Appendix (1).pdf

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA LA. PERHITUNGAN NERACA MASSA

Kapasitas produksi

= 2000 ton/tahun

Dasar perhitungan

= 1 jam operasi

Satuan massa

= Kilogram

1 tahun operasi

= 300 hari

1 hari operasi

= 24 jam

Kemurnian produk

= 99,5% C6H12O6 (asumsi)

Kapasitas produk dalam 1jam operasi :

=

2000 ton 1000 Kg 1 ton 1 hari x x x 1 tahun 1 ton 300 hari 24 jam

= 277,7777 kg/jam Dengan kapasitas 277,7777 kg/jam, dapat diketahui kandungan : C6H12O6

= 277,7777 kg/jam x 0,995 = 276,3889 kg/jam

H2O

= 277,7777 kg/jam x 0,005 = 1,3888 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

1. Mixer (MX-101)

Berfungsi untuk melarutkan tepung sagu menjadi slurry. Fasa cair H 2O 0 2 30 C, 1 atm

MX 30 0 C 1 atm

1 Fasa Padat H 2O Pati Protein Lem ak Im puritis 30 0 C 1 atm

3 Fasa C air H 2O Pati Protein Lem ak Im puritis 30 0 C 1 atm

Neraca Massa Total : F1 + F2 = F3 Asumsi F1 = 35% F3

(US. Patent No.6.126.754, 3 Oktober 2000)

Komposisi tepung Sagu : Pati

= 84,7 %

Air

= 14 %

Lemak

= 0,2 %

Protein

= 0,7 %

Impuritis

= 0,4 %

(Sumber : Siti Rahayu & Titiek F, 2000). Neraca Massa Komponen :  Pati (C12H22O11) F 1C12 H 22O11

= F 3C12 H 22O11

F 3C12 H 22O11

= 310 kg/jam

F 1C12 H 22O11

= 84,7 % F1

F1

=

310 kg / jam 0,847

= 365,9976 kg/jam  H2O F 1H 2O

= 0,14 x F1 = 51,2397 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

 Protein

= 0,007 x F1

F 1Protein

= 2,5620 kg/jam  Lemak

= 0,002 x F2

F 1Lemak

= 0,7320 kg/jam  Impuritis

= 0,004 x F1

F 1Impuritis

= 1,4639 kg/jam  Air yang ditambahkan dalam pembuatan slurry :

F1

= 0,35 x F3

F3

=

365,9976 kg / jam F1 = 0,35 0,35

= 1045,7074 kg/jam FH32O



3 = F3 - FC312 H 22O11  FLemak  FPr3 otein  FIm3 puritis



= 1045,7074 – ( 310 + 0,7319 + 2,5619 + 1,4639 ) kg/jam = 730,9497 kg/jam F2 = FH22O

= FH32O - FH1 2O = 730,9497 kg/jam – 51,2396 kg/jam = 679,7100 kg/jam

2. Reaktor Hidrolizer (RH-101)

Berfungsi untuk menghidrolisa pati (C12H22O11) menjadi glukosa (C6H12O6) dengan bantuan HCl.

Universitas Sumatera Utara

Maka neraca massa pada Reaktor Hydrolizer (RH) : Neraca Massa Total : F3 + F4 + F5 = F6 Neraca Massa Komponen :  Impuritis F 6Impuritis

= F 3Impuritis

…(1)

= 1,4639 kg/jam  Lemak

F 6Lemak

= F 3Lemak

…(2)

= 0,7320 kg/jam  Protein

F 6Protein

= F 3Protein

…(3)

= 2,5620 kg/jam  HCl

F4

= 0,1 x F1 = 0,1 x 365,9976 kg/jam

…(4)

= 36,5997 kg/jam = 0,95 x F4

F 4HCl

…(5)

= 0,95 x 36,5997 kg/jam = 34,7697 kg/jam  F H4 2O = F4 - F H4 2O

…(6)

= 36,5997 kg/jam – 34,7697 kg/jam = 1,83 kg/jam  F 6HCl

= F 4HCl

…(7)

= 34,7697 kg/jam  Pati (C12H22O11) N 6C6 H12O6

= =

F C6 6 H12O6 BM C6 H12O6 277,2196 kg / jam = 1,5385 kmol/jam 180,16 kg / kmol

Universitas Sumatera Utara

2r = 1,5385 kmol/jam r = 0,7692 kmol/jam Konversi reaksi 90% (X = 0,9) terhadap C12H22O11. N in  N out = N in

X 0,9

=

= N C612 H 22O11l

N C612 H 22O11l

N C312 H 22O11  N C612 H 22O11l N

; N C612 H 22O11 = N C312 H 22O11 - r

3 C12 H 22O11



N C312 H 22O11  N C612 H 22O11l  r N

6 C12 H 22 O11l

=

r 0,9

=

0,7692 kmol / jam 0,9



=

r N

6 C12 H 22O11l

= 0,6411 kmol/jam

F 6C12 H 22O11

= F 3C12 H 22O11 - r.τ.M = 310 kg/jam – ( 0,7692 kmol/jam x 1 x 342 kg/kmol) = 46,9336 kg/jam

 H2O

Air yang dibutuhkan untuk hidrolisa : F 5H 2O = ( 0,8546 kmol/jam x 1 x 18 kg/kmol )

= 15,3828 kg/jam  F 6H 2O C6H12O6 F 6C6 H12O6

= 277,2196 kg/jam

Maka neraca massa total : F6 = 1045,7076 kg/jam + 36,5997 kg/jam + 15,3828 kg/jam F = 1092,6901 kg/jam

Universitas Sumatera Utara



6 6 F 6H 2O = F6 - FC612 H 22O11  FLemak  FPr6 otein  FIm6 puritis  FHCl  FC66 H12O6



…(8)

= 1092,6901 – ( 46,9336 + 0,7320 + 2,5620 + 1,4639 + 34,7697 + 277,2196) = 729,0093 kg/jam

3. Cooler (CO-101)

Berfungsi untuk menurunkan temperature larutan C6H12O6 yang keluar dari tangki hidrolisa dari 1350C menjadi 500C.

Maka neraca massa pada Cooler (CO) : Neraca Massa Total : F6 = F7 F7 = 1092,6901 kg/jam Neraca Massa Komponen :  Impuritis F 6Impuritis

= F 7Impuritis

…(9)

= 1,4639 kg/jam  Lemak

F 6Lemak

= F 7Lemak

…(10)

= 0,7320 kg/jam  Protein

F 6Protein

= F 7Protein

…(11)

= 2,5620 kg/jam  Pati (C12H22O11) F 6C12 H 22O11

= F C7 12 H 22O11

…(12)

Universitas Sumatera Utara

= 46,9336 kg/jam  HCl

F 6HCl

= F 7HCl

…(13)

= 34,7697 kg/jam  H2O F 6H 2O

= F 7H 2O

…(14)

= 729,0093 kg/jam  C6H12O6 F 6C6 H12O6

= F C7 6 H12O6 = 277,2196 kg/jam

4. Filter Press-01 (FP—101)

Berfungsi untuk memisahkan sisa pati, protein, lemak, dan impuritis yang bercampur didalam larutan C6H12O6. Dengan effisiensi sebesar 0,1%.

Maka Neraca Massa pada Filter Press 01 (FP-01) : Neraca Massa Total : F7 = F8 + F9 Neraca Massa Komponen :  HCl

0,999 x F 7HCl

= F 9HCl

F 9HCl

= 0,999 x 34,7697 kg/jam

…(15)

= 34,7149 kg/jam F 8HCl

= F 7HCl - F 9HCl

Universitas Sumatera Utara

= ( 34,7697 – 34,7149 ) kg/jam = 0,0548 kg/jam  Impuritis F 7Impuritis

= F 8Impuritis

…(16)

= 1,4639 kg/jam  Lemak

F 7Lemak

= F 8Lemak

…(17)

= 0,7320 kg/jam  Protein

F 7Protein

= F 8Protein

…(18)

= 2,5620 kg/jam  Pati (C12H22O11) F 7C12 H 22O11

= F 8C12 H 22O11

…(19)

= 46,9336 kg/jam  H2O F 9H 2O

= 0,999 x F 7H 2O

…(20)

= 0,999 x 729,0093 kg/jam = 728,2802 kg/jam F 8H 2O

= F 7H 2O - F 9H 2O = (729,0093 – 728,2802) kg/jam = 0,7291 kg/jam

 C6H12O6 F 7C6 H12O6

= F 8C6 H12O6 + F 9C6 H12O6

F 7C6 H12O6

= (0,001 x F C7 6 H12O6 ) + 276,9424 kg/jam

0,999 x F 7C6 H12O6

= 276,9424 kg/jam

F 7C6 H12O6

= 276,2196 kg/jam

F 8C6 H12O6

= 0,001 x F C7 6 H12O6 = 0,2772 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

5. Reaktor Neutralizer (RN-101)

Berfungsi untuk menetralkan suasana asam didalam larutan C6H12O6 dengan penambahan NaOH sebagai zat penetral.

Maka neraca massa pada Reaktor Neutralizer (RN) Reaksi :

HCl + NaOH

NaCl + H2O

Neraca Massa Total : F7 + F8 = F9  C6H12O6 F 9C6 H12O6

= F 11 C 6 H12 O 6 = 276,9424 kg/jam

 HCl

F 11 HCl

= F 9HCl - r. τ.M

0

= 34,7149 kg/jam – (r x 1 x 36,458 kmol/kg)

r

=

…(21)

34,7149 kg / jam 0,9521 kg / kmol

= 0,9521 kmol/jam  NaCl

F 11 NaCl

= F 9NaCl + r. τ.M

…(22)

= 0 + ( 0,9521 kmol/jam x 1 x 58,45 kmol/kg) = 49,8052 kg/jam  NaOH

F 11 NaOH

= F 10 NaOH - r. τ.M

0

= F 10 NaOH - (0,9521 kmol/jam x 1 x 40 kg/jam)

F 10 NaOH

= 38,084 kg/jam

F 10 NaOH

= 0,95 x F10

…(23)

Universitas Sumatera Utara

F10

=

38,084 kg / jam 0,5

= 76,168 kg/jam  H2O

F11

= ( 1039,9375 + 76,168) kg/jam = 1116,1055 kg/jam

F 11 H 2O



11 = F11 - FNaCl  FC116 H12O6



…(24)

= [ 1116,1055 – ( 49,8052 + 276,9424)] kg/jam = 789,3579 kg/jam F 10 H 2O

= F10 - F 10 H 2O = ( 76,168 – 38,084 ) kg/jam = 38,084 kg/jam

Laju Reaksi (r) Asumsi : Konversi Reaksi 100% (X = 1) terhadap HCl X

=

N in  N out N in

I

=

9 11 N HCl  N HCl 9 N HCl

=

9 9 N HCl  N HCl  r r = 9 9 N HCl N HCl

9 N HCl

=r

9 N HCl

=

9 FHCl 36,458 kg / kmol

=

34,7149 kg / jam 36,458 kg / kmol

11 9 ; N HCl = N HCl -r

…(25)

= 0,9521 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

6. Dekanter (DK-101)

Berfungsi untuk memisahkan NaCl yang bercampur didalam larutan C6H12O6 dengan effisiensi sebesar 0,1%.

Maka Neraca Massa pada Dekanter (DK): Neraca Massa Total : F11 = F12 + F13 Neraca Massa Komponen :  C6H12O6 F 11 C 6 H12 O 6

13 = F 12 C 6 H12 O 6 + F C 6 H12 O 6

F 11 C 6 H12 O 6

= ( 0,001 x F 11 C 6 H12 O 6 ) + 276,6655 kg/jam

0,999 x F 11 C 6 H12 O 6

= 276,6655 kg/jam

F 11 C 6 H12 O 6

= 276,9424 kg/jam

F 12 C 6 H12 O 6

= 0,2769 kg/jam

 NaCl

F 11 NaCl

= F 12 NaCl

…(26)

= 49,8052 kg/jam  H2O F 13 H 2O

= 0,999 x F 11 H 2O

…(27)

= 0,999 x 789,3579 kg/jam = 788,5682 kg/jam F 12 H 2O

13 = F 11 H 2 O - F H 2O

= (789,3579 – 788,5682) kg/jam = 0,7897 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

7. Tangki Decolorizing (TD-101)

Berfungsi menghilangkan zar warna yang ada didalam larutan C6H12O6 dengan menggunakan Karbon Aktif (dengan effisiensi 2,2%).

Maka Neraca Massa pada Tangki Docolorizing (TD) : Neraca Massa Total : F13 + F14 = F15 Neraca Massa Komponen :  Karbon Aktif

F 14 Karbon Aktif

= 0,22 x F1

...(28)

= 0,022 x 365,9976 kg/jam = 8,0519 kg/jam F 14 Karbon Aktif

= F 15 Karbon Aktif

F 15 Karbon Aktif

= 8,0519 kg/jam

…(29)

 H2O F 13 H 2O

= F 15 H 2O

F 15 H 2O

= 788,5682 kg/jam

…(30)

 C6H12O6 F 13 C 6 H12 O 6

= F 15 C 6 H12 O 6 = 276,6655 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

8. Filter press-02 (FP-102)

Berfungsi untuk memisahkan karbon aktif dan NaCl yang bercampur didalam larutan C6H12O6. dengan effisiensi sebesar 0,1%.

Maka Neraca Massa pada Filter Prees 02(FP-102): Neraca Massa Total : F15 = F16 + F17 Neraca Massa Komponen :  C6H12O6 F 15 C 6 H12 O 6

17 = F 16 C 6 H12 O 6 + F C 6 H12 O 6

F 15 C 6 H12 O 6

= ( 0,001 x F 15 C 6 H12 O 6 ) + 276,3889 kg/jam

0,999 x F 15 C 6 H12 O 6

= 276,3889 kg/jam

F 15 C 6 H12 O 6

= 276,6655 kg/jam

F 16 C 6 H12 O 6

= 0,001 x F 15 C 6 H12 O 6 = 0,2766 kg/jam

 Karbon Aktif

F 15 Karbon Aktif

= F 16 Karbon Aktif

F 16 Karbon Aktif

= 8,0519 kg/jam

…(31)

 H2O F 16 H 2O

= 0,001 x F 15 H 2O

…(32)

= 0,001 x 788,5682 kg/jam = 0,7885 kg/jam F 15 H 2O

17 = F 16 H 2O + F H 2O

F 17 H 2O

16 = F 15 H 2O - F H 2O

= 788,5682 kg/jam – 0,7885 kg/jam = 787,7797 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

9. Evaporator (EV-101)

Berfungsi untuk memekatkan larutan C6H12O6.

Maka neraca massa pada Evaporator (EV) : Neraca Massa Total : F17 = F18 + F19 Neraca Massa Komponen :  C6H12O6 F 17 C 6 H12 O 6

= F 19 C 6 H12 O 6 = 276,3889 kg/jam

 H2O

0,22 x F 17 H 2O

= F 19 H 2O

F 19 H 2O

= 0,22 x 787,7797 kg/jam

…(33)

= 173,3115 kg/jam F 17 H 2O

19 = F 18 H 2O - F H 2O

F 18 H 2O

19 = F 17 H 2O - F H 2O

…(34)

= 787,7797 kg/jam – 173,3115 kg/jam, = 614,4682 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

10. Cristallizer (CR-101)

Berfungsi untuk mengubah larutan C6H12O6 menjadi kristal C6H12O6.

19 Fasa Padat C6H12O6. H2O 1200C 1 atm

CR 300C 1 atm

20 Fasa Padat C6H12O6. H2O 300C 1 atm

Maka neraca massa pada Cryistalizer (CR) : Neraca Massa Total : F19 = F20 Neraca Massa Komponen :  C6H12O6 F C206 H12O 6

= 276,3889 kg/jam

 H2O F 19 H 2O

= F H202O = 173,3115 kg/jam

11. Screw Conveyor (SC-101)

Berfungsi untuk mengecilkan ukuran kristal C6H12O6.

Maka neraca massa pada Screw Conveyor (SC) : Neraca Massa Total : F20 = F21 Neraca Massa Komponen :  C6H12O6 F C206 H12O 6

= F C216 H12O 6

F 18 C 6 H12 O 6

= 276,3889 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

 H2O

12.

F 19 H 2O

= F H212O

F 21 H 2O

= 173,3115 kg/jam

…(35)

Dryer (D-101)

Berfungsi untuk mengurangi kadar air yang terkandung dalam C6H12O6 sebanyak 86%.

Maka neraca massa pada Dryer (D) : Neraca Massa Total : F21 = F22 + F23 Neraca Massa Komponen :  C6H12O6 F C216 H12O 6

= F C236 H12O 6 = 276,3889 kg/jam

 H2O F 21 H 2O

23 = F 22 H 2O + F H 2O

F 21 H 2O

= F 22 H 2 O + 1,3888 kg/jam

F 22 H 2O

= F H212O - 1,3888kg/jam

…(36)

= (173,3115 kg/jam – 1,3888 kg/jam) = 171,9227 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

13.

Cooler (CO-102)

Berfungsi untuk menurunkan temperatur C6H12O6 yang keluar dari Dryer dari 0

110 C menjadi 300C 23 Fasa Padat C6 H12 O6. H2 O 110 0 C 1 atm

CO 300 C 1 atm

24 Fasa Padat C6 H12 O6. H2 O 300 C 1 atm

Neraca Massa Total : F23 = F24 Neraca Massa Komponen :  C6H12O6 F C236 H12O 6

= F C246 H12O 6 = 276,3889 kg/jam

 H2O F 23 H 2O

= F H242O

F 24 H 2O

= 1,3888 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS

Kapasitas

= 2000 ton/tahun

Operasi Pabrik

= 300 hari/tahun

Basis Perhitungan

= 1 jam operasi

Satuan

= kg/jam

Steam yang digunakan : Suhu

= 1400C

Tekanan

= 3,1216 atm

Satuan Perhitungan

= kkal/jam

= 413 K

Perhitungan Cp, dimana kotribusi gugusnya adalah : Group

Nilai

-CH3

8,80

-CH2-

7,26

-C-H

5,10

-C-H

4,4

-C=

2,9

-CH=

5,3

-CH2-

6,2

-O-

8,4

-C=O

12,66

- C -OH

19,1

- CH2OH

17,5

- CHOH

18,2

Universitas Sumatera Utara

26,6 - C - OH 10,7 - OH 14,0 H-N-

(Sumber : Reid, 1977) Data kapasitas panas (Cp) dalam kkal/kg.0K  Cp NaOH

= 0,2818

(Hougen,

= 0,168

(Hougen,

= 0,2079

(Hougen,

= 0,2113

(Hougen,

1954)  Cp Karbon Aktif

1954)  Cp NaCl

1954)  Cp HCl

1954) Cp H2O(l)

= 0,0044 + 0,0001 T – 3.10-7 T2 + 3,1411.10-10 T3

(Reklaitis,

1942)  Cp H2O(v)

= 0,0081 – 2,3.10-6 T + 7,8868.10-9 T2 – 4,8868.10-12 T3 + 1,0283-15 T4

(Reklaitis,

1942)  Cp C6H12O6

= 1 ( - CH2OH) + 1 (0-0) + 1 (- OH) + 2 (- CH) + 3 (-

CHOH) = 1 (17,5) + 1 (8,4) +1 (10,7) + 2 (4,4) + 3 (18,2) = 100 kal/mol.K = 0,5555 kkal/kg.K  Cp Pati

= 8 ( - CH) + 8 (- OH) + 3 (- O -) + 3 ( - CH2) = 8 ( 4,4) + 8 (10,7) + 3 (8,4) + 3 (7,26) = 106,191 kal/mol.K. = 0,3105 kkal/kg.K H

 Cp Protein

O

= 1 ( H – N ) + 16 (- CH2-) + 1 ( - C – OH) + 1 (-CH-)

Universitas Sumatera Utara

= 1 (14,0) + 16 (7,26) + 1 (19,1) + 1 (4,4) = 153,66 kal/mol.K

= 1,1641 kkal/kg.K

 Cp Lemak

1. Asam Palmitat (10%) H Cp

O

= 1 ( H – N ) + 14 (- CH2-) + 1 ( - C – OH) + 1 (-CH-) = 1 (8,8) + 14 (7,26) + 1(19,1) = 129,54 kal/mol.K

= 1,0915 kkal/kg.K

2. Asam Stearat (3%) O Cp

= 1 (- CH3) + 16 (- CH2-) + 1 (- C – OH) = 1 (8,8) + 16 (7,26) + 1 (19,1) = 144,06 kal/mol.K

3. Asam Oleat (30%) Cp

O

= 1 (- CH3) + 14 (- CH2-) + 1 (- C – OH) + 2 ( - C – H) = 1 (8,8) + 14 (7,26) + 1 (19,1) + 2 (5,10) = 139,74 kal/mol.K

4. Asam Linoleat (57%) Cp

O

= 1 (- CH3) + 14 (- CH2-) + 1 (- C – OH) + 2 ( - C – H) = 1 (8,8) + 14 (7,26) + 1 (19,1) + 4 (5,10) = 138,64 kal/mol.K

jadi Cp lemak = [ (10% x 129,54) + (3% x 144,06) + (30% x 19,74) ( 57% x 138,64) ] = [ 12,954 + 4,3218 + 41,922 + 79,0248] = 138,2226 kal/mol.K = 0,1553 kkal/kg.K  Cp Impuritis

(Aarhaus.

= (0,5 x Ca + 0,5 x P)

C, 1999) = 0,5 x 6,14 + 0,5 x 8,023 = 1,9986 kal/mol.K

= 0,477 kkal/kg.K

Universitas Sumatera Utara

Perhitungan ΔHf 298K, dimana kontribusi gugusnya adalah : Grup

Nilai

- CH2 -

- 26,80

-CH-

8,67

- OH –

- 208,04

-O-

- 138,16

(Sumber : Perry, 1999)

Nilai ΔHf 298K untuk senyawa : 1. Glukosa (C6H12O6) ΔHf 298K

= 5 (- OH) + 5 ( - CH -) + 1 (- O -) + 1 (-CH2) = - 1049,55 kj/mol

2. Pati ΔHf 298K

= -251,892 kkal/mol

= (C12H22O11) = 8 x (- CH) + 8 ( - OH) + 3 (- O -) + (- CH2) = - 1842,89 kj/mol

= - 442,003 kkal/mol

1. Mixer (MX-101)

Berfungsi untuk melarutkan tepung sagu menjadi slurry.

Neraca Energi Total : Panas Masuk = Panas Keluar Q1 + Q2 = Q3 Panas Masuk :

Universitas Sumatera Utara

 Q 1C12 H 22O11

= mC12 H 22O11 x Cp C12 H 22 O11 x dT = 2310 kg/jam x 0,3105 kkal/kg K x (303 – 298)K = 481,275 kkal/jam

 Q 1H 2O

= m H 2 O x Cp H 2 O x dT 303



= 51,2397 kg/jam x

0 , 0044  0 , 0001T  3.10  7 T 2  3,1411.10 10 T 3 dT

298

0,0044 T  0,00005 T 2 10 7 T 3  = 51,2397 kg /jam x   10 4   0,7853.10 T 

303 298

kkal/kg = 51,2397 kg/jam x ( 3,8038 – 3,7243 ) kkal/kg = 4,0735 kkal/kg  Q 1Protein

= m Protein x Cp Protein x dT = 2,5620 kg/jam x 1,1641 kkal/kg K x (303 – 298)K = 14,9121 kkal/jam

 Q 1Lemak

= m Lemak x Cp Lemak x dT = 0,7320 kg/jam x 0,1553 kkal/kg K x (303 – 298)K = 2,2699 kkal/jam

 Q 1Impuritis

= m mpuritis x Cp

mpuritis

x dT

= 1,4639 kg/jam x 0,477 kkal/kg K x (303 – 298)K = 3,4914 kkal/jam  Q1

= ( 481,275 + 4,0735 + 14,9121 + 2,2699 + 3,4914) kkal/jam = 506,0219 kkal/jam

2

 Q

Q 2H 2O

= m H 2O x Cp H 2O x dT 303

= 679,7100 kg/jam x



0 , 0044  0 , 0001T  3.10  7 T 2  3,1411.10 10 T 3 dT

298

=

679,7100

0,0044 T  0,00005 T 2 10 7 T 3    10 4   0,7853.10 T 

303

kg/jam

x

kkal/kg

298

= 679,7100 kg/jam x (3,8083 – 3,7243) kkal/kg

Universitas Sumatera Utara

= 57,3262 kkal/jam Panas Masuk

= ( 506,0219 + 57,3262) kkal/jam = 563,3481 kkal/jam

Panas keluar  Q3 Q 3C12 H 22O11

= mC12 H 22O11 x Cp C12 H 22 O11 x dT = 310 kg/jam x 0,3105 kkal/kg K x (303 – 298)K = 481,275 kkal/jam

 Q 3H 2O

= m H 2O x Cp H 2O x dT 303

= 730,9497 kg/jam x



0 , 0044  0 , 0001T  3.10  7 T 2  3,1411.10 10 T 3 dT

298

=

730,9497

0,0044 T  0,00005 T 2 10 7 T 3    10 4   0,7853.10 T 

kg/jam 303

x

kkal/kg

298

= 730,9497 kg/jam x (3,8083 – 3,7243) kkal/kg = 61,3997 kkal/jam  Q 3Protein

= m Protein x Cp Protein x dT = 2,5620 kg/jam x 1,1641 kkal/kg K (303 – 298)K = 14,9121 kkal/jam

 Q 3Lemak

= m Lemak x Cp Lemak x dT = 0,7320 kg/jam x 0,1553 kkal/kg K x (303 – 298)K = 2,2699 kkal/jam

 Q 3Impuritis

= m mpuritis x Cp mpuritis x dT = 1,4639 kg/jam x 0,477 kkal/kg K x (303 – 2980)K = 3,4914 kkal/jam

Q3

= 481,275 + 61,3997 + 14,9121 + 2,2699 + 3,4914) kkal/jam = 563,3481 kkal/jam

Universitas Sumatera Utara

2. Reaktor Hydrolizer (RH-101)

Berfungsi untuk menghidrolisa pati ( C12H22O11 ) menjadi glukosa (C6H12O6) dengan bantuan HCl. Reaksi Hidrolisa : C12H22O11 + H2O

HCl

2C6H12O6

Neraca Energi Total : Panas Masuk = Panas Keluar Q3 + Q4 + Q5 + QSteam + QR = Q6 Panas Masuk :  Q3

Q3

= 563,3481 kkal/jam

4

 Q

Q 4HCl

= m HCl x Cp HCl x dT = 34,7697 kg/jam x 0,2113 kkal/kg K x (303 – 298) K = 36,7341 kkal/jam

 Q 4H 2O

= m H 2O x Cp H 2O x dT 303

= 1,83 kg/jam x



0 , 0044  0 , 0001T  3.10  7 T 2  3,1411.10 10 T 3 dT

298

0,0044 T  0,00005 T 2 10 7 T 3  = 1,83 kg/jam x   10 4   0,7853.10 T 

303

kkal/kg

298

= 1.83 kg/jam x (3,8083 – 3,7243) kkal/kg = 0,1537 kkal/jam 4

Q

= (36,7341 + 0,1537) kkal/jam = 36,8878 kkal/jam

 Q5

Universitas Sumatera Utara

Q 5H 2O

= m H 2O x Cp H 2O x dT 303



= 15,3828 kg/jam x

0 , 0044  0 , 0001T  3.10  7 T 2  3,1411.10 10 T 3 dT

298

=

15,3828

0,0044 T  0,00005 T 2 10 7 T 3    10 4   0,7853.10 T 

kg/jam 303

x

kkal/kg

298

= 15,3828 kg/jam x (3,8083 – 3,7243) kkal/kg = 1,2921 kkal/jam  QR

= ΔHR 298 K Produk - ΔHR 298 K reaktan

QR

ΔHR 298 K Produk = n C6 H12O6 - ΔHf 298 K

(Reklaitis, 1983)

C6 H12O6

= 2 x 0,7692 kmol/jam x ( - 251,892 kkal/kmol) = -387,5106 kkal/jam ΔHR 298 K Produk = n C12 H 22O11 . ΔHf 298 K C12 H 22O11 + n H 2O . ΔHf 298 K C12 H 22O11 = 0,7692 kmol/jam x ( - 443,003 kkal/mol) + 0,7692 kmol/jam x ( - 68,317 kkal/kmol) = - 393,5106  QR

= ( - 387,5106 + (- 393,5106) kkal/jam = 5,7966 kkal/jam

Panas Masuk

= ( 563,3481 + 36,8878 + 1,2921 + 5,7966) kkal/jam = 607,3246 kkal/jam

Panas Keluar  Q6 Q C6 6H12O6

= mC6H12O6 x Cp C6H12O6 x dT = 46,9336 kg/jam x 0,3105 kkal/kg K x (408 -298) K = 1603,0171 kkal/jam

Kondisi steam masuk pada T = 1400C dan P = 3,1216 atm 0

λ Steam pada suhu 140 C

= 2.733,9 kj/kg

(Saturated Steam) (Smith, 1959)

Universitas Sumatera Utara

= 2.733,9 kj/kg x

1 kkal 4,184 kj

= 653,4178 kkal/kg  Q 6H 2O

= m H 2O x Cp H 2O x dT  373 K    Cp H 2 O1dT   413   298 K  = 729,0093 kg/jam x  408 K   Cp H Ov dT  2  373 K     373 K 0,0044  0,0001T  3.10 7     10 3  298 K  3,1411.10 T dT    = 729,0093 kg/jam x  653,4178 kkal / kg    408 K 0,0081  2,3.10 6 T  7,8868.10 9 T 2     12 3 15 4  373 K  4,8868.10 T  1,0283.10 T dT 

=

729,0093

kg/jam

x

  0,0044T  0,0005T 2  10 7 T 3  373 K kkal / kg    10 4  298 K    0,7853.10 T   653,4178kkal / kg      0,0081T 1,15.10 6 T 2  2,6289.10 9 T 3  408 K   kkal / kg    1,227.10 12 T 4  0,2057.10 15 T 5  373 K 4,9282  3,7243kkal / kg  653,4178 kkal / kg  = 729,0093 kg/jam x    3,2557  2,9726kkal / kg  1,2039 kkal / kg  653,4178 kkal / kg  = 729,0093 kg/jam x    0,2831 kkal / kg  = 477.431,6898 kkal/kg  Q 6Protein

= m Protein x Cp Protein x dT = 2,5620 kg/jam x 1,1641 kkal/kg K x (408 – 298)K = 328,0666 kkal/jam

 Q 6Lemak

= m Lemak x Cp Lemak x dT = 0,7320 kg/jam x 0,6202 kkal/kg K x (408 – 298)K = 49,9385 kkal/jam

Universitas Sumatera Utara

 Q 6Impuritis

= m mpuritis x Cp mpuritis x dT = 1,4639 kg/jam x 0,477 kkal/kg K x (408 – 298)K = 76,8108 kkal/jam

 Q 6HCl

= m HCl x Cp HCl x dT = 34,7697 kg/jam x 0,2113 kkal/kg K x (408 – 298)K = 808,1521 kkal/jam

 Q 6C12 H 22O11

= mC12 H 22O11 x Cp C12 H 22 O11 x dT = 277,2196 kg/jam x 0,5555 kkal/kg K x (408 – 298)K = 16.939,5036 kkal/jam 1603,0171  477.431,6898  328,0666  49,9385   kkal / jam =    76,8108  808,1521  16939,5036 

Q6

= 497237,1786 kkal/jam Q Steam

= Panas Keluar – Panas Masuk = (497237,1786 – 607,3246) kkal/jam = 496629,854 kkal/jam

Q Steam

 373 K = M Steam   CpH 2 O(1)dT    298 K

= M Steam

413 K

 413 K  

 CpH

373 K

2

 O(v)dT  kkal / kg 

 373k 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2   dT 653 , 4178 kkal / kg    10 3  298 K  3,1411.10 T   413 K 0,0081  2,3.10 6 T  7,8868.10 9 T 2  kkal / kg   dT   373K 4,8868.10 12 T 3  1,0283.10 15 T 4 

= M Steam

  0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  373 K kkal / kg    10 4  298 K    0,7853.10 T   653,4178 kkal / kg     00081T 1,15.10 6 T 2  2,6289.10 9 T 3  413 K    kkal / kg    1,2217.10 12 T 4  0,2057.10 15 T 5  373 K

4,9282  3,7243 kkal / kg  653,4178 kkal / kg  = M Steam    3,2963  2,9726 kkal / kg 

Universitas Sumatera Utara

= M Steam ( 654,9454 kkal/kg )

496629,854 kkal/jam

= M Steam ( 654,9454 kkal/kg )

M Steam

=

496629,854 kkal / kg = 758,2767 kg/jam 654,9454 kkal / kg

Maka kebutuhan steam untuk Reaktor Hydrolizer sebanyak 758,2767 kg/jam

3. Cooler (CO-101)

Berfungsi menurunkan temperatur larutan C6H12O6 yang keluar dari tangki hidrolisa.

Neraca Energi Total : Panas masuk 6

Q + QAir Pendingin

=

Panas Keluar

=

Q7

Panas Masuk :  Q6

Q6

= 497237,1786 kkal/jam

Panas Keluar :  Q7 Q 7C12 H 22O11

= mC12 H 22O11 x Cp C12 H 22 O11 x dT = 46,9336 kg/jam x 0,3105 kkal/kg K x (323 – 2980) = 364,3220 kkal/kg

 Q 7H 2O

= m H 2O x Cp H 2O x dT

Universitas Sumatera Utara

 373 K  = 729,0093 kg/jam x   Cp H 2 O1dT  kkal/kg   298 K  373 K 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2  = 729,0093 kg/jam x   dT  10 3  298 K  3,1411.10 T  =

729,0093

kg/jam

x

 0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  323 K  kkl / kg    10 4   0,7853.10 T   298 K = 729,0093 kg/jam x (4,1226 – 3,7243 ) kkal/kg = 290,3644 kkal/jam  Q 7Protein

= m Protein x Cp Protein x dT = 2,5620 kg/jam x 1,1641 kkal/kg K x (323 -298)K = 74,5606 kkal/jam

 Q 7Lemak

= m Lemak x Cp Lemak x dT = 0,7320 kg/jam x 0,6202 kkal/kg K (323 – 298)K = 11,3496 kkal/jam

 Q 7Impuritis

= m mpuritis x Cp mpuritis x dT = 1,4639 kg/jam x 0,477 kka/kg x (323 -298)K = 17,4570 kkal/jam

 Q 7HCl

= m HCl x Cp HCl x dT = 34,7697 kg/jam x 0,2113 kkal/kg K x (323 -298) K = 183,6709 kkal/jam

 Q 7C6 H12O6

= mC6H12O6 x Cp C6H12O6 x dT = 277,2196 kg/jam x 0,5555 kkal/kg K x (323 -298)K = 3849,8871 kkal/jam

7

 Q

=

 364,3220  290,3644  74,5606  11,3496  17,4570    kkal/jam   183,6709  3849,8871  = 4791,6116 kkal/jam  Air Pendingin

QAir Pendingin

= Q7 – Q6

Universitas Sumatera Utara

= (4791,6116 – 497273,1786 ) kkal/jam = - 492445,567 kkal/jam Kondisi masuk air pendingin pada T = 250C = 298 K Kondisi air pendingin bekas pada T = 700C = 343 K Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan :

QAir Pendingin

 343 K  = mair pendingin .   CpH 2 O(1)dT  kkal/kg  298 K 

(Reklaitis, 1983)

 343 K 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2  = mair pendingin .   dT  10 3  298 K  3,1411.10 T   0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  323 K  = mair pendingin .   kkl / kg   10 4  298 K   0,7853.10 T  = mair pendingin .

4,4432  3,7243 kkal / kg 

= mair pendingin . (0,7189 kkal/kg) - 492445,567 kkal/jam mair pendingin .

= mair pendingin . (0,7189 kkal/kg) =

- 492445,567 kkal/jam 0,7189 kkal / kg

= 684998,7022 kg/jam Air pendingin yang digunakan pada Cooler sebanyak 684998,7022 kg/jam

4. Filter Press – 01 (FP-101)

Berfungsi untuk memisahkan sisa pati, protein, lemak, dan impuritis yang bercampur didalam larutan C6H12O6

Universitas Sumatera Utara

Neraca Energi Total : Panas Masuk = Panas keluar Q7

= Q8 + Q9

Panas masuk :  Q7

Q7

= 4791,6116 kkal/jam

Panas keluar :  Q8 Q 8C12 H 22O11

= mC12 H 22O11 x Cp C12 H 22 O11 x dT = 46,9336 kg/jam x 0,3105 kkal/kg K x (323 – 298) K = 364,3220 kkal/jam

 Q 8H 2O

= m H 2O x Cp H 2O x dT  323 K  = 0,7291 kg/jam x   CpH 2 O(1)dT  kkal/kg  298 K  323 K 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2  = 0,7291 kg/jam x   dT  10 3 298 K  3,1411.10 T  =

0,7291

kg/jam

x

 0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  323 K  kkal / kg    10 4  298 K   0,7853.10 T  = 0,7291 kg/jam x ( 4,1226 – 3,7243 )kkal/kg = 0,2904 kkal/jam  Q 8Protein

= m Protein x Cp Protein x dT = 2,5620 kg/jam x 1,1641 kkal/kg K x (323-298)K = 74,5606 kkal/jam

 Q 8Lemak

= m Lemak x Cp Lemak x dT = 0,7320 kg/jam x 0,6202 kkal/kg K x (323-298)K = 11,3496 kkal/jam

 Q 8Impuritis

= m mpuritis x Cp mpuritis x dT = 1,4639 kg/jam x 0,477 kkal/kg K x (323-298)K

Universitas Sumatera Utara

= 17,4570 kkal/jam 

Q 8HCl

= m HCl x Cp HCl x dT = 0,0548 kg/jam x 0,2113 kkal/kg K x (232-298)K = 0,2894 kkal/jam

 Q 8C6 H12O6

= mC6H12O6 x Cp C6H12O6 x dT = 0,2772 kg/jam x 0,5555 kkal/kg K x (323-298)K = 3,8496 kkal/jam

Q8

 364,3220  0,2904  74,5606  11,3496   kkal/jam =    17,4570  0,2894  3,8496  = 472,1187 kkal/jam

 Q9 Q 9H 2O

= m H 2O x Cp H 2O x dT  323 K  = 728,2802 kg/jam x   CpH 2 O(1)dT  kkal/kg  298 K  323 K 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2  = 728,2802 kg/jam x   dT  10 3 298 K  3,1411.10 T  =

728,2802

kg/jam

x

 0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  323 K  kkal / kg    10 4  298 K   0,7853.10 T  = 728,2802 kg/jam x ( 4,1226 – 3,7243 )kkal/kg = 290,0740 kkal/jam  Q 9HCl

= m HCl x Cp HCl x dT = 34,7149 kg/jam x 0,2113 kkal/kg K x (323-298)K = 183,3814 kkal/jam

 Q 9C6 H12O6

= mC6H12O6 x Cp C6H12O6 x dT = 276,9424 kg/jam x 0,5555 kkal/kg K x (323-298)K = 3846,0375 kkal/jam

Q9

= (290,0740 + 183,3814 + 3846,0375) kkal/jam = 4319,4929 kkal/jam

Universitas Sumatera Utara

5. Reaktor Neutralizer (RN-101)

Berfungsi untuk menetralkan suasana asam didalam larutan C6H12O6

NaCl + H2O

Reaksi : HCl + NaOH Neraca Energi Total : Panas Masuk = Panas Keluar Q9 + Q10 +Qsteam + QR = Q11 Panas Masuk :  Q9

Q9

= 4319,4929 kkal/jam

10

 Q

 Q 10 NaOH

= m NaOH x Cp NaOH x dT = 38,084 kg/jam x 0,2818 kkal K x (303 – 298)K = 53,6603 kkal/jam

 Q 10 H 2O

= m H 2O x Cp H 2O x dT 303 K 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2  = 38,084 kg/jam x   dT  10 3 298 K  3,1411.10 T  =

38,084

kg/jam

x

 0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  303 K  kkal / kg    10 4  298 K   0,7853.10 T  = 38,084 kg/jam x ( 3,8038 – 3,7243 )kkal/jam = 3,0276 kkal/jam  Q10

= ( 53,6603 + 3,0276 )kkal/jam = 56,6879 kkal/jam

Universitas Sumatera Utara

 QR

QR

= ΔHR 298 K Produk – ΔHR 298 K Reaktan

(Reklaitis, 1983)

ΔHR 298 K Produk = n NaCl .ΔHF 298 K NaCl + n H 2O .ΔHF298 K =

H 2O

0,9521 kmol / jam x  97,302 kkal / kmol   0,9521 kmol / jam x  68,317 kkal / kmol 

= - 174,8236 kkal/jam ΔHR 298 K eaktan = n HCl .ΔHF 298 K HCl + n NaOH .ΔHF298 K =

NaOH

0,9521 kmol / jam x  40,023 kkal / kmol   0,9521 kmol / jam x 112,236 kkal / kmol 

= - 144,9656 kkal/jam QR

= ( - 174,8236 + 144,9656) kkal/jam = - 29,858 kkal/jam

Panas Masuk

= (4319,4929 + 56,6879 – 29,858 ) kkal/jam = 4346,3228 kkal/jam

Panas Keluar :  Q11  Q 11 C 6 H12 O 6

= mC6H12O6 x Cp C6H12O6 x dT = 276,9424 kg/jam x 0,5555 kkal/kg K x (333 – 298)K = 5384,4256 kkal/jam

 Q 11 H 2O

= m H 2O x Cp H 2O x dT 333 K  = 789,3579 kg/jam x   CpH 2 O(1)dT  kkal/kg  298 K  333 K 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2  = 789,3579 kg/jam x   dT  10 3 298 K  3,1411.10 T  =

789,3579

kg/jam

x

 0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  333 K  kkal / kg    10 4  298 K   0,7853.10 T  = 789,3579 kg/jam x ( 4,2827 – 3,7243 )kkal/kg

Universitas Sumatera Utara

= 440,7774 kkal/jam  Q 11 NaCl

= m NaCl x Cp NaCl x dT = 49,8052 kg/jam x 0,2079 kkal/kg K x ( 333-298)K = 362,4075 kkal/jam

11

 Q

= ( 5384,4526 + 440,7774 + 362,4075 ) kkal/jam = 6187,6375 kkal/jam

 Qsteam

= Panas Keluar – Panas Masuk = (6187,6375 – 4346,3228) kkal/jam = 1841,3147 kkal/jam

Maka jumlah Saturated Steam yang dibutuhkan : Q Steam

= m Steam

 373 K   CpH 2 O(1)dT    298 K

 CpH O ( v ) dT  kkal / kg 2  373 K  413 K

 413 K 



= m Steam

  373k 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2 dT kkal kg 653 , 4178 /     10 3  kkal / kg  298 K  3,1411.10 T   413 K 0,0081  2,3.10 6 T  7,8868.10 9 T 2   dT    373K 4,8868.10 12 T 3  1,0283.10 15 T 4

= m Steam

  0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  373 K kkal / kg    10 4    0,7853.10 T  298 K   653,4178 kkal / kg     00081T 1,15.10 6 T 2  2,6289.10 9 T 3  413 K    kkal / kg    1,2217.10 12 T 4  0,2057.10 15 T 5  373 K

4,9282  3,7243 kkal / kg  653,4178 kkal / kg  = m Steam    3,2963  2,9726 kkal / kg  = m Steam ( 654,9454 kkal/kg ) 1841,3147 kkal/jam = m Steam ( 654,9454 kkal/kg ) m Steam

=

1841,3147 kkal/jam = 2,8114 kg/jam 654,9454 kkal / kg

Maka kebutuhan steam untuk Reaktor Neutralizer sebanyak 2,8114 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

6.. Dekanter (DK-101)

Berfungsi untuk memisahkan NaCl yang bercampur dalam larutan C6H12O6.

11 Fasa Cair C6H12O6 H2O NaCl 600, 1 atm

DK 600C. 1 atm

12

Fasa Cair C6H12O6 H2O NaCl 600, 1 atm

13 Fasa Cair C6H12O6 H2O 600, 1 atm

Neraca Energi Total : Panas Masuk = Panas Keluar Q11

=

Q12 + Q13

Panas Masuk :  Q11

Q11

= 6187,6375 kkal/jam

Panas Keluar :  Q12  Q 12 C 6 H12 O 6

= mC6H12O6 x Cp C6H12O6 x dT = 0,2769 kg/jam x 0,5555 kkal/kg K x (333 – 298)K = 5,3837 kkal/jam

 Q 12 H 2O

= m H 2O x Cp H 2O x dT 333 K  = 0,7897 kg/jam x   CpH 2 O(1)dT  kkal/kg  298 K  333 K 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2  dT  = 0,7897 kg/jam x   10 3 298 K  3,1411.10 T  = 0,7897 kg/jam x  0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  333 K  kkal / kg    10 4  298 K   0,7853.10 T  = 0,7897 kg/jam x ( 4,2827 – 3,7243 )kkal/kg

Universitas Sumatera Utara

= 0,4409 kkal/jam  Q 12 NaCl

= m NaCl x Cp NaCl x dT = 49,8052 kg/jam x 0,2079 kkal.kg K x (333-298)K = 362,4076 kkal/jam

 Q12

= (5,3837 + 0,4409 + 362,4076 ) kkal/jam = 368,2322 kkal/jam

13

 Q

 Q 13 C 6 H12 O 6

= mC6H12O6 x Cp C6H12O6 x dT = 276,6655 kg/jam x 0,5555 kkal/kg K x (333-298)K = 5379,0689 kkal/jam

 Q 13 H 2O

= m H 2O x Cp H 2O x dT 333 K  = 788,5682 kg/jam x   CpH 2 O(1)dT   298 K  333 K 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2  = 788,5682 kg/jam x   dT  10 3 298 K  3,1411.10 T  = 788,5682 kg/jam x  0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  333 K  kkal / kg    10 4  298 K   0,7853.10 T  = 788,5682 kg/jam x ( 4,2827 – 3,7243)kkal/kg = 440,3364 kkal/jam

 Q13

= ( 5379,0689 + 440,3364 ) kkal/jam = 5819,4053 kkal/jam

Universitas Sumatera Utara

7. Tangki Decolorizing (TD-101)

Berfungsi untuk menghilangkan zat warna yan ada didalam larutan C6H12O6 dengan menggunakan Karbon Aktif.

Neraca Energi Total : Panas Masuk = Panas Keluar Q13 + Q14 + Qsteam

= Q15

Panas Masuk :  Q13  Q13

= 5819,4053 kkal/jam

 Q14  Q 14 Karbon Aktif

= m Karbon Aktif x Cp Karbon Aktif x dT = 8,0519 kg/jam x 0,168 kkal/kg K x (303 – 298)K = 6,7635 kkal/jam

Panas Masuk

= Q13 + Q 14 Karbon Aktif = ( 5819,4053 + 6,7635) kkal/jam = 5826,1688 kkal/jam

Panas Keluar :  Q15  Q 15 C 6 H12 O 6

= mC6H12O6 x Cp C6H12O6 x dT = 276,6655 kg/jam x 0,5555 kka/kg K x (353 – 298) = 8445,2143 kkal/jam

Universitas Sumatera Utara

 Q 15 H 2O

= m H 2O x Cp H 2O x dT 353 K  = 788,5628 kg/jam x   CpH 2 O(1)dT  kkal/kg  298 K  353 K 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2  = 788,5628 kg/jam x   dT  10 3 298 K  3,1411.10 T  = 788,5628 kg/jam x  0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  353 K  kkal / kg    10 4   0,7853.10 T   298 K = 788,5628 kg/jam x ( 4,6043 – 3,7243 ) kkal/kg = 693,9400 kkal/jam

 Q 15 Karbon Aktif

= m Karbon Aktif x Cp Karbon Aktif x dT = 8,0519 kg/jam x 0,168 kkal/kg K x ( 353 – 298 )K = 74,3995kkal/jam

 Q15

= ( 8445,2143 + 693,9400 + 74,3995 ) kkal/jam = 9213,5538 kkal/jam

 Qsteam

= Panas Keluar – panas Masuk = ( 9213,5538 – 5819,4053 ) kkal/jam = 3387,385 kkal/jam

Maka jumlah Saturated Steam yang dibutuhkan : Q Steam

 373 K = m Steam   CpH 2 O(1)dT    298 K

= m Steam

413 K

 413 K  

 CpH

373 K

2

 O(v)dT  kkal / kg 

  373k 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2 dT kkal kg 653 , 4178 /     10 3  kkal / kg  298 K  3,1411.10 T   413 K 0,0081  2,3.10 6 T  7,8868.10 9 T 2   dT    373K 4,8868.10 12 T 3  1,0283.10 15 T 4

Universitas Sumatera Utara

= m Steam

  0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  373 K kkal / kg    10 4    0,7853.10 T  298 K   653,4178 kkal / kg     00081T 1,15.10 6 T 2  2,6289.10 9 T 3  413 K    kkal / kg    1,2217.10 12 T 4  0,2057.10 15 T 5  373 K

4,9282  3,7243 kkal / kg  653,4178 kkal / kg  = m Steam    3,2963  2,9726 kkal / kg  = m Steam ( 654,9454 kkal/kg ) 3387,385 kkal/jam

= m Steam ( 654,9454 kkal/kg )

m Steam

=

3387,385 kkal/jam = 5,1720m 654,9454 kkal / kg

Maka kebutuhan steam untuk Tangki Decolorizing sebanyak 5,1720 kg/jam

8. Filter Press-02(FP-102)

Berfungsi untuk memisahkan karbon aktif, NaCl yang bercampur didalam larutan C6H12O6

Neraca Energi Total : Panas Masuk 15

Q

= Panas Keluar = Q16 + Q17

Panas Masuk :  Q15  Q15

= 9213,5538 kkal/jam

Universitas Sumatera Utara

Panas Keluar :  Q16  Q 16 C 6 H12 O 6

= mC6H12O6 x Cp C6H12O6 x dT = 0,2766 kg/jam x 0,5555 kkal/kg K x ( 353 – 298 )K = 7,4508 kkal/jam

 Q 16 H 2O

= m H 2O x Cp H 2O x dT 353 K  = 0,7885 kg/jam x   CpH 2 O(1)dT  kkal/kg  298 K  353 K 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2  = 0,7885 kg/jam x   dT  10 3 298 K  3,1411.10 T  = 0,7885 kg/jam x  0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  353 K  kkal / kg    10 4  298 K   0,7853.10 T  = 0,7885 kg/jam x ( 4,6043 – 3,7243 ) kkal/kg = 0,6983 kkal/jam

 Q 16 Karbon Aktif

= m Karbon Aktif x Cp Karbon Aktif x dT = 7,0519 kg/jam x 0,168 kkal/kg K x (353-298)K = 73,0468 kkal/jam

16

 Q

= ( 8,4508 + 0,6938+ 72,0468 ) kkal/jam = 80,1914kkal/jam

 Q17  Q 17 C 6 H12 O 6

= mC6H12O6 x Cp C6H12O6 x dT = 276,3889 kg/jam x 0,5555 kkal/kg K x (353-298)K = 8440,1163 kkal/jam

 Q 17 H 2O

= m H 2O x Cp H 2O x dT 353 K  = 787,7797 kg/jam x   CpH 2 O(1)dT  kkal/kg  298 K 

Universitas Sumatera Utara

353 K 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2  dT  = 787,7797 kg/jam x   10 3  298 K  3,1411.10 T  = 787,7797 kg/jam x  0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  353 K  kkal / kg    10 4  298 K   0,7853.10 T  = 787,7797 kg/jam x ( 4,6043 – 3,7243 )kkal/kg = 693,2461 kkal/jam  Q17

= ( 8440,1163 + 693,2461 ) kkal/jam = 9133,3624 kkal/jam

9. Evaporator (EV-101

Berfungsi untuk memekatkan larutan C6H12O6

Fasa Uap 18 H2O 1200C, 1 atm

17 Fasa Cair C6H12O6 H2O 800, 1 atm

Steam 1400C 3 atm

EV 1200C. 1atm

19 Fasa Cair C6H12O6 H2O 1200, 1 atm

Kondensat

Neraca Energi Total : Panas Masuk :  Q17

Q17

= 9133,3624 kkal/jam

Panas Keluar :  Q18  Q 18 H 2O

= m H 2O x Cp H 2O x dT

Universitas Sumatera Utara

 373 K   CpH 2 O(1)dT   298 K = 614,4682 kg/jam x  393 K    CpH 2 O(v)dT  373 K



 413 K  

 kkal / kg   

= 614,4682 kg/jam x  373k 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2 dT   10 3  298 K  3,1411.10 T  393 K 0,0081  2,3.10 6 T  7,8868.10 9 T 2  dT  373K 4,8868.10 12 T 3  1,0283.10 15 T 4

   kkal / kg   

= 614,4682 kg/jam x   0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  373 K kkal / kg    10 4  298 K    0,7853.10 T   653,4178 kkal / kg     00081T 1,15.10 6 T 2  2,6289.10 9 T 3  393 K    kkal / kg    1,2217.10 12 T 4  0,2057.10 15 T 5  373 K = 614,4682 kg/jam x 4,9281  3,7243 kkal / kg  653,4178 kkal / kg   3,1342  2,9726 kkal / kg    1.2039 kkal / kg  653,4178 kkal / kg  = 614,4682 kg/jam x    0,1616 kkal / kg  = 402343,5157 kkal/jam  Q19  Q 19 C 6 H12 O 6

= mC6H12O6 x Cp C6H12O6 x dT = 276,3889 kg/jam x 0,5555 kkal/kg K x (393-298)K = 14585,7332 kkal/jam

 Q 19 H 2O

= m H 2O x Cp H 2O x dT  373 K   CpH 2 O(1)dT   298 K = 173,3115 kg/jam x  393 K    CpH 2 O(v)dT  373 K



 413 K  

 kkal / kg   

Universitas Sumatera Utara

=

173,3115

kg/jam

 373k 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2 dT   10 3  298 K  3,1411.10 T  393 K 0,0081  2,3.10 6 T  7,8868.10 9 T 2  dT  373K 4,8868.10 12 T 3  1,0283.10 15 T 4

=

x

   kkal / kg   

173,3115

kg/jam

x

  0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  373 K kkal / kg    10 4    0,7853.10 T  298 K   653,4178 kkal / kg     00081T 1,15.10 6 T 2  2,6289.10 9 T 3  393 K    kkal / kg    1,2217.10 12 T 4  0,2057.10 15 T 5  373 K =

173,3115

kg/jam

x

4,9281  3,7243 kkal / kg  653,4178 kkal / kg   3,1342  2,9726 kkal / kg    1.2039 kkal / kg  653,4178 kkal / kg  = 173,3115 kg/jam x    0,1616 kkal / kg  = 113481,4759 kkal/jam Q19

= ( 14585,7332 + 113481,4759 kkal/jam = 128067,2091 kkal/jam

Panas Keluar

= ( 402343,5157 + 128067,2091) kkal/jam = 530410,7248 kkal/jam

 Qsteam

= Panas Keluar – Panas Masuk = (530410,7248 – 9133,3624) kkal/jam = 521277,3624 kkal/jam

Maka jumlah Saturated steam yang dibutuhkan : Q Steam

 373 K = m Steam   CpH 2 O(1)dT    298 K

413 K

 413 K  

 CpH

373 K

2

 O(v)dT  kkal / kg 

Universitas Sumatera Utara

= m Steam

  373k 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2 dT kkal kg 653 , 4178 /     10 3  kkal / kg  298 K  3,1411.10 T   413 K 0,0081  2,3.10 6 T  7,8868.10 9 T 2   dT    373K 4,8868.10 12 T 3  1,0283.10 15 T 4

= m Steam

  0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  373 K kkal / kg    10 4    0,7853.10 T  298 K   653,4178 kkal / kg     00081T 1,15.10 6 T 2  2,6289.10 9 T 3  413 K    kkal / kg    1,2217.10 12 T 4  0,2057.10 15 T 5  373 K

4,9282  3,7243 kkal / kg  653,4178 kkal / kg  = m Steam    3,2963  2,9726 kkal / kg  = m Steam ( 654,9454 kkal/kg ) 521277,3624 kkal/jam= M Steam ( 654,9454 kkal/kg ) m Steam

=

521277,3624 kkal/jam = 795,9096 kg/jam 654,9454 kkal / kg

Maka kebutuhan steam untuk Evaporator sebanyak 795,9096 kg/jam. 10. Crystalizer (CR-101)

Berfungsi Untuk mengubah larutan C6H12O6 menjadi butiran kristal C6H12O6.

Neraca Energi Total : Panas Masuk = Panas Keluar Q19 + Q H 2O = Q20 Panas Masuk :  Q19

Universitas Sumatera Utara

Q19

= 128067,2091 kkal/jam

 Q20  Q C206 H12O6

= mC6 H12O 6 x Cp C6 H12O6 x dT = 276,3889 kg/jam x 0,5555 kkal/kg K x (303-298)K = 766,9791 kkal/jam

 Q 20 H 2O

= m H 2O x Cp H 2O x dT 303 K  = 173,3115 kg/jam x   CpH 2 O(1)dT  kkal/kg  298 K  303 K 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2  = 173,3115 kg/jam x   dT  3 10 298 K  3,1411.10 T  = 173,3115 kg/jam x  0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  303 K  kkal / kg    10 4  298 K   0,7853.10 T  = 173,3115 kg/jam x ( 3,8038 – 3,7243) kkal/kg = 13,7782 kkal/jam

 Q20

= (766,9791 + 13,7782) kkal/kg = 780,7573 kkal/jam

 Q air pendingin Q air pendingin

= Q20 – Q19 = (780,7573 – 128067,2091)kkal/jam = - 127286,4518 kkal/jam

Kondisi masuk air pendingin pada T = 250C = 298 K Kondisi air pendingin bekas pada T = 700C = 343 K Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan :

QAir Pendingin

 343 K  = mair pendingin .   CpH 2 O(1)dT  kkal/kg  298 K 

(Reklaitis, 1983)

 343 K 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2  = mair pendingin .   dT  10 3  298 K  3,1411.10 T 

Universitas Sumatera Utara

 0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  323 K  = mair pendingin .   kkl / kg   10 4  298 K   0,7853.10 T  = mair pendingin .

4,4432  3,7243 kkal / kg 

= mair pendingin . (0,7189 kkal/kg) - 127286,4518 kkal/jam mair pendingin .

= mair pendingin . (0,7189 kkal/kg) =

- 127286,4518 kkal/jam 0,7189 kkal / kg

= 177057,2427 kg/jam Air pendingin yang digunakan pada Cooler sebanyak 177057,2427 kg/jam

11. Dryer (D-101)

Berfungsi untuk mengurangi kadar air yang terkandung dalam C6H12O6

Neraca Energi Total : Panas Masuk = Panas Keluar Q21 + Qudara panas = Q22 + Q23 Panas Masuk :  Q21

Q21

= 780,7573 kkal/jam

Panas Keluar :  Q22  Q 22 H 2 O = m H 2O x Cp H 2O x dT

Universitas Sumatera Utara

373 K   CpH 2 O(1)dT   298 K = 171,9227 kg/jam x  383 K    CpH 2 O(v)dT  373 K



 413 K  

 kkal / kg   

= 171,9227 kg/jam x  373k 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2 dT   10 3  298 K  3,1411.10 T  383 K 0,0081  2,3.10 6 T  7,8868.10 9 T 2  dT  373K 4,8868.10 12 T 3  1,0283.10 15 T 4

   kkal / kg   

= 171,9227 kg/jam x   0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  373 K kkal / kg    10 4  298 K    0,7853.10 T   653,4178 kkal / kg     00081T 1,15.10 6 T 2  2,6289.10 9 T 3  383 K    kkal / kg    1,2217.10 12 T 4  0,2057.10 15 T 5  373 K = 171,9227 kg/jam x 4,9281  3,7243 kkal / kg  653,4178 kkal / kg   3,1342  2,9726 kkal / kg    1.2039 kkal / kg  653,4178 kkal / kg  = 171,9227 kg/jam x    0,1616 kkal / kg  = 112572,1129 kkal/jam  Q23  Q C236 H12O6

= mC6 H12O6 x Cp C6 H12O6 x dT = 276,3889 kg/jam x 0,5555 kkal/kg K x (343-298)K = 6902,8127 kkal/jam

 Q 23 H 2O

= m H 2O x Cp H 2O x dT 343 K 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2  = 1,3888 kg/jam x   dT  10 3 298 K  3,1411.10 T 

Universitas Sumatera Utara

= 1,3888 kg/jam x  0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  323 K  kkl / kg    10 4   0,7853.10 T   298 K = 1,3888 x 4,4432  3,7243 kkal / kg  = 1,3888 x 4,4432  3,7243 kkal / kg  = 0,9984 kkal/jam  Q23

= (6902,8127 + 0,9984) kkal/kg = 6903,8111 kkal/jam

Panas keluar

= 112572,1129 + 6903,8111 = 119475,924 kkal/jam

 Qsteam = panas keluar – panas masuk

= 119475,924 – 780,7573 = 118695,1667 kkal/jam Maka jumlah Saturated steam yang dibutuhkan : Q Steam

= m Steam

= m Steam

 373 K   CpH 2 O(1)dT    298 K

 CpH O ( v ) dT  kkal / kg 2  373 K  413 K

 413 K 



  373k 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2 dT kkal kg 653 , 4178 /     10 3  kkal / kg  298 K  3,1411.10 T   413 K 0,0081  2,3.10 6 T  7,8868.10 9 T 2   dT    373K 4,8868.10 12 T 3  1,0283.10 15 T 4

= m Steam

  0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  373 K kkal / kg    10 4  298 K    0,7853.10 T   653,4178 kkal / kg     00081T 1,15.10 6 T 2  2,6289.10 9 T 3  413 K    kkal / kg    1,2217.10 12 T 4  0,2057.10 15 T 5  373 K

4,9282  3,7243 kkal / kg  653,4178 kkal / kg  = m Steam    3,2963  2,9726 kkal / kg  = m Steam ( 654,9454 kkal/kg )

Universitas Sumatera Utara

118695,1667 kkal/jam m Steam

= M Steam ( 654,9454 kkal/kg ) =

118695,1667 kkal/jam = 181,2291 kg/jam 654,9454 kkal / kg

Maka kebutuhan steam untuk Evaporator sebanyak 181,2291 kg/jam.

12. Cooler (CO-102)

Berfungsi untuk menurunkan temperatur C6H12O6 yang keluar dari Rotary Dryer.

Neraca Energi Total : Panas Masuk = Panas Keluar Q23 + Qair pendingin = Q24 Panas Masuk :  Q23

Q23

= 6903,8111kkal/jam

Panas Keluar :  Q24  Q C246 H12O6

= mC6 H12O6 x Cp C6 H12O6 x dT = 276,3889 kg/jam x 0,5555 kkal/kg K x (303-298)K = 767,6710 kkal/jam

 Q 24 H 2O

= m H 2O x Cp H 2O x dT 303 K  = 1,3888 kg/jam x   CpH 2 O(1)dT  kkal/kg  298 K 

Universitas Sumatera Utara

303 K 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2  dT  = 1,3888 kg/jam x   10 3  298 K  3,1411.10 T  = 1,3888 kg/jam x  0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  303 K  kkal / kg    10 4  298 K   0,7853.10 T  = 1,3888 kg/jam x ( 3,8038 – 3,7243 ) kkal/kg = 0,1104 kkal/jam  Q24

= ( 767,6701 + 0,1104 ) kkal/jam = 767,7805 kkal/jam

 Air Pendingin

Qair pendingin

= Q24 – Q23 = (767,7805 – 6903,8111) kkal/jam = - 6136,0306 kkal/jam

Kondisi masuk udara pada T = 250C Kondisi keluar udara pada T = 700C Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan :

QAir Pendingin

 343 K  = mair pendingin .   CpH 2 O(1)dT  kkal/kg  298 K 

(Reklaitis,

1983)  343 K 0,0044  0,0001T  3.10 7 T 2  = mair pendingin .   dT  10 3  298 K  3,1411.10 T   0,0044T  0,00005T 2 10 7 T 3  323 K  = mair pendingin .   kkl / kg   10 4   0,7853.10 T   298 K = mair pendingin .

4,4432  3,7243 kkal / kg 

= mair pendingin . (0,7189 kkal/kg) - 6136,0306 kkal/jam

= mair pendingin . (0,7189 kkal/kg)

Universitas Sumatera Utara

mair pendingin .

=

- 6136,0306 kkal/jam 0,7189 kkal / kg

= 8535,3047 kg/jam Air pendingin yang digunakan pada Cooler sebanyak 8535,3047 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN Komponen

Densitas (kg/m3)

Air

995,68

NaOH

1518

HCL

1179

Karbon aktif

1530

NaCl

1252

Sumber : Perry, 1999 Komponen

Densitas (Kg/m3)

Pati

1550

Lemak

905,6

Protein

1320

Impuritis

2532

Glukosa

1544

Sumber : Aarhaus. C, 1999 LC.1 Gudang Tepung Sagu

Fungsi

: Untuk penyimpanan tepung sagu selama 7 hari

Jumlah

: 1 unit

Jenis

: Segi empat persegi panjang

Bahan konstruksi

: Beton

Kondisi penyimpanan : T = 300C, P = 1 atm Laju alir massa tepung sagu

= 365,9976 kg/jam

Massa tepung sagu

= 365,9976 kg/jam x 24 jam/hari x 7 hari = 61487,5968 kg

Densitas tepung sagu

= 1.550 kg/m3

Volume tepung sagu

=

(Aarhaus. C, 1999)

m



Universitas Sumatera Utara

=

61487,5968 kg = 40,1879 m3 3 1.530 kg / m

Dengan factor kelonggaran 20%, maka : Volume gudang Vg

(Brownell, 1959)

= V (1 + 0,2) = 40,1879 m3 x 1,2 = 48,2254 m3

Volume segiempat persegi panjang = p x l x t Asumsi : l = t = 0,5 p maka :

Vg

= p. (0,5 p)2 = 0,25 p3

p

V8 48,2254 m 3  = 0,25 0,25

p3

= 192,9019 m3

p

= 5,7678 m

t =1

= 0,5 p

3

= 2,8839 m Spesifikasi gudang tepung sagu  Panjang

= 5,7678 m

 Lebar

= 2,8839 m

 Tinggi

= 2,8839 m

 Kapasitas

= 48,2254 m3

 Jumlah

= 1 unit

 Bahan konstruksi

= Beton

LC.2 Tangki HCl ( T-101)

Fungsi

: Untuk penyimpanan HCl selama 7 hari

Jumlah

: 1 unit

Jenis

: Silinder vertical dengan tutup berbentuk ellipsoidal dan alas berbentuk datar.

Bahan konstruksi

: Stainless Steel SA-304

Kondisi penyimpanan : T = 300C, P = 1 atm

Universitas Sumatera Utara

Bahan Masuk : Laju alir massa HCl

= 36,5997 kg/jam

Densitas HCl

= 1179 kg/m3

(Perry, 1999)

Tangki dirancang untuk kebutuhan 7 hari.  Menentukan kapasitas tangki :

Massa

= 36,5997 kg/jam x 24 jam/hari x 7 hari = 6148,7496 kg

Dengan waktu kelonggaran 20% Volume tangki

m

= 1,2 x



(Brownell, 1959) = 1,2 x

6148,7496 kg = 5,2152 m3 1179 kg / m 3

 Menentukan diameter tangki :

Asumsi : H Vt

= 3 Dt = V ellipsoidal + V silinder



5,2152 m3

=

5,2152 m3

=

7 3 Dt 24

Dt

=

3

24

Dt3 +

24.V = 7

 4

3

= 1,7847 m x Volume cairan dalam shell

Dt3

24 x 5,2152 m 3 = 1,7847 m 7 x 3,14 1 in = 70,2639 in 0,0254 m = 5,2152 m3 -

 24

Dt3

3

= 5,2152 m – 0,7450 m3 = 4,4702 Tinggi cairan dalam shell, H = Tekanan hidrostatis

4,4702 m 3 1  1,7847 2 4

= 1,7880 m

= ρ x (H-1) = 1.179 kg/m3 x (1,7880 m – 1) = 929,1463 kg/m2 = 929,1463 kg/m2 x

0,001422 psi 1 kg

= 1,3212 psi

Universitas Sumatera Utara

Tekanan eksternal

= 14,7 psi

Tekanan design

= 1,3212 psi + 14,7 psi = 16,0212 psi

 Menentukan tebal silinder vertical :

t

=

Pd x Dt + C.n 2 FE  0,6 Pd 

(Brownell, 1959)

Dimana : Pd

= Tekanan total design

= 16,0212 Psi

Dt

= Diameter tangki

= 70,2639 in

F

= Allowable stress

= 18.750 Psi

(Brownell, 1959)

E

= Efesiensi sambungan

= 80%

(Brownell, 1959)

C

= Faktor korosi

=0,00625 in/tahun

(Brownell, 1959)

jadi, t=

16,0212

Psi  x 70,2639 in   0,00625 in / tahun x 20 tahun  2 18,750 Psi x 0,8  0,6 x 16,0212 Psi 

= 0,1625 in x

0,0254 m = 0,004 m 1 in

maka diperoleh OD

= Dt + 2t = 70,2639 in + (2 x 0,1625 in) = 70,5889 in = 70,5889 in x

0,0254 m = 1,7929 m 1 in

 Menentukan Tinggi Tangki, Ht :

1 1 Dt = x 1,7847 m = 0,4461 m 4 4

Tinggi tutup atas, ha

=

Tinggi shell, H

= 3 Dt = 3 x 1,7847 m = 5,3541 m

Tinggi Tangki

= 0,4461 m + 5,3541 m = 5,8002 m

Universitas Sumatera Utara

 Spesifikasi Tangki HCl :

Bahan konstruksi

= Steinless Steel SA-304

Diameter dalam

= 1,7847 m

Diameter luar

= 1,7929 m

Tinggi shell

= 5,3541 m

Tinggi tutup

= 0,4461 m

Tinggi tangki

= 5,8002 m

Tebal plat tangki

= 0,1652 in

LC. 3 Tangki NaOH (T-102)

Fungsi

: Untuk penyimpanan NaOH selama 7 hari

Jumlah

: 1 unit

Jenis

: Silinder vertical dengan tutup berbentuk ellipsoidal dan alas berbentuk datar.

Bahan konstruksi

: Stainless Steel SA-304

Kondisi penyimpanan : T = 300C, P = 1 atm Bahan masuk : Laju alir massa NaOH, G

= 76,168 kg/jam

Densitas NaOH, 

= 1.518 kg/m3

(Perry, 1999)

 Menentukan kapasitas tangki, Vt :

Massa, m

= 76,168 kg/jam x 24 jam/hari x 7 hari = 12796,224 kg

Dengan faktor kelonggaran 20%

Volume tangki, Vt = 1,2 x

m



= 1,2 x

(Brownell, 1959) 12796,224 kg = 8,4296 m3 3 1.518 kg / m

 Menentukan Diameter Tangki, Dt :

Asumsi : H Vt

= 3 Dt = V ellipsoidal + V silinder

Universitas Sumatera Utara



8,4296 m3

=

8,4296 m3

=

7 Dt3 24

Dt

=

3

24

Dt3 +

24.V = 7



Dt3

4

3

24 x 8,4296 m 3 = 2,0941 m 7 x 3,14 1 in = 82,4470 in 0,0254 m

= 2,0941 m x Volume cairan dalam shell

= 8,4296 m3 -

 24

Dt3

= 8,4296 m3 – 1,2042 m3 = 7,2254 m3 Tinggi cairan dalam shell, H = Tekanan hidrostatis, ph

7,2254 m 3 1  (2,0941 m) 2 4

= 4,3955 m

=  x (H-1) = 1.518 kg/m3 x (4,3955 m-1) = 5154,369 kg/m2 x

0,001422 Psi 1 kg / m 2

= 7,3259 Psi Tekanan operasi

= 14,7 Psi

Tekanan design, Pd

= 7,3259 Psi + 14,7 Psi = 22,0259 Psi

 Menentukan Tebal Silinder Vertikal, t:

t

=

Pd x Dt + C.n 2FE  0,6 Pd 

(Brownell, 1959)

Dimana : Pd

= Tekanan total design

= 22,0259 Psi

Dt

= Diameter tangki

= 82,4470 in

F

= Allowable stress

= 18,750 Psi

(Brownell, 1959)

E

= Efisiensi sambungan

= 80%

(Brownell, 1959)

C

= faktor korosi

= 0,00625 in/tahun

(Brownell, 1959)

Universitas Sumatera Utara

jadi, t=

22,0259 Psi  x 82,4470 in   0,00625 in / tahun x 20 tahun  2 18,750 Psi x 0,8  0,6 x 22,0259 Psi 

= 0,1855 in x

0,0254 m = 0,004 m 1 in

maka diperoleh OD

= Dt + 2t = 82,4470 in + (2 x 0,004 in) = 82,455 in = 82,455 in x

0,0254 m = 2,0943 m 1 in

 Menentukan Tinggi Tangki, Ht :

1 1 Dt = x 2,0943 m = 0,5235 m 4 4

Tinggi tutup atas, ha

=

Tinggi shell, H

= 3 Dt = 3 x 2,0943 m = 6,2829 m

Tinggi Tangki

= 0,5235 m + 6,2829 m = 6,8064 m

 Spesifikasi Tangki NaOH :

Bahan konstruksi

= Steinless Steel SA-304

Diameter dalam

= 2,0941 m

Diameter luar

= 2,0943 m

Tinggi shell

= 6,2829 m

Tinggi tutup

= 0,5235 m

Tinggi tangki

= 6,8064 m

Tebal plat tangki

= 0,1855 in

LC.4 Mixer (MX-101)

Fungsi

: Untuk pembuatan slurry

Jumlah

: 1 unit

Jenis

: Silinder vertical dengan tutup dan alas berbentuk ellipsoidal dilengkapi dengan pengaduk

Bahan konstruksi

: Stainless Steel SA-304

Universitas Sumatera Utara

Kondisi operasi : Tekanan

= 1 atm

Temperatur

= 300C

Tabel LC.1 Komposisi bahan masuk Mixer (MX) Bahan

Massa

Densitas 3

Volume

X

X.ρ

3

(kg/jam)

(kg/m )

(m /jam)

Pati sagu (tepung)

365,9976

1,550

0,2361

0,35

540,95

Air

679,7100

995,68

0,6826

0,650

647,192

Total

1045,7076

-

0,9187

1

1188,142

Densitas campuran (slurry) = 1188,142 kg/m3 Dengan faktor kelonggaran 20%

(Brownwll, 1959)

= 1,2 x 0,9187 m3/jam = 0,1024 m3

Volume slurry

 Menentukan Diameter Tangki, Dt :

Asumsi : H = 3 Dt Vt

= 2.V ellipsoidal + V silinder

0,1024 m3 = 2 x 0,1024 m3 = Dt

=

 24

Dt3 +

4

Dt3

8 Dt3 24 3

24.V = 11

3

= 1,0174 m x H



24 x 0,1024 m 3 = 1,0174 m 8 x 3,14 1 in = 40,0551 in 0,0254 m

= 3 x 1,0174 m = 3,0522 m = 3,0522 m x

1 in = 120,1653 in 0,0254 m

Volume cairan dalam shell

= 1,1024 m3 – 2 x

 24

Dt3

= 1,1024 m3 – 0,2755 m3 = 0,8269 m3

Universitas Sumatera Utara

0,8269 m 3

Tinggi cairan dalam shell, H

=

Tekanan hidrostatis, ph

=  x (H-1



1 1,0174 m 3 4



= 2,2516 m

= 1188,142 kg/m3 x (2,2516 m – 1) = 2675,3051 kg/m2 = 2675,3051 kg/m2 x

0,001422 Psi 1 kg / m 2

= 1,8042 Psi Tekanan operasi

= 14,7 Psi

Tekanan design, Pd

= 1,8042 Psi + 14,7 Psi = 16,5042 Psi

 Menentukan Tebal Silinder Vertikal , t :

t

=

Pd x Dt + C.n 2FE  0,6 Pd 

(Brownell, 1959)

Dimana : Pd

= Tekanan total design

= 16,5042 Psi

Dt

= Diameter tangki

= 40,0551 in

F

= Allowable sambungan

= 18,750 Psi

(Brownell, 1959)

E

= Efisiensi sambungan

= 80 %

(Brownell, 1959)

C

= Faktor korosi

= 0,00625 in/tahun

(Brownell, 1959)

Jadi, t

=

16,5042 Psi  x 40,0551 in  + (0,00625 in/thn x 20 tahun ) 218,750 Psi x 0,8  0,6 x 16,5042 Psi 

= 0,1470 in x

0,0254 m = 0,0037 m 1in

Maka diperoleh OD

= Dt + 2t = 40,0625 in = 40,0625 in x

0,0254 m = 1,0175 m 1in

Universitas Sumatera Utara

 Menentukan Tinggi Tangki, Ht :

Tinggi tutup atas, ha

=

1 1 Dt = x 1,0175 m = 0,2543 m 4 4

Tinggi tutup bawah, hb

=

1 1 Dt = x 1,0175 m = 0,2543 m 4 4

Tinggi shell, H

= 3 Dt = 3 x 1,0175 m = 3,0525 m

Tinggi tangki

= 0,2543 m + 0,2543 m + 3,0525 m = 3,5611m

 Perencanaan Pengaduk :

Pengaduk yang digunakan adakah jenis flat balde turbine impeller, dengan Perbandingan ukuran sebagai berikut : a. Diameter Impeller, Di : Di =

1 Dt x 1,0175 m = 0,3391 m 3

b. Lebar daun impeller W=

1 1 Di = x 0,3391 m = 0,0678 m 5 5

c. Tinggi liquid, H : E = Di = 1,0175 m d. Tinggi impeller dari dasar tangki E = Di = 0,3391 m e. Panjang daun impeller, L L=

1 1 Di = x 0,3391 m = 0,0847 m 4 4

 Jumlah Putaran Pengaduk, N :

N .Di   . g.gc     

0 , 25

= 1,22 +

1,25. Dt Di

(Treybal, 1981)

Dimana : N

= Jumlah putaran pengaduk, rps

Di

= Diameter pengaduk, m

Universitas Sumatera Utara

Σ

= Tegangan permukaan larutan

g

= Percepatan gravitasi, m /s2

gc

=1

ρ

= Densitas campuran, kg/m3

Sehingga diperoleh : N .0,3391 m  0,0344 N / m.9,81 m / s 2 .1   3 1188,142 kg / m  

N

0 , 25

 1,25 .1,0175 m   = 1,22 +   0,3391 m 

= 1,9027 rps

 Daya Pengadukan, p :

p=

N p . n 3 . Di5 . 

(Mc.cabe, 1999)

gc

Dimana : P

= Daya pengadukan

= Hp

Np

= Konstanta pengadukan

= 6,2

N

= Kecepatan putaran pengaduk

= 1,9027 rps

Di

= Diameter pengaduk

= 0,3391 m = 1,1125 ft

Ρ

= Densitas campuran

= 1188,142 kg/m3 = 74,2339 lb/ft3

gc

= konstanta

= 32,17 ft/s2

sehingga, =



6,2 x 1,9027  x 1,1125 ft  x 74,2339 lb / ft 3 32,17 ft / s 2 3

p

5



= 167,9399.lb/s = 167,9399 ft.lb/s x

1 Hp = 0,3053 Hp 550 ft.lb / s

Efisiensi motor, n = 80% Maka, p

=

0,3053 Hp = 03816 Hp 0,8

Universitas Sumatera Utara

 Spesifikasi Mixer (MX) :

Bahan konstruksi

= Steinless steel Sa-304

Diameter dalam

= 1,0174 m

Diameter luar

= 1,0175 m

Tinggi shell

= 2,2516 m

Tinggi tutup atas

= 0,2543 m

Tinggi tutup bawah

= 0,2543 m

Tinggi tangki

= 3,5611 m

Tebal plat tangki

= 0,1470 in

Diameter impeller

= 0,3391m

Lebar daun impeller

= 0,0678 m

Tinggi impeller dari dasar tangki

= 0,3391 m

Panjang daun impeller

= 0,0847 m

Daya pengadukan

= 0,3816 Hp

LC. 5 Reaktor Hidrolisa (R-101)

Fungsi

: Untuk mengubah slurry menjadi larutan glukosa

Jumlah

: 1 Unit

Jenis

: Silinder vertical dengan tutup dan alas berbentuk ellipsoidal serta dilengkapi dengan pengaduk dan jaket.

Reaksi hidrolisa : C12H22O11 + H2O

HCl

2C6H12O6

Kondisi operasi : Waktu tinggal

= 2 jam

(US. Patent No.6.126.754, 3 oktober 2000)

Konversi reaksi

= 90%

Tekanan

= 3 atm = 44,1 Psi

Temperatur

= 1350C

Densitas Slurry : Komponen

X

Σ alur 3, 4 & 5

ρ

X. ρ

Pati

0,0429

46,9336

1550

66,495

Air

0,6687

729,0093

995,68

665,8112

Lemak

0,0009

0,7320

905,6

0,81540

Universitas Sumatera Utara

Protein

0,002

2,5620

1320

3,564

Impuritis

0,001

1,4639

2532

2,532

HCl

0,032

34,7697

1179

37,728

C6H12O6

0,25

277,2196

1544

370,56

1

1092,6901

1247,5052

Tabel LC.2 Komposisi bahan masuk Reaktor Hidrolisa Massa

Densitas

Volume

(kg/jam)

(kg/m3)

(m3/jam)

Slurry

1045,7076

1247,5054

Air Hidrolisa

15,3828

Total

1061,0904

Bahan

Densitas campuran

X

X/ρ

0,8838

0,98

0,00078

995,68

0,5449

0,02

0,00002

-

1,4287

1

8.10-4

1 = 1250 kg/m3 8.10 - 4

=

Dengan faktor kelonggaran 20%

(Brownell, 1959)

= 1,2 x 1,4287 m3/jam x 2 jam = 3,4288 m3

Volume campuran

 Menentukan Diameter Tangki, Dt :

Asumsi : H = 3 Dt Vr

= 2.V ellipsoidal + V silinder

1,4287 m3 = 2 x 1,4287 m3 = Dt

=

 24

Dt3 +

4

Dt3

8 Dt3 24 3

24.V = 8

3

= 1,1091 m x H



24 x 1,4287 m 3 = 1,1091 m 8 x 3,14 1 in = 43,6653 in 0,0254 m

= 3 x 1,1091 m = 3,3273 = 3,3273 m x

1 in = 130,9960 in 0,0254 m

Universitas Sumatera Utara

Volume cairan dalam shell

= 1,4287 m3 – 2 x

 24

Dt3

= 1,4287 m3 – 0,3571 m3 = 1,0716 m3 1,0716 m 3

Tinggi cairan dalam shell, H

=

Tekanan hidrostatis, ph

=  x (H-1)

1 1,1091 m 3  4

= 3,8658 m

= 1250 kg/m3 x (3,3273 m – 1) = 2909,125 kg/m2 = 2909,125 kg/m2 x

0,001422 Psi 1 kg / m 2

= 4,13 Psi Tekanan design, Pd

= 4,13 + 44,1 Psi = 48,23 Psi

 Menentukan Tebal Silinder Vertikal , t :

t

=

Pd x Dt + C.n 2FE  0,6 Pd 

(Brownell, 1959)

Dimana : Pd

= Tekanan total design

= 48,23 Psi

Dt

= Diameter tangki

= 1,1091 in

F

= Allowable sambungan

= 18,750 Psi

(Brownell, 1959)

E

= Efisiensi sambungan

= 80 %

(Brownell, 1959)

C

= Faktor korosi

= 0,00625 in/tahun

(Brownell, 1959)

Jadi, t

=

48,23

Psi  x 43,6653 in  + (0,00625 in/thn x 20 thn ) 218,750 Psi x 0,8  0,6 x 48,23 Psi 

= 0,1953 in x

0,0254 m = 0,0049 m 1in

Maka diperoleh OD

= Dt + 2t = 43,6653 in + (2 x 0,1953 in) = 44,0559 in

Universitas Sumatera Utara

= 44,0559 in x

0,0254 m = 1,1190 m 1in

 Menentukan Tinggi Tangki, Ht :

Tinggi tutup atas, ha

=

1 1 Dt = x 1,1190 m = 0,2797 m 4 4

Tinggi tutup bawah, hb

=

1 1 Dt = x 1,1190 m = 0,2797 m 4 4

Tinggi shell, H

= 3Dt = 3 x 1,1190 m = 3,357 m

Tinggi tangki

= 0,2797 m + 0,2797 m + 3,357 m = 3,9164 m

 Perencanaan Pengaduk :

Pengaduk yang digunakan adakah jenis flat balde turbine impeller, dengan Perbandingan ukuran sebagai berikut : a. Diameter Impeller, Di : Di =

1 Dt x 1,1190 m = 0,373 m 3

b. Lebar daun impeller,W W=

1 1 Di = x 0,373 m = 0,0746 m 5 5

c. Tinggi liquid, H : H = Dt = 1,1190 m d. Tinggi impeller dari dasar tangki, E E = Di = 0,373 m e. Panjang daun impeller, L L=

1 1 Di = x 0,373 m = 0,0932 m 4 4

 Jumlah Putaran Pengaduk, N :

N .Di   . g.gc     

0 , 25

= 1,22 +

1,25. Dt Di

(Treybal, 1981)

Dimana : N

= Jumlah putaran pengaduk, rps

Universitas Sumatera Utara

Di

= Diameter pengaduk, m

Σ

= Tegangan permukaan larutan

g

= Percepatan gravitasi, m /s2

gc

=1

ρ

= Densitas campuran, kg/m3

Sehingga diperoleh : N .0,373 m  0,0344 N / m.9,81 m / s 2 .1   3 1250 kg / m  

N

0 , 25

 1,1190 m   = 1,22 +   0,373 m 

= 1,4510 rps

 Daya Pengadukan, p :

p=

N p . n 3 . Di5 . 

(Mc.cabe, 1999)

gc

Dimana : P

= Daya pengadukan

= Hp

Np

= Konstanta pengadukan

= 6,2

N

= Kecepatan putaran pengaduk

= 1,4510 rps

Di

= Diameter pengaduk

= 0,373 m = 1,2237 ft

Ρ

= Densitas campuran

= 1250 kg/m3 = 78,0347 lb/ft3

gc

= konstanta

= 32,17 ft/s2

(Mc.cabe, 1999)

sehingga, 3

p



6,2 x 1,4501 x 1,2237 ft  x 78,0347 lb / ft 3 = 32,17 ft / s 2 = 125,8337 ft.lb/s x

5



1 Hp = 0,2287 Hp 550 ft.lb / s

Efisiensi motor, n = 80% Maka, p

=

0,2287 Hp = 0,2858 Hp 0,8

 Menghitung Tebal Dinding Jaket, Tj :

Laju alir steam, Gs

= 758,2767 kg/jam

Densitas steam, ρs

= 930,8842 kg/jam

(Geankoplis, 1983)

Universitas Sumatera Utara

Gs 758,2767 kg / jam = = 0,8154 m3/jam 3 s 930,8842 kg / m

Laju alir volume steam, Vs

=

Diameter luar reaktor

= 1,1190 m

Desain jaket yang diinginkan adalah sesuai dengan bentuk tangki yang dipasang disekeliling tangki. Vj = Vs x t Dimana : Vj

= Volume jake, m3

Vs

= Laju alir volume steam, m3/jam

t

= Waktu tinggal steam, jam

Maka, Vj = 0,8154 m3/jam x 2 jam = 1,629 Maka, Vj ini adalah yang terbesar maka penentuan diameter jaket da penentuan tebal jaket mengikuti harga ini. Vj

     =  x ODj 2 x H   2 x  x IDj 2 x h    24   4

Dimana : Vj

= Volume jaket, m3

ODj

= Diameter luar jaket, m

IDj

= Diameter dalam jaket, m

H

= Tinggi jaket yang menutupi tangki (tinggi tangki), m

h

= Tinggi heat, m      2 2  4 ODj x 3,3273 m    24 ODj x 0,2797 m      

1,629

=

1,629 m3

= 3,2129m.ODj2 – 0,0458 m3

ODj

=

ODj

= 1,7219 m x

     2 2  4 x 1,1091 m  x 3,3273 m    24 x 1,1190 m  x 0,2797     

1,629 m 3  0,0458 m 3 3,2129 m 1 in = 28,4212 0,0254 m

Universitas Sumatera Utara

Tebal jaket dari dingin luar tangki, t =

1,7219 m 1,1190 m = 0,3014 m 2

= 0,3014 m x Luas yang dialiri steam, A

=

 4

1in = 11,8661in 0,0254

. {(1,7219 m )2 – (1,1190 m)2}= 1,3445 m2

Kecepatan superficial steam, Vs

=

Laju alir volume steam Luas yang dialiri steam

=

0,8145 m 3 / jam = 0,6058 m/jam 1,3445 m 2

Tebal dinding jaket, Tj : Tj

=

Pd x Dt + C.n 2FE  0,6 Pd 

(Brownell, 1959)

Dimana : Pd

= Tekanan total design

= 48,23 Psi

Dt

= Diameter tangki

= 1,1091 m

F

= Alowwable stress

= 18,750 Psi

(Brownell, 1959)

E

= Efisiensi sambungan

= 80%

(Brownell, 1959)

C

= Faktor korosi

= 0,00625 in/tahun

(Brownell, 1959)

Jadi, t

=

48,23 Psi  x 43,6653 in  + (0,00625 in/thn x 20 thn) 218,750 Psi x 0,8  0,6 x 43,6653 Psi 

= 0,1953 in x

0,0254 m = 0,0049 m 1in

 Spesifikasi Reaktor Hidrolisa (RH):

Bahan konstruksi

= Steinless steel Sa-304

Diameter dalam

= 1,1091 m

Diameter luar

= 1,1190 m

Tinggi shell

= 3,3578 m

Tinggi tutup atas

= 0,2797 m

Tinggi tutup bawah

= 0,2797 m

Tinggi tangki

= 3,9164 m

Tebal plat tangki

= 0,1953 in

Universitas Sumatera Utara

Diameter impeller

= 0,373 m

Lebar daun impeller

= 0,0746 m

Tinggi impeller dari dasar tangki

= 0,373 m

Panjang daun impeller

= 0,0932 m

Daya pengadukan

= 0,2858 Hp

Tebal jaket

= 11,8661 in

LC. 6 Cooler (CO-101)

Fungsi

: Menurunkan temperatur glukosa dari 1350C menjadi 500C

Jumlah

: 1 unit

Tipe

: Horizontal Shell and Tube Exchanger

 Perhitungan LMTD:

Tabel LC.3 Perhitungan LMTD Cooler (CO) Fluida Panas (0F)

Temperatur

Fluida Dingin (0F)

Selisih (0F)

275

Temperatur tinggi

158

117

122

Temperatur rendah

77

45

125

Beda Temperatur

81

72

LMTD =

T1

 t 2   T2  t1   T  t2   in 1 T t   2 1

(Kern,1965)

Dimana : t1

= Temperatur fluida dingin masuk

t2

= Temperatur fluida dingin keluar

T1

= Temperatur fluida panas masuk

T2

= Temperatur fluida panas keluar

Maka :

Universitas Sumatera Utara

LMTD =

300,6  183,60 F  147,6  102,60 F = 75,3532 0F  300,6  183,60 F   in 0   147,6  102,6 F 

 Faktor koreksi untuk fluida panas (R) :

R

=

T1  t 2 T2  t1

=

300,6  147,60 F = 1530 F = 1,8889 183,6  102,60 F 810 F

(Kern,1965)

 Faktor koreksi untuk fluida dingin (s)

S

Dimana : FT Maka, Δt

=

T1  t 2 T2  t1

=

183,6  102,60 F 300,6  147,60 F

(Kern,1965) 810 F = 0,4091  198 0 F

= factor perbedaan temperatur = 0,82

(Kern, 1965)

= FT x LMTD

(Kern, 1965)

= 0,82 x 75,3532 0F = 61,7896 0F  Temperatur fluida rata-rata :

a. Fluida panas (Ta)

T1  T 2 275  122 F = 198,5 0F = = 2 2

b. Fluida dingin(ta)

=

0

T1  T 2 158  77  F = 117,5 0F = 2 2 0

 Penempatan fluida :

a. Fluida panas adalah campuran hasil reaksi berada dalam shell side. b. Fluida dingin adalah air pendingin berada dalam tube side. Dari tabel 8, Kern, 1965, diperoleh harga UD 5 – 75 Btu/jam.ft 0F. Asumsi : UD = 6 Btu/jam ft 0F

(Kern, 1965)

Universitas Sumatera Utara

 Luas perpindahan panas, A :

A

=

Q U D . t

(Kern, 1965)

Dimana : Q

= Panas steam (kkal/jam)

UD

= Koefisien perpindahan panas (kkal/jam)

Δt

= Beda temperature (0F)

Q

= 4791,6116 kkal/jam = 4791,6116 kkal/jam x

(LA-41) 1 Btu = 19014,3317 Btu/jam 0,252 kkal

Sehingga luas permukaan (A) : A

=

19014,3317 Btu/jam = 51,2878 ft2 2 0 0 6 Btu / ft jam F x 61,7896 F

 Ukuran tube :

Dari tabel 10, Kern, 1965, diperoleh ukuran tube : OD

= 1 1/4 in

BWG = 18 ID

= 1,15 in

a’t

= 1,04 in2

a”

= 0,3271 ft2/ 1 in ft

L

= 5 ft

 Jumlah Tube

Nt =

A L x a"

(Kern, 1965)

51,2878 ft 2 = = 31,35 ≈ 31ubes 5 ft x 0,3271 ft 2 / in ft

Universitas Sumatera Utara

 Koreksi design overall coefficient of heat transfer, UD

= Nt x L x a”

A koreksi

(Kern, 1965) 2

2

= 31 x 5 ft x 0,3271 ft / 1 in ft = 50,7005 ft UD koreksi

=

Q A koreksi x t

=

19014,3317 Btu / jam = 6,0695 Btu.jam ft 0F 2 0 50,7005 ft x 61,7896 F

Karena UD mendekati asumsi, maka dari tabel 9 Kern diperoleh data sebagai berikut :  Ukuran shel

Dari tabel 9 Kern, 1965, diperoleh data-data sebagai berikut : Jumlah passes

= 2 passes

Pitch, PT

= 1 1/16 in triangular pitch

Jumlah tube, NT

= 17 tubes

ID shell

= 10 in = 0,8333 ft = (1 – OD tube) = 1 9/16 in - 11/4 in = 0,3125 in

Baffle space

= 2 in

SHELL SIDE : fluida panas, glukosa.  Menghitung flow area fluida panas yang mengalir pada shell side, as.

as

=

ID x C" x B (Pers. 7.1,Kern, 1965) 144 x PT

=

10 x 0,3125 x 2 = 0,0278 ft2 144 x 1 9 6

 Kecepatan massa, Gs Ws as

Gs

=

Ws

= 1092,6901 kg/jam x 2,2046 lb/jam = 2406,7399 ft2

Universitas Sumatera Utara

Sehingga : 2406,7399 lb / jam  86573,3777 lb / jam ft 2 0,0278

Gs

=

Th

= 198,5 0F

Viskositas fluida panas, μ

= 19 cP = 19 cP x

2,42 lb / ft jam = 45,98 lb/ft jam 1 cP

D = 0,91 in = 0,0758 ft  Menghitung bilangan reynold fluida pada shell side, Res

NRe

=

D xG



0,758 ft x 86573,3777 lb / jam ft 2 = 1427,1992 45,98 lb / ft jam

=

Heat transfer faktor, JH = 6

(Fig. 28, Kern, 1965)

 Menghitung koefisien perpindahan panas, ho

c

= 0,65 Btu/lb ft

k

= 0,164 Btu/jam ft2 (0F/ft)

h0

k = JH   . D

  dimana   W

  

  .c     k 

1/ 3

.

(Pers. 6.15, Kern, 1965)

0.14

S

 0,164   45,98 x 0,65  1 / 3 =6x  .  = 73,5988 Btu/jam ft20F S 0,164  0,0758    h0

Temperatur pada dinding tube : h0

TW = TC =

hi0

= 117,50F +

S

S 

h0

(Th – Tc)

S

73,5988 Btu / ft 2 jam 0 F (198,5 – 117,5)0F 1.343,9370  73,5988 Btu / ft 2 jam 0 F

= 121,44518 0F μW

= 50 cP

Universitas Sumatera Utara

 19  0,14 =   = 0,8733  50 

S

Koefisien koreksi, h0 = 73,5988 Btu/jam ft 0F x 0,8733 = 64,2738 Btu/jam ft2 0F  Menghitung slean overall koeffisien, UC

Uc = =

hio x ho

(Pers. 6.7, Kern, 1965)

hio x ho

1.343,9370 Btu/jam ft 0F . 64,2738 Btu/jam ft 0F  1.343,9370 Btu/jam ft 0F .  64,2738 Btu/jam ft 0F 

= 61,3402 Btu/jam ft 0F  Menghitung dirt factor, Rd

RD

= =

UC x U D UC x U D

61,3402 Btu/jam ft 0F  6 Btu/jam ft 0F 61,3402 Btu/jam ft 0F x 6 Btu/jam ft 0F

= 0,1504 Btu/jam ft 0F

 Friction factor, f

Res

= 129,2987

Retnold umber yang diperoleh digunakan untuk menghitung friction factor f

= 0,0056

(Fig. 29, Kern, 1956)

s

= 0,09

(Tabel 6, Kern, 1956)

 Jumlah lintasan

Jumlah sekat (bundle) yang dilalui (N + 1), dimana N yaitu jumlah baffle dan L yaitu panjang tube. Nt + 1

=

12.L 17 x 5 ft  = 42,5 B 2 ft

Universitas Sumatera Utara

 Pressure drop

0,0056 x 86573,3777  x 0,8333 x 24 5,22 x 1010 x 0,0758 x 0,09 x 0,8733 2

ΔPs

=

(Pers. 7.44, Kern, 1965)

= 2,7991 Psi TUBE SIDE : Fluida dingin, air  Menghitung flow area fluida dingin yang mengalir pada tube side, at

at

=

N t at 144 in 2 / ft.n

=

18 x 1,04 in 2 = 0,061 ft2 2 2 144 in / ft .2

(Pers. 7.44, Kern, 1965)

 Menghitung laju alir massa fluida dingin pada tube side, Gt

Gt

=

Wt at

(Pers. 7.1, Kern, 1965)

= 1092,6901 kg/jam x 2,2046 lb/jam = 2408,9445 lb/jam sehingga : Gt

=

2408,9445 lb/jam = 39490,8934 lb/ft2jam 2 0,061 ft

 Menghitung bilangan reynold fluida pada tube side, Ret

Pada temperature rata-rata, tc = 117,5 0F diperoleh data sebagai berikut :



= 0,6 cP = 0,6 cP x

2,42 lb / ft jam = 1,452 lb/ft jam cP

D

= 1,40 in = 01167 ft

Ret

= =

Gt x D

 39490,8934 lb / jam ft 2 x 0,167 ft = 4541,9966 1,452 lb / ft jam

Heat transfer faktor, JH = 25

Universitas Sumatera Utara

 Menghitung koefisien perpindahan panas inside fluida, hio

k

= 0,066 Btu.ft2 jam (0F/ft)

c

= 0,42 Btu/lb 0F

hi

 k    c  1/ 3   = JH   .   .   D   k   W

 0,14  

 0,066   1,452 x 0,42  1 / 3 = 25 x   .  . 1 = 29,6462 Btu.ft2 jam 0F  0,1167   0,066 

Nilai hi yang diperoleh digunakan untuk menghitung heat transfer koeffisient outside diameter, hio hio

= hi x (ID/OD) = 29,6462 Btu/ft2 jam 0F x (1,4/1,25) = 33,2037 Btu/ft2 jam 0F

 Friction factor, f

Ret

= 4541,9966

Reynold number yang diperoleh digunakan untuk menghitung friction factor f

= 0,00052

s

=1

(fig. 26, Kern, 1965)

 Pressure drop

ΔPt

f x Gt 2 x L x n = 5,22 x 1010 x D e x s x t

(Pers. 7.47, Kern, 1965)

0,00052 x 39490,8934 x 5 x 2 = = 1,3311 Psi 5,22 x 1010 x 0,11671 x 1 2

 Persamaan velocity head :

Gt

= 39490,8934 lb/ft2jam

dari fig. 27 kern, maka V2/2g = 0,35 lb/ft2jam ΔPr

4.n V 2 4.2 =  x 0,35 = 2,8 Psi x s 2g 1

Total tube side preeure drop (ΔPT) menjadi : ΔPT

= ΔPt + ΔPt = (0,7718 + 2,8) Psi = 3,5718 Psi

Universitas Sumatera Utara

LC. 7 Filter Press 01 (FP-101)

Fungsi

: Untuk memisahkan sisa pati, protein, lemak, dan impurities yang bercampur didalam larutan glukosa.

Bahan

: Carbon Steel SA – 333

Jenis

: Plate and Frame

Laju alir massa masuk, G

= 1092,6901 kg/jam = 2408,8352 lb/jam

Laju Alir, Q

= =

Porositas bahan, P

m

 2408,8352 lb / jam = 33,8387 ft3/jam 2 71,1858 lb / ft

= 0,6

(Brownell,1969)

Densitas filtrat : Komponen

Alur

Xi

ρ

Xi / ρ

Glukosa

276,9424

0,27

1544

0,0015

Air

728,2802

0,70

995,68

0,0070

HCl

34,7149

0,03

1179

0,00027

1039,9375

1

Densitas filtrat =

8,77.10-4

1 = 1140,2508 kg/m3 8,77.10 - 4

Densitas cake, ρc : Komponen

Alur keluar

ρ

X

X/ρ

Pati

46,9336

1550

0,89

0,00029

Air

0,7291

665,68

0,01

0,0067

Lemak

0,7320

905,6

0,01

0,000077

Protein

2,5620

1320

0,082

0,00062

Impuritis

1,4639

2532

0,002

0,000039

HCl

0,0548

1179

0,0010

0,000084

C6H12O6

0,2772

1544

0,005

0,0015

1

9,31 . 10-4

52,7526

Universitas Sumatera Utara

Densitas cake =

1 = 1074,1138 kg/m3 -4 9,31 . 10

massa padatan tertahan, MP

= 52,7526 kg/jam = 52,7526 kg/jam x

2.20462 lb 1 kg

= 116,2994 lb/jam Tebal cake tiap frame, Wc Volume cake, Vc

= 1 in

=

MP 1  p  x  c

=

116,2994 lb / jam = 4,2035 ft3/jam 1  0,6 x 69,1668 lb / ft 3

= 4,2035 ft3 / jam x

Cake frame, S

Jumlah frame, F

Lebar, P

=

1M3 0,1190 m3/jam 3 35,314 ft

Mp VC

=

116,2994 lb / jam = 27,6672 lb/ft3 4,2035 ft 3 / jam

=

10  C S

=

10 x 69,1668 lb / ft 3 = 24,99 = 25 unit 27,6672 lb / ft 3

= 1,55 ft = 0,4724 m

Panjang, P

= 2 x 155 ft = 3,1 ft x

Luas filter, A

0,3048 m = 0,9449 m 1 ft

=PxL = 3,1 ft x 1,55 ft = 4,8 ft2

Universitas Sumatera Utara

 Spesifijasi filter Penyaring :

Luas filter

= 4,8 ft2

Lebar

= 1,55 ft

Panjang

= 3,1 ft

Jumlah frame = 25 unit jumlah plat

= 25 unit

LC. 8 Reaktor Neutralizer (RN-101)

Fungsi

: Untuk menetralkan suasana asam didalam larutan C6H12O6

Jumlah

: 1 unit

Jenis

: Silinder vertical dengan tutup dan alas berbentuk ellipsoidal serta dilengkapi sengan pengaduk dan jaket

Bahan konstruksi

: Stainless steel SA- 304

Kondisi operasi : Waktu tinggal

= 1 jam

Tekanan

= 1 atm

Temperatur

= 60 0C

Tabel LC.4 Komposisi bahan masuk Reaktor Netralizer Bahan

Alur

ρ

X

X/ρ

Volume (m3/jam)

keluar

C6H12O6

276,9424

1544

0,248

0,0016

0,1793

Air

789,3579

995,68

0,652

0,007

0,7927

HCl

34,7149

1179

0,031

0,00031

0,029

NaOH

38,084

1518

0,0340

0,00022

0,0250

NaCl

49,8052

2165

0,035

0,000016

0,0230

Total

1116,1055

-

1

9,146 . 10-4

1,049

Densitas campuran

=

1 = 1093,3741 kg/m3 9,146 . 10 -4

Dengan faktor kelonggaran 20% Volume campuran

(Brownell, 1959)

= 1,2 x 1,049 m3/jam x 1 jam = 1,2588 m3

Universitas Sumatera Utara

 Menentukan Diameter Tangki, Dt :

Asumsi : H = 3 Dt Vr

= 2.V ellipsoidal + V silinder

1,2588 m3 = 2 x 1,2588 m3 = Dt

=



Dt3 +

24

4

Dt3

8 Dt3 24 3

24.V = 8

3

= 1,0633 m x H



24 x 1,2588 m 3 = 1,0633 m 8 x 3,14 1 in = 41,8622 in 0,0254 m

= 3 x 1,0633 m = 3,1899 m = 3,1899 m x

1 in = 125,5866 in 0,0254 m

Volume cairan dalam shell

= 1,2588 m3 – 2 x

 24

Dt3

= 1,2588 m3 – 0,3146 m3 = 0,9442 m3 0,9442 m 3

Tinggi cairan dalam shell, H

=

Tekanan hidrostatis, ph

=  x (H-1



1 1,0633 m 3 4



= 3,5522 m

= 1093,3741 kg/m3 x (3,5522 m – 1) = 2790,5093 kg/m2 = 2790,5093 kg/m2 x

0,001422 Psi 1 kg / m 2

= 3,9681 Psi Tekanan design, Pd

= 3,9681 + 14,7 Psi = 18,6681 Psi

 Menentukan Tebal Silinder Vertikal , t :

t

=

Pd x Dt + C.n 2FE  0,6 Pd 

(Brownell, 1959)

Universitas Sumatera Utara

Dimana : Pd

= Tekanan total design

= 18,6681 Psi

Dt

= Diameter tangki

= 1,0633 m

F

= Allowable sambungan

= 18.750 Psi

(Brownell, 1959)

E

= Efisiensi sambungan

= 80 %

(Brownell, 1959)

C

= Faktor korosi

= 0,00625 in/tahun

(Brownell, 1959)

Jadi, t

=

18,6681 Psi  x 41,8622 in  + (0,00625 in/thn x 20 tahun ) 218,750 Psi x 0,8  0,6 x 18,6681 Psi 

= 0,1510 in x

0,0254 m = 0,0038 m 1in

Maka diperoleh OD

= Dt + 2t = 41,8622 in = 41,8622 in x

0,0254 m = 1,0632 m 1in

 Menentukan Tinggi Tangki, Ht :

Tinggi tutup atas, ha

=

1 1 Dt = x 1,0632 m = 0,2658 m 4 4

Tinggi tutup bawah, hb

=

1 1 Dt = x 1,0632 m = 0,2658 m 4 4

Tinggi shell, H

= 3 Dt = 3 x 1,0632 m = 3,1896 m

Tinggi tangki

= 0,2658 m + 0,2658 m + 3,1896 m = 3,7212 m

 Perencanaan Pengaduk :

Pengaduk yang digunakan adakah jenis flat balde turbine impeller, dengan Perbandingan ukuran sebagai berikut : a. Diameter Impeller, Di : Di =

1 1 Dt = x 1,0633m = 0,3544 m 3 3

b. Lebar daun impeller,W W=

1 1 Di = x 0,3544 m = 0,0708 m 5 5

Universitas Sumatera Utara

c. Tinggi liquid, H : H = Dt = 0,0633 m d. Tinggi impeller dari dasar tangki, E E = Di = 0,3544 m e. Panjang daun impeller, L L=

1 1 Di = x 0,3544 m = 0,0886 m 4 4

 Jumlah Putaran Pengaduk, N :

N .Di   . g .gc     

0 , 25

= 1,22 +

1,25. Dt Di

(Treybal, 1981)

Dimana : N

= Jumlah putaran pengaduk, rps

Di

= Diameter pengaduk, m

Σ

= Tegangan permukaan larutan

g

= Percepatan gravitasi, m /s2

gc

=1

ρ

= Densitas campuran, kg/m3

Sehingga diperoleh : N .0,3544 m   0,0344 N / m.9,81 m / s 2 .1  3 1093,3741 kg / m   N

0 , 25

 1,25 .1,0633 m   = 1,22 +   0,3544 m 

= 1,8582 rps

 Daya Pengadukan, p :

p=

N p . n 3 . Di5 . 

(Mc.cabe, 1999)

gc

Dimana : P

= Daya pengadukan

= Hp

Np

= Konstanta pengadukan

= 6,2

N

= Kecepatan putaran pengaduk

= 1,8582 rps

Di

= Diameter pengaduk

= 0,3544 m = 1,1627 ft

(Mc.cabe, 1999)

Universitas Sumatera Utara

Ρ

= Densitas campuran

= 1093,3741 kg/m3 = 68,3160 lb/ft3

gc

= konstanta

= 32,17 ft/s2

sehingga, 3

p



6,2 x 1,8582  x 1,1627 ft  x 68,3160 lb / ft 3 = 32,17 ft / s 2 5



= 179,5059 ft.lb/s = 179,5059 ft.lb/s x

1 Hp = 0,3263 Hp 550 ft.lb / s

Efisiensi motor, n = 80% Maka, p

=

0,3263 Hp = 0,4078 Hp 0,8

 Dimensi Coil

1. Panjang coil, Lc Lc = 0,65 Dt = 0,65 x 0,0633 m = 0,6911 m 2. Diameter coil, Dc Dc = 0,7 Dt = 0,7 x 0,0633 = 0,7443 m 3. Diameter tube coil, Dtc Dtc = 0,014 Dt = 0,014 x 0,0633 m = 0,0148 m 4. Tinggi coil di dasar vessel, Hc Hc = 0,15 Dt =0,15 x 0,0633 m = 0,1549 m 5. Jarak antar coil, Sc Sc = 0,072 Dt = 0,072 x 0,0633 m = 0,0756 m  Menghitung coil pemanas

Q

= 1841,3147 kkal/jam = 7301,0097 kkal/jam

Ud

= 6 Btu/jam ft2 0F

Universitas Sumatera Utara

 Menghitung LMTD

LMTD

=

T1

 t 2   T2  t1   T  t2   in 1 T t   2 1

(Kern,1965)

Dimana : t1

= Temperatur fluida dingin masuk

= 500C

= 284 0F

t2

= Temperatur fluida dingin keluar

= 700C

= 158 0F

T1

= Temperatur fluida panas masuk

= 140 0C

= 122 0F

T2

= Temperatur fluida panas keluar

= 70 0C

= 140 0F

Maka : LMTD =

284  1400 F  158  1220 F = 77,9025 0F 284  140 in 158  122

 Area perpindahan panas, A

A

=

Q 7301,0097  = 15,6194 ft2 Ud x T 6 x 77,9052

Diameter tube coil

= 0,0148 m = 0,5826 in

Dari tabel 11 kern dipilih : nominal pipe size = 2 in, OD = 2,38 in, SN = 40 ID = 2,067 in, a” = 0,622 ft2/ft  Menghitung Jumlah Lilitan coil

A 15,6194 ft 2  = 25,1115 ft = 7,6539 m a" 0,622 ft 2 / ft

Panjang linear tube coil, L

=

Panjang coil

= 0,6911 m

Jumlah lilitan coil

=

7,6539 m = 11,0749 lilitan ≈ 11 lilitan 0,6911 m

jadi digunakan coil dengan 11 lilitan

Universitas Sumatera Utara

 Spesifikasi Reaktor Netralizer (RN):

Bahan konstruksi

= Steinless steel SA-304

Diameter dalam

= 1,0633 m

Diameter luar

= 1,0632 m

Tinggi shell

= 3,1896 m

Tinggi tutup atas

= 0,2658 m

Tinggi tutup bawah

= 0,2658 m

Tinggi tangki

= 3,7212 m

Tebal plat tangki

= 0,1510 in

Diameter impeller

= 0,3544 m

Lebar daun impeller

= 0,0708 m

Tinggi impeller dari dasar tangki

= 0,3544 m

Panjang daun impeller

= 0,0886m

Daya pengadukan

= 0,4078 Hp

Panjang linier tube coil

= 7,6539 m

Jumlah lilitan coil

= 11 lilitan

LC. 9 Dekanter (DK)

Fungsi

: Untuk memisahkan NaCl yang bercampur didalam larutan Glukosa

Jumlah

: 1 buah

Tipe

: Tangki silinder horizontal dan sisi-sisi berupa ellips

Bahan Konstruksi

: Stainless steel SA-304

Bahan

Alur

ρ

(Brownell, 1969) X

X/ρ

Volume (m3/jam)

keluar

Glukosa

276,9424

1544

0,2482

0,00016

0,1793

Air

789,3579

995,68

0,7072

0,00070

0,7927

NaCl

49,8052

1252

0,0446

0,000035

0,039

Total

1116,1055

-

1

8,95 . 10-4

1,011

Universitas Sumatera Utara

Densitas campuran =

1 = 1117,3184 kg/m3 -4 8,95 . 10

Laju alir, G

= 1116,1055 kg/jam

Volume tangki (Vt) dengan faktor kelonggaran 20% Volume, Vt

(Brownell, 1959)

= 1,20 x V = 1,20 x 1,011 = 1,2132 m3

Asumsi L

= 3 Dt

(Brownell, 1959)

 .Dt 3

Volume sisi tangki, Vt

=

Volume total tangki, VT

=2x

(Brownell, 1959)

24

 .Dt 3 24

1,2132

= 2,6166 Dt 3

Dt

=

Dt

= 0,7741 m x

3

 .Dt 2 .3 Dt

+



4

1,2132 m 3 2,6166

1 in = 30,4763 in 0,0254 m

L

= 3 Dt = 3 x 0,7741 m = 2,3223

(Brownell, 1959)

h

=

1 1 Dt = x 0,7741 m = 0,1935 4 4

(Brownell, 1959)

Panjang tangki, Ht

= L + 2h

(Brownell, 1959)

= 2,3223 m + 2 (0,1935) = 2,7093 m = 8,8868 ft Tinggi cairan dalam tangki, H1

= 0,9 x Dt

(Brownell, 1959)

= 0,9 x 0,7741 m = 0,6966 m = 2,2854 ft Tekanan Hidrostatik cairan dalam yangki, P1 P1

=ρxH-1

(Brownell,

1959)





= 1117,3184 kg / m 3 . 2,2854  1 = 1117,3184 kg/m3 x

0,001422 Psi = 2,0422 Psi 1 kg / m 2

Universitas Sumatera Utara

Tekanan rancangan tangki, Pd Pd

= P1 + Pudara + ( 10% x P1)

(Brownell, 1959)

= 2,0422 Psi + 14,7 Psi + (0,1 x 2,0422 Psi) = 16,9464 Psi Dimana : Pd

= Tekanan total design

= 16,9464 Psi

Dt

= Diameter tangki

= 0,7741 m

F

= Allowable Stress

= 18.750 Psi

(Brownell, 1959)

E

= Efisiensi sambungan

= 80%

(Brownell, 1959)

C

= Faktor korosi

= 0,00625 in/tahun

(Brownell, 1959)

jadi : Tebal plate minimum, tt tt

=

=

PD x D 2 FE  0,6 PD

+ C.n

(Brownell, 1959)

16,9464 Psi  x 30,4736 in  + (0,00625 in/tahun x 20 tahun 218,750 Psi x 0,8  0,6 x 16,9464 Psi 

=0,1422 in x

0,0254 m = 0,0036 m 1 in

 Spesifikasi Dekanter (DK):

Bahan konstruksi

= Stainless steel SA-304

Diameter tangki

= 0,7741 m

Tinggi tangki

= 2,7093 m

tebak plate

= 0,1422 m

LC. 10 Tangki Decolorizing (TD-101)

Fungsi

= Tempat penghilang zat pewarna yang terkandung didalam glukosa dengan menambahkan karbonaktif.

Type

= Tangki berbentuk silinder, bottom berbentuk konis dan tutup berbentuk dished (dished head) yang dilengkapi pengaduk

Bahan

= Carbon steel SA-333

Universitas Sumatera Utara

Tabel LC.5 Komposisi bahan masuk Tangki Decolorizing (TD) Bahan

Massa

ρ

X

X/ρ

Volume (m3/jam)

(kg/jam)

C6H12O6

276,6655

1544

0,259

0,00016

0,1791

H2O

788,5658

995,68

0,73

0,00073

0,7919

Karbon aktif

8,0519

1550

0,011

0,00007

0,0052

Total

1073,2856

-

1

9,6 . 10-4

0,9762

Densitas campuran =

1 = 1041,6667 kg/m3 9,6 . 10 - 4

Dengan factor kelonggaran 20%

(Brownwll, 1959)

= 1,2 x 0,9762 m3/jam = 1,1714 m3

Volume slurry

Tangki dirancang berbentuk silinder tegak dengan tutup atas da bawah berbentuk ellipsoidal dan kerucut, perbandingin tinggi silinder dengan diameter silinder 3 : 1.

Volume silinder, V1 = =

 4

 4



x Dt2 x hi ; h1 = x Dt2 x

x (Dt2 + Dt x m2) x h2

=

Tinggi konis, h2

= tg  x (Dt-m)

(Hesse, 1959) (Hesse, 1959)

m

= 1 Dt, maka : 4

h2

tg 30 0 Dt  1 Dt 3 = 2



=

(Hesse, 1959)

1 Dt = 0,2616 Dt3 3

Volume konis, V2

4

1 Dt 3



0,58 x 3 Dt  2

= 0,87 Dt Sehingga :

V2

=









2 x  Dt 2  Dt 1 Dt  1 Dt  x 0,87 Dt  4 4  4  

= 0,2134 Dt3 Volume tangki

= V1 + V2

Universitas Sumatera Utara

1,1714 m3

= 0,2616 Dt3 + 0,2134 Dt3

1,1714 m3

= 0,475 Dt3 1,1714 m 3 0,475

Dt

=

Dt

= 1,3506 m x

h1

= 3 Dt

3

1 in = 53,1748 in 0,0254 m

= 3 x 1,3506 m = 4,0518 m h2

= 0,87 x D = 0,87 x 1,3506 m = 1,1750 m

Tinggi tutup dished head. Asumsi dished head adalah stainless stel, E = 1 crown radius, Rc

= D – 6 in = 53,1748 in – 6 in = 47,1748 in

Tinggi tutup, h3

= Rc -

 4

Rc 2  D

= 47,1748 -

2

47,17482  53,17482 4

= 12,4849 in x

0,0254 = 0,3171 m 1 in

Tinggi penyangga, h4 = 1 m Tinggi tangki total, H = h1 + h2 + h3 + h4 = 4,0518 m + 1,1750 m + 0,3171 m + 1 m = 6,5439 m Tekanan hidrostatis, Ph Ph

= ρ x (H-1)

(Brownell, 1969)

= 1041,6667 kg/m3 x (6,5439 – 1) m = 5744,8960 kg/m2 x

0,001422 Psi ≈ 7,3385 Psi 1 kg/m 2

Tekanan total design, Pd Pd

= Ph + 14,7 Psi = 8,2119 Psi + 14,7 Psi = 22,9119 Psi

Universitas Sumatera Utara

Tebal plat minimum, tt =

Pd x Dt + C.n 2FE  0,6 Pd 

(Brownell, 1969)

Dimana : Pd

= Tekanan total design

= 22,9119 Psi

Dt

= Diameter tangki

= 1,3506 in

F

= Allowable stress

= 11,700 Psi

(Brownell, 1969)

E

= Efisiensi sambungan

= 85%

(Brownell, 1969)

C

= Faktor korosi

= 0,00625 in

(Brownell, 1969)

Jadi : tt

=

22,9119 Psi  x 53,1748 in  + (0,00625 in/thn x 20 thn) 211.700 Psi x 0,85  0,6 x 22,9119 Psi 

= 0,1863 x

0,0254 m = 0,0047 m 1 in

 Perencanaan Pengaduk :

Pengaduk yang digunakan adakah jenis flat balde turbine impeller, dengan Perbandingan ukuran sebagai berikut : a. Diameter Impeller, Di : Di =

1 1 Dt = x 1,3506 m = 0,4502 m 3 3

b. Lebar daun impeller W=

1 1 Di = x 0,4502 m = 0,09004 m 5 5

c. Tinggi liquid, H : E = Dt = 1,3506 m d. Tinggi impeller dari dasar tangki E = Di = 0,4503 m e. Panjang daun impeller, L L=

1 1 Di = x 0,4503 m = 0,1125 m 4 4

Universitas Sumatera Utara

 Jumlah Putaran Pengaduk, N :

N .Di

  . g .gc     

0 , 25

= 1,22 +

1,25. Dt Di

(Treybal, 1981)

Dimana : N

= Jumlah putaran pengaduk, rps

Di

= Diameter pengaduk, m

σ

= Tegangan permukaan larutan, N/m

g

= Percepatan gravitasi, m /s2

gc

=1

ρ

= Densitas campuran, kg/m3

Sehingga diperoleh : N .0,4503 m

  0,0344 N / m.9,81 m / s 2 .1  3 1041,6667 kg / m   N

0 , 25

 1,25 .1,3506 m   = 1,22 +   0,4103 m 

= 1,4714 rps

 Daya Pengadukan, p :

p=

N p . n 3 . Di5 . 

(Mc.cabe, 1999)

gc

Dimana : P

= Daya pengadukan

= Hp

Np

= Konstanta pengadukan

= 6,2

N

= Kecepatan putaran pengaduk

= 1,4714 rps

Di

= Diameter pengaduk

= 0,4503 m = 1,4773 ft

Ρ

= Densitas campuran

= 1041,6667 kg/m3 = 65,0289 lb/ft3

gc

= konstanta

= 32,17 ft/s2

sehingga, 3

p



6,2 x 1,4714 x 1,4773 ft  x 65,0289 lb / ft 3 = 32,17 ft / s 2 5



= 271,8581 ft.lb/s

Universitas Sumatera Utara

= 271,8581 ft.lb/s x

1 Hp = 0,4942 Hp 550 ft.lb / s

Efisiensi motor, n = 80% Maka, p

=

0,4942 Hp = 0,4942 Hp 0,8

 Spesifikasi Tangki Decolorizing (TD) :

Diameter tangki

= 1,3506 m

Tinggi tangki

= 6,5439 m

Tebal tangki

= 0,1863 m

Tinggi tutup

= 0,3171 m

Diameter pengaduk

= 0,4502 m

Tinggi pengaduk dari dasar tangki

= 0,4502 m

Lebar daun pengaduk

= 0,09004m

Panjang daun pengaduk

= 0,1125 m

Daya motor penggerak

= 0,6177 Hp

LC. 11 Filter Press 02 (FP-102)

Fungsi

: Untuk memisahkan karbon aktif yang bercampur didalam larutan glukosa.

Bahan

: Carbon Steel SA – 333

Jenis

: Plate and Frame

Laju alir massa masuk, G

= 810,7968kg/jam

(LA-22)

= 1.787,4708 lb/jam Densitas filtrat : Komponen

Alur

ρ

X

X/ ρ

Glukosa

276,3889

1544

0,2597

0,00016

Air

787,7797

995,68

0,7403

0,0007

1

8,6 . 10-4

1064,1986

Universitas Sumatera Utara

Densitas campuran =

1 = 1162,7906 kg/m3 8,6 . 10 - 4

Densitas cake : Komponen

Alur

X

ρ

X/ ρ

Glukosa

0,2766

0,030

1554

0,000019

Air

0,7885

0,086

995,68

0,000086

Karbon aktif

8,0519

0,884

1550

0,00057

9,1173

1

Densitas cake =

0,805 . 10-4

1 = 1722,6528 0,805 . 10 - 4

Laju Alir, Q

= =

m

 2366,1497 lb / jam = 32,5959 ft3/jam 2 72,5904 lb / ft

Porositas bahan, P

= 0,6

Densitas cake, ρc

= 1722,6528 kg/m3 x

(Brownell, 1969) 0,06243 lb / ft 3 1 kg / m 3

= 107,5452 lb/ft3 massa padatan tertahan, MP

= 9,117 kg/jam = 9,117 kg/jam x

(LA-26) 2.20462 lb 1 kg

= 20,0995 lb/jam Tebal cake tiap frame, Wc Volume cake, Vc

= 1 in

=

MP 1  p  x  c

=

20,0995 lb / jam = 0,4672 ft3/jam 3 1  0,6 x 107,5452 lb / ft

1M3 = 0,4672 ft / jam x 0,0132 m3/jam 3 35,314 ft 3

Universitas Sumatera Utara

Cake frame, S

Jumlah frame, F

=

Mp VC

=

20,0995 lb / jam = 43,0211 lb/ft3 3 0,4672 ft / jam

=

10  C S

10 x 107,5452 lb / ft 3 = = 24,99 = 25 unit 43,0211 lb / ft 3 Lebar, L

= 1,55 ft = 0,4724 m

Panjang, P

= 2 x 155 ft = 3,1 ft x

Luas filter, A

0,3048 m = 0,9449 m 1 ft

=PxL = 3,1 ft x 1,55 ft = 4,8 ft2

 Spesifijasi filter Penyaring :

Luas filter

= 4,8 ft2

Lebar

= 1,55 ft

Panjang

= 3,1 ft

Jumlah frame = 25 unit jumlah plat

= 25 unit

LC. 12 Tangki Evaporator (EV-101)

Fungsi

: memekatkan produk glukosa

Jumlah

: 1 unit

Tipe

: Basket type vertical tube evaporator

Bahan konstruksi

: Stainless steel SA-304

Tekanan operasi

: 1 atm = 14,7 Psi

Suhu umpan masuk

: 800C = 1760F

Suhu produk keluar

: 1200C = 2320F

(Brownell, 1969)

Jumlah air yang diuapkan pada evaporator = 614,4682 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

Laju alir massa glukosa, G

= 449,7004 kg/jam

Densitas glukosa, ρ

= 1554 kg/m3 = 96,3891 lb/ft3 (

Volume glukosa, V

=

G





449,7004 kg / jam = 0,2893 m3/jam 3 1554 kg / m

1 ft 3 = 0,2893 m x = 10,2153 ft3 2 2,832 x 10 3

Evaporator berisi 80% dari shell, maka : Volume shell, (VSh)

10,2153 ft 3 = = 12,7691 ft3 0,8

= 12,7691 ft3 x

1 m3 = 0,3615 m3 3 35,314 ft

Evaporator dirancang berbentuk silinder tegak dengan tutup atas berbentuk ellipsoidal dan tutup bawah berbentuk kerucut, perbandingan tinggi silinder dengan diameter silinder 3 : 1 perbandingan antara ellipsoidal dengan diameter tangki 2 : 3. Faktor kelonggaran 20% Voume silinder evaporator (Vs)

(Brownell, 1959) = V (1 + Fk) = 10,2153 ft3 ( 1 + 0,2) = 12,2583 ft3 = 0,3471 m3

Vs

= 1  Dt2 Hs = 1  4 Dt =  Dt3 4 4 1

Dt

=

3

=

3

(Brownell, 1959)

Vs

(Brownell, 1959)

 12,2583 ft 3 = 1,5745 ft = 0,5836 m 3,14

= 0,5836 m x

1 = 23,344 0,025 m

Asumsi : UD (Overall design coefficient) = 700 Btu/jam.ft2.F Dari gambar 14.7 D.Q Kern diperoleh : UD

= 0,8 x 700 Btu/jam.ft2.F = 560 Btu/jam.ft2.F

Universitas Sumatera Utara

Q

= 521277,3624 kkal/jam = 2068532,829 Btu/jam  Luas Permukaan Pemanasan, A :

A

= =

Q U D x T

(Kern, 1965)

2068532,829 Btu/jam 560 Bt / jam ft

2 0

F x 248  176  F 0

= 51,3028 ft2

 Penentuan jumlah tube, (Nt)

Nt

=

A L x a"

(Kern, 1965)

Dimana : A

= Luas permukaan pemanasan (ft2)

a”

= Luas permukaan luar tube per ft (ft2)

L

= Panjang tube (ft)

Asumsi tube yang diambil : OD

= 3

4

in

BWG = 16 a”

= 0,2618 ft2/ft

ts

= 0,065 in

maka : Nt =

51,3028 ft 2 19,5961 ≈ 20 tube 10 ft x 0,2618 ft 2 / ft

Tinggi silinder, Hs

= 3 x Dt 1

(Brownell, 1959)

= 3 x 1,5836 ft 1 = 4,7508 ft = 1,7611 m Tinggi head, Hd 2

3

= 2 x Dt 3 = 2

3

(Brownell, 1959)

x 0,5836 ft

= 0,3890 m

Universitas Sumatera Utara

Tinggi cones evaporator, Hc = tg θ (Dt – 1)

(Brownell, 1959)

= tg 45 (1,5745 ft – 1) = 0,5745 ft = 0,1749 m Panjang sisi miring cones, Lsmc (Lsmc)2

= (1/2 Dt)2 + (Hc)

Lsmc

=

(Brownell, 1959)

1 2 x 0,5836 m

2

 0,5836 m 

2

= 0,6525 m Total tinggi evaporator, (Hte) = Hs + Hd + HTe = 1,7611 m + 0,3890 m + 0,1749 m = 2,325 m Volume silinder evaporator, VSe

= 1  Dt2Hs 4

(Brownell, 1959)

= 1 (3,14) (0,5836 m )2 (1,7611 m) 4 = 0,4708 m3 Volume head sllipsiodal evaporator, Vde Vde

=  (1/2 Ds)2 Hd

(Brownell, 1959)

= 3,14 x (1/2 x 1,5745 ft)2 x 1,7611 ft = 3,4271 ft3 = 0,0968 m3 Volume cones evaporator, Vce Vce

= 1  Hce (Dt – 1) (Dt2 - Dt – 1) 2

(Brownell, 1959)

= 1 (3,14) ( 0,5745 ft) (1,5745 ft – 1) (1,5745 ft)2 + (1,5745 ft + 1) 2 = 3,8590 ft3 = 0,1329 m3 Volume total evaporator, VTe

= VTe + Vde + VCe = 0,3471 m3 + 0,0968 m3 + 0,1329 m3 = 0,5768 m3

Tekanan design, Pd

= ρ (HT – 1)

(Brownell, 1959)

= 96,3891 lb/ft3 ( 4,7508 ft – 1) = 361,5362 lb/ft2 x

1 Psi 144 lb / ft

2

Universitas Sumatera Utara

= 2,5106 Psi = 0,1706 atm Tekanan total design, PT

= Pd + 14,7 Psi

(Brownell, 1959)

= 2,5106 Psi + 14,7 Psi = 17,2106 Psi  Menentukan tebal dinding evaporator, t :

t

=

Pd x Dt + C.n 2FE  0,6 Pd 

(Brownell, 1959)

Dimana : E

= Efisiensi sambungan

= 80%

(Brownell, 1959)

F

= Allowable atress

= 18,750 Psi

(Brownell, 1959)

C

= Faktor Korosi

= 0,00625 in/tahun

(Brownell, 1959)

n

= Umur Alat

= 20 tahun

jadi, t

=

17,2106 Psi  x 23,344 in  (0,00625 218.750 Psi x 0,8  0,6 x 17,2106 Psi 

in/thn x 20

thn) = 0,1384 in x

0,0254 m = 0,0035 m 1 in

 Spesifikasi Tangki Evaporator :

Diameter tangki

= 0,5836 m

Tinggi tangki

= 2,325 m

Volume tangki

= 0,3471 m3

Tebal plate

= 0,0035 in

Bahan konstruksi

= Stainless Steel SA-304

LC. 13 Crystallizer (CR-101)

Fungsi

: Membentuk butiran glukosa padat

Tipe

: Circulating liquid method

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-238, Grade A

Jumlah

: 1 unit

Universitas Sumatera Utara

Tabel LC.6 Komposisi bahan masuk Crystallizer (CR-101) Bahan

Massa

ρ

X

X/ρ

Volume (m3/jam)

(kg/jam)

ρ=

C6H12O6

276,3889

1544

0,62

0,0004

0,1790

H2O

173,3115

995,68

0,38

0,00038

0,1740

Total

449,7004

-

1

7,8 . 10-4

0,9762

1 = 1298,7012 7,8 . 10 -4

Vol campuran = 1,2 x 0,3530 = 0,4236 Laju total massa umpan masuk

= 449,7004 kg/jam

Densitas

= 1298,7012 kg/m3

Volume total umpan masuk

= 0,4236 m3/jam

 Ukuran tangki

Waktu tinggal (τ)

= 0,5 jam

(Rogowsky, 2006)

Laju massa (F)

= 449,7004 kg/jam

Volume tangki yang ditempati cairan = waktu tinggal x laju volumetric umpan = 0,5 jam x 0,4236 m3/jam = 0,2118 m3 Faktor kelonggaran

= 20%

Volume tangki

= waktu tinggal x laju volumetrik umpan x 1,2 = 0,5 jam x 0,4236 m3/jam x 1,2 = 0,2541 m3

Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (Hs : D) = 3 : 1 Volume silinder (Vs) = π/4 x D2Hs = π/4 x 3/1 D3 Tutup dan alas tangki berbentuk ellipsoidal dengan ratio axis major terhadap minor 2 : 1, sehingga : Tinggi head (Hh)

= 1/6 x D

Volume 2 tutup (Vh) ellipsoidal

(Brownell & Young, 1979) = π/4 x D2Hh x 2 = π/4 x D2(1/6 x D) x 2

Universitas Sumatera Utara

= π/4 x D3 Vt

= Vs + Vh

Vt

= (5 π/16 x D3) + (π/12 x D3)

Vt

= 19 π/48 x D3

Diameter tangki (D)

=

3

(Brownell & Young, 1979)

48Vt 48 x 0,2541 3 19  19 

= 0,5894 m = 23,2046 in Tinggi silinder (Hs)

= 3D = 1,7682 m

Tinggi tutup ellipsoidal (Hh) = 1/6 x D = 1/6 x 0,5894 m = 0,0982 m Tinggi tangki (Ht)

= Hs + (Hh x 2) = 1,9646 m

 Tekanan Desain

Tinggi cairan dalam tangki

Tekanan hidrostatis

=

Volume cairan tangki x tinggi tangki volume tangki

=

0,4236 x 1,9646 = 3,2751 m 0,2541

= ρ x g x tinggi cairan dalam tangki = 1298,7012 x 9,80655 x 3,2751 = 41683,0877 Pa = 0,4133 atm

Faktor keamanan untuk tekanan P desain

= 15%

= (1 + 0,15) x (1 + 0,4133) = 1,6229 atm = 24,1921 psi

 Tebal shell tangki (bagian silinder)

Faktor korosi (C)

= 0,00625 in/tahun

Allowable sambungan (E)

2

= 18750 lb/in

(Chause & Eber, 1954) (Brownell & Young, 1959)

Umur alat (A) direncanakan = 20 tqhun Tebal silinder

=d=

PxR +(C x A) SE  0,6 P

Universitas Sumatera Utara

Dimana : dH

= tebal dinding head (tutup tangki) (in)

P

= tekanan desain (psi)

R

= jari-jari dalam tangki (in)

S

= stress yang diizinkan

E

= efisiensi pengelasan dh =

24,1921 x 23,2046 + (0,00625 x 20) 2 x 18750 x 0,85  0,2 x 24,1921

dh = 0,4262 in Dipilih tebal head standar = ½ in  Menghitung Jaket Pendingin

Ditetapkan jarak jaket (γ) = ½ in sehingga : Diameter dalam (D1) = D + (2 x 0,4262 in) = 24,057 in Diameter luar (D2)

= 2 γ + D1 = (2 x ½ in) + 24,057 = 25,057 in

Tinggi jaket = Tinggi silinder = 1,629 m Tebal dinding jaket (dj) : P hidrostatis

= ρ x g x tinggi jaket = 1289,7012 x 9,80655 x 1,7682 = 22363,3436 Pa = 0,2205 atm

Faktor keamanan

= 15%

P desain

= ( 1 + 0,15) x (0,2205 +1) = 1,4035 atm = 20,6260 psi

Dipilih bahan jaket carbon steel, SA-283, Grade C Faktor korosi (C)

= 0,00625 in/tahun

Allowable sambungan (E)

= 18750 lb/in2

Efisiensi sambungan (E)

= 0,85

(Chause & Eber, 1954) (Brownell & Young, 1959)

Universitas Sumatera Utara

Umur alat (A) direncanakan = 20 tahun Tebal jaket (dj)

=

PxR +(C x A) SE  0,6 P

(Peters & Timmerhaus, 2004)

Dimana : dj

= tebal dinding jaket (in)

P

= tekanan desain (psi)

R

= jari-jari dalam tangki (in)

S

= stress yang diizinkan

E

= efisiensi pengelasan d=

20,6260 x 10,313 + (0,00625 x 20) 18750 x 0,85  0,6 x 20,6260

= 0,5385 in Dipilih tebal jaket standar = ½ in LC. 14 Dryer (D-101)

Fungsi

: untuk mengeringkan kristal glukosa

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Stainless Steel SA-304

Laju alir masuk, G

= 449,7004 kg/jam

(Brownell, 1969)

= 991,4093 lb/jam Mass Velocity, Gs

= 200 – 10.000 lb/jam.ft2

Diambil, Gs

= 200 lb/jam.ft2 (udara)

(Treybal, 1980)

 Penentuan diameter, D :

D2

=

D

=

G     Gs 4

(Perry, 1999)

991,4093 lb / jam = 2,5129 ft = 0,7658 m  3,14  2  200 lb / jam. ft   4 

Universitas Sumatera Utara

 Penentuan panjang, L

L

= 0,1 Cp. Gs0,84. D.NT

(Perry, 1999)

dimana : Cp

= 0,25 Btu/lb0F

NT

= Number of transfer unit

= 1,5 – 2,5

= 2,5 L

= 0,1 (0,25 Btu/lb.0F) . (200 lb/jam.ft2)0,84.(2,5129 ft). (2,5) = 13,4561 ft

L D

=

13,4561 ft = 5,3548 2,5129 ft

Range yang diizinkan = 4 – 10

(Perry, 1999)

 Penentuan volume dryer, V

V



= =

4

D2. L

(Perry, 1999)

3,14 x (2,5129 ft)2 . 13,4561 ft = 57,8736 ft3 4

 Menentukan jumlah putaran, N

N

=

v D

Dimana : Syarat harga v = 30 – 150 fpm Ambil harga v = 100 fpm N

=

(Perry, 1999)

100 fpm = 12,6734 rpm 3,14 x 2,5129 ft

N x D = 25 – 35 N x D = 12,6734 rpm x 2,5129 ft = 31,8469 ft (memenuhi)  Penentuan Overall Heat Transfer Area, Ua

Ua

=

10.G s D

0 ,16

(Perry, 1999)

Universitas Sumatera Utara



10 . 200 lb / jam. ft 2 = 2,5129 ft



0 ,16

= 9,2894 lb/ft3.jam  Penentuan Avarage Time of Passage, θ

θ

=

 .Vh

(Perry, 1999)

G

ρ

= 1298,7012 kg/m3

= 81,0753 lb/ft3

G

= 991,4093 lb/jam

= 16,5233 lb/menit

Vh

= Volume hold up (7,5 – 15% dari volume total) = 0,075 (57,8763 ft3 = 4,3404 ft3

maka θ

=

81,0753 lb / ft 3 x 4,3405 ft 3 = 20,10 menit 16,52332,4391 lb / menit

 Penentuan Kemiringan dryer, S

θ

=

0,23.L  .G.L  0,6 0,9 F S .N .D.

(Perry, 1999)

dimana : L

= Panjang dryer

= 13,4561 ft

θ

= Time of pasaages

= 21,2977 menit

N

= putaran dryer

= 12,6734 rpm

G

= Kecepatan massa udara

F

= Feed rate = =

= 200 lb/ft2

laju alir massa produk masuk  .r 2

991,4093 lb / jam = 125,65 lb/ft2jam 2 2 (3,14).(2,5129 / 2) ft

β

= 5.Dp-0,5

Dp

= Diameter partikel

β

= 5.(367,5)-0,5 = 0,26

= 35 mesh

= 367,5 μm

maka : S = 0,0063

Universitas Sumatera Utara

 Menentukan Power dryer, HP

= 0,5 D2 hingga 1,0 D2

Range HP Dipilih HP

= 0,5 (2,5129 ft)

(Perry, 1999)

2

= 3,1574 Efisiensi notor = 80% Driver HP

= 3,1574 / 0,8 = 3,946 ≈ 3 HP

 Menentukan sudut kemiringan, 

D sin

= L sin

 2

 2



(Perry, 1999)

2

=

D L

=

2,5129 ft = 0,2867 13,4561 ft

= arc sin 0,2876 = 16,6604 0

 = 33,3208 0 = 330  Menentukan jumlah flight

Jumlah flight pada tiap lingkaran dryer : 2,4 D hingga 3 D.

(Perry, 1999)

dipilih jumlah flight = 2,6 D = 2,6 (2,5129) = 6,533 ≈ 7 flight  Menentukan panjang flight

Panjang flight mempunyai range antara 0,08 D hingga 0,1 D (Treybal, hal, 693) Dipilih panjang flight

= 0,1 D

Panjang flight

= 0,1 . ( 2,5129) = 0,2512 ft

Universitas Sumatera Utara

 Spesifikasi Dryer :

Diameter

: 2,5129 ft

Panjang

: 13,4561 ft

Jumlah putaran

: 12,6734 rpm

Kemiringan sudut

: 210

Bahan

: Stainless steel SA-304

Faktor Korosi

: 0,05 in/tahun

LC. 15 Cooler (C-101)

Fungsi

: Menurunkan temperatur glukosa yang keluar dari dryer

Jumlah

: 1 unit

 Menghitung Diameter, D

Kecepatan massa air pendingin didalam rotary cooler mempunyai range dari 200 – 10.000 lb/jam ft2 Asumsi G

(Perry, 1999)

= 500 lb/jam ft2

Kebutuhan air pendingin

= 8535,3047 kg/jam = 18815,3049 lb/jam

Luas penampang pendingin, A G

=

 4

x D 2  0,785D 2

Kebutuhan air pendingin A

500 lb/jam ft2 = D

=

18815,3049 lb / jam 0,785 D 2

= 6,9236 ft

 Menghitung panjang, L

Qt L

= 0,4 x L x G0,67 x ΔT =

Qt 0,4 x D x G 0,67 x T

Universitas Sumatera Utara

Dimana : Q1

= Jumlah panas yang dipindahkan = 6136,0306 kkal/jam = 24329,9748

D

= Diameter (ft)

L

= Panjang dryer (ft)

G

= Kecepatan air pendingin

= 500 lb/jam

Temperatur air pendingin masuk (t1) = 250C = 770F Temperatur air pendingin keluar (t2) = 500C = 1220F Temperatur umpan masuk (t3)

= 700C = 1580F

Temperatur umpan keluar (t4)

= 300C = 860F

ΔT

=

L

=

158  860 F  122  77 0 F = 13,5 0F 2

24329,9748 = 16,8656 ft 0,4 x 4,1537 x 500 0,67 x 13,5

 Menentukan Waktu Tinggal, Ǿ

Ǿ =

0,23 L N xDxS 0,9

Dimana : Ǿ

= Waktu tinggal, menit

L

= Panjang rotary cooler, ft

N

= Putaran rotary cooler, (0,8 rpm, diambil 1 rpm)

D

= Diameter rotary cooler, ft

S

= Kemiringan dari rotary cooler, (4-70, diambil 50)

(Perry, 1999) (Perry, 1999)

Maka : Ǿ

=

0,23 x 16,8656 = 6,4180 menit 1 x 6,9236 x 0,0873 0,9

 Menentukan tanaga yang dibutuhkan

Diameter 6,9236 ft, tebal shell 1/12 ft (direncanakan) Diameter luar = 6,9236 ft + (2 x 1/12 ft) = 6,5846 ft Diameter Ridding ring

= 6,5846 ft + 2 ft = 8,5846

Universitas Sumatera Utara

Berat Total rotary cooler = berat shell + berat material + berat radial flight Densitas glukosa monohidrat = 76,5481 lb/ft3 Berat shell

=

 4

x (D02 – Di2) x L x ρ



=

x {(6,5846 ft)2 – (6,9236 ft2)} x 16,8656 ft x 490 lb/ft3

4

= 239636,056 lb Beban cooler 3-12 % (diambil 10 %) Berat Material 7% (volume rotary cooler x densitas glukosa) = 0,1 x (

 4

(6,9236 ft)2 x 16,8656 ft x 76,5481 lb/ft3)

= 4174,5079 lb Berat radial flight = n x L x h x t x ρ dimana : n

= Jumalah radial flight

L

= Panjang rotary cooler

T

= Tebal radial flight

H

= Tinggi radial fligh

ρ

= Densitas steel Banyak radial flight = 2D – 3,5 D Diambil 3D = 3 x 6,9236 ft/9 = 1,1393 Tebal radial flight D/12 – D/8 Diambil D/9 = 6,9236 ft/9 = 0,7132 Tebal radial flight ditetapkan 0,5 in = 0,04117 ft

Maka : Berat radial flight

= 18 x 16,8656 ft x 1,1393 ft x 0,0417 ft x 490 lb/ft3 = 7067,1536 lb

Berat total rotary cooler

= Berat shell + Berat material + berat radial flight = 239636,056 lb + 4174,5079 lb + 7067,1536 lb = 250877,7175

Power =

N 4,75 Di w  0,1925 D W  0,3W  100.000

Universitas Sumatera Utara

14,75 x 6,5846 x 4174,5079   0,1925 x 8,1    0,3 x 250877,7175   = 100.000 = 2,0583 Hp  Spesifikasi Rotary Cooler

Diameter

= 6,9236 ft

Waktu tuinggal

= 6,4180

Panjang

=16,8656

Putaran

= 1 rpm

Flight

= 18 buah

Power

= 2,0583 Hp

Jumlah

= 1 buah

LC. 16 Screw Conveyor 01 (SC-101)

Fungsi

: alat pengangkut butiran glukosa

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Stainless Steel SA-304

Laju alir masuk, G

: 449,7004 kg/jam

Densitas, ρ

: 1298,7012 kg/m3 (79,9096 lb/ft3)

Densitas campuran dihitung sebagai berikut : Komponen

Alur Keluar



X

X/ 

Air

173,3115

998,6

0,38

0,00038

Glukosa

276,3889

1544

0,62

0,0004

Total

449,7004

Densitas campuran,  =

7,8 x 10-4

1 = 1298,7012 kg/m3 7,8 x 10 - 4

Viskositas slurry didekati melalui pers berikut : ln

c 2,5 Qs =  1  CQs

(Perry,1984)

C = koefisien ( 1 – 1,5) dan diambil C = 1

Universitas Sumatera Utara

Qs ln

Vol Solid (276,3889 / 1544) = = 0,5165 Vol Total 449,7004 / 1298,7012

c 2,5 x 0,5165 = = 2,6749 atau  c = 11,2920 cp (7,5917 x 10-3 lb.ft/s)  1 1(0,5169)

Viskositas fluida, μ

: 7,5917 x 10-3 lb.ft/s

Laju volumetric, Q

:

F



=

Diameter optimum, Do

0,1924 = 0,0024 ft3/s 79,9096 : 3,9 x Q x ρ0,13 : 3,9 x (0,0024)0,45 x (79,9096)0,13 : 0,4536 in

Dari Appendix C, Alan Foust dipakai pipa : Schedule number

: 40

Ukuran nominal

: 2 1 in 2

Untuk screw conveyor dengan kapasitas yang ada 10 ton/jam (Perry, 1999) dengan spesifikasi sebagai berikut : Diameter flights

: 12 in

Diameter pipa

: 2,5 in

Diameter tangki

: 2 in

Hanger centers

: 12 ft

Kecepatan

: 55 rpm

Kapasitas tenaga putaran

: 7,600 lb/in

Diameter masukan bahan

: 9 in

Daya untuk panjang 30 ft

: 1,69 Hp

Kecepatan maksimum

:3,2 Hp

LC 17 Belt Conveyor (BC-101)

Fungsi

: untuk mengangkut glukosa yang sudah di kemas ke gudang penyimpanan.

Tipe

: Inelined Belt Conveyor

Laju alir kemasan glukosa, G = 208,3333 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

Untuk belt conveyor dengan kapasitas yang ada 32 ton/jam, dengan spesifikasi sebagai berikut :

(Perry, 1999 )

Lebar

: 14 in

Cross-sectional area : 0,11 ft2 Kecepatan belt

: 200 ft/min (normal) – 300 ft/min (maksimum)

Belt plies

: 3 (minimum) – 5 (maksimum)

Ukuran lump

: 2 mm

LC. 18 Pompa HCl (P-101)

Fungsi

: Memompa cairan HCl dari tangki HCl ke reactor Hydrolizer

Jumlah

: 1 unit

Tipe

: Pompa sentrifugal

a. Laju alir massa, G

= 34,7697 kg/jam x

b. Densitas HCl, ρ

= 1.179 kg/jam x

1 lb = 76,8221 lb/jam 0,4526 kg

1 lb 1 m3 = 0,4526 kg 35,314 ft 3

= 73,5938 lb/ft3 c. Viskositas HCl, μ

= 0,032 Cp x

d. Laju alir volumetric, Q Q

=

2,42 lb = 0,774 lb/ft3 1 Cp

= G/ρ 76,8221 lb / jam = 1,0438ft3/jam x 1 jam/3600 dt 3 73,5938 lb / ft

= 0,02 ft3/det e. Diameter optimum, Di opt

= 3,9 (Q)0,45 x (ρ)0,13 = 3,9 (0,02)0,45 x ( 73,5938)0,13 = 0,22 in

D

= 0,25 in schedule 40

Dari tabel App C-6a Alan.S.Foust OD

= 0,540 in

ID

= 0,364 in

A

= 0,00072 ft

= 0,045 ft = 0,030 ft 2

Universitas Sumatera Utara

f. Kecepatan laju alir, V

=

g. Bilangan Reynold, NRe

=

Q 0,002 ft 3 / det   3,0555 ft / det A 0,00072 ft 2 ID V 



0,030 ft x 3,0555 ft det x 73,5983lb / ft 3 = 0,0774

= 871,626 NRe < 2100

= aliran laminar

871,626 < 2100

= Aliran laminar

Digunakan bahan pipa komersil steel ε/D = 0,00026

(Geankoplis, 1983)

F = 0,022

h. Sistem perpipaan - Panjang pipa lurus saluran isap

= 45 ft

- 1 buah gate valve fully open L/D 1:3 L = 1 x 13 x 0,1723 ft

= 2,24 ft

- 2 buah elbow 900 L/D : 30 L = 2 x 30 x 0,1723 ft

= 10,34 ft

- 1 buah entance L/D = 50 L = 1 x 50 x 0,1723 ft

= 8,62 ft

- 1 buah exit L/D = 60 L = 1 x 60 x 0,1723 ft Total Panjang

= 10,32 ft ΣL

+

= 76,52

i. Kerugian akibat gesekan ΣF

=

F x L x V2 2 x gc x ID

=

0,022 x 76,521 x 3,0555 ft / dt  = 0,8146 ft lb /lbf 2 x 32,17 ft / lb / lbf / dt 2 x 0,030 ft 2

j. Menentukan tenaga daya pompa Ws

= ΔZ

g ΣF gc

(Pers Bernouli)

Direncanakan ketinggian maksimal = 32 ft

Universitas Sumatera Utara

Ws

=

Ws x Q x  550

=

32,673 x 0,022 x 73,5938 = 0,096 Hp 550

Efisiensi pompa

= 80% =

0,096  0,12 Hp 0,8

Pompa yang digumakan berdaya ¼ Hp LC. 19 Pompa Mixer (P-102)

Fungsi

: Memompa Slurry dari tangki Mixer ke reactor Hydrolizer

Jumlah

: 1 unit

Tipe

: Pompa sentrifugal

Densitas campuran dihitung sebagai berikut : Bahan

Massa

Densitas

Volume

X

X.ρ

(kg/jam)

(kg/m3)

(m3/jam)

Pati sagu (tepung)

365,9976

1,550

0,2361

0,35

540,95

Air

679,7100

995,68

0,6826

0,650

647,192

Total

1045,7076

-

0,9187

1188,142

Densitas campuran (slurry) = 1188,142 kg/m3 Viskositas slurry didekati melalui pers Berikut : ln

c 2,5 Qs =  1  CQs

(Perry,1984)

C = koefisien ( 1 – 1,5) dan diambil C = 1 Qs = ln

Vol Solid (365,9976 / 1550)  (679,7100 / 995,68) = 1,4837 = Vol Total 1045,7076 / 1188,142

c 2,5 x 1,4837 = = 1,8429 atau  c = 5,6664 cp (3,8069 x 10-3 lb.ft/s)  1 1(1,4837) a. Laju alir massa, G

= 1045,7076 kg/jam x

b. Densitas , ρ

= 1188,142 kg/jam x

1 lb = 2310,4454 lb/jam 0,4526 kg

1 lb 1 m3 x 0,4526 kg 35,314 ft 3

= 70,814 lb/ft3

Universitas Sumatera Utara

= 2,3589 x 10-3 lb.ft/s

a. Viskositas, μ

b. Laju alir volumetric, Q Q=

= G/ρ

2310,4454 lb / jam = 31,3945 ft3/jam x 1 jam/3600 dt 3 73,5938 lb / ft

= 0,087 ft3/det c. Diameter optimum, Di opt

= 3,9 (Q)0,45 x (ρ)0,13 = 3,9 (0,087)0,45 x ( 70,814)0,13 = 0,579 in

D

= 0,50 in schedule 40

Dari tabel App C-6a Alan.S.Foust OD

= 0,84 in

= 0,07 ft

ID

= 0,622 in

= 0,05 ft

A

= 0,00211 ft2

d. Kecepatan laju alir, V =

Q 0,087 ft 3 / det   2,8436 ft / det A 0,00072 ft 2

e. Bilangan Reynold, NRe

=

ID V 



0,05 ft x 2,8436 ft det x 70,814lb / ft 3 = 2,3589 x 10 - 3 lb.ft/s

= 4268,2328 NRe > 2100

= aliran turbulen

4268,2328 > 2100

= Aliran turbulen

Digunakan bahan pipa komersil steel ε/D = 0,006

(Geankoplis, 1983)

F = 0,04

f. Sistem perpipaan - Panjang pipa lurus saluran isap

= 32 ft

- 1 buah gate valve fully open L/D 1:3 L = 1 x 30 x 0,0874 ft

= 2.622 ft

- 2 buah elbow 900 L/D : 30 L = 2 x 30 x 0,0874 ft

= 5.244 ft

- 2 panjang gate valve fully open L/D : 13 L = 2 x 13 x 0,0874 ft

= 2.272 ft

- Pembesaran mendadak K = 1.0 L/D = 60

Universitas Sumatera Utara

L = 1 x 60 x 0,0874 ft Total Panjang g.

= 5.244 ft ΣL

+

= 47.382 ft

Kerugian akibat gesekan ΣF

F x L x V2 = 2 x gc x ID 0,04 x 4738 x 28436 ft / dt  = 1,6481 ft lb /lbf 2 x 32,17 ft / lb / lbf / dt 2 x 0,05 ft 2

=

Menentukan tenaga daya pompa

h.

Ws

= ΔZ

g ΣF gc

(Pers Bernouli)

Direncanakan ketinggian maksimal = 32 ft Ws

32,17 lbm / s 2 = 32 x + 1,6481 ft lb/lbf = 33,6481 ft lbf/lbm 32,17 lbm / s 2

WHp = =

Ws x Q x  550 33,6481 x 0,087 x 70,814 = 0,376 Hp 550

Efisiensi pompa

= 80% =

0,376  0,471 Hp 0,8

Pompa yang digumakan berdaya ¼ Hp

LC. 20 Pompa Cooler (P-103)

Fungsi

: Memompa Slurry dari Cooler ke filter press 01

Jumlah

: 1 unit

Tipe

: Pompa sentrifugal

Densitas campuran dihitung sebagai berikut : Bahan

Massa

Densitas

Volume

X

X.ρ

(kg/jam)

(kg/m3)

(m3/jam)

Pati sagu (tepung)

365,9976

1,550

0,2361

0,35

540,95

Air

679,7100

995,68

0,6826

0,650

647,192

Total

1045,7076

-

0,9187

1188,142

Universitas Sumatera Utara

Densitas campuran (slurry) = 1188,142 kg/m3 Viskositas slurry didekati melalui pers Berikut : ln

c 2,5 Qs =  1  CQs

Perry,1984

C = koefisien ( 1 – 1,5) dan diambil C = 1 Qs = ln

Vol Solid (365,9976 / 1550)  (679,7100 / 995,68) = 1,4837 = Vol Total 1045,7076 / 1188,142

c 2,5 x 1,4837 = = 1,8429 atau  c = 5,6664 cp (3,8096 x 10-3 lb.ft/s)  1 1(1,4837) a. Laju alir massa, G

= 1092,6901 kg/jam x

b. Densitas Slury, ρ

= 1188,142 kg/jam x

1 lb = 2414,2512 lb/jam 0,4526 kg

1 lb 1 m3 = 0,4526 kg 35,314 ft 3

= 70,814 lb/ft3 c. Viskositas Slury, μ

= 2,3589 x 10-3 lb.ft/s

d. Laju alir volumetric, Q Q

=

= G/ρ

2414,2512 lb / jam = 34,0928 ft3/jam x 1 jam/3600 dt 3 70,814 lb / ft

= 0,05 ft3/det e. Diameter optimum, Di opt

= 3,9 (Q)0,45 x (ρ)0,13 = 3,9 (0,05)0,45 x (70,814)0,13 = 0,6 in

D

= 0,50 in schedule 40

Dari tabel App C-6a Alan.S.Foust OD

= 0,84 in

= 0,07 ft

ID

= 0,622 in

= 0,05 ft

A

= 0,00211 ft2

f. Kecepatan laju alir, V = g. Bilangan Reynold, NRe

Q 0,05 ft 3 / det   2,5023 ft / det A 0,00211 ft 2 = =

ID V 

 0,05 ft x 2,5053 ft det x 70,814 lb / ft 3 2,3589 x 10 - 3 lb.ft/s

Universitas Sumatera Utara

= 1559,970 NRe < 2100

= aliran laminar

1559,970 < 2100

= Aliran laminar

Digunakan bahan pipa komersil steel ε/D = 0,00036

(Geankoplis, 1983)

F = 0,022

h. Sistem perpipaan - Panjang pipa lurus saluran isap

= 16 ft

- 1 buah gate valve fully open L/D 1:3 L = 1 x 30 x 0,0874 ft

= 2.622 ft

- 2 buah elbow 900 L/D : 30 L = 2 x 30 x 0,0874 ft

= 5.244 ft

- 2 panjang gate valve fully open L/D : 13 L = 2 x 13 x 0,0874 ft

= 2.272 ft

- Pembesaran mendadak K = 1.0 L/D = 60 L = 1 x 60 x 0,0874 ft Total Panjang i.

= 5.244 ft ΣL

+

= 31,382 ft

Kerugian akibat gesekan ΣF

=

F x L x V2 2 x gc x ID

0,022 x 31,382 x 2,5053 ft / dt  = 0,5376 ft lb /lbf = 2 x 32,17 ft / lb / lbf / dt 2 x 0,05 ft 2

j.

Menentukan tenaga daya pompa Ws

= ΔZ

g ΣF gc

(Pers Bernouli)

Direncanakan ketinggian maksimal = 32 ft Ws

= 32 x

WHp = =

32,17 lbm / s 2 + 0,5376 ft lb/lbf = 32,5376 ft lbf/lbm 32,17 lbm / s 2

Ws x Q x  550 32,5376 x 0,05 x 70,814 = 0,2094 Hp 550

Efisiensi pompa

= 80% =

0,2094  0,261 Hp 0,8

Universitas Sumatera Utara

Pompa yang digumakan berdaya ¼ Hp LC. 21 Pompa Filter Press 01 (P-104)

Fungsi

: Memompa Slurry dari Filter Press ke Reactor Neutralizer

Jumlah

: 1 unit

Tipe

: Pompa sentrifugal

Densitas campuran dihitung sebagai berikut : Massa

Densitas

Volume

(kg/jam)

(kg/m3)

(m3/jam)

Pati sagu (tepung)

365,9976

1,550

Air

679,7100

Total

1045,7076

Bahan

X

X.ρ

0,2361

0,35

540,95

995,68

0,6826

0,650

647,192

-

0,9187

1188,142

Densitas campuran (slurry) = 1188,142 kg/m3 Viskositas slurry didekati melalui pers Berikut : ln

c 2,5 Qs =  1  CQs

Perry,1984

C = koefisien ( 1 – 1,5) dan diambil C = 1 Qs = ln

Vol Solid (365,9976 / 1550)  (679,7100 / 995,68) = 1,4837 = Vol Total 1045,7076 / 1188,142

c 2,5 x 1,4837 = = 1,8429 atau  c = 5,6664 cp (3,8069 x 10-3 lb.ft/s)  1 1(1,4837) a. Laju alir massa, G

= 1092,6901 kg/jam x

b. Densitas Slury, ρ

= 1188,142 kg/jam x

1 lb = 2414,2512 lb/jam 0,4526 kg

1 lb 1 m3 = 0,4526 kg 35,314 ft 3

= 70,814 lb/ft3 k. Viskositas Slury, μ

= 2,3589 x 10-3 lb.ft/s

l. Laju alir volumetric, Q Q

=

= G/ρ

2414,2512 lb / jam = 34,0928 ft3/jam x 1 jam/3600 dt 70,814 lb / ft 3

= 0,05 ft3/det

Universitas Sumatera Utara

m. Diameter optimum, Di opt

= 3,9 (Q)0,45 x (ρ)0,13 = 3,9 (0,05)0,45 x (70,814)0,13 = 0,6 in

D

= 0,50 in schedule 40

Dari tabel App C-6a Alan.S.Foust OD

= 0,84 in

= 0,07 ft

ID

= 0,622 in

= 0,05 ft

A

= 0,00211 ft2

n. Kecepatan laju alir, V =

Q 0,05 ft 3 / det   2,5023 ft / det A 0,00211 ft 2

o. Bilangan Reynold, NRe

= =

ID V 

 0,05 ft x 2,5053 ft det x 70,814 lb / ft 3 2,3589 x 10 - 3 lb.ft/s

= 1559,970 NRe < 2100

= aliran laminar

1559,970 < 2100

= Aliran laminar

Digunakan bahan pipa komersil steel ε/D = 0,00036

(Geankoplis, 1983)

F = 0,022

p. Sistem perpipaan - Panjang pipa lurus saluran isap

= 16 ft

- 1 buah gate valve fully open L/D 1:3 L = 1 x 30 x 0,0874 ft

= 2.622 ft

- 2 buah elbow 900 L/D : 30 L = 2 x 30 x 0,0874 ft

= 5.244 ft

- 2 panjang gate valve fully open L/D : 13 L = 2 x 13 x 0,0874 ft

= 2.272 ft

- Pembesaran mendadak K = 1.0 L/D = 60 L = 1 x 60 x 0,0874 ft Total Panjang q.

= 5.244 ft ΣL

+

= 31,382 ft

Kerugian akibat gesekan ΣF

=

F x L x V2 2 x gc x ID

Universitas Sumatera Utara

0,022 x 31,382 x 2,5053 ft / dt  = 0,5376 ft lb /lbf 2 x 32,17 ft / lb / lbf / dt 2 x 0,05 ft 2

=

Menentukan tenaga daya pompa

r.

Ws

= ΔZ

g ΣF gc

(Pers Bernouli)

Direncanakan ketinggian maksimal = 32 ft Ws

= 32 x

WHp = =

32,17 lbm / s 2 + 0,5376 ft lb/lbf = 32,5376 ft lbf/lbm 32,17 lbm / s 2

Ws x Q x  550 32,5376 x 0,05 x 70,814 = 0,2094 Hp 550

Efisiensi pompa

= 80% =

0,2094  0,261 Hp 0,8

Pompa yang digumakan berdaya ¼ Hp LC. 22 Pompa Raktor Neutralizer (P-05)

Fungsi

: Memompa Slurry dari reaktor Neutralizer ke Dekanter

Jumlah

: 1 unit

Tipe

: Pompa sentrifugal

Densitas campuran dihitung sebagai berikut : Bahan

Massa

Densitas

Volume

(kg/jam)

(kg/m3)

(m3/jam)

Pati sagu (tepung)

365,9976

1,550

Air

679,7100

Total

1045,7076

X

X.ρ

0,2361

0,35

540,95

995,68

0,6826

0,650

647,192

-

0,9187

1188,142

Densitas campuran (slurry) = 1188,142 kg/m3 Viskositas slurry didekati melalui pers Berikut : ln

c 2,5 Qs =  1  CQs

Perry,1984

C = koefisien ( 1 – 1,5) dan diambil C = 1

Universitas Sumatera Utara

Qs = ln

Vol Solid (365,9976 / 1550)  (679,7100 / 995,68) = = 1,4837 Vol Total 1045,7076 / 1188,142

c 2,5 x 1,4837 = = 1,8429 atau  c = 5,6664 cp (3,8069 x 10-3 lb.ft/s)  1 1(1,4837) 1 lb = 2371,3778 lb/jam 0,4526 kg

a. Laju alir massa, G

= 1073,2856 kg/jam x

b. Densitas slurry, ρ

1 m3 1 lb x = 1188,142 kg/jam x 0,4526 kg 35,314 ft 3 = 70,814lb/ft3

c. Viskositas slurry, μ

= 2,3589 x 10-3 lb.ft/s

d. Laju alir volumetric, Q Q

=

= G/ρ 2371,3778 lb / jam = 33,4874 ft3/jam x 1 jam/3600 dt 3 70,814 lb / ft

= 0,05 ft3/det e. Diameter optimum, Di opt

= 3,9 (Q)0,45 x (ρ)0,13 = 3,9 (0,05)0,45 x (70,814)0,13 = 0,6 in

D

= 0,5 in schedule 40

Dari tabel App C-6a Alan.S.Foust OD

= 0,84 in

= 0,007 ft

ID

= 0,622 in

= 0,05 ft

A

= 0,00211 ft2

Q 0,05 ft 3 / det f. Kecepatan laju alir, V =   2,4170 ft / det A 0,00211 ft 2 g. Bilangan Reynold, NRe

= =

ID V 

 0,05 ft x 2,4170 ft det x 70,814 lb / ft 3 2,3589 x 10 - 3 lb.ft/s

= 1504,926 NRe < 2100

= aliran laminar

1504,926 < 2100

= aliran laminar

Digunakan bahan pipa komersil steel ε/D = 0,00026

(Geankoplis, 1983)

F = 0,022

Universitas Sumatera Utara

h. Sistem perpipaan - Panjang pipa lurus saluran isap

= 16 ft

- 1 buah gate valve fully open L/D 30 L = 1 x 30 x 0,0874 ft

= 2,622 ft

- 2 buah elbow 900 L/D : 30 L = 2 x 30 x 0,0874 ft

= 5,244 ft

- 2 panjang gate valve fully L/D = 13 L = 2 x 13 x 0,0874 ft

= 2,272 ft

- Pembesaran mendadak K = 1.0 L/D : 60 L = 1 x 60 x 0,0874 ft Total Panjang i.

= 5,244 ft ΣL

+

= 31,282

Kerugian akibat gesekan ΣF

=

F x L x V2 2 x gc x ID

=

0,022 x 31,282 x 2,417 ft / dt  = 0,518 ft lb /lbf 2 x 32,17 ft / lb / lbf / dt 2 x 0,05 ft 2

j.

Menentukan tenaga daya pompa Ws

= ΔZ

g ΣF gc

(Pers Bernouli)

Direncanakan ketinggian maksimal = 32 ft Ws

= 32 x

WHp = =

32,17 lbm / s 2 + 0,518 ft lb/lbf = 32,518 ft lbf/lbm 32,17 lbm / s 2

Ws x Q x  550 32,518 x 0,05 x 70,814 = 0,2093Hp 550

Efisiensi pompa

= 80 % =

0,2093  0,2616 Hp 0,8

Pompa yang digumakan berdaya ¼ Hp LC. 23 Pompa Dekanter (P-106)

Fungsi

: Memompa Slurry dari Dekanter ke Tangki Decolorizing

Jumlah

: 1 unit

Tipe

: Pompa sentrifugal

Universitas Sumatera Utara

Densitas campuran dihitung sebagai berikut : Massa

Densitas

Volume

(kg/jam)

(kg/m3)

(m3/jam)

Pati sagu (tepung)

365,9976

1,550

Air

679,7100

Total

1045,7076

Bahan

X

X.ρ

0,2361

0,35

540,95

995,68

0,6826

0,650

647,192

-

0,9187

1188,142

Densitas campuran (slurry) = 1188,142 kg/m3 Viskositas slurry didekati melalui pers Berikut : ln

c 2,5 Qs =  1  CQs

Perry,1984

C = koefisien ( 1 – 1,5) dan diambil C = 1 Qs = ln

Vol Solid (365,9976 / 1550)  (679,7100 / 995,68) = 1,4837 = Vol Total 1045,7076 / 1188,142

c 2,5 x 1,4837 = = 1,8429 atau  c = 5,6664 cp (3,8069 x 10-3 lb.ft/s)  1 1(1,4837) a. Laju alir massa, G

= 1065,2337 kg/jam x

1 lb = 2353,5874 lb/jam 0,4526 kg

b. Densitas HCl, ρ

= 1188,142 kg/jam x

1 lb 1 m3 x 0,4526 kg 35,314 ft 3

= 70,814 lb/ft3 = 2,3589 x 10-3 lb.ft/s

c. Viskositas HCl, μ

d. Laju alir volumetric, Q Q=

= G/ρ

2353,5874 lb / jam = 33,2361 ft3/jam x 1 jam/3600 dt 3 70,814 lb / ft

= 0,05 ft3/det e. Diameter optimum, Di opt

= 3,9 (Q)0,45 x (ρ)0,13 = 3,9 (0,05)0,45 x (70,814)0,13 = 0,6 in

D

= 0,5 in schedule 40

Dari tabel App C-6a Alan.S.Foust OD

= 0,84 in

= 0,007 ft

Universitas Sumatera Utara

ID A

= 0,622 in = 0,00211 ft

= 0,05 ft 2

f. Kecepatan laju alir, V =

Q 0,05 ft 3 / det   2,369 ft / det A 0,00211 ft 2

g. Bilangan Reynold, NRe

= =

ID V 

 0,05 ft x 2,369 ft det x 70,814 lb / ft 3 2,3589 x 10 - 3 lb.ft/s

= 1475,0391 NRe < 2100

= aliran laminar

1475,0391 < 2100

= aliran laminar

Digunakan bahan pipa komersil steel ε/D = 0,00026

(Geankoplis, 1983)

F = 0,022

h. Sistem perpipaan - Panjang pipa lurus saluran isap

= 16 ft

- 1 buah gate valve fully open L/D 30 L = 1 x 30 x 0,0874 ft

= 2,622 ft

- 2 buah elbow 900 L/D : 30 L = 2 x 30 x 0,0874 ft

= 5,244 ft

- 2 panjang gate valve fully L/D = 13 L = 2 x 13 x 0,0874 ft

= 2,272 ft

- Pembesaran mendadak K = 1.0 L/D : 60 L = 1 x 60 x 0,0874 ft Total Panjang

= 5,244 ft ΣL

+

= 31,282

i. Kerugian akibat gesekan ΣF

=

F x L x V2 2 x gc x ID

=

0,022 x 31,382 x 2,369 ft / dt  = 0,5084 ft lb /lbf 2 x 32,17 ft / lb / lbf / dt 2 x 0,05 ft 2

j. Menentukan tenaga daya pompa Ws

= ΔZ

g ΣF gc

(Pers Bernouli)

Universitas Sumatera Utara

Direncanakan ketinggian maksimal = 32 ft Ws

= 32 x

WHp = =

32,17 lbm / s 2 + 0,5084 ft lb/lbf = 32,5084 ft lbf/lbm 32,17 lbm / s 2

Ws x Q x  550 32,5084 x 0,05 x 70,814 = 0,2092 Hp 550

Efisiensi pompa

= 80 % =

0,2092  0,2615 Hp 0,8

Pompa yang digumakan berdaya ¼ Hp LC. 24 Pompa NaOH (P-107)

Fungsi

: Memompa NaOH

Jumlah

: 1 unit

Tipe

: Pompa sentrifugal

Densitas campuran dihitung sebagai berikut : Bahan

Massa

Densitas

Volume

(kg/jam)

(kg/m3)

(m3/jam)

Pati sagu (tepung)

365,9976

1,550

Air

679,7100

Total

1045,7076

X

X.ρ

0,2361

0,35

540,95

995,68

0,6826

0,650

647,192

-

0,9187

1188,142

Densitas campuran (slurry) = 1188,142 kg/m3 Viskositas slurry didekati melalui pers Berikut : ln

c 2,5 Qs =  1  CQs

Perry,1984

C = koefisien ( 1 – 1,5) dan diambil C = 1 Qs = ln

Vol Solid (365,9976 / 1550)  (679,7100 / 995,68) = 1,4837 = Vol Total 1045,7076 / 1188,142

c 2,5 x 1,4837 = = 1,8429 atau  c = 5,6664 cp (3,8069 x 10-3 lb.ft/s)  1 1(1,4837)

Universitas Sumatera Utara

1 lb = 84,1449 lb/jam 0,4526 kg

a. Laju alir massa, G

= 38,084 kg/jam x

b. Densitas slurry, ρ

= 1188,142 kg/jam x

1 lb 1 m3 x 0,4526 kg 35,314 ft 3

= 70,814 lb/ft3 c. Viskositas slurry, μ

= 2,3589 x 10-3 lb.ft/s

d. Laju alir volumetric, Q Q

=

= G/ρ 84,1449 lb / jam = 1,1882 ft3/jam x 1 jam/3600 dt 70,814 lb / ft 3

= 0,003 ft3/det e. Diameter optimum, Di opt

= 3,9 (Q)0,45 x (ρ)0,13 = 3,9 (0,003)0,45 x (70,814)0,13 = 0,4 in

D

= 0,5 in schedule 40

Dari tabel App C-6a Alan.S.Foust OD

= 0,84 in

= 0,007 ft

ID

= 0,622 in

= 0,05 ft

A

= 0,00211 ft2

f. Kecepatan laju alir, V = g. Bilangan Reynold, NRe

Q 0,003 ft 3 / det  1,421 ft / det A 0,00211 ft 2 = =

ID V 

 0,05 ft x 1,421 ft det x 70,814 lb / ft 3 2,3589 x 10 - 3 lb.ft/s

= 213,9156 NRe < 2100

= aliran laminar

213,9156 < 2100

= aliran laminar

Digunakan bahan pipa komersil steel ε/D = 0,00026

(Geankoplis, 1983)

F = 0,022

h. Sistem perpipaan - Panjang pipa lurus saluran isap

= 82 ft

- 1 buah gate valve fully open L/D 13 L = 1 x 13 x 0,1723 ft

= 2,24 ft

Universitas Sumatera Utara

- 2 buah elbow 900 L/D : 30 L = 2 x 30 x 0,1723 ft

= 10,34 ft

- 1 buah entance L/D = 50 L = 1 x 50 x 0,1723 ft

= 8,62 ft

- 1 buah exit L/D = 60 L = 1 x 60 x 0,1723 ft Total Panjang

= 10,32 ft ΣL

+

= 108,52

i. Kerugian akibat gesekan ΣF

=

F x L x V2 2 x gc x ID

=

0,022 x 108,52 x 1,421 ft / dt  = 2,4975 ft lb /lbf 2 x 32,17 ft / lb / lbf / dt 2 x 0,030 ft 2

j. Menentukan tenaga daya pompa Ws

= ΔZ

g ΣF gc

(Pers Bernouli)

Direncanakan ketinggian maksimal = 32 ft Ws

= 32 x

WHp = =

32,17 lbm / s 2 + 2,4975 ft lb/lbf = 34,4975 ft lbf/lbm 32,17 lbm / s 2

Ws x Q x  550 34,4975 x 0,003 x 70,814 550

Efisiensi pompa

= 80 % =

= 0,1332Hp

0,1332  0,1665 Hp 0,8

Pompa yang digumakan berdaya ¼ Hp

LC. 25 Pompa Tangki Decolorizing (P-108)

Fungsi

: Memompa Slurry dari tangki Decolorizing ke Filter Press

Jumlah

: 1 unit

Tipe

: Pompa sentrifugal

Densitas campuran dihitung sebagai berikut :

Universitas Sumatera Utara

Bahan

Massa

Densitas 3

Volume

X

X.ρ

3

(kg/jam)

(kg/m )

(m /jam)

Pati sagu (tepung)

365,9976

1,550

0,2361

0,35

540,95

Air

679,7100

995,68

0,6826

0,650

647,192

Total

1045,7076

-

0,9187

1188,142

Densitas campuran (slurry) = 1188,142 kg/m3 Viskositas slurry didekati melalui pers Berikut : ln

c 2,5 Qs =  1  CQs

Perry,1984

C = koefisien ( 1 – 1,5) dan diambil C = 1 Qs = ln

Vol Solid (365,9976 / 1550)  (679,7100 / 995,68) = 1,4837 = Vol Total 1045,7076 / 1188,142

c 2,5 x 1,4837 = = 1,8429 atau  c = 5,6664 cp (3,8069 x 10-3 lb.ft/s)  1 1(1,4837)

a. Laju alir massa, G

= 1065,2337 kg/jam x

1 lb = 2353,5874 lb/jam 0,4526 kg

b. Densitas HCl, ρ

= 1188,142 kg/jam x

1 m3 1 lb x 0,4526 kg 35,314 ft 3

= 70,814 lb/ft3 = 2,3589 x 10-3 lb.ft/s

k. Viskositas HCl, μ

l. Laju alir volumetric, Q Q=

= G/ρ

2353,5874 lb / jam = 33,2361 ft3/jam x 1 jam/3600 dt 70,814 lb / ft 3

= 0,05 ft3/det m. Diameter optimum, Di opt

= 3,9 (Q)0,45 x (ρ)0,13 = 3,9 (0,05)0,45 x (70,814)0,13 = 0,6 in

D

= 0,5 in schedule 40

Dari tabel App C-6a Alan.S.Foust OD

= 0,84 in

= 0,007 ft

ID

= 0,622 in

= 0,05 ft

Universitas Sumatera Utara

= 0,00211 ft2

A

n. Kecepatan laju alir, V =

Q 0,05 ft 3 / det   2,369 ft / det A 0,00211 ft 2

o. Bilangan Reynold, NRe

= =

ID V 

 0,05 ft x 2,369 ft det x 70,814 lb / ft 3 2,3589 x 10 - 3 lb.ft/s

= 1475,0391 NRe < 2100

= aliran laminar

1475,0391 < 2100

= aliran laminar

Digunakan bahan pipa komersil steel ε/D = 0,00026

(Geankoplis, 1983)

F = 0,022

p. Sistem perpipaan - Panjang pipa lurus saluran isap

= 16 ft

- 1 buah gate valve fully open L/D 30 L = 1 x 30 x 0,0874 ft

= 2,622 ft

- 2 buah elbow 900 L/D : 30 L = 2 x 30 x 0,0874 ft

= 5,244 ft

- 2 panjang gate valve fully L/D = 13 L = 2 x 13 x 0,0874 ft

= 2,272 ft

- Pembesaran mendadak K = 1.0 L/D : 60 L = 1 x 60 x 0,0874 ft Total Panjang

= 5,244 ft ΣL

+

= 31,282

q. Kerugian akibat gesekan ΣF

=

F x L x V2 2 x gc x ID

=

0,022 x 31,382 x 2,369 ft / dt  = 0,5084 ft lb /lbf 2 x 32,17 ft / lb / lbf / dt 2 x 0,05 ft 2

r. Menentukan tenaga daya pompa Ws

= ΔZ

g ΣF gc

(Pers Bernouli)

Direncanakan ketinggian maksimal = 32 ft

Universitas Sumatera Utara

Ws

= 32 x

WHp = =

32,17 lbm / s 2 + 0,5084 ft lb/lbf = 32,5084 ft lbf/lbm 32,17 lbm / s 2

Ws x Q x  550 32,5084 x 0,05 x 70,814 = 0,2092 Hp 550

Efisiensi pompa

= 80 % =

0,2092  0,2615 Hp 0,8

Pompa yang digumakan berdaya ¼ Hp LC. 27 Pompa Evaporator (P-110)

Fungsi

: Memompa Slurry dari evaporator ke cristalizer

Jumlah

: 1 unit

Tipe

: Pompa sentrifugal

Densitas campuran dihitung sebagai berikut : Bahan

Massa

Densitas 3

Volume

X

X.ρ

3

(kg/jam)

(kg/m )

(m /jam)

Pati sagu (tepung)

365,9976

1,550

0,2361

0,35

540,95

Air

679,7100

995,68

0,6826

0,650

647,192

Total

1045,7076

-

0,9187

1188,142

Densitas campuran (slurry) = 1188,142 kg/m3 Viskositas slurry didekati melalui pers Berikut : ln

c 2,5 Qs =  1  CQs

Perry,1984

C = koefisien ( 1 – 1,5) dan diambil C = 1 Qs = ln

Vol Solid (365,9976 / 1550)  (679,7100 / 995,68) = 1,4837 = Vol Total 1045,7076 / 1188,142

c 2,5 x 1,4837 = = 1,8429 atau  c = 5,6664 cp (3,8069 x 10-3 lb.ft/s)  1 1(1,4837)

a. Laju alir massa, G

= 449,7004 kg/jam x

1 lb = 993,5934 lb/jam 0,4526 kg

Universitas Sumatera Utara

b. Densitas, ρ

= 1188,142 kg/jam x

1 m3 1 lb = 0,4526 kg 35,314 ft 3

= 70,814 lb/ft3 = 2,3589 x 10-3 lb.ft/s

c. Viskositas, μ

d. Laju alir volumetric, Q= G/ρ Q

=

993,5934 lb / jam = 14,03 ft3/jam x 1 jam/3600 dt 3 70,814 lb / ft

= 0,038 ft3/det e. Diameter optimum, Di opt

= 3,9 (Q)0,45 x (ρ)0,13 = 3,9 (0,038)0,45 x ( 70,814)0,13 = 0,2 in

D

= 0,25 in schedule 40

Dari tabel App C-6a Alan.S.Foust OD

= 0,540 in

= 0,045 ft

ID

= 0,364 in

= 0,030 ft

A

= 0,00072 ft2

f. Kecepatan laju alir, V =

Q 0,038 ft 3 / det   5,277 ft / det A 0,00072 ft 2

g. Bilangan Reynold, NRe

=

ID V 



0,030 ft x 5,277 ft det x 70,814 lb / ft 3 = 2,3589 x 10 - 3 lb.ft/s

= 475,2454 NRe < 2100

= aliran laminar

255,39 < 2100

= Aliran laminar

Digunakan bahan pipa komersil steel ε/D = 0,0002

(Geankoplis, 1983)

F = 0,022

h. Sistem perpipaan - Panjang pipa lurus saluran isap

= 32 ft

- 1 buah gate valve fully open L/D 30 L = 1 x 30 x 0,0874 ft

= 2,622 ft

- 2 buah elbow 900 L/D : 30

Universitas Sumatera Utara

L = 2 x 30 x 0,0874 ft

= 5,244 ft

- 2 panjang gate valve fully L/D = 13 L = 2 x 13 x 0,0874 ft

= 2,272 ft

- Pembesaran mendadak K = 1.0 L/D : 60 L = 1 x 60 x 0,0874 ft Total Panjang

= 5,244 ft ΣL

+

= 47,382 ft

i. Kerugian akibat gesekan ΣF

=

F x L x V2 2 x gc x ID

=

0,022 x 47,382 x 5,277 ft / dt  = 0,903 ft lb /lbf 2 x 32,17 ft / lb / lbf / dt 2 x 0,05 ft 2

j. Menentukan tenaga daya pompa Ws

= ΔZ

g ΣF gc

(Pers Bernouli)

Direncanakan ketinggian maksimal = 32 ft Ws

= 32 x

WHp = =

32,17 lbm / s 2 + 0,903 ft lb/lbf = 32,903 ft lbf/lbm 32,17 lbm / s 2

Ws x Q x  550 32,903 x 0,038 x 70,814 = 0,1609 Hp 550

Efisiensi pompa

= 80% =

0,1609  0,2011 Hp 0,8

Pompa yang digunakan berdaya ¼ Hp

Universitas Sumatera Utara

LAMPIRAN D PERHITUNGAN UTILITAS D.1

Bak Sedimentasi ( T – 201)

Fungsi

: untuk mengendapkan lumpur yang terikut dengan air

Tipe

: bak dengan permukaan persegi

Konstruksi

: beton kedap air

Kondisi operasi : Laju alir

= 486257,3739 kg/jam

Lama penampungan = 6 jam Faktor keamanan

= 10%

Jumlah air masuk

= 6 jam x 374757,8039 kg/jam = 2917544,243 kg

Volume bak

=

1,1 x 2917544,243 kg / jam = 32,2252 m3 995,8946 kg / m 3

Dimensi bak Panjang (p)

= 3 x tinggi bak (t)

Lebar (l)

= 3 x tinggi bak (t)

Maka, V

=pxlxt = 3t x 3t t = 9t3

t

=

32,2252 m 3 V  = 1,8924 m 9 9

Sehingga ukuran bak sebagai berikut : Panjang

= 4,9833 m

= 1,8623 ft

Lebar

= 4,9835 m

= 1,8623 ft

Tinggi

= 1,6618 m

= 0,2085 ft

D.2

Tangki Pelarutan Al2(SO4)3 (T – 202)

Fungsi

: Untuk melarutkan alum Al2(SO4)3

Bentuk

: Silinder vertical dengan pengaduk

Universitas Sumatera Utara

Bahan

: Carbon steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi - Laju massa

= 24,3128 kg/jam

- Densitas

= 1194,50 kg/m3 = 74,5698 lbm/ft3

(Geankoplis, 1983)

- Viskositas

= 1,9 . 10-3 kg/m.s

(Geankoplis, 1983)

 Menentukan Ukuran Tangki

a.

Kapasitas tangki, Vt Direncanakan menggunakan larutan dengan konsentrasi 30% berat yang memenuhi kebutuhan selama 14 hari, sehingga : Vt

=

laju alir x 24 jam / hari x lama penampungan densitas

=

24,3128 kg / jam x 24 jam / hari x 14 hari 0,3 x 1194,5 kg / m 3

= 22,7964 m3 Dengan kelonggaran = 20% Vt b.

= 1,2 x 22,7964 m3 = 27,3556 m3

Diameter dan Tinggi Tangki Diameter tangki, Dt Vt = Vsilinder = ¼ π Dt2 Asumsi ; H = 3/1 Dt Vt

= ¼ π Dt2 (3/1 Dt)

Vt

= 3/4 π Dt2

Dt3

=

Dt

=

r

= ½ Dt = ½ (2,4374 m)

8Vt 3 3

4 Vt 4 x 27,3556 = 2,4374 m 3 3 3

Tinggi tangki, H

= 95,9604 in

= 1,2187 m = 47,9804 in

= 3/1 (2,4374 m) = 7,3122 m

Universitas Sumatera Utara

 Tebal dinding tangki, t

t=

Pr + (c . n) SE  0,6 P

(Timmerhaus, 1991)

Dimana : P

= tekanan operasi

R

= jari-jari tangki

S

= takanan yang dizinkan

Ej

= efisiensi

Cc

= faktor korosi Tinggi level P

=

Vt = 1  Dt 2 4

22,3556 m 3 = 4,7936 m 1  ( 2,4374) 2 4

= Po + ρ g h = 14,7 psi + 1194,5 kg/m3 (9,8 m/s2) (7,3122 m)

 85612,0444  = 14,7 psi +   psi  6894,74  = 27,1170 psi Untuk bahan konstruksi karbon steel SA-285 grade C S

= 13700 psi

Ej

= 0,85

Cc

= 0,125

(Timmerhaus, 1991)

Sehingga : t

=

27,1170 40,87 in + 0,125 = 0,2368 in 13700 psi x 0,85  0,6 x 27,1170

Outside diameter, OD OD

= Dt + 2t

= (95,9604 + 2 x 0,2368) in = 96,434 in

 Penentuan pengaduk

Jenis pengaduk

: flat 6 blade open turbine

Jumlah baffle

: 4 buah

Untuk turbin standar (Mc Cabe, 1993), diperoleh Diameter impeller ; Da = 1/3 D = 1/3 x 2,4374 m = 0,8124 m = 2,6653 ft Jarak pengaduk dengan dasar tangki ; C = 1/3 Da = 1/3 x 0,8124 m = 0,2708 ft

Universitas Sumatera Utara

Panjang daun pengaduk ; L = ¼ Da

= ¼ x 0,8124 m = 0,2031m

Lebar baffle, J = 1/12 Dt

= 1/12 x 2,4374 m 0,2031 m

Kecepatan pengadukan, N = 2,5 putaran/detik

 N D1 2 1194,52,50,81242 =  = 1037319,14  1,9 .10 3

Bilangan reynold, NRe

NRe > 10.000, maka perhitungan pengadukan rumus : K n 3 Da  P= T gc . 550 5

KL = 6,3 6,3 2,5 2,6653 74,5698 = 0,0251 hp 32,174.550 3

P=

5

Efisiensi motor penggerak 80% Daya motor penggerak =

0,0251 = 0,0313 hp 0,8

Dipergunakan motor penggerak berdaya 1/20 hp D.3

Tangki Pelarutan Na2CO3 (T-203)

Fungsi

: Untuk melarutkan Na2CO3

Bentuk

: Tangki silinder vertical dengan pengaduk

Bahan

: Carbon steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi - Laju massa

= 12,1564 kg/jam

- Densitas

= 1327,40 kg/m3 = 82,8665 lbm/ft3

(Geankoplis, 1983)

- Viskositas

= 2.10-3 kg/m.s

(Geankoplis, 1983)

 Menentukan Ukuran Tangki

a.

Kapasitas tangki, Vt Direncanakan menggunakan larutan dengan konsentrasi 30% berat yang memenuhi kebutuhan selama 14 hari, sehingga : Vt

=

laju alir x 24 jam / hari x lama penampungan densitas

Universitas Sumatera Utara

=

12,1564 kg / jam x 24 jam / hari x 14 hari 0,3 x 1327,4 kg / m 3

= 10,2570 m3 Dengan kelonggaran = 20% = 1,2 x 10,2570 m3 = 12,3084 m3

Vt b.

Diameter dan Tinggi Tangki Diameter tangki, Dt Vt = Vsilinder = ¼ π Dt2 Asumsi ; H = 3/1 Dt Vt

= ¼ π Dt2 (3/1 Dt)

Vt

= 3/4 π Dt2

Dt3

=

Dt

=

r

= ½ Dt = ½ (1,7344 m) = 0,8672 m = 34,1417 in

4 Vt 3 3

4 Vt 4 x 12,3084 = 1,7344 m 3 3 3

Tinggi tangki, H

= 68,2833 in

= 3/1 (1,7344) = 5,2032 m

 Tebal dinding tangki, t

t=

Pr + (c . n) SE  0,6 P

(Timmerhaus, 1991)

Dimana : P

= tekanan operasi

R

= jari-jari tangki

S

= takanan yang dizinkan

Ej

= efisiensi

Cc

= faktor korosi Tinggi level P

=

10,2570 m 3 Vt = = 4,3437 m 1  Dt 2 1  (1,7344) 2 4 4

= Po + ρ g h = 14,7 psi + 1327,4 kg/m3 (9,8 m/s2) (5,2032 m)

Universitas Sumatera Utara

 67700,6312  = 14,7 psi +   psi  6894,74  = 24,5191 psi Untuk bahan konstruksi karbon steel SA-285 grade C S

= 13700 psi

Ej

= 0,85

Cc

= 0,125

(Timmerhaus, 1991)

Sehingga : t

=

24,519131,3031in + (0,01 x 15) = 0,2264 in 13700 psi x 0,8  0,6 x 24,5191

Digunakan tebal shell standar = 3/16 in Outside diameter, Od OD

= Dt + 2t

= (68,2833 + 2 x 0,2264) in = 68,5097 in

 Penentuan pengaduk

Jenis pengaduk

: flat 6 blade open turbine

Jumlah baffle

: 4 buah

Untuk turbin standar (Mc Cabe, 1993), diperoleh Diameter impeller ; Da = 1/3 D = 1/3 x 1,7344 m = 0,5781 m = 1,8966 ft Jarak pengaduk dengan dasar tangki ; C = 1/3 Da = 1/3 x 0,5781 m = 0,1927 ft Panjang daun pengaduk ; L = ¼ Da

= ¼ x 0,5781 m = 0,1445 m

Lebar baffle, J = 1/12 Dt

= 1/12 x 1,7344 m 0,1445 m

Kecepatan pengadukan, N = 2,5 putaran/detik Bilangan reynold, NRe

 N D1 2 82,86652,50,57812 =  = 34617,4399  2.10 3

NRe > 10.000, maka perhitungan pengadukan rumus : K T n 3 Da  P= gc . 550 5

KL = 6,3 6,3 2,5 1,8966 82,8665 P= = 0,013 hp 32,174.550 3

5

Efisiensi motor penggerak 80%

Universitas Sumatera Utara

Daya motor penggerak =

0,013 = 0,0141 hp 0,8

Dipergunakan motor penggerak berdaya 1/20 hp D.4

Clarifier (C- 201)

Fungsi

: sebagai tempat untuk memishkan kontaminan-kontaminan terlarut dan tersuspensi dari air dengan menambahkan alum yang menyebabkan flokkulasi dengan penambahan soda abu agar reaksi alum dengan lumpur dapat terjadi lebih sempurna

Jenis

: Continious thickener

Kondisi operasi Laju alir air

= 486257,3739 kg/jam

Laju alir Al2(SO4)3

= 24,3128 kg/jam

Laju alir Na2CO3

= 12,1564kg/jam

Reaksi : Al2(SO4)3.14H2O + 3Ca(HCO3)2

Jumlah Al2(SO4)3

=

24,3128 kg / jam = 0,0750 kmol/jam 324 kg / kmol

Jumlah Al(OH)3 yang terbentuk Massa Al(OH)3

2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2 + 14H2O

= 2 x 0, 0,0750 kmol/jam = 0,15 kmol/jam

= 78 kg/kmol x 0,0750 kmol/jam

= 5,85 kg/jam

Jumlah CaCO3 yang terbentuk diperkirakan sama dengan jumlah Al(OH)3 yang terbentuk. Massa CaCO3

= 5,85 kg/jam

Total masssa

= (5,85 + 5,85)

Densitas Al(OH)3

= 2420 kg/m3

Densitas CaCO3

= 2710 kg/m3

Volume Al(OH)

=

5,85 kg / jam = 2,41.10-3 m3/jam 2420 kg / m 3

Volume CaCO3

=

5,85 kg / jam = 2,15.10-3 m3/jam 3 2710 kg / m

= 11,7 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

= (2,41.10-3 + 2,15.10-3) m3/jam = 4,56.10-3 m3/jam

Total volume

Terminal setting velocity dari hokum stokes : Ut

=g

Dp 2 (ρp – ρ) 18 

(Ulrich, 1984)

Dimana : Dp

= diameter partikel

= 20 mikron = 0,002 cm

(Perrys, 1997)

ρp

= densitas partikel

= 2,5562 gr/ml

(Perrys, 1997)

ρ

= densitas air

= 0,9959 gr/ml

(Geankoplis, 1983)

μ

= viscositas air

= 0,008937 gr/cm.s

(Geankoplis, 1983)

g

= percepatan gravitasi = 980 cm/s2

(Geankoplis, 1983)

maka : Ut

=

0,002 2 x 2,5562  0,9959 x 980 = 0,0380 cm/s 18 x 0,0089937

a. Menghitung diameter clarifier

C xK xm   2   D= 12

0 , 25

(Brown, 1978)

Dimana : C

= kapasitas clarifier = 486257,3739 kg/jam = 1072022,922 lbm/jam

D

= diameter clarifier, ft

m

= putaran motor direncanakan 1,5 rps

K

= konstanta pengendapan = 995

 1072022,922 x 995 x 1,5    2   D= 12

0 , 25

= 14,0148 ft = 4,2717 m

Tinggi clarifier, H direncanakan 1,5 kali diameter, maka : Tinggi clarifier, H = 1,5 D = 1,5 x 14,0148 ft = 21,0222 ft = 6,4075 m Tinggi konis, h

= 1/3 H = 1/3 x 21,0222 ft = 7,0074 ft = 2,1358 m

Universitas Sumatera Utara

b. Waktu pengendapan t=

H x 30,48 U t x 3600

t=

19,6969 x 30,48 = 4,3886 jam 0,0380 x 3600

(Ulrich, 1984)

c. Daya Pengaduk Dipilih pengaduk dengan tipe arm and blade system. Dari Perry’s Chemical Engineer Handbook hal. 945, diperoleh data hubungan diameter dengan daya yaitu : Diameter (ft)

Daya (hp)

6

0,5

375

7,5

Dengan interpolasi linier untuk diameter 13,1313 ft diperoleh daya untuk pengadukan = 0,4503 hp Bila efisiensi motor = 80% P=

D.5

0,4503 = 0,5629 hp 0,8

Sand Filter (SF-201)

Fungsi

: untuk menyaring kotoran-kotoran dari clarifier

Jenis

: Silinder tegak dengan tutup bersegmen bola

Kondisi operasi Laju massa

= 486257,3739 kg/jam

Densitas

= 995,8946 kg/m3

Lama penyaringan

= 1 jam operasi

(Geankopils, 1983)

 Menentukan Ukuran Sand Filter

a. Kapasitas sand filter Volume = =

laju alir densitas 486257,3739 kg / jam = 488,3671 m3/jam 995,68 kg / m 3

Universitas Sumatera Utara

Faktor keamanan

= 10%

Volume sand filter

= 1,1 x 488,3671 m3/jam = 439,2038 m3/jam

b. Menghitung tinggi sand filter, H Spesifikasi sand filter : Dari tabel V ( Nalco, 1958) untuk debit air sebesar 1,5329 m3/jam, maka spesifikasinya adalah sebagai berikut : Diameter penyaring

= 36 in = 0,9144 m

Luas permukaan penyaringan = 28,27 ft2 Kecepatan aliran penyaringan

= 2,5 gpm/ft2

Tinggi sand filter, H = 3 D

= 3 x 36 in = 108 in = 2,7432 m

 Tebal dinding tangki, t

t=

Pr + (c . n) SE  0,6 P

(Timmerhaus, 1991)

Dimana : P

= tekanan operasi

R

= jari-jari tangki

S

= takanan yang dizinkan

Ej

= efisiensi

Cc

= faktor korosi Untuk bahan konstruksi karbon steel SA-285 grade C

S

= 13700 psi

Ej

= 0,85

Cc

= 0,125

(Timmerhaus, 1991)

Sehingga : t

=

14,7 36 / 2 in + 0,125 = 0,1477 in 13700 psi x 0,85  0,6 x 14,7 

Digunakan tebal shell standar = 3/16 in D.6

Fungsi

Menara Air (WT-201)

: Menampung air untuk didistribusikan sebagai air proses, air domestic, air pendingin, dan air umpan ketel.

Jenis

: Silinder tegak dengan tutup berbentuk segmen bola

Universitas Sumatera Utara

Kondisi operasi Laju massa

= 442052,1581 kg/jam

Densitas

= 995,8946 kg/m3 = 62,1714 lbm/ft3

(Geankopils, 1983)

Lama penampungan = 6 jam  Menentukan Ukuran Menara

a.

Kapasitas menara Volume menara air

=

laju alir x lama penampungan densitas

=

442052,1581 kg / jam x 6 jam 995,8946 kg / m 3

= 2663,2466 m3 Faktor kelonggaran

= 1,1 x 2663,2466 m3 = 2929,5712 m3

Vt b.

= 10%

Diameter dan Tinggi Menara Air Diameter tangki, D V = Volume silinder = ¼ π D2H Asumsi ; H = 3 D, maka : V

= 1/4 π D3

D

=

3

4V



3

4 x 2929,5712 m 3



= 15,4687 m = 609,003 in

Tinggi tangki, H : H = 3 D = 3 (15,4687 m) = 46,4061 m  Tebal dinding tangki, t

t=

Pr + (c . n) SE  0,6 P

(Timmerhaus, 1991)

Dimana : P

= tekanan operasi

R

= jari-jari tangki

S

= takanan yang dizinkan

Ej

= efisiensi

Cc

= faktor korosi

Universitas Sumatera Utara

Untuk bahan konstruksi karbon steel SA-285 grade C S

= 13700 psi

Ej

= 0,85

Cc

= 0,125

(Timmerhaus, 1991)

Sehingga : t

=

14,7 609,003 / 2 in + 0,125 = 0,8943 in 13700 psi x 0,85  0,6 x 14,7 

Digunakan tebal shell standar = ½ in D.7

Menara Pendingin (CT-201)

Fungsi

: Menurunkan suhu air pendingin dari 450C menjadi 250C

Tipe

: Induced Draft cooling tower

Kondisi Operasi Laju Operasi

= 688472,9757 kg/jam

Densitas

= 995,8946 kg/m3 = 62,1714 lbm/ft3

(Geankopils, 1983)

Lama penampungan = 1 jam  Menentukan Ukuran Menara

a. Volume menara air = =

laju alir x lama penampungan densitas 688472,9757 kg / jam x 1 jam 995,1714 kg / m 3

= 691,8134 m3 Faktor kelonggaran Vt

= 10%

= 1,1 x 691,8134 m3 = 760,9947 m3 = 3355,3546 gpm

b. Luas menara yang digunakan dari gambar perry, 1997 hubungan antara temperature masuk, keluar, dan temperature bola basah diperoleh harga konsentrasi air, Ka = 3 gpm/ft2 Luas menara =

3355,3546 gpm = 1118,4515 ft2 = 340,9034 m2 2 3 gpm / ft

Universitas Sumatera Utara

c. Tinggi menara H=

691,8134 m 3 10,764 ft 2 Volume  = 21,8439 m x Luas Menara 340,9034 ft 2 1 m2

 Daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan kipas

Dari gambar 12-15 Perry, 1997 diambil performance menara pendingin 90%, diperoleh tenaga kipas 0,03 hp/ft2 maka daya penggerak kipas yang dibutuhkan : P D.8

= 0,03 hp/ft2 x 340,9034 ft2 = 10,22 hp ≈ 10 hp

Penukar Kation/Cation Exchanger (CE-201)

Fungsi

: Untuk mengurangi kesadahan kation-kation

Jenis

: Silinder tegak dengan tutup dan alas berbentuk ellipsoidal.

Kondisi operasi Laju massa

: 2838,411 kg/jam

Densitas

: 995,8946 kg/m3

Volume air yang diolah = =

(Geankopils, 1983)

Laju alir Densitas 2838,411 kg / jam = 2,8501 m3/jam = 100,6478 ft3/jam 995,8946 kg / m 3

Dari table 12.4 Nalco, 1958 diperoleh ukuran tangki sebagai berikut : Diameter tangki

= 1 ft

Luas Penampang

= 0,7854 ft

Jumlah penukar kation

= 1 unit

Resin Total kesadahan

= 0,1651 kg/hari

Kapasitas resin

= 17,8 kg. grain/ft3

Tinggi resin

= 0,0117 ft

Regenerasi Volume resin

= 1,96355 ft3

Siklus regenerasi

= 211,6917 hari (5080,6008 jam)

Universitas Sumatera Utara

Volume tangki, Vt Vt

= Vair + Vresin = 100,6478 ft3 + 1,9635 ft3

Area kosong/bebas

= 20%

= 1,2 x 102,6113 ft3

Vt

= 102,6113 ft3 = 123,1335 ft3

Tinggi tangki,H H

=

V 1

4

 D2



123,1335 ft 3 = 52,6919 ft = 16,0605 m 1  8 ft  4

Tinggi ellipsoidal, h h

= ¼ D = ¼ x 1 ft = 0,25 ft = 0,762 m

D.9

Tangki Pelarut H2SO4 (T-204)

Fungsi

: Untuk melarutkan H2SO4

Bentuk

: Silinder vertical dengan pengaduk

Bahan

: Carbon steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi - Laju massa

= 0,9696 kg/jam

- Densitas

= 1834 kg/m3 = 114,4923 lbm/ft3

- Viskositas

= 3,629.10-3 kg/m.s

(Geankoplis, 1983)

-Lama penyimpanan = 10 hari  Menentukan Ukuran Tangki

a. Kapasitas tangki, Vt Direncanakan menggunakan larutan dengan konsentrasi 33% berat yang memenuhi kebutuhan selama 10 hari, sehingga : Vt

=

laju alir x 24 jam / hari x lama penampungan densitas

=

0,9696 kg / jam x 24 jam / hari x 10 hari 0,3 x 1834 kg / m 3

= 0,4229 m3 Dengan kelonggaran Vt

= 20%

= 1,2 x 0,4229 m3 = 0,5074 m3

Universitas Sumatera Utara

b. Diameter dan Tinggi Tangki Diameter tangki, Dt Vt = Vsilinder = ¼ π Dt2 Asumsi ; H = 3/1 Dt Vt = ¼ π Dt2 (3/1 Dt) Vt = 3/4 π Dt2 4Vt 3

Dt3 =

Dt = r

3

4 Vt 4 x 0,5074 3 = 0,0599 m = 2,3582 in 3 3

= ½ Dt = ½ (0,0599 m)

= 0,0299 m = 1,1771 in

Tinggi tangki, H = 3/1 (0,0599) = 0,1797 m

= 7,0747 in

 Tebal dinding tangki, t

t=

Pr + (c . n) SE  0,6 P

(Timmerhaus, 1991)

Dimana : P

= tekanan operasi

R

= jari-jari tangki

S

= takanan yang dizinkan

Ej

= efisiensi

Cc

= faktor korosi Tinggi level P

Vt = = 1  Dt 2 4

0,4429 m 3 = 0,1572 m 1  (0,0599) 2 4

= Po + ρ g h = 14,7 psi + 1834 kg/m3 (9,8 m/s2) (0,1797 m)

 3229,7840  = 14,7 psi +   psi  6894,74  = 15,1684 psi Untuk bahan konstruksi karbon steel SA-285 grade C S

(Timmerhaus, 1991)

= 13700 psi

Universitas Sumatera Utara

Ej

= 0,85

Cc

= 0,125

Sehingga : t

=

15,1684 1,1771in + 0,125 = 0,1268 in 13700 psi x 0,85  0,6 x 15,1684

Outside diameter, Od OD

= Dt + 2t

= (2,3582 + 2 x 0,1268) in = 2,6118 in

 Penentuan pengaduk

Jenis pengaduk

: flat 6 blade open turbine

Jumlah baffle

: 4 buah

Untuk turbin standar (Mc Cabe, 1993), diperoleh Diameter impeller ; Da = 1/3 Dt

= 1/3 x 0,0599 m = 0,01996 m

Jarak pengaduk dengan dasar tangki ; C = 1/3 Da = 1/3 x 0,01996 m = 0,0066 m Panjang daun pengaduk ; L = ¼ Da

= ¼ x 0,01996 m = 0,0049 m

Lebar baffle, J = 1/12 Dt

= 1/12 x 0,0599 m = 0,0049 m

Kecepatan pengadukan, N = 2,5 putaran/detik Bilangan reynold, NRe =

 N D1 2 1834 2,50,2840 2  = 101903,4886  3,629 .10 3

NRe < 10.000, maka perhitungan pengadukan rumus : K T n 3 Da  gc . 550 5

P=

KL = 71 712,5 0,01996 114,492 = 0,0023 hp 32,174.550 3

P=

5

Efisiensi motor penggerak 80% Daya motor penggerak =

0,0023 = 0,00287 hp 0,8

Digunakan pompa yang berdaya 1/20 Hp

Universitas Sumatera Utara

D.10

Tangki Pelarut NaOH (T-205)

Fungsi

: Untuk melarutkan NaOH

Bentuk

: Silinder vertical dengan pengaduk

Bahan

: Carbon steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi - Laju massa

= 1,656 kg/jam

- Densitas

= 1518 kg/m3 = 94,9063 lbm/ft3

(Geankopils, 1983)

- Viskositas

= 6,5 . 10-2 kg/m.s

(Geankopils, 1983)

-Lama penyimpanan = 30 hari  Menentukan Ukuran Tangki

a. Kapasitas tangki, Vt Direncanakan menggunakan larutan dengan konsentrasi 50% berat (Nalco, 1958) untuk memenuhi kebutuhan selama 30 hari, sehingga : Vt

=

laju alir x 24 jam / hari x lama penampungan densitas

=

1,656 kg / jam x 24 jam / hari x 14 hari 0,5 x 1518 kg / m 3

= 0,7330 m3 Dengan kelonggaran

= 20%

= 1,2 x 0,7330 m3 = 0,8796 m3

Vt

b. Diameter dan Tinggi Tangki Diameter tangki, Dt Vt = Vsilinder = ¼ π Dt2 Asumsi ; H = 3/1 Dt Vt = ¼ π Dt2 (3/1 Dt) Vt = 3/4 π Dt2 4 Vt

Dt3 =

Dt =

3 3

4 Vt 4 x 0,8796 = 0,7204 m = 28,3621 in 3 3 3

Universitas Sumatera Utara

r

= ½ Dt = ½ (0,7204 m)

= 0,3602 m = 14,1811 in

Tinggi tangki, H = 3/1 Dt = 3/1 (0,7204) = 2,1612 m  Tebal dinding tangki, t

t=

Pr + (c . n) SE  0,6 P

(Timmerhaus, 1991)

Dimana : P

= tekanan operasi

R

= jari-jari tangki

S

= takanan yang dizinkan

Ej

= efisiensi

Cc

= faktor korosi Tinggi level P

=

Vt = 1  Dt 2 4

0,8796 m 3 = 1,9941 m 1  (0,7204) 2 4

= Po + ρ g h = 14,7 psi + 1518 kg/m3 (9,8 m/s2) (2,1612 m)

 32150,8756  = 14,7 psi +   psi  6894,74  = 19,3631 psi Untuk bahan konstruksi karbon steel SA-285 grade C S

= 13700 psi

Ej

= 0,85

Cc

= 0,125

(Timmerhaus, 1991)

Sehingga : t

=

19,363114,1811in + 0,125 = 0,1486 in 13700 psi x 0,85  0,6 x 19,3631

Outside diameter, Od OD

= Dt + 2t

= (28,3621 + 2 x 0,1486) in = 28,6593 in

Universitas Sumatera Utara

 Penentuan pengaduk

Jenis pengaduk

: flat 6 blade open turbine

Jumlah baffle

: 4 buah

Untuk turbin standar (Mc Cabe, 1993), diperoleh Diameter impeller ; Da = 1/3 D

= 1/3 x 0,7204 m = 0,2401 m

Jarak pengaduk dengan dasar tangki ; C = 1/3 Dt = 1/3 x 0,2401 m = 0,0800 ft Panjang daun pengaduk ; L = ¼ Da

= ¼ x 0,2401 m = 0,0600 m

Lebar baffle, J = 1/12 Dt

= 1/12 x 0,7204 m 0,0600 m

Kecepatan pengadukan, N = 2,5 putaran/detik Bilangan reynold, NRe

 N D1 2 15182,50,24012 =  = 3365,7568  6,5 .10  2

NRe < 10.000, maka perhitungan pengadukan rumus : K n 3 Da  P= T gc . 550 5

KL = 6,3 6,3 2,5 0,2401 94,9063 = 0,00042 hp 32,174.550 3

P=

5

Efisiensi motor penggerak 80% Daya motor penggerak =

0,00042 = 0,000525 hp 0,8

Digunakan motor penggerak dengan daya 1/20 Hp D.11

Penukar Anion/Anion Exchanger (AE-201)

Fungsi

: Untuk mengurangi kesadahan anion

Jenis

: Silinder tegak dengan tutup dan alas berbentuk ellipsoidal.

Kondisi operasi Laju massa

: 2838,411 kg/jam

Densitas

: 995,8946 kg/m3

Volume air yang diolah = =

(Geankopils, 1983)

Laju alir Densitas 2838,411 kg / jam = 2,8501 m3/jam = 100,6478 ft3/jam 3 995,8946 kg / m

Universitas Sumatera Utara

Dari table 12.4 Nalco, 1958 diperoleh ukuran tangki sebagai berikut : Diameter tangki

= 1 ft

Luas Penampang

= 0,7854 ft

Jumlah penukar kation

= 1 unit

Resin Total kesadahan

= 0,5222 kg. grain/hari

Kapasitas resin

= 12 kg. grain/ft3

Tinggi resin

= 0,0553 ft

Regenerasi Volume resin

= 0,0434 ft3

Siklus regenerasi

= 0,9973 hari (24 jam)

Volume tangki, Vt Vt

= Vair + Vresin = 100,6478 ft3 + 0,0434 ft3

Area kosong/bebas Vt

= 100,6912 ft3

= 20%

= 1,2 x 100,6912 ft3

= 120,8294 ft3

Tinggi tangki,H H

=

V 1

4

 D2



120,8294 ft 3 = 0,2082 ft = 0,3682 m 1  8 ft  4

Tinggi ellipsoidal, h h

= ¼ D = ¼ x 8 ft = 2 ft = 0,6096 m

D.12

Tangki Penampungan Air Hasil Demineralisasi (T-206)

Fungsi

: Untuk menampung air yang sudah dimineralisasi untuk dipompakan keproses dan umpan ketel

Bentuk

: Silinder vertical

Bahan

: Carbon steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi

Universitas Sumatera Utara

- Laju massa

= 2838,411 kg/jam

- Densitas

= 995,8946 kg/m3 = 62,1714 lbm/ft3

(Geankopils, 1983)

-Lama penyimpanan = 6 jam  Menentukan Ukuran Tangki

a. Kapasitas tangki, Vt Vt

=

laju alir x lama penampungan densitas

=

2838,411 kg / jam x 6 jam 995,8946 kg / m 3

= 17,1006 m3 Dengan kelonggaran

= 20%

= 1,2 x 17,1006 m3 = 20,5207 m3

Vt

b. Diameter dan Tinggi Tangki Diameter tangki, Dt Vt = Vsilinder = ¼ π Dt2 Asumsi ; H = 3/1 Dt Vt = ¼ π Dt2 (3/1 Dt) Vt = 3/4 π Dt2 4Vt 3

Dt3 =

Dt = r

3

4 Vt 4 x 20,5207 = 2,0562 m 3 3 3

= ½ Dt = ½ (2,0562 m)

= 80,9562 in

= 1,0281 m

Tinggi tangki, H = 3/1 D = 3/1 (2,0562) = 6,1686 m  Tebal dinding tangki, t

t=

Pr + (c . n) SE  0,6 P

(Timmerhaus, 1991)

Universitas Sumatera Utara

Dimana : P

= tekanan operasi

R

= jari-jari tangki

S

= takanan yang dizinkan

Ej

= efisiensi

Cc

= faktor korosi Tinggi level P

=

Vt = 1  Dt 2 4

20,5207 m 3 = 6,1829 m 1  ( 2,0562) 2 4

= Po + ρ g h = 14,7 psi + 995,8946 kg/m3 (9,8 m/s2) (6,1829 m)

 60343,6638  = 14,7 psi +   psi  6894,74  = 23,4521 psi Untuk bahan konstruksi karbon steel SA-285 grade C S

= 13700 psi

Ej

= 0,85

Cc

= 0,125

(Timmerhaus, 1991)

Sehingga : t

=

23,452180,9526in + 0,125 = 0,2882 in 13700 psi x 0,85  0,6 x 23,4521

Digunakan tebal shell standar = 3/16 in D.13

Tangki Kaporit (T-207)

Fungsi

: Sebagai tempat penampungan kaporit untuk bahan domestik

Bentuk

: Silinder tegak

Bahan

: Carbon steel

Jumlah

: 1 unit

Kondisi Operasi - Laju massa

= 0,2466 kg/jam

- Densitas

= 1034,5 kg/m3 = 64,5814 lbm/ft3

-Lama penyimpanan = 330 hari

Universitas Sumatera Utara

 Menentukan Ukuran Tangki

a. Kapasitas tangki, Vt Vt

=

laju alir x 24 jam / hari x lama penampungan densitas

=

0,2466 kg / jam x 24 jam / hari x 330 hari 1034,5 kg / m 3

= 1,8879 m3 Dengan kelonggaran

= 20%

= 1,2 x 1,8879 m3 = 2,2654 m3

Vt

b. Diameter dan Tinggi Tangki Diameter tangki, Dt Vt = Vsilinder = ¼ π Dt2 Asumsi ; H = 3/1 Dt Vt = ¼ π Dt2 (3/1 Dt) Vt = 3/4 π Dt2 4Vt 3

Dt3 =

Dt = r

3

4 Vt 4 x 2,2654 3 = 0,9871 m = 38,8621 in 3 3

= ½ Dt = ½ (0,9871 m)

= 0,4935 m = 19,4291 in

Tinggi tangki, H = 3/1 Dt = 3/1 (0,9871)

= 2,9613 m

 Tebal dinding tangki, t

t=

Pr + (c . n) SE  0,6 P

(Timmerhaus, 1991)

Dimana : P

= tekanan operasi

R

= jari-jari tangki

S

= takanan yang dizinkan

Ej

= efisiensi

Cc

= faktor korosi

Universitas Sumatera Utara

Tinggi level P

=

Vt = 1  Dt 2 4

1,8879 m 3 = 2,4684 m 1  (1,8879) 2 4

= Po + ρ g h = 14,7 psi + 1034,5 kg/m3 (9,8 m/s2) (2,4684 m)

 25024,8860  = 14,7 psi +   psi  6894,74  = 18,3295 psi Untuk bahan konstruksi karbon steel SA-285 grade C S

= 13700 psi

Ej

= 0,85

Cc

= 0,125

(Timmerhaus, 1991)

Sehingga : t

=

18,3295 19,4291in + 0,125 = 0,1556 in 13700 psi x 0,85  0,6 x 18,3295

Digunakan tebal shell standar = 3/16 in D.14

Deaerator (DA-201)

Fungsi

: Untuk memanaskan air yang dipergunakan sebagai air umpan boiler dan menghilangkan gas CO2 dan O2

Bentuk

: Silinder horizontal dengan tutup ellipsoidal

Kondisi Operasi - Laju massa

= 418,4157 kg/jam

- Densitas

= 955,8946 kg/m3 = 62,1714 lbm/ft3

- Temperatur air masuk

= 300 C

- Temperatur air keluar

= 900C



(Geankopils, 1983)

Menentukan Ukuran Tangki a. Kapasitas tangki Volume air masuk =

laju alir 418,4157 kg / jam  = 0,4201 m3 densitas 995,8946 kg / m 3

b. Volume silinder, Vt Silinder berisi 75% air

Universitas Sumatera Utara

Vt

=

0,4201 = 0,5601 m3/jam 0,75

c. Diameter dan Tinggi tangki Diameter tangki, Dt Vt = Vsilinder = ¼ π Dt2 Asumsi ; H = 3/1 Dt Vt

= ¼ π Dt2 (3/1 Dt)

Vt

= 3/4 π Dt2

Dt3

=

Dt

=

4Vt 3 3

4 Vt 4 x 0,5601 = 0,6198 m 3 3 3

Tinggi tangki, H = 3/1 Dt = 3/1 (0,6198) = 1,8594 m = 6,1003 ft 

Panas yang Dibutuhkan a. Kapasitas tangki Q

= m.Cp.dt = 418,4157 x 4,183 x (363 - 303) = 105013,9724 kJ/jam = 25098,9416 kkal/jam

b. Steam yang dibutuhkan Steam pada 1800C, 1002,7 kPa, panas laten (λ) = 2013,1 kJ/kg = 481,1424 kkal/kg (JM Smith, 1996)

Jumlah steam yang dibutuhkan =

D.15

25098,9416 = 52,1653 kg/jam 481,1424

Boiler (B-201)

Fungsi

: Memanaskan air hingga menjadi steam

Jenis

: Ketel pipa api

Jumlah

: 1 unit

Universitas Sumatera Utara

Kondisi Operasi Jumlah air yang dipanaskan = 2092,0785 kg/jam = 4612,1961 lb/jam Uap yang dihasilkan

= Jumlah air yang dipanaskan = 4612,1961 lb/jam

Tekanan operasi ketel

= 1002,37 kPa

Diagram aliran proses secara keseluruhan dapat dilihat pada gambar berikut ini :



Daya ketel uap, (BHP) W=

34,5 x BHP x 970,3 H

Dimana : W

: Jumlah uap yang dihasilkan = 4612,1961 lb/jam

H

: Entalpi pada T = 1800C, P = 1002,37 kPa = 2013,1 kJ/kg = 865,4827 btu/lb

BHP

: Daya ketel uap (hp)

Maka : 4612,1961 = BHP

34,5 x BHP x 970,3 865,4827

= 119,245 hp 

Jumlah pipa ketel (Nt) A = BHP x 10

(Kern,1950)

Dimana A : Luas permukaan panas (ft2) Maka : A = 119,245 x 10 = 119,245 ft2 Panjang pipa ketel ditetapkan 50 ft Diameter pipa ketel ditetapkan 3 in

(Kern,1950)

Universitas Sumatera Utara

Luas permukaan per 1 in ft(A0) = 0,9170 ft2/ft

(Kern,1950)

Sehingga : Nt =

A 119,245  = 26,0076 ≈ 26 A0 x L 0,9170 x 50

Jumlah pipa ketel = 26 buah D.16 Pompa Air Sungai ( P-01)

Fungsi

: Memompakan air sungai menuju bak sedimentasi

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Kondisi Operasi Laju massa

= 486257,3739 kg/jam = 28,9922 lbm/det

Densitas

= 995,8946 kg.m3 = 62,1714 lbm/ft3

(Geankoplis, 1983)

Viscositas

= 0,8937 cP = 6,005.10-4 lb/ft.s

(Geankoplis, 1983)

Laju alir Volumetrik, Q

=

F





28,9922 lbm / det = 0,4663 ft3/det 3 62.1714 lbm / ft

2. Perencanaan Pompa a. Diameter pipa ekonomis, De : De

= 3,9 (Q) 0,45 (ρ)0,13

(Timmerhaus, 1991)

= 3,9 (0,4663)0,45 (62,1714)0,13 = 4,7329 in  Dari App. C-6a, Foust, 1983, dipilih :

- Jenis pipa

= carbon steel, sch.40

- Diameter nominal

= 1 in

- Diamater dalam (ID)

= 1,0490 in = 0,0874 ft = 0,0466 m

- Diameter luar (OD)

= 1,3150 in = 0,1096ft

- Luas penampang pipa dalam (Ai)

= 0,0060 ft2

3. Pengecekan Bilangan Reynold, NRe Kecepatan rata-rata fluida, V :

Universitas Sumatera Utara

V=

Q 0,4663  = 7,7716 ft/s Ai 0,0060

NRc =

 V D 62,1714 7,7716 0,0874   = 70323,3429 (turbulen)  6,005.10  4

Jenis aliran adalah aliran turbulen Untuk commercial steel,  Kekerasan relative,

 D

=

= 0,00015 m (Geankoplis, 1983)

0,00015 = 0,0056 0,0266

Dari App. C-3, foust, 1980 untuk nilai NRc = 70323,3429 dan

 D

= 0,0056

Diperoleh, f = 0,0345 4. Menentukan panjang ekivalen total pipa, ΣL Kelengkapan pipa : 

Panjang pipa lurus, L1 = 100 ft



1 buah gate valve fully open (L/D = 13) (Foust, 1980) L2 = 1 x 13 x 0,0874 ft = 1,1364 ft



2 buah elbow standar 900C (L/D = 30) (Foust, 1980) L3 = 2 x 30 x 0,0847 ft =5,2449 ft



1 buah sharp edge entrence (K = 0,5 ; L/D = 23)

(Foust, 1980)

L4 = 1 x 23 x 0,0847 ft = 2,0106 ft 

1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 43)

(Foust, 1980)

L5 = 1 x 43 x 0,0847 ft = 3,7589 ft ΣL

= L1 + L2 + L3 + L4 + L5 = 100 + 1,1364 +5,2449 + 2,0106 + 3,7589 = 112,1508 ft

5. Menentukan friksi, ΣF ΣF

fV 2  L = 2. gc.D

(Geankopils, 1983)

4 0,03457,7716 ft / s  112,1508 ft  = 166,2095 ft.lbf/lbm = 2 32,174 lbm . ft / lb f .s 2 0,0874 ft  2





Universitas Sumatera Utara

6. Kerja yang diperlukan, Wf v 22  v12 g  z1  z 2  P1  P2 + ΣF + wf = 0   2 gc 

(Geankopils, 1983)

Bila : Wf

=0

Δz

= 1,8924 ft (± tinggi bak sedimentasi)

V1

= 0, V2 = 7,7716 ft/s

P1

= 1 atm = 14,7 lbf/in2 = 2116,23 lbf/ft2

Maka :

7,77162  02 2

P2



32,174 1,8924  2116,23  P2  + 166,2095 + 0 = 0 32,174 62,1714

= 10212,4073 lbm/ft2 = 10212,4073/144 = 70,9194 psi

- wf =

10212,4073  2116,23 + 1,8924 + 0 + 166,2095 = 298,3235 ft.lbf/lbm 62,1714

7. Daya Pompa, Ws Ws

= =

 wf .Q .  550

298,3253 ft.lb f /lb m 0,4663 ft 3 / det 62,1714 lb m /ft 3  550 ft .lb f / s

= 0,5724 hp

1 hp

Effisiensi pompa 75% Daya actual motor =

0,5724 = 0,7632 hp 0,75

(Geankopils, 1983)

Digunakan pompa yang berdaya = 1/8 hp D.17

Pompa Clarifier (P – 202)

Fungsi

: Untuk memompakan air dari bak sedimentasi ke clarifier

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Kondisi operasi Laju massa

= 486257,3739 kg/jam = 28,9922 lbm/det

Densitas

= 995,8946 kg/m3 = 62,1714 lbm/ft3

(Geankopils, 1983)

Universitas Sumatera Utara

= 0,8937 cp = 6,005.10-4 lb/ft.s

Viskositas

Laju alir volumetrik, Q

=

F





(Geankopils, 1983)

28,9922 lbm / det = 0,4663 ft3det 3 62,1714 lbm / ft

 Perencanaan Pompa

a. Diameter pipa ekonomis, De : = 3,9 (Q) 0,45 (ρ)0,13

De

(Timmerhaus, 1991)

= 3,9 (0,4663)0,45 (62,1714)0,13 = 4,7329 in 

Dari App. C-6a, Foust, 1983, dipilih :

- Jenis pipa

= carbon steel, sch.40

- Diameter nominal

= 1 in

- Diamater dalam (ID)

= 1,0490 in = 0,0874 ft = 0,0266m

- Diameter luar (OD)

= 1,3150 in = 0,1096 ft

- Luas penampang pipa dalam (Ai)

= 0,0060 ft2

b. Pengecekan Bilangan Reynold, NRe Kecepatan rata-rata fluida, V : V=

Q 0,4663  = 7,7716 ft/s Ai 0,0060

NRc =

 V D 62,1714 7,7716 0,0874   = 70323,3429 (turbulen)  6,005.10  4

Jenis aliran adalah aliran turbulen Untuk commercial steel,  Kekerasan relative,

 D

=

= 0,00015 m

(Geankoplis, 1983)

0,00015 = 0,0056 0,0266

Dari App. C-3, foust, 1980 untuk nilai NRc = 70323,3429 dan

 D

= 0,0056

Diperoleh, f = 0,0345 c. Menentukan panjang ekivalen total pipa, ΣL Kelengkapan pipa : 

Panjang pipa lurus, L1 = 13 ft



1 buah gate valve fully open (L/D = 13)

(Foust, 1980)

Universitas Sumatera Utara

L2 = 1 x 13 x 0,0874 ft = 1,1364 ft 3 buah elbow standar 900C (L/D = 30)



(Foust, 1980)

L3 = 3 x 30 x 0,0847 ft = 7,8674ft 

1 buah sharp edge entrence (K = 0,5 ; L/D = 23)

(Foust, 1980)

L4 = 1 x 23 x 0,0847 ft = 2,0106 ft 

1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 43)

(Foust, 1980)

L5 = 1 x 43 x 0,0847 ft = 3,7589 ft ΣL

= L1 + L2 + L3 + L4 + L5 = 13 + 1,1364 +7,8674 + 2,0106 + 3,7589 = 27,7733 ft d. Menentukan friksi, ΣF

ΣF

=

fV 2  L 2. gc.D

=

4 0,03457,7716 ft / s  27,7733 ft  = 4,1160 ft.lbf/lbm 2 32,174 lbm . ft / lb f .s 2 0,0874 ft 

(Geankopils, 1983) 2





e. Kerja yang diperlukan, Wf v 22  v12 g  z1  z 2  P1  P2   + ΣF + wf = 0 2 gc 

(Geankopils, 1983)

Bila : Wf

=0

Δz

= 1,8924 ft (± tinggi bak sedimentasi)

V1

= 0, V2 = 7,7716 ft/s

P1

= 1 atm = 14,7 lbf/in2 = 2116,23 lbf/ft2

Maka :

7,77162  02 2



32,174 1,8924  2116,23  P2  + 4,1160 + 0 = 0 32,174 62,1714

P2

= 4367,2874 lbm/ft2 = 4367,2874 = 30,328 psi

- wf

=

4367,2874  2116,23 + 1,8924 + 0 + 4,1160 = 42,2156 ft.lbf/lbm 62,1714

Universitas Sumatera Utara

f. Daya Pompa, Ws Ws

= =

 wf .Q .  550

42,2156 ft.lb f /lb m 0,4663 ft 3 / det 62,1714 lb m /ft 3  550 ft .lb f / s

= 0,5221 hp

1 hp

Effisiensi pompa 75% Daya aktual motor =

0,5221 = 0,7361 hp 0,75

(Geankopils, 1983)

Digunakan pompa yang berdaya = 1/8 hp D.18

Pompa Larutan Al2(SO4)3 (P-203)

Fungsi

: Untuk memompakan larutan alum ke clarifier

Jenis

: Dosing pump

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi Laju massa

= 24,3128 kg/jam = 0,0148 lbm/det

Densitas

= 1194,5 kg/m3 = 74,5698 lbm/ft3

Laju alir volumetrik, Q =

F



=

0,0148 lbm / det = 1,9847.10-4 ft3/det 3 74,5698 lbm / ft

Dipilih pompa dengan spesifikasi : Sistem

: Digital electronic

Tegangan

: 220 – 230 V

Daya pompa pada effisiensi 60% P=

32,174 lbf . ft / lbm x 74,5698 lbm / ft 3 x 1,9847.10 -4 ft 3 / s = 1,4429.10-3 hp lbf . ft / s 0,6 x 550 hp Digunakan pompa yang berdaya = 1/20 hp

D.19

Pompa Larutan Na2CO3 (P- 204)

Fungsi

: Untuk memompakan larutan Na2CO3 ke clarifier

Jenis

: Dosing pump

Universitas Sumatera Utara

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi Laju massa

= 12,1564 kg/jam = 7,4470.10-3 lbm/det

Densitas

= 1327,4 kg/m3 = 82,8665 lbm/ft3

(Geankoplis, 1983)

Viscositas

= 0,8937 cp = 2.10-3 lb/ft.s

(Geankoplis, 1983)

Laju alir volumetrik, Q =

F



=

7,4470.10 -3 lbm / det = 8,9867.10-5 ft3/det 3 82,8665 lbm / ft

Dipilih pompa dengan spesifikasi : Sistem

: Digital electronic

Tegangan

: 220 – 230 V

Daya pompa pada effisiensi 60% P=

32,174 lbf . ft / lbm x 82,8665 lbm / ft 3 x 8,9867.10 -5 ft 3 / s = 7,2606.10-4 hp lbf . ft / s 0,6 x 550 hp Digunakan pompa yang berdaya = 1/20 hp

D.20

Pompa Sand Filter (P-205)

Fungsi

: Untuk memompakan air dari clarifier ke sand filter

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Kondisi operasi Laju massa

= 486257,3739 kg/jam = 2,9788 lbm/det

Densitas

= 995,8946 kg/m3 = 62,1714 lbm/ft3

(Geankopils, 1983)

Viskositas

= 0,8937 cp = 6,005.10-4 lb/ft.s

(Geankopils, 1983)

Laju alir volumetrik, Q

=

F





2,9788 lbm / det = 0,0479 ft3det 3 62,1714 lbm / ft

 Perencanaan Pompa

a. Diameter pipa ekonomis, De : De

= 3,9 (Q) 0,45 (ρ)0,13

(Timmerhaus, 1991)

= 3,9 (0,0479)0,45 (62,1714)0,13 = 1,6997

Universitas Sumatera Utara



Dari App. C-6a, Foust, 1983, dipilih :

- Jenis pipa

= carbon steel, sch.40

- Diameter nominal

= 1 in

- Diamater dalam (ID)

= 1,0490 in = 0,0874 ft = 0,0266m

- Diameter luar (OD)

= 1,3150 in = 0,1096 ft

- Luas penampang pipa dalam (Ai)

= 0,0060 ft2

b. Pengecekan Bilangan Reynold, NRe Kecepatan rata-rata fluida, V : V=

Q 0,0479 = 7,983 ft/s  Ai 0,006

NRc =

 V D 62,17147,9830,0874  = 72236,2508 (turbulen)  6,005.10  4

Jenis aliran adalah aliran turbulen Untuk commercial steel,  Kekerasan relative,

 D

=

= 0,00015 m

(Geankoplis, 1983)

0,00015 = 0,0056 0,0266

Dari App. C-3, foust, 1980 untuk nilai NRc = 72236,2508 dan

 D

= 0,0056

Diperoleh, f = 0,0345 c. Menentukan panjang ekivalen total pipa, ΣL Kelengkapan pipa : 

Panjang pipa lurus, L1 = 10 ft



1 buah gate valve fully open (L/D = 13)

(Foust, 1980)

L2 = 1 x 13 x 0,0847 ft = 1,1364 ft 

3 buah elbow standar 900C (L/D = 30)

(Foust, 1980)

L3 = 3 x 30 x 0,0847 ft = 7,8674ft 

1 buah sharp edge entrence (K = 0,5 ; L/D = 23)

(Foust, 1980)

L4 = 1 x 23 x 0,0847 ft = 2,0106 ft 

1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 43)

(Foust, 1980)

L5 = 1 x 43 x 0,0847 ft = 3,7589 ft ΣL

= L1 + L2 + L3 + L4 + L5

Universitas Sumatera Utara

= 10 + 1,1364 +7,8674 + 2,0106 + 3,7589 = 24,7733 ft d. Menentukan friksi, ΣF 4 fV 2  L = 2. gc.D

ΣF

(Geankopils, 1983)

4 0,03457,983 ft / s  24,7733 ft  = 3,8739 ft.lbf/lbm = 2 32,174 lbm . ft / lb f .s 2 0,0874 ft  2

e. Kerja yang diperlukan, Wf v 22  v12 g  z1  z 2  P1  P2   + ΣF + wf = 0 2 gc 

(Geankopils, 1983)

Bila : Wf

=0

Δz

= 2,7423 ft (± tinggi sand filter)

V1

= 0, V2 = 7,983 ft/s

P1

= 1 atm = 14,7 lbf/in2 = 2116,23 lbf/ft2

Maka :

7,9832  02 2



32,174 2,7423 3,8739  P2  + 3,7384 + 0 = 0 32,174 62,1714

P2

= 4508,6069 lbm/ft2 = 4508,6069 = 31,3097 psi

- wf

=

4508,6069  2116,23 + 2,7432 + 0 + 3,8739 = 35,0974 ft.lbf/lbm 62,1714

g. Daya Pompa, Ws Ws

= =

 wf .Q .  550

35,0974 ft.lb f /lb m 0,0479 ft 3 / det 62,1714 lb m /ft 3  550 ft .lb f / s

= 0,19 hp

1 hp

Effisiensi pompa 75% Daya actual motor =

0,19 = 0,25 hp 0,75

(Geankopils, 1983)

Digunakan pompa yang berdaya = ¼ hp

Universitas Sumatera Utara

D.21

Pompa Menara Air (P-206)

Fungsi

: Untuk memompakan air dari sand filter ke menara air

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Kondisi operasi Laju massa

= 442052,1581 kg/jam = 2,7070 lbm/det

Densitas

= 995,8946 kg/m3 = 62,1714 lbm/ft3

(Geankopils, 1983)

Viskositas

= 0,8937 cp = 6,005.10-4 lb/ft.s

(Geankopils, 1983)

Laju alir volumetrik, Q

=

F





2,7070 lbm / det = 0,0435 ft3det 62,1714 lbm / ft 3

 Perencanaan Pompa

a. Diameter pipa ekonomis, De : = 3,9 (Q) 0,45 (ρ)0,13

De

(Timmerhaus, 1991)

= 3,9 (0,0435)0,45 (62,1714)0.13 = 1,6276 in 

Dari App. C-6a, Foust, 1983, dipilih :

- Jenis pipa

= carbon steel, sch.40

- Diameter nominal

= 1 in

- Diamater dalam (ID)

= 1,0490 in = 0,0874 ft = 0,0266m

- Diameter luar (OD)

= 1,3150 in = 0,1096 ft

- Luas penampang pipa dalam (Ai)

= 0,0060 ft2

b. Pengecekan Bilangan Reynold, NRe Kecepatan rata-rata fluida, V : V=

Q 0,0435 = 7,25 ft/s  Ai 0,0060

NRc =

 V D 62,1714 7,250,0874  = 65603,5097 (turbulen)  6,005.10  4

Jenis aliran adalah aliran turbulen Untuk commercial steel, 

= 0,00015 m

(Geankoplis, 1983)

Universitas Sumatera Utara

Kekerasan relative,

 D

=

0,00015 = 0,0056 0,0266

Dari App. C-3, foust, 1980 untuk nilai NRc = 65603,5097 dan

 D

= 0,0056

Diperoleh, f = 0,0310 c. Menentukan panjang ekivalen total pipa, ΣL Kelengkapan pipa : 

Panjang pipa lurus, L1 = 15 ft



1 buah gate valve fully open (L/D = 13)

(Foust, 1980)

L2 = 1 x 13 x 0,0874 ft = 1,1364 ft 3 buah elbow standar 900C (L/D = 30)



(Foust, 1980)

L3 = 3 x 30 x 0,0847 ft = 7,8674ft 

1 buah sharp edge entrence (K = 0,5 ; L/D = 23)

(Foust, 1980)

L4 = 1 x 23 x 0,0847 ft = 2,0106 ft 

1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 43)

(Foust, 1980)

L5 = 1 x 43 x 0,0847 ft = 3,7589 ft ΣL

= L1 + L2 + L3 + L4 + L5 = 15 + 1,1364 +7,8674 + 2,0106 + 3,7589 = 29,7733 ft d. Menentukan friksi, ΣF

ΣF

=

4 fV 2  L 2. gc.D

=

4 0,03107,25 ft / s  27,7733 ft  = 32,1868 ft.lbf/lbm 2 32,174 lbm . ft / lb f .s 2 0,0874 ft 

(Geankopils, 1983) 2

e. Kerja yang diperlukan, Wf v 22  v12 g  z1  z 2  P1  P2   + ΣF + wf = 0 2 gc 

(Geankopils, 1983)

Bila : Wf

=0

Δz

= 12,9500 ft (± tinggi menara air + penyangga)

Universitas Sumatera Utara

V1

= 0, V2 = 7,25 ft/s

P1

= 1 atm = 14,7 lbf/in2 = 2116,23 lbf/ft2

Maka :

7,252  02 2



32,174 12,9500  2116,23  P2  + 32,1868 + 0 = 0 32,174 62,1714

P2

= 6556,3901 lbm/ft2 = 6556,3901/144 = 45,5304 psi

- wf

=

6556,3901  2116,23 + 12,9500 + 0 + 32,1868 = 116,5548 ft.lbf/lbm 62,1714

f. Daya Pompa, Ws Ws

= =

 wf .Q .  550

116,5548 ft.lb f /lb m 0,0435 ft 3 / det 62,1714 lb m /ft 3  550 ft .lb f / s

= 0,5731 hp

1 hp

Effisiensi pompa 75% Daya actual motor =

0,5731 = 0,7641 hp 0,75

(Geankopils, 1983)

Digunakan pompa yang berdaya = 1/4 hp D.22

Pompa Larutan H2SO4 (P-207)

Fungsi

: Untuk memompakan larutan H2SO4 ke cation exchanger

Jenis

: Dosing pump

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi Laju massa

= 0,9696 kg/jam = 4,985.10-4 lbm/det

Densitas

= 1834 kg/m3 = 114,4923 lbm/ft3

Viscositas

= 5,4 cp = 3,629.10-3 lb/ft.s

Laju alir volumetrik, Q =

F



=

4,985.10 -4 lbm / det = 4,3540.10-6 ft3/det 114,492 lbm / ft 3

Dipilih pompa dengan spesifikasi : Sistem

: Digital electronic

Tegangan

: 220 – 230 V

Universitas Sumatera Utara

Daya pompa pada effisiensi 60% P=

32,174 lbf . ft / lbm x 114,492 lbm / ft 3 x 4,3540.10 -6 ft 3 / s = 4,860.10-5 hp lbf . ft / s 0,6 x 550 hp

Effisiensi 75 % 4,860.10 -5 = 0,00064 = 0,75

Digunakan pompa yang berdaya = 1/20 hp D.23

Pompa Larutan NaOH (P-208)

Fungsi

: Untuk memompakan larutan NaOH ke anion exchanger

Jenis

: Dosing pump

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi Laju massa

= 1,656 kg/jam = 1,0136.10-4 lbm/det

Densitas

= 1518 kg/m3 = 94,9063 lbm/ft3

(Geankopils, 1983)

1,0136.10 -4 lbm / det Laju alir volumetrik, Q = = = 1,068.10-5 ft3/det 3  94,9063 lbm / ft F

Dipilih pompa dengan spesifikasi : Sistem

: Digital electronic

Tegangan

: 220 – 230 V

Daya pompa pada effisiensi 60% P=

32,174 lbf . ft / lbm x 94,9063 lbm / ft 3 x 1,068.10 -5 ft 3 / s = 9,882.10-4 hp lbf . ft / s 0,6 x 550 hp Digunakan pompa yang berdaya = 1/20 hp

D.24

Pompa Deaerator (P-209)

Fungsi

: Memompakan air yang sudah dimineralisasi ke deaerator

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Universitas Sumatera Utara

Kondisi Operasi Laju massa

= 418,4157 kg/jam = 0,2562 lbm/det

Densitas

= 995,8946 kg.m3 = 62,1714 lbm/ft3

(Geankoplis, 1983)

Viscositas

= 0,9837 cP = 6,005.10-4 lb/ft.s

(Geankoplis, 1983)

Laju alir Volumetrik, Q

=

F





0,2562 lbm / det = 0,0041 ft3/det 3 62,1714 lbm / ft

1. Perencanaan Pompa a. Diameter pipa ekonomis, De : De

= 3,9 (Q) 0,45 (ρ)0,13

(Timmerhaus, 1991)

= 3,9 (0,0041)0,45 (62,1714)0,13 = 0,5623 in b. Dari App. C-6a, Foust, 1983, dipilih : - Jenis pipa

= carbon steel, sch.40

- Diameter nominal

= ½ in

- Diamater dalam (ID)

= 0,6220 in = 0,0518 ft = 0,0158m

- Diameter luar (OD)

= 0,8400 in = 0,0700 ft

- Luas penampang pipa dalam (Ai)

= 0,00211ft2

2. Pengecekan Bilangan Reynold, NRe Kecepatan rata-rata fluida, V : V=

Q 0,0041  = 1,9431 ft/s Ai 0,00211

NRc =

 V D 62,17141,94310,0518  = 9420,8256 (turbulen)  6,005.10  4

Jenis aliran adalah aliran turbulen Untuk commercial steel,  Kekerasan relative,

 D

=

= 0,00015 m (Geankoplis, 1983)

0,00015 = 0,0095 0,0158

Dari App. C-3, foust, 1980 untuk nilai NRc = 9420,8256 dan Diperoleh, f

 D

= 0,0095

= 0,0315

Universitas Sumatera Utara

3. Menentukan panjang ekivalen total pipa, ΣL Kelengkapan pipa : 

Panjang pipa lurus, L1 = 10 ft



1 buah gate valve fully open (L/D = 13)

(Foust, 1980)

L2 = 1 x 13 x 0,0518 ft = 0,6738 ft 

3 buah elbow standar 900C (L/D = 30)

(Foust, 1980)

L3 = 3 x 30 x 0,0518 ft =4,6650 ft 

1 buah sharp edge entrence (K = 0,5 ; L/D = 23)

(Foust, 1980)

L4 = 1 x 23 x 0,0518 ft = 1,1722 ft 

1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 38)

(Foust, 1980)

L5 = 1 x 38 x 0,0518 ft = 1,9696 ft ΣL

= L1 + L2 + L3 + L4 + L5 = 10 + 0,6738 +4,6650 + 1,1922 + 1,9696 = 18,5002 ft

4. Menentukan friksi, ΣF ΣF

4 fV 2  L = 2. gc.D

(Geankopils, 1983)

4 0,03451,9431 ft / s  18,5006 ft  = 1,8834 ft.lbf/lbm = 2 32,174 lbm . ft / lb f .s 2 0,0518 ft  2

5. Kerja yang diperlukan, Wf v 22  v12 g  z1  z 2  P1  P2   + ΣF + wf = 0 2 gc 

(Geankopils, 1983)

Bila : Wf

=0

Δz

= 6 ft (± tinggi deaerator + penyangga)

V1

= 0, V2 = 1,9431 ft/s

P1

= 1 atm = 14,7 lbf/in2 = 2116,23 lbf/ft2

Maka :

1,94312  02 2

P2



32,174 6,1003 2116,23  P2  + 1,8834 + 0 = 0 32,174 62,1714

= 2729,9561 lbm/ft2 = 2729,9561/144 = 18,9580 psi

Universitas Sumatera Utara

- wf

=

2729,9561  2116,23 + 6,1003 + 1,8834 = 17,8552 ft.lbf/lbm 62,1714

6. Daya Pompa, Ws Ws

= =

 wf .Q .  550

17,8552 ft.lb f /lb m 0,0041ft 3 / det 62,1714 lb m /ft 3  550 ft .lb f / s

= 0,0082 hp

1 hp

Effisiensi pompa 75% Daya actual motor =

0,0082 = 0,0109 hp 0,75

Digunakan pompa yang berdaya = 1/16 hp D.25

Pompa Boiler (P-210)

Fungsi

: Memompakan air dari deaerator ke boiler

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Kondisi Operasi Laju massa

= 418,4157 kg/jam = 0,2562 lbm/det

Densitas

= 995,8946 kg.m3 = 62,1714 lbm/ft3

Viscositas

= 0,8937 cP = 6,005.

Laju alir Volumetrik, Q

=

F





10-4

lb/ft.s

(Geankoplis, 1983) (Geankoplis, 1983)

0,2562 lbm / det = 0,0041 ft3/det 62,1714 lbm / ft 3

1. Perencanaan Pompa a. Diameter pipa ekonomis, De : De

= 3,9 (Q) 0,45 (ρ)0,13 = 3,9 (0,0041)

0,45

(Timmerhaus, 1991) 0,13

(62,1714)

= 0,5623 in Dari App. C-6a, Foust, 1983, dipilih : - Jenis pipa

= carbon steel, sch.40

Universitas Sumatera Utara

- Diameter nominal

= ½ in

- Diamater dalam (ID)

= 0,6220 in = 0,005158 ft = 0,0158m

- Diameter luar (OD)

= 0,8400 in = 0,0700ft

- Luas penampang pipa dalam (Ai)

= 0,00211 ft

b. Pengecekan Bilangan Reynold, NRe Kecepatan rata-rata fluida, V : V=

Q 0,0041 = 1,9431 ft/s  Ai 0,00211

NRc =

 V D 62,17141,94310,0518  = 9420,8356 (turbulen)  6,005.10  4

Jenis aliran adalah aliran turbulen Untuk commercial steel,  Kekerasan relative,

 D

=

= 0,00015 m

(Geankoplis, 1983)

0,00015 = 0,0095 0,0158

Dari App. C-3, foust, 1980 untuk nilai NRc = 9420,8356 dan Diperoleh, f

 D

= 0,0095

= 0,0315

2. Pengecekan Bilangan Reynold, NRe Kecepatan rata-rata fluida, V : V=

Q 0,0041 = 1,9431 ft/s  Ai 0,00211

NRc =

 V D 62,17141,94310,0518  = 9420,8256 (turbulen)  6,005.10  4

Jenis aliran adalah aliran turbulen Untuk commercial steel,  Kekerasan relative,

 D

=

= 0,00015 m (Geankoplis, 1983)

0,00015 = 0,0095 0,0158

Dari App. C-3, foust, 1980 untuk nilai NRc = 9420,8256 dan Diperoleh, f

 D

= 0,0095

= 0,0315

Universitas Sumatera Utara

3. Menentukan panjang ekivalen total pipa, ΣL Kelengkapan pipa : 

Panjang pipa lurus, L1 = 10 ft



1 buah gate valve fully open (L/D = 13)

(Foust, 1980)

L2 = 1 x 13 x 0,0518 ft = 0,6738 ft 

3 buah elbow standar 900C (L/D = 30)

(Foust, 1980)

L3 = 3 x 30 x 0,0518 ft =4,6650 ft 

1 buah sharp edge entrence (K = 0,5 ; L/D = 23)

(Foust, 1980)

L4 = 1 x 23 x 0,0518 ft = 1,1722 ft 

1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 38)

(Foust, 1980)

L5 = 1 x 38 x 0,0518 ft = 1,9696 ft ΣL

= L1 + L2 + L3 + L4 + L5 = 10 + 0,6738 +4,6650 + 1,1922 + 1,9696 = 18,5002 ft

4. Menentukan friksi, ΣF ΣF

4 fV 2  L = 2. gc.D

(Geankopils, 1983)

4 0,03451,9431 ft / s  18,5006 ft  = 1,8834 ft.lbf/lbm = 2 32,174 lbm . ft / lb f .s 2 0,0518 ft  2

5. Kerja yang diperlukan, Wf v 22  v12 g  z1  z 2  P1  P2   + ΣF + wf = 0 2 gc 

(Geankopils, 1983)

Bila : Wf

=0

Δz

= 6 ft (± tinggi deaerator + penyangga)

V1

= 0, V2 = 1,9431 ft/s

P1

= 1 atm = 14,7 lbf/in2 = 2116,23 lbf/ft2

Maka :

1,94312  02 2

P2



32,174 6,1003 2116,23  P2  + 1,8834 + 0 = 0 32,174 62,1714

= 2729,9561 lbm/ft2 = 2729,9561/144 = 18,9580 psi

Universitas Sumatera Utara

- wf

=

2729,9561  2116,23 + 6,1003 + 1,8834 = 17,8552 ft.lbf/lbm 62,1714

6. Daya Pompa, Ws Ws

= =

 wf .Q .  550

17,8552 ft.lb f /lb m 0,0041ft 3 / det 62,1714 lb m /ft 3  550 ft .lb f / s

= 0,0082 hp

1 hp

Effisiensi pompa 75% Daya actual motor =

0,0082 = 0,0109 hp 0,75

Digunakan pompa yang berdaya = 1/16 hp D.26

Pompa Kaporit (P-211)

Fungsi

: Untuk memompakan kaporit untuk kebutuhan air domestik

Jenis

: Dosing pump

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi Laju massa

= 0,2466 kg/jam = 5,4498.10-4 lbm/det

Densitas

= 1034,5 kg/m3 = 64,5814 lbm/ft3

Laju alir volumetrik, Q =

F



=

(Geankopils, 1983)

5,4498.10 -4 lbm / det = 8,4386.10-6 ft3/det 64,5814 lbm / ft 3

Dipilih pompa dengan spesifikasi : Sistem

: Digital electronic

Tegangan

: 220 – 230 V

Daya pompa pada effisiensi 60% 32,174 lbf . ft / lbm x 64,5814 lbm / ft 3 x 8,4386.10 -6 ft 3 / s = 5,3133.10-5 hp P= 0,6 x 550 lbf . ft / s hp Digunakan pompa yang berdaya = 1/20 Hp

Universitas Sumatera Utara

D.27

Pompa Air Proses (P-212)

Fungsi

: Memompakan air dari tangki penampungan air hasil demineralisasi ke unit proses

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Kondisi Operasi Laju massa

= 746,3325 kg/jam = 0,4570 lbm/det

Densitas

= 995,8946 kg.m3 = 62,1714 lbm/ft3

(Geankoplis, 1983)

Viscositas

= cP = lb/ft.s

(Geankoplis, 1983)

Laju alir Volumetrik, Q

=

F





0,4570 lbm / det = 0,0073 ft3/det 3 62,1714 lbm / ft

1. Perencanaan Pompa a. Diameter pipa ekonomis, De : De

= 3,9 (Q) 0,45 (ρ)0,13

(Timmerhaus, 1991)

= 3,9 (0,0073)0,45 (62,714)0,13 = 0,7289 in b. Dari App. C-6a, Foust, 1983, dipilih : - Jenis pipa

= carbon steel, sch.40

- Diameter nominal

= 3/4 in

- Diamater dalam (ID)

= 0,8240 in = 0,0687 ft = 0,0209m

- Diameter luar (OD)

= 1,0500 in = 0,0875 ft

- Luas penampang pipa dalam (Ai)

= 0,00371 ft

2.

Pengecekan Bilangan Reynold, NRe Kecepatan rata-rata fluida, V : V=

Q 00073 = 1,9676 ft/s  Ai 0,00371

NRc =

 V D 62,17141,96760,0687   = 13743,3195 (turbulen)  6,005.10  4

Jenis aliran adalah aliran turbulen

Universitas Sumatera Utara

Untuk commercial steel,  Kekerasan relative,

 D

=

= 0,00015 m

(Geankoplis, 1983)

0,00015 = 0,0072 0,0209

Dari App. C-3, foust, 1980 untuk nilai NRc = 13743,3195 dan Diperoleh, f

 D

= 0,0072

= 0,0385 Menentukan panjang ekivalen total pipa, ΣL

3.

Kelengkapan pipa : ii.

Panjang pipa lurus, L1 = 50 ft

iii.

1 buah gate valve fully open (L/D = 13) (Foust, 1980) L2 = 1 x 13 x 0,0687 ft = 0,8927 ft 3 buah elbow standar 900C (L/D = 30)

iv.

(Foust, 1980) L3 = 3 x 30 x 0,0687 ft = 6,1799 ft v.

1 buah sharp edge entrence (K = 0,5 ; L/D = 21) (Foust, 1980) L4 = 1 x 21 x 0,0687 ft = 1,4420 ft

vi.

1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 42)

(Foust, 1980)

L5 = 1 x 42 x 0,0687 ft = 2,8840 ft ΣL

= L1 + L2 + L3 + L4 + L5 = 50 + 0,8927 +6,1799 + 1,4420 + 2,8840 = 61,3966 ft

4. Menentukan friksi, ΣF ΣF

=

4 fV 2  L 2. gc.D

=

4 0,03851,9676 ft / s  61,3986 ft  = 6,5088 ft.lbf/lbm 2 32,174 lbm . ft / lb f .s 2 0,0874 ft 

(Geankopils, 1983) 2

5. Kerja yang diperlukan, Wf

Universitas Sumatera Utara

v 22  v12 g  z1  z 2  P1  P2   + ΣF + wf = 0 2 gc 

(Geankopils, 1983)

Bila : Wf

=0

Δz

= 10 ft (± tinggi bak sedimentasi)

V1

= 0, V2 = 1,9676 ft/s

P1

= 1 atm = 14,7 lbf/in2 = 2116,23 lbf/ft2

Maka :

1,96762  02 2



32,174 10  2116,23  P2  + 6,5088 + 0 = 0 32,174 62,1714

P2

= 3262,9519 lbm/ft2 = 3262,9519/144 = 22,6593 psi

- wf

=

3262,9519  2116,23 + 10 + 0 + 6,5058 = 34,9533 ft.lbf/lbm 62,1714

6. Daya Pompa, Ws Ws

= =

 wf .Q .  550

34,9533 ft.lb f /lb m 0,0073 ft 3 / det 62,1714 lb m /ft 3  550 ft .lb f / s

= 0,0288 hp

1 hp

Effisiensi pompa 75% Daya actual motor =

0,0288 = 0,0384hp 0,75

(Geankopils,

1983) Digunakan pompa yang berdaya = 1/16 hp D.28

Pompa Air dari Menara Pendingin (P-213)

Fungsi

: Memompakan air dari menara pendingin ke unit proses

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Kondisi Operasi

Universitas Sumatera Utara

Laju massa

= 860591,2196 kg/jam = 527,1302 lbm/det

Densitas

= 995,8946 kg.m3 = 62,1714 lbm/ft3

(Geankoplis, 1983)

-4

Viscositas

= 0,8937 cP = 6,005.10 lb/ft.s

Laju alir Volumetrik, Q 1.

=

F





(Geankoplis, 1983)

527,1302 lbm / det = 8,4786 ft3/det 62,1714 lbm / ft 3

Perencanaan Pompa a. Diameter pipa ekonomis, De : De

= 3,9 (Q) 0,45 (ρ)0,13 = 3,9 (8,4786)

0,45

(Timmerhaus, 1991) 0,13

(62,1714)

= 17,4573 in b. Dari App. C-6a, Foust, 1983, dipilih : - Jenis pipa

= carbon steel, sch.40

- Diameter nominal

= 1 in

- Diamater dalam (ID)

= 1,049 in = 0,0874ft = 0,0266 m

- Diameter luar (OD)

= 1,3150 in = 0,1096 ft

- Luas penampang pipa dalam (Ai)

= 0,0060 ft2

2.

Pengecekan Bilangan Reynold, NRe Kecepatan rata-rata fluida, V : V=

Q 8,4786  = 1413,1 ft/s Ai 0,006

NRc =

 V D 62,16141413,10,0874  = 12784,7460 (turbulen)  6,005.10  4

Jenis aliran adalah aliran turbulen Dari App. C-3, foust, 1980 untuk nilai NRc = 12784,7460 Diperoleh, f 3.

= 0,0385 Menentukan panjang ekivalen total pipa, ΣL

Kelengkapan pipa : vii.

Panjang pipa lurus, L1 = 10 ft

viii.

1 buah gate valve fully open (L/D = 13) (Foust, 1980) L2 = 1 x 13 x 0,0518 ft = 0,6738 ft

Universitas Sumatera Utara

3 buah elbow standar 900C (L/D = 30)

ix.

(Foust, 1980) L3 = 3 x 30 x 0,0518 ft = 4,6650 ft x.

1 buah sharp edge entrence (K = 0,5 ; L/D = 23) (Foust, 1980) L4 = 1 x 23 x 0,0518 ft = 1,1922 ft

xi.

1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 43) (Foust, 1980) L5 = 1 x 38 x 0,0518 ft = 1,9696 ft ΣL

= L1 + L2 + L3 + L4 + L5 = 10 + 0,6738 + 4,6650 + 1,1922 + 1,9696 = 18,5002 ft

4. Menentukan friksi, ΣF ΣF

=

4 fV 2  L 2. gc.D

=

4 0,03851413,1 ft / s  18,5002 ft  = 71,5852 ft.lbf/lbm 2 32,174 lbm . ft / lb f .s 2 0,0874 ft 

(Geankopils,

1983) 2

5. Kerja yang diperlukan, Wf v 22  v12 g  z1  z 2  P1  P2   + ΣF + wf = 0 2 gc 

(Geankopils, 1983)

Bila : Wf

=0

Δz

= 0,2985 ft (± tinggi bak sedimentasi)

V1

= 0, V2 = 1413,1 ft/s

P1

= 1 atm = 14,7 lbf/in2 = 2116,23 lbf/ft2

Maka :

1413,12  02 2



32,174 0,2085 2116,23  P2  + 71,5852 + 0 = 0 32,174 62,1714

P2

= 62075,8773 lbm/ft2 = 62075,8773 = 431,0824 psi

- wf

=

62075,8773  2116,23 + 0,2085 + 71,5852 = 1036,2186 ft.lbf/lbm 62,1714

Universitas Sumatera Utara

6. Daya Pompa, Ws Ws

= =

 wf .Q .  550



1036,2186



ft.lb f /lb m  8,4786 ft 3 / det 62,1714 lb m /ft 3 550 ft .lb f / s 1 hp



= 16,087 hp Effisiensi pompa 75% Daya actual motor =

16,087 = 8,116 hp 0,75

(Geankopils, 1983)

Digunakan pompa yang berdaya = ¼ hp

Universitas Sumatera Utara

LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI Dalam rencana Pra Perancangan Pabrik pembuatan Glukosa digunakan asumsi sebagai berikut : Pabrik beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Kapasitas maksimum adalah 2000 ton/tahun. Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau purchasedequipment delivered. (Timmerhaus, 2004) Harga alat disesuaikan dengan nilai tukar dollar terhadap rupiah adalah : US$ 1 = Rp 9380,- (Kompas, 27 Januari 2010). 1. Modal Investasi Tetap (Fixed Capital Investment) 1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)

1.1.1 Biaya Tanah Lokasi Pabrik Luas tanah seluruhnya

= 7600 m2

Biaya tanah pada lokasi pabrik berkisar Rp 125.000/m2. Harga tanah seluruhnya

(RiauProperty.com, 2010)

= 7600 m2  Rp 125.000/m2 = Rp 950.000.000

Biaya perataan tanah diperkirakan 5% Biaya perataan tanah = 0,05 x Rp 950.000.000 = Rp 47.500.000 Biaya Administrasi pembelian tanah diperkirakan 2% Biaya perataan tanah = 0,02 x Rp 950.000.000 = Rp 19.000.000 Maka total biaya tanah (A) adalah Rp 1.016.500.000

1.1.2 Harga Bangunan dan Sarana Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya No.

1

Nama Bangunan

Pos Keamanan

Luas 2

(m )

20

Harga (Rp/m2)

Jumlah (Rp)

75.000

1.500.000

Universitas Sumatera Utara

2

Parkir

100

60.000

6.000.000

3

Taman

400

75.000

30.000.000

4

Areal Bahan Baku

700

100.000

70.000.000

5

Ruang Kontrol

80

100.000

8.000.000

6

Areal Proses

3000

150.000

450.000.000

7

Areal Produk

300

100.000

30.000.000

8

Perkantoran

200

100.000

20.000.000

9

Laboratorium

80

100.000

8.000.000

10

Poliklinik

100

100.000

10.000.000

11

Kantin

50

75.000

3.750.000

12

Ruang Ibadah

80

100.000

8.000.000

13

Gudang Peralatan

60

100.000

6.000.000

14

Bengkel

80

150.000

12.000.000

15

Boiler

80

150.000

12.000.000

16

Unit Pemadam Kebakaran

70

100.000

7.000.000

17

Unit Pengolahan Air

300

150.000

45.000.000

18

Pembangkit Listrik

200

150.000

30.000.000

19

Pengolahan Limbah

400

100.000

40.000.000

20

Area Perluasan

1.300

40.000

52.000.000

Total

7600

-

1.849.250.000

1.1.3 Perincian Harga Peralatan Harga peralatan yang di impor dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut (Peters et.al., 2004) : X  Cx  Cy  2   X1 

m

Ix     I y 

dimana: Cx = harga alat pada tahun yang diinginkan Cy = harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia X1 = kapasitas alat yang tersedia X2 = kapasitas alat yang diinginkan

Universitas Sumatera Utara

Ix = indeks harga pada tahun yang diinginkan Iy = indeks harga pada tahun yang tersedia m = faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat) Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2009 digunakan metode regresi koefisien korelasi:

n  ΣX i  Yi  ΣX i  ΣYi  n  ΣX i 2  ΣX i 2  n  ΣYi 2  ΣYi 2 

r

(Montgomery, 1992) Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift Tahun

Indeks

(Xi)

(Yi)

1

1989

2

Xi.Yi

Xi²

Yi²

895

1780155

3956121

801025

1990

915

1820850

3960100

837225

3

1991

931

1853621

3964081

866761

4

1992

943

1878456

3968064

889249

5

1993

967

1927231

3972049

935089

6

1994

993

1980042

3976036

986049

7

1995

1028

2050860

3980025

1056784

8

1996

1039

2073844

3984016

1079521

9

1997

1057

2110829

3988009

1117249

10

1998

1062

2121876

3992004

1127844

11

1999

1068

2134932

3996001

1140624

12

2000

1089

2178000

4000000

1185921

13

2001

1094

2189094

4004001

1196836

14

2002

1103

2208206

4008004

1216609

Total

27937

14184

28307996

55748511

14436786

No.

Sumber: Tabel 6-2, Timmerhaus, 2004 Data :

n = 14

∑Xi = 27937

∑Yi = 14184

Universitas Sumatera Utara

∑XiYi = 28307996

∑Xi² = 55748511

∑Yi² = 14436786

Dengan memasukkan harga-harga pada Tabel LE – 2, maka diperoleh harga koefisien korelasi: r =

(14) . (28307996) – (27937)(14184) [(14). (55748511) – (27937)²] x [(14)(14436786) – (14184)² ]½

≈ 0,98 = 1 Harga koefisien yang mendekati +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linier antar variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah persamaan regresi linier. Persamaan umum regresi linier, Y = a + b  X dengan:

Y

= indeks harga pada tahun yang dicari (2009)

X

= variabel tahun ke n – 1

a, b = tetapan persamaan regresi Tetapan regresi ditentukan oleh : (Montgomery, 1992) b

n  ΣX i Yi   ΣX i  ΣYi  n  ΣX i 2   ΣX i 2

a

Yi. Xi 2  Xi. Xi.Yi n.Xi 2  (Xi) 2

Maka : b = 14 .( 28307996) – (27937)(14184) 14. (55748511) – (27937)²

= 53536 3185

= 16,809 a = (14184)( 55748511) – (27937)(28307996) = - 103604228 14. (55748511) – (27937)²

3185

= -32528,8 Sehingga persamaan regresi liniernya adalah: Y=a+bX Y = 16,809X – 32528,8

Universitas Sumatera Utara

Dengan demikian, harga indeks pada tahun 2009 adalah: Y = 16,809 (2009) – 32528,8 Y = 1240,06154 Perhitungan harga peralatan menggunakan harga faktor eksponsial (m) Marshall & Swift. Harga faktor eksponen ini ber acuan pada Tabel 6-4, Peters et.al., (2004). Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya dianggap 0,6 (Timmerhaus, 2004).

Contoh perhitungan harga peralatan: Nama Alat

= Mixer

Jumlah

= 1 unti

Kapasitas

= 0,8269 m3

Untuk mixer pada tahun 2002 tersedia = Biaya pembelian

= US$ 9800.

(Timmerhaus, 2004)

Index harga pada tahun 2009, Ix = 1240,06154 Index harga pada tahun 2002, Iy = 1103

0,8269 Cx = US$ 9800  1

0, 49

x

1240,06154. 1103

Cx = US $ 10037,96709 x (Rp 9380,-)/(US$ 1) Cx = Rp 94.156.131 ,-/unit Untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut: -

Biaya transportasi

= 5

-

Biaya asuransi

= 1

-

Bea masuk

= 15 

(Rusjdi, 2004)

-

PPn

= 10 

(Rusjdi, 2004)

-

PPh

= 10 

(Rusjdi, 2004)

-

Biaya gudang di pelabuhan

= 0,5 

-

Biaya administrasi pelabuhan = 0,5 

-

Transportasi lokal

= 0,5 

Universitas Sumatera Utara

-

Biaya tak terduga

= 0,5 

Total

= 43 

Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut: -

PPn

= 10 

(Rusjdi, 2004)

-

PPh

= 10 

(Rusjdi, 2004)

-

Transportasi lokal

= 0,5 

-

Biaya tak terduga

= 0,5 

Total

= 21 

Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses No.

Alat

Unit

Ket*)

Harga / Unit

1

MX-101

1

I

Rp

94.156.131

2

T-101

1

I

Rp

51.737.421

4

TD-101

1

I

Rp

59.661.829

5

DK-101

1

I

Rp

49.774.123

6

P-101

1

NI

Rp

49.774.123

7

P-102

1

NI

Rp

38.386.772

8

P-103

1

NI

Rp

9.600.000

9

P-104

1

NI

Rp

9.600.000

10

P-105

1

NI

Rp

9.600.000

11

P-106

1

NI

Rp

9.600.000

12

P-107

1

NI

Rp

9.600.000

13

P-108

1

NI

Rp

9.600.000

14

P-109

1

NI

Rp

9.600.000

15

CO-101

1

I

Rp

192.090.371

16

CO-102

1

I

Rp

192.090.371

17

FP-101

1

I

Rp

119.388.256

18

FP102

1

I

Rp

119.388.256

19

RH-101

1

I

Rp

217.763.211

Universitas Sumatera Utara

20

RN-101

1

I

Rp

115.947.638

21

CR-101

1

I

Rp

43.978.100

22

D-101

1

I

Rp

31.756.411

23

SC-101

1

NI

Rp

11.575.083

24

SC-102

1

NI

Rp

11.575.083

25

BC-101

1

NI

Rp

15.575.924

26

EV-101

1

I

Rp

171.259.608

Sub Total Impor

Rp

1.508.865.749

Sub Total Non Impor

Rp

125.126.090

Harga Total

Rp

1.633.991.839

Tabel LE.4 Perkiraan Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah No.

Kode

Unit

Ket*)

Harga / Unit

1

L-201

1

NI

Rp.

1.107.000

2

L-202

1

NI

Rp.

1.107.000

3

L-203

1

NI

Rp.

6.500.000

4

L-204

1

NI

Rp.

6.500.000

5

L-205

1

NI

Rp.

6.500.000

6

L-206

1

NI

Rp.

6.500.000

7

L-207

1

NI

Rp.

6.500.000

8

L-208

1

NI

Rp.

908.841

9

L-209

1

NI

Rp.

756.000

10

L-210

1

NI

Rp.

613.000

11

L-211

1

NI

Rp.

913.934

12

L-212

1

NI

Rp.

913.934

13

L-213

1

NI

Rp.

714.460

14

T-201

1

NI

Rp.

7.952.657

15

T-202

1

NI

Rp.

238.213

16

T-203

1

NI

Rp.

175.776

17

T-204

1

NI

Rp.

1.667.914

18

T-205

1

NI

Rp.

223.970

Universitas Sumatera Utara

19

T-206

1

NI

Rp.

4.764.634

20

T-207

1

NI

Rp.

160.000

21

WT-210

1

I

Rp.

17.714.781

22

C-201

1

I

Rp.

89.607.734

23

SF-201

1

I

Rp.

7.384.990

24

CT-201

1

I

Rp.

45.306.882

25

CE-201

I

Rp.

32.705.246

26

AE-201

I

Rp.

32.705.246

27

DA-201

I

Rp.

11.385.010

28

Generator

NI

Rp

10.001.689

Sub Total Impor

Rp

845.202.108

Sub Total Non Impor

Rp

124.656.744

Harga Total

Rp

344.856.852

1

Keterangan*) : I untuk peralatan impor, sedangkan NI untuk peralatan non impor. Total harga peralatan tiba di lokasi pabrik (purchased-equipment delivered) adalah: = 1,43 x (Rp 1.508.865.749+ Rp 845.202.108) + 1,21 x (Rp 125.126.090+ Rp 124.656.744) = Rp 2.472.567.036 Biaya pemasangan diperkirakan 25  dari total harga peralatan (Timmerhaus, 2004) Biaya pemasangan = 0,3  Rp 2.472.567.036 = Rp 693.701.066 Harga peralatan terpasangan (HPT) : = Rp 2.472.567.036+ 693.701.066 = Rp 3.468.505.331 D. Instrumentasi dan Alat Kontrol

Biaya instrumentasi dan alat kontrol 26 % dari total harga peralatan

(Timmerhaus,

2004) Biaya instrumentasi dan alat control = 0,26 x Rp 2.472.567.036 = Rp 721.449.109

Universitas Sumatera Utara

E. Biaya Perpipaan

Diperkirakan biaya perpipaan 25 % dari total harga peralatan (Timmerhaus, 2004) Biaya perpipaan

= 0,25 x Rp 2.472.567.036 = Rp 693.701.066

F. Biaya Instalasi Listrik

Diperkirakan biaya instalasi listrik 3 % dari total harga peralatan (Timmerhaus, 2004) Biaya instalasi listrik = 0,03 x Rp. 2.472.567.036 = Rp 83.244.128 G. Biaya Insulasi

Diperkirakan biaya insulasi 3 % dari total harga peralatan

(Timmerhaus, 2004)

Biaya insulasi = 0,03 x Rp. 2.472.567.036 = Rp 83.244.128 H. Biaya Inventaris Kantor dan Gudang

Diperkirakan biaya inventaris kantor 1 % dari HPT

(Timmerhaus, 2004)

Biaya inventaris kantor = 0,01 x Rp 3.468.505.331 = Rp 34.685.053 I. Biaya Sarana Pemadam Kebakaran

Diperkirakan biaya inventaris kantor 1 % dari HPT

(Timmerhaus, 2004)

Biaya inventaris kantor = 0,01 x Rp 3.468.505.331 = Rp 34.685.053

J. Sarana Transportasi Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi

Jenis

Harga/unit

Harga total

(Rp)

(Rp)

No.

Jenis Kendaraan

Unit

1

Mobil Dewan komisaris

1

Toyota Vios

210.000.000

210.000.000

2

Mobil Direktur

1

Toyota Rush

190.000.000

190.000.000

3

Mobil Manager

5

Avanza

130.000.000

650.000.000

4

Bus Karyawan

1

Bus

150.000.000

150.000.000

5

Truk

1

Truk

250.000.000

250.000.000

Universitas Sumatera Utara

Mobil pemadam 6

kebakaran

1

Truk Tangki

250.000.000

Total

250.000.000 1.700.000.000

(Sumber: www.hargatoyota.com, Januari 2010) Total MITL = A + B + C + D + E + F + G + H + I + J

= Rp 9.685.263.869 1.1 Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL)

A. Pra Investasi Diperkirakan 7  dari total harga peralatan

(Timmerhaus, 2004)

Pra Investasi (A) = 0,7 x Rp 2.472.567.036 = Rp 149.236.299 B. Biaya Engineering dan Supervisi

Diperkirakan 32  dari total harga peralatan

(Timmerhaus, 2004)

Biaya Engineering dan Supervisi (B) = 0,32  Rp 2.472.567.036 = Rp 887.937.365 C. Biaya Legalitas

Diperkirakan 4 dari total harga peralatan

(Timmerhaus, 2004)

Biaya Legalitas (C) = 0,04  Rp 2.472.567.036 = Rp 110.992.171 D. Biaya Kontraktor

Diperkirakan 19 dari total harga peralatan

(Timmerhaus, 2004)

Biaya Kontraktor (D) = 0,19  Rp 2.472.567.036 = Rp 527.212.810 E. Biaya Tak Terduga

Diperkirakan 37 dari total harga peralatan

(Timmerhaus, 2004)

Biaya Tak Terduga (E) = 0,37  Rp 2.472.567.036

Universitas Sumatera Utara

= Rp 1.026.677.587 Total MITTL = A + B + C + D + E = Rp 2.747.056.222

Total MIT = MITL + MITTL

= Rp 9.685.263.869 + Rp 2.747.056.222 = Rp 12.432.320.091 2. Modal Kerja

Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 3 bulan (90 hari). 2.1 Persediaan Bahan Baku 2.1.1

Bahan baku Proses

1. Tepung Sagu Kebutuhan = 365,9976 kg/jam Harga

= Rp 800/kg

(www.photoformulary.com, 2010)

Harga total = 90 hari  24 jam/hari  365,9976 kg/jam x Rp 800 = Rp 632.443.853 2. NaOH Kebutuhan

= 38,084 kg/jam

Harga

= 6250,-/kg

(PT. Bratachem, 2010)

Harga total = 90 hari  24 jam/hari  38,084 kg/jam x Rp 6250 = Rp 514.134.000 3. HCl 37 % (Teknis) Kebutuhan = 34,7149 kg/jam Harga

= Rp 1500/kg

(PT. Bratachem, 2010)

Harga total = 90 hari  24 jam/hari  34,7149 kg/jam x Rp 1500 = Rp 224.952.552 4. Karbon Aktif Kebutuhan = 8,0519 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

Harga

= Rp 1600/kg (Warta Penelitian & Pengembangan Pertanian,

2009) Harga total = 90 hari  24 jam/hari  8,0519 kg/jam x Rp 1600 = Rp 27.827.366 2.1.2

Persediaan Bahan Baku Utilitas

1. Alum, Al2(SO4)3 Kebutuhan = 24,3128 kg/jam Harga

= Rp 2.100 /kg

(PT. Bratachem, 2010)

Harga total = 90 hari  24 jam/hari  24,3128 kg/jam  Rp 2.100 /kg = Rp 110.282.861 2. Soda abu, Na2CO3 Kebutuhan = 12,1564 kg/jam Harga

= Rp 3500/kg

(PT. Bratachem, 2010)

Harga total = 90 hari  24 jam/hari  12,1564 kg/jam  Rp 3500/kg = Rp 91.902.384 3. Kaporit Kebutuhan = 0,2466 kg/jam Harga

= Rp 11.000/kg

(PT. Bratachem, 2010)

Harga total = 90 hari  24 jam/hari  0,2466 kg/jam  Rp 11.000/kg = Rp 5.859.216 4. H2SO4 98% (Teknis) Kebutuhan = 0,9696 kg/jam Harga

= Rp 2500/kg

(PT. Bratachem, 2010)

Harga total = 90 hari  24 jam/hari  0,9696 kg/jam  Rp 2500/kg = Rp 5.235,840 5. NaOH Kebutuhan = 4,0965 kg/jam Harga

= Rp 6250/kg

(PT. Bratachem, 2010)

Harga total = 90 hari  24 jam/hari  4,0965 kg/jam  Rp 6250/kg = Rp 55.302.750

Universitas Sumatera Utara

6. Solar Kebutuhan = 9,7362 ltr/jam Harga solar untuk industri = Rp. 5500/liter

(PT.Pertamina, 2010)

Harga total = 90 hari  24 jam/hari  9,7362 ltr/jam  Rp. 5500/liter = Rp 115.666.056 Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan (90 hari) adalah = Rp 1.738.606.878 2.2 Kas 2.2.1

Gaji Pegawai

Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai No

Jabatan

Jumlah

Gaji/Orang/bulan

Total Gaji

1

Komisaris

1

18.000.000

18.000.000

2

Direktur

1

13.000.000

13.000.000

3

Sekretaris

1

2.000.000

6.000.000

4

Manajer

5

7.000.000

35.000.000

5

Kepala Bagian

11

5.000.000

55.000.000

6

Kepala Seksi

11

3.000.000

33.000.000

7

Karyawan Produksi

27

1.200.000

32.400.000

8

Karyawan Teknik

9

1.200.000

10.800.000

9

Karyawan Keuangan dan

9

1.200.000

10.800.000

Personalia 10

Dokter

1

3.000.000

3.000.000

11

Perawat

2

1.500.000

3.000.000

12

Supir

3

800.000

2.400.000

13

Petugas Keamanan

5

800.000

4.000.000

14

Karyawan Kebersihan

4

600.000

2.400.000 168.300.000

Total gaji pegawai selama 1 bulan = Rp 168.300.000 Total gaji pegawai selama 3 bulan = Rp 504.900.000

Universitas Sumatera Utara

2.2.2

Biaya Administrasi Umum

Diperkirakan 20  dari gaji pegawai = 0,2  Rp 504.900.000 = Rp 100.980.000 2.2.3. Biaya Pemasaran

Diperkirakan 20  dari gaji pegawai = 0,2  Rp 504.900.000 = Rp Rp 100.980.000 2.2.4

Pajak Bumi dan Bangunan

Dasar perhitungan Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) mengacu kepada Undang-Undang RI No. 20 Tahun 2000 Jo UU No. 21 Tahun 1997 tentang Bea Perolehan Hak atas Tanah dan Bangunan sebagai berikut: 

Yang menjadi objek pajak adalah perolehan hak atas tanah dan atas bangunan (Pasal 2 ayat 1 UU No.20/97).



Dasar pengenaan pajak adalah Nilai Perolehan Objek Pajak (Pasal 6 ayat 1 UU No.20/97).



Tarif pajak ditetapkan sebesar 5% (Pasal 5 UU No.21/97).



Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak ditetapkan sebesar Rp. 30.000.000 (Pasal 7 ayat 1 UU No.21/97).



Besarnya pajak yang terutang dihitung dengan cara mengalikkan tarif pajak dengan Nilai Perolehan Objek Kena Pajak (Pasal 8 ayat 2 UU No.21/97).

Maka berdasarkan penjelasan di atas, perhitungan PBB ditetapkan sebagai berikut : Wajib Pajak Pabrik Pembuatan Glukosa

Nilai Perolehan Objek Pajak -

Tanah

Rp

950.000.000

-

Bangunan

Rp

1.849.250.000

Rp

2.799.250.000

Total NJOP

Rp

2.799.250.000

Universitas Sumatera Utara

Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak

(Rp.

30.000.000)

Nilai Perolehan Objek Pajak Kena Pajak

Rp

2.769.250.000

Pajak yang Terutang (5% x NPOPKP)

Rp.

138.462.500

Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas No. 1. 2. 3. 4.

Jenis Biaya Gaji Pegawai Administrasi Umum Pemasaran Pajak Bumi dan Bangunan Total

Jumlah (Rp) 504.900.000 100.980.000 100.980.000 138.462.500 845.322.500

2.3 Biaya Start – Up

Diperkirakan 12  dari Modal Investasi Tetap

(Timmerhaus, 2004)

= 0,12  Rp 12.432.320.091 = Rp 1.491.878.411 2.4 Piutang Dagang

PD  dimana:

IP  HPT 12 PD

= piutang dagang

IP

= jangka waktu kredit yang diberikan (3 bulan)

HPT

= hasil penjualan tahunan

Penjualan : 1. Harga jual Glukosa = Rp 11.000/kg

(Kompas.com, 2010)

Produksi Glukosa = 277,7777 kg/jam Hasil penjualan Glukosa tahunan = 277,7777 kg/jam  24 jam/hari  330 hari/tahun  Rp 11.000/kg = Rp 24.199.993.224 Hasil penjualan total tahunan = Rp 24.199.993.224 Piutang Dagang =

3  Rp 24.199.993.224 12

Universitas Sumatera Utara

= Rp 6.049.998.306 Perincian modal kerja dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja No. 1. 2. 3. 4.

Jenis Biaya Bahan baku proses dan utilitas Kas Start up Piutang Dagang Total

Jumlah (Rp) 1.783.606.878 845.322.500 1.491.878.411 6.170.806.095 10.170.806.095

Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja

= Rp 12.432.320.091 + Rp 10.170.806.095 = Rp 22.603.126.186 Modal ini berasal dari: Modal sendiri

= 60  dari total modal investasi = 0,6  Rp 22.603.126.186 = Rp 13.561.875.712

Pinjaman dari Bank

= 40  dari total modal investasi = 0,4 x Rp 22.603.126.186 = Rp 9.041.250.474

3. Biaya Produksi Total 3.1 Biaya Tetap (Fixed Cost = FC)

A. Gaji Tetap Karyawan Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah 2 bulan gaji yang diberikan sebagai tunjangan, sehingga Gaji total = (12 + 2)  Rp 168.300.000 = Rp 2.356.200.000

B. Bunga Pinjaman Bank Bunga pinjaman bank adalah 12,5% dari total pinjaman

Bank Mandiri, 2009)

Universitas Sumatera Utara

= 0,125  Rp 9.041.250.474 = Rp 1.130.156.309

C. Depresiasi dan Amortisasi

Pengeluaran untuk memperoleh harta berwujud yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun harus dibebankan sebagai biaya untuk mendapatkan, menagih, dan memelihara penghasilan melalui penyusutan (Rusdji, 2004). Pada perancangan pabrik ini, dipakai metode garis lurus atau straight line method. Dasar penyusutan menggunakan masa manfaat dan tarif penyusutan sesuai dengan Undang-undang Republik Indonesia

No. 17 Tahun 2000 Pasal 11 ayat 6

dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel LE.9 Aturan Depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 Kelompok Harta

Masa

Tarif

Berwujud

(tahun)

(%)

4

25

Beberapa Jenis Harta

I. Bukan Bangunan 1.Kelompok 1

Mesin

kantor,

perlengkapan,

alat

perangkat/ tools industri. 2. Kelompok 2

8

12,5

3. Kelompok 3

16

6,25

Mobil, truk kerja Mesin industri kimia, mesin industri mesin

II. Bangunan Permanen

20

5

Bangunan sarana dan penunjang

Sumber : Waluyo, 2000 Depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol. D

PL n

dimana: D = depresiasi per tahun P = harga awal peralatan

Universitas Sumatera Utara

L = harga akhir peralatan n = umur peralatan (tahun) Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 Umur No.

Komponen

Biaya (Rp)

(tahun) Depresiasi (Rp)

1 Bangunan

1.849.250.000

20

92.462.500

2 Peralatan proses dan utilitas

3.468.505.331

16

216.781.583

3 Instrumentrasi dan pengendalian proses

721.449.109

10

72.144.910

4 Perpipaan

693.701.066

10

69.370.106

5 Instalasi listrik

83.244.128

10

8.324.412

6 Insulasi

83.244.128

10

8.324.412

7 Inventaris kantor

34.685.053

10

3.468.505

8 Perlengkapan keamanan dan kebakaran

34.685.053

10

3.465.505

1.700.000.000

10

170.000.000

9 Sarana transportasi

TOTAL

644.344.937

Semua modal investasi tetap langsung (MITL) kecuali tanah mengalami penyusutan yang disebut depresiasi, sedangkan modal investasi tetap tidak langsung (MITTL) juga mengalami penyusutan yang disebut amortisasi. Pengeluaran untuk memperoleh harta tak berwujud dan pengeluaran lainnya yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun untuk mendapatkan, menagih, dan memelihara penghasilan dapat dihitung dengan amortisasi dengan menerapkan taat azas (UURI Pasal 11 ayat 1 No. Tahun 2000). Para Wajib Pajak menggunakan tarif amortisasi untuk harta tidak berwujud dengan menggunakan masa manfaat kelompok masa 4 (empat) tahun sesuai pendekatan prakiraan harta tak berwujud yang dimaksud (Rusdji, 2004). Untuk masa 4 tahun, maka biaya amortisasi adalah 25  dari MITTL. sehingga : Biaya amortisasi

= 0,25  Rp 2.747.056.222,= Rp 686.764.056

Universitas Sumatera Utara

Total biaya depresiasi dan amortisasi

= Rp 6.614.344.937 + Rp 686.764.056 = Rp 1.331.108.993 D. Biaya Tetap Perawatan

1. Perawatan mesin dan alat-alat proses Perawatan mesin dan peralatan dalam industri proses berkisar 2 sampai 20%, diambil 8% dari HPT.

(Timmerhaus, 2004)

Biaya perawatan mesin = 0,08 Rp 3.468.505.531 = Rp 277.480.426 2. Perawatan bangunan Diperkirakan 8  dari harga bangunan

(Timmerhaus, 2004)

= 0,08  Rp. 1.849.250.000 = Rp 147.940.000 3. Perawatan kendaraan Diperkirakan 8  dari harga kendaraan

(Timmerhaus, 2004)

= 0,08  Rp 1.700.000.000 = Rp 136.000.000 4. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol Diperkirakan 8  dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Timmerhaus, 2004) = 0,08  Rp 721.449.109 = Rp 57.715.928 5. Perawatan perpipaan Diperkirakan 8  dari harga perpipaan

(Timmerhaus, 2004)

= 0,08  Rp 693.701.066 = Rp 55.496.085 6. Perawatan instalasi listrik Diperkirakan 8  dari harga instalasi listrik

(Timmerhaus, 2004)

Universitas Sumatera Utara

= 0.08  Rp 83.244.128 = Rp 6.659.530 7. Perawatan insulasi Diperkirakan 8  dari harga insulasi

(Timmerhaus, 2004)

= 0,08  Rp 83.244.128 = Rp 6.659.530 8. Perawatan inventaris kantor Diperkirakan 8  dari harga inventaris kantor (Timmerhaus, 2004) = 0,08  Rp 34.685.053 = Rp 2.774.804 9. Perawatan perlengkapan kebakaran Diperkirakan 8  dari harga perlengkapan kebakaran

(Timmerhaus, 2004)

= 0,08  Rp 34.685.053 = Rp 2.774.804 Total biaya perawatan = Rp 693.501.107 E. Biaya Tambahan Industri (Plant Overhead Cost)

Biaya tambahan industri ini diperkirakan 10  dari MIT

(Timmerhaus, 2004)

Plant Overhead Cost = 0,1 x Rp 12.432.320.091 = Rp 1.243.232.009 F. Biaya Administrasi Umum

Biaya administrasi selama 3 bulan adalah Rp 100.980.000 Biaya administrasi selama 1 tahun adalah = Rp 403.920.000 G. Biaya Pemasaran dan Distribusi

Universitas Sumatera Utara

Biaya pemasaran selama 3 bulan adalah = Rp 100.980.000 Biaya pemasaran selama 1 tahun adalah = Rp 403.920.000 Biaya distribusi diperkirakan 20 % dari biaya pemasaran, sehingga : Biaya distribusi = 0,2 x 403.920.000 = Rp 80.784.000

H. Biaya Laboratorium, Penelitan dan Pengembangan

Diperkirakan 5% dari biaya tambahan industri = 0,05 x Rp 12.432.232.009 = Rp 62.161.600

J. Hak Paten dan Royalti

Diperkirakan 1% dari MIT (Peters et.al., 2004). = 0,01 x Rp 12.432.232.009 = Rp 124.323.210 K. Biaya Asuransi

1. Biaya asuransi pabrik. adalah 0,31% dari MITL (Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia-AAJI, 2006). = 0,0031  Rp 9.685.263.869 = Rp 30.024.318 2. Biaya asuransi karyawan. Premi asuransi = Rp. 351.000 /tenaga kerja (PT. Prudential Life Assurance, 2009) Maka biaya asuransi karyawan = 90 orang x Rp. 351.000/orang = Rp. 31.239.000 Total biaya asuransi = Rp 61.263.318

L. Pajak Bumi dan Bangunan Pajak Bumi dan Bangunan adalah Rp 138.462.500 Total Biaya Tetap (Fixed Cost) = Rp 8.029.033.037

Universitas Sumatera Utara

3.2 Biaya Variabel

A. Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 90 hari adalah Rp 1.783.606.878 Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun = Rp 1.783.606.878 x

330

90

= Rp 6.738.070.428

B. Biaya Variabel Tambahan 1. Perawatan dan Penanganan Lingkungan Diperkirakan 1 dari biaya variabel bahan baku = 0,01  Rp 6.738.070.428 = Rp 67.380.704 2. Biaya Variabel Pemasaran dan Distribusi Diperkirakan 1 dari biaya variabel bahan baku = 0,01  Rp 6.738.070.428 = Rp 67.380.704 Total biaya variabel tambahan = Rp 134.761.409

C. Biaya Variabel Lainnya Diperkirakan 2  dari biaya variabel tambahan = 0,02  Rp 134.761.409 = Rp 2.695.228 Total biaya variabel = Rp 6.875.527.065 Total biaya produksi

= Biaya Tetap + Biaya Variabel

= Rp 8.029.033.037 + Rp 6.875.527.065 = Rp 14.904.560.102

Universitas Sumatera Utara

4. Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan

A. Laba Sebelum Pajak (Bruto) Laba atas penjualan = total penjualan – total biaya produksi = Rp 24.199.993.224 – Rp 14.504.560.102 = Rp 9.295.433.122 Bonus karyawan

= 5 % dari laba atas penjualan = 0,5 x 9.295.433.122 = Rp 46.477.166

Laba sebelum pajak = Laba atas penjualan – Bonus karyawan = Rp 9.295.433.122 - Rp 46.477.166 = Rp 9.248.955.956 B. Pajak Penghasilan

Berdasarkan UURI Nomor 17 ayat 1 Tahun 2000, Tentang Perubahan Ketiga atas Undang-undang Nomor 7 Tahun 1983 Tentang Pajak Penghasilan adalah (Rusjdi, 2004): 

Penghasilan sampai dengan Rp 50.000.000 dikenakan pajak sebesar 10 .



Penghasilan Rp 50.000.000 sampai dengan Rp 100.000.000 dikenakan pajak sebesar 15 .



Penghasilan di atas Rp 100.000.000 dikenakan pajak sebesar 30 .

Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah: -

10   Rp 50.000.000

= Rp

5.000.000

-

15   (Rp 100.000.000- Rp 50.000.000)

= Rp

7.500.000

-

30   Rp 9.248.955.956

= Rp

2.774.686.787

= Rp

2.874.686.787

Total PPh C. Laba setelah pajak (netto)

Laba setelah pajak = laba sebelum pajak – PPh

Universitas Sumatera Utara

= Rp 9.248.955.956 – Rp 2.874.686.787 = Rp 6.374.269.169 4

Analisa Aspek Ekonomi

A. Profit Margin (PM)

Laba sebelum pajak  100  total penjualan

PM = PM =

9.248.955.956 x 100 % = 38,21 % 24.199.993.224

B. Break Even Point (BEP)

BEP =

Biaya Tetap  100  Total Penjualan  Biaya Variabel

BEP =

8.029.033.037 x 100 % 24.199.993.224 - 6.875.527.065

= 46,34 % Kapasitas produksi pada titik BEP = 46,34 % x 2000 ton/tahun = 695,1758 = 700 ton /tahun Nilai penjualan pada titik BEP = 46,34 % x Total Penjualan = 46,34 % x Rp. 24.199.993.224 = Rp. 11.215.499.705 C. Return on Investment (ROI)

ROI =

Laba setelah pajak  100  Total Modal Investasi

ROI =

6.374.269.169 x 100 % = 28,2008 % 22.603.126.180

D. Pay Out Time (POT)

POT = =

1 x 1 tahun 28,2008 %

= 3,54 tahun

Universitas Sumatera Utara

E. Return On Network (RON)

RON = =

Laba setelah pajak x 100 % Modal sendiri 6.374.269.169 x 100 % 13.561.875.712

= 47,0013 % F. Internal Rate of Return (IRR)

Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut “Cash Flow”. Untuk memperoleh cash flow diambil ketentuan sebagai berikut: -

Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10  tiap tahun

-

Masa pembangunan disebut tahun ke nol

-

Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun

-

Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke – 10

-

Cash flow adalah laba sesudah pajak ditambah penyusutan.

Dari Tabel LE, diperoleh nilai IRR = 40,44 

Universitas Sumatera Utara