Lampiran Perhitungan Neraca Massa

275
Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Basis perhitungan : 1 hari operasi Kapasitas TBS : 45 ton/jam Konversi TBS ke POME : 60 %(Novaviro Technology, 2010) Maka, jumlah produksi POME = 60 % x 45 ton/jam = 27 ton/jam = tahun hari 300 hari jam 20 jam ton 27 x x = 162.000 ton/tahun Jumlah kebutuhan POME = hari 365 tahun 1 x tahun ton 000 . 162 = 443,8356164 ton/hari = 443,8356164 m 3 /hari = 443.835,6164 L/hari Karakteristik POME : COD input : 53000 mg/L .......................(Senafati, 2010). % Dekomposisi COD : 65%....................................(Sompong dkk., 2007) COD input : hari .L 6164 , 835 . 443 L mg 53000 x : 23.523,2877 kg/hari COD output : COD input 0,65 x COD input : 23.523,2877kg/hari 0,65 x 23.523,2877kg/hari : 8.233,1507 kg/hari COD terkonversi : 23.523,2877kg/hari 8.233,1507kg/hari : 15.290,1370 kg/hari Komposisi Biohidrogen, % Volume (Sompong dkk., 2007) 61 % H 2 38,9915 % CO 2 85 ppm H 2 S = 0,000085 % H 2 S

Transcript of Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Page 1: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

LAMPIRAN A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

Basis perhitungan : 1 hari operasi

Kapasitas TBS : 45 ton/jam

Konversi TBS ke POME : 60 %(Novaviro Technology, 2010)

Maka, jumlah produksi POME = 60 % x 45 ton/jam

= 27 ton/jam

= tahun

hari300

hari

jam20

jam

ton27 xx

= 162.000 ton/tahun

Jumlah kebutuhan POME = hari 365

tahun1x

tahun

ton000.162

= 443,8356164 ton/hari

= 443,8356164 m3/hari

= 443.835,6164 L/hari

Karakteristik POME :

COD input : 53000 mg/L .......................(Senafati, 2010).

% Dekomposisi COD : 65%....................................(Sompong dkk., 2007)

COD input : hari

.L6164,835.443

L

mg53000 x

: 23.523,2877 kg/hari

COD output : COD input – 0,65 x COD input

: 23.523,2877kg/hari – 0,65 x 23.523,2877kg/hari

: 8.233,1507 kg/hari

COD terkonversi : 23.523,2877kg/hari – 8.233,1507kg/hari

: 15.290,1370 kg/hari

Komposisi Biohidrogen, % Volume (Sompong dkk., 2007)

61 % H2

38,9915 % CO2

85 ppm H2S = 0,000085 % H2S

Page 2: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Densitas masing-masing gas (Hysys)

H2 = 0,0811 kg/m3

CO2 = 1,7780 kg/m3

H2S = 1,3790 kg/m3

Densitas campuran biohidrogen

ρcampuran = (%.ρ)H2 + (%.ρ)CO2 + (%.ρ) H2S

= (0,61.0,0811) + (0,389915 . 1,7780) + (0,000085. 1,3790)

= 0,7429 kg/m3

A.1 Tangki Pre-treatment (M-103)

Fungsi: sebagai tempat menon-aktifkan bakteri yang memproduksi gas

metana, sehingga produksi gas hidrogen yang dihasilkan lebih besar.

FC

1

3

J-106

L-104

C-105

2

3

M-103

TC

LCPKS memiliki komposisi 46,1% karbohidrat (C5H10O5)900, 11,2% protein

dan 27,9% lipid (Yoshimasa, 2010). Namun pada rancangan ini perhitungan neraca

massa LCPKS hanya dihitung sebagai komponen yang terbesar dalam LCPKS yaitu

karbohidrat yang akan dihidrolisis menjadi glukosa dan dikonversikan menjadi

biohidrogen.

NaOH yang diperlukan pada pre-treatment adalah 10% NaOH 1 M (Syafawati

dkk.,2012)

Neraca massa komponen:

LCPKS : F1

(C5H10O5)900 = 204.608,2192 kg/hari

F1

H2O = 239.227,3972 kg/hari

F1

= 443.835,6164 kg/hari

NaOH : F2

NaOH =1000gr

kg

mol

gr40 1,0

hari

L6164,835.443%10 xMxxx

Page 3: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

= 1.775,3425 kg/hari

Neraca massa total:

F1

= F2 + F

3

F3= 443.835,6164 kg/hari – 1.775,3425 kg/hari

F3= 445.610,9589 kg/hari

A.2 Tangki Pencampur (M-107)

Fungsi: sebagai tempat mencampur LCPKS dari Tangki Pre-Treatment

dengan nutrisi.

Karakteristik LCPKS Rambutan (Yoshimasa,2010) :

Fe yang terkandung dalam LCPKS = 70 mg/L

C : N : P = 350 : 5,4 : 0,4

Nutrisi yang diperlukan dalam fermentasi biohidrogen (Sompong dkk., 2007) :

Fe2+

= 257 mg/L

C : N = 74

C : P = 559

Neraca massa komponen:

FeCl2 :

FC FC

3

6

TC

J - 112

4 5

J - 106

M - 107

1000000mg

kg 1

hari

L6164,835.443

L

mg 70 xx

kg/hari 0685,31

Page 4: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

F4

FeCl2 = kg/hari9973,82mg 1000000

kg 1

hari

.L6164,835.443

L

mg187 xx

Na2HPO4.2H2O :

F5

Na2HPO4.2H2O

Neraca Massa total :

F3 + F

4+ F

5 = F

6

445.610,9589 kg/hari + kg/hari 9973,82 + kg/hari 15,1969 = F6

F6

= 445.709,1531 kg/hari

A.3 Bioreaktor Hidrogen (R-201)

Fungsi : sebagai tempat berlangsungnya reaksi pembentukan hidrogen

dengan menggunakan bakteri termofilik.

FC

FC

R-201

6

7

LI

TC

J-202

8

J-112

Kesetimbangan reaksi yang terjadi di dalam reaktor fermentasi :

Reaksi:

(C5H10O5)900 + H2O 750 C6H12O6 (Barnali dkk.,2008)

750C6H12O6 + 500H2O(l) + H2S(l) 2000H2(g) + 500C2H4O2(l) +

500C4H8O2(l) + 1500CO2(g) + H2S(g)

(Sompong dkk., 2009)

Neraca Massa Total :

F6

= F7 + F

8

F7 = COD terkonversi = 15.290,1370 kg/hari

mg 1000000

kg 1

hari

.L6164,835.443

L

mg34,24 xx

kg/hari 15,1969

Page 5: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

F8

= F6 – F

7

= 445.709,1531 kg/hari - 15.290,1370 kg/hari

= 430.419,0161 kg/hari

Neraca Komponen :

Alur 6

F6 = 445.709,1531 kg/hari

F6

(C5H10O5)900 = 204.608,2192 kg/hari

F6

H2O = 239.227,3972 kg/hari

F6

NaOH = 1.775,3425 kg/hari

F6

FeCl2 = kg/hari 9973,82

F6

Na2HPO4.2H2O = kg/hari 15,1969

Alur 7

F7 = 15.290,1370 kg/hari

= 15.290,1370 kg/hari / 0,7429 kg/m3

= 20.582,5403 m3/hari

F7

H2 = 0,61 x 20.582,5403 m3/hari

= 12.555,3496 m3/hari

= 1.018,4900 kg/hari

F7

CO2 = 0,389915 x 20.582,5403 m3/hari

= 8.025,4412 m3/hari

= 14.269,2344 kg/hari

F7

H2S = 0,000085 x 20.582,5403 m3/hari

= 1,7495 m3/hari

= 2,4126 kg/hari

Alur 8

F8 = 430.419,0161 kg/hari

F8

(C5H10O5)900 = 193.050 kg/hari

F8

C6H12O6 = 18.256,0374 kg/hari

F8

H2O = 217.239,4421 kg/hari

F8

NaOH = 1.775,3425 kg/hari

F8

FeCl2 = kg/hari 9973,82

Page 6: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

F8

Na2HPO4.2H2O = kg/hari 15,1969

A.4 Bioreaktor Biogas (R-203)

Fungsi : sebagai tempat berlangsungnya reaksi pembentukan biogas dengan

menggunakan bakteri termofilik.

8

R-203

LI

FC

BK-205

9

10

J-204

Kesetimbangan reaksi yang terjadi di dalam reaktor fermentasi :

Reaksi:

(C5H10O5)900 + H2O 750 C6H12O6 (Barnali dkk.,2008)

750C6H12O6 + 500H2O(l) + H2S(l) 2000H2(g) + 500C2H4O2(l) +

500C4H8O2(l) + 1500CO2(g) + H2S(g)

(Sompong dkk., 2009)

F8

= 430.419,0161 kg/hari

F8

COD = 8.233,1507 kg/hari

% Dekomposisi COD : 84,9%....................................(Senafati, 2010)

F9

= 0,849 x 8.233,1507 kg/hari

= 6.989,9449 kg/hari

F9

CH4 = 2.525,5175 kg/hari

F9

CO2 = 4.430,4986 kg/hari

F9

H2O = 33,0001 kg/hari

F9

H2S = 0,9287 kg/hari

Neraca Massa Total :

F8

= F9 + F

10

430.419,0161 kg/hari = 6.989,9449 kg/hari + F10

Page 7: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

F10

= 430.419,0161 kg/hari - 6.989,9449 kg/hari

F10

= 423.429,0712 kg/hari

A.5 Biodesulfurisasi

Fungsi : untuk menyerap gas H2S yang terkandung dalam biohidrogen, gas

H2S terserap sempurna.

PC

R-303

LITC

14

1617

19

18

15

1312

T-301F-306

Diketahui dibutuhkan inokulum + medium fermentasi 4,7 L/jam untuk umpan

gas 300 L/jam. Inokulum sebanyak 1 L. Sedangkan, medium terdiri dari 0,66 mol/L

Na+ dan 1,34 mol/L K

+ sebagai karbonat. Selanjutnya, médium mengandung (dalam

g/ 1 L dari air demineralisasi) : 1 K2HPO4; 0,83 NaNO3; 6 NaCl ; 0,2 MgCl2.6H2O

(Van den Bosch dkk., 2007).

Gas yang masuk = F12

= 20.582,5403 m3/hari

jam 24

1

m

1000

dm 1

13

3

3

harix

dmx

Lx

= 857.605,8458 L/jam

Jadi, medium fermentasi yang dibutuhkan :

L/jam 58857.605,84

x

L/jam 300

L/jam 7,3

x = 10.577,1388 L/jam

Diketahui :

Masing-masing densitas medium :

Page 8: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

K2HPO4 = 2,44 g/ cm3

NaNO3 = 2,257 g/ cm3

NaCl = 2,165 g/ cm3

MgCl2.6H2O = 1,569 g/ cm3

NaOH = 2,1 g/ cm3

KOH = 2,044 g/ cm3

(Wikipedia,2012)

Air demineralisasi = a L/jam atau 1000a x 10-3

Liter/jam

K2HPO4= 1 gr/L x a L = 3g/cm 2,44

grama= 0,4098a cm

3 = 0,4098a x 10

-3 L/jam

NaNO3 = 0,83 gr/L x a L = 3g/cm 2,257

83,0 grama= 0,3677a cm

3 = 0,3677a x 10

-3 L/jam

NaCl = 6 gr/L x a L = 3g/cm 2,165

6 grama= 2,7714a cm

3 = 2,7714a x 10

-3 L/jam

MgCl2.6H2O = 0,2 gr/L x a L = 3g/cm 1,569

2,0 grama= 0,1275a cm

3 = 0,1275a x 10

-3 L/jam

NaOH = (0,66 mol/L x10.577,1388 L/jam x 40 g/mol)/(2,1 gr/cm3x1000) =

132,9697 L/jam

KOH = (1,34 mol/L x 10.577,1388 L/jam x 56 g/mol/)(2,044 gr/cm3x1000) =

388,3114 L/jam

Medium fermentasi = air demineralisasi + K2HPO4 + NaNO3 + NaCl + MgCl2.6H2O

+ NaOH + KOH

10.577,1388 L/jam = (1000a + 0,4098a + 0,3677a + 2,7714a + 0,1275a) x 10-3

+

132,9697+388,3114 L/jam

10.055,8577L/jam = 1,0036986a L/jam

a = 10.018,802

Air demineralisasi = 10.018,802L/jam x 1 kg/L = 10.018,802kg/jam

K2HPO4= 1 gr/L x 10.018,802 L/jam = 10.018,802gr/jam = 10,0188 kg/jam

NaNO3 = 0,83 gr/L x 10.018,802 L/jam = 8.315,6 gr/jam = 8,3156 kg/jam

NaCl = 6 gr/L x 10.018,802 L/jam = 60.112,8 gr/jam = 60,1128 kg/jam

MgCl2.6H2O = 0,2 gr/L x 10.018,802 L/jam = 2.003,8 gr/jam = 2,0038 kg/jam

Page 9: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

NaOH = 0,66 mol/L x10.577,1388 L/jam x 40 g/mol = 279.236,5 gr/jam

= 279,2365 kg/jam

KOH = 1,34 mol/L x 10.577,1388 L/jam x 56 g/mol = 793.708,5 gr/jam

= 793,7086 kg/jam

Jadi total medium fermentasi dalam kg/jam yaitu :

Medium fermentasi = 10.0818,801 kg/jam + 10,0818 kg/jam + 8,3156 kg/jam +

60,1128 kg/jam + 2,0038 kg/jam + 279,2365 kg/jam +

793,7086 kg/jam

= 101.972,2601 kg/jam x 24 jam/hari = 268.132,7519 kg/hari

A.5.1 Absorber (T-301)

PC

14

16

15

12

T-301

Alur 12

F12

= 15.290,1370 kg/hari

F12

H2 = 1.018,4900 kg/hari

F12

CO2 = 14.269,2344 kg/hari

F12

H2S = 2,4126 kg/hari

Alur 14

F14

= Medium fermentasi = 268.132,7519 kg/hari

Alur 15

F15

= 15.287,7244 kg/hari

F15

H2 = 1.018,4900 kg/hari

F15

CO2 = 14.269,2344 kg/hari

Page 10: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Alur 16

F16

= 268.135,1645 kg/hari

F16

medium = 268.132,7519 kg/hari

F16

H2S = 2,4126 kg/hari

Neraca Massa Total :

F12

+ F14

= F15

+ F16

(15.290,1370 +268.132,7519) kg/hari=(15.287,7244+268.135,1645) kg/hari

283.422,8889 kg/hari = 283.422,8889 kg/hari

A.5.2 Bioreaktor Desulfurisasi (R-303)

R-303

TC

14

1617

19

13

LI

H2S = 2,4126 kg/hari = g/mol 34

g/hari 6,2412=70,9588 mol/hari

H2S + ½O2 S + H2O (Konversi 84%)

Awal 70,9588 mol 0,5 x 70,9588

29,80271 mol

Reaksi 0,84 x 70,9588 29,80271 mol 59,6054 mol 59,6054 mol

59,6054 mol

Sisa 11,3534 mol - 59,6054 mol 59,6054 mol

So = 59,6054 mol/hari x 32 g/mol = 1.907,3731 g/hari = 1,9074 kg/hari

O2 = 29,80271 mol/hari x 32 g/mol = 953,6867 g/hari = 0,9537 kg/hari

H2O = 59,6054 mol/hari x 17 g/mol = 1.013,2920 g/hari = 1,0133 kg/hari

H2S = 11,3534 mol/hari x 33 g/mol = 374,6622 g/hari = 0,3747 kg/hari

Alur 16

F16

= 268.135,1645 kg/hari

mikroba

Page 11: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

F16

medium = 268.132,7519 kg/hari

F16

H2S = 2,4126 kg/hari

Alur 19

F19

= 268.132,7519 kg/hari

F19

medium = 268.132,3659 kg/hari

F19

H2S = 0,386 kg/hari

Alur 14

F14

= Medium fermentasi = 268.132,7519 kg/hari

Alur 17

F17

= 268.136,1182 kg/hari

F17

medium = 268.133,8248 kg/hari

F17

H2S = 0,386 kg/hari

F17

So = 1,9074 kg/hari

Alur 13

F13

= O2 = 0,9537 kg/hari

Neraca Massa Total :

F16

+ F19

+ F13

= F14

+ F17

(268.135,1645 +268.132,7519+0,9537)kg/hari=(268.132,7519+268.136,1182)kg/hari

536.268,7991 kg/hari = 536.268,7991 kg/hari

A.5.3 Settler (TK-304)

17

19

18

F-306

Alur 17

F17

= 268.136,1182 kg/hari

F17

medium = 268.133,8248 kg/hari

F17

H2S = 0,386 kg/hari

Page 12: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

F17

So = 1,9074 kg/hari

Alur 19

F19

= 268.132,7519 kg/hari

F19

medium = 268.132,3659 kg/hari

F19

H2S = 0,386 kg/hari

Alur 18

F18

= 3,3663 kg/hari

F18

medium = 1,4589 kg/hari

F18

So = 1,9074 kg/hari

Neraca Massa Total :

F17

= F18

+ F19

268.136,1182 kg/hari = 3,3663 kg/hari +268.132,7519 kg/hari

268.136,0472 kg/hari = 268.136,0472 kg/hari

A.6 Kolom Absorpsi-Stripping

Fungsi : untuk menyerap CO2 yang terkandung dalam biogas dan melepaskan CO2.

Jumlah CO2 yang dikeluarkan dari sistem 99% (Twigg, 1989) dari alur 18.

Larutan Benfield (K2CO3) (BM= 138 kg/kmol). K2CO3 yang digunakan adalah

K2CO3 30 %, temperatur K2CO3 masuk absorber adalah 50 0C.

Reaksi pengikatan CO2 :

K2CO3 + CO2 + H2O ↔ 2KHCO3 ………………….. (1)

Reaksi pelepasan CO2:

2KHCO3 ↔ CO2 + H2O + K2CO3 …………………(2)

Page 13: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

T-308

E-311

E-310T-313

22

21

26

20

PC

TC

FC

J-312

23

25

J-309

JC-403

24 27

PC

15

Dimana semua CO2 yang terserap dilepaskan pada kolom stripper. Jumlah CO2 yang

terabsorpsi 99% dari jumlah CO2 umpan, maka :

F24

= 99 % x F15

CO2

= 0,99 x 14.269,2344 kg/hari

= 14.126,5421 kg/hari

Maka mol CO2 yang terbentuk dari reaksi (2) :

N24

= 2

24

COBM

COF

= 44

114.126,542

= 321,0587 kmol/hari

Jumlah CO2 yang terbentuk = 321,0587 kmol/hari

Jumlah KHCO3 yang bereaksi = 642,1156 kmol/hari

Neraca Massa Total:

F15

= F21

+F24

15.287,7244 = F21

+ 14.126,5421 kg/hari

F21

= 1.161,1823 kg/hari

Page 14: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Alur 21

F21

H2 = F15

H2

= 1.018,4900 kg/hari

F21

CO2 = F21

– F15

H2 = 142,6923 kg/hari

Alur 22

N22

KHCO3 = 642,1156 kmol/hari

F22

KHCO3 = N22

KHCO3 x BM KHCO3

= 642,1156 kmol/hari x 100 kg/kmol

= 64.211,56 kg/hari

F22

H2O = 97.601,5636 kg/hari

Alur 20

Jumlah K2CO3 bereaksi = 321,0587 kmol/hari

= 321,0587 kmol/hari x 138 kg/kmol

= 44.305,9730 kg/hari

K2CO3 yang digunakan 30% berat, maka

Total umpan (F20) = 44.305,9730 kg/hari x 100/30

= 147.686,5765 kg/hari

Jumlah H2O = 70 % x 147.868,5765 kg/hari

= 103.380,6036 kg/hari

Jumlah H2O bereaksi = 321,0587 kmol/hari

= 321,0587 x 18 kg/kmol

= 5.770,0400 kg/hari

Jumlah H2O tidak bereaksi = 103.380,6036 kg/hari –5.770,0400 kg/hari

= 97.601,5636 kg/hari

F20 = 147.868,5765 kg/hari

F20

K2CO3 = 44.305,9730 kg/hari

F20

H2O = 103.380,6036 kg/hari

Kolom Stripper

Page 15: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

F24

= 14.126,5421 kg/hari

F24

CO2 = 14.126,5421 kg/hari

F25

= F20

= 147.686,5765 kg/hari

F25

K2CO3 = 44.305,9730 kg/hari

F25

H2O = 103.380,6036 kg/hari

F23

= F22

= 161.813,1186 kg/hari

F23

KHCO3 = 64.211,56 kg/hari

F23

H2O = 97.601,5636 kg/hari

A.7 Pressure swing adsorbtion (T-316)

PC PC

T-316

31

32

30

Aliran gas yang diubah harus berisi paling sedikit 70% mol hidrogen sebelum

dapat diproses dan untuk dibersihkan didalam unit PSA (Mann, 1995). Kemurnian

hidrogen yang dapat dihasilkan melalui unit PSA adalah sebesar 99,99% mol dan

metana (inert) 0,1 % mol (Monereau, dkk., 2006).

F30

H2 = 1.018,4900 kg/hari

F30

CO2 = 142,6923 kg/hari

Maka dalam mol :

N30

H2 = 509,2450 kmol/hari

N30

CO2 = 3,2430 kmol/hari

Jumlah H2 yang dihasilkan 99,9 % mol, maka :

N30

H2 = N31

H2 + N32

H2

Page 16: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

= 99,9% N30

H2 + N32

H2

N32

H2 = (100-99,9)% N30

H2

= 0,5092 kmol/hari

N31

H2 = 508,7357 kmol/hari

F31

H2 = 1017,4715 kg/hari

F32

H2 = 1,0185 kg/hari

N32

CO2 = 3,2430 kmol/hari

F32

CO2 = 142,6923 kg/hari

Maka jumlah gas yang terserap :

Ftotal

terserap = 143,7108 kg/hari

Page 17: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

LAMPIRAN B

PERHITUNGAN NERACA ENERGI

Basis perhitungan : 1 hari operasi

Satuan operasi : kJ/hari

Temperatur basis : 25oC

Neraca panas ini menggunakan rumus-rumus perhitungan sebagai berikut:

Perhitungan panas untuk bahan dalam fasa cair dan gas

Qi = Hi = (Van Ness, 1975)

Perhitungan panas penguapan

QV = N ΔHVL

Perhitungan Cp beberapa padatan (J/mol.K) dengan menggunakan metode

Hurst dan Harrison, dimana nilai kontribusi unsur atom.

Tabel LB.1 Nilai kontribusi Unsur Atom

Unsur Atom ΔE

C 10,89

H 7,56

O 13,42

Fe 29,08

Cl 24,69

Na 26,19

K 28,78

S 12,36

P 26,63

Sumber : Perry, 1999

Rumus Metode Hurst dan Harrison:

n

i

EiipSNC

1

T

2981T

dT Cpn

Page 18: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Dimana :

Cps = Kapasitas panas padatan pada 298,15 K ( J/mol.K )

n = Jumlah unsur atom yang berbeda dalam suatu senyawa

Ni = Jumlah unsur atom I dalam senyawa

ΔEi = Nilai dari distribusi atom I pada tabel LB.1

Menghitung Cp glukosa:

Cp = 6.ΔEC + 12.ΔEH + 6.ΔEO

= 6 (10,89) + 12 (7,56) + 6(13,42)

= 236,58 J/mol.K

Tabel LB.2 Kapasitas panas beberapa senyawa pada 298,25 K (J/mol.K)

Komponen Cp

(C5H10O5)900 177.435

C6H12O6 236,58

NaOH 47,17

FeCl2 78,46

Na2HPO4.2H2O 182,21

S 12,36

K2CO3 108,71

KHCO3 87,49

K2HPO4 145,43

NaNO3 85,19

NaCl 50,88

MgCl2.6H2O 243,31

KOH 49,76

Persamaan untuk menghitung kapasitas panas (Reklaitis, 1983) :

32 dTcTbTaCp .................................................................................... (1)

Jika Cp adalah fungsi dari temperatur maka persamaan menjadi :

dTdTCTbTaCpdT

T

T

T

T

)( 322

1

2

1

.................................................................. (2)

Page 19: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

)(4

)(3

)(2

)(4

1

4

2

3

1

3

2

2

1

2

212

2

1

TTd

TTc

TTb

TTaCpdT

T

T

...................... (3)

Untuk sistem yang melibatkan perubahan fasa persamaan yang digunakan adalah :

22

1 1

T

T

v

T

T

T

T

Vll

b

b

dTCpHdTCpCpdT ................................................................... (4)

Perhitungan energi untuk sistem yang melibatkan reaksi :

2

1

2

1

T

T

out

T

T

outR CpdTNCpdTNHrdt

dQ .............................................................. (5)

Data Cp untuk fasa gas:

Tabel LB.3 Data Kapasitas Panas (J/ mol. K)

Komponen a b C d e

CH4(g) 38,387 -0,0736639 0,000290981 -2,63849E-07 8,00679E-11

CO2(g) 19,0223 0,0796291 -7,37067E-05 3,74572E-08 -8,13304E-12

H2(g) 17,6386 0,0670055 -1,31485E-04 1,05883E-07 -2,91803E-11

H2S(g) 34,5234 -0,0176481 6,76664E-05 -5,32454E-08 1,40690E-11

O2(g) 29,8832 -0,0113842 4,33779E-05 -3,70062E-08 1,01006E-11

H2O(g) 34,0471 -0,00965064 3,29983E-05 -2,04467E-08 4,30228E-12

Sumber: Reklaitis, 1983

Data Cp untuk fasa cair:

Tabel LB.4 Data Kapasitas Panas (J/ mol. K)

Senyawa a b c d

H2O(l) 1,82964.101

0,472118

-1,33878.10-3

1,31424.10-6

CH4(l)

CO2(l)

-5,70709

1,10417.101

1,02562

1,15955

-1,66566.10-3

-7,23130.10-3

-1,97507.10-5

1,55019.10-5

H2S(l) 21,8238 0,774223 -4,20204E-03 7,38677E-06

Sumber: Reklaitis, 1983

Page 20: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tabel LB.5 Panas Reaksi Pembentukan (kkal/mol)

Komponen ΔHf

CH4(g) -17,89

CO2(g) -94,05

H2S -4,82

H2O(l) -57,8

H2 0

CH3COOH -103,93

CH3CH2CH2COOH -113,73

Sumber: Reklaitis, 1983

Perhitungan ΔHf0

(kkal/mol) dengan menggunakan metode Benson et al, dimana

kontribusi gugusnya adalah:

Tabel LB.6 Tabel Kontribusi Gugus dengan Metode Benson et al

Sumber : Perry, 1999

Rumus metode Benson et al:

ΔHf o298 = 68,29 + Ni x Δhi

Dimana : ΔHf o298 = entalpi pembentukkan pada 298 K (kJ/mol)

Ni = jumlah group atom i di dalam molekul

Δhi = nilai dari kontribusi gugus atom pada tabel LB.6

ΔHf o298 = 68,29 + Ni x Δhi

= 68,29 + 5(-OH-) + 1(COH) + 4. (CH) + 1. (-CH2-)

= 68,29 + 5.(-208,04) + 1.(2,09) + 4.(29,89) + 1.(-20,64)

Page 21: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

= -870,9 kJ/mol

= -208,15 kkal/mol

LB.1 Tangki Pre-Treatment (M-103)

Fungsi: sebagai tempat menon-aktifkan bakteri yang memproduksi gas

metana, sehingga produksi gas hidrogen yang dihasilkan lebih besar.

2

1 2

M-103

Energi masuk = N1

(C5H10O5)900 333

298

CpdT + N1

H2O 333

298

CpdT + N2

NaOH 303

298

CpdT

Tabel LB.7 Perhitungan Energi yang masuk kedalam Tangki Pre-Treatment

Alur Komponen F

(kg/ hari)

N

(kmol/ hari) ∫Cp dT

N x ∫CpdT (kJ)

1 (C5H10O5)900 204.608,2192 1,5156 6.210.225 9.412.319,0969

Air 239.227,3972 13.290,4109 2.633,7882 35.004.127,0334

2 NaOH 1.775,3425 44,3835625 235,85 10.467,8632

Qin (kJ/ hari) 44.426.913,9935

Dari data termodinamika Perry, 1999 :

panas pelarutan NaOH dalam air = -44,51 kkal/mol = -186.354,468 kJ/kmol

N . H = 44,3835625 x -186.354,468

= -8.271.075,178 kJ

Temperatur pada alur keluar, Tout = 80 oC = 353 K

Energi keluar = N3

(C5H10O5)900 353

298

CpdT + N3

H2O 353

298

CpdT + N3

NaOH 353

298

CpdT

70oC

80oC

30oC

LCPKS LCPKS

NaOH

NaOH

Page 22: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tabel LB.8 Perhitungan Energi yang Keluar dari Tangki Pre-Treatment

Alur Komponen F

(kg/ hari)

N

(kmol/ hari) ∫Cp dT

N x ∫CpdT (kJ)

3

(C5H10O5)900 204.608,2192 1,5156 9.758.925 14.790.787,1523

Air 239.227,3972 13.290,4109 4.149,0186 55.142.162,4529

NaOH 1.775,3425 44,3835625 2.594,3500 115.146,4954

Qout (kJ/ hari) 70.048.096,1006

inoutpelaru QQHNdt

dQ tan.

= -8.271.075,178 + 70.048.096,1006– 44.426.913,9935

=17.350.106,9295 kJ

= 17,35 x 106 kJ

Steam yang digunakan adalah saturated pada suhu (150 oC), tekanan 1 atm dan

keluar sebagai liquid pada suhu 150oC, tekanan 1 atm. Dari steam tabel (Smith,

2001) diperoleh :

Saturated steam pada 1 atm, 1500C, Hv(150

0C) = 2745,4 kJ/kg

Saturated liquid pada 1 atm, 1500C, Hl(150

0C) = 632,1 kJ/kg

q = [Hv(150oC) – Hl(150

oC)]

q = [2745,4 –632,1]

q = 2.113,3 kJ/kg

Jumlah steam yang diperlukan :

m = q

dTdQ

kg/hari8.209,9593

kJ/kg3,113.2

kJ/hari ,929517.350.106 m

Page 23: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

LB.2 Tangki Pencampur ( M-107)

Fungsi : sebagai tempat mencampur LCPKS dari Tangki Pre-Treatment dengan

nutrisi.

M-107

5

4

3 6

Panas masuk alur 3 sama dengan panas keluar tangki Pre-treatment yaitu

70.048.096,1006 kJ/hari.

Energi masuk = N3

(C5H10O5)900 353

298

CpdT + N3

H2O 353

298

CpdT + N3

NaOH 353

298

CpdT +

N4

FeCl2 303

298

CpdT + N5

Na2HPO4.2H2O 303

298

CpdT

Tabel LB.9 Perhitungan Energi yang Masuk ke dalam Tangki Pencampur

Alur Komponen F

(kg/ hari)

N

(kmol/ hari) ∫Cp dT

N x ∫CpdT (kJ)

3

(C5H10O5)900 204.608,2192 1,5156 9.758.925 14.790.787,1523

Air 239.227,3972 13.290,4109 4.149,0186 55.142.162,4529

NaOH 1.775,3425 44,3835625 2.594,3500 115.146,4954

4 FeCl2 82,9973 0,654811045 392,3000 256,8823731

5 Na2HPO4.2H2O 15,1969 0,085399831 986,6500 84,25974366

Qin (kJ/ hari) 70.048.437,2427

Dari data termodinamika Perry, 1999 :

panas pelarutan FeCl2 dalam air = +17,9 kkal/mol = 74.943,72 kJ/kmol

80oC

79,971oC

30oC 30

oC

LCPKS

NaOH

FeCl2 Na2HPO4.2H2O

LCPKS

NaOH

FeCl2

Na2HPO4.2H2O

Page 24: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

panas pelarutan Na2HPO4.2H2O dalam air = -0,82 kkal/mol = -3.400,376 kJ/kmol

N . H = (0,654811045 x 74.943,72) + (0,085399831 x -3.400,376)

= 48.783,5841 kJ

Untuk mengetahui suhu keluaran dari M-107, maka dilakukan trial error, sehingga

didapatkan suhu 79,96oC,

Tabel LB.10 Perhitungan Temperatur Keluar dari Tangki Pencampur

(M-107)

Alur Komponen F

(kg/ hari)

N

(kmol/ hari) ∫Cp dT

N x ∫CpdT (kJ)

6

(C5H10O5)900 204.608,2192 1,5156 9.751.691,63 14.779.824,14

Air 239.227,3972 13.290,4109 4.145,922858 55.101.018,58

NaOH 1.775,3425 44,3835625 2.592,427 115.061,1481

FeCl2 82,9973 0,654811045 4.312,1014 2.823,6117

Na2HPO4.2H2O 15,1969 0,085399831 10.845,1056 926,1702

Qout (kJ/ hari) 69.999.653,6446

LB.3 Bioreaktor Hidrogen ( R-201 )

Fungsi : sebagai tempat berlangsungnya reaksi pembentukan hidrogen dengan

menggunakan bakteri thermofilik.

R-201

7

TC

LI

6 8

LCPKS

NaOH

FeCl2

Na2HPO4.2H2O 79,971

oC

30oC

60oC

LCPKS

NaOH

FeCl2

Na2HPO4.2H2O

H2

CO2

H2S

Page 25: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Temperatur basis = 25oC

Reaksi :

(C5H10O5)900 + H2O 750 C6H12O6 (Barnali dkk.,2008) ( Hr1)

750C6H12O6 + 500H2O(l) + H2S(l) 2000H2(g) + 500C2H4O2(l) + 500C4H8O2(l) +

1500CO2(g) + H2S(g) (Sompong dkk., 2009) ( Hr2)

H2S yang terbentuk dari hasil pembusukan oleh mikroorganisme pada fasa cair

terionisasi menjadi fasa gas (Speece, R.E., 1996)

Hl H2S = 568 kal/ mol

Hv H2S = 4.463 kal/ mol

(Perry,1999)

Hr1 =750. Hfo

C6H12O6(s) - ( Hfo C5H10O5(s) + Hf

o H2O(l) )

= (750 x -208,15) – (-158,4273-57,8)

= -155.745,9227 kkal/mol

= -651.640.940,6 kJ/kmol

r1 = tkarbohidra BM

sisat karbohidra F - awalt karbohidra F

= 000.135

185.19392204.608,21

= 0,085 kmol/hari

Hr2 = [ 2000. Hfo H2(g) + 500. Hf

o C2H4O2(l) + 500. Hf

o C4H8O2(l)

+1500. HfoCO2(g)] – [750. Hf

o C6H12O6(s) +500. Hf

o H2O(l)]

+ [Hv H2S -.Hl H2S]

= [(2000x0) + (500x -103,93) + (500x -113,73) + (1500x -94,05)]

– [750x -208,15 + (500x -57,8)] + [4,463 – 0,568]

= -64.888,605 kkal/mol

= -271.493.923,3 kJ/kmol

r2 = glukosa BM

sisa glukosa F - awal glukosa F

Page 26: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

= 180

03743,256.182618.907,397

= 3,618666 kmol/hari

r. Hr = (r1. Hr1) + (r2. Hr2) = (-55.389.479,95) + (-982.536.508,4951)

= - 1.037.925.988,4441 kJ/hari

Panas masuk reaktor (R-201) = panas keluar tangki pencampur (M-107)

= 69.999.653,6446 kJ

Entalpi biohidrogen = N8

H2 303

298

CpdT + N8

CO2 303

298

CpdT + N8

H2S 303

298

CpdT

Tabel LB.11 Perhitungan Temperatur Keluar dari Bioreaktor (R-201)

Alur Komponen F

(kg/ hari)

N

(kmol/ hari) ∫Cp dT

N x ∫CpdT (kJ)

7

H2 1.018,49 509,245 142,678676

5 72.658,40263

CO2 14.269,2344 324,3007818 186,2256 60.393,09207

H2S 2.4126 0,70813032 170,001951

2 12,03835361

Qout (kJ/ hari) 133.063,5331

Energi keluar = N8

(C5H10O5)900 333

298

CpdT +N8

C6H12O6 333

298

CpdT + N8

H2O 333

298

CpdT +

N8

NaOH 333

298

CpdT + N8

FeCl2 333

298

CpdT + N8

Na2HPO4.2H2O 333

298

CpdT

Tabel LB.12 Perhitungan Temperatur Keluar dari Bioreaktor (R-201)

Alur Komponen F

(kg/ hari)

N

(kmol/ hari) ∫Cp dT

N x ∫CpdT (kJ)

8

(C5H10O5)900 193.050 1,43 6.210.225 8.880.621,75

C6H12O6 18.256,03743 101,4224 8.280,3 839.808,1484

Air 217.239,4421 12.068,858 2.633,7882 31.786.815,04

NaOH 1.775,3425 44,3836 1.650,95 73.275,04251

FeCl2 82,9973 0,65481 2.746,1 1.798,176612

Na2HPO4.2H2O 15,1969 0,0853998 6.906,55 589,8182056

Qout (kJ/ hari) 41.582.907,9783

Page 27: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

QinHrrQoutdT

dQ

= (41.582.907,9783+133.063,5331) + (- 1.037.925.988,4441) – 69.999.653,6446

= -1.066.209.670,5773 kJ

= -10,66 x 108 kJ

Air pendingin yang digunakan pada suhu 30 oC dan keluar sebagai air pendingin

bekas pada suhu 60 oC.

H (60 oC) = 251,1

H (30 oC) = 125,7

Jumlah air pendingin yang diperlukan :

m = H

dTdQ

kg/hari 4628.502.469,

kJ/kg)1,2517,125(

kJ/hari10 x 10,66- m

8

LB.4 Bioreaktor Biogas ( R-203 )

Fungsi : sebagai tempat berlangsungnya reaksi pembentukan biogas dengan

menggunakan bakteri termofilik.

R-203

9

TC

LI

8 10

Temperatur basis = 25oC

60oC 55

oC

30oC

CH4

CO2

H2S

H2O

LCPKS

NaOH

FeCl2

Na2HPO4.2H2O

LCPKS

NaOH

FeCl2

Na2HPO4.2H2O

Page 28: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Reaksi :

(C5H10O5)900 + H2O 750C6H12O6 (Barnali dkk.,2008) ( Hr1)

750C6H12O6 (S)+750H2O(l)+H2S(l) 2250CH4(g)+2250CO2(g)+750H2O(g)+ H2S(g)

(Sompong dkk., 2009) ( Hr2)

H2S yang terbentuk dari hasil pembusukan oleh mikroorganisme pada fasa cair

terionisasi menjadi fasa gas

(Speece, R.E., 1996)

Hl H2S = 568 kal/ mol

Hv H2S = 4.463 kal/ mol

Hl H2O = 1.436 kal/ mol

Hv H2O= 9.729 kal/ mol

(Perry,1999)

Hr1 =750. Hfo

C6H12O6(s) - ( Hfo C5H10O5(s) + Hf

o H2O(l) )

= (750 x -208,15) – (-158,4273-57,8)

= -155.745,9227 kkal/mol

= -651.640.940,6 kJ/kmol

r1 = tkarbohidra BM

sisat karbohidra F - awalt karbohidra F

= 000.135

735.183185.193

= 0,07 kmol/hari

ΔH r2 = [ 2250.ΔHf° CH4(g)+ 2250.ΔH

f° CO2(g)] – [750.ΔH

f° C6H12O6 (S)]

+[Hv H2S - Hl H2S] + [Hv H2O(g) - Hl H2O(l)]

= [(2250x -17,89) + (2250x -94,05)] – (750x -208,15) + (4,463 - 0,568) +

(9,729 – 1,436) kkal/mol

= -95.470,312 kkal/mol

= -399.447.785,4 kJ/kmol

r 2= glukosa BM

sisa glukosa F - awal glukosa F

= 180

2657,958.174318.256,037

= 1,654287 kmol/hari

Page 29: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

r. Hr = (r1. Hr1) + (r2. Hr2) = (-45.614.865,84) + (-660.801.271,9)

= - 706.416.137,8 kJ/hari

Panas masuk bioreaktor penghasil biogas (R-201) = panas keluar bioreaktor

penghasil hidrogen (R-203) pada alur 8 = 41.582.907,9783 kJ

Entalpi biogas = N9

CH4 303

298

CpdT + N9

CO2 303

298

CpdT + N9

H2O 303

298

CpdT

+ N9

H2S 303

298

CpdT

Tabel LB.13 Perhitungan Temperatur Keluar dari Bioreaktor (R-203)

Alur Komponen F

(kg/ hari)

N

(kmol/ hari) ∫Cp dT

N x ∫CpdT (kJ)

9

CH4 2.525,5175 157,8448 180,1007 28.427,96575

CO2 4.430,4986 100,69315 186,2256 18.751,63743

H2O 33,0001 1.83333 168,0356 308,0662752

H2S 0,9287 0,02726 170,0020 4,634012683

Qout (kJ/ hari) 47.492,3035

Energi keluar = N10

(C5H10O5)900 328

298

CpdT+ N10

C6H12O6 328

298

CpdT + N10

H2O 328

298

CpdT +

N10

NaOH 328

298

CpdT + N10

FeCl2 328

298

CpdT + N10

Na2HPO4.2H2O 328

298

CpdT

Tabel LB.14 Perhitungan Temperatur Keluar dari Bioreaktor (R-203)

Alur Komponen F

(kg/ hari)

N

(kmol/ hari) ∫Cp dT

N x ∫CpdT (kJ)

10

(C5H10O5)900 183.735 1,361 7.097,4 708.094,4193

C6H12O6 17.958,2658 99,7681 5.323.050 7.244.671,05

Air 219.862,27 12.214,571 2.256,084 27.557.093,06

NaOH 1.775,3425 44,3836 1,415,1 62.807,17929

FeCl2 82,9973 0,65481 2.353,8 1.541,294239

Na2HPO4.2H2O 15,1969 0,0853998 5.919,9 505,558462

Qout (kJ/ hari) 35.574.712,5656

Page 30: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

QinHrrQoutdT

dQ

= (47.492,3035 +35.574.712,5656) + (-706.416.137,8) – 41.582.907,9783

= -712.376.840,8714 kJ

= -71,24 x 107 kJ

Air pendingin yang digunakan pada suhu 30 oC dan keluar sebagai air pendingin

bekas pada suhu 60 oC.

H (60 oC) = 251,1

H (30 oC) = 125,7

Jumlah air pendingin yang diperlukan :

m = H

dTdQ

kg/hari0525.680.836,

kJ/kg)1,2517,125(

kJ/hari10 x 71,24- m

7

LB.5 Cooler ( E-207 )

Fungsi : Untuk mendinginkan gas dan cairan yang berasal dari kompresor (JC-206)

sebelum diumpankan ke absorber (T-301)

E-421

11 12

Aliran 11 adalah aliran gas dan cairan keluar kompresor (JC-206). Dari perhitungan

pada spesifikasi JC-206, diketahui T11 = 149,778oC. Entalpi gas dan cairan keluaran

kompresor dapat dilihat pada tabel LB-15.

Air pendingin

Air pendingin 30

oC, 1 atm

60oC, 1 atm

H2

CO2

H2S

149,778oC,

83,89 atm 35

oC, 83,89 atm

H2

CO2

H2S

Page 31: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

))298778,422(105

803,291

)298778,422(104

883,105)298778,422(10

3

45,131

)298778,422(102

70055,6)298778,422(638,17(245,509)(

5513

449336

222

2

778,422

298

x

HNCpdT

= 1,850461 x 106 kJ

)298778,422(105

81,3304

))298778,422(104

4572,37)298778,422(10

3

7067,73

)298778,422(102

96291,7)298778,422(0223,19(3008,324)(

5513

449336

222

778,422

298

2

x

CONCpdT

= 1,607 x 106 kJ

))298778,422(104

8677,73)298778,422(10

3

0204,42

)298778,422(102

4223,77)298778,422(8238,21(0708,0)(

447334

222

778,422

298

2

SHNCpdT

= 306,8201 kJ

Tabel LB.15 Entalpi gas dan cairan masuk ke Cooler (E-207)

Komponen N (kmol) ∫Cp dT H

H2 509,245 3.633,7354 1.850.461,603

CO2 324,3008 4.955,1245 1.606.950,734

H2S 0,0708 4.332,8196 306,8201

Hin (kJ) 3.457.719,1576

Gas dan cairan sebelum diumpankan ke absorber T-301 suhunya diturunkan hingga

35 0C dengan menggunkan air pendingin, sehingga dapat dihitung Entalpi gas dan

cairan pada suhu 35 0C,

Page 32: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

))298308(105

803,291

)298308(104

883,105)298308(10

3

45,131

)298308(102

70055,6)298308(638,17(245,509)(

5513

449336

222

2

308

298

x

HNCpdT

= 1,4549 x 105 kJ

)298308(105

81,3304

))298308(104

4572,37)298308(10

3

7067,73

)298308(102

96291,7)298308(0223,19(3008,324)(

5513

449336

222

308

298

2

x

CONCpdT

= 1,2115 x 105 kJ

))298308(104

8677,73)298308(10

3

0204,42

)298308(102

4223,77)298308(8238,21(0708,0)(

447334

222

308

298

2

SHNCpdT

= 53,9137 kJ

Tabel LB.16 Entalpi gas dan cairan keluar dari Cooler (E-207)

Komponen N (kmol) ∫Cp dT H

H2 509,245 285,6884 145.485,3977

CO2 324,3008 373,5605 121.145,9547

H2S 0,0708 761,3532 53,9137

Hout (kJ) 266.685,2662

Qin -Qout dt

dQ

= 266.685,2662 kJ - 3.457.719,1576 kJ

= -3,19103 x 106 kJ

Air pendingin yang digunakan pada suhu 30 oC dan keluar sebagai air pendingin

bekas pada suhu 60 oC.

H (60 oC) = 251,1

Page 33: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

H (30 oC) = 125,7

Jumlah air pendingin yang diperlukan :

m = H

dTdQ

kg/hari 225.446,841

kJ/kg)1,2517,125(

kJ/hari10 x 3,19103- m

6

LB.6 Absorber Desulfurisasi (T-301)

Fungsi : untuk menyerap gas H2S yang terdapat pada hasil fermentasi biohidrogen

dengan menggunakan medium dari bioreaktor.

16

T-301

12

15

14

Energi masuk alur 14 = N14

H2O 308

298

CpdT + N14

K2HPO4 308

298

CpdT + N14

NaNO3

308

298

CpdT + N14

NaCl 308

298

CpdT +N14

MgCl2.6H2O 308

298

CpdT

+N14

NaOH 308

298

CpdT + N14

KOH 308

298

CpdT

H2

CO2

H2S 35

oC

H2

CO2 30

oC

30oC

30oC

H2O

K2HPO4

NaNO3

NaCl

MgCl2.6H2O

NaOH

KOH

H2O

K2HPO4

NaNO3

NaCl

MgCl2.6H2O

NaOH

KOH

H2S

Page 34: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tabel LB.17 Perhitungan Energi Masuk ke dalam Absorber (T-301)

Alur Komponen F

(kg/ hari)

N

(kmol/ hari) ∫Cp dT

N x ∫CpdT (kJ)

14

Air 24.0451,248 13.358,4027 749,9460 10.018.07999

K2HPO4 240,4512 1,3803 1.454,3 2007,3948

NaNO3 199,5744 2,3481 851,9 2.000,329801

NaCl 1.442,7072 24,6869 508,8 12.560,7362

MgCl2.6H2O 48,0912 0,2365 2433,1 575,5285

NaOH 6.701,676 167,5419 471,7 79.029,5142

KOH 19.049,0064 340,1608 497,6 1.69264,0283

Qin (kJ/ hari) 10.283.517,52

Energi masuk absorber keseluruhan = Energi keluar dari cooler (E-207)+ Energi

masuk ke dalam absorber pada alur 14

= 266.685,2662 + 10.283.517,52

= 10.550.202,7866 kJ

Energi keluar pada alur 15 = N15

H2 308

298

CpdT + N15

CO2 308

298

CpdT

)298308( 10x 5

803,291

)298308(104

883,105)298308(10

3

485,131

)298308(102

70055,6)298308( 6386,17(245,509)(

5513-

449336

222

2

308

298

HNCpdT

= 14,5485 x 104 kJ

13

449336

222

308

298

2

105

81,3304

))298308(104

4572,37)29830810

3

7067,73

)298308(102

96291,7)298308(0223,19(3008,324)(

x

CONCpdT

= 12,11 x 104 kJ

Page 35: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tabel LB.18 Perhitungan Energi Keluar dari Absorber (T-301)

Alur Komponen F

(kg/ hari)

N

(kmol/ hari) ∫Cp dT

N x ∫CpdT (kJ)

15 H2 1.018,49 509,245 285,6884 14.5485,3977

CO2 14.269,2344 324,3008 373,5605 121.145,9547

Qout (kJ/ hari) 266.631,3524

Energi keluar pada alur 16 = N16

H2O 308

298

CpdT + N16

K2HPO4 308

298

CpdT + N16

NaNO3

308

298

CpdT+ N16

NaCl 308

298

CpdT +N16

MgCl2.6H2O 308

298

CpdT

+N16

NaOH 308

298

CpdT + N16

KOH 308

298

CpdT + N16

H2S 308

298

CpdT

Tabel LB.19 Perhitungan Energi Keluar dari Absorber (T-301)

Alur Komponen F

(kg/ hari)

N

(kmol/ hari) ∫Cp dT

N x ∫CpdT (kJ)

16

Air 240.451,248 13.358,4027 749,946 10.018.079,99

K2HPO4 240,4512 1,3803 1.454,3 2.007,3948

NaNO3 199,5744 2,3481 851,9 2.000,3298

NaCl 1.442,7072 24,6869 508,8 12.560,7362

MgCl2.6H2O 48,0912 0,2365 2.433,1 575,5285

NaOH 6.701,676 167,5419 471,7 79.029,51423

KOH 19.049,0064 340,1608 497,6 169.264,0283

H2S 2,4126 0,07081 761,3532 53,9137

Qin (kJ/ hari) 10.283.571,4341

Page 36: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tabel LB.20 Neraca Energi pada Absorber (T-301)

Komponen Masuk (kJ/hari) Keluar (kJ/hari)

12 14 15 16

H2O 10.018.079.99 - - 10.0180.79.99

K2HPO4 2.007,3948 - - 2.007.3948

NaNO3 2.000,329801 - - 2.000.3298

NaCl 12.560,7362 - - 12.560.7362

MgCl2.6H2O 575,5285 - - 575,5285

NaOH 79.029,5142 - - 79.029,51423

KOH 169.264,0283 - - 169.264,0283

H2 - 145.485,3977 145.485,3977 -

CO2 - 121.145,9547 121.145,9547 -

H2S - 53,9137 - 53.91373021

Sub Total 10.283.517,52 266.685,2662 266.631,3524 10.283.571,4341

r.∆Hr - -

Total 10.550.202,7866 10.550.202,7866

LB.7 Bioreaktor Desulfurisasi ( R-303)

Fungsi : Sebagai tempat berlangsungnya reaksi oksidasi pembentukan sulfur dari gas

H2S dengan menggunakan mikroba.

R-303

TC

14

16 17

LI

19

13

H2O

K2HPO4

NaNO3

NaCl

MgCl2.6H2O

NaOH

KOH

H2S

H2O

K2HPO4

NaNO3

NaCl

MgCl2.6H2O

NaOH

KOH 35

oC

30oC

O2

H2O

K2HPO4

NaNO3

NaCl

MgCl2.6H2O

NaOH

KOH

H2S

S

H2O

K2HPO4

NaNO3

NaCl

MgCl2.6H2O

NaOH

KOH

H2S

35oC

Page 37: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Panas masuk bioreaktor desulfurisasi alur 16 (R-303) = Panas keluar absorber alur 16

(T-301)

= 10.283.571,4341 kJ

Reaksi yang terjadi pada reaktor desulfurisasi :

H2S(l) + 2

1O2(g) S(s) + H2O(l) (Van den Bosch,2007)

ΔHr = [ ΔHf° H2O(l) + ΔH

f° S(s)] – [ΔH

f° H2S(l) + 0,5 .ΔH

f° O2(g)]

= [(-57,8) + (0)] – [(-4,82) + (0)] kkal/mol

= -52,98 kkal/mol

= -221.668,32 kJ/kmol

r = SH BM

sisa SH F - awal SH F

2

22

= 07,34

3747,04126,2

= 0,05982 kmol/hari

r. Hr = -13.259,1098 kJ/hari

Dari data termodinamika Perry, 1999 :

Panas pelarutan KOH dalam air = 12,91 kkal/mol = 54.051,588 kJ/kmol

Panas pelarutan NaCl dalam air = -1,164 kkal/mol = -4.873,4352 kJ/kmol

Panas pelarutan MgCl2.6H2O dalam air =3,4 kkal/mol=14.235,12 kJ/kmol

Panas pelarutan NaNO3 dalam air = -5,5 kkal/mol = -23.027,4 kJ/kmol

Panas pelarutan K2HPO4 dalam air = 4,7 kkal/mol = 19.677,96 kJ/kmol

Panas pelarutan NaOH dalam air =-44,51 kkal/mol= -186.354,468 kJ/kmol

N.H = (340,1608 x 54.051,588) + (24,6869 x -4.873,4352) + (0,2365 x 14.235,12)

+ (2,3481 x -23.027,4) + (1,3803 x 19.677,96) + (167,5419 x -

186.354,468)

= -12.979.800,3 kJ

35oC

35oC

Page 38: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Energi masuk pada alur 13 = N13

O2 308

298

CpdT

)298308(105

43,0228

))298308(104

0062,37)298308(10

3

3779,43

)298308(102

13842,1)298308(8832,29(0298,0)(

5513

449336

222

308

298

2

x

ONCpdT

= 8,7836 kJ

Energi masuk pada alur 19 = N19

H2O 308

298

CpdT + N19

K2HPO4 308

298

CpdT + N19

NaNO3

308

298

CpdT+ N19

NaCl 308

298

CpdT +N19

MgCl2.6H2O 308

298

CpdT

+N19

NaOH 308

298

CpdT + N19

KOH 308

298

CpdT + N19

H2S 308

298

CpdT

Tabel LB.21 Perhitungan Energi Masuk ke Bioreaktor (R-303)

Alur Komponen F

(kg/ hari)

N

(kmol/ hari) ∫Cp dT

N x ∫CpdT (kJ)

19

H2O 240.450,9 13.358,3833 749,946 10.018.065,47

K2HPO4 240,4509 1,380315 1.454,3 2.007,3919

NaNO3 199,5741 2,34808 851,9 2.000,3269

NaCl 1.442,7051 24,6869 508,8 12.560,718

MgCl2.6H2O 48,09113 0,23654 2.433,1 575,52766

NaOH 6.701,6663 167,5417 471,7 79.029,3997

KOH 19.048,9788 340,1603 497,6 169.263,783

H2S 0,386 0,0113 761,3532 8,6258

Qin (kJ/ hari) 10.283.511,25

Page 39: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Energi keluar pada alur 17 = N17

H2O 308

298

CpdT + N17

K2HPO4 308

298

CpdT + N17

NaNO3

308

298

CpdT+ N17

NaCl 308

298

CpdT +N17

MgCl2.6H2O 308

298

CpdT

+N17

NaOH 308

298

CpdT + N17

KOH 308

298

CpdT + N17

H2S 308

298

CpdT

Tabel LB.22 Perhitungan Energi Keluar dari Bioreaktor (R-303)

Alur Komponen F

(kg/ hari)

N

(kmol/ hari) ∫Cp dT

N x ∫CpdT (kJ)

17

H2O 240.452,321 13.358,4623 749,946 10.018.124,69

K2HPO4 240,4512 1,38032 1454,3 2.007,3948

NaNO3 199,5744 2,3481 851,9 2.000,3298

NaCl 1.442,7072 24,687 508,8 12.560,7362

MgCl2.6H2O 48,0912 0,2365 2433,1 575.5285

NaOH 6701.676 167,5419 471,7 79.029,51423

KOH 19.049,0064 340,1608 497,6 169.264,0283

H2S 0,386 0,01135 761,3532 8,6436

S 1,9074 0,05947 123,6 7,3513

Qout (kJ/ hari) 10.283.578,22

QinHrrQoutdT

dQ

= (10.283.517,5204 + 10.283.578,22) + (-13.185,589) – (8,7836 + 10.283.571,43

+ 10.283.511,25)

= -12.992.981,58 kJ

= -1,2993 x 107 kJ

Air pendingin yang digunakan pada suhu 30 oC dan keluar sebagai air pendingin

bekas pada suhu 60 oC.

H (60 oC) = 251,1

H (30 oC) = 125,7

Page 40: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Jumlah air pendingin yang diperlukan :

m = H

dTdQ

kg/hari 33103.612,29

kJ/kg)1,2517,125(

kJ/hari10 x 1,2993- m

7

LB.8 Absorber CO2 ( T-308 )

Fungsi : Untuk menyerap gas CO2 yang terdapat dalam campuran gas.

T-308

21

20

15

22

Panas masuk absorber =

T

dTNCpQin298

= Energi keluar dari absorber proses

desulfurisasi = 266.631,3524 kJ

Alur 20, T= 75oC

Larutan benfield masuk pada suhu 75 0C, 1 atm

))298348(104

24,1314)298348(10

3

78,1338

)298348(102

2118,47)298348(2964,18(3889,743.5)(

449336

222

348

298

2

xOHdTNCpL

= 21,6499 x 106 kJ

H2

CO2

35oC

H2

CO2 72,42

oC

H2O

K2CO3

75oC

H2O

KHCO3

72,42oC

Page 41: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

kJx

COKdTNCp s

6

348

298

32

101,7451

298)-(348 x 108,71 x 0578,321)(

Q (20) = 23,3950 x 106 kJ

Maka Qin absorber = Q(15) + Q(20)

= 23,6616 x 106 kJ

Absorber bersifat adiabatis, sehingga:

0Qin -Hr Qout dt

dQ

Qout +Hr = Qin = 13,4716 x 106 kJ

Reaksi yang terjadi pada absorber :

CO2 + K2CO3 + H2O 2KHCO3 Hr = -6,43 kkal/mol ( Reina,2011)

r (Jumlah K2CO3 yang bereaksi) = 321,0587 kmol

rHr = -2,0644 x 103

kJ

Qout = 13,4737 x 106 kJ

Untuk mencari suhu keluar dari absorber maka dilakukan trial error, sehingga

diperoleh suhu keluar 72,41970C (345,4197 K)

Tabel LB.23 Perhitungan Energi Keluar dari Absorber (T-308)

Alur Komponen F

(kg/ hari)

N

(kmol/ hari) ∫Cp dT

N x ∫CpdT (kJ)

21 H2 1.018,49 509,245 3.171,56945 1.615.105,8845

CO2 142,6923 3,2430 1.809,6970 5.868,85976

22 H2O 97.601,5636 5.422,3091 3.573,89199 19.378.747,0202

KHCO3 64.211,555 642,1155 4.148,7494 2.663.976,533

Qout (kJ/ hari) 23.663.698,2975

Page 42: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tabel LB.24 Neraca Energi pada Absorber (T-308)

Komponen

Masuk (kJ/hari) Keluar (kJ/hari)

15 20 21 22

H2 145.485,3977 - 1.615.105,8845 -

CO2 121.145,9547 - 5.868,85976 -

K2CO3 - 1.745.109,538 - -

H2O - 21.649.893,0059 - 19.378.747,0202

KHCO3 - - - 2.663.976,533

Sub Total 266.631,3524 23.395.002,54 1.620.974,7443 22.042.723,5532

r.∆Hr - -2.064,40744

Total 23.661.633,89 23.661.633,89

LB.9 Heat Exchanger ( E-310 )

Fungsi : Untuk menukarkan panas antara larutan amine solution yang keluar dari

stripper dengan larutan rich solution yang keluar dari absorber.

E-323

26

23

25

22

Alur 22, T= 72,4197oC

Larutan rich solution masuk pada suhu 72,4197 0C, 1 atm

))2984197,345(104

24,1314)2984197,345(10

3

78,1338

)2984197,345(102

2118,47)2984197,345(2964,18(3091,422.5)(

449336

222

4197,345

298

2

xOHdTNCpL

= 19,3787 x 106 kJ

KHCO3

H2O 72,423

oC,

1 atm

KHCO3

H2O

K2CO3

H2O

K2CO3

H2O

99,11oC

1 atm

112oC

1 atm

88oC, 1 atm

Page 43: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

kJx

KHCOdTNCp s

6

4197,345

298

3

10 2,6640

298)-(342,862 x 87,49 x 1156,642)(

Q (22) = 22,0427 x 106 kJ

Alur 25, T= 112oC

Larutan amine solution masuk pada suhu 112 0C, 1 atm

))298385(104

24,1314)298385(10

3

78,1338

)298385(102

2118,47)298385(2964,18(3669,743.5)(

449336

222

385

298

2

xOHdTNCpL

= 37,845 x 106 kJ

kJx

COKdTNCp s

6

385

298

32

10 3,0365

298)-(385108,71x x 0578,321)(

Q (25) = 40,8815 x 106 kJ

Alur 26, T= 88oC

Larutan amine solution keluar pada suhu 88 0C, 1 atm

))298361(104

24,1314)298361(10

3

78,1338

)298361(102

2118,47)298361(2964,18(3369,743.5)(

449336

222

361

298

2

xOHdTNCpL

= 27,3219 x 106 kJ

kJx

COKdTNCp s

6

361

298

32

10 2,1988

298)-(361108,71x x 0578,321)(

Q (26) = 29,5208 x 106 kJ

Alur 23, T= 99,1131oC

Untuk mencari suhu keluar dari rich solution, maka dilakukan trial error sehingga

diperoleh suhu keluar 99,11310C, 1 atm

Page 44: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

))2981131,372(104

24,1314)2981131,372(10

3

78,1338

)2981131,372(102

2118,47)2981131,372(2964,18(3091,422.5)(

449336

222

1131,372

298

2

xOHdTNCpL

= 30,3864 x 106 kJ

kJx

KHCOdTNCp s

6

1131,372

298

3

10 3,0171

298)-1131,372( x 87,49 x 3011,465)(

Q (23) = 33,4035 x 106 kJ

Tabel LB.25 Neraca Energi pada Heat Exchanger (E-310)

Komponen

Masuk (kJ/hari) Keluar (kJ/hari)

22 25 23 26

KHCO3 2.663.976,533 - 30.386.370,7144 -

H2O 19.378.747,0202 37.845.011,5087 3.017.083,831 27.321.933,0928

K2CO3 - 3.036.490.596 - 2.198.838,018

Sub total 22.042.723,55 40.881.502,1 33.403.454,5458 29.520.771,11

Total 62.924.225,66 62.924.225,66

LB.10 Stripper ( T-313 )

Fungsi : Untuk melepaskan CO2 dari larutan rich solution.

T-326

23

25

24

KHCO3

H2O

K2CO3

H2O 112

oC, 1 atm

71,436oC,

1 atm

CO2

112oC,

1 atm

Page 45: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Alur 23, T= 99,1131oC

))2981131,372(104

24,1314)2981131,372(10

3

78,1338

)2981131,372(102

2118,47)2981131,372(2964,18(3091,422.5)(

449336

222

1131,372

298

2

xOHdTNCpL

= 30,3864 x 106 kJ

kJx

KHCOdTNCp s

6

1131,372

298

3

10 3,0171

298)-1131,372( x 87,49 x 3011,465)(

Q (23) = 33,4034 x 106 kJ

Alur 25, T= 112oC

Larutan amine solution masuk pada suhu 112 0C, 1 atm

))298385(104

24,1314)298385(10

3

78,1338

)298385(102

2118,47)298385(2964,18(3669,743.5)(

449336

222

385

298

2

xOHdTNCpL

= 37,845 x 106 kJ

kJx

COKdTNCp s

6

385

298

32

10 3,0365

298)-(385108,71x x 0578,321)(

Q (25) = 40,8815 x 106 kJ

Alur 24, T= 112oC

)298385(105

81,3304

))298385(104

4572,37)298385(10

3

7067,73

)298385(102

96291,7)298385(0223,19( 321,0578)(

5513

449336

222

385

298

2

x

CONCpdT

= 1,0887 x 106 kJ

Reaksi yang terjadi pada stripper:

2KHCO3 CO2 + K2CO3 + H2O Hr = 6,43 kkal/mol ( Reina,2011)

Page 46: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

r = 321,0587 kmol

rHr (panas pelepasan CO2) = 2.064,4074 kJ

Qin -Hr Qout dt

dQ

= (40,8815 x 106

+ 1,0887 x 106) + (2.064,4074) – (33,4034 x 10

6)

= 8,5688 x 106 kJ

Steam yang digunakan adalah saturated pada suhu (150 oC), tekanan 1 atm dan

keluar sebagai liquid pada suhu 150oC, tekanan 1 atm. Dari steam tabel (Smith,

2001) diperoleh :

Saturated steam pada 1 atm, 1500C, Hv(100

0C) = 2745,4 kJ/kg

Saturated liquid pada 1 atm, 1500C, Hl(100

0C) = 632,1 kJ/kg

q = [Hv(150oC) – Hl(150

oC)]

q = [2745,4 –632,1]

q = 2.113,3 kJ/kg

Jumlah steam yang diperlukan :

m = q

dTdQ

kg/hari 4.054,6847

kJ/kg3,113.2

kJ/hari10 x 8,5688 m

6

Tabel LB.26 Neraca Energi pada Stripper (T-313)

Komponen

Masuk (kJ/hari) Keluar (kJ/hari)

23 24 25

CO2 - 1.088.653,2216 -

KHCO3 3.017.083,831 - -

H2O 30.386.370,7144 - 37.845.011,5087

K2CO3 - - 3.036.490,596

Sub total 33.403.454,55 1.088.653,2216 40.881.502,1

rΔHr - 2.064,4074

Q 8.568.765,188 -

Total 41.972.219,7338 41.972.219,7338

Page 47: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

LB.11 Cooler ( E-311 )

Fungsi : Mendinginkan larutan amine solution sebelum diumpankan menuju absorber

kembali.

E-311

20 26

Alur 26, T= 88oC

Larutan amine solution keluar pada suhu 88 0C, 1 atm

))298361(104

24,1314)298361(10

3

78,1338

)298361(102

2118,47)298361(2964,18(3369,743.5)(

449336

222

361

298

2

xOHdTNCpL

= 27,3219 x 106 kJ

kJx

COKdTNCp s

6

361

298

32

10 2,1988

298)-(361108,71x x 0578,321)(

Q (26) = 29,5208 x 106 kJ

Alur 20, T= 75oC

Larutan benfield masuk pada suhu 75 0C, 1 atm

))298348(104

24,1314)298348(10

3

78,1338

)298348(102

2118,47)298348(2964,18(3889,743.5)(

449336

222

348

298

2

xOHdTNCpL

= 21,6499 x 106 kJ

Air pendingin

75oC, 1 atm

K2CO3

H2O K2CO3

H2O 88

oC, 1 atm

30oC, 1 atm

60oC, 1 atm

Air pendingin

Page 48: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

kJx

COKdTNCp s

6

348

298

32

101,7451

298)-(348 x 108,71 x 0578,321)(

Q (20) = 23,3950 x 106 kJ

Qin -Qout dt

dQ

= 23,3950 x 106 kJ - 29,5208 x 10

6 kJ

= -6,1258 x 106

kJ

Air pendingin yang digunakan pada suhu 30 oC dan keluar sebagai air pendingin

bekas pada suhu 60 oC.

H (60 oC) = 251,1

H (30 oC) = 125,7

Jumlah air pendingin yang diperlukan :

m = H

dTdQ

kg/hari 148.849,829

kJ/kg)1,2517,125(

kJ/hari10 x 6,1258- m

6

Tabel LB.27 Neraca Energi pada Cooler (E-311)

Komponen

Masuk

(kJ/hari)

Keluar

(kJ/hari)

26 27

H2O 27.321.933,0928 21.649.893,0059

K2CO3 2.198.838,018 1.745.109,5380

Q -6.125.768,5667 -

Total 23.395.002,5439 23.395.002,5439

Page 49: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

LB.12 Cooler ( E-404 )

Fungsi : Mendinginkan gas CO2 sebelum disimpan dalam tangki penyimpanan gas

CO2.

E-404

27 28

Aliran 27 adalah aliran gas CO2 keluar kompresor (JC-403). Dari perhitungan pada

spesifikasi JC-420, diketahui T27 = 213,541 o

C. Entalpi gas CO2 keluaran kompresor

dapat dilihat pada tabel LB-28.

)298541,486(105

81,3304

))298541,486(104

4572,37)298541,486(10

3

7067,73

)298541,486(102

96291,7)298541,486(0223,19( 321,0578)(

5513

449336

222

541,486

298

2

x

CONCpdT

= 2.474.261,3373 kJ

Tabel LB.28 Entalpi gas output Kompresor (JC-403)

Komponen N (kmol) ∫Cp dT H

CO2 321,0578 7.706,5922 2.474.261,3373

Gas sebelum disimpan suhunya diturunkan hingga 40 0C dengan menggunakan air

pendingin, sehingga dapat dihitung Entalpi gas pada suhu 40 0C,

)298313(105

81,3304

))298313(104

4572,37)298313(10

3

7067,73

)298313(102

96291,7)298313(0223,19(0578,321)(

5513

449336

222

313

298

2

x

CONCpdT

= 180.432,4764 kJ

Air pendingin

Air pendingin

30oC, 1 atm

60oC, 1 atm

CO2

213,541oC,

100 atm

CO2

40oC

100 atm

Page 50: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tabel LB.29 Entalpi gas output Cooler (E-404)

Komponen N (kmol) ∫Cp dT H

CO2 321,0578 561,9938 180.432,4764

Qin -Qout dt

dQ

= 180.432,4764 kJ - 2.474.261,3373 kJ

= -2,294 x 106 kJ

Air pendingin yang digunakan pada suhu 30 oC dan keluar sebagai air pendingin

bekas pada suhu 60 oC.

H (60 oC) = 251,1

H (30 oC) = 125,7

Jumlah air pendingin yang diperlukan :

m = H

dTdQ

kg/hari 218.292,096

kJ/kg)1,2517,125(

kJ/hari10 x 2,294- m

6

Tabel LB.30 Neraca Energi pada Cooler (E-404)

Komponen

Masuk

(kJ/hari)

Keluar

(kJ/hari)

27 28

CO2 2.474.261,3373 180.432,4764

Q -2.293.828,8609 -

Total 180.432,4764 180.432,4764

Page 51: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

LB.13 Cooler ( E-315 )

Fungsi : Untuk menurunkan suhu gas sebelum memasuki kolom PSA.

E-315

29 30

Aliran 29 adalah aliran gas dan cairan keluar kompresor (JC-314). Dari perhitungan

pada spesifikasi JC-314, diketahui T29 = 179,8182oC. Entalpi gas dan cairan keluaran

kompresor dapat dilihat pada tabel LB-31

))2988182,452(105

803,291

)2988182,452(104

883,105)2988182,452(10

3

45,131

)2988182,452(102

70055,6)2988182,452(638,17(245,509)(

5513

449336

222

2

8182,452

298

x

HNCpdT

= 2,3030 x 106 kJ

)2988182,452(105

81,3304

))2988182,452(104

4572,37)2988182,452(10

3

7067,73

)2988182,452(102

96291,7)2988182,452(0223,19(243,3)(

5513

449336

222

8182,452

298

2

x

CONCpdT

= 2,0219 x 104 kJ

Tabel LB.31 Entalpi gas dan cairan output Kompresor (JC-314)

Komponen N (kmol) ∫Cp dT H

H2 509,245 4.522,4084 2.303.013,8506

CO2 3,243 6.234,7795 20.219,43244

Hin (kJ) 2.323.233,2831

Air pendingin

Air pendingin 30

oC, 1 atm

60oC, 1 atm

H2

CO2

179,8231oC

20 atm 60

oC

20 atm

H2

CO2

Page 52: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Gas dan cairan sebelum diumpankan ke kolom PSA T-316 suhunya diturunkan

hingga 60 0C dengan menggunkan air pendingin, sehingga dapat dihitung Entalpi gas

dan cairan pada suhu 60 0C,

))298333(105

803,291

)298333(104

883,105)298333(10

3

45,131

)298333(102

70055,6)298333(638,17(245,509)(

5513

449336

222

2

333

298

x

HNCpdT

= 5,1193 x 105 kJ

)298333(105

81,3304

))298333(104

4572,37)298333(10

3

7067,73

)298333(102

96291,7)298333(0223,19(243,3)(

5513

449336

222

333

298

2

x

CONCpdT

= 4,301 x 103 kJ

Tabel LB.32 Entalpi gas dan cairan output Cooler (E-315)

Komponen N (kmol) ∫Cp dT H

H2 509,245 1.005,267837 511.927,6197

CO2 3,243 1.326,494884 4.301,831952

Hout (kJ) 516.229,4517

Qin -Qout dt

dQ

= 516.229,4517 kJ – 2.323.233,2831 kJ

= -1,8070x 106 kJ

Air pendingin yang digunakan pada suhu 30 oC dan keluar sebagai air pendingin

bekas pada suhu 60 oC.

H (60 oC) = 251,1

H (30 oC) = 125,7

Jumlah air pendingin yang diperlukan :

m = H

dTdQ

Page 53: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

kg/hari 914.409,918

kJ/kg)1,2517,125(

kJ/hari10 x 1,8080- m

6

LB.14 Cooler ( E-407 )

Fungsi : Mendinginkan gas H2 sebelum disimpan dalam tangki penyimpanan gas H2.

E-407

33 34

Aliran 33 adalah aliran gas CO2 keluar kompresor (JC-406). Dari perhitungan pada

spesifikasi JC-406, diketahui T33 = 73,0275oC. Entalpi gas CO2 keluaran kompresor

dapat dilihat pada tabel LB-2

)2980275,348(105

81,3304

))2980275,348(104

4572,37)2980275,348(10

3

7067,73

)2980275,348(102

96291,7)2980275,348(0223,19( 508,7358)(

5513

449336

222

0275,346

298

2

x

HNCpdT

= 703.528,9269 kJ

Tabel LB.33 Entalpi gas output Kompresor (JC-406)

Komponen N (kmol) ∫Cp dT H

H2 508,7358 1.382,8966 703.528,9269

gas sebelum disimpan suhunya diturunkan hingga 40 0C dengan menggunakan air

pendingin, sehingga dapat dihitung Entalpi gas pada suhu 40 0C,

Air pendingin

Air pendingin 30

oC, 1 atm

60oC, 1 atm

H2

73,0275oC

30 atm

H2

40oC

30 atm

Page 54: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

)298313(105

81,3304

))298313(104

4572,37)298313(10

3

7067,73

)298313(102

96291,7)298313(0223,19(7358,508)(

5513

449336

222

313

298

2

x

CONCpdT

= 218.256,0432 kJ

Tabel LB.34 Entalpi gas output Cooler (E-407)

Komponen N (kmol) ∫Cp dT H

CO2 508,7358 429,0165 218.256,0432

Qin -Qout dt

dQ

= 218.256,0432 kJ - 703.528,9269 kJ

= -4,8527 x 105 kJ

Air pendingin yang digunakan pada suhu 30 oC dan keluar sebagai air pendingin

bekas pada suhu 60 oC.

H (60 oC) = 251,1

H (30 oC) = 125,7

Jumlah air pendingin yang diperlukan :

m = H

dTdQ

kg/hari 3.869,7997

kJ/kg)1,2517,125(

kJ/hari10 x 4,8527- m

5

Tabel LB.35 Neraca Energi pada Cooler (E-407)

Komponen

Masuk

(kJ/hari)

Keluar

(kJ/hari)

33 34

H2 703.528,9269 218.256,0432

Q -485.272,8837 -

Total 218.256,0432 218.256,0432

Page 55: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

LAMPIRAN C

PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

LC.1 Bak Umpan LCPKS (BK-101)

Fungsi : Menampung LCPKS

Bentuk : Bak Silinder vertikal dengan alas datar

Bahan konstruksi : Beton Kedap air

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

P = 1 atm

T = 30 0C

Waktu tinggal ( τ ) : 3 hari

Laju alir massa (F) = 443.835,6164 kg/hari

Densitas () = 983,24 kg/m3

Faktor kelonggaran = 20 % (Perry dan Green,1999)

Menghitung volume tangki :

Laju alir volumetrik (Q) = 3kg/m983,24

/ 64443.835,61 harikg = 451,4011 m

3/hari

Volume larutan = τ x Q = 3 hari x 451,4011 m3/hari = 1354,203 m

3

Volume tangki, VT = ( 1+ 0,2 ) x 1354,203 m3

= 1.625,044 m3

Perhitungan ukuran bangunan

Ukuran bak :

Panjang bak (p) = 2 x lebar bak (l) maka p = 2l

Tinggi bak (t) = ½ x lebar bak (l) maka t = ½ l

Maka :

Volume bak (V) = p x l x t

1.625,044 m3 = 2l x l x ½ l

Lebar bak (l) = 11,47 m

Dengan demikian,

Page 56: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Panjang bak (p) = 22,9412 m

Tinggi bak (t) = 5,735 m

Lebar bak (l) = 11,47 m

Tinggi larutan dalam bak = m 5,74 x 1625,044

1354,2033= 4,78 meter

LC.2 Pompa (J-102)

Fungsi : Memompa LCPKS ke Bak Neutralisasi

Jenis : Pompa screw pump

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Tekanan = 1 atm

Temperatur = 60 oC

Laju alir massa (F) = 443.835,6164 kg/hari = 11,325 lbm/sec

Densitas () = 983,24 kg/m3 = 61,3815 lbm/ft

3

Viskositas () = 0,4688 cP = 0,000315 lbm/ft.s

Laju alir volumetrik, 3

m

m

ft/lb 61,3815

/seclb 11,325

ρ

FQ 0,1845 ft

3/sec

= 0.005225 m3/sec

Desain pompa : Asumsi aliran turbulen

Dopt = 0,363 (Q)0,45

(ρ)0,13

(Peters,et.al., 2004)

= 0,363 x (0.005225)0,45

x (983,24)0,13

= 0,0836 m

= 3,2904 in

Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel :

Ukuran nominal : 2

13 in

Schedule number : 40

Page 57: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Diameter Dalam (ID) : 3,548 in = 0,2956 ft

Diameter Luar (OD) : 4,00 in = 0,3333 ft

Inside sectional area : 0,0687 ft2

Kecepatan linear, v = Q/A = 2

3

0,0687

/0,1845

ft

sft = 2,6856 ft/s

Bilangan Reynold : NRe =

Dv

=lbm/ft.s0,000315

)0,2956)(/ 2,6856)(/ 3815,61( 3 ftsftftlbm

= 154.718,4 (Turbulen)

/D = D

x 5106,4

= 0,00051 (Geankoplis, 1997)

Pada NRe = 154.718,4 dan /D = 0,00051

Dari Fig.2.10-3 Geankoplis (1997), diperoleh harga f = 0,0049

Friction loss :

1 Sharp edge entrance= hc = 0,552

12

1

2 v

A

A

= 0,55 174,3212

2,685601

2

= 0,06165 ft.lbf/lbm

2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 2(0,75) 174,3212

2,6856 2

= 0,1681 ft.lbf/lbm

1 check valve = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 1(2,0) 174,3212

2,6856 2

=0,2242 ft.lbf/lbm

Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD

vL

.2.

. 2

= 4(0,0049)

174,32.2.0,2956

2,6856.302

= 0,2229 ft.lbf/lbm

Page 58: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

1 Sharp edge exit = hex = cg

v

A

A

..21

22

2

1

= 174,3212

2,685601

2

= 0,1121 ft.lbf/lbm

Total friction loss : F = 0,7889 ft.lbf/lbm

Dari persamaan Bernoulli :

02

1 1212

2

1

2

2

sWFPP

zzgvv

(Geankoplis,1997)

dimana : v1 = v2

P1 = P2

Z = 15 ft

Maka :

0/. 7889,00 15./.174,32

/174,320

2

2

sWlbmlbfftftslbflbmft

sft

Ws = - 15,7889 ft.lbf/lbm

P Effisiensi pompa , = 80 %

Ws = - x Wp

- 15,7889= -0,8 x Wp

Wp = 19,7362 ft.lbf/lbm

Daya pompa :

P = m x Wp

=slbfft

hp

/.550

1 xft.lbf/lbm 19,7362lbm/s 11,325

= 0,4064 Hp

Maka dipilih pompa dengan daya motor = 21 Hp

Page 59: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

LC.3 Tangki Pre-Treatment (M-103)

Fungsi : Mencampur LCPKS dengan NaOH dan dilakukan pemanasan

untuk menonaktifkan bakteri metanasi.

Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup elipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon steel SA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

P = 1 atm

T = 80 0C

Waktu tinggal ( τ ) = 1 jam

Laju alir massa (F) = 445.610,959 kg/hari

Densitas () = 216,57 kg/m3

Viskositas () = 0,357 cP

Faktor kelonggaran = 20 % (Perry dan Green,1999)

Menghitung volume tangki :

Laju alir volumetrik (Q) = 3kg/m 216,57

/ 9445.610,95 harikg = 2057,5507 m

3/hari

Volume bahan = τ x Q =1 jam x (1 hari/24 jam) x 2.057,5507 m3/hari

= 85,7313 m3

Volume tangki, VT = ( 1+ 0,2 ) x 85,7313 m3

= 102,8775 m3

Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (HS : DT ) = 1:1

Volume silinder = 1:1:4

1 2 TSST DHHD

= 3

4

1TD

DT ( diameter tangki ) = 5,079 m = 199,9781 in

HS ( tinggi silinder ) = 5,079 m = 199,9781 in

Menghitung diameter dan tinggi tutup

Page 60: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Diameter tutup = diameter tangki = 5,079 m

Asumsi Hh : Di = 1 : 4

Tinggi tutup = 1,27 m

Tinggi total = 5,079 + 1,27 = 6,35 m

Menghitung tebal shell tangki

(Perry, 1999)

Dimana:

t = tebal shell (in)

P = tekanan desain (Psia)

R = jari-jari dalam tangki (in)

S = allowable stress (Psia)

E = joint efficiency

n = umur alat (tahun)

C = corrosion allowance (m/tahun)

Volum larutan = 85,7313 m3

Volum tangki = 102,8775 m3

Tinggi larutan dalam tangki =

Tekanan hidrostatik

P = ρ x g x l

= 216,5735 kg/m3 x 9,8 m/det

2 x 5,2911 m

= 11.229,9318 Pa = 1,6289 psia

Faktor kelonggaran = 20 %

Maka, Pdesain = (1,2) (P operasi)

= 1,2 ( 14,696 + 1,6289) = 19,5899 psia

Dari Walas, 1988 diperoleh bahwa tekanan desain dari bejana yang

beroperasi pada tekanan 0-10 psig adalah 40 psig atau 54,696 psia.

- Direncanakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 grade C

- Allowable working stress (S) : 13.700 psia (Peters et.al., 2004)

- Joint efficiency (E) : 0,85

- Corossion allowance (C) : 0,125 in/tahun

CnPSE

PRt .

6,0

mx 2911,535,68775,102

7313,85

Page 61: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

- Umur alat : 10 tahun

t = 1,721 in

tebal shell standar yang digunakan adalah 1 3/4 in (Brownell&Young,1959)

menghitung tebal tutup tangki

Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell

Tebal tutup atas = 1 3/4 in (Brownell&Young,1959)

Perancangan Sistem pengaduk

Jenis : flat 6 blade turbin impeller

Baffle : 4 buah

Kecepatan putaran (N) : 1 rps (Geankoplis, 2003)

Efisiensi motor : 80 %

Pengaduk didesain dengan standar berikut :

Da : Dt = 0,3 J : Dt = 1 : 12 W : Da = 1 : 5

L : Da = 1 : 4 E : Da = 1:1 (Geankoplis, 2003)

Jadi :

1. Diameter impeller (Da) = 0,3 x Dt = 1,52 m = 4,999 ft

2. Tinggi pengaduk dari dasar (E) = Da = 1,52 m

3. Lebar baffle ( J) = 0,42 m

4. Lebar daun baffle (W) = 0,3 m

5. Panjang daun impeller (L) = 0,38 m

Daya untuk pengaduk :

Bilangan Reynold (NRe) = 357,0

5735,21652,11 22

aDN

= 1.409.077,48

NRe>10.000, sehingga daya tidak tergantung pada bilangan reynold,

persamaan menjadi :

c

53

T

g

Da NkP

(McCabe dkk., 1999)

kT = 0,32

125,010696,546,0)85,013700(

9781,1992

1696,54x

xx

xt

Page 62: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

P = 2

35533

det./.147,32

/5207,1399,4det132,0

lbfftlbm

ftlbmft

= 420,3374 ft.lbf/det = 0,7642 hp

Efisiensi motor, η = 80 %

Jadi daya motor = 0,9553 hp

Menghitung Jaket Steam,

Jumlah steam (1500C) = 13.297,141 kg/hari

Densitas steam = 2,5458 kg/m3

Laju alir steam (Qw) = kg/m 2,5458

kg/hari 13.297,1413

= 5.223,117 m3/hari

Diameter dalam jaket = diameter dalam + (2 x tebal dinding)

= 199,9781 in + [2(1,75 in)]

= 203,4781 in

Tinggi jaket = tinggi tangki = 5,0795 m

Ditetapkan jarak jaket = 5 in

Diameter luar jaket (D) = 203,4781 in + (2 ×5) in

= 213,4781 in = 22,9346 m

Luas yang dilalui steam (A),

A = 4

(D

2-d

2) =

4

(213,4781

2 – 203,4781

2) = 3.273,1058 in

2 = 2,117 m

2

Kecepatan steam (v),

v = A

Qw =

2

3

m 2,117

/harim 5.223,117 = 2.473,4352 m/hari

Tebal dinding jaket (tj),

Pdesain = 19,5899 psia

Jenis sambungan = Double welded butt joint

Joint Efficiency = 0,85

Allowable Stress = 13.700 lb/in2 (Peters et.al., 2004)

Korosi yang diizinkan (c) = 0,125 in/tahun

Tebal shell jaket (t),

cSE

2

DP(t)jaket Tebal t

(Brownell dan Young, 1959)

Page 63: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

dimana : t = tebal dinding jaket (in)

P = tekanan desain (lb/in2)

Dt = diameter dalam jaket (in)

S = allowable working stress (lb/in2)

E = efisiensi pengelasan

c = korosi yang diizinkan (in)

in0,3046

125,085,0700.132

4781,21319,5899d

Dipilih tebal jaket standar 1/2 in.

LC. 4 Gudang Penyimpanan Natrium Hidroksida(NaOH) (L-104)

Fungsi : Menyimpan NaOH selama 3 hari

Bahan Konstruksi : Dinding dari beton, lantai aspal dan atap dari seng

Bentuk : Prisma segi empat beraturan

Jumlah : 1 unit

Data Perhitungan:

Temperatur, T =30oC

Tekanan, P = 1 atm

Kebutuhan perancangan, t = 3 hari

Laju alir massa, F = 1.775,343 kg/hari

ρ NaOH, ρ = 2.100 kg/m3 (Wikipedia, 2012)

Kapasitas gudang = 1.775,343 kg/hari × 3 hari = 5.326,028 kg.

NaOH dikemas dalam goni plastik dengan kapasitas 20 kg/goni.

Maka goni yang dibutuhkan = gonikg

kg

/20

028,326.5266,3014 goni

Tinggi gudang:

Asumsi tebal 1 goni plastik = 15 cm

Maksimal tumpukan goni = 20 buah

Faktor kelonggaran = 30%

Tinggi gudang yang dibutuhkan = 1,3 × 15 cm × 20 = 3,9 m = 4 m.

Page 64: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Panjang gudang:

Direncanakan susunan goni = 30 goni × 15 goni

Dimana panjang 1 goni = 40 cm

Faktor kelonggaran = 30%

Untuk jalan dalam gudang = 30%

Panjang gudang yang dibutuhkan = 1,3 × 40 cm × 30 = 15,6 m = 16 m.

Lebar gudang :

Faktor kelonggaran = 30 %

Dimana lebar 1 goni 20 cm

Lebar gudang yang dibutuhkan = 1,3 × 20 cm × 15 = 390 cm = 3,9 m ≈ 4 m.

LC.5 Belt Conveyor (C-105)

Fungsi : mengangkut NaOH ke M-103

Jenis : Continuous belt conveyor

Bahan : Carbon steel

Kondisi operasi : Temperatur = 300C

Tekanan = 1 atm

Laju bahan : 1.775,343 kg/hari

Faktor kelonggaran : 12 %

Kapasitas total belt conveyor:

= 1,12 Laju bahan

= 1,12 1.775,343 kg/hari

= 1.988,384 kg/hari

= 0,0828 ton/jam

Untuk belt conveyor kapasitas < 32 ton/jam, spesifikasi :

(Tabel 21–9, Perry, dkk., 1999)

- Lebar belt conveyor = 14 in

- Luas permukaan muatan = 0,11 ft2

- Lapisan belt maksimum = 5

- Kecepatan belt maksimum = 300 ft/menit

Page 65: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Perhitungan daya yang dibutuhkan (P):

Lm 0,0027P 0,82 (Peters, dkk., 2004)

Dimana: P = daya (kW)

m = laju alir massa (kg/s)

L = panjang conveyor (m)

m = 0,0828 ton/jam = 0,023 kg/s

L = 25 ft = 7,62 m

Maka kW 0,000934(7,62)(0,023) 0,0027P 0,82

= 0,001252 hP

Digunakan daya 0,05 hP.

LC.6 Pompa (J-106)

Fungsi : Memompa campuran pre-treatment ke Tangki

Pencampur

Jenis : Pompa screw pump

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Tekanan = 1 atm

Temperatur = 80 oC

Laju alir massa (F) = 445.610,9589 kg/hari = 11,3703 lbm/sec

Densitas () = 216,5735 kg/m3 = 13,5201 lbm/ft

3

Viskositas () = 0,3569 cP = 0,00024 lbm/ft.s

Laju alir volumetrik, 3

m

m

ft/lb 13,5201

/seclb 11,3703

ρ

FQ 0,8409 ft

3/sec

= 0.0238 m3/sec

Desain pompa : Asumsi aliran turbulen

Dopt = 0,363 (Q)0,45

(ρ)0,13

(Peters,et.al., 2004)

= 0,363 x (0,0238)0,45

x (216,5735)0,13

Page 66: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

= 0,1359 m

= 5,3491 in

Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel :

Ukuran nominal : 6 in

Schedule number : 40

Diameter Dalam (ID) : 6,065 in = 0,5054 ft

Diameter Luar (OD) : 6,625 in = 0,5521 ft

Inside sectional area : 0,2006 ft2

Kecepatan linear, v = Q/A = 2

3

0,2006

/0,8409

ft

sft = 4,19235 ft/s

Bilangan Reynold : NRe =

Dv

=lbm/ft.s0,00024

)0,5054)(/ 4,1923)(/ 5202,13( 3 ftsftftlbm

= 119.450,9 (Turbulen)

/D = D

x 5106,4

= 0,000299 (Geankoplis, 1997)

Pada NRe = 119.450,9 dan /D = 0,000299

Dari Fig.2.10-3 Geankoplis (1997), diperoleh harga f = 0,0041

Friction loss :

1 Sharp edge entrance= hc = 0,552

12

1

2 v

A

A

= 0,55 174,3212

4,1923501

2

= 0,1502 ft.lbf/lbm

2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 2(0,75) 174,3212

4,19325 2

= 0,4097 ft.lbf/lbm

1 check valve = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 1(2,0) 174,3212

4,19325 2

=0,5463 ft.lbf/lbm

Page 67: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD

vL

.2.

. 2

= 4(0,0041) 174,32.2.0,5054

4,19325.302

= 0,2659 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit = hex = cg

v

A

A

..21

22

2

1

= 174,3212

4,1932501

2

= 0,2731 ft.lbf/lbm

Total friction loss : F = 1,6452 ft.lbf/lbm

Dari persamaan Bernoulli :

02

1 1212

2

1

2

2

sWFPP

zzgvv

(Geankoplis,1997)

dimana : v1 = v2

P1 = P2

Z = 45 ft

Maka :

0/. 6452,10 45./.174,32

/174,320

2

2

sWlbmlbfftftslbflbmft

sft

Ws = - 46,6452 ft.lbf/lbm

P Effisiensi pompa , = 80 %

Ws = - x Wp

- 46,6452 = -0,8 x Wp

Wp = 58,30654 ft.lbf/lbm

Daya pompa :

P = m x Wp

Page 68: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

=slbfft

hp

/.550

1 xft.lbf/lbm 58,3065lbm/s 11,3707

= 1,205 Hp

Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1 1/4 Hp

LC.7 Tangki Pencampur LCPKS dan nutrisi (M-107)

Fungsi : Mencampur campuran dengan nutrisi

Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup elipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon steel SA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

P = 1 atm

T = 79,97 0C

Waktu tinggal ( τ ) = 1 hari

Laju alir massa (F) = 445.709,1531 kg/hari

Densitas () = 216,6175 kg/m3

Viskositas () = 0,357 cP

Faktor kelonggaran = 20 % (Perry dan Green,1999)

Menghitung volume tangki :

Laju alir volumetrik (Q) = 3kg/m 216,6175

/ 31445.709,15 harikg = 2057,5859 m

3/hari

Volume bahan = τ x Q =1 hari x 2057,5859 m3/hari

= 2057,5859 m3

Volume tangki, VT = ( 1+ 0,2 ) x 2057,5859 m3

= 2.469,1031 m3

Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (HS : DT ) = 1:1

Volume silinder = 1:1:4

1 2 TSST DHHD

= 3

4

1TD

DT ( diameter tangki ) = 14,6518 m = 576,8399 in

Page 69: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

HS ( tinggi silinder ) = 14,6518 m = 576,8399 in

Menghitung diameter dan tinggi tutup

Diameter tutup = diameter tangki = 14,6518 m

Asumsi Hh : Di = 1 : 4

Tinggi tutup = 3,66 m

Tinggi total = 14,6518 + 3,66 = 18,31m

Menghitung tebal shell tangki

(Perry, 1999)

Dimana:

t = tebal shell (in)

P = tekanan desain (Psia)

R = jari-jari dalam tangki (in)

S = allowable stress (Psia)

E = joint efficiency

n = umur alat (tahun)

C = corrosion allowance (m/tahun)

Volum larutan = 2057,5859 m3

Volum tangki = 2469,1031 m3

Tinggi larutan dalam tangki =

Tekanan hidrostatik

P = ρ x g x l

= 216,6175 kg/m3 x 9,8 m/det

2 x 15,2623 m

= 32.399,497 Pa = 4,6997 psia

Faktor kelonggaran = 20 %

Maka, Pdesain = (1,2) (P operasi)

= 1,2 ( 14,696 + 4,6997) = 23,2748 psia

Dari Walas, 1988 diperoleh bahwa tekanan desain dari bejana yang

beroperasi pada tekanan 0-10 psig adalah 40 psig atau 54,696 psia.

- Direncanakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 grade C

- Allowable working stress (S) : 13.700 psia (Peters et.al., 2004)

CnPSE

PRt .

6,0

mx 2623,1531,181031,2469

5859,2057

Page 70: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

- Joint efficiency (E) : 0,85

- Corossion allowance (C) : 0,125 in/tahun

- Umur alat : 10 tahun

t = 2,609 in

tebal shell standar yang digunakan adalah 2 3/4 in (Brownell&Young,1959)

menghitung tebal tutup tangki

Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell

Tebal tutup atas = 2 3/4 in (Brownell&Young,1959)

Perancangan Sistem pengaduk

Jenis : flat 6 blade turbin impeller

Baffle : 4 buah

Kecepatan putaran (N) : 1 rps (Geankoplis, 2003)

Efisiensi motor : 80 %

Pengaduk didesain dengan standar berikut :

Da : Dt = 0,3 J : Dt = 1 : 12 W : Da = 1 : 5

L : Da = 1 : 4 E : Da = 1:1 (Geankoplis, 2003)

Jadi :

1. Diameter impeller (Da) = 0,3 x Dt = 4,4 m = 14,4209 ft

2. Tinggi pengaduk dari dasar (E) = Da = 4,4 m

3. Lebar baffle ( J) = 1,22 m

4. Lebar daun baffle (W) = 0,88 m

5. Panjang daun impeller (L) = 1,1 m

Daya untuk pengaduk :

Bilangan Reynold (NRe) = 357,0

6175,2164,41 22

aDN

= 11.725,363,03

NRe>10.000, sehingga daya tidak tergantung pada bilangan reynold,

persamaan menjadi :

125,010696,546,0)85,013700(

8399,5762

1696,54x

xx

xt

Page 71: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

c

53

T

g

Da NkP

(McCabe dkk., 1999)

kT = 0,32

P = 2

35533

det./.147,32

/5234,134209,14det132,0

lbfftlbm

ftlbmft

= 83.955,814 ft.lbf/det = 152,6469 hp

Efisiensi motor, η = 80 %

Jadi daya motor = 190,8087 hp

LC. 8 Gudang Penyimpanan FeCl2 (L-108)

Fungsi : Menyimpan FeCl2 selama 15 hari

Bahan Konstruksi : Dinding dari beton, lantai aspal dan atap dari seng

Bentuk : Prisma segi empat beraturan

Jumlah : 1 unit

Data Perhitungan:

Temperatur, T =30oC

Tekanan, P = 1 atm

Kebutuhan perancangan, t = 15 hari

Laju alir massa, F = 82,9973 kg/hari

ρ FeCl2, ρ = 3.160 kg/m3 (Wikipedia, 2012)

Kapasitas gudang = 82,9973 kg/hari × 15 hari = 1.244,96 kg.

NaOH dikemas dalam goni plastik dengan kapasitas 20 kg/goni.

Maka goni yang dibutuhkan = gonikg

kg

/ 20

96,244.162,2479 goni

Tinggi gudang:

Asumsi tebal 1 goni plastik = 15 cm

Maksimal tumpukan goni = 8 buah

Faktor kelonggaran = 30%

Tinggi gudang yang dibutuhkan = 1,3 × 15 cm × 8 = 1,56 m = 1,6 m.

Page 72: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Panjang gudang:

Direncanakan susunan goni = 10 goni × 5 goni

Dimana panjang 1 goni = 20 cm

Faktor kelonggaran = 30%

Untuk jalan dalam gudang = 30%

Panjang gudang yang dibutuhkan = 1,3 × 20 cm × 10 = 2,6 m = 2,7 m.

Lebar gudang :

Faktor kelonggaran = 30 %

Dimana lebar 1 goni 10 cm

Lebar gudang yang dibutuhkan = 1,3 × 10 cm × 5 = 65 cm = 0,65 m ≈ 0,7 m.

LC.9 Belt Conveyor (C-109)

Fungsi : mengangkut FeCl2 ke M-107

Jenis : Continuous belt conveyor

Bahan : Carbon steel

Kondisi operasi : Temperatur = 300C

Tekanan = 1 atm

Laju bahan : 82,9973 kg/hari

Faktor kelonggaran : 12 %

Kapasitas total belt conveyor:

= 1,12 Laju bahan

= 1,12 82,9973 kg/hari

= 92,957 kg/hari

= 0,003873 ton/jam

Untuk belt conveyor kapasitas < 32 ton/jam, spesifikasi :

(Tabel 21–9, Perry, dkk., 1999)

- Lebar belt conveyor = 14 in

- Luas permukaan muatan = 0,11 ft2

- Lapisan belt maksimum = 5

- Kecepatan belt maksimum = 300 ft/menit

Perhitungan daya yang dibutuhkan (P):

Page 73: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Lm 0,0027P 0,82 (Peters, dkk., 2004)

Dimana: P = daya (kW)

m = laju alir massa (kg/s)

L = panjang conveyor (m)

m = 0,003873 ton/jam = 0,001706 kg/s

L = 25 ft = 7,62 m

Maka kW 0,0000758(7,62)(0,001706) 0,0027P 0,82

= 0,0001016 hP

Digunakan daya 0,05 hP.

LC. 10 Gudang Penyimpanan Na2HPO4 (L-110)

Fungsi : Menyimpan Na2HPO4 selama 50 hari

Bahan Konstruksi : Dinding dari beton, lantai aspal dan atap dari seng

Bentuk : Prisma segi empat beraturan

Jumlah : 1 unit

Data Perhitungan:

Temperatur, T =30oC

Tekanan, P = 1 atm

Kebutuhan perancangan, t = 50 hari

Laju alir massa, F = 15,1969 kg/hari

ρ Na2HPO4, ρ = 1.700 kg/m3 (Wikipedia, 2012)

Kapasitas gudang = 15,1969 kg/hari × 50 hari = 759,845 kg.

NaOH dikemas dalam goni plastik dengan kapasitas 20 kg/goni.

Maka goni yang dibutuhkan = gonikg

kg

/ 20

845,175937,9922 goni

Tinggi gudang:

Asumsi tebal 1 goni plastik = 15 cm

Maksimal tumpukan goni = 5 buah

Faktor kelonggaran = 30%

Tinggi gudang yang dibutuhkan = 1,3 × 15 cm × 5 = 0,975 m = 0,98 m.

Page 74: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Panjang gudang:

Direncanakan susunan goni = 8 goni × 4 goni

Dimana panjang 1 goni = 20 cm

Faktor kelonggaran = 30%

Untuk jalan dalam gudang = 30%

Panjang gudang yang dibutuhkan = 1,3 × 20 cm × 8 = 2,08 m = 2,1 m.

Lebar gudang :

Faktor kelonggaran = 30 %

Dimana lebar 1 goni 10 cm

Lebar gudang yang dibutuhkan = 1,3 × 10 cm × 4 = 52 cm = 0,52 m ≈ 0,6 m.

LC.11 Belt Conveyor (C-111)

Fungsi : mengangkut Na2HPO4 ke M-103

Jenis : Continuous belt conveyor

Bahan : Carbon steel

Kondisi operasi : Temperatur = 300C

Tekanan = 1 atm

Laju bahan : 15,1969 kg/hari

Faktor kelonggaran : 12 %

Kapasitas total belt conveyor:

= 1,12 Laju bahan

= 1,12 15,1969 kg/hari

= 17,0205 kg/hari

= 0,000709 ton/jam

Untuk belt conveyor kapasitas < 32 ton/jam, spesifikasi :

(Tabel 21–9, Perry, dkk., 1999)

- Lebar belt conveyor = 14 in

- Luas permukaan muatan = 0,11 ft2

- Lapisan belt maksimum = 5

- Kecepatan belt maksimum = 300 ft/menit

Perhitungan daya yang dibutuhkan (P):

Page 75: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Lm 0,0027P 0,82 (Peters, dkk., 2004)

Dimana: P = daya (kW)

m = laju alir massa (kg/s)

L = panjang conveyor (m)

m = 0,000709 ton/jam = 0,000197 kg/s

L = 25 ft = 7,62 m

Maka kW 0,0000188(7,62)) (0,000197 0,0027P 0,82

= 0,000025 hP

Digunakan daya 0,05 hP.

LC.12 Pompa (J-112)

Fungsi : Memompa campuran ke reaktor biohidrogen

Jenis : Pompa screw pump

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Tekanan = 1 atm

Temperatur = 79,97 oC

Laju alir massa (F) = 445.709,1531 kg/hari = 11,3728 lbm/sec

Densitas () = 216,6175 kg/m3 = 13,5229 lbm/ft

3

Viskositas () = 0,3569 cP = 0,00024 lbm/ft.s

Laju alir volumetrik, 3

m

m

ft/lb 13,5229

/seclb 11,3728

ρ

FQ 0,8409 ft

3/sec

= 0.0238 m3/sec

Desain pompa : Asumsi aliran turbulen

Dopt = 0,363 (Q)0,45

(ρ)0,13

(Peters,et.al., 2004)

= 0,363 x (0,0238)0,45

x (216,6175)0,13

= 0,1359 m

Page 76: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

= 5,3493 in

Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel :

Ukuran nominal : 6 in

Schedule number : 40

Diameter Dalam (ID) : 6,065 in = 0,5054 ft

Diameter Luar (OD) : 6,625 in = 0,5521 ft

Inside sectional area : 0,2006 ft2

Kecepatan linear, v = Q/A = 2

3

0,2006

/0,8409

ft

sft = 4,1924 ft/s

Bilangan Reynold : NRe =

Dv

=lbm/ft.s0,00024

)0,5054)(/ 4,1924)(/ 5223,13( 3 ftsftftlbm

= 119.465,5 (Turbulen)

/D = D

x 5106,4

= 0,000299 (Geankoplis, 1997)

Pada NRe = 119.465,5 dan /D = 0,000299

Dari Fig.2.10-3 Geankoplis (1997), diperoleh harga f = 0,0041

Friction loss :

1 Sharp edge entrance= hc = 0,552

12

1

2 v

A

A

= 0,55 174,3212

4,192401

2

= 0,1502 ft.lbf/lbm

2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 2(0,75) 174,3212

4,1924 2

= 0,4097 ft.lbf/lbm

1 check valve = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 1(2,0) 174,3212

4,1924 2

=0,5463 ft.lbf/lbm

Page 77: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD

vL

.2.

. 2

= 4(0,0041)

174,32.2.0,5054

4,1924.302

= 0,2659 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit = hex = cg

v

A

A

..21

22

2

1

= 174,3212

4,192401

2

= 0,2731 ft.lbf/lbm

Total friction loss : F = 1,6453 ft.lbf/lbm

Dari persamaan Bernoulli :

02

1 1212

2

1

2

2

sWFPP

zzgvv

(Geankoplis,1997)

dimana : v1 = v2

P1 = P2

Z = 59 ft

Maka :

0/. 6453,10 59./.174,32

/174,320

2

2

sWlbmlbfftftslbflbmft

sft

Ws = - 60,6453 ft.lbf/lbm

P Effisiensi pompa , = 80 %

Ws = - x Wp

- 60,6453 = -0,8 x Wp

Wp = 75,8066 ft.lbf/lbm

Daya pompa :

P = m x Wp

=slbfft

hp

/.550

1 xft.lbf/lbm 75,8066lbm/s 11,3728

Page 78: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

= 1,5675 Hp

Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1 3/4 Hp

LC.13 Reaktor Biohidrogen (R-201)

Fungsi : Mencampur campuran dengan nutrisi

Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup elipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon steel SA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

P = 1 atm

T = 60 0C

Waktu tinggal ( τ ) = 2 hari

Laju alir massa (F) = 445.709,153 kg/hari

Densitas () = 217,1769 kg/m3

Viskositas () = 0,4693 cP

Faktor kelonggaran = 20 % (Perry dan Green,1999)

Menghitung volume tangki :

Laju alir volumetrik (Q) = 3kg/m 217,1769

/ 3445.709,15 harikg = 2.052,2862 m

3/hari

Volume bahan = τ x Q =2 hari x 2.052,2862 m3/hari

= 4.104,5723 m3

Volume tangki, VT = ( 1+ 0,2 ) x 4.104,5723 m3

= 4.925,4868 m3

Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (HS : DT ) = 1:1

Volume silinder = 1:1:4

1 2 TSST DHHD

= 3

4

1TD

DT ( diameter tangki ) = 18,4442 m = 726,1482 in

HS ( tinggi silinder ) = 18,4442 m = 726,1482 in

Menghitung diameter dan tinggi tutup

Page 79: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Diameter tutup = diameter tangki = 18,4442 m

Asumsi Hh : Di = 1 : 4

Tinggi tutup = 4,61 m

Tinggi total = 18,4442 + 4,61 = 23,06 m

Menghitung tebal shell tangki

(Perry, 1999)

Dimana:

t = tebal shell (in)

P = tekanan desain (Psia)

R = jari-jari dalam tangki (in)

S = allowable stress (Psia)

E = joint efficiency

n = umur alat (tahun)

C = corrosion allowance (m/tahun)

Volum larutan = 4.104,5723 m3

Volum tangki = 4.925,4868 m3

Tinggi larutan dalam tangki =

Tekanan hidrostatik

P = ρ x g x l

= 217,1769 kg/m3 x 9,8 m/det

2 x 19,2127 m

= 40.891,0546 Pa = 5,9314 psia

Faktor kelonggaran = 20 %

Maka, Pdesain = (1,2) (P operasi)

= 1,2 ( 14,696 + 5,9314) = 24,7529 psia

Dari Walas, 1988 diperoleh bahwa tekanan desain dari bejana yang

beroperasi pada tekanan 0-10 psig adalah 40 psig atau 54,696 psia.

- Direncanakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 grade C

- Allowable working stress (S) : 13.700 psia (Peters et.al., 2004)

- Joint efficiency (E) : 0,85

- Corossion allowance (C) : 0,125 in/tahun

CnPSE

PRt .

6,0

mx 2127,1906,234868,925.4

5723,104.4

Page 80: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

- Umur alat : 10 tahun

t = 2,96 in

tebal shell standar yang digunakan adalah 3 in (Brownell&Young,1959)

Menghitung tebal tutup tangki

Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell

Tebal tutup atas = 3 in (Brownell&Young,1959)

Perancangan Sistem pengaduk

Jenis : flat 6 blade turbin impeller

Baffle : 4 buah

Kecepatan putaran (N) : 1 rps (Geankoplis, 2003)

Efisiensi motor : 80 %

Pengaduk didesain dengan standar berikut :

Da : Dt = 0,3 J : Dt = 1 : 12 W : Da = 1 : 5

L : Da = 1 : 4 E : Da = 1:1 (Geankoplis, 2003)

Jadi :

1. Diameter impeller (Da) = 0,3 x Dt = 5,53 m = 18,1535 ft

2. Tinggi pengaduk dari dasar (E) = Da = 5,53 m

3. Lebar baffle ( J) = 1,54 m

4. Lebar daun baffle (W) = 1,11 m

5. Panjang daun impeller (L) = 1,38 m

Daya untuk pengaduk :

Bilangan Reynold (NRe) = 4693,0

1769,21753,51 22

aDN

= 14.167.257,9

NRe>10.000, sehingga daya tidak tergantung pada bilangan reynold,

persamaan menjadi :

c

53

T

g

Da NkP

(McCabe dkk., 1999)

kT = 0,32

125,010696,546,0)85,0700.13(

1482,7262

1696,54x

xx

xt

Page 81: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

P = 2

35533

det./.147,32

/5583,131535,18det132,0

lbfftlbm

ftlbmft

= 266.085,203 ft.lbf/det = 483,7913 hp

Efisiensi motor, η = 80 %

Jadi daya motor = 604,7391 hp

Menghitung Jaket pendingin,

Jumlah air pendingin (300C) = 318.259,309 kg/hari

Densitas air pendingin = 995,68 kg/m3

Laju alir air pendingin (Qw) = kg/m 995,68

kg/hari 9318.259,303

= 319,6402 m3/hari

Diameter dalam jaket = diameter dalam + (2 x tebal dinding)

= 726,1482 in + [2(3 in)]

= 732,1482 in

Tinggi jaket = tinggi tangki = 18,4442 m

Ditetapkan jarak jaket = 5 in

Diameter luar jaket (D) = 732,1482 in + (2 ×5) in

= 742,1482 in

Luas yang dilalui air pendingin (A),

A = 4

(D

2-d

2) =

4

(742,1482

2 – 732,1482

2) = 11.573,2263 in

2 = 7,4666 m

2

Kecepatan air pendingin (v),

v = A

Qw =

2

3

m 7,4666

/harim 319,6402 = 42,8093 m/hari

Tebal dinding jaket (tj),

Pdesain = 24,7529 psia

Jenis sambungan = Double welded butt joint

Joint Efficiency = 0,85

Allowable Stress = 13.700 lb/in2 (Peters et.al., 2004)

Korosi yang diizinkan (c) = 0,125 in/tahun

Tebal shell jaket (t),

Page 82: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

cSE

2

DP(t)jaket Tebal t

(Brownell dan Young, 1959)

dimana : t = tebal dinding jaket (in)

P = tekanan desain (lb/in2)

Dt = diameter dalam jaket (in)

S = allowable working stress (lb/in2)

E = efisiensi pengelasan

c = korosi yang diizinkan (in)

in0,9138

125,085,0700.132

1482,74224,7529d

Dipilih tebal jaket standar 1 in.

LC.14 Pompa (J-202)

Fungsi : Memompa effluent ke reaktor biogas

Jenis : Pompa screw pump

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Tekanan = 1 atm

Temperatur = 60oC

Laju alir massa (F) = 430.419,0162 kg/hari = 10,9827 lbm/sec

Densitas () = 211,3279 kg/m3 = 13,1927 lbm/ft

3

Viskositas () = 0,5072 cP = 0,00034 lbm/ft.s

Laju alir volumetrik, 3

m

m

ft/lb 13,1927

/seclb 10,9827

ρ

FQ 0,8325 ft

3/sec

= 0.0236 m3/sec

Desain pompa : Asumsi aliran turbulen

Dopt = 0,363 (Q)0,45

(ρ)0,13

(Peters,et.al., 2004)

Page 83: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

= 0,363 x (0,0236)0,45

x (211,3279)0,13

= 0,1348 m

= 5,3078 in

Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel :

Ukuran nominal : 6 in

Schedule number : 40

Diameter Dalam (ID) : 6,065 in = 0,5054 ft

Diameter Luar (OD) : 6,625 in = 0,5521 ft

Inside sectional area : 0,2006 ft2

Kecepatan linear, v = Q/A = 2

3

0,2006

/0,8325

ft

sft = 4,1499 ft/s

Bilangan Reynold : NRe =

Dv

=lbm/ft.s0,00034

)0,5054)(/ 4,1499)(/ 1927,13( 3 ftsftftlbm

= 81.190,76 (Turbulen)

/D = D

x 5106,4

= 0,000299 (Geankoplis, 1997)

Pada NRe = 81.190,76 dan /D = 0,000299

Dari Fig.2.10-3 Geankoplis (1997), diperoleh harga f = 0,0045

Friction loss :

1 Sharp edge entrance= hc = 0,552

12

1

2 v

A

A

= 0,55 174,3212

4,149901

2

= 0,1472 ft.lbf/lbm

2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 2(0,75) 174,3212

4,1499 2

= 0,4015 ft.lbf/lbm

Page 84: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

1 check valve = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 1(2,0) 174,3212

4,1499 2

=0,5352 ft.lbf/lbm

Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD

vL

.2.

. 2

= 4(0,0045)

174,32.2.0,5054

4,1499.302

= 0,2859 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit = hex = cg

v

A

A

..21

22

2

1

= 174,3212

4,149901

2

= 0,2676 ft.lbf/lbm

Total friction loss : F = 1,6375 ft.lbf/lbm

Dari persamaan Bernoulli :

02

1 1212

2

1

2

2

sWFPP

zzgvv

(Geankoplis,1997)

dimana : v1 = v2

P1 = P2

Z = 85 ft

Maka :

0/. 6375,1085./.174,32

/174,320

2

2

sWlbmlbfftftslbflbmft

sft

Ws = - 86,6375 ft.lbf/lbm

P Effisiensi pompa , = 80 %

Ws = - x Wp

- 86,6375 = -0,8 x Wp

Wp = 108,2969 ft.lbf/lbm

Daya pompa :

P = m x Wp

Page 85: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

=slbfft

hp

/.550

1 xft.lbf/lbm 108,2969lbm/s 10,9827

= 2,1625 Hp

Maka dipilih pompa dengan daya motor = 2 1/4 Hp

LC.15 Reaktor Biogas (R-203)

Fungsi :Tempat berlangsungnya reaksi fermentasi effluent

biohidrogen menjadi biogas.

Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup elipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon steel SA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

P = 1 atm

T = 55 0C

Waktu tinggal ( τ ) = 6 hari

Laju alir massa (F) = 430.419,0162 kg/hari

Densitas () = 211,4388 kg/m3

Viskositas () = 0,5071 cP

Faktor kelonggaran = 20 % (Perry dan Green,1999)

Menghitung volume tangki :

Laju alir volumetrik (Q) = 3kg/m 211,4388

kg/hari 62430.419,01 = 2.035,6675 m

3/hari

Volume bahan = τ x Q =6 hari x 2.035,6675 m3/hari

= 12.214,005 m3

Volume tangki, VT = ( 1+ 0,2 ) x 12.214,005 m3

= 14.656,806 m3

Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (HS : DT ) = 1:1

Volume silinder = 1:1:4

1 2 TSST DHHD

= 3

4

1TD

Page 86: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

DT ( diameter tangki ) = 26,5291 m = 1.044,452 in

HS ( tinggi silinder ) = 26,5291 m = 1.044,452 in

Menghitung diameter dan tinggi tutup

Diameter tutup = diameter tangki = 26,5291 m

Asumsi Hh : Di = 1 : 4

Tinggi tutup = 6,63 m

Tinggi total = 26,5291 + 6,63 = 33,16 m

Menghitung tebal shell tangki

(Perry, 1999)

Dimana:

t = tebal shell (in)

P = tekanan desain (Psia)

R = jari-jari dalam tangki (in)

S = allowable stress (Psia)

E = joint efficiency

n = umur alat (tahun)

C = corrosion allowance (m/tahun)

Volum larutan = 12.214,005 m3

Volum tangki = 14.656,806 m3

Tinggi larutan dalam tangki =

Tekanan hidrostatik

P = ρ x g x l

= 211,4388 kg/m3 x 9,8 m/det

2 x 27,6345 m

= 57.261,4943 Pa = 8,306 psia

Faktor kelonggaran = 20 %

Maka, Pdesain = (1,2) (P operasi)

= 1,2 ( 14,696 + 8,306) = 27,6024 psia

Dari Walas, 1988 diperoleh bahwa tekanan desain dari bejana yang

beroperasi pada tekanan 0-10 psig adalah 40 psig atau 54,696 psia.

- Direncanakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 grade C

CnPSE

PRt .

6,0

mx 6345,2716,33806,656.14

005,214.12

Page 87: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

- Allowable working stress (S) : 13.700 psia (Peters et.al., 2004)

- Joint efficiency (E) : 0,85

- Corossion allowance (C) : 0,125 in/tahun

- Umur alat : 10 tahun

t = 3,71 in

tebal shell standar yang digunakan adalah 4 in (Brownell&Young,1959)

Menghitung tebal tutup tangki

Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell

Tebal tutup atas = 4 in (Brownell&Young,1959)

Perancangan Sistem pengaduk

Jenis : flat 6 blade turbin impeller

Baffle : 4 buah

Kecepatan putaran (N) : 1 rps (Geankoplis, 2003)

Efisiensi motor : 80 %

Pengaduk didesain dengan standar berikut :

Da : Dt = 0,3 J : Dt = 1 : 12 W : Da = 1 : 5

L : Da = 1 : 4 E : Da = 1:1 (Geankoplis, 2003)

Jadi :

1. Diameter impeller (Da) = 0,3 x Dt = 7,96 m = 26,11 ft

2. Tinggi pengaduk dari dasar (E) = Da = 7,96 m

3. Lebar baffle ( J) = 2,21 m

4. Lebar daun baffle (W) = 1,59 m

5. Panjang daun impeller (L) = 2,21 m

Daya untuk pengaduk :

Bilangan Reynold (NRe) = 5072,0

4388,21196,71 22

aDN

= 26.406.347,16

NRe>10.000, sehingga daya tidak tergantung pada bilangan reynold,

persamaan menjadi :

125,010696,546,0)85,0700.13(

452,044.12

1696,54x

xx

xt

Page 88: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

c

53

T

g

Da NkP

(McCabe dkk., 1999)

kT = 0,32

P = 2

35533

det./.147,32

/2,1311,26det132,0

lbfftlbm

ftlbmft

= 1.594.808,948 ft.lbf/det = 2.899,6526 hp

Efisiensi motor, η = 80 %

Jadi daya motor = 3.624,5658 hp

Menghitung Jaket pendingin,

Jumlah air pendingin (300C) = 79.731,3504 kg/hari

Densitas air pendingin = 995,68 kg/m3

Laju alir air pendingin (Qw) = kg/m 995,68

kg/hari 479.731,3503

= 80,0773 m3/hari

Diameter dalam jaket = diameter dalam + (2 x tebal dinding)

= 1.044,452 in + [2(4 in)]

= 1.052,4524 in

Tinggi jaket = tinggi tangki = 26,5291 m

Ditetapkan jarak jaket = 5 in

Diameter luar jaket (D) = 1.052,4524 in + (2 ×5) in

= 1.062,4524 in

Luas yang dilalui air pendingin (A),

A =4

(D

2-d

2) =

4

(1.062,4524

2 in

2 – 1.052,4524

2 in

2) = 16.602,0023 in

2 = 10,711

m2

Kecepatan air pendingin (v),

v = A

Qw =

2m 10,711

m3/hari 80,0773 = 7,4762 m/hari

Tebal dinding jaket (tj),

Pdesain = 27,6024 psia

Jenis sambungan = Double welded butt joint

Joint Efficiency = 0,85

Page 89: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Allowable Stress = 13.700 lb/in2 (Peters et.al., 2004)

Korosi yang diizinkan (c) = 0,125 in/tahun

Tebal shell jaket (t),

cSE

2

DP(t)jaket Tebal t

(Brownell dan Young, 1959)

dimana : t = tebal dinding jaket (in)

P = tekanan desain (lb/in2)

Dt = diameter dalam jaket (in)

S = allowable working stress (lb/in2)

E = efisiensi pengelasan

c = korosi yang diizinkan (in)

in1,3842

125,085,0700.132

4524,062.127,6024d

Dipilih tebal jaket standar 1 ½ in.

LC.16 Pompa (J-204)

Fungsi : Memompa effluent dari reaktor biogas ke bak

penampung

Jenis : Pompa screw pump

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Tekanan = 1 atm

Temperatur = 55oC

Laju alir massa (F) = 423.429,0712 kg/hari = 10,8043 lbm/sec

Densitas () = 208,732 kg/m3 = 13,0307 lbm/ft

3

Viskositas () = 0,612 cP = 0,00041 lbm/ft.s

Laju alir volumetrik, 3

m

m

ft/lb 13,0307

/seclb 10,8043

ρ

FQ 0,8291 ft

3/sec

Page 90: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

= 0.0235 m3/sec

Desain pompa : Asumsi aliran turbulen

Dopt = 0,363 (Q)0,45

(ρ)0,13

(Peters,et.al., 2004)

= 0,363 x (0,0235)0,45

x (208,732)0,13

= 0,1344 m

= 5,2897 in

Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel :

Ukuran nominal : 6 in

Schedule number : 40

Diameter Dalam (ID) : 6,065 in = 0,5054 ft

Diameter Luar (OD) : 6,625 in = 0,5521 ft

Inside sectional area : 0,2006 ft2

Kecepatan linear, v = Q/A = 2

3

0,2006

/0,8291

ft

sft = 4,133 ft/s

Bilangan Reynold : NRe =

Dv

=lbm/ft.s0,00041

)0,5054)(/ 4,1333)(/ 0307,13( 3 ftsftftlbm

= 66.192,63 (Turbulen)

/D = D

x 5106,4

= 0,000299 (Geankoplis, 1997)

Pada NRe = 81.190,76 dan /D = 0,000299

Dari Fig.2.10-3 Geankoplis (1997), diperoleh harga f = 0,0049

Friction loss :

1 Sharp edge entrance= hc = 0,552

12

1

2 v

A

A

Page 91: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

= 0,55 174,3212

4,133301

2

= 0,146 ft.lbf/lbm

2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 2(0,75) 174,3212

4,13332

= 0,3982 ft.lbf/lbm

1 check valve = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 1(2,0) 174,3212

4,13332

=0,5309 ft.lbf/lbm

Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD

vL

.2.

. 2

= 4(0,0049)

174,32.2.0,5054

4,1333.302

= 0,3089 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit = hex = cg

v

A

A

..21

22

2

1

= 174,3212

4,133301

2

= 0,2655 ft.lbf/lbm

Total friction loss : F = 1,6497 ft.lbf/lbm

Dari persamaan Bernoulli :

02

1 1212

2

1

2

2

sWFPP

zzgvv

(Geankoplis,1997)

dimana : v1 = v2

P1 = P2

Z = 15 ft

Maka :

0/. 6497,1015./.174,32

/174,320

2

2

sWlbmlbfftftslbflbmft

sft

Ws = -16,6497 ft.lbf/lbm

P Effisiensi pompa , = 80 %

Ws = - x Wp

-16,6497 = -0,8 x Wp

Page 92: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Wp = 20,8121 ft.lbf/lbm

Daya pompa :

P = m x Wp

=slbfft

hp

/.550

1 xft.lbf/lbm 20,8121lbm/s 10,8043

= 0,4088 Hp

Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1/2 Hp

LC.17 Bak Penampung Akhir (BK-205)

Fungsi : Menampung limbah sementara

Bentuk : Bak Silinder vertikal dengan alas datar

Bahan konstruksi : Beton Kedap air

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

P = 1 atm

T = 55 0C

Waktu tinggal ( τ ) : 1 hari

Laju alir massa (F) = 423.429,0712 kg/hari

Densitas () = 208,7322 kg/m3

Faktor kelonggaran = 20 % (Perry dan Green,1999)

Menghitung volume tangki :

Laju alir volumetrik (Q) = 3kg/m208,7322

kg/hari 12423.429,07 = 2.028,5758 m

3/hari

Volume larutan = τ x Q = 1 hari x 2.028,5758m3/hari= 2.028,5758m

3

Volume tangki, VT = ( 1+ 0,2 ) x 2.028,5758m3

= 2.434,2909 m3

Perhitungan ukuran bangunan

Ukuran bak :

Panjang bak (p) = 2 x lebar bak (l) maka p = 2l

Page 93: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tinggi bak (t) = ½ x lebar bak (l) maka t = ½ l

Maka :

Volume bak (V) = p x l x t

2.434,2909 m3 = 2l x l x ½ l

Lebar bak (l) = 13,45 m

Dengan demikian,

Panjang bak (p) = 26,9 m

Tinggi bak (t) = 6,726 m

Lebar bak (l) = 13,45 m

Tinggi larutan dalam bak = m 6,726 x 2434,2909

2028,5758= 5,605 meter

LC.18 Kompresor (JC-206)

Fungsi : menaikkan tekanan gas sebelum diumpankan ke absorber.

Jenis : multistage reciprocating compressor

1mp1).-(k

.10,782P

./)1(

1

21.1

4 sNkk

vs

p

pNk

(Timmerhaus,2004; hal 528)

di mana: mv.1 = laju alir (m3/jam)

p1 = tekanan masuk = 1 atm = 101,325 kPa

p2 = tekanan keluar = 83,89 atm = 8.500,154 kPa

η = efisiensi kompresor = 78 %

z = 1

k = rasio panas spesifik = 1,29134

Ns = jumlah tahapan kompresi = 3 tahap

T1 = 35 0C = 303 K

Data:

Laju alir massa = 15.290,1 kg/hari

campuran = 33 /375,0/006,630308206,01

2,411ftlbmmKg

xzRT

BMP

Page 94: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

mv.1 = hari

m

mkg

harikg 3

3592,545.2

/006,6

/1,290.15 = 1,0397 ft

3/detik

a. Menghitung Daya Kompresor

1325,101

154,500.8/hari)m(2.545,592(101,325)

0,781)-(1,2913

329134,11078,2P

3.29134,1/)129134,1(

34

= 20,1345 kW = 27 Hp

Maka dipilih kompresor dengan daya 27 Hp.

b. Menghitung Temperatur Output Kompresor

Nstk

k

P

PTT

1

12 )1

2( (Timmerhaus,2004; hal 528)

T2 = 329134,1

129134,1

)1

89,83(303 xx

T2 = 422,7781 K

= 149,7781 oC

LC.19 Cooler (E-207)

Fungsi : Menurunkan temperatur gas sebelum dimasukkan ke dalam absorber

Jenis : DPHE (Double pipe heat exchanger)

Dipakai : pipa 2 x 14

1 in IPS, 15 ft hairpin

Jumlah : 1 unit

Fluida panas

Laju alir fluida masuk = 637,089 kg/jam = 1.404,5264 lbm/jam

Temperatur awal (T1) = 149,78°C = 301,604°F

Temperatur akhir (T2) = 35 °C = 95 °F

Fluida dingin

Laju alir fluida dingin = 1.060,2851 kg/jam = 2.337,5044 lbm/jam

Temperatur awal (t1) = 30 °C = 86 °F

Temperatur akhir (t2) = 60 °C = 140 °F

Page 95: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Panas yang diserap (Q) = 132.959,7455 kJ/jam = 126.021,022 Btu/jam

(1) t = beda suhu sebenarnya

Fluida Panas Fluida Dingin Selisih

T1 = 301,604F Temperatur yang lebih tinggi t2 = 140F t2 =161,6F

T2 = 95F Temperatur yang lebih rendah t1 = 86F t1 = 18F

T1 – T2 = 206,6F Selisih t2 – t1 = 54F t2 – t1 = 152,6F

LMTD =

18

6,161ln

6,152

ln1

2

12

t

t

tt52,8421

oF

R = 12

21

tt

TT

= 826,3

S =

11

12

tT

tt0,2505

Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai FT = 0,7

(dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965)

FT merupakan faktor koreksi LMTD.

Maka ∆t = FT × LMTD = 0,7 × 52,8421 = 36,9895oF

(2) Tc dan tc

3,1982

95604,301

2

TTT 21

c

F

1132

86140

2

ttt 21

c

F

Fluida panas – Anulus, Gas

3) flow area anulus

ft 0,172312

2,067D2

ft 0,137512

1,65D1

2

2

1

2

2a ft 0,0084

4

DDa

Fluida dingin – Inner Pipe, Air

(3’) ft 0,11512

1,38D

(Tabel 11, kern)

2

2

p ft 0,01044

Da

Page 96: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

0,0783D

DDDe

1

2

1

2

2

(4) kecepatan massa

2a

a

a

ft . jam

lbm31166.224,15

0,0084

1.404,5264G

a

WG

(5) Pada Tc = 198,3 0F

μ = 0,0141 cP

μ = 0,0141 x 2,42 = 0,0341 lbm/ft.jam

73381.044,010,0341

31166.224,150783,0Re

GDRe

a

aa

a

(6) Dari Gambar 24 (Kern,1950,hal.834)

JH = 620

(7) Pada Tc = 198,3 0F

Dari Gambar 3 (Kern,1950,hal.805)

c = 1,2031 Btu/lbm .

k = 0,0522 Btu/(jam)(ft2)(

0F/ft)

0,92360,0522

0,0341 . 1,2031

k

. c 31

31

(8)

(4’) kecepatan massa

2p

p

p

ft . jam

lbm55225.157,85

0,0104

2.337,5044G

a

WG

(5’) Pada Tc = 113 0F

Dari Gambar 14 (Kern, 1950, hal.823)

μ = 0,599 cP

μ = 0,599 x 2,42 = 1,4496 lbm/ft.jam

117.862,5211,4496

55225.157,85115,0Re

GDRe

p

pp

p

(6’) Dari Gambar 24 (Kern, 1950, hal.834)

JH = 60

(7’) Pada Tc = 113 0F

Dari Gambar 2 (Kern,1950,hal.804)

c = 0,994 Btu/lbm .0F

k = 0,4135 Btu/(jam)(ft2)(

0F/ft)

901,00,4135

1,4496 . 0,994

k

. c 31

31

(8’)

Page 97: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

)F)(ftBtu/(jam)(381,4859

10,92360,0783

0,0522620

k

. ch

02

14,0

W

31

o

e

HD

kJ

(10) clean averall coefficient, Uc

))(ftBtu/(jam)(0044,105

381,4839144,8839

381,4859 x 144,8839

hh

hhU

02

oio

oio

C

F

(11) UD

Rd ketentuan = 0,003

F ft2 btu/jam 8505,79U

0,003105,0044

1

U

1

U

1

D

CD

DR

(12) luas permukaan yang diperlukan

Q = UD x A x Δ t

2

D

ft 42,666536,9895 79,8505

22126.021,02

U

Q A

t

Dari tabel 11 untuk 1 ¼ in IPS, luas

permukaan luar per ft panjang pipa =

0,435 ft2/ft.

L yang diperlukan ft 25,480,435

42,6665

Berarti diperlukan 4 hairpin ukuran 15 ft.

(13) A = 4 x 30/ 0,435 = 52,2 ft2

(14) Menghitung Ud dan Rd sebenarnya,

)F)(ftBtu/(jam)(173,2307

1901,00,115

0,413560

k

. ch

02

14,0

W

31

i

e

HD

kJ

(9’) Koreksi hio ke permukaan pada OD

))(ftBtu/(jam)(8839,144

0,1383

0,115 2307,173hh

02

iio

F

OD

ID

Page 98: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

BtuF

F

t

/))((hr)(ft 0,0058

65,2671 x 105,0044

65,2671-105,0044

UcxUd

Ud-Uc Rd

))(tBtu/(hr)(f 65,2671

36,9895 52,2

22126.021,02

A

Q Ud

02

02

Pressure drop

(1) De’

= (D2 – D1) = 0,0348 ft

8689,147.169

0,0341

31166.224,150348,0 De'Rea

aG

0,005289169.147,86

264,00035,0 F

0,42

s = 1 ; ρ = 1 x 62,5 = 62,5

(2)

ft 0,606

0,034862,51018.42

1201531 x166.224,0,00524

2

4F

28

2

2

2

x

Dg

LfGa

e

a

(3)

Fps 0,7388

62,5 3600

31166.224,15

3600V

aG

ft 0,0339

2,322

0,73883

'24 Fi

22

g

V

psi 0,2776

144

62,50,0339) (0,606

Pa

∆P yang diperbolehkan < 10 psi

Maka spesifikasi dapat diterima

Pressure drop

(1’) Rep’= 17.862,5211

0,0078117.862,521

264,00035,0F

0,42

s = 1 , ρ =1 x 62,5 = 62,5

(2’)

ft 0,5069

0,11562,510.18.42

120117.862,521x 0,00784

2

4

28

2

2

2

Dg

LfGpFa

(3’)

psi 0,22

144

62,5 0,5069Pp

Pp yang diperbolehkan < 10 psi

Maka spesifikasi dapat diterima

Page 99: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

LC.20 Absorber (TK-301)

Fungsi : menyerap gas H2S

Bentuk : silinder tegak

Bahan : carbon steel, SA-283, Grade C.

Larutan medium :

Laju alir massa = 268.132,7544 kg/hari

Densitas, 33 lb/ft62,04526kg/m993,65 x

Gas-gas umpan absorber

Gas umpan Laju Massa xi .BMi xi. zi

H2 1.018,49 1,222 0,0203

H2S 2,4126 0,0029 4,5 x 10-5

CO2 14.269,23 17,1183 0,2557

Total 15.290,14 18,3419 0,27

Densitas gas zRT

BMP

3kg/m6878,230808206,027,0

3419,181

Mol gas = 833,6167

Mol medium = 11.010,28

2079,13mediummol

gasmolmol

Maka, Gx = 13,2079 x BM Larutan medium

= 321,6499

Gy = 1 x BM gas

= 18,3419

Menghitung ukuran absorber :

Packing yang digunakan adalah pall ring dengan spesifikasi sebagai berikut :

Nominal size = 1 ½ in

= 0,95

Fp = 40

Page 100: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

7.0115,0 PFP (McCabe, 2001)

= 1,521

0,91312,6878-993,965

2,6878

18,3419

321,6499

yx

y

y

x

G

G

dari grafik 18.6 McCabe , 2001 diperoleh bahwa :

013,0)(

1,02

yyx

xpy

gc

FG

Gy = 0,3335 lb/ft2.s

= 1.206,023 lb/ft2 h

= 603,0017 lb/ft2 h

Laju gas = 637,089 kg/jam

= 1403,28 lb/h

S = 2,3270117,603

28,1403

Diameter (D) = 1,7229784,0

327,2 ft

Dipilih tangki dengan diameter 2 ft.

Tinggi tangki (Z) = HETP x Nt

Nt = 2

1lnY

Y (McCabe, 2001)

= 706,4904,0

100ln

digunakan jumlah tray 5 buah.

HETP = D0,3

= 1,23 (Ulrich , 1984)

Z = 1,23 x 5 = 6,1557 ft

Dipilih tinggi tangki 6,5 ft (1,9817 m).

Perbandingan tinggi elipsoidal dengan diameter tangki (Ht:D) = 1:4

Tinggi tutup elipsoidal = ft5,024

1 ft

Tinggi total = 6,5 ft + 2 x 0,5 ft

Page 101: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

= 7,5 ft = 2,2867 m

Tebal dinding absorber:

AnCPSE

RPt

6,0

P operasi = 101325 Pa

P hidrostatik = 21.074,95 Pa

P packing = 8.615,634 Pa

P design = 131.015,6 Pa

P design = 19,0023 psi

Jari-jari kolom = ½ x 2 ft = 12 in

S (allowable stress) = 13700 psi

E (Joint efficiency) = 0,85

n (umur alat) = 10 tahun

CA (Corrosion factor) = 0,125 in/tahun

in2696,1)125,010(0023,196,08,013700

120023,19

t

maka dipilih silinder dengan tebal 1,5 in (0,0381 m).

LC.21 Pompa (J-302)

Fungsi : Memompa medium yang sudah menyerap H2S ke

reaktor desulfurisasi

Jenis : Pompa screw pump

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Tekanan = 1 atm

Temperatur = 35oC

Laju alir massa (F) = 268.135,167 kg/hari = 6,8418 lbm/sec

Densitas () = 1.050,2455 kg/m3 = 65,5645 lbm/ft

3

Viskositas () = 0,7228 cP = 0,00049 lbm/ft.s

Page 102: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Laju alir volumetrik, 3

m

m

ft/lb 65,5645

/seclb 6,8418

ρ

FQ 0,1044 ft

3/sec

= 0,0029 m3/sec

Desain pompa : Asumsi aliran turbulen

Dopt = 0,363 (Q)0,45

(ρ)0,13

(Peters,et.al., 2004)

= 0,363 x (0,0029)0,45

x (1050,2455)0,13

= 0,0652 m

= 2,568 in

Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel :

Ukuran nominal : 3 in

Schedule number : 40

Diameter Dalam (ID) : 3,068 in = 0,2557 ft

Diameter Luar (OD) : 3,5 in = 0,2917 ft

Inside sectional area : 0,0513 ft2

Kecepatan linear, v = Q/A = 2

3

0,0513

/0,1044

ft

sft = 2,0341 ft/s

Bilangan Reynold : NRe =

Dv

=lbm/ft.s0,00049

)0,2557)(/ 2,0341)(/ 5645,65( 3 ftsftftlbm

= 66.192,63 (Turbulen)

/D = D

x 5106,4

= 0,00059 (Geankoplis, 1997)

Pada NRe = 66.192,63 dan /D = 0,00059

Dari Fig.2.10-3 Geankoplis (1997), diperoleh harga f = 0,005

Friction loss :

Page 103: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

1 Sharp edge entrance= hc = 0,552

12

1

2 v

A

A

= 0,55 174,3212

2,034101

2

= 0,035 ft.lbf/lbm

2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 2(0,75) 174,3212

2,03412

= 0,0965 ft.lbf/lbm

1 check valve = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 1(2,0) 174,3212

2,03412

=0,1286 ft.lbf/lbm

Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD

vL

.2.

. 2

= 4(0,005)

174,32.2.0,2557

2,0341.302

= 0,1509 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit = hex = cg

v

A

A

..21

22

2

1

= 174,3212

2,034101

2

= 0,0643 ft.lbf/lbm

Total friction loss : F = 0,4756 ft.lbf/lbm

Dari persamaan Bernoulli :

02

1 1212

2

1

2

2

sWFPP

zzgvv

(Geankoplis,1997)

dimana : v1 = v2

P1 = P2

Z = 22 ft

Maka :

0/. 4756,0022./.174,32

/174,320

2

2

sWlbmlbfftftslbflbmft

sft

Ws = -22,4756 ft.lbf/lbm

Page 104: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

P Effisiensi pompa , = 80 %

Ws = - x Wp

-22,4756 = -0,8 x Wp

Wp = 28,0946 ft.lbf/lbm

Daya pompa :

P = m x Wp

=slbfft

hp

/.550

1 xft.lbf/lbm 28,0946lbm/s 6,8418

= 0,3495 Hp

Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1/2 Hp

LC.22 Reaktor Desulfurisasi (R-303)

Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi pengubahan H2S menjadi

sulfur.

Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup elipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon steel SA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

P = 1 atm

T = 55 0C

Waktu tinggal ( τ ) = 1 hari

Laju alir massa (F) = 268.136,121 kg/hari

Densitas () = 1050,2497 kg/m3

Viskositas () = 0,7319 cP

Faktor kelonggaran = 20 % (Perry dan Green,1999)

Menghitung volume tangki :

Laju alir volumetrik (Q) = 3kg/m 1.050,2497

kg/hari 1268.136,12 = 255,307 m

3/hari

Volume bahan = τ x Q =1 hari x 255,307 m3/hari = 255,307 m

3

Page 105: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Volume tangki, VT = ( 1+ 0,2 ) x 255,307 m3

= 306,3684 m3

Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (HS : DT ) = 1:1

Volume silinder = 1:1:4

1 2 TSST DHHD

= 3

4

1TD

DT ( diameter tangki ) = 7,3079 m = 287,7113 in

HS ( tinggi silinder ) = 7,3079 m = 287,7113 in

Menghitung diameter dan tinggi tutup

Diameter tutup = diameter tangki = 7,3079 m

Asumsi Hh : Di = 1 : 4

Tinggi tutup = 1,83 m

Tinggi total = 7,3079 + 1,83 = 9,13 m

Menghitung tebal shell tangki

(Perry, 1999)

Dimana:

t = tebal shell (in)

P = tekanan desain (Psia)

R = jari-jari dalam tangki (in)

S = allowable stress (Psia)

E = joint efficiency

n = umur alat (tahun)

C = corrosion allowance (m/tahun)

Volum larutan = 255,307 m3

Volum tangki = 306,368 m3

Tinggi larutan dalam tangki =

Tekanan hidrostatik

P = ρ x g x l

= 1.050,2497 kg/m3 x 9,8 m/det

2 x 7,6124 m

CnPSE

PRt .

6,0

mx 6124,713,9368,306

307,255

Page 106: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

= 78.349,9763 Pa = 11,365 psia

Faktor kelonggaran = 20 %

Maka, Pdesain = (1,2) (P operasi)

= 1,2 ( 14,696 + 11,365) = 31,2731 psia

Dari Walas, 1988 diperoleh bahwa tekanan desain dari bejana yang

beroperasi pada tekanan 0-10 psig adalah 40 psig atau 54,696 psia.

- Direncanakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 grade C

- Allowable working stress (S) : 13.700 psia (Peters et.al., 2004)

- Joint efficiency (E) : 0,85

- Corossion allowance (C) : 0,125 in/tahun

- Umur alat : 10 tahun

t = 1,9276 in

tebal shell standar yang digunakan adalah 2 in (Brownell&Young,1959)

Menghitung tebal tutup tangki

Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell

Tebal tutup atas = 2 in (Brownell&Young,1959)

Perancangan Sistem pengaduk

Jenis : flat 6 blade turbin impeller

Baffle : 4 buah

Kecepatan putaran (N) : 1 rps (Geankoplis, 2003)

Efisiensi motor : 80 %

Pengaduk didesain dengan standar berikut :

Da : Dt = 0,3 J : Dt = 1 : 12 W : Da = 1 : 5

L : Da = 1 : 4 E : Da = 1:1 (Geankoplis, 2003)

Jadi :

1. Diameter impeller (Da) = 0,3 x Dt = 2,19 m = 7,1927 ft

2. Tinggi pengaduk dari dasar (E) = Da = 2,19 m

3. Lebar baffle ( J) = 0,61 m

125,010696,546,0)85,0700.13(

7113,2872

1696,54x

xx

xt

Page 107: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

4. Lebar daun baffle (W) = 0,44 m

5. Panjang daun impeller (L) = 0,55 m

Daya untuk pengaduk :

Bilangan Reynold (NRe) = 7319,0

2497,050.11927,71 22

aDN

= 6.896.949,08

NRe>10.000, sehingga daya tidak tergantung pada bilangan reynold,

persamaan menjadi :

c

53

T

g

Da NkP

(McCabe dkk., 1999)

kT = 0,32

P = 2

35533

det./.147,32

/5671,651927,7det132,0

lbfftlbm

ftlbmft

= 12.564,8617 ft.lbf/det = 22,8452 hp

Efisiensi motor, η = 80 %

Jadi daya motor = 28,5565 hp

Menghitung Jaket pendingin,

Jumlah air pendingin (300C) = 103.612,2933 kg/hari

Densitas air pendingin = 995,68 kg/m3

Laju alir air pendingin (Qw) = kg/m 995,68

kg/hari 33103.612,293

= 104,0618 m3/hari

Diameter dalam jaket = diameter dalam + (2 x tebal dinding)

= 287,7113 in + [2(2 in)]

= 291,7113 in

Tinggi jaket = tinggi tangki = 7,3079 m

Ditetapkan jarak jaket = 5 in

Diameter luar jaket (D) = 291,7113 in + (2 ×5) in

= 301,7113 in in

Luas yang dilalui air pendingin (A),

A =4

(D

2-d

2) =

4

(301,7113

2 in

2 – 291,7113

2 in

2) = 4.658,3668 in

2 = 3,0054 m

2

Page 108: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Kecepatan air pendingin (v),

v = A

Qw =

2m 3,0054

m3/hari 104,0618 = 34,6249 m/hari

Tebal dinding jaket (tj),

Pdesain = 31,2731 psia

Jenis sambungan = Double welded butt joint

Joint Efficiency = 0,85

Allowable Stress = 13.700 lb/in2 (Peters et.al., 2004)

Korosi yang diizinkan (c) = 0,125 in/tahun

Tebal shell jaket (t),

cSE

2

DP(t)jaket Tebal t

(Brownell dan Young, 1959)

dimana : t = tebal dinding jaket (in)

P = tekanan desain (lb/in2)

Dt = diameter dalam jaket (in)

S = allowable working stress (lb/in2)

E = efisiensi pengelasan

c = korosi yang diizinkan (in)

in0,5301

125,085,0700.132

7113,30131,2731d

Dipilih tebal jaket standar 3/4 in.

LC.23 Tangki Penyimpanan Oksigen (TK-304)

Fungsi : tempat menyimpan gas oksigen.

Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup elipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon steel SA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

P = 1 atm

T = 35 0C

Page 109: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Waktu tinggal ( τ ) = 200 hari

Laju alir massa (F) = 0,9537 kg/hari

Densitas () = 1,3295 kg/m3

Faktor kelonggaran = 20 % (Perry dan Green,1999)

Menghitung volume tangki :

Laju alir volumetrik (Q) = 3kg/m 1,3295

kg/hari 0,9537 = 0,7173 m

3/hari

Volume bahan = τ x Q =200 hari x 0,7173 m3/hari = 143,4675 m

3

Volume tangki, VT = ( 1+ 0,2 ) x 143,4675 m3

= 172,161 m3

Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (HS : DT ) = 3:2

Volume silinder = 2:3:4

1 2 TSST DHHD

= 3

8

3TD

DT ( diameter tangki ) = 5,1813 m = 203,989 in

HS ( tinggi silinder ) = 7,7719 m = 305,9835 in

Menghitung tebal shell tangki

(Perry, 1999)

Dimana:

t = tebal shell (in)

P = tekanan desain (Psia)

R = jari-jari dalam tangki (in)

S = allowable stress (Psia)

E = joint efficiency

n = umur alat (tahun)

C = corrosion allowance (m/tahun)

Volum larutan = 143,4675 m3

Volum tangki = 172,161 m3

CnPSE

PRt .

6,0

Page 110: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tinggi larutan dalam tangki =

Tekanan hidrostatik

P = ρ x g x l

= 1,3295 kg/m3 x 9,8 m/det

2 x 6,4767 m

= 84,3851 Pa = 0,01224 psia

Faktor kelonggaran = 20 %

Maka, Pdesain = (1,2) (P operasi)

= 1,2 ( 14,696 + 0,01224) = 17,6499 psia

Dari Walas, 1988 diperoleh bahwa tekanan desain dari bejana yang

beroperasi pada tekanan 0-10 psig adalah 40 psig atau 54,696 psia.

- Direncanakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 grade C

- Allowable working stress (S) : 13.700 psia (Peters et.al., 2004)

- Joint efficiency (E) : 0,85

- Corossion allowance (C) : 0,125 in/tahun

- Umur alat : 10 tahun

t = 1,7304 in

tebal shell standar yang digunakan adalah 1 3/4 in (Brownell&Young,1959)

Menghitung tebal tutup tangki

Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell

Tebal tutup atas = 1 3/4 in (Brownell&Young,1959)

LC.24 Pompa (J-305)

Fungsi : Memompa keluaran reaktor desulfurisasi ke settler

Jenis : Pompa screw pump

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Tekanan = 1 atm

mx 4767,67719,7161,172

4675,143

125,010696,546,0)85,0700.13(

989,2032

1696,54x

xx

xt

Page 111: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Temperatur = 35oC

Laju alir massa (F) = 268.134,2134 kg/hari = 6,8418 lbm/sec

Densitas () = 1050,2376 kg/m3 = 65,564 lbm/ft

3

Viskositas () = 0,7228 cP = 0,00049 lbm/ft.s

Laju alir volumetrik, 3

m

m

ft/lb 65,564

/seclb 6,8418

ρ

FQ 0,1044 ft

3/sec

= 0,0029 m3/sec

Desain pompa : Asumsi aliran turbulen

Dopt = 0,363 (Q)0,45

(ρ)0,13

(Peters,et.al., 2004)

= 0,363 x (0,0029)0,45

x (1050,2376)0,13

= 0,0652 m

= 2,568 in

Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel :

Ukuran nominal : 3 in

Schedule number : 40

Diameter Dalam (ID) : 3,068 in = 0,2557 ft

Diameter Luar (OD) : 3,5 in = 0,2917 ft

Inside sectional area : 0,0513 ft2

Kecepatan linear, v = Q/A = 2

3

0,0513

/0,1044

ft

sft = 2,0342 ft/s

Bilangan Reynold : NRe =

Dv

=lbm/ft.s0,00049

)0,2557)(/ 2,0342)(/ 564,65( 3 ftsftftlbm

= 70.202,5 (Turbulen)

/D = D

x 5106,4

= 0,00059 (Geankoplis, 1997)

Page 112: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Pada NRe = 70.202,5 dan /D = 0,00059

Dari Fig.2.10-3 Geankoplis (1997), diperoleh harga f = 0,005

Friction loss :

1 Sharp edge entrance= hc = 0,552

12

1

2 v

A

A

= 0,55 174,3212

2,034201

2

= 0,0354 ft.lbf/lbm

2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 2(0,75) 174,3212

2,03422

= 0,0965 ft.lbf/lbm

1 check valve = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 1(2,0) 174,3212

2,03422

=0,1286 ft.lbf/lbm

Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD

vL

.2.

. 2

= 4(0,005)

174,32.2.0,2557

2,0342.302

= 0,1509 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit = hex = cg

v

A

A

..21

22

2

1

= 174,3212

2,034201

2

= 0,0643 ft.lbf/lbm

Total friction loss : F = 0,4756 ft.lbf/lbm

Dari persamaan Bernoulli :

02

1 1212

2

1

2

2

sWFPP

zzgvv

(Geankoplis,1997)

dimana : v1 = v2

P1 = P2

Z = 22 ft

Maka :

Page 113: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

0/. 4756,0022./.174,32

/174,320

2

2

sWlbmlbfftftslbflbmft

sft

Ws = -22,4756 ft.lbf/lbm

P Effisiensi pompa , = 80 %

Ws = - x Wp

-22,4756 = -0,8 x Wp

Wp = 28,0946 ft.lbf/lbm

Daya pompa :

P = m x Wp

=slbfft

hp

/.550

1 xft.lbf/lbm 28,0946lbm/s 6,8418

= 0,3495 Hp

Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1/2 Hp

LC.25 Clarifier (S-306)

Fungsi : Memisahkan endapan sulfur dan medium

Tipe : External Solid Recirculation Clarifier

Bentuk : Circular desain

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283, Grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi:

Temperatur = 350C

Tekanan = 1 atm

Laju massa medium (F1) = 268.132,8 kg/hari

Laju massa Sulfur (F2) = 1,9074 kg/hari

Laju massa total, m = 268.134,7 kg/hari

Densitas medium = 1.050 kg/m3 (Geankoplis, 1997)

Densitas sulfur = 2000 kg/m3 (Wikipedia,2012)

Page 114: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Dari Metcalf & Eddy (1984) diperoleh bahwa untuk clarifier tipe upflow (radial):

- Kedalaman air = 1-5 m

- Settling time = 1-3 jam

Dipilih : Kedalaman air (H) = 5 m

Settling time = 3 jam

Diameter dan Tinggi Clarifier

Densitas larutan,

2000

9074,1

050.1

268.132,8

268.134,7

= 1.050,004 kg/m3

Volume cairan, V = 39207,3124004,050.1

1/ 31,9207m

jamx

hariharikg

V = ¼ D2H

D = mH

V2589,14

514,3

9207,314)

4(

2/1

2/1

Maka, diameter clarifier = 14,2589 m

Tinggi clarifier = 1,5 × D = 21,3883 m

Tebal Dinding Tangki

Tekanan hidrostatik:

Phid = × g × h

= 1.050,004 kg/m3 × 9,8 m/det

2 × 21,3883 m

= 220 kPa = 31,9244 psia

Tekanan operasi = 1 atm = 14,696 psia

P = 31,9244 psia + 14,696 psia = 46,6204 psia

Faktor kelonggaran = 5%

Maka, Pdesign = (1,05) × (46,6204) psia = 69,9306 psia

Joint efficiency = 0,85

Allowable stress = 13.700 psia (Brownell,1959)

Tebal shell tangki:

Page 115: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

in 0,043

kPa) (69,93061,2(0,85)(13.700)2

m) (14,2589 (69,9306)

1,2P2SE

PDt

Faktor korosi = 1/8 in/tahun

Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,043 in + (10. 1/8 in) = 1,293 in

Tebal shell standar yang digunakan = 1 ½ in (Brownell,1959)

Daya Clarifier

P = 0,006 D2

(Ulrich, 1984)

dimana: P = daya yang dibutuhkan, kW

Sehingga, P = 0,006 (14,2589)2 = 1,2199 kW = 1,6359 hp

Digunakan daya 1,75 hP.

LC.26 Screw Conveyor (C-401)

Fungsi : Mengalirkan sulfur ke Tangki penyimpanan Sulfur

Bahan konstruksi : Carbon steel

Bentuk : Horizontal scew conveyor

Jumlah : 1 unit

Temperatur T = 35°C (308 K)

Tekanan operasi P = 1 atm

Jarak angkut L = 25 ft = 7,622 m

Laju alir bahan F = 1,9074 kg/hari = 0,0795 kg/jam

= 0,1752 lb/jam

Densitas bahan ρ = 2000 kg/m3 = 124,8556 lb/ft

3 (Wikipedia,2012)

Umpan

Keluaran

L

Page 116: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Direncanakan dalam 1 proses cukup ditempuh 1/6 jam kerja (10 menit)

FQ = 0,1752 /124,8556 = 0,0014 ft

3/jam

61

1 = 0,0084 ft

3/jam

Dipilih screw conveyor dengan diameter 12 in,

Dari Tabel 5.3 dan Tabel 5.4 Walas, 1988 didapatkan harga:

Kecepatan putaran maximum(ωmax) = 60 rpm,

Kapasitas masksimum (Qmax) = 90 ft3/jam

Faktor S = 171

Horse Power factor (f ) = 0,7

Sehingga, kecepatan putaran (ω),

max

max

Q

Q

(Walas, 1988)

ω = 90

600084,0 x=0,0056 rpm

Daya conveyor : P = xLfxQxsx ][ (Walas, 1988)

P = [171 x 0,0056 + 0,7x 0,0084 x 124,8556]x 25

= 42,3936

Faktor keamanan 20%,

P =1,2 x 42,393 = 50,8724

Efisiensi 80%, P = 63,5904

= 6,359 x 10-5

Hp

Maka dipilih conveyor dengan daya 0,05 Hp

LC.27 Tangki Penyimpanan Sulfur (TK-402)

Fungsi : tempat menyimpan sulfur

Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup elipsoidal

Bahan Konstruksi : Carbon steel SA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

P = 1 atm

T = 30 0C

Page 117: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Waktu tinggal ( τ ) = 200 hari

Laju alir massa (F) = 1,9074 kg/hari

Densitas () = 2.000 kg/m3 (Wikipedia,2012)

Faktor kelonggaran = 20 % (Perry dan Green,1999)

Menghitung volume tangki :

Laju alir volumetrik (Q) = 3kg/m 2.000

kg/hari 1,9074 = 0,000954 m

3/hari

Volume bahan = τ x Q =200 hari x 0,000954 m3/hari = 0,19074 m

3

Volume tangki, VT = ( 1+ 0,2 ) x 0,19074 m3

= 0,2289 m3

Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (HS : DT ) = 3:2

Volume silinder = 2:3:4

1 2 TSST DHHD

= 3

8

3TD

DT ( diameter tangki ) = 0,58245 m = 22,9311 in

HS ( tinggi silinder ) = 0,8737 m = 34,3966 in

Menghitung tebal shell tangki

(Perry, 1999)

Dimana:

t = tebal shell (in)

P = tekanan desain (Psia)

R = jari-jari dalam tangki (in)

S = allowable stress (Psia)

E = joint efficiency

n = umur alat (tahun)

C = corrosion allowance (m/tahun)

Volum larutan = 0,19074 m3

Volum tangki = 0,2289 m3

CnPSE

PRt .

6,0

Page 118: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tinggi larutan dalam tangki =

Tekanan hidrostatik

P = ρ x g x l

= 2.000 kg/m3 x 9,8 m/det

2 x 0,7281 m

= 14.270,02 Pa = 2,0699 psia

Faktor kelonggaran = 20 %

Maka, Pdesain = (1,2) (P operasi)

= 1,2 ( 14,696 + 2,0699) = 20,1191 psia

Dari Walas, 1988 diperoleh bahwa tekanan desain dari bejana yang

beroperasi pada tekanan 0-10 psig adalah 40 psig atau 54,696 psia.

- Direncanakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 grade C

- Allowable working stress (S) : 13.700 psia (Peters et.al., 2004)

- Joint efficiency (E) : 0,85

- Corossion allowance (C) : 0,125 in/tahun

- Umur alat : 10 tahun

t = 1,304 in

tebal shell standar yang digunakan adalah 1/2 in (Brownell&Young,1959)

Menghitung tebal tutup tangki

Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell

Tebal tutup atas = 1/2 in (Brownell&Young,1959)

LC.28 Pompa (J-307)

Fungsi : Memompa cairan dari settler kembali ke reaktor

Jenis : Pompa screw pump

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Tekanan = 1 atm

mx 7281,08737,02289,0

19074,0

125,010696,546,0)85,0700.13(

5825,02

1696,54x

xx

xt

Page 119: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Temperatur = 35oC

Laju alir massa (F) = 268.132,7515 kg/hari = 6,8417 lbm/sec

Densitas () = 1.050,2415 kg/m3 = 65,564 lbm/ft

3

Viskositas () = 0,7228 cP = 0,00049 lbm/ft.s

Laju alir volumetrik, 3

m

m

ft/lb 65,564

/seclb 6,8417

ρ

FQ 0,1044 ft

3/sec

= 0,0029 m3/sec

Desain pompa : Asumsi aliran turbulen

Dopt = 0,363 (Q)0,45

(ρ)0,13

(Peters,et.al., 2004)

= 0,363 x (0,0029)0,45

x (1.050,2415)0,13

= 0,0652 m

= 2,568 in

Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel :

Ukuran nominal : 3 in

Schedule number : 40

Diameter Dalam (ID) : 3,068 in = 0,2557 ft

Diameter Luar (OD) : 3,5 in = 0,2917 ft

Inside sectional area : 0,0513 ft2

Kecepatan linear, v = Q/A = 2

3

0,0513

/0,1044

ft

sft = 2,0341 ft/s

Bilangan Reynold : NRe =

Dv

=lbm/ft.s0,00049

)0,2557)(/ 2,0341)(/ 564,65( 3 ftsftftlbm

= 70.202,12 (Turbulen)

/D = D

x 5106,4

= 0,00059 (Geankoplis, 1997)

Page 120: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Pada NRe = 70.202,12 dan /D = 0,00059

Dari Fig.2.10-3 Geankoplis (1997), diperoleh harga f = 0,005

Friction loss :

1 Sharp edge entrance= hc = 0,552

12

1

2 v

A

A

= 0,55 174,3212

2,034101

2

= 0,0354 ft.lbf/lbm

2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 2(0,75) 174,3212

2,03412

= 0,0965 ft.lbf/lbm

1 check valve = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 1(2,0) 174,3212

2,03412

=0,1286 ft.lbf/lbm

Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD

vL

.2.

. 2

= 4(0,005)

174,32.2.0,2557

2,0341.302

= 0,1509 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit = hex = cg

v

A

A

..21

22

2

1

= 174,3212

2,034101

2

= 0,0643 ft.lbf/lbm

Total friction loss : F = 0,4756 ft.lbf/lbm

Dari persamaan Bernoulli :

02

1 1212

2

1

2

2

sWFPP

zzgvv

(Geankoplis,1997)

dimana : v1 = v2

P1 = P2

Z = 22 ft

Maka :

Page 121: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

0/. 4756,0022./.174,32

/174,320

2

2

sWlbmlbfftftslbflbmft

sft

Ws = -22,4756 ft.lbf/lbm

P Effisiensi pompa , = 80 %

Ws = - x Wp

-22,4756 = -0,8 x Wp

Wp = 28,0945 ft.lbf/lbm

Daya pompa :

P = m x Wp

=slbfft

hp

/.550

1 xft.lbf/lbm 28,0945lbm/s 6,8417

= 0,3495 Hp

Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1/2 Hp

LC.29 Absorber (T-308)

Fungsi : menyerap gas CO2

Bentuk : silinder tegak

Bahan : carbon steel, SA-283, Grade C.

Larutan Benfield :

Laju alir massa = 147.686,6 kg/hari

Densitas, 33 lb/ft61,909kg/m991,7822 x

Gas-gas umpan absorber

Gas umpan Laju Massa xi .BMi xi. zi

H2 1.018,49 1,2219 0,1863

CO2 14.269,23 17,1187 0,1066

Total 15.287,72 18,3406 0,2929

Densitas gas zRT

BMP

Page 122: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

3kg/m4772,230808205,02929,0

3406,181

Mol gas = 833,5458

Mol benfield = 6.064,425

2755,7benfieldmol

gasmolmol

Maka, Gx = 7,2755 x BM Larutan Benfield

= 177,1787

Gy = 1 x BM gas

= 18,3406

Menghitung ukuran absorber :

Packing yang digunakan adalah pall ring dengan spesifikasi sebagai berikut :

Nominal size = 1 ½ in

= 0,95

Fp = 40

7.0115,0 PFP (McCabe, 2001)

= 1,521

4834,02,477-991,7822

2,477

18,3406

177,1787

yx

y

y

x

G

G

dari grafik 18.6 McCabe , 2001 diperoleh bahwa :

02,0)(

1,02

yyx

xpy

gc

FG

Gy = 0,398 lb/ft2.s

= 1.433,05 lb/ft2 h

= 716,5249 lb/ft2 h

Laju gas = 636,9885 kg/jam

= 1.403,058 lb/h

S = 1,9585249,716

058,403.1

Page 123: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Diameter (D) = 1,58785,0

S

ft

Dipilih tangki dengan diameter 2 ft.

Tinggi tangki (Z) = HETP x Nt

Nt = 2

1lnY

Y (McCabe, 2001)

= 706,4904,0

100ln

digunakan jumlah tray 5 buah.

HETP = D0,3

= 1,23 (Ulrich , 1984)

Z = 1,23 x 5 = 6,16 ft

Dipilih tinggi tangki 6,5 ft (1,982 m).

Perbandingan tinggi elipsoidal dengan diameter tangki (Ht:D) = 1:4

Tinggi tutup elipsoidal = ft5,024

1 ft

Tinggi total = 6,5 ft + 2 x 0,5ft

=78,5 ft = 2,29 m

Tebal dinding absorber:

AnCPSE

RPt

6,0

P operasi = 101325 Pa

P hidrostatik = 20.144,85 Pa

P packing = 8.615,634 Pa

P design = 135802,04 Pa

P design = 18,8674 psi

Jari-jari kolom = ½ x 2 ft = 12 in

S (allowable stress) = 13700 psi

E (Joint efficiency) = 0,8

n (umur alat) = 10 tahun

CA (Corrosion factor) = 0,125 in/tahun

Page 124: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

in/tahun2695,1)125,010(69,196,08,013700

12867,18

t

maka dipilih silinder dengan tebal 1,5 in (0,0381 m).

LC.30 Pompa (J-309)

Fungsi : Memompa cairan keluaran absorber menuju stripper

Jenis : Pompa screw pump

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Tekanan = 1 atm

Temperatur = 72,42oC

Laju alir massa (F) = 16.183,1186 kg/hari = 0,4129 lbm/sec

Densitas () = 1.035,42 kg/m3 = 64,639 lbm/ft

3

Viskositas () = 0,525 cP = 0,000353 lbm/ft.s

Laju alir volumetrik, 3

m

m

ft/lb 64,639

/seclb 0,4129

ρ

FQ 0,0064 ft

3/sec

= 0,000181 m3/sec

Desain pompa : Asumsi aliran turbulen

Dopt = 0,363 (Q)0,45

(ρ)0,13

(Peters,et.al., 2004)

= 0,363 x (0,000181)0,45

x (1.035,42)0,13

= 0,0185 m

= 0,7293 in

Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel :

Ukuran nominal : 0,75 in

Schedule number : 40

Diameter Dalam (ID) : 0,824 in = 0,0687 ft

Diameter Luar (OD) : 1,05 in = 0,0875 ft

Page 125: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Inside sectional area : 0,0037 ft2

Kecepatan linear, v = Q/A = 2

3

0,0037

/0,00639

ft

sft = 1,7219 ft/s

Bilangan Reynold : NRe =

Dv

=lbm/ft.s0,000353

)0,06867)(/ 1,7219)(/ 639,64( 3 ftsftftlbm

= 21.663,9 (Turbulen)

/D = D

x 5106,4

= 0,002198 (Geankoplis, 1997)

Pada NRe = 21.663,9 dan /D = 0,002198

Dari Fig.2.10-3 Geankoplis (1997), diperoleh harga f = 0,007

Friction loss :

1 Sharp edge entrance= hc = 0,552

12

1

2 v

A

A

= 0,55 174,3212

1,721901

2

= 0,0253 ft.lbf/lbm

2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 2(0,75) 174,3212

1,72192

= 0,0691 ft.lbf/lbm

1 check valve = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 1(2,0) 174,3212

1,72192

=0,0921 ft.lbf/lbm

Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD

vL

.2.

. 2

= 4(0,007)

174,32.2.0,06867

1,7219.302

= 0,5637 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit = hex = cg

v

A

A

..21

22

2

1

= 174,3212

1,721901

2

= 0,0461 ft.lbf/lbm

Page 126: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Total friction loss : F = 0,7964 ft.lbf/lbm

Dari persamaan Bernoulli :

02

1 1212

2

1

2

2

sWFPP

zzgvv

(Geankoplis,1997)

dimana : v1 = v2

P1 = P2

Z = 5 ft

Maka :

0/. 7964,005./.174,32

/174,320

2

2

sWlbmlbfftftslbflbmft

sft

Ws = -5,7964 ft.lbf/lbm

P Effisiensi pompa , = 80 %

Ws = - x Wp

-5,7964 = -0,8 x Wp

Wp = 7,2454 ft.lbf/lbm

Daya pompa :

P = m x Wp

=slbfft

hp

/.550

1 xft.lbf/lbm 0,4129lbm/s 6,8417

= 0,0054 Hp

Maka dipilih pompa dengan daya motor = 0,05 Hp

LC.31 Heat Exchanger (E-310)

Fungsi : Menaikkan temperatur rich solution dan

menurunkan temperatur amina solution

Tipe : Shell and tube heat exchanger

Dipakai : 1 ¼ in BWG 16, panjang 16 ft, 2 pass

Page 127: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Jumlah : 1 unit

1. Neraca Energi

Fluia panas (Amina solution)

Laju alir umpan masuk = 6.153,6074 kg/jam = 13.566,2429 lb/jam

Temperatur awal (T1) = 112 oC = 233,6

oF

Temperatur akhir (T2) = 88 oC = 190,4

oF

Fluida dingin (Rich solution)

Laju alir umpan masuk = 6.742,2133 kg/jam = 14.863,8834 lb/jam

Temperatur awal (t1) = 72,42oC = 162,356

oF

Temperatur akhir (t2) = 99,11oC = 210,398

oF

Panas yang diserap (Q) = 473.363,7914 kJ/jam = 448.660,5222 Btu/jam

2. ∆T = beda suhu sebenarnya

Fluida Panas Fluida Dingin Selisih

T1 = 233,6F Temperatur yang lebih tinggi t2 = 219,398F t2 =23,2F

T2 = 190,4F Temperatur yang lebih rendah t1 = 162,356F t1 = 28,044F

T1 – T2 = 43,2F Selisih t2 – t1 = 48,04F t2 – t1 = -4,842F

LMTD =

044,28

2,23ln

842,4

ln1

2

12

t

t

tt25,5466

oF

R = 12

21

tt

TT

= 8992,0

04,48

2,43

S =

244,71

04,48

11

12

tT

tt0,6743

Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai FT = 0,75

(dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965)

FT merupakan faktor koreksi LMTD.

Maka ∆t = FT × LMTD = 19,1599oF

Page 128: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

3. Suhu kaloric Tc dan tc

Tc =

2

4,1906,233

2

21 TT212

oF

tc =

2

21 tt

2

398,210356,162186,377

oF

dalam rancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi:

pitch = triangular

diameter luar tube (OD) = 1 ¼ in

jenis tube = 16 BWG

panjang = 12 ft

Trial 1.

a. Dari tabel 8 Kern, diharapkan UD = 40-75 Btu/(j.ft2.oF)

Coba UD = 50 Btu/(j.ft2.oF)

Ditempatkan aliran yang kecil di dalam shell dan ditempatkan aliran yang besar

dalam pipa (tube)

Luas perpindahan panas, A =

1599,1950

5222,660.448

. tU

Q

D

468,3322 ft2.

Luas permukaan per ft panjang pipa 1 ¼ “ OD = 0,3271 ft [Tabel 10, Kern]

Jumlah tube = 163271,0

3322,468119,3142 buah

b. Coba tube passes = 2 (n=2)

Dari tabel 9, untuk 1 ¼ “ OD dan 1 9/16 ” triangular pitch, maka tube counts

(tube sheet lay out) yang terdekat adalah 136 tubes dengan ID shell = 23 ¼ in.

c. Pembetulan harga UD

A = 136 × 12 × 0,3271 = 533,8272 ft2.

UD =

1599,198272,533

5222,660.448

tA

Q43,8655 Btu/(j.ft

2.oF)

Karena nilai UD hitung sudah mendekati nilai UD tebakan, maka tidak diperlukan

trial 2.

Fluida panas – Shell Side

4. luas aliran (as)

Fluida dingin – Tube Side

4. luas aliran (at)

Page 129: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

B = 4,25

12

5

IDin

C’ = PT – OD

C’ = 1,5625 – 1,25 = 0,3125

as = '144

'

nP

BCID

T

=

15625,1144

4,2)3125,0(12

= 0,04 ft2

5. Kecepatan Massa (Gs)

Gs = as

W =

0,04

913.566,242

= 339.156,0719 lbm/ft2.jam

6. Bilangan Reynold (Res)

De = 1,23 in [fig. 28] = 0,1025 ft

μ = 0,3079 cP = 0,745 lbm/ft.jam

Res=

GsDe =0,745

0719,156.3390,1025

= 559.932,2186

7. Dari Gambar 28 (Kern,1950,hal.838)

Res=559.932,2186 diperoleh jH =800

8. Pada Tc = 212 0F

Cp = 0,45 btu/lbm.0F

k = 0,415 btu/jam.ft.oF

3/1

k

Cp =3/1

0,415

0,745 x 0,45

= 0,9313

9. 3/1

k

Cp

Ds

kjH

s

ho

Dari Tabel 10 (Kern,1950,hal.843)

at’ = 0,985 in2

at = n

atNt

144

' =

2144

985,03142,119

= 0,4081 ft2

5. Kecepatan massa (Gt)

Gt = at

w =

0,4081

414.863,883

= 36.424,7274 /ft2.jam

6. Bilangan Reynold (Ret)

Dari Tabel 10 (Kern,1950,hal.843)

untuk 1 ¼ in 16 BWG

Dt = 1,12 in = 0,0933 ft

μ = 0,3687 cP = 0,8923 lbm/ft.jam

Ret =

GtDt x =

8923,0

436.424,727 x 0,0933

= 3.809,8356

7. Dari Gambar 24 (Kern,1950,hal.834)

diperoleh jH = 15

8. Pada tc = 186,337oF

Pada Gambar 4 (Kern,1950,hal.806)

Cp = 0,45 btu/lbm.0F

Pada Gambar 1 (Kern,1950,hal.803)

k = 0,3685 btu/jam.ft.0F

3/1

k

Cp = 3/1

0,3685

0,89230,45

Page 130: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

9313,00,1025

415,0800

s

ho

= 3.016,6536 btu/jam.ft.0F

11. untuk trial dianggap Φs = 1

12. ho = 3.016,6536 btu/jam.ft.0F

Pressure drop

10. untuk Res = 559.932,2186

Dari Gambar 29, hal. 839 diperoleh

f = 0,001 ft2/in

2

Spesifik gravity (s) = 0,9491

Ds = 0,1025 ft

Φs = 1

11. jumlah crosses

N + 1 = 12 L / B

N + 1 = 12 . (12 / 2,4) = 60

12. ∆Ps =

ssDe

NDsGsf

10

2

10.22,5

1

10,94910,102510.22,5

601025,00719,156.3390,00110

2

∆Ps = 0,0132 psi

Pressure Drop < 10 psi

Maka spesifikasi dapat diterima.

= 0,7665

9. 3/1

k

Cp

Dt

kjH

t

hio

7665,00,0933

0,368515

t

hio

= 40,672 btu/jam.ft.0F

Pressure drop

10. untuk Ret = 3.809,8356

Dari Gambar 26, hal. 836 diperoleh f

= 0,00039 ft2/in

2

Spesifik gravity (s) = 0,999

Φt = 1

11. ∆Pt =

10,9990933,010.22,5

2127274,424.360,0003910

2

= 0,0076 psi

12. Gt = 36.424,7274 lb/ft2.jam

Dari Gambar 27 hal. 837 didapatkan :

v2/2g = 0,001

∆Pr = g

v

s

n

2

4 2

= 0,0010,999

24

= 0,008 psi

∆Pf = ∆Pt + ∆Pr

= 0,0076 + 0,008

= 0,0157 psi

Pressure Drop < 10 psi

Maka spesifikasi dapat diterima.

tsDt

nLGtf

10

2

10.22,5

Page 131: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

LC.30 Pompa (J-312)

Fungsi : Memompa cairan keluaran stripper menuju absorber.

Jenis : Pompa screw pump

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Tekanan = 1 atm

Temperatur = 112oC

Laju alir massa (F) = 147.686,5766 kg/hari = 3,7684 lbm/sec

Densitas () = 1.355,5 kg/m3 = 84,6209 lbm/ft

3

Viskositas () = 0,0837 cP = 0,0000562 lbm/ft.s

Laju alir volumetrik, 3

m

m

ft/lb 84,6209

/seclb 3,7684

ρ

FQ 0,0445 ft

3/sec

= 0,001261 m3/sec

Desain pompa : Asumsi aliran turbulen

Dopt = 0,363 (Q)0,45

(ρ)0,13

(Peters,et.al., 2004)

= 0,363 x (0,001261)0,45

x (1.355,5)0,13

= 0,046 m

= 1,8096 in

Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel :

Ukuran nominal : 2 in

Schedule number : 40

Diameter Dalam (ID) : 2,067 in = 0,1722 ft

Diameter Luar (OD) : 2,375 in = 0,1979 ft

Inside sectional area : 0,0233 ft2

Kecepatan linear, v = Q/A = 2

3

0,0233

/0,0445

ft

sft = 1,9113 ft/s

Page 132: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Bilangan Reynold : NRe =

Dv

=lbm/ft.s0,000056

)0,1722)(/ 1,9113)(/ 6209,84( 3 ftsftftlbm

= 495.314 (Turbulen)

/D = D

x 5106,4

= 0,000876 (Geankoplis, 1997)

Pada NRe = 495.314 dan /D = 0,000876

Dari Fig.2.10-3 Geankoplis (1997), diperoleh harga f = 0,0048

Friction loss :

1 Sharp edge entrance= hc = 0,552

12

1

2 v

A

A

= 0,55 174,3212

1,911301

2

= 0,03122 ft.lbf/lbm

2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 2(0,75) 174,3212

1,91132

= 0,0852 ft.lbf/lbm

1 check valve = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 1(2,0) 174,3212

1,91132

=0,1135 ft.lbf/lbm

Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD

vL

.2.

. 2

= 4(0,0048)

174,32.2.0,1722

1,9113.302

= 0,1898 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit = hex = cg

v

A

A

..21

22

2

1

= 174,3212

1,911301

2

= 0,0568 ft.lbf/lbm

Total friction loss : F = 0,4765 ft.lbf/lbm

Page 133: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Dari persamaan Bernoulli :

02

1 1212

2

1

2

2

sWFPP

zzgvv

(Geankoplis,1997)

dimana : v1 = v2

P1 = P2

Z = 5 ft

Maka :

0/. 4765,005./.174,32

/174,320

2

2

sWlbmlbfftftslbflbmft

sft

Ws = -5,7964 ft.lbf/lbm

P Effisiensi pompa , = 80 %

Ws = - x Wp

-5,4765 = -0,8 x Wp

Wp = 6,8457 ft.lbf/lbm

Daya pompa :

P = m x Wp

=slbfft

hp

/.550

1 xft.lbf/lbm 19,9885lbm/s 6,8457

= 0,0469 Hp

Maka dipilih pompa dengan daya motor = 0,05 Hp

LC.33 Cooler (E-311)

Fungsi : Menurunkan temperatur gas sebelum dimasukkan ke dalam absorber

Jenis : DPHE (Double pipe heat exchanger)

Dipakai : pipa 2 x 14

1 in IPS, 12 ft hairpin

Jumlah : 1 unit

Fluida panas

Laju alir fluida masuk = 6.135,6074 kg/jam = 13.566,2429 lbm/jam

Page 134: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Temperatur awal (T1) = 88°C = 190,4°F

Temperatur akhir (T2) = 75°C = 167°F

Fluida dingin

Laju alir fluida dingin = 2.035,4096 kg/jam = 4.487,264 lbm/jam

Temperatur awal (t1) = 30 °C = 86 °F

Temperatur akhir (t2) = 60 °C = 140 °F

Panas yang diserap (Q) = 255.240 kJ/jam = 241.920,2214 Btu/jam

(1) t = beda suhu sebenarnya

Fluida Panas Fluida Dingin Selisih

T1 = 190,4F Temperatur yang lebih tinggi t2 = 140F t2 =50,4F

T2 = 167F Temperatur yang lebih rendah t1 = 86F t1 = 81F

T1 – T2 = 23,4F Selisih t2 – t1 = 54F t2 – t1 = -30,6F

LMTD =

81

4,50ln

6,30

ln1

2

12

t

t

tt64,4946

oF

R = 12

21

tt

TT

= 4333,0

S =

11

12

tT

tt0,5172

Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai FT = 0,95

(dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965)

FT merupakan faktor koreksi LMTD.

Maka ∆t = FT × LMTD = 0,95× 64,4946= 61,2699oF

(2) Tc dan tc

7,1782

1674,190

2

TTT 21

c

F

1132

86140

2

ttt 21

c

F

Page 135: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Fluida panas – Anulus, Gas

3) flow area anulus

ft 0,172312

2,067D2

ft 0,137512

1,65D1

2

2

1

2

2a ft 0,0084

4

DDa

0,0783D

DDDe

1

2

1

2

2

(4) kecepatan massa

2a

a

a

ft . jam

lbm89751.605.549,

0,0084

913.566,242G

a

WG

(5) Pada Tc = 178,7 0F

μ = 0,3079 cP

μ = 0,3079x 2,42 = 0,745 lbm/ft.jam

65168.701,120,745

1.605.5490783,0Re

GDRe

a

aa

a

(6) Dari Gambar 24 (Kern,1950,hal.834)

JH = 400

(7) Pada Tc = 178,7 0F

c = 0,45 Btu/lbm .

k = 0,415 Btu/(jam)(ft2)(

0F/ft)

Fluida dingin – Inner Pipe, Air

(3’) ft 0,11512

1,38D

(Tabel 11, kern)

22

p ft 0,01044

Da

(4’) kecepatan massa

2p

p

p

ft . jam

lbm3707,231.432

0,0104

4.487,264G

a

WG

(5’) Pada Tc = 113 0F

Dari Gambar 14 (Kern, 1950, hal.823)

μ = 0,599 cP

μ = 0,599 x 2,42 = 1,4496 lbm/ft.jam

434.290,3511,4496

07432.231,37115,0Re

GDRe

p

pp

p

(6’) Dari Gambar 24 (Kern, 1950, hal.834)

JH = 110

(7’) Pada Tc = 113 0F

Dari Gambar 2 (Kern,1950,hal.804)

c = 0,994 Btu/lbm .0F

Page 136: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

0,93130,4512

0,745 . 0,45

k

. c 31

31

(8)

)F)(ftBtu/(jam)(1.974.949

10,93130,0783

0,415400

k

. ch

02

14,0

W

31

o

e

HD

kJ

(10) clean averall coefficient, Uc

))(ftBtu/(jam)(131,234

1974,949265,6204

1974,949 x 265,6204

hh

hhU

02

oio

oio

C

F

(11) UD

Rd ketentuan = 0,003

F ft2 btu/jam 5305,137U

0,003234,131

1

U

1

U

1

D

CD

DR

(12) luas permukaan yang diperlukan

Q = UD x A x Δ t

2

D

ft 7095,2861,2699 137,5305

14241.920,22

U

Q A

t

Dari tabel 11 untuk 1 ¼ in IPS, luas

permukaan luar per ft panjang pipa =

0,435 ft2/ft.

L yang diperlukan:

ft 65,99890,435

28,7095

Berarti diperlukan 3 hairpin ukuran 12 ft.

k = 0,4135 Btu/(jam)(ft2)(

0F/ft)

901,00,4135

1,4496 . 0,994

k

. c 31

31

(8’)

)F)(ftBtu/(jam)(317,5896

1901,00,115

0,4135110

k

. ch

02

14,0

W

31

i

e

HD

kJ

(9’) Koreksi hio ke permukaan pada OD

))(ftBtu/(jam)(6204,256

0,1383

0,115317,5896hh

02

iio

F

OD

ID

Page 137: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

(13) A = 3 x 24/0,435 = 31,32 ft2

(14) Menghitung Ud dan Rd sebenarnya,

BtuF

F

t

/))((hr)(ft 0,0037

126,0675 x 234,131

126,0675-234,131

UcxUd

Ud-Uc Rd

))(tBtu/(hr)(f 126,0675

61,2699 31,32

14241.920.22

A

Q Ud

02

02

Pressure drop

(1) De’

= (D2 – D1) = 0,0348 ft

5057,887.74

0,745

89751.605.549,0348,0 De'Rea

aG

0,00595057,887.74

264,00035,0 F

0,42

s = 1 ; ρ = 1 x 62,5 = 62,5

(2)

ft 3,8388

0,034862,51018.42

729,8975 x1.605.540,00524

2

4F

28

2

2

2

x

Dg

LfGa

e

a

(3)

Fps 7,1358

62,5 3600

89751.605.549,

3600V

aG

ft 2,372

2,322

7,13583

'23 Fi

22

g

V

psi 2,6957

144

62,52,372)(3,8388

Pa

Pressure drop

(1’) Rep’= 34.290,3514

0,0068434.290,351

264,00035,0F

0,42

s = 1 , ρ =1 x 62,5 = 62,5

(2’)

ft 0,9724

0,11562,510.18.42

7207432.231,37x 0,00684

2

4

28

2

2

2

Dg

LfGpFa

(3’)

psi 0,4221

144

62,5 0,9724Pp

Pp yang diperbolehkan < 10 psi

Maka spesifikasi dapat diterima

Page 138: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

∆P yang diperbolehkan < 10 psi

Maka spesifikasi dapat diterima

LC.34 Stripper (T-313)

Fungsi : melucuti gas CO2 yang terserap

Bentuk : silinder tegak

Bahan : carbon steel, SA-283, Grade C.

Larutan KHCO3 :

Laju alir massa = 161.813,1 kg/hari

Densitas, 33 lb/ft60,69kg/m972,2377 x

Gas Terlarut

CO2 = 14.126,54

Densitas gas zRT

BMP

33 /3284,0kg/m2605,537208206,01

441ftlb

mol gas = 321,0578

mol benfield = 6.064,425

89,18benfieldmol

gasmolmol

Menghitung ukuran absorber :

Packing yang digunakan adalah pall ring dengan spesifikasi sebagai berikut :

Nominal size = 1 ½ in

= 0,95

Fp = 40

7.0115,0 PFP (McCabe, 2001)

= 1,521

0,84495,2605-972,2377

5,2605

gr/mol 44 x mol 1

gr/mol 26,6824 x mol 18,89

yx

y

y

x

G

G

Page 139: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

dari grafik 18.6 McCabe , 2001 diperoleh bahwa :

018,0)(

1,02

yyx

xpy

gc

FG

Gy = 0,5651 lb/ft2.s

= 1.017,187 lb/ft2.jam

Laju gas = 588,6059 kg/jam

= 1.296,489 lb/h

= 0,3601 lb/s

S = 2ft 5,105177,0

3601,0

Diameter (D) = 1,1289785,0

S

ft

Dipilih tangki dengan diameter 1,1293 ft.

Tinggi tangki (Z) = HETP x Nt

Nt = 2

1lnY

Y (McCabe, 2001)

= 51

100ln

digunakan jumlah tray 5 buah.

HETP = D0,3

= 1,129 (Ulrich , 1984)

Z = 1,129 x 5 = 5,647 ft

Dipilih tinggi tangki 6 ft (2,06 m).

Perbandingan tinggi elipsoidal dengan diameter tangki (Ht:D) = 1:4

Tinggi tutup elipsoidal = ft375,05,14

1 ft

Tinggi total = 6 ft + 2 x 0,375ft

= 6,75 ft

Page 140: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tebal dinding stripper:

AnCPSE

RPt

6,0

P operasi = 101325 Pa

P hidrostatik = 19.607,78 Pa

P packing = 7.754,071 Pa

P design = 128.686,9 Pa

P design = 18,6645 psi

Jari-jari kolom = ½ x 1,5 ft =0,75 ft = 9 in

S (allowable stress) = 13700 psi

E (Joint efficiency) = 0,85

n (umur alat) = 10 tahun

CA (Corrosion factor) = 0,125 in/tahun

in/tahun26,1)125,010(6645,186,08,013700

96645,18

t

maka dipilih silinder dengan tebal 1,5 in (0,0381 m).

LC.35 Kompresor (JC-403)

Fungsi : menaikkan tekanan gas CO2 sebelum disimpan dalam tangki

penyimpanan.

Jenis : multistage reciprocating compressor

1mp1).-(k

.10,782P

./)1(

1

21.1

4 sNkk

vs

p

pNk

(Timmerhaus,2004; hal 528)

di mana: mv.1 = laju alir (m3/jam)

p1 = tekanan masuk = 1 atm = 101,325 kPa

p2 = tekanan keluar = 100 atm = 10.132,5 kPa

η = efisiensi kompresor = 78 %

z = 1

k = rasio panas spesifik = 0,274

Ns = jumlah tahapan kompresi = 4 tahap

T1 = 112 0C = 385 K

Page 141: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Data:

Laju alir massa = 14.126,54 kg/hari

campuran = 33 /31755,0/0866,538508206,01

2,411ftlbmmKg

xzRT

BMP

mv.1 = hari

m

mkg

harikg 3

3208,777.2

/0866,5

/54,126.14 = 1,1342 ft

3/detik

a. Menghitung Daya Kompresor

1325,101

5,132.10/hari)m (2.777,208(101,325)

0,781)-(1,2552

42552,11078,2P

4.2552,1/)12552,1(

34

= 21,6835 kW = 29 Hp

Maka dipilih kompresor dengan daya 29 Hp.

b. Menghitung Temperatur Output Kompresor

Nstk

k

P

PTT

1

12 )1

2( (Timmerhaus,2004; hal 528)

T2 = 42552,1

12552,1

)1

100(385 xx

T2 = 486,5392 K

= 213,5392oC

LC.36 Cooler (E-404)

Fungsi : Menurunkan temperatur gas CO2 sebelum disimpan dalam tangki

penyimpanan.

Jenis : DPHE (Double pipe heat exchanger)

Dipakai : pipa 2 x 14

1 in IPS, 15 ft hairpin

Jumlah : 1 unit

Fluida panas

Laju alir fluida masuk = 588,6059 kg/jam = 1.297,6406 lbm/jam

Temperatur awal (T1) = 213,54°C = 416,372°F

Temperatur akhir (T2) = 40°C = 104°F

Page 142: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Fluida dingin

Laju alir fluida dingin = 762,1707 kg/jam = 1.680,2815 lbm/jam

Temperatur awal (t1) = 30 °C = 86 °F

Temperatur akhir (t2) = 60 °C = 140 °F

Panas yang diserap (Q) = 95.576,202 kJ/jam = 90.588,4009 Btu/jam

(1) t = beda suhu sebenarnya

Fluida Panas Fluida Dingin Selisih

T1 = 416,372F Temperatur yang lebih tinggi t2 = 140F t2 =276,37F

T2 = 104F Temperatur yang lebih rendah t1 = 86F t1 = 18F

T1 – T2 = 312,37F Selisih t2 – t1 = 54F t2 – t1 = 253,37F

LMTD =

18

37,276ln

37,253

ln1

2

12

t

t

tt94,5941

oF

R = 12

21

tt

TT

= 7847,5

S =

11

12

tT

tt0,1635

Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai FT = 0,7

(dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965)

FT merupakan faktor koreksi LMTD.

Maka ∆t = FT × LMTD = 0,7× 94,5941= 66,2159oF

(2) Tc dan tc

19,2602

10437,416

2

TTT 21

c

F

1132

86140

2

ttt 21

c

F

Fluida panas – Anulus, Gas

3) flow area anulus

Fluida dingin – Inner Pipe, Air

(3’) ft 0,11512

1,38D

Page 143: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

ft 0,172312

2,067D2

ft 0,137512

1,65D1

2

2

1

2

2a ft 0,0084

4

DDa

0,0783D

DDDe

1

2

1

2

2

(4) kecepatan massa

2a

a

a

ft . jam

lbm14153.574,33

0,0084

1.297,64G

a

WG

(5) Pada Tc = 260,19 0F

μ = 0,65 cP

μ = 0,65x 2,42 = 1,573 lbm/ft.jam

7.642,81481,573

14153.574,330783,0Re

GDRe

a

aa

a

(6) Dari Gambar 24 (Kern,1950,hal.834)

JH = 30

(7) Pada Tc = 260,19 0F

c = 1,004 Btu/lbm .

k = 0,3685 Btu/(jam)(ft2)(

0F/ft)

1,62430,3685

1,573 . 1,004

k

. c 31

31

(8)

(Tabel 11, kern)

22

p ft 0,01044

Da

(4’) kecepatan massa

2p

p

p

ft . jam

lbm4948,851.161

0,0104

1.680,2815G

a

WG

(5’) Pada Tc = 113 0F

Dari Gambar 14 (Kern, 1950, hal.823)

μ = 0,599 cP

μ = 0,599 x 2,42 = 1,4496 lbm/ft.jam

112.840,2171,4496

48161.851,49115,0Re

GDRe

p

pp

p

(6’) Dari Gambar 24 (Kern, 1950, hal.834)

JH = 50

(7’) Pada Tc = 113 0F

Dari Gambar 2 (Kern,1950,hal.804)

c = 0,994 Btu/lbm .0F

k = 0,4135 Btu/(jam)(ft2)(

0F/ft)

901,00,4135

1,4496 . 0,994

k

. c 31

31

Page 144: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

)F)(ftBtu/(jam)( 229,3878

11,62430,0783

0,368530

k

. ch

02

14,0

W

31

o

e

HD

kJ

(10) clean averall coefficient, Uc

))(ftBtu/(jam)(1019,79

229,3878120,7365

229,3878 x 120,7365

hh

hhU

02

oio

oio

C

F

(11) UD

Rd ketentuan = 0,003

F ft2 btu/jam 9307,63U

0,00379,1019

1

U

1

U

1

D

CD

DR

(12) luas permukaan yang diperlukan

Q = UD x A x Δ t

2

D

ft 3994,212159,66 63,9307

990.588,400

U

Q A

t

Dari tabel 11 untuk 1 ¼ in IPS, luas

permukaan luar per ft panjang pipa =

0,435 ft2/ft.

L yang diperlukan:

ft 49,19390,435

21,3994

Berarti diperlukan 2 hairpin ukuran 15 ft.

(13) A = 2 x 30 / 0,435 = 26,1 ft2

(14) Menghitung Ud dan Rd sebenarnya,

(8’)

)F)(ftBtu/(jam)( 3589,144

1901,00,115

0,413550

k

. ch

02

14,0

W

31

i

e

HD

kJ

(9’) Koreksi hio ke permukaan pada OD

))(ftBtu/(jam)( 7365,120

0,1383

0,115144,3589hh

02

iio

F

OD

ID

Page 145: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

BtuF

F

t

/))((hr)(ft 0,0064

52,4168 x 79,1019

52,4168-79,1019

UcxUd

Ud-Uc Rd

))(tBtu/(hr)(f 52,4168

66,2159 26,1

990.558,400

A

Q Ud

02

02

Pressure drop

(1) De’

= (D2 – D1) = 0,0348 ft

6942,392.3

1,573

14153.574,330348,0 De'Rea

aG

0,01226942,392.3

264,00035,0 F

0,42

s = 1,015 ; ρ = 1,015 x 62,5 = 63,437

(2)

ft 0,0589

0,034863,4371018.42

603314 x153.574,0,01224

2

4F

28

2

2

2

x

Dg

LfGa

e

a

(3)

Fps 0,6725

63,437 3600

14153.574,33

3600V

aG

ft 0,014

2,322

,67250,2

'22 Fi

22

g

V

psi 0,0322

144

63,4370,014)(0,0589

Pa

∆P yang diperbolehkan < 10 psi

Maka spesifikasi dapat diterima

Pressure drop

(1’) Rep’= 12.840,2171

0,0085112.840,217

264,00035,0F

0,42

s = 1 , ρ =1 x 62,5 = 62,5

(2’)

ft 0,1417

0,11562,510.18.42

6048161.851,49x 0,00854

2

4

28

2

2

2

Dg

LfGpFa

(3’)

psi 0,4221

144

62,5 0,1417Pp

Pp yang diperbolehkan < 10 psi

Maka spesifikasi dapat diterima

Page 146: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

LC.37 Tangki Penyimpanan Karbondioksida (TK-405)

Fungsi : tempat menyimpan gas karbondioksida

Bentuk : spherical shell

Bahan konstruksi : Low alloy steel SA-353

Jenis sambungan : Single welded butt joint

Jumlah : 10 unit

Kebutuhan perancangan : 1 hari

Kondisi operasi : Temperatur = 400C

Tekanan = 100 atm

Laju massa = 14.126,54 kg/hari

Faktor keamanan = 20

Perhitungan:

a. Volume tangki

Total massa karbondioksida dalam tangki = 14.126,54 kg/hari×1 hari

= 14.126,54 kg

Direncanakan ada 10 buah tangki, sehingga:

Total massa karbondioksida dalam 1 tangki = kg 1.412,65410

kg 14.126,54

Densitas bahan dalam tangki (1 atm) = 476,1905 kg/m3 (Perry, dkk., 1999)

Total volume karbondioksida dalam tangki =3kg/m476,1905

kg 1.412,654= 2,9666 m

3

Faktor kelonggaran = 20 % (Perry, dkk., 1999)

Volume tangki, VT = (1 + 0,2) × 2,9666 m3

= 1,2 × 2,9666 m3

= 3,5599 m3

Volume bola (VT) = 3

4 r

3

m 2,0171 4

3,5599 3

4

Vt 3 (r) tangkijari-Jari 33

Diameter tangki (D) = 2(r) = 4,0342 m

Tinggi tangki (HT) = D = 4,0342 m

Page 147: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

b. Tekanan desain

Tinggi karbondioksida dalam tangki =

= 3,5599

4,0342 2,9666

= 3,3619 m

Tekanan hidrostatis = Densitas bahangtinggi cairan dalam tangki

= 476,1905 kg/m3 9,8 m/s

2 3,3619 m

= 15.688,69 Pa

= 0,1548 atm

Tekanan operasi = 100 atm

Faktor keamanan = 20 %

P desain = (1 + 0,2) (100 atm + 0,1548 atm)

= 120,1858 atm = 1.766,248 lb/in2

c. Tebal dinding tangki (bagian silinder)

Korosi yang diizinkan (c) : 0,0042 in/tahun

Allowable working stress (S) : 22.500 lb/in2 (Brownell dan Young, 1959)

Efisiensi sambungan (E) : 0,9 (Brownell dan Young, 1959)

Untuk spherical shells berlaku:

cPSE

2,0

rP(d)silinder Tebal

(Peters, dkk., 2004)

dimana : d = tebal dinding tangki bagian silinder (in)

P = tekanan desain (lb/in2)

r = jari-jari dalam tangki (in)

S = allowable working stress (lb/in2)

E = efisiensi pengelasan

c = korosi yang diizinkan (in)

m 0,1792 in 7,054

0042,0)248,766.12,0(500.229,0

79,41391.766,248d

tangkivolume

tangkitinggi tangkidalambahan volume

Page 148: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Dipilih tebal silinder standar = 7 1/4 in

LC.38 Kompresor (JC-314)

Fungsi : menaikkan tekanan gas sebelum diumpankan ke PSA

Jenis : multistage reciprocating compressor

1mp1).-(k

.10,782P

./)1(

1

21.1

4 sNkk

vs

p

pNk

(Timmerhaus,2004; hal 528)

di mana: mv.1 = laju alir (m3/jam)

p1 = tekanan masuk = 1 atm = 101,325 kPa

p2 = tekanan keluar = 20 atm = 2.026,5 kPa

η = efisiensi kompresor = 78 %

z = 0,3012

k = rasio panas spesifik = 1,3719

Ns = jumlah tahapan kompresi = 3 tahap

T1 = 72,4197 0C = 345,4197 K

Data:

Laju alir massa = 1.161,82 kg/hari

campuran =

33 /0524,0/8394,04197,34508206,01

1612,71ftlbmmKg

xzRT

BMP

mv.1 = hari

m

mkg

harikg 3

3345,383.1

/8394,0

/82,161.1 = 0,5649 ft

3/detik

a. Menghitung Daya Kompresor

1325,101

5,026.2/hari)m (1.383,345(101,325)

0,781)-(1,3719

33719,11078,2P

3.3719,1/)13719,1(

34

= 7,1614 kW = 9,603 Hp

Maka dipilih kompresor dengan daya 9,6 Hp.

b. Menghitung Temperatur Output Kompresor

Page 149: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Nstk

k

P

PTT

1

12 )1

2( (Timmerhaus,2004; hal 528)

T2 = 33719,1

13719,1

)1

20(4197,345 xx

T2 = 452,8036 K

= 179,8036oC

LC.39 Cooler (E-315)

Fungsi : Menurunkan temperatur gas sebelum diumpankan ke PSA

Jenis : DPHE (Double pipe heat exchanger)

Dipakai : pipa 2 x 14

1 in IPS, 12 ft hairpin

Jumlah : 1 unit

Fluida panas

Laju alir fluida masuk = 48,3826 kg/jam = 106,6643 lbm/jam

Temperatur awal (T1) = 179,82°C = 355,676°F

Temperatur akhir (T2) = 60°C = 140°F

Fluida dingin

Laju alir fluida dingin = 600,413 kg/jam = 1.323,6705 lbm/jam

Temperatur awal (t1) = 30 °C = 86 °F

Temperatur akhir (t2) = 60 °C = 140 °F

Panas yang diserap (Q) = 75.291,8263 kJ/jam = 71.362,5983 Btu/jam

(1) t = beda suhu sebenarnya

Fluida Panas Fluida Dingin Selisih

T1 = 355,676F Temperatur yang lebih tinggi t2 = 140F t2 =215,68F

T2 = 140F Temperatur yang lebih rendah t1 = 86F t1 = 54F

T1 – T2 = 215,68F Selisih t2 – t1 = 54F t2 – t1 = 161,68F

Page 150: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

LMTD =

54

68,215ln

68,161

ln1

2

12

t

t

tt116,75

oF

R = 12

21

tt

TT

= 994,3

S =

11

12

tT

tt0,2002

Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai FT = 0,7

(dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965)

FT merupakan faktor koreksi LMTD.

Maka ∆t = FT × LMTD = 0,7× 116,751= 81,7257oF

(2) Tc dan tc

84,2472

140676,355

2

TTT 21

c

F

1132

86140

2

ttt 21

c

F

Fluida panas – Anulus, Gas

3) flow area anulus

ft 0,172312

2,067D2

ft 0,137512

1,65D1

2

2

1

2

2a ft 0,0084

4

DDa

0,0783D

DDDe

1

2

1

2

2

(4) kecepatan massa

2a

a

a

ft . jam

lbm12.623,6

0,0084

106,6643G

a

WG

Fluida dingin – Inner Pipe, Air

(3’) ft 0,11512

1,38D

(Tabel 11, kern)

2

2

p ft 0,01044

Da

(4’) kecepatan massa

2p

p

p

ft . jam

lbm2823,501.127

0,0104

1.323,6705G

a

WG

Page 151: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

(5) Pada Tc = 247,84 0F

μ = 0,0105 cP

μ = 0,0105x 2,42 = 1,0255 lbm/ft.jam

638.757,9421,0255

12.623,60783,0Re

GDRe

a

aa

a

(6) Dari Gambar 24 (Kern,1950,hal.834)

JH = 110

(7) Pada Tc = 247,84 0F

c = 3,4402 Btu/lbm .

k = 0,1318 Btu/(jam)(ft2)(

0F/ft)

0,87310,1318

0,0255 . 3,4402

k

. c 31

31

(8)

)F)(ftBtu/(jam)( 161,6955

10,87310,0783

0,1318110

k

. ch

02

14,0

W

31

o

e

HD

kJ

(10) clean averall coefficient, Uc

))(ftBtu/(jam)(4683,60

161,695596,5892

161,6955 x 96,5892

hh

hhU

02

oio

oio

C

F

(11) UD

Rd ketentuan = 0,003

(5’) Pada Tc = 113 0F

Dari Gambar 14 (Kern, 1950, hal.823)

μ = 0,599 cP

μ = 0,599 x 2,42 = 1,4496 lbm/ft.jam

1006,115.101,4496

23127.501,28115,0Re

GDRe

p

pp

p

(6’) Dari Gambar 24 (Kern, 1950, hal.834)

JH = 40

(7’) Pada Tc = 113 0F

Dari Gambar 2 (Kern,1950,hal.804)

c = 0,994 Btu/lbm .0F

k = 0,4135 Btu/(jam)(ft2)(

0F/ft)

901,00,4135

1,4496 . 0,994

k

. c 31

31

(8’)

)F)(ftBtu/(jam)( 4871,115

1901,00,115

0,413540

k

. ch

02

14,0

W

31

i

e

HD

kJ

(9’) Koreksi hio ke permukaan pada OD

))(ftBtu/(jam)( 5892,96

0,1383

0,115115,4871hh

02

iio

F

OD

ID

Page 152: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

F ft2 btu/jam 1834,51U

0,00360,4683

1

U

1

U

1

D

CD

DR

(12) luas permukaan yang diperlukan

Q = UD x A x Δ t

2

D

ft 0602,177257,81 51,1834

371.362,598

U

Q A

t

Dari tabel 11 untuk 1 ¼ in IPS, luas

permukaan luar per ft panjang pipa =

0,435 ft2/ft.

L yang diperlukan:

ft 39,21870,435

0602,17

Berarti diperlukan 2 hairpin ukuran 12 ft.

(13) A = 2 x 24 / 0,435 = 20,88 ft2

(14) Menghitung Ud dan Rd sebenarnya,

BtuF

F

t

/))((hr)(ft 0,0074

41,8198 x 60,4683

41,8198-60,4683

UcxUd

Ud-Uc Rd

))(tBtu/(hr)(f 8198,41

81,7257 20,88

371.362,598

A

Q Ud

02

02

Pressure drop

(1) De’

= (D2 – D1) = 0,0348 ft

9426,757.38

0,0255

6,623.120348,0 De'Rea

aG

0,00799426,757.38

264,00035,0 F

0,42

s = 1,2629 , ρ =1,2629 x 62,5 = 78,93

(2)

Pressure drop

(1’) Rep’= 10.115,1006

0,009610.115,100

264,00035,0F

0,42

s = 1 , ρ =1 x 62,5 = 62,5

(2’)

Page 153: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

ft 0,0001334

0,034878,931018.42

48 x12.623,60,00794

2

4F

28

2

2

2

x

Dg

LfGa

e

a

(3)

Fps 0,0444

78,93 3600

12.623,6

3600V

aG

ft 0,0000613

2,322

0,0442

'22 Fi

22

g

V

psi 0,0001

144

78,930,0000613)(0,0001334

Pa

∆P yang diperbolehkan < 10 psi

Maka spesifikasi dapat diterima

ft 0,0747

0,11562,510.18.42

4823127.501,28x 0,0094

2

4

28

2

2

2

Dg

LfGpFa

(3’)

psi 0,0324

144

62,5 0,0747Pp

Pp yang diperbolehkan < 10 psi

Maka spesifikasi dapat diterima

Page 154: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

LC.40 Pressure swing absorber (T-316)

Fungsi : meningkatkan kemurnian Hidrogen dengan menyerap gas CO2.

Jenis : Fixed bed ellipsoidal

Bahan : Carbon steel, SA-283, grade C

Kondisi operasi T = 60 0C (Walas, 1988)

P = 20 atm

Jumlah gas terserap (F) = 143,7108 kg/hari

Volume adsorbent :

Katalis yang digunakan adalah actiavated carbon (zeolit) (Walas, 1988)

Sebanyak 16 Kg gas/100 Kg adsorbent.

Densitas adsorbent = 43 lb/ft3 = 688,7955 kg/m

3 (Walas, 1988)

Porositas pada design adsorber ( ) = 0,45 (Walas, 1988)

Jumlah katalis = 143,7108 x 100/16

= 898,1925 kg/hari

Faktor keamanan 20%

Jumlah katalis aktual = (1+0,2) x 898,1925

= 1.077,831 kg

Maka volume adsorbent = 3 845,2)45,01/()1925,898

831,077.1( m

Ukuran absorber :

Volume total = 2,845 m3

Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (Hs : D) = 3:2

Volume silinder = 32

8

3

4DHD s

Diameter tangki = m 2,85 3,143

845,28

3

833

tV

Tinggi tangki = m4,2785,22

3

Direncanakan tangki mempunyai tutup dan alas berbentuk ellipsoidal,

Page 155: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Perbandingan tinggi elipsoidal dengan diameter tangki (Ht:D) = 1:4

Tinggi tutup elipsoidal = m7118,085,24

1

Tinggi total adsorber = Hs + He = 5,694 m

Tebal dinding tangki :

Tekanan = 20 atm = 293,92 psi

Tekanan design = (1,2 x 293,92 psi) = 352,704 psi

Allowable working stress (S) = 13.700 psi

Efisiensi sambungan (E) = 0,85

Corrosion factor (CA) = 0,125 in/thn

Umur alat (n) = 10 thn

Tebal silinder (t) =

ts = ACP6,0SE

PRn

= 10)0,125()92,293x(0,60,8)x(13700

in) 092,1122

1(293,92

= 2,979 in

maka digunakan silinder dengan tebal tangki 3 in.

LC.41 Kompresor (JC-406)

Fungsi : menaikkan tekanan gas sebelum disimpan di dalam tangki

penyimpanan.

Jenis : multistage reciprocating compressor

1mp1).-(k

.10,782P

./)1(

1

21.1

4 sNkk

vs

p

pNk

(Timmerhaus,2004; hal 528)

di mana: mv.1 = laju alir (m3/jam)

p1 = tekanan masuk = 20 atm = 2.026,5 kPa

p2 = tekanan keluar = 30 atm = 3.039,75 kPa

η = efisiensi kompresor = 78 %

z = 0,305

Page 156: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

k = rasio panas spesifik = 1,3965

Ns = jumlah tahapan kompresi = 3 tahap

T1 = 600C = 333 K

Data:

Laju alir massa = 1.017,472 kg/hari

campuran = 33 /2998,0/8029,433308206,01

21ftlbmmKg

xzRT

BMP

mv.1 = hari

m

mkg

harikg 3

3846,211

/8029,4

/572,017.1 = 0,0865ft

3/detik

a. Menghitung Daya Kompresor

15,026.2

75,039.3/hari)m (211,846(2.026,5)

0,781)-(1,3965

33965,11078,2P

3.3965,1/)13965,1(

34

= 2,6352 kW = 3,5339 Hp

Maka dipilih kompresor dengan daya 3,534 Hp.

b. Menghitung Temperatur Output Kompresor

Nstk

k

P

PTT

1

12 )1

2( (Timmerhaus,2004; hal 528)

T2 = 33965,1

13965,1

)20

30(333 xx

T2 = 346,0268 K

= 73,0268oC

Page 157: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

LC.42 Cooler (E-407)

Fungsi : Menurunkan temperatur gas sebelum disimpan di tangki penyimpanan

Jenis : DPHE (Double pipe heat exchanger)

Dipakai : pipa 2 x 14

1 in IPS, 20 ft hairpin

Jumlah : 1 unit

Fluida panas

Laju alir fluida masuk = 42,3946 kg/jam = 93,4631 lbm/jam

Temperatur awal (T1) = 73°C = 163,454°F

Temperatur akhir (T2) = 40°C = 104°F

Fluida dingin

Laju alir fluida dingin = 161,2417 kg/jam = 355,4735 lbm/jam

Temperatur awal (t1) = 30 °C = 86 °F

Temperatur akhir (t2) = 60 °C = 140 °F

Panas yang diserap (Q) = 20.219,7035 kJ/jam = 19.164,505 Btu/jam

(1) t = beda suhu sebenarnya

Fluida Panas Fluida Dingin Selisih

T1 = 163,454F Temperatur yang lebih tinggi t2 = 140F t2 =23,454F

T2 = 104F Temperatur yang lebih rendah t1 = 86F t1 = 18F

T1 – T2 = 59,45F Selisih t2 – t1 = 54F t2 – t1 = 5,45F

LMTD =

18

454,23ln

45,5

ln1

2

12

t

t

tt20,6068

oF

R = 12

21

tt

TT

= 101,1

S =

11

12

tT

tt0,6972

Page 158: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai FT = 0,75

(dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965)

FT merupakan faktor koreksi LMTD.

Maka ∆t = FT × LMTD = 0,75× 20,6068oF = 15,4551

oF

(2) Tc dan tc

73,1332

104454,163

2

TTT 21

c

F

1132

86140

2

ttt 21

c

F

Fluida panas – Anulus, Gas

3) flow area anulus

ft 0,172312

2,067D2

ft 0,137512

1,65D1

2

2

1

2

2a ft 0,0084

4

DDa

0,0783D

DDDe

1

2

1

2

2

(4) kecepatan massa

2a

a

a

ft . jam

lbm4.574,1209

0,0084

93,4631G

a

WG

(5) Pada Tc = 133,73 0F

μ = 0,0094 cP

μ = 0,0094x 2,42 = 0,0227 lbm/ft.jam

226.389,5360,0227

4.574,12090783,0Re

GDRe

a

aa

a

Fluida dingin – Inner Pipe, Air

(3’) ft 0,11512

1,38D

(Tabel 11, kern)

2

2

p ft 0,01044

Da

(4’) kecepatan massa

2p

p

p

ft . jam

lbm2672,262.15

0,0104

355,4735G

a

WG

(5’) Pada Tc = 113 0F

Dari Gambar 14 (Kern, 1950, hal.823)

μ = 0,599 cP

μ = 0,599 x 2,42 = 1,4496 lbm/ft.jam

5774,813.11,4496

215.262,267115,0Re

GDRe

p

pp

p

Page 159: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

(6) Dari Gambar 24 (Kern,1950,hal.834)

JH = 100

(7) Pada Tc = 133,73 0F

c = 3,45 Btu/lbm .

k = 0,1168 Btu/(jam)(ft2)(

0F/ft)

0,87590,1168

0,0227 . 3,45

k

. c 31

31

(8)

)F)(ftBtu/(jam)( 77,9499

10,87590,0783

0,1168100

k

. ch

02

14,0

W

31

o

e

HD

kJ

(10) clean averall coefficient, Uc

))(ftBtu/(jam)(7811,13

77,949916,7408

77,9499 x 16,7408

hh

hhU

02

oio

oio

C

F

(11) UD

Rd ketentuan = 0,003

F ft2 btu/jam 234,13U

0,00313,7811

1

U

1

U

1

D

CD

DR

(12) luas permukaan yang diperlukan

Q = UD x A x Δ t

2

D

ft 6989,934551,15 13,234

19.164,505

U

Q A

t

Dari tabel 11 untuk 1 ¼ in IPS, luas

permukaan luar per ft panjang pipa =

0,435 ft2/ft.

(6’) Dari Gambar 24 (Kern, 1950, hal.834)

JH = 10

(7’) Pada Tc = 113 0F

Dari Gambar 2 (Kern,1950,hal.804)

c = 0,994 Btu/lbm .0F

k = 0,4135 Btu/(jam)(ft2)(

0F/ft)

901,00,4135

1,4496 . 0,994

k

. c 31

31

(8’)

)F)(ftBtu/(jam)( 2758,19

1901,00,115

0,413510

k

. ch

02

14,0

W

31

i

e

HD

kJ

(9’) Koreksi hio ke permukaan pada OD

))(ftBtu/(jam)( 7408,16

0,1383

0,11519,2758hh

02

iio

F

OD

ID

Page 160: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

L yang diperlukan:

ft 150,64140,435

6989,93

Berarti diperlukan 4 hairpin ukuran 20 ft.

(13) A = 4 x 40/0,435 = 99,52 ft2

(14) Menghitung Ud dan Rd sebenarnya,

BtuF

F

t

/))((hr)(ft 0,0077

12,4599 x 13,7811

12,4599-13,7811

UcxUd

Ud-Uc Rd

))(tBtu/(hr)(f 4599,12

4551,15 99,52

19.164,505

A

Q Ud

02

02

Pressure drop

(1) De’

= (D2 – D1) = 0,0348 ft

4685,528.11

0,0227

1209,574.40348,0 De'Rea

aG

0,00874685,528.11

264,00035,0 F

0,42

ρ = 0,15

(2)

ft 10,7972

0,03480,151018.42

16009 x4.574,120,00874

2

4F

28

2

2

2

x

Dg

LfGa

e

a

(3)

Fps 8,4706

0,15 3600

4.574,1209

3600V

aG

ft 4,4566

2,322

8,47064

'24 Fi

22

g

V

Pressure drop

(1’) Rep’= 1.813,5774

0,01481.813,5774

264,00035,0F

0,42

s = 1 , ρ =1 x 62,5 = 62,5

(2’)

ft 0,00392

0,11562,510.18.42

160215.262,267x 0,01484

2

4

28

2

2

2

Dg

LfGpFa

(3’)

psi 0,0017

144

62,5 0,00392Pp

Pp yang diperbolehkan < 10 psi

Maka spesifikasi dapat diterima

Page 161: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

psi 0,0159

144

0,154,4566)(10,7972

Pa

∆P yang diperbolehkan < 10 psi

Maka spesifikasi dapat diterima

LC.43 Tangki Penyimpanan Biohidrogen (TK-408)

Fungsi : tempat menyimpan gas biohidrogen

Bentuk : spherical shell

Bahan konstruksi : Low alloy steel SA-353

Jenis sambungan : Single welded butt joint

Jumlah : 10 unit

Kebutuhan perancangan : 1 hari

Kondisi operasi : Temperatur = 400C

Tekanan = 100 atm

Laju massa = 1.017,472 kg/hari

Faktor keamanan = 20

Perhitungan:

a. Volume tangki

Total massa biohidrogen dalam tangki = 1.017,472 kg/hari ×1 hari

= 1.017,472 kg

Direncanakan ada 10 buah tangki, sehingga:

Total massa biohidrogen dalam 1 tangki = kg 101,747210

kg 1.017,472

Densitas bahan dalam tangki (1 atm) = 2,336 kg/m3

Total volume biohidrogen dalam tangki =3kg/m2,336

kg 101,7472= 43,5516 m

3

Faktor kelonggaran = 20 % (Perry, dkk., 1999)

Volume tangki, VT = (1 + 0,2) × 43,5516 m3

= 1,2 × 43,5516 m3

= 52,2674 m3

Page 162: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Volume bola (VT) = 3

4 r

3

m 4,8952 4

52,2674 3

4

Vt 3 (r) tangkijari-Jari 33

Diameter tangki (D) = 2(r) = 9,7905 m

Tinggi tangki (HT) = D = 9,7905 m

b. Tekanan desain

Tinggi biohidrogen dalam tangki =

= 52,2674

9,7905 43,5516

= 8,1587 m

Tekanan hidrostatis = Densitas bahangtinggi cairan dalam tangki

= 2,336kg/m3 9,8 m/s

2 8,1587 m

= 186,7759 Pa

= 0,001843 atm

Tekanan operasi = 30 atm

Faktor keamanan = 20 %

P desain = (1 + 0,2) (30 atm + 0,001843 atm)

= 36 atm = 529,0878 lb/in2

c. Tebal dinding tangki (bagian silinder)

Korosi yang diizinkan (c) : 0,0042 in/tahun

Allowable working stress (S) : 22.500 lb/in2 (Brownell dan Young, 1959)

Efisiensi sambungan (E) : 0,9 (Brownell dan Young, 1959)

Untuk spherical shells berlaku:

cPSE

2,0

rP(d)silinder Tebal

(Peters, dkk., 2004)

dimana : d = tebal dinding tangki bagian silinder (in)

P = tekanan desain (lb/in2)

r = jari-jari dalam tangki (in)

S = allowable working stress (lb/in2)

tangkivolume

tangkitinggi tangkidalambahan volume

Page 163: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

E = efisiensi pengelasan

c = korosi yang diizinkan (in)

m 0,1287 in 5,066

0042,0)0878,5292,0(500.229,0

7252,192529,0878d

Dipilih tebal silinder standar = 5 1/4 in

LC.44 Koil Pemanas

Fungsi : Untuk menambah panas pada stripper

Direncanakan :

Koil berupa tube dengan ukuran = ¾ in

Diameter (ID) = 0,824 in = 0,0686 ft

Flow area/tube (a”) = 0,534 in2 = 0,0037 ft

2

Outside diameter = 1,05 in

Diameter dalam tangki (OD) = 1,5 ft

Beban panas (Qco) = 357.031,9 kJ/jam = 338.394,8 btu/jam

Jumlah steam = 168,9452 kg/jam = 372,4566 lbm/jam

Hot Fluid

Konduktivitas termal (k) T1

= 150 oC = 302

0F

T2

= 150 oC = 302

oF

Tav = 2

T2 T1 = 302

oF

Viskositas (μ) = 0,014 cp

= 0,03388 lbm/ftdetik (Fig 15, Kern, 1950)

k = 0,4535 btu/jam.ft.0F (Tabel 4, Kern, 1950)

Cp = 0,45 btu/lbm.0F (Fig 3, Kern, 1950)

Gp = 0037,0

4566,372=100.488,8 lbm/jam ft

2

Re = 03388,0

100.488,806865,0 x

= 203.615

Page 164: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

jH = 400 (Fig 24, Kern, 1950)

hi = jH x k x 3/1)k

x c(

x

D

1

hi = 400 x 0,4535 x 3/1)0,4535

0,03388 x 0,45( x

0,0686

1

= 862,5268

hoi = hi x OD

ID

= 862,5268 x 1,05

0,824

= 676,8782 btu/jam.ft2.0F

Cold Fluid

Larutan masuk pada :

t1 = 99

oC = 210,2

oF

t2 = 112

oC = 233,6

oF

Maka:

t = 233,6oF – 210,2

oF

= 23,4oF

OD = 1,05 in

OD

t =

1,05

4,23 = 22,2857

Dari persamaan 10.14 Kern, 1950

hc = 116 [ 25,0

o

f

2

f

3

f )]d

t)(

ck[(

f

dari fig 10.4 Kern, 1950 didapatkan : )ck

( f

2

f

3

f

f

= 0,35

maka : hc = 88,213

Uc = hoihc

hoihc

=

8782,676213,88

676,8782 x 88,213

= 78,0423 btu/jam.ft

2.0F

dari Appendix tabel 12, hal.845 (Kern,1950) diperoleh : Rd = 0,003

maka : hd = 1/Rd = 1/0,003 = 333,333

Page 165: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

UD = hdUc

hdUc

=

333,3330423,78

333,3330423,78

= 63,2368 btu/jam.ft

2.0F

LMTD = 5271,79

91,8

68,4ln

8,914,68

Δt

Δtlog 2,3

ΔtΔtLMTD

1

2

12

A = TU

Qs

D =

5271,792368,63

8,394.338

= 67,2881 ft

2

Dari Appendix tabel 10, hal.843 (Kern,1950) diperoleh :

Tube 1 in BWG 18, memiliki surface per linft, ft2 (a

1)= 0,2351 ft

2/ft

Diameter Lingkar koil = 21 in = 1,75 ft

Jumlah lilitan koil (n) =L x 'a' x

A

= ft 1,75 x 0,2351 x

67,2881

= 52 buah

Page 166: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

LAMPIRAN D

PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS

LD.1 Screening (SC)

Fungsi : menyaring partikel-partikel padat yang besar

Jenis : bar screen

Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : stainless steel

Kondisi operasi:

- Temperatur = 30C

- Densitas air () = 995,68 kg/m3 (Perry & Green, 1999)

Laju alir massa (F) = 276.331,4766 kg/hari

Laju alir volume (Q) = 3kg/m995,68

shari/864001 kg/hari 66276.331,47 = 0,0032 m

3/s

Ukuran bar:

Lebar = 5 mm

Tebal = 20 mm

Bar clear spacing = 20 mm

Slope = 30°

Direncanakan ukuran screening:

Panjang = 2 m

Lebar = 2 m

Misalkan, jumlah bar = x

Maka,

20x + 20 (x + 1) = 2000

40x = 1980

x = 49,5 50 buah

Luas bukaan (A2) = 20(50 + 1) (2000) = 2.040.000 mm2 = 2,0400 m

2

Page 167: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Untuk pemurnian air sungai menggunakan bar screen, diperkirakan Cd =

0,6 dan 30% screen tersumbat.

Head loss (h) = 22

2

2

2

2

d

2

(2,04) (0,6) (9,8) 2

(0,0032)

A C g 2

Q

= 3,514x 10-7

mm dari air

Gambar D.1 Sketsa Sebagian Bar Screen (tampak atas)

LD.2 Bak Sedimentasi (BS)

Fungsi : untuk mengendapkan lumpur yang terikut dengan air

Jumlah : 1 unit

Jenis : Grift Chamber Sedimentation

Aliran : Horizontal sepanjang bak sedimentasi

Bahan konstruksi : Beton kedap air

Kondisi operasi : Temperatur = 30oC

Tekanan = 1 atm

Laju massa air : 276.331,4766 kg/hari

Densitas air : 995,68 kg/m3 = 62,1585 lbm/ft

3

Laju air volumetrik = 3kg/m 995,68

s 0hari/86.40 1 kg/hari 66276.331,47

= 0,0032 m3/s = 6,8064 ft

3/min

Desain bak sedimentasi

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

Perhitungan ukuran tiap bak:

Kecepatan pengendapan 0,1 mm pasir adalah:

20 mm

20 mm

2 m

2 m

Page 168: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

0 = 1,57 ft/min = 8 mm/s (Kawamura, 1991)

Desain diperkirakan menggunakan spesifikasi:

Kedalaman tangki = 10 ft

Lebar tangki = 2 ft

Kecepatan aliran = ft/min 0,3403ft2 ft 10

/minft 6,8064

A

Qv

3

t

Desain panjang ideal bak : L = K

0

h v (Kawamura, 1991)

dengan : K = faktor keamanan = 1,5

h = kedalaman air efektif (10-16 ft); diambil 10 ft.

Maka : p = 1,5 × (10/1,57) × 0,3403 = 3,2514 ft

Diambil panjang bak = 3,5 ft = 1,0668 m

Uji desain

Waktu retensi (t) : volumetriklaju

tlp

Q

Vat

min/ft 6,8064

ft 10) 2 (3,5 3

3 = 10,2845 menit

Desain diterima, dimana t diizinkan 6-15 menit (Kawamura, 1991)

Surface loading: airmasukanpermukaanluas

volumetriklaju

A

Q

2

33

gpm/ft 7,2741ft 3,5 ft 2

)gal/ft (7,481/min ft 6,8064

Desain diterima, dimana surface loading diizinkan diantara 4-10 gpm/ft2

Headloss (h); bak menggunakan gate valve, full open (16 in):

v = 1,57 ft/min = 0,008 m/s

= 0,12 ×(0,008)2

2×9,8

= 2.10-6

m dari air.

g

vKh

2

2

Page 169: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

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

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

Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi pelarutan : Temperatur = 30C

Tekanan = 1 atm

Al2(SO4)3 yang digunakan = 50 ppm

Al2(SO4)3 yang digunakan berupa larutan 30 ( berat)

Laju massa Al2(SO4)3 = 13,8166 kg/hari

Densitas Al2(SO4)3 30 = 1.363 kg/m3

= 85,092 lbm/ft3

(Perry & Green, 1999)

Kebutuhan perancangan = 30 hari

Faktor keamanan = 20

Perhitungan:

a. Ukuran Tangki

Volume larutan, 3l

kg/m 13630,3

hari 30kg/hari 13,8166V

= 1,0137 m

3

Volume tangki, Vs = 1,2 1,0137 m3= 1,2164 m

3

Direncanakan tinggi tangki (H) = Di

Volume tangki silinder (Vs)

Vs = 1

4 π Di

2 hs

Vs = 1

4 π Di

3

Di = 4 × 𝑠

𝜋

3 =

4 ×1,2164

3,14

3

= 1,1572 m = 45,5586 in

Tinggi cairan, HL = 0,9643 m

b. Tebal Dinding Tangki

Tekanan hidrostatik: P = × g × h

= 1363 kg/m3 × 9,8 m/det

2 × 0,9643 m

= 12,8809 kPa

Page 170: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tekanan total = 12,8809 kPa + 101,325 kPa

= 114,2059 kPa = 16,5642 psia

Faktor kelonggaran = 20 %

Maka, Pdesign = 1,2 × 16,5642 psia

= 19,8771 psia

Jenis sambungan = Double welded butt joint

Joint Efficiency = 0,85 (Brownell dan Young, 1959)

Allowable Stress = 13.750 lb/in2 (Brownell dan Young, 1959)

Korosi yang diizinkan (c) = 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (t),

ts = PR

SE-0,6P+ n.C

(Brownell dan Young, 1959)

dimana : t = tebal dinding tangki bagian silinder (in)

P = tekanan desain (lb/in2)

Dt = diameter dalam tangki (in)

S = allowable working stress (lb/in2)

E = efisiensi pengelasan

c = korosi yang diizinkan (in)

Dari Walas, 1988 diperoleh bahwa tekanan desain dari bejana yang

beroperasi pada tekanan 0-10 psig adalah 40 psig atau 54,696 psia.

ts = PR

SE-0,6P+ n.C

= (54,696 psi)(45,5586/2 in)

(13700 )(0,85) - 0,6 (54,696)+ 0,125

= 0,2323

Dipilih tebal silinder standar = 1

4 in

c. Daya pengaduk

Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller

Jumlah baffle : 4 buah

Untuk turbin standar (Geankoplis, 2003), diperoleh:

Da/Dt = 1/3

Da = 1/3 × 1,1572 m

Page 171: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

= 0,3857 m = 1,2655 ft

E/Da = 1

E = 0,3857 m

L/Da = 1/4

L = 1/4 × 0,3857 m

= 0,0964 m

W/Da = 1/5

W = 1/5 × 0,0964 m

= 0,0771 m

J/Dt = 1/12

J = 1/12 × 1,1572 m

= 0,0964 m

dengan:

Dt = diameter tangki

Da = diameter impeller

E = tinggi turbin dari dasar tangki

L = panjang blade pada turbin

W = lebar blade pada turbin

J = lebar baffle

Kecepatan pengadukan, N = 1 putaran/det

Viskositas Al2(SO4)3 30 = 6,7210-4

lbm/ftdetik (Kirk & Othmer, 1978)

Bilangan Reynold,

(Geankoplis, 2003)

04202.784,98

106,72

3,7965185,0898N

4

2

Re

NRe > 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus:

c

5

a

3

T

g

ρ.D.nKP (McCabe, 1999)

μ

DNρN

2a

Re

Page 172: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

KT = 5,75 (McCabe,1999)

hp0,0897

lbf/detft 550

hp 1

.detlbm.ft/lbf 32,174

)lbm/ft (85,0898ft) (1,2655put/det) (1 5,75P

2

353

Efisiensi motor penggerak = 80

Daya motor penggerak = 8,0

0,0897= 0,1122 hp

Maka, digunakan motor dengan daya 0,125 hp.

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

Fungsi : membuat larutan soda abu (Na2CO3)

Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi pelarutan : Temperatur = 30C

Tekanan = 1 atm

Na2CO3 yang digunakan = 27 ppm

Na2CO3 yang digunakan berupa larutan 30 ( berat)

Laju massa Na2CO3 = 7,4609 kg/hari

Densitas Na2CO3 30 = 1.327 kg/m3

= 82,845 lbm/ft3

(Perry & Green, 1999)

Kebutuhan perancangan = 30 hari

Faktor keamanan = 20

Perhitungan:

a. Ukuran Tangki

Volume larutan, 3L

kg/m 13270,3

hari 30kg/hari 7,4609V

= 0,5622 m

3

Volume tangki, Vs = 1,2 0,5622 m3= 0,6747 m

3

Direncanakan tinggi tangki (H) = Di

Volume tangki silinder (Vs)

Vs = 1

4 π Di

2 hs

Page 173: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Vs = 1

4 π Di

3

Di = 4 × 𝑉𝑠

𝜋

3 =

4 × 0,5622

3,14

3

= 0,9508 m

Tinggi tangki, H = Di = 0,9508 m

Tinggi shell, hs = 0,5622/0,6747 × 0,9508 = 0,7923 m

b. Tebal Dinding Tangki

Tekanan hidrostatik: P = × g × h

= 1327 kg/m3 × 9,8 m/det

2 × 0,7923 m

= 10,3037 kPa

Tekanan total = 10,3037 kPa + 101,325 kPa

= 111,6287 kPa = 16,1904 psia

Faktor kelonggaran = 20 %

Maka, Pdesign = 1,2 × 16,1904 psia

= 19,4285 psia

Jenis sambungan = Double welded butt joint

Joint Efficiency = 0,8 5 (Brownell dan Young, 1959)

Allowable Stress = 13.750 lb/in2 (Brownell dan Young, 1959)

Korosi yang diizinkan (c) = 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (t),

ts = PR

SE-0,6P+ n.C

(Brownell dan Young, 1959)

dimana : t = tebal dinding tangki bagian silinder (in)

P = tekanan desain (lb/in2)

Dt = diameter dalam tangki (in)

S = allowable working stress (lb/in2)

E = efisiensi pengelasan

c = korosi yang diizinkan (in)

Dari Walas, 1988 diperoleh bahwa tekanan desain dari bejana yang

beroperasi pada tekanan 0-10 psig adalah 40 psig atau 54,696 psia.

Page 174: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

ts = PR

SE-0,6P+ n.C

= (54,696 psi)(37,4321/2 in)

(13700 )(0,85) - 0,6 (54,696)+ 0,125

= 0,2132

Dipilih tebal silinder standar = 1

4 in

c. Daya pengaduk

Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller

Jumlah baffle : 4 buah

Untuk turbin standar (Geankoplis, 2003), diperoleh:

Da/Dt = 1/3

Da = 1/3 × 0,9508 m

= 0,3169 m = 1,0398 ft

E/Da = 1

E = 0,3169 m

L/Da = 1/4

L = 1/4 × 0,3169 m

= 0,0792 m

W/Da = 1/5

W = 1/5 × 0,3169 m

= 0,0634 m

J/Dt = 1/12

J = 1/12 × 0,9508 m

= 0,0792 m

dengan:

Dt = diameter tangki

Da = diameter impeller

E = tinggi turbin dari dasar tangki

L = panjang blade pada turbin

W = lebar blade pada turbin

J = lebar baffle

Page 175: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Kecepatan pengadukan, N = 1 putaran/det

Viskositas Na2CO3 30 = 3,6910-4

lbm/ftdetik (Kirk & Othmer, 1978)

Bilangan Reynold,

(Geankoplis, 2003)

16242.716,64

103,69

1,0398182,8423N

4

2

Re

NRe > 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus:

c

5

a

3

T

g

ρ.D.nKP (McCabe, 1999)

KT = 5,75 (McCabe,1999)

hp0,0327

lbf/detft 550

hp 1

.detlbm.ft/lbf 32,174

)lbm/ft (82,8423ft) (1,0398put/det) (1 5,75P

2

353

Efisiensi motor penggerak = 80

Daya motor penggerak = 8,0

0,0327= 0,0409 hp

Maka, digunakan motor dengan daya 0,05 hp.

LD.5 Clarifier (CL)

Fungsi : memisahkan endapan (flok-flok) yang terbentuk

karena penambahan alum dan soda abu

Tipe : External Solid Recirculation Clarifier

Bentuk : Circular desain

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 Grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur = 300C

Tekanan = 1 atm = 14,696 psia

Laju massa air (F1) = 276.331,4766 kg/hari

Laju massa Al2(SO4)3 (F2) = 13,8166 kg/hari

Laju massa Na2CO3 (F3) = 7,4609 kg/hari

Laju massa total, m = 276.532,7542 kg/hari = 3,1985 kg/detik

μ

DNρN

2a

Re

Page 176: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Densitas Al2(SO4)3 = 2,71 gr/ml (Perry & Green, 1999)

Densitas Na2CO3 = 2,5333 gr/ml (Perry & Green, 1999)

Densitas air = 0,9965 gr/ml

Reaksi koagulasi:

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

Perhitungan:

Dari Metcalf & Eddy (1984), diperoleh :

Untuk clarifier tipe upflow (radial):

Kedalaman air = 3-5 m

Settling time = 1-3 jam

Dipilih : kedalaman air (H) = 5 m, waktu pengendapan = 2 jam

Diameter dan Tinggi clarifier

Densitas larutan,

2533

7,4609

2710

13,8166

5,996

66276.331,47

42276.352,75ρ

= 996,5478 kg/m3

Volume cairan, V =

3m23,1092996,5478

jam2jam) hari/24 (1 kg/hari42276.352,75

V = 1/4D2H

D = m2,301943,14

23,10924)

πH

4V(

1/2

1/2

Maka, diameter clarifier = 2,3019

Tinggi clarifier = D = 1,5 x 2,309 = 3,4529 m

Tebal Dinding Tangki

Tekanan hidrostatik: P = × g × h

= (996,548 kg/m3 × 9,8 m/det

2 × 5 m)/1000

= 48,8303 kPa

Tekanan total = 48,8303 kPa + 101,325 kPa

= 150,1558 kPa

Faktor kelonggaran = 5%

Page 177: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Maka, Pdesign = 1,05 × 150,1558 kPa

= 157,6636 kPa = 21,7783 psia

Jenis sambungan = Double welded butt joint

Joint Efficiency = 0,8 (Brownell dan Young, 1959)

Allowable Stress = 13.750 lb/in2 (Brownell dan Young, 1959)

Korosi yang diizinkan (c) = 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (t),

ts = PR

SE-0,6P+ n.C

(Brownell dan Young, 1959)

dimana : t = tebal dinding tangki bagian silinder (in)

P = tekanan desain (lb/in2)

Dt = diameter dalam tangki (in)

S = allowable working stress (lb/in2)

E = efisiensi pengelasan

c = korosi yang diizinkan (in)

ts = PR

SE-0,6P+ n.C

= (21,7783 psi)(90,6273/2 in)

(13750 )(0,85) - 0,6 (21,7783)+ 0,125

= 0,2215

Dipilih tebal silinder standar = 1

4 in

Daya Clarifier

P = 0,006 D2

(Ulrich, 1984)

dimana:

P = daya yang dibutuhkan (kW)

Sehingga,

P = 0,006 (2,3019)2 = 0,0318 kW = 0,0427 hp

maka dipilih daya 0,05 hp.

LD.6 Sand Filter (SF)

Page 178: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Fungsi : menyaring partikel-partikel yang masih terbawa

dalam air yang keluar dari clarifier

Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi penyaringan : Temperatur = 30C

Tekanan = 1 atm = 101,325 kPa

Laju massa air = 276.331,4766 kg/hari

Densitas air = 995,68 kg/m3

Faktor keamanan = 20

Sand filter dirancang untuk penampungan 1/4 jam operasi.

Sand filter dirancang untuk volume bahan penyaring 1/3 volume tangki.

Desain Sand Filter

a. Volume tangki

Volume air: 3a

kg/m995,68 x jam 24

jam0,25 1 kg/hari 66276.331,47V

xhari = 2,8909 m

3

Volume air dan bahan penyaring: Vt = (1 + 1/3) × 2,8909 m

3= 3,8546 m

3

Volume tangki = 1,2 3,8546 m3= 4,6255 m

3

b. Diameter tangki

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi, D : H = 3 : 4

3

2

2

πD3

1m3 4,6255

D3

4πD

4

1m3 4,6255

HπD4

1V

Maka: D = 1,641 m = 64,6074 in

H = 2,188 m

c. Diameter dan tinggi tutup

Diameter tutup = diameter tangki = 1,641 m

Page 179: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tutup D : H = 4 : 1

Tinggi tutup = 4

1 1,641 = 0,4103 m

Tinggi tangki total = 2,188 + 2(0,4103) = 3,0086 m

d. Tebal shell dan tutup tangki

Tinggi penyaring = 4

1 2,188= 0,547 m

Tinggi cairan dalam tangki = m 2,188 m 4,6255

m 2,89093

3

= 1,3675 m

Phidro = × g × h

= (995,68 kg/m3 × 9,8 m/det

2 × 1,3675 m)/1000

= 13,3439 kPa

Ppenyaring = × g × l

= 2200 kg/m3 × 9,8 m/det

2 × 0,547 m

= 11,7935 kPa

PT = 13,3439 kPa + 11,7935 kPa + 101,325 kPa

= 126,4624 kPa = 18,3419 psia

Faktor kelonggaran = 5%

Maka, Pdesign = 1,05 × 18,3419 psia = 19,259 psia

Jenis sambungan = Double welded butt joint

Joint Efficiency = 0,85 (Brownell dan Young, 1959)

Allowable Stress = 13.750 lb/in2 (Brownell dan Young, 1959)

Korosi yang diizinkan (c) = 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (t),

ts = PR

SE-0,6P+ n.C

(Brownell dan Young, 1959)

dimana : t = tebal dinding tangki bagian silinder (in)

P = tekanan desain (lb/in2)

Dt = diameter dalam tangki (in)

S = allowable working stress (lb/in2)

E = efisiensi pengelasan

c = korosi yang diizinkan (in)

Page 180: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

ts = PR

SE-0,6P+ n.C

= (19,259 psi)(64,6074/2 in)

(13750 )(0,85) - 0,6 (19,259)+ 0,125

= 0,1829

Dipilih tebal silinder standar = 1

4 in

Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan

tebal tutup 1/4 in.

LD.7 Tangki Utilitas I (TU I)

Fungsi : menampung air sementara dari Clarifier

Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur = 300C

Tekanan = 1 atm = 101,325 kPa

Laju massa air = 276.331,4766 kg/hari

Densitas air = 995,68 kg/m3

Kebutuhan perancangan = 1 hari

Faktor keamanan = 20

Desain Tangki

a. Volume tangki

Volume air, 3a

kg/m68,959

hari 1kg/hari 66276.331,47V

= 280,4704 m

3

Volume tangki, Vt = 1,2 280,4704 m3= 336,5645 m

3

b. Diameter tangki

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = 2 : 3

Page 181: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

3

2

2

8

3m3 336,5645

)2

3(πD

4

1m3 336,5645

4

1

D

D

HDV

Maka, D = 6,5872 m = 259,339 in

H = 9,8808 m

c. Tebal tangki

Tinggi air dalam tangki = m 9,8808 m 336,5645

m 280,47043

3

= 8,234 m

Tekanan hidrostatik: P = × g × h

= 995,68 kg/m3 × 9,8 m/det

2 × 8,234 m

= 80,3449 kPa = 11,653 psia

P total = 11,653 psia + 14,696 psia

= 26,349 psia

Faktor kelonggaran = 20%

Maka, Pdesign = 1,2 × 26,349 psia = 31,6188 psia

Jenis sambungan = Double welded butt joint

Joint Efficiency = 0,85 (Brownell dan Young, 1959)

Allowable Stress = 13.750 lb/in2 (Brownell dan Young, 1959)

Korosi yang diizinkan (c) = 0,125

Tebal shell tangki (t),

ts = PR

SE-0,6P+ n.C

(Brownell dan Young, 1959)

dimana : t = tebal dinding tangki bagian silinder (in)

P = tekanan desain (lb/in2)

Dt = diameter dalam tangki (in)

S = allowable working stress (lb/in2)

E = efisiensi pengelasan

c = korosi yang diizinkan (in)

ts = PR

SE-0,6P+ n.C

Page 182: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

= (26,349 psi)(259,339/2 in)

(13750 )(0,85) - 0,6 (26,349)+ 0,125

= 1,3465

Dipilih tebal silinder standar = 1

2 in

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

Fungsi : Membuat larutan asam sulfat

Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : Low Alloy Steel SA-203 grade A

Jumlah : 1 unit

Kondisi pelarutan : Temperatur = 30°C

Tekanan = 1 atm

H2SO4 yang digunakan mempunyai konsentrasi 5 ( berat)

Laju massa H2SO4 = 0,5267 kg/hari

Densitas H2SO4 = 1.061,7 kg/m3

= 66,2801 lbm/ft3

(Perry & Green, 1999)

Faktor keamanan = 20

a. Ukuran Tangki

Volume larutan,3l

kg/m 1061,70,05

hari 30kg/hari 0,5267V

= 0,2977 m

3

Volume tangki, Vs = 1,2 0,2977 m3= 0,3572 m

3

Direncanakan tinggi tangki (Hs) = Di

Volume tangki silinder (Vs)

Vs = 1

4 π Di

2 hs

Vs = 1

4 π Di

3

Di = 4 × 𝑉𝑠

𝜋

3 =

4 × 0,3572

3,14

3

= 0,7692 m = 30,2818 in

Tinggi tangki, Hs = Di = 0,7692 m

Tinggi larutan hL = 0,2977/0,3752 × 0,7692 = 0,641 m

Page 183: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

b. Tebal Dinding Tangki

Tekanan hidrostatik: P = × g × h

= 1.061,7 kg/m3 × 9,8 m/det

2 × 0,641 m

= 6,669 kPa = 0,9673 psia

Tekanan total = 14,696 psia + 0,9673 psia

= 15,6633 psia

Faktor kelonggaran = 20 %

Maka, Pdesign = 1,2 × 15,6633 psia

= 18,7959 psia

Jenis sambungan = Double welded butt joint

Joint Efficiency = 0,85 (Brownell dan Young, 1959)

Allowable Stress = 12.650 lb/in2 (Brownell dan Young, 1959)

Korosi yang diizinkan (c) = 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (t),

ts = PR

SE-0,6P+ n.C

(Brownell dan Young, 1959)

dimana : t = tebal dinding tangki bagian silinder (in)

P = tekanan desain (lb/in2)

Dt = diameter dalam tangki (in)

S = allowable working stress (lb/in2)

E = efisiensi pengelasan

c = korosi yang diizinkan (in)

Dari Walas, 1988 diperoleh bahwa tekanan desain dari bejana yang

beroperasi pada tekanan 0-10 psig adalah 40 psig atau 54,696 psia.

ts = PR

SE-0,6P+ n.C

= (54,696 psi)(30,2818 /2 in)

(12.650 )(0,85) - 0,6 (54,696)+ 0,125

= 0,2023

Dipilih tebal silinder standar = 1

4 in

c. Daya pengaduk

Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller

Page 184: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Jumlah baffle : 4 buah

Untuk turbin standar (Geankoplis, 2003), diperoleh:

Da/Dt = 1/3

Da = 1/3 × 0,7692 m

= 0,2564 m = 0,8412 ft

E/Da = 1

E = 0,2564 m

L/Da = 1/4

L = 1/4 × 0,2564 m

= 0,0641 m

W/Da = 1/5

W = 1/5 × 0,2564 m

= 0,0513 m

J/Dt = 1/12

J = 1/12 × 0,7692 m

= 0,0641 m

dengan:

Dt = diameter tangki

Da = diameter impeller

E = tinggi turbin dari dasar tangki

L = panjang blade pada turbin

W = lebar blade pada turbin

J = lebar baffle

Kecepatan pengadukan, N = 1 putaran/det

Viskositas H2SO4 = 0,012 lbm/ftdetik (Kirk & Othmer, 1978)

Bilangan Reynold,

(Geankoplis, 2003)

3.907,9815

0,012

0,8412166,2801N

2

Re

Dari gambar 3.4-5 (Geankoplis, 2003 ) diperoleh Np = 5

μ

DNρN

2a

Re

Page 185: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

hp0079,0

ft.lbf/det 550

1hp

.detlbm.ft/lbf 32,174

)lbm/ft (66,2801ft) .(0,8412put/det) 5.(1P

2

353

Efisiensi motor penggerak = 80

Daya motor penggerak = 8,0

0,0079= 0,0099 hp

Maka daya motor yang dipilih ½ hp.

LD.9 Tangki Pelarutan NaOH (TP-04)

Fungsi : Membuat larutan natrium hidroksida (NaOH)

Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 Grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi pelarutan : Temperatur = 30°C

Tekanan = 1 atm

NaOH yang digunakan mempunyai konsentrasi 5 ( berat)

Laju massa NaOH = 1,9208 kg/hari

Densitas NaOH = 1.518 kg/m3

= 94,7662 lbm/ft3

(Perry & Green, 1999)

Faktor keamanan = 20

a. Ukuran Tangki

Volume larutan,3l

kg/m 1.5180,05

hari 30kg/jam 1,9208V

=0,949 m

3

Volume tangki, Vs = 1,2 0,949 m3= 1,1388 m

3

Direncanakan tinggi tangki (Hs) = Di

Volume tangki silinder (Vs)

Vs = 1

4 π Di

2 hs

Vs = 1

4 π Di

3

Di = 4 × 𝑉𝑠

𝜋

3 =

4 × 1,1388

3,14

3

= 1,132 m = 44,5683 in

Page 186: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tinggi tangki, Hs = Di = 1,132 m

Tinggi larutan, hl = 0,949/1,1388× 1,132 = 0,9434 m

b. Tebal Dinding Tangki

Tekanan hidrostatik: P = × g × h

= 1.518 kg/m3 × 9,8 m/det

2 × 0,9434 m

= 14,0339 kPa = 2,0354 psia

Tekanan total = 14.696 psia + 2,0354 psia

= 16,7314 psia

Faktor kelonggaran = 20 %

Maka, Pdesign = 1,2 × 16,7314 psia

= 20,0777 psia

Jenis sambungan = Double welded butt joint

Joint Efficiency = 0,85 (Brownell dan Young, 1959)

Allowable Stress = 13.750 lb/in2 (Brownell dan Young, 1959)

Korosi yang diizinkan (c) = 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (t),

ts = PR

SE-0,6P+ n.C

(Brownell dan Young, 1959)

dimana : t = tebal dinding tangki bagian silinder (in)

P = tekanan desain (lb/in2)

Dt = diameter dalam tangki (in)

S = allowable working stress (lb/in2)

E = efisiensi pengelasan

c = korosi yang diizinkan (in)

Dari Walas, 1988 diperoleh bahwa tekanan desain dari bejana yang

beroperasi pada tekanan 0-10 psig adalah 40 psig atau 54,696 psia.

ts = PR

SE-0,6P+ n.C

= (54,696 psi)(44,5683 /2 in)

(13.750 )(0,85) - 0,6 (54,696)+ 0,125

= 0,2296

Dipilih tebal silinder standar = 1

4 in

Page 187: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

c. Daya pengaduk

Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller

Jumlah baffle : 4 buah

Untuk turbin standar (Geankoplis, 2003), diperoleh:

Da/Dt = 1/3

Da = 1/3 × 1,132 m

= 0,3773 m = 1,238 ft

E/Da = 1

E = 0,3773 m

L/Da = 1/4

L = 1/4 × 0,3773 m

= 0,0943 m

W/Da = 1/5

W = 1/5 × 0,3773 m

= 0,0755 m

J/Dt = 1/12

J = 1/12 × 1,132 m

= 0,0943 m

dengan:

Dt = diameter tangki

Da = diameter impeller

E = tinggi turbin dari dasar tangki

L = panjang blade pada turbin

W = lebar blade pada turbin

J = lebar baffle

Kecepatan pengadukan, N = 1 putaran/det

Viskositas NaOH = 0,4302.10-3

lbm/ftdetik (Kirk & Othmer, 1978)

Bilangan Reynold,

(Geankoplis, 2003) μ

DNρN

2a

Re

Page 188: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

73337.614,93

0,4302.10

1,238194,7662N

3-

2

Re

NRe > 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus:

c

5

a

3

T

g

ρ.D.nKP (McCabe, 1999)

KT = 5,75 (McCabe,1999)

hp0,0895

lbf/detft 550

hp 1

.detlbm.ft/lbf 32,174

)lbm/ft (94,7662ft) (1,238put/det) (1 5,75P

2

353

Efisiensi motor penggerak = 80

Daya motor penggerak = 8,0

0,0895= 0,1119 hp

Maka, digunakan motor dengan daya 0,125 hp.

LD.10 Penukar Kation/Cation Exchanger (CE)

Fungsi : Mengikat kation yang terdapat dalam air umpan ketel

Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi:

Temperatur = 30oC

Tekanan = 1 atm

Laju massa air = 4.511,4747 kg/hari

Densitas air = 995,68 kg/m3 (Geankoplis, 1997)

Kebutuhan perancangan = 1 hari

Faktor keamanan = 20%

Ukuran Cation Exchanger

Dari Tabel 12.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh:

- Diameter penukar kation = 2 ft = 0,6096 m

- Luas penampang penukar kation = 3,14 ft2

Page 189: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tinggi resin dalam cation exchanger = 2,5 ft = 0,762

Tinggi silinder = (1 + 0,2) 2,5 ft = 3 ft = 0,9144 m

Diameter tutup = diameter tangki = 0,6096 m

Rasio axis = 2 : 1

Tinggi tutup = m0,15242

0,6096

2

1

(Brownell,1959)

Sehingga, tinggi cation exchanger = 2 × 0,9144 m + 0,1524 m = 1,9812 m

Tebal Dinding Tangki

Tekanan hidrostatik: Phid = × g × h

= 995,68 kg/m3 × 9,8 m/det

2 × 0,7620 m

= 7,4354 kPa

Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa

PT = 7,4354 kPa + 101,325 kPa = 108,7664 kPa

Faktor kelonggaran = 20%

Maka, Pdesain = (1,2) (108,7664 kPa) = 130,5196 kPa

Joint efficiency = 0,85 (Brownell, 1959)

Allowable stress = 12650 psia = 87218,714 kPa (Brownell, 1959)

Tebal shell tangki:

in 0,0211m 0,0005

kPa) 961,2(130,51kPa)(0,85) 142(87.218,7

m) (0,6069 kPa) (130,5196

1,2P2SE

PDt

Faktor korosi = 1/8 in/tahun

Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0211 in +(1/8 in )= 0,1461 in

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

Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup

¼ in.

LD.11 Penukar Anion/Anion Exchanger (AE)

Page 190: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Fungsi : Mengikat anion yang terdapat dalam air

umpan ketel

Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup

elipsoidal

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur = 30oC

Tekanan = 1 atm

Laju massa air = 4.511,4747 kg/hari

Densitas air = 995,68 kg/m3

Densitas resin = 28 kg/ft3 = 0,7929 kg/m

3 (Nalco, 1988)

Kebutuhan perancangan = 1 hari

Faktor keamanan = 20%

Ukuran Cation Exchanger

Dari Tabel 12.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh:

- Diameter penukar kation = 2 ft = 0,6096 m

- Luas penampang penukar kation = 3,14 ft2

Tinggi resin dalam cation exchanger = 2,5 ft = 0,762

Tinggi silinder = (1 + 0,2) 2,5 ft = 3 ft = 0,9144 m

Diameter tutup = diameter tangki = 0,6096 m

Rasio axis = 2 : 1

Tinggi tutup = m0,15242

0,6096

2

1

(Brownell,1959)

Sehingga, tinggi cation exchanger = 2 × 0,9144 m + 0,1524 m = 1,9812 m

Tebal Dinding Tangki

Tekanan hidrostatik: Phid = × g × h = 995,68 kg/m3 × 9,8 m/det

2 × 0,7620 m

= 7,4417 kPa

Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa

PT = 7,4417 kPa + 101,325 kPa = 108,7664 kPa

Faktor kelonggaran = 20%

Page 191: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Maka, Pdesain = (1,2) (108,7664 kPa) = 130,5196 kPa

Joint efficiency = 0,8 (Brownell, 1959)

Allowable stress =12650 psia = 87218,714 kPa (Brownell, 1959)

Korosi yang diizinkan (c) = 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (t),

cSE

2

DP(t)silinder Tebal t

(Brownell dan Young, 1959)

dimana : t = tebal dinding tangki bagian silinder (in)

P = tekanan desain (lb/in2)

Dt = diameter dalam tangki (in)

S = allowable working stress (lb/in2)

E = efisiensi pengelasan

c = korosi yang diizinkan (in)

in0,1475

125,05196,1302,18,0714,218.872

6096,0 130,5196d

x

Dipilih tebal silinder standar = ¼ in

LD.12 Tangki Pelarutan Kaporit [Ca(ClO)2] (TP-05)

Fungsi : Membuat larutan kaporit untuk klorinasi air

domestik

Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 Grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi pelarutan : Temperatur = 30°C

Tekanan = 1 atm

Kaporit yang digunakan mempunyai konsentrasi 70 ( berat)

Laju massa kaporit = 0,06989 kg/hari

Densitas kaporit = 1.272 kg/m3 = 79,4088 lbm/ft

3

(Perry & Green, 1999)

Kebutuhan perancangan = 90 hari

Page 192: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Faktor keamanan = 20

a. Ukuran Tangki

Volume larutan,3l

kg/m 1.2720,7

hari 90kg/hari 0,06989V

=0,0071 m

3

Volume tangki, Vs = 1,2 0,0071 m3 = 0,0085 m

3

Direncanakan tinggi tangki (Hs) = Di

Volume tangki silinder (Vs)

Vs = 1

4 π Di

2 hs

Vs = 1

4 π Di

3

Di = 4 × 𝑉𝑠

𝜋

3 =

4 × 0,0071

3,14

3

= 0,221 m

Tinggi tangki, Hs = Di = 0,221 m

Tinggi larutan, hl = 0,0071/0,0085 × 0,221 = 0,1842 m

b. Tebal Dinding Tangki

Tekanan hidrostatik: P = × g × h

= 1.272 kg/m3 × 9,8 m/det

2 × 0,1842 m

= 2,2962 kPa

Tekanan total = 2,2962 kPa + 101,325 kPa

= 103,6212 kPa = 15,029 psia

Faktor kelonggaran = 20 %

Maka, Pdesign = 1,2 × 15,029 psia

= 18,0348 psia

Jenis sambungan = Double welded butt joint

Joint Efficiency = 0,85 (Brownell dan Young, 1959)

Allowable Stress = 13.750 lb/in2 (Brownell dan Young, 1959)

Korosi yang diizinkan (c) = 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (t),

ts = PR

SE-0,6P+ n.C

(Brownell dan Young, 1959)

Page 193: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

dimana : t = tebal dinding tangki bagian silinder (in)

P = tekanan desain (lb/in2)

Dt = diameter dalam tangki (in)

S = allowable working stress (lb/in2)

E = efisiensi pengelasan

c = korosi yang diizinkan (in)

Dari Walas, 1988 diperoleh bahwa tekanan desain dari bejana yang

beroperasi pada tekanan 0-10 psig adalah 40 psig atau 54,696 psia.

ts = PR

SE-0,6P+ n.C

= (54,696 psi)(8,7023 /2 in)

(13.750 )(0,85) - 0,6 (54,696)+ 0,125

= 0,1455

Dipilih tebal silinder standar = 1

4 in

c. Daya pengaduk

Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller

Jumlah baffle : 4 buah

Untuk turbin standar (Geankoplis, 2003), diperoleh:

Da/Dt = 1/3

Da = 1/3 × 0,221 m

= 0,0737 m = 0,2417 ft

E/Da = 1

E = 0,0737 m

L/Da = 1/4

L = 1/4 × 0,0737 m

= 0,0174 m

W/Da = 1/5

W = 1/5 × 0,0737 m

= 0,0147 m

J/Dt = 1/12

J = 1/12 × 0,221 m

Page 194: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

= 0,0184 m

dengan:

Dt = diameter tangki

Da = diameter impeller

E = tinggi turbin dari dasar tangki

L = panjang blade pada turbin

W = lebar blade pada turbin

J = lebar baffle

Kecepatan pengadukan, N = 1 putaran/menit

Viskositas kaporit = 0,0007 lbm/ftdetik (Kirk & Othmer, 1978)

Bilangan Reynold,

(Geankoplis, 2003)

6.905,1925

0,0007

0,2417179,4088N

2

Re

Dari gambar 3.4-5 (Geankoplis, 2003 ) diperoleh Np = 5,8

hp10 x 2,15

lbf/detft 550

hp 1

.detlbm.ft/lbf 32,174

)lbm/ft (79,4088ft) (0,2417put/det) (1 5,8P

5-

2

353

Efisiensi motor penggerak = 80

Daya motor penggerak = 8,0

10 x 2,15 -5

= -510 x 2,69 hp

Maka, digunakan motor dengan daya 1

20 hp.

LD.13 Tangki Utilitas II (TU II) atau Menara Air

Fungsi : menampung air untuk didistribusikan ke domestik

Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur = 300C

Tekanan = 1 atm = 101,325 kPa

μ

DNρN

2a

Re

Page 195: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Laju massa air = 276.331,4766 kg/hari

Densitas air = 995,68 kg/m3

Kebutuhan perancangan = 0,25 hari

Faktor keamanan = 20

Desain Tangki

a. Volume tangki

Volume air, 3a

kg/m68,959

hari 0,25kg/hari 66276.331,47V

= 70,1176 m

3

Volume tangki, Vt = 1,2 70,1176 m3 = 84,1411 m

3

b. Diameter tangki

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = 2 : 3

3

2

2

8

3m3 84,1411

)2

3(πD

4

1m3 84,1411

4

1

D

D

HDV

Maka, D = 4,1947 m

H = 6,2245 m

c. Tebal tangki

Tinggi air dalam tangki = m 6,2245 m 84,1411

m 70,11763

3

= 5,1871 m

Tekanan hidrostatik: P = × g × h

= 995,68 kg/m3 × 9,8 m/det

2 × 5,1871 m

= 50,6141 kPa

P total = 50,6141 kPa + 101,325 kPa

= 151,9391 kPa = 22,037 psia

Faktor kelonggaran = 20%

Maka, Pdesign = 1,2 × 22,037 psia = 26,4443 psia

Jenis sambungan = Double welded butt joint

Joint Efficiency = 0,85 (Brownell dan Young, 1959)

Page 196: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Allowable Stress = 13.750 lb/in2 (Brownell dan Young, 1959)

Korosi yang diizinkan (c) = 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (t),

ts = PR

SE-0,6P+ n.C

(Brownell dan Young, 1959)

dimana : t = tebal dinding tangki bagian silinder (in)

P = tekanan desain (lb/in2)

Dt = diameter dalam tangki (in)

S = allowable working stress (lb/in2)

E = efisiensi pengelasan

c = korosi yang diizinkan (in)

Dari Walas, 1988 diperoleh bahwa tekanan desain dari bejana yang

beroperasi pada tekanan 0-10 psig adalah 40 psig atau 54,696 psia.

ts = PR

SE-0,6P+ n.C

= (54,696 psi)(163,3733/2 in)

(13.750 )(0,85) - 0,6 (54,696)+ 0,125

= 0,8917

Dipilih tebal silinder standar = 1 in

LD.14 Menara Pendingin Air /Water Cooling Tower (CT)

Fungsi : Mendinginkan air pendingin bekas dari suhu 60oC menjadi

30C

Jenis : Mechanical Draft Cooling Tower

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA–53 Grade B

Kondisi operasi:

Suhu air masuk menara (TL2) = 60C = 140F

Suhu air keluar menara (TL1) = 30C = 86F

Suhu udara (TG1 = 30C = 86F

Dari Gambar 12-14,Perry, 1999, diperoleh konsentrasi air = 2 gal/ft2menitdan suhu

bola basah, Tw = 64,4oF= 18

oC

Page 197: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Dari Gambar 9.3-2 (Geankoplis, 2003) diperoleh H = 0,01 kg uap air/kg udara kering

Densitas air (60C) = 983,24 kg/m3 (Perry&Green, 1999)

Laju massa air pendingin bekas= 203.860,64 kg/hari

Laju volumetrik air pendingin = 203.860,64 kg/hari / 983,24 kg/m3= 207,3356

m3/hari

Kapasitas air, Q = 207,3356 m3/hari264,17 gal/m

3/(24 jam/1 hari x 60 menit/jam)

= 38,036 gal/menit

Faktor keamanan = 20%

Luas menara, A = 1,2 x (kapasitas air / konsentrasi air)

= 1,2 x(38,036 gal/menit) / (2 gal/ft2.menit) = 22,8216 ft

2

Lajualir air tiap satuan luas L = 𝟐𝟎𝟑. 𝟖𝟔𝟎, 𝟔𝟒 𝒌𝒈/𝒉𝒂𝒓𝒊

𝟐𝟐, 𝟖𝟐𝟏𝟔 ft2 ×

1 hari

86.400 s ×

3,28084 ft 2

1 m2

= 1,1128 kg/s.m

2

Perbandingan L : G direncanakan = 5 : 6

Sehingga laju alir gas tiap satuan luas (G) = 6/5 x 1,1128 = 0,9274 kg/s.m2

Perhitungan tinggi menara :

Dari Pers. 9.3-8, Geankoplis (2003):

Hy1 = (1,005 + 1,88 × 0,01).103 (30 – 0) + 2,501.10

6 (0,01)

= 55.724 J/kg

Dari Pers. 10.5-2, Geankoplis (2003) diperoleh:

0,9274 (Hy2 – 55.724) = 1,128 (4,187.103).(60- 30)

Hy2 = 206.456 J/kg

Page 198: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Gambar D.1 Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Cooling Tower (CT)

Dari(Geankoplis, 2003) :

Ketinggian menara, z = G

M. kGa.P

dHy

Hy*- Hy

Hy2

Hy1

Tabel D.1 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara Pendingin

Hy Hy* 1/(hy*-hy)

55724 100000 2,259E-05

75000 120000 2,222E-05

100000 150000 2,000E-05

120000 180000 1,667E-05

140000 210000 1,429E-05

160000 250000 1,111E-05

180000 310000 7,692E-06

200000 350000 6,667E-06

206456 375000 5,933E-06

050

100150200250300350400450500550600

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

En

talp

i H

y [

J/k

g x

10

-3]

Temperatur Cairan (oC)

Page 199: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Gambar D.2 Kurva 1/(Hy*–Hy)terhadap Hy

Luasan daerah di bawah kurva dari Hy = 55.724 sampai 206.456 pada Gambar D.3

adalah

2

1*

Hy

HyHyHy

dHy = 2,2621

Estimasi kG.a = 1,207.10-7

kg.mol /s.m3 (Geankoplis, 1997).

Maka ketinggian menara , z = 57 10013,110207,129

2621,29274,0

= 5,9163 m

Diambil performance menara 90%, maka dari Gambar 12-15, Perry (1999) diperoleh

tenaga kipas 0,03 Hp/ft2.

Daya yang diperlukan = 0,03 Hp/ft2 22,8216 ft

2 = 0,6846 hp

Digunakan daya standar 0,75 hp.

LD.15 Deaerator (DE)

Fungsi : Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air

umpan ketel

Bentuk : silinder horizontal dengan tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

60 80 100 120 140 160 180

1/(

Hy*-

Hy)

x10

3

Hy x10-3

Page 200: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Kondisi penyaringan : Temperatur = 90C

Tekanan = 1 atm = 101,325 kPa

Laju massa air = 4.511,4747 kg/hari

Densitas air = 995,68 kg/m3

Kebutuhan perancangan = 1 hari

Faktor keamanan = 20

Perhitungan

a. Volume tangki

Volume air: 3a

kg/m995,68

hari 1 kg/hari 4.511,4747V

= 4,6735 m

3

Volume tangki = 1,2 4,6735 m3= 5,6081 m

3

b. Diameter tangki

Direncanakan perbandingan diameter dengan panjang, D : H = 2 : 3

33

23

2

πD8

3m 5,6081

D2

3πD

4

1m 5,6081

HπD4

1V

Maka: D = 1,6825 m = 66,2397 in

H = 2,5237 m

c. Diameter dan panjang tutup

Diameter tutup = diameter tangki = 2,5237 m

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tutup D : H = 4 : 1

Tinggi tutup = 4

1 2,5237 = 0,4206 m

Tinggi tangki total = 2,5237 + 2(0,4206) = 3,365 m

e. Tebal shell dan tutup tangki

Page 201: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tinggi cairan dalam tangki = m 3,365 m 5,6081

m 4,67353

3

= 2,1031 m

Phidro = × g × h

= (995,68 kg/m3 × 9,8 m/det

2 × 2,1031 m)/1000

= 19,8962 kPa

PT = 19,8962 kPa + 101,325 kPa

= 121,2212 kPa = 17,5817 psia

Faktor kelonggaran = 20%

Maka, Pdesign = 1,2 × 17,5817 psia = 21,098 psia

Jenis sambungan = Double welded butt joint

Joint Efficiency = 0,85 (Brownell dan Young, 1959)

Allowable Stress = 13.750 lb/in2 (Brownell dan Young, 1959)

Korosi yang diizinkan (c) = 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (t),

cPSE

2,12

DP(t)silinder Tebal t

(Brownell dan Young, 1959)

dimana : t = tebal dinding tangki bagian silinder (in)

P = tekanan desain (lb/in2)

Dt = diameter dalam tangki (in)

S = allowable working stress (lb/in2)

E = efisiensi pengelasan

c = korosi yang diizinkan (in)

in0,1901

125,0098,212,18,0750.132

66,239721,098d

x

Dipilih tebal silinder standar =1/4 in

Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan

tebal tutup 1/4 in.

LD.16 Ketel Uap (KU)

Fungsi : Menyediakan uap untuk keperluan proses

Jenis : Water tube boiler

Page 202: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Bahan konstruksi : Carbon steel

Kondisi operasi :

Uap jenuh yang digunakan bersuhu 1800C dan tekanan 1002,7 kPa bar

Dari Smith, dkk (2005), diperoleh Hvl (1500C) = 2113,2 kJ/kg = 4.415,6976

Btu/lbm

Kebutuhan uap = 22.557,3733 kg/hari = 2.072,1148 lbm/jam

Menghitung Daya Ketel Uap

H

,P,W

3970534

dimana: P = Daya boiler, hp

W = Kebutuhan uap, lbm/jam

H = Panas laten steam, Btu/lbm

Maka, 3,9705,34

6976,415.42.072,1148

P = 273,3304 hp

Menghitung Jumlah Tube

Dari ASTM Boiler Code, permukaan bidang pemanas = 10 ft2/hp

Luas permukaan perpindahan panas, A = P 10 ft2/hp

= 273,3304 hp 10 ft2/hp

= 2.733,3044 ft2

Direncanakan menggunakan tube dengan spesifikasi :

- Panjang tube = 30 ft

- Diameter tube = 2,5 in

- Luas permukaan pipa, a’

= 0,753 ft2/ft (Kern, 1965)

Sehingga jumlah tube:

Nt = 'aL

A

=

ftftft

ft

/753,030

)2.733,3044(2

2

Nt = 120,9962

Nt = 121 buah

Page 203: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

LD.17 Tangki Bahan Bakar (TB)

Fungsi : Menyimpan bahan bakar Solar

Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, grade C

Kondisi operasi : Temperatur 30°C dan tekanan 1 atm

Laju volume solar = 10.301,1547 L/hari

Densitas solar = 0,89 kg/l = 55,56 lbm/ft3 (Perry & Green, 1999)

Kebutuhan perancangan = 7 hari

Perhitungan Ukuran Tangki :

Volume solar (Va) = 10.301,1547 L/hari × 7 hari

= 72.108,0826 L = 72,1081 m3

Volume tangki, Vt = 1,2 72,1081 m3= 86,5297 m

3

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = 1 : 2

33

23

2

D 0,5 m 86,5297

2DπD4

1m 86,5297

HπD4

1V

D = 3,8056 m = 149,83 in ; H = 7,6112 m

Tinggi cairan dalam tangki = silindervolume

silindertinggicairanvolume

= ) 86,5297(

)7,6112)( 72,1081(= 6,3426 m

Tebal Dinding Tangki

Tekanan hidrostatik

Phid = × g × l = 890,0712 kg/m3 × 9,8 m/det

2 × 6,3426 m

=55,3206 kPa

Tekanan operasi, Po = 1 atm = 101,325 kPa

Poperasi = 55,3206 + 101,325 kPa = 156,6456 kPa

= 22,7196 psia

Faktor kelonggaran = 5 %.

Maka, Pdesign = (1,05)( 22,7196 psia) = 23,8555 psia

Page 204: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Dari Walas,1988 diperoleh bahwa tekanan desain dari bejana yang beroperasi pada

tekanan 0-10 psig adalah 40 psig.

- Joint efficiency = 0,85 (Brownell&Young,1959)

- Allowable stress = 12650 psia

- Faktor korosi = 0,015625 in/tahun.

- Umur alat = 10 tahun

Tebal shell tangki:

0,6PSE

PD/2t

in 0,5072

)/125,0(psia) 0,6(54,606)psia)(0,85 (12650

in) (149,826/2 psia) (54,696t

tahunin

Maka tebal shell standar yang digunakan =1/2 in

LD.18 Tangki Utilitas-03 (TU-03)

Fungsi : Menampung air dari menara air untuk keperluan air domestik

Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA–285 grade C

Jumlah : 1

Kondisi operasi : Temperatur = 30 0C

Tekanan = 1 atm

A. Volume tangki

Laju alir massa air = 12.406,1728 kg/hari

Densitas air () = 995,68 kg/m3 = 62,1586 lbm/ft

3 (Perry, 1997)

Tangki dirancang untuk kebutuhan selama 1 hari

Volume air, (Va) = 3/68,995

1// 1728,406.12

mkg

hariharikg

= 12,46 m3

Faktor keamanan tangki = 20%, maka :

Volume tangki = 1,2 x 12,46 m3= 14,952 m

3

B. Diameter dan tebal tangki

- Volume silinder tangki (Vs)

Page 205: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Vs = 4

HsDiπ 2

(Brownell & Young, 1959)

Dimana : Vs = Volume silinder (ft3)

Di = Diameter dalam silinder (ft)

Hs = Tinggi tangki silinder (ft)

Ditetapkan : Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki

Hs : Di = 3 : 2

Maka : Vs = 4

232 DiDi

14,952 m3=

8

32 DiDi

Di = 2,333 m = 7,6541 ft

Hs = 3/2 Di = 3/2 x 2,333 ft

= 3,4995 m

Jadi : - Diameter dalam tangki = 2,333 m

- Tinggi silinder = 3,4995 m

- Tinggi cairan dalam tangki

Volume silinder = 14,952 m3

Volume cairan = 12,46 m3

Tinggi silinder = 3,4995 m

Tinggi cairan dalam tangki = silindervolume

silindertinggixcairanvolume

= ) 952,14(

)4995,3)( 46,12(3

3

m

mm

= 2,9162 m

Tekanan hidrostatik, Phid = × g × h

= 995,68 kg/m3 × 9,8 m/det

2 × 2,9162 m

= 28,4557 kPa

= 4,1271 psia

Faktor keamanan untuk tekanan = 20 %

Page 206: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

P desain = 1,2 x (4,1271 + 14,696) = 18,8231 psia

Dari Walas,1988 diperoleh bahwa tekanan desain dari bejana yang

beroperasi pada tekanan 0-10 psig adalah 40 psig.

Dari Brownell & Young, item 4, Apendix D, 1979, diperoleh data :

Allowable working stress (s) = 13700 psi

Efisiensi sambungan (E) = 0,80

Faktor korosi = 1/8 in (Timmerhaus, 1991)

Tebal dinding silinder tangki :

in

inin

Cc

3413,0

125,0psia) 96(0,6)(54,6)psia)(0,85 (13700

)2/333,2(psia)(54,696

0,6PS.Ej

PRt desain

Dari Tabel 5.4 Brownell & Young, 1979, dipilih tebal tangki standar ½ in

LD.19 Pompa (PU-01)

Fungsi : memompa air dari sungai ke bak pengendap BP-01

Jenis : Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi : Commercial steel

Kondisi operasi :

- temperatur cairan : 30oC

- laju alir massa : 276.331,4766 kg/hari= 7,051 lbm/s

- densitas (ρ) : 995,68kg/m3 = 62,1586 lbm/ft

3

- viskositas (µ) : 0,8007cP = 0,0005 lbm/ft.s

- tekanan masuk (P1) : 14,696 psi = 2116,23628 lbf/ft2

- tekanan keluar (P2) : 14,696 psi = 2116,23628 lbf/ft2

Laju alir volumetrik,

FQ

lbm/ft3 62,1586

lbm/s 7,051 sft /3 1134,0 sm /3 0032,0

Asumsi NRe> 2100, aliran turbulen.

Diameter optimum,

Dopt= 3,9 (Q)0,45

(ρ)0,13

(Walas,1999)

= 3,9 x (0,1134)0,45

x (62,1586)0,20

Page 207: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

= 2,5053 in

Digunakan pipa dengan spsifikasi :

- Ukuran pipa nominal = 3 in

- Schedule pipa = 40

- Diameter dalam ( ID ) = 3,068 in = 0,2557 ft = 0,0779 m

- Diameter luar ( OD ) = 3,5 in = 0,2917 ft

- Luas penampang dalam (at) = 0,0513 ft2

- Bahan konstruksi = Commercial steel

Kecepatan linear, ta

Qv

ft2 0,0513

/31134,0 sft sft /2112,2

Bilangan reynold,

DvN

..Re

0,0005

2557,02,2112 x 62,1586 x 662,308.65

Asumsi NRe>2100 sudah benar.

Dari Fig. 2.10-3 (Geankoplis, 1997, hal. 88), untuk bahan pipa commercial steel

diperoleh ɛ = 4,6 x 10-5

.

ɛ/D = 4,6 x 10-5

/ 0,2557 = 0,0002.

Dari Fig. 2.10-3 (Geankoplis, 1997, hal. 88), untuk NRe = 662,308.65 dan ɛ/D =

0,0002, diperoleh f = 0,005.

Friction loss :

1 Sharp edge entrance= hc = 0,552

12

1

2 v

A

A

= 0,55 174,3212

2,211201

2

= 0,038 ft.lbf/lbm

1 elbow 90° = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 1(0,75) 174,3212

2,2112 2

= 0,0,057 ft.lbf/lbm

1 check valve = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 1(2,0) 174,3212

2,2112 2

=0,152 ft.lbf/lbm

Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD

vL

.2.

. 2

= 4(0,005) 174,32.2.0,557

2,2112.302

= 0,1783 ft.lbf/lbm

Page 208: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

1 Sharp edge exit = hex = cg

v

A

A

..21

22

2

1

= 174,3212

2,211201

2

= 0,076 ft.lbf/lbm

Total friction loss : F = 0,5013 ft.lbf/lbm

Dari persamaan Bernoulli :

02

1 1212

2

1

2

2

sWFPP

zzgvv

(Geankoplis,1997)

dimana : v1 = v2

P1 = P2

Z = 50 ft

Maka :

0/. 5013,00 50./.174,32

/174,320

2

2

sWlbmlbfftftslbflbmft

sft

Ws = - 50.5013 ft.lbf/lbm

P Effisiensi pompa , = 80 %

Ws = - x Wp

- 50.5013 = -0,8 x Wp

Wp = 63,1266 ft.lbf/lbm

Daya pompa :

P = m x Wp

=slbfft

hp

/.550

1 xft.lbf/lbm 1266,63lbm/s 7,051

= 0,8093 Hp

Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1 Hp

Page 209: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

D.20 Pompa (PU-02)

Fungsi : memompa air dari bak pengendap BP-01 ke Clarifier CL-01

Jenis : Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi : Commercial steel

Kondisi operasi :

- temperatur cairan : 30oC

- laju alir massa : 276.331,4766 kg/hari= 7,051 lbm/s

- densitas (ρ) : 995,68kg/m3 = 62,1586 lbm/ft

3

- viskositas (µ) : 0,8007cP = 0,0005 lbm/ft.s

- tekanan masuk (P1) : 14,696 psi = 2116,23628 lbf/ft2

- tekanan keluar (P2) : 14,696 psi = 2116,23628 lbf/ft2

Laju alir volumetrik,

FQ

lbm/ft 62,1586

lbm/s 7,0513

sft / 1134,0 3 sm / 0032,0 3

Asumsi NRe> 2100, aliran turbulen.

Diameter optimum,

Dopt= 3,9 (Q)0,45

(ρ)0,13

(Walas,1999)

= 3,9 x (0,1134)0,45

x (62,1586)0,20

= 2,5053 in

Digunakan pipa dengan spsifikasi :

- Ukuran pipa nominal = 3 in

- Schedule pipa = 40

- Diameter dalam ( ID ) = 3,068 in = 0,2557 ft = 0,0779 m

- Diameter luar ( OD ) = 3,5 in = 0,2917 ft

- Luas penampang dalam (at) = 0,0513 ft2

- Bahan konstruksi = Commercial steel

Kecepatan linear, ta

Qv

ft2 0,0513

/31134,0 sft sft /2112,2

Bilangan reynold,

DvN

..Re

0,0005

2557,02,2112 x 62,1586 x 662,308.65

Asumsi NRe>2100 sudah benar.

Dari Fig. 2.10-3 (Geankoplis, 1997, hal. 88), untuk bahan pipa commercial steel

diperoleh ɛ = 4,6 x 10-5

.

Page 210: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

ɛ/D = 4,6 x 10-5

/ 0,2557 = 0,0002.

Dari Fig. 2.10-3 (Geankoplis, 1997, hal. 88), untuk NRe = 662,308.65 dan ɛ/D =

0,0002, diperoleh f = 0,005.

Friction loss :

1 Sharp edge entrance= hc = 0,552

12

1

2 v

A

A

= 0,55 174,3212

2,211201

2

= 0,038 ft.lbf/lbm

1 elbow 90° = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 1(0,75) 174,3212

2,2112 2

= 0,0,057 ft.lbf/lbm

1 check valve = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 1(2,0) 174,3212

2,2112 2

=0,152 ft.lbf/lbm

Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD

vL

.2.

. 2

= 4(0,005) 174,32.2.0,557

2,2112.302

= 0,1783 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit = hex = cg

v

A

A

..21

22

2

1

= 174,3212

2,211201

2

= 0,076 ft.lbf/lbm

Total friction loss : F = 0,5013 ft.lbf/lbm

Dari persamaan Bernoulli :

02

1 1212

2

1

2

2

sWFPP

zzgvv

(Geankoplis,1997)

dimana : v1 = v2

P1 = P2

Z = 50 ft

Page 211: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Maka :

0/. 5013,00 50./.174,32

/174,320

2

2

sWlbmlbfftftslbflbmft

sft

Ws = - 50.5013 ft.lbf/lbm

P Effisiensi pompa , = 80 %

Ws = - x Wp

- 50.5013 = -0,8 x Wp

Wp = 63,1266 ft.lbf/lbm

Daya pompa :

P = m x Wp

=slbfft

hp

/.550

1 xft.lbf/lbm 1266,63lbm/s 7,051

= 0,8093 Hp

Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1 Hp

D.21 Pompa (PU-03)

Fungsi : memompa alum dari TP-01 ke Clarifier CL-01

Jenis : Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi : Commercial steel

Kondisi operasi :

- temperatur cairan : 30oC

- laju alir massa : 13,8166 kg/hari = 0,0004 lbm/s

- densitas (ρ) : 1363 kg/m3 = 85,0898 lbm/ft

3

- viskositas (µ) : 1,00005 cP = 0,000672 lbm/ft.s

- tekanan masuk (P1) : 14,696 psi = 2116,23628 lbf/ft2

- tekanan keluar (P2) : 14,696 psi = 2116,23628 lbf/ft2

Laju alir volumetrik,

FQ

lbm/ft3 85,0898

lbm/s 0,0004

sftx /10143,4 36 smx /10173,1 37

Page 212: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Asumsi NRe< 2100, aliran laminar.

Diameter optimum,

Dopt= 3 (Q)0,40

(µ)0,2

(Walas,1999)

= 3 x (4,143 x 10-6

)0,45

x (0,000672)0,20

= 0,077 in

Digunakan pipa dengan spsifikasi :

- Ukuran pipa nominal = 0,125 in

- Schedule pipa = 40

- Diameter dalam ( ID ) = 0,269 in = 0,0224 ft = 0,0068 m

- Diameter luar ( OD ) = 0,405 in = 0,0338 ft

- Luas penampang dalam (at) = 0,0004 ft2

- Bahan konstruksi = Commercial steel

Kecepatan linear, ta

Qv

2

36

ft 0,0004

/10143,4 sftx

sft /0104,0

Bilangan reynold,

DvN

..Re

0,000672

2240,00104,085,0898x x 3998,29

Asumsi NRe<2100 sudah benar.

Dari Fig. 2.10-3 (Geankoplis, 1997, hal. 88), untuk bahan pipa commercial steel

diperoleh ɛ = 4,6 x 10-5

.

ɛ/D = 4,6 x 10-5

/ 0,0224 = 0,0067

Untuk NRe = 3998,29 dan ɛ/D = 0,0067, diperoleh f = 16/Nre= 0,5442

Friction loss :

1 Sharp edge entrance= hc = 0,552

12

1

2 v

A

A

= 0,55 174,3212

0,010401

2

=1,67x10-6

ft.lbf/lbm

1 elbow 90° = hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 2(0,75) 174,3212

0,0104 2

= 2,5x10-6

ft.lbf/lbm

1 check valve =hf = n.Kf.cg

v

.2

2

= 1(2,0) 174,3212

0,0104 2

=3,33x10-6

ft.lbf/lbm

Page 213: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD

vL

.2.

. 2

= 4(0,5442) 174,32.2.0,557

0,0104.302

= 0,0049 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit = hex = cg

v

A

A

..21

22

2

1

= 174,3212

0,010401

2

= 1,67x10-6

ft.lbf/lbm

Total friction loss : F = 0,0049 ft.lbf/lbm

Dari persamaan Bernoulli :

02

1 1212

2

1

2

2

sWFPP

zzgvv

(Geankoplis,1997)

dimana : v1 = v2

P1 = P2

Z = 20 ft

Maka :

0/. 0049,00 20./.174,32

/174,320

2

2

sWlbmlbfftftslbflbmft

sft

Ws = - 20,0049 ft.lbf/lbm

P Effisiensi pompa , = 80 %

Ws = - x Wp

- 20,0049 = -0,8 x Wp

Wp = 25,0061ft.lbf/lbm

Daya pompa :

P = m x Wp

Page 214: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

=slbfft

hp

/.550

1 xft.lbf/lbm 0061,25lbm/s 0,0004

= 0,00038 Hp

Maka dipilih pompa dengan daya motor = 0,05 Hp

Tabel D.2 Spesifikasi Pompa Utilitas

Pompa Jenis Bahan Konstruksi Daya (hp)

PU – 04 Pompa Sentrifugal Commercial steel 0,05

PU – 05 Pompa Sentrifugal Commercial steel 0,5

PU – 06 Pompa Sentrifugal Commercial steel 0,05

PU – 07 Pompa Sentrifugal Commercial steel 0,05

PU – 08 Pompa Sentrifugal Commercial steel 0,75

PU – 09 Pompa Sentrifugal Commercial steel 0,05

PU – 10 Pompa Sentrifugal Commercial steel 0,05

PU– 11 Pompa Sentrifugal Commercial steel 0,05

PU – 12 Pompa Sentrifugal Commercial steel 0,05

PU – 13 Pompa Sentrifugal Commercial steel 0,05

PU – 14 Pompa Sentrifugal Commercial steel 0,05

PU – 15 Pompa Sentrifugal Commercial steel 0,5

PU – 16 Pompa Sentrifugal Commercial steel 0,5

PU – 17 Pompa Sentrifugal Commercial steel 0,05

Page 215: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

LAMPIRAN E

PERHITUNGAN EVALUASI EKONOMI

Dalam rencana pra rancangan pabrik Gas Hidrogen digunakan asumsi

sebagai berikut:

Pabrik beroperasi selama 365 hari dalam setahun.

Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau purchased-

equipment delivered (Peter, 2004).

Harga alat disesuaikan dengan nilai tukar dollar terhadap rupiah adalah :

US$ 1 = Rp 9.497,- (Bank Mandiri, 1 Agustus 2012).

1. Modal Investasi Tetap (Fixed Capital Investment)

1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)

1.1.1 Modal untuk Pembelian Tanah Lokasi Pabrik

Luas tanah seluruhnya = 13.250 m2

Menurut data dari Rumah.com, biaya tanah pada lokasi pabrik di Tebing

Tinggi berkisar Rp 300.000,-/m2 (Rumah.com, 2011)

Harga tanah seluruhnya =13.250 m2 Rp 300.000/m

2 = Rp 3.975.000.000,-

Biaya perataan tanah diperkirakan 5 dari harga tanah seluruhnya (Peters,

2004).

Biaya perataan tanah = 0,05 x Rp 3.990.000.000,- = Rp 198.750.000,-

Biaya administrasi jual beli tanah diperkirakan 0,2 %

Biaya administrasi jual beli tanah = 0,002 x Rp 3.975.000.000,-

= Rp 7.950.000,-

Maka total biaya tanah (A) adalah Rp 4.181.700.000,

Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya

No

Nama Bangunan

Luas (m2)

Harga

(Rp/m2)

Jumlah (Rp)

1 Pos Keamanan 20 1.000.000 20.000.000

2 Tempat Parkir*) 300 700.000 210.000.000

3 Bengkel 200 1.250.000 250.000.000

4 Unit Pembangkit Listrik 300 2.500.000 750.000.000

Page 216: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya (lanjutan)

No

Nama Bangunan

Luas (m2)

Harga

(Rp/m2)

Jumlah (Rp)

5 Perkantoran 500 1.350.000 675.000.000

6 Laboratorium 150 2.500.000 375.000.000

7 Ruang Kontrol 150 2.500.000 375.000.000

8 Utilitas 1000 3.500.000 3.500.000.000

9 Areal Perluasan*) 1800 500.000 900.000.000

10 Gudang Peralatan/Suku Cadang 500 1.000.000 500.000.000

11 Areal Proses 4000 3.500.000 14.000.000.000

12 Kantin 100 1.000.000 100.000.000

13 Poliklinik 100 2.000.000 200.000.000

14 Perpustakaan 80 1.250.000 100.000.000

15 Tempat Ibadah 150 1.250.000 187.500.000

16 Taman *) 1000 500.000 500.000.000

17 Mess Karyawan 400 2.000.000 800.000.000

18 Jalan*) 2400 1.000.000 2.400.000.000

19 Pemadam kebakaran 100 1.250.000 125.000.000

TOTAL 13.250 28.467.500.000

Keterangan *) : untuk sarana (non bangunan)

Harga bangunan saja = Rp 24.457.500.000,-

Harga sarana = Rp 4.010.000.000,-

Total biaya bangunan dan sarana (B) = Rp 28.467.500.000,-

1.1.2 Perincian Harga Peralatan

Harga peralatan yang diimpor dapat ditentukan dengan menggunakan

persamaan berikut (Peters, 2004) :

Cx = Cy X2

X1

m

Ix

Iy

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

Page 217: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

m = faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat)

Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2012 digunakan metode regresi

koefisien korelasi(Montgomery, 1992)

r = n . Xi . Yi - Xi . Yi

n . Xi2- Xi

2 × n . Yi2- Yi

2

Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift

No. Tahun

(Xi)

Indeks

(Yi) Xi.Yi Xi² Yi²

1 1989 895 1780155 3956121 801025

2 1990 915 1820850 3960100 837225

3 1991 931 1853621 3964081 866761

4 1992 943 1878456 3968064 889249

5 1993 967 1927231 3972049 935089

6 1994 993 1980042 3976036 986049

7 1995 1028 2050860 3980025 1056784

8 1996 1039 2073844 3984016 1079521

9 1997 1057 2110829 3988009 1117249

10 1998 1062 2121876 3992004 1127844

11 1999 1068 2134932 3996001 1140624

12 2000 1089 2178000 4000000 1185921

13 2001 1094 2189094 4004001 1196836

14 2002 1103 2208206 4008004 1216609

Total 27937 14184 28307996 55748511 14436786

Sumber: Tabel 6-2, Peters, 2004

Data : n = 14 ∑Xi = 27937 ∑Yi = 14184

∑XiYi = 28307996 ∑Xi² = 55748511 ∑Yi² = 14436786

Page 218: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Dengan memasukkan harga-harga pada Tabel E – 2, maka diperoleh harga

koefisien korelasi:

r = (14) . (28307996) – (27937)(14184)

[(14). (55748511) – (27937)²] x [(14)(14436786) – (14184)² ]½

≈ 0,98 = 1

Harga koefisien yang mendekati +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan

linier antar variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah

persamaan regresi linier.

Persamaan umum regresi linier, Y= a + b X

dengan: Y = indeks harga pada tahun yang dicari (2009)

X = variabel tahun ke n

a, b = tetapan persamaan regresi

Tetapan regresi ditentukan oleh : (Montgomery, 1992)

2

i

2

i

iiii

ΣXΣXn

ΣYΣXYΣXnb

a 22

2

Xi)(Xin.

Xi.YiXi.XiYi.

Maka :

b = 14 .( 28307996) – (27937)(14184)= 53536

14. (55748511) – (27937)² 3185

= 16,8088

a = (14184)( 55748511) – (27937)(28307996) = - 103604228

14. (55748511) – (27937)² 3185

= -32528,8

Sehingga persamaan regresi liniernya adalah:

Y = a + b X

Y = 16,809X – 32528,8

Dengan demikian, harga indeks pada tahun 2012 adalah:

Y = 16,809 (2012) – 32528,8

Page 219: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Y = 1.290,91

Gambar E.1 Hasil Regresi Koefisien Korelasi Harga Indeks Marshall dan Swift

Perhitungan harga peralatan menggunakan harga faktor eksponsial (m)Marshall

& Swift. Harga faktor eksponen ini beracuan pada Tabel 6-4,Peters et.al., 2004.

Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya dianggap 0,6 (Peters, 2004).

Contoh perhitungan harga peralatan:

a. Tangki Pencampur, (M-107)

Kapasitas tangki , X2 = 2.469,1031 m3. Dari Gambar LE.1 berikut, diperoleh

untuk harga kapasitas tangki (X1) 1 m³ adalah (Cy) US$ 6.500. Dari tabel 6-4, Peters

et.al., 2004, faktor eksponen untuk tangki adalah (m) 0,49. Indeks harga pada tahun

2002 (Iy) 1103.

y = 16.80x - 32529

0100200300400500600700800900

10001100120013001400

19

88

19

90

19

92

19

94

19

96

19

98

20

00

20

02

20

04

20

06

20

08

20

10

20

12

20

14

Ind

ex

Year

Actual Index

Calculated Index

Linear (Calculated Index)

Page 220: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Capacity, m3

Pu

rch

ase

d c

ost

, d

oll

ar

106

105

104

103

102

103 10

4 105

Capacity, gal

10-1 1 10 10

210

3

P-82Jan,2002

310 kPa (30 psig) Carbon-steel tank (spherical)

Carbon steel

304 Stainless stell

Mixing tank with agitator

Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki

Pelarutan (Peters, 2004)

Indeks harga tahun 2012 (Ix) adalah 1.290,91. Maka estimasi harga tangki untuk (X2)

2.469,1031 m3 adalah :

Cx = US$ 6.500 × 2.469,1031

1 0,49

× 1.290,91

1.103

Cx = US$ 349.603 /unit Cx = Rp.3.320.175.979,- /unit

Dengan cara yang sama diperoleh perkiraan harga alat lainnya yang dapat

dilihat pada Tabel E – 3 untuk perkiraan peralatan proses dan Tabel E – 4 untuk

perkiraan peralatan utilitas.

Untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut:

- Biaya transportasi = 5

- Biaya asuransi = 1

- Bea masuk = 15 (Rusjdi, 2004)

- PPn = 10 (Rusjdi, 2004)

- PPh = 10 (Rusjdi, 2004)

- Biaya gudang di pelabuhan = 0,5

- Biaya administrasi pelabuhan = 0,5

- Transportasi lokal = 0,5

- Biaya tak terduga = 0,5

Total = 43

Page 221: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai

berikut:

- PPn = 10 (Rusjdi, 2004)

- PPh = 10 (Rusjdi, 2004)

- Transportasi lokal = 0,5

- Biaya tak terduga = 0,5

Total = 21

Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses

No Kode

Alat Unit Ket

*)

Harga / Unit

(Rp)

Harga Total

(Rp)

1 BK-101 1 NI 2.138.982.950 2.138.982.950

2 BK-205 1 NI 2.940.977.000 2.940.977.000

3 C-105 1 I 151.100.143 151.100.143

4 C-109 1 I 151.100.143 151.100.143

5 C-111 1 I 151.100.143 151.100.143

6 C-401 1 I 100.600.326 100.600.326

7 E-207 1 I 8.489.810 8.489.810

8 E-310 1 I 23.614.582 23.614.582

9 E-311 1 I 6.780.651 6.780.651

10 E-315 1 I 5.673.147 5.673.147

11 E-404 1 I 6.258.133 6.258.133

12 E-407 1 I 11.277.256 11.277.256

13 J-102 1 NI 67.125.015 67.125.015

14 J-106 1 NI 110.713.359 110.713.359

15 J-112 1 NI 110.713.359 110.713.359

16 J-202 1 NI 110.405.471 110.405.471

17 J-204 1 NI 110.250.870 110.250.870

18 J-302 1 NI 55.648.812 55.648.812

19 J-305 1 NI 55.648.812 55.648.812

20 J-307 1 NI 55.648.812 55.648.812

21 J-309 1 NI 10.350.903 10.350.903

22 J-312 1 NI 19.640.195 19.640.195

23 JC-206 1 I 191.487.623 191.487.623

24 JC-403 1 I 253.724.265 253.724.265

25 JC-314 1 I 125.546.990 125.546.990

26 JC-406 1 I 34.394.430 34.394.430

27 L-104 1 NI 5.000.000 5.000.000

28 L-108 1 NI 5.000.000 5.000.000

29 L-110 1 NI 5.000.000 5.000.000

30 M-103 1 I 1.345.399.175 1.345.399.175

31 M-107 1 I 3.320.175.979 3.320.175.979

Page 222: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses (Lanjutan)

No Kode

Alat Unit Ket

*)

Harga / Unit

(Rp)

Harga Total

(Rp)

32 R-201 1 I 13.701.991.509 13.701.991.509

33 R-203 1 I 24.687.367.536 24.687.367.536

34 R-303 1 I 3.057.632.475 3.057.632.475

35 S-306 1 I 128.108.720 128.108.720

36 T-301 1 I 10.633.178 10.633.178

37 T-308 1 I 90.382.012 90.382.012

38 T-313 1 I 75.611.969 75.611.969

39 T-316 1 I 180.656.445 180.656.445

40 TK-304 1 I 1.177.417.517 1.177.417.517

41 TK-402 1 I 45.870.950 45.870.950

42 TK-405 1 I 176.005.797 176.005.797

43 TK-408 1 I 656.531.351 656.531.351

44 Koil 52 I 9.273.148 482.203.703

Total Rp 56.357.036.188

Import Rp 50.536.290.436

Non Import Rp 5.820.745.752

Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas

No. Kode

Alat Unit Ket

*) Harga / Unit Harga Total

1 SC 1 NI 10.000.000 10.000.000

2 BP 1 NI 30.000.000 25.000.000

3 BPA 1 NI 20.000.000 15.000.000

4 BN 1 NI 20.000.000 15.000.000

5 BS 1 NI 12.000.000 12.000.000

6 TS 1 I 77.113.106 58.639.280

7 CL 1 I 137.551.374 254.262.906

8 SF 1 I 13.002.271 5.497.007

9 CT 1 I 134.551.365 59.570.344

10 DE 1 I 93.824.062 93.824.062

11 CE 1 I 116.522.185 116.522.185

12 AE 1 I 116.522.185 116.522.185

13 MA 1 I 463.002.725 460.618.183

14 TP-01 1 I 73.197.580 158.934.868

15 TP-02 1 I 119.767.451 119.154.686

16 TP-03 1 I 87.251.618 87.251.618

17 TP-04 1 I 153.994.827 153.994.827

Page 223: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

18 TP-05 1 I 14.754.736 13.972.115

19 TU-01 1 I 985.778.676 985.778.676

20 TU-02 1 I 623.877.869 623.877.869

21 TU-03 1 I 378.319.326 352.774.873

22 KU 1 I 416.076.204 416.076.204

23 TB 1 I 323.346.113 630.617.159

24 PL-01 1 NI 1.143.779 1.143.779

25 PL-02 1 NI 1.143.779 1.143.779

26 PL-03 1 NI 1.143.779 1.143.779

27 PL-04 1 NI 1.143.779 1.143.779

28 PL-05 1 NI 1.143.779 1.143.779

29 PU-01 1 NI 3.607.097 3.589.562

30 PU-02 1 NI 3.607.097 3.589.562

31 PU-03 1 NI 2.500.000 2.500.000

32 PU-04 1 NI 2.500.000 2.500.000

33 PU-05 1 NI 3.607.097 3.589.562

34 PU-06 1 NI 3.607.097 1.143.779

35 PU-07 1 NI 1.143.779 1.143.779

36 PU-08 1 NI 1.643.584 1.643.584

37 PU-09 1 NI 1.143.779 1.500.000

38 PU-10 1 NI 1.143.779 1.143.779

39 PU-11 1 NI 2.150.000 2.150.000

40 PU-12 1 NI 2.230.000 2.230.000

41 PU-13 1 NI 1.143.779 1.200.000

42 PU-14 1 NI 3.434.821 1.643.584

43 PU-15 1 NI 1.125.665 1.125.665

44 PU-16 1 NI 1.643.584 3.264.463

45 PU-17 1 NI 3.264.463 1.143.779

46 A.Sludge 1 I 61.315.828 61.315.828

47 Generator 3 NI 200.000.000 600.000.000

Harga Total Rp 5.487.024.868

Import Rp 4.769.204.875

Non import Rp 717.819.993

Keterangan*) : I untuk peralatan impor, sedangkan NI untuk peralatan non impor.

Page 224: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Total harga peralatan tiba di lokasi pabrik (purchased-equipment delivered) adalah:

= 1,43 x ( Rp 50.536.290.436,- + Rp 4.769.204.875,- )

+ 1,21 x ( Rp. 5.820.745.752,- + Rp 717.819.993,- )

= Rp. 86.998.522.846,-

Biaya pemasangan diperkirakan 39 dari total harga peralatan (Peter, 2004).

Biaya pemasangan = 0,39 x Rp. 86.998.522.846,-

= Rp. 33.929.423.910,-

Harga peralatan + biaya pemasangan (C) :

= Rp. 86.998.522.846,- + Rp. 33.929.423.910,-

= Rp 120.927.946.756,-

1.1.4 Instrumentasi dan Alat Kontrol

Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 26 dari total harga

peralatan (Peter, 2004).

Biaya instrumentasi dan alat kontrol (D) = 0,26 Rp. 86.998.522.846,-

= Rp. 22.619.615.940,-

1.1.5 Biaya Perpipaan

Diperkirakan biaya perpipaan 60 dari total harga peralatan (Peter, 2004).

Biaya perpipaan (E) = 0,6 Rp. 86.998.522.846,-

= Rp. 52.199.113.707,-

1.1.6 Biaya Instalasi Listrik

Diperkirakan biaya instalasi listrik 20 dari total harga peralatan (Peter,

2004).

Biaya instalasi listrik (F) = 0,2 Rp. 86.998.522.846,-

= Rp. 17.399.704.569,-

1.1.7 Biaya Insulasi

Diperkirakan biaya insulasi 20 dari total harga peralatan (Peter, 2004).

Page 225: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Biaya insulasi (G) = 0,2 Rp. 86.998.522.846,-

= Rp. 17.399.704.569,-

1.1.8 Biaya Inventaris Kantor

Diperkirakan biaya inventaris kantor 3 dari total harga peralatan (Peter,

2004).

Biaya inventaris kantor (H) = 0,03 Rp. 86.998.522.846,-

= Rp 2.609.955.685,-

1.1.9 Biaya Perlengkapan Kebakaran dan Keamanan

Diperkirakan biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan 2 dari total

harga peralatan (Peter, 2004).

Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan ( I )

= 0,02 Rp. 86.998.522.846,-

= Rp. 1.739.970.457,-

1.1.10 Sarana Transportasi

Untuk mempermudah pekerjaan, perusahaan memberi fasilitas sarana

transportasi ( J ) seperti pada tabel berikut .

Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi

No.

Jenis Kendaraan

Unit

Tipe

Harga/ Unit

(Rp)

Harga Total

(Rp)

1 Mobil Dewan Komisaris 1 Chevrolet

Tahoe 542.082.500 542.082.500

2 Mobil Direktur 1 New KIA

Sorento 390.500.000 390.500.000

3 Mobil Manajer 4 Honda

Odyssey 380.000.000 1.520.000.000

4 Mobil Kepala Seksi 12 Avanza 159.200.000 1.910.400.000

4 Bus karyawan 3 Bus 358.000.000 1.074.000.000

5 Truk 4 Truk 346.000.000 1.384.000.000

6 Mobil kepentingan

pembelian & pemasaran 3 pick-up 130.000.000 390.000.000

Page 226: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

7 Mobil pemadam

kebakaran 1 Truk Tangki 270.000.000 270.000.000

8 Ambulance 1 Mini Bus 108.000.000 108.000.000

Total 7.588.982.500

Total MITL = A + B + C + D + E + F + G + H + I + J

= Rp 275.134.194.183,-

1.2 Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL)

1.2.1 Biaya Pra Investasi

Diperkirakan 7 dari total harga peralatan (Peter, 2004).

Biaya Pra Investasi (K) = 0,07 Rp. 86.998.522.846,-

= Rp. 6.089.896.599,-

1.2.2 Biaya Engineering dan Supervisi

Diperkirakan 30 dari total harga peralatan (Peter, 2004).

Biaya Engineering dan Supervisi (L) = 0,3 Rp. 86.998.522.846,-

= Rp. 26.099.556.854,-

1.2.3 Biaya Legalitas

Diperkirakan 4 dari total harga peralatan (Peter, 2004).

Biaya Legalitas (M) = 0,04 Rp. 86.998.522.846,-

= Rp. 3.479.940.914,-

1.2.4 Biaya Kontraktor

Diperkirakan 19 dari total harga peralatan (Peter, 2004).

Biaya Kontraktor (N) = 0,19 Rp. 86.998.522.846,-

= Rp. 16.529.719.341,-

1.2.5 Biaya Tak Terduga

Diperkirakan 37 dari total harga peralatan (Peter, 2004) .

Page 227: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Biaya Tak Terduga (O) = 0,37 Rp. 86.998.522.846,-

= Rp. 32.189.453.453,-

Total MITTL = K + L + M + N+O

= Rp. 84.388.567.161,-

Total MIT = MITL + MITTL

= Rp 275.134.194.183,- + Rp. 84.388.567.161,-

= Rp 359.522.761.344,-

2 Modal Kerja

Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 1 bulan ( 30 hari).

2.1 Persediaan Bahan Baku

2.1.1 Bahan baku proses

1. LCPKS

Kebutuhan = 443.835,6164 kg/hari = 443,8356164 L/hari

Harga LCPKS = Rp 100,- /L

Harga total = 365 hari 443,8356164 L/hari Rp100,- /L

= Rp. 15.978.082,-

2. NaOH

Kebutuhan = 1.775,3425 kg/hari

Harga = Rp 6.200/kg (PT Tahoma Mandiri,2012)

Harga total = 365 hari x 1.775,3425 kg/hari x Rp 6.200/kg

= Rp. 3.962.564.460,-

3. FeCl2

Kebutuhan = 82,9973 kg/hari

Harga = Rp. 82.520.000,-/50 kg (Merck Millipore, 2012)

Harga total = 365 hari 82,9973 kg/hari x Rp. 82.520.000,-/50 kg

= Rp. 49.312.347.811,-

4. Na2HPO4.2H2O

Kebutuhan = 15,1969 kg/hari

Harga = Rp 7.583.520,-/25 kg (Merck Millipore,2012)

Page 228: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Harga total = 365 hari 15,1969 kg/hari x Rp 7.583.520,-/25 kg

= Rp. 1.659.542.329,-

Asumsi : medium fermentasi desulfurisasi dapat dipakai berulang selama 1

tahun dan terjadi kehilangan medium pada settler sebanyak 1,4589 kg/hari

(0,00052% medium per hari) sehingga dibutuhkan mark up sebesar 0,19%

dari jumlah medium.

5. K2HPO4

Kebutuhan = 10,0188 kg/tahun

Mark up = 0,0019 x 10,0188 kg/tahun = 0,019 kg/tahun

Harga = Rp 17.472.030,-/25 kg (Merck Millipore,2012)

Harga total = (10,0188 + 0,019) kg x Rp 17.472.030,-/25 kg

= Rp. 7.015.234,-

6. NaNO3

Kebutuhan = 8,3156 kg/tahun

Mark up = 0,0019 x 8,3156 kg/tahun = 0,016 kg/tahun

Harga = Rp.747.200 ,-/kg (Merck Millipore,2012)

Harga total = (8,3156 + 0,016) kg x Rp.747.200 ,-/kg

= Rp. 6.225.203,-

7. NaCl

Kebutuhan = 60,1128 kg/tahun

Mark up = 0,0019 x 60,1128 kg/tahun = 0,114 kg/tahun

Harga = Rp. 5000,- /kg (Toko kimia Indonesia, 2012)

Harga total = (60,1128 + 0,114) kg x Rp. 5000,- /kg

= Rp. 301.134,-

8. MgCl2.6H2O

Kebutuhan = 2,0038 kg/tahun

Mark up = 0,0019 x 279,2365 kg/tahun = 0,0038 kg/tahun

Harga = Rp 21.169.000 ,-/25 kg (Merck Millipore,2012)

Harga total = (2,0038 + 0,0038)kg x Rp 21.169.000 ,-/25 kg

= Rp. 1.699.956,-

9. NaOH

Kebutuhan = 279,2365 kg/tahun

Page 229: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Mark up = 0,0019 x 279,2365 kg/tahun = 0,53 kg/tahun

Harga = Rp 6.200 ,-/kg (PT Tahoma Mandiri,2012)

Harga total = (279,2365 + 0,53) kg x Rp 6.200 ,-/kg

= Rp. 1.734.551,-

10. KOH

Kebutuhan = 793,7086 kg/tahun

Mark up = 0,0019 x 793,7086 kg/tahun = 1,506 kg/tahun

Harga = Rp 35.000,- /kg (Toko kimia indonesia, 2011)

Harga total = (793,7086 + 1,506) kg x Rp 35.000,- /kg

= Rp.27.832.501,-

11. K2CO3

Kebutuhan = 44.305,9730 kg/3 bulan

Harga = US $0,8,-/kg (Alibaba.com,2012)

Harga total = 4 x 44.305,9730 kg/ 3 bulan x $0,8- /kg x Rp. 9.497/ $

= Rp 1.346.476.242,-

12. O2

Kebutuhan = 0,9537 kg/hari

Harga = Rp 7.000,-/L (PT.Samator Gas Industri, 2012)

Harga total = 365 hari x 0,9537 kg/hari x Rp 7.000,-/kg

= Rp 2.436.704,-

13. Zeolite

Kebutuhan = 1077,831 kg/tahun

Harga = US $0,8,-/kg (Alibaba.com,2012)

Harga total = 1077,831 kg/tahun x US $0,8,-/kg x Rp. 9.497/ $

= Rp 8.188.929,-

2.1.2 Persediaan bahan baku utilitas

1. Alum, Al2(SO4)3

Kebutuhan = 13,8166 kg/hari

Harga = Rp 3.233,-/kg (www.icis.com, 2012)

Harga total = 365 hari 13,8166 kg/hari Rp 3.233,-/kg

= Rp. 16.304.210,-

Page 230: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

2. Soda abu, Na2CO3

Kebutuhan = 7,4609 kg/hari

Harga = Rp 4.582,-/kg (www.icis.com, 2012)

Harga total = 365 hari 7,4609 kg/hari Rp 4.582,-/kg

= Rp 12.477.833,-

3. Kaporit

Kebutuhan = 0,0699 kg/hari

Harga = Rp 12.200,-/kg (PT. Bratachem 2011)

Harga total = 365 hari 0,0699 kg/hari Rp 12.200,-/kg

= Rp 311.265,-

4. H2SO4

Kebutuhan = 0,5267 kg/hari

Harga = Rp 1.200,-/kg (www.icis.com, 2012)

Harga total = 365 hari x 0,5267 kg/hari Rp 1.200,-/kg

= Rp 230.695,-

5. NaOH

Kebutuhan = 1,9208 kg/hari

Harga = Rp 6.200,-/kg (PT Tahoma Mandiri,2012)

Harga total = 365 hari 1,9208 kg/hari Rp. 6.200,-/ kg

= Rp 4.346.770,-

6. Solar

Kebutuhan = 10.301,1547 ltr/hari

Harga solar untuk industri = Rp. 8.500,-/liter (PT. Pertamina, 2012)

Harga total = 365 hari 10.301,1547 ltr/hari Rp. 8.500,-/liter

= Rp 31.959.332.457,-

Total biaya persediaan bahan baku selama 1 tahun = Rp 88.345.431.208,-

Total biaya persediaan bahan baku selama 1 bulan = Rp. 7.362.119.267,-

Page 231: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

2.2 Kas

2.2.1 Gaji Pegawai

Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai

No Jabatan Jumlah Gaji/orang

(Rp)

Total Gaji

(Rp)

1 Dewan Komisaris 2 40.000.000 80.000.000

2 Direktur 1 30.000.000 30.000.000

3 Sekretaris 1 20.000.000 20.000.000

4 Staff Ahli 2 15.000.000 30.000.000

5 Manajer Teknik 1 12.000.000 12.000.000

6 Manajer Produksi 1 12.000.000 12.000.000

7 Manajer Umum dan Keuangan 1 12.000.000 12.000.000

8 Kepala Seksi Proses 1 7.000.000 7.000.000

9 Kepala Seksi Laboratorium R&D 1 7.000.000 7.000.000

10 Kepala Seksi Utilitas 1 7.000.000 7.000.000

11 Kepala Seksi Listrik 1 7.000.000 7.000.000

12 Kepala Seksi Instrumentasi 1 7.000.000 7.000.000

13 Kepala Seksi Pemeliharaan Pabrik 1 7.000.000 7.000.000

14 Kepala Seksi Mesin 1 7.000.000 7.000.000

15 Kepala Seksi Kesehatan dan Keselamatan Kerja 1 6.500.000 6.500.000

16 Kepala Seksi Keuangan 1 6.500.000 6.500.000

17 Kepala Seksi Administrasi 1 6.500.000 6.500.000

18 Kepala Seksi Personalia 1 6.500.000 6.500.000

19 Kepala Seksi Humas 1 6.500.000 6.500.000

20 Kepala Seksi Keamanan 1 6.500.000 6.500.000

21 Kepala Seksi Gudang / Logistik 1 6.500.000 6.500.000

22 Karyawan Proses 40 5.000.000 200.000.000

23 Karyawan Laboratorium, R&D 10 5.000.000 50.000.000

24 Karyawan Utilitas 10 5.000.000 50.000.000

25 Karyawan Unit Pembangkit Listrik 10 5.000.000 50.000.000

26 Karyawan Instrumentasi Pabrik 10 3.000.000 30.000.000

27 Karyawan Pemeliharaan Pabrik 10 3.000.000 30.000.000

28 Karyawan Pemeliharaan Mesin 3 3.000.000 9.000.000

29 Karyawan Kesehatan dan Keselamatan Kerja 2 3.000.000 6.000.000

30 Karyawan Bag. Keuangan 5 3.000.000 15.000.000

31 Karyawan Bag. Administrasi 5 3.000.000 15.000.000

32 Karyawan Bag. Personalia 5 3.000.000 15.000.000

Page 232: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai (Lanjutan)

No Jabatan Jumlah Gaji/orang

(Rp)

Total Gaji

(Rp)

33 Karyawan Bag. Humas 5 3.000.000 15.000.000

34 Petugas Keamanan 10 1.500.000 15.000.000

35 Karyawan Gudang / Logistik 9 2.000.000 18.000.000

36 Dokter 1 4.000.000 4.000.000

37 Perawat 2 2.000.000 4.000.000

38 Petugas Kebersihan 10 1.250.000 12.500.000

39 Supir 8 1.400.000 11.200.000

Jumlah 178 840.200.000

Diperkirakan seluruh karyawan bekerja lembur, dimana gaji lembur dihitung

dengan rumus: 1/173 x gaji per bulan, dimana untuk 1 jam pertama dibayar 1,5 kali

gaji perjam dan jam berikutnya 2 kali dari gaji satu jam (Menteri Tenaga Kerja dan

Transmigrasi RI, 2004).

Gaji lembur untuk 8 jam kerja yaitu:

1 jam pertama = 1,5 x 1 x 1/173 x Rp. 315.000.000 = Rp. 2.731.214,-

7 jam berikutnya = 2 x 7 x 1/173 x Rp. 315.000.000 = Rp. 25.491.329,-

Total gaji lembur dalam 1 bulan = Rp 28.222.543,-

Jadi, gaji pegawai selama 1 bulan beserta lembur = Rp 28.222.543 + Rp 840.200.000

= Rp 868.422.543,-

Total gaji pegawai selama 1 tahun beserta lembur = Rp 10.421.070.520,-

2.2.2 Biaya Administrasi Umum

Diperkirakan 20 dari gaji pegawai = 0,2 Rp 10.421.070.520,-

= Rp 2.084.214.104,-

2.2.3. Biaya Pemasaran

Diperkirakan 20 dari gaji pegawai = 0,2 Rp 10.421.070.520,-

= Rp 2.084.214.104,-

Page 233: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas

No. Jenis Biaya Jumlah (Rp)/tahun

1. Gaji Pegawai Rp 10.421.070.520,-

2. Administrasi Umum Rp 2.084.214.104,-

3. Pemasaran Rp 2.084.214.104,-

1.729.057.110,-

Total Rp 14.589.498.728,-

12103399769

12103399769

Biaya kas untuk 1 bulan = Rp 14.589.498.728/12 = Rp. 1.215.791.561,-

2.2 Biaya Start – Up

Diperkirakan 8 dari Modal Investasi Tetap (Peter, 2004).

= 0,08 Rp 359.522.761.344,-

= Rp 28.761.820.908,-

2.3 Piutang Dagang

dimana: PD = piutang dagang

IP = jangka waktu kredit yang diberikan (1 bulan)

HPT = hasil penjualan tahunan

Penjualan :

1. Harga jual Gas H2 = US$ 8,18/kg

= Rp 77.685,- /kg (www.h2carblog.com, 2009)

Produksi Gas H2 = 1017,4715 kg/hari

Hasil penjualan gas H2 tahunan

= 1017,4715 kg/hari 365 hari/tahun Rp 77.685,- /kg

= Rp 28.850.600.653,-

2. Harga jual Gas CO2 = US$ 8,8/kg

HPT12

IPPD

Page 234: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

= Rp 83.574,- /kg (Stoody Industrial & Welding

Supply, Inc., 2012)

Produksi CO2 = 14.126,5421 kg/hari

Hasil penjualan CO2 tahunan

= 14.126,5421kg/hari 365hari/tahun Rp 83.574,- /kg

= Rp 430.921.182.280,-

3. Harga jual Sulfur = Rp 7.500,-/kg (Indramurti inc., 2012)

Produksi Sulfur = 1,9074 kg/hari

Hasil penjualan Sulfur tahunan

= 1,9074 kg/hari 365hari/tahun Rp 7.500,-/kg

= Rp 5.221.508,-

Hasil penjualan total tahunan = Rp 459.777.004.440,-

Piutang Dagang = 12

1 Rp 459.777.004.440,-

= Rp 38.314.750.370,-

Perincian modal kerja dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja

No.

Jumlah Bulanan (Rp)

1. Bahan baku proses dan utilitas Rp. 7.362.119.267,-

2. Kas Rp. 1.215.791.561,-

3. Start up Rp. 28.761.820.908,-

4. Piutang Dagang Rp. 38.314.750.370,-

Total Rp. 75.654.482.106,-

Total Modal Kerja = Rp. 75.654.482.106,-

Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja

= Rp 359.522.761.344,- + Rp. 75.654.482.106,-

= Rp 435.177.243.449,-

Modal ini berasal dari:

- Modal sendiri = 60 dari total modal investasi

= 0,6 Rp 435.177.243.449,-

= Rp 261.106.346.070,-

- Pinjaman dari Bank = 40 dari total modal investasi

Page 235: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

= 0,4 Rp 435.177.243.449,-

= Rp 174.070.897.380,-

3. Biaya Produksi Total

3.1 Biaya Tetap (Fixed Cost = FC)

3.1.1 Gaji Tetap Karyawan

Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah 2 bulan gaji

yang diberikan sebagai tunjangan, sehingga (P)

Gaji total = (12 + 2) Rp 868.422.543,-

= Rp 12.157.915.607,-

3.1.2 Bunga Pinjaman Bank

Bunga pinjaman bank adalah 10 % dari total pinjaman (Bank Mandiri, 2012).

Bunga bank (Q) = 0,1 Rp 174.070.897.380,-

= Rp 17.407.089.738,-

3.1.3 Depresiasi dan Amortisasi

Pengeluaran untuk memperoleh harta berwujud yang mempunyai masa

manfaat lebih dari 1 (satu) tahun harus dibebankan sebagai biaya untuk

mendapatkan, menagih, dan memelihara penghasilan melalui penyusutan

(Rusdji,2004). Pada perancangan pabrik ini, dipakai metode garis lurus atau straight

line method. Dasar penyusutan menggunakan masa manfaat dan tarif penyusutan

sesuai dengan Undang-undang Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 Pasal 11

ayat 6 dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel LE.9 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

Sumber : Waluyo, 2000 dan Rusdji,2004

Page 236: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Depresiasi dihitung berdasarkan tarif (%) penyusutan untuk setiap kelompok harta

berwujud sesuai dengan umur peralatan.

%D xP

dimana: D = Depresiasi per tahun

P = Harga peralatan

% = Tarif penyusutan

Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UURI No. 17 Tahun 2000

Komponen Biaya (Rp) Umur

(tahun) Depresiasi (Rp)

Bangunan 28.467.500.000 20 1.423.375.000

Peralatan proses dan utilitas 120.927.946.756 17 7.557.996.672

Instrumentrasi dan pengendalian proses 22.619.615.940 5 2.827.451.992

Perpipaan 52.199.113.707 5 6.524.889.213

Instalasi listrik 17.399.704.569 5 2.174.963.071

Insulasi 17.399.704.569 5 2.174.963.071

Inventaris kantor 2.609.955.685 4 652.488.921

Perlengkapan keamanan dan kebakaran 1.739.970.457 5 217.496.307

Sarana transportasi 7.588.982.500 10 948.622.813

TOTAL 24.502.247.060

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 84.388.567.161,-

Page 237: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

= Rp 21.097.141.790,-

Total biaya depresiasi dan amortisasi (R)

= Rp 24.502.247.061,- + Rp 21.097.141.790,-

= Rp 45.599.388.852,-

3.1.4 Biaya Tetap Perawatan

1. Perawatan mesin dan alat-alat proses

Perawatan mesin dan peralatan dalam industri proses berkisar 2 sampai 20%,

diambil 10% dari harga peralatan terpasang di pabrik (Peter,2004).

Biaya perawatan mesin = 0,1 Rp 120.927.946.756,-

= Rp 12.092.794.676,-

2. Perawatan bangunan

Diperkirakan 10 dari harga bangunan (Peter, 2004).

Perawatan bangunan = 0,1 Rp 28.467.500.000,-

= Rp 2.864.750.000,-

3. Perawatan kendaraan

Diperkirakan 10 dari harga kendaraan (Peter, 2004).

Perawatan kenderaan = 0,1 Rp 7.588.982.500,-

= Rp 758.898.250,-

4. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol

Diperkirakan 10 dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Peter, 2004).

Perawatan instrumen = 0,1 Rp 22.619.615.940,-

= Rp 2.261.961.594 ,-

5. Perawatan perpipaan

Diperkirakan 10 dari harga perpipaan (Peter, 2004).

Perawatan perpipaan = 0,1 Rp 52.199.113.707,-

= Rp 5.219.911.371,-

6. Perawatan instalasi listrik

Diperkirakan 10 dari harga instalasi listrik (Peter, 2004).

Page 238: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Perawatan listrik = 0.1 Rp 17.399.704.569,-

= Rp 1.739.970.457,-

7. Perawatan insulasi

Diperkirakan 10 dari harga insulasi (Peter, 2004).

Perawatan insulasi = 0,1 Rp 17.399.704.569,-

= Rp 1.739.970.457,-

8. Perawatan inventaris kantor

Diperkirakan 10 dari harga inventaris kantor (Peter, 2004).

Perawatan inventaris kantor = 0,1 Rp 2.609.955.685,-

= Rp 260.995.569,-

9. Perawatan perlengkapan kebakaran

Diperkirakan 10 dari harga perlengkapan kebakaran (Peter, 2004).

Perawatan perlengkapan kebakaran = 0,1 Rp 1.739.970.457,-

= Rp 173.997.046,-

Total biaya perawatan (S) = Rp 27.095.249.418,-

3.1.5 Biaya Tambahan Industri (Plant Overhead Cost)

Biaya tambahan industri ini diperkirakan 20 dari modal investasi tetap

(Peter, 2004).

Plant Overhead Cost (T) = 0,2 x Rp 359.522.761.344,-

= Rp 71.904.552.269,-

3.1.6 Biaya Administrasi Umum

Biaya administrasi umum selama 1 tahun (U) = Rp. 2.084.214.104,-

3.1.7 Biaya Pemasaran dan Distribusi

Biaya pemasaran selama 1 tahun = Rp 2.084.214.104,-

Biaya distribusi diperkirakan 50 % dari biaya pemasaran, sehingga :

Page 239: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Biaya distribusi = 0,5 x Rp 2.084.214.104,- = Rp 1.042.107.052,-

Biaya pemasaran dan distribusi (V) = Rp 3.126.321.156,-

3.1.8 Biaya Laboratorium, Penelitan dan Pengembangan

Diperkirakan 5 dari biaya tambahan industri (Timmerhaus et al, 2004).

Biaya laboratorium (W) = 0,05 x Rp 71.904.552.269,-

= Rp 3.595.227.613,-

3.1.9 Hak Paten dan Royalti

Diperkirakan 1% dari modal investasi tetap (Timmerhaus et al, 2004).

Biaya hak paten dan royalti (X) = 0,01 x Rp 359.522.761.344,-

= Rp 3.595.227.613,-

3.1.10 Biaya Asuransi

1. Biaya asuransi pabrik. adalah 3,1 permil dari modal investasi tetap

langsung (Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia-AAJI, 2011).

= 0,0031 Rp 275.134.194.183,-

= Rp 852.916.002,-

2. Biaya asuransi karyawan.

Premi asuransi = Rp. 100.000,-/tenaga kerja (PT. Prudential Life

Assurance, 2012)

Maka biaya asuransi karyawan = 178 orang x Rp 100.000,-/orang

= Rp 17.800.000,-

Total biaya asuransi (Y) = Rp 870.716.002,-

3.1.11 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).

Page 240: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

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 Gas Biohidrogen

Nilai Perolehan Objek Pajak

Tanah Rp 3.975.000.000,-

Bangunan Rp 25.457.500.000,-

Total NPOP Rp. 28.432.500.000,-

Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak (Rp. 30.000.000,- )

Nilai Perolehan Objek Pajak Kena Pajak Rp. 28.462.500.000,-

Pajak yang Terutang (5% x NPOPKP) (Z) Rp 1.423.125.000,-

Total Biaya Tetap = P + Q + R + S + T + U +V + W + X + Y +Z

= Rp 188.859.027.373,-

3.2 Biaya Variabel

3.2.1 Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun

Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun adalah

Rp 88.345.431.208,-

Biaya Variabel Tambahan

1. Perawatan dan Penanganan Lingkungan

Diperkirakan 1 dari biaya variabel bahan baku

Biaya perawatan lingkungan = 0,01 Rp 88.345.431.208,-

= Rp 883.454.312,-

Page 241: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

2. Biaya Variabel Pemasaran dan Distribusi

Diperkirakan 10 dari biaya variabel bahan baku

Biaya variabel pemasaran = 0,1 Rp 88.345.431.208,-

= Rp 8.834.543.121,-

Total biaya variabel tambahan = Rp 9.717.997.433,-

3.2.2 Biaya Variabel Lainnya

Diperkirakan 5 dari biaya variabel tambahan

= 0,05 Rp 9.717.997.433,-

= Rp 485.899.872,-

Total biaya variabel = Rp 98.549.328.513,-

Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel

= Rp 188.859.027.373,- + Rp 98.549.328.513,-

= Rp 287.408.355.886,-

4 Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan

4.1 Laba Sebelum Pajak (Bruto)

Laba atas penjualan = total penjualan – total biaya produksi

= Rp 459.777.004.440- Rp 287.408.355.886,-

= Rp 172.368.648.554,-

Bonus perusahaan untuk karyawan 0,5 % dari keuntungan perusahaan

= 0,005 x Rp 172.368.648.554,-

= Rp 861.843.243,-

Pengurangan bonus atas penghasilan bruto sesuai dengan UURI No. 17/00

Pasal 6 ayat 1 sehingga :

Laba sebelum pajak (bruto) = Rp 172.368.648.554,- − Rp 861.843.243,-

= Rp 171.506.805.312,-

4.2 Pajak Penghasilan

Berdasarkan Pasal 17 ayat 3 UU No 36 Tahun 2008 tentang pajak

penghasilan mengikuti aturan sebagai berikut :

Penghasilan sampai dengan Rp 50.000.000,- dikenakan pajak sebesar 5.

Page 242: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Penghasilan Rp 50.000.000,- sampai dengan Rp 250.000.000,- dikenakan

pajak sebesar 15 .

Penghasilan Rp 250.000.000,- sampai dengan Rp 500.000.000,- dikenakan

pajak sebesar 25 .

Penghasilan di atas Rp 500.000.000,- dikenakan pajak sebesar 30 .

Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah:

- 5 Rp 50.000.000 = Rp 2.500.000,-

- 15 (Rp 250.000.000- Rp 50.000.000) = Rp 30.000.000,-

- 25 (Rp 500.000.000- Rp 250.000.000) = Rp 62.500.000,-

- 30 (Rp 171.506.805.312 ,– Rp. 500.000.00) = Rp 51.302.041.593,-

Total PPh = Rp 51.397.041.593,-

4.3 Laba setelah pajak

Laba setelah pajak = laba sebelum pajak – PPh

= Rp 171.506.805.312,- – Rp 51.397.041.593,-

= Rp 120.109.763.718,-

5 Analisa Aspek Ekonomi

5.1 Profit Margin (PM)

PM = penjualantotal

pajaksebelumLaba 100

PM = 100%x 4.440,-459.777.00 Rp

5.312,-171.506.80 Rp

= 37,30 %

5.2 Break Even Point (BEP)

BEP = VariabelBiayaPenjualanTotal

TetapBiaya

100

BEP = 100%x .513,-98.549.328 Rp - 4.440,-459.777.00 Rp

7.373,-188.859.02 Rp

= 52,28 %

Produksi Gas H2 = 1017,4715 kg/hari

= 1017,4715 kg/hari x 365 hari/tahun xkg1000

Ton1

Page 243: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

= 371,3771 ton/tahun

Kapasitas produksi pada titik BEP = 52,28 % 371,3771 ton/tahun

= 194,1654 ton/tahun

Nilai penjualan pada titik BEP = 52,28 % x Rp 459.777.004.440,-

= Rp 240.383.125.806,-

5.3 Return on Investment (ROI)

ROI = investasi modal Total

pajak setelah Laba 100

ROI = 100%x 3.449,-435.177.24 Rp

3.718,-120.109.76 Rp

= 27,60 %

5.4 Pay Out Time (POT)

POT = tahun1x 0,276

1

POT = 3,62 tahun

5.5 Return on Network (RON)

RON = sendiriModal

pajaksetelahLaba 100

RON = 100%x 346.070,-Rp261.106.

3.718,-120.109.76 Rp

RON = 46,00 %

5.6 Internal Rate of Return (IRR)

Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan

pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut “Cash Flow”. Untuk

memperoleh cash flow diambil ketentuan sebagai berikut:

- Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10 tiap tahun

- Masa pembangunan disebut tahun ke nol

- Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun

- Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke – 10

- Cash flow adalah laba sesudah pajak ditambah penyusutan.

Dari Tabel LE.11, diperoleh nilai IRR = 43,53 .

Page 244: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tabel LE.11 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR)

.

Th

n

Laba Sebelum

Pajak (Rp) Pajak (Rp)

Laba Sesudah

Pajak (Rp) Penyusutan (Rp)

Net Cash Flow

(Rp)

P/F

pada i

=43%

PV pada i = 43 %

P/F

pada i

=44%

PV pada i = 44%

0 - - - - -435.177.243.449 1 -435.177.243.449 1 -

435.177.243.449

1 171.506.805.312 51.397.041.593 120.109.763.718 45.599.388.852 165.709.152.570 0,6993 115.880.526.273 0,6944 115.075.800.396

2 188.657.485.843 56.542.245.753 132.115.240.090 45.599.388.852 177.714.628.942 0,4890 86.906.268.738 0,4823 85.703.428.309

3 207.523.234.427 62.201.970.328 145.321.264.099 45.599.388.852 190.920.652.951 0,3420 65.289.718.871 0,3349 63.938.940.380

4 228.275.557.870 68.427.667.361 159.847.890.509 45.599.388.852 205.447.279.360 0,2391 49.131.072.501 0,2326 47.780.470.953

5 251.103.113.657 75.275.934.097 175.827.179.560 45.599.388.852 221.426.568.411 0,1672 37.029.644.464 0,1615 35.761.626.999

6 276.213.425.022 82.809.027.507 193.404.397.516 45.599.388.852 239.003.786.367 0,1169 27.950.434.042 0,1122 26.805.865.160

7 303.834.767.524 91.095.430.257 212.739.337.267 45.599.388.852 258.338.726.119 0,0818 21.126.971.744 0,0779 20.121.116.196

8 334.218.244.277 100.210.473.283 234.007.770.994 45.599.388.852 279.607.159.846 0,0572 15.990.424.324 0,0541 15.123.362.125

9 367.640.068.705 110.237.020.611 257.403.048.093 45.599.388.852 303.002.436.945 0,0400 12.117.744.304 0,0376 11.381.085.672

10 404.404.075.575 121.266.222.673 283.137.852.903 45.599.388.852 328.737.241.754 0,0280 9.193.661.982 0,0261 8.574.799.737

5.439.223.792 -4.910.747.523

IRR = 43% +5234.910.747. Rp 792.223.439.5 Rp

792,-5.439.223. Rp.

× (44% - 43%)

= 43,53 %

Page 245: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Gambar LE.4 Kurva Break Even Point Pabrik Biohidrogen

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Harg

a (

Rp

x1

0^

9)

Kapasitas Produksi (%)

biaya tetap

biaya variabel

biaya produksi

total penjualan

BEP = 52,28 %

Page 246: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

LAMPIRAN F

MATERIAL SAFETY DATA SHEET (MSDS)

1. Natrium Hidroksida (NaOH)

BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA

Nama produk Natrium hidroksida Alamat penyalur Talavera Office

Park, 28th Floor Jl.

TB Simatupang

Kav. 26

Jakarta 12430,

Jakarta

Nama lain -

Penyalur PT.Tahoma Mandiri No. Telpon darurat +62 21 7599 9968

BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA

Klasifikasi bahaya Bahan berbahaya, menyebabkan iritasi dan luka bakar.

Berbahaya jika tertelan. Hindari kontak dengan mata, kulit, dan

pakaian

Fasa Aman Tidak tersedia Fasa berisiko Tidak tersedia

BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI

Komponen Natrium hidroksida % 100%

Nomor CAS CAS# 1310-73-2

BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA

Kontak mata Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya

selama 15 menit, buak tutup mata beberapa kali. Cari

pertolongan medis.

Kontak kulit Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal

selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang

tercemar. Bersihkan pakaian dan sepatu yang tercemar sebelum

digunakan kembali.

Pernafasan Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi

agar dapat bernafas dengan udara segar. Jika korban tidak sadar,

pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan

pernafasan buatan.

Tertelan Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi

secara spontan, tetapi jangan dibuat muntah. Jangan memberikan

apapun melalui mulut kepada orang yang tidak sadar.

BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN

Tipe pemadam

kebakaran

Semua pemadam dapat digunakan. Tambahan air akan

melepaskan panas.

Bahaya api/

ledakan

Tidak berbahaya kebakaran, tetapi material panas atau cair dapat

bereaksi hebat dengan air atau metal.

Prosedur

penanggulangan

kebakaran

Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri untuk

mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.

Page 247: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN

Pakaian pelindung diperlukan saat menyapu, menyendok, atau mengambil bahan yang

tumpah. Pindahkan ke wadah logam yang sebaiknya tertutup untuk pembuangan

limbah ke fasilitas yang telah disetujui.

BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN

Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan

yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. Cuci bersih tangan setelah memegang

bahan.

BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI

Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian

untuk mencegah kerusakan kulit.

BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA

Titik leleh 323 oC pH 14 pada 50 g/l,

20oC

Titik didih 1390 oC pada 1.013

hPa

Densitas uap relatif Informasi tidak

tersedia

Tekanan uap Diabaikan Densitas relatif 2,13 g/cm3 pada

20oC

Kepadatan uap >1 Penguapan standar Informasi tidak

tersedia

Kelarutan dalam

air

1.090 g/l pada 20 oC Suhu menyala

sendiri

Informasi tidak

tersedia

Penampilan dan

bau

Kristal tidak

berwarna dan tidak

berbau

Sifat eksplosif Informasi tidak

tersedia

Titik nyala Tidak mudah

terbakar

Sifat oksidasi Informasi tidak

tersedia

BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS

Stabilitas Stabil

Kondisi yang dihindari Air, material yang sifatnya tidak sesuai,

suhu ekstrim

Bahan-bahan yang dihindari Suasana asam, cairan yang mudah

terbakar, organic halogens, logam, nitro

compounds

Produk dekomposisi berbahaya Natrium oksida

Polimerisasi berbahaya Tidak akan terjadi

Kondisi untuk dihindari Tidak diketahui

BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN

Berbahaya dan korosif

Dapat berakibat fatal jika tertelan

Menyebabkan luka bakar untuk setiap bagian yang terkena

Page 248: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

2. Ferro Klorida (FeCl2)

BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA

Nama produk Ferro klorida Alamat Penyalur Jl. TB Simatupang

no.8 Pasar Rebo

Jakarta 13760

Indonesia

Nama lain -

Penyalur Merck Millipore No. Telpon Darurat +62 21 2856 5600

BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA

Klasifikasi

bahaya

Bahan berbahaya, bersifat toksik akut, menyebabkan iritasi kulit,

dan kerusakan mata yang serius.

Fasa aman Tidak tersedia Fasa berisiko Tidak tersedia

BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI

Komponen FeCl2 % dalam berat -

Nomor CAS CAS# 13478-10-9

BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA

Kontak Mata Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya

selama 15 menit. Segera cari pertolongan dokter

Kontak Kulit Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal

selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang

tercemar. Buang pakaian dan sepatu yang tercemar.

Pernafasan Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi

agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak sadar,

pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan

pernafasan buatan.

Tertelan Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi secara

spontan, tetapi jangan dibuat muntah. Jangan memberikan

apapun melalui mulut kepada orang yang tidak sadar.

Berkonsultasilah dengan dokter.

BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN

Tipe pemadam

kebakaran

Semua pemadam dapat digunakan.

Bahaya api/

ledakan

Tidak mudah terbakar, api mungkin melepaskan uap berbahaya.

Api dapat menyebabkan gas HCl. Gunakan water spray jet.

Prosedur

penanggulangan

kebakaran

Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri untuk

mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.

BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN

Pakaian pelindung diperlukan saat menyapu, menyendok, atau mengambil bahan

yang tumpah. Pindahkan ke wadah logam yang sebaiknya tertutup untuk

pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui. Jangan membuang tumpahan

ke saluran air.

BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN

Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan

yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat.

Page 249: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI

Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian

untuk mencegah kerusakan kulit.

BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA

Titik leleh 105 – 110 oC,

mengeliminasi air

pada saat

kristalisasi

Densitas uap relatif Informasi tidak

tersedia

Titik didih Informasi tidak

tersedia

Densitas relatif 1,93 g/cm3

Tekanan uap Informasi tidak

tersedia

Tingkat penguapan Informasi tidak

tersedia

pH 2,5 pada 100 g/l, 20 oC

Sifat eksplosif Informasi tidak

tersedia

Kelarutan dalam

air

1.600 g/l pada 10oC Suhu menyala

sendiri

Tidak menyala

Penampilan dan

bau

Padatan berwarna

hijau terang dan

tidak berbau

Temperatur

dekomposisi

Informasi tidak

tersedia

Titik nyala Informasi tidak

tersedia

Sifat oksidasi Informasi tidak

tersedia

BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS

Stabilitas Stabil dibawah kondisi standar (suhu

kamar)

Kondisi yang dihindari Informasi tidak tersedia

Bahan-bahan yang dihindari Informasi tidak tersedia

Produk dekomposisi berbahaya Terbentuk gas HCl disebabkan oleh

keberadaan api.

Reaksi berbahaya yang dapat terjadi Kemungkinan reaksi hebat dengan logam

alkali.

BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN

Toksik oral akut LD50 rat dosis: 450 mg/kg

3. Natrium Posfat Dihidrat (Na2HPO4.2H2O)

BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA

Nama Produk di-sodium hidrogen

fosfat dihidrat

Alamat Penyalur Jl. TB Simatupang

no.8 Pasar Rebo

Jakarta 13760

Indonesia Nama lain -

Penyalur Merck Millipore No. Telpon Darurat +62 21 2856 5600

BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA

Klasifikasi Bahaya Tidak berbahaya Fasa aman Informasi tidak

tersedia

Fasa Berisiko -

Page 250: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI

Komponen Na2HPO4.2H2O Nomor CAS CAS# 10028-24-7

BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA

Kontak Mata Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya

selama 15 menit. Jika terjadi segera cari pertolongan dokter

Kontak Kulit Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal

selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang

tercemar. Bersihkan pakaian dan sepatu yang tercemar sebelum

digunakan kembali.

Pernafasan Panggil dokter. Jika korban sadar, pindahkan ke area yang

tidak terkontaminasi agar dapat bernafas dengan udara

segar.Jika korban tidak sadar, pindahkan ke area yang tidak

terkontaminasi dan berikan pernafasan buatan.

Tertelan Berikan 2 gelas susu atau air. Segera berkonsultasi dengan

dokter apabila terdapat keluhan,

BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN

Tipe pemadam

kebakaran

Gunakan alat pemadam kebakaran yang sesuai untuk

memadamkan lingkungan yang terbakar.

Bahaya api/

ledakan

Tidak mudah terbakar,api mungkin melepaskan uap berbahaya.

Api dapat menyebabkan oksidasi fosfor. Gunakan water spray

jet.

Prosedur

penanggulangan

kebakaran

Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri

untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.

BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN

Pakaian pelindung diperlukan saat menyapu, menyendok, atau mengambil bahan

yang tumpah. Pindahkan ke wadah logam yang sebaiknya tertutup untuk

pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui.

BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN

Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, tertutup rapat. Cuci

bersih tangan setelah memegang bahan.

BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI

Pemakaian sarung tangan terbuat dari nitrile rubber, kaca mata debu, pelindung

wajah, dan pakaian untuk mencegah kerusakan kulit.

BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA

Titik leleh 92,5 oC

Eliminasi air dari

kristalisasi

Densitas relatif 2,1 g/cm3 pada 20

oC

Titik didih Informasi tidak

tersedia

Densitas uap relatif Informasi tidak

tersedia

pH 9 – 9,4 pada 50 g/l,

20oC

Tingkat penguapan Informasi tidak

tersedia

Sifat oksidasi - Suhu nyala Tidak mudah

terbakar

Kelarutan dalam

air

93 g/l pada 20 oC Flammability Informasi tidak

tersedia

Page 251: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Penampilan dan

bau

Padatan berwarna

putih, tidak berbau

Viskositas Informasi tidak

tersedia

Titik nyala Tidak menyala Sifat eksplosif Tidak meledak

BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS

Stabilitas Membebaskan air pada kristalisasi ketika

dipanaskan

Kondisi yang dihindari Pemanasan yang kuat

Bahan-bahan yang dihindari Bereaksi eksotermik dengan asam kuat,

antipyrine, dan asetat

Produk dekomposisi berbahaya Terjadinya oksidasi fosfor disebabkan

keberadaan api

Polimerisasi berbahaya -

Material yang tidak sesuai Informasi tidak tersedia

BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN

Toksik oral akut: LD50 rat > 2.000 mg/kg

Menyebabkan iritasi ringan untuk paparan yang lama pada kulit dan mata

4. Dikalium Hidrogen Posfat (K2HPO4)

BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA

Nama Produk Dikalium Hidrogen

Posfat

Alamat Penyalur Jl. TB Simatupang

no.8 Pasar Rebo

Jakarta 13760

Indonesia Nama lain -

Penyalur Merck Millipore No. Telpon Darurat +62 21 2856 5600

BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA

Klasifikasi Bahaya Bahan tidak berbahaya berdasarkan pengesahan Eropa

Fasa Aman Tidak Tersedia Fasa Berisiko Tidak Tersedia

BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI

Komponen Dikalium Hidrogen

Posfat Nomor CAS CAS# 7758-11-4

BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA

Kontak Mata Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya

selama 15 menit.

Kontak Kulit Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal

selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang

tercemar. Bersihkan pakaian dan sepatu yang tercemar sebelum

digunakan kembali.

Pernafasan Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi

agar dapat bernafas dengan udara segar. Jika korban tidak

sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan

pernafasan buatan.

Tertelan Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi

secara spontan, tetapi jangan dibuat muntah. Jangan

memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak

sadar. Segera konsultasi ke dokter apabila belum merasa sehat.

Page 252: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN

Tipe pemadam

kebakaran

Semua pemadam dapat digunakan.

Bahaya api/

ledakan

Tidak mudah terbakar,api mungkin melepaskan uap berbahaya.

Api dapat menyebabkan oksidasi fosfor. Gunakan water spray

jet.

Prosedur

penanggulangan

kebakaran

Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri

untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.

BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN

Segera bersihkan bahan yang tumpah. Pindahkan ke wadah yang sebaiknya tertutup

untuk pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui. Jangan membuang

limbah ke saluran air.

BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN

Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan

yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. Cuci bersih tangan setelah memegang

bahan.

BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI

Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian

untuk mencegah kerusakan kulit.

BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA

Titik leleh Dekomposisi Densitas Uap

Relatif

Informasi tidak

tersedia

Titik didih - Densitas Relatif 2,44 g/cm3 pada

20oC

Tekanan uap Informasi tidak

tersedia

Tingkat penguapan Informasi tidak

tersedia

pH 9 pada 10 g/l,

20 oC

Suhu Dekomposisi > 180oC

Kelarutan dalam

air

1.600 g/l pada

20oC

Suhu menyala

sendiri

Informasi tidak

tersedia

Penampilan dan

bau

Padatan berwarna

putih dan tidak

berbau

Sifat eksplosif Tidak termasuk

bahan yang

meledak

Titik nyala Tidak menyala Sifat oksidasi -

BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS

Stabilitas Stabil pada kondisi standar ( temperatur

kamar)

Kondisi yang dihindari Informasi tidak tersedia

Bahan-bahan yang dihindari Suasana asam, cairan yang mudah

terbakar, organic halogens, logam, nitro

compounds

Produk dekomposisi berbahaya Oksidasi fosfor disebabkan keberadaan

api

Kemungkinan reaksi yang berbahaya Informasi tidak tersedia

Page 253: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Material yang tidak sesuai Informasi tidak tersedia

BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN

Menyebabkan iritasi ringan pada kontak mata dan kulit

Toksik oral akut: LD50 rat 8000 mg/kg

5. Natrium Nitrat (NaNO3)

BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA

Nama Produk Sodium Nitrat Alamat Penyalur Jl. TB Simatupang

no.8 Pasar Rebo

Jakarta 13760

Indonesia

Nama lain - No. Telpon Darurat +62 21 2856 5600

Penyalur Merck Millipore

BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA

Klasifikasi Bahaya Bahan Berbahaya, menyebabkan api bila kontak dengan

material yang mudah terbakar, pengoksidasi

Fasa Aman Tidak Tersedia Fasa Berisiko Tidak Tersedia

BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI

Komponen Natrium

Hidroksida

Nomor CAS CAS# 7631-99-4

BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA

Kontak Mata Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya

selama 15 menit. Jika terjadi segera cari pertolongan dokter

Kontak Kulit Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal

selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang

tercemar.

Pernafasan Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi

agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak

sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan

pernafasan buatan.

Tertelan Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi

secara spontan, tetapi jangan dibuat muntah. Jangan

memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak

sadar. Segera konsultasi dengan dokter.

BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN

Tipe pemadam

kebakaran

Semua pemadam dapat digunakan.

Bahaya api/

ledakan

Tidak mudah terbakar. Menyebabkan gas pembakaran yang

berbahaya dengan keberadaan api yaitu nitrogen oksida dan

gas yang mengandung nitrogen.

Prosedur

penanggulangan

kebakaran

Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri

untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.

BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN

Pakaian pelindung diperlukan saat menyapu, menyendok, atau mengambil bahan

Page 254: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

yang tumpah. Pindahkan ke wadah logam yang sebaiknya tertutup untuk

pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui. Jangan membuang tumpahan ke

saluran air.

BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN

Menyimpan di tempat yang sejuk, tertutup rapat, kering, berventilasi baik, jauh dari

bahan-bahan yang mudah terbakar, jauhkan dari panas dan sumber api.

BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI

Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian

untuk mencegah kerusakan kulit.

BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA

Titik leleh 308 oC Densitas gas relatif Tidak

teraplikasikan

Titik didih Tidak

teraplikasikan

Densitas relatif 2,26 g/cm3 pada

20oC

Tekanan uap Informasi tidak

tersedia

Tingkat penguapan Informasi tidak

tersedia

pH 5,5 – 8 pada 50 g/l,

20oC

Suhu dekomposisi > 380oC

Kelarutan dalam

air

874 g/l pada 20oC Suhu menyala

sendiri

Informasi tidak

tersedia

Penampilan dan

bau

Padatan tidak

berwarna dan tidak

berbau

Sifat eksplosif Informasi tidak

tersedia

Titik nyala Tidak menyala Sifat oksidasi Menyebabkan api,

pengoksidasi

BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS

Stabilitas Stabil pada kondisi standar ( suhu kamar)

Kondisi yang dihindari Pemanasan (Dekomposisi)

Bahan-bahan yang dihindari Informasi tidak tersedia

Produk dekomposisi berbahaya Menghasilkan nitrogen oksida dan gas

yang mengandung nitrogen

Kemungkinan reaksi yang berbahaya Berisiko menimbulkan ledakan bila

direaksikan dengan : Bubuk logam,

aluminium oksida, boron fosfit, sianida,

asetat anhidrat, sodium fosfit, sodium

tiosulfat, kebaradaan asam, dan polivinil

klorida

Berisiko menimbulkan nyala atau

pembentukan gas atau uap yang mudah

terbakar bila direaksikan dengan: bahan

organik mudah terbakar, bahan yang

dapat dioksidasi, karbon, dan arsenik

oksida.

BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN

Toksik oral akut: LD 50 rat 1.267 mg/kg

Menyebabkan iritasi mukosa jika tertelan dan iritasi ringan pada mata

Page 255: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

6. Natrium Klorida (NaCl)

BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA

Nama Produk Sodium klorida Alamat Penyalur Surabaya

Nama lain -

Penyalur Toko Kimia

Indonesia No. Telpon Darurat 082 228 000 493

BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA

Klasifikasi Bahaya Diklasifikasikan sebagai bahan yang tidak berbahaya

berdasarkan pengesahan Eropa

Fasa Aman Tidak Tersedia Fasa Berisiko Tidak Tersedia

BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI

Komponen Sodium klorida Nomor CAS CAS# 7647-14-5

BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA

Kontak Mata Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya

selama 15 menit.

Kontak Kulit Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal

selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang

tercemar.

Pernafasan Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi

agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak

sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan

pernafasan buatan.

Tertelan Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi

secara spontan, tetapi jangan dibuat muntah. Jangan

memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak

sadar. Segera konsultasi dengan dokter bila merasa belum baik.

BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN

Tipe pemadam

kebakaran

Semua pemadam dapat digunakan

Bahaya api/

ledakan

Tidak mudah terbakar

Prosedur

penanggulangan

kebakaran

Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri

untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.

BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN

Segera kumpulkan bahan yang tumpah. Pindahkan ke wadah yang sebaiknya tertutup

untuk pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui.

BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN

Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan

yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. Cuci bersih tangan setelah memegang

bahan.

BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI

Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian

untuk mencegah kerusakan kulit.

Page 256: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA

Titik leleh 801 oC Densitas relatif 2,17 g/cm3 pada

20oC

Titik didih 1.461 oC pada

1,013 hPa

Densitas uap relatif Informasi tidak

tersedia

Tekanan uap 1,3 hPa pada 865 oC

Tingkat penguapan Informasi tidak

tersedia

pH 4,5 – 7 pada 100

g/l, 20oC

Suhu dekomposisi Informasi tidak

tersedia

Kelarutan dalam

air

358 g/l pada 20oC Suhu menyala

sendiri

Informasi tidak

tersedia

Penampilan dan

bau

Padatan tidak

berwarna dan tidak

berbau

Sifat eksplosif Tidak termasuk

bahan yang dapat

meledak

Titik nyala Tidak

teraplikasikan

Sifat oksidasi -

BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS

Stabilitas Stabil pada kondisi standar ( suhu kamar)

Kondisi yang dihindari Informasi tidak tersedia

Bahan-bahan yang dihindari Informasi tidak tersedia

Produk dekomposisi berbahaya Informasi tidak tersedia

Kemungkinan reaksi berbahaya Reaksi eksotermik dengan logam alkali

BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN

Toksik oral akut : LD50 rat 3000 mg/kg

Menyebabkan iritasi ringan pada mata

7. Magnesium Diklorida Heksahidrat (MgCl.6H2O)

BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA

Nama Produk Magnesium klorida

heksahidrat

Alamat Penyalur Jl. TB Simatupang

no.8 Pasar Rebo

Jakarta 13760

Indonesia

Nama lain - No. Telpon Darurat +62 21 2856 5600

Penyalur Merck Millipore

BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA

Klasifikasi Bahaya Bahan tidak berbahaya berdasarkan pengesahan Eropa

Fasa Aman Tidak Tersedia Fasa Berisiko Tidak Tersedia

BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI

Komponen Magnesium klorida

heksahidrat

Nomor CAS CAS# 7791-18-6

BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA

Kontak Mata Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya

Page 257: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

selama 15 menit.

Kontak Kulit Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal

selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang

tercemar.

Pernafasan Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi

agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak

sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan

pernafasan buatan.

Tertelan Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi

secara spontan, tetapi jangan dibuat muntah. Jangan

memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak

sadar. Segera konsultasi dengan dokter bila merasa belum baik.

BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN

Tipe pemadam

kebakaran

Semua pemadam dapat digunakan.

Bahaya api/

ledakan

Tidak mudah terbakar. Api dapat menyebabkan pelepasan gas

HCl. Gunakan water spray jet.

Prosedur

penanggulangan

kebakaran

Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri

untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.

BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN

Pakaian pelindung diperlukan saat menyapu, menyendok, atau mengambil bahan

yang tumpah. Pindahkan ke wadah logam yang sebaiknya tertutup untuk

pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui. Jangan membuang tumpahan ke

saluran air.

BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN

Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan

yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. Cuci bersih tangan setelah memegang

bahan.

BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI

Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian

untuk mencegah kerusakan kulit.

BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA

Titik leleh 117 oC Densitas relatif 1,57 g/cm

3 pada

20oC

Titik didih Tidak

teraplikasikan

Densitas uap relatif Informasi tidak

tersedia

Tekanan uap Informasi tidak

tersedia

Tingkat penguapan Informasi tidak

tersedia

pH 4,5 – 7 pada 50 g/l,

20oC

Suhu dekomposisi > 117 oC,

mengeliminasi air

pada proses

kristalisasi

Kelarutan dalam

air

1.670 g/l pada

20oC

Suhu menyala

sendiri

Informasi tidak

tersedia

Page 258: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Penampilan dan

bau

Padatan tidak

berwarna dan tidak

berbau

Sifat eksplosif Tidak termasuk

bahan yang dapat

meledak

Titik nyala Tidak menyala Sifat oksidasi -

BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS

Stabilitas Membebaskan air kristalisasi ketika

dipanaskan

Kondisi yang dihindari Pemanasan kuat (dekomposisi)

Bahan-bahan yang dihindari Informasi tidak tersedia

Produk dekomposisi berbahaya Menghasilkan gas HCl disebabkan

keberadaan api

Informasi tidak tersedia Informasi tidak tersedia

BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN

Toksik oral akut : LD50 rat 8.100 mg/kg

Menyebabkan iritasi mukosa ringan jika terhisap

8. Kalium Hidroksida (KOH)

BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA

Nama Produk Kalium hidroksida Alamat Penyalur Surabaya

Nama lain -

Penyalur Toko Kimia

Indonesia No. Telpon Darurat 082 228 000 493

BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA

Klasifikasi Bahaya Bahan Berbahaya, menyebabkan luka bakar pada kulit, korosi

pada logam, dan toksik akut.

Fasa Aman Tidak Tersedia Fasa Berisiko Tidak Tersedia

BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI

Komponen Kalium hidroksida Nomor CAS CAS# 215-181-3

BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA

Kontak Mata Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya

selama 15 menit.

Kontak Kulit Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal

selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang

tercemar. Olesi kulit yang terbakar dengan polietilen glikol

400. Segera panggil dokter.

Pernafasan Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi

agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak

sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan

pernafasan buatan.

Tertelan Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi

secara spontan, tetapi jangan dibuat muntah. Jangan

memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak

sadar serta jangan mencoba untuk menetralkan.

BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN

Tipe pemadam Semua pemadam dapat digunakan.

Page 259: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

kebakaran

Bahaya api/

ledakan

Tidak mudah terbakar.

Prosedur

penanggulangan

kebakaran

Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri

untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.

BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN

Pakaian pelindung diperlukan saat menyapu, menyendok, atau mengambil bahan

yang tumpah. Pindahkan ke wadah logam yang sebaiknya tertutup untuk

pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui. Jangan membuang tumpahan ke

saluran air.

BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN

Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, tidak terbuat dari

aluminium, timah, atau seng, jauh dari bahan-bahan yang tidak kompatibel, dan

tertutup rapat. Simpan pada 5 – 30 oC

BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI

Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian

untuk mencegah kerusakan kulit.

BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA

Titik leleh 360oC Densitas relatif 2,04 g/cm

3 pada

20oC

Titik didih 1.320oC Densitas uap relatif Informasi tidak

tersedia

Tekanan uap Pada 20oC tidak

teraplikasikan

Tingkat penguapan Informasi tidak

tersedia

pH 14 pada 56 g/l,

20oC

Suhu dekomposisi Informasi tidak

tersedia

Kelarutan dalam

air

1.130 g/l pada

20oC

Suhu menyala

sendiri

Tidak

teraplikasikan

Penampilan dan

bau

Padatan tidak

berwarna dan tidak

berbau

Sifat eksplosif Informasi tidak

tersedia

Titik nyala Tidak

teraplikasikan

Sifat oksidasi Informasi tidak

tersedia

BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS

Stabilitas Stabil pada kondisi standar (suhu kamar)

Kondisi yang dihindari Air, material yang sifatnya tidak sesuai,

suhu ekstrim

Bahan-bahan yang dihindari Berisiko meledak dengan: senyawa

amonium,logam alkali, halogen,

senyawa-senyawa halogen, hidrocarbon

halogen, oksihalida nonlogam, senyawa

organik nitrogen, fosforus, oksida

nonlogam, hidrokarbon, anhidra, dan

asam kuat.

Produk dekomposisi berbahaya Informasi tidak tersedia

Page 260: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Kemungkinan reaksi berbahaya Informasi tidak tersedia

Reaktivitas Terjadi pelarutan eksoterm dengan air

BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN

Toksik oral akut: LD50 rat 273 mg/kg

Menyebabkan membran mukosa terbakar jika tertelan

Menyebabkan luka bakar pada kulit dan mata, serta berisiko menyebabkan kebutaan

9. Oksigen (O2)

BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA

Nama Produk Oksigen Alamat Penyalur Indonesia

Nama lain - Penyalur PT.Samator Gas

Industri No. Telpon Darurat 081912473833

BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA

Klasifikasi Bahaya Bahan Berbahaya, pengoksidasi, dapat menyebabkan api bila

kontak dengan bahan yang mudah terbakar,dapat menyebabkan

radang dingin, dan menyebabkan iritasi pada mata dan kulit.

Fasa Aman Tidak Tersedia Fasa Berisiko Tidak Tersedia

BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI

Komponen Oksigen % 100%

Nomor CAS 7782-44-7

BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA

Kontak Mata Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya

selama 15 menit. Jika terjadi iritasi parah segera cari

pertolongan dokter

Kontak Kulit Tidak diharapkan

Pernafasan Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi

agar dapat bernafas dengan udara segar. Jika korban tidak

sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan

pernafasan buatan.

Tertelan Karena produk ini berupa gas, maka lebih mengacu kepada

bagian pernafasan.

BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN

Tipe pemadam

kebakaran

Semua pemadam dapat digunakan. Tambahan air akan

melepaskan panas.

Bahaya api/

ledakan

Mudah terbakar, menyebabkan kebakaran ekstrim dengan

keberadaan material atau kondisi berikut: bahan mudah

terbakar dan bahan organik.

Prosedur

penanggulangan

kebakaran

Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri

untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.

BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN

Segera hubungi petugas darurat. Hentikan kebocoran jika tanpa risiko. Gunakan

Page 261: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

peralatan tahan percikan dan tahan ledakan.

BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN

Simpan wadah tertutup rapat. Simpan wadah di tempat yang sejuk berventilasi.

Terpisah dari asam, alkali, zat pereduksi, dan mudah terbakar. Silinder harus

disimpan tegak, dengan topi katup perlindungan di tempat, dan tegas diamankan

untuk mencegah jatuh atau menjadi terguling. Suhu silinder tidak boleh melebihi 52 °

C (125 ° F).

BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI

Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian

untuk mencegah kerusakan kulit.

BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA

Titik leleh -218,4 oC (-361,1

oF)

Densitas cairan 1141 kg/m3

Titik didih -183 oC (-297,4

oF) Densitas gas 0,083 lb/ft

3

Temperatur kritis -118,6 oC (-181,5

oF)

Volume spesifik 12,0482 ft3/lb

Densitas uap 1,105 kg/m3

BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS

Bahan-bahan yang dihindari Sangat reaktif atau tidak cocok dengan

bahan-bahan berikut:bahan pengoksidasi,

dan bahan mudah terbakar.

Stabilitas Stabil

Produk dekomposisi berbahaya Tidak akan terbentuk pada kondisi

penyimpanan dan penggunaan normal

Polimerisasi berbahaya Tidak akan terjadi pada kondisi

penyimpanan dan penggunaan normal

BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN

Produk ini menunjukkan potensi bioakumulasi yang rendah.

10. Kalium Karbonat (K2CO3)

BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA

Nama Produk Kalium karbonat Alamat Penyalur China

Nama lain - Penyalur Sichuan Highlight

Fine Chemicals

Co., Ltd. No. Telpon Darurat 86-28-86026038

BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA

Klasifikasi Bahaya Bahan Berbahaya, menyebabkan iritasi kulit, mata, dan sistem

pernafasan.

Fasa Aman Tidak Tersedia Fasa Berisiko Tidak Tersedia

BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI

Komponen Kalium karbonat % -

Nomor CAS CAS# 584-08-7

BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA

Kontak Mata Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya

Page 262: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

selama 15 menit.

Kontak Kulit Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal

selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang

tercemar.

Pernafasan Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi

agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak

sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan

pernafasan buatan.

Tertelan Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi

secara spontan, tetapi jangan dibuat muntah. Jangan

memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak

sadar. Segera konsultasi dengan dokter.

BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN

Tipe pemadam

kebakaran

Semua pemadam dapat digunakan.

Bahaya api/

ledakan

Tidak mudah terbakar, keberadaan api dapat menyebabkan

terbentuknya uap berbahaya.

Prosedur

penanggulangan

kebakaran

Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri

untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.

BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN

Pakaian pelindung diperlukan saat menyapu, menyendok, atau mengambil bahan

yang tumpah. Pindahkan ke wadah logam yang sebaiknya tertutup untuk

pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui. Jangan membuang tumpahan ke

saluran air.

BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN

Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan

yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. Simpan bahan pada suhu 5 – 30oC.

BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI

Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian

untuk mencegah kerusakan kulit.

BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA

Titik leleh 891oC Densitas relatif 2,43 g/cm

3 pada

20oC

Titik didih Tidak

teraplikasikan

Densitas uap relatif Informasi tidak

tersedia

Tekanan uap Tidak

teraplikasikan

Tingkat penguapan Informasi tidak

tersedia

pH 11,5 – 12,5 pada 50

g/l, 20oC

Suhu dekomposisi Informasi tidak

tersedia

Kelarutan dalam

air

1.120 g/l pada

20oC

Suhu menyala

sendiri

Informasi tidak

tersedia

Penampilan dan

bau

Padatan berwarna

putih dan tidak

berbau

Sifat eksplosif Tidak termasuk

bahan yang dapat

meledak

Titik nyala Sifat oksidasi -

Page 263: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS

Stabilitas Stabil pada kondisi standar (suhu kamar)

Kondisi yang dihindari Air, material yang sifatnya tidak sesuai,

suhu ekstrim

Bahan-bahan yang dihindari Informasi tidak tersedia

Produk dekomposisi berbahaya Informasi tidak tersedia

Kemungkinan terjadi reaksi berbahaya Reaksi hebat/ menghasilkan gas jika

kontak dengan : karbon, asam, bubuk

logam alkali.

BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN

Toksik oral akut: LD50 rat > 2.000 mg/kg

Menyebabkan iritasi pada kulit dan mata

11. Karbon Dioksida (CO2)

BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA

Nama Produk Karbondioksida Alamat Penyalur Tebing Tinggi,

Sumatera Utara Nama lain -

Penyalur Pabrik Biohidrogen No. Telpon Darurat 081378409220

BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA

Klasifikasi Bahaya Bahan Berbahaya

Fasa Aman Tidak Tersedia Fasa Berisiko Tidak Tersedia

BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI

Komponen Karbondioksida % -

BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA

Kontak Mata Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya

selama 15 menit. Segera cari pertolongan dokter

Kontak Kulit Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal

selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang

tercemar. Bersihkan pakaian dan sepatu yang tercemar sebelum

digunakan kembali.

Pernafasan Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi

agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak

sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan

pernafasan buatan.

Tertelan Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi

secara spontan, tetapi jangan dibuat muntah. Jangan

memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak

sadar.

BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN

Tipe pemadam

kebakaran

Ini merupakan media pemadam kebakaran.

Bahaya api/

ledakan

Tidak berbahaya kebakaran.

Prosedur

penanggulangan

-

Page 264: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

kebakaran

BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN

Pakaian pelindung diperlukan saat menyapu, menyendok, atau mengambil bahan

yang tumpah. Pindahkan ke wadah logam yang sebaiknya tertutup untuk

pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui.

BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN

Simpan pada area berventilasi baik, sejuk, hindari sinar matahari langsung,dan jauh

dari panas serta sumber api. Jangan memaparkan tangki penyimpan pada suhu 55oC.

BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI

Evakuasi area dan ventilasi. Jangan memasuki dimana ada kemungkinan konsentrasi

tinggi tanpa peralatan perlindungan yang sesuai termasuk perlengkapan pernapasan.

BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA

Titik leleh Informasi tidak

tersedia

Suhu menyala

sendiri

Tidak menyala

Titik didih -78,5oC Penampilan dan

bau

Gas tidak berbau

dan berwarna.

Tekanan uap 100 atm Densitas uap 1,873 kg/m3

BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS

Stabilitas Stabil pada kondisi penyimpanan dan

penggunaan normal.

Kondisi yang dihindari Tidak ada

Bahan-bahan yang dihindari Tidak ada informasi tersedia

Produk dekomposisi berbahaya Tidak ada

Polimerisasi berbahaya Tidak akan terjadi

Reaksi berbahaya Tidak ada

BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN

Jika menghirup gas ini lebih lama dan pada kondisi atmosfir kekurangan oksigen

(oksigen dibawah 18%) dapat mempengaruhi jantung dan tubuh menjadi gelisah.

12. Gas Hidrogen (H2)

BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA

Nama Produk Hidrogen Alamat Penyalur Tebing Tinggi,

Sumatera Utara

Nama lain - No. Telpon Darurat 081378409220

Penyalur Pabrik Biohidrogen

BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA

Klasifikasi Bahaya Bahan Berbahaya dan mudah terbakar serta bertekanan tinggi.

Lebih ringan dari udara dan terbakar dengan nyala yang tidak

terlihat.

Fasa Aman Tidak Tersedia Fasa Berisiko Tidak Tersedia

BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI

Komponen Hidrogen % 99%

BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA

Page 265: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Kontak Mata -

Kontak Kulit -

Pernafasan Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi

agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak

sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan

pernafasan buatan.

Tertelan -

BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN

Tipe pemadam

kebakaran

CO2, bahan kimia kering, semprotan atau kabut air.

Bahaya api/

ledakan

Gas mudah terbakar.

Prosedur

penanggulangan

kebakaran

Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri.

BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN

Evakuasi area yang terkontaminasi. Eliminasi sumber yang memungkinkan

terbentuknya nyala api.

BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN

Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, tertutup rapat, dan

jauhkan dari bahan-bahan yang tidak dapat menimbulkan api atau mudah terbakar.

BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI

Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian

untuk mencegah kerusakan kulit.

BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA

Titik leleh -259,2oC

(-434,5oF)

Densitas gas 0,08342 kg/m3

Titik didih -252,8oC (-423

oF) Penampilan dan

bau

Gas tidak berwarna

BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS

Stabilitas Stabil

Kondisi yang dihindari -

Bahan-bahan yang dihindari Agen pengoksidasi,

Produk dekomposisi berbahaya -

Polimerisasi berbahaya -

BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN

-

13. Sulfur (S)

BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA

Nama Produk Sulfur Alamat Penyalur Tebing Tinggi,

Sumatera utara Nama lain -

Penyalur Pabrik Biohidrogen No. Telpon Darurat 081378409220

BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA

Page 266: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Klasifikasi Bahaya Menyebabkan iritasi kulit

Fasa Aman Tidak Tersedia Fasa Berisiko Tidak Tersedia

BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI

Komponen Sulfur % -

BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA

Kontak Mata Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya

selama 15 menit. Jika terjadi iritasi parah segera cari

pertolongan dokter

Kontak Kulit Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal

selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang

tercemar.

Pernafasan Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi

agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak

sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan

pernafasan buatan.

Tertelan Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi

secara spontan, tetapi jangan dibuat muntah. Jangan

memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak

sadar.

BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN

Tipe pemadam

kebakaran

Air, karbondioksida (CO2), busa, dan serbuk kering. Tekan

gas/uap/kabut dengan semprotan air jet. Cegah air pemadam

kebakaran mengkontaminasi air permukaan atau sistem air

tanah.

Bahaya api/

ledakan

Bahan mudah terbakar, perkembangan gas atau uap menyala

yang berbahaya mungkin terjadi dalam kejadian kebakaran.

Kebakaran dapat menyebabkan berevolusi: sulfur oksida.

Prosedur

penanggulangan

kebakaran

Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri

untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.

BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN

Hindari pembentukan debu: jangan menghirup debu. Ambil dalam keadaan kering,

bersihkan area yang terkena, dan teruskan ke pembuangan.

BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN

Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan

yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. Cuci bersih tangan setelah memegang

bahan.

BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI

Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian

untuk mencegah kerusakan kulit.

BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA

Titik leleh 113 – 119oC Densitas 1,96 – 2,07

g/cm3pada 20

oC

Titik didih 444oC Titik nyala 160

oC

Page 267: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Tekanan uap < 0,01 hPa pada

20oC

Densitas uap relatif Informasi tidak

tersedia

pH Informasi tidak

tersedia

Suhu menyala

sendiri

235oC, debu.

Kelarutan dalam

air

Pada 20oC praktis

tidak larut

Viskositas 17 mPa.s pada

120oC, cair

Penampilan dan

bau

Padatan berwarna

kuning muda dan

berbau khas yang

lemah.

Sifat oksidator Informasi tidak

tersedia

BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS

Stabilitas Stabil

Kondisi yang dihindari Informasi tidak tersedia

Bahan-bahan yang dihindari Logam basa, logam alkali-tanah, logam

oksida, nonmetal, nonmetal oksida,

fluorin, senyawa halogen, oksidator,

senyawa peroksi, nitrit, hidrida, nitrida,

karbida, sulfida, lithium silicide, senyawa

silikon, karbon disulfida senyawa nitro

organik, eter, dan acetylidene.

Dekomposisi termal > 250oC

Reaksi yang hebat dapat terjadi dengan Klorat, nitrat, perklorat, dan permanganat

BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN

Toksik oral akut LD50 rat: > 5.000 mg/kg

Menyebabkan iritasi ringan pada mata dan kulit

14. Alum (Al2 (SO4)3)

BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA

Nama Produk Aluminium sulfat Alamat Penyalur China

Nama lain - No. Telpon Darurat -

Penyalur www.icis.com

BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA

Klasifikasi Bahaya Bahan berbahaya, menyebabkan iritasi kulit, mata, dan sistem

pernafasan.

Fasa Aman Tidak Tersedia Fasa Berisiko Tidak Tersedia

BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI

Komponen Kalium karbonat % 100%

Nomor CAS CAS# 7784-31-8

BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA

Kontak Mata Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya

selama 15 menit.

Kontak Kulit Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal

selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang

tercemar.

Page 268: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Pernafasan Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi

agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak

sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan

pernafasan buatan.

Tertelan Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi

secara spontan, tetapi jangan dibuat muntah. Jangan

memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak

sadar. Segera konsultasi dengan dokter.

BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN

Tipe pemadam

kebakaran

Semua pemadam dapat digunakan.

Bahaya api/

ledakan

Tidak mudah terbakar, keberadaan api dapat menyebabkan

terbentuknya uap berbahaya.

Prosedur

penanggulangan

kebakaran

Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri

untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.

BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN

Gunakan alat yang sesuai untuk mengambil dan membuang tumpahan.Pembersihan

akhir dilakukan dengan menyebarkan air pada permukaan yang terkontaminasi.

BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN

Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan

yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat.

BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI

Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian

untuk mencegah kerusakan kulit.

BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA

Titik leleh Informasi tidak

tersedia

Densitas relatif 1,69 gr/cm3

Titik didih Informasi tidak

tersedia

Densitas uap relatif Informasi tidak

tersedia

Tekanan uap Tidak

teraplikasikan

Tingkat penguapan Informasi tidak

tersedia

pH Informasi tidak

tersedia

Suhu dekomposisi Informasi tidak

tersedia

Kelarutan dalam

air

86,9 g/100 ml pada

0oC

Suhu menyala

sendiri

Informasi tidak

tersedia

Penampilan dan

bau

Padatan berwarna

putih dan tidak

berbau

Sifat eksplosif Tidak termasuk

bahan yang dapat

meledak

Titik nyala Sifat oksidasi -

BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS

Stabilitas Stabil

Kondisi yang dihindari Kelembaban

Bahan-bahan yang dihindari Reaktif dengan agen pengoksidasi

Reaktivitas Melebur ketika dipanaskan secara

Page 269: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

bertahap pada 250oC, kehilangan

sejumlah air.

Korosivitas Menimbulkan korosi pada logam dengan

kehadiran kelembaban, dan tidak korosif

pada kaca.

Polimerisasi Tidak akan terjadi

BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN

Toksik oral akut: LD50 rat > 9.000 mg/kg

15. Natrium karbonat (Na2CO3)

BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA

Nama Produk Natrium karbonat Alamat Penyalur China

Nama lain - No. Telpon Darurat -

Penyalur www.icis.com

BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA

Klasifikasi Bahaya Bahan Berbahaya, menyebabkan iritasi kulit, mata, dan sistem

pernafasan.

Fasa Aman Tidak Tersedia Fasa Berisiko Tidak Tersedia

BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI

Komponen Kalium karbonat % 100%

Nomor CAS CAS# 584-08-7

BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA

Kontak Mata Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya

selama 15 menit.

Kontak Kulit Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal

selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang

tercemar.

Pernafasan Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi

agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak

sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan

pernafasan buatan.

Tertelan Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi

secara spontan, tetapi jangan dibuat muntah. Jangan

memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak

sadar. Segera konsultasi dengan dokter.

BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN

Tipe pemadam

kebakaran

Semua pemadam dapat digunakan.

Bahaya api/

ledakan

Tidak mudah terbakar, keberadaan api dapat menyebabkan

terbentuknya uap berbahaya.

Prosedur

penanggulangan

kebakaran

Pakailah alat bantu pernafasan dan pakaian pelindung diri

untuk mencegah kontak dengan kulit dan pakaian.

BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN

Page 270: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Pakaian pelindung diperlukan saat menyapu, menyendok, atau mengambil bahan

yang tumpah. Pindahkan ke wadah logam yang sebaiknya tertutup untuk

pembuangan limbah ke fasilitas yang telah disetujui. Jangan membuang tumpahan ke

saluran air.

BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN

Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan

yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. Simpan bahan pada suhu 5 – 30oC.

BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI

Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian

untuk mencegah kerusakan kulit.

BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA

Titik leleh 891oC Densitas relatif 2,43 g/cm

3 pada

20oC

Titik didih Tidak

teraplikasikan

Densitas uap relatif Informasi tidak

tersedia

Tekanan uap Tidak

teraplikasikan

Tingkat penguapan Informasi tidak

tersedia

pH 11,5 – 12,5 pada 50

g/l, 20oC

Suhu dekomposisi Informasi tidak

tersedia

Kelarutan dalam

air

1.120 g/l pada

20oC

Suhu menyala

sendiri

Informasi tidak

tersedia

Penampilan dan

bau

Padatan berwarna

putih dan tidak

berbau

Sifat eksplosif Tidak termasuk

bahan yang dapat

meledak

Titik nyala Sifat oksidasi -

BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS

Stabilitas Stabil pada kondisi standar (suhu kamar)

Kondisi yang dihindari Air, material yang sifatnya tidak sesuai,

suhu ekstrim

Bahan-bahan yang dihindari Informasi tidak tersedia

Produk dekomposisi berbahaya Informasi tidak tersedia

Kemungkinan terjadi reaksi berbahaya Reaksi hebat/ menghasilkan gas jika

kontak dengan : karbon, asam, bubuk

logam alkali.

BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN

Toksik oral akut: LD50 rat > 2.000 mg/kg

Menyebabkan iritasi pada kulit dan mata

16. Kaporit

BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA

Nama Produk Kaporit Alamat Penyalur Jl. Gatot Subroto

188

Nama lain - No. Telpon Darurat (061) 4518375

Page 271: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Penyalur PT. Bratachem

BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA

Klasifikasi Bahaya Bahan berbahaya, menyebabkan iritasi kulit, mata, dan sistem

pernafasan.

Fasa Aman Tidak Tersedia Fasa Berisiko Tidak Tersedia

BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI

Komponen Klorin dan air % air 99,8 %

Nomor CAS CAS# campuran % klorin 0,1 – 0,3 %

BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA

Kontak Mata Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya

selama 15 menit.

Kontak Kulit Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal

selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang

tercemar.

Pernafasan Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi

agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak

sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan

pernafasan buatan.

Tertelan Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi

secara spontan, tetapi jangan dibuat muntah. Jangan

memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak

sadar. Segera konsultasi dengan dokter.

BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN

Tipe pemadam

kebakaran

-

Bahaya api/

ledakan

Tidak dapat terbakar.

Prosedur

penanggulangan

kebakaran

-

BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN

Tumpahan kecil dengan cara mengencerkan dengan air kemudian bersihkan dengan

pengepel, atau serap dengan bahan kering inert, dan tempatkan dalam kontainer

pembuangan limbah yang sesuai.

BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN

Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan

yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat.

BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI

Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian

untuk mencegah kerusakan kulit.

BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA

Titik leleh Tidak tersedia Densitas relatif -

Titik didih 100oC Densitas uap 0,62 kg/m

3

Tekanan uap Tidak tersedia Tingkat penguapan Informasi tidak

Page 272: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

tersedia

Temperatur kritis Tidak tersedia Suhu dekomposisi Informasi tidak

tersedia

Kelarutan dalam

air

Sangat mudah larut

dalam air dingin

Suhu menyala

sendiri

Informasi tidak

tersedia

Penampilan dan

bau

Cairan Sifat eksplosif Tidak termasuk

bahan yang dapat

meledak

Titik nyala Sifat oksidasi -

BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS

Stabilitas Stabil pada kondisi standar (suhu kamar)

Kondisi yang dihindari Tidak tersedia

Bahan-bahan yang dihindari Sangat reaktif dengan agen pereduksi,

bahan mudah terbakar,dan bahan organik.

Produk dekomposisi berbahaya Tidak tersedia

Polimerisasi Tidak terjadi

BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN

-

17. Asam sulfat (H2SO4)

BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA

Nama Produk Asam sulfat Alamat Penyalur China

Nama lain - No. Telpon Darurat -

Penyalur www.icis.com

BAGIAN 2 : IDENTIFIKASI BAHAYA

Klasifikasi Bahaya Bahan sangat berbahaya, menyebabkan iritasi dan korosif pada

kulit, mata, pencernaan dan sistem pernafasan.

Fasa Aman Tidak Tersedia Fasa Berisiko Tidak Tersedia

BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI

Komponen Asam sulfat % 95-98%

Nomor CAS CAS# 7664-93-9

BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA

Kontak Mata Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya

selama 15 menit.

Kontak Kulit Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal

selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang

tercemar.

Pernafasan Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi

agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak

sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan

pernafasan buatan.

Tertelan Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi

secara spontan, tetapi jangan dibuat muntah. Jangan

Page 273: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak

sadar. Segera konsultasi dengan dokter.

BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN

Tipe pemadam

kebakaran

-

Bahaya api/

ledakan

Tidak mudah terbakar.

Prosedur

penanggulangan

kebakaran

-

BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN

Tumpahan kecil dengan cara mengencerkan dengan air kemudian bersihkan dengan

pengepel, atau serap dengan bahan kering inert, dan tempatkan dalam kontainer

pembuangan limbah yang sesuai. Netralkan residu dengan larutan sodium karbonat.

BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN

Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan

yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. Jangan tambahkan air pada produk ini dan

jangan simpan pada suhu di atas 23oC.

BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI

Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian

untuk mencegah kerusakan kulit.

BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA

Titik leleh -35oC Volatilitas Tidak tersedia

Titik didih 270oC Densitas uap 3,4 kg/m

3

Tekanan uap Tidak tersedia Tingkat penguapan -

pH Asam Suhu dekomposisi -

Kelarutan dalam

air

Mudah larut pada

air dingin.

Suhu menyala

sendiri

-

Penampilan dan

bau

Cairan tidak berbau, tetapi memiliki bau menusuk ketika

panas, dan tidak berwarna.

Titik nyala - Sifat oksidasi -

BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS

Stabilitas Stabil pada kondisi standar (suhu kamar)

Kondisi yang dihindari Panas yang berlebih

Bahan-bahan yang dihindari Bahan mudah terbakar,bahan organik,

pengoksidasi, amina, basa.

Polimerisasi Tidak akan terjadi

BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN

Toksik oral akut: LD50 rat 320 mg/m3

18. Zeolit (Na2O.Al2O3.xSiO2.yH2O)

BAGIAN 1: IDENTIFIKASI BAHAN DAN PENYEDIA

Nama Produk Zeolit Alamat Penyalur China

Nama lain - Penyalur Sichuan Highlight

Page 274: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

No. Telpon Darurat 86-28-86026038 Fine Chemicals

Co., Ltd.

Klasifikasi Bahaya Bahan sangat berbahaya, menyebabkan iritasi dan korosif pada

kulit, mata, pencernaan dan sistem pernafasan.

Fasa Aman Tidak Tersedia Fasa Berisiko Tidak Tersedia

BAGIAN 3 : INFORMASI KOMPOSISI

Komponen Asam sulfat % 100%

Nomor CAS CAS# 1318-02-1

BAGIAN 4 : TATA CARA PERTOLONGAN PERTAMA

Kontak Mata Segera mungkin membilas mata dengan banyak air sedikitnya

selama 15 menit.

Kontak Kulit Dalam kasus kontak, segera basuh kulit dengan air minimal

selama 15 menit sambil melepas pakaian dan sepatu yang

tercemar.

Pernafasan Jika korban sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi

agar dapat bernafas dengan udara segar.Jika korban tidak

sadar, pindahkan ke area yang tidak terkontaminasi dan berikan

pernafasan buatan.

Tertelan Berikan beberapa gelas susu atau air. Muntah dapat terjadi

secara spontan, tetapi jangan dibuat muntah. Jangan

memberikan apapun melalui mulut kepada orang yang tidak

sadar. Segera konsultasi dengan dokter.

BAGIAN 5 : TATA CARA PENANGGULANGAN KEBAKARAN

Tipe pemadam

kebakaran

-

Bahaya api/

ledakan

Tidak dapat terbakar.

Prosedur

penanggulangan

kebakaran

-

BAGIAN 6 : TATA CARA PENANGGULANGAN TUMPAHAN

Gunakan alat yang sesuai untuk mengambil dan membuang tumpahan.Pembersihan

akhir dilakukan dengan menyebarkan air pada permukaan yang terkontaminasi.

BAGIAN 7 : PENANGANAN DAN PENYIMPANAN

Menyimpan di tempat yang sejuk, kering, berventilasi baik, jauh dari bahan-bahan

yang tidak kompatibel, dan tertutup rapat. Jangan tambahkan air pada produk ini dan

jangan simpan pada suhu di atas 23oC.

BAGIAN 8 : PENGENDALIAN DAN PERLINDUNGAN DIRI

Pemakaian sarung tangan yang tepat, kaca mata debu, pelindung wajah, dan pakaian

untuk mencegah kerusakan kulit.

BAGIAN 9 : DATA FISIK DAN KIMIA

Titik leleh Tidak tersedia Volatilitas Tidak tersedia

Titik didih Tidak tersedia Densitas uap Tidak tersedia

Tekanan uap Tidak tersedia Tingkat penguapan Tidak tersedia

pH Tidak

teraplikasikan

Suhu dekomposisi Tidak tersedia

Page 275: Lampiran Perhitungan Neraca Massa

Irma Suraya 08 0405 001 Universitas Sumatera Utara

Kelarutan dalam

air

Larut pada air

dingin dan air

panas.

Suhu menyala

sendiri

Tidak tersedia

Penampilan dan

bau

Padatan tidak

berbau dan

berwarna putih

Suhu kritis Tidak tersedia

Titik nyala - Sifat oksidasi -

BAGIAN 10 : STABILITAS DAN REKTIVITAS

Stabilitas Stabil

Kondisi yang dihindari -

Bahan-bahan yang dihindari -

Polimerisasi Tidak akan terjadi

BAGIAN 11 : INFORMASI TAMBAHAN

-