Pra Rencana Pabrik Bubuk Detergen Dari Dedozyl Benzena (Ddb) Dan Oleum Dengan Proses Sulfonasi

LEMBAR PERSETUJUAN

PRA RENCANA PABRIK BUBUK DETERGEN DARI DEDOZYLBENZENA (DDB) DAN OLEUM DENGAN PROSES SULFONASI

KAPASITAS 20.000 TON/TAHUN

SKRIPSI

Oleh:

YOHANES STEFANUS SAWU : 0305010023JONSON STEFANUS : 0305010032

Menyetujui;

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Ir. Bambang Poerwadi, MS. Zuhdi Ma’sum, ST. NIP: NIP:

Mengetahui;

Dekan Ketua

Fakultas Teknik Program Studi Teknik Kimia

Nawir Rasyidi, ST. MT S.P. Abrina Anggraini, ST. MT. NIP: 132 158 734 NIP. 014 024 146

2

LEMBARAN PENGESAHAN

PRA RENCANA PABRIK

BUBUK DETERGEN DARI DEDOZYL BENZENA (DDB) DAN OLEUM

DENGAN PROSES SULFONASI KAPASITAS 20.000 TON/TAHUN

SKRIPSI

Oleh:

YOHANES STEFANUS SAWU : 0305010023JONSON STEFANUS : 0305010032

Telah Dipertahankan Dihadapan Penguji Dan Telah Diterima

Tim Penguji Fakultas Teknik Universitas Tribhuwana Tunggadewi

Malang

Tim penguji:

1. Ir. Bambang Poerwadi, MS. :

2. Zuhdi Ma’sum, ST. :

3. Susy Yuniningsih, ST., MT. :

Tgl: Oktober 2008

3

LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : YOHANES STEFANUS SAWU

JONSON STEFANUS

NIM : 0305010023 / 0305010032

Fakultas : Teknik

Program Studi : Teknik Kimia

Judul : Pra Rencana Pabrik Bubuk Detergent Dari

Dedocyl Benzena (DDB) dan Oleum Dengan

Proses Sulfonasi Kapasitas 20.000 Ton/Tahun

Merupakan karya tulis sendiri yang saya buat dan menurut pengamatan

serta keyakinan saya sendiri. Tugas Pra Rencana Pabrik ini tidak mengandung

bagian skripsi atau karya tulis yang pernah diterbitkan atau ditulis oleh orang lain,

kecuali kutipan referensi yang dimuat dalam skripsi ini.

Apabila ternyata dikemudian hari pernyataan saya tidak benar, saya

sanggup dan bersedia menerima sangsi akademik apapun dari Universitas

Tribhuwana Tunggadewi Malang.

Malang, 16 Oktober 2008

Yang membuat pernyataan

Yohanes Stefanus Sawu Jonson Stefanus

Menyetujui;

Pembimbing I Pembimbing II

Ir. Bambang Poerwadi, MS. Zuhdi Ma’sum, ST. NIP: NIP:

Tgl: Oktober 2008

4

PRA RENCANA PABRIKBUBUK DETERGEN DARI DEDOZYL BENZENA (DDB) DAN OLEUM

DENGAN PROSES SULFONASI KAPASITAS 20.000 TON/TAHUN

Jonson StefanusProgram Studi Teknik Kimia

Universitas Tribhuwana Tunggadewi Malang

ABSTRAK

Industri sebagai jalur utama pertumbuhan ekonomi maka pemerintah

mendirikan industri detergen, sehingga mampu mendorong pertumbuhan industri

lainnya dan dapat menyerap para investor menanamkan modalnya, maka

perekonomian negara dapat ditingkatkan dan membuka peluang lapangan kerja

bagi masyarakat disekitar lokasi.

Proses yang akan dipilih untuk pembuatan bubuk detergent adalah proses

sulfonasi dengan penambahan Lauryl Alkohol, dengan proses secara continue dan

menghasilkan yield 90% dengan suhu 55 0C dan proses lebih sederhana.

Pabrik Detergent ini direncanakan didirikan di daerah Rembang, Pasuruan

Jawa Timur pada tahun 2010 dengan kapsitas 20.000 ton / tahun dengan bentuk

perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) dengan struktur organisasi berbentuk

garis dan staf.

Ditinjau dari perhitungan analisa ekonomi terhadap Bubuk Detergen Dari

Dedozyl Benzena (DDB) Dan Oleum Dengan Proses Sulfonasi, maka diperoleh

data Harga jual (S) Rp 159.999.998.400, TCI Rp 27.375.212.481,12, Return Of

Invesment (ROIBT) 49,6 %, Return Of Invesment (ROIAT) 34,7%, Play Out Time

(POT) 2,4 tahun, Internal Rate Of Return (IRR) 21,48%, Break Even Point (BEP)

34,94%.

Ditinjau dari segi teknik dan ekonomi maka dapat disimpulkan bahwa Pra

Rencana Pabrik Bubuk Detergen Dari Dedozyl Benzena (DDB) Dan Oleum

Dengan Proses Sulfonasi Kapasitas 20.000 Ton/Tahun layak untuk dilanjutkan ke

tahap perancangan.

5

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas

berkat dan rahmat-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir Pra

Rencana Pabrik Bubuk Detergen Dari Dedozyl Benzena (DDB) dan Oleum

Dengan Proses Sulfonasi Kapasitas 20.000 Ton/Tahun dengan baik.

Penulisan tugas akhir ini tidak lepas dari dukungan dan bantuan berbagai

pihak. Oleh sebab itu, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya

kepada:

1. Ir. Bambang Poerwadi, MS selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak

memberikan bimbingan, arahan dan dukungan dalam penyelesaikan tugas

akhir ini.

2. Zuhdi Ma’sum, ST selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak

memberikan bimbingan, arahan dan dukungan dalam penyelesaian tugas

akhir ini.

3. Orang tua dan seluruh keluarga yang selalu mendo’akan, memberikan

dukungan dan semangat pada penulis mulai awal perkuliahan hingga

mengerjakan tugas akhir ini.

4. Keluarga besarku dan semua yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu

yang telah membantu penulis baik secara langsung maupun tidak langsung

5. Rekan-rekan Teknik Kimia dan semua pihak yang telah banyak membantu

hingga terselesainya tugas akhir ini.

Tugas akhir ini tentunya masih terdapat banyak kesalahan dan kekurangan,

oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran demi penyempurnaan tugas

akhir ini. Akhirnya, penulis berharap agar tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi

kita semua.

Malang, Oktober 2008

Penulis

6

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................... i

LEMBARAN PERSETUJUAN.................................................................. ii

LEMBARAN PENGESAHAN ................................................................... iii

LEMBARAN PERNYATAAN................................................................... iv

LEMBARAN MOTO.................................................................................. vi

ABSTRAK................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR................................................................................. viii

DAFTAR ISI ............................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ....................................................................................... xi

BAB I. PENDAHULUAN ........................................................................... 1-10

BAB II. SELEKSI DAN URAIAN PROSES ............................................... 1-11

BAB III. NERACA MASSA ........................................................................ 1-10

BAB IV. NERACA PANAS ........................................................................ 1-3

BAB V. SPESIFIKASI PERALATAN ........................................................ 1-24

BAB VI. PERANCANGAN ALAT UTAMA (SPRAY DRAYER) ............. 1-30

BAB VI. PERANCANGAN ALAT UTAMA (SULFONATOR) ................. 1-53

BAB VII. INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ................. 1-11

BAB VIII. UTILITAS .................................................................................. 1-10

BAB IX. LOKASI DAN TATA LETAK ..................................................... 1-14

BAB X. ORGANISASI PERUSAHAAN .................................................... 1-14

BAB XI. ANALISA EKONOMI ................................................................. 1-14

7

BAB XII. KESIMPULAN ........................................................................... 1-2

DAFTAR PUSTAKA

APPENDIX:

APPENDIX A. PERHITUNGAN NERACA MASSA ................................. 1-32

APPENDIX B. PERHITUNGAN NERACA PANAS ................................... 1-40

APPENDIX C. PERHITUNGAN PERALATAN.......................................... 1-118

APPENDIX D. PERHITUNGAN UTILITAS .............................................. 1-82

APPENDIX E. PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI ............................ 1-12

8

DAFTAR TABEL

Tabel

1.1. Data Ekspor Impor Detergent Bubuk ............................................ 8

2.1. Perbandingan Proses Pembuatan Detergent ................................... 6

7.1. Instrumentasi Pabrik Bubuk Detergent .......................................... 5

7.2. Alat Keselamatan Kerja ................................................................ 10

9.1. Pemilihan Lokasi Pabrik Berdasarkan Prameter ............................ 2

10.1. Penggolongan dan Jumlah Tenaga Kerja Berdasarkan

Jenjang Pendidikan ....................................................................... 12

11.1. Cash Flow Untuk NPV Selama 10 Tahun ...................................... 12

11.2. Cash Flow Untuk IRR Selama 10 Tahun........................................ 13

9

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pada masa pembangunan ini, pemerintah Indonesia sedang mengadakan

pembangunan disegala bidang menuju era yang lebih modern. Hal ini ditujukan

untuk memperkokoh struktur ekonomi nasional dengan keterkaitan yang kuat dan

saling mendukung antar sektor, meningkatkan daya tahan atas perekonomian

nasional, mengurangi ketergantungan terhadap negara lain, menghemat devisa,

memperluas lapangan kerja dan kesempatan usaha serta mendorong

berkembangnya kegiatan pembangunan sektor lain. Perkembangan industri

tersebut dikembangkan secara bertahap dan terpadu melaluai keterkaitan antara

yang satu dengan industri yang lain sehingga dapat merangsang penanaman modal

asing dan penyebaran pembangunan industri didaerah-daerah.

Industri sebagai jalur utama pertumbuhan ekonomi maka pemerintah

mendirikan industri detergen, detergen yang akan diproduksi diharapkan dapat

merealisasikan kegunaan detergen sebagai pembersih noda pada pakaian,

sehingga mampu mendorong pertumbuhan industri lainnya dan dapat menyerap

para investor menanamkan modalnya, maka perekonomian negara dapat

ditingkatkan dan membuka peluang lapangan kerja bagi masyarakat disekitar

lokasi.

Di Indonesia penggunaan detergen akan terus meningkat dengan terus

berkembangnya industri akan konsumsi masyarakat. Saat ini kebutuhan akan

10

produk bubuk detergen masih dipenuhi dari impor sehingga sangat perlu dikaji

tentang pendirian pabrik detergen di Indonesia.

1.2. Sejarah Perkembangan Industri Detergen

Sabun dibuat dari minyak dan lemak yang berasal dari sumber hewani dan

nabati, oleh karena itu bahan baku tersebut jumlahnya sangat terbatas, sedangkan

kebutuhan bahan pembersih makin meningkat maka dibuat alternatif bahan

pembersih lain yaitu detergen sintetis.

Detergen berbeda dengan sabun dalam rangkaiannya terhadap air

(hard water). Sabun membentuk campuran yang tidak larut dengan ion Ca dan Mg

dalam air, campuran ini akan mengendap dan mengurangi banyaknya busa serta

mengurangi kemampuan untuk mengangkat kotoran. Detergen dapat bereaksi

didalam air dan akan membentuk larutan koloid yang dapat larut dalam air

(Sherve’s 1985)

1.3. Pembagian Detergen

Detergen yang pertama di gunakan adalah suatu p-alkilbenzenasulfat

dengan gugus alkil yang sangat bercabang. Bagian alkil senyawa ini di sintesis

dengan polimerisasi propilena dan di letakkan pada cincin benzena dengan reaksi

alkilasi Friedel-Craft. Sulfonasi, yang di susul pengolahan dengan basa.

Menghasilkan detergen yang sering di sebut detergent hart. Hal ini karena

mikroorganisme tidak dapat menguraikan rantai karbon yang mempunyai rantai

karbon banyak.

11

Pada tahun 1965 para ilmuwan meneliti dan mengubah industri-industri

detergen yang tak biodegradabel menjadi yang Biodegradabel yang sering di

sebut dengan detergen soft. Dengan menggunakan bahan yaitu natrium p-dodesil

benzena sulfonat atau natrium lauril sulfate yang rantainya lurus sehingga

mikroorganisme dapat menguraikan limbah detergen tersebut.

1.4. Kegunaan Detergen

Penggunaan detergen di Indonesia untuk pembersih noda pakaian. Dimana

bahan detergen tersebut dapat digunakan sebagai pembuatan shampo dan bahan

kosmetik.

1.5. Sifat Bahan Baku dan Produk

1.5.1. Bahan Baku

1. Dedocyl Benzena (DDB)

a) Sifat-sifat fisika:

− Bentuknya Liquid

− Titik didih 298 0C

− Boiling point 275 – 300 0C

b) Sifat-sifat kimia

− Rumus kimia C12H25C6H5

− Berat molekul 246,42

− Specifik grafity 0,8612

− Bersifat membakar dengan flash point 140 0C.

12

2. Oleum

a) Sifat-sifat fisika

− Bentuk liquid

− Tidak berwarna

− Konsentrasi kemurnian 20 – 30 %


− Rumus kimia SO3H2SO4

− Specifik grafity 1,915

− Frezzing point 29 0C

3. Lauryl Alkohol (L.A)


− Bentuk liquid

− Tidak berwarna

− Melting point 24 0C

− Boiling point 255,9 0C

− Flash point 119 0C


− Rumus kimia C12H23CH2OH

− Berat molekul 186,3386

− Tidak larut dalam air

− Spesific grafity 0,830 – 0,836

− Larut dalam eter dan alkohol 70%

13

4. Caustic Soda (NaOH)


− Bentuk larutan

− Warna putih

− Melting point 318 0C.


− Rumus kimia NaOH

− Spesific grafity 2,13

− Larut dalam air

− Berat molekul

1.5.2. Bahan Pembantu

A. Builder

1. Sodium Sulfat (Na2SO4)

a) Sifat fisika

− Bentuk kristal


− Berwarna putih

b) Sifat kimia

− Rumus kimia Na2SO4

− Larut dalam air, aseton dan gliserol

2. Sodium Tripolyphosphate

a) Sifat fisika

− Bentuk kristal

14


− Beracun

b) Sifat kimia

− Rumus kimia Na5P5O10

− Bereaksi dengan air

3. Sodium Karbonat

a) Sifat fisika

− Bentuk kristal

− Titik didih 2.700 0C

b) Sifat kimia

− Rumus kimia NaCO3

− Bereaksi dengan air

B. Aditive

1. Sodium Silikat

a) Sifat fisika

− Bentuk kristal

− Tidak berwarna

b) Sifat kimia

− Rumus kimia NaSiO3

− Bereaksi dengan alkohol dan air

2. Sodium Carboxyl Methyl Cellulosa (Na-CMC)

a) Sifat fisika

− Berwarna putih

15

− Berbentuk kristal

b) Sifat kimia

− Rumus kimianya C6H7O2(OH)2COONa

− Larut dalam air

1.5.3. Produk Utama

v Detergen

a) Sifat fisika

− Berbentuk butiran padat

− Berbusa

− Tidak berwarna

b) Sifat kimia

− Rumus kimia CH3(CH2 )10 SO3 Na

− Larut dalam air

1.6. Kapasitas Produksi

Dalam mendirikan suatu pabrik diperlukan suatu perkiraan kapasitas

produksi yang dihasilkan sesuai dengan kebutuhan dalam negeri untuk memenuhi

kebutuhan akan detergen dan untuk meningkatkan devisa negara.

Berdasarkan data ekspor – impor detergen (Tabel 1), maka kapasitas

pabrik baru yang akan berproduksi tahun 2010 dapat ditentukan sebagai berikut:

16

Tabel 1.1. Data Ekspor Impor Detergent Bubuk

No Tahun

Impor

(Ton)

Ekspor

(Ton)

Produksi

(Ton)

Konsumsi

(Ton)

1 2001 25.000 19.911 31.500 36.595

2 2002 27.000 23.138 33.810 37.706

3 2003 28.489 24.425 38.524 42.588

4 2004 29.550 27.879 41.635 43.308

5 2005 31.952 29.556 44.331 46.727

Sumber : Biro Pusat Statistik Surabaya

Rata-rata kenaikan adalah 6,80 % pertahun.

Dari data ekspor impor pada tabel 1 maka prakiraan kapasitas produksi

pabrik baru dapat dihitung dengan rumus:

F = S (1 + i)n

Dimana:

F = Perkiraan konsumsi tahun 2005

S = Konsumsi tahun 2001

i = Rata-rata kenaikan konsumsi setiap tahun

n = Tahun (2001 – 2005) = 5

Dari rumus tersebut dapat dihitung perkiraan jumlah konsumsi, jumlah

produksi danjumlah impor pada thun 2010, yaitu:

a. Perkiraan jumlah impor pada tahun 2010 (M1)

F = S (1 + i)n

= 31.952 (1 + 0,0507)5

17

= 40.915,86

Penurunan impor karena adanya pendirian pabrik baru diasumsikan

sebesar 5 %. Jadi jumlah impor pada tahun 2010 adalah sebesar 38.870,067

ton.

b. Perkiraan jumlah produksi (M2)

F = S (1 + i)n

= 37.960 (1 + 0,717)5

= 40.618,73

c. Jumlah ekspor yang diperkirakan pada tahun 2010 (M4)

F = S (1 + i)n

= 29.556 (1 + 0,084)5

= 44.237,65

d. Perkiraan jumlah konsumsi pada tahun 2010 (M5)

F = S (1 + i)n

= 46.727 (1 + 0,0512)5

= 59.978,37

Menghitung perkiraan kapasitas pabrik baru yang akan dibangun tahun

2010 adalah dengan menggunakan rumus:

M1 + M2 + M3 = M4 + M5

Dimana:

M1 = Jumlah import

M2 = Jumlah produksi

M3 = Kapasitas produksi baru

18

M4 = Jumlah eksport

M5 = Perkiraan jumlah konsumsi

Dari rumus tersebut diatas maka dapat dihitung kapasitas produksi

detergen yang akan dibangun pada tahun 2012, yaitu:

M3 = (M5 + M4) – (M1 + M2)

M3 = (59.978,37 + 44.237,65) – (40.915,86 + 40.618,73)

= (104.225,02 – 79.551,80)

M3 = 24.673,22

Dengan perhitungan diatas maka kapasitas pabrik yang akan

dibangun pada tahun 2010 adalah 20.000 Ton/tahun.

19

Dedocyl Benzene Asam Sulfat Dedocyl benzene sulfonat Air

BAB II

SELEKSI DAN URAIAN PROSES

Untuk mendapatkan rancangan yang mempunyai kualitas dan kuantitas

produk dengan investasi yang rendah, hemat energi dan ramah lingkungan, perlu

perbandingan beberapa proses untuk menghasilkan produk tersebut.

Proses pembuatan detergen, umumnya dikenal dengan beberapa proses

diantaranya:

1. Sulfonasi Dedocyl benzene dengan sulfonating agent Oleum (SO3H2SO4).

2. Sulfonasi Dedocyl benzene dan Lauryl alcohol dengan sulfating agent

Oleum.

2.1. Macam Proses

2.1.1. Sulfonasi Dedocyl Benzene dengan Oleum

Dedocyl benzene direaksikan dengan Oleum 20 % dalam sulfonator.

Sulfonator dilengkapi dengan coil pendingin dan pengaduk. Untuk pengadukan

dalam sulfonator digunakan turbin mixer. Larutan antara Dedocyl benzene dengan

Oleum 20% akan berada dalam sulfonator selama 2 jam dan suhu 52 0C untuk

menyempurnakan reaksi. Reaksi yang terjadi adalah:

C12H25C6H5 + H2SO4 C12H25C6H4.SO3H + H2O

Proses yang keluar dari sulfonator, selanjutnya dipompa Decanter. Dalam

Decante, larutan tersebut akan mengalami pemisahan, agar proses pemisahannya

sempurna maka ditambahkan air decanter. Larutan akan terpisah menjadi 2, yaitu

20

Dedocyl benzene sulfonat acid Asam Sulfat Natrium Hidroksida Sodium dedocyl benzene sulfonat Natrium sulfat Air

DDB SulfatortOleum + H2SO4

NaOH Builder

Reaktor Decanter Netralizer Netralizer Netralizer SDDBS

bagian atas dan bagian bawah. Bagian atas berupa Dedocyl benzene sulfont acid

(DDBSA) sedangkan bagian bawah mengandung H2SO4 76 % yang merupakan

produk samping.

Selanjutnya Dedocyl benzene sulfonat acid dipompa menuju Netralizer.

Larutan DDBSA dinetralisasi dengan menambahkan larutan NaOH 25 %. Reaksi

antara DDBSA dengan NaOH akan menghasilkan produk yang mengandung

Sodium dedocyl benzene sulfonat (SDDBSA), sodium sulfat dan air. Proses

netralisasi dijaga pada suhu 50 0C dan pH 7 – 8 menurut reaksi sebgai berikut:

C12H25C6H4SO3H + H2SO4 + 3NaOH C12H25C6H4SO3Na + Na3SO4 + H2O

Kemudian hasil netralisasi diproses lebih lanjut pada Crutcher untuk

penambahan Builder lalu campuran tersebut dikeringkan dalam Spray dryer,

sehingga diperoleh produk detergent bubuk (Diagram 1).

Diagram 1

2.1.2. Sulfonasi Dedocyl Benzene dan Sulfatasi Lauryl Alkohol dengan

Sulfonasi – Sulfatasi Agent Oleum

Dedocyl benzene (DDB) dipompa dari tangki penampung ke Sulfonator,

melalui heater. Didalam Sulfonator, larutan DDB ditambahkan dengan jumlah

21

larutan Oleum dengan perbandingan tertentu. Kemudian diaduk secara terus

menerus hingga homogen. Suhu dalam sulfator dijaga konstant, yaitu 55 0C.

Supaya suhu konstan, maka dalam sulfator dialirkan air pendingin melalui coil.

Tekanan sulfanator adalah 1 atm.

Reaksi yang terjadi:

C12H25C6H5 + SO3H2SO4 C12H25C6H4.SO3H + H2O

Produk yang keluar dari sulfonator selanjutnya dipompa menuju sulfator.

Sulfator yang berisi larutan Dedocyl benzene sulfonat acid (DDBSA),

kemudian ditambahkan larutan Lauryl Alkohol (LA) yang dipompa dari tangki

penampung. Larutan diaduk secara terus menerus supaya homogen. Untuk

menjaga agar suhu dalam sulfator konstan pada suhu 55 0C, maka dilewatkan

steam yang melewati coil.

Produk yang keluar dari sulfator selanjutnya dipompa menuju netralizer,

sedangkan steam yang keluar diproses kembali untuk dialirkan ke steam

condensat.

Larutan direaksikan dengan NaOH 25% yang dipompa dari tangki

pengencer. Dalam tangki pengecer terdapat Naoh 48% yang dipompa dari tangki

penampung kemudian dilarutkan dengan air dan diaduk secara terus menerus

hingga homogen. Larutan yang keluar dari tangki pengencer berupa NaOH 25%.

Larutan didalam netralizer diaduk terus menerus dan dialirkan air

pendingin yang meliwati coil agar reaksi dapat berlangsung. Netralizer bekerja

pada suhu 940C dan tekanan 1 atm.

Dedocyl Benzene Asam Sulfat Dedocyl benzene sulfonat Acid Air

22


C12H25C6H4. SO3. H + NaOH C12H25C6H4.SO3Na + H2O .....(1)

CH3-(CH2)10-CH2OSO3H + NaOH CH3-(CH2)10-CH2OSO3Na + H2O....(2)

Larutan yang keluar dari netralizer merupakan larutan Surfactant.

Selanjutnya larutan Surfactant dipompa ke mixer tank.

Didalam Mixer tank larutan Surfactant ditambahkan dengan Builder dan

Aditive untuk kesempurnaan detergent yang diproduksi.

Builder yang digunakan yaitu:

1. Sodium sulfate (Na2SO4)

2. Sodium carbonat (Na2CO3)

3. Sodium tripolyphosphate (Na5P3O10)

Aditive yang digunakan adalah:

1. Sodium carboxyl methyl cellouse (Na-CMC)

2. Sodium silicate (Na2SiO3)

Builder dan aditive dari tangki penampung diangkut Belt Conveyor

menuju Mixer tank. Larutan dalam Mixer tank diaduk secara terus-menerus.

Produk yang keluar dari mixer tank berupa detergent liquid dengan suhu 450C.

Detergent liquid selanjutnya dipompa menuju Spray dryer.

Detergent liquid dalam Spray dryer akan dikeringkan dengan

menggunakan udara kering yang dihembuskan Blower melewati Heater. Udara

mempunyai suhu 1000C. Produk yang keluar dari Spray dryer berupa bubuk,

sedangkan detergent bubuk yang dibawa udara akan ditampung dalam Cyclone 1.

Dedocyl Benzene Sulfonat Acid Natrium Hidroksida Sodium dedocyl benzene sulfonat Air

Lauryl Alcohol sulfonat Natrium Hidroksida Sodium lauryl Sulfonat Air

23

DDB Oleum LA + H2SO4 NaOH Builder

Sulfonator Sulfator Netralizer Mixer tank

Spray dryer Cyclon Rotary Cooler SLDDBS

Cyclone 1 berfungsi untuk memisahkan debu dari detergent bubuk yang

lebih halus. Selanjutnya udara dibuang ke udara bebas sedangkan debu yang

terpisah dan detergent bubuk yang keluar dari Spry Dyer diangkut Screw

Conveyor ke tangki penampung.

Dalam Screw Conveyor, detergent bubuk ditambahkan parfum dengan

perbandingan tetentu. Dari Bucket elevator detergent bubuk dimasukan dalam bin.

Produk detergent bubuk siap untuk dikemas lalu dimasukan ke gudang dan

selanjutnya dipasarkan. (Diagram 2) (Grogin S, 1976).

Diagram 2

2.2. Seleksi Proses

Dengan memperhatikan proses-proses tersebut diatas maka dengan alasan

perkiraan bahan baku, peralatan, energi, dampak lingkungan dan produk yang

dihasilkan maka pra rencana pabrik ini dipilih proses Sulfonasi DDB dan

Sulfonasi LA dengan Oleum.

24

Tabel 2.1. Perbandingan Proses Pembuatan Detergent

No Parameter Sulfonasi DDB

dengan Oleum

Sulfotasi & Sulfonasi LA

dengan Oleum

1 Aspek Teknis

− Bahan baku

− Suhu

− Tekanan

− Yield

− Proses

− Mudah

− 62 0C

− 1 atm

− 85%

− Kompleks

− Mudah didapat

− 55 0C

− 1 atm

− 90 %

− Sederhana

2 Aspek ekonomi Murah Murah

Dari perbandingan diatas maka proses yang akan dipilih untuk pembuatan

bubuk detergent adalah proses yang kedua yaitu proses pembuatan bubuk

detergent dengan proses sulfonasi dengan penambahan Lauryl Alkohol, karena:

1. Bahan bakunya mudah didapat.

2. Suhu operasinya lebih kecil daripada proses yang lain.

3. Proses pembuatan bubuk detergent sangat sederhana.

4. Biaya produksi lebih murah.

2.3. Uraian Proses

Dedocyl benzene (DDB)dari tangki penampung (F-111) dipompa (L-112) ke

Sulfonator. Didalam Sulfonator (R-110), larutan DDB ditambahkan dengan

larutan Oleum dari tangki penampung (F-114) dengan perbandingan DDB dan

25

Oleum sebesar 1 : 1. Kemudian diaduk secara terus menerus hingga homogen.

Suhu dalam Sulfonator dijaga konstant, yaitu 55 0C, tekanan Sulfonator adalah 1

atm. Produk yang keluar selanjutnya dipompa (L-121) menuju Sulfator (R-120).

Sulfator yang berisi larutan Dedocyl Benzene Sulfonat Acid (DDBSA),

kemudian ditambahkan larutan Lauryl Alkohol (LA) (F-122) yang dipompa (L-

123) dari tangki penampung (F-122). Larutan diaduk secara terus menerus supaya

homogen. Untuk menjaga agar suhu dalam sulfator konstan pada 55 0C, maka

dilewatkan steam yang melewati coil. Produk yang keluar selajutnya dipompa (L-

131) menuju Netralizer (R-130), sedangkan steam yang keluar diproses kembali

untuk dialirkan ke steam condensat.

Larutan direaksikan dengan NaOH 25% (F-135) yang dipompa (L-132) dari

tangki pengencer (M-133). Dalam tangki pengencer terdapat NaOH 48% yang

dipompa (L-141) dari tangki penampung kemudian dilarutkan dengan air dan

diaduk secara terus-menerus hingga homogen. Larutan yang keluar dari tangki

pengencer berupa NaOH 25%. Larutan didalam Netralizer diaduk terus-menerus

dan dialirkan air pendingin yang melewati coil agar reaksi dapat berlangsung.

Netralizer bekerja pada suhu 940C dan tekanan 1 atm.

Larutan yang keluar dari Netralizer merupakan larutan Surfactant,

selanjutnya larutan Surfactant dipompa ke Mixer Tank. Didalam Mixer tank

larutan Surfactant ditambahkan dengan Builder dan Aditive untuk kesempurnaan

detergent yang diproduksi.

Builder yang digunakan yaitu:

1. Sodium sulfate (Na2SO4)

26

2. Sodium carbonat (Na2CO3)

3. Sodium tripolyphosphate (Na5P3O10)

Aditive yang digunakan adalah:

1. Sodium carboxyl methyl cellouse (Na-CMC)

2. Sodium silicate (Na2SiO3)

Builder dan aditive dari tangki penampung diangkut Belt Conveyor

menuju Mixer tank (M-140). Larutan dalam Mixer tank diaduk secara terus-

menerus. Produk yang keluar dari mixer tank berupa detergent liquid dengan suhu

450C. Detergent liquid selanjutnya dipompa (L-151) menuju Spray dryer (B-150).

Detergent liquid dalam spray dryer akan dikeringkan dengan

menggunakan udara kering yang dihembuskan Blower (G-153) melewati Heater

(E-152). Udara kering mempunyai suhu 1200C. Produk yang keluar dari Spray

dryer berupa bubuk, sedangkan detergent bubuk yang dibawa udara akan

ditampung dalam Cyclone satu (H-157).

Cyclone 1 berfungsi untuk memisahkan debu dari detergent bubuk yang

lebih halus. Selanjutnya udara dibuang ke udara bebas sedangkan debu yang

terpisah dan detergent bubuk yang keluar dari Spry Dyer diangkut Screw

Conveyor (J-158) ke Rotary cooler (B-160).

Dalam Screw Conveyor, detergent bubuk ditambahkan parfum (F-156)

dengan perbandingan tetentu. Dari Bucket elevator (J-164) maka detergent bubuk

dimasukan dalam bin (H-165). Produk detergent bubuk siap untuk dikemas lalu

dimasukan ke gudang dan selanjutnya dipasarkan.

27

DDB Oleum LA + H2SO4 NaOH Builder

Sulfonator Sulfator Netralizer Mixer tank

Spray dryer Cyclon Rotary Cooler SLDDBS

Tahap Proses Dedocyl Benzene:

1. Tahap persiapan bahan baku

Sebelum masuk Netralizer tahap persiapan bahan baku NaOH 25%

diangkut menuju Bin (H-134) kemudian masuk ke tangki pengenceran (M-

133). Hasil dari pengenceran NaOH dipompa (L-132) menuju Netralizer

(R-130).

2. Tahap proses

Mula-mula (DDB) dari Storage (F-111) dipompa (L-112) menuju

Sulfanator (R-110). Kemudian ditambahkan Oleum dari Storage (F-114),

didalam Sulfonator ini dijaga suhu 550C. Produk yang keluar dari

Sulfonator dipompa (L-212) menuju sulfator (R-120). Didalam sulfator

ditambahkan LA dari Storage (F-122). Setelah keluar dari Sulfator

dipompa (L-131) ke Netralizer (R-130). Di Netralizer ditambahkan NaOH

yang diencerkan. Produk yang keluar dari Netralizer masuk ke Mixer tank

(R-140) dan ditambahkan Builder (F-134) yang diangkut dengan Belt

Conveyor (H-142). Di Mixer tank semua produk dan builder dicampur.

28

3. Tahap Penanganan Produk

Penanganan produk yang sudah tercampur dialirkan dengan pompa

(L-151) ke Spray Dryer (B-150). Didalam spray dryer produk dikeringkan,

debu yang ikut dalam produk masuk ke Cyclone I (H-157) untuk

dipisahkan antara debu dan produk. Produk dari Cyclone ditampung

kemudian diangkut dengan Screw Conveyor (J-158) ditambah parfum

yang dialirkan ke Rotary Cooler (B-160) untuk mendinginkan produk.

Didalam Rotary Cooler debu dari produk dipisahkan dengan Cyclone II

(H-163), produk yang dihasilkan masuk ke Belt Conveyor (J-164) menuju

Bin.

29

BAB III

NERACA MASSA

Kapasitas pabrik = 20.000 ton/tahun.

Kapasitas produksi = 20.000thnton x 1000

tonkg x

hariton

3301 x

jamhari

241

= 2525,2525 Kg/jam produk

Basis = 2563,1313 kg/jam

1. Sulfonator

Massa Masuk Massa Keluar

− Larutan DDB dari T. Penampung:

DDB = 2434,9747

Benzene = 128,1566

= 2563,1313

− Oleum dari T. Penampung:

SO3 = 512,6263

H2SO4 = 2563,1313

= 3075,7576

Larutan DDBSA ke Sulfator

DDBSA = 2903,4401

DDB = 243,4975

BSA = 202,4171

Benzene = 28,1944

SO3 = 398,6602

H2SO4 = 1862,6797

Total = 5638,8889 Total = 5638,8889

30

2. Sulfator


− Larutan DDBSA dari Sulfonator:

DDBSA = 2903,4401

DDB = 243,4975

BSA = 202,4171

Benzene = 28,1944

SO3 = 398,6602

H2SO4 = 1862,6797

= 5638,8889

Larutan L.A dari T. Penampung:

LA = 2434,9747

H2O = 49,6934

= 2484,6681

Larutan Asam ke Netralizer

DDBSA = 2903,4401

BSA = 202,4171

LAS = 3133,3268

DDB = 243,4975

Benzene = 28,1944

LA = 243,4975

H2SO4 = 628,6890

H2O = 227,8683

Total = 7610,9307 Total = 7610,9307

3. Netralizer

Massa Masuk Massa Masuk

− Larutan dari Sulfator

DDBSA = 2903,4401

DDB = 243,4975

LAS = 3133,3268

BSA = 202,4171

Larutan Surfactant ke Mixer Tank

SDDBS = 3098,9249

SBS = 230,5472

SLAS = 3391,8739

DDB = 243,4975

31

Benzene = 28,1944

LA = 243,4975

H2SO4 = 628,6890

H2O = 227,8683

= 7610,9307

− Lart. NaOH 25% dari T. penampung:

NaOH = 1390,0705

H2O = 4170,2115

= 5560,2820

Benzene = 28,1944

LA = 243,4975

Na2SO4 = 910,4835

H2O = 5024,1938

Total = 13171,2127 Total = 13171,2127

Neraca Massa di Tangki Pengencer


Dari Storage NaOH

NaOH = 1390,0705

H2O = 1505,9097

= 2895,9802

Air proses dari unit utilitas:

H2O = 2664,3018

Ke Netralizer:

NaOH = 1390,0705

H2O = 4170,2115

Total = 5560,2820 Total = 5560,2820

32

4. Mixer Tank


Larutan Surfactant Dari Netralizer:

SDDBS = 3098,9249

SBS = 230,5472

SLAS = 3391,8739

DDB = 243,4975

Benzene = 28,1944

LA = 243,4975

Na2SO4 = 910,4835

H2O = 5024,1938

= 13171,2127

Dari Storage Builder:

− Sodium Sulfat Tangki Penampung

Na2SO4 = 4047,7963

H2O = 4,0519

− STTP dari Tangki Penampung

Na5P3O10 = 6817,6348

H2O = 68,8650

− Sodium Carbonat T. Penampung

Na2CO3 = 1859,3549

H2O = 18,7813

Liquid ke Spry Dryer

SDDBS = 3098,9249

SBS = 230,5472

SLAS = 3391,8739

DDB = 243,4975

Benzene = 28,1944

LA = 243,4975

Na2SO4 = 4958,2798

Na5P3O10 = 6817,6348

Na2CO3 = 1859,3549

Na2SiO3 = 2231,2260

Na-CMC = 371,8710

H2O = 6998,4190

33

Dari Storage Additive:

− Sodium Silikat T. Penampung

Na2SiO3 = 2231,2260

H2O = 21,3032

− Na-CMC dari T. Penampung

Na-CMC = 371,8710

H2O = 1,8688

Air Proses dari Unit Utilitas

H2O = 1859,3550

Total = 30473,3209 Total = 30473,3209

5. Spray Dryer


Liquid dari Mixer Tank

SDDBS = 3098,9249

SBS = 230,5472

SLAS = 3391,8739

DDB = 243,4975

Benzene = 28,1944

LA = 243,4975

Na2SO4 = 4958,2798

Na5P3O10 = 6817,6348

Loss Produk ke Cyclone

SDDBS = 15,4946

SBS = 1,1527

SLAS = 16,9594

DDB = 1,2175

Benzene = 28,1944

LA = 1,2175

Na2SO4 = 24,7914

Na5P3O10 = 34,0882

34

Na2CO3 = 1859,3549

Na2SiO3 = 2231,2260

Na-CMC = 371,8710

H2O = 6998,4190

Na2CO3 = 9,2968

Na2SiO3 = 11,1561

Na-CMC = 1,8594

H2O = 6522, 3072

= 6667,7352

Produk ke Rotary Cooler

SDDBS = 3083,4303

SBS = 229,3945

SLAS = 3374,9145

DDB = 242,2800

LA = 242,2800

Na2SO4 = 4933,4884

Na5P3O10 = 6783,5466

Na2CO3 = 1850,0851

Na2SiO3 = 2220,0699

Na-CMC = 370,0116

H2O = 476,1118

Total = 30473,3209 Total = 30473,3209

6. Cyclone 1


Dari Spray Dryer:

SDDBS = 15,4946

SBS = 1,1527

Udara bebas:

SDDBS = 0,7747

SBS = 0,0576

35

SLAS = 16,9594

DDB = 1,2175

Benzene = 28,1944

LA = 1,2175

Na2SO4 = 24,7914

Na5P3O10 = 34,0882

Na2CO3 = 9,2968

Na2SiO3 = 11,1561

Na-CMC = 1,8594

H2O = 6522,3072

SLAS = 0,8480

DDB = 0,0609

Benzene = 28,1944

LA = 0,0609

Na2SO4 = 1,7044

Na5P3O10 = 0,4648

Na2CO3 = 1,2396

Na2SiO3 = 0,5578

Na-CMC = 0,0930

H2O = 6520,0343

Produk ke Rotary Cooler:

SDDBS = 14,7199

SBS = 1,0951

SLAS = 16,1114

DDB = 1,1566

LA = 1,1566

Na2SO4 = 23,5518

Na5P3O10 = 32,3838

Na2CO3 = 8,8320

Na2SiO3 = 10,5983

Na-CMC = 1,7664

H2O = 2,2729

Total = 6667,7352 Total = 6667,7352

36

7. Rotary Cooler


Dari Spray Dryer:

SDDBS = 3083,4303

SBS = 229,3945

SLAS = 3374,9145

DDB = 242,2800

LA = 242,2800

Na2SO4 = 4933,4884

Na5P3O10 = 6783,5466

Na2CO3 = 1850,0851

Na2SiO3 = 2220,0699

Na-CMC = 370,0116

H2O = 476,1118

Produk debu Detergent dari Cyclone 1

SDDBS = 14,7199

SBS = 1,0951

SLAS = 16,1114

DDB = 1,1566

LA = 1,1566

Na2SO4 = 23,5518

Na5P3O10 = 32,3838

Na2CO3 = 8,8320

Debu ke Cyclone 2:

SDDBS = 15,4908

SBS = 1,1524

SLAS = 16,9551

DDB = 1,2172

LA = 1,2172

Na2SO4 = 24,7852

Na5P3O10 = 34,0709

Na2CO3 = 9,2945

Na2SiO3 = 11,1533

Na-CMC = 1,8589

H2O = 2,3919

Produk Detergent ke Bin:

SDDBS = 3082,6594

SBS = 229,3371

SLAS = 3374,0708

DDB = 242,2195

LA = 242,2195

Na2SO4 = 4932,2550

Na5P3O10 = 6781,8507

Na2CO3 = 1849,5956

37

Na2SiO3 = 10,5983

Na-CMC = 1,7664

H2O = 2,2729

Na2SiO3 = 2219,5148

Na-CMC = 369,9192

H2O = 475,9928

Total 23919,2305 Total 23919,2305

8. Cyclone 2


Dari Rotary Cooler:

SDDBS = 15,4908

SBS = 1,1524

SLAS = 16,9551

DDB = 1,2172

LA = 1,2172

Na2SO4 = 24,7852

Na5P3O10 = 34,0709

Na2CO3 = 9,2945

Na2SiO3 = 11,1533

Na-CMC = 1,8589

H2O = 2,3919

Ke Udara bebas:

SDDBS = 0,7745

SBS = 0,0576

SLAS = 0,8478

DDB = 0,0609

LA = 0,0609

Na2SO4 = 1,2393

Na5P3O10 = 1,7040

Na2CO3 = 0,4647

Na2SiO3 = 0,5577

Na-CMC = 0,0929

H2O = 0,1196

Produk ke Bin:

SDDBS = 14,7162

SBS = 1,0948

SLAS = 16,1074

38

DDB = 1,1563

LA = 1,1563

Na2SO4 = 23,5460

Na5P3O10 = 32,3757

Na2CO3 = 8,8297

Na2SiO3 = 10,5957

Na-CMC = 1,7659

H2O = 2,2723

Total = 119,5962 Total = 119,5962

9. Gudang Produk


Dari Rotary Cooler :

SDDBS = 3082,6594

SBS = 229,3371

SLAS = 3374,0708

DDB = 242,2195

LA = 242,2195

Na2SO4 = 4932,2550

Na5P3O10 = 6781,8507

Na2CO3 = 1849,5956

Na2SiO3 = 2219,5148

Na-CMC = 369,9192

Produk ke Storage Produk:

SDDBS = 3097,3756

SBS = 230,4319

SLAS = 3390,1782

DDB = 243,3758

LA = 243,3758

Na2SO4 = 4955,8010

Na5P3O10 = 6814,2264

Na2CO3 = 1858,4252

Na2SiO3 = 2230,1105

Na-CMC = 371,6851

39

H2O = 475,9928

= 23799,6343

Dai Cyclone 2

SDDBS = 14,7162

SBS = 1,0948

SLAS = 16,1074

DDB = 1,1563

LA = 1,1563

Na2SO4 = 23,5460

Na5P3O10 = 32,3757

Na2CO3 = 8,8297

Na2SiO3 = 10,5957

Na-CMC = 1,7659

H2O = 2,2723

= 113,6164

Dari Storage Parfum:

Parfum = 478,2650

H2O = 478,2651

Parfum = 478,2650

Total = 24391,5157 Total = 24391,5157

40

BAB IV

NERACA PANAS

Kapasitas pabrik = 20.000 ton/tahun


tonkg x

hariton

3301 x

jamhari

241


Satuan massa = Kg/jam

Satuan panas = Kkal/jam

Suhu referensi = 25 0C (Hougen, hal 297)

1. Heater (E-113)

Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)

H1 6092,5632

QS 30158,7504

H2 36555,3785

QLoss 304,6281

Total 36860,0066 Total 36860,0066

2. Sulfonator (R-110)

Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)

H1 32712,0659

H2 13366,8716

HR -249563,7205

H3 142939,8834

QLoss 5097,9741

Q 4119,5751

-203484,7830 203484,7830

41

3. Heater (E-116)

Panas Masuk(kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)

H1 5542,6455

QS 37048,2091

H2 33255,8728

QLoss 1473,1768

Total 42590,8546 Total 42590,8546

4. Sulfator (R-120)


H1 72960,7437

H2 40396,2303

HR 261638,9565

H3 218231,7754

QLoss 5519,7264

Total 323683,2028 Total 323683,2028

5. Tangki Pengencer NaOH (M-133)


H1 1346,0808

H2 1139,3415

HR 3620,8132

QS 34316,8593

H3 35086,4386

QLoss 1715,8430

Total 36993,0355 Total 36925,7315

42

6. Netralizer (R-130)


H1 109115,8877

H2 363421,4216

H3 164462,8003

HR 62284,7294

QLoss 16214,4478

Total 472537,3493 Total 472537,3493

7. Tangki Mixer (M-140)


H1 96388,4674

H2 19843,0360

H3 257844,7783

QLoss 11973,9169

Total 263656,3535 Total 269818,6952

8. Spray Dryer (B–150)


H1 343735,9239

Q 54038,0612

H2 351561,0973

H3 1554,6660

QLoss -48575,1439

Total 422309,3416 Total 422309,3416

43

9. Rotary Cooler (B-160)


H1 351561,0973

H2 903,9656

H4 24889,8093

H3 49830,7746

H5 124453,9417

QLoss 35915,5089

Total 377354,8722 Total 377354,8722

44

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN

1. Sulfonator

Spesifikasi Peralatan

1. Bagian Silinder

- Diameter luar (do) = 72 in

- Diameter dalam (di) = 71,625 in

- Tanggki selinder (Ls) = 173,8970 in

- Tebal selinder (ts) = 3/16 in

- Tebal tutup atas (tha) = 3/16 in

- Tinggi tutup atas (ha) = 13,8141 in

- Tebal tutup bawah (thb)= 3/16

- Tinggi tutup bawah (hb)= 13,8141 in

- Tinggi reaktor = 208,4250 in

- Bahan konstruksi = stainless steel SA 240 Grade M type 316

2. Bagian Pengaduk

- Type = axial turbin 4 blades sudut 45° angle

- Diameter impeler (di) = 23,875 in

- Tinggi impeler dari dasar bejana (Zi) = 11,9375 in

- Lebar impeler (W) = 5,9688 in

- Panjang impeler (L) = 5,9688 in

- Tebal blade (J) = 5,9688 in

45

- Jumlah pengaduk (n) = 1 buah

- Daya = 5 HP

- Diameter poros = 1,30651 in

- Panjang poros = 202,3605 in

- Bahan konstruksi = high alloy steel SA 240grade M type 316

3. Bagian Nozzle

a. Nozzle pemasukan bahan baku larutan DDB

- Ukuran pipa nominal = 2 in sch 40

- Diamater dalam (di) = 2,067 in

- Diameter luar (do) = 3,375 in

- Luas (A) = 0,02330 ft² = 3,352 in²

b. Nozzle pemasukan bahan baku larutan oleum




- Luas (A) = 0,02330 ft² = 3,352 in²

c. Nozzle pemasukan dan pengeluaran coil pendingin




- Luas (A) = 3,3552 in²

d. Nozzle pengeluaran produk


46



- Luas (A) = 0,02330 ft² = 3,352 in²

4. Bagin Flange, Bolting, Gasket

a. Bagian Flange


- Tensile strength minimum = 7500 Psia

- Allowable stress (f) = 18750 Psia

- Tebal flange = 4,5358 in

- Diamater dalam (di) = 72 in


- Type = ring flange

b.Bagian bolting

- Bahan konstruksi = high alloy steel SA 193grade B8


- Ukuran baut = 7/8 in

- Jumlah baut = 12 buah


c. Bagian Gasket

- Bahan konstruksi = asbeston

- Gasket factor = 2,00

- Minimum design seating stress = 1600 Psia

- Tebal gasket = ¼ in

47

5. Bagian Coil Pendingin


- Panjang lilitan = 44,8512 in

- Diameter luar (do) coil = 1,9 in

- Jumlah lilitan = 6 in

- Tinggi lilitan coil = 32 in

- Diameter lilitan = 27,0563 in

6. Bagian Penyangga

a. Bagian lug

- Lebar = 9,5 in

- Tebal = 0,7759 in

- Tinggi = 11,5518 in

b. Bagian gusset

- Lebar = 4,16 in

- Tebal = 0,2909 in

- Tinggi = 10 in

c. Bagian base plate

- Panjang = 3,5 in

- Lebar = 2,5 in

- Tebal = 0,0911 in

- Jenis = I beam

- Ukuran = 3 x 2 3/8 in

- Berat = 5,7 lb

48

- Tinggi penyangga = 125,253 in

- Area of section (Ay) = 1,64 in²

- Depth of beam (h) = 3 in

- Width of flange (b) = 2,33 in

- Jumlah penyangga = 4 buah

7. Bagian Pondasi

- Luas atas = 15 x15 in

- Luas bawah = 20 x 20 in

- Tinggi = 10 in

2. Tangki Penampung Larutan DDB

Spesifikasi:

Nama : Storage DDB

Fungsi : Untuk menyimpan DDB sebagai bahan baku selama 30

hari

Type : Gudang

Panjang : 12,864 m = 13 m

Lebar : 4,288 m = 4 m

Tinggi : 6,432 m = 6 m

Bahan kontruksi : Beton

Jumlah alat : 1

49

3. Pompa

Spesifikasi:

Nama : Pompa

Fungsi : Untuk memompa liquid dari bahan baku ke sulfonator

Type : Centryfugal pump

Bahan : Cast iron

Power motor : 0,5 Hp

Kapasitas : 109,5203 gpm

4. Heater

Spesifikasi:

Fungsi : Memanaskan DDB yang menuju sulfonator.

Type : DPHE

Dimensi annulus :

De = 2,02 in

De’ = 0,81 in

Aan = 2,63 in2

P = 2,415 Psi

Dimensi tube:

ID = 1,380 in

Do = 1,66 in

Ap = 1,50 in2

a” = 0,435 ft2/ft

P aliran perhitungan = 0,0049 Psi

50

Bahan konstruksi = Carbon steel Sa – 240 Grade M type 316

5. Storage Oleum

Spesifikasi :

Nama : Storage Oleum

Fungsi : Untuk menampung oleum sebagai bahan baku selama

30 hari

Type : Gudang

Panjang : 19,5482 m

Lebar : 9,7741 m

Tinggi : 7 m

Bahan konstruksi : Beton

Jumlah : 1 buah

6. Pompa

Spesifikasi:

Nama : Pompa

Fungsi : Untuk memompa oleum ke Sulfonator


Bahan : Stainless Steel SA – 410 Grade M



Jumlah : 1 buah

51

7. Heater

Spesifikasi:

Fungsi : Memanaskan Oleum yang akan masuk ke Sulfonator.

Type : DPHE

Dimensi annulus :

De = 2,02 in

De’ = 0,81 in

Aan = 2,63 in2

P = Steam perhitungan = 2,415 Psi

Dimensi tube:

ID = 1,380 in

Do = 1,66 in

Ap = 1,50 in2

a” = 0,435 ft2/ft



8. Sulfator (R - 120)

Spesifikasi:

Fungsi : Untuk mereaksikan larutan DDBSA dengan larutan lauryl alcohol

Type : Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk Standart disk

Dimensi :

di : 179,375 in = 14,94 ft

Ls : 22,98 ft = 275,78 in

52

ts :165 in

Bahan konstruksi : Carbon steel SA 240 grade M type 316

Jumlah : 1 buah

9. Pompa

Spesifikasi:

Fungsi : Untuk memompa bahan ke Sulfonator ke sulfator





Jumlah : 1 buah

10. Storage L.A (F - 122)

Spesifikasi:

Fungsi : Menampung LA sebelum masuk sulfator

Type : Tangki selinder dengan tutup bagian atas berbentuk conis dengan sudut

1200

Dimensi :

di = 107,875 in = 8,98 ft

ts = 1/16 in

Ls = 190,66 in = 15,88 ft

tha = 3/16 in

Tinggi tutup atas = 18,211 in = 1,51762 ft

Tinggi Storage = 208,77 in = 17,397 ft

53

Bahan konstruksi = Carbon steel SA 240 Grade M type 316

Jumlah = 1 buah

11. Pompa

Spesifikasi:

Nama : Pompa

Fungsi : Untuk memompa LA ke Sulfator





Jumlah : 1 buah

12. Neteralizer

Spesifikasi

Fungsi = Untuk menetralkan larutan DDBSA dengan NaOH

Type = Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk standart

disk.

Dimensi:

Tebal tutup atas = 163 in

Tebal tutup bawah = 163 in

Tinggi tutup atas = 40,44 in

Tinggi tutp bawah = 40,44 in

Bahan konstruksi = High Alloy steel SA 24C Grade M 316

Jumlah = 1 buah

54

13. Pompa

Spesifikasi:

Nama : Pompa

Fungsi : Untuk memompa bahan dari Sulfator ke Tangki

Netralizer





Jumlah : 1 buah

14. Pompa (L - 141)

Spesifikasi:

Fungsi : Untuk memompa produk ke mixer

Type : Centrifugal pump




Jumlah : 1 buah

15. Tangki Pengencer (M - 133)

Spesifikasi:

Nama alat : Tangki pengencer

Fungsi : Untuk mengencerkan NaOH


55

Bahan kontruksi : Hight Alloy steel SA 240 Grade M 316

Jumlah : 1 buah

Dimensi :

Tinggi tangki total : 21,84972 ft

Tebal tutup atas : 5/16 in

Tebal tutup bawah : 5/16 in

Perlengkapan pengaduk:

Jenis : Six bladed flat disk turbin

Diameter : 0,0837 ft

Kecepatan pengaduk : 120 rpm

Bahan kontruksi : Stainless steel

Volume shell : 0,00211 cuft

Tinggi shell : 0,01939 ft

Power : 0,25 Hp

Jumlah : 1 buah

16. Bin (H - 134)

Spesifikasi alat :

Nama : Bin bahan

Fungsi : Untuk menampung NaOH sebelum masuk ke tangki pengecer

Type : Tangki silinder tegak plat dasar dan tutup bawah berbentuk conis

dengan sudut 1200

Kapasitas : 5,7063 ft3/jam

56

Dimensi :

di = 71,625 in

thb = 3/16 in

t3 = 3/16 in

hb = 2,606 in

h = 110,03 in

Bahan konstruksi = Carbon steel SA 240 Grade B

Jumlah = 1 buah

17. Storage NaOH (F - 135)

Spesifikasi:

Nama : Storange NaOH

Fungsi : untuk menampung NaOH

Type : Selinder tegak denghan tutup atas berbentuk conis

Dimensi :

di = 119,878 in = 9,98 ft

ts = 1/16 in

ls = 174,66 in = 14,55 ft

Tha = 1/16 in


Tinggi storage = 243,72 in = 20,31 ft

Bahan konstruksi = Karbon steel SA 240 Grade M Type 316

Jumlah = 1 buah

57

18. Mixer (M-140)

Spesifikasi:

Nama : Tangki mixer

Fungsi : Untuk mereaksikan produk dengan builder

Type : selinder tegak tutup bawah conis dan tutup atas standart dish

I : 0,8

Di : 125,875 in

Ts :1/16 in

Ls : 188,8125 in = 15,575 ft

Thb : 3/16 in

Tinggi tutup atas : 7,72 in = 0,643 ft

Tinggi storage : 196,55 in = 16,37 ft

Bahan konstruksi: Carbon steel SA 240 grade M type 316

Jumlah : 1 buah








Power : 0,25 Hp

Jumlah : 1 buah

58

19. Pompa (L – 141)

Spesifikasi:

Nama : Pompa






Jumlah : 1 buah

20. Belt conveyor (J-142)

Spesifikasi:

Nama alat : Belt Conveyer

Fungsi : Untuk memindahakn builder dari storagebuilder ke mixer tank

Type : Plate Belt oncontinous plate (perry’s edisi 6 hal 7-10)

Kapasitas : 5642.053247 kg/jam

Bahan : Karet

Lebar belt : 0,9 m (Perry’s edisi 6 hal 7-10)

Panjang :10 m

Kecepatan belt : 30,5 m/menit = 100 ft/menit (Perry’s edisi 6 hal 7-10)

Belt plies : min = 3

: max = 5 (perry’s edisi 6 hal 7-10)

Daya motor 0,7 hp

Jumlah : 1 buah

59

21. Storage Builder(F-143)

Spesifikasi:

Nama : Tangki builder

Type : Standart tegak tutup atas conis

Dimensi :

Di = 47,879 in = 3,98 ft

Ts = 1/16 in

Ls = 76,11 in = 6,34 ft

Tha = 1/16 in



Bahan konstruksi : Carbon steel SA-240 grade M type 316

Jumlah : 1 buah

22. Spray Drayer

Spesifikasi:

Rate bahan masuk = 67182,17063 lb/jam

Rate udara masuk = 119133,5295 lb/jam

Suhu udara masuk = 120 0C = 248 0F

Suhu udara keluar = 63 0C = 145,4 0F

Suhu bahan masuk = 45 0C = 113 0F

Suhu bahan keluar = 70 0C = 158 0F

Daya motor = 1 Hp

60

Dimensi alat:

a) Silinder (Shell)

− Jenis = silinder tegak lurus

− Diameter (do) = 6,0949 ft x 12 = 73,1388 in

− Panjang (L) = 7,6834 ft x 12 = 92,2008 in

− Tebal (ts) = 3/16 in

b) Tutup atas

− Jenis = Pelat datar

− Tebal(tha) = 3/16 in

c) Tutup bawah

− Jenis = conis dengan α = 300

− Tebal (thb) = 3/16 in

− Tinggi (hc) = 5,2783 ft x 12 = 29,2548 in

d) Nozzle bahan masuk

− Diameter dalam (di) = 1,049 in

− Diameter luar (do) = 1,315 in

− Ukuran nozzle (NPs) = 1 in

− Sch = 40

− t = 0,216 in

e) Nozzle produk keluar




61

− Sch = 40

− t = 0,216 in

f) Nozzle udara masuk




− Sch = 40

− t = 0,337 in

g) Nozzle udara keluar




− Sch = 40

− t = 0,337 in

h) Atomizer

− Diameter disk = 2,6967.10-3 ft

− Keliling disk = 16,4189 ft

− Jumlah lubang = 2029029 lubang

− Kecepatan = 1093 rpm

i) Penyangga

− Jenis = I – Beam

− Ukuran = 3 x 2

− Berat = 5,7 lb

62

− Luas bejana (Ay) = 1,64 in2

− Kedalaman beam (h) = 3 in

− Lebar dari flange (b) = 2,33 in

− Tebal rata-rata flange = 0,26 in

− Ketebalan web = 0,17 in

− R2-2 = 1,23 in

− I1-1 = 0,53 in4

j) Base plate

− Panjang = 2 in

− Lebar = 1 in

− Luas = 2 in2

− Tebal = 3/8 in

k) Pondasi

− Luas atas = 20 x 20 in2

− Luas bawah = 40 x 40 in2

− Tinggi pondasi = 25 in

23. Pompa(L- 151)

Spesifikasi:

Nama : Pompa

Fungsi : Untuk memompa bahan dari Mixer ke Spray Dryer



63



Jumlah : 1 buah

24. Heater (E- 152)

Spesifikasi:

Fungsi : Memanaskan udara dari Blower ke Spray Drayer

Type : DPHE

Dimensi annulus :

De = 2,02 in

De’ = 0,81 in

Aan = 2,63 in2


Dimensi tube:

ID = 1,380 in

Do = 1,66 in

Ap = 1,50 in2

a” = 0,435 ft2/ft



25. Blower (G – 153)

Spesifikasi:

Fungsi = Menghembuskan udara dari luar menuju Spray Dryer

Type = Centryfugal blower

64

Kapasitas filter = 1000 ft 3 /mnt

Ukuran filter = 24 x 24 in

Jumlah = 7 buah

Bahan = Carbon steel

26. Filter Udara (H-154)

Spesifikasi

Fungsi : Menyaring debu yang terbawah filter udara yang akan dimasukkan

pada blower

Type : Dry filter

Kapasitas filter = 1000 ft/mnt

Ukuran = 24 x 24 in

Jumlah = 7 buah


27. Pompa (L-155)

Spesifikasi:

Nama : Pompa

Fungsi : Untuk memompa parfum ke Screw Conveyor





Jumlah : 1 buah

65

28. Storage Parfum (F – 158)

Spesifikasi:

Nama : storage parfum

Fungsi : Menampung parfum sebelum masuk Screw Conveyor

Type : tangki selinder dengan tutup bagian atas standart dish

Dimensi:

Di = 119,875 in = 9,98 ft

Ts = 1/16 in

Ls = 177,30 in = 14,77 ft

Tha = 1/16 in



Bahan konstruksi = Carbon Stell SA 240 grade M type 316

Jumlah = 1 buah

29. Cyclone 1 (H-157)

Spesifikasi:

Fungsi : untuk memisahkan debu yang terbawah udara keluar dari spray dryer

Type : cyclone separator

Kapasitas : 113,6448 kg/jam

Ukuran:

Penampang masuk = 469,27 in² ;HC = 30.6 in ;JC = 15,3 in

BC = 15,3 in ;DC = 61,2 in ;LC = 61,2 in

ZC = 122,4 in ;De = 30,6 in ;SC = 7,65 in

66

Tebal shell = ¼ in

Tutup atas = 3/16 in

Tutup bawah = 3/16 in

Jumlah = 1 buah

30. Screw conveyor (J-158)

Spesifikasi:

Nama : Screw Conveyor

Fungsi : untuk mengangkut detergen yang keluar dari spray dryer

Type : Plant Spout or Chetus

Kapasitas : - 423,00418 ft³/detik

- 7,05006 ft³/menit

Kecepatan : 24 rpm

Power motor : 0,5 hp

Jumlah :1 buah

31. Rotary cooler (B - 160)

Spesifikasi:

Nama : Rotary Cooler

Fungsi : Mendinginkan Produk dari Spray Dryer

Type : Single Shell Inderect Rotary Cooler

Diameter : 6 ft

Panjang : 47 ft

Putaran : 4,246 Rpm

Waktu tinggal : 109,716 menit

67

Jumlah flight : 15 buah

Daya : 85 hp

Bahan konstruksi : carbon steel SA-240 grade M type 316

Jumlah : 1 buah

32. Blower (G-161)

Spesifikasi:

Nama : Blower

Fungsi : Untuk mengalirkan udara kerotary cooler

Type : Centrifugal blower

Bahan : Cast iron

Daya : 23 hp

Bahan : Cast iron

Jumlah : 1 buah

33. Filter udara (H - 162)

Spesifikasi

Fungsi = Menyaring debu yang terbawah filter udara yang akan

dimasukkan pada blower

Type = Dry filter


Ukuran = 24 x 24 in

Jumlah = 7 buah


68

34. Cyclone 2 (H-163)

Spesifikasi:

Fungsi : untuk memisahkan debu yangterbawah udara keluar dari Rotary Cooler



Ukuran:


BC = 15,3 in ;DC = 61,2 in ;LC = 61,2 in

ZC = 122,4 in ;De = 30,6 in ;SC = 7,65 in

Tebal shell = ¼ in



Jumlah = 1 buah

35. Bucket elevator (J-164)

Spesifikasi :

Fungsi : Mengangkut produk ke bin

Type : centrifugal discharge

Alat = Bucket elevator

Kapasitas = 0,1114 ton/jam

Putaran = (8 x 5 x 51/2) in

Besar belt = 9 in

Kecepatan = 1,1875 ft/menit

Daya motor = 0,5 hp

69

Jumlah = 1 buah

36. Bin (H-165)

Spesifikasi :

Nama : Bin produk

Fungsi : Untuk menampung produk detergen ke pengamasan

Type : Tangki selinder tebal plat datar dan tutup bawah berbentuk conis

dengan α 120°

Kapasitas : 85,704 ft³/jam

Dimensi:

Di = 4,322 in

Thb = 1/16 in

Ts = 6,48 in

Hb = 7,74

H = 170,64

Bahan konstruksi = Carbon steel SA-240 Grade B

Jumlah = 1 buah

37. Gudang produk(F-166)

Spesifikasi:

Nama : Storage Produk

Fungsi : Menampung produk akhir

Type : Tangki selinder dengan tutup bagian atas berbentuk conis dengan

sudut 120º

70

Dimensi:

Di = 119,875 in = 9,98 ft

Ts = 1/16 in

Ls = 174,66 in = 14,55 ft

Tha = 1/16 in

Tinggi tutup atas = 69.145 in = 5,76 ft


Bahan konstruksi= carbon stell SA 240 grade M type 316

Jumlah = 1 buah

71

B–150

BAB VI

PERANCANGAN ALAT UTAMA

Nama alat : Spray Dryer

Kode : B – 150

Fungsi : Mengeringkan slurry sehingga diperoleh serbuk atau powder.

Type : Bejana silinder tegek dengan bagian bawah berbentuk conis dan

bagian atas berbentuk pelat datar dilengkapi dengan spray nozzle

atomizer.

Bahan : Stainless steel SA 285 Grade C

(Brownell and Young, hal 342)

Jumlah : 1 buah

6.1. Perhitungan Spray Chamber

a. Kondisi operasi:

Rate bahan masuk : 30473,3209 Kg/jam = 67182,17063 lb/jam

Rate udara masuk : 54038,0612 kg/jam = 119133,5295 lb/jam

T udara masuk : 120 0C = 248 0F

72

T udara keluar : 63 0C = 145,4 0F

T bahan masuk : 45 0C = 113 0F

T bahan keluar : 70 0C = 158 0F

b. Perhitungan

Produk detergent dikeringkan hingga kadar 1 – 3 % ditetapkan 2 %

Total kelembaban (X1) =keringsolidBerat

H2OBerat

=23925,2118478,5043

= kg H2O/kg B solid

Jumlah air dalam feed =0,98

478,5043

= 488,2697 kg/jam

Laju total solid dalam feed (Ls) = 6998,4190 – 488,2697

= 6510,1493 kg/jam

Total kelembaban (X2) =keringsolidBerat

H2OBerat

=02,0100

02,0−

= 0,0002 kg H2O/kg solid

Laju pertumbuhan = Ls (X1 – X2)

= 6510,1493 (0,02 – 0,0002)

= 6509,9495 kg/jam

73

0,4 D

60 0

D

c. Menentukan ukuran spray chamber

Dari Perry ed 5,fig 20-72, hal 2d0-63 didapatkan :

Ukuran spray chamber

Tinggi sheel (hs) = 0,4 x diameter sheel (D)

Sudut puncak conis = 600

Volume chamber (V) = Volume sheel + Volume conis

=24π D2hs + 0

3

6024 tgDπ

d. Menentukan waktu penguapan

t = ( ) ts-takf12Dpw 2

⋅⋅⋅⋅⋅ ρλ w

Dimana:

t = Waktu penguapan (detik)

= Panas laten penguapan (Btu/lb)

Dp = Diameter rata-rata partikel (ft)

kf = Konduktifitas thermal film gas

= Densitas partikel kering (lb/ft2)

Batasan waktu penguapan <30 detik (Ulrich, Tabel 4 10, hal 132)

74

Dari neraca panas:

ts =2

159113+ = 136 0F

Panas laten penguapan ( ) pada 136 0F = 1107,1273 Btu/lb (Kern, hal 817)

ta =2

4,145248+ = 196,7 0F

Konduktivitas thermal film gas (kf) pada 196,7 0F adalah 0,0170 Btu/hr.ft.0F

(Kern, Tabel 5, hal 80).

Densitas solid kering ( ρ ) = 58,1 lb/ft2 (Geankoplis App. 2-12)

Kandungan air ( ) = 0,04 lb H2O/lb solid kering

Diameter rata-rata (Dp) = 200 mesh = 0,0026967 ft

Maka :

t

=

( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) FxFhrBtux

ftxftlbxingsolidlbOHlbxjBtu00

222

465,1765,96./0170,0120026967,0/1,58ker/04,0/1273,1107

−

t = 4,579. 103/jam = 16,4944 detik

Waktu penguapan memadai karena t<30 detik

e. Menentukan volume chamber

Dari perry ed.3 hal 846, didapatkan :

V = Q x t

Dimana : V = Volume chamber (ft3)

Q = Rate rata-rata volumetric feed (ft3/detik)

t = Waktu kontak (detik)

75

Rate udara panas (G) = 54038,57373 kg/jam = 12211,7555 lb/jam

Spesifik volume udara panas (196,7 0F) = 1,0316 m3/kg =16,6595 ft3/lb

(Perry ed. 6th table 3-212 hal 3-162 )

Volume rate udara (Q) = 16,6595 ft3/lb x 12211,7555 lb/jam

= 203440,5 ft3/jam

Volume chamber (V) = Q x t

= 203440,5 ft3/jam x 4,579. 10-3/jam

= 93,155 ft3

f. Menentukan tinggi sheel (hs)

Volume chamber (V) =24π D2 hs + 0

3

6024tgDπ

=24π D2 (0,4D) + 0

3

6024 tgDπ

93,155 ft3 = 0,314 D3 + 0,0755 D3

93,155 ft3 = 0,3855 D3

Di = 6,0949 ft

Do = di + 2ts

= 73,1388 + (2. 0,375)

= 73,8888 in

= 74 in

hs = 0,4 D

= 0,4 x 6,0949 ft

= 2,4379 ft

76

g. Menentukan tinggi conis (hc) untuk sudut 600 dan D = 6,0689 ft

hc = ( )260

½tg

D =300949,6½

tg = 5,2783 ft½

Tinggi total = hs + hc

= 2,4379 ft + 5,2783 ft

= 7,7162 ft

6.2.Menentukan exposed area

Exposed area = luas silinder + luas selimut conis

= (π . D. hs) + ( ) ( )22.24

mDhcxmDx ++

+π

Dimana m = do = pengeluaran produk

Dari Mc. Cabbe pers 26-25, diameter lubang pengeluaran dimana bisa jatuh

bebas adalah :

F2 = ( ) ( )( )9,44889,116,23.288,6 0

3

−++ Dpxtgdoxpartikelρ

Dimana : F2 = Flow rate produk (deri Neraca panas, App. B)

= 17735 lb/jam = 295,58 lb/menit

ρ partikel = 58,1 lb/ft3

Dp = Diameter partikel = 2,6967.10 -3 ft

= Sudut gesekan zat padat = 300

Maka :

295,58 = ( ) ( )( )9,44889,110.6967,216,2330.288,61,58

30

3

−++ −xtgdox

do = 2,0335 ft

77

Exposed area = ( ( )

++ 0335,20689,6

44276,20689,6 xxx π

π

X= ( )22 0335,20689,62558,52 −+x

Exposed area = 445,2789 ft3

6.3. Menentukan beban pemanas

Dari neraca panas, Appendiks B didapat :

a. Q = entalphi udara panas masuk

tG-1 = suhu udara masuk spray dryer = 1000C = 212 0F

Gg-2 = kecepatan massa = 54038,5737 Kg/jam

Cs = jumlah panas yang dibutuhkan pada suhu tG-1

Cs = 1,005 + 1,88 (WG) (Pers 9.3-6, Geankoplis hal. 527)

=1,005 + 1,88 (0,02)

= 1,0426 kJ/kg0 K = 0,2492 kkal/kg0K

Q = Gg-2 . Cs. (tg-1 -25)

= 54038,57373 x (248 - 25)

= 1250,6017 Kj/jam

b. Hg-2 = entalphi udara panas keluar

TG-21 = suhu udara keluar spray dryer = 630C

HG-2 = Gg2 x Cs x (tG2 - 25)

= 54038,57373 x 0,2492 x (145 - 25)

= 1615,9695 kkal/jam

Kebutuhan udara kering (Gp.2) = 54038,57373 kg/jam

Enthalpi udara kering (WG) = 0,02 KJ/Kg solid kering

78

Beban untuk pemanasan = Gg-2 x (Q - WG)

= 54038,57373 x (1205,6017 – 0,02)

= 651196,24 KJ/kg

6.4. Menentukan kecepatan angkut minimum dari gas

Vcv = 910 x

+ 5,62s

s

qq D 6,0

Dimana : Vcv = kecepatan angkut minimum udara panas

s = densitas solid, lb/ft 3

Ds = diameter partikel terbesar yang diangkut, ft

= 200 mesh = 2,6967.10-3 ft

Maka :

Vcv = 910 x

+ 5,621,58

1,58 ( )310.6967,2 − 6,0

= 12,5999 ft/detik

6.5. Menghitung tebal bahan

Tekanan design = tekanan operasi = 14,7 psia

a. Menetukan tebal shell (ts)

ts = CpiEf

rixPi+

− .6,0.

dimana :

ts = tebal shell

ri = 0,5. di

= 0,5 x 6,0949 ft x 12 in/ft = 36,5694 in

79

f = 17051 (untuk SA-285 grade c)

E = 0,80 (dobel welded butt joint)

C =161 in

Pi = tekanan operasi

Sehingga :

ts =))7,146,0()8,017050((

5694,367,14xx

x−

+161

ts =0,1643 in x1616 = inin

163

1663,2

=

b. Menentukan tebal tutup bawah conis (thb) dengan α = 300

thb =).2,0.(2 PiEf

WxrcxPi−

+ C

dimana :

thb = tebal tutup bawah berbentuk conis

rc = radius of crown (L)

di = Dshell – 2 lcr (1 –cos α )

= (6,0949 x 12) – (2(4,3696)x(1 –cos 300))

=71,656 in

Icr = 0,06 Dshell

= 0,06 x (6,0949 x 12) = 4,388 in

L = (0,5 x 71,656) cos 300 = 31,028 in

W =

+

icrLx 3

41

80

=

+

3696,4028,313

41 x = 1,4162 in

Maka :

thb =162

))7,142,0()8,017050((4162,1028,317,14

+− xx

xx

thb = 0,1724 in x1616 =

1676,2 =

163 in

c. Menentukan tebal tutup atas

tha = ( ) CPi1,0Efrc xPi x085,0

+⋅−⋅

Dimana :

tha = Tebal tutup atas berbentuk pelat datar

rc = Radius of crown = di

tha = ( ) ( )[ ]7,141,08,017050028,317,14885,0xx

xx−

+161

= 0,1546 in x1616 =

1647,2 in =

163 in

Dari Brownell & Young, tabel 5-6 hal 88, untuk ketebalan standard flanged

head didapatkan :

sf = 1,5 in

icr = 9/16 in

6.6. Faktor pengelasan

Penentuan:

1. Tutup atas berbentuk pelat datar

81

2. Bagian tengah spray chamber berbentuk silinder

3. Bagian bawah spray dryer berbenruk conis

Pemilihan:

− Tutup atas, tipe doubel welded butt joint

− Bagian bawah conis

(Brownell & Young, tabel 13-2 hal 254)

6.7. Perhitungan nozzle

Perencanaan:

a. Nozzle inlet feed (terletak pada tutp atas)

Feed masuk = 30473,3209 Kg/jam = 67182,1706 lb/jam = 4,9264 lb/dtk

campuran = 67,9301 lb/ft3

gfm =9301,67

9264.4 = 0,0725 ft3/dtk

Dopt = 3,9 x (gfm)0,45 x 0,13

= 3,9 x (0,0725)0,45 x (67,9301)0,13

= 2,481 in

Berdasarkan Brownell & Young, App.K, Hal 387 dipilih pipa dengan

dimensi:

di = 1,049 in

do = 1,315 in

NPs = 1 in

Sch = 40

t = 0,216

82

Dari Brownell & Young, tabel 12.2, hal 221 dipilih flange standard dengan

tipe welding neck, yaitu:

− Ukuran = 1 in

− Diameter luas flange (A) = 4 ¼ in

− Ketebalan flange minimum (T) = 9/16 in

− Diameter luar bagian yang menonjol (R) = 2 in

− Diameter hubungan pada titik pengelasan (K) = 1,32 in

− Diameter hubungan pada alas (E) = 1 15/16 in

− Panjang julukan (L) = 2 3/16 in

− Diameter dalam flange (B) = 1,05 in

− Diameter lubang baut = 5/8 in

− Diameter baut = ½ in

− Bolt circle = 3 in

b. Nozle outlet produk (terletak pada tutup bawah)

Produk keluar = 1,409 lb/dtk


gfm =67,93011,409 = 0,0207 ft3/dtk

Dopt = = 3,9 x (gfm)0,45 x 0,13

= 3,9 x (0,0207)0,45 x (67,9301)0,13

=1,1787 in

83


dimensi:

di = 1,049 in

do = 1,315 in

NPs = 1 in

Sch = 40

t = 0,216



− Ukuran = 1 in

− Diameter luas flange (A) = 4 ¼ in


− Diameter luar bagian yang menonjol (R) = 2 in



− Panjang julukan (L) = 2 3/16 in



− Diameter baut = ½ in

− Bolt circle = 3 in

c. Nozzle udara panas masuk

Udara masuk = 122111,7755 Kg/jam = 33,919 lb/dtk


84

gfm =4167,0919,33 = 81,39 ft3/dtk

Dopt = 3,9 x (gfm)0,45 x 0,13

= 3,9 x (81,39)0,45 x (0,4167)0,13

= 2,520 in


dimensi:

di = 4,026 in

do = 4,5 in

NPs = 4 in

Sch = 40

t = 0,337



− Ukuran = 4,5 in

− Diameter luas flange (A) = 9 in


− Diameter luar bagian yang menonjol (R) = 6 3/16 in



− Panjang julukan (L) = 3 in



85

− Diameter baut = 5/8 in

− Bolt circle = 7 ½ in

d. Nozzle udara panas keluar

Udara keluar = 163,0441 kg/jam = 0,7122 lb/dtk


gfm =4167,07122,0 = 1,7091 ft3/dtk

Dopt = 3,9 x (gfm)0,45 x 0,13

= 3,9 x (1,7091)0,45 x (0,4167)0,13

= 4,4298 in


dimensi:

di = 4,026 in

do = 4,5 in

NPs = 4 in

Sch = 40

t = 0,337



− Ukuran = 4,5 in

− Diameter luas flange (A) = 9 in


− Diameter luar bagian yang menonjol (R) = 6 3/16 in

86



− Panjang julukan (L) = 3 in



− Diameter baut = 5/8 in

− Bolt circle = 7 ½ in

Perhitungan diameter Nozzle

Luas (A) pipa feed = ¼ .do2 = ¼ (1,315)2 = 1,3581 in2

Luas (A) pipa udar = ¼ .do2 = ¼ (4,5)2 = 15,9043 in2

Luas (A) nozzle udara + feed = 1,3581 + 15,9043 = 17,2624 in2

6.8. Menentukan disk atomizer

Type : Centrifugal disk atomizer

Menghitung diameter disk atomizer

Lubang diameter = 200 mesh = 2,6967 . 10-3 ft

Jumlah lubang atomizer =atomizerlubangAfeedpipaA = 23-

2

)10(2,6967¼(1,3581)2

⋅ππ

= 2.029.028,817 = 2.029.029 lubang

Jarak antar lubang (X) = 0,5 x lubang = 0,5 x 2,6967. 10-3 ft

= 1,3484.10-3 ft

Dibuat silinder dengan tinggi 1,083 ft = 12,99 in yang dapat menampung 500

atomizer.

87

Jumlah lubang =500

029.029.2 = 4058,058 = 4059 lubang

Keliling atomizer = ( Lubang x DLubang) + ( Lubang x (X))

= (4059 x 2,6967.10-3 ft) + (4059 x 1,3484.10-3 ft)

= 16,4189 ft

Diameter disk atomizer =π

atomizerdiskKeliling

=14,34189,16 = 5,2263 ft

6.9. Atomizer

Dipilih atomizer dengan jenis centrifugal disk dengan diameter disk 5,2263 ft

Dari Perry ed. 7th, persamaan 12-65 hal 12-89

Dvs = 0,4 x1,0

21

2,06,0

21

v

Γ

Γ

wLxxrxNx

ραµρ

Dimana:

Dvs = Diameter partikel rata-rata, ft

r = jari-jari disk, Ft

= kecepatan massa spray, lb/mnt.ft

1 = densitas bahan, lb/ft3

= viskositas, lb/ft.menit

N = kecepatan disk, lb/menit

= tegangan permukaan, lb/menit

Lw = Wetted disk periphery

= 2 x x r = 2 x x (5,2263/2) = 16,4189 ft

88

Diketahui kecepatan rate feed masuk:

F = 67182,1706 lb/jam = 1119,7028 lb/mnt

=WL

F1 =4189,167028,1119 = 68,1960 lb/mnt

Dari Perry ed 5 pers 3-65, hal 3-240 diperoleh:

=364

1ρxLvb dimana: Lvb adalah panas laten = 962 Btu/lb = 534,4444

kal/g

1 = 0,9307 g/cm3 = 67,9301 lb/ft3

=364

0,9307 x534,4444 = 1,3665 g/dtk = 0,1837 lb/mnt

Maka:

0,002967 = 0,4

1,0

25567,3

4189,169301,671837,02,0

5567,3

010523,06,0

26132,29301,67

4444,534

xx

xNx

N = 1093,4725 rpm

6.10. Menentukan power motor penggerak centrifugal disk

Dari Perry ed. 3 hal 864, maka power motor penggerak centrifugal disk

adalah:

P = 1,04.10-9 x (r.N)2 x w

Dimana: P = Nett horse power, Hp

w = Rate feed, lb/menit

P = 1,04.10-9 x (2,61315 x 1093,4725)2 x 93,2203

= 0,7916 Hp = 1 Hp

89

6.11. Menentukan diameter poros

Torsi maksimum (tq maksimum) = 63,025 xN

Hp

= 63,025 x4725,1093

1

= 0,0576 in

Bending momen maksimum =16

1319000xN

xxHp

=164725,1093

13119000x

xx

= 14,1179 in

6.12. Menentukan diameter poros terhadap shear stress dan stensile stres

ds =( ) ( ) 3

12216

+

TxmaksMmaksTq

π

=( )

31

22

60001179,14)0576,0(16

+xπ

= 0,2288 in

Dipilih diameter 0,675 in = 1,715 cm

6.13. Menghitung dimensi penyangga

Bahan konstruksi = Stainless stell

Densitas = 7801 kg/m3 = 0,282 lb/in3

a. Berat sheel = x D x hs x ts x bahan

90

= 3,14 x (6,0949 x 12) x (2,4276 x 12) x (3/16) x

0,282

= 352,4113 lb

b. Berat tutup atas = x D x sf x icr x bahan

= 3,14 x (6,0689 x 12) x 1,5 x (9/16) x (3/16) x

0,282

= 10,2072 lb

c. Berat tutp bawah = /4 x di x L x ts x bahan

= 3,14/4 x 71,656 x 31,028 x (3/16) x 0,282

= 92,3308 lb

Berat total = (352,4113 + 10,2072 + 92,3308)lb

= 454,9493 lb

Tinggi total bejana = hs + hc

= (2,4379 + 5,2783) ft

= 7,7162 ft = 92,5944 in

6.13.2. Perencaan Leg Support

Untuk penahan dipilih kolom jenis I – beam dengan jumlah 4 buah.

Beban tiap kolom =n.db

L)-(HPw4 +nWΣ (Brownell, pers.10.76 hal

167)

Dimana:

P = Beban tiap kolom (lb)

Pw = Total beban permukaan karena angin (lb)

H = Tinggi vessel dari pondasi (ft)

91

L = Jarak antar vessel (ft)

db = Diameter bolt cycle (ft)

W = Berat total (lb)

Karena tangki diletakan didalam ruangan maka Pw = 0, sehingga:

P =nWΣ

=49403,454 = 113,7373 lb = 114 lb

Untuk I–Beam ditrial (Brownell and Young, hal 355) dengan ukuran (3 x 2 )

dan dipilih dengan sumbu 2.2 (dengan beban eksentrik)

Didapatkan data adalah:

Berat = 5,7 lb

Luas bejana (Ay) = 1,64 in2

Kedalaman beam (h) = 3 in

Lebar dari flange (b) = 2,33 in

Tebal rata-rata flange = 0,26 in

Ketebalan web = 0,17 in

R2-2 = 1,23 in

I2-2 = 0,53 in4

Tinggi kaki = ½ x (hs + hc)

= ½ x (7,7162)

= 3,8417 ft

rl =

53,0128417,3 x = 86,9849 in

92

Karenarl terletak diantara 60 – 200 maka p = 1800

fc aman = ( )18000

1

180002

ri

+

=( )

180009849,861

180002

+

Luas (A) yang dibutuhkan =amanfcP =

21565,12673114

inlb

lb = 0,008995 in2

Karena A yang dibutuhkan < A yang tersedia yaitu 1,64 in2, maka I-beam

dengan ukuran tersebut memadai.

6.13.3. Dimensi base plate

P = 454,9493 lb

− Menghitung luas base plate = Abp =bpfP (Brownell & Young pers 10.35 hal

190)

93

Dimana:

Abp = Luas base plate (in2)

P = Beban bagi tiap-tiap base plate (lb)

fbp = Stress pada pondasi (psi)

fc = Stress pada penahan, digunakan beban beton yaitu fc = 600 lb/in2

(Hesse, hal 162)

Sehingga:

Abp =600

9493,454 = 0,7582 in2

− Menghitung panjang dan lebar dari base plate

A = P x L

P = 2m + 0,95h

L = 2n + 0,8b

Abp = (0,8b + 2n) (0,95h + 2m)

Asumsi m = n

Abp = (0,8(2,33) + 2n) (0,95(3) + 2m)

0,7582 = (1,864 + 2m) x (2,85 + 2m) b

0,7582 = 5,3124 + 3,728m + 5,7m + 4m2

4m2 + 9,428m + 4,5542 = 0

Dengan rumus abc :a2

ca4bb- 2 ⋅−±

m =( ) ( )

4 x24,5542449,4289,428 2 ⋅−±−

Maka didapatkan: m1 = 0,6782 dan m2 = 0,6782

94

p = 2m + 0,95h

= (2 x 0,6782) + (0,95x 3)

= 1,4926 = 2 in

l = 2n + 0,8b

= (2 x (-0,6782)) + (0,8x 2,33)

= 0,5076 = 1 in

A baru = p x l = 2 x 1 = 2 in2

A baru > Abp, sudah memadai

Mencari harga m dan n baru

p = 2m + 0,95h

= 2m + (0,95 x 3)

m = 0,425 in

l = 2n + 0,8b

= 2n + (0,8 x 2,33)

n = 0,432 in

m > n maka m yang dijadikan sebagai acuan.

Beban yang harus ditahan:

fc’ =BaruAP = 2in2

lb9493,454 = 227,4747 Psi

fc’ < fbp yaitu 600 psi maka dimensi base plate memadai

− Menghitung tebal base plate

Tbp = 2m xP x00015,0 (Hesse, hal 163)

= 2(0,425) x227,4747 x00015,0

95

= 0,0785 = 0,0785 x1616 =

16256,1 = in

162

6.13.4. Dimensi baut

P baut = 454,9493 lb

Jumlah baut = 4

P tiap baut =4

454,9493 = 113,7373 lb

Ft stell = beban tiap baut max = 12000 Psi

A baut =stellFt

P bautTiap =12000

113,7373 = 0,0095 in2

Ab = ¼ . . db2

0,00947 = 0,25 x 3,14 x db2

db = 0,1099 in

Standarisasi dari Brownell and Young, hal 188 didapatkan:

Ukuran Dbaut = ½ in

Bolt spacing (B) = 1 ¼ in

Jarak radial minimum = 13/16 in

Edge distance (E) = 5/8 in

Nut dimension = 7/8 in

6.13.5. Dimensi lug support

Type : Double Gusset Plate

Tebal plate horizontal

− Menghitung tebal plate horizontal (thp)

96

Thp =allfMy6 (Brownell and Young, pers 10-41, hal 193)

Dimana:

fall = Allowable working stress, f = 12000 psi

= Poisson ratio = 0,33 untuk baja

My = Jumlah moment pada baut

My = ( )

++ 1y-1

e21ln1 x

4P

πµ

π(Brownell and Young, pers 10-41, hal

193)

e =2

dimensionNut =28

7 = 0,4375 in

L = Panjang horizontal plate bagian bawah

L = 1,5 x b

L = 1,5 x 2,33 = 3,495 in

a = Panjang horizontal plate bagian atas

= ½ l = ½ (3,495) = 1,7475 in

b = jarak antar gusset

= ukuran baut + 8 in

= ½ + 8 = 8,5 in

l = jari-jari bearing plate

= 2 (b – 0,5 ukuran baut)

= 2 (2,33 – 0,5 x ½)

= 4,16 in

1 : konstruksi dari perhitungan moment

97

lb =

16,45,8 = 2,0433

Dari Brownell and Young, pers 10.6, hal 192 diperoleh harga 1 = 0,042

Maka:

My = ( ) ( )

++ 0,042-1

0,4375 x3,144,16 x2ln0,331

3,14 x47373,113

= 30,3676 lb/in

thp =1200030,3676 x6 = 0,1232 in

− Tebal plate vertikal (gusset)

Rumus:

tg = 3/8 x thp (Brownell, hal 194)

= 3/8 x 0,1232 = 0,0462 in

Tinggi gusset

Rumus:

hg = A + ukuran baut (Brownell, fig 10.6 hal 191)

= ukuran baut + 9 in

= ½ + 9 = 9,5 in

Sehingga:

hg = 9,5 + ½ = 10 in

Lebar gusset (L) = 3,495 in

Tinggi lug

Rumus:

H = hg + 2 thp (Brownell, fig 10.6 hal 191)

98

= 10 + (2 x 0,1232) = 10,2464 in

6.13.6. Dimensi pondasi

− Beban tiap kolom (W) = 454,7373 lb

− Beban base plate (Wbp)

Wbp = p x l x t x

Dimana:

p = panjang base plate (2 in = 0,1667 ft)

l = lebar base plate (1 in = 0,0833 ft)

t = tebal base plate (3/16 in = 0,0156 ft)

baja = 489 lb/ft2

Maka:

Wbp = 0,1667 x 0,0833 x 0,0158 ft x 489

= 0,1064 lb = 0,0483 kg

− Beban kolom penyangga (Wp)

Wp = L x A x F x

Dimana:

L = Tinggi kolom = 7,6834 ft

A = Luas kolom I – beam = 1,64 in2

F = Faktor koreksi = 3,4

Wp = 7,6834 ft x 0,0534 ft2 x 3,4 x 489 lb/ft3

= 682,1541 lb = 309,4231 kg

− Berat total

Wt = W + Wbp + Wp

99

= 454,7373 + 0,1064 + 682,1541

= 1136,9978 lb

Dianggap bahwa hanya ada gaya vertikal dari berat kolom itu sendiri yang

berat pada pondasi, maka diambil:

− Luas atas = (20 x 20) in2

− Luas bawah = (40 x 40) in2

− Tinggi pondasi = 25 in2

− Luas permukaan tanah rata-rata =

240 x20

240 x20

= 800 in2

− Volume pondasi:

V = A x t

= 800 x 25 = 20000 in3

= 11,75 ft3

− Berat pondasi:

W = V x ρ

Dimana:

V = volume pondasi

ρ = densitas semen stanosand

= 114 lb/ft3 (Perry, ed 6, tabel 3-118)

W = 11,57 x 114

= 1666,08 lb = 755,7289 kg

100

− Tekanan tanah

Pondasi didirikan diatas Cement Sand and Gravel dengan save

bearing power 5 – 10 ton/ft2 (Hesse, hal 327)

Kemampuan tanah tekanan sebesar:

P = 10 ton/ft2 xton1

22046 x 2in144ft1

= 153,097 lb/in2

Tekanan pada tanah = tanahLuas

lbeban totaberatpondasiBerat +

=800

1136,99781666,08 + = 3,5038 lb/in2

Kesimpulan

Karena tekanan yang diberikan pada tanah lebih kecil dari kemampuan tanah

menahan tekanan, maka pondasi dengan ukuran 20 x 20 in untuk luas atas

dan 40 x 40 in untuk luas bawah dan tinggi pondasi 25 in dapat

dipergunakan (aman).

Spesifikasi peralatan Spray Drayer:

Rate bahan masuk = 67182,17063 lb/jam

Rate udara masuk = 119133,5295 lb/jam

Suhu udara masuk = 120 0C = 248 0F

Suhu udara keluar = 63 0C = 145,4 0F

Suhu bahan masuk = 45 0C = 113 0F

Suhu bahan keluar = 70 0C = 158 0F

Daya motor = 1 Hp

101

Dimensi alat:

l) Silinder (Shell)

− Jenis = silinder tegak lurus

− Diameter (do) = 6,0949 ft x 12 = 73,1388 in

− Panjang (L) = 7,6834 ft x 12 = 92,2008 in

− Tebal (ts) = 3/16 in

m) Tutup atas

− Jenis = Pelat datar

− Tebal(tha) = 3/16 in

n) Tutup bawah

− Jenis = conis dengan α = 300

− Tebal (thb) = 3/16 in

− Tinggi (hc) = 5,2783 ft x 12 = 29,2548 in

o) Nozzle bahan masuk




− Sch = 40

− t = 0,216 in

p) Nozzle produk keluar




102

− Sch = 40

− t = 0,216 in

q) Nozzle udara masuk




− Sch = 40

− t = 0,337 in

r) Nozzle udara keluar




− Sch = 40

− t = 0,337 in

s) Atomizer

− Diameter disk = 2,6967.10-3 ft

− Keliling disk = 16,4189 ft

− Jumlah lubang = 2029029 lubang

− Kecepatan = 1093 rpm

t) Penyangga

− Jenis = I – Beam

− Ukuran = 3 x 2

− Berat = 5,7 lb

103

− Luas bejana (Ay) = 1,64 in2

− Kedalaman beam (h) = 3 in

− Lebar dari flange (b) = 2,33 in

− Tebal rata-rata flange = 0,26 in

− Ketebalan web = 0,17 in

− R2-2 = 1,23 in

− I1-1 = 0,53 in4

u) Base plate

− Panjang = 2 in

− Lebar = 1 in

− Luas = 2 in2

− Tebal = 3/8 in

v) Pondasi

− Luas atas = 20 x 20 in2

− Luas bawah = 40 x 40 in2

− Tinggi pondasi = 25 in

104

BAB VI

PERANCANGAN ALAT UTAMA

Nama alat : Sulfunator

Kode alat : R – 110

Fungsi : Sebagai tempat untuk bereaksinya larutan dedecyl denzene

dengan larutan oleum

Dengan reaksi berikut:

H 3 C-(CH 2 ) 11 - - + SO 3 H 2 SO 4 H 3 C-(CH 2 ) 11 - - SO 3 H +

H 2 SO 4

Type : Selinder tegak dengan tutup bagian atas dan bawah berbentuk

standart dished yang dilengkapi pengaduk turbin 4 blade dan coil

pendingin

Dasar perancangan

Karena reaksi bersifat exothermis, yaitu reaksi yang melepas panas maka

perlu dilengkapi dengan coil pedingin. Untuk mengontrol kodisi operasi maka

perlu dipasang instrumentasi yang meliputi ratio kontrol dan temperatur kontrol.

Perlengkapan : Pengaduk dan coil pendingin

Kondisi operasi : Temperatur = 55ºC = 131ºF

Tekanan = 1 atm

Waktu operasi = 1jam

Fase = liquid-liquid

105

ρ campuran = 90,36 lb/ft³

(I & EC process Design & Development, 1962, vol. 1, Hal. 273 )

Direncanakan

Bahan konstruksi : Stainlees stell SA 240 grade M type 316

F= 18750 (Brownel & young .App. D-4 hal 342)

Jenis pengelasan : Double welded but joint

E= 0,8 (Brownel & young .App. D-4 hal 342)

Faktoe korosi : 1/16

Bahan masuk : 5638,8889 kg/jam = 12405,5556 lb/jam

6.1 Rancangn dimensi reaktor

a. Menentukan volume reaktor

Bahan masuk = 12405,5556 lb/jam

ρ campuran = 90,36 lb/ft³

Rate volumetrik =campuran

masukbahanmassaρ

= 3/36,90/5556,12405

ftlbjamlb = 137,2903 ft³/jam

Volume liquid = 137,2903 ft³/jam x 1jam = 137,2903 ft³

Diasumsikan volume ruang kosong = 20% sehingga volume coil 80%

Maka:

Voluma total = volume coil + volume ruang kosong

Vt = 137,2903 ft³ + 0,2 Vrk

0,8 Vt = 137,2903 ft³

Vt = 171,613 ft³

106

b. Menentukan dimensi vesel

1. Menghitung diameter vesel

Diasumsikan Ls = 1,5 di

Voluime total = V tutup bawah + V selinder + V tutup

V total =24π

α2/1tan

3di +4. 2diπ Ls + 0,0847di 3

171,613 ft³ =2414,3

120tan

3di +414,3 d 2 (Ls)+ 0,0847di 3

171,613 ft³ = 0.0755 di 3 + 1,1775 di 3 + 0,0847di 3

di 3 =3367,1

613,171

= 128,386ft³

di = 5,0356 ft³

di = 5,0356 ft³ x 12 = 60,43 in

2. Menghitung Volume liquid dalam shell

Volume dalam shell = Volume liquid – Volume tutup bawah

= 137,2903 ft³ - 0,0847 di³

= 137,2903 ft³ - 0,0847 x (5,0356)³

= 126,416 ft³

3. Menghitung tinggi liquid dalam shell

H = 24/ diinderiddalamselVolumeliqu

π

H = 2

3

)0356,5(4/14,3416,126 ft

H = 6,3511

107

4. Menentukan tekanan disegn

P hidrostatik =144

)1( −Hρ =144

)13511,6(36,90 −

= 3,3581

P operasi = 1 atm = 14,7 Psia

P disegn = P operasi + P hidrostatik

= (14,7 +3,3581) Psia

= 18,0578 Psia

= 18,0578 Psia – 1,4,7 Psia

= 3,3581 Psia

5. Menentukan tebal selinder

Ts =).6,0.(2

.piEf

diPi−

+ C

Ts =))3581,36,0()8,018750((2

43,603581,3xx

x−

+C

= 0,06765 x1616

=16082,1 in =

162 in +

163

161

=

Standarisasi do

do = di + 2.ts

do = 60,43+ (2 x162 )

do = 60,68

108

Dengan pendekatan keatas diperoleh do = 72 dari tabel 5-7 Brownel&

Young hal 90 didapatkan harga:

do = 72 in

icr = 4 3/8 in

r = 72 in

menentukan harga di baru

di = do – 2 Ts

di = 72 – 2 3/16

di = 71,625 in = 5,9688 ft

cek hubungan antara Ls dan di

V total =24π

α2/1tan

3di +4. 2diπ Ls + 0,0847di 3

78,1689805 ft³ =2414,3

60tan)9688,5( 2

+414,3 (5,9688) 2 Ls+

0,0847(5,9688) 3

78,1689805 ft³ = 27,9669ft 3 Ls + 36,0226

Ls = 22,8248 ft = 273,8970 in

diLs =

9688,58763,7 = 1.319 < 1,5 (memnuhi)

6. menentukan dimensi tutup

Mencari tebal tutup

Tutup atas dan bawah berbentuk standart dished

R = 72 in (tabel 5-7 brownel& young hal 90)

Icr = 4 3/8 (tabel 5-7 brownel& young hal 88)

109

Sf = 1,5 in (tabel 5-7 Brownel & Young hal 88)

Tha)1,0(

885,0pifE

pir−

+ C

(Brownel& Young pers 13.12 hal 258)

=)7727,21,0()8,018750(

625,717727,2885,0xx

xx−

+161

= 0,0742 x1616

=161875,1 in =

163 in

Tinggi tutup atas (ha) (Brownel & Young hal 87)

a =2di =

2625,71 in = 35,8125 in

AB = a – icr = (35,8125 – 483 ) = 31,4375 in

BC = r – icr = (72 - 483 ) = 67,625 in

AC = 22 )()( ABBC −

= 22 )314375()625,67( −

= 59,8734 in

B = r –AC

= (72 – 59,8734) in = 12,1266 in

Ha = tha + h + sf

= (163 ) + 12,1266 + 1,5

= 13,8141 in

110

Dari perhitungan diatas, maka diperoleh dimensi sulfunator sebagai berikut:

do = 72 in tha =163 in

di = 71,625 in ha = 13,8141 in

Ls = 94,5151 in thb =163 in

ts =163 in hb = 22,1764 in

Tinggi reaktor (H) = Tinggi (tutup bawah + silinder + tutup atas )

= hb + Ls + ha

= (13,8141 + 273,8970 + 13,8141) in

= 208,4250 in

= 17,36875 ft

6.2. Perhitungan Pengaduk

Jenis pengaduk = axial turbin 4 blades sudut 45º (G.G Brown hal 507)

Batas impeler = High alloy steel SA 240 Grade M type 316

Bahan poros = hot Roller SAE 1020

Dari G.G Brown hal 507, diperoleh data-data sebagai berikut :

Dt/Di = 2,4 – 3,0

Zi / Di = 0,4 – 0,5

ZI/ Di = 2,4 – 3,0

W / Di = 0,25

Dimana

Dt = diameter dalam dari silinder

111

Di = diameter impeller

Zi = tinggi impeller dari dasar tangki

ZI = tinggi liquid dalam silinders

W = lebar daun impeller

a. Menentukan Diameter Impeller

DiDt = 3,0

Di =3

Dt

Di =3

625,71 in = 23,875 in = 1,9896 ft

b. menentukan Tinggi Impeler Dari dasar Tangki

DiZi = 0,5

Zi = 0,5 Di

Zi = 0,5 x 23,875 in = 11,9375 in

c. Menentukan Panjang Impeler

DiL =

41 (Geankoplist. Tabel 3.4 -1 hal 144)

L =41 . Di

L =41 (23,875 in) = 5,9688 in

d. Menentukan Lebar Daun Impeler

DiW = 0,25

112

W = 0,25 Di

W = 0,25 x 23,875 in = 5,9688 in

e. menentukan Tebal Blades

DtJ = 1/12 (Geankoplis, tabel 3.4.1hal 144)

J =12Dt

J =12625,71 in = 5,9688 in

f. Menentukan jumlah Pengaduk

n = 22xDiliquidaH

= 2)9896,1(22858,7

xft

= 0,9203 = 1 buah

6.2.1. Perhitungan daya pengaduk

P =gc

xDixnQx 33ρ (G.G brown 508)

Dimana:

P = daya pengaduk

Q = power number

ρ = densitas bahan = 90,36 lb/ft 3

µ bahan = 0,00026 lb/ft.s

Di = diameter impeller = 23,875 in = 1,9896 ft

Gc = 32,2 lt.ft/dt.lbf

113

N = putaran pengaduk

= 100 rpm = 1,67 rps

Menghitung N Re

N Re =µ

ρ..2 nDi (Geankoplis,pers 3.4.1 hal

144)

N Re =sftlb

ftlbxrpsxft./00026,0

)/36,90()667,1()9896,1( 32

= 198556,5282 > 2100 (aliran turbulen)

Dari G.G. Brown fig. 4,77 hal 507, diperoleh ( )1 = 7

P =gc

Din 53...ρϕ

=sftlb

xrpsxftlbx./2,32

)9896,1()667,1()/36,90(7 533

= 1994,2335 lb.ft/dt

= 1994,2335 lb.ft/dt xdtftlb

HP/.550

1

= 3,6259 HP = 4 HP

Kehilangan-kehilangan daya:

- Gain losses (kebocoran gaya pada proses dan bearing) diperkirakan

10%dsari daya masuk

- Transmission system losses (kebocoran belt gear) diperkirakan

20% dari daya masuk

P yang dibutuhkan = (0,1 + 0,15) P + P

114

= (0,25)(4 HP) + (4 HP)

= 5 Hpjadi digunakan pengaduk dengan

daya 5 HP

Jadi digunakan pengaduk dengan daya 5 Hp.

6.2.2. Perhitungan proses pengaduk

a. Diameter poros

T =16.. 2DSπ (Hesse,pers,16.1 hal 465)

dimana

T = Momen puntirN

H.63025

H = daya motor pada poros = 5 HP

N = putaran pengaduk = 100 rpm

Sehingga:

T =100

)5).(63025( = 3151,25 lb.in

Dari hesse tabel 16-1 hal 467, untuk bahan Hot Rolled Steal SAE

1020 mengandung karbon 20% dengan batas = 36000lb/in 2

S = maksimum disegn shering stress yang diijinkan

S = 20% x 36000 lb/in 2

S = 7200 lb/in 2

Maka didapatkan diameter proses penghaduk (D)

115

D =(5

16xxt

π) 3/1 (Hesse,pers,16.1 hal

465)

D = ( 2/720014,325,315116

inlbxlbinx ) 3/1

D = 1,30651 in

b. Panjang poros

rumus:

L = h + l – Zi (Hesse,pers,16.1 hal

465)

Dimana:

L = panjang proses

H = tinggi selinder + tinggoi tutup atas

= (273,8970 + 13,8141) in = 208,3292 in = 9,0274 ft

L = panjang poros diatas bejana tengki = 5,9688 in = 0,4974 ft

ZI= jarak impeler dari dasar tengki = 11,9375 in = 0,9948 ft

Jadi panjang poros pengaduk

L = (208,3292 + 5,9688) – 11,9375

= 202,3605 in = 16,863375 ft

Kesuimpulan:

Type = axial turbin 4 blades sudut 45° angle

Di = diameter impeler = 23,875 in

Zi = tinggi impeler dari dasar bejana = 11,9375 in

W = lebar impeler = 5,9688 in

116

L = lanjang impeler = 5,9688 in

J = tebal blades = 5,9688 in

N = jumlah pengaduk = 1 buah

Daya = 5 HP

Diameter poros = 1,30651 in

Panjang poros = 202,3605 in

6.3. Perhitungan nozzle

Perencanaan:

Nozzle pada tutup atas standart dished

- Nozzle untuk pemasukan larutan DDB

- Nozzle untuk pemasukan larutan oleum

Nozzle untuk silinder sulfanator

- Nozzle untuk pemasukan coil pendingin

- Nozzle untuk pengeluaran coil pendingin

Nozzle pada tutup bawah standart dished

- Nozzle untuk pengeluaran produk

Digunakan flange standart type weldingneck pada:

- Nozzle untuk pemasukan bahan baku utama (larutan DDB dan larutan

oleum)

- Nozzle untuk pemasukan coil pendingin

- Nozzle untuk pengeluaran coil pendingin

- Nozzle untuk pengeluaran produk bawah

117

Dasar perhitungan :

a. Nozzle pemasukan bahan baku utama (larutan DDB)

bahan masuk : 5650,679263 lb/jam

ρ campuran : 53,52 lb/ft³

Rate volumetrik = 3/52,53/679263,5650

ftlbjamlb

= 26,2834 ft³/jam = 0,0734 ft³/dtk

Dari Peter & Timmerhause edisi 3 pers,15 hal 525 didapatkan

Di opt = 3,9(Q) 35,0 ( ρ ) 13,0

= 3,9 (0,0734) 45,0 (53,52) 13,0

= 1,8941 in

Dari geankoplis AppA5 hal 892,maka dipilih pipa 2 in IPS Sch 40 dengan

ukuran:

Di = 2,067 in

Do = 2,375 in

A = 0,02330 ft²

b. Nozzle pemasukan bahan baku utama (larutan oleum)


ρ campuran : 119,8lb/ft³

Rate volumetrik = 3/8,119/5155,797ftlb

jamlb

= 14,68 ft³/jam = 0,04135 ft³/dtk


118

Di opt = 3,9(Q) 35,0 ( ρ ) 13,0

= 3,9 (0,04135) 45,0 (53,52) 13,0

= 1,7803 in


ukuran:

Di = 2,067 in

Do = 2,375 in

A = 0,02330 ft²

c. Nozzle untuk pengeluaran produk



Rate volumetrik = 3/36,90/7648,3164ftlb

jamlb

= 35,0240 ft³/jam = 0,0197 ft³/dtk


Di opt = 3,9(Q) 35,0 ( ρ ) 13,0

= 3,9 (0,0197) 45,0 (90,36) 13,0

= 2,5080 in


ukuran:

Di = 23,0687 in

Do = 23,500 in

A = 0,05130 ft²

119

d. Nozzle untuk pemasukan dan pengeluaran coil



Rate volumetrik = 3/2,62/7120,1470

ftlbjamlb

= 13,5611 ft³/jam = 0,0038 ft³/dtk


Di opt = 3,9(Q) 35,0 ( ρ ) 13,0

= 3,9 (0,0038) 45,0 (62,2) 13,0

= 0,5413 in


ukuran:

Di = 2,067 in

Do = 2,375 in

A = 0,02330 ft² = 3,352 in 2

Dari Brownel dan Young tabel 12.2 hal 221 diperoleh dimensi flange

untuk semua nozzel, dipilih flange standard type welding neck dengan

dimensi nozzel sbb:

Nozzel A = Nozzel pemasukan larutan DDB

B = Nozzel pemasukan larutan Oleum

C = Nozzel pengeluaran produk

D = Nozzel pemasukan coil pendingin

E = Nozzel pengeluaran coli pendingin

120

Tabel 6.2.1. Dimensi Flange pada masing-masing pipa

Nozzel NPS A T R E K L B

A 2 6 3/4 3 5/8 3 1/16 2,38 2 1/2 2,07

B 2 6 3/4 3 5/8 3 1/16 2,38 2 1/2 2,07

C 3 7 1/2 15/16 5 4 1/4 3,5 2 3/4 3,07

D 20 27 1/2 1 11/16 23 22 20 5 11/16 19,25

E 20 27 1/2 1 11/16 23 22 20 5 11/16 19,25

6.4. Sambungan Tutup (Head) Dengan Dinding (Shell) Sulfonator

Untuk mempermudah perbaikan dan perawatan dari maka tutup bejana

dihubungkan dengan bejana shell secara flange dan bolting

a. flange

- bahan : high alloy steel SA 240 grade M type 316

(Brownel & Young, App.D,hal 342)

- tensile strength minimum :75000Psia

- allowable strees : 18750 Psia

- type flange: ring flange

b.bolting

- bahan low alloy steel SA 193 grade B8

(Brownel & Young, table 13-11, hal 344)

- - tensile strength minimum :75000Psia

- allowable strees :15000 Psia

121

c.Gasket

- bahan : asbestos filled

(brownel & young, table 12-11, hal 288)

- Gasket faktor : 2,00

- Tebal : 1/8

- Minimum design seating strees (y) : 1600 Psia

6.4.1 Perhitungan lebar gasket

Dari Brownell & Young, pers. 12-2 hal 226, didapat:

dido =

)1(.+−

−mpy

mpy

Dimana :

do = Diameter luas gasket

di = Diameter dalam gasket

y = yield strees ( 1600 psia )

p = Internal pressure ( 17,4595 psia )

m = gasket factor ( 2,00 )

Diketahui : di gasket = do shell =72 in = 6 ft

Maka di dapatkan :

6do =

)12(45959,171600)24595,17(1600

+−− x

dido =1,0056

do =6,0337 ft = 72,4050 in

122

Lebar gasket minimum =2

dido −

=2

)724050,72( in−

= 0,2025 m= ¼

Diambil gasket (n) ¼ in = 0,25 in

Diameter rata-rata gsket (G) = di + n

=( 72 + 0,25 ) in

= 72,25 in = 6,0208 ft

6.4.2 Perhitungan jumlah dan ukuran baut ( Bolting )

Perhitungan beban baut

- Dari brownell & Young, pers. 12-88, hal 240, didapat:

Beban gasket supaya tidak bocor (Hy)

Wm2 = Hy = π .G.Y

-Dari Brownell & Young, pers. 12 -12, hal 229, didapat :

Lebar setting gasket bawah : bo =2n =

225,0

= 0,125 in

Sehingga didapatkan:

Hy = Wm2 = (3,14)(0,125 in)(72,25 in)(1600)

= 45373 lb

- Dari Brownell & Young, pers. 12 -90, hal 240, didapat beban buatan

supaya tidak bocor (HP)

123

HP = 2 π .b.G.m.p.

=2 (3,14)(0,125 in)(72,25 in)(2,00)(17,4595 Psia)

= 1980,4747 lb

Dari Brownell & Young, pers. 12 -90, hal 240, didapat beban karena

tekanan dalam(H)

H =4π G 2 P

=414,3 (72,25 in) 2 x (17,4595 Psia)

= 71544,6498 lb

Dari Brownell & Young, pers. 12 -89, hal 240, didapattotal berat beban

pada kondisi operasi (Wm1)

Wm1 = H + HP

= (17,4595 Psia) + (1980,4747 lb)

= 73525,1245 lb

Karena Wm1>Wm2,maka adalah yang mengontrol Wm1

• Perhitungan luas minimumbolting area (Am1)

Dari Brownell & Young, pers. 12 -93, hal 240, didapat :

Aml =fb

Wm1 = 2/000.151245,73525

inlblb

= 4,9017 in 2 = 0,03404 ft 2

• Perhitungan bolting optimum

Dari Brownell & Young, tabel 10.4, hal 188, didapat :


124

- Root area = 0,419 in 2

Jumlah bolting optimum =Rootarea

Am2

= 2

2

419,09017,4

inin

= 11,698 buah = 12 buah

Dari Brownell & Young, tabel 10.4, hal 188, didapat :

- Bolt spacingdistance preference (Bs) = 2 1/6

- Minimum radial distance (R) = 1 ¼

- Edge distance (E) = 1 5/16

- Bolting circle diameter (C)

C = di shell + 2 (14,5 . go + R)

Dimana : di shell = 71,625 in

go = tebal shell = 3/16 in

Maka : C = 71,625 + 2 [14,6(3/16) +(11/4)]

C = 79,5625 in

- Diameter luar

OD = C + 2E

OD = 79,5625 in + 2(1 5/16)

OD = 82,1875 in

Cek lebar gasket:

Ab aktual = jumlah bolt x root area

= 12 x 0,419 in 2

= 5,028 in 2

125

Lebar gasket minimum (L)

L = Ab aktual xyGf

π2

L = 5,028 in 2 x25,72160014,32

15000xxx

L = 0,1039 in

Karena L < 0,25 in jadi perhitungan golting optimum memenuhi

• Perhitungan moment

- Dari Brownell & Young, pers. 12 -94, hal 242, didapat untuk keadaan

bolting up (tampa tekanan )

W = [2

abAm + ] f a

W = [2

028,59017,4 + ] 15000

W = 74472,75 lb

- jarak radial dari beban gasket yang bereaksi terhadap circle (h G )

Dari Brownell & Young, pers. 12 -101, hal 242 didapat

h G =2

GC −

=2

25,725625,79 − = 3,6563 in

- menghitung moment flage (Ma)

Dari Brownell & Young, hal 243 didapat

Ma = W. h G

= 74472,75 lb x 3,6563 in

126

= 272294,7158 lb.in

- Dari Brownell & Young, pers. 12 -95, hal 243 dalam kondisi operasi

didapat:

W = Wm1 = 73525,1245 lb

- hidrastic and force pada daerah dalam flange (H D )

Dari Brownell & Young, pers. 12 -96, hal 243 didapat:

H D = 0,785.B 2 .P

Dimana: B = do shell reaktor = 72 in

P = tekanan operasi = 17,4595 lb/in 2

Maka: H D = 0,785 x(72 in) 2 ( 17,4595 lb/in 2 )

= 71050,3877 lb

- jarak radial bolt circle pada aksi(H D )

h D =2

BC − =2

725625,79 − = 3,7813 in

- menghitung moment M D


M D = H D h D

= 71050,3877 lb x 3,7813 in

= 268662,831 lb.in

- perbadaan antara beban baut flange dengan daya hidrostastic total (H G )


H G = W – H = Wm1 – H

= 73525,1245 lb - 71544,6498 lb

127

= 1980,4747 lb

- menghitung M G


M G = H G . h G

= 1980,4747 lb x 3,6563 in

= 7241,2096 lb.in

- perbedaan antara gaya hidrostastic total dengan hidrostasticarea dalam flange

(H T )


H T = H - H D

= 71544,6498 lb - 71050,3877 lb

= 494,2621 lb

- jarak radial dari sirkulasi baut kesirkulasi pada H T ( h T )


h T =2

GD hh +=

26563,37813,3 +

= 3,7188 in

- menghitung moment M T


M T = M D x H T x h T

= 494,2621 lb x 3,7188 in

= 1838,0619 lb.in

- moment total pada keadaan operasi (Mo)

128

Mo = M D .M G . M T

= 268662,831 lb.in x 7241,2096 lb.in x 1838,0619 lb.in

= 277742,1025 lb.in

Karena Ma < Mo maka M max = Mo = 277742,1025 lb.in

6.4.3. Perhitungan tebal flange


f T =Bt

Moy.2

. dan K =BA

dimana:

A = diameter luar flange = 72,25 in = 6,0208 ft

B = diameter dalam flange = 72 in = 6 ft

f = stress yang diizinkan untuk bahan flange = 18750 Psia

K =BA =

60208,6 = 1,0035

Dari Brownell & Young, fig. 12.22, hal 238 didapat

y = 100

M = 277742,1025 lb.in

Sehingga tebal flange

t =7218750

)1025,277742()100(x

x

t = 4,5358 in = 0,3780 ft

kesimpulan

1. flange:

bahan konstruksi: High alloy stell SA 240 grade type 316

129

Tensil strength minimum : 75.000 psia

Allowable stress (f) : 18750 psia

Tebal flange : 4,5358 in = 0,3780 ft

Diameter dalam (Di) flange : 72 in = 6 ft

Diameter luar (Do) flange : 72,25 in = 6,0208 ft

Type flange : ring flange

2. Bolting

Bahan kontruksi : Low Alloy steel SA 193 grade B8

Tensile strength minimum : 75.000 psia

Ukuran baut : 7/8 in

Jumlah baut : 12 buah

Allowable stress (f) : 15.000 psia

3. Gasket

Bahan kontruksi : Asbestos

Gasket faktor (m) : 2,00

Minimum design seating stress (y) : 1600 psia

Tebal gasket (n) :1/4 in

6.5. Perhitungan Coil Pendingin

Dasar perencanaan

- Panas diserap pendingin (Q) = 10006,659 kkal/jam = 39,6873 Btu/jam

- M = 667,1106 Kg/jam = 1470,7120 lb/jam

- T1 = Suhu bahan masuk = 150ºC = 302 ºF

130

- T2 = Suhu bahan keluar = 150ºC = 302 ºF

- t1 = Suhu pendingin masuk = 30ºC = 85 ºF

- t2 = Suhu pendingin keluar = 55ºC = 131 °F

- Tekanan Operasi 1 atm

- Menggunakan coil dengan bentuk spiral

Bahan kontruksi : High Alloy Steel SA 240 Grade M Type 316 (Brownwll

& Young tabel 13.1 hal 251)

Perhitungan :

1. Menentukan ∆ TIMTD

M = 1470,7120 lb/jam

T1 = suhu bahan masuk = 150ºC = 302ºF

T2 = sush bahan keluar = 150ºC = 302ºF

t1 = suhu pendingin masuk = 30ºC = 86ºF

t2 = suhu pendingin keluar = 55ºC = 131 ºF

T1 = 302 ºF

t1 = 86 ºF t2 = 131 ºF

T2 = 302 ºF

2. Menentukan suhu kaloric

1. Tc = ½ (T1 + T2) = ½ (302 + 302) ºF = 302 ºF

tc = ½ (t1 + t2) = ½ (86 +131) ºF = 108 ºF

131

3. Menentukan pipa yang digunakan 4 in sch 40 dengan ukuran : (krn tabel

11 hal 844)

d0 = 1,9 in = 0,2563 ft

di = 1,61 in = 0,1342 ft

a” = 0,4210 ft 2

ap = 0,799 in 2 = 0,0055 ft 2

Gp =apm = 20055,0

/7120,1470ft

jamlb = 275659,5966 lb/ft 2 jam

NRE =mGpdi. =

694,15966,2756591342,0 x 37509,462

4. JH = 72 (fig 20-2. kern hal 718)

hi = JH4,02/1.

wmn

KmCp

Dik

dimana : 14,0

=

wmn

CP = Kapasitas panas campuran =,0,42 Btu/lb ºF

K = Konduktifitas thermal campuran = 0,045 Btu/jam 2 ºF

M = Viskositas campuran = 1,694 cp

Maka :

hi = 72 x1342,0045,0 x

2/1

045,0694,1.1

x 0,998 = 396,576 Btu/jam ft² ºF

Asumsi ho untuk coil pendingin 200

5. ‘=.

6. ‘=.

132

7. Tekanan panas dalam keadaan bersih

UC = 3785,1252000388,3362000388,336

==xx

hiOxhohiDxho Btu/jam ft² °F

8. Tahanan panas pipa dalam keadaan kotor

Rd ditetapkan 0,002 (kern tabel 12)

tkRd

Ud11

+=

3785,1251002,01

+=Ud

= 294,0102 btu/jam ft² °F

9. Luas permukaan perpindahan panas

A = 2020 9346,69

)193)(/0102,002946837,39 ft

fftjftBtutLMTDUdxd

==∆

10. Menghitung panjang lilitan coil

L = ftftft

ftaA 032,70

/4210,09346,69

" 2

2

==

11. Menghitung jumlah lilitan

nc =πdcx

L

Dimana :

Dc = 0,65 x di

Di = diameter tangki

Sehingga :

Dc = 0,65 x 5,703 ft = 3,7503 = 3,7376 ft = 44,8512 in

133

Nc = 69672,573736,372032,70

==x

lilitan

12. Menghitung tinggi lilitan coil

Lc = [(nc – 1) (nc + do) + Do]

= [(6 – 1) x (6 + 0,1563 ft) + (0,1563 ft)]

= 31,563 in = 2,6302 ft

Karena Lc (2,6302 ft < Lcs 8,02143) jdi perhitungan coil pendingin

sudah memenuhi.

6.6. Perhitungan Sistem Penyangga

Sistem penyangga dirancang untuk mampu menyangga beban reaktor dan

perlengkapan

Beban yang ditahan oleh sulfunator,meliputi

- Berat shell

- Berat tutup atas dan tutup bawah standart dished

- Berat larutan dalam sulfanator

- Berat proses dan impeler dalam sulfanator

- Berat coil pendingin

- Berat ettachment

a. Menghitung shell sulfanator

Ws =4π (do 2 - ds 2 ) H ρ (Wallas,pers,17.31,hal 566)

Dimana:

Ws = berat shell sulfanator, lb

Do = diameter luar shell = 72 in = 6 ft

134

Di = diameter dalam shell = 71,625 in = 5,9688 ft

H = tinggi shell sulfanator Ls = 94,5151 in = 7,8763 ft

ρ = densitas dari bahan konstruksi = 489 lb/ft³

(Perry, edisi 6 tabel 3- 118 hal 3-95)

Berat shell reaktor:

Ws =

414,3 (6 2 -5,9688 2 ) 7,8763 ft x 489 lb/ft³

= 1129,0313 lb

= 512,1252 kg

b. menghitung berat tutup atas dan bawah

- menghitung berat tutup atas dan bawah standart dished

Wda = A.t. ρ (Wallas,pers,17.36,hal 570)

A = 6,28.r.h (Hesse, pers, 4.16 hal 92)

Dimana:

Wda = berat tutup atas sulfunator, lb

A = luas tutup atas standart dished, ft 2

t = tebal tutup atas (tha) = 3/16 = 0,1875 in

ρ = densitas dari bahan konstruksi = 489 lb/ft³ (steal)

r = di = 71,625 in = 5,9688 ft

h = tinggi tutup atas sulfunator (ha) = 13,8141 in = 1,1512 ft

luas tutup atas:

A = 6,28 x 5,9688 ft x 1,1512 ft

= 43,1517 ft 2

135

Berat tutup atas:

W d = A.t ρ

= 43,1517 ft 2 x 0,1875 in x 489 lb/ft³

= 326,6411 lb

= 148,1611 kg

c. menghitung berat larutan dalam sulfunator

W l = m.t

Dimana:

m = bnerat larutan dalam sulfunator = 5650,679263 lb/jam

t = waktu tinggal dalam sulfunator = 1 jam

maka:

W l = 5650,679263 lb/jam / 1 jam

= 5650,679263 lb

= 25632,08763 kg

d. menghitung berat poros pengaduk

Wp = V x ρ

V =4π D 2 L

Dimana:

Wp = berat poros pengaduk dalam sulfunator, lb

V = volume poros pengaduk, ft³

ρ = densitas dari bahan konstruksi = 489 lb/ft³

D = diameter poros pengaduk = 1,30651 in = 0,1089 ft

136

L = panjang poros pengaduk = 102,6305 = 8,53004 ft

Volume pengaduk:

V =414,3 x (0,1089 ft) 2 x 8,53004 ft

V = 0,0794 ft 3

Berat poros pengaduk

Wp = 0,0794 ft 3 x 489 lb/ft³

= 38,8316 lb

= 17,6139 kg

e. menghitung berat impeler

Wi = V. ρ

V = 4(p x 1 x t)

P = Di/2

Dimana :

Wi = berat impeller dalam reaktor, lb

V = volume dari total blades, ft 3

ρ = densitas dari nahan konstruksi = 489/1t/ft 3

P = panjang 1 kupingan blade, ft 2

1 = lebar 1 kupingan blade = 5,9688 in = 0,4974 ft

T = tebal 1 kupingan blade = 5,9688 in = 0,4974 ft

Di = diameter pengaduk = 23,875 in = 1,9896 ft

Volume impeller

P = ftftDi 9948,02

9896,12

==

137

V = 4(0,9948 ft x 0,4974 ft x 0,4974 ft)

= 0,9845 ft 3

Berat impeller pengaduk

Wi = (0,9845 ft 3 x 489 lb/ft 3 )

= 481,4112 lb

= 218,3667 kg

f. Menghitung coil pendingin dalam sulfonator

WC = ( ) ρπ .4

32 Hdido −

Dimana :

WC = berat coil pendingin dalam sulfurnator, lb

Do = diameter luar pipa coil pendingin = 2,3800 in = 0,1983 ft

Di = diameter dalam pipa coil pendingin = 2,0670 in = 0,1723 ft

H = panjang coil pendingin = 91,1166 ft

ρ = densitas dari bahan konstuksi = 489 lb/ft 3

Berat coil pendingin

WC = ( ) ( ) ( )322 /4892858,74688,65,64

ftlbxftx−π

= 341,3682 lb

= 154,8412 kg

Berat larutan pendingin

W = 490350000 lb = 2250,0680 kg/jam

g. Menghitung attachment

138

Berat attachment merupakan berat dari seluruh perlengkapan

seperti nozzel dan sebagainya.

Wa = 18% ws (Brownell & Young, hal 157)

Dimana :

Wa = berat attachment, lb

Ws = berat shell sulfunator = 1129,0313 lb = 512,1252 kg

Wa = 18% x 1129,0313 lb

= 203,2256 lb

= 92,1825 kg

Berat total penyangga:

W1 = Ws + Wd (tutup atas) +wd (tutup bawah) + W1 + Wp + Wi + Wj

+ Wa

= (512,1252 + 148,1611 + 296,3268 + 2250,0680 + 17,6139 +

218,3667 + 154,8412 + 92,1825)kg

= 7560,2233 kg

= 16667,2683 lb

Dengan faktor keamanan adalah 10%, maka berat total atau beban

penyangga :

= (1,1) x (16667,2683) lb

= 18333,9951 lb

= 8316,2456 kg

139

6.7. Perhitungan kolom penyangga (Leg)

Perencanaan :

• Menggunakan 4 buah kolom penyangga (kaki penahan)

• Jenis kolom yang digunakan : 1 beam

Dasar perhitungan :

a. Beban tiap kolom

Dari Brownell & Young, persamaan 10.76 hal. 197 :

P =nW

DnLHp

bc

w Σ+

−.

)(.4

Dimana :

P = Beban tiap kolom, lb

Pw = Total beban permukaan karena angin

H = Tinggi vessel dari pendasi, ft

L = Jarak antara vessel dengan dasar pondasi, ft

Dbc = Diameter anchor bolt circle, ft

n = Jumlah support

Σ = Berat total, lb

Sulfunator diletakkan didalam ruangan, sehingga tidak dipengaruhi

adanya tekanan angin (beban tekanan angin tidak dikontrol)

Maka berlaku rumus :

P w = 0

P =nWΣ

140

P = 4988,458349951,18333

=lb lb

Direncanakan :

Jarak kolom penyangga dari tanah (L) = 5 ft

Mencari tinggi vessel dari pondasi (H) :

H – L = 10,1090 ft

H = (10,1090 + 5) ft

H = 15,1090 ft

Panjang penyangga = 21 (H +L)

= 21 (15,1090 + 5)ft

= 10,4378 ft = 125,253 in

Jadi tinggi penyangga (leg) = 10,4378 ft = 125,253 in

b. Trial ukuran 1 beam

Trial ukuran 1 beam 3” ukuran 3 x 2 3/8 dengan pemasangan memakai

beban eksentrik (terhadap sumbu).

Dari Brownell & Young, App. G-3 hal 355, didapatkan :

Nominal size = 3 in

Berat = 5,7 lb

Area of section (A) = 1,64 in²

Dept of section (A) = 3 in

Width of flange (b) = 2,33 in

Axis (r) = 1,23 in

Analisa terhadap sumbu Y – Y

141

Dengan :

inin

rl

23,1253,125

=

= 101,8317

Karena L/r antara 60-200, maka :

f c aman =

+

18000)/(1

180002rl

=

+

18000)8317,101(1

180002

= 11420,6374 psia

fc = 2/6374,114204988,4583

inlblb

fcP

=

= 0,4073 in 2 < 1,64 in 2 (memadai)

Karena A < A yang tersedia, berarti trial I beam sudah memadai :

Kesimpulan perancangan penyangga (leg) :

Ukuran 1 beam = 3 x 2 3/8 in

Berat = 5,7 lb

Jumlah penyangga = 4 buah

Peletakan beban dengan beban eksentrik

6.8. Perhitungan Base Plate

Perencanaan:

• Dibuat base plate dengan toleransi panjang adalah 5% dan

toleransi lebar 20% (Hesse hal 163)

142

• Digunakan besi cor dengan bahan konstruksidari base blate

Dasar perhitungan:

a. luas base plate

Rumus

A bp =bpfP (Brownell & Young, pers, 10.35,hal

157)

Dimana:

• A bp = luas base plate in 2

• P = beban dari tiap-tiap base plate = 4583,4988 lb

• f bp = stress yang diterima oleh pondasi (bearing capacity yang

terbuat dari beton = 600 ln/ in 2 ) (Hesse tabel.7-

7 hal 162)

sehingga:

A bp = 2/6004988,4583

inlblb

= 7,6392 in 2

b.panjang dan lebar base plate

A bp = p x l

Dimana:

A bp = luas base plate = 7,6392 in 2

P = panjang base plate in

= 2m + 0,95h

143

L = lebar base plate in

= 2n + 0,8b

Diasumsikan m=n

B = 2,33 in

H =3 in

Maka:

A bp = [2m + 90,95h] x [2n + 0,8b]

7,6392 in 2 = [2m + (90,95 x 3)] x [2n + (0,8 x 2,33)]

7,6392 in 2 = [2m + 2,85 ] x [2n + 1,864]

7,6392 in 2 = [4m 2 + 9,428 m + 5,3124]

0 = 4m 2 + 9,428 m – 2,3268

Dengan menggunakan rumus abc, didapat:

m 2,1 =42

))3268,2(4.4()428,9(428,9( 2

x−−±−

m 1 = 0,2253

m 2 = -2,5823

diambil : m = m 1 = 0,2253

sehingga :

Panjang base plate (p) = 2m + 0,95h

= 2(0,2253) + (0,95 x 3)

= 3,3006 in = 3,5 in

Lebar base plate (1) = 2n + 0,8b

= 2(0,2253) + (0,8 + 2,33)

144

= 2,3146 in = 2,5 in

Dari perhitungan didapatkan panjang base plate 3,5 in dan lebar plate 2,5

in, maka ditetapkan ukuran base plate yanng digunakan adalah 3,5 x 2,5 in

dengan luas (A) = 8,75 in 2 .

Karena A = p x 1 > A =bpf

P , maka memenuhi

c. Peninjauan terhadap bearing capacity

f =AP

Dengan :

f = bearing capacity, lb/in 2

P = beban tiap kolom = 4583,4988 lb

A = luas base plate = 8,75 in 2

Maka :

f =AP

= 275,84988,4583in

lb

= 523,8284 lb/in 2 < 600 lb/in²

Karena f < f bp , maka dimensi base plate sudah memenuhi

e. Peninjauan terhadap harga m dan n

• Panjang base plate (p)

P = 2m + 0,95

3,5 in = 2m (0,95 x 3)

145

3,5 in = 2m + 2,85

m = 0,325 in

• Lebar base plate (l)

L = 2n + 0,8 b

2,5 in = 2n + (0,8 x 2,33)

2,5 in = 2,136

n = 0,318 in

karena harga m > n, maka tebal base plate dihitung berdaserkan

harga m

f. Tebal base plate

Dari Hesse, persamaan 7-12 hal 163 :

t bp = 2..00015,0 mp

Dengan :

t = tebal base plate, in

P = tekanan beban yang harus ditahan = 523,8284 lb/in 2

m = 0,325 in

Tebal base plate :

t bp = 2)325,0()8284,523(00015,0 xx

= 0,0911 in

g. Ukuran baut

Beban tiap baut :

P baut =bautnP

146

=44988,4583 lb

= 1145,8747 lb

A baut =baut

baut

fP

Dimana: f baut = stress tiap baut max = 12000 lb/in 2

P baut = beban tiap baut = 1145,8747 lb

A baut = luas baut, in 2

Sehingga:

A baut = 2/000.128747,1145

inlblb

= 0,0955 in 2

A baut = 2.4. dbπ

0,0955 in 2 = 2

414,3 xdb

db 2 = 0,1216 in 2

db = 0,3488 in

Dari Brownell & Young, tabel 10.4 hal 188 diperoleh ukuran baut 21 in

dengan dimensi baut sebagai berikut :

• Ukuran baut : ½ in

• Root area : 0,126

• Bolt spacing min : 1 ¼ in

• Min radial distance : 1 3/16 in

147

• Edge distance : 5/8 in

• Nut dimension : 7/8 in

• Max filled radius : ¼ in

6.9. Perhitungan Lug dan Gusset

Perencanaan :

Digunakan 2 buah plate horisontal (untuk lug) dan 2 buah plate

vertikal (untuk gusset).

Dasar perhitungan :

Dari gambar 10,6, hal 191, Brownell & Young diperoleh :

a. Lebar Lug

A = Lebar lug = ukuran baut + 9 in

= (½ +9) in

= 9,5 in

B = jarak antar gusse = ukuran baut + 8 in

= (1/2+8) in

= 8,5 in

b. Lebar Gusset

L = Lebar Gusset = 2(lebar kolom – 0,5 x ukuran baut)

= 2(2,33 – 0,5 x 1/2)

= 4,16 in

Perbandingan tebal base plate =LB

=inin

16,45,8

148

= 2,0433

Dari table 10.6, hal 192, Brownell & Young, didapatτ 1 = 0,042

e = 0,5 x nut dimension

= 0,5 x 7/8

= 0,4375

c. Tebal Plate horisontal (Lug)

Menentukan maksimumbending moment sepanjang sumbu radial

Dari persamaan 10.40, hal 194 Brownell & Young didapat:

My =

−++ )1(2ln)1(

4 1τπ

µπ e

LxP

Dimana:

P = beban tiap baut = 4583,4988 lb

µ = posson’s rotio = 0,3 (untuk baja)

L = panjang horisontal plate bawah = 4,16 in

e = nut dimension = 0,4375 in

1τ = 0,042

Jadi:

My =

−++ )042,01(

4375,014,316,42ln)3,01(

14,3.44988,4583

xxx

= 1204,0638 lb

My disubtitusikan kepersamaan 10.41,hal193, Brownell & Young diperoleh:

Thp =f

xMy6

Dimana thp = tebal horisontal plate

149

Thp = 2/120000638,12046

inlblbx

= 0,7759 in

Maka digunakan plate dengan tebal 0,7759 in

d. Tebal Plate Vertikal (Gusset)

Dari fig 10.6 Brownell & Young pers10.47 hal 194 diperoleh

Tebal gusset minimal = xthp83

= inx 7759,083 = 0,2909 in

e. Tinggi Gusset

Tinggi gusset = hg = A + ukuran baut

= (9,5 + 1/2) in

= 10 in

f. Tinggi Lug

Tinggi lug = hg + 2thp

= 10 in + 2(0,7759)

= 11,5518 in

Kesimpulan perancangan lug dan gusset

• Lug

- lebar = 9,5 in

- tebal = 0,7759 in

- tinggi = 11,5518 in

• Gusset

150

- lebar = 4,6 in

- tebal = 0,2909 in

- tinggi = 10 in

6.10.Perhitungan Pondasi

Perencanaan :

• Beban total yang harus ditahan

- berat sulfunator total

- berat kolom penyangga

- berat base plte

• Ditentukan :

- Masing-masinng penyangga diberi pondasi

- Spesifik untuk semua penyangga sama

• Dasar Perhitungan :

- W = 18333,9951 lb

a. Beban yang harus ditanggung tiap kolom

Rumus :

W bp = p x l x t x ρ

Dimana :

P = panjang base plate = 3,5 in = 0,2917 ft

l = lebar base plate = 2,5 in = 2,2083 ft

t = tebal base plate = 0,0911 in = 7,5917 . 10 3− ft

ρ = densitas dari bahan kontruksi = 489 lb/ft 3

151

Beban yang ditanggung tiap kolom :

W bp = (0,2917 ft) x (0,2083 ft) x (7,5917 . 10 3− ft) x (489 lb/ft 3 )

= 0,2256 lb = 0,1023 kg

b. Beban tiap penyangga

Rumus :

W p = L x A x F x ρ

Dimana :

L = tinggi kolom = 10,4378 ft

A = luas kolom 1 beam = 1,64 in 2 = 0,0114 ft 2

F = faktor koreksi = 3,4

ρ = densitas dari bahan kontruksi = 489 lb/ft 3

Bahan tiap penyangga :

W p = (10,4378ft) x (0,0114 ft 2 ) x (3,4) x (489lb/ft 3 )

= 197,7774 lb

c. Beban total

W T = W + W bp + W p

= (18333,9951 + 0,2256 + 197,7774) lb

= 18531,9981 lb

Dianggap hanya ada gaya vertikal dan berat kolom itu sendiri bekerja

pada pondasi, maka ditetapkan:

• Luas atas = 15 x 15 in

• Luas bawah = 20 x 20 in

152

• Tinggi = 10 in

• Luas permukaan tanah rata - rata :

A =

+

++

22015

22015

= 306,25 in 2

• Volume pondasi

V = A x t

= (306,25 in 2 ) x (10 in)

= 3062,5 in 3 = 2,0848 ft 3

• Berat pondasi

W = V x ρ

Dimana :

W = Berat pondasi, lb

ρ = Densitas semen (semen + stone sand) = 144 lb/ft 3

(perry, edisi 6 tabel 3 – [, hal 3 – 95)

Maka :

W = (306,25 ft 3 ) x (144 lb/ft 3 )

= 300,2112 lb

• Tekanan tanah

Pondasi didirikan diatas semen sand dan gravel, dengan :

- Save bearing minimum = 5 ton/ft 2

- Save bearing maximum : 10 ton/ft 2

(tabel 12.2 Hesse hal 327)

153

Kemampuan tekanan tanah sebesar :

P = 10 2

2

2 1441

12240

inftx

tonlbx

ftton

= 155,5556 lb/in 2

Tekanan pada tanah :

P =A

W

Dimana :

W = berat beban total + berat pondasi

A = luas bawah pondasi = (20 x 20) in 2

Sehingga :

P = 24002112,3009981,18531

inlblb +

= 47,0803 lb/in 2 < 155,5556 lb/in 2

Karena tekanan yanng diberikan oleh tanah lebih kecil daripada

kemampuan tanah menahan pondasi, maka pondasi dengan ukuran

(15 x 15) in luas atas dan (20 x 20) in luas bawah dengan tinggi

pondasi 25 in dapat digunakan.

6.11.Spesifikasi Peralatan

1. Bagian Silinder

- Diameter luar (do) = 72 in

- Diameter dalam (di) = 71,625 in

- Tanggki selinder (Ls) = 173,8970 in

- Tebal selinder (ts) = 3/16 in

154

- Tebal tutup atas (tha) = 3/16 in

- Tinggi tutup atas (ha) = 13,8141 in

- Tebal tutup bawah (thb)= 3/16

- Tinggi tutup bawah (hb)= 13,8141 in

- Tinggi reaktor = 208,4250 in

- Bahan konstruksi = stainless steel SA 240 Grade M type 316

2. Bagian Pengaduk

- Type = axial turbin 4 blades sudut 45° angle

- Diameter impeler (di) = 23,875 in

- Tinggi impeler dari dasar bejana (Zi) = 11,9375 in

- Lebar impeler (W) = 5,9688 in

- Panjang impeler (L) = 5,9688 in

- Tebal blade (J) = 5,9688 in

- Jumlah pengaduk (n) = 1 buah

- Daya = 5 HP

- Diameter poros = 1,30651 in

- Panjang poros = 202,3605 in


3. Bagian Nozzle

c. Nozzle pemasukan bahan baku larutan DDB




155

- Luas (A) = 0,02330 ft² = 3,352 in²

d. Nozzle pemasukan bahan baku larutan oleum




- Luas (A) = 0,02330 ft² = 3,352 in²

c. Nozzle pemasukan dan pengeluaran coil pendingin




- Luas (A) = 3,3552 in²

d. Nozzle pengeluaran produk




- Luas (A) = 0,02330 ft² = 3,352 in²

4. Bagin Flange, Bolting, Gasket

b. Bagian Flange




- Tebal flange = 4,5358 in

- Diamater dalam (di) = 72 in

156


- Type = ring flange

b.Bagian bolting

- Bahan konstruksi = high alloy steel SA 193grade B8



- Jumlah baut = 12 buah


c. Bagian Gasket

- Bahan konstruksi = asbeston

- Gasket factor = 2,00

- Minimum design seating stress = 1600 Psia

- Tebal gasket = ¼ in

5. Bagian Coil Pendingin


- Panjang lilitan = 44,8512 in

- Diameter luar (do) coil = 1,9 in

- Jumlah lilitan = 6 in

- Tinggi lilitan coil = 32 in

- Diameter lilitan = 27,0563 in

6. Bagian Penyangga

b. Bagian lug

- Lebar = 9,5 in

157

- Tebal = 0,7759 in

- Tinggi = 11,5518 in

b. Bagian gusset

- Lebar = 4,16 in

- Tebal = 0,2909 in

- Tinggi = 10 in

c. Bagian base plet

- Panjang = 3,5 in

- Lebar = 2,5 in

- Tebal = 0,0911 in

- Jenis = I beam

- Ukuran = 3 x 2 3/8 in

- Berat = 5,7 lb

- Tinggi penyangga = 125,253 in

- Area of section (Ay) = 1,64 in²

- Depth of beam (h) = 3 in

- Width of flange (b) = 2,33 in

- Jumlah penyangga = 4 buah

7. Bagian Pondasi

- Luas atas = 15 x15 in

- Luas bawah = 20 x 20 in

- Tinggi = 10 in

158

BAB VII

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

Untuk mendapatkan kualitas dan kuantitas produk yang diinginkan maka

diperlukan adanya suatu alat kontrol jalannya proses suatu industri. Selain itu juga

peranan sumber daya manusia sangat penting dalam menentukan suatu produksi.

Dengan pertimbangan tersebut maka perlu adanya suatu bagian yang berfungsi

untuk mengontrol peralatan dan menjaga keselamatan kerja.

7.1. INSTRUMENTASI

Instrumentasi merupakan bagian yang sangat penting dalam pengendalian

proses suatu industri. Pengendalian proses meliputi keseluruhan unit pabrik

maupun hanya pada beberapa unit pabrik yang benar-benar harus diperhatikan

secara cermat dan akurat.

Instrumentasi dipasang untuk mengatur dan mengendalikan variabel-

variabel proses yang sangat penting selama proses berlangsung. Instrumentasi

dapat bekerja baik secara manual maupun, semi otomatis dan secara otomatis.

Variabel-variabel yang dikendalikan adalah tekanan, temperatur, laju alir dan

tinggi permukaan cairan.

Adapun tujuan pemasangan alat instrumentasi secara spesifik adalah:

1. Menjaga keamanan operasi suatu proses dengan jalan :

− Menjaga variable-variabel proses agar berada dalam batas operasi

yang aman.

− Mendeteksi situasi bahaya dengan membuat tanda-tanda bahaya dan

memutuskan hubungan secara proses otomatis.

159

2. Mendapatkan rate produksi yang diinginkan.

3. Menjaga kualitas produk.

4. Meningkatkan efisiensi kerja

5. Menjamin keselamatan kerja karyawan.

Pengendalian proses dilakukan secara otomatis apabila tidak

memungkinkan dilakukan secara manual atau biaya operasi alat control otomatis

lebih murah dibandingkan jika dengan menggunakan tenaga manusia. Disamping

itu pengendalian proses secara otomatis mempunyai keuntungan yaitu :

− Keselamatan kerja lebih terjamin

− Jumlah pegawai lebih sedikit

− Ketelitian yang cukup tinggi (akurat)

− Ketelitian dapat dipertanggungjawabkan

Oleh karena itu perencanaan pendirian pabrik ini cenderung pada

pemakaian alat secara otomatis. Namun tenaga manusia juga masih dibutuhkan

dalam pengoperasian dan dan pengawasan proses

7.1.1. Pemilihan Instrumentasi

Untuk menentukan alat instrumentasi apa saja yang digunakan maka perlu

ditinjau kondisi input dan kondisi operasi yang menjadi persyaratan. Jadi harus

diketahui parameter apa yang tidak dapat dikontrol (disturbance) dan yang dapat

dikontrol (manipulative parameter) serta outputnya. Disamping itu harus

dipertimbangkan pula segi keuntungan ekonomisnya maupun keuntungan

prosesnya. Kriteria alat pengendali tersebut adalah :

− Mudah dalam pengopersiaanya.

160

− Mudah mendapatkan suku cadangnya

− Mudah dalam perawatannya

− Terjamin kualitasnya dan harganya murah

7.1.2. Macam-Macam Instrumentasi

Jenis-jenis pengontrolan yang dilakukan adalah:

a. Indikator : Alat yang menunjukan kondisi operasi suatu daerah

tertentu dari suatu peralatan.

b. Controller : Alat yang dapat menunjukan kondisi operasi dan

mengendalikannya sehingga sesuai dengan yang

diinginkan.

Instrumentasi yang digunakan antara lain:

1 Pengatur suhu

a) Temperature indicator (TI)

Fungsi : mengetahui secara langsung suhu fluida pada aliran

tertentu.

b) Temperature Controller (TC)

Fungsi : mengendalikan suhu fluida dalam aliran proses agar sesuai

dengan harga yang ditentukan.

2 Pengatur Tekanan

a) Pressure indicator (PI)

Fungsi : mengetahui tekanan pada peralatan setiap saat

b) Pressure recorder (PR)

Fungsi : untuk mencatat dalam peralatan secara kontinue.

161

c) Pressure recorder Controller (PRC)

Fungsi : mengendalikan dan mencatat tekanan dalam peralatan

secara kontinyu.

d) Pressure Controller

Fungsi : mengatur tekanan dalam alat proses secara kontinyu agar

sesuai dengan harga yang dikehendaki.

3 Pengatur aliran

a) Flow recorder (FR)

Fungsi : mencatat laju alir fluida secara kontinyu..

b) Flow Cotroller (FC)

Fungsi : mengendalikan laju fluida melalui perpipaan.

c) Flow Recorder Controller (FRC)

Fungsi : mencatat dan mengukur laju alir fluida melalui perpipaan.

4 Pengatur Tinggi cairan

a) Level Indicator (LI)

Fungsi : mengetahui secara langsung tinggi fluida.

b) Level Controller (LC)

Fungsi : mengatur tinggi fluida dalam tangki agar tidak melebihi dari

batas tertinggi dan terendah yang ditentukan.

Alat-alat kontrol yang digunakan :

• Temperature Controller (TC)

• Level Indicator (LI)

• Flow Recorder Controller (FRC)

162

• pH Controller (pHC)

Pemasangan instrumentasi pada alat-alat proses yang terdapat pada pabrik

Detergent Bubuk ini adalah sebagi berikut:

Tabel 7.1. Instrumentasi Pabrik Bubuk Detergent

No Kode Alat Nama Alat Instrumentasi Jumlah

1 F-111 Storage DDB LI 1

2 F-114 Storage Oleum LI 1

3 F-156 Storage Parfum LI 1

4 R-110 Sulfonator TC 1

5 R-120 Sulfator FRC, TC 1

6 R-130 Netralizer pHC 1

7 B-160 Rotary Cooler TC 1

7.2. Keselamatan Kerja

Dalam perencanaan suatu pabrik, keselamatan kerja merupakan hal yang

sangat penting yang harus diperhatikan karena menyangkut kelancaran dan

keselamatan kerja karyawan, disamping itu juga menyangkut lingkungan dan

masyarakat di sekitar pabrik. Keselamatan kerja ini merupakan usaha untuk

memberikan rasa aman dan tenang kepada karyawan dalam bekerja, sehingga

kontinuitas dan efektifitas kerja dapat terjamin. Usaha untuk mendapatkan

keselamatan kerja bukanlah semata-mata ditujukan hanya faktor manusianya saja

akan tetapi untuk menjaga peralatan yang ada di dalam pabrik. Dengan

163

terpeliharanya peralatan dengan baik, maka alat tersebut dapat digunakan dalam

jangka waktu yang cukup lama.

Secara umum ada tiga macam bahaya yang dapat terjadi dalam pabrik dan

harus diperhatikan dalam perencanaanya yaitu:

- Bahaya kebakaran dan ledakkan

- Bahaya mekanik

- Bahaya terhadap kesehatan

Beberapa faktor yang menyebabkan terjadinya kecelakaan kerja sebagai berikut:

a. Latar belakang pekerja

Yaitu sifat atau karakter yang tidak baik dari pekerja yang merupakan

sifat dasar bekerja, maupun dari lingkungannya yang dapat mempengaruhi

pekerja dalam melakukan pekerjaanya, sehingga dapat menyebabkan

kelalaian pekerja.

Sifat-sifat tersebut meliputi:

- Tidak cocoknya manusia terhadap mesin atau terhadap lingkungan

kerjanya

- Kurangnya pengetahuan dan keterampilan

- Ketidakmampuan fisik dan mental

- Kurangnya motivasi kerja dan kesadaran akan keselamatan kerja

b. Kelalaian pekerja

Adanya sifat gugup, tegang, mengabaikan keselamatan akan

menyebabkan pekerja melakukan tindakan yang tidak aman.

c. Tindakan yang tidak aman dan bahaya mekanis / fisis

164

Tindakan yang tidak aman dari pekerja, seperti berdiri dibawah beban

tersuspensi.

d. Kecelakaan: Kejadian seperti jatuhnya pekerja, tertumbuk benda melayang

sehingga melukai pekerja.

e. Lingkungan fisik

Meliputi mesin, peralatan dan lingkungan kerja. Kecelakaan kerja

disebabkan oleh kesalahan perencanaan, arus, kerusakkan alat, kesalahan

dalam pembelian, kesalahan dalam penyusunan atau peletakan dari

peralatan dan lain-lain

f. Sistem manajemen pabrik

Sistem manajemen pabrik merupakan unsur terpenting. Kesalahan

sistem manajemen dapat menyebabkan kecelakaan kerja antara lain:

- Prosedur kerja yang tidak diterapkan dengan baik

- Tidak adanya inspeksi peralatan

- Tidak adanya penanggulangan terhadap bahaya kecelakaan

- Kurangnya pengawasan terhadap kegiatan pemeliharaan pabrik.

Usaha-usaha untuk mencegah dan mengurangi terjadinya bahaya-bahaya

yang ditimbulkan didalam pabrik antara lain:

- Memberi pelatihan dan pencegahan kecelakaan terhadap pengawasan

khususnya karyawan yang bekerja pada bagian proses dengan alat berat

- Memberi pengamanan berupa pakaian serta perlengkapan sebagai

pelindung

165

- Menyediakan perlengkapan berupa unit pertolongan pertama pada

kecelakaan

7.2.1 Bahaya kebakaran dan peledakan

Pencegahan terhadap bahaya kebakaran dan peladakan bertujuan untuk

memperkecil kemungkinan adanya kecelakaan yang membahayakan pekerja,

kerusakan pada peralatan serta terhentinya proses produksi. Oleh sebab itu

diperlukan pengamanan yang sebaik-baiknya. Penyebab terjadinya kebakaran

antara lain:

- Kemungkinan terjadinya nyala terbuka yang datang dari sistem utilitas,

workshop, laboratorium, inti proses dan lain-lain

- Terjadinya loncatan bunga api pada saklar stop kontak serta pada

instrumentasi yang lain

- Gangguan pada peralatan utilitas seperti pada combustion chamber boiler.

- Kemungkinan terjadi ledakan pada tangki penyimpan Cl2 karena adanya

kenaikan suhu dan tekanan.

Cara mengatasi bahaya kebakaran meliputi:

1 Pencegahan bahaya kebakaran

a. Penempatan alat-alat utilitas yang cukup jauh dari power plant tetapi

praktis dari unit proses.

b. Bangunan seperti workshop, laboratorium dan kantor hendaknya

diletakkan berjauhan dengan unit operasi

c. Pemasangan instrumentasi pendeteksi gas Cl2 disekitar ruang proses.

166

d. Bila terpaksa antara unit yang satu dengan yang lainnya harus

dipisahkan dengan dinding beton agar dapat dihindari pengaruh

kebakaran dari unit yang satu dengan unit yang lain.

e. Pemberian tanda–tanda larang suatu tindakan yang dapat

mengakibatkan kebakaran seperti tanda larang merokok.

f. Pemasangan pipa air melingkar di seluruh lokasi pabrik.

g. Penyediaan alat pemadam kebakaran disetiap bagian bangun pabrik

dan pemasangannya harus pada tempat yang mudah dijangkau

2 Pengamanan dan pengontrolan kebakaran

Apabila terjadi kebakaran api harus dilokalisir, harus dapat

diketahui kemungkinan apa saja yang dapat terjadi dan bagaimana cara

mengatasi. Untuk pemakaian alat-alat pemadam kebakaran harus diketahui

jenis-jenis api, yang dibedakan atas:

a) Kelas A

Yaitu api yang ditimbulkan oleh bahan – bahan yang dapat

terbakar seperti kayu, kertas dan kotoran yang terdapat di dalam

pabrik. Untuk penanganan api jenis ini diperlukan pembahasan

pada bagian yang terbakar dan sekitarnya .

b) Kelas B

Yaitu api yang ditimbulkan oleh cairan yang mudah

terbakar seperti residu. Penanganan api jenis ini dilakukan dengan

cara memberi penutup dengan bahan-bahan yang dianggap sesuai

dengan keperluan di atas.

167

c) Kelas C

Yaitu api yang ditimbulkan oleh perlengkapan listrik atau

hubungan arus pendek. Penanganan api jenis ini adalah tidak boleh

mengandung listrik dan tidak dapat dialiri listrik

d) Kelas D

Yaitu api yang ditimbulkan oleh bahan-bahan yang mudah

meledak untuk pencegahan diperlukan jenis pengamanan tertentu.

Untuk menghindari kerusakan alat-alat seperti adanya ledakan atau

kebakaran pada alat-alat tersebut perlu dipasang sektor pengaman

seperti safety value, isolasi, pengaman, pemadam kebakaran dan

kebakaran (hydrant).

7.2.2 Bahaya mekanik

Bahaya mekanik biasanya disebabkan oleh pengerjaan konstruksi yang

tidak memenuhi syarat yang berlaku. Hal-hal yang perlu diperhatikan untuk

mencegah kecelakaan adalah:

- Konstruksi harus mendapatkan perhatian yang cukup tinggi

- Pemasangan alat-alat control yang baik yang sesuai serta

pengamanan.

- Perencanaan peralatan harus sesuai dengan aturan yang berlaku

baik pemilihan bahan konstruksi maupun faktor lain

7.2.3 Bahaya terhadap kesehatan

Untuk menjaga keselamatan karyawan perlu adanya kesadaran dari

seluruh karyawan agar dapat bekerja dengan baik sehingga tidak membahayakan

168

keselamatan jiwanya dan jiwa orang lain. Untuk itu pengetahuan akan bahaya

masing-masing alat sangatlah penting untuk diketahui oleh semua karyawan

terutama operator control. Karyawan harus menggunakan pelindung diri seperti

topi pengaman, seperti sepatu, sarung tangan dan masker. Selain itu untuk

menghindari bahaya mekanik maka alat-alat yang bergerak harus diberi

pengaman, dan untuk menghindari panas maka alat-alat seperti reaktor, heater dan

lain-lain dapat menggunakan isolasi sebgai pengaman.

Selain itu bahaya kesehatan karyawan perlu diwaspadai. Umumnya berasal

dari bahan baku, bahan yang diproses dan produk. Karena itu diusahakan agar

ruangan proses maupun ruangan lainnya memiliki ventilasi atau pertukaran udara

yang cukup sehingga pertukaran udara dapat berlangsung dengan baik.

Tabel 7.2. Alat Keselamatan Kerja

No Alat pelindung Lokasi pengaman

1 Pengaman alat-alat mekanik Alat-alat yang bergerak

2 Masker Petugas yang bekerja di reaktor

3 Topi pengaman Petugas yang bekerja pada areal proses

4 Sepatu pengaman Petugas yang bekerja pada areal proses

5 Sarung tangan Petugas yang bekerja pada areal proses

6 Detektor gas Cl2 Ruangan proses

7 Hydrant Petugas di semua ruangan

8 Exhaus Ruangan proses

169

BAB VIII

UTILITAS

Utilitas pada suatu pabrik adalah unit yang dapat menunjang proses

produksi, sehingga kapasitas produksi semaksimal mungkin dapat dicapai.

Adapun utilitas di dalam Pra Rencana Pabrik Bubuk Detergent ini meliputi 4 unit

yaitu:

1. Unit penyediaan air

2. Unit penyediaan steam

3. Unit pembangkit tenaga listrik

4. Unit penyediaan bahan bakar

5. Unit penyediaan pendingin

1. Unit Penyediaan Air

Unit penyediaan air bertugas untuk memenuhi kebutuhan air baik ditinjau

dari segi kuantitas maupun kualitasnya. Segi kuantitas air merupakan jumlah

kebutuhan air yang harus dipenuhi sedangkan segi kualitas air menyangkut syarat

air yang harus dipenuhi. Dalam Pra Rencana Pabrik Bubuk Detergent ini, air

digunakan untuk:

a. Air Umpan Boiler

Air umpan boiler merupakan bahan baku pembuatan steam yang berfungsi

sebagai media panas. Kebutuhan steam sebesar 3052,9920 kg/jam. Air umpan

boiler disediakan dengan excess 20 % sebagai pengganti steam yang hilang yang

diperkirakan karena adanya kebocoran akibat dari transmisi sebesar 10 %

170

sedangkan faktor keamanan sebesar 15 %, sehingga kebutuhan air umpan boiler

sebanyak 6959,47 kg/jam.

Air untuk keperluan ini harus memenuhi syarat-syarat agar air yang

digunakan tidak merusak ketel (boiler). Persyaratan yang harus dipenuhi adalah

air tidak mengandung kation-kation seperti Ca2+, Mg2+ dan anion-anion seperti

SO42-, Cl-, SO3

2-. Untuk itu diperlukan treatment secara lebih sempurna

Zat-zat yang terkandung dalam air umpan boiler (bahan baku pembuatan

steam) yang dapat menyebabkan kerusakan pada boiler:

§ Kadar zat terlarut (solube matter) yang tinggi

§ Zat padat terlarut (suspended solid)

§ Garam-garam kalsium dan magnesium

§ Zat organik (organic matter)

§ Silika, sulfat, asam bebas dan oksida.

Dari Perry, ed.6, Hal 976 didapat bahwa air umpan boiler tersebut

mempunyai syarat sebagai berikut:

Total padatan (total disolved solid) : 3500 ppm

Alkalinitas : 700 ppm

Padatan terlarut (suspended solid) : 300 ppm

Silika : 60-100 ppm

Besi : 0,1 ppm

Tembaga : 0,5 ppm

Oksigen : 0.007 ppm

Kesadahan (hardness) : 0

171

Kekeruhan (turbidity) : 175 ppm

Minyak : 7 ppm

Residual fosfat : 140 ppm

Untuk memenuhi syarat tersebut dan untuk mencegah kerusakkan pada

boiler, maka sebelum digunakan air umpan boiler harus diolah dahulu, melalui:

demineralizer, untuk menghilangkan ion-ion pengganggu dan deaerator, untuk

menghilangkan gas-gas terlarut.

Nama : Boiler

Type : Fire – tube boiler

Luas pemanasan : 4544,7 ft 2

Kapasitas : 67621,034 Btu/jam

Rate steam : 7403,684 lb/jam

P = 39,77 KPa : T = 250 0 C

Rate feed water : 2087,841 lb/jam

Bahan bakar : Fuel oil

Rate bahan bakar : 454,47 lb/jam

Eff, Boiler : 80 %

Jumlah : 1 buah

b. Air Sanitasi

Air sanitasi digunakan untuk keperluan para karyawan di lingkungan

pabrik untuk konsumsi, cuci, mandi, masak, laboratorium, perkantoran dan lain-

lain.

172

Syarat-syarat yang perlu dipenuhi:

1. Syarat Fisik

- Suhu : Dibawah suhu kamar

- Warna : Tidak berwarna/jernih

- Rasa : Tidak berasa

- Bau : Tidak berbau

- Kekeruhan : <1 mg SiO2/liter

- pH : Netral

2. Syarat Kimia

- Tidak mengandung zat-zat organik maupun anorganik yang tidak

terlarut dalam air, seperti PO4, Hg, Cu dan sebagainya

- Tidak beracun.

3. Syarat Bakteriologis

Tidak mengandung bakteri terutama bakteri patogen yang dapat

merubah sifat-sifat fisik air. Untuk memenuhi persyaratan tersebut,

setelah proses penjernihan, air harus diberi desinfektan seperti klor cair

atau kaporit.

c. Air pendingin

Air pendingin berfungsi sebagai media pendingin pada alat perpindahan

panas.

Hal ini disebabkan karena:

- Air merupakan materi yang banyak didapat

- Mudah dikendalikan dan dikerjakan

173

- Dapat menyerap panas

- Tidak mudah menyusut karena pendinginan

- Tidak mudah terkondensasi

Sebagai media pendingin, air harus memenuhi persyaratan tertentu, yaitu

tidak mengandung:

- Kesadahan (hardness) yang dapat memberikan efek

pembentukan kerak

- Besi, penyebab korosi

- Silika, penyebab kerak

- Minyak, penyebab terganggunya film corrosion inhibitor yang

dapat menurunkan efisiensi perpindahan panas dan merupakan

makanan mikroba yang dapat menyebabkan terbentuknya

endapan.

Mengingat kebutuhan air sebagai pendingin cukup besar dan untuk

menghemat pemakaian air, maka air pendingin yang digunakan didinginkan

kembali (disirkulasi) dalam Cooling Tower, sehingga tidak perlu dilakukan

penggantian air pendingin, kecuali bila ada kebocoran atau kehilangan karena

penguapan, maka disediakan penambahan air sebesar 20 % dari kebutuhan air

pendingin.

Proses Pengolahan Air

Proses pengolahan air pada Pra Rencana Pabrik Bubuk Detergent

dilakukan dengan cara sebagai berikut:

174

Air sungai dipompa (L-202) ke dalam Bak Sedimentasi (F-203) untuk

dipisahkan dari kotoran yang mengapung, kemudian dipompa (L-204) ke Bak

Skimmer (F-205) untuk menghilangkan kotoran yang belum hilang pada bak

sedimentasi. Kemudian air dipompa menuju Tangki Clarifier (F-207) untuk

memisahkan partikel padat. Pada tangki Clarifier dilakukan penambahan koagulan

Al2(SO4)3.18H2O. Bak dilengkapi baffile yang pada awalnya baffile tersebut

dipasang berdekatan dan selanjutnya dipasang agak berjauhan sehingga setelah

terbentuk flok-flok (gumpalan) partikel yang pada akhirnya dapat terendapkan.

Kemudian dilakukan penyaringan dan partikel-partikel yang masih terikat

di dalam Sand Filter (F-208). Selanjutnya air yang sudah bersih ditampung dalam

Bak Penampung Air Bersih (F-211). Dari bak penampung ini sebagian air

dipompa ke Bak Klorinasi (F-214) dan diberi desinfektan (Cl2) yang selanjutnya

dipompa menuju Bak Sanitasi (F-210) dan dapat digunakan sebagai air sanitasi,

sebagian air dipompa ke Cooling Tower (P-230) dan sebagian lagi dipompa ke

Demineralizer (D-220 A/B) untuk menurunkan kesadahannya. Di dalam

demineralizer yang terdiri dari anion dan kation exhanger yaitu untuk

menghilangkan anion dan kation yang tidak diinginkan yang dapat mengganggu

kelancaran kerja pada proses peralatan. Setelah keluar dari Tangki Demineralizer

diharapkan kadar kation dan anion di dalam air sudah memenuhi syarat sebagai

air pengisi Boiler (Q-240) dan air proses. Dari Demineralizer air dipompa ke

Deaerator (D-242) untuk menghilangkan gas-gas impuritis yang masih terikut

dalam air umpan boiler yaitu menggunakan steam sebagai pemanas. Untuk air

pendingin diambil dari bak air bersih yang dipompakan ke Cooling Tower (P-230)

175

kemudian dapat langsung dipompa ke peralatan, sedangkan untuk air pendingin

yang telah digunakan dipompa ke dalam Cooling Tower untuk didinginkan

sehingga dapat digunakan kembali. Begitu pula steam yang telah digunakan yang

berupa kondensat akan dikembalikan ke Bak Air Lunak (F-222) untuk diproses

kembali menjadi steam dalam Boiler (Q-240). Untuk air proses digunakan air dari

bak air lunak (F-222) kemudian dipompakan ke peralatan yang menggunakan air

proses.

2. Unit Penyediaan Steam

Unit ini berfungsi untuk menyediakan kebutuhan steam yang digunakan

sebagai pemanas pada heater dan reboiler. Kebutuhan steam dipenuhi dengan

jalan menguapkan air di dalam sebuah ketel (boiler). Untuk itu maka kesadahan

air pengisi ketel (boiler feed water) harus benar-benar diperhatikan dan diperiksa

dengan teliti serta harus bebas dari kotoran yang mungkin akan mengganggu

jalannya operasi pabrik.

Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh air umpan boiler:

a) Tidak disebabkan oleh adanya solid matter, suspended matter dan kebebasan

yang tinggi. Kesulitan yang dihadapi dengan adanya busa adalah:

a. Kesulitan pembacaan tinggi permukaan dalam boiler.

b. Dapat menyebabkan percikan yang kuat yang mengakibatkan

adanya solid-solid yang menempel dan terjadi korosi dengan

adanya penambahan lebih lanjut.

b) Tidak boleh membentuk kerak dalam boiler

176

Kerak didalam boiler ini disebabkan oleh garam-garam Ca2+, Mg2+,

CO32+, SiO2 dan Al2O3

Kerak yang terbentuk didalam dinding boiler menyebabkan:

§ Isolasi terhadap panas sehingga proses perpindahan panas terhambat.

§ Kerak yang terbentuk dapat pecah sewaktu-waktu, sehingga dapat

menimbulkan kebocoran karena boiler mendapatkan tekanan yang

kuat.

c) Tidak boleh menyebabkan korosi pada pipa

Korosi pada pipa boiler disebabkan oleh keasaman (pH rendah),

minyak dan lemak, bikarbonat dan bahan-bahan organik dan gas CO2, O2,.

H2S, SO3, NH3 yang terlarut dalam air. Reaksi elektrokimia antara besi dan

air akan membentuk lapisan pelindung anti korosi pada permukaan baja,

yaitu:

Fe 2+ + 2H2O Fe (OH)2 + 2H+

Tetapi bila terdapat oksigen dalam air, maka lapisan hidrogen yang

terbentuk akan bereaksi dengan oksigen membentuk air, akibat hilangnya

lapisan pelindung tersebut terjadi korosi menurut reaksi:

4H+ +O2 2H2O

4Fe (OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3

Proses pelunakan air umpan boiler dilakukan dengan pertukaran ion

dalam demineralizer (anion dan kation exhanger) mula-mula air bersih

dilewatkan pada kation exhanger yang menggunakan resin zeolit (hidrogen

exhanger). Rekasi yang terjadi (Punmia, Hal 362)

177

Ca(HCO3)2 + H2Z CaZ + 2CO2 + 2H2O

Na (HCO3)2 + H2Z Na2Z + 2CO2 + 2H2O

Mg(HCO3)2 + H2Z MgZ+ 2CO2 + 2H2O

CaSO4 + H2Z CaZ + H2SO4

Na2SO4 + H2Z Na2Z + H2SO4

MgSO4 + H2Z MgZ + H2SO4

CaCl2 + H2Z CaZ + 2HCl

2NaCl + H2Z Na2 + 2HCl

MgCl2 + H2Z MgZ + 2HCl

Air yang bersifat asam ini akan dimasukkan ke dalam anion exhanger

untuk menghilangkan anion-anion yang mengganggu proses. Resin yang

digunakan De-acidite (DOH). Reaksi yang terjadi: (Punmia, Hal 362)

2DOH + H2SO4 D2SO4 + 2H2O

2DOH + 2HCl 2DCl + 2H2O

2DOH + 2HNO3 2DNO3 + 2H2O

Setelah keluar dari demineralizer, air umpan boiler telah bebas dari ion-ion

yang mengganggu dan siap untuk digunakan.

Pemakaian resin yang terus-menerus menyebabkan resin tidak aktif lagi.

Hal ini dapat diketahui dari pemeriksaan kesadahan air umpan boiler yang

dilakukan terus-menerus. Jika terdapat kenaikan kesadahan air umpan boiler,

maka hal ini menunjukkan bahwa resin sudah jenuh dan perlu diregenerasi

(setelah ± 12 jam).

178

Regenerasi hydrogen / kation exhanger dilakukan dengan menggunakan

asam klorida dengan reaksi sebagai berikut:

CaZ + H2SO4 H2Z + CaSO4

Na2Z + H2SO4 H2Z + Na2SO4

MgZ + H2SO4 H2Z + MgSO4

CaZ + 2HCl H2Z + CaCl4

Na2Z + HCl H2Z + 2 Na2Cl2

MgZ + HCl H2Z + MgCl2

Regenerasi De-acidite (DOH) dilakukan dengan menggunakan larutan

natrium karbonat (Na2CO3) atau natrium hidroksida dengan reaksi sebagai

berikut:

D2SO4 + Na2CO3 + H2O 2DOH + Na2SO4 + CO2

2DCl + Na2CO3 + H2O 2DOH + 2NaCl + CO2

2DNO3 + Na2CO3 + H2O 2DOH + 2NaSO3 + CO2

Setelah keluar dari demineralizer, air umpan boiler ditampung dalam

tangki penampung air umpan boiler. Kemudian dipompakan dalam deaerator

untuk menghilangkan gas-gas impuritis dari air umpan boiler dengan injeksi

steam. Keluar dari deaerator, air umpan boiler telah memenuhi syarat-syarat yang

harus dipenuhi dan siap digunakan.

3. Unit Penyediaan Listrik

Kebutuhan listrik pabrik Detergen ini direncanakan disediakan oleh PLN

dan generator set. Tenaga listrik yang disediakan dipergunakan untuk

menggerakkan motor, penerangan, instrumentasi dan lain-lainnya.

179

Perincian kebutuhan listrik:

Berdasarkan peraturan menteri kesehatan no 7 tahun 1964 tentang syarat-

syarat kesehatan dan kebersihan serta penerangan dalam tempat kerja, dimana

untuk area kerja yang dituntut tingkat ketelitian tinggi dalam waktu yang lama,

syarat intensif penerangan tiap m2 area kerja 500-1000 Lux atau sama dengan

500-1000 Lumen/m2.

Untuk memenuhi kebutuhan listrik direncnakan listrik dipenuhi dari PLN

sebesar 166,35 KW dan dari generator sebesar 25,0413 KW

Jadi total kebutuhan listrik Pra Rencana Pabrik Bubuk Detergent adalah 191,3913

KW dengan daya yang harus dihasilkan oleh generator adalah 33,3884 KVA

4. Unit Penyediaan Bahan Bakar

Bahan bakar pada Pra Rencana Pabrik Detergent Bubuk digunakan

sebagai bahan bakar Boiler adalah 19.682,5 L/hari dan Generator adalah 92,5992

L/hari.

Jadi kebutuhan total bahan bakar adalah 19.775,0992 L/hari

Bahan bakar yang digunakan dalam Pra Rencana Pabrik Detergent Bubuk

adalah solar (diesel oil). Pemilihan bahan bakar tersebut berdasarkan

pertimbangan sebagai berikut:

- Harga relatif murah

- Mudah didapat

- Viscositas relative rendah

- Heating valuenya relative rendah

- Tidak menyebabkan kerusakan pada alat

180

5. Unit Penyediaan Pendingin

− Kebutuhan untuk reaktor (R-110) = 6671106 Kg/jam

− Kebutuhan untuk cooler (E-122) = 11024,6762 Kg/jam

− Untuk faktor kebocoran = 1169,1787 Kg/jam

− Total kebutuhan pendingin = 11691,1787 Kg/jam

181

BAB IX

LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK

Pemilihan lokasi pabrik merupakan faktor yang sangat berkaitan erat

dengan efisiensi perusahaan dan harus dapat dipertanggung jawabkan baik dari

segi teknis maupun ekonomis sedangkan tata letaknya merupakan faktor

dipertimbangkan agar kelancaran operasional pabrik menjadi sangat efektif. Oleh

karena itu lokasi dan tata letak pabrik merupakan dua faktor yang tidak

terpisahkan untuk menciptakan lingkungan kerja yang efektif dan efisien. Tapi hal

yang paling mendasar adalah tersedianya infrastruktur yang harus diciptakan oleh

pemerintah setempat agar investor menjadi tertarik untuk mendirikan pabrik di

daerahnya sehingga tercipta kawasan industri yang dapat meningkatkan

Pendapatan Asli Daerah (PAD) sebagai kompensasi dari daerah yang kini

memiliki otonomi yang luas untuk merealisasikan kebijakan arah pembangunan.

9.1 Penentuan Lokasi Pabrik

Dalam pendirian suatu pabrik, pemilihan lokasi menjadi faktor yang

sangat berpengaruh terhadap kelangsungan hidup pabrik baik sekarang maupun

masa mendatang. Oleh karena itu perencanaannya harus mempertimbangkan

beberapa faktor yaitu :

1. Faktor utama

a. Bahan baku

b. Marketing

c. Utiltas (bahan bakar, sumber air, dan listrik)

182

d. Keadaan geografis dan masyarakat

2. Faktor Khusus

a. Tenaga Kerja

b. Transportasi

c. Karakteristik lingkungan lokasi.

d. Faktor lingkungan (komunitas)

e. Peraturan perundang-undangan

f. Buangan pabrik

g. Perluasan pabrik

Pemilihan lokasi pabrik berdasarkan prameter

Kota Parameter

Balongan Mbay Rembang

Bahan baku 4 6 9

Pemasaran 2 8 9

Persediaan bahan bakar & listrik 5 7 8

Iklim 3 7 9

Transportasi 7 7 8

Total 21 35 43

Dari segi bahan baku, pemasaran, persediaan bahan bakar dan listrik, serta

iklim dan transportasi dapat dijabarkan sebagai berikut: Rembang merupakan

daerah industri dengan point terbesar dibandingkan Balongan dan Mbay. Kedua

kota ini (Balongan dan Mbay) merupakan daerah yang strategis untuk mendirikan

183

pabrik namun dari segi penyediaan bahan baku, pemasaran, persediaan bahan

bakar dan listrik serta iklim dan transportasi di kedua daerah ini belum maksimal.

Sehingga berdasarkan parameter diatas, maka Rembang merupakan salah

satu kota yang memenuhi syarat untuk mendirikan pabrik bubuk detergent dengan

proses sulfonasi.

9.1.1. Faktor Utama

A. Bahan baku.

Lokasi pabrik jika ditinjau dari keberadaan bahan baku maka pabrik

hendaknya didirikan dekat dengan sumber bahan baku agar sistem transport

bahan baku menjadi efisien yang akhirnya dapat mengurangi biaya produksi.

Hal-hal yang perelu diperhatikan mengenai bahan baku:

- Letak sumber bahan baku

- Kapasitas sumber bahan bakudan berapa lama.sumber tersebut

dapat diandalkan keberadaannya

- Kualitas bahan baku yang ada dan apakah kualitas ini sesuai

dengan persyaratan yang dibutuhkan

- Cara mendapatkan bahan baku dan pengangkutan

B. Marketing.

Marketing merupakan salah satu faktor yang penting didalam industri

kimia karena strategi marketing sangat menentukan keuntungan perusahaan.

Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah :

1. Daerah marketing.

2. Proyeksi kebutuhan produk masa sekarang dan akan datang.

184

3. Pengaruh persaingan dagang.

4. Jarak dan sarana pengangkutan untuk lokasi pemasaran.

C. Utiltas (bahan bakar, sumber air, dan listrik).

Faktor utilitas menjadi sangat penting karena menyangkut kelancaran

proses produksi. Utilitas meliputi kebutuhan bahan bakar, air, dan listrik.

1) Air

Air merupakan kebutuhan yang sangat penting dalam industri kimia.air

digunakan untuk kebutuhan proses, air umpan boiler,air senitasi,dan kebutuhan

lainnya. Umntuk memenuhi kebutuhan ini air diambil dari 3 macam sumber

yaitu:

- Air sungai (sumber)

- Air kawasan

- Air PDAM

Bila air dibutuhkan dalam jumlah besar, maka pengambilan air sungai

(sumber) akan lebih ekonomis. Hal-hal yang perludiperhatikan dalam pemilihan

sumber air:

- Kemampuan sumber air untuk melayani pabrik

- Kualitas air yang disediakan

- Pengaruh musim terhadap kemampuan penyediaan air

2) Listrik dan bahan bakar

Listrik dan bahan bakar dalam industri menpunyai peranan penting terutama

sebagai motor penggerak selain penerangan dan untuk memenuhi kebutuhan yang

lainnya.hal-hal yang harus diperhatikan:

185

- Ada tidaknya jumlah tenaga listrik yang tersedia didaerah itu

- Harga tenega listrik dan bahan bakardimassa yang akan datang

- Mudah atau tidaknya mendapatkan bahan bakar

D. Keadaan geografis dan masyarakat.

Keadaan geografis dan masyarakat harus mendukung iklim industri untuk

menciptakan kenyamanan dan ketentraman dalam bekerja. Hal-hal yang perlu

diperhatikan adalah :

1. Kesiapan masyarakat setempat untuk berubah menjadi masyarakat

industri.

2. Keadaan alam seperti gempa bumi, banjir, angin topan, dll.

3. Kondisi tanah tempat pabrik berdiri yang dapat menyulitkan pemasangan

konstruksi bangunan atau peralatan proses.

9.1.2. Faktor Khusus

A. Tenaga Kerja.

Kebutuhan tenaga kerja baik tenaga kasar atau tenaga ahli sangat

mudah didapat karena letaknya yang tidak jauh dari kota-kota besar. Tingkat

pendidikan masyarakat dan tenaga kerja juga menjadi pendukung pendirian

pabrik ini.

B. Transportasi.

Transportasi di daerah Rembang dapat dilakukan dari darat dan

laut. Distribusi bahan baku dan pemasaran produk dapat terjangkau dengan

waktu yang tidak terlalu lama karena letaknya yang strategis.

186

C. Karakteristik dari lokasi

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam memilih lokasi pabrik adalah:

- Apakah daerah tersebut merupakan lokasi bebas sawah, rawa, bukit dsb

- Harga tanah dan fasilitas lainnya

D. Faktor lingkungan (komunitas)

- Adat istiadat daerah sekitar lokasi pabrik

- Fasilitas perumahan, sekolah, poiliklinik dan tempat ibadah

- Apakah merupakan daerah pedesaan atau perkotaan

E. Peraturan dan perundang-undangan

Hal-hal yang perludiperhatikan

- Ketentuan-ketentuan mengenai daerah tersebut

- Ketentuan mengenai jalan umum yang ada bagi industri didaerah tersebut

F. Buangan pabrik

Apabila buangan pabrik berbahaya bagi kehidupan disekitarnya, maka ada

beberapa hal yang harus diperhatikan:

- Cara pengeluaran bentuk buangan, terutama yang berhubungan dengan

peraturan pemerintah dan peaturan setempat

- Masalah pencemaran yang mungkin timbul

Berdasarkan pertimbangan dari kedua faktor tersebut maka pabrik bubuk

detergent ini layak didirikan didaerah Rembang Pasuruan Jawa Timur.

Adapun pertimbangannya karena:

1. Penyediaan air sangat mudah karena berada didaerah kawasan pabrik

2. Dekat dengan bahan baku baik DDB, Oleum dan LA

187

3. Mudah dalam pendistribusian produk bubuk detergent baik untuk

komsumsi dalam negeri maupun untuk ekspor. Dalam hal ini daerah

Rembang Pasuruan mempunyai jalur transportasi darat yang cukup

memadai serta dekat dengan transportasi laut dan udara sehingga sangat

menguntungkan dalam mendistribusikan produk

9.2. Tata Letak Pabrik

Tata letak pabrik adalah pengaturan atau peletakan bangunan dan peralatan

dalam pabrik., yaitu meliputi areal proses, areal penyimpanan dan material

sedemikian rupa sehingga pabrik dapat beroperasi secara efektif dan efisien.

Tujuan utama dari tata letak pabrik adalah:

- Untuk mengatur alat-alat serta fasilitas produksi.

- Untuk menjaga keselamatan.

- Supaya pemeliharaan dapat diatur dengan mudah.

- Pembiayaan dapat ditekan seminimal mungkin.

- Fungsi dari peralatan dan buangan dapat dipakai seefisien mungkin.

Tata letak pabrik ini dibagi menjadi 2 bagian besar, yaitu :

1. Tata letak bangunan

2. Tata letak peralatan

9.2.1. Tata Ruang Pabrik

Pengaturan posisi bangunan diatur sedemikian rupa agar transportasi

proses dan lalu lintas manusia menjadi efektif dan efisien.

188

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam tata ruang pabrik adalah :

1. Letak bangunan sesuai dengan urutan proses.

2. Bahan baku dan produk dapat didistribusikan dengan mudah ke dalam

maupun keluar pabrik.

3. Letak bangunan proses berpisah dari perkantoran.

4. Pemakaian areal tanah sekecil mungkin

5. Menempatkan bahan-bahan yang berbahaya di daerah terisolasi.

6. Menyediakan lahan kosong untuk perluasan pabrik.

7. Fasilitas dan peralatan yang cukup

189

2 1 212

3

4 4

12

9

4 4

4

2 2

19

Jalan Raya

7

5 6

23

U

S

TB

10

11

7 8

22 21

20

13

16

17

18

15

14

23

24

Gambar 9.2.1. Tata Letak Pabrik Bubuk Detergent

190

Keterangan gambar :

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16

17

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

Pos Keamanan

Taman

Front Office

Toilet

Ruang Serbaguna (Aula)

Ruang Rapat

Lab. & Pengendalian Mutu (QC)

Penelitian & Pengembangan (R & D)

Tempat Parkir Kendaraan

Gudang Bahan Baku

Gudang Produk

Area Proses

Factory Manager

Dept. Produksi

Dept. Teknik

Koperasi Karyawan

Poliklinik

Musollah

Ruang Generator

Boiler

Utilitas (Unit Pengolahan Air)

Bengkel (Workshop)

Area Perluasan Pabrik

BBM

183

9.2.2. Tata Ruang Peralatan Proses

Tata letak peralatan adalah cara menempatkan peralatan – peralatan

dalam pabrik sedemikian rupa sehingga pabrik dapat bekerja secara efektif dan

efisien. Perencanaan yang baik dalam tata letak pabrik harus mencakup arus

proses. Dalam perencanaan tata letak pabrik ada beberapa hal yang perlu

diperhatikan, yaitu :

1. Aliran bahan baku dan produk.

Pengaturan aliran bahan baku dan produk yang tepat dapat menunjang

kelancaran dan keamanan produksi. Pemasangan elevasi perlu

memperhatikan ketinggian. Biasanya pipa atau elevator dipasang pada

ketinggian minimal 3 meter agar tidak mengganggu lalu lintas karyawan.

2. Aliran udara.

Aliran udara di sekitar area proses harus lancar agar tidak terjadi

stagnasi udara pada tempat yang dapat menyebabkan akumulasi bahan kimia

berbahaya sehingga mengancam keselamatan pekerja.

3. Pencahayaan.

Penerangan seluruh area pabrik terutama daerah proses harus memadai

apalagi pada tempat-tempat yang prosesnya berbahaya sangat membutuhkan

penerangan khusus.

4. Lalu lintas manusia.

Dalam perencanaan tata letak pabrik perlu memperhatikan ruang gerak

pekerja agar dapat mencapai seluruh alat proses dengan mudah dan cepat

184

sehingga penanganan khusus seperti kerusakan alat (trouble shooting) dapat

segera teratasi.

5. Efektif dan efisien.

Penempatan alat-alat proses diusahakan agar dapat menekan biaya

operasi tapi sekaligus menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik

sehingga dapat menguntungkan dari segi ekonomis.

6. Jarak antar alat proses.

Untuk alat proses bertekanan tinggi atau bersuhu tinggi sebaiknya

berjauhan dari alat lainnya agar bila terjadi ledakan atau kebakaran tidak

cepat merambat ke alat proses lainnya.

Tata letak peralatan proses ini secara garis besar berorientasi pada

keselamatan dan kenyamanan pekerja sehingga dapat meningkatkan

produktifitas kerja.

185

Gambar 9.2.2. Tata Letak Peralatan Pabrik Bubuk Detergent

Keterangan gambar

1. F-114 : Tengki oleum

2. F-111 : Tangki DDB

Persiapan bahan baku Reaksi Pengeringan Pengemasan

1

2

5

3

4

6

7

8

11

10

9

186

3. M-133 : Mixer

4. R-110 : Sulfunator

5. R-120 : Sulfator

6. R-130 : Tengki NaOH

7. R-140 : Netralizer

8. B-150 : Spray dryer

9. B- 160 : Rotary cooler

10. J-164 : Tangki LA

11. F- 166 : Tangki produk

187

BAB X

STRUKTUR DAN ORGANISASI PERUSAHAAN

Bentuk, struktur dan manajemen suatu perusahaan sangat berpengaruh

terhadap tercapainya tujuan perusahaan. Ketiga unsur tersebut tidak dapat

dipisahkan dalam mencapai tujuan perusahaan. Perusahaan adalah suatu unit

kegiatan ekonomi yang diorganisir dan dijalankan atau dioperasikan untuk

menyediakan barang dan jasa bagi masyarakat, dengan tujuan memperoleh laba

atau keuntungan.

Keberhasilan suatu perusahan didalam menjalankan kegiatan proses

produksi sangat tergantung pada sistem pengelolaan (management) organisasi

perusahaan meliputi : perencanaan, pelaksanaan dan pengendalian. Ketiga hal

diatas harus dapat terkoordinasikan dengan baik. Disamping itu juga, harus

diperhatikan efektifitas kerja, untuk mendapatkan keuntungan yang maksimum

bagi perusahaan, sehingga perusahaan akan berkembang terus dan dapat bersaing

dengan perusahaan-perusahaan lain baik di dalam maupun di luar negeri.

10.1. Dasar Perusahaan

Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas

Status Perusahaan : Swasta

Lokasi Pabrik : Rembang – Pasuruan – Jawa Timur

Kapasitas Produksi : 20.000 ton/thn

188

10.2. Bentuk Badan Hukum Perusahaan

Pabrik Bubuk Detergent ini tergolong dalam kelompok swasta, karena

sumber modal yang dipakai untuk pembangunan pabrik, pelaksanaan seluruh

kegiatan produksi, pemasaran dan seluruh kegiatan didalam pabrik berasal dari

modal sendiri dan pinjaman bank.

Mengingat begitu besarnya investasi yang dibutuhkan oleh pabrik Bubuk

Detergent yang akan didirikan ini, maka bentuk perusahaan yang dipilih adalah

Perseroan Terbatas (PT).

Perseroan Terbatas adalah suatu Badan Hukum yang didirikan oleh

beberapa orang dimana badan hukum ini memiliki kekayaan hak dan kewajiban

tersendiri terpisah dari pendiri, pemilik (pemegang saham) maupun pengurusnya

(Direktur, komisaris).

Adapun keuntungan dipilihnya bentuk Perseroan Terbatas ini adalah:

• Pengelolaan perusahaan dapat dilakukan lebih efisien serta profsional. Hal

ini karena pembagian tugas dan tanggung jawab pengurus dan pemegang

saham diatur secara jelas.

• Kekayaan perusahaan terpisah dari kekayaan pribadi pemilik saham.

• Kelangsungan hidup perusahaan relatif lebih lama, karena tidak tergantung

pada satu pihak. Disamping itu pemegang saham dapat menjual sahamnya

bila menghendaki berhenti sebagai pemegang saham.

• Pengelolaan perusahaan terpisah dari pemilik saham, sehingga tanggung

jawab jalannya perusahaan berada ditangan pengelola (Dewan Direksi).

189

• Pemegang saham menanggung resiko perusahaan hanya terbatas sebesar

dana yang disertakan di Perseroan Terbatas.

• Saham, sebagai tanda kepemilikan perusahaan relatif mudah

diperjualbelikan.

10.3. Struktur Organisasi

Untuk mencapai efisiensi dan efektifitas perusahaan yang tinggi,

diperlukan struktur organisasi perusahaan yang baik. Struktur organisasi ini dapat

menentukan kelancaran aktifitas perusahaan sehari-hari dalam memperoleh

keuntungan yang maksimal, dapat berproduksi secara kontinu dan berkembang

secara pesat. Bentuk organisasi perusahaan menggambarkan hubungan antar unit

yang ada dalam organisasi tersebut dan menunjukan garis wewenang yang ada.

Struktur organisasi yang digunakan adalah sistem garis dan staff. Alasan

pemilihan sistem garis dan staff adalah :

1. Terdapat kesatuan pimpinan dan perintah, sehingga disiplin kerja lebih baik.

2. Biasa digunakan untuk organisasi yang cukup besar dengan produksi kontinu.

3. Sering digunakan dalam perusahaan yang berproduksi secara massal.

4. Masing-masing kepala bagian/manager secara langsung bertanggung jawab

atas aktivitas yang dilakukan untuk mencapai tujuan.

5. Pimpinan tertinggi pabrik dipegang oleh seorang direktur yang bertanggung

jawab kepada Dewan Komisaris. Anggota Dewan Komisaris merupakan

wakil-wakil dari pemegang saham dan dilengkapi dengan staff ahli yang

bertugas memberikan saran kepada direktur.

190

Di samping alasan tersebut ada beberapa kebaikan yang dapat mendukung

pemakaian sistem organisasi staf dan garis yaitu :

1. Dapat digunakan oleh setiap organisasi besar, apapun tujuannya, betapapun

luas tugasnya dan betapapun kompleks susunan organisasinya.

2. Pengambilan keputusan yang sehat lebih mudah dapat diambil, karena adanya

staf ahli.

3. Perwujudan the right man in the right place lebih mudah dilaksanakan.

Dari kelebihan-kelebihan sistem organisasi garis dan staf di atas maka

dapat dipakai sebagai bahan pertimbangan untuk menentukan sistem organisasi

perusahaan pada Detergent Bubuk yaitu menggunakan sistem organisasi garis

dan staf. Pembagian tanggung jawab dan wewenang berdasarkan departemen.

Pada setiap departemen dibagi lagi menjadi bagian-bagian yang lebih kecil lagi

yaitu divisi. Selanjutnya tiap divisi dibagi lagi menjadi unit-unit.

Setiap departemen dipimpin oleh seorang manajer yang dibantu oleh

asisten manajer, sedangkan untuk divisi dikepalai oleh seorang divisi manajer

yang dibantu oleh asisten divisi manajer.

10.4. Tugas dan Tanggung Jawab Organisasi

1. Pemegang Saham

Pemegang saham adalah sekelompok orang yang ikut dalam

pengumppulan modal untuk mendirikan pabrik dengan cara membeli saham

perusahaan. Pemegang saham adalah pemilik perusahaan yang besarnya

tergantung dari prosentase kepemilikan saham. Kekayaan pribadi pemegang

saham tidak dipertanggungjawabkan sebagai jaminan atas hutang-hutang

191

perusahaan. Penanam saham wajib menanamkan modalnya paling sedikit 1

tahun. Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) adalah rapat dari pemegang

saham yang memiliki kekuasaan tertinggi dalam mengambil keputusan untuk

kepentingan perusahaan. RUPS biasanya dilakukan paling sedikit sekali dalam

setahun, atau selambat-lambatnya enam bulan sejak tahun buku yang

bersangkutan berjalan (neraca telah aktif).

2. Dewan Komisaris

Dewan komisaris terdiri dari para pemegang saham perusahaan.

Pemegang saham adalah pihak−pihak yang menanamkan modalnya untuk

perusahaan dengan cara membeli saham perusahaan. Besarnya kepemilikan

pemegang saham terhadap perusahaan tergantung/sesuai dengan besarnya

modal yang ditanamkan, sedangkan kekayaan pribadi dari pemegang saham

tidak dipertanggungjawabkan sebagai jaminan atas hutang-hutang perusahaan.

Pemegang saham harus menanamkan saham paling sedikit 1 (satu) tahun.

Tugas dan wewenang dewan komisaris adalah :

a. Bertanggung jawab terhadap pabrik secara umum dan memberikan laporan

pertanggungjawaban kepada para pemegang saham dalam RUPS.

b. Menerima pertanggungjawaban dari para manager pabrik.

3. Direktur Utama

Posisi direktur utama merupakan pemimpin tertinggi perusahaan

secara langsung dan penanggung jawab utama dalam perusahaan scara

keseluruhan selama perusahaan berdiri. Tugas dan wewenang direktur utama

adalah :

192

a. Menetapkan strategi perusahaan, membuat perencanaan kerja dan

menginstruksikan cara-cara pelaksanaannya kepada manager.

b. Mengurus harta kekayaan perusahaan.

c. Menetapkan sistem organisasi yang dianut dan menetapkan pembagian

ekrja, tugas, dan tanggung jawab dalam eprusahaan untuk mencapai

tujuan atau target perusahaan yang telah direncanakan.

d. Mengadakan koordinasi yang tepat pada seluruh bagian organisasi.

e. Memberikan instruksi resmi kepada bawahannya untuk melaksanakan

tugas masin-masing.

f. Mempertanggungjawabkan kepada dewan komisaris semua anggaran

pembelanjaan dan pendapatan perusahaan.

g. Selain tugas diatas, direktur utama berhak mewakili perseroan secara sah

dan langsung dalam segala hal dan kejadian yang berhubungan dengan

keperntingan perusahaan. Dan harus berkonsultasi kepada dewan

komisaris setiap akan melakukan tindakan perusahaan yang krusial seperti

peminjaman uang ke Bank, memindahtangankan perseroan untuk

menanggung hutang perusahaan, dll).

4. Penelitian dan Pengembangan (R&D).

Divisi LITBANG bersifat independent. Divisi ini bertanggung jawab

langsung kepada direktur utama. Divisi LITBANG bertugas mengembangkan

secara kreatif dan inovatif segala aspek perusahaan terutama yang berkaitan

dalam peningkatan kualitas produksi sehingga mempu bersaing dengan

produk kompetitor.

193

5. Manajer Pabrik

Manager pabrik diangkat dan diberhentikan oleh direktur utama.

Manager pabrik bertanggung jawab penuh terhadap kelancaran produksi,

dimulai dari perencanaan produksi, perencanaan bahan baku, perangkat

produksi. Tugas utamanya adalah merencanakan, mengontrol, dan mengontrol

semua kegiatan yang berkaitan dari mulai bahan baku sampai menghasilkan

produk.

6. Manager Admnistrasi

Manager administrasi memiliki ruang lingkup kerja yang lebih luas

dari amnager produksi. Manager administrasi bertanggung jawab atas segala

kegiatan kerja diluar produksi. Semua manajemen perusahaan diatur dan

dijalankan oleh bagian administrasi, termasuk strategi pemasaran, pengaturan

keuangan perusahaan, hubungan masyarakat, dan mengatur masalah

ketenagakerjaan.

7. Departemen Quality Control (Pengendalian Mutu)

Departemen QC bertugas mengawasi mutu bahan baku yang diterima

dan produk yang dihasilkan. Selama mengawasi mutu produk, tidak hanya

produk jadi saja yang di analisis tapi juga pada setiap tahapan proses.

Misalnya pada tahap dewatering dan defueling, departemen QC harus

mengontrol apakah base oil yang keluar dari alat flash drum II sudah

memenuhi ketentuan yang ditetapkan untuk dialirkan ke proses selanjutnya.

194

8. Departemen Produksi

Kepala Dept. Produksi bertanggung jawab atas jalannya proses

produksi sesuai yang direncanakan, termasuk merencanakan kebutuhan bahan

baku agar target produksi terpenuhi.

a. Divisi Produksi

Divisi produksi bertanggung jawab kepada kepala Dept. Produksi

atas kelancaran proses. Divisi ini juga mengatur pembagian shift dan

kelompok kerja sesuai spesialisasinya pada masing-masing tahapan proses

dan mengendalikan kondisi operasi sesuai prosedurnya.

b. Divisi Gudang

Bertanggung jawab kepada kepala Dept. Produksi atas ketersedian

bahan baku yang dibutuhkan sesuai banyaknya produksi yang diinginkan

sehingga tidak terjadi kekurangan atau kelebihan, mengatur aliran

distribusi bahan baku dari tangki supply ke dalam gudang dan selain itu

juga mengatur aliran distribusi produk untuk dialirkan ke tangki suply.

9. Departemen Teknik

Kepala Dept. Teknik bertanggung jawab atas kelancaran alat-alat

proses selama produksi berlangsung, termasuk pemeliharaan alat proses dan

instrumentasinya. Apabila ada keluhan pada alat penunjang produksi maka

dept. teknik langsung mengatasi masalahnya.

a. Divisi Utilitas

Bertanggung jawab kepada kepala Dept. Teknik mengenai kelancaran alat-

alat utilitas.

195

b. Divisi Bengkel & Perawatan

Bertugas memperbaiki alat-alat atau instrumen yang rusak baik alat

produksi maupun peralatan utilitas. Divisi ini juga diharapkan

menciptakan alat-alat yang inovatif untuk menunjang kelancaran produksi.

10. Departemen Pemasaran

Kepal Dept. Pemasaran bertanggung jawab dalam mengatur masalah

pemasaran produk, termasuk juga melakukan research marketing agar

penentuan harga dapat bersaing di pasaran, menganalisis strategi pemasaran

perusahaan maupun kompetitor, mengatur masalah dsitribusi penjualan

produk ke daerah-daerah, melakukan promosi pada berbagai media massa baik

cetak maupun elektronik agar produk dapat terserap konsumen.

- Divisi Penjualan

Bertanggung jawab kepada kepala Dept. Pemasaran mengenai

penjualan produk pada berbagai daerah distribusi sekaligus mensurvei

kebutuhannya agar dapat dipasok setiap saat.

11. Departemen Keuangan

Kepala Dept. Keuangan bertanggung jawab mengatur neraca

perusahaan dengan melakukan pembukuan sebaik-baiknya baik pemasukan

ataupun pembelanjaan untuk kebutuhan perusahaan, selain itu juga

membayarkan gaji ke rekening bank tiap karyawan pada setiap akhir bulan.

Dan juga membayarkan jaminan sosial atas pemutusan hak kerja (PHK)

karyawan. Dept. Keuangan membawahi 2 divisi yaitu :

a. Divisi Pembukuan Keuangan

196

b. Divisi Penyediaan & Pembelanjaan

12. Departemen Sumber Daya Manusia (SDM) dan Humas

Kepala Dept. SDM dan Humas bertugas merencanakan, mengelola,

dan mendayagunakan SDM, baik yang telah bekerja ataupun yang akan

dipekerjakan. Selain itu Dept. SDM mengatur masalah jenjang karier dan

masalah penempatan karyawan, atau pemindahan karyawan antar departermen

atau antar divisi sesuai dengan tingkat prestasinya.

Humas bertugas menjalin hubungan kemasyarakatan baik di dalam

perusahaan, antar instansi ataupun dengan masyarakat setempat. Selain itu

menjaga kenyamanan, keindahan, dan keamanan perusahaan dari mulai

keindahan taman, toilet sampai kebersihan gudang dan produksi. Keamanan

perusahaan meliputi pengontrolan setiap kendaraan yang masuk perusahaan

baik kendaraan bahan baku, produk, sampai kendaraan tamu. Dan juga

menjaga keamanan dan ketertiban di lingkungan kerja di seluruh area pabrik.

Dept. SDM dan Humas membawahi 2 divisi yaitu :

a. Divisi Keamanan

b. Divisi Ketenagakerjaan

10.5. Kepegawaian

10.4.1. Pengaturan Jadwal Kerja

Waktu operasi pabrik adalah sebagai berikut :

• Dalam satu hari : 24 jam

• Dalam satu minggu : 7 hari kerja

• Dalam satu tahun : 330 hari kerja

197

Sisa hari yang bukan hari libur digunakan untuk perbaikan atau

perawatan dan shut down. Jam kerja seluruh karyawan disesuaikan dengan

peraturan SPSI (Serikat Pekerja Seluruh Indonesia) yaitu 40 jam

seminggu.

Karena proses produksinya berlangsung selama 24 jam, maka

karyawan dibagi menjadi 2 kelompok yang mempunyai jam kerja sebagai

berikut :

1 Karyawan non shiff

Karyawan non shiff adalah para karyawan yang tidak

menangani proses produksi secara langsung. Yang termasuk karyawan

non shiff yaitu: Direksi, Staff, Ahli, Manager, Kepala bagiam, Kepala

seksi serta bawahan berada dikantor. Karyawan non shiff dalam satu

minggu akan bekerja selama lima hari mulai hari senin sampai dengan

hari jum’at, dengan pembagian kerja sebagai berikut :

Jam kerja :

• Hari senin-jum’at : jam 08.00-17.00

Jam istirahat :

• Hari senin-kamis : jam 12.00-13.00

• Hari jum’at : jam 11.30-13.00

2 Karyawan Shiff

Merupakan karyawan yang bekerja dari hari senin sampai hari

minggu, pada hari besar dan libur yang diatur secara bergilir. Waktu

kerjanya diatur secara bergantian dalam 24 jam dengan pembagian

198

waktu 3 shiff. Masing-masing bekerja selama 8 jam. Sistem kerja yang

dilakukan dibagi dalam 4 kelompok, sehingga bila tiga kelompok

sedang bekerja pada hari itu, kelompok yang satu lagi libur.

Pergantian shiff dilakukan tiap 4 hari sekali dan setelah itu

libur 2 hari jika kelompok tersebut mendapat shiff malam. Hal ini

dilakukan untuk mengefektifkan kinerja para karyawan. Yang

termasuk karyawan shiff antara lain bagian produksi dan seksi

keamanan.

Karyawan Produksi dan Teknik :

Shiff I : Pukul 06.30-14.30

Shiff II : Pukul 14,30-22.30

Shiff III : Pukul 22.30-06.30

10.4.2. Fasilitas bagi Karyawan

Selain upah yang dibayarkan serta pengaturan jadwal kerja yang

sudah dibuat sedemikian rupa, perusahaan juga menyediakan fasilitas-

fasilitas lain demi kesejahteraan karyawan, yaitu sebagai berikut :

1) Jaminan Keselamatan Kerja

Perusahaan menyediakan fasilitas keselamatan kerja untuk karyawan

berupa perlengkapan, seperti :

Ø Helm atau topi pengaman

Ø Kaca mata pelindung

Ø Sarung tangan khusus

Ø Sepatu khusus di lapangan

199

2) Jaminan Asuransi

Perusahaan mengikutsertakan seluruh pegawainya dalam program

Jaminan Sosial Tenaga Kerja (JAMSOSTEK) sesuai dengan ketetapan

yang dibuat oleh pemerintah.

3) Tunjangan hari raya dan bonus tahunan

4) Fasilitas cuti tahunan sebanyak 12 hari kerja per tahun

5) Fasilitas olah raga

6) Fasilitas kegiatan ibadah yaitu masjid

7) Fasilitas kesehatan yaitu klinik dengan dokter dan perawat.

10.4.3. Penggolongan dan Jumlah Tenaga Kerja

Tabel 10.1. Penggolongan dan Jumlah Tenaga Kerja

Berdasarkan Jenjang pendidikan

No Jabatan Jenjang Pendidikan Jumlah

1 Direktur Utama S2 – S3 1

2 Manajer Pabrik S1 – S2 1

3 Manajer Administrasi S1 – S2 1

4 Sekretaris D3 – S1 2

5 Kepala LITBANG (R & D) S1 – S2 1

6 Staff LITBANG (R & D) SMU – D3 9

7 Kepala Dept. QC S1 – S2 1

8 Staff QC SMU – D3 10

9 Kepala Dept. Produksi D3 – S1 1

10 Kepala Dept. Teknik D3 – S1 1

200

11 Kepala Dept. Pemasaran D3 – S1 1

12 Kepala Dept. Keuangan D3 – S1 1

13 Kepala Dept. SDM & Humas D3 – S1 1

14 Kepala Divisi Produksi D3 – S1 1

15 Staff Produksi D3 – S1 47

16 Kepala Divisi Gudang D3 – S1 1

17 Staff Gudang SMU – D3 10

18 Kepala Divisi Utilitas D3 – S1 1

19 Staff Utilitas SMU – D3 9

20 Kepala Divisi Bengkel & Perawatan D3 – S1 1

21 Staff Bengkel & Perawatan SMU – D3 15

22 Kepala Divisi Penjualan D3 – S1 1

23 Staff Penjualan SMU – D3 25

24 Kepala Divisi Pembukuan Keuangan D3 – S1 1

25 Staff Pembukuan Keuangan SMU – D3 4

26 Kepala Divisi Penyediaan & Pembelanjaan D3 – S1 1

27 Staff Penyediaan & Pembelanjaan SMU – D3 2

28 Kepala Divisi Ketenagakerjaan D3 – S1 1

29 Staff Ketenagakerjaan SMU – D3 20

30 Kepala Divisi Keamanan D3 1

31 Staff Keamanan SMU 18

Jumlah 190

201

10.4.4. Jaminan Sosial dan Kesejahteraan

Untuk meningkatkan produktifitas dan efisiensi kerja, perusahaan

menjamin kesehatan karyawan dan keluarganya. Perusahaan memberikan

tunjangan dan fasilitas lainnya seperti :

• Tunjangan jabatan, tunjangan hari raya dan bonus tahunan

• Tunjangan kesehatan bagi karyawan dan keluarga dengan program

ASKES.

• Perlengkapan kerja untuk karyawan seksi produksi

• Fasilitas kegiatan jasmani dan rohani

• Cuti tahunan 12 hari kerja/tahun

• Fasilitas lainnya seperti sarana rekreasi, olah raga dan lain-lain.

202

BAB XI

ANALISA EKONOMI

Perencanaan suatu pabrik perlu ditinjau dari faktor-faktor ekonomi yang

menentukan apakah pabrik tersebut layak didirikan atau tidak. Faktor-faktor yang

perlu diperhitungkan dalam penentuan untung-rugi dalam mendirikan pabrik

margarin dari minyak ikan sarden adalah sebagai berikut:

• Return On Investment (ROI)

• Pay Out Time (POT)

• Break Event Point (BEP)

• Internal Rate Of Return (IRR)

Sedangkan untuk menghitung faktor-faktor di atas perlu diadakan

penaksiran beberapa hal yang menyangkut administrasi perusahaan dan jalannya

proses, yaitu diantaranya:

11.1 Faktor-Faktor Penentu

11.1.1 Faktor Capital Investment (FCI)

Yaitu modal yang dibutuhkan untuk mendirikan pabrik sebelum berproduksi,

terdiri dari:

1. Fixed Capital Investment (FCI)

a. Biaya Langsung (Direct Cost), meliputi:

− Harga Peralatan

− Instalasi alat

− Instrumentasi dan control

203

− Perpipaan

− Listrik

− Bangunan

− Tanah

− Fasilitas layanan

− Pengembangan lahan

b. Biaya Tak Langsung

- Enggineering

- Konstruksi

2. Working Capital Investment (WCI)

Yaitu modal untuk menjalankan pabrik yang berhubungan dengan laju

produksi, meliputi:

- Penyediaan bahan baku dalam waktu tertentu

- Utilitas dalam waktu tertentu

- Gaji dalam waktu tertentu

- Uang tunai

Sehingga: TCI = FCI + WCI

11.1.2 Total Ongkos Produksi

Total ongkos produksi adalah biaya yang digunakan untuk operasi pabrik

dan biaya penjualan produk, meliputi:

a. Biaya pembuatan, terdiri dari:

- Biaya produksi langsung (DPC)

204

- Biaya produksi tetap (FC)

- Biaya overhead pabrik

b. Biaya Umum (General Expenses), terdiri dari:

- Administrasi

- Distribusi dan pemasaran

- Litbang

Adapun ongkos total terbagi menjadi:

a. Ongkos Variabel (VC)

Yaitu segala biaya yang pengeluaran berbanding lurus dengan laju

produksi yang meliputi:

- Bahan baku per tahun

- Utilitas

- Pengemasan

- Gaji karyawan

- Pemeliharaan dan perbaikan

b. Ongkos Semi Variabel (SVC)

Yaitu biaya pengeluaran yang tidak berbanding lurus dengan laju

produksi, yang meliputi:

- Biaya umum

- Biaya laboratorium

- Operasi suplies

c. Ongkos Tetap (FC), tediri dari:

- Depresiasi

205

- Asuransi

- Pajak

- Bunga

11.1.3 Penaksiran Harga Alat

Harga suatu alat setiap saat akan berubah, tergantung pada perubahan

kondisi ekonomis. Untuk itu digunakan beberapa macam konversi harga alat

terhadap harga alat pada beberapa tahun yang lalu sehingga akan diperoleh harga

yang ekivalen dengan harga sekarang.

Harga alat dalam Pra Rencana Pabrik Bubuk Detergent industri didasarkan

pada data harga alat yang terdapat dalam literature, (Peter dan Timmerhaus dan

G.D.Ulrich). Untuk menaksirkan harga alat pada tahun 2010 digunakan

Rumus: Cx =k

x

II

x Ck

Dari perhitungan appendix E, didapatkan harga peralatan untuk Pabrik Bubuk

Detergent adalah Rp. Rp 18.341.223.000.

1. Penentuan Total Capital Investment (TCI)

A .Modal Langsung (DC)

- Harga Peralatan (E) = Rp 18.341.223.000

- Instalasi alat (57%E) = Rp. 10.454.497.110

- Instrumentasi dan control (18%E) = Rp. 3.301.420.140

- Perpipaan (66%E) = Rp. 12.105.207.180

- Listrik (15%E) = Rp. 2.751.183.450

- Bangunan + tanah (APP.E) = Rp. 1.860.000.000

- Fasilitas layanan (20%E) = Rp. 3.668.244.600

206

- Pengembangan lahan (10%E) = Rp. 1.834.122.300

Total Direct Cost (DC) = Rp. 54.315.897.780

B.Modal Tak Langsung (IC)

- Engineering (5%DC) = Rp. 2.715.794.889

- Bahan kontruksi (7% DC) = Rp. 3.802.112.844,6

Total Indirect Cost (IC) = Rp 6.517.907.733,6

C.Total Plant Cost (TPC)

Total TPC (DC + IC) = Rp 60.833.805.513,6

D. Modal Tetap (FCI)

- Biaya kontraktor (20% TPC) = Rp 12.166.761.102,72

- Biaya tak terduga (25% TPC) = Rp 15.208.451.378,4

Total Fix Capital Investment = Rp 27.375.212.481,12

E .Modal Kerja (WCI)

Work Capital Investment (WCI) = 15% FCI

Total Capital Investment (TCI) = WCI + FCI

WCI = Rp. 4.106.281.872,168

TCI = WCI + FCI

= Rp. 4.106.281.872,168 + Rp 27.375.212.481,12

TCI = Rp 31.481.494.353,288.

F . Modal perusahaan

- Modal sendiri 60% TCI = Rp 18.888.896.611,97

- Modal pinjaman 40% TCI = Rp 12.592.597.741,3152

Total Modal Perusahaan = Rp 31.481.494.353,288

207

Penentuan Total Product Cost (TPC)

Biaya produksi total = Biaya Manufaktur + Biaya Umum

4.1.Biaya manufaktur

a. Biaya Produksi Total (Direct Production Cost/DPC)

- Gaji karyawan 1 tahun =Rp. 3.720.000.000

- Bahan baku 1 tahun = Rp 125.419.025.001

- Biaya utilitas 1 tahun = Rp. 274.804.570,25

- Biaya pengemasan 1 tahun = Rp. 4.999.999.950

- Biaya lab.(15% gaji) = Rp. 558.000.000

- Pemeliharaan (10 % E) = Rp. 1.834.122.300

- Supervisi (10 % pemeliharaan) = Rp. 183.412.230

Total DPC = Rp. 136.989.364.051

b. Biaya Produksi Tetap (Fixed Production Cost/FPC)

- Depresiasi alat (10% E) = Rp. 1.834.122.300

-Depresi bangunan (3,2%FCI) = Rp. 876.006.799,4

- Pajak kekayaan ( 2% FCI ) = Rp. 547.504.249,6

- Asuransi ( 1% FCI ) = Rp 273.752.124,8

- Bunga bank (20% modal pinjaman = Rp. 2.518.519.548,23

Total FPC = Rp. 6.049.905.022

c. Biaya Overhead

Biaya Overhead = 25% (Gaji + Pemeliharaan)

= Rp. 1.388.530.575

Total biaya manufaktur = Rp. 144.427.799.648

208

11.2. Biaya Umum (general Expenses/GE)

- Administrasi (18% gaji + pemeliharaan ) = Rp. 999.742.014

- Distribusi (biaya administrasi ) = Rp. 999.742.014

Total GE = Rp. 1.999.484.028

Total biaya produksi = biaya manufaktur + biaya umum

= Rp. 140.956.606.355,25+ Rp1.999.484.028.

=Rp. 146.427.283.676

2. Analisa Profitabilitas

Asumsi yang diambil:

a. Modal yang digunakan terdiri dari:

- Modal sendiri 60% TCI

- Modal pinjaman 40% TCI

b. Bunga kredit = 15% per tahun

Masa konstruksi:

Tahun I = 60% modal sendiri + 40% modal pinjaman

Tahun II = 60% modal sendiri + 40% modal pinjaman

C Pengembalian pinjaman dalam waktu 10 tahun

Umur pabrik 5 tahun

Kapasitas produksi:

Tahun I = 60% dari produksi total

Tahun II = 100% dari produksi total

Pajak penghasilan = 30% per tahun

209

Menghitung Total Investasi:

Laba Untuk Kapasitas Pabrik 100%

Pajak = 30% per tahun

Laba Kotor = Total penjualan (S)– Biaya produksi total

= Rp 159.999.998.400. - Rp. 146.427.283.676

= Rp. 13.572.714.724

Pajak penghasilan (1-30% )

Laba Bersih = Rp. 13.572.714.724 x (1-30%)

= Rp 9.500.900.306,8

CA = Laba bersih + Depresiasi alat

= Rp 9.500.900.306,8 + Rp. 1.834.122.300

= Rp. 11.335.022.606,8

Menghitung Penilaian Investasi:

1. POT

FCI = Rp 27.375.212.481,12

CA = Rp. 11.335.022.606,8

POT = tahun1FlowCash

FCI×

= tahun1022.606,8Rp.11.335.

.481,1227.375.212Rp.×

= 2,4 tahun

210

2. ROT

Pajak = 30%

Laba kotor = Rp. 13.572.714.724

Laba bersih = Rp. 9.500.900.306,8

FCI = Rp. 27.375.212.481,12

- ROI sebelum pajak

ROIBT = %100FCI

KotorLaba×

= %100.481,1227.375.212Rp..72413.572.714Rp.

×

= 49,6 %

- ROI sesudah pajak

ROIAT = %100FCI

bersihLaba×

= %100.481,1227.375.212306,89.500.900.

×

= 34,7%

3. BEP

BEP adalah titik dimana jika tingkat kapasitas pabrik berada pada titik

tersebut maka pabrik tidak untung dan tidak rugi atau harga penjualan sama

dengan biaya produksi.

BEP =VCSVCS

SVCFPC−−

+)7,0(

.3,0 x 100 %

1. Biaya tetap = Rp. 6.049.905.022

2. Biaya Variabel (VC):

211

- Bahan baku per tahun = Rp 125.419.025.001

- Utilitas = Rp 274.804.570,25

- Pengemasan = Rp 4.999.999.950

- Gaji karyawan = Rp 3.720.000.000

- Pemeliharaan dan perbaikan = Rp 1.834.122.300

- Total VC = Rp 136.247.951.821

3. Biaya Semi Variabel (SVC)

- Biaya umum = Rp 1.999.484.028

- Biaya laboratorium = Rp 558.000.000

- Operasi suplies = Rp 183.412.230

- Biaya overhead = Rp 1.388.530.575

Total SVC = Rp 4.129.426.833

4. Harga penjualan (S) = Rp. 159.999.998.400

BEP = %100VC-0,7SVC-S

SVC0,3FPC×

+

= %1001.821136.247.95)8334.129.426.7,0(8.400159.999.99

)8334.129.426.3,0(0226.049.905.×

−×−×+

= 34,94%

Titik BEP terjadi pada kapasitas produksi:

= 34,94 % x 20.000 ton/tahun

= 6.988 ton/tahun

Nilai BEP untuk pabrik Bubuk Detergent berada diantara 30-60%,

maka nilai BEP memadai. Untuk produksi Tahun I kapasitas pabrik 85% dari

kapasitas sesungguhnya, sehingga keuntungannya adalah:

212

BEP-100)kapasitas-(100-BEP)100(

PBPBi −

=

Dimana:

PBi = Keuntungan pada % kapasitas yang tercapai (dibawah 100%)

PB = Keuntungan pada kapasitas 100%

% Kap = % kapasitas yang tercapai

022.606,8Rp.11.335.PBi =

)34,94100()85100()34,94100(

−−−−

PBi = Rp. 755.668.173,8

Sehingga Chas Flow setelah pajak untuk Tahun I:

CA = Laba bersih Tahun I + Depresiasi alat

= Rp. 755.668.173,8 + Rp. 1.834.122.300

= Rp. 2.589.790.473,8

4. Shut Down Point

SDP adalah suatu titik yang merupakan kapasitas minimal pabrik yang masih

boleh beroperasi.

SDP = %100VC-SVC-S

SVC0,3×

= %1001.821136.247.95-8334.129.426.-8.400159.999.99

8334.129.426.x0,3×

= 6,31 %

Titik Shut Down Point terjadi pada kapasitas:

= 6,31 % × 20.000 ton/tahun

= 1.262 ton/tahun

213

5. Net Present Value

Metode ini digunakan untuk menghitung selisih dari nilai penerimaan kas

bersih dengan nilai investasi sekarang.

Langkah-langkah menghitung NPV:

a. Menghitung CA0 (tahun Ke-0) untuk masa konstruksi 2 tahun

CA-2 = 40% × CA × (1 + i)2

= 40% × Rp. 2.589.790.473,8 × (1 + 0,2)2

= Rp. 1.491.719.312,91

CA-1 = 60% × CA × (1 + i)1

= 60% × Rp. 2.589.790.473,8 × (1 + 0,2)1

= Rp. 1.864.649.141,14

CA-O = (CA-2 - CA-1)

= Rp. 1.491.719.312,91 - Rp. 1.864.649.141,14

= - Rp 372.929.828,23

b. Menghitung NPV tiap tahun

NPV = CA × Fd

Fd = ni)1(1

+

Dimana:

NPV = Net Preaent Value

CA = Cash Flow setalah pajak

Fd = Faktor diskon

i = Tingkat bunga bank

n = Tahun ke-n

214

Tabel 11.1. Cash Flow Untuk NPV Selama 10 Tahun

Tahun Cash Flow/CA (Rp) Fd (i = 0,15) NPV

0 -372.929.828,23 1 -372.929.828,23

1 2.589.790.473,8 0,8696 2.252.081.796

2 11.335.022.606,8 0,7561 8.570.410.593

3 11.335.022.606,8 0,6575 7.452.777.364

4 11.335.022.606,8 0,5718 6.481.365.927

5 11.335.022.606,8 0,4972 5.635.773.240

6 11.335.022.606,8 0,4323 4.900.130.273

7 11.335.022.606,8 0,3759 4.260.834.998

8 11.335.022.606,8 0,3269 3.705.418.890

9 11.335.022.606,8 0,2843 3.222.546.927

10 11.335.022.606,8 0,2472 2.802.017.588

Nilai sisa 0 0,2472 0

WCI 4.106.281.872,17 0,2472 1.015.072.879

Total 49.925.500.647

Karena harga NPV positif, maka pabrik layak didirikan.

6. Internal Rate Of Return (IRR)

Metode yang digunakan untuk menghitung tingkat bunga pada investasi.

Harga IRR harus lebih tinggi dari tingkat bunga Bank sehingga harus dipenuhi

persamaan dibawah ni dengan cara trial.

215

IRR = i2 + )(NPVNPV

NPV12

21

1 ii −+

Dimana:

i1 = Besarnya bunga pinjam tahun ke-1 yang trial 15%

i2 = Besarnya bunga pinjam tahun ke-2 yang trial 24%

Tabel 11.15. Cash Flow Untuk IRR Selama 10 Tahun

Tahun Cash Flow/CA (Rp) Fd(i=0,15) NPV1 FD (0,24) PV2

0 -372.929.828,2 1 -372.929.828,2 1 -372.929.828,2

1 2.589.790.473,8 0,8696 2.252.081.796 0,8064 1.816.078.760

2 11.335.022.606,8 0,7561 8.570.410.593 0.6504 5.574.195.050

3 11.335.022.606,8 0,6575 7.452.777.364 0.5245 3.908.981.727,4

4 11.335.022.606,8 0,5718 6.481.365.927 0.4229 2.740.969.650,5

5 11.335.022.606,8 0,4972 5.635.773.240 0.3411 1.922.362.252,2

6 11.335.022.606,8 0,4323 4.900.130.273 0.2751 1.348.025.838,1

7 11.335.022.606,8 0,3759 4.260.834.998 0,2218 945.053.202,6

8 11.335.022.606,8 0,3269 3.705.418.890 0,1792 664.011.065,1

9 11.335.022.606,8 0,2843 3.222.546.927 0,1442 464.691.267

10 11.335.022.606,8 0,2472 2.802.017.588 0,1164 326.154.847,2

Nilai sisa 0 0,2472 0 0,1164 0

WCI 4.106.281.872,17 0,2472 1.015.072.879 0,1164 118.154.483,1

Jumlah

49.925.500.647

19.455.748.315

IRR = 15% + 221

1 (iNPVNPV

NPV+

-i 2 )

216

= 15% + %)15%24(.31519.455.748.64749.925.500

.64749.925.500−

+x

= 21,48%

Dengan besarnya IRR = 21,48% maka pabrik layak didirikan, karena IRR

> bunga bank (15%).

217

BAB XII

KESIMPULAN

Pra Rencana Bubuk Detergent dari DDB dan Oleum ini diharapkan akan

mencapai hasil yang maksimal sesuai dengan tujuan, sehingga dari hasil produksi

tersebut dapat memenuhi kebutuhan konsumen.

Lokasi pabrik margarin ini terletak di Rembang, Pasuruan, Jawa Timur

dengan mempertimbangkan tersedianya bahan baku dan mudah diperoleh serta

dekat dengan daerah pemasaran.

Ditinjau dari perhitungan analisa ekonomi terhadap Pabrik Bubuk

Detergent, maka diperoleh data sebagai berikut:

Total Capital Invesment (TCI) : Rp 27.375.212.481,12

Return Of Invesment (ROIBT) : 49,6 %

Return Of Invesment (ROIAT) : 34,7%

Play Out Time (POT) : 2,4 tahun

Internal Rate Of Return (IRR) : 21,48%

Break Even Point (BEP) : 34,94%

Maka dapat disimpulkan bahwa Pra Rencana Bubuk Detergent dari

DDB dan Oleum dengan kapasitas 20.000 Ton / Tahun layak untuk didirikan.

218

DAFTAR PUSTAKA

Brownell L.E. and Young F. H, Process Equipment Design, 1 st edition, JhonWilley & Sons, Inc, New York, 1959.

Brown G.G, Unit Operation, Jhon Willey & Sons, Inc, New York 1950

Bernadini, Fats and Oil Techonology, Vol. I & II, Rome, 1938

Coulson, J.M Richarson, J.F, Chemical Engineering, 1 st edition, Volume 6,Pergaman Press, Oxford, 1983

David, M. Himmelblau, Basic Principle And Calculation In ChemicalEngineering, 5th edition, Printice-Hill International, Inc

Daniel Swern, Bayley’s Industri Oil and Fat Product, 3 th edition, InterscienccePublisher, a Division of Jhon Willey and Sons, New York

Faith W.L Keyes D.B and Chark R.L, Industry Chemical, 2th edition, Jhon Willey& Sons, Inc, New York 1986

Geonkoplis C.J, Transport Process and Unit Operation , 3 th edition, Allyn &Bacon, Inc , Boston 1983

Hawley G. Genssner, The Condensed Chemical Dictionary, 10 th edition VanNostrand Reinhold Company, New York 1981

Hesse C. Herman, Process Equipment Design, D. Van Nostrand ReinholdCompany, Inc, New York 1959

Hougen O.A, Watson K.M, Chemical Process Principle 2nd edition, New York,1960

Kern D.Q Process Heat Transfer, 2nd edition Mc Graw Hill, Singapore, 1988

Kirk R.F, and Othmer D.F Encyclopedia Of Chemical Technology, Volume 1,2nd edition Jhon Willey & Sons, Inc, New York 1972

Ludwig E.E Applied Process Design For Chemical and Petrochemical Plants,Volume II, Guff Publishing Company, Houston, 1961

Mc. Cabe, Operasi Teknik Kimia, Jilid 1 Edisi 4, Penerbit Erlangga, Jakarta 1994Perry R.H. and Don Green, Chemical Engineering Hand Book, 6nd edition, Mc

Graw Hill, Singapore, 1984

219

Peters M.S and K.D Timmerhaus, Plant Design And Economic For ChemicalEngineering, 4nd edition, Mc Graw Hill, company, inc

Robert E. Treyball, Mass Transfer Operation, 3nd edition, Mc Graw Hill,Singapore, 1985

Ulrich G.D, A. Guide To Chemical Engineering Process Design And Economic,Jhon Willey & Sons, Inc, New York 1984

Van Ness H.C, Intoduction to Chemical Engineering Termodynamics, 5nd

edition, Mc Graw Hill Book Company, Inc, Singapore , 1996

Vilbrant FC and Dryden CE, Chemical Engineering Plant Design, 4nd edition,Mc Graw Hill, Company, Tokyo

220

Sulfonator

DDB Oleum

Netralizer

APPENDIK A

NERACA MASSA

Kapasitas pabrik = 20.000 ton/tahun.


tonkg x

hariton

3301 x

jamhari

241


Basis = 2563,1313 kg/jam

10. Sulfonator

Dedocyl Benzene yang digunakan dengan kadar 95% (Davidson A. &

Mildwidsky, 95 ).

Komposisi DDB :

DDB = 95% x 2563,1313 = 2434,9747 Kg mol/jam

Benzene = 5 % x 2563,1313 = 128,1566 Kg mol/jam

2563,1313 Kg mol/jam

221

D D B O leum D D B S A

Kebutuhan Oleum:

Oleum yang digunakan berkadar 20% (Riegle’s Hand Book of Industrial

Chemistry, 466).

Komposisi Oleum:

SO3 = 20 % x 2563,1313 = 512,6263 Kg/jam

H2SO4 = 100% x 2563,1313 = 2563,1313 Kg/jam

Total 3075,7576 Kg/jam

Berat molekul:

− DDB = 246,4377

− DDBSA = 326,4999

− Benzene = 78,1143

− BSA = 158,1765

− SO3H2SO4 = 178,1396

− H2SO4 = 98,0774


Reaksi utama:

CH3-(CH2)10 + SO3 H2SO4 CH3-(CH2)10 SO3H + H2SO4

Konversi reaksi 90% (Riegel’s Hand Book of Industrial Chemistry, 466).

DDB tersedia = 2434,9747 kg/jam.

DDB yang bereaksi = 90% x 2434,9747 = 2191,4772 Kg/jam

DDB sisa reaksi = 2434,9747 – 2191,4772 Kg/jam.

= 243,4975 Kg/jam

222

Benzene O leum B enzen e S u lfon ic A cid Sulfuric Acid

Oleum yang dibutuhkan = 2191,4772/246,4377 x 178,1396

= 1584,1281 Kg/jam

DDBSA terbentuk = 2191,4772/246,4377 x 326,4999

= 2903,4400 Kg/jam

H2SO4 terbentuk = 2191,4772/246,4377 x 98,0774

= 872,1652 Kg/jam.

Reaksi samping:

+ SO3 H2SO4 SO3 H + H2SO4

Konversi reaksi 78% (Unit Processes in Organic Synthesis, 310).

Benzene yang tersedia 128,1566 Kg/jam.

Benzene yang bereaksi = 78% x 128,1566 = 99,9622 Kg/jam

Benzene sisa = 128,1566 – 99,9622 = 28,1944 Kg/jam

Oleum yang dibutuhkan = 99,9622/78,1143 x 178,1396 = 227,9637 Kg/jam

BSA terbentuk = 99,9622/78,1143 x 158,1765 = 202,4171Kg/jam.

H2SO4 = 99,9622/78,1143 x 98,0774 = 125,5088 Kg/jam

Sehingga :

Total Oleum dibutuhkan = 1584,1281 + 227,9637 = 1812,0918 Kg/jam

Ekses 10% = 1,1 x 1812,0918 = 1263,6659 Kg/jam

SO3 yang ada = 20% x 1993,3010 = 398,6602 Kg/jam

H2SO4 yang ada = 1263,6659 – 398,6602 = 865,0057 Kg/jam

H2SO4 total keluar Reaktor = 1862,6797 + 125,5088 + 872,1652

= 1862,6797 Kg/jam

223

Sulfator

L.ADDBSA

Netralizer Reaktor

Ringkasan Neraca Massa di Sulfonator:


− Larutan DDB dari T. Penampung:

DDB = 2434,9747

Benzene = 128,1566

= 2563,1313

− Oleum dari T. Penampung:

SO3 = 512,6263

H2SO4 = 2563,1313

= 3075,7576

Larutan DDBSA ke Sulfator

DDBSA = 2903,4401

DDB = 243,4975

BSA = 202,4171

Benzene = 28,1944

SO3 = 398,6602

H2SO4 = 1862,6797

Total = 5638,8889 Total = 5638,8889

11. Sulfator

Komposisi larutan:

DDBSA = 2903,4401 Kg/jam

DDB = 243,4975 Kg/jam

BSA = 202,4171 Kg/jam

Benzene = 28,1944 Kg/jam

224

SO3 = 398,6602 Kg/jam

H2SO4 = 1862,6797 Kg/jam

= 5638,8889 Kg/jam

Jumlah Lauryl Alkohol yang digunakan dengan perbandingan:

DDB : LA = 1 : 1, (Sherves, 542).

Sehingga: LA = 2434,9747 Kg/jam

Lauryl Alkohol dipasaran umumnya berkadar 98% (Merek standard, 530).

H2O dalam larutan Lauryl Alkohol = 2/98 x 2434,9747 = 49,6934 Kg/jam.

Komposisi larutan Lauryl Alkohol:

LA = 2434,9747 kg/jam

H2O = 49,6934 kg/jam

= 2484,6681 Kg/jam


CH3-(CH2)10-CH2OH + SO3 CH3-(CH2)10-CH2OSO3H .............(i)

L.A LAS

CH3-(CH2)10-CH2OH + H2SO4 CH3-(CH2)10-CH2OSO3H + H2O ...(ii)

Konversi reaksi 90% (Groggins. PH, 332)

Berat molekul:

LA = 186,3386

SO3 = 80,0622

H2SO4 = 98,0774

H2O = 18,0152

LAS = 266,4008

225

LA yang dapat bereaksi = 90/100 x 2434,9747 = 2191,4772 Kg/jam

LA sisa reaksi = 2434,9747 – 2191,4772 = 243,4975 Kg/jam

SO3 yang ada = 398,6602 / 80,0622 = 4,9794 Kg/jam

LA yang bereaksi pada reaksi (i) = 398,6602 / 80,0622 x 186,3386

= 349,5973 Kg/jam

LAS yang terbentuk pada reaksi (i) = 398,6602 / 80,0622 x 266,4008

= 499,8052 Kg/jam

LA yang bereaksi pada reaksi (ii) = 2191,4772 – 349,5973

= 1841,8799/186,3386 Kg/jam

H2SO4 yang bereaksi pada reaksi (ii) = 1841,8799/186,3386 x 98,0774

= 969,4545 Kg/jam

LAS yang terbentuk pada reaksi (ii) =1841,8799/186,3386 x 266,4008

= 2633,2616 Kg/jam

H2O yang terbentuk pada reaksi (ii) = 1841,8799/186,3386 x 18,0152

= 178,0728 Kg/jam

Total LAS yang terbentuk = 499,8052 + 2633,2616 = 3133,3268 Kg/jam

H2SO4 sisa reaksi = 1598,1204 – 969,4545 = 628,6890 Kg/jam

H2O total keluar reaktor = 178,0728 + 49,6934 = 227,8683 kg/jam

Ringkasan Neraca Massa di Sulfator


− Larutan DDBSA dari Sulfonator:

DDBSA = 2903,4401

DDB = 243,4975

Larutan Asam ke Netralizer

DDBSA = 2903,4401

BSA = 202,4171

226

Netralizer

Larutan Asam dari Sulfator NaOH


BSA = 202,4171

Benzene = 28,1944

SO3 = 398,6602

H2SO4 = 1862,6797

= 5638,8889

Larutan L.A dari T. Penampung:

LA = 2434,9747

H2O = 49,6934

= 2484,6681

LAS = 3133,3268

DDB = 243,4975

Benzene = 28,1944

LA = 243,4975

H2SO4 = 628,6890

H2O = 227,8683

Total = 7610,9307 Total = 7610,9307

12. Netralizer

Komposisi larutan :

DDBSA = 2903,4401 Kg/jam

DDB = 243,4975 Kg/jam

LAS = 3133,3268 Kg/jam

BSA = 202,4171 Kg/jam


227

LA = 243,4975 Kg/jam

H2SO4 = 628,6890 Kg/jam

H2O = 227,8683 Kg/jam

= 7610,9307 Kg/jam

Larutan asam yang masuk dinetralkan dengan sejumlah larutan NaOH

dengan kadar 25% dan pH larutan keluar Netralizer 7 (Davidson A. and

Mildwidsky, 93).

Larutan NaOH dipasarkan umumnya dengan kadar 48% (Produk PT.

Industri Soda Indonesia Waru, Yellow Pages).


CH3-(CH2)10 SO3H + NaOH CH3-(CH2)10 SO3- Na+ + H2O

DDBSA SDDBS Air

Berat molekul:

DDBSA = 326,4999

SDDBS = 348,4848

NaOH = 39,9971

H2O = 18,0152

Anggapan: reaksi sempurna.

DDBSA yang bereaksi = 2903,4401/326,4999 = 8,8926 Kg/jam

NaOH yang dibutuhkan = 2903,4401/326,4999 x 39,9971

= 355,6791 Kg/jam

SDDBS yang terbentuk = 2903,4401/326,4999 x 348,4818

= 3098,9249 Kg/jam

228

H2O yang terbentuk = 2903,4401/326,4999 x 18,0152

=160,2024 Kg/jam

SO3H + NaOH - SO3Na + H2O

BSA SBS Air

Berat molekul:

BSA = 158,1765 SBS = 180,1584

NaOH = 39,9971 H2O = 18,0152

Anggapan: Reaksi sempurna.

BSA yang bereaksi = 202,4171/158,1765 Kg/Jam


= 51,1840 Kg/jam

SBS yang terbentuk = 202,4171/158,1765 x 180,1584

= 230,5472 Kg/jam


= 23,0590 Kg/jam

CH3-(CH2)11OSO3H + NaOH CH3-(CH2)11OSO3- Na+ + H2O

LAS SLAS Air

Berat molekul:

LAS = 266,4008 SLAS = 288,3827

NaOH =39,9971 H2O = 18,0152

Anggapan: reaksi sempurna.

LAS yang bereaksi = 3133,3268/266,4008 Kg/jam


229

= 470,4340 Kg/jam

SLAS yang terbentuk = 3133,3268/266,4008 x 288,3827

= 3391,8739 Kg/jam


= 211,8894 Kg/jam

H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2 H2O

As. Sulfat Na. Hidroksida Na. Sulfat Air

Berat Molekul

H2SO4 = 98,0774 Na2SO4 = 142,0412

NaOH = 39,9971 H2O = 18,0152

Anggapan: Reaksi sempurna.

H2SO4 yang dibutuhkan = 628,6890/98,0774 Kg/jam


= 512,7734 Kg/jam

Na2SO4 yang terbentuk = 628,6890/98,0774 x 142,0412

= 910,4835 Kg/jam

H2O yang terbentuk = 628,6890/98,0774 x 2 x 18,0152

= 230,9596 Kg/jam

Sehingga total NaOH yang dibutuhkan:

355,6791 + 51,1840 + 470,4340 + 512,7734 = 1390,0705 Kg/jam

NaOH yang masuk dengan kadar 25%.

H2O yang ada dalam larutan NaOH 25%.

75/25 x 1390,0705 = 4170,2115 Kg/jam.

230

H2O total keluar reaktor:

= 227,8683 + 160,2024 + 23,0590 + 211,8894 + 230,9596 + 4170,2115

= 5024,1938 Kg/jam

H2O yang ada dalam larutan NaOH 48%:

52/48 x 1390,0705 = 1505,9097 Kg/jam.

H2O proses yang dibutuhkan untuk pengenceran:

4170,2115 – 1505,9097 = 2664,3018 Kg/jam.

Ringkasan Neraca Massa di Netralizer

Massa Masuk Massa Masuk

− Larutan dari Sulfator

DDBSA = 2903,4401

DDB = 243,4975

LAS = 3133,3268

BSA = 202,4171

Benzene = 28,1944

LA = 243,4975

H2SO4 = 628,6890

H2O = 227,8683

= 7610,9307

− Lart. NaOH 25% dari T. penampung:

NaOH = 1390,0705

H2O = 4170,2115

= 5560,2820


SDDBS = 3098,9249

SBS = 230,5472

SLAS = 3391,8739

DDB = 243,4975

Benzene = 28,1944

LA = 243,4975

Na2SO4 = 910,4835

H2O = 5024,1938

231

Mixer Tank

Surfactant Builder & Additive

Liquid Detergent

H2O

Total = 13171,2127 Total = 13171,2127

Ringkasan Neraca Massa di Tangki Pengencer


Dari Storage NaOH

NaOH = 1390,0705

H2O = 1505,9097

= 2895,9802

Air proses dari unit utilitas:

H2O = 2664,3018

Ke Netralizer:

NaOH = 1390,0705

H2O = 4170,2115

Total = 5560,2820 Total = 5560,2820

13. Mixer Tank

Umpan masuk:

SDDBS = 3098,9249 Kg/jam

SBS = 230,5472 Kg/jam

SLAS = 3391,8739 Kg/jam

DDB = 243,4975 Kg/jam

232


LA = 243,4975 Kg/jam

Na2SO4 = 910,4835 Kg/jam

H2O = 5024,1938 Kg/jam

= 13171,2127 Kg/jam

Builder dan additive: (Sesuai Riegel’s hand Book of Industrial Chemistry, 477)

1. Builder

a) Sodium sulfat (Na2SO4)

Fungsinya untuk memudahkan proses granulasi dan pengeringan

pada Spray Dryer.

Na2SO4/SDDBS = 1,6

Na2SO4 = 1,6 x 3098,9249 = 4958,2798 Kg/jam

Na2SO4 yang ada = 910,4835 Kg/jam.

Na2SO4 yang dibutuhkan = 4958,2798 – 910,4835

= 4047,7963 Kg/jam

Kadar air = 0,1%

H2O yang ada = 0,1/99,9 x 4047,7963 = 4,0519 kg/jam

b) Sodium Tripolyphospat (Na5P3O10)

Fungsinya sebagai water softener untuk menangkap ion Ca2+ dan Mg2+

STTP/SDDBS = 2,2

STTP = 2,2 x 3098,9249 = 6817,6348 Kg/jam

Kadar air STTP = 1% (The Condensad Chemical Dictionary, 600).

H2O yang ada = 1/99 x 6817,6348 = 68,8650 Kg/jam

233

c) Sodium Carbonat (Na2CO3)

Fungsinya sebagai water softener untuk mengendapkan material berat.

Na2CO3/SDDBS = 0,6

Na2CO3 = 0,6 x 3098,9249 = 1859,3549 Kg/jam

Kadar air Na2CO3 = 1% (The Condensad Chemical Dictionary, 600)

H2O yang ada = 1/99 x 1859,3549 = 18,7813 Kg/jam

2. Additive (Zat tambahan)

a) Sodium Silikat (Na2SiO3)

Sebagai emulsifikasi, buffering dan anti redoposisi (anti pengendapan).

Na2SiO3/SDDBS = 0,72

Na2SiO3 = 0,72 x 3098,9249 = 2231,2260 Kg/jam

Kadar air Na2SiO3 = 0,5 % (The Condensad Chemical Dictionary, 600)

H2O yang ada = 0,5/99,5 x 2231,2260 = 21,3032 Kg/jam

b) Sodium Carboxymethyl Cellulosa (Na-CMC)

Untuk menjernihkan pakaian, memisahkan dan mengendapkan

tanah yang menempel pada pakaian.

Na-CMC/SDDBS = 0,12

Na-CMC = 0,12 x 3098,9249 = 371,8710 Kg/jam

Kadar air Na-CMC = 0,5%

H2O yang ada = 0,5/99,5 x 371,8710 = 1,8688 Kg/jam

Total H2O :

= 5024,1938 + 4,0519 + 68,8650 + 18,7813 + 21,3032 + 1,8688

= 5139,0640 Kg/jam

234

Air proses yang digunakan untuk proses pelumatan :

H2O/SDDBS = 0,6

H2O = 0,6 x 3098,9249 = 1859,3550 Kg/jam

Total H2O keluar Mixer = 1859,3550 + 5139,0640

= 6998,4190 Kg/jam

Ringkasan Neraca Massa di Mixer Tank


Larutan Surfactant Dari Netralizer:

SDDBS = 3098,9249

SBS = 230,5472

SLAS = 3391,8739

DDB = 243,4975

Benzene = 28,1944

LA = 243,4975

Na2SO4 = 910,4835

H2O = 5024,1938

= 13171,2127

Dari Storage Builder:

− Sodium Sulfat Tangki Penampung

Na2SO4 = 4047,7963

H2O = 4,0519

− STTP dari Tangki Penampung

Na5P3O10 = 6817,6348

Liquid ke Spry Dryer

SDDBS = 3098,9249

SBS = 230,5472

SLAS = 3391,8739

DDB = 243,4975

Benzene = 28,1944

LA = 243,4975

Na2SO4 = 4958,2798

Na5P3O10 = 6817,6348

Na2CO3 = 1859,3549

Na2SiO3 = 2231,2260

Na-CMC = 371,8710

H2O = 6998,4190

235

Liquid Detergent

Udara

Bubuk Detergent

Udara

H2O = 68,8650

− Sodium Carbonat T. Penampung

Na2CO3 = 1859,3549

H2O = 18,7813

Dari Storage Additive:

− Sodium Silikat T. Penampung

Na2SiO3 = 2231,2260

H2O = 21,3032

− Na-CMC dari T. Penampung

Na-CMC = 371,8710

H2O = 1,8688

Air Proses dari Unit Utilitas

H2O = 1859,3550

Total = 30473,3209 Total = 30473,3209

14. Spray Dryer

236

Komposisi umpan masuk:

SDDBS = 3098,9249 Kg/jam

SBS = 230,5472 Kg/jam

SLAS = 3391,8739 Kg/jam

DDB = 243,4975 Kg/jam


LA = 243,4975 Kg/jam

Na2SO4 = 4958,2798 Kg/jam

Na5P3O10 = 6817,6348 Kg/jam

Na2CO3 = 1859,3549 Kg/jam

Na2SiO3 = 2231,2260 Kg/jam

Na-CMC = 371,8710 Kg/jam

H2O = 6998,4190 Kg/jam

= 30473,3209 Kg/jam

Udara pengering yang digunakan dihitung pada neraca panas.

− Produk detergent dikeringkan hingga kadar 1 – 3 % ditetapkan = 2 %.

(Riegel’s hand Book of Industrial Chemistry, 479).

− Titik didih benzene 80,1 0C (Condensed Chemical Dictionary).

Anggapan : Total benzene teruapkan.

Produk anhydrous detrgent:

30473,3209 – 28,1944 – 6998,4190 = 23446,7075 Kg.

Misal: X = Berat H2O dalam produk detergent.

237

Kadar air produk:

X/(x + 23446,7075) = 2/100 = 0,02

0,02x + 468,9342 = X

0,98X = 468,9342 = 478,5043 Kg/jam

Jadi berat H2O dalam produk = 478,5043 Kg/jam

Total produk kering = 478,5043 + 23446,7075 = 23925,2118 Kg/jam

H2O yang menguap = 6998,4190 – 478,5043 = 6519,9147 Kg/jam

Sehingga loss produk = 0,5 % x 23925,2118 = 119,6261 kg/jam

Komposisi loss produk ke Cyclone:

SDDBS = 3098,9249/23925,2118 x 119,6261 = 15,4946 Kg/jam

SBS = 230,5472/23925,2118 x 119,6261 = 1,1527 Kg/jam

SLAS = 3391,8739/23925,2118 x 119,6261 = 16,9594 Kg/jam

DDB = 243,4975/23925,2118 x 119,6261 = 1,2175 Kg/jam

LA = 243,4975/23925,2118 x 119,6261 = 1,2175 Kg/jam

Na2SO4 = 4958,2798/23925,2118 x 119,6261 = 24,7914 Kg/jam

Na5P3O10 = 6817,6348/23925,2118 x 119,6261 = 34,0882 Kg/jam

Na2CO3 = 1859,3549/23925,2118 x 119,6261 = 9,2968 Kg/jam

Na2SiO3 = 2231,2260/23925,2118 x 119,6261 = 11,1561 Kg/jam

Na-CMC = 371,8710/23925,2118 x 119,6261 = 1,8594 Kg/jam

H2O = 478,5043 /23925,2118 x 119,6261 = 2,3925 Kg/jam

= 119,6261 Kg/jam

Komposisi Produk ke Rotary Cooler:

SDDBS = 3098,9249 – 15,4946 = 3083,4303 Kg/jam

238

SBS = 230,5472 – 1,1527 = 229,3945Kg/jam

SLAS = 3391,8739 – 16,9594 = 3374,9145 Kg/jam

DDB = 243,4975 – 1,2175 = 242,2800 Kg/jam

LA = 243,4975 – 1,2175 = 242,2800 Kg/jam

Na2SO4 = 4958,2798 – 24,7914 = 4933,4884 Kg/jam

Na5P3O10 = 6817,6348 – 34,0882 = 6783,5466 Kg/jam

Na2CO3 = 1859,3549 – 9,2968 = 1850,0851Kg/jam

Na2SiO3 = 2231,2260 – 11,1561 = 2220,0699 Kg/jam

Na-CMC = 371,8710 – 1,8594 = 370,0116 Kg/jam

H2O = 478,5043 – 2,3925 = 476,1118 Kg/jam

= 23805,5857 Kg/jam

Ringkasan Neraca Massa di Spray Dryer


Liquid dari Mixer Tank

SDDBS = 3098,9249

SBS = 230,5472

SLAS = 3391,8739

DDB = 243,4975

Benzene = 28,1944

LA = 243,4975

Na2SO4 = 4958,2798

Na5P3O10 = 6817,6348

Na2CO3 = 1859,3549

Loss Produk ke Cyclone

SDDBS = 15,4946

SBS = 1,1527

SLAS = 16,9594

DDB = 1,2175

Benzene = 28,1944

LA = 1,2175

Na2SO4 = 24,7914

Na5P3O10 = 34,0882

Na2CO3 = 9,2968

239

L o ss p ro d u k & U d ara

P ro d u k k e R o ta ry C o o le r

U da ra

Na2SiO3 = 2231,2260

Na-CMC = 371,8710

H2O = 6998,4190

Na2SiO3 = 11,1561

Na-CMC = 1,8594

H2O = 6522, 3072

= 6667,7352

Produk ke Rotary Cooler

SDDBS = 3083,4303

SBS = 229,3945

SLAS = 3374,9145

DDB = 242,2800

LA = 242,2800

Na2SO4 = 4933,4884

Na5P3O10 = 6783,5466

Na2CO3 = 1850,0851

Na2SiO3 = 2220,0699

Na-CMC = 370,0116

H2O = 476,1118

Total = 30473,3209 Total = 30473,3209

15. Cyclone 1

240

Total umpan masuk dari Spray dryer = 119,6261 Kg/jam

Anggapan : Efisiensi Cyclone 95%.

Produk ke Rotary Cooler total = 95/100 x 119,6261

= 113,6448 Kg/jam.

Komposisi produk ke Rotary Cooler:

SDDBS = 15,4946/119,6261 x 113,6448 = 14,7199 Kg/jam

SBS = 1,1527/119,6261 x 113,6448 = 1,0951 Kg/jam

SLAS = 16,9594/119,6261 x 113,6448 = 16,1114 Kg/jam

DDB = 1,2175/119,6261 x 113,6448 = 1,1566 Kg/jam

LA = 1,2175/119,6261 x 113,6448 = 1,1566 Kg/jam

Na2SO4 = 24,7914 /119,6261 x 113,6448 = 23,5518 Kg/jam

Na5P3O10 = 34,0882 /119,6261 x 113,6448 = 32,3838 Kg/jam

Na2CO3 = 9,2968 /119,6261 x 113,6448 = 8,8320 Kg/jam

Na2SiO3 = 11,1561 /119,6261 x 113,6448 = 10,5983 Kg/jam

Na-CMC = 1,8594 /119,6261 x 113,6448 = 1,7664 Kg/jam

H2O = 2,3925/119,6261 x 113,6448 = 2,2729 Kg/jam

= 113,6448 Kg/jam

Komposisi Produk ke udara bebas:

SDDBS = 15,4946 – 14,7199 = 0,7747Kg/jam

SBS = 1,1527 – 1,0951 = 0,0576 Kg/jam

SLAS = 16,9594 – 16,1114 = 0,8480Kg/jam

DDB = 1,2175 – 1,1566 = 0,0609 Kg/jam

LA = 1,2175 – 1,1566 = 0,0609 Kg/jam

241

Na2SO4 = 24,7914 – 23,5518 = 1,2396 Kg/jam

Na5P3O10 = 34,0882 – 32,3838 = 1,7044 Kg/jam

Na2CO3 = 9,2968 – 8,8320 = 0,4648 Kg/jam

Na2SiO3 = 11,1561 – 10,5983 = 0,5578 Kg/jam

Na-CMC = 1,8594 – 1,7664 = 0,0930 Kg/jam

H2O = 2,3925 – 2,2729 = 0,1196 Kg/jam

= 5,9813 Kg/jam

Ringkasan Neraca Massa di Cyclone 1


Dari Spray Dryer:

SDDBS = 15,4946

SBS = 1,1527

SLAS = 16,9594

DDB = 1,2175

Benzene = 28,1944

LA = 1,2175

Na2SO4 = 24,7914

Na5P3O10 = 34,0882

Na2CO3 = 9,2968

Na2SiO3 = 11,1561

Na-CMC = 1,8594

H2O = 6522,3072

Udara bebas:

SDDBS = 0,7747

SBS = 0,0576

SLAS = 0,8480

DDB = 0,0609

Benzene = 28,1944

LA = 0,0609

Na2SO4 = 1,7044

Na5P3O10 = 0,4648

Na2CO3 = 1,2396

Na2SiO3 = 0,5578

Na-CMC = 0,0930

H2O = 6520,0343

242

Udara

Rotary Cooler

Udara

Umpan Produk

Produk ke Rotary Cooler:

SDDBS = 14,7199

SBS = 1,0951

SLAS = 16,1114

DDB = 1,1566

LA = 1,1566

Na2SO4 = 23,5518

Na5P3O10 = 32,3838

Na2CO3 = 8,8320

Na2SiO3 = 10,5983

Na-CMC = 1,7664

H2O = 2,2729

Total = 6667,7352 Total = 6667,7352

16. Rotary Cooler

Umpan masuk Rotary Cooler total:

23805,5857 + 113,6448 = 23919,2337 Kg/jam

Komposisi umpan masuk:

SDDBS = 3083,4303 + 14,7199 = 3098,1501 Kg/jam

243

SBS = 229,3945 + 1,0951 = 230,4895 Kg/jam

SLAS = 3374,9145 + 16,1114 = 3391,0260 Kg/jam

DDB = 242,2800 + 1,1566 = 243,4366 Kg/jam

LA = 242,2800 + 1,1566 = 243,4366 Kg/jam

Na2SO4 = 4933,4884 + 23,5518 = 4957,0402 Kg/jam

Na5P3O10 = 6783,5466 + 32,3838 = 6815,9304 Kg/jam

Na2CO3 = 1850,0851 + 8,8320 = 1858,8901 Kg/jam

Na2SiO3 = 2220,0699 + 10,5983 = 2230,6682 Kg/jam

Na-CMC = 370,0116 + 1,7664 = 371,7781 Kg/jam

H2O = 476,1118 + 2,2729 = 478,3847 Kg/jam

= 23919,2305 kg/jam

Udara yang digunakan untuk pendingin dihitung di neraca panas.

Anggapan: Loss produk ke Cyclone 0,5 % dari umpan masuk.

Total Loss produk = 0,5/100 x 23919,2305 =119,5962 Kg/jam

Komposisi Loss Produk ke Cyclone 2:

SDDBS = 3098,1501/23919,2305 x 119,5962 = 15,4908 Kg/jam

SBS = 230,4895/23919,2305 x 119,5962 = 1,1524 Kg/jam

SLAS = 3391,0260/23919,2305 x 119,5962 = 16,9551Kg/jam

DDB = 243,4366/23919,2305 x 119,5962 = 1,2172 Kg/jam

LA = 243,4366/23919,2305 x 119,5962 = 1,2172 Kg/jam

Na2SO4 = 4957,0402/23919,2305 x 119,5962 = 24,7852 Kg/jam

Na5P3O10 = 6815,9304/23919,2305 x 119,5962 = 34,0797 Kg/jam

Na2CO3 = 1858,8901/23919,2305 x 119,5962 = 9,2945 Kg/jam

244

Na2SiO3 = 2230,6682/23919,2305 x 119,5962 = 11,1533 Kg/jam

Na-CMC = 371,7781/23919,2305 x 119,5962 = 1,8589 Kg/jam

H2O = 478,3847/23919,2305 x 119,5962 = 2,3919 Kg/jam

= 119,5962Kg/jam

Komposisi Produk detrgen ke Bin Produk:

SDDBS = 3098,1501 – 15,4908 = 3082,6594 Kg/jam

SBS = 230,4895 – 1,1524 = 229,3371 Kg/jam

SLAS = 3391,0260 – 16,9551 = 3374,0708 Kg/jam

DDB = 243,4366 – 1,2172 = 242,2195 Kg/jam

LA = 243,4366 – 1,2172 = 242,2195 Kg/jam

Na2SO4 = 4957,0402 – 24,7852 = 4932,2550 Kg/jam

Na5P3O10 = 6815,9304 – 34,0797 = 6781,8507 Kg/jam

Na2CO3 = 1858,8901 – 9,2945 = 1849,5956 Kg/jam

Na2SiO3 = 2230,6682 – 11,1533 = 2219,5148 Kg/jam

Na-CMC = 371,7781 – 1,8589 = 369,9192 Kg/jam

H2O = 478,3847 – 2,3919 = 475,9928 Kg/jam

= 23799,6343 Kg/jam

Ringkasan Neraca Massa di Rotary Cooler


Dari Spray Dryer:

SDDBS = 3083,4303

SBS = 229,3945

Debu ke Cyclone 2:

SDDBS = 15,4908

SBS = 1,1524

245

SLAS = 3374,9145

DDB = 242,2800

LA = 242,2800

Na2SO4 = 4933,4884

Na5P3O10 = 6783,5466

Na2CO3 = 1850,0851

Na2Sio3 = 2220,0699

Na-CMC = 370,0116

H2o = 476,1118

Produk debu Detergent dari Cyclone 1

SDDBS = 14,7199

SBS = 1,0951

SLAS = 16,1114

DDB = 1,1566

LA = 1,1566

Na2SO4 = 23,5518

Na5P3O10 = 32,3838

Na2CO3 = 8,8320

Na2SiO3 = 10,5983

Na-CMC = 1,7664

H2O = 2,2729

SLAS = 16,9551

DDB = 1,2172

LA = 1,2172

Na2SO4 = 24,7852

Na5P3O10 = 34,0709

Na2CO3 = 9,2945

Na2Sio3 = 11,1533

Na-CMC = 1,8589

H2o = 2,3919

Produk Detergent ke Bin:

SDDBS = 3082,6594

SBS = 229,3371

SLAS = 3374,0708

DDB = 242,2195

LA = 242,2195

Na2SO4 = 4932,2550

Na5P3O10 = 6781,8507

Na2CO3 = 1849,5956

Na2SiO3 = 2219,5148

Na-CMC = 369,9192

H2O = 475,9928

Total 23919,2305 Total 23919,2305

246

Loss produk & Udara

Produk

Udara17. Cyclone 2

Total umpan masuk dari Rotary Cooler =119,5962 Kg/jam.

Anggapan : Efisiensi Cyclone 95%.

Produk ke Rotary Cooler total = 95/100 x 119,5962

= 113,6164 Kg/jam

Komposisi Produk ke bin :

SDDBS = 15,4908/119,5962 x 113,6164 = 14,7162 Kg/jam

SBS = 1,1524/119,5962 x 113,6164 = 1,0948 Kg/jam

SLAS = 16,9551/119,5962 x 113,6164 = 16,1074 Kg/jam

DDB = 1,2172/119,5962 x 113,6164 = 1,1563 Kg/jam

LA = 1,2172/119,5962 x 113,6164 = 1,1563 Kg/jam

Na2SO4 = 24,7852/119,5962 x 113,6164 = 23,5460 Kg/jam

Na5P3O10 = 34,0709/119,5962 x 113,6164 = 32,3757 Kg/jam

Na2CO3 = 9,2945/119,5962 x 113,6164 = 8,8297 Kg/jam

Na2Sio3 = 11,1533/119,5962 x 113,6164 = 10,5957 Kg/jam

Na-CMC = 1,8589/119,5962 x 113,6164 = 1,7659 Kg/jam

247

H2o = 2,3919/119,5962 x 113,6164 = 2,2723 Kg/jam

=113,6164 Kg/jam

Komposisi produk ke udara bebas:

SDDBS = 15,4908 – 14,7162 = 0,7745 Kg/jam

SBS = 1,1524 – 1,0948 = 0,0576 Kg/jam

SLAS = 16,9551 – 16,1074 = 0,8478 Kg/jam

DDB = 1,2172 – 1,1563 = 0,0609 Kg/jam

LA = 1,2172 – 1,1563 = 0,0609 Kg/jam

Na2SO4 = 24,7852 – 23,5460 = 1,2393 Kg/jam

Na5P3O10 = 34,0709 – 32,3757 = 1,7040 Kg/jam

Na2CO3 = 9,2945 – 8,8297 = 0,4647 Kg/jam

Na2Sio3 = 11,1533 – 10,5957 = 0,5577 Kg/jam

Na-CMC = 1,8589 – 1,7659 = 0,0929 Kg/jam

H2o = 2,3919 – 2,2723 = 0,1196 Kg/jam

= 5,9798 Kg/jam

Ringkasan Neraca Massa di Cyclone 2


Dari Rotary Cooler:

SDDBS = 15,4908

SBS = 1,1524

SLAS = 16,9551

DDB = 1,2172

Ke Udara bebas:

SDDBS = 0,7745

SBS = 0,0576

SLAS = 0,8478

DDB = 0,0609

248

LA = 1,2172

Na2SO4 = 24,7852

Na5P3O10 = 34,0709

Na2CO3 = 9,2945

Na2Sio3 = 11,1533

Na-CMC = 1,8589

H2o = 2,3919

LA = 0,0609

Na2SO4 = 1,2393

Na5P3O10 = 1,7040

Na2CO3 = 0,4647

Na2Sio3 = 0,5577

Na-CMC = 0,0929

H2o = 0,1196

Produk ke Bin:

SDDBS = 14,7162

SBS = 1,0948

SLAS = 16,1074

DDB = 1,1563

LA = 1,1563

Na2SO4 = 23,5460

Na5P3O10 = 32,3757

Na2CO3 = 8,8297

Na2Sio3 = 10,5957

Na-CMC = 1,7659

H2o = 2,2723

Total = 119,5962 Total = 119,5962

249

Detergent Parfum

Produk Detergent ke Packer

18. Gudang Produk

Jumlah total detergent = 23799,6343 + 113,6164

= 23913,2507 Kg/jam

Parfum yang digunakan antara 2 – 15 % dari total produk detergent (Riegel’s

Hand Book of Industrial Chemistry, 479).

Ditetapkan: 2 % dari total produk.

Sehingga:

Parfum = 2/100 x 23913,2507

= 478,2650 Kg/jam

Komposisi produk ke Storage Produk:

SDDBS = 3082,6594 + 14,7162 = 3097,3756 Kg/jam

SBS = 229,3371 + 1,0948 = 230,4319 Kg/jam

SLAS = 3374,0708 + 16,1074 = 3390,1782 Kg/jam

DDB = 242,2195 + 1,1563 = 243,3758 Kg/jam

LA = 242,2195 + 1,1563 = 243,3758 Kg/jam

Na2SO4 = 4932,2550 + 23,5460 = 4955,8010 Kg/jam

Na5P3O10 = 6781,8507 + 32,3757 = 6814,2264 Kg/jam

250

Na2CO3 = 1849,5956 + 8,8297 = 1858,4252 Kg/jam

Na2SiO3 = 2219,5148 + 10,5957 = 2230,1105 Kg/jam

Na-CMC = 369,9192 + 1,7659 = 371,6851 Kg/jam

H2O = 475,9928 + 2,2723 = 478,2651 Kg/jam

Parfum = 478,2650 Kg/jam

24391,5157 Kg/jam

Ringkasan Neraca Massa di Gudang Produk


Dari Rotary Cooler :

SDDBS = 3082,6594

SBS = 229,3371

SLAS = 3374,0708

DDB = 242,2195

LA = 242,2195

Na2SO4 = 4932,2550

Na5P3O10 = 6781,8507

Na2CO3 = 1849,5956

Na2Sio3 = 2219,5148

Na-CMC = 369,9192

H2o = 475,9928

= 23799,6343

Dai Cyclone 2

SDDBS = 14,7162

Produk ke Storage Produk:

SDDBS = 3097,3756

SBS = 230,4319

SLAS = 3390,1782

DDB = 243,3758

LA = 243,3758

Na2SO4 = 4955,8010

Na5P3O10 = 6814,2264

Na2CO3 = 1858,4252

Na2Sio3 = 2230,1105

Na-CMC = 371,6851

H2o = 478,2651

Parfum = 478,2650

251

SBS = 1,0948

SLAS = 16,1074

DDB = 1,1563

LA = 1,1563

Na2SO4 = 23,5460

Na5P3O10 = 32,3757

Na2CO3 = 8,8297

Na2Sio3 = 10,5957

Na-CMC = 1,7659

H2o = 2,2723

= 113,6164

Dari Storage Parfum:

Parfum = 478,2650

Total = 24391,5157 Total = 24391,5157

252

APENDIX C

PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

1. Sulfonator (R - 110)

Lihat di alat utama

2. Tangki Penampung Larutan DDB (F-111)

Fungsi untuk menampung larutan DDB sebagai bahan baku selama 30 hari.

Type : Gudang

Direncanakan :

− Bahan konstruksi beton

− Waktu = 30 hari

− DDB mengisi 80% storage

Dasar perencanaan :

Massa bahan masuk = 2563,1313 kg/jam = 5650,7373 lb/jam

Densitas asam asetat = 53,52 lb/ft

Suhu operasi = 30 0C

Tekanan = 1 atm = 14,7 Psia

Direncanakan digunakan 1 alat:

Perhitungan

a. Menghitung volume storage

Massa DDB = 5650,7373 lb/jam x 24 jam/hari x 30 hari

= 4068530,8560 lb

253

Volume DDB =ρm

=52,53

8560,4068530

= 76018,8875 ft

DDB mengisi 80% dari volume gudang, maka:

Volume gudang =%80DDBVolume

=%80

76018,8875

= 95023,6094 ft3 = 2690,7689 m3

b. Menentukan ukuran gudang

V = P x L x T

Dimana:

P = Panjang (m) = 3 x L

L = Lebar (m)

T = Tinggi (m) = 1,5 L

Sehingga

V = P x L x T

2690,7689 m3 = 3L x L x 1,5L

2690,7689 m3 = 4,5 L3

L3 =4,5

2690,7689 = 23,328

L = 4,288 m

P = 3 x 4,288 m = 12,864 m

254

T = 1,5 x 4,288 m = 6,433 m

Spesifikasi:

Nama : Storage DDB

Fungsi : Untuk menyimpan DDB sebagai bahan baku selama 30

hari

Type : Gudang

Panjang : 12,864 m = 13 m

Lebar : 4,288 m = 4 m

Tinggi : 6,432 m = 6 m

Bahan kontruksi : Beton

Jumlah alat : 1

3. Pompa (L-112)

Fungsi : memompa larutan DDB ke Sulfator


Direncanakan:

–. Bahan konstruksi = Stainless steel Sa – 410 Grade M.

Dasar perencanaan:

Massa = 1406,5621 lb/jam

Densitas = 53,52 lb/cuff

Viskositas = 0,0002 lb/ft.det.


255


Perhitungan:

c. Menghitung rate volumetrik

Kecepatan volumetrik =ρbahanMassa

=352,53

5621,1406

ftlb

jamlb

= 0,015 ft3/dt

d. Menentukan ID optimal

ID optimum = 3,9 x (0,015)0,45 (53,52)0,13 = 0,98 in

Dipilih nominasi size = 1¼ in sch. 80

Standarisasi 10 = 1¼ in Sch. 80 (Geancoplis.App 45, hal. 835) sehingga

diperoleh harga:

ID = 0,106 ft = 1,27 in

OD = 0,138 ft = 1,656 in

A = 0,0089 ft = 0,1068 in

e. Kecepatan aliran fluida (V) = Q / A = 0,015/0,0089 = 1,7 ft/det.

Nre =µ

ρ⋅⋅VID =0,0002

53,52 x1,7 x1,27

= 48221,52 = 48000 > 2100 (turbulen)

Dipilih pipa comersial steel ( = 0,00015 ft.), fig. C-1, Foust.

IDε =

1,2700015,0 = 0,00125

f = 0,0245

256

f. Menentukan panjang pipa

No Nama Jumlah Kf kf

1 Elbow 900 3 3,18 9,54

2 Gate valve 1 3,17 3,7

3 Globe valve 1 6 6

Jumlah 19,24

K ex = 1 –2

2

11

−

AA = (1 – 0)2

Kc = 0,552

2

11

−

AA

= 0,55 (1 – 0)2 = 0,55 (Geankoplis, pers. 2.10 – 15 hal 104)

g. Menentukan panjang fiksi pipa

F = (2 x f xDL∆ + K ek + Kc + Kf) x

2

2V

F = (2 x 0,0245 x1,27

75 + 1 + 0,55 + 19,24) x27,1 2

F = 24,9714 lb.ft/lbm

h. Menentukan daya pompa

Direncanakan :

Z = 20,335 ft

P = 15 psi

V = 2,7672 ft/det

257

∆gcv

2

2

+

∆gcZ +

∆ρp + F + Ws = 0

Dimana:

= 1 (aliran turbulen)

gc = 32,174 lbm.ft/lbf.s2

= 53,52 lb/ft3

g = 9,8 m/s2

-Ws =

124,3212

7672,1 2

xx +

174,32

8,9335,20 x +

52,53

15 + (3,775)

-Ws = 10,2978 ft.lb/lbm

WHP = ( )550

ρxQxWs−

=550

52,53015,02978,10 2

2

ftlb

jamft

lbmlbft

= 0,4 Hp

Kapasitas =( )

3

3

6182,6160

4810,76521,1406

ftlbmenit

ftgal

jamlb

= 109,5203 gpm

Maka daya pompa = 70 % (Peter & Timmerhous, fig 14 – 37 hal 1520)

BHP =PompaWHP

η

=7,04,0 = 0,5 Hp

258

Maka motor = 80 % (Peter & Timmerhous, fig 37 hal 1520)

Daya motor =motorBHP

η =

8,05,0 = 0,5 Hp

Spesifikasi:

Nama : Pompa



Bahan : Cast iron



4. Heater (E – 113)

Fungsi : Memanaskan DDB ke Sulfonator

Type : Double Pipa Head Exchanger (DPHE)

Dasar perencanaan :

− Faktor kekotoran gabungan minimum atau kd = 0,004 j.ft2F/Btu

− P Steam maksimum = 2 Psi

− P Aliran masuk maksimum = 10 Psi

259

1) Neraca massa dan neraca panas

Dari Appendik A dan Appendik B diperoleh:


Massa steam masuk = 681,2591 kg/jam = 1002,3580 lb/jam

Q = 3389879,8014 kkal/jam = 1345218,9772 Btu/jam

2) Menentukan TLMTD

t1 = T1 – t2 = 302 – 248 = 54 0F

t2 = T2 – t1 = 302 – 86 = 216 0F

TLMTD( )

F216F54ln

F21654

0

0

0− = 116,883 0F

Karena isothermal maka Ft = 1

P = TLMTD x Ft

= 116,883 x 1 = 116,883 0F

3) Suhu Caloric

Tc = ½ (T1 + T2) = ½ (302 + 302) 0F = 302 0F

tc = ½ (t1 + t2) = ½ (86 + 248) 0F = 167 0F

4) Trial ukuran DPHE

Direncanakan ukuran DPHRE = 2½ x 1¼ in IPS sch 40 dengan aliran

steam bagian pipa (Kern, tabel 6.2 hal 110)

Bagian annulus (Liquida) Bagian pipa (Steam)

De = 2,02 in Di = 1,380

De’ = 0,8 in Do = 1,66 in

Aan = 2,63 in2 Ap = 1,50 in2

260

a" = 0,435 ft2

Evaluasi perpindahan panas (Rd)

Bagian annulus (liquid) Bagian pipa (Steam)

5) Gan =anA

M

= 2ft2,63/144jam

lb23437,6736

=1237973,6868 jamftlb

2

Pada Tc = 167 Of Didapat µ =0,3751

Nre =42,2xdexGan

µ

= ( )( )42,23751,0

12/02,2681237973,68x

= 72357,9364

6) JH = 490 (Kern Fig. 24 Hal, 834)

7) K = 0,0846 Btu/Jft2

Cp = 0,432 Btu/lb 0F

Ho = JH x (k/de) x4,03,0

⋅

⋅

wkCp

µµµ

= 490 x

02,2

0846,0 x3,0

0846,03751,0432,0

x

x4,0

8,03751,03751,0

x

5) Gt =apµ =

144/5,135798,1002

= 144226,3611 Lb/J.Ft2

Pada Tc 302 0F Didpat µ = 0,0363 Cp

µrep =42,2⋅

⋅µ

diGp = 211397,502

6) Js = –

7) Harga perpindahan panas untuk

steam :

hio = 1500 Btu/J.ft2 .0F

261

= 410,6025 Btu/J.Ft 0F

tw = tc +hohio

ho+

+ (Tc – tc)

= 167 +6025,4101500

6025,410+

+(302–167)

= 492,6625 0F

Pada tw 492,6625 0F didapat µ = 0,532 Cp

ho = 410,6025 Qan

= 410,60254,0

532,03751,0

= 357,0599

8). Tahanan panas pipa bersih

Uc =hiohohioxho

+ =

15006025,41015006025,410

+x = 334,744 Btu/J.ft2.0F

Rd =UdxUcUdUc − =

Ud1 = Rd

Uc+

1 = 004,0744,334

1+

Ud = 698,735 Btu/J.ft2. 0F

A =txUo

A∆

=883,116735,690

977,1345218x

= 16,471 ft2

L = 'aA =

435,0471,16 = 37,865 ft

262

9) Mencari panjang ekonomi

L n L baru A baru Ud baru Rd hitung % Over design

12

16

20

7,54 = 8

5,66 = 6

4,52 = 5

192

192

192

83,52

83,52

83,52

131,8469

131,8469

126,5730

0,0044

0,0044

0,0048

10

10

20

Dipilih DPNE dengan panjang pipa 16 in dari jumlah harpin 6 buah

Evaluasi penurunan tekanan P

Bagian annulus (bahan) Tube side (udara)

1.NReam =42,2

'

⋅⋅

µdeGan

=42,2432,0

128,06868,1237973

x

= 79931,151

f = 0,0035 + 42,0Re

26,0N

= 0,0035 + 42,0151,7993126,0

= 0,0024

2. P1 ='1047,2

428

2

dexlGf an

⋅⋅⋅⋅

ρ 144ρ

= ( )( )( )( )12/81,08767,551047,2

166060,1237973428

2

xf

1448707,55

1.Nre = 489552,3051

f = 0,0035 + 42,0

26,0

reN

= 0,0046

2. PP =')102,4(2

428

2

dixlGf an

⋅⋅⋅⋅

ρ 144ρ

= ( )( )( )( )12/38,172,100)102,4(2

163661,144226428

2

xf

14472,100

= 0,0049 Psi

PP < 2 Psi (memadai)

263

= 1,68 Psi

3. Pn = ( )gc

V⋅2

2

144ρ V =

ρ⋅3600anG

= ( )8767,5536006060,1237973

⋅

= 6,379

Pn = 2 ( )174,3223795,6 2

1448767,55

= 0,736

4. Pam = P1 + Pn

= 1,68 + 0,736 = 2,415 Psi

Pn < 10 Psi (memadai)

Spesifikasi:

Fungsi : Memanaskan DDB ke Sulfonator

Type : DPHE

Dimensi annulus :

De = 2,02 in

De’ = 0,81 in

Aan = 2,63 in2

P = 2,415 Psi

Dimensi tube:

ID = 1,380 in

Do = 1,66 in

264

Ap = 1,50 in2

a” = 0,435 ft2/ft



5. Storage Oleum (F – 114)

Fungsi : Untuk menampung larutan oleum sebagai bahan baku selama 30

hari.

Type : Gudang

Direncanakan:


Waktu tinggal : 30 hari

Oleum mengisi 80 % storage

Dasar perencanaan:

Massa bahan masuk : 3075,7576 kg/jam = 6780,8848 lb/jam

Densitas oleum : 119,88 lb/cuft

Suhu operasi : 30 0C

Tekanan : 1 Atm = 14,7 Psia

a. Menghitung Volume Storage

Massa oleum = 6780,8848 lb/jam x 24 jam x 30 hari = 4882237,0560

lb

Volume =ρm

265

=88,119

0560,4882237 = 40726,0348 ft3

Oleum mengisi 80% dari volume gudang, maka:

Volume gudang =%80OleumVolume

=0,8

40726,0348 = 50907,5435 ft3 = 1441,5411

m3

b. Menentukan ukuran gudang

V = P x L x T

Dimana:

P = Panjang (m) = 2 x L

L = Lebar (m)

T = Tinggi (m) = 7 m

Maka:

1441,5411 m3 = 2L x L x 7m

L =25482,19 = 9,7741 m

P = 2 x 19,5482 m

=20964,39 = 19,5482 m

Spesifikasi :

Nama : Storage Oleum

Fungsi : Untuk menampung oleum sebagai bahan baku selama

30 hari

266

Type : Gudang

Panjang : 19,5482 m

Lebar : 9,7741 m

Tinggi : 7 m


Jumlah : 1 buah

6. Pompa (L – 115)

Fungsi : Untuk memompa oleum ke Sulfonator


Direncanakan:

Bahan konstruksi : Stainless steel SA-410 Grade M

Dasar perencanaan:


Densitas = 119,84 lb/cuft

Viskositas = 0,003 lb/ft.det



Perhitungan:

c. Menghitung rate volumetrik


267

=3003,0

2025,1758

ftlb

jamlb

= 0,00815 ft3/dt

d. Menentukan ID optimal

ID optimum = 3,9 x (0,00815)0,45 (119,84)0,13 = 0,83 in

Dipilih nominasi size = 1 in sch. 80

Standarisasi 10 = 1 in Sch. 80 (Geancoplis.App 45, hal. 835) sehingga

diperoleh harga:

ID = 0,0798 ft = 0,9576 in

OD = 0,1096 ft = 1,3152 in

A = 0,00499 ft = 0,0599 in

e. Menentukan jenis aliran

Kecepatan aliran fluida (V) = Q / A = 0,00815/0,00499 = 1,6332 ft/det.

Nre =µ

ρ⋅⋅VID =0,0003

119,84 x1,6332 x0,0798

= 52062,24 = 52000 > 2100 (turbulen)

Dipilih pipa comersial steel ( = 0,00015 ft.), Geankoplis, fig. 2.10-3, hal

99.

IDε =

0798,000015,0 = 0,00189

f = 0,0059 (Geankoplis, fig. 2.10-3, hal 99)

268

f. Menentukan panjang pipa


1 Elbow 900 3 0,75 2,25

2 Gate valve 1 4,5 4,5

Jumlah 6,75

K ex = 1 –2

2

11

−

AA = (1 – 0)2

Kc = 0,552

2

11

−

AA


g. Menentukan panjang fiksi pipa


2

2V

F = (2 x 0,0059 x0798,060 + 1 + 0,55 + 6,75) x

26332,1 2

F = 3,475 lb.ft/lbm

h. Menentukan daya pompa

Direncanakan :

Z = 11,135 ft

P = 15 psi

V = 0,00815 ft/det

∆gcv

2

2

+

∆gcZ +

∆ρp + F + Ws = 0

269

Dimana:



= 119,84 lb/ft3

g = 9,8 m/s2

-Ws =

2,3212

0,008152

xx +

2,32

8,9135,11 x +

84,119

15 + (3,475)

-Ws = 3,825 ft.lb/lbm

WHP = ( )550

ρxQxWs−

=550

84,1190,008153,825 2

2

ftlb

jamft

lbmlbft

= 0,7 Hp

Kapasitas =( )

3

3

6182,6160

4810,72025,1758

ftlbmenit

ftgal

jamlb

= 3,5577 gpm


BHP =PompaWHP

η

=7,07,0 = 1 Hp



η =

8,01 = 1,25 Hp

270

Spesifikasi:

Nama : Pompa






Jumlah : 1 buah

7. Heater (E – 116)

Fungsi = Mamanaskan oleum yang masuk ke sulfanatur

Type = Double pipa head Exchanger (DPhE)

Dasar perencanaan :

Faktor kekotoran gabungan minimum atau kd = 0,004 j ft2 .0F/Btu

∆ P Steam makimum = 2 Psi

∆ P aliran masuk maksimum = 10 Psi

1. Neraca massa dan neraca panas Neraca massa dan neraca panas


271



Q = 3389879,8014 kkal/jam = 1345218,9772 Btu/jam

2. Menentukan TLMTD

t1 = T1 – t2 = 302 – 248 = 54 0F

t2 = T2 – t1 = 302 – 86 = 216 0F

TLMTD( )

F216F54ln

F21654

0

0

0− = 116,883 0F


P = TLMTD x Ft

= 116,883 x 1 = 116,883 0F

3. Suhu Caloric

Tc = ½ (T1 + T2) = ½ (302 + 302) 0F = 302 0F

tc = ½ (t1 + t2) = ½ (86 + 248) 0F = 167 0F

4. Trial ukuran DPHE




De = 2,02 in Di = 1,380

De’ = 0,8 in Do = 1,66 in

Aan = 2,63 in2 Ap = 1,50 in2

a" = 0,435 ft2/ft

272



5. Gan =anA

M

= 2ft2,63/144jam

lb23437,6736

=1237973,6868 jamftlb

2


Nre =42,2xdexGan

µ

= ( )( )42,23751,0

12/02,2681237973,68x

= 72357,9364

6. JH = 490 (Kern Fig. 24 Hal,

834)

7. K = 0,0846 Btu/Jft2


Ho = JH x (k/de)

x4,03,0

⋅

⋅

wkCp

µµµ

= 490 x

02,2

0846,0 x3,0

0846,03751,0432,0

x

5. Gt =apµ =

144/5,135798,1002

= 144226,3611 Lb/J.Ft2


µrep =42,2⋅

⋅µ

diGp

=42,20363,0

1238,13661,144226

x

⋅

= 211397,502

6. Js = –

7. Harga koefisien perpindahan panas

untuk steam :


273

x4,0

8,03751,03751,0

x

= 410,6025 Btu/J.Ft 0F

tw = tc +hohio

ho+

+ (Tc – tc)

= 167 +6025,4101500

6025,410+

+(302–

167)

= 492,6625 0F

Pada tw 492,6625 0F didapat µ = 0,532

Cp

ho = 410,6025 Qan

= 410,60254,0

532,03751,0

= 357,0599

8.Tahanan panas pipa bersih

Uc =hiohohioxho

+ =

15006025,41015006025,410

+x = 334,744 Btu/J.ft2.0F

9.Rd =UdxUcUdUc − =

Ud1 = Rd

Uc+

1 = 004,0744,334

1+

Ud = 698,735 Btu/J.ft2. 0F

A =txUo

A∆

=883,116735,690

977,1345218x

= 16,471 ft2

274

L = 'aA =

435,0471,16 = 37,865 ft

10. Mencari panjang ekonomi


12

16

20

7,54 = 8

5,66 = 6

4,52 = 5

192

192

192

83,52

83,52

83,52

131,8469

131,8469

126,5730

0,0044

0,0044

0,0048

10

10

20




5.NReam =42,2

'

⋅⋅

µdeGan

=42,2432,0

128,06868,1237973

x

= 79931,151

f = 0,0035 + 42,0Re

26,0N

= 0,0035 + 42,0151,7993126,0

= 0,0024

6. P1 ='1047,2

428

2

dexlGf an

⋅⋅⋅⋅

ρ 144ρ

= ( )( )( )( )12/81,08767,551047,2

166060,1237973428

2

xf

3.Nre = 489552,3051

f = 0,0035 + 42,0

26,0

reN

= 0,0046

4. PP =')102,4(2

428

2

dixlGf an

⋅⋅⋅⋅

ρ 144ρ

= ( )( )( )( )12/38,172,100)102,4(2

163661,144226428

2

xf

14472,100

= 0,0049 Psi


275

1448707,55

= 1,68 Psi

7. Pn = ( )gc

V⋅2

2

144ρ V =

ρ⋅3600anG

= ( )8767,5536006060,1237973

⋅

= 6,379

Pn = 2 ( )174,3223795,6 2

1448767,55

= 0,736

8. Pam = P1 + Pn

= 1,68 + 0,736 = 2,415 Psi


Spesifikasi:

Fungsi : Memanaskan Oleum yang akan masuk ke Sulfonator.

Type : DPHE

Dimensi annulus :

De = 2,02 in

De’ = 0,81 in

Aan = 2,63 in2


Dimensi tube:

ID = 1,380 in

276

Do = 1,66 in

Ap = 1,50 in2

a” = 0,435 ft2/ft



8. Sulfator (R - 120)

Fungsi = Untuk mereaksikan larutan DDBSA dengan larutan lauryl alcohol

Type = Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk Standart disk

Direncanakan :

Bahan konstuksi = Hight Alloy steel SA 240 Grade M 316

Waktu tinggal = 1 jam

Fallow ble = 18750

Faktor korosi (c) = 1/16

Type pengelasan = Double wended butt joint (E = 0,8)

Dasar perencanaan:

Massa bahan = 22641,3445 lb/jam

Densitas bahan = 72,25 lb/ft3

Suhu operasi = 550C

Tekanan = 1 Atm

Perhitungan :

Menentukan volume sulfator

Bahan masuk ke sulfator sebanyak:

277

= 22641,3345 lb/jam x 1 jam = 22641,3445 lb/jam

Volume produk =25,723445,22641 = 313,3750 ft3

Volume coil = 10% x 313,3750 ft3 = 3133,75

Asumsi liquid mengisi 80% dari volume total tangki

Volume total = Volume bahan masuk + Volume yang kosong

= 3133,75 ft3 - 313,3750 ft3 – 0,2 Vt

Volume total =8,0325,3447 = 4309,1875 ft3

Asumsi = Ls = 1,5 . di

V sulfator =4π . di2 (Ls) – 0,0847 . di3

4309,1875 =4π . di2 (1,5) - 0,0847 . di3

4309,1875 = 0,0755 di3 - 0,0847 . di3

= 1,262 di3

di3 = 3414,570

di = 14,65 ft = 175,86 in

Menentukan tekanan design (Pi)

Volume produk dalam shell:

Volume sheel = V produk – V tutup atas

= 313,3750 ft3 – 0,0847 (14,65)3

= 2830,844 ft3

Tinggi liquida dalam sheel (H)

278

H =2

41 di

sheelVolumeπ

=265,14/14,3.4

1844,2830

= 16,80 ft

Tekanan hidrostatif (ph)

Ph = ( )144

1−Hρ

= ( )144

180,1625,175 − = 19,23 Psia

P1 = 19,23 – 14,7 = 33,93 Psig

Menentukan tabel silinder (ts)

- Bahan = Carbon steel SA 240 grade M type 316

- Fall = 18750 Psi

- 1 = 1/16

ts = ( )PitFdiPi

.6,0.2 − + c

= ( ) ( )( )03,33.6,08,0.187502

65,1493,33−

− + 161

= 0,0332 in x1616 in =

16312,5 =

165 in

Standarisasi do :

do = di – 2 . ts

= 175,86 + 2 (5/16)

do = 176,485 in

279

Dengan pendekatan diatas di dapat do baru

do = 180 in

icr = 11 in

r = 170 in

Menghitung harga di baru :

di = do – 2 . ts

= 108 – 2 . (1/16)

= 179,375 in = 14,94 ft

Cek hubungan Ls dan di

V Storage =4π di2 . Ls – 0,0847 di3

4309,1875 =4π (14.94)2 . Ls – 0,0847 (14.94)3

Ls = 22,98 ft = 275,78 in

1dLs =

94,1498,22 = 1,53 < 1,5 memenuhi

Menentukan tabel tutup atas dan bawah standart dishk

tha = ( )pitfrPi

.6,0...885,0

− + C

= ( )( )( )93,336,08,0.18750

170.93,33.885,0−

+161

= 0,340 in x161 in =

1645,5 =

165

Menentukan tinggi storage

Tinggi sheel = Ls = 22,98 ft = 275,78 in

280

Tinggi tutup atas dan bawah standart dishk (h)

n = 2 (0,169 x di)

= 2 (0,169 x 14,94 ft)

= 5,04972 ft = 60,59664 in

Tinggi storage = Tinggi sheel + tinggi tutup atas dan bawah

= 22,98 ft + 5,04972 ft = 28,0297 ft = 336,3564 in

Spesifikasi:

Fungsi : Untuk mereaksikan larutan DDBSA dengan larutan lauryl alcohol


Dimensi :

di : 179,375 in = 14,94 ft

Ls : 22,98 ft = 275,78 in

ts :165 in

Bahan konstruksi : Carbon steel SA 240 grade M type 316

Jumlah : 1 buah

9. Pompa (L - 121)

Fungsi : Untuk memompa bahan ke Sulfonator ke sulfator


Direncanakan:


Dasar perencanaan:


281





Perhitungan:

i. Menghitung rate volumetrik


=3003,0

2025,1758

ftlb

jamlb

= 0,00815 ft3/dt

j. Menentukan ID optimal

ID optimum = 3,9 x (0,00815)0,45 (119,84)0,13 = 0,83 in



diperoleh:

ID = 0,0798 ft = 0,9576 in

OD = 0,1096 ft = 1,3152 in

A = 0,00499 ft = 0,0599 in

k. Menentukan jenis aliran


Nre =µ

ρ⋅⋅VID =0,0003

119,84 x1,6332 x0,0798

= 52062,24 = 52000 > 2100 (turbulen)

282


99.

IDε =

0798,000015,0 = 0,00189


l. Menentukan panjang pipa


1 Elbow 900 3 0,75 2,25


Jumlah 6,75

K ex = 1 –2

2

11

−

AA = (1 – 0)2

Kc = 0,552

2

11

−

AA


m. Menentukan panjang fiksi pipa


2

2V

F = (2 x 0,0059 x0798,060 + 1 + 0,55 + 6,75) x

26332,1 2

F = 3,475 lb.ft/lbm

n. Menentukan daya pompa

Direncanakan :

Z = 11,135 ft

283

P = 15 psi

V = 0,00815 ft/det

∆gcv

2

2

+

∆gcZ +

∆ρp + F + Ws = 0

Dimana:



= 119,84 lb/ft3

g = 9,8 m/s2

-Ws =

2,3212

0,008152

xx +

2,32

8,9135,11 x +

84,119

15 + (3,475)


WHP = ( )550

ρxQxWs−

=550

84,1190,008153,825 2

2

ftlb

jamft

lbmlbft

= 0,7 Hp

Kapasitas =( )

3

3

6182,6160

4810,72025,1758

ftlbmenit

ftgal

jamlb

= 3,5577

gpm


BHP =PompaWHP

η =

7,07,0 = 1 Hp


284


η =

8,01 = 1,25 Hp

Spesifikasi:






Jumlah : 1 buah

10. Storage L.A (F - 122)



1200

Dasar perhitungan :

Rete LA = 2434,9747 kg/jam

= 5368,2003 lb/jam

= 72,25 lb/ft

Storage dirancang untuk menampung 2 hari (48 jam)

Perhitungan = 5368,2003 lb/jam x 48 jam

= 100531,316 lb

Volume Produk =ρm

=25,72

316,100531 = 1391,43 ft3

285

Ditentukan volume produk mengisi 80% dari volume storage maka :

Volume storage =25,72

316,100531 = 1391,43 ft3

Asumsi = Ls = 1,5. di

V storage =4π . di2 (1,5. di) + 0,0847. di3

1739,29 = 1,2622 di3

= 0,0167 in =162672,0 =

161 in

Standarisasi do :

do = di – 2 . ts

= 10,96 – 2 (1/16)

do = 133,02 in

Dengan pendekatan keatas dari brownelt dan young tabel 5 – 7, hal 91

didapatkan harga :

do = 108 in

ier = 6 ½ in

r = 102 in

Menentukan harga di baru :

di = do – 2 . ts

= 108 – 2 . (1/16)

= 107,875 in



286

17329,29 =414,3 (8,98)2 . Ls – 0,0847 (8,98)3

Ls = 15,88 ft = 190,66 in

1dLs =

98,888,15 = 1,48 < 1,5 memenuhi

Spesifikasi:



1200

Dimensi :

di = 107,875 in = 8,98 ft

ts = 1/16 in

Ls = 190,66 in = 15,88 ft

tha = 3/16 in


Tinggi Storage = 208,77 in = 17,397 ft

Bahan konstruksi = Carbon steel SA 240 Grade M type 316

Jumlah = 1 buah

11. Pompa (L - 123)

Fungsi : Untuk memompa LA ke sulfator


Direncanakan:


287

Dasar perencanaan:






Perhitungan:

a. Menghitung rate volumetrik


=3003,0

2025,1758

ftlb

jamlb

= 0,00815 ft3/dt

b. Menentukan ID optimal

ID optimum = 3,9 x (0,00815)0,45 (119,84)0,13 = 0,83 in



diperoleh:

ID = 0,0798 ft = 0,9576 in

OD = 0,1096 ft = 1,3152 in

A = 0,00499 ft = 0,0599 in

288

c. Menentukan jenis aliran


Nre =µ

ρ⋅⋅VID =0,0003

119,84 x1,6332 x0,0798

= 52062,24 = 52000 > 2100 (turbulen)


99.

IDε =

0798,000015,0 = 0,00189


d. Menentukan panjang pipa


1 Elbow 900 3 0,75 2,25


Jumlah 6,75

K ex = 1 –2

2

11

−

AA = (1 – 0)2

Kc = 0,552

2

11

−

AA


e. Menentukan panjang fiksi pipa


2

2V

289

F = (2 x 0,0059 x0798,060 + 1 + 0,55 + 6,75) x

26332,1 2

F = 3,475 lb.ft/lbm

f. Menentukan daya pompa

Direncanakan :

Z = 11,135 ft

P = 15 psi

V = 0,00815 ft/det

∆gcv

2

2

+

∆gcZ +

∆ρp + F + Ws = 0

Dimana:



= 119,84 lb/ft3

g = 9,8 m/s2

-Ws =

2,3212

0,008152

xx +

2,32

8,9135,11 x +

84,119

15 + (3,475)


WHP = ( )550

ρxQxWs−

=550

84,1190,008153,825 2

2

ftlb

jamft

lbmlbft

= 0,7 Hp

290

Kapasitas =( )

3

3

6182,6160

4810,72025,1758

ftlbmenit

ftgal

jamlb

= 3,5577 gpm


BHP =PompaWHP

η

=7,07,0 = 1 Hp



η =

8,01 = 1,25 Hp

Spesifikasi:

Nama : Pompa






Jumlah : 1 buah

12. Neteralizer (R - 130)



disk.

291

Direncanakan :



Fallow ble = 18750

Faktor koresi (c) = 1/16

Type pengelasan = Double Welded butt joint (E = 0,8)

Dasar perencanaan :

Massa bahan = 8662.82 lb/jam

Densitas bahan = 87.7 lb/ft3

Suhu operasi = 940C

Tekanan = 1 Atm

= 1234.72 ft3 – 0,0847 (9.7)3

= 1226.75 ft3


H =24

1di

sheelVolume

π

=27.9.314.4

175.1226

= 16,60 ft = 199.30 in


Ph = ( )144

1−Hρ

= ( )144

116,167.87 −

292

= 9.5 Psia

Pi = 9.2 – 14,7 =24.2 Psig

Menentukan tabel silinde (ts)


- Fall = 18750 Psi

- 1 = 1/16

ts = ( )PitFdiPi

.6,0.2 −− + c

= ( ) ( )( ) 6

12.24.6,08,0.187502

7.92.24+

−−

= 0,0156 in x 616 in = 16

25,0 = 161 in

Standarisasi do :

do = di – 2 . ts

= 116.41 – 2 (1/16)

do = 116,53 in

Dengan pendekatan diatas di dapat do baru :

do = 120 in

icr = 71,4 in

r = 114 in


di = do – 2 . ts

= 120 – 2 . (1/16)

= 119.875 in = 9.98 ft

293



234.72 =4π . Di2 (9.98)2 . Ls - 0,0847 . (9.98)3

234.72 = 78.186 Ls – 8.436

Ls = 15.68 ft = 188.20 in

1dLs =

98.968.15 =1,5 < 1,5 memenuhi

Menentukan tabel tutup bagian atas dan bagian bawah standart dishk

tha = ( )PitfrPi

.6,0..885,0

− + C

= ( ) ( )( )2.24.6,08,0.18570

114.2.24.885,0−

+ 61

= 0,162 in x 1616 in = 16

26 = 163 in


Tinggi shell = Ls = 15.68 ft = 188.20 in

Tinggi tutup atas dan bawah standart dishk :

h = 2 (0,169 x di)

= 2 (0,169 x 9,98 ft)

= 3,37 ft = 40,44 in

Tinggi storage = tinggi shell + tinggi tutup atas dan bawah

= 15,68 ft + 3,37 ft = 19,05 ft = 228.63 in

Spesifikasi


294


disk.

Dimensi:

Tebal tutup atas = 163 in

Tebal tutup bawah = 163 in

Tinggi tutup atas = 40,44 in

Tinggi tutp bawah = 40,44 in


Jumlah = 1 buah

13. Pompa (L - 131)

Fungsi : Untuk memompa bahan dari Sulfator ke Tangki Netralizer


Direncanakan:


Dasar perencanaan:






295

Perhitungan:



=3003,0

2025,1758

ftlb

jamlb

= 0,00815 ft3/dt


ID optimum = 3,9 x (0,00815)0,45 (119,84)0,13 = 0,83 in



diperoleh:

ID = 0,0798 ft = 0,9576 in

OD = 0,1096 ft = 1,3152 in

A = 0,00499 ft = 0,0599 in



Nre =µ

ρ⋅⋅VID =0,0003

119,84 x1,6332 x0,0798

= 52062,24 = 52000 > 2100 (turbulen)


99.

IDε =

0798,000015,0 = 0,00189

296




1 Elbow 900 3 0,75 2,25


Jumlah 6,75

K ex = 1 –2

2

11

−

AA = (1 – 0)2

Kc = 0,552

2

11

−

AA




2

2V

F = (2 x 0,0059 x0798,060 + 1 + 0,55 + 6,75) x

26332,1 2

F = 3,475 lb.ft/lbm


Direncanakan :

Z = 11,135 ft

P = 15 psi

V = 0,00815 ft/det

297

∆gcv

2

2

+

∆gcZ +

∆ρp + F + Ws = 0

Dimana:



= 119,84 lb/ft3

g = 9,8 m/s2

-Ws =

2,3212

0,008152

xx +

2,32

8,9135,11 x +

84,119

15 + (3,475)


WHP = ( )550

ρxQxWs−

=550

84,1190,008153,825 2

2

ftlb

jamft

lbmlbft

= 0,7 Hp

Kapasitas =( )

3

3

6182,6160

4810,72025,1758

ftlbmenit

ftgal

jamlb

= 3,5577 gpm


BHP =PompaWHP

η

=7,07,0 = 1 Hp

298



η =

8,01 = 1,25 Hp

Spesifikasi:

Nama : Pompa

Fungsi : Untuk memompa bahan dari Sulfator ke Tangki

NetralizerType : Centryfugal pump




Jumlah : 1 buah

14. Pompa (L - 141)



Direncanakan:


Dasar perencanaan:






299

Perhitungan:



=3003,0

2025,1758

ftlb

jamlb

= 0,00815 ft3/dt


ID optimum = 3,9 x (0,00815)0,45 (119,84)0,13 = 0,83 in



diperoleh:

ID = 0,0798 ft = 0,9576 in

OD = 0,1096 ft = 1,3152 in

A = 0,00499 ft = 0,0599 in



Nre =µ

ρ⋅⋅VID =0,0003

119,84 x1,6332 x0,0798

= 52062,24 = 52000 > 2100 (turbulen)


99.

IDε =

0798,000015,0

= 0,00189

300




1 Elbow 900 3 0,75 2,25


Jumlah 6,75

K ex = 1 –2

2

11

−

AA = (1 – 0)2

Kc = 0,552

2

11

−

AA




2

2V

F = (2 x 0,0059 x0798,060 + 1 + 0,55 + 6,75) x

26332,1 2

F = 3,475 lb.ft/lbm


Direncanakan :

Z = 11,135 ft

P = 15 psi

V = 0,00815 ft/det

301

∆gcv

2

2

+

∆gcZ +

∆ρp + F + Ws = 0

Dimana:



= 119,84 lb/ft3

g = 9,8 m/s2

-Ws =

2,3212

0,008152

xx +

2,32

8,9135,11 x +

84,119

15 + (3,475)


WHP = ( )550

ρxQxWs−

=550

84,1190,008153,825 2

2

ftlb

jamft

lbmlbft

= 0,7 Hp

Kapasitas =( )

3

3

6182,6160

4810,72025,1758

ftlbmenit

ftgal

jamlb

= 3,5577 gpm


BHP =PompaWHP

η

=7,07,0 = 1 Hp

302



η =

8,01 = 1,25 Hp

Spesifikasi:

Nama : Pompa






Jumlah : 1 buah

15. Tangki Pengencer (M - 133)

Fungsi = Untuk mengencerkan NaOH

Type = Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk Standart

disk

Direncanakan :

- Bahan konstruksi = Hight Alloy steel SA 240 Grade M 316

- waktu tinggal = 1 jam

- Fallow ble = 18750

- Faktor korosi (c) = 1/16

- Type pengelasan = Double welded butt joint (E = 0,8)

Dasar perencanaan :

- Massa bahan = 22641,3445 lb/jam

303

- Densitas bahan = 72,25 lb/ft3

- Suhu operasi = 550C

- Tekanan = 1 Atm

Perhitungan :

Menghitung volume tangki pengencer

Bahan masuk ke dalam tangki pengencer sebanyak :

22641.3445 lb/jam x 1 jam = 22641.3445 lb/jam

Volume produk =25.723445.22641 = 313,3750 ft2

Volume coil = 10% x 313,3750 ft2 = 3133,75

Asumsi liquid mengisi 80% dari volume total tangki

Volume total = Volume bahan masuk – Volume yang kosong

= 3133,75 ft3 - – 0,2 VT

Volume total =8,0325,3447 = 4309,1875 ft3


V sulfator =4π . di2 (Ls) – 0,0847 . di3

4309,1875 =4π . di2 (1,5) di – 0,0847. di3

4309,1875 = 0,0755 di3 - 0,0847 di3

= 1,262 di3

di3 = 3414,570

di = 14,65 ft

di = 175, 86 in

304

Menentukan tekanan design (Pi)

Volume produk dalam shell

Volume shell = V produk – V tutup atas

= 313,3750 ft3 - 0,0847 (14,65)3

= 2830,844 ft3

Tinggi liquida dalam shell (H)

H =24

1di

sheelVolume

π

=265.14.14.3.4

1844.2830

= 16,80 ft


Ph = ( )144

1−Hρ

= ( )144

180,1625,175 −

= 19.23 Psia

Pi = 19.23 – 14,7 = 33,93 Psig

Menentukan tabel silinder (ts)


- Fall = 18750 Psi

- 1 = 1/16

ts = ( )PitFdiPi

.6,0.2 −− + c

305

= ( ) ( )( ) 6

103.33.6,08,0.187502

65,1493,33+

−−

= 0,0332 in x 616 in = 16

312,5 = 165 in

Standarisasi do :

do = di – 2 . ts

= 175,86 – 2 (5/16)

do = 176,485 in

Dengan pendekatan diatas di dapat do baru :

do = 180 in

ier = 11 in

r = 170 in


di = do – 2 . ts

= 180 – 2 . (5/16)

= 179.375 in = 14,94 ft



4309,1875 =4π . (14,94)2 . Ls - 0,0847 . (14,94)3

4309,1875 = 175,214 Ls – 282,44

Ls = 22,98 ft = 275,78 in

1dLs =

94,1498,22 =1,53 < 1,5 memenuhi

306

Menentukan tabel tutup bagian atas dan bagian bawah standart dishk

tha = ( )PitfrPi

.6,0..885,0

− + C

= ( ) ( )( )93,33.6,08,0.18570

170.93,33.885,0−

+ 61

= 0,340 in x 1616 in = 16

45,5 = 165 in


Tinggi shell = Ls = 22,98 ft = 275,78 in

Tinggi tutup atas dan bawah standart dishk (h) :

h = 2 (0,169 x di)

= 2 (0,169 x 14,94 ft)

= 5,04972 ft = 60,59664 in

Tinggi storage = tinggi shell + tinggi tutup atas dan bawah

= 22,98 ft + 5,4972 ft = 28,4772 ft = 341,7264 in

Perencanaan pengaduk

ρ = 3,1 cps = 0,00211 lb/ft dtk

1 cps = 2,4191 lb/ft.dtk

µ = 58 lb/ ft

Digunakan impeller jenis turbin dengan 6 buah flate blade tanpa baffle,

dari fig. 9-9 Mc Cabe ed. 4, diperoleh:

D impeller = 1/3 x D shell = 1/3 x 2,17 = 0,723 ft

Lebar blade = 0,2 x D impeller = 0,145 ft

Panjang blade = 0,25 x D impeller = 0,81 ft

307

Dari fig. 9-13 Mc Cabe ed. 4, diambil kecepatan putar, N = 120 rpm = 2

rps

Froude number, Nfr =gcxDaN 2

= 1,083

Dari fig. 9-12 Mc Cabe, dipeoleh: Np = 1,01 ft.lbf/s

Np koreksi = Np x Nfr = 1,094

Dari persamaan 9-20, diperoleh:

P =gc

xDaxNpxN ρ53 . = 0,0585 Hp

Gland losses = 10%,

Power input = 10% x Pi

Transmission system losses = 20% x Pi

Total power input yang diperlukan:

Pi = 0,0585 + (0,1 x Pi) + (0,2 x Pi)

0,7 Pi = 0,0585

Pi = 0,0836 Hp

Dipakai motor dengan daya : 0,25 Hp

Spesifikasi:

Nama alat : Tangki pengencer

Fungsi : Untuk mengencerkan NaOH

Type : Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk Standart

disk

Bahan kontruksi : Hight Alloy steel SA 240 Grade M 316

Jumlah : 1 buah

308

Dimensi :

Tinggi tangki total : 21,84972 ft

Tebal tutup atas : 5/16 in

Tebal tutup bawah : 5/16 in








Power : 0,25 Hp

Jumlah : 1 buah

16. Bin (H - 134)

Fungsi = Untuk menampung NaOH sebelum masuk ke tangki pengecer

Type = Tangki silinder tegak plat datar dan tutup bawah berbentuk conis

dengan α 1200

Dasar perhitungan :

- Massa NaOH masuk = 755,515 kg/jam

- Densitas = 132,4 lb/ft2

- Bahan = Carbon steel SA 240 Grade B

- Fallowable = 17500

309

- Faktor koresi (c) = 1/16

- Type pengelasan = Double welded butt joint (E = 0,8)

- Feed mengisi bejana = 80%

Dasar perencanaan :

- Massa bahan masuk = 755, 515 kg/jam

- Densitas = 132, 4 lb/ft2

- Suhu operasi = 200C

- Tekanan = 1 Atm = 14,7 Psia

Perhitungan :

Menentukan volume bin

Kecepatan volumetrik =ρ

masukbahanMassa

=4,132

515,755 = 5,70633/jam

Volume total = Volume bahan – Volume ruang kosong

= 5,70633/jam – 0,2 VT

Volume total =8,0

7063,53ft

= 7,1328 ft3/jam

Asumsi = Ls = 1,5 di

Volume bin =α

π

21.24

. 3

tagdi + 2.

4diπ (Ls)

328 ft3 = ( )diditag

di .5,1.460.24

. 20

3 ππ+

328 ft3 = 0,076 . di3 + 1,178 . di3

310

di = 5,87 ft = 70,44 in

Volume produk dalam sheel = Volume produk – Volume conis

= 7,1328 -

LW

pLPvgcFmGv

ρρ

...2

= 7,1328 – 0,030 = 7,1028 ft2

Tinggi bahan dalam sheel (H) =2..4

1di

sheeldalamprodukVolume

π

=287,5..4

11028,7

π

= 0,2625 ft

Menentukan tabel silinder :

ts = ( )PiEFdiPt

.6,0.2 −− + c

= ( ) ( )( )7,14.6,08,0.175002

44,707,14−

− +in

Standarisasi do :

do = di – 2 . ts

= 70,44 – 2 (3/16)

do = 70,813 in

Dengan pendekatan keatas dari brownelt dan young tabel 5 – 7, hal 91

didapatkan harga :

do = 72 in

ier = 43/8 in

r = 72 in

Menentukan harga di baru :

311

di = do – 2 . ts

= 1,5 x 2 . (3/16)

= 71,625 in = 5,969 ft

Menentukan harga Ls

Ls = 1,5 di

= 1,5 x 2. (3/16)

= 71,625 in = 5,969 ft

Menentukan tabel tutup bawah berbentuk conis

tbh : ( )( )260..6,0.2.

pspiEfdiPi

−

= ( ) ( )( ) 0607,14.6,08,0.175002

6725,71.7,14Cos−

+ 61

= 0,0752 in x1616 in =

1625,1 =

163 in

Menentukan tinggi bin :

Tinggi sheel = Ls = 8,952 ft

Tinggi tutup bawah berbentuk conis :

Tan ½ α =550

.QpWs

h =0729,0

483,992,135,477,354

=

h = 0,2172 ft = 2,606 in

Sehingga :

Tinggi bin = tinggi sheel + tinggi tutup bawah

312

= 8,952 – 0,2172

= 9,1692 ft = 110,03 in

Spesifikasi alat :

Nama : Bin bahan

Fungsi : Untuk menampung NaOH sebelum masuk ke tangki pengecer

Type : Tangki silinder tegak plat dasar dan tutup bawah berbentuk conis

dengan sudut 1200

Kapasitas : 5,7063 ft3/jam

Dimensi :

di = 71,625 in

thb = 3/16 in

t3 = 3/16 in

hb = 2,606 in

h = 110,03 in

Bahan konstruksi = Carbon steel SA 240 Grade B

Jumlah = 1 buah

17. Storage NaOH (F - 135)

Fungsi = Menampung NaOH ke mixer

Type = Tangki silinder dengan tutup bagian atas berbentuk conis dengan

sudut 1200

Dasar perhitungan :

Rate NaOH = 755,51 kg/jam

313

= 1665,62 lb/jam

ρ = 13,51 bl/ft3 (Perry edisi 5 hal 3-91)

Suhu bahan masuk = 300C

Tangki produk dirancang untuk menampung bahan selama 30 hari

Produk yang ditampung = 30 hari x 24 jam x 1665,62 lb/jam

= 1199246,4 lb

Volume produk =135

1199246,4 = 8883,3067 ft3

Asumsi = Ls 1,5 di

=α

π tg24di³. -

4π x di².Ls

V Tangkai =60 tg24

di³.π -4π x di².(1,5. di)

= 0,0755 di ³ + 1,175 di3

di3 = 968,132

di =9,66 ft = 116,02 in

a. Menentukan tekanan design (P1)


= 8883,3067 –60 tg24

.(9,66)²π

= 1206,109 ft³

H =di²¼shellVolume

π

=9,66²3,14¼

1206,019⋅⋅

314

= 16,46 ft =197,56 in


Ph =144

1)-(Hρ

=144

1)-135(16,46

= 14,43 Psia

P1 = 14,43 - +14,76 = 29,19 Psig

b. Menentukan tabel shell (ts)

Bahan = Carbon steel SA 240 Grade M type 316

− Fall = 18750 Psi

− l = 1/16

ts =0.6.pi)-2(F.tdiPi − + c

=161

29,19)0,6-0,8187502((9,66)29,19)(

+⋅⋅

= 0,0188 in x1616 in =

1630,0 =

161 in

Standariasi do:

do = di – 2 . ts

= 116,02 – 2 (1/16)

do = 116,145 in

Dengan pendekatan diatas didapat do baru

do = 120

icr = 7 ¼ in

315

r = 114 in

Menghitung harga di baru:

di = do – 2 .ts

= 120-2 (1/16)

= 119.875 in = 9,98 ft

Cek hubungan ls dan di

V Tangki =α

πtgdix

24

3

-4π di² . Ls

1213,07 =60 tg24

9,98³ x3,14 -414,3 (9,98) Ls

1213,07 = 75,10 di³ - 78,18 Ls

ls = 14,55 ft = 174,676 in

dils =

98,955,14 = 1,45 < 1,5 memenuhi

Menentukan tebal tutup bagian atas konis

Tha = ( ) CpilF

dipi+

⋅−⋅−

6,02

=161

0,6.29,19)-0,82(18750.9,98-29,19

+

=0,0019 in in1616 =

16031,0 =

161

Menentukan tinggi tangki

Ls = 174,66 in

Tinggi tutup tas berbentuk conis (h):

316

Tg ½ α =hdi½

Tg ½.45 =h

½.9,98

h = 5.76 ft = 69,145 in

Tinggi tangki = tinggi sheel + tinggi tutup atas

= 14,55 + 5,76 = 20,31 ft = 243,72 in

Spesifikasi:

Nama : Storange NaOH

Fungsi : untuk menampung NaOH

Type : Selinder tegak denghan tutup atas berbentuk conis

Dimensi :

di = 119,878 in = 9,98 ft

ts = 1/16 in

ls = 174,66 in = 14,55 ft

Tha = 1/16 in



Bahan konstruksi = Karbon steel SA 240 Grade M Type 316

Jumlah = 1 buah

18. Mixer (M-140)

Fungsi : Untuk mencampur produk dengan builder

Type : Selinder tegak dengan bagian bawah berbentuk conis dengan sudut 450

317

Dasar perhitungan:

Rate produk = 6241,44 kg/jam

= 13760,09 lb

ρ = 114,3 lb ft (Perry edisi 5 hal 3-91)

Tangki builder direncanakan untuk menampung builder selama 8 jam

Perhitungan

Produk yang ditampung = 13760,09 lb/jam x 1jam

= 13760,09 lb

13760,09 lb

Voleume produk = = 120,38 ft³

114,3

Asumsi = Ls= 1,5 di

h.di³ π

Volume tangki = + di².Ls

24 tg ½ 45 4

1504,82 = 0,1308.di³ + 1.1775 di³

di³ = 1150,210

di = 10,23 ft = 122,811 in

Menentukan tekanan design (P1)

Volume sheel = Vproduk – V conis

= 120.38 – 0.030

= 120,35

318


Voluime sheel

H =

½ π di²

120,35

=

½.3,14.10,32²

= 1,43 ft = 17,27 in


ρ (h-1)

Ph =

144

114,39(17,27-1)

=

144

= 1,3 Psia

P1 = 1,3+14,7=16

Menentukan tebal sheel (ts)

Pi-di

Ts = + c

2(F.i-0,6.pi)

(10.3292)-(17.9)

= + 1/16

2(18750.0,8-0,6.17,9)

16 0,162 1

= 0,010 in x in = = in

16 16 16

319

Standarisasi do:

Do = di +2.ts

= 122,811 + 2 (1/16)

= 123,006 in

Dengan pendekatan diatas didapat do baru

Do = 126 in

Icr = 75/6 in

R = 120 in


Di = do – 2 ts

= 126 – 2 (1/16)

= 125,875 in = 10,48 ft

Cek hubungan Ls dan di:

Ls = 1,5 . di = 1,5 x 125,875 in = 188,825 in = 15,73 ft

Menentukan tebal tutup bagian atas berbentuk standart dish:

Pi . di

Tha = + c

2(f.i – 0,6 pi) tg 45

(14,72) x (10.483,98)

= + 1/16

2(18750 . 0,8 – 0,6 . 14,7) tg45

320

16 1,72 3

= 0.107in x = = in

16 16 16

Menentukan tinggi tangki:

Ls = 6,34 ft = 76,11 in

Tinggi tutp atas berbentuk konis 45º:

Ws. qp

Tg 1/2α =

550

354,77

H =

550

= 0.643 ft = 7,72 in

Tinggi tangki = Ls + ha

= 188,8125 + 7,72 = 196,53 ft

Perencanaan pengaduk

ρ = 3,1 cps = 0,00211 lb/ft dtk

1 cps = 2,4191 lb/ft.dtk

µ = 58 lb/ ft

Digunakan impeller jenis turbin dengan 6 buah flate blade tanpa baffle,

dari fig. 9-9 Mc Cabe ed. 4, diperoleh:

D impeller = 1/3 x D shell = 1/3 x 2,17 = 0,723 ft

Lebar blade = 0,2 x D impeller = 0,145 ft

321

Panjang blade = 0,25 x D impeller = 0,81 ft

Dari fig. 9-13 Mc Cabe ed. 4, diambil kecepatan putar, N = 120 rpm = 2

rps

Froude number, Nfr =gcxDaN 2

= 1,083

Dari fig. 9-12 Mc Cabe, dipeoleh: Np = 1,01 ft.lbf/s

Np koreksi = Np x Nfr = 1,094

Dari persamaan 9-20, diperoleh:

P =gc

xDaxNpxN ρ53 . = 0,0585 Hp

Gland losses = 10%,

Power input = 10% x Pi

Transmission system losses = 20% x Pi

Total power input yang diperlukan:

Pi = 0,0585 + (0,1 x Pi) + (0,2 x Pi)

0,7 Pi = 0,0585

Pi = 0,0836 Hp

Dipakai motor dengan daya : 0,25 Hp

Spesifikasi:

Nama : Tangki mixer

Fungsi : Untuk mereaksikan produk dengan builder

Type : selinder tegak tutup bawah conis dan tutup atas standart dish

I : 0,8

Di : 125,875 in

322

Ts :1/16 in

Ls : 188,8125 in = 15,575 ft

Thb : 3/16 in

Tinggi tutup atas : 7,72 in = 0,643 ft

Tinggi storage : 196,55 in = 16,37 ft

Bahan konstruksi: Carbon steel SA 240 grade M type 316

Jumlah : 1 buah








Power : 0,25 Hp

Jumlah : 1 buah

19. Pompa (L – 141)



Direncanakan


323

Dasar perencanaan:






Perhitungan:


Kecepatan volumetrik =ρbahanMassa =

3003,0

2025,1758

ftlb

jamlb

= 0,00815 ft3/dt


ID optimum = 3,9 x (0,00815)0,45 (119,84)0,13 = 0,83 in



diperoleh:

ID = 0,0798 ft = 0,9576 in

OD = 0,1096 ft = 1,3152 in

A = 0,00499 ft = 0,0599 in



Nre =µ

ρ⋅⋅VID =0,0003

119,84 x1,6332 x0,0798

324

= 52062,24 = 52000 > 2100 (turbulen)


99.

IDε =

0798,000015,0 = 0,00189




1 Elbow 900 3 0,75 2,25


Jumlah 6,75

K ex = 1 –2

2

11

−

AA = (1 – 0)2

Kc = 0,552

2

11

−

AA




2

2V

F = (2 x 0,0059 x0798,060 + 1 + 0,55 + 6,75) x

26332,1 2

F = 3,475 lb.ft/lbm


Direncanakan :

325

Z = 11,135 ft

P = 15 psi

V = 0,00815 ft/det

∆gcv

2

2

+

∆gcZ +

∆ρp + F + Ws = 0

Dimana:



= 119,84 lb/ft3

g = 9,8 m/s2

-Ws =

2,3212

0,008152

xx +

2,32

8,9135,11 x +

84,119

15 + (3,475)


WHP = ( )550

ρxQxWs−

=550

84,1190,008153,825 2

2

ftlb

jamft

lbmlbft

= 0,7 Hp

Kapasitas =( )

3

3

6182,6160

4810,72025,1758

ftlbmenit

ftgal

jamlb

= 3,5577 gpm


BHP =PompaWHP

η =

7,07,0 = 1 Hp


326


η =

8,01 = 1,25 Hp

Spesifikasi:

Nama : Pompa






Jumlah : 1 buah

20. Belt conveyor (J-142)

Fungsi : Untuk memindahkan builder dari storage builder ke mixer tank

Type : Flat belt oncontinous plate(Perry’s edisi 6 hal 7-10)

Direncanakan :

Bahan : Karet

Dasar perancanaan

- Masa bahan masuk = 5642,053247kg/jam = 12438,4705883 lb/jam

- Densitas = 45 lb/ft³

- Suhu operasi = 30º c

- Tekanan = 1 atm = 14,7 psia

Perhitungan

Brandt,tabel 2 hal 23 didapatkan faktor keamanan untuk belt conveyor

= 1,2 x 5642,053247 kg/jam

= 6770,4638 kg/jam = 1,8806 kg/det

327

= 15169,9011902 lb/jam

Builder = m x ρ

= 15169,9011902 lb/jam/45 lb/ft³

= 337,1089 ft³/jam = 9,5459 m³/jam

Belt conveyor (L) = 10 m (ulrich,tabel4-4 hal71)

Yang dibutuhkan (Kw) = 0,0027 x (flow massa)82,0

x 10 m

= 0,0607

Daya motor(η ) = 80% (ulrich,tabel 4-4 hal 71)

=ηdibutuhkanyangDaya

=8,0

0607,0 = 0,0758 Hp = 0,7 Hp

Spesifikasi:

Nama alat : Belt Conveyer

Fungsi : Untuk memindahakn builder dari storagebuilder ke mixer tank

Type : Plate Belt oncontinous plate (perry’s edisi 6 hal 7-10)

Kapasitas : 5642.053247 kg/jam

Bahan : Karet

Lebar belt : 0,9 m (Perry’s edisi 6 hal 7-10)

Panjang :10 m

Kecepatan belt : 30,5 m/menit = 100 ft/menit (Perry’s edisi 6 hal 7-10)

Belt plies : Min = 3

: Max = 5 (Perry’s edisi 6 hal 7-10)

328

Daya motor 0,7

Jumlah : 1 buah

21. Storage Builder(F-143)

Fungsi : Menampung Builder selama 30 hari

Type : Selinder tegak dengan bagian atas berbentuk konis dengan sudut

450C

Dasar perhitungan:

Rate produk = 766,8051 kg/jam

= 1690,5267 lb/jam

ρ = 136,75 lb/ft³ (Perry’s edisi 6 hal 7-10)

Tangki builder direncanakan untuk menampung builder selama 30 hari

Perhitungan:

Produk yang ditampung = 1690,5267 lb/jam x 24 jam x 30 hari

= 1217179,224 lb

Volume produk =135,75

41217179,22 = 8966,3295 ft³


V tangki =45½24tg

diH 3⋅ +4π di². Ls

98,897 = 0,315 di³ -+ 1,1775 di³

di³ = 66,24

di = 3,98 ft = 47,87 in

329

Menentukan tekanan design(p1)

Volume shell = Vproduk –V ta

= 8966,3295 ( )4524

98,3 2

tgπ -

= 8964,2571 ft³

Tinggi liquida dalam shell(H)

Volume shell

H =

½ π di

8964,2571

=

½.3,14.3,981²

= 360,2722 ft = 4323,2665 in

Tekanan hidrostatif(Ph)

ρ (H-1)

Ph =

144

136.75(7,55 - 1)

=

144

= 6,22 Psia

P1 = 6,22 – 14,7 = 20,92 Psia

Menentukan tebal shell(ts)

Pi.di

Ts = + c

2(F.i – 0.6.pi)

330

20,92) - (3,98) 1

= +

2(18750.0,8 – 0,6.20,92) 16

16 0,22 1

= 0,0139 in x in = = in

16 16 16

Standarisasi do:

Do = di – 2. ts

= 47,87 – 2 (1/16)

Do = 47,996 in = 3,99 ft

Dengan pendekatan diatas didapat do baru:

Do = 48 in

Icr = 3 in

R = 48 in


Di = do – 2 ts

= 48 – 2 (1/16)

= 47,875 in = 3,98 ft

Cek hubungna Ls dan di:

π x di³ π

V tangki: = + di². Ls

24 tg 45 4

331

3,14 x 3,983³ 3,14

98,897 = + (3,98)². Ls

24 tg 45 4

Ls = 6,34 ft = 76,11 in

Menentrukan tebal tutup bagian atas berbentuk standart dish

Pi . di

Tha = +c

2(F.i – 0,6 pi) tg 45

(20,92) (3,98) 1

= +

2(18750 . 0,8 – 20,98) tg 45 16

16 0,088 1

= 0.0055 in x in = = in

16 16 16

Menetukan tinggi tangki:

Ls = 6,34 ft = 76,11 in

Tinggi tutup atas berbentuk konis 45º:

½.di

Tg ½ α =

H

½ . 3,98

Tg ½ 45 =

h

= 3,98 ft = 95,52 in

332

Tinggi tangki = Ls – tha

= 6,34 + 3,98 = 10,32 ft = 123,84 in

Spesifikasi:

Nama : Tangki builder

Type : Standart tegak tutup atas conis

Dimensi :

Di = 47,879 in = 3,98 ft

Ts = 1/16 in

Ls = 76,11 in = 6,34 ft

Tha = 1/16 in



Bahan konstruksi : Carbon steel SA-240 grade M type 316

Jumlah : 1 buah

22. Spray Drayer

Lihat di alat utama

23. Pompa(L- 151)



Direncanakan:


333

Dasar perencanaan:






Perhitungan:



3003,0

2025,1758

ftlb

jamlb

= 0,00815 ft3/dt

b.Menentukan ID optimal

ID optimum = 3,9 x (0,00815)0,45 (119,84)0,13 = 0,83 in



diperoleh:

ID = 0,0798 ft = 0,9576 in

OD = 0,1096 ft = 1,3152 in

A = 0,00499 ft = 0,0599 in

c.Menentukan jenis aliran


Nre =µ

ρ⋅⋅VID =0,0003

119,84 x1,6332 x0,0798

334

= 52062,24 = 52000 > 2100 (turbulen)


99.

IDε =

0798,000015,0 = 0,00189


d.Menentukan panjang pipa


1 Elbow 900 3 0,75 2,25


Jumlah 6,75

K ex = 1 –2

2

11

−

AA = (1 – 0)2

Kc = 0,552

2

11

−

AA


e.Menentukan panjang fiksi pipa


2

2V

F = (2 x 0,0059 x0798,060 + 1 + 0,55 + 6,75) x

26332,1 2

F = 3,475 lb.ft/lbm

335


Direncanakan :

Z = 11,135 ft

P = 15 psi

V = 0,00815 ft/det

∆gcv

2

2

+

∆gcZ +

∆ρp + F + Ws = 0

Dimana:



= 119,84 lb/ft3

g = 9,8 m/s2

-Ws =

2,3212

0,008152

xx +

2,32

8,9135,11 x +

84,119

15 + (3,475)


WHP = ( )550

ρxQxWs−

=550

84,1190,008153,825 2

2

ftlb

jamft

lbmlbft

= 0,7 Hp

Kapasitas =( )

3

3

6182,6160

4810,72025,1758

ftlbmenit

ftgal

jamlb

= 3,5577 gpm


336

BHP =PompaWHP

η =

7,07,0 = 1 Hp



η =

8,01 = 1,25 Hp

Spesifikasi:

Nama : Pompa






Jumlah : 1 buah

24. Heater (E- 152)

Fungsi = Memanaskan udara dari Blower ke Spray Drayer

Type = Double pipa head Exchanger (DPHE)

Dasar perencanaan :

Faktor kekotoran gabungan minimum atau kd = 0,004 j ft2 .0F/Btu

∆ P Steam makimum = 2 Psi

337

∆ P aliran masuk maksimum = 10 Psi

1. Neraca massa dan neraca panas Neraca massa dan neraca panas




Q = 3389879,8014 kkal/jam = 1345218,9772 Btu/jam

2. Menentukan TLMTD

t1 = T1 – t2 = 302 – 248 = 54 0F

t2 = T2 – t1 = 302 – 86 = 216 0F

TLMTD( )

F216F54ln

F21654

0

0

0− = 116,883 0F


P = TLMTD x Ft

= 116,883 x 1 = 116,883 0F

3. Suhu Caloric

Tc = ½ (T1 + T2) = ½ (302 + 302) 0F = 302 0F

tc = ½ (t1 + t2) = ½ (86 + 248) 0F = 167 0F

4. Trial ukuran DPHE




De = 2,02 in Di = 1,380

De’ = 0,8 in Do = 1,66 in

338

Aan = 2,63 in2 Ap = 1,50 in2

a" = 0,435 ft2/ft



5. Gan =anA

M

= 2ft2,63/144jam

lb23437,6736

=1237973,6868 jamftlb

2


Nre =42,2xdexGan

µ

= ( )( )42,23751,0

12/02,2681237973,68x

= 72357,9364

6. JH = 490 (Kern Fig. 24 Hal,

834)

7. K = 0,0846 Btu/Jft2


Ho = JH x (k/de)

x4,03,0

⋅

⋅

wkCp

µµµ

= 490 x

02,2

0846,0 x3,0

0846,03751,0432,0

x

5. Gt =apµ =

144/5,135798,1002

= 144226,3611 Lb/J.Ft2


µrep =42,2⋅

⋅µ

diGp

=42,20363,0

1238,13661,144226

x

⋅

= 211397,502

6. Js = –

7. Harga koefisien perpindahan panas

untuk steam :


339

x4,0

8,03751,03751,0

x

= 410,6025 Btu/J.Ft 0F

tw = tc +hohio

ho+

+ (Tc – tc)

= 167 +6025,4101500

6025,410+

+(302–

167)

= 492,6625 0F

Pada tw 492,6625 0F didapat µ = 0,532

Cp

ho = 410,6025 Qan

= 410,60254,0

532,03751,0

= 357,0599

8. Tahanan panas pipa bersih

Uc =hiohohioxho

+ =

15006025,41015006025,410

+x = 334,744 Btu/J.ft2.0F

9. Rd =UdxUcUdUc − =

Ud1 = Rd

Uc+

1 = 004,0744,334

1+

Ud = 698,735 Btu/J.ft2. 0F

A =txUo

A∆

=883,116735,690

977,1345218x

= 16,471 ft2

L = 'aA =

435,0471,16 = 37,865 ft

340

10. Mencari panjang ekonomi


12

16

20

7,54 = 8

5,66 = 6

4,52 = 5

192

192

192

83,52

83,52

83,52

131,8469

131,8469

126,5730

0,0044

0,0044

0,0048

10

10

20




11.NReam =42,2

'

⋅⋅

µdeGan

=42,2432,0

128,06868,1237973

x

= 79931,151

f = 0,0035 + 42,0Re

26,0N

= 0,0035 + 42,0151,7993126,0

= 0,0024

12. P1 ='1047,2

428

2

dexlGf an

⋅⋅⋅⋅

ρ 144ρ

= ( )( )( )( )12/81,08767,551047,2

166060,1237973428

2

xf

1448707,55

11. Nre = 489552,3051

f = 0,0035 + 42,0

26,0

reN

= 0,0046

12. PP =')102,4(2

428

2

dixlGf an

⋅⋅⋅⋅

ρ 144ρ

= ( )( )( )( )12/38,172,100)102,4(2

163661,144226428

2

xf

14472,100

= 0,0049 Psi


341

= 1,68 Psi

13. Pn = ( )gc

V⋅2

2

144ρ V =

ρ⋅3600anG

= ( )8767,5536006060,1237973

⋅

= 6,379

Pn = 2 ( )174,3223795,6 2

1448767,55

= 0,736

14. Pam = P1 + Pn

= 1,68 + 0,736 = 2,415 Psi


Spesifikasi:

Fungsi : Memanaskan udara dari Blower ke Spray Drayer

Type : DPHE

Dimensi annulus :

De = 2,02 in

De’ = 0,81 in

Aan = 2,63 in2


Dimensi tube:

342

ID = 1,380 in

Do = 1,66 in

Ap = 1,50 in2

a” = 0,435 ft2/ft



25. Blower (G – 153)



Perhitungan :

Jumlah Udara masuk = 14428,8732 Kg/jam

= 31810,3866 lb/jam

= 530,17311 lb menit

Suhu udara masuk = 30ºC = 86ºF

Humidyty udara (N) = 0,015 (Hougen fig 19 hal 20)

Perhitungan dari Perry edisi 3 hal 8-11 didapat

Spesifik volume udara (Vs) = 0,045 x (460 + 1) (0,622 +H)

= 0,045 x (460 + 1) (0,622 +0,015)

= 14,0859 ft 3 /menit

144 x Q x (P 4 - P 2 )

Power blower = (Perry ed 6 hal 13-14)

33000

343

Perhitungan :

= 12848,5897 kg/jam = 28326 lb/jam

= 30ºc

= 1,16758 kg/m 3

Perhitungan:

Kecepatan Volumetrik

12848,5897 kg/jam

= = 11004,462 m 3 /j = 6476,746 ft 3 /menit

1,16758 kg/m 3

1 gram

Debu dalam udara = (Perry ed 6 th tbl 20-39 hal 20-109)

1000 ft 3

1 gram

besar debu dalam udara = x 6476,746 ft 3 /menit = 6,477

1000 ft 3

Menetukan jumlah filter

Perry ed 6 th tbl 20-39 hal 20-109,didapat ukuran filter = 24 x 24 in


Qf 6476,746

= = = 6,477 = 7 buah

Kapasitas 1000

Spesifikasi:


344



Ukuran filter = 24 x 24 in

Jumlah = 7 buah


26. Filter Udara (H-154)


pada blower

Type : Dry filter

H-131

Dasar perhitungan:

Rate = 12848,5897 kg/jam = 28326 lb/jam

Suhu = 30°C

ρ udara = 1,16758kg/m³

Perhitungan :

Kecepatan volumetrik

12848,5897 kg/jam

Q = = 11004,462m³/j = 6476,746 ft³/menit

1,16758 kg/m³

345

1 gram

Kadar debu dalam udara = (Perry edisi 6 th tabel 20-39 hal 20-

109)

1000 ft³

1 gram

Berat debu = x 6476,746 =6,477 grm/menit

1000 ft³

Menentukan jumlah filter

Dari perry edisi 6 th tabel 20-39 hal 20-109, didapat ukuran filter = 24 x 24 in

Kapasitas filter = 1000 ft³/menit

Qf 6476,746

= = = 6,477 = 7 buah

Kapasitas 1000

Spesifikasi


pada blower

Type : Dry filter


Ukuran = 24 x 24 in

Jumlah = 7 buah


346

27. Pompa (L-155)



Direncanakan:


Dasar perencanaan:






Perhitungan:

1. Menghitung rate volumetrik


3003,0

2025,1758

ftlb

jamlb

= 0,00815 ft3/dt

2. Menentukan ID optimal

ID optimum = 3,9 x (0,00815)0,45 (119,84)0,13 = 0,83 in



diperoleh:

ID = 0,0798 ft = 0,9576 in

OD = 0,1096 ft = 1,3152 in

347

A = 0,00499 ft = 0,0599 in

3. Menentukan jenis aliran


Nre =µ

ρ⋅⋅VID =0,0003

119,84 x1,6332 x0,0798

= 52062,24 = 52000 > 2100 (turbulen)


99.

IDε =

0798,000015,0 = 0,00189


4. Menentukan panjang pipa


1 Elbow 900 3 0,75 2,25


Jumlah 6,75

K ex = 1 –2

2

11

−

AA = (1 – 0)2

Kc = 0,552

2

11

−

AA


348

5. Menentukan panjang fiksi pipa


2

2V

F = (2 x 0,0059 x0798,060 + 1 + 0,55 + 6,75) x

26332,1 2

F = 3,475 lb.ft/lbm

6. Menentukan daya pompa

Direncanakan :

Z = 11,135 ft

P = 15 psi

V = 0,00815 ft/det

∆gcv

2

2

+

∆gcZ +

∆ρp + F + Ws = 0

Dimana:



= 119,84 lb/ft3

g = 9,8 m/s2

-Ws =

2,3212

0,008152

xx +

2,32

8,9135,11 x +

84,119

15 + (3,475)


WHP = ( )550

ρxQxWs−

349

=550

84,1190,008153,825 2

2

ftlb

jamft

lbmlbft

= 0,7 Hp

Kapasitas =( )

3

3

6182,6160

4810,72025,1758

ftlbmenit

ftgal

jamlb

= 3,5577

gpm


BHP =PompaWHP

η =

7,07,0 = 1 Hp



η =

8,01 = 1,25 Hp

Spesifikasi:

Nama : Pompa






Jumlah : 1 buah

28. Storage Parfum (F – 158)


Type : Tangki selinder dengan tutup bagian atas standart dish

350

Perhitungan:

Rate parfum = 466,47 kg/jam

= 1028,39 lb/jam

= 49,7 lb/ft² (Perry edisi 5 hal 3-91)

Storage dirancang untuk menampung 30 hari

Perhitungan : 1028,39 lb/jam x 24 jam x 30 hari

= 740440,8 lb

Volume produk =49,7

740440,8 = 14898,2052 ft 3

Menetukan Volume produk mengisi 80% dari Volume storage maka:

Volume storage =0,8

14898,2052 = 18622,7565 ft³


V storage =4π .di².(1,5.di) + 0,0487.di³

18622,7565 ft³ = 1,2622.di³

di³ = 14754,2042

di = 24,5267 ft = 294,3201 in

Menentukan tekanan disegn(P1)


= 18622,7565 – 0,0847(9,71)³

= 18614,7714 ft³


H =di²½shellVolume

π

351

=3,14.9,11²½

18614,7714

= 142,8641 ft = 1714,3621 in

Tekanan hidrostatif

ρ (H-1)

Ph =

144

49,7(1714,3621 – 1)

=

144

= 48,9631 psia

Menentuikan tabel shell(ts)

Pi –di

Ts = + c

2(F.i-0,6.pi)

19,78 – 9,71

= +1/16

2(18750.0,8-0,6.19,78)

16 0,205 1

= 0.0128 in x in = = in

16 16 16

Standarisasi do:

Do = di – 2.ts

352

= 9,71 – 2. (1/16)

Do = 118,02 in

Dengan pendekatran diatas didapat do baru:

Do = 120 in

Icr = 7 1/4in

R = 144 in

Perhitungan harga di baru:

Di = do-2.ts

= 120-2(1/16)

= 119,875 in


π

V storag = di².Ls + 0,0847 di³

4

3,14

17329,29 = (9,98)². Ls +0,0847. (9,98)³

4

Ls = 14,77 ft = 177,30 in

Ls 14,77

= =1,47< 1,5 memenuhi

Di 9,98

Menentukan tebal tutup bagian atas berbentuk standart dish

353

0,885.pi.r

Tha = + C

21 (F.i-0,6.pi)

0,885.19,78.114

Tha = + 1/16

2(18750.0,8-0,6.19,78

16 0,213 1

= 0,0133 in x in = = in

16 16 16

Menentukan tinggi storage:

Ls = 14,77 ft = 177,30 in

Tinggi tutup atas berbentuk standart dish:

ha = 0,169 x di

= 0,169 x 9,98]

= 1,68662 ft = 20,23 in

Tinggi storage = Ls + ha

= 177,30 +20,23

= 197,53 in = 16,46 ft

Spesifikasi:

Nama : storage parfum


Type : tangki selinder dengan tutup bagian atas standart dish

354

Dimensi:

Di = 119,875 in = 9,98 ft

Ts = 1/16 in

Ls = 177,30 in = 14,77 ft

Tha = 1/16 in



Bahan konstruksi = Carbon Stell SA 240 grade M type 316

Jumlah = 1 buah

29. Cyclone 1 (H-157)

Fungsi : Untuk memisahkan debu yang terbawah udara keluar dari spray dryer

Type : Cyclone separator

Kapasitas: 113,6448 kg/jam = 250,5413 lb/jam

: Perry edisi.5,hal 20-82

Udara = 35ºC = 555ºR

= (BM udara/359) x (Po/Pi) x (To/Ti)

= (29/359) x (14,7/14,7) x (492/555) = 4888,8208 cuft/detik

=126702/(0,072x3600) = 488,8208 cuft/detik

Kecepatan gas : 150 ft/detik (perry edisi 6,hal 20-86)

Penampang gas masuk: 488,8208 cuft/detik/150 = 3,26 ft² = 469,27 in²

AC = BC X HC

HC = 2 X BC

355

AC = BC X (2 X BC) = 2 XBC²

BC = (AC/2)² = (469,27/2) 5,0 = 15,3 in

HC = 2 X BC = 2 X 15,3 =30,6 in

DC = 4 X BC = 4 X 15,3 = 61,2 in

De = DC/2 = 61,2/2 = 30,6 in

LC = 2 X De = 2 x 30,6 = 61,2 in

SC = DC/8 = 61,2/8 = 7,65 in

ZC = 2 XDC = 2 X 61,2 = 122,4 in

JC = DC/4 = 61,2/4 = 15,3 in]

Penentuan tabel:

Ditetapkan: ∆ p =1,5 atm

Pop = 1,5 atm

P design = 1,5 x1,5 = 2,25 atm

Bahan konstruksi carbon steel SA – 201 grade Bdengan system sambungan

double welded butt joint,e = 80 % ; C = 0,125in ; f = 14550 Psia

Tebal shell ts = P . D / (2 . fe - P) + C

= (2.25 x 61,2) / (2 x 14550 x 0,8) – 2,25) + 0,125

= 0,2 in

Diambil tebal standart = ¼ in

Tebal head atas (flate plate)

D = DC/4

= 61,2/4 = 15,3 in

Th = d x (C x P/f) 2/1 - 0,125

356

= 15,3 x (0,162 x 2,25/14550) 2/1 - C

= 0,187 in

Diambil tebal standart = 3/16 in

Tebal head bawah(conisα = 60º)

M = DC – ts / 2 = 61,2 – 0,1875 / 2 = 61,89 in

Th = P.M/(2.f.e cos 60) + C

= (61,89 x 2,25) / (2 cos 60 x 14550 x 0,8) 0,125

= 0,13 in

Diambil tebal plate standart = 3/16 in

Spesifikasi:

Fungsi : untuk memisahkan debu yang terbawah udara keluar dari spray dryer



Ukuran:


BC = 15,3 in ;DC = 61,2 in ;LC = 61,2 in

ZC = 122,4 in ;De = 30,6 in ;SC = 7,65 in

Tebal shell = ¼ in



Jumlah = 1 buah

30. Screw conveyor (J-158)

357



Perhitungan

Massa bahan = 20743,11645 kg/jam

= 108,11 lb/jam

Digunakan kapasitas scruw conveyor 20% lebih besar dari bahan masuk

Perhitungan:

Bahan = 20743,11645 kg/jam

= 45730,9826 lb/jam

Kapasitas =lb/jam108,11

lb/jam45730,9826 = 423,00418 ft³/jam = 7,05006 ft³/menit

Dari screw conveyor

= 6 in

l = kelas d

tan = 24 Rpm

material = 4

menentukan power motor (hp)

c x L xW x F 7,05006 x 10 x 98,7782 x 4

hp = = = 0,814

33000 33000

Dimana:

Kapasitas ft³/menit

Panjang konveyor ft

Berat material

358

Faktor material

K power motor < 2 hp maka digunakan power dengan ukuran

- 2 hp

- 0,3225 hp

Pilih power dengan ukuran 0,5 hp

Klasifikasi:

Nama : Screw Conveyor



Kapasitas : - 423,00418 ft³/detik

- 7,05006 ft³/menit

Kecepatan : 24 rpm

Power motor : 0,5 hp

Jumlah :1 buah

31. Rotary cooler (B - 160)

Fungsi : mendinginkan produk dari spray dryer

Type : single shell inderect rotary cooler

Perhitungan:

Rate bahan masuk = 9287,56kg/jam

= 25353,0684 lb/jam

Rate udara masuk = 14428,87327 kg/jam

= 31810,3866 lb/jam

359

Suhu udara masuk = 115ºC

Perhitungan:

Perhitungan massa udara dalam rotary cooler mempunyai range 200 – 1000

lb/jam.ft²

Ditetapkan G = 1000 lb/jam.ft²

Luas penampang cooler(A)

A =4π D²

= 0,785.D²

Kebutuhan udara

G =

A

31810,3866

1000 lb/jam.ft² =

0,785 D²

D² = 40,522

D = 6,365 ft = 6 ft

A = 0,785.D²

= 0,875 x (6)²

= 28,26 ft²

Menghitungn panjang cooler:

Qt = 0,4 x L x D x G 67,0 x ∆ tw (Perry edisi 7 hal 12-54)

L =tw xG x0,4

Qt0,67 ∆

= 98,897 ft³

360

Qt = jumlah panas yang dipindahkan = 146748,841 kkal/jam

= 582345,9142 Btu/jam

L = panjang cooler

D = diamater

G = kecepatan udara1000 lb/jam.ft²

T2 T1

T3 T4

T1 = suhu udara = 30ºC = 86ºF

T2 = suhu udara keluar = 70ºC = 158ºF

T3 = feed masuk = 115ºC = 239ºF

T4 = feed keluar = 35ºC = 95ºF

T2 – T1

Nt =

∆ tm

158 – 86

∆ tm = = 48ºF

115

582345,9142

L = = 46,78 = 47 ft

0,4 x 1000 67,0 x 48

361

Cek harga L/D

L/D = 4 – 10 ft maka

L/D = 47/6 = 7,83 (memnuhi)

Perhitungan putaran rotary cooler:

N =D x

Vπ

Dimana:

N = jumlah putaran (rpm)

V = kecepatan peripheral (ft/menit)

D = diameter

Dari(Perry,edisi 3 hal 20 – 83) diketahui kecepatan peripheral rotary cooler

Antara 30 – 150 ft/menit didapatkan V= 80 ft/menit

80 ft/menit

N =

3,14 x 6ft

Dari(Perry,edisi 3 hal 20 – 83) diketahui harga N xD = 25 – 30 sehingga N xD

= 4,26 x 6 = 25,47 (memnuhi)

Perhitungan waktu tinggal(time of passage)

0,23 x L 0,6 x B x 1 x 6

Q = =

5 x N 9,0 x D F

Dimana:

Q = waktu tinggal

L = panjang Rd

362

S = slope (0 – 8 em/m atau 0 – 0,96 in/ft)

Diambil 0,5 in/ft 0,042 ft

N = kecepatan Rd

B = konstanta material = 5 Dp

G = kecepatan udara

25365300,0684

F = = 79,700

31810,3866

0,23 x 47 0,6 x 0,3101 x 47 x 1000

Q = +

0,042 x (4,246)² x 6 79,700

= 109,716 menit

Perhitungan jumlah flight

Jumlah flight = 2D – 3,5D (perry, edisi 3 hal 832)

Diambil = D/10

= 6/10 = 1,5 ft

Tabel radial flight didapatkan 0,5 in = 0,047 ft

Perhitungan daya motor

n(4,75 x Do x w) + (0,1925 x d w) + 0,33 x w

Hp =

1000

Dimana:

Hp = daya motor

363

N = jumlah putaran Rd = 1,5924 rpm

Di = diameter = 6ft tebal shell = 1/12

Do = diameter luar rotary cooler

= 6ft + (2 x 1/12) = 6,16 ft

Di = diameter riding ring

= Do + 2

= 6,16 ft + 2 = 8,16 ft

W = berat material

= (7% volume bagian dalam) x ρ produk

= (0,07

L xdix

4π x 54 lb/ft²)

= 1138,018 lb

W = berat total cooler

= berat shell + berat material +berat radial flight

π

Berat shell = ( Do² x Di² ) x L x ρ produk)

4

π

= x (16,6² x 6² ) x 47 x 54)

4

= 2410,7193 lb

Berat radial = n x L x h x t x ρ steel

= 15 x 47 x 6 x 0,0417 ft x 490 lb/ft

364

= 14405,7193 lb

W = 2410,7993 lb + 1138,018 lb + 14405,265lb

= 31221,2343 lb

5[(4,75 x 8,16 x 1138,018) + (0,1925 x 8,16 x 31221,2343) + (0,33 x 31221,2341)]

1000

84,51 hp = 85 hp

Spesifikasi:

Nama : Rotary Cooler

Fungsi : mendinginkan produk dari spray dryer

Type : Single shell inderect rotary cooler

Diameter : 6 ft

Panjang : 47 ft

Putaran : 4,246 Rpm

Waktu tinggal : 109,716 menit

Jumlah flight : 15 buah

Daya : 85 hp

Bahan konstruksi : carbon steel SA-240 grade M type 316

Jumlah : 1 buah

32. Blower (G-161)

Fungsi : Mengalirkan udara ke rotary cooler


Bahan : Cast iron

365

Dasar perhitungan:

144 x Q x (P1 –P2)

Power blower = (Perry edisi 5 hal 6-34)

33000

Dimana:

Q = rate volumetrik ft³/menit

P1 = tekanan masuk lb/m² = 14,7 Psia

P2 = tekanan keluar lb/m² = 17,60 Psia

Antara proses yang dibutuhkan = 32605,1414 lb/jam

Suhu = 30ºC

Udara pada 30ºC = 0,0729 lb/ft³ (gean koplis edisi 3 hal 866)

Rate massa udara

Rate volume udara =

ρ udara

32605,1414

=

0,0729

= 447258,4554 ft³/jam

= 7454,3075 ft³/menit

144 x 7454,3075 x (17,64 – 14,7)

Power blower =

33000

= 16,94

366

Efisiensi blower = 80 % (Ulrich, table 4-9, hal 120)

16,94

Power blower = = 21,175 Hp = 21 Hp

0,8

Efisiensi motor = 92 % (Ulrich, fig 42, hal 187)

21,175

Power motor = = 23,016 = 23 Hp

0,92

Spesifikasi:

Nama : Blower

Fungsi : Untuk mengalirkan udara kerotary cooler


Bahan : Cast iron

Daya : 23 hp

Bahan : Cast iron

Jumlah : 1 buah

33. Filter udara (H - 162)

Fungsi : Menyaring debu yang terbawah filter udara yang akan dimasukkan pada

blower

Type : Dry filter

H-131

367

Dasar perhitungan:

Rate = 12848,5897 kg/jam = 28326 lb/jam

Suhu = 30°C

ρ udara = 1,16758kg/m³

Perhitungan :

Kecepatan volumetrik

12848,5897 kg/jam

Q = = 11004,462m³/j = 6476,746 ft³/menit

1,16758 kg/m³

1 gram

Kadar debu dalam udara = (Perry edisi 6 th tabel 20-39 hal 20-

109)

1000 ft³

1 gram

Berat debu = x 6476,746 =6,477 grm/menit

1000 ft³

Menentukan jumlah filter

Dari perry edisi 6 th tabel 20-39 hal 20-109, didapat ukuran filter = 24 x 24 in

Kapasitas filter = 1000 ft³/menit

Qf 6476,746

= = = 6,477 = 7 buah

Kapasitas 1000

368

Spesifikasi

Fungsi = Menyaring debu yang terbawah filter udara yang akan

dimasukkan pada blower

Type = Dry filter


Ukuran = 24 x 24 in

Jumlah = 7 buah


34. Cyclone 2 (H-163)



Kapasitas: 113,6448 kg/jam = 250,5413 lb/jam

: perry edisi.5,hal 20-82

Udara = 35ºC = 555ºR

ρ gas = (BM udara/359) x (Po/Pi) x (To/Ti)

= (29/359) x (14,7/14,7) x (492/555) = 4888,8208 cuft/detik

rategas =126702/(0,072x3600) = 488,8208 cuft/detik

Kecepatan gas : 150 ft/detik (perry edisi 6,hal 20-86)

Penampang gas masuk: 488,8208 cuft/detik/150 = 3,26 ft² = 469,27 in²

AC = BC X HC

HC = 2 X BC

AC = BC X (2 X BC) = 2 XBC²

369

BC = (AC/2)² = (469,27/2) 5,0 = 15,3 in

HC = 2 X BC = 2 X 15,3 =30,6 in

DC = 4 X BC = 4 X 15,3 = 61,2 in

De = DC/2 = 61,2/2 = 30,6 in

LC = 2 X De = 2 x 30,6 = 61,2 in

SC = DC/8 = 61,2/8 = 7,65 in

ZC = 2 XDC = 2 X 61,2 = 122,4 in

JC = DC/4 = 61,2/4 = 15,3 in]

Penentuan tabel:

Ditetapkan: ∆ p =1,5 atm

Pop = 1,5 atm

P design = 1,5 x1,5 = 2,25 atm

Bahan konstruksi carbon steel SA – 201 grade Bdengan system sambungan

double welded butt joint,e = 80 % ; C = 0,125in ; f = 14550 Psia

Tebal shell ts = P . D / (2 . fe - P) + C

= (2.25 x 61,2) / (2 x 14550 x 0,8) – 2,25) + 0,125

= 0,2 in

Diambil tebal standart = ¼ in

Tebal head atas (flate plate)

D = DC/4

= 61,2/4 = 15,3 in

Th = d x (C x P/f) 2/1 - 0,125

= 15,3 x (0,162 x 2,25/14550) 2/1 - C

370

= 0,187 in

Diambil tebal standart = 3/16 in

Tebal head bawah(conisα = 60º)

M = DC – ts / 2 = 61,2 – 0,1875 / 2 = 61,89 in

Th = P.M/(2.f.e cos 60) + C

= (61,89 x 2,25) / (2 cos 60 x 14550 x 0,8) 0,125

= 0,13 in

Diambil tebal plate standart = 3/16 in

Spesifikasi:




Ukuran:


BC = 15,3 in ;DC = 61,2 in ;LC = 61,2 in

ZC = 122,4 in ;De = 30,6 in ;SC = 7,65 in

Tebal shell = ¼ in



Jumlah = 1 buah

35. Bucket elevator (J-164)


371


Dasar perhitungan

-massa = 9287,564050 kg/jam

ρ = 137,24 kg/m³

Direncanakan sebuah bucket elevator dengan:

Tinggi = 15 m (ulrich table,4-4 hal 71)


Kapasitas (untuk 100 lb/ft³) = 27 ton/jam

Ket speed = 225 ft/menit

Head shaft =

Head = 115/16 in

Tail = 111/16 in

Besar belt = 9 in

Tahap-tahap perancangan:

-Kecepatan Bucket elevator:

- Dimensi dan daya yang dibutuhkan

Perhitungan:

Denagan faktor keamanan 20 % (vilbrant, table 2-2 hal123) maka:

Kapasitas = 1,2 x 9287,564050 kg/jam = 0,1114 ton/jam

0,1114 ton/jam 127,727 lb/ft³

Kecepatan bucket = x x 225 ft/menit

27 ton/jam 100 lb/ft³

= 1,1875 ft/menit

372

0,1114 ton/jam 127,727 lb/ft³

daya total = x x 1,6 hp

27 ton/jam 100 lb/ft³

= 0,008 hp

0,008

Daya motor = = 0,009 hp = 0,5 hp

0,82

η motor = 82 % (peter and timmer haus,fig 14 hal 1521)

Klasifikasi



Alat = Bucket elevator

Kapasitas = 0,1114 ton/jam


Besar belt = 9 in

Kecepatan = 1,1875 ft/menit

Daya motor = 0,5 hp

Jumlah = 1 buah

36. Bin (H-165)



dengan α 120°

373

Perhitungan:

Bahan = Carbon steel SA-240 Grade B

Fallowable = 17500

Faktor korosi = 1/16

Type pengelasan = double welded butt joint (E = 0,8)

Feed mengisi bejana = 80 %

Perencanaan:

Massa bahan masuk = 9331,901 lb/jam

Densitas = 86,7 ft

Suhu operasi = 30ºC


Perhitungan:

a. Menentukan volume bin

massa bahan masuk

kecepatan volumetrik =

ρ

9796,047

= = 85,704 ft³/jam

114,3

Volume total = volume bahan + volume ruang kosong

= 85,704 ft³/jam + 0,2

85,704 ft³/jam

= = 107,13 ft³/jam

0,8

374

Asumsi Ls = 1,5. di

π . di³ π

Volume Bin = - x di².Ls

24tag1/2α 4

π . di³ π

107,13ft³ = - x (di)².(1,5.di)

24 tgα 4

107,13ft³ = 0,0755 di ³ + 1,1775 di³

di =4,34 ft = 52,09 in

Volumne produk dalam shell = Volume produk – Volume conis

Gv² . Fm ρ W

= 107,13 - ( )

Gc.Pv. ρ L ρ L

= 107,13 – 0,030 = 107,1 ft³

Volumne produk dalam shell

Tinggi bahan dalam shell (H) =

¼.π .di²

107,13

= = 7,242 ft

1/4 .3,14,4,34²

B. Menentukan tebal selinder:

ts = ( )pi0,6-iF2di-Pi

⋅⋅+ C

= ( )( )( )7,146,08,0175002

09,527,14⋅−⋅

+ 161

375

= 0,0547 in x1616 in =

1630,0 =

161 in

Standarisasi do:

Do = di + 2.ts

= 52,09 + 2 (1/16)

= 52,215 in

Dengan pendekatan keatas dari Brownell dan Young tabel 5-7, hal 91 didapatkan

harga

Do = 54 in

Icr = 48 in

R = 3 in

C. menetukan harga baru:

Di = do - 2.ts

= 54 - 2 (1/16) = 51,875 in

Menentukan harga Ls:

Ls = 1,5 . di

= 1,5 x 51,875 = 6,48 ft

Menentukan tebal tutup bawah berbentuk conis

Thb = ( ) 060cospi0,6-iF2di-Pi

⋅⋅+ C

Thb = ( )( )( ) 060cos7,146,08,0175002

875,517,14⋅−⋅

+ 1/16

= 0,054 in x1616 in =

1687,0 =

161 in

Meneutkan tinggi bin

376

Tinggi shell = ls 6,48 ft

Tinggi tutup bawah berbentuk conis:

Tg ½ α =550

QpWs ⋅

H =5,477,354

H = 0,645 ft = 7,74 in

Sehingga

tinggi bin = tinggi shell + tinggi tutup bawah

= 6,48 +7,74

= 14,22 ft = 170,64 in

Spesifikasi alat:

Nama : Bin produk



dengan α 120°

Kapasitas : 85,704 ft³/jam

Dimensi:

Di = 4,322 in

Thb = 1/16 in

Ts = 6,48 in

Hb = 7,74

H = 170,64

377

Bahan konstruksi = Carbon steel SA-240 Grade B

Jumlah = 1 buah

37. Gudang produk(F-166)



sudut 120º

Perhitungan:

Rate parfum = 478,2650 kg/jam

= 1054,4 lb/jam

ρ = 135 lb/ft² (Perry edisi 5 hal 3-91)

Suhu bahan masuk =30°C

Tangki produk dirancang untuk menampung bahan selama 8 jam

Perhitungan :

Produk yang ditampung = 1054,4 lb/jam x 8 jam

= 8435,2 lb

Volume produk =135

lb8435,2 = 624,83 ft 3


=α

π tg24di3⋅ +

4π di².Ls

624,83 =α tg24

di14,3 3⋅ +414,3 di².1,5

= 0,0755 di³ - 1.1775 di³

378

di = 9,66 ft = 110,02 in

Menentuikan tekanan design(P1)


= 624.83 – 0,0847(9,71)³

= 547,29 ft³


H = 2di½shellVolume

π

= 266,93,14½019,1206⋅⋅

= 16,46 ft = 197,56 in

Tekanan hidrostatif

Ph = ( )144

1-Hρ

= ( )144

146,16135 −

= 14,43 psia

P1 = 14,43 + 14,7 = 29,19 Psia

Menentuikan tabel shell(ts)

Ts = ( )pi0,6-iF2di-Pi

⋅⋅+ C

= ( )19,296,08,018750266,919,29

⋅−⋅− + 16

1

= 0.0188 in x1616 in =

16205,0 +

161 =

161 in

379

Standarisasi do:

Do = di – 2.ts

= 116,02– 2. (1/16)

Do = 116,145 in

Dengan pendekatran diatas didapat do baru:

Do = 120 in

Icr = 7 1/4in

R = 144 in

Perhitungan harga di baru:

Di = do-2.ts

= 120-2(1/16)

= 119,875 in = 9,98 ft


Vtangki =α

π tg24di3⋅

4π di².Ls

1213,07 = ( )60tg2498,914,3

414,3 (9,98)². Ls

Ls = 14,55 ft = 174,66 in

DiLs =

98,955,14 =1,46 < 1,5 memenuhi

Menentukan tebal tutup bagian atas berbentuk standart dish

Tha = ( )pi0,6-iF2dipi

⋅⋅⋅ + C

Tha = ( )( )( )19,296,08,0187502

98,919,29⋅−⋅

+ 1/16

380

= 0,0019 in x1616 in =

16031,0 +

161 =

161 in

Menentukan tinggi storage:

Ls = 14,55 ft = 174,66 in

Tinggi tutup atas berbentuk conis(H):

Tg ½ α =H

di.½

Tg ½ .45 =H.9,98½

H = 5,76 ft = 69,145 in

Tinggitangki = tinggi shell + tinggi tutup atas

= 14,55 + 5,76

= 20,31 ft = 243,72 in

Spesifikasi:

Nama : Storage Produk



sudut 120º

Dimensi:

Di = 119,875 in = 9,98 ft

Ts = 1/16 in

Ls = 174,66 in = 14,55 ft

Tha = 1/16 in

Tinggi tutup atas = 69.145 in = 5,76 ft

381


Bahan konstruksi= carbon stell SA 240 grade M type 316

Jumlah = 1 buah

382

APPENDIX D

UTILITAS

Setiap industri kimia mutlak harus harus mempunyai unit utilitas. Unit ini

merupakan penunjang berlangsungnya proses produksi utama sehingga kapasitas

produksi semaksimal mungkin dapat teratasi.

Utilitas pada pabrik Detergent meliputi unit – unit sebagai berikut :

1. Unit penyediaan steam

2. Unit pengolahan air

3. Unit pembangkit tenaga listrik

4. Unit penyediaan bahan bakar

5. Unit penyediaan pendingin

D.1. Unit Penyediaan Steam

Unit ini berfungsi menyediakan kebutuhan steam yang digunakan sebagai

pemanas pada Heater dan Sulfator. Jumlah steam yang dibutuhkan pada proses

pembuatan ini adalah :

Nama Peralatan Steam, Kg/jam

Sulfator (R – 210)

Heater (E – 530)

474,508600

2578,482555

Total kebutuhan steam 3052,99200

Jumlah kebutuhan steam = 3052,992000 kg/jam

= 6730,626 lb/jam

383

Dengan memperhitungkan faktor keamanan dan kebocoran maka

direncanakan steam yang dihasilkan adalah 1,1 kebutuhan steam normal, jadi

jumlah steam yang harus disediakan oleh Boiler :

1,1 x 6730,626 = 7403,689 lb/jam

Suhu feed water boiler = 250 0 C

Hf = 271,77 Btu/I (Smith Van Ness, tabel 9.1)

Steam yang dikehendaki (Saturated steam) pada suhu 250 0 C tekanan 39,77 Kpa.

h = 1180,25 Btu/lb (Smith Van Ness,App.C-3)

Faktor evaporasi = (h-hf)/970,3 (Savern,pers.173)

= (1180,25 – 271,77)/970,3

= 0,94

Air yang dibutuhkan = Equivalen evaportion

= [ms.(h – hf)]/970.3 (Savern, pers. 173)

Dimana :

ms = Massa steam yang dihasilkan oleh Boiler, lb/jam

h = Enthalpi steam, Btu/lb

hf = Enthalpi liquid, Btu/lb

Maka air yang dibutuhkan = 7403,689 x 0,94

= 6959,4786 lb/jam

= 33,46 m3/hari

Dianggap air yang harus ditambahkan (make up water) adalah 30%

0,3 x 6959,47 = 2087,84 lb/jam

384

Boiler horse power = [ms(hL-hf)] / (970,3x34,5) (Savern, pers. 172)

= [ 7403,689(1180,25-271,77)] / (970,3 x 34,5)

= 200,93 Hp

Kapasitas bolier :

Q = [ms(h L - hf)] /100 (Savern, pers. 171)

= [7403,689(1180,25 – 271,77)] 100

= 67261,034

Kebutuhan bahan bakar :

Mf = [ms(h L -hf)] / η x F (Savern, pers. 175)

Dimana :

= Effisinsi boiler, %

= Ditetapkan 80%

F = Nilai panas dari bahan bakar, Btu/lb

Digunakan bahan bakar fuel oil dengan nilai panas = 18500

btu/lb

Ms = Masa total dari bahan bakar, lb/hari

Mf = [7403,689(1180,25 – 271,77)] / (0,8 x 18500)

= 454,47 lb /jam

= 206,1441 l/jam

Luas pemanasan :

Untuk 1 Hp Boiler = 10 ft 2

Total luas pemanasan = 454,47 x 10 = 4544,7 ft 2

Spesifikasi

385

Nama : Boiler

Type : Fire – tube boiler

Luas pemanasan : 4544,7 ft 2

Kapasitas : 67621,034 Btu/jam

Rate steam : 7403,684 lb/jam

P = 39,77 KPa : T = 250 0 C

Rate feed water : 2087,841 lb/jam

Bahan bakar : Fuel oil

Rate bahan bakar : 454,47 lb/jam

Eff, Boiler : 80 %

Jumlah : 1 buah

D.2. Unit Pengolahan Air

Air merupakan elemen yang sangat penting dalam suatau industri kimia

demikian pula dengan pabrik detergen ini. Kebutuhan akan air direncanakan dapat

dipenuhi dari air sungai, namun air sungai ini harus diolah terlebih dahulu dalam

unit pengelolaan air agar layak dipakai.

Untuk menghemat pemakaian air maka dilakuakn sirkulasi. Adapun

penggunaan air dalam pabrik ini adalah:

1. Air sanitasi

2. Air pendingin

3. Air proses

4. Air umpan boiler

386

D.2.1. Air sanitasi

Air sanitasi digunakan untuk keperluan para karyawan dilingkungan

pabrik untuk komsumsi cuci, mandi, masak, laboratorium, dan lain-lain karena air

ini berhubungan dengan kesehatan, maka air sanitasi harus memenuhi standart

kualitas yaitu sebagai berikut:

a. Syarat fisis

− Suhu : Dibawah suhu kamar

− Warna : Tidak berwarna (jernih)

− Rasa : Tidak berasa

− Aroma : Tidak berbau

− Kekeruhan : < 1 mg SiO 2 / liter

b. Syarat kimia

− Tidak mengandung zat-zat organic maupun yang terlarut dalam air,

seperti PO 4 .Hg, Cu, Fe, dan sebagainya

− Tidak beracun (tidak mengandung zat-zat kimia)

c. Syarat bakteriologis

Tidak mengandung kuman maupun bakteri, terutama bakteri potogen.

Angka kuman dan bakteri harus nol. Untuk memenuhi persyaratan

terakhir, setelah proses penjernihan harus diberi desinfektan seperti chlor

can atau kaporit.

Kebutuhan air untuk pabrik detergen ini adalah:

Kebutuhan karyawan = 120 L/hari per orang (Standart WHO)

Jumlah karyawan yang menggunakan air sanitasi adalah 130 orang/hari

387

Jadi kebutuhan air untuk 190 orang karyawan setiap hari adalah:

= 190/3 x 120 kg/hari= 7600 l/hari = 316,7 l/jam

- Laboratorium, Taman Dan Keperluan Lain

Air untuk kebutuhan laboratorium, taman dan pemadam kebakaran

diperkirakan 50 % dari kebutuhan karyawan, Maka:

= 1,5 x 316,7 l/jam = 475,05 l/jam

Jadi kebutuhan air untuk karyawan, laboratorium dan pemadam kebakaran adalah:

= 316,7 + 475,05 = 791,75 l/jam.

Untuk pemadam kebakaran dan cadangan air diperkirakan 40 % excess,

sehingga total kebutuhan air sanitasi: = 1,4 x 791,75 l/jam = 1108,45 l/jam

D.2.2. Air pendingin

Air pendingin digunakan sebagai media pendingin pada peralatan sebagai

berikut:

Nama peralatan Air Kg/jam

Sulfonator (R – 110 )

Netralizer

667,1106

11024,6762

Total 11691,7868

Total kebutuhan air pendingin = 11691,7868 Kg/jam

= 28602,8832 kg/hari

Densitas air(ρ) pada suhu 30°C = 994,703 Kg/m³

Rate volume = 280602,8832/ 994,703

388

= 282,097 m³/hari

Dianggap air pendingin yang hilang akibat kebocoran adalah 10% dari kebutuhan

air pendingin total, yaitu:

= 10% x 11691,7868 kg/jam = 1169,1787 Kg/jam = 28,20 m3/hari

D.2.3. Air proses

Air keperluan ini harus memenuhi syarat agar air yang dipakai tidak

merusak ketel (boiler). Persyaratan adalah air tidak mengandung kation-

kation seperti Ca2+, Mg2+ dan anion-anion seperti SO42-,Cl-, SO3

2-.

Untuk itu diperlukan treatment secara sempurna:

Air yang diperlukan boiler = 6959,47 lb/jam

Air yang dapat dikembalikan = 0,7 x 6959,47 = 4871,629 lb/jam

Jadi air baru yang harus ditambah:

= 6959,47 – 4871,629

= 2087,841 lb/jam

= 947,038465 Kg/jam

Air yang harus disuplay:

= Air sanitasi + Air pendingin yang hilang + Air proses + Air umpan

boiler

= 1108,45 + 1169,1787 + 947,0385 + 6959,4786

= 12014,7125 l/jam

Peralatan Pada Unit Utilitas

389

1. Pompa Air Sungai (L-202)

Fungsi : Memompa air sungai ke Bak Sedimentasi

Type : Sentrifugal

Bahan : Cast iron

Perhitungan:

Rate aliran = 12014,7125 kg/j = 7,3590 lb/detik

Densitas air = 62,5 lb/ft2

Viskositas = 0,00054 lb/ft detik

Q =liq

Wρ

=5,62

359,7 = 0,1177 ft/detik

Diasumsikan Aliran Turbulen

ID Optimal = 3,9 x (Q)0,45 x ( ρ )0,13

= 3,9 x (0,1177)0,45x(62,5) 0,13

= 2,5489 in = 0,2124 ft

Diambil ID Optimal = 4 in Sch 80

Di Tabel 11 Kern diperoleh hal 844:

ID = 3,826 in = 0,3188 ft

OD = 4,5 in = 0,375 ft

a”=11,5 in2 = 0,07986 ft2

menghitung laju fluida dalam pipa

Laju alir fluida (V) ="a

Q = 2

3

07986,0/1177,0ftdtkft = 1,4738 ft/dtk

390

Pengecekan jenis aliran:

Nre =µ

ρIDxVx

= 410047,65,624738,13188,0

xxx

= 48562,0390 >2100 (Turbulen) (Geonkoplis, hal 49)

Jadi asumsi aliran turbulen memenuhi

Ditentukan:

Bahan Pipa : Cast Iron

Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 99 diperoleh:

€ = 0,00026

€/D = 0,0015

F = 0,009

Perhitungan friksi:

1.Kontrasi Tangki Ke Pipa

A2/A1 = 0, karena A1>>A2 pipa

Kc = 0,4(1,25-A2/A1)

= 0,4 (1,25-0)

= 0,5

Fc = Kcxgcv

2

2

= 0,5174,322

)44738,1( 2

x

= 0,0169 lbf/lbm

391

2. Friksi Pada Pipa Lurus

- Panjang pipa lurus (LI) = 150 ft

- Panjang ekivalen hambatan (Lc) berdasarkan Geankoplis 2nd Edition,

Hal 104 untuk valve fiting

Valve-fiting Jumlah Lc/D Lc(ft)

Elbow 90O 3 35 33,4775

Grate valve 2 9 5,7390

Globe valve 1 300 95,65

Total 134,8665

Perkiraan panjang pipa total = L1 + Lc = 150 + 134,8665 = 284,8665 ft

Ff =gcxID

vxLxfx 22

=174,323188,0

)4738,1(8665,284009,02 2

xxx

= 1,0858 lbf/lbm

3. Friksi Pada 3 Buah Elbow 90O

Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 104 didapat:

Kf = 0,75,maka:

Fs =gc

vxkfx 22

=174,32

)4738,1(75,02 2x

392

= 0,1013 lbf/lbm

Total friksi (Ft )= Fc + Ff + Fs =0,0169 +1,0858 +0,1013 = 1,2040 lbf/lbm

Menentukan kerja pompa

Berdasarkan persamaan Bernoulli,

Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft

Ditentukan ∆ Z = 20 ft

∆ P = 0 lb/ft,

α =1

g = 32,174

gc = 32,174 lbf/lbm

Sehingga:

Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft

=174,3212)4738,1( 2

xx +

174,32174,3220x + 0 + 1,2040

= 21,2377 ft lbf/lbm

Menentukan tenaga penggerak pompa

WHP =550

ρWfxQfx

=550

5,621177,02377,21 xx

= 0,2841 Hp

393

Efisiensi pompa = 20 % (Timmerhouse, Gambar 14-37, Hal 520)

BHP =η

WHP =20,0

2841,0 = 1,4203 Hp

Efisiensi motor (η m) 80 %

Daya pompa =η

BHP =80,0

4203,1 = 1,7753 2 Hp

Spesifikasi peralatan:

Daya pompa : 2 Hp

Type : Centrifuge pump

Bahan : Cash iron

Jumlah : 1 buah

2. Bak Skimer (F-205)

Fungsi : Memisahkan kotoran yang mengapung sekaligus sebagai bak

pengendapan awal

Bahan kontruksi : Beton bertulang

Perencanaan:

Laju alir = 25650,6038 kg/jam

ρ air pada 30 OC = 995,68 kg/m3

Lama pengendapan = 12 jam

Jumlah = 1 buah

Perhitungan:

Laju alir volumetrik = 3/9095,9956038,25650

mkgkmjam = 25,47622 m3/jam

394

Volume air = laju alir volumetrik x waktu pengendapan

= 25,47622 m3/jam x 12 jam

= 309,1464 m3

Direncanakan bak berisi 80 % liquida, maka:

Volume bak =8,0

1464,309 3m = 386,4330 m3

Bak berbentuk persegi panjang dengan ratio:

Panjang x Lebar x Tinggi = 5 x 3 x 2

Volume bak = 5 x 3 x 2 = 30 m3

Maka:

Volume bak = 30 x2

386,4330 = 30 x2

x = 2,3441 m

Jadi:

Panjang bak = 5 x 2,3441 = 11,7205 m

Lebar bak = 3 x 2,3441 = 7,0323 m

Tinggi bak = 2 x 2,3441 = 4,6882 m


Bahan = Beton bertulang

Jumlah = 1 buah

Panjang bak = 11,7205 m

Lebar bak = 7,0323 m

Tinggi bak = 4,6882 m

395

3. Pompa Skimmer (L-206)

Fungsi : Memompa air dari bak skimer ke bak clarifire

Type : Sentrifugal

Bahan : Cast iron

Perhitungan:

Rate aliran = 25650,6038 kg/jam = 15,7110 lb/detik

ρ air = 62,5 lb/ft3

µ = 0,9 cp = 6,047 x 10-4 lb/ft detik

Laju alir volumetrik =ρ

ratemassa

= 35,62det/7110,15

lbftiklb

= 0,2514ft3/dtk = 15,084 ft3/menit =112,8434 gpm

Diasumsikan aliran turbulen

ID = 3,9 x (Q)0,45 x ( ρ )0,13

= 3,9 x (0,2514)0,45 x (62,5)0,13

= 3,5864 in = 2989 ft

Diambil ID optimal = 4 in, sch 80

Dari Tabel 11 Kern, diperoleh:

ID = 3,826 in = 0,3188 ft

OD = 4,5 in = 0,375 ft

a” = 11,5 in2 = 0,07986 ft2

Menghitung Laju alir fluida dala pipa,V = Q/a”

396

= 2

3

07986,0/2514,0ftdtkft

= 3,1480 ft/dtk


Nre =µ

ρIDxVx

= 410047,65,621480,33188,0

xxx

= 103727,3028 >2100


Ditentukan:


Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 99 deperoleh

€ = 0,00026

€/D = 0,0015

f = 0,009

Perhitungan friksi:

1. Kontrasi Tangki Ke Pipa


Kc = 0,4(1,25-A2/A1)

= 0,4 (1,25-0)

= 0,5

Fc = Kcxgcv

2

2

397

= 0,5174,322

)1480,3( 2

x = 0,0770 lbf/lbm


Panjang pipa lurus (LI) = 50 ft

Panjang ekivalen hambatan(Lc) berdasarkan Geankoplis 2 nd Edition, Hal 104

untuk valve fiting


Elbow 90oc 3 35 33,4775



Total 134,8665

Perkiraan panjang pipa total =L1 + Lc = 50 +134,8665 = 184,8665 ft

Ff =IDxgcxfxLxv22

=174,323188,0

)1480,3(8665,184009,02 2

xxx

= 3,2149 lbf/lbm


Dari Geankoplis, Hal 104 didapat kf = 0,75, maka:

Fs =gc

xkfxv22

=174,32

)1480,3(75,02 2x

398

= 0,4620 lbf/lbm

Total friksi , Ft= Fc + Ff + Fs = 3,7539 lbf/lbm



Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft


∆ P = 0 lb/ft

α =1

g = 32,174

gc = 32,174 lbf/lbm

Sehingga:

Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft

=

174,3212)1480,3( 2

xx+

174,32

174,3220x + 0 + 3,7539 = 23,9079 ft lbf/lbm


WHP =550

ρWfxQfx

=550

5,622514,09079,23 xx

= 0,6830 Hp


BHP =η

WHP =2,0

6830,0 = 3,4150 Hp

399


Daya pompa =η

BHP =80,0

4150,3 = 4,2680 4,5 Hp

4. Tangki Clarifier (F-207)

Fungsi : Tempat terjadinya proses flokulasi yaitu proses pencampuran alum

(Al2(SO4)3.18H2O)

Bahan kontruksi : Beton bertulang

Perencanaan:

Laju alir = 25650,6038 kg/jam

ρ air pada 30 OC = 995,68 kg/m3


Jumlah = 1 buah

Rate alir Volumetrik = 3/9095,9956038,25650

mkgjam = 25,7622 m3/jam

Volume air = Rate Volumetrik x Waktu pengendapan

= 25,7622 m3/jam x 4 jam

= 103,0488 m3

Volume bak = 80 % Volume air

=8,0

0488,103 = 128,8110 m3

Alum yang dipakai sebanyak 30 % dari volume total air, dengan konsentrasi 80

ppm (0,08 kg/m3)

Jadi, kebutuhan koagulan =128,8110 m3 x 30 % x 0,08 kg/m3

400

= 3,0915 kg/jam

Dalam sehari alum yang dibutuhkan adalah

= 3,0602 x 24 = 74,1960 kg/jam

Volume tangki =41 x di2 x Ls ; Dimana Ls = 1,5 di

74,1960 = ¼ x di x 1,5 di

di = 5,8271 m

Ls = 1,5 x 5,8271 m = 8,7407 m

Spesifikasi Bak Clarifier

Bentuk : Silinder tertutup

Tinggi : 8,7407 m

Diameter : 5,8271 m

Bak ini dilengkapi dengan pengaduk sekat-sekat

6. Pompa Sand Filter (L-209)

Fungsi : Memompa air sungai dari tangki sand filter menuju bak air bersih

Type : Sentrifugal

Bahan : Cast iron

Perhitungan:



Viskositas = 0,9 cp = 6,047 x 10-4 lb/ft detik

Laju alir volumetrik =ρmassaRate

401

= 35,62det/7110,15

lbftiklb

= 0,2514 ft3/menit

=112,8434gpm


ID = 3,9 x (Q)0,45 x ( ρ )0,13

= 3,9 x (0,2514)0,45 x (62,5)0,13

= 3,5864 in = 2989 ft

Diambil ID optimal = 4 in, sch 80


ID = 3,826 in = 0,3188 ft

OD = 4,5 in = 0,375 ft

a” = 11,5 in2 = 0,07986 ft2

Menghitung Laju alir fluida dala pipa,V = Q/a”

= 2

3

07986,0/2514,0ftdtkft

= 3,1480 ft/dtk


Nre =µ

ρIDxVx

= 410047,65,621480,33188,0

xxx

= 103727,3028 >2100


402

Ditentukan:



€ = 0,00026

€/D = 0,0015

f = 0,009

Perhitungan friksi:

1. Kontrasi Tangki Ke Pipa


Kc = 0,4(1,25-A2/A1)

= 0,4 (1,25-0)

= 0,5

Fc = Kcxgcv

2

2

= 0,5174,322

)1480,3( 2

x

= 0,0770 lbf/lbm




untuk valve fiting

403


Elbow 90oc 3 35 33,4775



Total 134,8665

Perkiraan panjang pipa total =L1 + Lc = 50 +134,8665 = 184,8665 ft

Ff =IDxgcxfxLxv22

=174,323188,0

)1480,3(8665,184009,02 2

xxx

= 3,2149 lbf/lbm



Fs =gc

xkfxv22

=174,32

)1480,3(75,02 2x

= 0,4620 lbf/lbm

Total friksi , Ft= Fc + Ff + Fs = 3,7539 lbf/lbm



Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft

404


∆ P = 0 lb/ft

α =1

g = 32,174

gc = 32,174 lbf/lbm

Sehingga:

Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft

=

174,3212)1480,3( 2

xx+

174,32

174,3220x + 0 + 3,7539 = 23,9079 ft lbf/lbm


WHP =550

ρWfxQfx

=550

5,622514,09079,23 xx

= 0,6830 Hp


BHP =η

WHP =2,0

6830,0 = 3,4150 Hp


Daya pompa =η

BHP =80,0

4150,3 = 4,2680 4,5 Hp

6. Tangki Sand Filter (F-208)

Fungsi : Menghilangkan warna, rasa dan bau air sungai

Type : Tangki mendatar

405

Waktu tinggal : 0,5 jam

Rate aliran : 25650,6038 kg/jam

Densitas air : 995,68 kg/m3

Rate Volumetrik = 3/68,995/6038,25650

mkgjamkg

= 25,7622 m3/jam

Volume air = 25,7622 x 0,5 jam

= 12,8811 m3

Direncanakan air mengisi 80 % Volume tangki

Volume air dalam silinder = 80 % x 12,8811 = 10,3049 m3

Volume tangki = Volume padatan x Volume air

Volume ruang kosong = 0,2 x Volume air dalam silinder

= 0,2 x 10,3049 m3

= 2,0610 m3

Porositas =gkiVpadangVruangkoso

ngVruangkosotan+

Asumsi porositas bad = 0,4 maka

0,4 =gkiVolumepada tan0610,2

0610,2+

V padatan = 3,0915 m3

Volume total tangki = Volume padatan + Volume air

= 3,0915 + 12,8811

= 15,9726 m3

Bahan mengisi 80 % Volume tangki, maka:

406

Volume tangki =80,0

9726,15 = 19,9658 m3

V = ¼ x di2 x Ls

Ls = 1,5 di

19,9658 = ¼ x di2 x Ls x 1,5 di

di = 2,5687 m = 101,1297 in

Standarisasi di di Tabel 5.7B dan Y

ID Standart = 120 in

Ls = 1,5 x 120 = 180 in = 4,5721 m

Menentukan tinggi tutup

h = 0,196 di

= 0,196 x 120 in

= 23,52 in = 0,5974 m

Jadi panjang total tangki = Ls + h

= 4,5721 + 0,5974 m

= 5,1695 m

Spesifikasi Tangki Sand Filter:

Panjang = 5,1695 m

Diameter = 3,0480 m

Tutup = Standard dished

7. Bak Air Bersih (F-211)

Fungsi : Menampung air yang berasal dari sand filter

Waktu tinggal : 24 jam

407

Rate air : 25650,6038 kg/jam

Densitas air : 995,68 kg/m3


Rate Volumetrik = 3/68,995/6038,25650

mkgjamkg

= 25,7622 m3/jam

Volume air = 25,7622 x 24 jam = 618,2928 m3

Direncanakan

Jumlah: 1 buah

Bak berbentuk persegi panjang

Ukuran: Panjang x Lebar x Tinggi = 4 x 3 x 2

Volume air = 80 % Volume bak,

Maka:

Volume bak =8,02928,618

= 772,8660 m3

Luas = p x l x t = 24 m3

Volume bak = 24 x3

772,8660 = 24 x3

x = 2,3441 m

Maka:

Panjang bak = 4 x 2,3441 = 9,3764 m

Lebar bak = 3 x 2,3441 = 7,0323 m

Tinggi = 2 x 2,3441 = 4,6882 m

408


Spesifikasi peralatan


Jumlah = 1 buah



Tinggi = 4,6882 m

8. Pompa Demineralisasi (L-221)

Fungsi : Memompa air dari bak air bersih ke kation exhanger (D-210 A)

Tipe : Sentrifugal

Bahan : Cost iron

Perhitungan:


Densitas air = 62,5lb/ft3


Aliran Volumetrik =ρ

RateMassa

= 3/5,62/8195,3ftlbdtlb = 0,0611 ft3/dt

= 3,666 ft3/menit

= 27,4253 gpm

Diasumsikan aliran turbulen:

ID optimal = 3,9 x (Q)0,14 x ( )0,13

409

= 3,9 x (0,0611)0,14 x (62,5)0,13

= 1,8980 in

Diambil ID optimal = 2 in, Sch 80


ID = 1,939 in = 0,1616 ft

OD = 2,384 in = 0,1983 ft

a” = 2,95 in2 = 0,0205 ft2


Q

= 2

3

0205,0/0611,0

ftdtft

= 2,9805 ft/dtk


Nre =µ

ρIDxVx

= 410048,65,629805,21616,0

xxx

= 49781,7926 > 2100


Ditentukan :

Bahan pipa : Cost iron

Dari Geankoplis 2nd Edition, Hal 99 diperoleh:

€ = 0,00026

€/D = 0,0015

410

f = 0,0005

Perhitungan friksi:

1. Kontraksi Tangki Ke Pipa

A2/A1 = 0, karena A1 tangki >> A2 pipa

Kc = 0,4 (1,25-A2/A1)

= 0,4(1,25-0)

= 0,5

Fc = Kcxgcv

2

2

= 0,5174,322

)9805,2( 2

x = 0,0690 lbf/lbm



Panjang ekivalen hambatan (Lc) berdasarkan Geankoplis 2nd,Hal 104 untuk valve

dan fiting.

Valve-Fiting Jumlah Lc/D Lc(ft)

Elbow 90O 3 35 16,9663

Gate valve 2 9 2,9085


Total 68,3498

Perkiraan panjang pipa total = L1+ Lc = 100 + 68,3498 = 168,3498 ft

Ff =DixgcxfxLxv22

411

=174,321616,0

)9805,2(3498,1680005,02 2

xxxx = 0,2876 lbf/lbm



Fs =gc

xkfxv22

=174,32

)9805,2(75,02 2xx = 0,4141 lbf/lbm

Total friksi, Ft = Fc + Ff + Fs = 0,7707 lbf/lbm



Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft


∆ P = 0 lb/ft

α =1

g = 32,174

gc = 32,174 lbf/lbm

Sehingga:

Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft

=

174,3212)9805,2( 2

xx+

174,32

174,3220x + 0 + 0,7707


412


WHP =550

ρWfxQfx

=550

5,620611,09087,20 xx = 0,1451 Hp


BHP =η

WHP =2,0

1451,0 = 0,7258 Hp


Daya pompa =η

BHP =80,0

7258,0 = 0,9073 1 Hp


Daya : 1 Hp


Bahan : Cash ison

Jumlah : 1 buah

9. Kation Exchanger (D-220 B)

Fungsi : Menghilangkan ion-ion positif yang menyebabkan kesadahan air. Resin

yang digunakan adalah hidrogen exchanger (H2Z), dimana tiap m3 H2Z

dapat menghilangkan 6500-9000 gram hardness.

Direncanakan : kapasitas 10000 gr kation/ m3 resin

Bahan kontruksi : Carbon Steel SA-240 Grade M Type 316.

Perhitungan:

Rate air = 6235,958 kg/jam =13747,7930 lb/jam = 3,8188 lb/dt

413

air = 62,5 lb/ft3

Rate Volumetrik =Air

AirRateρ

= 3/5,62/7930,13747

ftlbjamlb = 219,9647 ft3/jam = 3,6661 ft3/jam

= 22,8360 gal/jam

Direncanakan:

Bejana berbentuk silinder

Kecepatan air = 5 gpm/ft2

Tinggi bad = 3 m

Luas penampang tangki =AirKecepatan

VolumetrikRate

= 2/5gal/jam22,8360

ftgpm

= 5,095 ft2 = 0,5095 m2

Volume bad = Luas x Tinggi

= 0,5095 x 3 = 1,5285 m3

Diameter bad :

A = /4 x d2

1,5285 = /4 x d2

d = 1,3954 m

Direncanakan:

H/D = 3

H = 3 x D

414

= 3 x 1,3954

= 4,1862 m

Volume tangki = H x A

= 4,1862 x 0,5095

= 2,1329 m3

Asumsi: Tiap galon air mengandung 10 gram hardness, maka:

Kandungan kation = 22,8360 gpm x 1 jam x 10 gpm

= 228,3600 gram/jam

Dalam 1,5285 m3 H2Z dapat menghilangkan hardness sebanyak:

= 1,5285 m3 x 7500 grm/m3

= 11463,7500 x (1/451,329 g/lb) x 7000 gram/lb

= 177799,8976 gram

Umur resin =228,3600

8976,177799 = 776,5948 jam

Setelah 776,5948 jam, resin harus segera diregenerasi dengan menambahkan asam

sulfat atau asam klorida.

10. Anion Exchanger (D-210 A)

Fungsi : Menghilangkan ion-ion negatif penyebab kesadahan air

Bahan : Carbon steel SA-240 Gradew M Type 316

Anion Exchanger direncanakan berkapasitas 10000 g anoion /m3 resin

Perhitungan:

Rate air = 6235,958 kg/jam = 3,8360 lb/dtk

air = 62,5 lb/ft3

415

Rate Volumetrik =Air

AirRateρ

= 3/5,62/8195,3ftlbdtklb = 0,0611 ft3/dtk = 22,4253 gpm

Direncanakan:

Bejana berbentuk silinder

Kecepatan air = 5 gpm/ft2

Tinggi bad = 3 m

Luas penampang tangki =AirKecepatan

VolumetrikRate

= 2/54253,27

ftgpmgpm

= 5,4851 ft2

= 0,5095 m2

Volume bad = Luas x Tinggi

= 0,5095 x 3 = 1,5285 m3

Diameter bad :

A = /4 x d2

1,5285 = /4 x d2

d = 1,3954 m

Direncanakan:

H/D = 3

H = 3 x D

= 3 x 1,3954 = 4,1862 m

416

Volume tangki = H x A

= 4,1862 x 0,5095

= 2,1329 m3

Asumsi: Tiap galon air mengandung 20 gram hardness, maka:

Kandungan anion = Rate Volumetrik x jam x Kandungan air

= 22,4253 gpm x 1 jm x 20 gpm

= 448,5060 gpm/jam

Dalam 1,5285 m3 H2Z dapat menghilangkan hardness sebanyak:

= 1,5285 x 10000

= 15285 gpm

= 15285 gpm (451,329 lb) x 7000 gpm/lb

= 237066,5302 gpm

Umur resin =448,5060

5302,237066

= 528,57 jam = 529 jam

Setelah 529 jam, resin harus segera diregenerasi dengan menambahkan

asam sulfat atau asam klorida.

11. Bak Air Lunak (F-222)

Fungsi : Menampung air bersih untuk umpan air boiler dan air proses

Bahan : Beton bertulang

Perhitungan:

Rate aliran = 6235,9058 kg/jam

Densitas = 995,668 kg/m3

417


Rate Volumetrik =Densitas

aliranRate

= 3/668,995/9058,6235mkgjamkg

= 6,2630 m3/jam

Volume air = 6,263 m3/jam x 8 jam

= 50,1040 m3

Direncanakan

Jumlah bak : 1 buah


Panjang x Lebar x Tinggi = 5 x 3 x 2 = 30 m3

Maka:

Volume bak = 30 x2

386,4330 = 30 x2

x = 2,3441 m

Jadi:

Panjang bak = 5 x 2,3441 = 11,7205 m

Lebar bak = 3 x 2,3441 = 7,0323 m

Tinggi bak = 2 x 2,3441 = 4,6882 m



Jumlah = 1 buah


418



12. Pompa Deaerator (L-241)

Fungsi : Memompa air dari bak air lunak ke deaerator

Type : Sentrifugal

Bahan : Cast iron

Perhitungan:



Viskositas = 0,9 cp = 6,048 x10 -4lb/ft detik

Rate Volumetrik =ρmassaRate

= 3/5,62/6978,3ftlbdtklb

= 0,0592 ft3 /detik

=3,5520 ft3 /mnt

= 26,5725 gpm


ID optimal = 3,9 x (Q)0,45 x ( )0,13

= 3,9 x (0,0592)0,45 x (62,5)0,13

= 1,8706 in

Diambil ID optimal = 2 in Sch 80

419


ID = 1,939 in = 0,1616 ft

OD = 2,384 in = 0,1983 ft

a” = 2,95 in2 = 0,0205 ft2

Laju alir fluida (V) = Q/a”

= 2

3

0205,0/0592,0

ftdtkft

= 2,8878 ft/dtk


Nre =µ

ρIDxVx

= 410048,65,628878,21616,0

−xxx

= 48233,4711 >2100


Ditentukan:



€ = 0,00026

€/D = 0,0015

f = 0,0005

Perhitungan friksi:

1.Kontrasi Tangki Ke Pipa


420

Kc = 0,4(1,25-A2/A1)

= 0,4 (1,25-0)

= 0,5

Fc = Kcxgcv

2

2

= 0,5174,322

)8878,2( 2

x

= 0,0648 lbf/lbm




untuk valve fiting


Elbow 90O 3 35 16,9663



Total 68,3498


Ff =IDxgcxfxLxv22

=174,321616,0

)8878,2(3498,1680005,02 2

xxxx

= 0,2700 lbf/lbm

421


Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 104 didapat kf = 0,75,maka:

Fs =gc

xkfxv22

=174,32

)8878,2(75,02 2x

= 0,3888 lbf/lbm




Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft


∆ P = 0 lb/ft

α =1

g = 32,174

gc = 32,174 lbf/lbm

Sehingga:

Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft

=

174,3212)8878,2( 2

xx+

174,32

174,3220x + 0 + 0,7236



422

WHP =550

ρWfxQfx

=550

5,620592,08532,20 xx

= 0,1403 Hp


BHP =η

WHP =2,0

1403,0 = 0,7014 Hp


Daya pompa =η

BHP =80,0

7014,0 = 0,8768 1 Hp


Daya : 1 Hp


Bahan : Cash iron

Jumlah : 1 buah

13. Deaerator (D-242)

Fungsi : Menghilangkan gas impurities dalam air umpan boiler dengan injeksi

steam.

Type : Bejana horisontal

Bahan : Carbon Steel SA 240 Grade M Type 316

Perhitungan:

Rate = 6037,2981 kg/jam


423


Rate Volumetrik = 3/668,995/2981,6037mkgjamkg

= 6,0636 m3/jam

Volume air = Rate Volumetrik x Waktu tinggal

= 6,0636 m3/jam x 1 jam

= 6,0636 m3

Direncanakan air mengisi 80% Volume tangki

Maka:

Volume tangki =8,0

0636,6 = 705795 m3

Direncanakan bak berbentuk silinder dengan panjang L = 2D

Volume tangki = ¼ x x d2 x L

7,5795 =1/4 x x d2 x 2d

d =1,6901 m

L = 2 x d = 3,3802 m


Bentuk : Bejana horizontal

Diameter : 1,6901 m

Tinggu : 3, 3802 m

Bahan : Karbon steel

Bahan : Carbon Steel SA 240 Grade M Type 316

Jumlah : 1 buah

424

14. Pompa Boiler (L–243)

Fungsi : Memompa air dari deaerator ke boiler

Type : Sentrifugal

Bahan : Cast iron

Perhitungan:



Viskositas = 0,9 cp = 6,048 x10-4 lb/ft detik


RateMassa

= 3/5,62/7606,0ftlbdtklb

= 0,0122 ft3/detik

= 5,4761 gpm


ID optimal = 3,9 x (Q)0,45x( )0,13

= 3,9 x (0,0122)0,45x(62,5)0,13

= 0,9193 in



ID = 1,939 in = 0,1616 ft

OD = 2,384 in = 0,1983 ft

a” = 2,95 in2 = 0,0205 ft2


425

= 2

3

0205,0/0122,0

ftdtkft

= 0,5951 ft/dtk


Nre =µ

ρIDxVx

= 410048,65,625951,01616,0

−xxx

= 9939,6560 >2100


Ditentukan:


Dari Geankoplis 2nd Edition, Hal 99 diperoleh

€ = 0,00026

€/D = 0,0015

f = 0,0005

Perhitungan friksi:

1.Kontraksi Tangki Ke Pipa


Kc = 0,4(1,25-A2/A1)

= 0,4 (1,25-0)

= 0,5

Fc = Kcxgcv

2

2

426

= 0,5174,322

)5951,0( 2

x

= 0,0027 lbf/lbm

2.Friksi Pada Pipa Lurus


Panjang ekivalen hambatan(Lc) berdasarkan Geankoplis 2nd Edition, Hal 104

untuk valve dan fiting.

Valve-Fiting Jumlah Lc/D Lc (ft)

Elbow 90O 3 35 16,9663



Total 68,3498


Ff =IDxgcxfxLxv22

=174,321616,0

)5951,0(3498,1680005,02 2

xxxx

= 0,0115 lbf/lbm


Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 104 didapat, kf = 0,75,maka:

427

Fs =gc

xkfxv22

=174,32

)5951,0(75,02 2x

= 0,0165 lbf/lbm




Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft


∆ P = 0 lb/ft

α =1

g = 32,174

gc = 32,174 lbf/lbm

Sehingga:

Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft

=

174,3212)5951,0( 2

xx+

174,32

174,3220x + 0 + 0,0307

= 20,0362ft lbf/lbm


WHP =550

ρWfxQfx

428

=550

5,620122,00362,20 xx

= 0,0278 Hp


BHP =η

WHP =2,0

0278,0 = 0,1389 Hp


Daya pompa =η

BHP =80,0

1389,0 = 0,1736 0,5 Hp


Daya : 0,5 Hp


Bahan : Cash iron

Jumlah : 1 buah

15. Pompa Klorinasi (L-213)

Fungsi : Memompa air dari bak bersih ke bak klorinasi

Type : Sentrifugal

Bahan : Cast iron

Perhitungan:

Rate aliran = 549 kg/jam

= 0,3363 lb/detik




RateMassa

429

= 3/5,62/3363,0ftlbdtklb

= 0,0054 ft3/detik

= 2,4238 gpm


ID optimal = 3,9 x (Q)0,45x( )0,13

= 3,9 x (0,0054)0,45x(62,5)0,13

= 0,6369 in

Diambil ID optimal = 3/4 in sch 80


ID = 0,742 in = 0,0618 ft

OD = 1,50 in = 0,0875 ft

a” = 0,432 in2 = 0,003 ft2


= 2

3

003,0/0054,0

ftdtkft

= 1,800 ft/dtk


NRe =µ

ρIDxVx

= 410048,65,62800,10618,0

−xxx

= 11497,4368 >2100


430

Ditentukan:


Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 99 diperoleh

€ = 0,00026

€/D = 0,0015

f = 0,0005

Perhitungan friksi:



Kc = 0,4(1,25-A2/A1)

= 0,4 (1,25-0)

= 0,5

Fc = Kcxgcv

2

2

= 0,5174,322)8,1( 2

x

= 0,0252 lbf/lbm





431


Elbow 90O 3 35 6,4925



Total 26,1555


Ff =IDxgcxfxLxv22

=174,320618,0

)8,1(1555,760005,02 2

xxxx

= 0,1247 lbf/lbm

3. Friksi pada 3 Buah Elbow 90O


Kf = 0,75,maka:

Fs =gc

xkfxv22

=174,32

)8,1(75,02 2xx

= 0,1510 lbf/lbm




432

Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft


∆ P = 0 lb/ft

α =1

g = 32,174

gc = 32,174 lbf/lbm

Sehingga:

Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft

=

174,3212

)8,1( 2

xx+

174,32

174,3220x + 0 + 0,3009



WHP =550

ρWfxQfx

=550

5,620054,03513,20 xx

= 0,0125 Hp


BHP =η

WHP =2,0

0125,0 = 0,0624Hp


433

Daya pompa =η

BHP =80,0

0624,0 = 0,0781 0,5 Hp


Daya : 0,5 Hp


Bahan : Cash iron

Jumlah : 1 buah

16. Bak Klorinasi (F-214)

Fungsi : Sebagai tempat membersihkan air dari kuman dengan penambahan

gas Cl2 sebanyak 1 ppm.

Type: beton bertulang

Perhitungan:

Rate = 549 kg/jam



Rate Volumetrik = 3/668,995/549

mkgjamkg

= 0,5514 m3/jam

Volume bak = Rate Volumetrik x Waktu tinggal

= 0,5514 m3/jam x 24 jam

= 13,2336 m3

Direncanakan air mengisi 80% Volume tangki

434

Volume tangki =8,0

2336,13

= 16,542 m3

Direncanakan bak berbentuk persegi panjang dengan ratio:


Maka:

Volume bak = 30 x2

386,4330 = 30 x2

x = 2,3441 m

Jadi:

Panjang bak = 5 x 2,3441 = 11,7205 m

Lebar bak = 3 x 2,3441 = 7,0323 m

Tinggi bak = 2 x 2,3441 = 4,6882 m



Jumlah = 1 buah




17. Pompa Sanitasi (L-215)

Fungsi : Memompa air dari bak klorinasi ke bak air sanitasi

Type : Sentrifugal

Bahan : Cast iron

Perhitungan:

435


= 0,3363 lb/detik




RateMassa

= 3/5,62/3363,0ftlbdtklb

= 0,0054 ft3/detik

= 2,4238 gpm


ID optimal = 3,9 x (Q)0,45x( )0,13

= 3,9 x (0,0054)0,45x(62,5)0,13

= 0,6369 in

Diambil ID optimal = 3/4 in sch 80


ID = 0,742 in = 0,0618 ft

OD = 1,50 in = 0,0875 ft

a” = 0,432 in2 = 0,003 ft2


= 2

3

003,0/0054,0

ftdtkft

= 1,800 ft/dtk

436


NRe =µ

ρIDxVx

= 410048,65,62800,10618,0

−xxx

= 11497,4368 >2100


Ditentukan:


Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 99 diperoleh

€ = 0,00026

€/D = 0,0015

f = 0,0005

Perhitungan friksi:



Kc = 0,4(1,25-A2/A1)

= 0,4 (1,25-0)

= 0,5

Fc = Kcxgcv

2

2

= 0,5174,322)8,1( 2

x

= 0,0252 lbf/lbm

437






Elbow 90O 3 35 6,4925



Total 26,1555


Ff =IDxgcxfxLxv22

=174,320618,0

)8,1(1555,760005,02 2

xxxx

= 0,1247 lbf/lbm

3. Friksi pada 3 Buah Elbow 90O


Kf = 0,75,maka:

Fs =gc

xkfxv22

=174,32

)8,1(75,02 2xx

= 0,1510 lbf/lbm

438




Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft


∆ P = 0 lb/ft

α =1

g = 32,174

gc = 32,174 lbf/lbm

Sehingga:

Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft

=

174,3212

)8,1( 2

xx+

174,32

174,3220x + 0 + 0,3009



WHP =550

ρWfxQfx

=550

5,620054,03513,20 xx

= 0,0125 Hp


BHP =η

WHP =2,0

0125,0 = 0,0624Hp

439


Daya pompa =η

BHP =80,0

0624,0 = 0,0781 0,5 Hp


Daya : 0,5 Hp


Bahan : Cash iron

Jumlah : 1 buah

18. Bak Air Sanitasi (F-210)

Fungsi : Menampung air bersih untuk digunakan sebagai air sanitasi.

Type : beton bertulang

Perhitungan:


Densitas air = 995,668 kg/m3


Rate Volumetrik = 3/668,995/549

mkgjamkg

= 0,5514 m3/jam

Volume air = Rate Volumetrik x Waktu tinggal

= 0,5514 m3/jam x 24 jam

= 13,2336 m3

Direncanakan


440


Maka:

Volume bak = 30 x2

386,4330 = 30 x2

x = 2,3441 m

Jadi:

Panjang bak = 5 x 2,3441 = 11,7205 m

Lebar bak = 3 x 2,3441 = 7,0323 m

Tinggi bak = 2 x 2,3441 = 4,6882 m



Jumlah = 1 buah




19. Pompa Cooling Tower (L-231)

Fungsi : Memompa air dari bak air bersih ke cooling tower.

Type : Sentrifugal

Bahan : Cast iron

Perhitungan:


= 11,5552 lb/detik

441


Viskositas = 0,9 cp

= 6,048 x 10-4 lb/ft detik


RateMassa

= 35,62det/5552,11

lbftiklb

= 0,1849 ft3/dtk

= 82,9942 gpm


ID = 3,9 x (Q)0,45 x ( ρ )0,13

= 3,9 x (0,1849)0,45 x (62,5)0,13

= 3,1237 in



ID = 3,826 in = 0,3188 ft

OD = 4,5 in = 0,375 ft

a” = 11,5 in2 = 0,07986 ft2


Q

= 2

3

07986,0/1849,0ftdtkft

442

= 2,3153 ft/dtk


NRe =µ

ρIDxVx

= 410048,65,623153,23188,0

xxx

= 76289,6519 >2100 (Turbulen)


Ditentukan:

Bahan pipa : Cast Iron


€ = 0,00026

€/D = 0,0015

f = 0,009

Perhitungan friksi:

1. Kontrasi Tangki ke Pipa


Kc = 0,4(1,25 - A2/A1)

= 0,4 (1,25 - 0)

= 0,5

Fc = Kcxgcv

2

2

= 0,5174,322

)3153,2( 2

x

443

= 0,0416 lbf/lbm



Panjang ekivalen hambatan(Lc) berdasarkan Geankoplis 2 nd Edition, Hal

104 untuk valve dan fiting.


Elbow 90O 3 35 33,4775



Total 134,8665

Perkiraan panjang pipa total = L1 + Lc = 100 +134,8665 = 234,8665 ft

Ff =IDxgcxfxLxv22

=174,323188,0

)3153,2(8665,234009,02 2

xxx

= 2,2094 lbf/lbm


Dari Geankoplis, Hal 104 didapat:

Kf = 0,75,maka:

Fs =gc

xkfxv22

444

=174,32

)3153,2(75,02 2x

= 0,2499 lbf/lbm




Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft


∆ P = 0 lb/ft

α =1

g = 32,174

gc = 32,174 lbf/lbm

Sehingga:

Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft

=

174,3212)3153,2( 2

xx+

174,32

174,3220x + 0 + 2,5009



WHP =550

ρWfxQfx

=550

5,621849,05842,22 xx

= 0,4745 Hp

445


BHP =η

WHP =2,0

4745,0 = 2,3726 Hp


Daya pompa =η

BHP =80,0

3726,2 = 2,9658 3 Hp


Daya : 3 Hp


Bahan : Cash iron

Jumlah : 1 buah

20. Pompa Air Ke Alat (L-233)

Fungsi : Memompa air dari cooling tower ke peralatan.

Type : Sentrifugal

Bahan : Cast iron

Perhitungan:


= 11,5552 lb/detik




RateMassa

446

= 35,62det/5552,11

lbftiklb

= 0,1849 ft3/dtk

= 82,9942 gpm


ID = 3,9 x (Q)0,45 x ( ρ )0,13

= 3,9 x (0,1849)0,45 x (62,5)0,13

= 3,1237 in



ID = 3,826 in = 0,3188 ft

OD = 4,5 in = 0,375 ft

a” = 11,5 in2 = 0,07986 ft2


Q

= 2

3

07986,0/1849,0ftdtkft

= 2,3153 ft/dtk


NRe =µ

ρIDxVx

= 410048,65,623153,23188,0

xxx

= 76289,6519 >2100 (Turbulen)


447

Ditentukan:



€ = 0,00026

€/D = 0,0015

f = 0,009

Perhitungan friksi:



Kc = 0,4(1,25 - A2/A1)

= 0,4 (1,25 - 0)

= 0,5

Fc = Kcxgcv

2

2

= 0,5174,322

)3153,2( 2

x

= 0,0416 lbf/lbm




untuk valve dan fiting

448


Elbow 90O 3 35 33,4775



Total 134,8665

Perkiraan panjang pipa total = L1 + Lc = 100 +134,8665 = 234,8665 ft

Ff =IDxgcxfxLxv22

=174,323188,0

)3153,2(8665,234009,02 2

xxx

= 2,2094 lbf/lbm



Kf = 0,75,maka:

Fs =gc

xkfxv22

=174,32

)3153,2(75,02 2x

= 0,2499 lbf/lbm




449

Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft


∆ P = 0 lb/ft

α =1

g = 32,174

gc = 32,174 lbf/lbm

Sehingga:

Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft

=

174,3212)3153,2( 2

xx+

174,32

174,3220x + 0 + 2,5009



WHP =550

ρWfxQfx

=550

5,621849,05842,22 xx

= 0,4745 Hp


BHP =η

WHP =2,0

4745,0 = 2,3726 Hp


450

Daya pompa =η

BHP =80,0

3726,2 = 2,9658 3 Hp


Daya : 3 Hp


Bahan : Cash iron

Jumlah : 1 buah

21. Pompa Air Proses (L-223)

Fungsi : Memompa air dari bak air lunak ke peralatan proses.

Type : Sentrifugal

Bahan : Cast iron

Perhitungan:


= 0,1229 lb/detik


Viskositas = 0,9 cp

= 6,048 x 10-4 lb/ft detik

Aliran volumetrik =ρ

RateMassa

= 35,62/1229,0

lbftdtlb

= 0,00197 ft3/dtk

= 0,8842 gpm

451


ID optimal = 3,9 x (Q)0,45 x ( ρ )0,13

= 3,9 x (0,00197)0,45 x (62,5)0,13

= 0,4046 in

Diambil ID optimal = 3/8 in, Sch 80


ID = 0,423 in = 0,03525 ft

OD = 0,675 in = 0,05625 ft

a” = 0,141 in2 = 0,00097917 ft2


Q

= 2

3

00097917,0/00197,0ftdtkft = 2,0119 ft/dtk


NRe =µ

ρIDxVx

= 410048,65,620119,203525,0

xxx

= 7330,0268 >2100


Ditentukan:



€ = 0,00026

452

€/D = 0,0015

f = 0,0005

Perhitungan friksi:


A2/A1 = 0, karena A1 tangki >>A2 pipa

Kc = 0,4(1,25 - A2/A1)

= 0,4 (1,25 - 0)

= 0,5

Fc = Kcxgcv

2

2

= 0,5174,322

)0119,2( 2

x

= 0,0314 lbf/lbm




untuk valve dan fiting


Elbow 90O 3 35 3,70125



Total 14,9108

453


Ff =IDxgcxfxLxv22

=174,3203525,0

)0119,2(9108,1140005,02 2

xxxx

= 0,4101 lbf/lbm



Kf = 0,75,maka:

Fs =gc

xkfxv22

=174,32

)0119,2(75,02 2x

= 0,1887 lbf/lbm




Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft


∆ P = 0 lb/ft

α =1

g = 32,174

gc = 32,174 lbf/lbm

454

Sehingga:

Wf =

∆gc

V..2

2

α+

∆gc

gZ . +

∆ρP + Ft

=

174,3212)0119,2( 2

xx+

174,32

174,3220x + 0 + 0,6302



WHP =550

ρWfxQfx

=550

5,6200197,06931,20 xx

= 0,0046 Hp


BHP =η

WHP =2,0

0046,0 = 0,0232 Hp


Daya pompa =η

BHP =80,0

0032,0 = 0,0289 0,5 Hp


Daya : 0,5 Hp


Bahan : Cash iron

Jumlah : 1 buah

455

22. Cooling Tower (P-230)

Fungsi : mendinginkan air yang akan digunakan sebagai air pendingin.

Perhitungan:


= 11,5552 lb/detik


Rate Volumetrik = 35,62det/5552,11

lbftiklb = 0,1849 ft3/dtk = 82,9942 gpm

Suhu welb bulb udara = 25 OC = 77 OF

Suhu air masuk menara = 60 OC = 140 OF

Suhu air pendingin = 30 OC = 88 OF

Direncanakan : Tinggi tower = 10 m

Digunakan counter flow encluced draft cooling tower dari gambar 12-14 Perry

didapatkan konsentrasi air = 2,5 gpm

Luas yang dibutuhkan =gpm

gpm5,2

9942,82

= 33,1977 ft2

Luas = ¼ . . d2 (10/82,9942 )

33,1977 = ¼ . . d2 (10/82,9942 )

d = 18,7330 ft2

Dari gambar 12-15 Perry, diperoleh:

Standart power performance = 100 % diperoleh:

Hp Ton/ft3 tower area = 0,041 Hp/ ft2 x 33,1977ft2

= 1,3611Hp 2 Hp

456

D.3. Unit Penyediaan Listrik

Kebutuhan listrik pabrik Detergent Bubuk ini direncanakan disediakan oleh PLN

dan generator set. Tenaga listrik yang disediakan dipergunakan untuk

menggerakkan motor, penerangan, instrumentasi dan lainnya.

Perincian kebutuhan listrik:

- Peralatan proses produksi

- Penerangan pabrik

- Listrik untuk penerangan

a. Peralatan Proses Produksi

Pemakaian listrik pada proses produksi dapat dilihat dalam Tabel 8.1

No Kode Alat Nama Alat Jumlah Daya (Hp)

1 L - 112 Pompa 1 0,5

2 L - 115 Pompa 1 0,5

3 L - 121 Pompa 1 0,5

4 L - 123 Pompa 1 0,5

5 L - 131 Pompa 1 0,5

6 L - 132 Pompa 1 3,0

7 L - 141 Pompa 1 0,5

8 L - 151 Pompa 1 0,5

9 L - 155 Pompa 1 0,5

10 R-110 Sulfonator 1 0,5

11 R-120 Sulfator 1 0,5

12 M-140 Mixer 1 0,5

457

13 B-150 Spray Dryer 1 0,5

14 G-153 Blower 1 0,5

15 G-161 Blower 1 0,5

16 B-160 Rotary Cooler 1 0,5

Total 10,5

b. Daerah Pengolahan Air

Pemakaian listrik daerah pengolahan air dipabrik Detergent Bubuk dapat

dilihat dalam tabel 8.2

No Kode Alat Nama Alat Daya (Hp)

1 L-202 Pompa 2

2 L-206 Pompa 4.5

3 L-209 Pompa 4.5

4 L-221 Pompa 1

5 L-241 Pompa 1

6 L-243 Pompa 0.5

7 L-223 Pompa 0.5

8 L-213 Pompa 0.5

9 L-215 Pompa 0.5

10 L-231 Pompa 3

11 L-233 Pompa 3

458

12 P-230 Cooling tower 2

Total 23

Data total penggerak pada unit proses dan pengolahan air adalah:

= 10,5 + 23

= 33,5 Hp

= 33,5 x 0,7475 KW/Hp

= 25,0413 KW

c. Listrik Untuk Penerangan

Berdasarkan peraturan menteri kesehatan No. 7 Tahun 1964 tentang

syarat-syarat kesehatan dan kebersihan serta penerangan dalam tempat kerja,

dimana untuk area kerja yang dituntut tingkat ketelitian tinggi dalam waktu yang

lama, syarat intensif penerangan tiap m2 area kerja 500-1000 Lux atau sama

dengan 500-1000 Lumen/m2.

Adapun luas pabrik yang memerlukan penerangan dapat dilihat dalam tabel 8.3

No Bangunan Luas (m2) Luas (ft2)

1 Pos jaga 30 322.9095

2 Taman 50 538.1825

3 Parkir 100 1076.365

4 Kantor 825 8880.011

5 Perpustakaan 140 1506.911

6 Kantin 50 538.1825

7 Mushola 50 538.1825

459

8 Poliklinik 50 538.1825

9 Pos timbangan 30 322.9095

10 Laboratorium 250 2690.913

11 Gudang produk 300 3229.095

12 Gudang bahan bakar 50 538.1825

13 Toilet 8 86.1092

14 Listrik/generator 120 1291.638

15 PMK 250 2690.913

16 Boiler 150 1614.584

17 Bengkel 150 1614.584

18 Ruang proses 1000 10763.65

19 Ruang serba guna 140 1506.911

20 Perluasan 3200 34443.68

21 Pengolahan air 900 9687.285

22 Jalan 1500 16145.48

23 Garasi 150 1614.584

24 Limbah 250 2690.913

Total 9743 104870.3577

Untuk taman, timbangan, halaman, unit pengolahan air, unit pengolahan

limbah menggunakan lampu mercury 250 watt dengan ouput lumen 1000.

Kebutuhan limen berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan No. 7 Tahun 1964

adalah:

460

Lumen = Luas area x Lux

= 2730 x 1000

= 2730000 Lumen

Kebutuhan lampu mercury untuk penerangan taman, timbangan, halaman, jalan,

unit pengolahan limbah, unit pengolahan air adalah:

Jumlah lampu =LumenOutput

Lumen

=10000

2730000

= 273 buah lampu

Untuk area lainnya, kebutuhan penerangan dipenuhi dengan menggunakan lampu

TL 50 watt yang memiliki out lumen 2500

Kebutuhan lumen = Luas area x Lux

= 6613 m2 x 700

= 4629100 lumen

Kebutuhan lampu TL untuk penerangan area:

Jumlah lampu =LumenOutput

Lumen

=2500

4629100

=1851,64 buah 1852 buah lampu

Kebutuhan listrik untuk penerangan:

= Jumlah lampu x Daya lampu

= (273x250 watt) +(1852 x 50 watt)

= 160850 watt

461

Kebutuhan listrik untuk alat laboratorium = 1500 watt

Kebutuhan listrik untuk peralatan bengkel = 2000 watt

Kebutuhan listrik untuk keperluan lain = 2000 watt

Jadi total kebutuhan listrik penerangan = 160850 watt +1500 +2000+2000

= 166350 watt

=166,35 KW

Jadi total kebutuhan listrik pabrik Detergent Bubuk adalah:

= Listrik proses dan pengolahan + Listrik untuk penerangan

= 25,0413 KW +166,35 KW

= 191,3913 KW

Untuk memenuhi kebutuhan listrik direncnakan listrik dipenuhi dari PLN sebesar

166,35 KW dan dari generator sebesar 25,0413 KW

Untuk itu power yang harus dibangkitkan dari generator:

=generatorfaktorPower

listrikDaya

=%75

0413,25 KW

= 33,3884 KW (33,3884 KVA)

Jadi daya yang harus dihasilkan oleh generator =33,3884 KVA

D.4. Unit Penyediaan Bahan Bakar

Jenis bahan bakar yang digunakan adalah solar (diesel oil)

a. Perhitungan kebutuhan bahan bakar

- Densitas ( ) = 55 lb/cuft = 0,881 kg/liter

462

- Heating volue solar = 19000 btu/lb

Bahan bakar untuk boiler = 206,1441 l/jam

Bahan bakar untuk generator

- Daya generator = 33,3884 KVA,

Dimana 1 KVA = 3412,154 btu/jam

- Daya generator perhari = 33,3884 x 3412,154 x 24 jam

= 113926,3626 btu/hari

- Efisiensi generator = 80 %

Bahan bakar yang dibutuhkan =%801900703,2734232

x

=74,9516 lb/jam

= 33,9917 L/jam

Total kebutuhan bahan bakar = 206,1441 L/jam + 33,9917 L/jam

= 240,1358 L/jam

b. Tangki bahan bakar

Fungsi : Menampung bahan bakar selama 10 hari

Type : Fixed roof vertical tank

Bahan : High alloy stell SA 240 grade A

Waktu tinggal : 10 hari

Volume bahan bakar = 19775,0992 liter/hari

Dalam 10 hari = 19775,0992 liter/hari x10

= 197750,992 liter

= 197,7510 m3/hari

Tangki dibagi menjadi 2 buah, maka volume tangki = 98,8755 m3/hari

463

Bahan bakar mengisi 80 % volumetotal tangki, maka”

Volume tangki =%80

8755,98

= 123,5944 m3

V tangki = ¼ x x d2 x 1,5 d

123,5944 = ¼ x 3,14 x d2 x 1,5 d

123,5944 = 1.1775 d3

d = 4,7171 m = 15,4768 ft =185,7216 in

H = 1,5 x 4,7171 = 7,0757m= 23,2154 ft= 278,5848 in

Standarisasi di (Brownell and young App E, Hal

347)

Diperoleh:

di standar = 60 in

H standar = (1,5 x 60) in = 90 in

Menentukan tebal tangki

ts =)6,0(2 xpifxEx

pixdi−

+C

Dari (Brownell and young, diperoleh:

- f = 15600 Psi

- E = 0,85

- di = 60 in

- C = 2/16

- Pi = 55 lb/ft2 x 23,2154 ft

= 1276,847 lb/ ft2

464

= 8,8670 lb/in2

ts =)8670,86,085,015600(2

608670,8xxx

x−

+162

=)8670,86,085,015600(2

02,532xx −

+162

=16325,0 +

162 in

=16325,2

163 in

Jadi tebal silinder =163 in

Menentukan tebal tutup:

t =α2/1cos)6,0(2 XxpifxEx

pixdi−

+ C

=60cos)8670,86,085,015600(2

608670,8xxx

x−

+162

=16651,0 +

162 in

=16651,2

163 in

D.5. Unit Penyediaan Refrigent

Refrigant yang dipakai adalah dowthern A. kebutuhan dowthern pada

pabrik Detergent Bubuk pada tabel dibawah ini:

Nama alat Kode alat Dowtherm A (kg/jam)

Reaktor R – 110 693,7879

465

Cooler I E - 121 4238,283

Jumlah 4932,072

Make up dowtrerm yang disebabkan adanya kebocoran 10 % sehingga

kebutuhan dowtrerm A : 5425,279 Kg/jam.

1. Tangki Dowtherm

Fungsi = Menyimpan dowtherm A sebagai refrigerant pada

reactor, dan cooler.

Type = Fixed roof

Bahan = High Alloy Stell SA – 240 grade A

Massa dowtherm A = 5425,279 Kg/jam

Densitas dowtherm = 64 lb/ft 3

a. Menghitung volume tangki

Volume dowtherm yang di tampung untuk satu tangki

= 3787,7)2464(2046,2279,5425 ft

xx

=

Tangki terisi liquida 80 % maka :

V t = 3733,98,0

787,7 ft=

b. Menghitung dimensi tangki

Volume total = volume silinder + volume konical

Sudut tutup konical (α ) = 120 0 , maka :

466

V t =

+

α

ππ

21244

32

tgd

xlsd ii

9,733 =

+

60245,1

4

32

tgd

dxd iii

ππ

9,733 = 1,1775 di 3 + 0,0755 di 3

9,733 = 1,2530 di 3

Di = 1,669 ft = 20,034 in

Bahan yanng digunakan High Alloy Sa – 240 grade A

F = 16.250 faktor pengelasan DWBJ (E = 0,8) ; C = 1/16

c. Menentukan tebal silinder

t s = CPEf

xdP

i

ii +− )06.(2

t s =163

161

)6,0.(2034,207,14

=+− iPEf

x

OD = di + 2 ts

= 20,034 – 2(3/16) = 19,659 in

hb = intgtg

d 675,560

)659,19(2/12/1

2/1==

α

1s = 1,5 di = 1,5 (19,659) = 29,488 in

H = hb + 1s

H = 5,675 + 29,488 = 35,163 in

d. Menentukan tebal tutup

t ha = CPEfxdP

i

ii +− α2/1cos)6,0.(2

467

t s =162

161

60cos)7,146,08,0.250.16(2034,207,14

=+− xx

2. Pompa Dowtherm

Fungsi = mengalirkan Dowtherm A menuju peralatan proses

Rate massa = 5425,279 Kg/jam

= 42,907lb/det

Densitas = 64 lb/ft³

Viskositas : 0,0002 lb/ft.s

Rate volumetrik:

Q =ρm

Q = 3/64/9807,42

ftlbslb = 0,067

Q = gpmmenit

xft

galxs

ft 904,300det60481,7067,03 =

Id optimum = 3,9 x Q 45,0 x ρ 13,0

= 3,9 x (300,904) 45,0 x (64) 13,0

= 5,594 in

Dari kern, table 11 hal 844 didapat ukuran IPS Sch 40

Od = 6,625in = 0,552 ft

Id = 6,065 in = 0,201 ft

A = 28,900ft² = 0201 ft²

kecepatan aliran (V)

V =AQ

468

V = 2

3

201,0/067,0

ftsft = 3,340 ft/s

Cek aliran dengan bilangan Reynolds (N Re )

N Re =µ

ρ..VID = 38,5402690002,0

64340,3505,0=

xx

NRe > 2100 maka aliran turbulen

Pipa:

Pipa lurus = 200 ft

Elbow 90°, sebanyak 4 buah

L/D = 35 in (Gean koplis,2th edition hal

104)

L elbow = 35.ID

= 4x35 x0,505 = 70,08 ft

Gate valve sebanyak 2 buah

L/D = 9 in (Gean koplis,2 th edition hal 104)

L elbow = 9 ID

= 2 x 9 x 0,505 = 9,098 ft

Globe valve sebanyak 2 buah

L/D = 300 in (Gean koplis,2 th edition hal

104)

L elbow = 300 ID

= 2 x 300 x 0,505 = 153,400 ft

Panjang total pipa:

469

L Total = 200 + 70,08 ft + 9,098 ft + 153,400 ft

= 432,578 ft

Bahan yana digunakan : commersial steel

Dari Fig14.2 hal 642 “ petter dan Timmerhaus”

e = 0,00015 ; e/D = 0,0009 ; f = 0,008

Friction loss:

F f = ( ) ftx

xxxIDg

LVf

c

748,4505,02,32

578,432340,3008,02,

...2 22

==

Friksi yang bekerja pada konstruksi dan pembesaran (F 2 )

Ff = ftxx

xxg

VVf

c

243,02,3212

)340,3()340,3()405,0(2..2

..2 2222

=+

=+

α

Ketinggian head ( ∆ Z) = 30 ft

Beda ketinggian ( ∆ P) = 0 Psia

Faktor turbulen (α ) = 1

Sehingga friksion loss total ( ∑ F):

∑ F = 4,748 + 0,243 = 4,991 ft

Menghitung kerja pompa dengan persamaan Bernoulli:

W = Z∆ +cg

V..2

2

α∆ + FP ∑+∆

W = 30 + lbmflbft /..1642,35991,402,32.1.2

)340,3( 2

=++

Power pompa:

WHP = 741,2550

6467,01642,35550

..==

xxQW ρ HP

470

Dari fig 14.37,hal 520 “Petter dn timmerhaus”,efesiensi pompa 30%

BHP = =η

WHP30.0741,2 = 9,144 Hp

Dari fig 14.37,hal 521 “Petter dn timmerhaus”,efesiensi pompa 80%

Daya = 4230,1180,0

144,9==

ηBHP Hp

Jumlah : 2 buah (1 cadangan)

Bahan : commersial steel

Jenis : centrifugal pump

Daya : 12 HPs

471

APPENDIKS

PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI

E.1. Indeks Harga

Penafsiran harga peralatan setiap tahn mengalami perubahan sesuai dengan

kondisi perekonomian yang ada. Untuk penafsiaran harga peralatan, diperlukan

indeks yang dapat digunakan untuk mengkonveksi harga peralatan pada tahun

yang lalu, sehingga diperoleh harga peralatan tahun ini. Persamaan yang dapat

digunakan antara lain:

a. Tafsiran harga saat ini

X = CkK

X

II (Peter and Timmerhaus hal 164)

Dimana:

X = Tafsiran harga alat saat ini.

Ck = Tafsiran harga pada tahun yang lalu.

Ix = Indeks harga saat ini.

Ik = Indeks harga tahun k.

b. Tafsiran harga alat pada kapasitas yang bebeda

Digunakan untuk menafsirkan harga alat yang sama dengan

kapasitas yang berbeda.

n

B

ABA C

CVV

= (Peter and Timmerhaus hal 169)

Dimana:

VA = Harga A

472

VB = Harga alat B

CA = Kapasitas alat A

CB = Kapsitas alat B

n = Eksponen harga alat

pada Pra Rencana Pabrik Bubuk Detergent ini harga peralatan didasarkan

pada Peters and Timmerhaus dan Ulrich, G.D. yang terlihat pada tabel berikut:

Tabel E.1. Indeks Harga Alat Pada Tahun Sebelum Evaluasi

No Yi Xi Xi2 Xi.Yi

11 1985 325 105625 645125

12 1986 318 101124 631548

13 1987 324 104976 643788

14 1988 343 117649 681884

15 1989 355 126025 706095

16 1990 356 126736 708440

11.925 2.021 682.135 4.016.880

Sumber: Peters and Timmerhaus hal 163

a =( )( ) ( )( )

( ) ( )22

2

∑∑∑∑∑∑

−

×−

XiXin

YiXiXiXiYi

= ( )( ) ( )( )( ) ( )

0882,1953021.2682.1356

4.016.8802.021682.13511.9252 =

−−

b =( ) ( )( )

( ) ( )22 ∑∑∑∑∑

−

−×

XiXin

XiYiYiXin

473

= ( ) ( )( )( ) ( )

1022,0012.2135.6826

021.2925.114.016.88062 =

−−

Kenaikkan harga tiap tahun merupakan fungsi linier, tahun dan indeks

harga tahun yang merupakan persamaan garis lurus, sehingga:

Y = a + bX

Dimana:

a = Konstanta

b = Gradien

Y = Tahun

X = Indeks harga

Indeks harga tahun 2010 adalah:

2010 = 1953,0882+ 0,1022 . X

X = 556,8689

E.2. Penafsiran Harga Peralatan

Dengan menggunakan rumus-rumus diatas, didapatkan harga peralatan

proses seperti terlihat dari tabel E.2. (Tabel Harga Peralatan Proses), dan tabel

E.3.(Tabel Harga Peralatan Utilitas). Dengan menggunakan persamaan umum:

Harga saat ini =X tahunhargaIndeks

inisaathargaIndeks x Harga tahun X

Contoh perhitungan peralatan:

Nama alat : Pompa Centryfugal

Daya : 1 Hp

Bahan kontruksi : Carbon steel SA 283 Grade C

474

Dari Ulrich, fig. 5-49 hal 310 diperoleh:

FBM : 1

Cp : $ 3000

CBM : FBM × Cp

= $ 3000

Harga pompa tahun 1982 = $ 3000

Jadi harga pompa pada tahun 2010 adalah:

Harga pompa tahun = 1982 tahunHarga1982 tahunahargIndeks2010 tahunahargIndeks

×

= 3000$314

556,8689×

= $ 5320,4035

Tabel E. 2 Harga Peralatan Proses

No Nama Peralatan Harga/Unit

($)

Jumlah Harga Total

1

2

3

4

5

6

7

8

Sulfonator (R-110)

Tangki penampung larutan DDB (F-111)

Tangki penampung larutan Oleum (F-114)

Pompa 1 (L – 112)

Pompa 2 (L – 113)

Pompa 3 (L – 121)

Sulfator (R-120)

Tangki penampung larutan LA (F-122)

229.440

14.242

14.242

5320,4035

5320,4035

5320,4035

213670

14.288

1

1

1

1

1

1

1

1

22.9440

14.242

14.242

5320,4035

5320,4035

5320,4035

213670

14.288

475

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

Pompa 4 (L – 123)

Pompa 5 (L – 131)

Tangki Pengencer (M-133)

Pompa 6 (L – 141)

Pompa 7 (L – 150)

Tangki Mixer (M-140)

Tangki penampung Na-CMC (F-143)

Tangki penampung Na2SO4 (F-143)

Tangki penampung Na2SiO3 (F-143)

Tangki penampung Na2CO3 (F-143)

Tangki penampung Na5P3O10 (F-143)

Belt Conveyor (J-164)

Pompa 8 (L-151)

Spray Dryer (B-150)

Blower 1 (G-161)

Heater (E-152)

Cyclone 1 (H-157)

Screw Conveyor (J-158)

Rotary Cooler (B-160)

Cyclone 2 (H-163)

Tangki Penampung Parfum (F-166)

Pompa 9 (L-155)

Tangki Penampung Produk (F-166)

5320,4035

5320,4035

144250

8.154

8.154

144250

15.015

14.272

13.651

14.159

13.576

13017

8.154

130307

11.258

15.548

14.704

13.307

15906

14.704

14.876

7.616

14.159

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

5320,4035

5320,4035

144250

8.154

8.154

14.425

15.015

14.272

13.651

14.159

13.576

13017

8.154

130307

11.258

15.548

14.704

13.307

15906

14.704

14.876

7.616

14.159

476

32

33

34

35

36

37

38

Tangki NaOH (F-135)

Bin (H-134)

Bin (H-165)

Netralizer (R-130)

Mixer (M-140)

Filter Udara (H-154)

Filter Udara (H-162)

14.242

12.563

12.563

22644

14242

8.356

8.356

1

1

1

1

1

1

1

14.242

12.563

12.563

22644

14242

8.356

8.356

TOTAL 1.124.662,3

Tabel E.3. Harga Peralatan Utilitas

No Nama alat Harga/Unit ($) Jumlah Harga Total

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

Pompa

Bak Skimer

Tangki Clarifier

Tangki Sand Filtration

Bak air Bersih

Kation Exchanger

Anion Exchanger

Bak Air Lunak

Deaerator

Bak Klorinasi

Bak Air Sanitasi

5320,4035

4985

3301

4277

2.777

12526

12526

3.437

27017

7.465

2542

10

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

53204,035

4985

3301

4277

2.777

12526

12526

3.437

27017

7.465

2542

477

12.

13.

Cooling Tower

Boiler

42.667

75.683

1

3

42.667

227049

TOTAL 403.773

Harga Peralatan total = Harga peralatan proses + Harga peralatan utilitas

= $ 1.124.662,3 + $ 403.773

= $ 1.528.435,25

Asumsi: $1 = Rp.10.000,00

Dengan faktor keamanan (safety factor) sebesar 20%, maka:

Harga peralatan total = 1,2 × 1.528.435,25

= $ 1.834.122,3 = Rp 18.341.223.000

E.3. Biaya Bahan Baku

1. Bahan Baku Utama

− Larutan Dedocyl Benzene (DDB)

Kebutuhan per jam = 243,4975 kg

Densitas ( ρ ) = 0,8 g/cc

Harga perliter = Rp 6525

Biaya pertahun = Rp 10.066.771.044

− Larutan Oleum

Kebutuhan per jam = 226,134 Kg



478

Biaya pertahun = Rp 4.100.404.509,5

− Larutan Lauryl Alkhohol




Biaya pertahun = Rp 11.375.984.325,8

− Larutan NaOH



Harga /Kg = Rp 3850


2. Bahan pembantu

a. Builder

− Sodium sulfate(Na 2 SO 4 )


Harga /Kg = Rp 3100


− Sodium karbonat (Na 2 CO 3 )


Harga /Kg = Rp 5350


− Sodium trypolyphosphate (Na 5 P 3 O 10 )


479

Harga/ Kg = Rp 13.200


b. Bahan Aditive

− Sodium Carboxyl Methyl Cellulose (Na-CMC)


Harga /Kg = Rp 6825


− Sodium silikate Na 2 SiO 3 )


Harga kg = Rp 3250


c. Parfum


Harga Kg = Rp 305.275


Total harga bahan baku =Rp 125.419.025.001

E.4. Biaya utilitas

a. Air

Air yang diperlukan perhari = 12014,7125 m 3

Ongkos pengolahan air per m 3 = Rp 500

Total pertahun = Rp 42.051.493,75

b. Bahan bakar

Kebutuhan fuel oil = 240,1358 L/hari

480

Harga per liter = Rp 6000

Total pertahun = Rp 161.528.400

c. Listrik

Kebutuhan listrik = 191,3913 KWH

Biaya pemakaian per KWH = Rp 1000


d. Alum

Kebutuhan per hari = 74,1960 kg/bulan

Harga per kg = Rp 6000

Total per tahun = Rp 5.342.112

e. Resin

Kebutuhan per hari = 37,8255 kg/bulan

Harga per kg = Rp.6000


Biaya utilitas pertahun = Rp 274.804.570,25

3. Harga Tanah Dan Bangunan

Luas tanah = 8.040 m2

Luas bangunan pabrik = 7.040 m2

Harga tanah/m2 = Rp.100.000

Harga bangunan/m3 = Rp.150.000

Harga tanah dan bangunan = (8.040 × 100.000) + (7.040 × 150.000)

= Rp.1.860.000.000

481

4. Gaji Pegawai

Tabel E.4. Gaji Pegawai

No Jabatan Ju

ml

ah

Gaji/Bln

(Rp)

Total (RP)

1 Direktur utama 1 8.000.000 8.000.000

2 Menejer pabrik 1 7.000.000 7.000.000

3 Manajer administrasi 1 7.000.000 7.000.000

4 Sekretaris 2 2.500.000 5.000.000

5 Kepala litbang (R&D) 1 5.000.000 5.000.000

6 Staf litbang (R&D) 3 2.000.000 6.000.000

7 Kepala depertement 1 5.000.000 5.000.000

8 Staf QC 3 2.000.000 6.000.000

9 Kepala depertement produksi 1 2.500.000 2.500.000

10 Kepala depertement teknik 1 2.500.000 2.500.000

11 Kepala depertement pemasaran 1 2.500.000 2.500.000

12 Kepala depertement keuangan 1 2.500.000 2.500.000

13 Kepala depertement SDM & Humas 1 2.500.000 2.500.000

14 Kepala devisi produksi 1 2.500.000 2.500.000

15 Staf produksi 90 1.500.000 135.000.000

16 Kepala devisi gudang 1 2.500.000 2.500.000

17 Staf gudang 6 1.500.000 9.000.000

482

18 Kepala devisi utilitas 1 2.500.000 2.500.000

19 Staf utilitas 9 1.500.000 13.500.000

20 Kepala devisi bengkel& perawatan 1 2.500.000 2.500.000

21 Staf bengkel & perawatan 15 1.500.000 22.500.000

22 Kepala devisi penjualan 1 2.500.000 2.500.000

23 Staf penjualan 10 1.500.000 15.000.000

24 Kepala devisi pembukuan keuangan 1 2.500.000 2.500.000

25 Staf pembukuan keuangan 4 1.500.000 6.000.000

26 Kepala devisi penyediaan &

pembelanjaan

1 2.500.000 2.500.000

27 Staf penyediaan & pembelanjaan 6 1.500.000 5320,4035.000

28 Kepala devisi ketenaga kerjaan 1 2.500.000 2.500.000

29 Staf ketenaga kerjaan 5 1.500.000 7.500.000

30 Kepala devisi keamanan 1 2.000.000 2.000.000

31 Staf keamanan 18 1.000.000 18.000.000

Total 310.000.000

Total gaji pegawai = Rp. 310.000.000 x 12

= Rp. 3.720.000.000

E.5. Biaya Pengemasan

Pengemasan dilakukan tiap 1 Kg dan menggunakan kantong plastik dengan

harga Rp.250 /Kg

Kapasitas = 20.000 ton/tahun

483

= 2.525,2525 Kg/jam

Jumlah pengemasan pertahun = 2525.2525 = 19.999.999,8 kg/tahun

Biaya pengemasan = Rp.250 x 19.999.999,8 kg/tahun

= Rp 4.999.999.950

E.6. Perhitungan penjualan produk detergen

Kapasitas produksi = 19.999.999,8 Kg/tahun

Harga produk = Rp 8.000/Kg

Harga penjualan = 19.999.999,8 Kg/tahun x Rp 8.000

= Rp. 159.999.998.400

FC

FRC

WC

T C

LI

LC

CTWR

S

WP

CTW

SC

No SIMBOL KETERANGAN1 MASS FLOW2 TEMPERATUR3 ALIRAN LIQUID4 ALIRAN GAS5 ALIRAN PADATAN6 STEAM CONDENSAT7 COOLING TOWER WATER8 WATER PROSES9 STEAM

10 COOLING TOWER WATER RETURN11 TEKANAN (ATM)12 LEVEL CONTROL13 LEVEL INDIKATOR14 TEMPERATUR CONTROL15 WEIGTH CONTROLLER16 FLOW RATIO CONTROLLER17 FLOW CONTROLLER

DISETUJUIDOSEN PEMBIMBINGOLEH

YOHANES S. SAWU0305010023

JONSON STEFANUS0305010032

Ir. B. POERWADI, MS..

ZUHDI MA’SUM, ST.

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWIFLOW SHEET PRA RENCANA PABRIK BUBUK

DETERGENT DENGAN PROSES SULFONASI

WP

CTW

STEAM

11

1 11

1

1

1

1

1

1

1

1

1

CTWR

SC

1

1

1

F-143

F-114

F-111

F-135

F-122

F-156

300C

300C

300C

300C

300C

300C

550C

550C

L-155

L-123

L-112

L-155

J-142

M-133

L-132

H-134

E-116

FC

LC

TC

TC

R-110

TC

L-121550C

TC

R-120

L-131550C 550C L-141

TC

R-130

H-154 G-153E-152

R-140

TC

L-151420C

B-150

FC

300C

650C

650C

H-157

600C

1650C

630C

300C

300CJ-158

B-160

J-164

1150C1

H-162

TC

G-161

300C

WC

F-166

300C

H-165

H-163

LI

LI

LI

LI

E-113

10

2

1

6

4

3 5 912

11

14

13

15

20

19

21

18

178

16

22

TC TC TC

FC

1

1

TC

TC

LI

LI

LI

LI

1

1

1

I-25

7

37 F-166 GUDANG PRODUK 136 H-165 BIN 135 J-164 BUCKET ELEVATOR 134 H-163 CYCLONE 133 H-162 FILTER UDARA 132 G-161 BLOWER 131 B-160 ROTARY COOLER 130 J-158 SCREW CONVEYOR 129 H-157 CYCLONE 128 F-156 STORAGE PARFUM 127 L-155 POMPA 126 H-154 FILTER UDARA 125 G-153 BLOWER 124 E-152 HEATER 123 L-151 POMPA 122 B-150 SPRAY DRYER 121 F-143 STORAGE BUILDER 120 J-142 BELT CONVEYOR 119 L-141 POMPA 118 M-140 MIXER 117 F-135 STORAGE NaOH 116 H-134 BIN 115 M-133 TANGKI PENGENCER 114 L-132 POMPA 113 L-131 POMPA 112 R-130 NETRALIZER 111 L-123 POMPA 110 F-122 STORAGE LA 19 L-121 POMPA 18 R-120 SULFATOR 17 L-116 HEATER 16 L-115 POMPA 15 F-114 STORAGE OLEUM 14 E-113 HEATER 13 L-112 POMPA 1

2 F-111 STORAGE DDB 1

1 R-110 SULFONATOR 1

No KODE KETERANGAN JMH

Komponen 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22H2O – – – 49,69 227,87 4170,21 2664,30 4170,21 4170,21 – 1859,36 6998,42 6522, 31 6520,03 2,27 – 476,11 475,99 2,39 0,12 2,27 478,27DDB 2434,97 – 243,49 – 243,48 – – – 243,49 – – 243,492 1,22 0,06 1,16 – 242,28 242,22 1,22 0,06 1,16 243,38

Benzene 128,16 – 28,19 – 28,19 – – – 28,19 – – 28,192 28,19 28,19 – – – – – – – –SO3 – 512,63 398,66 – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

H2SO4 – 2563,13 1862,68 – 628,69 – – – – – – – – – – – – – – – – –DDBSA – – 2903,44 – 2903,44 – – – – – – – – – – – – – – – – –

BSA – – – – 202,42 – – – – – – – – – – – – – – – – –LA – – – 2434,98 243,49 – – – 243,49 – – 243,49 1,22 0,0609 1,16 – 242,28 242,22 1,22 0,06 1,16 243,38

LAS – – – – 3133,33 – – – – – – – – – – – – – – – – –NaOH – – – – – 1390,07 – 1390,07 – – – – – – – – – – – – – –SBS – – – – – – – – 230,55 – – 230,55 1,15 0,06 1,09 – 229,39 229,34 1,15 0,06 1,09 230,43

Na2SO4 – – – – – – – – 910,48 4051,85 – 4958,28 24,79 1,70 23,55 – 4933,49 4932,26 24,79 1,24 23,55 4955,80SDDBS – – – – – – – – 3098,93 – – 3098,93 15,49 0,78 14,72 – 3083,43 3082,66 15,49 0,78 14,72 3097,38SLAS – – – – – – – – 3391,87 – – 3391,87 16,96 0,85 16,11 – 3374,92 3374,07 16,96 0,85 16,11 3390,18

Na5P3O10 – – – – – – – – – 6886,49 – 6817,64 34,09 0,47 32,38 – 6783,55 6781,85 34,07 1,70 32,38 6814,23Na2CO3 – – – – – – – – – 1878,14 – 1859,36 9,29 1,24 8,83 – 1850,09 1849,59 9,29 0,47 8,83 1858,43Na2SiO3 – – – – – – – – – 2252,53 – 2231,23 11,16 0,56 10,59 – 2220,07 2219,52 11,15 0,09 10,59 2230,113Na-CMC – – – – – – – – – 373,74 – 371,87 1,86 0,09 1,77 – 370,01 369,92 1,86 0,56 1,77 371,6851Parfum – – – – – – – – – – – – – – – 478,27 – – – – – 478,2650Jumlah 2563,13 3075,76 5638,89 2484,67 7610,93 5560,28 2664,30 5560,28 13171,21 15442,75 1859,36 30473,32 6667,74 6554,09 113,65 478,27 23805,59 23799,63 119,59 5,98 113,62 24391,52

F-207

Cl2

Q-240

L-243

Fuel Oil Flue Gas

Blow Down

D-242

L-202

F-211

L-231

PERALATAN

DrainF-232

P-230

L-233

L-221 F-222

L-241

D-220A

D-220B

Steam + O2

PERALATAN

Udara

L-223Air Proses

F-214L-213

F-210

L-215 L-216

Drain

NO123456

91011121314151617181920

KODEL-202

L-204

F-211

F-222L-223

L-231F-232L-233Q-240L-241D-242L-243

NAMA ALAT POMPA AIR SUNGAI

POMPA BAK SEDIMENTASI

POMPA PENYUPLAI AIR SANITASI

BAK AIR LUNAK POMPA DEMINERALISASI

POMPA AIR PROSESCOOLING TOWER

POMPA COOLING TOWER BAK AIR PENDINGIN POMPA PERALATAN

BOILERPOMPA AIR DEAERATORDEAERATOR

POMPA BOILER

78

L-216

P-230

AIR SANITASI

F-210 BAK SANITASIL-209 POMPA SAND FILTER

BAK AIR BERSIH

L-215 POMPA KE BAK AIR SANITASI

D-220AD-220B KATION EXCHANGER

ANION EXCHANGER

L-221

F-208 SAND FILTER

21

F-203

SUNGAI

F-205

F-208

BAK SEDIMENTASIF-203

L-204L-206

L-209

F-207L-206 POMPA SKIMER

TANGKI CLARIFIER

F-205 BAK SKIMER

L-213 POMPA KE BAK KLORONASI BAK KLORINASIF-214

222324252627

UNIT PENGOLAHAN AIRPRA RENCANA PABRIK

BUBUK DETERGENT

DISETUJUIDOSEN PEMBIMBINGOLEH

YOHANES S. SAWU0305010023

JONSON STEFANUS0305010032


UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI

Ir. B. POERWADI, MS.

ZUHDI MA’SUM, ST.

Alum

DISETUJUIDOSEN PEMBIMBING :

62,7

156

in

TAMPAK ATAS

62,7156 in

12,9

98in

1,315 in

TAMPAK SAMPING

DETAIL ATOMIZER

29,2

548

in63

,339

6in

122,

9568

in

1

3

5

7

8

13

11

9

TAMPAK SAMPING

A

B

E

B

37,70

3/16 in

3/16 in

DETAIL NOZZLE

0,0462 in

0,1232 in

DETAIL LUG &GUSSET

TAMPAKSAMPING

TAMPAKDEPAN

TAMPAK ATAS

73,1

388

in

74in

NOZZLE

DC

B

A

NPS

44

1

1

A

4½

4½

9

9

T9/16

9/16

15/16

15/16

R2

2

6 3/16

6 3/16

E1 15/16

1 15/16

5 5/16

5 5/16

K1,32

1,32

4,50

4,50

L2 3/16

2 5/16

3

3

B1,05

1,05

4,03

4,03

1 in20 in

2in

10in

DETAIL PONDASIBASE PLATE

TAMPAK ATAS

3/16 in

10 in

1in

2 in

TAMPAK SAMPING

13 PONDASI

12 NOZZLE PRODUK KELUAR

11 BASE PLATE

10 PENYANGGA

9 TUTUP BAWAH

8 LUG DAN GUSSET

7 SILINDER

6 NOZZLE UDARA MASUK

5 NOZZLE UDARA KELUAR

4 ATOMIZER

3 TUTUP ATAS

2 NOZZLE BAHAN MASUK

1 DRIVE MOTOR

NO KETERANGAN

73,1388 in

74 in

3/16 in

63,3

396

in

DETAIL TUTUP BAWAH

POTONGAN MEMBUJUR

B

C

D

A3/16 in

29,2548 in

73,1388 in

3/16 in

2

4

6

10

12


UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWIMALANG

OLEH :

YOHANES STEFANUS SAWU

PERANCANGAN ALAT UTAMASPRAY DRYER

Ir. Bambang Poerwadi, MS.

Zuhdi Ma’sum, ST.

27,0

563

in

23,8

75in

1,5

in

13,8

141

in

1,5

in 13,8141in

71,6

25in

72in

10in

107.

5600

5in

273,

8970

in13

,814

1in

13,8

141

in12

5,25

3in

Pra Rencana Pabrik Bubuk Detergen Dari Dedozyl Benzena (Ddb) Dan Oleum Dengan Proses Sulfonasi

Documents

Transcript of Pra Rencana Pabrik Bubuk Detergen Dari Dedozyl Benzena (Ddb) Dan Oleum Dengan Proses Sulfonasi