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Year
Ind
ex
Calculated Index
Linear (Calculated Index)
Gambar LE.2 Linearisasi cost index dari tahun 2003 – 2008
R2 = 0,9971 ≈ 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 (2012)
X = variabel tahun ke n
a, b = tetapan persamaan regresi
Tetapan regresi ditentukan oleh :
2
i
2
i
iiii
ΣXΣXn
ΣYΣXYΣXnb
22
2
Xi)(Xin.
Xi.YiXi.XiYi.a (Montgomery, 1992)
Maka :
64,8771429105
6812,1
12033241321996
5,767112033153863296b
2
7128832,526105
103604228
12033241321996
1538632912033241321997671,5a
2
Sehingga persamaan regresi liniernya adalah :
Y = a + b X
Y = –128832,53 + 64,87714 X
Dengan demikian, harga indeks pada tahun 2012 adalah :
Y = –128832,53 + 64,87714 (2012)
Y = 1570,53048
Perhitungan harga peralatan menggunakan adalah harga faktor eksponsial (m)
Marshall dan Swift. Harga faktor eksponen ini beracuan pada Tabel 6-4, Peters,
2004. Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya diasumsikan sebesar 0,6
(Peters, 2004).
Contoh perhitungan harga peralatan :
a. Cooling Tower (M-701)
Laju alir volume air, X2 = 568.166,758 galon/menit. Dari Gambar LE.3
diperoleh untuk harga Cooling Tower dengan Laju alir volume air (X1) 3000
galon/menit pada tahun 2003 adalah (Cy) US$ 30.000. Dari Tabel 6-4, Peters, 2004,
diperoleh faktor eksponen (m) untuk Cooling Tower adalah 0,33.
Gambar LE.3 Harga Peralatan untuk Cooling Tower pada tahun 2003 (NETL, 2003)
Indeks harga pada tahun 2003 (Iy) 1123,6 dan Indeks harga tahun 2012 (Ix) adalah
1570,53. Maka estimasi harga Cooling Tower untuk (X2) 2368,86 galon/menit
adalah:
Cx = US$ 30.000
33,0
3000
568166,758×
1123,6
1570,53 ×
US$1
9.500 Rp.
Cx = Rp.2.248.052.104,121,-/unit
Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses Impor
No Nama Alat Kode Unit Harga / Unit Harga Total
1 Elevator C-101 2 Rp487.542.610 Rp975.085.220
2 TKKS screw
Conveyor
C-102 2 Rp46.521.458 Rp93.042.916
3 Olivine Screw
Conveyor
C-103 2 Rp46.521.458 Rp93.042.916
4 Post-Reformer
Cooler / Steam
Generator #1
H-201 1 Rp624.121.285 Rp624.121.285
5 Post-Reformer H-202 1 Rp310.557.679 Rp310.557.679
Cooler / BFW
Preheater #2
6 Combustion Air
Blower
K-201 2 Rp440.647.863 Rp881.295.727
7 Indirectly-heated
Biomass Gasifier
R-201 2 Rp3.099.197.498 Rp6.198.394.996
8 Char Combustor R-202 2 Rp10.592.309.500 Rp21.184.619.001
9 Reformer R-203 1 Rp7.549.857.456 Rp7.549.857.456
10 Quench Water
Recirculation
Cooler
H-301 1 Rp320.568.475 Rp320.568.475
11 Syngas Compressor
Intercoolers
H-302 5 Rp336.456.658 Rp1.682.283.290
12 Water-cooled
Aftercooler
H-303 5 Rp81.070.813 Rp405.354.065
13 Syngas Compressor K-301 4 Rp24.942.514.359 Rp99.770.057.435
14 Syngas Quench
Chamber
M-301 1 Rp5.674.586.125 Rp5.674.586.125
15 Syngas Ventury
Chamber
M-302 1 Rp24.586.125 Rp24.586.125
16 Pre-compressor
Knock-out
S-301 1 Rp547.065.750 Rp547.065.750
17 Syngas Compressor
Interstage Knock-
outs
S-302 4 Rp547.065.750 Rp2.188.263.000
18
Post-compressor
Knock-out
S-303 1 Rp547.065.750 Rp547.065.750
19 Reaktor Sintesis
DME
R-501 1 Rp1.489.865.723 Rp1.489.865.723
20 Post-hydrogen
Compressor Knock-
out
S-503 1 Rp169.668.853 Rp169.668.853
21 Dimetil Eter T-501 3 Rp4.995.049.556 Rp14.985.148.669
strorage Tank
22 Extraction Steam
Turbine/Generator
M-601 1 Rp16.819.379.879 Rp16.819.379.879
23 Steam Drum T-601 1 Rp282.344.621 Rp282.344.621
TOTAL Rp120.949.464.584
Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Proses Non Impor
No Nama Alat Kode Unit Harga / Unit Harga Total
1 Feed Land filled T-101 1 Rp68.524.575 Rp68.524.575
2 TKKS Bin T-102 2 Rp85.542.613 Rp171.085.226
3 Olivine Bin T-103 2 Rp43.547.952 Rp87.095.904
4 MgO Bin T-104 2 Rp31.564.657 Rp63.129.314
5 Make-up Catalyst
Olivine Bin
T-105 2 Rp23.558.750 Rp47.117.500
6 Primary Gasifier
Cyclone
S-201 2 Rp12.586.000 Rp25.172.000
7 Secondary Gasifier
Cyclone
S-202 2 Rp12.586.000 Rp25.172.000
8 Combustor Cyclone S-203 2 Rp12.586.000 Rp25.172.000
9 Quench Water
Recirculation Pump
P-301 2 Rp12.542.650 Rp25.085.300
TOTAL Rp559.691.162
Tabel LE.5 Estimasi Harga Peralatan Utilitas Impor
No Nama Alat Kode Unit Harga / Unit Harga Total
1 Clarifier C-701 1 Rp197.718.206 Rp197.718.206
2 Deaerator D-701 3 Rp654.468.744 Rp1.963.406.232
3 Screening F-701 1 Rp78.542.000 Rp78.542.000
4 Sand Filter F-702 1 Rp323.547.854 Rp323.547.854
5 Boiler Feed Water
Pump
P-713 1 Rp143.862.845 Rp143.862.845
6 Cation Exchanger S-701 1 Rp924.562.455 Rp924.562.455
7 Anion Exchanger S-702 1 Rp924.562.455 Rp924.562.455
8 Tangki Pelarutan
Asam Sulfat
T-706 1 Rp186.452.560 Rp186.452.560
9 Tangki Pelarutan
NaOH
T-707 1 Rp186.452.560 Rp186.452.560
10 Water Cooling
Tower
M-701 1 Rp2.248.052.104 Rp2.248.052.104
TOTAL Rp6.904.661.077
Tabel LE.6 Estimasi Harga Peralatan Utilitas Non Impor
No Nama Alat Kode Unit Harga / Unit Harga Total
1 Bak Sedimentasi B-701 1 Rp10.325.000 Rp10.325.000
2 Bak Penampung
Hasil Clarifier
B-702 1 Rp10.645.000 Rp10.645.000
3 Pompa Screening P-701 1 Rp8.758.000 Rp8.758.000
4 Pompa Bak
Sedimentasi
P-702 1 Rp8.758.000 Rp8.758.000
5 Pompa Aluminium
Sulfat
P-703 1 Rp1.550.000 Rp1.550.000
6 Pompa Soda Abu P-704 1 Rp1.550.000 Rp1.550.000
7 Pompa Clarifier P-705 1 Rp8.758.000 Rp8.758.000
8 Pompa Utilitas P-706 1 Rp8.758.000 Rp8.758.000
9 Pompa Cation P-707 1 Rp8.758.000 Rp8.758.000
Exchanger
10 Pompa Anion
Exchanger
P-708 1 Rp8.758.000 Rp8.758.000
11 Pompa Asam Sulfat P-709 1 Rp1.550.000 Rp1.550.000
12 Pompa NaOH P-710 1 Rp1.550.000 Rp1.550.000
13 Pompa Air umpan
Deaerator
P-711 1 Rp8.758.000 Rp8.758.000
14 Pompa Domestik P-712 1 Rp8.758.000 Rp8.758.000
15 Pompa Water
Cooling Tower
P-714 1 Rp10.545.650 Rp10.545.650
16 Tangki Pelarutan
Alum
T-701
1
Rp186.452.560
Rp186.452.560
Tabel LE.6 Estimasi Harga Peralatan Utilitas Non Impor (Lanjutan)
No Nama Alat Kode Unit Harga / Unit Harga Total
17 Tangki Pelarutan
Soda abu
T-702 1 Rp137.845.760 Rp137.845.760
18 Tangki Kaporit T-703 1 Rp10.547.658 Rp10.547.658
19 Tangki Utilitas T-704 1 Rp520.757.325 Rp520.757.325
20 Tangki Domestik T-705 1 Rp520.757.325 Rp520.757.325
21 Tangki Air Umpan
Deaerator
T-708 1 Rp186.452.560 Rp186.452.560
TOTAL Rp1.670.592.838
Untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut:
- Biaya transportasi = 5
- Biaya asuransi = 1
- Bea masuk = 15
- PPn = 10
- PPh = 10
- Biaya gudang di pelabuhan = 0,5
- Biaya administrasi pelabuhan = 0,5
- Transportasi lokal = 0,5
- Biaya tak terduga = 0,5
Total = 43
Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai
berikut:
- PPn = 10
- PPh = 10
- Transportasi lokal = 0,5
- Biaya tak terduga = 0,5
Total = 21
Maka, total harga peralatan adalah:
Harga impor = 1,43 × (Rp120.949.464.584+ Rp559.691.162) = Rp182.831.399.696,-
Harga non impor = 1,21 × (Rp6.904.661.077+ Rp1.670.592.838) = Rp. 2.698.643.640-
Rp. 185.530.043.336,-
Biaya pemasangan diperkirakan 39 dari total harga peralatan (Timmerhaus 2004).
Biaya pemasangan = 0,39 Rp. 185.530.043.336,-
= Rp. 72.356.716.900,-
Sehingga biaya peralatan + pemasangan (C):
= Rp. 185.530.043.336,- + Rp. 72.356.716.900,-
= Rp. 257.886.760.236,-
Instrumentasi dan Alat Kontrol
Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 26 dari total harga
peralatan (Timmerhaus et al, 2004).
Biaya instrumentasi dan alat kontrol (D) = 0,26 Rp. 185.530.043.336,-
= Rp. 48.237.811.267,-
Biaya Perpipaan
Diperkirakan biaya perpipaan 31 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al,
2004).
Biaya perpipaan (E) = 0,31 Rp. 185.530.043.336,-
= Rp57.514.313.434,-
Biaya Instalasi Listrik
Diperkirakan biaya instalasi listrik 10 dari total harga peralatan (Timmerhaus et
al, 2004).
Biaya instalasi listrik (F) = 0,1 Rp. 185.530.043.336,-
= Rp18.553.004.333,-
Biaya Insulasi
Diperkirakan biaya insulasi 55 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al,
2004).
Biaya insulasi (G) = 0,55 Rp. 185.530.043.336,-
= Rp102.041.523.834,-
Biaya Inventaris Kantor
Diperkirakan biaya inventaris kantor 5 dari total harga peralatan (Timmerhaus
et al, 2004).
Biaya inventaris kantor (H) = 0,05 Rp. 185.530.043.336,-
= Rp9.276.502.166,-
Biaya Perlengkapan Kebakaran dan Keamanan
Diperkirakan biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan 5 dari total harga
peralatan (Timmerhaus et al, 2004).
Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan ( I ) = 0,05 Rp. 185.530.043.336,-
= Rp9.276.502.166,-
Sarana Transportasi
Untuk mempermudah pekerjaan, perusahaan memberi fasilitas sarana
transportasi (J) seperti pada tabel berikut.
Tabel LE.7 Biaya Sarana Transportasi
N
o
Jenis
Kendaraan
Unit Tipe Harga/unit Harga/total
1 Mobil Dewan
Komisaris
3 BMW 523i
Tahun 2005,
2500 CC
Rp525.000.000 Rp1.575.000.000
2 Mobil Direktur 1 Toyota
Alphard 2.4
AXL Tahun
2007, 2400 CC
Rp480.000.000 Rp480.000.000
3 Mobil Manager 5 Honda 2.4 Vti-
L New A/T
Tahun 2007,
2400 CC
Rp285.000.000 Rp1.425.000.000
4 Mobil Kepala
Seksi
14 Honda City
facelift 2007,
1500 CC
Rp163.000.000 Rp2.282.000.000
5 Ambulance 1 Minibus Rp98.000.000 Rp98.000.000
6 Bus Karyawan 2 Bus Rp350.000.000 Rp700.000.000
7 Truk 3 Truk Rp350.000.000 Rp1.050.000.000
8 Mobil Pemadam
Kebakaran
2 Truk Rp250.000.000 Rp500.000.000
9 Fork Lift 2 Truk Rp187.200.000 Rp374.400.000
Total Biaya Transportasi Rp8.199.400.000
Total MITL = A + B + C + D + E + F + G + H + I + J
= Rp. 572.562.873.939,-
E.1.2 Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL)
Pra Investasi
Diperkirakan 40 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004).
Pra Investasi (K) = 0,4 × Rp. 185.530.043.336,-
= Rp. 74.212.017.334,-
Biaya Engineering dan Supervisi
Diperkirakan 32 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004).
Biaya Engineering dan Supervisi (L) = 0,32 × Rp. 185.530.043.336,-
= Rp. 59.369.613.867,-
Biaya Legalitas
Diperkirakan 8 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004).
Biaya Legalitas (M) = 0,08 Rp. 185.530.043.336,-
= Rp. 14.842.403.466,-
Biaya Kontraktor
Diperkirakan 8 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004).
Biaya Kontraktor (N) = 0,08 Rp. 185.530.043.336,-
= Rp. 14.842.403.466,-
Biaya Tak Terduga
Diperkirakan 32 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004) .
Biaya Tak Terduga (O) = 0,32 Rp. 185.530.043.336,-
= Rp. 59.369.613.867,-
Total MITTL = K + L + M + N + O
= Rp. 222.636.052.002,-
Total MIT = MITL + MITTL
= Rp795.198.925.942,-
E.2 Modal Kerja
Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 3 bulan (90 hari).
E.2.1 Persediaan Bahan Baku
A. Bahan baku proses
1. Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)
Kebutuhan = 76053 kg/jam
Harga = Rp 90,- /kg (Anonim, 2007)
Harga total = 90 hari 24 jam/hari 76053 kg/jam Rp 90,- /kg
= Rp14.784.703.200,00,-
2. Olivine
Kebutuhan = Jumlah olivine dalam sirkulasi gasifier + Make-up Olivine
= 2.047.842,626 kg + 2.252,625 kg
Harga = Rp 2.771,768 /kg (Spath, P. & Friends, 2005)
Harga total = (90 hari 24 jam/hari 2.252,62 kg/jam Rp 2.771,768,- /kg)
+ (2.047.842,626 Rp 2.771,768,- /kg)
= Rp19.162.660.910,-
3. Katalis Olivine
Kebutuhan = 24,857 kg/jam
Harga = Rp. 8.513,38-/kg (Spath, P. & Friends, 2005)
Harga total = 90 hari 24 jam/hari 24,857 kg/jam Rp. 8.513,38,-/kg
= Rp457.085.893,-
B. Persediaan bahan baku utilitas
1. Alum, Al2(SO4)3
Kebutuhan = 3,074 kg/jam
Harga = Rp 7.900 ,-/kg (CV. Rudang Jaya 2008)
Harga total = 90 hari 24 jam/hari 3,074 kg/jam Rp 7.900,- /kg
= Rp. 52.457.388,36
2. Soda abu, Na2CO3
Kebutuhan = Kebutuhan pada klarifikasi + Kebutuhan pada bak netralisasi
= 1,600 kg/jam + 2,398 kg/jam
= 4,058 kg/jam
Harga = Rp 6500,-/kg (CV. Rudang Jaya 2008)
Harga total = 90 hari 24 jam/hari × 4,058 kg/jam Rp 6500,-/kg
= Rp.56.973.766,85
3. Kaporit
Kebutuhan = 0,489 kg/jam
Harga = Rp 7.050,-/kg (CV. Rudang Jaya 2008)
Harga total = 90 hari 24 jam/hari 0,489 kg/jam Rp 7.050,-/kg
= Rp. 7.439.165,-
4. H2SO4
Kebutuhan = 3,680 kg/jam = 0,003571 L/jam
Harga = Rp 347.000-/L (CV. Rudang Jaya 2008)
Harga total = 90 hari 24 jam 0,003571 L/jam Rp 347.000-/L
= Rp. 2.680.828,-
5. NaOH
Kebutuhan = 4,022 kg/jam
Harga = Rp. 10.000,-/kg (CV. Rudang Jaya 2008)
Harga total = 90 hari 24 jam 4,022 kg/jam Rp 10.000,-/kg
= Rp. 86.887.967,-
Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan (90 hari) adalah
= Rp. 35.413.726.280,-
E.2.2 Kas
A. Gaji Pegawai
Tabel LE.8 Perincian gaji
Jabatan Jumlah Gaji/bulan Total Gaji/bulan
Dewan Komisaris 3 Rp17.500.000 Rp52.500.000
Direktur 1 Rp26.000.000 Rp26.000.000
Sekretaris 2 Rp3.000.000 Rp6.000.000
Manajer Keselamatan 1 Rp10.000.000 Rp10.000.000
Manajer Produksi 1 Rp10.000.000 Rp10.000.000
Manajer Teknik 1 Rp10.000.000 Rp10.000.000
Manajer Umum dan Keuangan 1 Rp10.000.000 Rp10.000.000
Manajer Pembelian dan Pemasaran 1 Rp10.000.000 Rp10.000.000
Kepala Seksi Proses 1 Rp5.000.000 Rp5.000.000
Kepala Seksi Laboratorium R&D 1 Rp5.000.000 Rp5.000.000
Kepala Seksi Utilitas 1 Rp5.000.000 Rp5.000.000
Kepala Seksi Listrik 1 Rp5.000.000 Rp5.000.000
Kepala Seksi Instrumentasi 1 Rp. 5.000.000 Rp5.000.000
Kepala Seksi Pemeliharaan Pabrik 1 Rp. 5.000.000 Rp5.000.000
Kepala Seksi Keuangan 1 Rp. 5.000.000 Rp5.000.000
Kepala Seksi Administrasi 1 Rp. 5.000.000 Rp5.000.000
Kepala Seksi Personalia 1 Rp. 5.000.000 Rp5.000.000
Kepala Seksi Humas 1 Rp. 5.000.000 Rp5.000.000
Kepala Seksi Keamanan 1 Rp. 4.000.000 Rp4.000.000
Kepala Seksi Pembelian 1 Rp. 5.000.000 Rp5.000.000
Kepala Seksi Penjualan 1 Rp. 5.000.000 Rp5.000.000
Kepala Seksi Gudang / Logistik 1 Rp. 5.000.000 Rp5.000.000
Karyawan Proses 30 Rp. 1.600.000 Rp48.000.000
Karyawan Laboratorium, R&D 15 Rp. 1.600.000 Rp24.000.000
Karyawan Utilitas 15 Rp. 1.600.000 Rp24.000.000
Karyawan Unit Pembangkit Listrik 8 Rp. 1.600.000 Rp12.800.000
Karyawan Instrumentasi Pabrik 8 Rp. 1.600.000 Rp12.800.000
Karyawan Pemeliharaan Pabrik 15 Rp. 1.600.000 Rp24.000.000
Karyawan Bagian Keuangan 5 Rp. 1.600.000 Rp8.000.000
Karyawan Bagian Administrasi 4 Rp. 1.600.000 Rp6.400.000
Karyawan Bagian Personalia 4 Rp. 1.600.000 Rp6.400.000
Karyawan Bagian Humas 4 Rp. 1.600.000 Rp6.400.000
Karyawan Pembelian 10 Rp. 1.600.000 Rp16.000.000
Karyawan Penjualan / Pemasaran 10 Rp. 1.600.000 Rp16.000.000
Petugas Keamanan 16 Rp. 1.600.000 Rp25.600.000
Karyawan Gudang / Logistik 16 Rp. 1.600.000 Rp25.600.000
Dokter 2 Rp. 4.000.000 Rp10.000.000
Perawat 4 Rp. 1.500.000 Rp6.000.000
Petugas Kebersihan 24 Rp. 850.000 Rp20.400.000
Supir 10 Rp. 1.200.000 Rp12.000.000
Total 225 Rp507.900.000
Total gaji pegawai selama 3 bulan = 3 × Rp. 507.900.000,-
= Rp. 1.523.700.000,-
B. Biaya Administrasi Umum
Diperkirakan 20 dari gaji pegawai = 0,2 Rp. 507.900.000,-
= Rp. 101.580.000,-
C. Biaya Pemasaran
Diperkirakan 20 dari gaji pegawai = 0,2 Rp. 507.900.000,-
= Rp. 101.580.000,-
D. 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).
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 Dimetil Eter
Nilai Perolehan Objek Pajak
Tanah Rp. 14.730.144.000,-
Bangunan Rp. 46.846.912.500,-
Total NJOP Rp 61.577.056.500,-
Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak Rp. 30.000.000,- –
Nilai Perolehan Objek Pajak Kena Pajak Rp 61.547.056.500,-
Pajak yang Terutang (5% × NPOPKP) Rp 3.077.352.825,-
Tabel LE.9 Perincian Biaya Kas
No. Jenis Biaya Jumlah (Rp)
1 Gaji Pegawai Rp. 1.523.700.000,00
2 Administrasi Umum Rp. 101.580.000,00
3 Pemasaran Rp101.580.000,00
4 Pajak Bumi dan Bangunan Rp. 3.077.352.825,00
Total Rp. 4.804.212.825,00
E. Biaya Start – Up
Diperkirakan 12 dari Modal Investasi Tetap (Timmerhaus et al, 2004).
= Rp 95.423.871.113,-
E.2.3 Piutang Dagang
HPT12
IPPD
dimana: PD = piutang dagang
IP = jangka waktu kredit yang diberikan (1 bulan)
HPT = hasil penjualan tahunan
Penjualan :
Harga jual Dimetil Eter = $1,6/kg (Spath, P. & Friends, 2005)
Produksi Dimetil Eter = 6313,136 kg/jam
Hasil penjualan Dimetil Eter tahunan
= 6313,136 kg/jam 24jam/hari 330hari/thn $1,6/kg 9150 Rp/$
= Rp. 734.000.533.776,-
Piutang Dagang = 12
1 Rp. 734.000.533.776,-
= Rp. 61.166.711.14,-
Perincian modal kerja dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
Tabel LE.10 Perincian Modal Kerja
No. Biaya Jumlah (Rp)
1 Bahan baku proses dan utilitas Rp35.413.726.280,64
2 Kas Rp4.804.212.825,00
3 Start up Rp95.423.871.113,15
4 Piutang Dagang Rp61.166.711.148,04
Total Rp196.808.521.366,82
Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja
= Rp. 795.198.925.943 + Rp. 196.808.521.366,82
= Rp. 992.007.447.309,-
Modal ini berasal dari:
- Modal sendiri = 60 dari total modal investasi
= Rp. 595.204.468.385,-
- Pinjaman dari Bank = 40 dari total modal investasi
= Rp. 396.802.978.923,-
E.3 Biaya Produksi Total
E.3.1 Biaya Tetap (Fixed Cost = FC)
A. Gaji Tetap Karyawan
Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah 2 bulan gaji yang
diberikan sebagai tunjangan, sehingga (P)
Gaji total = (12 + 2) Rp Rp539.500.000,-
= Rp7.110.600.000,-
B. Bunga Pinjaman Bank
Bunga pinjaman bank adalah 15 % dari total pinjaman (Bank Mandiri, 2007).
Bunga bank (Q) = 0,15 Rp. 396.802.978.92,-
= Rp. 59.520.446.839,-
C. 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, 1999). 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 E.11.
Tabel LE.11 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000
Kelompok Harta
Berwujud
Masa
(tahun)
Tarif
(%)
Beberapa Jenis Harta
I. Bukan Bangunan
1.Kelompok 1
2. Kelompok 2
3. Kelompok 3
4
8
16
25
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
(Rusjdi, M., 1999)
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)
Tabel LE.12 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UURI No. 17 Tahun 2000
Komponen Biaya Umur
(tahun) Depresiasi (Rp)
Bangunan Rp46.846.912.500 25 Rp1.873.876.500,00
Peralatan proses dan
utilitas Rp257.886.760.237 16 Rp16.117.922.514,80
Instrumentrasi dan
pengendalian proses Rp48.237.811.267 5 Rp9.647.562.253,46
Perpipaan Rp57.514.313.434 5 Rp11.502.862.686,82
Instalasi listrik Rp18.553.004.334 5 Rp3.710.600.866,72
Insulasi Rp102.041.523.835 5 Rp20.408.304.766,94
Inventaris kantor Rp9.276.502.167 5 Rp1.855.300.433,36
Perlengkapan
keamanan dan
kebakaran Rp9.276.502.167
5
Rp1.855.300.433,36
Sarana transportasi Rp8.199.400.000 8 Rp1.024.925.000,00
TOTAL Rp67.996.655.455,44
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. 222.636.052.002,-
= Rp. 55.659.013.001,-
Total biaya depresiasi dan amortisasi (R)
= Rp67.996.655.455,- + Rp. 55.659.013.001,-
= Rp. 123.655.668.456,-
D. 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 pabrik (Timmerhaus et al, 2004).
Biaya perawatan mesin = Rp. 20.630.940.819,-
2. Perawatan bangunan
Diperkirakan 10 dari harga bangunan (Timmerhaus et al, 2004).
Perawatan bangunan = Rp. 4.684.691.250,-
3. Perawatan kendaraan
Diperkirakan 10 dari harga kendaraan (Timmerhaus et al, 2004).
Perawatan kenderaan = Rp. 819.940.000-
4. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol
Diperkirakan 10 dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Timmerhaus et
al, 2004).
Perawatan instrumen = Rp. 4.823.781.127,-
5. Perawatan perpipaan
Diperkirakan 10 dari harga perpipaan (Timmerhaus et al, 2004).
Perawatan perpipaan = Rp. 5.751.431.343,-
6. Perawatan instalasi listrik
Diperkirakan 10 dari harga instalasi listrik (Timmerhaus et al, 2004).
Perawatan listrik = Rp. 1.855.300.433,-
7. Perawatan insulasi
Diperkirakan 10 dari harga insulasi (Timmerhaus et al, 2004).
Perawatan insulasi = Rp10.240.152.383,-
8. Perawatan inventaris kantor
Diperkirakan 10 dari harga inventaris kantor (Timmerhaus et al, 2004).
Perawatan inventaris kantor = Rp 927.650.217,-
9. Perawatan perlengkapan kebakaran
Diperkirakan 10 dari harga perlengkapan kebakaran (Timmerhaus et al,
2004).
Perawatan perlengkapan kebakaran = Rp 927.650.217,-
Total biaya perawatan (S) = Rp. 50.625.537.789,-
E. Biaya Tambahan Industri (Plant Overhead Cost)
Biaya tambahan industri ini diperkirakan 20 dari modal investasi tetap
(Timmerhaus et al, 2004).
Plant Overhead Cost (T) = Rp. 119.279.838.891,-
F. Biaya Administrasi Umum
Biaya administrasi umum selama 3 bulan adalah Rp. 101.580.000,-
Biaya administrasi umum selama 1 tahun (U) = 4 Rp. 101.580.000,-
= Rp. 406.320.000,-
G. Biaya Pemasaran dan Distribusi
Biaya pemasaran selama 3 bulan adalah Rp 101.580.000,-
Biaya pemasaran selama 1 tahun = 4 Rp 101.580.000,-
= Rp 406.320.000,-
Biaya distribusi diperkirakan 50 % dari biaya pemasaran, sehingga :
Biaya distribusi = 0,5 Rp 406.320.000,-
= Rp 203.160.000,-
Biaya pemasaran dan distribusi (V) = Rp 406.320.000+ Rp 406.320.000
= Rp 609.480.000,-
H. Biaya Laboratorium, Penelitan dan Pengembangan
Diperkirakan 5 dari biaya tambahan industri (Timmerhaus et al, 2004).
Biaya laboratorium (W) = Rp5.963.991.945,-
I. Hak Paten dan Royalti
Diperkirakan 1% dari modal investasi tetap (Timmerhaus et al, 2004).
Biaya hak paten dan royalti (X) = Rp. 7.951.989.259,-
J. Biaya Asuransi
1. Biaya asuransi pabrik adalah 3,1 permil dari modal investasi tetap
langsung (Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia-AAJI, 2007).
= Rp. 1.774.988.909,-
2. Biaya asuransi karyawan
Premi asuransi = Rp. 375.000,-/tenaga kerja (Asuransi Jiwa Bersama
Bumiputera, 2008)
Maka biaya asuransi karyawan = 220 orang Rp. 375.000,-/orang
= Rp. 84.375.000,-
Total biaya asuransi (Y) = Rp. 1.859.319.909,-
K. Pajak Bumi dan Bangunan
Pajak Bumi dan Bangunan (Z) adalah Rp. 3.077.352.825
Total Biaya Tetap = P + Q + R + S + T + U +V + W + X + Y + Z
= Rp. 380.060.545.914,-
E.3.2 Biaya Variabel
A. Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun
Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 90 hari adalah
= Rp. 35.413.726.281,-
Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun
= Rp. 35.413.726.281,- × 90
330
= Rp. 129.850.329.696,-
B. Biaya Variabel Tambahan
1. Perawatan dan Penanganan Lingkungan
Diperkirakan 10 dari biaya variabel bahan baku
Biaya perawatan lingkungan = Rp. 12.985.032.970,-
2. Biaya Variabel Pemasaran dan Distribusi
Diperkirakan 1 dari biaya variabel bahan baku
Biaya variabel pemasaran = Rp 1.298.503.297,-
Total biaya variabel tambahan = Rp. 12.985.032.970+ Rp 1.298.503.297
= Rp.14.283.536.267,-
C. Biaya Variabel Lainnya
Diperkirakan 5 dari biaya variabel tambahan
= Rp. 714.176.813,-
Total biaya variabel = Rp. 14.997.713.080,-
Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel
= Rp. 395.058.258.994,-
E.4 Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan
E.4.1 Laba Sebelum Pajak (Bruto)
Laba atas penjualan = total penjualan – total biaya produksi
= Rp. 338.942.274.783,-
Bonus perusahaan untuk karyawan 0,5% dari keuntungan perusahaan
= 0,005 × Rp. 338.942.274.783,-
= Rp. 1.694.711.374,-
Pengurangan bonus atas penghasilan bruto sesuai dengan UU RI No. 17/00
Pasal 6 ayat 1 sehingga :
Laba sebelum pajak (bruto) = Rp. 337.247.563.409,-
E.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,-
- 15 (Rp 100.000.000 – Rp 50.000.000) = Rp. 7.500.000,-
- 30 (Bruto – Rp. 100.000.000)) = Rp. 101.144.269.023,-
Total PPh = Rp101.156.769.023,-
E.4.3 Laba setelah pajak
Laba setelah pajak = laba sebelum pajak – PPh
= Rp. 236.090.794.386,-
E.5 Analisa Aspek Ekonomi
A. Profit Margin (PM)
PM = penjualanTotal
pajaksebelumLaba 100
PM = 100% 533.776,-Rp734.000.
3.409,-337.247.56 Rp.
= 45,947%
B. Break Even Point (BEP)
BEP = VariabelBiayaPenjualanTotal
TetapBiaya 100
BEP = 100% .080,-14.997.713 Rp. 3.776,-734.000.53 Rp.
5.914,-380.060.54 Rp.
= 49,859 %
Kapasitas produksi pada titik BEP = 52,859 % 50000 ton/tahun
= 3337,085487 ton/tahun
Nilai penjualan pada titik BEP = 49,859 % Rp. 734.000.533.776,-
= Rp. 387.988.246.421,-
C. Return on Investment (ROI)
ROI =InvestasiModalTotal
pajaksetelahLaba 100
ROI = 100% 7.309,-992.007.44 Rp.
4.386,-236.090.79 Rp.= 23,799%
D. Pay Out Time (POT)
POT = tahun1 ROI
1
POT = 4,202 tahun
E. Return on Network (RON)
RON =sendiriModal
pajaksetelahLaba 100
RON = 100% 8.385,-595.204.46
4.386,-236.090.79 Rp.= 39,665 %
F. Internal Rate of Return (IRR)
Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan
pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut “Cash Flow”. Untuk
memperoleh cash flow diambil ketentuan sebagai berikut:
- Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10 tiap tahun
- Masa pembangunan disebut tahun ke nol
- Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun
- Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke – 10
- Cash flow adalah laba sesudah pajak ditambah penyusutan.
Dari Tabel E.13, diperoleh nilai IRR = 40,851 %