PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN NATRIUM ALGINAT (Na-ALGINAT) DARI RUMPUT LAUT COKELAT (PHAEOPHYCEAE) DENGAN PROSES EKSTRAKSI Kapasitas 5000 Ton/tahun

Transkripsi

1 PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN NATRIUM ALGINAT (Na-ALGINAT) DARI RUMPUT LAUT COKELAT (PHAEOPHYCEAE) DENGAN PROSES EKSTRAKSI Kapasitas 5000 Ton/tahun TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia Oleh : TEGUH PRASETYA DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 009 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

2 KATA PENGANTAR Syukur alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang selalu setia memberikan Rahmat dan Anugerah-Nya dan kekuatan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Natrium Alginat dari Rumput Laut Coklat (Phaeophyceae) dengan Kapasitas Produksi Ton/Tahun. Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, penulis banyak menerima bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Ibu Dr. Ir. Rosdanelli, MT, sebagai Dosen Pembimbing I yang telah membimbing dan memberikan masukan serta arahan kepada penulis selama menyelesaikan tugas akhir ini.. Bapak Ir. Indra Surya MSc, sebagai Dosen Pembimbing II yang telah membimbing dan memberikan masukan serta arahan kepada penulis selama menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si., sebagai Koordinator Tugas Akhir. 4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, sebagai Ketua Departemen Teknik Kimia USU. 5. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi. 6. Para Pegawai Administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Departemen Teknik Kimia. 7. Dan yang paling teristimewa Orang tua penulis yaitu Ibunda Sri Wahyuni dan Ayahanda Sugianto, S.Pd, yang tidak pernah lupa memberikan dukungan dan motivasi serta semangat kepada penulis. 8. Teman seperjuangan Shofia Rija Napitupulu sebagai Partner penulis yang begitu banyak membantu hingga tugas akhir ini dapat terselesaikan. Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

3 9. Teman-teman Teknik Kimia Stambuk 004 untuk doa, dukungan, saran dan kritik kepada penulis. 10. Adik-adik junior stambuk 005, 006, 007 dan Seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu namanya yang juga turut memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesakan tugas akhir ini. Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari pembaca yang bersifat konstruktif demi kesempurnaan penulisan ini. Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua. Terima Kasih. Medan, Juni 009 Penulis, Teguh Prasetya Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

4 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

5 INTISARI Natrium Alginat merupakan salah satu bahan kimia yang banyak digunakan sebagai bahan baku makanan, minuman, obat-obatan, kosmetik, kertas, detergen, cat, tekstil, vernis, fotografi, kulit buatan dan lain-lain.. Dalam skala perdagangan Natrium Alginat merupakan salah satu komoditas ekonomi yang sedang meningkat permintaannya dari tahun ke tahun. Pembuatan Natrium Alginat menggunakan bahan baku rumput laut cokelat (Phaeophyceae) melalui proses ekstraksi Natrium Alginat diproduksi dengan kapasitas ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1 tahun. Lokasi pabrik direncanakan beroperasi di daerah Pulau Bunyu, Kalimantan Timur dengan luas area 17.0 m, tenaga kerja yang dibutuhkan sebanyak 117 orang, dengan bentuk badan usaha Perseoran Terbatas (PT), dengan sistem organisasi garis. Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Natrium Alginat adalah sebagai berikut : Modal Investasi : Rp ,08 Biaya Produksi : Rp ,75 Hasil Penjualan : Rp ,00 Laba Bersih : Rp ,75 Profit Margin : 1,63 % Break Event Point : 75,0 % Return of Investment : 13,54 % Pay Out Time : 6,53 tahun Return on Network : 5,07 % Internal Rate of Return : 4,69 % Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan Natrium Alginat ini layak untuk didirikan Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

6 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i Halaman INTISARI... iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... viii BAB I PENDAHULUAN... I-1 BAB II BAB III BAB IV 1.1 Latar Belakang... I-1 1. Perumusan Masalah... I Tujuan Perancangan... I Manfaat... I-3 PERANCANGAN PROSES... II-1.1 Rumput Laut... II-1. Natrium Alginat... II-3.3 Sifat Bahan Baku... II-6.4 Sifat Produk... II-9.5 Proses Pembuatan Natrium Alginat... II-9.6 Seleksi Proses... II-11.7 Deskripsi Proses... II-11.8 Pengolahan Limbah... II-1 NERACA MASSA... III-1 NERACA PANAS... IV-1 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN... V Tangki-tangki Penyimpanan Bahan Baku dan Produk... V-1 5. Mixer... V Tangki Perendaman... V Alat-alat Transportasi Fluida... V Rotary Steam Drier... V Crusher... V Ball Mill... V Alat-alat Pemisah dan Pencuci... V-16 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

7 BAB VI BAB VII 5.9 Reaktor... V Alat alat Penukar Panas... V Kolom Distilasi... V- INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA... VI Instrumentasi... VI-1 6. Keselamatan Kerja... VI Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Natrium Alginat VI-8 UTILITAS... VII Kebutuhan Steam (Uap)... VII-1 7. Kebutuhan Air... VII- 7.3 Unit Pengolahan Air... VII Kebutuhan Listrik... VII Kebutuhan Bahan Bakar... VII Spesifikasi Peralatan Utilitas... VII-14 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK... VIII-1 BAB IX 8.1 Lokasi Pabrik... VIII-4 8. Tata Letak Pabrik... VIII Perincian Luas Tanah... VIII-8 ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN... IX Organisasi Perusahaan... IX-1 9. Manajemen Perusahaan... IX Bentuk Hukum Badan Usaha... IX Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab... IX Sistem Kerja... IX Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan... IX Fasilitas Tenaga Kerja... IX-1 BAB X ANALISA EKONOMI... X Modal Investasi... X Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC)... X Total Penjualan (Total Sales)... X Bonus Perusahaan... X Perkiraan Rugi/Laba Usaha... X-5 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

8 10.6 Analisa Aspek Ekonomi... X-5 BAB XI KESIMPULAN... XI-1 DAFTAR PUSTAKA... DP-1 LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA... LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS... LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN... LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS... LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI... LE-1 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

9 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar.1 Jenis Jenis Sargassum yang ada di Indonesia... II- Gambar. Struktur Asam mannuronik dan asam guluronik... II-3 Gambar.3 Skema Sistem Pengolahan Air Limbah... II-16 Gambar 6.1 Instrumentasi Alat-alat Proses pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Natrium Alginat... VI-5 Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik Pembuatan Natrium Alginat... VIII-9 Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan Natrium Alginat... IX-13 Gambar LD.1 Sketsa Bar Screen, satuan mm... LD- Gambar LD. Kurva Entalpi vs Temperatur Cairan pada Cooling Tower (CT)... LD-7 Gambar LD.3 Kurva Hy vs 1/(Hy* Hy)... LD-73 Gambar LE.1 Kurva Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki Pelarutan... LE-5 Gambar LE. Kurva Harga Peralatan untuk Kolom Distilasi... LE-6 Gambar LE.3 Kurva Harga Tiap Tray dalam Kolom Distilasi... LE-7 Gambar LE.4 Kurva Break Event Point (BEP) Pabrik Pembuatan MMA melalui Direct Methacrylate Process... LE-33 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

10 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1.1 Produksi dan nilai rumput laut di Indonesia... I-1 Tabel 1. Ekspor Produksi dan Nilai Rumput Laut di Indonesia... I-1 Tabel 1.3 Import Agar-agar dan Alginat... I- Tabel 1.4 Pasar Alginat menurut Pemanfaatanya... I- Tabel 3.1 Neraca Massa Vibrating Washer (VW-101)... III-1 Tabel 3. Neraca Massa Mixer I (M-101)... III- Tabel 3.3 Neraca Massa Tangki Perendaman I (T-103)... III- Tabel 3.4 Neraca Massa Vibrate Screen (VS-101)... III- Tabel 3.5 Neraca Massa Mixer II (M-10)... III-3 Tabel 3.6 Neraca Massa Tangki Perendaman II (T-104)... III-3 Tabel 3.7 Neraca Massa Vibrate Washer II (VW-10)... III-3 Tabel 3.8 Neraca Massa Crusher (C-101)... III-4 Tabel 3.9 Neraca Massa Gudang Sargassum (G-10)... III-4 Tabel 3.10 Neraca Massa Mixer III (M-01)... III-4 Tabel 3.11 Neraca Massa Ekstraktor (EK-01)... III-5 Tabel 3.1 Neraca Massa Filter Press I (FP-01)... III-5 Tabel 3.13 Neraca Massa Mixer IV (M-0)... III-5 Tabel 3.14 Neraca Massa Reaktor I (R-01)... III-6 Tabel 3.15 Neraca Massa Sentrifuse I... III-6 Tabel 3.16 Neraca Massa Reaktor II (R-0)... III-7 Tabel 3.17 Neraca Massa Sentrifuse II... III-7 Tabel 3.18 Neraca Massa Rotary Dryer (RD-01)... III-7 Tabel 3.19 Neraca Massa Ball Mill (BM-01)... III-8 Tabel 3.0 Neraca Massa Kolom Distilasi (D-01)... III-8 Tabel 3.1 Neraca Massa Kondensor Kolom Distilasi (E-0)... III-8 Tabel 3. Neraca Massa Reboiler Kolom Distilasi (E-03)... III-9 Tabel 4.1 Neraca Panas Tangki Perendaman I (T-103)... IV-1 Tabel 4. Neraca Panas Kolom Ekstraksi (EK-01)... IV-1 Tabel 4.3 Neraca Panas Reaktor I (R-01)... IV-1 Tabel 4.4 Neraca Panas Reaktor II (R-0)... IV- Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

11 Tabel 4.5 Neraca Panas Rotary Dryer (RD-01)... IV- Tabel 4.6 Neraca Panas Heater (E-01)... IV- Tabel 4.7 Neraca Panas Kondensor (E-0)... IV- Tabel 4.8 Neraca Panas Reboiler (E-03)... IV-3 Tabel 4.9 Neraca Panas Kondensor Recovery (E-04)... IV-3 Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Natrium Alginat... VI-4 Tabel 7.1 Kebutuhan Uap... VII-1 Tabel 7. Kebutuhan Air Pendingin... VII- Tabel 7.3 Pemakaian Air Domestik... VII-4 Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai... VII-4 Tabel 7.5 Perincian Kebutuhan Listrik pada Unit Proses... VII-11 Tabel 7.6 Perincian Kebutuhan Listrik pada Unit Utilitas... VII-1 Tabel 8.1 Perincian luas Tanah... VIII-8 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift... IX-9 Tabel 9. Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya... IX-10 Tabel LA.1 Neraca Massa Vibrating Washer... LA-3 Tabel LA. Neraca Massa Mixer I (M-101)... LA-4 Tabel LA.3 Neraca Massa Tangki Perendaman I (T-103)... LA-5 Tabel LA.4 Neraca Massa Vibrate Screen (VS-101)... LA-6 Tabel LA.5 Neraca Massa Mixer II (M-10)... LA-7 Tabel LA.6 Neraca Massa Tangki Perendaman II (T-104)... LA-8 Tabel LA.7 Neraca Massa Vibrating Washer II (VW-10)... LA-9 Tabel LA.8 Neraca Massa Crusher (C-101)... LA-10 Tabel LA.9 Neraca Massa Gudang Penyimpanan (G-10)... LA-10 Tabel LA.10 Neraca Massa Mixer III (M-103)... LA-11 Tabel LA.11 Neraca Massa Ekstraktor (EK-01)... LA-1 Tabel LA.1 Neraca Massa Filter Press I (FP-101)... LA-14 Tabel LA.13 Neraca Massa Mixer IV (M-104)... LA-15 Tabel LA.14 Neraca Massa Reaktor I (R-01)... LA-18 Tabel LA.15 Neraca Massa Sentrifus I (SF-01)... LA-19 Tabel LA.16 Neraca Massa Reaktor II (R-0)... LA-1 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

12 Tabel LA.17 Neraca Massa Sentrifus II (SF-0)... LA-3 Tabel LA.18 Neraca Massa Rotary Dryer (RD-01)... LA-5 Tabel LA.19 Neraca Massa Ball Mill (BM-101)... LA-5 Tabel LA.0 Neraca Massa Kolom Distilasi (D-01)... LA-7 Tabel LA.1 Data Bilangan Antoine... LA-7 Tabel LA. Komposisi Distilasi Multikomponen 1... LA-31 Tabel LA.3 Neraca Massa Kondensor Kolom Distilasi (E-0)... LA-33 Tabel LA.4 Neraca Massa Reboiler Kolom Distilasi (E-03)... LA-35 Tabel LB.1 Data kapasitas panas cairan Cp (g ) = a + bt + ct + dt 3 + et 4 [ J/mol K ]... LB-1 Tabel LB. Nilai Cp NaOH berdasarkan %mol... LB- Tabel LB.3 Nilai Cp Na CO 3 berdasarkan % berat... LB- Tabel LB.4 Kontribusi Gugus untuk Metode Missenard (J/mol.K)... LB-3 Tabel LB.5 Panas laten [ J/mol ]... LB-5 Tabel LB.6 Data Steam dan Air Panas yang Digunakan... LB-5 Tabel LB.7 Panas Reaksi Pembentukan... LB-5 Tabel LB.8 Kontribusi Gugus untuk Metode Joback (kj/mol)... LB-5 Tabel LB.9 Panas Masuk Tangki Perendaman I... LB-8 Tabel LB.10 Panas Keluar Tangki Perendaman I... LB-8 Tabel LB.11 Neraca Panas Tangki Perendaman I... LB-9 Tabel LB.1 Neraca Panas Masuk Mixer II (M-10)... LB-9 Tabel LB.13 Panas Masuk Tangki Perendaman II... LB-11 Tabel LB.14 Neraca Panas Masuk Mixer III (M-103)... LB-1 Tabel LB.15 Neraca Panas Ekstraktor (EK-101)... LB-15 Tabel LB.16 Neraca Panas Masuk Mixer IV (M-104)... LB-16 Tabel LB.17 Panas Keluar Reaktor I (R-101)... LB-18 Tabel LB.18 Neraca Panas Reaktor I (R-101)... LB-19 Tabel LB.19 Panas Masuk Reaktor II (R 10)... LB-0 Tabel LB.0 Panas Keluar Reaktor II (R 10)... LB-1 Tabel LB.1 Neraca Panas Reaktor II (R-10)... LB- Tabel LB. Panas Masuk Rotary Dryer (RD-01)... LB-3 Tabel LB.3 Panas Keluar Rotary Dryer (RD-01)... LB-3 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

13 Tabel LB.4 Neraca Panas Rotary Dryer (RD-01)... LB-4 Tabel LC.1 Komposisi Campuran Tangki Perendaman I... LC-8 Tabel LC. Komposisi Campuran Tangki Perendaman II... LC-3 Tabel LC.3 Komposisi campuran dalam Rotary Steam Drier (RD-01)... LC-75 Tabel LC.4 komposisi Filtrat pada Filter Press (FP-101)... LC-78 Tabel LC.5 komposisi Cake pada Filter Press (FP-101)... LC-78 Tabel LC.6 Komposisi campuran pada Sentrifus I (SF-01)... LC-79 Tabel LC.7 Komposisi campuran pada Sentrifus II (SF-0)... LC-80 Tabel LC.8 Komposisi campuran pada Kolom Ekstraksi (EK-01)... LC-81 Tabel LC.9 Komposisi cairan dalam Reaktor I (R-01)... LC-88 Tabel LC.10 Komposisi cairan dalam Reaktor II (R-0)... LC-94 Tabel LC.11 Komposisi Gas pada Reaktor II (R-0)... LC-94 Tabel LD.1 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara Pendingin... LD-73 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya... LE-1 Tabel LE. Harga Indeks Marshall dan Swift... LE-3 Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses... LE-8 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah... LE-10 Tabel LE.5 Dana Sarana Transportasi... LE-13 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai... LE-17 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas... LE-0 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja... LE-1 Tabel LE.9 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 36 Tahun LE-3 Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UURI No. 36 Tahun LE-3 Tabel LE.11 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR)... LE-3 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

14 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumput laut merupakan bagian terbesar dari tanaman laut yang memegang peran cukup penting dalam fungsinya sebagai bahan makanan dan obat-obatan. Secara garis besar, rumput laut dibedakan sebagai penghasil agar, karaginan, furcelaran, dan alginat Indonesia merupakan salah satu negara penghasil dan pengekspor rumput laut yang cukup penting di Asia. Pada table di bawah ini dapat dilihat produksi dan nilai rumput laut di Indonesia pada lima tahun terakhir. Tabel 1.1 Produksi dan nilai rumput laut di Indonesia TAHUN VOLUME (TON). NILAI (RP.1.000) (Sumber : Dit Jen.Perikanan, Departemen Pertanian,004) Dalam hal ini produksi dan nilai rumput laut di Indonesia dalam lima tahun terakhir terjadi peningkatan. Dan dapat disimpulkan bahwasannya permintaan konsumen akan rumput laut meningkat pula. Sedangkan ekspor produksi dan nilai rumput laut pada tahun 1999 s/d 003dapat dilihat dari tabel di bawah ini. Tabel 1. Ekspor Produksi dan Nilai Rumput laut di Indonesia TAHUN VOLUME (TON). NILAI (US $) Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

15 (Sumber: Biro Pusat Statistik, 1999) Produksi rumput laut tersebut seluruhnya berasal dari panenan alamiah hanya pada tahun 1999 dapat diketahui sekitar,5 % produksi rumput laut Indonesia berasal dari panenan hasil budidaya Eucheuma spinosum di Bali. Setelah Indonesia banyak mengekspor rumput laut, kemudian Indonesia menerima hasil olahan rumput laut berupa agar-agar maupun alginat. Hal ini dikarenakan industri pengolahan agar-agar dan alginat yang tidak tersedia di Indonesia. Dapat dilihat pada tabel di bawah ini nilai beserta volume agar-agar dan alginat yang di impor pada lima tahun terakhir. Tabel 1.3 Impor Agar-agar dan Alginat Agar-agar Alginat Total Tahun Volume (kg) Nilai (US$) Volume (kg) Nilai (US$) Nilai (US$) ( Sumber : Biro Pusat Statistik, 1999 ) Jika dilihat dari tabel di atas maka pada tahun terjadi penurunan pada alginat. Namun penurunan permintaan alginat tidak terlalu signifikan. Jika ditinjau dari pemanfaatannya maka pasar alginat sangat dibutuhkan untuk pembuatan makanan serta farmasi. Dan dapat dilihat persentase pemanfaatanya pada tabel berikut ini : Tabel 1.4. Pasar Alginat Menurut Pemanfaatannya di Indonesia Tahun 001 Aplikasi Volume (Ton) Persentase Makanan dan farmasi Technical grades Total ( Sumber : McHugh D.J.,003 ) Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

16 1. Rumusan Masalah Di Indonesia pemanfaatan rumput laut yang terbesar masih saja terbatas sebagai bahan ekspor dalam bentuk rumput laut kering. Pengolahan lebih lanjut menjadi bahan baku bagi industri dan ekspornya seperti natrium alginat masih sangat sedikit. Padahal penggunaan natrium alginat sangat luas dalam industri-industri terutama makanan dan farmasi. Untuk itu perlu dibuat suatu perancangan pendirian pabrik natrium alginat di Indonesia. Dengan didirikannya pabrik ini maka diharapkan akan mengurangi ketergantungan impor bahan natrium alginat bahan dapat menjadi komoditas ekspor sehingga menguntungkan. 1.3 Tujuan Rancangan Tujuan perancangan ini adalah menerapkan disiplin ilmu Teknik Kimia khususnya di bidang perancangan, proses, dan operasi teknik kimia, sehingga akan memberikan gambaran kelayakan Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Natrium Alginat dari rumput laut cokelat jenis Sargassum ini. Tujuan yang lain adalah mengurangi ketergantungan terhadap bahan impor yang mendorong kearah usaha memenuhi kebutuhan natrium alginat di Indonesia dan dapat membuka lapangan kerja bagi masyarakat sekitarnya. 1.4 Manfaat 1. Pendirian pabrik ini diharapkan dapat mengurangi ketergantungan natrium alginat impor yang harganya jauh lebih mahal dibanding dengan produksi dalam negeri, karena kebutuhan natrium alginat di Indonesia saat ini masih diimpor dari China, Jepang, dan beberapa negara Eropa. Meningkatkan pendapatan masyarakat terutama bagi petani rumput laut dan membuka lapangan pekerjaan baru sehingga akan meningkatkan perekonomian masyarakat 3. Merupakan sumbangan akademik dalam memperkaya khasanah ilmu pengetahuan, khususnya mengenai pengolahan rumput laut dari jenis Sargassum menjadi natrium alginat Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

17 BAB II TINJAUAN PUSTAKA.1 Rumput laut Rumput laut diketahui kaya akan nutrisi esensial, seperti enzim, asam nukleat, asam amino, mineral, trace elements, dan vitamin A, B, C, D, E, dan K. Karena kandungan gizinya yang tinggi, rumput laut mampu meningkatkan sistem kerja hormonal, limfatik, dan juga saraf. Selain itu, rumput laut juga bisa meningkatkan fungsi pertahanan tubuh, memperbaiki sistem kerja jantung dan peredaran darah, serta sistem pencernaan.(info sehat.com) Beberapa jenis rumput laut yang terdapat di Indonesia dan memiliki arti ekonomis penting adalah: 1. Rumput laut penghasil agar-agar (agarophyte), yaitu Gracilaria, Gelidium, Gelidiopsis, dan Hypnea. Rumput laut penghasil karaginan (Carragenophyte), yaitu Eucheuma spinosum, Eucheuma cottonii, Eucheuma striatum 3. Rumput laut penghasil algin, yaitu Sargasum, Macrocystis, dan Lessonia Alga coklat yang sering disebut kelp atau rockweed, merupakan sumber alginat atau algin, yaitu salah satu jenis polisakarida yang terdiri dari unit-unit asam manurat dan asam glukuronat. Sementara itu, alga merah merupakan sumber bagi karaginan, agar-agar, dan furcelaran. Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

18 Gambar.1 Jenis jenis Sargassum yang ada di Indonesia Rumput laut coklat penghasil alginat (alginofit) biasanya tumbuh di perairan sub tropis terutama untuk jenis Macrocytis, Laminaria, Aschophyllum, Nerocytis, Ecklonia, Fucus dan Sargassum. Sedangkan rumput laut coklat yang tumbuh di perairan tropis seperti di Indonesia terutama jenis-jenis Sargassum, Turbinaria, Padina, Dyctyota dan yang paling banyak ditemukan adalah jenis Sargassum dan Turbinaria. Alginat merupakan konstituen dari dinding sel pada alga yang banyak dijumpai pada alga coklat (Phaeophycota). Senyawa ini merupakan heteropolisakarida dari hasil pembentukan rantai monomer mannuronic acid dan gulunoric acid. Kandungan alginat dalam alga tergantung pada jenis alganya. Kandungan terbesar alginat (30-40 % berat kering) dapat diperoleh dari jenis Laminariales dan Sargassum sedangkan Turbinaria hanya mengandung % berat kering. (Putra, 006) Algae Sargassum mudah diperoleh di perairan Indonesia, kandungan bahan kimia utama sebagai sumber alginat dan mengandung protein, vitamin C, tannin, Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

19 iodine, phenol sebagai obat gondok, anti bakteri dan tumor (Trono & Ganzon,1988) sebagai berikut : 1. Algin Algin merupakan asam alginik, alginik dalam bentuk derivat garam dinamakan garam alginat terdiri dari sodium alginat, potasium alginat dan amonium alginat. Garam alginat tidak larut dalam air, tetapi larut dalam larutan alkali. Asam alginik tersusun dari asam D-Manuronik dan asam L Guluronik. Gambar. Struktur asam mannuronik dan asam Guluronik. Manfaat alginat. Kandungan koloid alginat dari algae Sargassum dalam industri kosmetik digunakan sebagai bahan pembuat sabun, pomade, cream bodylotion, sampo dan cat rambut. Di industri farmasi sebagai bahan pembuat kapsul obat, tablet, salep, emulsifier, suspensi dan stabilizer. Di bidang pertanian sebagai bahan campuran insektisida dan pelindung kayu. Di industri makanan sebagai bahan pembuat saus dan campuran mentega. Manfaat lainnya dalam industri fotografi, kertas, tekstil dan keramik. Di bidang kesehatan iodine digunakan sebagai obat pencegah penyakit gondok.. Natrium Alginat (NaC 6 H 7 O 6 )n Natrium Alginat merupakan zat yang terdapat pada rumput laut coklat (Phaeophyceae). Asam alginat adalah suatu getah selaput (membran mucilage) yang disebut juga gummi alami, sedangkan alginat merupakan bentuk garam dari asam alginat. Gummi alami merupakan suatu polisakarida, dan secara umum polisakarida yang terdapat pada rumput laut disebut phycocolloid. Polisakarida terpenting pada rumput laut coklat adalah asam alginat dan turunannya seperti fukoidan, funoran dan laminaran yang merupakan komponen penyusun dinding sel seperti halnya selulosa dan pektin. Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

20 Na-alginat merupakan senyawa serat yang mudah larut dalam air, membentuk suatu larutan kental dan tidak bisa dicerna oleh cairan yang disekresi dalam saluran cerna. Saat larut dalam air, serat natrium alginat membentuk kisi-kisi seperti jala yang mampu mengikat kuat banyak molekul air dan menahan zat terlarut air dengan baik. Asam alginat adalah suatu polisakarida bahan alam yang diperoleh dari alga coklat. Biopolimer ini adalah suatu kopolimer yang terdiri atas residu (1-4)-D-asam manuronat (M) dan (1-4)-L-asam guluronat (G), yang tersusun dalam blok-blok homopolimer dari masing-masing tipe (MM, GG) dan dalam blok-blok heteropolimer (MG). (1,) Natrium alginat, yang merupakan garam natrium dari asam alginat bersifat sangat hidrofilik dan juga bersifat membentuk gel dengan ion kalsium. (Rhama, 007)..1 Manfaat Natrium Alginat Na-Alginat banyak digunakan industri seperti industri makanan, minuman, obat-obatan, kosmetik, kertas, detergen, cat, tekstil, vernis, fotografi, kulit buatan dan lain-lain. Dalam industri zat ini digunakan sebagai pembentuk gel (gelling agent), pengemulsi dan penstabil emulsi (emulsifying dan stabilizing agent), pensuspensi (suspending agent), pengikat (binding agent), penghalus (finishing agent), pengeras kain (stiffening agent), pembentuk struktur (sizing agent), penjernih (clarifing agent) dan sebagainya. Untuk kebutuhan industri di Indonesia yang saat ini terus berkembang, kebutuhan Na-Alginat masih disuplai melalui impor dari beberapa negara seperti Perancis, Inggris, RRC, dan Jepang dalam jumlah kg dengan nilai US $ Dari informasi yang diperoleh, kebutuhan pasar dunia akan produk inipun terus meningkat yang berarti peluang yang menjanjikan baik untuk pasar domestik ataupun pasar ekspor. Saat ini nilai jual Na-Alginat dipasaran sekitar ribu per kilogram.(riyanto, 007). Pemanfaatan senyawa alginat didunia industri telah banyak dilakukan seperti natrium alginat dimanfaatkan oleh industri tektil untuk memperbaiki dan meningkatkan kualitas bahan industri, kalsium alginat digunakan dalam pembuatan obat-obatan. Senyawa alginat juga banyak digunakan dalam produk susu dan makanan yang dibekukan untuk mencegah pembentukan kristal es. Dalam industri Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

21 farmasi, alginat digunakan sebagai bahan pembuatan pelapis kapsul dan tablet. Alginat juga digunakan dalam pembuatan bahan biomaterial untuk teknik pengobatan seperti micro-encapsulation dan cell transplantation. Khasiat biologi dan kimiawi senyawa alginat juga dimanfaatkan pada pembuatan obat antibakteri, antitumor, penurun tekanan darah tinggi, dan mengatasi gangguan kelenjar. Rumput laut memang ibarat tanaman dewa. Itu karena unsurunsur mineral yang terkandung di dalamnya seperti iodium, seng, dan selenium.(suara merdeka, 007) Bahan pewarna alami ini kini mulai banyak digunakan menggeser pewarna sintetis. Hal ini tentunya akan memberi banyak keuntungan bagi Indonesia yang memiliki rumput laut jenis alga coklat yang melimpah. Selain ramah lingkungan karena bukan bahan kimia berbahaya dan beracun, harga pewarna alami dari rumput laut juga relatif murah dibandingkan pewarna kimia sintetis. Pembuatan batik cap dengan pewarna rumput laut dapat menekan biaya hingga 5 persen. (Putra, 006) Alginat juga banyak digunakan dalam pembekuan produk perikanan. Alginat dan polifosfat ditambahkan pada air untuk glazing, efektif untuk mencegah terjadinya drip loss (kehilangan cairan dari badan ikan sewaktu proses thawing) mencegah oksidasi lemak, dan kemunduran mutu lainnya selama penyimpanan beku... Kebutuhan Natrium Alginat Produksi alginat secara komersial telah dilakukan oleh beberapa negara maju menggunakan alga dari kelas Phaeophyceae (alga coklat) sebagai bahan bakunya. Produksi alginat sebagian besar berasal dari Amerika Serikat yang melakukan panen rumput laut dari jenis Macrocystis pyrifera di sepanjang pantai California Selatan. Produksi kedua terbesar berasal dari Inggris, yaitu dari jenis Laminaria hyperborea dan Ascophyllum nodosum. Kebutuhan alginat di Indonesia seluruhnya berasal dari impor luar negri pada tahun 006 sebanyak kg dengan nilai US $ ( Riyanto, 007). Di Indonesia, natrium alginat ini banyak digunakan banyak industri seperti industri makanan, minuman, obat-obatan, kosmetik, kertas, detergen, cat, tekstil, vernis, fotografi, kulit buatan dan lain-lain. Dalam industri zat ini digunakan sebagai Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

22 pembentuk gel (gelling agent), pengemulsi dan penstabil emulsi (emulsifying dan stabilizing agent), pensuspensi (suspending agent), pengikat (binding agent), penghalus (finishing agent), pengeras kain (stiffening agent), pembentuk struktur (sizing agent), penjernih (clarifing agent) dan sebagainya. Untuk kebutuhan industri di Indonesia yang saat ini terus berkembang, kebutuhan Na-Alginat masih disuplai melalui impor dari beberapa negara seperti Perancis, Inggris, RRC, dan Jepang. Dari informasi yang diperoleh, kebutuhan pasar dunia akan produk inipun terus meningkat yang berarti peluang yang menjanjikan baik untuk pasar domestik ataupun pasar ekspor..3 Sifat-Sifat Bahan.3.1 Rumput Laut Coklat (Sargassum) Sifat sifat : 1. Merupakan kelas alga coklat. Hidup di daerah tropis 3. Mengandung alginat 4. Bersifat hidrofilik 5. Berkembang biak secara vegetatif yakni fragmentasi 6. Mengandung protein, vitamin C, tannin, dan iodine (Kadi,007).3. Natrium Hidroksida Sifat-Sifat : 1. Rumus molekul : NaOH 1. Berat molekul : 40,00 gr/mol. Densitas :,10 gr/ml pada 0 0 C 3. Spesifik gravity : 1,07 4. Titik lebur : 318,4 o C 5. Titik Didih : 1390 o C 6. Tekanan uap : 1 mmhg pada C 7. Merupakan larutan yang tidak berwarna 8. Dapat bersifat cair ataupun padat Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

23 9. Mudah menetralisir larutan asam..3. Asam (Wikipedia, Klorida 008) Sifat Sifat : 1. Rumus Molekul : HCl. Berat molekul : 36,46 gr/mol 3. Titik lebur : 114ºC 4. Spesifik gravity : 1, 5. Viskositas : 0,0100 poise pada 0ºC 6. Tekanan uap : 760 mmhg pada 100ºC 7. Titik didih : 85ºC 8. Merupakan gas yang sangat larut dalam air 9. Bersifat korosif 10. Memiliki reaktifitas yang tinggi terhadap zat lain 11. Dapat terbentuk dari garam dan air NaCl + H O HCl + NaOH (Perry s, 1999 dan Wikipedia, 008).3.3 Air Sifat-sifat : 1. Rumus Molekul : H O. Berat molekul 18,015 gr/mol 3. Titik didih 100ºC 4. Densitas pada 1 atm yaitu 1 gr/ml 5. Viskositas pada 0ºC yaitu 0,0100 poise 6. Titik beku 0ºC 7. Konstanta dielektrik : 77,94 8. Merupakan elektrolit lemah, mengionisasi sebagai H 3 O + dan OH - 9. Dapat menghidrolisis garam alkali NaCl + H O HCl + NaOH 10. Dapat menghidrolisis alkana menjadi alkohol CH 4 + H O CH 3 OH + H (Perry;s, 1999 dan Wikipedia, 008) Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

24 .3.4 Metanol (CH 3 OH) Sifat-sifat : 1. Rumus molekul : CH 3 OH. Berat molekul : 3,04 gr/mol 3. Titik leleh : -97 o C 3. Titik didih : 64,7 o C 4. Specific gravity : 0,79 5. Densitas : 0,7918 x 10 3 kg/m 3 6. Cp : 44,06 J/mol-K 7. Δ f H o gas : -01 kj/mol 8. Viskositas : 0,59 mpa.s pada 0 o C 9. Merupakan cairan yang tidak berwarna 10. Larut dalam air, alkohol dan eter (Sumber : Perry, 1999; Wikipedia, 008).3.5 Natrium Karbonat Sifat sifat : 1. Rumus molekul : Na CO 3. Berat molekul : 105,99 gr/mol. Tidak berbau 3. Berwarna putih 4. Titik leleh : C 5. ph : 11,5 6. Densitas :,53 gr/ml 7. pkb : 3,67 8. Larut dalam air panas dan gliserol (Wikipedia, 008).3.6 Asam Sulfat Sifat sifat : Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

25 1. Rumus molekul : H SO 4. Berat molekul : 98 gr/mol. Densitas : 1,84 gr/cm 3 3. Titik leleh : 10 0 C 4. Titik didih : 90 0 C 5. Viskositas : 6,7 cp (0 0 C) 6. pka : Tidak berwarna 8. Larut dalam air 9. Bersifat korosif (Wikipedia, 008).4 Sifat sifat Produk Natrium Alginat Sifat sifat : 1. Rumus molekul : (C 5 H 7 O 4 COONa)n. Berat molekul : gr/mol 3. Derajat polimer : ph : Kadar air maksimal : 15% 6. Viskositas : cps 7. Larut dalam air panas dan air dingin (Istini dkk, 1985).5 Proses Pembuatan Natrium Alginat Dalam industri, natrium alginat dapat diolah dengan metode yaitu :.5.1 Metode Asam Alginat Proses pembuatan natrium alginat menggunakan metode ekstraksi, dimana rumput laut coklat dari genus Sargassum sebelumnya direndam dengan dua tahap yakni dengan HCl dan NaOH. Selanjutnya diekstraksi dengan Na CO 3 pada suhu 60 0 C dan dilakukan pemisahan antara rumput laut dengan alginat menggunakan filter press. Larutan alginat kemudian ditambahkan H SO 4 untuk pembentukan gel asam Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

26 alginat. Setelah itu dipisahkan dengan setrifuse lalu ditambahkan bubuk Na CO 3 dan metil alkohol. Natrium alginat dipisahkan dari larutan dengan filtrasi dan metil alkohol dialirkan ke flash drum, lalu natrium alginat dikeringkan dan dihaluskan menjadi bubuk mesh. Proses ini lebih sederhana karena pada tahapan pembentukan asam alginate, larutan alginate yang dihasilkan dari ekstraktor setelah melalui tahap pemisahan langsung ditambahkan dengan asam untuk menghasilkan asam alginate, sehingga lebih menguntungkan karena akan menghemat beberapa peralatan..5. Metode Kalsium Alginat Proses ini dimulai dengan pra perlakuan yang sama dengan metode asam alginat, dimana Sargassum terlebih dahulu dicuci untuk menghilangkan pasir atau karang yang menempel. Setelah itu Sargassum dikeringkan lalu direndam dengan NaOH untuk menghilangkan protein dan dilanjutkan dengan perendaman menggunakan HCl lalu dicuci menggunakan air untuk menghilangkan sisa sisa NaOH ataupun HCl yang masih menempel. Proses selanjutnya adalah ekstraksi Sargassum menggunakan larutan Na CO 3 untuk mendapatkan larutan alginate. Alginate yang telah diperoleh kemudian ditambahkan dengan larutan kalsium klorida untuk menghasilkan kalsium alginate dalam bentuk campuran serat dengan gel. Serat kemudian dipisahkan menggunakan screen metal dan dilanjutkan pencucian serat menggunakan air untuk menghilangkan kalsium berlebih. Lalu serat kalsium alginate ditambahkan dengan asam sulfat encer untuk membentuk asam alginat. Asam alginate lalu dipisahkan dengan screw press dan ditambahkan dengan Na CO 3 lalu diaduk hingga membentuk pasta natrium alginate. Setelah pasta terbentuk kemudian dikeringkan dan dihaluskan menjadi bubuk natrium slginst. Proses lebih kompleks dan kurang diminati dibandingkan dengan metode asam alginate, karena pada metode ini adanya penambahan tahapan proses yakni untuk membentuk asam alginat harus melalui tahapan pembentukan kalsium alginat dan untuk merubah kalsium alginate menjadi asam alginat, kalsium alginat harus dipisahkan dengan senyawa lainnya menggunakan screen metal dan harus dicuci untuk menghilangkan kalsium berlebih. Tetapi pada proses pembentukan natrium Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

27 alginate, Na CO 3 yang ditambahkan pada asam alginate tidak memerlukan methanol untuk mendapatkan natrium alginate hanya saja dari segi keefisienan proses ini kurang efisien dan kurang menguntungkan sehingga tidak diaplikasikan..6 Seleksi Proses Pada pembuatan natrium alginate proses yang dipilih adalah metode asam alginate dengan alasan sebagai berikut : 1. Metode ini lebih sederhana apabila dibandingkan dengan metode kalsium alginat sehingga penanganannya jauh lebih mudah.. Dari segi limbah yang dihasilkan, metode ini menghasilkan lebih sedikit limbah dibanding dengan metode kalsium alginate 3. Dari segi biaya, proses ini lebih ekonomis..7 Deskripsi Proses Na-alginat dapat diperoleh dengan mengekstrak rumput laut coklat dari genus Sargassum sp. Adapun proses ekstraksinya adalah sebagai berikut: Sebelum diolah rumput laut dibersihkan dari kotoran-kotoran seperti pasir dan pecahan-pecahan batu karang. Pencucian dilakukan dengan menyemprotkan air. Supaya bisa disimpan agak lama, rumput laut perlu dikeringkan. Pengeringan dapat menggunakan sinar matahari atau alat-alat pengering misalnya tray dryer, kemudian disimpan dalam gudang. Bila kontinuitasnya terjamin, rumput laut dapat langsung diolah tanpa dikeringkan dahulu. Rumput laut kering dari gudang penyimpanan sebelum diolah lebih lanjut dicuci kembali dangan air untuk menghilangkan kotorankotoran yang mungkin terikut selama penyimpanan dan transportasi. Untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang larut dalam alkali, rumput laut direndam dalam larutan 0,5% NaOH pada C selama 30 menit. Kemudian direndam dalam 0,5% HCl pada temperatur ruang selama 30 menit untuk menghilangkan kotorankotoran yang larut dalam asam. Setelah dicuci dengan air panas 50 C selama menit, rumput laut dipotong-potong untuk kemudian diekstraksi. Ekstraksi dilakukan pada 60 C selama 60 menit dengan larutan Na CO % sebanyak empat kali massa umpan. Larutan alginat dipisahkan dari residu dengan filter press. Pembentukan gel asam alginat dilakukan dengan menambahkan larutan 10% H SO 4 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

28 sebanyak 1/10 massa larutan alginat. Gel asam alginat dipisahkan dari larutan dengan sentrifuse. Asam alginat dirubah menjadi sodium alginat dengan menambahkan bubuk Na CO 3 dan metanol berdasarkan reaksi berikut : COOH O COONa O R O O + NaCO3 OH OH R O O + H CO 3 OH OH Asam Alginat Natrium Karbonat Natrium Alginat Asam Karbonat Sodium alginat kemudian dipisahkan dari larutan dengan filtrasi. Metanol dalam filtrat dapat diambil kembali dengan flash drum. Sodium alginat dikeringkan dengan drum dryer dan dihaluskan di dalam ball mill menjadi bubuk mesh..8 Unit Pengolahan Limbah Limbah dari suatu pabrik harus diolah sebelum dibuang ke badan air atau atmosfer, karena limbah tersebut mengandung bermacam-macam zat yang dapat membahayakan alam sekitar maupun manusia itu sendiri. Demi kelestarian lingkungan hidup, maka setiap pabrik harus mempunyai unit pengolahan limbah.sumber-sumber limbah cair pabrik pembuatan natrium alginat meliput i: 1. Limbah proses Proses pembuatan natrium alginat menghasilkan reaksi samping yaitu air.. Limbah cair hasil pencucian peralatan pabrik Limbah ini diperkirakan mengandung kerak dan kotoran-kotoran yang melekat pada peralatan pabrik. 3. Limbah domestik Limbah ini mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari kamar mandi di lokasi pabrik, serta limbah dari kantin berupa limbah padat dan limbah cair. 4. Limbah laboratorium Limbah yang berasal dari laboratorium ini mengandung bahan-bahan kimia yang digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang dipergunakan dan mutu Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

29 produk yang dihasilkan, serta yang dipergunakan untuk penelitian dan pengembangan proses. Pengolahan limbah cair pada pabrik pembuatan natrium alginat direncanakan melalui bak penampungan dilanjutkan dengan pengolahan dengan menggunakan activated sludge, dan bak pengendapan. Proses lumpur aktif merupakan proses aerobis di mana flok biologis (lumpur yang mengandung biologis) tersuspensi di dalam campuran lumpur yang mengandung O. Biasanya mikroorganisme yang digunakan merupakan kultur campuran. Flok biologis ini sendiri merupakan makanan bagi mikroorganisme ini sehingga akan diresirkulasi kembali ke tangki aerasi. Data: Laju volumetrik (Q) = 5,181 m 3 /jam = 1.51,0744 m 3 /hari = ,34 gal/hari Menurut Beckart Environmental Inc. (004) untuk limbah organik diperoleh data sebagai berikut: o BOD 5 (S o ) = 783 mg/l o Mixed Liquor Suspended Solid (MLSS) = 441 mg/l o Mixed Liquor Volatile Suspended Solid (X) = 353 mg/l Menurut Metcalf dan Eddy (1991) diperoleh data sebagai berikut: o Efisiensi (E) = 95 % o Koefisien cell yield (Y) = 0,8 mg VSS/mg BOD 5 o Koefisien endogenous decay (K d ) = 0,05 hari -1 Direncanakan : Waktu tinggal sel (θ c ) = 10 hari 1. Penentuan BOD Effluent (S) S S E = x100 (Metcalf dan Eddy, hal:59, 1991) S o o E.So S = So = S = 39,15 mg/l. Penentuan Volume Aerator (Vr) Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

30 θ c.q.y(so S) Vr = (Metcalf dan Eddy, hal:593, 1991) X(1+ k.θ ) d c (10 hari)( ,34 gal/hari)(0,8)(783 39,15) mg/l = (353 mg/l)(1+ 0,05 x10) = ,01 gal = 16.87,799 m 3 3. Penentuan Ukuran Kolam Aerasi Menurut Metcalf & Eddy (1991) diperoleh data sebagai berikut: Direncanakan tinggi cairan dalam aerator = 10 m (Metcalf dan Eddy, 1991) Perbandingan tinggi dan panjang cairan = 1 : 1,5 (Metcalf dan Eddy, 1991) Faktor kelonggaran tangki = 0,5 m dari tinggi tangki Jadi, panjang = 1,5 x 10 m = 15 m V = p x l x t 16.87,799 m 3 = 15 m x 10 m x l l = 11,4819 m Jadi, ukuran aeratornya sebagai berikut : Panjang = 15 m Lebar = 10 m Tinggi = (11, ,5 )m = 11,9819 m 4. Penentuan Jumlah Flok yang Diresirkulasi (Qr) Bak Netralisasi Q Tangki Aerasi Q + Qr X Tangki Sedimentasi Qe Xe Qr Xr Qw Qw' Xr Asumsi: Q e = Q = ,34 gal/hari X e = 0,001 X = 0,001 x 353 mg/l = 0,353 mg/l X r = 0,999 X = 0,999 x 353 mg/l = 35,647 mg/l P x = Q w. X r (Metcalf dan Eddy, hal:553, 1991) P x = Y obs.q.(s o S) (Metcalf dan Eddy, hal:593, 1991) Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

31 Y obs Y = (Metcalf dan Eddy, hal:593, 1991) 1+ k θ d c 0,8 Y obs = = 0,64 1+ (0,05).(10) P x = (0,64) ( ,34 gal/hari)(783 39,15) mg/l = ,1 gal.mg/liter.hari Neraca massa pada tangki sedimentasi Akumulasi = jumlah massa masuk jumlah massa keluar Q 0 = (Q + Q r )X Q e X e Q w X r 0 = QX + Q r X Q(0,001. X) - P x r Q X (0,001 1) + Px = X ( ,34) (353) (0,001 1) ,1 = 353 = ,19 gal/hari 5. Penentuan Waktu Tinggal di Aerator (θ) Vr ,01 θ = = = 38,574 hari Qr ,19 6. Penentuan Daya yang Dibutuhkan Jenis aerator yang digunakan adalah surface aerator Kedalaman air = 11,9819 m, dari Tabel 10-11, Metcalf dan Eddy (1991) diperoleh daya aerator-nya 10 hp Influent Q,X Bak Penampungan Bak Pengendapan awal Bak Netralisasi Tangki Aerasi Tangki Sedimentasi Effluent Qe,Xe Lumpur yang dikembalikan Qr,Xr Gambar.3 Skema Sistem Pengolahan Air Limbah Lumpur yang dibuang Qw,Xw Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

32 BAB III NERACA MASSA Hasil perhitungan neraca massa pada pra-rancangan pabrik natrium alginate dari rumput laut coklat, Sargassum dengan proses ekstraksi adalah : Kapasitas produksi : ton/tahun atau 631,31 kg/jam Waktu bekerja / tahun : 330 hari Satuan operasi : kg/jam Bahan baku : Sargassum NaOH HCl Produk akhir Na CO 3 Metanol : Natrium Alginat 3.1 Vibrating Washer (VW-101) Tabel 3.1 Neraca Massa Vibrating Washer (VW-101) No Komponen Neraca Masuk (kg/jam) Neraca Keluar (kg/jam) Alur 1 Alur Alur 3 Alur 4 H O , ,55 Sargassum.69,0.69,0 Kotoran 141,68 141,68 Total 17.00, ,5 3. Mixer I (M-101) Tabel 3. Neraca Massa pada Mixer I (M-101) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 5 Alur 6 Alur H O NaOH NaOH 0,5% 0,89 178,58 179,47 Jumlah 179,47 179,47 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

33 3.3 Tangki Perendaman I (T-103) Tabel 3.3 Neraca Massa pada Tangki Perendaman I (T-103) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 3 Alur 7 Alur 8 1. NaOH 0,5% 179,47 339,4. Sargassum.69,0.53,07 Jumlah.871,49.871, Vibrating Screen (VS-101) Tabel 3.4 Neraca Massa pada Vibrate Screen (VS-101) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 8 Alur 9 Alur NaOH 0,5% Sargassum 339,4.53,07.481,43 Jumlah.871,49.871,49 339,4 50, Mixer II (M-10) Tabel 3.5 Neraca Massa pada Mixer II (M-10) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 1 Alur 11 Alur H O HCl HCl 0,5% 16,66,77 165,43 Total 165,43 165,43 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

34 3.6 Tangki Perendaman II (T-104) Tabel 3.6 Neraca Massa pada Tangki Perendaman II (T-104) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 9 Alur 13 Alur HCl 0,5% Sargassum.481,43 165,43 190,4.456,6 Total.646,86.646, Vibrating Washer II (VW-10) Tabel 3.7 Neraca Massa pada Vibrate Washer II (VW-10) No. 1.. Komponen Neraca Masuk (kg/jam) Neraca Keluar (kg/jam) Alur 14 Alur 15 Alur 16 Alur 17 H O 1.83, ,10 Sargassum.456,6.456,6 Total , ,7 3.8 Crusher Tabel 3.8 Neraca Massa pada Crusher (C-101) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 17 Alur Sargassum.456,6.456,6 Total.456,6.456,6 3.9 Gudang Sargassum (G-10) Tabel 3.9 Neraca Massa pada Gudang Sargassum (G-10) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 18 Alur Sargassum.456,6.456,6 Total.456,6.456,6 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

35 3.10 Mixer III (M-01) Tabel 3.10 Neraca Massa pada Mixer III (M-01) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 0 Alur 1 Alur H O Na CO 3 (s) Na CO 3 1% 1.179, , ,48 Total 9.86, , Ekstraktor (EK-01) Tabel 3.11 Neraca Massa pada Ekstraktor (EK-01) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 19 Alur Alur Na CO 3 1% Sargassum Alginat.456,6 9.86, , ,40 808, Total 1.83, , Filter Press I (FP-01) Tabel 3.1 Neraca Massa pada Filter Press I (FP-01) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 3 Alur 5 Alur Na CO 3 1% Sargassum Alginat 9.86, ,40 808, 79, , ,40 16,17 Total 1.83, ,10 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

36 3.13 Mixer IV (M-0) Tabel 3.13 Neraca Massa pada Mixer IV (M-0) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 7 Alur 6 Alur H O H SO 4 H SO 4 10% 71,135 8,07 79,05 Total 79,05 79, Reaktor I (R-01) Tabel 3.14 Neraca Massa pada Reaktor I (R-01) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 5 Alur 8 Alur Alginat H SO 4 10% Asam Alginat SO 4-79,05 79,05 81,81 78,69 71,84 0,45 Total 873,79 873, Sentrifuse I Tabel 3.15 Neraca Massa Sentrifuse I No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 9 Alur 30 Alur Alginat H SO 4 10% Asam Alginat SO 4-81,81 78,69 71,84 0,45 14,6 81,81 78,69 698,58 0,45 Total 873,79 873,79 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

37 3.16 Reaktor II (R-0) Tabel 3.16 Neraca Massa Reaktor II (R-0) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 31 Alur 3 Alur 33 Alur 34 Alur Asam Alginat Methanol Na CO 3 Natrium alginat H O CO 698,58 0,80 698,58 74,8 698,58 0,053 68,7 0,16 0,31 Total 1.40, , Sentrifus II Tabel 3.17 Neraca Massa Sentrifuse II No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 34 Alur 37 Alur Asam Alginat Methanol Na CO 3 Natrium alginat H O 74,8 698,58 0,053 68,7 0,16 74,8 698,58 0,053 1,58 0,16 616,14 Total 1.40,8 1.40, Rotary Dryer (RD-01) Tabel 3.18 Neraca Massa Rotary Dryer (RD-01) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 36 Alur 39 Alur Natrium alginat 616,14 545,89. Uap Air 70,5 Total 616,14 616,14 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

38 3.19 Ball Mill (BM-01) Tabel 3.19 Neraca Massa Ball Mill (BM-01) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 39 Alur Natrium alginat 545,89 545,89 Jumlah 545,89 545, Kolom Distilasi (D-01) Tabel 3.0 Neraca Massa Kolom Distilasi (D-01) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 37 Alur 43 Alur Na CO 3 Metanol H O Asam alginat Natrium alginat 0, ,58 0,16 74,8 1,58 696,49 0, ,053,09 0,15 74,8 1,58 Total 786,14 786, Kondensor Kolom Distilasi (E-0) Tabel 3.1 Neraca Massa Kondensor Kolom Distilasi (E-0) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 41 Alur 43 Alur Metanol.899, , ,1744. H O 0, , ,0018 Jumlah.899, ,7664 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

39 3. Reboiler Kolom Distilasi (E-03) Tabel 3. Neraca Massa Reboiler Kolom Distilasi (E-03) N0. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 45 Alur 46 Alur Metanol.660,58.657,347,97. H O 136,51 136,3608 0, Na CO 3 68,746 68,004 0,07 4. Asam alginat 88.89, ,08 98,93 5. Natrium alginat 15.64, ,98 19,40 Jumlah , ,3881 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

40 BAB IV NERACA PANAS Basis perhitungan Satuan operasi Temperatur basis : 1 jam operasi : kj/jam : 5 o C 4.1 Tangki Perendaman I (T-103) Tabel 4.1 Neraca Panas Tangki Perendaman I (T-103) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan , Produk ,457 Air panas ,463 - Total , , Kolom Ekstraksi (EK-01) Tabel 4. Neraca Panas Kolom Ekstraksi (EK-01) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan 7.14,958 - Produk ,856 Air panas 86.98, Total , , Reaktor I (R-01) Tabel 4.3 Neraca Panas Reaktor I (R-01) Alur masuk (kj/jam) Umpan 4.153,9905 Alur keluar (kj/jam) Produk ,6005 Hr ,7649 Steam , Total 7.71, ,3653 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

41 4.4 Reaktor II (R-0) Tabel 4.4 Neraca Panas Reaktor II (R-0) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan , Produk ,5097 r. Hr ,8751 Air pendingin ,9665 Total , , Rotary Dryer (RD-01) Tabel 4.5 Neraca Panas Rotary Dryer (RD-01) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan , Produk ,18 Steam ,541 - Total , , Heater Kolom Distilasi (E-01) Tabel 4.6 Neraca Panas Heater (E-01) Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) Umpan , Produk ,644 Steam 14.33,847 - Total , , Kondensor Kolom Distilasi (E-01) Tabel 4.7 Neraca Panas Kondensor (E-0) Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) Umpan , Produk ,7768 Air pendingin ,8996 Total , ,6764 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

42 4.8 Reboiler Kolom Distilasi (E-03) Tabel 4.8 Neraca Panas Reboiler (E-03) Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) Umpan ,884 - Produk ,719 Air pendingin ,3191 Total , , Kondensor Recovery Kolom Distilasi (E-04) Tabel 4.9 Neraca Panas Kondensor (E-04) Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) Umpan , Produk ,1719 Air pendingin ,6 Total , ,7948 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

43 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN 5.1 Gudang dan Tangki Penyimpanan Bahan Baku dan Produk Gudang Penyimpanan Rumput Laut (G-101) Fungsi Bentuk Bahan konstruksi : Beton Kondisi operasi : Tempat penyimpanan bahan baku Sargassum sebelum diproses untuk kebutuhan 30 hari : Persegi panjang beraturan : Temperatur : 30 0 C Tekanan Kapasitas :.550,35 m 3 Tinggi gudang Panjang gudang Lebar gudang : 7,16 m : 14,33 m : 14,33 m 5.1. Gudang Sargassum (G-10) Fungsi Bentuk Bahan konstruksi : Beton Kondisi operasi : 1 atm :Tempat penyimpanan Sargassum yang akan diproses menuju ekstraktor untuk kebutuhan 30 hari : Persegi panjang beraturan : Temperatur : 30 0 C Tekanan Kapasitas : 1.40,91 m 3 Tinggi gudang Panjang gudang Lebar gudang : 6,95 m : 13,89 m : 13,89 m Gudang Na CO 3 (G-103) Fungsi Bentuk Bahan konstruksi : Beton Kondisi operasi : 1 atm :Tempat penyimpanan bahan baku Na CO 3 sebelum diproses untuk kebutuhan 15 hari : Prisma segi empat beraturan : Temperatur : 30 0 C Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

44 Tekanan Kapasitas : 39,3 m 3 Tinggi gudang Panjang gudang Lebar gudang Gudang NaOH (G-104) Fungsi Bentuk : 3,911 m : 7,8 m : 7,8 m Bahan konstruksi : Beton Kondisi operasi : 1 atm : Tempat penyimpanan bahan baku NaOH sebelum diproses untuk kebutuhan 30 hari : Prisma segi empat beraturan : Temperatur : 30 0 C Tekanan Kapasitas : 0,36 m 3 Tinggi gudang Panjang gudang Lebar gudang : 0,45 m : 0,9 m : 0,9 m : 1 atm Gudang produk Natrium alginat (G-01) Fungsi : Tempat penyimpanan produk natrium alginat selama 30 Bentuk hari Bahan konstruksi : Beton Kondisi operasi : Persegi panjang beraturan : Temperatur : 30 0 C Tekanan Kapasitas : 159,9 m 3 Tinggi gudang Panjang gudang Lebar gudang : 3,63 m : 7,5 m : 7,5 m Tangki Penyimpanan Metanol (F-110) Fungsi Bentuk : 1 atm : menyimpan larutan metanol untuk kebutuhan 10 hari : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel, SA 85 Grade C Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

45 Jumlah : 1 unit Kapasitas : 54,91 m 3 Kondisi operasi - Temperatur : 30 C - Tekanan : 1 atm Kondisi fisik Silinder - Diameter : 6,1 m - Tinggi : 9,18 m - Tebal : ½ in Tutup - Diameter : 6,1 m - Tinggi : 0,03 m - Tebal : ½ in Tangki Penyimpanan HCl (T-10) Fungsi Bentuk : menyimpan larutan HCl untuk kebutuhan 30 hari : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : stainless steel, SA-40, Grade A, type 410 Jumlah Kapasitas Kondisi operasi : 1 unit : 1.994,4 liter - Temperatur : 30 C - Tekanan : 1 atm Silinder - Diameter : 1,3 m - Tinggi : 1,8345 m - Tebal : ¾ in Tutup - Diameter : 1,3 m - Tinggi : 0,17 m - Tebal : ¾ in Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

46 5.1.8 Tangki Penyimpanan H SO 4 98% (T-101) Fungsi : menyimpan larutan H SO 4 98% untuk kebutuhan 30 hari Bentuk : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : stainless steel, SA-40, Grade A, type 410 Jumlah : 1 unit Kapasitas : 3.157,8 liter Kondisi operasi - Temperatur : 30 C - Tekanan : 1 atm Silinder - Diameter : 1,3414 m - Tinggi :,011 m - Tebal : ¼ in Tutup - Diameter : 1,3414 m - Tinggi : 0,3 m - Tebal : ¼ in 5. Mixer 5..1 Mixer I (M-101) Fungsi : mencampur NaOH padat dan air untuk membuat larutan Jenis Bentuk Jumlah NaOH 0,5% : Tangki berpengaduk : Silinder vertikal alas datar dan tutup ellipsoidal : 1 unit Bahan konstruksi : stainless steel, SA-40, Grade A, type 410 Kapasitas : 0,15 m 3 Kondisi operasi - Temperatur : 30 C - Tekanan : 1 atm Tinggi Tangki : 0,785 m Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

47 Silinder - Diameter : 0,589 m - Tinggi : 0,589 m - Tebal : ¼ in Tutup - Diameter : 0,589 m - Tinggi : 0,098 m - Tebal : ¼ in Jenis pengaduk : turbin datar enam daun Jumlah baffle : 4 buah Diameter impeler : 0,196 m Daya motor 5.. Mixer II (M-10) Fungsi Jenis Bentuk Jumlah : 1 hp : Tempat membuat larutan HCl 0,5% dari bahan baku HCl 37% : Tangki berpengaduk : Silinder vertikal alas datar dan tutup ellipsoidal : 1 unit Bahan konstruksi : stainless steel, SA-40, Grade A, type 410 Kapasitas : 0,198m 3 Kondisi operasi - Temperatur : 30 C - Tekanan : 1 atm Tinggi Tangki Silinder : 0,764 m - Diameter : 0,574 m - Tinggi : 0,574 m - Tebal : ¼ in Tutup - Diameter : 0,574 m - Tinggi : 0,095 m - Tebal : ¼ in Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

48 Jenis pengaduk : turbin datar enam daun Jumlah baffle : 4 buah Diameter impeler : 0,1913 m Daya motor 5..3 Mixer III (M-01) Fungsi Jenis Bentuk Jumlah : 1 hp : Tempat membuat larutan Na CO 3 1% dari bahan baku Na CO 3 (s) dengan air : Tangki berpengaduk : Silinder vertikal alas datar dan tutup ellipsoidal : 1 unit Bahan konstruksi : stainless steel, SA-40, Grade A, type 410 Kapasitas : 10,59 m 3 Kondisi operasi - Temperatur : 30 C - Tekanan : 1 atm Tinggi Tangki Silinder :,878 m - Diameter :,158 m - Tinggi :,158 m - Tebal : ¼ in Tutup - Diameter :,158 m - Tinggi : 0,36 m - Tebal : ¼ in Jenis pengaduk : turbin datar enam daun Jumlah baffle : 4 buah Diameter impeler : 0,719 m Daya motor 5..4 Mixer IV (M-0) Fungsi Jenis : 1,5 hp : Tempat membuat larutan H SO 4 10% dari bahan baku H SO 4 98% : Tangki berpengaduk Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

49 Bentuk Jumlah : Silinder vertikal alas datar dan tutup ellipsoidal : 1 unit Bahan konstruksi : stainless steel, SA-40, Grade A, type 410 Kapasitas : 0,089 m 3 Kondisi operasi - Temperatur : 30 C - Tekanan : 1 atm Tinggi Tangki : 0,45 m Silinder - Diameter : 0,440 m - Tinggi : 0,440 m - Tebal : ¼ in Tutup - Diameter : 0,440 m - Tinggi : 0,007 m - Tebal : ¼ in Jenis pengaduk : turbin datar enam daun Jumlah baffle : 4 buah Diameter impeler : 0,1645 m Daya motor : 0,5 hp Tangki Perendaman I (T-103) Fungsi Bentuk : merendam Sargassum dengan NaOH 0,5% untuk menghilangkan kadar protein yang terkandung dalam Sargassum : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : stainless steel, SA-40, Grade A, type 410 Jumlah : 1 unit Kapasitas :,305 m 3 Kondisi operasi - Temperatur : 50 C - Tekanan : 1 atm Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

50 Tinggi tangki : 1,91m Silinder - Diameter : 1,75 m - Tinggi : 1,91 m - Tebal : ¼ in Tutup - Diameter : 1,75 m - Tinggi : 0,001 m - Tebal : ¼ in Kecepatan air panas : 15,61 m/jam Jaket Pemanas - Diameter Dalam : 50,31 in - Diameter luar : 51,31 in - Tebal jaket : 1/8 in 5.3. Tangki Perendaman II (T-104) Fungsi : merendam Sargassum dengan HCl 0,5% untuk Bentuk menghilangkan kotoran yang larut dalam asam : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : stainless steel, SA-40, Grade A, type 410 Kapasitas :,891 m 3 Kondisi operasi - Temperatur : 30 C - Tekanan : 1 atm Tinggi tangki Silinder :,055 m - Diameter : 1,7 m - Tinggi : 1,839 m - Tebal : ¼ in Tutup - Diameter : 1,7 m - Tinggi : 0,00116 m Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

51 - Tebal : ¼ in 5.4 Alat-alat Transportasi Pompa H SO 4 (P-101) Fungsi : Memompa H SO 4 dari tangki penyimpanan ke mixer IV Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Kapasitas : 0,00004 ft 3 /s Daya motor : 0,5 hp 5.4. Pompa HCl (P-10) Fungsi : Memompa HCl dari tangki penyimpanan ke mixer II Jenis Jumlah Kapasitas Daya motor : Pompa sentrifugal : 1 unit : 0, ft 3 /mnt : 0,5 hp Pompa NaOH (P-103) Fungsi : Memompa NaOH dari mixer I ke tangki perendaman I Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Kapasitas : 0,00175 ft 3 /mnt Daya motor : 0,5 hp Pompa Tangki Perendaman II (P-104) Fungsi : Memompa HCl dari mixer II ke tangki perendaman II Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Kapasitas : 0,00163 ft 3 /mnt Daya motor : 0,5 hp Pompa Filter Press (P-01) Fungsi : Memompa campuran alginat dari ekstraktor menuju filter Jenis Jumlah Kapasitas Daya motor press : Pompa rotary : 1 unit : 0,084 ft 3 /mnt : 1 hp Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

52 5.4.6 Pompa Ekstraktor (P-0) Fungsi : Memompa Na CO 3 dari mixer III ke ekstraktor Jenis Jumlah Kapasitas Daya motor : Pompa sentrifugal : 1 unit : 0,097 ft 3 /mnt : 1 hp Pompa Reaktor I (P-03) Fungsi : Memompa campuran alginat dari filter press menuju reaktor I Jenis Jumlah Kapasitas Daya motor : Pompa sentrifugal : 1 unit : 0,0039 ft 3 /mnt : 15 hp Pompa Mixer IV (P-04) Fungsi : Memompa larutan H SO 4 dari mixer IV menuju reaktor I Jenis Jumlah Kapasitas Daya motor : Pompa sentrifugal : 1 unit : 0, ft 3 /mnt : 0,5 hp Pompa Sentrifus I (P-05) Fungsi : Memompa campuran asam alginat dari reaktor I menuju Jenis Jumlah Kapasitas Daya motor sentrifus I : Positive Displacement Pumps : 1 unit : 0, ft 3 /mnt : 0,5 hp Pompa Sentrifus I (P-06) Fungsi : Memompa campuran asam alginat dari sentrifus I ke reaktor Jenis Jumlah Kapasitas Daya motor II : Centrifual Pump : 1 unit : 0,00457 ft 3 /mnt : 30 hp Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

53 Pompa Sentrifus II (P-07) Fungsi : Memompa campuran natrium alginat dari reaktor II menuju Jenis Jumlah Kapasitas Daya motor sentrifus II : Positive Displacement Pumps : 1 unit : 0,00883 m 3 /mnt : 40,5 hp Pompa Metanol (P-08) Fungsi : Memompa metanol dari tangki penyimpanan menuju reaktor Jenis Jumlah Kapasitas Daya motor II : Pompa sentrifugal : 1 unit : 0,00863 ft 3 /mnt : 1 hp Pompa Destilasi (P-09) Fungsi : Memompa campuran bahan dari heater ke destilasi Jenis Jumlah Kapasitas Daya motor : Positive Displacement Pumps : 1 unit : 0,00 ft 3 /mnt : 0,5 hp Pompa Refluks Destilasi (P-10) Fungsi : Memompa campuran bahan dari vessel kembali ke destilasi Jenis Jumlah Kapasitas Daya motor : Pompa sentrifugal : 1 unit : 0,0086 ft 3 /mnt : 0,5 hp Pompa Reboiler Destilasi (P-11) Fungsi : Memompa campuran bahan ke reboiler Jenis Jumlah Kapasitas Daya motor : Positive Displacement Pumps : 1 unit : 0,6096 ft 3 /mnt : hp Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

54 Pompa Penampung (P-1) Fungsi : Memompa campuran dari reboiler (E-01) ke tangki Jenis Jumlah Kapasitas Daya motor penampung produk samping : Pompa sentrifugal : 1 unit : 0, ft 3 /mnt : hp Bucket Elevator I (BE-101) Fungsi Jumlah Jenis Kapasitas Tinggi elevasi Ukuran bucket : Mengangkut rumput laut ke tangki perendaman II : 1 unit : Spaced-bucket centrifugal discharge elevator : 3.038,5 kg/jam : 7,6 m Jarak antar bucket : 1 in Putaran poros Lebar belt Daya motor : / in : 43 rpm : 0,1778 m : 0,5 hp Bucket Elevator II (BE-10) Fungsi Jumlah Jenis Kapasitas Tinggi elevasi Ukuran bucket : Mengangkut rumput laut ke ekstraktor : 1 unit : Spaced-bucket centrifugal discharge elevator :.947,944 kg/jam : 7,6 m Jarak antar bucket : 1 in Putaran poros Lebar belt Daya motor : / in : 43 rpm : 0,1778 m : 0,5hp Screw Conveyor 1 (SC-01) Fungsi : Mengangkut gel natrium alginat menuju ball mill Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

55 Jenis : Horizontal screw conveyor Kapasitas : 0, ton/jam Diameter flight : 9 in Diameter pipa :,5 in Diameter shaft : in Kecepatan putaran : 40 rpm Panjang : 15 ft Daya motor : 0,5 hp Screw Conveyor II (SC-0) Fungsi : Mengangkut bubuk natrium alginat menuju gudang penyimpanan Jenis : Horizontal screw conveyor Kapasitas : 0, ton/jam Diameter flight : 9 in Diameter pipa :,5 in Diameter shaft : in Kecepatan putaran : 40 rpm Panjang : 15 ft Daya motor : 0,5 hp 5.4. Belt Conveyor I (BC-101) Fungsi : Mengangkut rumput laut dari gudang penyimpanan ke vibrating washer Jenis : Closed Compartment Belt Conveyor Kapasitas : 3.30,44 kg/jam Panjang belt : 16,0019 m Tinggi : 0,91441 m Lebar : 0,508 m Kecepatan : 50 ft/min Konstanta : 1, Daya aktual Pa : 5 hp Belt Conveyor II (BC-10) Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

56 Fungsi : Mengangkut rumput laut dari vibrating washer I ke tangki perendaman I Jenis : Closed Compartment Belt Conveyor Kapasitas : 3.30,44 kg/jam Panjang belt : 16,0019 m Tinggi : 0,91441 m Lebar : 0,508 m Kecepatan : 50 ft/min Konstanta : 1, Daya aktual Pa : 5 hp Belt Conveyor III (BC-103) Fungsi : Mengangkut rumput laut dari vibrating washer II menuju crusher Jenis : Closed Compartment Belt Conveyor Kapasitas :.947,944 kg/jam Panjang belt : 16,0019 m Tinggi : 0,91441 m Lebar : 0,508 m Kecepatan : 50 ft/min Konstanta : 1, Daya aktual Pa : 0 hp Belt Conveyor IV(BC-104) Fungsi : Mengangkut rumput laut dari crusher menuju gudang penyimpanan Jenis : Closed Compartment Belt Conveyor Kapasitas Panjang belt Tinggi Lebar :.947,944 kg/jam : 16,0019 m : 0,91441 m : 0,508 m Kecepatan : 50 ft/min Konstanta : 1, Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

57 Daya aktual Pa : 0 hp 5.5 Rotary Steam Drier (RD-01) Fungsi : menguapkan H O dari natrium alginat Jenis : Steam Tube Rotary Drier Volume : 10,59 ft 3 Ud : 110 btu/jam. 0 F.ft Luas permukaan : 9,954ft Waktu tinggal : 7,65 menit Diameter : 0,965 m Panjang : 4,57 m Putaran : 6 r/min Daya motor :, hp Tube steam OD : 114 mm Jumlah tube steam: Crusher (C-101) Fungsi : Sebagai pemotong rumput laut Jenis : Rotary cutter Bahan konstruksi : Carbon steel Jumlah : 1 unit Kapasitas :.456,6 kg/jam : 0,685 kg/det Daya : 1/16 hp 5.7 Ball Mill (BM-01) Fungsi : Sebagai pemecah gumpalan natrium alginat Bahan konstruksi : Carbon steel Jumlah : 1 unit Kapasitas : 1.060,608 kg/jam Daya : 0,5 hp 5.8 Alat Alat Pemisah dan Pencuci Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

58 5.8.1 Filter Press (FP-01) Fungsi Jenis : memisahkan alginat dari rumput laut : Plate and frame filter press Bahan konstruksi : Carbon steel SA-36 Jumlah Kapasitas : 1 unit : kg/jam Kondisi operasi : Temperatur : 50 C Tekanan Ukuran luas : 17,89 m Tebal chamber Media filter : 10 cm : kanvas Jumlah plate and frame : Sentrifus I (SF-01) Fungsi Jenis Jumlah : 1 : 100 psi : memisahkan larutan asam alginat dari campuran : tubular bowl centrifuge Bahan konstruksi : commercial steel Kondisi operasi Kapasitas Diameter bucket : 0 in Radius bucket Laju putar rotor Daya motor Sentrifus II (SF-0) Fungsi Jenis Jumlah : 1 : temperatur 80 C dan tekanan 1 atm : 859,08 kg/jam : 10 in : 100 rpm : 0,5 hp : memisahkan natrium alginat dari campuran : tubular bowl centrifuge Bahan konstruksi : commercial steel Kondisi operasi Kapasitas Diameter bucket : 0 in Radius bucket : temperatur 50 C dan tekanan 1 atm : 786,139 kg/jam : 10 in Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

59 Laju putar rotor Daya motor : 100 rpm : 0,5 hp Kolom Ekstraksi (EK-01) Fungsi : Memisahkan alginat dari rumput laut dengan Bentuk mengunakan pelarut Na CO 3 1% : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-83 grade C Jumlah : 1 unit Volume : 11,8404 m 3 Kondisi operasi : - Temperatur : 60 C - Tekanan : 1 atm Kondisi fisik - Tinggi Tangki : 3,83 m Silinder - Diameter :,19 m - Tinggi :,7375 m - Tebal : ¾ in Tutup - Diameter :,19 m - Tinggi : 0,5475 m - Tebal : ¾ in Jenis pengaduk : turbin datar enam daun Jumlah baffle : 4 buah Diameter impeler : 0,73 m Daya motor : 0,013 hp Kecepatan air panas :.915,069 m/jam Jaket Pemanas - Diameter Dalam : 88,03 in - Diameter Luar : 89,03 in - Tebal jaket : ½ in Vibrating Washer I (VW-101) Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

60 Fungsi Jenis Jumlah : memisahkan rumput laut dari air pencuci : Vibrasi listrik : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan : 1 atm Kapasitas Suhu :.69,0 kg/jam : 30 0 C Kapasitas air pencuci : ,55 kg/jam Jumlah ayak : 3 Getaran Panjang ayak Lebar ayak :.700 vibrasi per menit : 48 in : 10 in Daya yang digunakan : 4 hp Vibrating Washer II (VW-10) Fungsi Jenis Jumlah Kondisi operasi Tekanan Suhu Kapasitas : memisahkan rumput laut dari air pencuci : Vibrasi listrik : 1 unit : 1 atm : 30 0 C :.456,6 kg/jam Kapasitas air pencuci : 1.83,10 kg/jam Jumlah ayak : 3 Getaran Panjang ayak Lebar ayak :.700 vibrasi per menit : 48 in : 10 in Daya yang digunakan : 4 hp Vibrating Screen (VS-101) Fungsi : memisahkan rumput laut dari NaOH 0,5% Jenis Jumlah Kondisi operasi Tekanan : Vibrasi listrik : 1 unit : 1 atm Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

61 Suhu : 30 0 C Kapasitas :.481,43 kg/jam Kapasitas NaOH : 339,4 kg/jam Jumlah ayak : 3 Getaran :.700 vibrasi per menit Panjang ayak : 1 in Lebar ayak : 4 in Daya yang digunakan : ¾ hp 5.9 Reaktor Reaktor I (R-01) Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi antara alginat dengan asam sulfat menghasilkan asam alginat Jenis : Tangki berpengaduk turbin datar enam daun Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Stainless Steel SA-340 Jumlah : 1 unit Kapasitas : 0,397 m 3 /jam Volume : 0,38 m 3 Kondisi operasi - Temperatur : 100 C - Tekanan operasi : 1 atm Kondisi fisik - Tinggi Tangki : 0,8389 m Silinder - Diameter : 0,6105 m - Tinggi : 0,6105 m - Tebal : ½ in Tutup - Diameter : 0,6105 m - Tinggi : 0,114 m - Tebal : ½ in Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

62 Jumlah baffle : 4 buah Diameter impeler : 0,83 m Kecepatan steam : 11,049 m/jam Jaket Pemanas - Diameter Dalam : 7,465 in - Tinggi : 7,965 in - Tebal jaket : 1/8 in 5.9. Reaktor II (R-0) Fungsi Jenis : Tempat berlangsungnya reaksi antara asam alginat dengan sodium karbonat menghasilkan natrium alginat, air dan CO : Tangki berpengaduk flat six blade open turbine Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Stainless Steel SA-340 Jumlah : 1 unit Volume : 1,40,58 m 3 Kondisi operasi - Temperatur : 50 C - Tekanan operasi : 1 atm Kondisi fisik - Tinggi Tangki : 1,394 m Silinder - Diameter : 1,046 m - Tinggi : 1,046 m - Tebal : ½ in Tutup - Diameter : 1,046 m - Tinggi : 0,714 m - Tebal : ½ in Jenis pengaduk : turbin datar enam daun Jumlah baffle : 4 buah Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

63 Diameter impeler : 0,348 m Jaket Pendingin - Diameter dalam : 41,803 in - Diameter luar : 4,803 in - Tebal jaket : ½ in 5.10 Alat Alat Penukar Panas Heater Kolom Destilasi (E-01) Fungsi : Menaikkan temperatur campuran sebelum dialirkan ke kolom distilasi Jenis : Double Pipe Heat Exchanger Bahan konstruksi : Baja karbon Jumlah : 1 unit Dipakai : Pipa 4 3 in IPS, 0 ft hairpin, 160 ft Kapasitas fluida : 786,14 kg/jam Laju alir steam : ,8177 kg/jam Kondensor Kolom Distilasi-1 (E-0) Fungsi : Menurunkan temperatur campuran metanol dan air sampai temperatur dew point-nya tercapai Jenis : Double Pipe Heat Exchanger Bahan konstruksi : Baja karbon Jumlah : 1 unit Dipakai : Pipa 4 3 in IPS, 0 ft hairpin, 80 ft Laju alir umpan :.899,7664 kg/jam Laju alir air pendingin : 94,857 kg/jam Reboiler Kolom Distilasi-1 (E-03) Fungsi Jenis : Menaikkan temperatur campuran MMA, MAA dan air sampai temperatur buble point-nya tercapai : 1- shell and tube exchanger Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

64 Bahan konstruksi : Baja karbon Jumlah : 1 unit Kapasitas : ,7809 kg/jam Dipakai : 1 in OD Tube 14 BWG, panjang = 5 ft, pass Pitch (P T ) : 1 ¼ in triangular pitch Jumlah tube : 48 Diameter shell : 1 in Kondensor Recovery Kolom Distilasi-1 (E-04) Fungsi : Menurunkan temperatur metanol sebelum disimpan ke tangki penyimpanan metanol Jenis : -4 shell and tube exchanger Bahan konstruksi : Baja karbon Jumlah : 1 unit Kapasitas : 966,59 kg/jam Dipakai : 1 in OD Tube 16 BWG, panjang = 0 ft, 4 pass Pitch (P T ) : 1 ¼ in triangular pitch Jumlah tube : 397 Diameter shell : 9 in 5.11 Kolom Distilasi-1 (D-01) Fungsi : Memisahkan metanol dengan asam alginat dan natrium alginat Jenis : Sieve tray Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-83 grade C Jumlah : 1 unit Kondisi operasi: - Temperatur : 66,1819 C - Tekanan : 1 atm Tray spacing (t) : 0,4 m Hole diameter (d o ): 4,5 mm Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

65 Space between hole center (p ) : 1 mm Weir height (h w ) : 5 cm Pitch : triangular ¾ in Column Diameter (T) : 0,6053 m Weir length (W) : 0,437 m Downsput area (A d ) : 0,053 m Active area (A a ) : 0,369 m Weir crest (h 1 ) : 0,0545 m Spesifikasi kolom destilasi Tinggi kolom : 9, m Tinggi tutup : 0,1513 m Tinggi total : 9,506 m Tekanan operasi : 1 atm Tebal silinder : ½ in Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

66 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA 6.1 Instrumentasi Instrumentasi adalah peralatan yang dipakai di dalam suatu proses kendali untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Alat-alat instrumentasi dipasang pada setiap peralatan proses dengan tujuan agar para engineer dapat memantau dan mengendalikan kondisi di lapangan. Dengan adanya instrumentasi ini pula, para engineer dapat segera melakukan tindakan apabila terjadi kejanggalan dalam proses. Namun pada dasarnya, tujuan pengendalian tersebut adalah agar kondisi proses di pabrik mencapai tingkat kesalahan (error) yang paling minimum sehingga produk dapat dihasilkan secara optimal (Considine, 1985). Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengendali, penunjuk, pencatat, dan pemberi tanda bahaya. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomi dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat-alat instrumen juga harus ditentukan apakah alat-alat tersebut dipasang diatas papan instrumen dekat peralatan proses dan dikendalikan secara manual atau disatukan dalam suatu ruang pengendali yang dikendalikan secara otomatis (Perry dan Green,1999). Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol/diukur oleh instrumen adalah (Considine,1985) : 1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan.. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, ph, kelembapan, titik embun, komposisi kimia, dan variabel lainnya. Pada dasarnya sistem pengendalian terdiri dari (Considine,1985): 1. Sensing Element / Elemen Perasa (Primary Element) Elemen yang merasakan (menunjukkan) adanya perubahan dari harga variabel yang diukur Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

67 . Elemen pengukur (measuring element) Elemen pengukur adalah suatu elemen yang sensitif terhadap adanya perubahan temperatur, tekanan, laju aliran, maupun tinggi fluida. Perubahan ini merupakan sinyal dari proses dan disampaikan oleh elemen pengukur ke elemen pengendali. 3. Elemen pengendali (controlling element) Elemen pengontrol yang menerima sinyal kemudian akan segera mengatur perubahan-perubahan proses tersebut sama dengan nilai set point (nilai yang diinginkan). Dengan demikian elemen ini dapat segera memperkecil ataupun meniadakan penyimpangan yang terjadi. 4. Elemen pengendali akhir (final control element) Elemen ini merupakan elemen yang akan mengubah masukan yang keluar dari elemen pengendali ke dalam proses sehingga variabel yang diukur tetap berada dalam batas yang diinginkan dan merupakan hasil yang dikehendaki. Pengendalian peralatan instrumentasi dapat dilakukan secara otomatis dan semi otomatis. Pengendalian secara otomatis adalah pengendalian yang dilakukan dengan mengatur instrumen pada kondisi tertentu, bila terjadi penyimpangan variabel yang dikendalikan maka instrumen akan bekerja sendiri untuk mengembalikan variabel pada kondisi semula, instrumen ini bekerja sebagai controller. Pengendalian secara semi otomatis adalah pengendalian yang mencatat perubahan-perubahan yang terjadi pada variabel yang dikendalikan. Untuk mengubah variabel-variabel ke nilai yang diinginkan dilakukan usaha secara manual, instrumen ini bekerja sebagai pencatat (indicatorer). Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen-instrumen adalah (Peters dan Timmerhaus, 004): 1. Range yang diperlukan untuk pengukuran. Level instrumentasi 3. Ketelitian yang dibutuhkan 4. Bahan konstruksinya 5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik adalah (Considine,1985): 1. Untuk variabel temperatur: Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

68 Temperature Controller (TC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati temperatur suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian Temperature Indicator Controller (TI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati temperatur dari suatu alat. Untuk variabel tinggi permukaan cairan Level Controller (LC) adalah instumentasi yang digunakan untuk mengamati ketinggian cairan dalam suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian. Level Indicator Contoller (LI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati ketinggian cairan dalam suatu alat. 3. Untuk variabel tekanan Pressure Controller (PC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati tekanan operasi suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian. Pressure Indicator Controller (PI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati tekanan operasi suatu alat. 4. Untuk variabel aliran cairan Flow Controller (FC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati laju alir larutan atau cairan yang melalui suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian. Flow Indicator Controller (FI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati laju aliran atau cairan suatu alat. Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

69 Instrumentasi yang digunakan pada alat-alat proses dapat dilihat pada tabel dan gambar berikut : Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Natrium Alginat No. N a m a A l a t Jenis Instrumen 1. Tangki Penyimpanan Level Indicator (LI). Mixer Temperature Indicator (TI) Level Controller (LC) 3. Reaktor Temperature Controller (TC) Pressure Controller (PC) Level Controller (LC) 4. Pompa Flow Controller (FC) 5. Kondensor Temperature Controller (TC) Pressure Indicator (PI) 6. Reboiler Temperature Controller (TC) Pressure Indicator (PI) 7. Heater Temperature Controller (TC) Pressure Indicator (LC) 8. Kolom Distilasi Temperature Controller (TC) Pressure Indicator (PI) Level Controller (LC) Pressure Controller (PC) 9. Filter Press Flow Controller (FC) 10. Kolom Ekstraksi Temperature Indicator (TI) Pressure Indicator(PI) 11. Tangki Perendaman Level Indicator (LI) Temperature Indicator (TI) Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

70 TI LC LI Tangki Penyimpanan Mixer Air Pendingin Steam TC TC Produk Masuk Produk keluar Produk Masuk Produk keluar PI PI Air Pendingin Bekas Kondensat Kondensor Heater TI FC PI PI Blower Kolom Ekstraksi Gambar 6.1 Instrumentasi Alat-alat Proses pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Natrum Alginat Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

71 FC PC Pompa Kompresor Air Pendingin PC PC FC LC TC LC LC TC PI FC Reaktor Kolom Distilasi Air pemanas TC PI Umpan masuk LC Uap keluar TC Umpan masuk Produk keluaran Produk keluar Air pemanas keluar Rotary Dryer Ekstraktor Gambar 6.1 Instrumentasi Alat-alat Proses pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Natrium Alginat (sambungan) Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

72 6. Keselamatan Kerja Keselamatan kerja merupakan bagian dari kelangsungan produksi pabrik, oleh karena itu aspek ini harus diperhatikan secara serius dan terpadu. Untuk maksud tersebut perlu diperhatikan cara pengendalian keselamatan kerja dan keamanan pabrik pada saat perancangan dan saat pabrik beroperasi. Salah satu faktor yang penting sebagai usaha menjamin keselamatan kerja adalah dengan menumbuhkan dan meningkatkan kesadaran karyawan akan pentingnya usaha untuk menjamin keselamatan kerja. Usaha-usaha yang dapat dilakukan antara lain (Peters dan Timmerhaus, 004): 1. Meningkatkan spesialisasi ketrampilan karyawan dalam menggunakan peralatan secara benar sesuai tugas dan wewenangnya serta mengetahui cara-cara mengatasi kecelakaan kerja.. Melakukan pelatihan secara berkala bagi karyawan. Pelatihan yang dimaksud dapat meliputi : Pelatihan untuk menciptakan kualitas Sumber Daya Manusia (SDM) yang tinggi dan bertanggung-jawab, misalnya melalui pelatihan kepemimpinan dan pelatihan pembinaan kepribadian. Studi banding (workshop) antar bidang kerja, sehingga karyawan diharapkan memiliki rasa kepedulian terhadap sesama karyawan. 3. Membuat peraturan tata cara dengan pengawasan yang baik dan memberi sanksi bagi karyawan yang tidak disiplin Sebagai pedoman pokok dalam usaha penanggulangan masalah kerja, Pemerintah Republik Indonesia telah mengeluarkan Undang-Undang Keselamatan Kerja pada tanggal 1 Januari Semakin tinggi tingkat keselamatan kerja dari suatu pabrik maka makin meningkat pula aktivitas kerja para karyawan. Hal ini disebabkan oleh keselamatan kerja yang sudah terjamin dan suasana kerja yang menyenangkan. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam perancangan pabrik untuk menjamin adanya keselamatan kerja adalah sebagai berikut (Peters dan Timmerhaus, 004) : 1. Penanganan dan pengangkutan bahan menggunakan manusia harus seminimal mungkin. Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

73 . Adanya penerangan yang cukup dan sistem pertukaran udara yang baik. 3. Jarak antar mesin-mesin dan peralatan lain cukup luas. 4. Setiap ruang gerak harus aman, bersih dan tidak licin. 5. Setiap mesin dan peralatan lainnya harus dilengkapi alat pencegah kebakaran. 6. Tanda-tanda pengaman harus dipasang pada setiap tempat yang berbahaya. 7. Penyediaan fasilitas pengungsian bila terjadi kebakaran. 6.3 Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Natrium Alginat Dalam rancangan pabrik pembuatan natrium alginat, usaha-usaha pencegahan terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi dilakukan sebagai berikut : Pencegahan terhadap Kebakaran dan Peledakan Proses produksi natrium alginat, menggunakan reaktor yang beroperasi pada suhu C dengan menggunakan bahan bakar minyak. Bahaya yang kemungkinan timbul adalah kebakaran atau peledakan yang berasal dari reaktor. Selain itu unit penghasil uap (boiler) juga dapat menciptakan hal yang serupa apabila pengendalian tidak berjalan optimal. Dari uraian di atas maka perlu dilakukan upaya pencegahan dan penanganan terhadap kebakaran dan ledakan sebagai berikut : 1. Untuk mengetahui adanya bahaya kebakaran maka sistem alarm dipasang pada tempat yang strategis dan penting seperti laboratorium dan ruang proses.. Pada peralatan pabrik yang berupa tangki dibuat main hole dan hand hole yang cukup untuk pemeriksaan. 3. Sistem perlengkapan energi seperti pipa bahan bakar, saluran udara, saluran steam, dan air dibedakan warnanya dan letaknya tidak menggangu gerakan karyawan. 4. Mobil pemadam kebakaran yang ditempatkan di fire station setiap saat dalam keadaan siaga. 5. Penyediaan racun api yang selalu siap dengan pompa hydran untuk jarak tertentu. Sesuai dengan peraturan yang tertulis dalam Peraturan Tenaga Kerja No. Per/0/Men/1983 tentang instalasi alarm kebakaran otomatis, yaitu : Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

74 1. Detektor kebakaran, merupakan alat yang berfungsi untuk mendeteksi secara dini adanya suatu kebakaran awal. Alat ini terbagi atas: a. Smoke detector adalah detector yang bekerja berdasarkan terjadinya akumulasi asap dalam jumlah tertentu. b. Gas detector adalah detector yang bekerja berdasarkan kenaikan konsentrasi gas yang timbul akibat kebakaran ataupun gas-gas lain yang mudah terbakar. c. Alarm kebakaran, merupakan komponen dari sistem deteksi dan alarm kebakaran yang memberikan isyarat adanya suatu kebakaran. Alarm ini berupa: Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat berupa bunyi khusus (audible alarm). Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat yang tertangkap oleh pandangan mata secara jelas (visible alarm).. Panel indikator kebakaran Panel indikator kebakaran adalah suatu komponen dari sistem deteksi dan alarm kebakaran yang berfungsi mengendalikan kerja sistem dan terletak di ruang operator Peralatan Perlindungan Diri Upaya peningkatan keselamatan kerja bagi karyawan pada pabrik ini adalah dengan menyediakan fasilitas sesuai bidang kerjanya. Fasilitas yang diberikan adalah melengkapi karyawan dengan peralatan perlindungan diri sebagai berikut: 1. Helm. Pakaian dan perlengkapan pelindung 3. Sepatu pengaman 4. Pelindung mata 5. Masker udara 6. Sarung tangan Keselamatan Kerja terhadap Listrik Upaya peningkatan keselamatan kerja terhadap listrik adalah sebagai berikut : Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

75 1. Setiap instalasi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian sekring atau pemutus arus listrik otomatis lainnya.. Sistem perkabelan listrik harus dirancang secara terpadu dengan tata letak pabrik untuk menjaga keselamatan dan kemudahan jika harus dilakukan perbaikan. 3. Penempatan dan pemasangan motor-motor listrik tidak boleh mengganggu lalu lintas pekerja. 4. Memasang papan tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi. 5. Isolasi kawat hantaran listrik harus disesuaikan dengan keperluan. 6. Setiap peralatan yang menjulang tinggi harus dilengkapi dengan alat penangkal petir yang dibumikan. 7. Kabel-kabel listrik yang letaknya berdekatan dengan alat-alat yang bekerja pada suhu tinggi harus diisolasi secara khusus Pencegahan terhadap Gangguan Kesehatan Upaya penjagaan kesehatan karyawan dalam lapangan kerja adalah : 1. Setiap karyawan diwajibkan untuk memakai pakaian kerja selama berada di dalam lokasi pabrik.. Dalam menangani bahan-bahan kimia yang berbahaya seperti asam sulfat, NaOH, HCl, dan metanol, karyawan diharuskan memakai sarung tangan karet serta penutup hidung dan mulut. 3. Bahan-bahan kimia yang selama pembuatan, pengolahan, pengangkutan, penyimpanan, dan penggunaannya dapat menimbulkan ledakan, kebakaran, korosi, maupun gangguan terhadap kesehatan harus ditangani secara cermat. 4. Poliklinik yang memadai disediakan di lokasi pabrik. Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

76 6.3.5 Pencegahan terhadap Bahaya Mekanis Upaya pencegahan kecelakaan terhadap bahaya mekanis adalah : 1. Alat-alat dipasang dengan penahan yang cukup berat untuk mencegah kemungkinan terguling atau terjatuh seperti reaktor, kolom distilasi, dan kolom ekstraktor.. Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup lebar dan tidak menghambat kegiatan karyawan. 3. Jalur perpipaan sebaiknya berada di atas permukaan tanah atau diletakkan pada atap lantai pertama kalau di dalam gedung atau setinggi 4,5 meter bila diluar gedung agar tidak menghalangi kendaraan yang lewat. 4. Letak alat diatur sedemikian rupa sehingga para operator dapat bekerja dengan tenang dan tidak akan menyulitkan apabila ada perbaikan atau pembongkaran. 5. Pada alat-alat yang bergerak atau berputar harus diberikan tutup pelindung untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja seperti mixer. Untuk mencapai keselamatan kerja yang tinggi, maka ditambahkan nilai-nilai disiplin bagi para karyawan yaitu (Peters dan Timmerhaus, 004): 1. Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan.. Setiap peraturan dan ketentuan yang ada harus dipatuhi. 3. Setiap karyawan dibekali keterampilan untuk mengatasi kecelakaan dengan menggunakan peralatan yang ada. 4. Setiap kecelakaan atau kejadian yang merugikan harus segera dilaporkan pada atasan. 5. Setiap karyawan harus saling mengingatkan perbuatan yang dapat menimbulkan bahaya. 6. Melakukan pemeriksaan terhadap setiap pengendali secara priodik oleh petugas maintenance. Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

77 BAB VII UTILITAS Utilitas dalam suatu pabrik adalah sarana penunjang utama di dalam kelancaran proses produksi. Agar proses produksi tersebut dapat terus berkesinambungan, haruslah didukung oleh sarana dan prasarana utilitas yang baik. Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada Pra rancangan Pabrik Pembuatan Natrium Alginat ini meliputi : 1. Kebutuhan steam. Kebutuhan air untuk air proses dan air domestik 3. Kebutuhan bahan bakar 4. Kebutuhan listrik Basis perhitungan : 1 jam operasi 7.1 Kebutuhan Steam (Uap) Pada pengoperasian pabrik dibutuhkan uap sebagai media pemanas. Kebutuhan uap pada Pra-rancangan Pabrik Pembuatan Natrium Alginat ini adalah : Tabel 7.1 Kebutuhan Uap Nama Alat Jumlah Uap (kg/jam) Reaktor I (R-01) 574,6600 Rotary Dryer (RD-01) 56598,3936 Heater Kolom Distilasi (E-01) 1411,9680 Ekstraksi 1055,0841 Perendaman I 184,6450 Total 5404,1050 Steam yang digunakan adalah saturated steam dengan temperatur C dan tekanan 4,76 bar. Jumlah total steam yang dibutuhkan adalah 5404,1050 kg/jam. Tambahan untuk kebocoran (faktor keamanan) diambil sebesar 30% (Perry dan Green, 1999). Maka kebutuhan uap adalah : Total uap yang dihasilkan ketel = 1,3 x 5404,1050 kg = 705,3365 kg Diperkirakan 80% kondensat dapat digunakan kembali (Evans, 1978), sehingga kondensat yang digunakan kembali adalah : = 80% x 705,3365 kg/jam Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

78 = 560,69 kg/jam 7. Kebutuhan Air Kebutuhan air pada pabrik pembuatan natrium alginat adalah : 1. Kebutuhan air tambahan untuk umpan ketel uap Air yang dibutuhkan = 705, ,69= 1405,0673 kg. Kebutuhan air pendingin Kebutuhan air pendingin adalah sebagai berikut: Tabel 7. Kebutuhan Air Pendingin Nama Alat Jumlah Air (kg) Reaktor II(R-10) 301,1686 Kondensor Kolom Distilasi-1 (E-31) 37779,1909 Pendingin Destilasi 73,8817 Reboiler Destilasi 1578,8900 Total 4453,19 Air pendingin bekas digunakan kembali setelah didinginkan di menara pendingin air. Dengan menganggap terjadi kehilangan air selama proses sirkulasi, maka air tambahan yang diperlukan adalah jumlah air yang hilang karena penguapan, drift loss, dan blowdown. (Perry dan Green, 1999) Air yang hilang karena penguapan dapat dihitung dengan persamaan: W e = 0,00085 W c (T 1 T ) (Perry dan Green, 1999) Di mana: W c = jumlah air masuk menara = 4543,19 kg/jam T 1 = temperatur air masuk = 60 C = 104 F T = temperatur air keluar = 5 C = 77 F Maka, W e = 0, ,19 (104-77) = 165,1096 kg Air yang hilang karena drift loss biasanya 0,1 0, % dari air pendingin yang masuk ke menara air (Perry dan Green, 1999). Ditetapkan drift loss 0, %, maka: W d = 0, ,19 = 84,9063 kg Air yang hilang karena blowdown bergantung pada jumlah siklus sirkulasi air pendingin, biasanya antara 3 5 siklus (Perry dan Green, 1999). Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

79 Ditetapkan 5 siklus, maka: W b = e 165,1096 = = 541,774 kg (Perry dan Green, 1999) SW Sehingga air tambahan yang diperlukan = W e + W d + W b = 165, , ,774 = 791,934 kg Pada proses dibutuhkan air sebagai air proses dan dibutuhkan air untuk berbagai hal yang lain sebagai berikut: 1. Kebutuhan air domestik dan kantor Kebutuhan air domestik untuk tiap orang/shift adalah liter/hari (Metcalf dan Eddy, 1991). Diambil 100 liter/hari = 4,16 = 4 liter/jam ρ air = 1000 kg/m 3 = 1 kg/liter Jumlah karyawan = 137 orang Maka total air domestik = 4, = 570 liter/jam 1 kg/liter = 570 kg/jam. Kebutuhan air laboratorium Kebutuhan air untuk laboratorium adalah liter/hari (Metcalf dan Eddy, 1991), Maka diambil 1800 liter/hari = 75 kg/jam. 3. Kebutuhan air kantin dan tempat ibadah Kebutuhan air untuk kantin dan rumah ibadah adalah liter /hari (Metcalf dan Eddy, 1991), Maka diambil 50 liter/hari =,05 liter/jam ρ air = 1000 kg/m 3 = 1 kg/liter Pengunjung rata rata = 100 orang. Maka total kebutuhan airnya =, = 00 liter/jam 1 kg/liter = 05 kg/jam 4. Kebutuhan air poliklinik Kebutuhan air untuk poliklinik adalah ltr/hari. (Metcalf dan Eddy, 003), Maka diambil 100 ltr/hari = 50 kg/jam Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

80 Tabel 7.3 Pemakaian Air Domestik Nama Tempat Jumlah Air (kg/jam) Per kantoran 570 Laboratorium 75 Kantin dan tempat ibadah 05 Poliklinik 50 Total 900 Sehingga total kebutuhan air yang memerlukan pengolahan awal adalah: = 1405, , = 5096,3605 kg Sumber air untuk pabrik pembuatan natrium alginat ini berasal dari sungai yang ada di sekitar P. Bunyu, Kalimantan Timur. Kualitas air dapat diasumsikan sebagai berikut : Tabel 7.4 Kualitas air sungai Parameter Satuan Kadar Suhu Total Amonia (NH 3 -N) Besi (Fe) Cadmium (Cd) Clorida (Cl) Mangan (Mn) Calcium (Ca) Magnesium (Mg) Oksigen terlarut (O ) Seng (Zn) Sulfat (SO 4 ) Tembaga (Cu) Timbal (Pb) Hardness (CaCO 3 ) Kekeruhan * C mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l NTU 6,6 0,0005 0,4 0, , ,66 >0, ,01 0, ,9 Sumber : Laporan Akhir Bidang Pengendalian Pencemaran Lingkungan, Bapedal Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

81 KALTIM, 006. * nilai kekeruhan diperoleh dari Praswati dkk, laporan penelitian Peningkatan 7.3 Efisiensi Unit Penggunaan Pengolahan Koagulan Air Pada Unit Pengolahan Air dengan sampel air sungai di Kaltim, 008 Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka di lokasi pengambilan air dibangun fasilitas penampungan air (water intake) yang juga merupakan tempat pengolahan awal air sungai. Pengolahan ini meliputi penyaringan sampah dan kotoran yang terbawa bersama air. Selanjutnya air dipompakan ke lokasi pabrik untuk diolah dan digunakan sesuai dengan keperluannya. Pengolahan air di pabrik terdiri dari beberapa tahap, yaitu (Degremont, 1991): 1. Screening. Klarifikasi 3. Filtrasi 4. Demineralisasi 5. Deaerasi Screening Tahap screening merupakan tahap awal dari pengolahan air. Adapun tujuan screening adalah (Degremont, 1991): Menjaga struktur alur dalam utilitas terhadap objek besar yang mungkin merusak fasilitas unit utilitas. Memudahkan pemisahan dan penyingkiran partikel partikel padat yang besar yang terbawa dalam air sungai. Pada tahap ini, partikel yang besar akan tersaring tanpa bantuan bahan kimia. Sedangkan partikel partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air menuju unit pengolahan selanjutnya Klarifikasi Klarifikasi merupakan proses penghilangan kekeruhan di dalam air dengan cara mencampurkannya dengan larutan Al (SO 4 ) 3 dan Na CO 3 (soda abu). Larutan Al (SO 4 ) 3 berfungsi sebagai koagulan utama dan larutan Na CO 3 sebagai bahan koagulan tambahan yaitu berfungsi sebagai bahan pambantu untuk mempercepat pengendapan dan penetralan ph. Pada bak clarifier, akan terjadi proses koagulasi Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

82 dan flokulasi. Tahap ini bertujuan menyingkirkan Suspended Solid (SS) dan koloid (Degremont, 1991) Koagulan yang biasa dipakai adalah koagulan trivalent. Reaksi hidrolisis akan terjadi menurut reaksi : M H O M(OH) H + Dalam hal ini, ph menjadi faktor yang penting dalam penyingkiran koloid. Kondisi ph yang optimum penting untuk terjadinya koagulasi dan terbentuknya flok flok (flokulasi). Dua jenis reaksi yang akan terjadi adalah (Degremont, 1991) : Al (SO 4 ) Na CO 3 + 6H O Al(OH) 3 + 1Na + + 6HCO SO 4 Al (SO 4 ) Na CO 3 + 6H O 4Al(OH) 3 + 1Na CO + 6SO 4 Reaksi koagulasi yang terjadi : Al (SO 4 ) 3 + 3H O + 3Na CO 3 Al(OH) 3 + 3Na SO 4 + 3CO Selain penetralan ph, soda abu juga digunakan untuk menyingkirkan kesadahan permanen menurut proses soda dingin berdasarkan reaksi berikut: (Degremont, 1991): CaSO 4 + Na CO 3 Na SO 4 + CaCO 3 CaCl 4 + Na CO 3 NaCl + CaCO 3 Selanjutnya flok flok mengendap ke dasar clarifier karena gaya gravitasi, sedangkan air jernih akan keluar secara melimpah (overflow) yang selanjutnya masuk ke penyaring pasir (sand filter) untuk penyaringan. Pemakaian larutan alum umumnya hingga 50 ppm terhadap jumlah air yang akan diolah, sedangkan perbandingan pemakaian alum dan soda abu = 1 : 0,54 (Crities, 004). Perhitungan alum dan soda abu yang diperlukan : Total kebutuhan air = 5096,3605 kg Pemakaian larutan alum = 50 ppm Pemakaian larutan soda abu = 0,54 50 = 7 ppm Larutan alum Al (SO 4 ) 3 yang dibutuhkan = ,3605 = 0,548 kg Larutan abu soda Na CO 3 yang dibutuhkan = ,3605 = 0,1376 kg Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

83 7.3.3 Filtrasi Filtrasi dalam pemurnian air merupakan operasi yang sangat umum dengan tujuan menyingkirkan flok dan koagulan yang masih terikut bersama air (Metcalf dan Eddy, 1991). Material yang digunakan sebagai medium filtrasi dapat bermacam macam : pasir, antrasit (crushed anthracite coal), karbon aktif granular (Granular Carbon Active atau GAC), karbon aktif serbuk (Powdered Carbon Active atau PAC) dan batu garnet. Penggunaan yang paling umum dipakai di Afrika dan Asia adalah pasir dan gravel sebagai bahan filter utama, menimbang tipe lain cukup mahal (Kawamura, 1991). Unit filtrasi dalam pabrik pembuatan natrium alginat menggunakan media filtrasi granular (Granular Medium Filtration) sebagai berikut : 1. Lapisan atas terdiri dari pasir hijau (green sand). Lapisan ini bertujuan memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut bersama air. Lapisan yang digunakan setinggi 4 in (60,96 cm).. Untuk menghasilkan penyaringan yang efektif, perlu digunakan medium berpori misalnya antrasit atau marmer. Untuk beberapa pengolahan dua tahap atau tiga tahap pada pengolahan effluent pabrik, perlu menggunakan bahan dengan permukaan luar pori yang besar dan daya adsorpsi yang lebih besar, seperti Biolite, pozzuolana ataupun Granular Active Carbon/GAC) (Degremont, 1991). Pada pabrik ini, digunakan antrasit setinggi 1,5 in (31,75 cm). 3. Lapisan bawah menggunakan batu kerikil / gravel setinggi 7 in (17,78 cm) (Metcalf dan Eddy, 1991). Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan. Selama pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan regenerasi secara berkala dengan cara pencucian balik (back washing). Dari sand filter, air dipompakan ke menara air sebelum didistribusikan untuk berbagai kebutuhan. Untuk air domestik, laboratorium, kantin, dan tempat ibadah, serta poliklinik, dilakukan proses klorinasi, yaitu mereaksikan air dengan klor untuk membunuh kuman kuman di dalam air. Klor yang digunakan biasanya berupa kaporit, Ca(ClO). Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

84 Perhitungan kebutuhan kaporit, Ca(ClO) : Total kebutuhan air yang memerlukan proses klorinasi = 857,7 kg/jam Kaporit yang digunakan direncanakan mengandung klorin 70 % Kebutuhan klorin = ppm dari berat air Total kebutuhan kaporit = ( )/0,7 = 0,006 kg/jam Demineralisasi Air untuk umpan ketel dan proses harus murni dan bebas dari garam-garam terlarut. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi, dimana alat demineralisasi dibagi atas : a. Penukar kation Penukar kation berfungsi untuk mengikat logam logam alkali dan mengurangi kesadahan air yang digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran antara kation Ca, Mg, dan Mn yang larut dalam air dengan kation hidrogen dari resin. Resin yang digunakan bertipe gel dengan merek IR (Lorch, 1981). Reaksi yang terjadi : H + R + Ca + Ca + R + H + H + R + Mg + Mg + R + H + H + R + Mn + Mn + R + H + Untuk regenerasi dipakai H SO 4 dengan reaksi : Ca + R + H SO 4 CaSO 4 + H + R Mg + R + H SO 4 MgSO 4 + H + R Mn + R + H SO 4 MnSO 4 + H + R Perhitungan Kesadahan Kation : Air sungai mengandung kation Fe +,Cd +,Mn +,Ca +,Mg +,Zn +,Cu + dan Pb + masing-masing 0,4 ppm, 0,03 ppm, 0,08 ppm, 45 ppm, 8 ppm, 0,0004 ppm, 0,01 dan 0,648 ppm (Tabel 7.4). 1 gr/gal = 17,1 ppm Total kesadahan kation = 0,4 + 0,03 + 0, , ,01 + 0,648 = 74,1194 ppm / 17,1 Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

85 = 4,3345 gr/gal Jumlah air yang diolah = 1405,0673 kg/jam 1405,0673 kg/jam = 64,17 gal/m 3 997,045 kg/m = 37,7871 gal/jam Kesadahan air = 4,3345 gr/gal 37,7871 gal/jam 4 jam/hari = 38780,0054 gr/hari = 38,78001 kg/hari 3 Perhitungan ukuran Cation Exchanger : Jumlah air yang diolah = 37,7871 gal/jam = 6,131 gal/menit Dari Tabel 1.4, Nalco Water Treatment (1988) diperoleh data data sebagai berikut : - Diameter penukar kation = ft - Luas penampang penukar kation = 3,14 ft - Jumlah penukar kation = 1 unit Volume Resin yang Diperlukan Total kesadahan air = 38,78001 kg/hari Dari Tabel 1., Nalco (1988) diperoleh : - Kapasitas resin = 0 kg/ft 3 - Kebutuhan regenerant = 6 lb H SO 4 /ft 3 resin Jadi, 38,78001 kg/hari Kebutuhan resin = 3 30 kg/ft Tinggi resin = 1,939 3,14 = 1,939ft 3 /hari = 0,6175 ft Tinggi minimum resin adalah 30 in =,5 ft (Tabel 1.4, Nalco, 1988) Sehingga volume resin yang dibutuhkan =,5 ft 3,14 ft = 7,85 ft 3 Waktu regenerasi = 7,85 ft 3 0 kg/ft 37,78001 kg/hari 3 = 4,0485 hari = 97,1635 jam 3 6 lb/ft Kebutuhan regenerant H SO 4 = 38,78001 kg/hari 3 0 kg/ft = 11,634 lb/hari = 5,7715 kg/hari = 0,199 kg/jam Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

86 b. Penukar anion Penukar anion berfungsi untuk menukar anion negatif yang terdapat dalam air dengan ion hidroksida dari resin. Resin yang digunakan bermerek IRA 410. Resin ini merupakan kopolimer stirena DVB (Lorch,1981). Reaksi yang terjadi: - ROH + SO 4 R SO 4 + OH - ROH + Cl - RCl + OH - Untuk regenerasi dipakai larutan NaOH dengan reaksi: R SO 4 + NaOH Na SO 4 + ROH RCl + NaOH NaCl + ROH Perhitungan Kesadahan Anion : Air sungai mengandung Anion Cl -, SO - 4, CO - 3, masing-masing 60 ppm, 4 ppm, dan 95 ppm (Tabel 7.4). 1 gr/gal = 17,1 ppm Total kesadahan anion = = 197 ppm / 17,1 = 11,505 gr/gal Jumlah air yang diolah = 1405,0673 kg/jam 1405,0673 kg/jam = 64,17 gal/m 3 997,045 kg/m 3 Kesadahan air = 37,7871 gal/jam = 11,505 gr/gal 37,7871 gal/jam 4 jam/hari = 10307,3545 gr/hari = 103,0735 kg/hari Perhitungan Ukuran Anion Exchanger : Jumlah air yang diolah = ,9606 gal/jam = 9,137 gal/menit Dari Tabel 1.4, Nalco (1988) diperoleh : - Diameter penukar anion = ft - Luas penampang penukar anion = 3,14 ft - Jumlah penukar anion = 1 unit Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

87 Volume resin yang diperlukan : Total kesadahan air = 103,0735 kg/hari Dari Tabel 1.7, Nalco, 1988, diperoleh : - Kapasitas resin = 1 kg/ft 3 - Kebutuhan regenerant = 5 lb NaOH/ft 3 resin Jadi, 103,0735 kg/hari Kebutuhan resin = = 8,5894 ft 3 /hari 3 1 kg/ft 8,5894 Tinggi resin = =,7355 ft 3,14 Tinggi minimum resin adalah 30 in =,5 ft (Nalco, 1988) Volume resin =,5 ft x 3,14 ft = 7,85 ft 3 Waktu regenerasi 3 3 7,85 ft x 1 kgr/ft = 103,0735 kg/hari = 0,9139 hari = 1,9341 jam 3 5 lb/ft Kebutuhan regenerant NaOH = 103,0735 kg/hari x 3 1 kg/ft Deaerator = 4,9468 lb/hari = 0,8117 kg/jam Deaerator berfungsi untuk memanaskan air yang keluar dari alat penukar ion (ion exchanger) dan kondensat bekas sebelum dikirim sebagai air umpan ketel. Pada deaerator ini, air dipanaskan hingga 80 C supaya gas gas yang terlarut dalam air, seperti O dan CO dapat dihilangkan, sebab gas gas tersebut dapat menyebabkan korosi. Pemanasan dilakukan dengan menggunakan koil pemanas di dalam deaerator. 7.4 Kebutuhan Listrik Perincian perencanaan kebutuhan listrik diperkirakan sebagai berikut : Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

88 1. Unit proses = hp Tabel 7.4 perincian kebutuhan listrik pada unit proses No. Pemakaian Daya (hp) 1. Motor 35. Pompa Total Unit utilitas = 64,5 hp Tabel 7.5 perincian kebutuhan listrik pada unit proses No. Pemakaian Daya (hp) 1. Motor 5. Pompa 15 Total Ruang kontrol dan laboratorium = 45 hp 4. Bengkel = 35 hp 5. Penerangan dan perkantoran = 40 hp Total kebutuhan listrik = = hp 0,7457 kw/hp = 10969,47 kw Efisiensi generator 80 %, maka: Daya output generator = 10969,47 / 0,8 = ,5588 kw Dipakai unit diesel generator AC 14 mw, 0-60 Volt, 50 Hz (1 unit cadangan) 7.5 Kebutuhan Bahan Bakar Kebutuhan bahan bakar adalah : 1. Untuk bahan bakar generator Nilai bakar solar = btu/lb (Perry dan Green,1999) Densitas solar = 0,89 kg/l (Perry dan Green,1999) btu/det Daya yang dibutuhkan = ,5588 kw 0, kw = ,55 btu/jam Jumlah solar yang dibutuhkan untuk bahan bakar generator adalah : det jam Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

89 ,55 btu/jam kg = 0, btu/lb lb = 1.068,5387 kg/jam 1.068,5387 kg/jam = 0,89 kg/l = 1.00,6053liter/jam. Untuk bahan bakar ketel uap A. Total panas steam keluar Enthalpy saturated steam (150 C; 4,76 bar); H v =.113, kj/kg (Reklaitis, 1983) Maka panas keluar boiler = 705,3365 kg/jam.113, kj/kg = ( ,09 kj/jam) / (1,05506 kj/btu) = ,8 Btu/jam B. Panas yang masuk boiler B.1 Enthalpy condensat (150 C; 4,76 bar); H l = 63,1 kj/kg (Reklaitis, 1983) Maka panas kondensat (150 C; 4,76 bar) masuk boiler = Massa kondensat H l = 560,69 kg/jam 63,1 kj/kg = 35557,161 kj/jam B. Panas air tambahan umpan boiler Jumlah air tambahan umpan boiler = 1405,0673 kg/jam = 78,0593 kmol/jam = Total panas air tambahan N H 363,15 O Cp( l) dt 98,15 = (6,7356 kmol/jam) x [1,8964E ,7118E-01(363,15-98,15) - 1,33878E-03(363,15-98,15) + 1,3144E-06(363,15-98,15) 3 kj/kmol K] = (78,0593 kmol/jam) (43,6886 kj/kmol) = 3410,3013 kj/jam Total panas masuk boiler = (35557, ,3013) kj/jam Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

90 = ,46 kj/jam = ,808 Btu/jam Maka total panas yang dibutuhkan boiler = Panas keluar Panas masuk = ( , ,808) Btu/jam = ,01 Btu/jam Efisiensi ketel uap = 75 % Panas yang harus disuplai ketel = ,01 Btu/jam / 0,75 = ,6 Btu/jam Nilai bakar solar = Btu/lb m (Perry dan Green, 1999) Jumlah bahan bakar = ( ,6 Btu/jam) / ( Btu/lb m ) = 718,4138 lb m /jam 0,45359 kg/lb m = 35,8653 kg/jam Kebutuhan solar boiler = 35,8653 kg / jam 0,89 kg / ltr = 366,1408 ltr/jam Total kebutuhan solar = (366, ,6053)ltr/jam =1.566,7461 ltr/jam 7.6 Spesifikasi Peralatan Utilitas Screening (SC) Fungsi : Menyaring partikel-partikel padat yang besar yang terikut bersama air Jenis Jumlah : Bar screen : 1 unit Bahan konstruksi : Stainless steel Ukuran screening : Panjang Lebar = m = m Ukuran bar : Lebar = 5 mm Tebal = 0 mm Bar clear spacing : 0 mm Slope : 30 Jumlah bar : 50 buah Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

91 7.6. Pompa Screening (PU-01) Fungsi : Memompa air dari sungai ke bak sedimentasi (BS) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 Bahan konstruksi : Commercial steel Kapasitas : 0,050 ft 3 /s Daya motor : ½ hp Bak Sedimentasi (BS) Fungsi Jumlah Jenis Aliran : Untuk mengendapkan lumpur yang terikut bersama air : 1 unit : Grift Chamber Sedimentation Bahan kontruksi : Beton kedap air Kondisi operasi Bentuk Panjang Lebar Tinggi : Horizontal sepanjang bak sedimentasi : Temperatur 5 C dan tekanan 1 atm : Bak dengan dua daerah persegi panjang : ft : ft : 8 ft Waktu retensi : 10,6 menit Pompa Bak Sedimentasi (PU-0) Fungsi Jenis Jumlah : 1 : Memompa air dari bak sedimentasi ke Clarifier (CL) : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial steel Kapasitas : 0,05 ft 3 /s Daya motor : ½ 5hp Tangki Pelarutan Alum [Al (SO 4 ) 3 ] (TP-01) Fungsi : Tempat larutan alum [Al (SO 4 ) 3 ] Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 83 grade C Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

92 Kondisi pelarutan : Temperatur 8 C dan tekanan 1 atm Jumlah : 1 unit Kapasitas : 0,5384 m 3 Diameter : 0,7704 m Tinggi : 1,1557m Jenis pengaduk Jumlah baffle Daya motor : Flat 6 blade turbin impeller : 4 buah : ½ hp Pompa Alum [Al (SO 4 ) 3 ] (PU-03) Fungsi Jenis : Memompa larutan alum dari tangki pelarutan alum (TP-01) ke clarifier (CL) : Pompa injeksi Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kapasitas : 1,834 x 10 6 ft 3 /s Daya motor : ½ hp Tangki Pelarutan Soda Abu [Na CO 3 ] (TP-0) Fungsi : Tempat larutan soda abu (Na CO 3 ) Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 83 grade C Kondisi pelarutan : Temperatur 8 C dan tekanan 1 atm Jumlah : 1 unit Kapasitas : 0,489 m 3 Diameter Tinggi Jenis pengaduk Jumlah baffle Daya motor : 0,6333 m : 0,95 m : Flat 6 blade turbin impeller : 4 buah : ½ hp Pompa Soda Abu [Na CO 3 ] (PU-04) Fungsi Jenis : Memompa larutan soda abu dari tangki pelarutan soda abu ke clarifier : Pompa injeksi Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

93 Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kapasitas : 1,0 x 10-6 ft 3 /s Daya motor Clarifier (CL) Fungsi Tipe Bentuk : ½ hp : Memisahkan endapan (flok-flok) yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu : External Solid Recirculation Clarifier : Circular desain Bahan konstruksi : Carbon steel SA-83 grade C Kondisi operasi Jumlah : Temperatur 8 C dan tekanan 1 atm : 1 unit Kapasitas air : 5,1194 m 3 Diameter Tinggi Kedalaman air Daya motor : 1,8058 m : 5,018 m : 6 m : ½ hp Pompa Clarifier (PU-05) Fungsi Jenis Jumlah : 1 : Memompa air dari clarifier ke tangki filtrasi : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial steel Kapasitas : 0,05ft 3 /s Daya motor : ½ hp Tangki Filtrasi (TF) Fungsi Bentuk Bahan konstruksi Kondisi operasi Jumlah : Menyaring partikel-partikel yang masih terbawa dalam air yang keluar dari clarifier : Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal : Carbon steel SA-83 grade C : Temperatur 8 C dan tekanan 1 atm : 1 unit Kapasitas : 1,797 m 3 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

94 Diameter sand filter Tinggi sand filter : 0,9545 m :,8635 m Tebal tangki : ¼ in Pompa Tangki Filtrasi (PU-06) Fungsi Jenis Jumlah : Memompa air dari tangki filtrasi ke tangki utilitas-01 : Pompa sentrifugal : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kapasitas : 0,05 ft 3 /s Daya motor : ½ hp Menara Air/ Tangki Utilitas - 01 (TU-01) Fungsi Bentuk : Menampung air untuk didistribusikan : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-83 grade C Kondisi operasi Jumlah : Temperatur 8 C dan tekanan 1 atm : 1 unit Kapasitas : 73,7117 m 3 Diameter Tinggi Tebal dinding : 4,71 m : 5,15 m : ¼ in Pompa Cation Exchanger (PU-07) Fungsi Jumlah : Memompa air dari tangki utilitas-01 ke cation exchanger Jenis : Pompa sentrifugal : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kapasitas : 0,0138 ft 3 /s Daya motor : ½ hp Tangki Pelarutan H SO 4 (TP-03) Fungsi Bentuk : Membuat larutan asam sulfat. : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Low Alloy Steel SA 03 grade A Kondisi pelarutan : temperatur 8 C dan tekanan 1 atm Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

95 Jumlah : 1 unit Kapasitas :,983 m 3 Diameter : 1,5059 m Tinggi :,0079 m Jenis pengaduk : Flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Daya motor : ½ hp Pompa H SO 4 (PU-10) Fungsi : Memompa larutan asam sulfat dari tangki pelarutan asam sulfat ke penukar kation (cation exchanger) Jenis : Pompa injeksi Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kapasitas : x 10-6 ft 3 /s Daya motor : ½ hp Penukar Kation / Cation Exchanger (CE) Fungsi Bentuk Bahan konstruksi : Mengikat kation yang terdapat dalam air umpan ketel : Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal : Carbon steel SA-83 grade C Kondisi penyimpanan : Temperatur 8 C dan tekanan 1 atm Jumlah : 1 unit Resin yang digunakan : IRR-1 Silinder : - Diameter : 0,6096m - Tinggi : 3 ft - Tebal : 1/8 in Tutup : - Diameter : ft - Tinggi : 0,5 ft - Tebal : 1/8 in Pompa Cation Exchanger (PU-11) Fungsi : Memompa air dari cation exchanger ke anion exchanger Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

96 Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 Bahan konstruksi : Commercial steel Kapasitas : 0,0138 ft 3 /s Daya motor : ½ hp Tangki Pelarutan Natrium Hidroksida [NaOH] (TP-04) Fungsi Bentuk Bahan konstruksi Kondisi pelarutan Jumlah : 1 unit Kapasitas : 9,648 m 3 Diameter Tinggi Tebal Jenis pengaduk : Tempat membuat larutan NaOH : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar : Carbon Steel SA 83 grade C : Temperatur 8 C dan tekanan 1 atm :,139 m : 3,085 m : ¼ in : Flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Daya motor : 19 hp Pompa NaOH (PU-1) Fungsi : Memompa larutan natrium hidroksida dari tangki Jenis Bahan konstruksi Jumlah pelarutan ke penukar anion (anion exchanger) : Pompa injeksi : Commercial steel : 1 unit Kapasitas : 5, x 10-6 ft 3 /s Daya motor : 1 / hp Penukar Anion / Anion Exchanger (AE) Fungsi : Mengikat anion yang terdapat dalam air umpan ketel Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

97 Bahan konstruksi : Carbon steel SA-83 grade C Kondisi penyimpanan : Temperatur 8 C dan tekanan 1 atm Jumlah : 1 unit Resin yang digunakan : IRA-410 Silinder : - Diameter : ft - Tinggi : 3 ft - Tebal : 1/8 in Tutup : - Diameter : ft 7.6. Pompa Anion Exchanger (PU-13) Fungsi Jenis Jumlah : 1 Bahan konstruksi - Tinggi : 0,5 ft - Tebal : 1/8 in : Memompa air dari anion exchanger ke deaerator : Pompa sentrifugal : Commercial steel Kapasitas : 0,0138 ft 3 /s Daya motor Deaerator (DE) Fungsi Bentuk Bahan konstruksi Kondisi operasi Jumlah : ½ hp : Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air umpan ketel : Silinder horizontal dengan tutup ellipsoidal : Carbon steel SA-83, Grade C : Temperatur 90 C dan tekanan 1 atm : 1 unit Kapasitas : 03,076 m 3 Silinder : - Diameter : 5,558 m - Tinggi : 8,3369 m - Tebal : ½ in Tutup : - Diameter : 5,558 m Pompa Deaerator (PU-17) - Tinggi : 1,3895 m - Tebal : ½ in Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

98 Fungsi : Memompa air dari deaerator ke ketel uap Jenis : Pompa rotari tipe internal-gear pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kapasitas : 0,0069 ft 3 /s Daya motor : ½ hp Ketel Uap (KU) Fungsi Jenis Bahan konstruksi Jumlah Kapasitas Panjang tube Diameter tube Jumlah tube : Menyediakan uap untuk keperluan proses : Ketel pipa air : Carbon steel : 1 unit : ,8 kj/jam : 30 ft : 3 in : 153 buah Pompa Air Pendingin (PU-08) Fungsi : Memompa air dari tangki utilitas (TU-01) ke titik temu air pendingin dari cooling tower Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kapasitas : 0,075 ft 3 /s Daya motor : ½ hp Pompa Tangki Utilitas-01 (PU-09) Fungsi Jenis Jumlah Bahan konstruksi Kapasitas : 0,00887 ft 3 /s Daya motor : ½ hp : Memompa air dari tangki utilitas-01 ke tangki utilitas-0 : Pompa sentrifugal : 1 unit : Commercial steel Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

99 7.6.8 Tangki Utilitas -0 (TU-0) Fungsi Bentuk Bahan konstruksi Kondisi operasi Jumlah : Menampung air yang telah diolah untuk keperluan air domestik : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar : Carbon steel SA-83 grade C : Temperatur 8 C dan tekanan 1 atm : 1 unit Kapasitas : 6,0346 m 3 Diameter Tinggi Tebal dinding :,80373 m : 4,056 m : ¼ in Tangki Pelarutan Kaporit (TP-05) Fungsi : Membuat larutan kaporit [Ca(ClO) ] Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Plate Steel SA 167, Tipe 304 Kondisi pelarutan Jumlah : Temperatur 8 C dan tekanan 1 atm : 1 unit Kapasitas : 0,0057 m 3 Diameter Tinggi Jenis pengaduk Jumlah baffle Daya motor : 0,1855 m : 0,7788 m : Flat 6 blade turbin impeller : 4 buah : ½ hp Pompa Kaporit (PU-14) Fungsi Jenis Jumlah : 1 Bahan konstruksi Jumlah : Memompa larutan kaporit dari tangki pelarutan kaporit ke tangki utilitas-0 : Pompa injection : Commercial steel : 1 unit Kapasitas : ft 3 /s Daya motor : 0,5 hp Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

100 Pompa Air Domestik (PU-15) Fungsi Jenis Jumlah Bahan konstruksi : Memompa air dari tangki utilitas -0 ke kebutuhan domestik : Pompa sentrifugal : 1 unit : Commercial steel Kapasitas : 0,00887 ft 3 /s Daya motor : 1 hp Menara Pendingin Air /Water Cooling Tower (CT) Fungsi Jenis Bahan konstruksi : Mendinginkan air pendingin bekas dari temperatur 60 C menjadi 8 C : Mechanical Draft Cooling Tower : Carbon Steel SA 53 Grade B Kondisi operasi : Suhu air masuk menara = 60 C = 140 F Jumlah Kapasitas Suhu air keluar menara = 8 C = 8,4 F : 1 unit : 43,1768m 3 /jam Luas menara : 18,496 ft Daya fan Tinggi menara : 0,7377 hp :,5058 m Pompa Menara Pendingin Air (PU-16) Fungsi Jenis Jumlah Bahan konstruksi : Memompa air pendingin dari menara pendingin air (CT) ke unit proses pendingin air : Pompa sentrifugal : 6 unit : Commercial steel Kapasitas : 0,4183ft 3 /s Daya motor : hp Tangki Bahan Bakar (TB) Fungsi Bentuk : Menampung bahan bakar solar sebelum didistribusikan ke ketel uap dan generator : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

101 Bahan konstruksi : Carbon steel SA-83 grade C Kondisi operasi : Temperatur 8 C dan tekanan 1 atm Jumlah : 1 unit Kapasitas : 5,6048 m 3 Diameter : 6,09 m Tinggi : 7,4508m Tebal dinding : ½ in Pompa Bahan Bakar untuk Ketel Uap (PU-18) Fungsi Jenis Jumlah Bahan konstruksi : Memompa solar dari tangki bahan bakar ke ketel uap : Pompa sentrifugal : 1 unit : Commercial steel Kapasitas : 0,0036 ft 3 /s Daya motor : ½ hp Pompa Bahan Bakar untuk Generator (PU-19) Fungsi Jenis Jumlah Bahan konstruksi : Memompa solar dari tangki bahan bakar ke generator : Pompa sentrifugal : 1 unit : Commercial steel Kapasitas : 0,0118 ft 3 /s Daya motor : ½ hp Bak Penampungan (BP) Fungsi Jumlah Bahan kontruksi : Tempat menampung air buangan sementara : unit : Beton kedap air Waktu penampungan air buangan : 15 hari Kondisi operasi Volume :.316,8044 m 3 Panjang bak Lebar bak Tinggi bak : Temperatur 8 C dan tekanan 1 atm : 16,6716 m : 8,3358 m : 16,6716 m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

102 Bak Pengendapan Awal (TS-01) Fungsi Jumlah Bahan kontruksi Waktu tinggal air Kondisi operasi : Menghilangkan padatan dengan cara pengendapan : 1 unit : Beton kedap air : jam Volume : 115,3769 m 3 Panjang bak Lebar bak Tinggi bak Bak Netralisasi (TN) Fungsi Jumlah Bahan kontruksi Waktu tinggal air Kondisi operasi : Temperatur 8 C dan tekanan 1 atm : 6,1336 m : 3,0668 m : 6,1336 m : Tempat menetralkan ph air limbah : 1 unit : Beton kedap air : 1 hari = 4 jam Volume : 347,507 m 3 Panjang bak Lebar bak Tinggi bak Tangki Aerasi (TA) Fungsi Jumlah Bahan kontruksi : Temperatur 8 C dan tekanan 1 atm : 8,8580 m : 4,490 m : 8,8580 m : Tempat mengolah air limbah dengan menggunakan sistem Activated Sludge : 1 unit : Beton kedap air Waktu tinggal aerator : 38,574 hari Kondisi operasi Volume : 16.87,799 m 3 Panjang tangki aerasi : 15 m Lebar tangki aerasi : Temperatur 8 C dan tekanan 1 atm : 10 m Tinggi tangki aerasi : 11,9819 m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

103 Tangki Sedimentasi (TS) Fungsi : Mengendapkan flok biologis dari tangki aerasi dan sebagian diresirkulasi kembali ke tangki aerasi Jumlah : 1 unit Bahan kontruksi : Beton kedap air Waktu tinggal air : jam Kondisi operasi : Temperatur 8 C dan tekanan 1 atm Kecepatan overflow maksimum : 33 m 3 /m.hari Volume tangki : 140,1438 m 3 Luas tangki : 51,166 m 3 Diameter tangki : 8,0734 m Kedalaman tangki :,7390 m Generator Listrik (GEN) Fungsi : Menghasilkan energi listrik untuk kebutuhan unit-unit proses, unit-unit utilitas, ruang kontrol dan laboratorium, bengkel, penerangan dan perkantoran, serta perumahan karyawan Jenis : Generator AC Jumlah : unit Bahan bakar : solar Daya listrik : 14 mw, 0-60 Volt, 50 Hz Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

104 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK Susunan peralatan dan fasilitas dalam rancangan proses merupakan syarat penting dalam mempersiapkan biaya sebelum mendirikan pabrik atau untuk design yang meliputi design perpipaan, fasilitas bangunan fisik, tata letak peralatan dan kelistrikan. Lokasi suatu pabrik merupakan bagian penting untuk mempengaruhi kedudukan pabrik dalam persaingan. Penentuan lokasi pabrik yang tepat tidak semudah yang diperkirakan, banyak faktor yang dapat mempengaruhinya. Idealnya, lokasi yang dipilih harus dapat memberikan keuntungan untuk jangka panjang dan dapat memberikan kemungkinan untuk memperluas pabrik. Lokasi pabrik yang baik akan menentukan hal-hal sebagai berikut : a. Kemampuan untuk melayani konsumen dengan memuaskan b. Kemampuan untuk mendapatkan bahan mentah yang berkesinambungan dan harganya sampai di tempat cukup murah c. Kemudahan untuk mendapatkan tenaga karyawan Oleh karena itu, pemilihan tempat bagi berdirinya suatu pabrik harus memperhatikan beberapa faktor yang berperan yaitu faktor primer dan faktor sekunder. A. Faktor Primer / Utama Faktor ini secara langsung mempengaruhi tujuan utama dari usaha pabrik yaitu meliputi produksi dan distribusi produk yang diatur menurut macam dan kualitasnya. Yang termasuk dalam faktor utama adalah (Peter dan Timmerhaus, 004) : 1. Letak pasar Pabrik yang letaknya dekat dengan pasar dapat lebih cepat melayani konsumen, sedangkan biayanya juga lebih rendah terutama biaya angkutan.. Letak sumber bahan baku Idealnya, sumber bahan baku tersedia dekat dengan lokasi pabrik. Hal ini lebih menjamin penyediaan bahan baku, setidaknya dapat mengurangi keterlambatan penyediaan bahan baku, terutama untuk bahan baku yang berat. Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

105 Hal hal yang perlu diperhatikan mengenai bahan baku adalah : a. Lokasi sumber bahan baku b. Besarnya kapasitas sumber bahan baku dan berapa lama sumber tersebut dapat diandalkan pengadaannya c. Cara mendapatkan bahan baku tersebut dan cara transportasinya d. Harga bahan baku serta biaya pengangkutan e. Kemungkinan mendapatkan sumber bahan baku yang lain 3. Fasilitas pengangkutan Pertimbangan pertimbangan kemungkinan untuk pengangkutan bahan baku dan produk menggunakan angkutan gerbong kereta api, truk, angkutan melalui sungai dan laut dan juga angkutan melalui udara yang sangat mahal. 4. Tenaga kerja Tersedianya tenaga kerja menurut kualifikasi tertentu merupakan faktor pertimbangan pada penetapan lokasi pabrik tetapi tenaga terlatih atau skilled labor di daerah setempat tidak selalu tersedia. Jika didatangkan dari daerah lain diperlukan peningkatan upah atau penyediaan fasilitas lainnya sebagai daya tarik. 5. Pembangkit tenaga listrik Pabrik yang menggunakan tenaga listrik yang besar akan memilih lokasi yang dekat dengan sumber tenaga listrik. B. Faktor Sekunder Yang termasuk ke dalam faktor sekunder antara lain adalah : 1. Harga tanah dan gedung Harga tanah dan gedung yang murah merupakan daya tarik tersendiri. Perlu dikaitkan dengan rencana jangka panjang. Jika harga tanah mahal mungkin hanya dapat diperoleh luasan tanah yang terbatas, sehingga perlu dipikirkan untuk membuat bangunan bertingkat walaupun pembangunan gedungnya lebih mahal.. Kemungkinan perluasan Perlu diperhatikan apakah perluasan di masa yang akan datang dapat dikerjakan di satu tempat atau perlu lokasi lain, apakah di sekitar sudah banyak pabrik lain. Hal ini menjadi masalah tersendiri dalam hal perluasan pabrik di masa mendatang. Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

106 3. Fasilitas servis Terutama untuk pabrik kimia yang relatif kecil yang tidak memiliki bengkel sendiri. Perlu dipelajari adanya bengkel bengkel di sekitar daerah tersebut yang mungkin diperlukan untuk perbaikan alat alat pabrik. Perlu juga dipelajari adanya fasilitas layanan masyarakat, misalnya rumah sakit umum, sekolah sekolah, tempat tempat ibadah, tempat tempat kegiatan olahraga, tempat tempat rekreasi, dan sebagainya. Untuk pabrik yang besar, mungkin beberapa fasilitas tersebut dapat dilayani sendiri walaupun merupakan beban tambahan. Keuntungannya, selain merupakan daya tarik bagi para pekerja, juga membantu penjagaan kesehatan fisik dan mental sehingga efisiensi kerja dapat tetap dipertahankan. 4. Fasilitas finansial Perkembangan perusahaan dibantu oleh fasilitas finansial, misalnya adanya pasar modal, bursa, sumber sumber modal, bank, koperasi simpan pinjam, dan lembaga keuangan lainnya. Fasilitas tersebut akan lebih membantu untuk memberikan kemudahan bagi suksesnya usaha pengembangan pabrik. 5. Persediaan air Suatu jenis pabrik memerlukan sejumlah air yang cukup banyak, misalnya pabrik kertas. Karena itu, di daerah lokasi diperlukan adanya sumber air yang kemungkinan diperoleh dari air sungai, danau, sumur (air tanah), atau air laut. 6. Peraturan daerah setempat Peraturan daerah setempat perlu dipelajari terlebih dahulu, mungkin terdapat beberapa persyaratan atau aturan yang berbeda dengan daerah lain. 7. Masyarakat daerah Sikap, tangggapan dari masyarakat daerah terhadap pembangunan pabrik perlu diperhatikan dengan seksama, karena hal ini akan menentukan perkembangan pabrik di masa yang akan datang. Keselamatan dan keamanan masyarakat perlu dijaga dengan baik. Hal ini merupakan suatu keharusan sebagai sumbangan kepada masyarakat. 8. Iklim di daerah lokasi Suatu pabrik ditinjau dari segi teknik, adakalanya membutuhkan kondisi operasi misalnya kelembaban udara, panas matahari, dan sebagainya. Hal ini berhubungan dengan kegiatan pengolahan, penyimpanan bahan baku atau produk. Disamping itu, Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

107 iklim juga mempengaruhi gairah kerja dan moral para karyawan. Keaktifan kerja karyawan dapat meningkatkan hasil produksi. 9. Keadaan tanah Sifat sifat mekanika tanah dan tempat pembangunan pabrik harus diketahui. Hal ini berhubungan dengan rencana pondasi untuk alat alat, bangunan gedung, dan bangunan pabrik. 10. Perumahan Bila di sekitar daerah lokasi pabrik telah banyak perumahan, selain lebih membuat kerasan para karyawan juga dapat meringankan investasi untuk perumahan karyawan. 11. Daerah pinggiran kota Daerah pinggiran kota dapat menjadi lebih menarik untuk pembangunan pabrik. Akibatnya dapat timbul aspek desentralisasi industri. Alasan pemilihan daerah lokasi di pinggiran kota antara lain : Upah buruh relatif rendah Harga tanah lebih murah Servis industri tidak terlalu jauh dari kota 8.1 Lokasi Pabrik Secara geografis, penentuan lokasi pabrik sangat menentukan kemajuan serta kelangsungan dari suatu industri kini dan pada masa yang akan datang karena berpengaruh terhadap faktor produksi dan distribusi dari pabrik yang didirikan. Pemilihan lokasi pabrik harus tepat berdasarkan perhitungan biaya produksi dan distribusi yang minimal serta pertimbangan sosiologi dan budaya masyarakat di sekitar lokasi pabrik (Timmerhause, 004). Berdasarkan faktor-faktor tersebut, maka Pabrik Pembuatan DMC ini direncanakan berlokasi di daerah Pulau Bunyu, Kalimantan Timur. Dasar pertimbangan dalam pemilihan lokasi pabrik adalah : a. Bahan baku Bahan baku direncanakan diperoleh dari pabrik disekitarnya Pulau Bunyu. Misalnya metanol diperoleh dari PT. Medco. Selain itu, bahan baku rumput laut juga dapat diperoleh dari petani rumput laut yang ada di Pulau Bunyu, Kalimantan Timur. Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

108 b. Transportasi Pembelian bahan baku dan penjualan produk dapat dilakukan melalui jalan darat maupun laut. Lokasi yang dipilih dalam rencana pendirian pabrik ini merupakan kawasan industri gas, yang telah memiliki sarana pelabuhan dan pengangkutan darat sehingga pembelian bahan baku dan pelemparan produk dapat dilakukan melalui jalan darat maupun laut. c. Pemasaran Kebutuhan natrium alginat terus menunjukan peningkatan dari tahun ke tahun dengan semakin banyaknya industri kimia berbasis natrium alginat sehingga pemasarannya tidak akan mengalami hambatan. Letak pulau Bunyu yang terletak di Laut Sulawesi sangat strategis karena dekat dengan lokasi pemasaran seperti China, Korea, Taiwan. Selain itu daerah ini merupakan daerah industri sehingga produknya dapat dipasarkan kepada pabrik yang membutuhkannya di kawasan industri tersebut atau kepada pabrik lain yang ada di Indonesia. d. Kebutuhan air Air yang dibutuhkan dalam proses diperoleh dari sungai yang ada di Pulau Bunyu yang mengalir di sekitar pabrik untuk proses, sarana utilitas dan keperluan rumah tangga e. Kebutuhan tenaga listrik dan bahan bakar Dalam pendirian suatu pabrik, tenaga listrik dan bahan bakar adalah faktor penunjang yang paling penting. Pembangkit listrik utama untuk pabrik adalah menggunakan generator diesel yang bahan bakarnya diperoleh dari Pertamina. Selain itu, kebutuhan tenaga listrik juga dapat diperoleh Perusahaan Listrik Negara (PLN) Pulau Bunyu, Kalimantan Timur. f. Tenaga kerja Sebagai kawasan industri, daerah ini merupakan salah satu tujuan para pencari kerja. Tenaga kerja ini merupakan tenaga kerja yang produktif dari berbagai tingkatan baik yang terdidik maupun yang belum terdidik. g. Biaya untuk lahan pabrik Lahan yang tersedia untuk lokasi pabrik masih cukup luas dan dalam harga yang terjangkau. Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

109 h. Kondisi Iklim dan Cuaca Seperti daerah lain di Indonesia, maka iklim di sekitar lokasi pabrik relatif stabil. Pada setengah bulan pertama musim kemarau dan setengah bulan kedua musim hujan. Walaupun demikian perbedaan suhu yang terjadi relatif kecil. i. Kemungkinan perluasan dan ekspansi Ekspansi pabrik dimungkinkan karena tanah sekitar memang dikhususkan untuk daerah pembangunan industri. j. Sosial masyarakat Sikap masyarakat diperkirakan akan mendukung pendirian pabrik pembuatan dimetil karbonat karena akan menjamin tersedianya lapangan kerja bagi mereka. Selain itu pendirian pabrik ini diperkirakan tidak akan mengganggu keselamatan dan keamanan masyarakat di sekitarnya. 8. Tata Letak Pabrik Tata letak pabrik adalah suatu perencanaan dan pengintegrasian aliran dari komponen-komponen produksi suatu pabrik, sehingga diperoleh suatu hubungan yang efisien dan efektif antara operator, peralatan dan gerakan material dari bahan baku menjadi produk. Disain yang rasional harus memasukkan unsur lahan proses, storage (persediaan) dan lahan alternatif (areal handling) dalam posisi yang efisien dan dengan mempertimbangkan faktor-faktor sebagai berikut : a. Urutan proses produksi. b. Pengembangan lokasi baru atau penambahan/perluasan lokasi yang belum dikembangkan pada masa yang akan datang. c. Distribusi ekonomis pada pengadaan air, steam proses, tenaga listrik dan bahan baku d. Pemiliharaan dan perbaikan. e. Keamanan (safety) terutama dari kemungkinan kebakaran dan keselamatan kerja. f. Bangunan yang meliputi luas bangunan, kondisi bangunan dan konstruksinya yang memenuhi syarat. g. Fleksibilitas dalam perencanaan tata letak pabrik dengan mempertimbangkan kemungkinan perubahan dari proses/mesin, sehingga perubahan-perubahan yang dilakukan tidak memerlukan biaya yang tinggi. Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

110 h. Masalah pembuangan limbah cair. i. Service area, seperti kantin, tempat parkir, ruang ibadah, dan sebagainya diatur sedemikian rupa sehingga tidak terlalu jauh dari tempat kerja. Pengaturan tata letak pabrik yang baik akan memberikan beberapa keuntungan, seperti : 1. Mengurangi jarak transportasi bahan baku dan produksi, sehingga mengurangi material handling.. Memberikan ruang gerak yang lebih leluasa sehingga mempermudah perbaikan mesin dan peralatan yang rusak atau di-blowdown. 3. Mengurangi ongkos produksi. 4. Meningkatkan keselamatan kerja. 5. Mengurangi kerja seminimum mungkin. 6. Meningkatkan pengawasan operasi dan proses agar lebih baik. 8.3 Perincian Luas Tanah Luas tanah yang digunaakan sebagai tempat berdirinya pabrik diuraikan dalam Tabel 8.1 berikut ini : Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah No Jenis areal Luas (m ) 1 Area Proses.000 Pos Keamanan 50 3 Areal Bahan Baku Areal Produk Gudang Peralatan Parkir 00 7 Ruang Boiler 00 8 Unit Pembangkit Listrik Bengkel Unit Pengolahan Air Unit Pengolahan Limbah Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

111 1 Perkantoran Perpustakaan Taman Kantin Laboratorium Poliklinik Areal Perluasan Sarana Olahraga Ruang Kontrol Stasiun Operator 150 Unit Pemadam Kebakaran 50 3 Tempat Ibadah 60 4 Areal Antar Bangunan Jalan Perumahan Karyawan Total 17.0 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

112 No 1 Keterangan Area Proses Pos Keamanan 3 Areal Bahan Baku Areal Produk Gudang Peralatan Parkir I Ruang Boiler 7 8 Unit Pembangkit Listrik 9 Bengkel 10 Unit Pengolahan Air Jalan Raya SUNGAI Unit Pengolahan Limbah Parkir II Perkantoran Perpustakaan Taman I Kantin Laboratorium Poliklinik Areal Perluasan Sarana Olahraga 6 1 Taman II Ruang Kontrol W N S E Tanpa Skala Stasiun Operator Unit Pemadam Kebakaran Tempat Ibadah Perumahan Karyawan Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik Natrium Alginat Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

113 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN Masalah organisasi merupakan hal yang penting dalam perusahaan, hal ini menyangkut efektivitas dalam peningkatan kemampuan perusahaan dalam memproduksi dan mendistribusikan produk yang dihasilkan. Dalam upaya peningkatan efektivitas dan kinerja perusahaan maka pengaturan atau manajemen harus menjadi hal yang mutlak. Tanpa manajemen yang efektif dan efisien tidak akan ada usaha yang berhasil cukup lama. Dengan adanya manajemen yang teratur dan baik dari kinerja sumber daya manusia maupun terhadap fasilitas yang ada, secara otomatis organisasi akan berkembang (Madura, 000). 9.1 Organisasi Perusahaan Perkataan organisasi, berasal dari kata lain organum yang dapat berarti alat, anggota badan. James D. Mooney, mengatakan : Organisasi adalah bentuk setiap perserikatan manusia untuk mencapai suatu tujuan bersama, sedang Chester I. Barnard memberikan pengertian organisasi sebagai : Suatu sistem daripada aktivitas kerjasama yang dilakukan dua orang atau lebih (Siagian,199). Dari pendapat ahli yang dikemukakan di atas dapat diambil arti dari kata organisasi, yaitu kelompok orang yang secara sadar bekerjasama untuk mencapai tujuan bersama dengan menekankan wewenang dan tanggung jawab masing-masing. Secara ringkas, ada tiga unsur utama dalam organisasi (Sutarto, 00) yaitu: 1. Adanya sekelompok orang. Adanya hubungan dan pembagian tugas 3. Adanya tujuan yang ingin dicapai Menurut pola hubungan kerja, serta lalu lintas wewenang dan tanggung jawab, maka bentuk-bentuk organisasi itu dapat dibedakan atas (Siagian,199): 1. Bentuk organisasi garis. Bentuk organisasi fungsionil 3. Bentuk organisasi garis dan staf 4. Bentuk organisasi fungsionil dan staf Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

114 9.1.1 Bentuk Organisasi Garis Ciri dari organisasi garis adalah organisasi masih kecil, jumlah karyawan sedikit, pimpinan dan semua karyawan saling kenal, dan spesialisasi kerja belum begitu tinggi (Siagian,199). Kebaikan bentuk organisasi garis, yaitu : 1. Kesatuan komando terjamin dengan baik, karena pimpinan berada di atas satu tangan. Proses pengambilan keputusan berjalan dengan cepat karena jumlah orang yang diajak berdiskusi masih sedikit atau tidak ada sama sekali 3. Rasa solidaritas di antara para karyawan umumnya tinggi karena saling mengenal Keburukan bentuk organisasi garis, yaitu : 1. Seluruh kegiatan dalam organisasi terlalu bergantung kepada satu orang sehingga kalau seseorang itu tidak mampu, seluruh organisasi akan terancam kehancuran. Kecenderungan pimpinan bertindak secara otoriter 3. Karyawan tidak mempunyai kesempatan untuk berkembang 9.1. Bentuk Organisasi Fungsionil Ciri-ciri dari organisasi fungsionil adalah segelintir pimpinan tidak mempunyai bawahan yang jelas, sebab setiap atasan berwenang memberi komando kepada setiap bawahan, sepanjang ada hubungannya dengan fungsi atasan tersebut (Siagian,199). Kebaikan bentuk organisasi fungsionil, yaitu : 1. Pembagian tugas-tugas jelas. Spesialisasi karyawan dapat dikembangkan dan digunakan semaksimal mungkin 3. Digunakan tenaga-tenaga ahli dalam berbagai bidang sesuai dengan fungsifungsinya Keburukan bentuk organisasi fungsionil, yaitu : 1. Karena adanya spesialisasi, sukar mengadakan penukaran atau pengalihan tanggung jawab kepada fungsinya. Para karyawan mementingkan bidang pekerjaannya, sehingga sukar dilaksanakan koordinasi Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

115 9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf Kebaikan bentuk organisasi garis dan staf adalah : 1. Dapat digunakan oleh setiap organisasi yang besar, apapun tujuannya, betapa pun luas tugasnya dan betapa pun kompleks susunan organisasinya. Pengambilan keputusan yang sehat lebih mudah diambil, karena adanya staf ahli Keburukan bentuk organisasi garis dan staf, adalah : 1. Karyawan tidak saling mengenal, solidaritas sukar diharapkan. Karena rumit dan kompleksnya susunan organisasi, koordinasi kadang-kadang sukar diharapkan Bentuk Organisasi Fungsionil dan Staf Bentuk organisasi fungsionil dan staf, merupakan kombinasi dari bentuk organisasi fungsionil dan bentuk organisasi garis dan staf. Kebaikan dan keburukan dari bentuk organisasi ini merupakan perpaduan dari bentuk organisasi yang dikombinasikan (Siagian,199). Dari uraian di atas dapat diketahui kebaikan dan keburukan dari beberapa bentuk organisasi. Setelah mempertimbangkan baik dan buruknya maka pada Pra rancangan Pabrik Pembuatan Natrium Alginat menggunakan bentuk organisasi garis. 9. Manajemen Perusahaan Umumnya perusahaan modern mempunyai kecenderungan bukan saja terhadap produksi, melainkan juga terhadap penanganan hingga menyangkut organisasi dan hubungan sosial atau manajemen keseluruhan. Hal ini disebabkan oleh aktivitas yang terdapat dalam suatu perusahaan atau suatu pabrik diatur oleh manajemen. Dengan kata lain bahwa manajemen bertindak memimpin, merencanakan, menyusun, mengawasi, dan meneliti hasil pekerjaan. Perusahaan dapat berjalan dengan baik secara menyeluruh, apabila perusahaan memiliki manajemen yang baik antara atasan dan bawahan (Siagian,199). Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

116 Fungsi dari manajemen adalah meliputi usaha memimpin dan mengatur faktorfaktor ekonomis sedemikian rupa, sehingga usaha itu memberikan perkembangan dan keuntungan bagi mereka yang ada di lingkungan perusahaan. Dengan demikian, jelaslah bahwa pengertian manajemen itu meliputi semua tugas dan fungsi yang mempunyai hubungan yang erat dengan permulaan dari pembelanjaan perusahaan (financing). Dengan penjelasan ini dapat diambil suatu pengertian bahwa manajemen itu diartikan sebagai seni dan ilmu perencanaan (planning), pengorganisasian, penyusunan, pengarahan, dan pengawasan dari sumber daya manusia untuk mencapai tujuan (criteria) yang telah ditetapkan (Siagian,199). Pada perusahaan menengah, manajemen dibagi dalam tiga kelas (Siagian,199), yaitu: 1. Top manajemen. Middle manajemen 3. Operating manajemen Orang yang memimpin (pelaksana) manajemen disebut dengan manajer. Manajer ini berfungsi atau bertugas untuk mengawasi dan mengontrol agar manajemen dapat dilaksanakan dengan baik sesuai dengan ketetapan yang digariskan bersama. Syaratsyarat manajer yang baik adalah (Madura, 000), yaitu: 1. Harus menjadi contoh (teladan). Harus dapat menggerakkan bawahan 3. Harus bersifat mendorong 4. Penuh pengabdian terhadap tugas-tugas 5. Berani dan mampu mengatasi kesulitan yang terjadi 6. Bertanggung jawab, tegas dalam mengambil atau melaksanakan keputusan yang diambil 7. Berjiwa besar Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

117 9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha Dalam mendirikan suatu perusahaan yang dapat mencapai tujuan dari perusahaan itu secara terus-menerus, maka harus dipilih bentuk perusahaan apa yang harus didirikan agar tujuan itu tercapai. Bentuk-bentuk badan usaha yang ada dalam praktek di Indonesia, antara lain adalah (Sutarto,00) : 1. Perusahaan Perorangan. Persekutuan dengan Firma 3. Persekutuan Komanditer 4. Perseroan Terbatas 5. Koperasi 6. Perusahaan Negara 7. Perusahaan Daerah Bentuk badan usaha dalam Pra rancangan Pabrik Pembuatan Natrium Alginat ini yang direncanakan adalah perusahaan yang berbentuk Perseroan Terbatas (PT). Perseroan Terbatas adalah badan hukum yang didirikan berdasarkan perjanjian, melakukan kegiatan usaha dengan modal dasar yang seluruhnya terbagi dalam saham, dan memenuhi persyaratan yang ditetapkan dalam UU No. 1 tahun 1995 tentang Perseroan Terbatas (UUPT), serta peraturan pelaksananya. Syarat-syarat pendirian Perseroan Terbatas adalah : 1. Didirikan oleh dua orang atau lebih, yang dimaksud dengan orang adalah orang perseorangan atau badan hukum. Didirikan dengan akta otentik, yaitu di hadapan notaris 3. Modal dasar perseroan, yaitu paling sedikit Rp ,- (dua puluh juta rupiah) atau 5 % dari modal dasar, tergantung mana yang lebih besar dan harus telah ditempatkan dan telah disetor Prosedur pendirian Perseroan Terbatas adalah : 1. Pembuatan akta pendirian di hadapan notaris. Pengesahan oleh Menteri Kehakiman 3. Pendaftaran Perseroan 4. Pengumuman dalam tambahan berita Negara Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

118 Dasar-dasar pertimbangan pemilihan bentuk perusahaan PT adalah sebagai berikut : 1. Kontinuitas perusahaan sebagai badan hukum lebih terjamin, sebab tidak tergantung pada pemegang saham, dimana pemegang saham dapat berganti-ganti. Mudah memindahkan hak pemilik dengan menjual sahamnya kepada orang lain 3. Mudah mendapatkan modal, yaitu dari bank maupun dengan menjual saham 4. Tanggung jawab yang terbatas dari pemegang saham terhadap hutang perusahaan 5. Penempatan pemimpin atas kemampuan pelaksanaan tugas 9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) Pemegang kekuasaan tertinggi pada struktur organisasi garis dan staf adalah Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) yang dilakukan minimal satu kali dalam setahun. Bila ada sesuatu hal, RUPS dapat dilakukan secara mendadak sesuai dengan jumlah forum. RUPS dihadiri oleh pemilik saham, Dewan Komisaris dan Direktur. Hak dan wewenang RUPS (Sutarto,00) : 1. Meminta pertanggungjawaban Dewan Komisaris dan Direktur lewat suatu sidang. Dengan musyawarah dapat mengganti Dewan Komisaris dan Direktur serta mengesahkan anggota pemegang saham bila mengundurkan diri 3. Menetapkan besar laba tahunan yang diperoleh untuk dibagikan, dicadangkan, atau ditanamkan kembali 9.4. Dewan Komisaris Dewan Komisaris dipilih dalam RUPS untuk mewakili para pemegang saham dalam mengawasi jalannya perusahaan. Dewan Komisaris ini bertanggung jawab kepada RUPS. Tugas-tugas Dewan Komisaris adalah : 1. Menentukan garis besar kebijaksanaan perusahaan. Mengadakan rapat tahunan para pemegang saham 3. Meminta laporan pertanggungjawaban Direktur secara berkala 4. Melaksanakan pembinaan dan pengawasan terhadap seluruh kegiatan dan pelaksanaan tugas Direktur Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

119 9.4.3 Direktur Direktur merupakan pimpinan tertinggi yang diangkat oleh Dewan Komisaris. Adapun tugas-tugas Direktur adalah : 1. Memimpin dan membina perusahaan secara efektif dan efisien. Menyusun dan melaksanakan kebijaksanaan umum pabrik sesuai dengan kebijaksanaan RUPS 3. Mengadakan kerjasama dengan pihak luar demi kepentingan perusahaan 4. Mewakili perusahaan dalam mengadakan hubungan maupun perjanjian-perjanjian dengan pihak ketiga 5. Merencanakan dan mengawasi pelaksanaan tugas setiap personalia yang bekerja pada perusahaan Dalam melaksanakan tugasnya, Direktur dibantu oleh Manajer Teknik dan Produksi, Manajer Umum dan Keuangan, Manajer R&D (Research and Development) Sekretaris Sekretaris diangkat oleh Direktur untuk menangani masalah surat-menyurat untuk pihak perusahaan, menangani kearsipan dan pekerjaan lainnya untuk membantu Direktur dalam menangani administrasi perusahaan Manajer Teknik dan Produksi Manajer teknik dan produksi bertanggung jawab langsung kepada direktur. Tugasnya mengkoordinir segala kegiatan yang berhubungan dengan operasi pabrik baik proses maupun teknik. Manajer ini dibantu oleh dua supervisor, yaitu supervisor teknik dan supervisor produksi. Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

120 9.4.6 Manajer Umum dan Personalia Manajer umum dan keuangan bertanggung jawab langsung kepada direktur dalam mengawasi dan mengatur keamanan, humas serta personalia. Dalam menjalankan tugasnya manajer umum dan personalia dibantu oleh dua supervisor yaitu supervisor umum dan supervisor personalia Manajer Keuangan dan Marketing Manajer keuangan dan marketing langsung kepada direktur dalam usaha pengembangan dibidang promosi produk, penjualan produk serta pembukuan kas perusahaan dan lainnya. Dalam menjalankan tugasnya manajer keuangan dan marketing dibantu oleh dua supervisor yaitu supervisor marketing dan supervisor keuangan. 9.5 Sistem Kerja Pabrik pembuatan natrium alginat ini direncanakan beroperasi 330 hari per tahun secara kontinu 4 jam sehari. Berdasarkan pengaturan jam kerja, karyawan dapat digolongkan menjadi tiga golongan, yaitu : 1. Karyawan non-shift, yaitu karyawan yang tidak berhubungan langsung dengan proses produksi, misalnya bagian administrasi, bagian gudang, dan lain-lain. Jam kerja karyawan non-shift ditetapkan 45 jam per minggu dan jam kerja selebihnya dianggap lembur. Perincian jam kerja non-shift adalah: Senin Kamis - Pukul WIB Waktu kerja - Pukul WIB Waktu istirahat - Pukul WIB Waktu kerja Jum at - Pukul WIB Waktu kerja - Pukul WIB Waktu istirahat - Pukul WIB Waktu kerja Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

121 Sabtu - Pukul WIB Waktu kerja. Karyawan Shift Karyawan shift adalah karyawan yang berhubungan langsung dengan proses produksi yang memerlukan pengawasan secara terus-menerus selama 4 jam, misalnya bagian produksi, utilitas, kamar listrik (genset), keamanan, dan lain-lain. Perincian jam kerja shift adalah: a. Shift I : Pukul WIB b. Shift II : Pukul WIB c. Shift III : Pukul WIB Karyawan shift bekerja secara bergiliran. Untuk memenuhi kebutuhan pabrik maka karyawan shift dibagi menjadi empat tim dimana tiga tim kerja dan satu tim istirahat. Pada hari Minggu dan libur nasional karyawan shift tetap bekerja dan akan mendapatkan libur setelah setelah tiga kali shift. Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift Hari Senin dan Rabu dan Jumat dan Minggu Selasa Kamis Sabtu dan Senin Tim A I II LIBUR III B II LIBUR III I C LIBUR III I II D III I II LIBUR 3. Karyawan borongan Apabila diperlukan, maka perusahaan dapat menambah jumlah karyawan yang dikerjakan secara borongan selama kurun jangka waktu tertentu yang ditentukan menurut kebijaksanaan perusahaan. Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

122 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan Dalam melaksanakan kegiatan perusahaan/ pabrik, dibutuhkan susunan karyawan seperti pada struktur organisasi. Jumlah karyawan yang dibutuhkan adalah sebagai berikut : Tabel 9. Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya Jabatan Juml ah Pendidikan Direktur 1 Teknik Kimia (S1) Dewan Komisaris Ekonomi/Teknik (S1) atau Seluruh Disiplin Ilmu Sekretaris Akutansi (S1)/ Kesekretariatan (D3) Manajer Teknik dan Produksi 1 Teknik Kimia (S) Manajer Keuangan dan Marketing 1 Ekonomi/Manajemen (S) Manajer Umum dan Personalia 1 Hukum/Teknik Industri (S) Supervisor Marketing 1 Ekonomi/Akuntansi (S1) Supervisor Keuangan 1 Ekonomi/Manajemen (S1) Supervisor Produksi 1 Teknik Kimia (S1) Supervisor Teknik 1 Teknik Mesin (S1) Supervisor Umum 1 Teknik Kimia (S1) Supervisor Personalia 1 Psikologi / Manajemen (S1) Kepala Seksi Lab/R&D 1 Teknik Kimia (S1) Kepala Seksi Proses 4 Teknik Kimia (S1) Kepala Seksi Utilitas 1 Teknik Kimia (S1) Kepala Seksi Mesin Instrumentasi 1 Teknik Mesin (S1) Kepala Seksi Listrik 1 Teknik Elektro (S1) Kepala Seksi Pemeliharaan Pabrik 1 Teknik Mesin (S1) Kepala Seksi Pembelian/Pembayaran 1 Manajemen (S1) Kepala Seksi Pembukuan 1 Akuntansi (S1) Kepala Seksi Penjualan 1 Ekonomi/Akuntansi (S1) Kepala Seksi Promosi 1 Teknik Kimia/Industri (S1) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

123 Kepala Seksi Humas 1 Ilmu Komunikasi (S1) Kepala Seksi Keamanan 1 Pensiunan ABRI Tabel 9. Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya...(lanjutan) Jabatan Juml ah Pendidikan Kepala Seksi Penerimaan/Pembinaan Karyawan 1 Psikologi / Manajemen (S1) Kepala Seksi Penggajian 1 Ekonomi/Manajemen (S1) Karyawan Proses 0 Teknik Kimia (S1)/Politeknik (D3) Karyawan Laboratorium QC/QA dan R&D 5 MIPA Kimia (S1)/Kimia Analis (D3) Karyawan Utilitas 5 Teknik Kimia (S1)/Politeknik (D3) Karyawan Unit Pembangkit Listrik 5 Teknik Elektro/Mesin Karyawan Instrumentasi Pabrik 5 Teknik Instrumentasi Pabrik (D4) Karyawan Pemeliharaan Pabrik 5 Teknik Mesin(S1)/Politek. Mesin (D3) Karyawan Bag. Pembelian/Pembayaran 5 Akutansi/Manajemen (D3) Karyawan Bag. Pembukuan 3 Manajemen Informatika (D3) Karyawan Bag. Penjualan 3 Akutansi/Manajemen (D3) Karyawan Bag. Humas 3 Akutansi/Manajemen (D3) Karyawan Promosi 3 Manajemen Pemasaran (D3) Petugas Keamanan 10 SLTP/STM/SMU/D1 Karyawan Penggajian 3 Akutansi/Manajemen (D3) Dokter 1 Kedokteran (S1) Perawat Akademi Perawat (D3) Petugas Kebersihan 5 SLTP/SMU Supir 3 SMU/STM Jumlah 117 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

124 9.7 Fasilitas Tenaga Kerja Selain upah resmi, perusahaan juga memberikan beberapa fasilitas kepada setiap tenaga kerja antara lain: 1. Fasilitas cuti tahunan. Tunjangan hari raya dan bonus 3. Fasilitas asuransi tenaga kerja, meliputi tunjangan kecelakaan kerja dan tunjangan kematian, yang diberikan kepada keluarga/ ahli waris tenaga kerja yang meninggal dunia baik karena kecelakaan sewaktu bekerja maupun di luar tempat kerja 4. Pelayanan kesehatan secara cuma-cuma 5. Penyediaan sarana transportasi/ bus karyawan 6. Penyediaan kantin, tempat ibadah, dan sarana olah raga 7. Penyediaan seragam dan alat-alat pengaman (sepatu, seragam, helm, pelindung mata, dan sarung tangan) 8. Fasilitas kendaraan untuk para manager dan bagi karyawan pemasaran dan pembelian 9. Family Gathering Party (acara berkumpul semua karyawan dan keluarga) setiap satu tahun sekali 10. Bonus 0,5 % dari keuntungan perusahaan akan didistribusikan untuk seluruh karyawan yang berprestasi Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

125 STRUKTUR ORGANISASI PERUSAHAAN PABRIK PEMBUATAN NATRIUM ALGINAT RUPS DEWAN KOMISARIS Keterangan Garis Komando Garis Koordinasi DIREKTUR SEKRETARIS MANAJER KEUANGAN & MARKETING MANAJER TEKNIK DAN PRODUKSI MANAJER UMUM DAN KEUANGAN SUPERVISOR MARKETING SUPERVISOR KEUANGAN SUPERVISOR PRODUKSI SUPERVISOR TEKNIK SUPERVISOR UMUM SUPERVISOR PERSONALIA KASIE PROMOSI KASIE PENJUALAN KASIE PEMBUKUAN KASIE PEMBELIAN/ PEMBAYARA KASIE PROSES KASIE UTILITAS KASIE LAB/ R & D KASIE MESIN INSTRUMENTASI KASIE LISTRIK KASIE PEMELIHARAAN PABRIK KASIE KEAMANAN KASIE HUMAS KASIE PENERIMAAN/ PEMBINAAN KARYAWAN KASIE PENGGAJIAN KARYAWAN Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan Natrium Alginat Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

126 BAB X ANALISA EKONOMI Untuk mengevaluasi kelayakan berdirinya suatu pabrik dan tingkat pendapatannya, maka dilakukan analisa perhitungan secara teknik. Selanjutnya perlu juga dilakukan analisa terhadap aspek ekonomi dan pembiayaannya. Dari hasil analisa tersebut diharapkan berbagai kebijaksanaan dapat diambil untuk pengarahan secara tepat. Suatu rancangan pabrik dianggap layak didirikan bila dapat beroperasi dalam kondisi yang memberikan keuntungan. Berbagai parameter ekonomi digunakan sebagai pedoman untuk menentukan layak tidaknya suatu pabrik didirikan dan besarnya tingkat pendapatan yang dapat diterima dari segi ekonomi. Parameter-parameter tersebut antara lain: 1. Modal investasi / Capital Investment (CI). Biaya produksi total / Total Cost (TC) 3. Marjin keuntungan / Profit Margin (PM) 4. Titik impas / Break Even Point (BEP) 5. Laju pengembalian Modal / Return On Investment (ROI) 6. Waktu pengembalian Modal / Pay Out Time (POT) 7. Laju pengembalian internal / Internal Rate of Return (IRR) 10.1 Modal Investasi Modal investasi adalah seluruh modal untuk mendirikan pabrik dan mulai menjalankan usaha sampai mampu menarik hasil penjualan. Modal investasi terdiri dari : Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) Modal investasi tetap adalah modal yang diperlukan untuk menyediakan segala peralatan dan fasilitas manufaktur pabrik. Modal investasi tetap ini terdiri dari: 1. Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) / Direct Fixed Capital Investment (DFCI), yaitu modal yang diperlukan untuk mendirikan bangunan pabrik, membeli dan memasang mesin, peralatan proses, dan peralatan pendukung yang diperlukan untuk operasi pabrik. Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

127 Modal investasi tetap langsung ini meliputi: - Modal untuk tanah - Modal untuk bangunan dan sarana - Modal untuk peralatan proses - Modal untuk peralatan utilitas - Modal untuk instrumentasi dan alat kontrol - Modal untuk perpipaan - Modal untuk instalasi listrik - Modal untuk insulasi - Modal untuk investaris kantor - Modal untuk perlengkapan kebakaran dan keamanan - Modal untuk sarana transportasi Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh modal investasi tetap langsung, MITL sebesar Rp ,81. Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL) / Indirect Fixed Capital Investment (IFCI), yaitu modal yang diperlukan pada saat pendirian pabrik (construction overhead) dan semua komponen pabrik yang tidak berhubungan secara langsung dengan operasi proses. Modal investasi tetap tak langsung ini meliputi: - Modal untuk pra-investasi - Modal untuk engineering dan supervisi - Modal biaya legalitas - Modal biaya kontraktor (contractor s fee) - Modal untuk biaya tak terduga (contigencies) Dari perhitungan pada Lampiran E diperoleh modal investasi tetap tak langsung, MITTL sebesar Rp ,85 Maka total modal investasi tetap ( MIT) adalah MIT = MITL + MITTL = Rp ,81 + Rp ,85 = Rp Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

128 10.1. Modal Kerja / Working Capital (WC) Modal kerja adalah modal yang diperlukan untuk memulai usaha sampai mampu menarik keuntungan dari hasil penjualan dan memutar keuangannya. Jangka waktu pengadaan biasanya antara 3 4 bulan, tergantung pada cepat atau lambatnya hasil produksi yang diterima. Dalam perancangan ini jangka waktu pengadaan modal kerja diambil 3 bulan. Modal kerja ini meliputi: - Modal untuk biaya bahan baku proses dan utilitas - Modal untuk kas Kas merupakan cadangan yang digunakan untuk kelancaran operasi dan jumlahnya tergantung pada jenis usaha. Alokasi kas meliputi gaji pegawai, biaya administrasi umum dan pemasaran, pajak, dan biaya lainnya. - Modal untuk mulai beroperasi (start-up) - Modal untuk piutang dagang Piutang dagang adalah biaya yang harus dibayar sesuai dengan nilai penjualan yang dikreditkan. Besarnya dihitung berdasarkan lamanya kredit dan nilai jual tiap satuan produk.. Rumus yang digunakan: IP PD = HPT 1 Dengan: PD = piutang dagang IP = jangka waktu yang diberikan (3 bulan) HPT = hasil penjualan tahunan Pada perhitungan Lampiran E diperoleh modal kerja sebesar Rp ,4 Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp ,4 = Rp ,08 Modal investasi berasal dari: - Modal sendiri/saham-saham sebanyak 60 % dari modal investasi total Modal sendiri adalah Rp ,6 - Pinjaman dari bank sebanyak 40 % dari modal investai total Pinjaman bank adalah Rp ,33 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

129 10. Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC) Biaya produksi total merupakan semua biaya yang digunakan selama pabrik beroperasi. Biaya produksi total meliputi: Biaya Tetap / Fixed Cost (FC) Biaya tetap adalah biaya yang jumlahnya tidak tergantung pada jumlah produksi, meliputi: - Gaji tetap karyawan - Bunga pinjaman bank - Depresiasi dan amortisasi - Biaya perawatan tetap - Biaya tambahan industri - Biaya administrasi umum - Biaya pemasaran dan distribusi - Biaya laboratorium, penelitian dan pengembangan - Biaya hak paten dan royalti - Biaya asuransi - Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh biaya tetap (FC) adalah sebesar Rp , Biaya Variabel (BV) / Variable Cost (VC) Biaya variabel adalah biaya yang jumlahnya tergantung pada jumlah produksi. Biaya variabel meliputi: - Biaya bahan baku proses dan utilitas - Biaya variabel tambahan, meliputi biaya perawatan dan penanganan lingkungan, pemasaran dan distribusi. - Biaya variabel lainnya Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh biaya variabel (VC) adalah sebesar Rp ,00 Maka, biaya produksi total = Biaya Tetap (FC) + Biaya Variabel (VC) = Rp ,75 + Rp ,00 = Rp ,75 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

130 10.3 Total Penjualan (Total Sales) Penjualan diperoleh dari hasil penjualan produk natrium alginat (produk utama) dan campuran asam alginat-natrium alginat (produk samping) sebesar Rp ,-. Maka laba atas penjualan adalah sebesar = Rp ,00 Rp ,75 = Rp , Bonus Perusahaan Sesuai fasilitas tenaga kerja dalam pabrik pembuatan natrium alginat, maka perusahaan memberikan bonus 0,5% dari keuntungan perusahaan yaitu = 0,005 x Rp ,75 = Rp , Perkiraan Rugi/Laba Usaha Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh: 1 Laba sebelum pajak (bruto) = Rp ,43. Pajak penghasilan (PPh) = Rp ,71 3. Laba setelah pajak (netto) = Rp , Analisa Aspek Ekonomi Profit Margin (PM) Profit Margin adalah persentase perbandingan antara keuntungan sebelum pajak penghasilan PPh terhadap total penjualan. PM = Laba sebelum pajak 100 % total penjualan PM = Rp ,75 Rp ,- 100 % PM = 1,63 % Dari hasil perhitungan diperoleh profit margin sebesar 1,63 %, maka pra rancangan pabrik ini memberikan keuntungan Break Even Point (BEP) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

131 Break Even Point adalah keadaan kapasitas produksi pabrik pada saat hasil penjualan hanya dapat menutupi biaya produksi. Dalam keadaan ini pabrik tidak untung dan tidak rugi. BEP = BEP = Biaya Tetap 100 % Total Penjualan Biaya Variabel Rp ,75 Rp ,00 Rp , % = 75,0 % Kapasitas produksi pada titik BEP = 75.0 % ton/tahun = 3.94,1 ton/tahun Nilai penjualan pada titik BEP = 75,0 % x Rp ,00 = Rp , Return on Investment (ROI) Return on Investment adalah besarnya persentase pengembalian modal tiap tahun dari penghasilan bersih. ROI = Laba setelah pajak 100 % Total Modal Investasi ROI = Rp ,04 Rp , % ROI = 13,54 % Analisa ini dilakukan untuk mengetahui laju pengembalian modal investasi total dalam pendirian pabrik. Kategori resiko pengembalian modal tersebut adalah: ROI 15 % : resiko pengembalian modal rendah. 15 ROI 45 % : resiko pengembalian modal rata-rata ROI 45 % : resiko pengembalian modal tinggi Dari hasil perhitungan diperoleh ROI sebesar 13,54%; sehingga pabrik yang akan didirikan ini termasuk resiko laju pengembalian modal rata-rata Pay Out Time (POT) Pay Out Time adalah angka yang menunjukkan berapa lama waktu pengembalian modal dengan membandingkan besar total modal investasi dengan Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

132 penghasilan bersih setiap tahun. Untuk itu, pabrik dianggap beroperasi pada kapasitas penuh setiap tahun. 1 POT = ROI POT = 1 13,54 % POT = 6,53 Tahun 1 Tahun 1 Tahun Dari hasil perhitungan, didapat bahwa seluruh modal investasi akan kembali setelah 6,53 tahun operasi Return on Network (RON) sendiri. Return on Network merupakan perbandingan laba setelah pajak dengan modal RON = Laba setelah pajak 100 % Modalsendiri RON = Rp ,04 Rp ,6 100 % RON = 5,07 % Internal Rate of Return (IRR) Internal Rate of Return merupakan persentase yang menggambarkan keuntungan rata-rata bunga pertahunnya dari semua pengeluaran dan pemasukan besarnya sama. Apabila IRR ternyata lebih besar dari bunga riil yang berlaku, maka pabrik akan menguntungkan tetapi bila IRR lebih kecil dari bunga riil yang berlaku maka pabrik dianggap rugi. Dari perhitungan Lampiran E diperoleh IRR = 4,69%, sehingga secara ekonomi pabrik akan menguntungkan karena IRR lebih besar dari bunga deposito bank saat ini sebesar 16 % / tahun (Bank Mandiri, 008). Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

133 BAB XI KESIMPULAN Hasil analisa perhitungan pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Natrium Alginat diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Kapasitas rancangan pabrik direncanakan ton / tahun. Bentuk hukum perusahaan yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) 4. Bentuk organisasi yang direncanakan adalah garis dengan jumlah tenaga kerja yang dibutuhkan 117 orang 5. Luas tanah yang dibutuhkan adalah 17.0 m 5. Analisa ekonomi : Modal Investasi : Rp ,08 Biaya Produksi : Rp ,75 Hasil Penjualan : Rp ,00 Laba Bersih : Rp ,75 Profit Margin : 1,63 % Break Event Point : 75,0 % Return of Investment : 13,54 % Pay Out Time : 6,53 tahun Return on Network : 5,07 % Internal Rate of Return : 4,69 % Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan Natrium Alginat ini layak untuk didirikan. Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

134 DAFTAR PUSTAKA Anonim 1,009, Kalimantan Timur, InvestmentIndonesia.com Anonim, 007, Chemichal Properties, Anonim 3, 007, UNEP Publication Project, Anonim 4, 007, Air Properties, Anonim 5, 007, Engineering Tools Boxes, Anonim 6, 007, Material Sciense Data Sheet, Anonim 7,1997, Sodium Alginat, FAO Corporate Document Repository, Anonim 8, 008, Sodium Alginat, Anonim 9, 006, Undang-undang Republik Indonesia No 1 tahun 1970 tentang Keselamatan Kerja, www. Depnakertrans.go.id. Anonim 10,tanpa tahun, Rumput Laut Lezat dan Menyehatkan, Anonim 11, 008, Alginic Acid, Anonim 1, 008, Alginate Production Methodes, Anonim 13, 00, Biji Kelor sebagai Penjernih Air Sungai, merdeka.com Anonim 14, tanpa tahun, Sodium Alginate (Gelling agent, Stabilizer,Thickener), Anonim 15, 006, Anonim 16, 009, Info Kurs, Anonim 17,008, Asuransi Sosial Bapedal, 006, Laporan Akhir Bidang Pengendalian Pencemaran Lingkungan, Kalimantan Timur. Bank Mandiri, 008, Cicilan Ringan KPR dan Kredit Usaha, Jakarta. Beckart Environmental Inc, 004, Bioprocessing Using Activated Sludge Brownell, L.E., Young E.H., 1959, Process Equipment Design, Wiley Eastern Ltd.New Delhi. Budi, 009, Solar Industri Non Subsidi, HSD Solar Industri blog Considine, Douglas M., 1985, Instruments and Controls Handbook, Edisi-3, Mc.Graw-Hill, Inc USA,. Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

135 Fessenden, 199, Kimia Organik, Jilid-1, Penerbit Erlangga, Jakarta. Fisher, 1977, Control Valve Handbook, Edition-, Fisher Control Company, Marshalltown, Iowa, USA. Foust,A.S, 1980, Principles of Unit Operation, John Wiley and Sons, London. Gale, Thompson, 008, Business Services Industry, ICIS News, Geankoplis, C.J., 1993, Transport Process and Unit Operation, Edisi ketiga, Prentice- Hall,Inc., New York. Hartono,Widya,.009, Ekstraksi Natrium Alginat dari Sarggassum filipendula (Kajian Konsentrasi Na CO 3 dan Suhu), hartono.blog Istini,Sri.,dkk,1985, Manfaat dan Pengolahan Rumput Laut, FAO Corporate Document Repository, Kadi, Achmad.,tanpatahun, Beberapa Catatan Kehadiran Marga Sargassum di Perairan Indonesia, Pusat Penelitian Oseanografi LIPI.pdf Kern, D.Q, 1965, Process Heat Transfer, McGraw-Hill Book Company, New York. Lyman. 198, HandBook of Chemical Property Estimation Methods, New York, John Wiley and Sons Inc. Manulang, M. 1988, Dasar-dasar Marketing Modern, Edisi 1, Penerbit Liberty, Yogyakarta. Metcalf & Eddy, 1991, Wastewater Engineering, Treatment & Reuse, Edisi-4, McGraw-Hill Book Company, New Delhi. McCabe, Warren L., Julian C. Smith, dan Peter Harriott, 1999, Operasi Teknik Kimia, Jilid 1 &, Penerbit Erlangga, Jakarta. Montgomery, Douglas C., 199, Reka Bentuk dan Analisis Uji Kaji, Terjemahan, Penerbit Universiti Sains Malaysia Pulau Pinang, Kuala Lumpur. Nalco, 1988, The Nalco Water Handbook, nd Edition, McGraw-Hill Book Company, New York. NIST, 006, Standard Reference Data Program, Nugroho, Setio Sapto., 008, Undang Undang RI No.36 Tahun 008 tentang Perubahan Keempat atas UU No.7 Tahun 1983 tentang Pajak Penghasilan, SEKRETARIAT NEGARA REPUBLIK INDONESIA Kepala Biro Peraturan Perundang-undangan Bidang Perekonomian dan Industri Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

136 Othmer, D.F. dan Kirk, R.E., 1967, Encyclopedia of Chemical Engineering Technology, John Wiley and Sons Inc., New York. Perry, Robert H. dan Dow W. Green, 1999, Chemical Engineering HandBook, 7 th Edition, McGraw-Hill Book Company, New York. Peters, M.S; Klaus D. Timmerhaus dan Ronald E.West. 004, Plant Design and Economics for Chemical Engineer, 5th Edition, International Edition, Mc.Graw-Hill, Singapore. PT. Bratachem chemical, 008, Price Product List, Jakarta Rasyid,Abdullah.,008, Ekstraksi Natrium Alginat dari Turbinaria deccurens Asal Perairan Otangala (Sulawesi Utara) Pusat Penelitian Oseanografi LIPI.pdf Reid, Robert C., John M. Prausnitz, dan Bruce E. Poling, 1987, The Properties of Gases and Liquids, 4 th Edition, R.R. Donneley & Sons Company, New York. Reklaitis,G.V., 1983, Introduction to Material and Energy Balance, McGraw-Hill Book Company, New York. Riyanto,Rudi.,007, Industri Alginat (Peluang dan Potensinya) Rusjdi, Muhammad., 004, PPN dan PPnBM: Pajak Pertambahan Nilai dan Pajak atas Barang Mewah, PT Indeks Gramedia, Jakarta. Seborg, Dale., Edgar, Thomas., Mellichamp, Duncan., 004, Process Dynamics and Control, Second Edition, John Wiley & Sons Inc, USA. Siagian, Sondang P., 199, Fungsi-fungsi Manajerial, Offset Radar Jaya, Jakarta. Schweitzer, Philip. A, 1979, Handbook of Separation Techniques for Chemical Engineers, Mc-Graw Hill Book Company, New York. Smith, J.M., 004, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, 4 th Edition, McGraw- Hill Book Company, New York. Sutarto, 00, Dasar-dasar Organisasi, Gajah Mada University Press, Yogyakarta. Stephanopoulus, G., 1984, Chemical Process Control An Introduction to Theory and Practise, Prentice Hall, New Jersey. Treybal, Robert E., 1981, Mass Transfer Operation, Mc-Graw Hill Book Company, Tokyo. Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

137 Walas, Stanley M., 1988, Chemical Proses Equipment, Departement of Chemical and Petroleum Engineering, University of Kansas, USA. Waluyo, 000, Perubahan Perundang-undangan Perpajakan Era Reformasi, Penerbit Salemba Empat, Jakarta. Yulianto, Kresno,.008, Penelitian Isolasi Alginat Alga Laut Coklat dan Prospek Menuju Industri, Pusat Penelitian Oseanografi LIPI pdf Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

138 LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Hasil perhitungan neraca massa pada pra-rancangan pabrik natrium alginate dari rumput laut coklat (Sargassum) dengan proses ekstraksi adalah : Kapasitas produksi : ton/tahun atau 631,31 kg/jam Waktu bekerja / tahun : 330 hari Satuan operasi : kg/jam Kemurnian natrium alginat yang dihasilkan 90% dan sisanya air Rumput laut coklat (Sargassum) memiliki kandungan Air : 7,8 % Protein : 5,4 % Abu :,5 % Alginat : 36 % Sumber : Yulianto,008 Katerangan simbol a = Sargassum g = H SO 4 b = H O h = Natrium alginat c = NaOH i = asam alginat d = HCl j = metanol e = Na CO 3 - k = SO 4 f = Alginat l = CO Dari hasil perhitungan mundur, jumlah umpan yang diperlukan untuk menghasilkan Natrium alginat ton/tahun atau 631,31 kg/jam adalah.833,71 kg/jam Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

139 LA.1 Vibrating Washer (VW-101) Vibrating Washer bertujuan untuk mencuci Sargassum dari kotoran kotoran yang menempel seperti pasir dan pecahan batu karang dan sekaligus memisahkannya dari air pencuci. H O 1 Sargassum H O Kotoran H O Kotoran Vibrating Washer 4 3 Sargassum Jumlah umpan :.833,71 kg/jam Kotoran dalam Sargassum : 5% atau sebanyak 141,68 kg/jam Neraca Massa Total : F 1 + F = F 3 + F 4 Neraca Massa Komponen Masuk H O : F = F HO = 5F 1 F b Sargassum : F a 1 Kotoran : F kotoran 1 = 5 x.833,71 kg/jam = ,55 kg/jam = 0,95 F 1 = 0,95 x.833,71 kg/jam =.69,0 kg/jam = 0,05 F 1 = 0,05 x.833,71 kg/jam = 141,68 kg/jam Neraca Massa Komponen Keluar Diharapkan semua kotoran yang terkandung pada Sargassum dibawa oleh air pencuci, sehingga rumput laut yang keluar kehilangan 5% dari berat umpan. 4 H O : F b = F b Sargassum : F a 3 = ,55 kg/jam 1 = F a =.69,0 kg/jam Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

140 Kotoran 4 : F kotoran 1 = F kotoran = 141,68 kg/jam Tabel A.1 Neraca Massa Vibrating Washer No. Komponen Neraca Masuk (kg/jam) Neraca Keluar (kg/jam) Alur 1 Alur Alur 3 Alur 4 1. H O , ,55. Sargassum.69,0.69,0 3. Kotoran 141,68 141,68 Total 17.00, ,5 LA. Mixer I (M-101) Fungsi : untuk mencampurkan H O dengan NaOH untuk menghasilkan larutan NaOH 0,5% NaOH 5 6 Air NaOH 0.5 % 7 Neraca Massa Total : F 5 + F 6 = F 7 Neraca Massa Komponen Masuk : Jumlah NaOH 0,5% (dalam % berat) yang dibutuhkan adalah 1/15 dari jumlah umpan Sargassum F 3 a /15 =.69,0 /15 = 179,47 kg/jam Jumlah NaOH yang dibutuhkan F c 5 = 179,47 x 0,005 = 0,89 kg/jam Sehingga jumlah air yang dibutuhkan dalah F b 6 = 179,47 0,89 = 178,58 kg/jam Neraca Massa Komponen Keluar : Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

141 NaOH 0,5% 7 : F c 5 6 = F c + F b = (0, ,58) kg/jam = 179,47 kg/jam Tabel A. Neraca Massa Mixer I (M-101) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 5 Alur 6 Alur 7 1. H O 178,58. NaOH 0,89 3. NaOH 0,5% 179,47 Jumlah 179,47 179,47 LA.3 Tangki Perendaman I (T-103) Sargassum 3 7 NaOH 0,5% Tangki Perendaman I NaOH 0,5% Sargassum 8 Tangki perendaman digunakan untuk merendam Sargassum agar menghilangkan kadar protein sebesar 5,4% dan melarutkannya dalam NaOH 0,5%. Neraca Massa Total : F 5 + F 9 = F 10 Neraca Massa Komponen Masuk 3 Sargassum : F a =.69,0 kg/jam 7 NaOH 0,5% : F c = 179,47 kg/jam Neraca Massa Komponen Keluar 8 Sargassum : F a = F 3 3 a 0,054 F a =.69,0 (0,054 x.69,0) =.53,07 kg/jam 8 NaOH 0,5% : F c = F 7 3 c + 0,054 F a = 179, ,95 = 339,4 kg/jam Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

142 Tabel A.3 Neraca Massa Tangki Perendaman I (T-101) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 3 Alur 7 Alur 8 1. NaOH 0,5% 179,47 339,4. Sargassum.69,0.53,07 Jumlah.871,49.871,49 LA.4 Vibrate Screen (VS-101) Sargassum 8 NaOH 0,5% 9 Sargassum 10 NaOH 0,5% Vibrate Screen ini bertujuan untuk memisahkan semua NaOH dengan Sargassum Neraca Massa Total : F 8 = F 9 + F 10 Neraca Massa Komponen Masuk 8 Sargassum : F a =.53,07 kg/jam 8 NaOH 0,5% : F c = 339,4 kg/jam Neraca Massa Komponen Keluar : 10 8 NaOH 0,5% : F c = F c = 339,4 kg/jam Asumsi Sargassum yang hilang akibat Vibrate Screen = % 9 8 Sargassum : F a = 0,98 F a F a 10 = 0,98 x.53,07 kg/jam =.481,43 kg/jam = F 8 9 a F a = (.53,07.481,43) kg/jam Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

143 = 50,64 kg/jam Tabel A.4 Neraca Massa Vibrate Screen (VS-101) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 8 Alur 9 Alur NaOH 0,5% Sargassum 339,4.53,07.481,43 339,4 50,64 Jumlah.871,49.871,49 LA.5 Mixer II (M-10) Fungsi : untuk menghasilkan larutan HCl 0,5% HCl 11 1 Air Mixer II HCl 13 Konsentrasi larutan HCl yang dihasilkan dari Mixer II yaitu 0,5% Neraca Massa Total : F 11 + F 1 = F 13 Neraca Massa Komponen Masuk Jumlah HCl 0,5% yang dibutuhkan adalah 1/15 dari jumlah umpan Sargassum F 9 a /15 =.481,43/15 = 165,43 kg/jam Densitas (ρ) HCl 0,5% = 0,999 kg/m 3 (Perry s, 1999) Densitas (ρ) HCl 35% = 1,1713 kg/m 3 (Perry s, 1999) Volume HCl yang diperlukan V = 165,43 /ρ = 3,93 /0,999 = 165,56 m 3 HCl yang tersedia 35% sedangkan yang dibutuhkan hanya 0,5% sehingga jumlah HCl 35% yang dibutuhkan Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

144 V 1 M 1 = V M V 1 x 35 = 165,56 x 0,5 V 1 =,36 m 3 Atau dalam satuan massa,hcl 35% yang diperlukan adalah V 1 x ρ =,36 x 1,1713 =,77 kg 11 HCl : F d =,77 kg/jam Air yang dibutuhkan untuk membuat HCl 0,5% adalah F b 1 = (165,43,77) kg/jam = 16,66 kg/jam Neraca Massa Komponen Keluar HCl 0,5% : F d = F d + F b =, ,66 = 165,43 kg/jam Tabel A.5 Neraca Massa Mixer II (M-10) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 1 Alur 11 Alur H O 16,66. HCl,77 3. HCl 0,5% 165,43 Total 165,43 165,43 LA.6 Tangki Perendaman II Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

145 Sargassum 9 13 HCl Tangki Perendaman II HCl Sargassum 14 Tangki perendaman II bertujuan untuk menghilangkan kadar impurities sebesar 1% atau 35,65 kg yang larut dalam HCl 0,5% dari Sargassum Neraca Massa Total : F 9 + F 13 = F 14 Neraca Massa Komponen Masuk : 9 Sargassum : F a =.481,43 kg/jam 13 HCl 0,5% : F d = 165,43 kg/jam Neraca Massa Komponen Keluar : 14 Sargassum : F a = F 9 9 a 0,01 F a =.481,43 4,81 =.456,6 kg/jam HCl 0,5% 14 : F d = F 13 9 d + 0,01 F a = 165,43 + 4,81 = 190,4 kg/jam Tabel A.6 Neraca Massa Tangki Perendaman II No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 9 Alur 13 Alur HCl 0,5% 165,43 190,4. Sargassum.481,43.456,6 Total.646,86.646,86 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

146 LA.7 Vibrating Washer II (VW-10) Fungsi : untuk memisahkan Sargassum larutan HCl dan mencucinya dengan air pencuci 15 H O 14 Sargassum HCl Vibrating Washer II H O HCl Sargassum Neraca Massa Komponen Masuk H O 15 : F b 14 = 5 F sargassum = 5 x.456,6 kg/jam = 1.83,10 kg/jam Sargassum 14 : F a =.456,6 kg/jam Neraca Massa Komponen Keluar H O 16 : F b 15 = F b = 1.83,10 kg/jam Sargassum 17 : F a 14 = F a =.456,6 kg/jam Tabel A.7 Neraca Massa Vibrating Washer II (VW-10) No. 1.. Komponen Neraca Masuk (kg/jam) Neraca Keluar (kg/jam) Alur 14 Alur 15 Alur 16 Alur 17 H O 1.83, ,10 Sargassum.456,6.456,6 Total , ,7 L.A.8 Crusher (C-101) Sargassum 17 Crusher Sargassum 18 Crusher ini bertujuan untuk memotong-motong rumput laut Sargassum. Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

147 Neraca Massa Total : F 17 = F 18 Neraca Massa Komponen Masuk Sargassum : F a 17 =.456,6 kg/jam Neraca Massa Komponen Keluar Sargassum 18 : F a 17 = F a =.456,6 kg/jam Tabel A.8 Neraca Massa Crusher (C-101) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 17 Alur Sargassum.456,6.456,6 Total.456,6.456,6 LA.9 Gudang Penyimpanan (G-10) Sargassum 18 Sargassum 19 Neraca Massa Total : F 18 = F 19 Neraca Massa Komponen Masuk Sargassum : F 18 a =.456,6 kg/jam Neraca Massa Komponen Keluar Sargassum 18 : F a 19 = F a =.456,6 kg/jam Tabel A.9 Neraca Massa Gudang Penyimpanan (G-10) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 18 Alur Sargassum.456,6.456,6 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

148 Total.456,6.456,6 LA.10 Mixer III (M-103) NaCO3 0 1 Air Mixer III NaCO3 Larutan Na CO 3 yang dihasilkan dari mixer III yaitu 1% berat. Neraca Massa Total : F 0 + F 1 = F Neraca Massa Komponen Masuk Jumlah Na CO 3 1 % yang dibutuhkan adalah 19 4 x F a = 4 x.456,6 kg/jam = 9.86,48 kg/jam Jumlah Na CO 3 yang dibutuhkan untuk membuat larutan Na CO 3 1% adalah F e 0 = 9.86,48 x 0,1 = 1.179,18 kg/jam Sehingga jumlah H O yang dibutuhkan adalah F b 1 = (9.86, ,18) kg/jam = 8.647,30 kg/jam Neraca Massa Komponen Keluar 0 1 Na CO 3 1% : F e = F e + F b = (1.179, ,30) kg/jam = 9.86,48 kg/jam Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

149 Tabel A.10 Neraca Massa Mixer III (M-103) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 0 Alur 1 Alur 1. H O 8.647,30. Na CO 3 (s) 1.179,18 3. Na CO 3 1% 9.86,48 Total 9.86, ,48 LA.11 Ekstraktor (EK-101) Na CO 3 1 % 19 Sargassum H O Ekstraktor 3 Alginat Na CO 3 1% H O Sargassum sisa Ekstraktor bertujuan untuk mengambil alginat yang terkandung pada Sargassum dengan efisiensi sebesar 94% Neraca Massa Total : F 19 + F = F 3 Neraca Massa Komponen Masuk : Na CO 3 1% : F e = 9.86,48 kg/jam 19 Sargassum : F a =.456,6 kg/jam Neraca Massa Komponen Keluar : 3 Na CO 3 1% : F e = F e = 9.86,48 kg/jam Alginat : Kandungan alginat dalam Sargassum adalah 36% dan akan diambil alginat sebanyak 35% dengan effisiensi ekstraktor 94%. F f 3 Sargassum : F a 3 = F 19 a x 0,35 x 0,94 = 808, kg/jam = F 19 3 a - F f = (.456,6-808,) kg/jam = 1.648,40 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

150 Tabel A.11 Neraca Massa Ekstraktor No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 19 Alur Alur 3 1. Na CO 3 1% 9.86, , Sargassum Alginat.456, ,40 808, Total 1.83, ,10 L.A.1 Filter Press I (FP-101) Fungsi : untuk memisahkan ekstrak alginat dari rumput laut 3 Alginat Na CO 3 Sargassum sisa Filter Press I 4 5 Alginat Na CO 3 Sargassum sisa Neraca Massa Total : F 7 = F 8 + F 9 Neraca Massa Komponen Masuk : 3 Na CO 3 1% : F e = 9.86,48 kg/jam Alginat 3 : F f = 808, kg/jam Sargassum 3 : F a = 1.648,40 kg/jam Neraca Massa Komponen Keluar : 4 3 Sargassum : F a = F a Na CO 3 1% : F e 4 = 1.648,40 kg/jam 3 = F e = 9.86,48 kg/jam Asumsi pemisahan alginat = 98 % 5 3 Alginat : F f = 0,98 F f Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

151 F f 4 = 0,98 x 808, kg/jam = 79,05 kg/jam = F 3 5 f F f = (808, - 79,05 ) kg/jam = 16,17 kg/jam Tabel A.1 Neraca Massa Filter Press I (FP-101) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 3 Alur 5 Alur Na CO 3 1% Sargassum Alginat 9.86, ,40 808, 79, , ,40 16,17 Total 1.83, ,10 L.A.13 Mixer IV (M-104) H SO Air Mixer IV H SO 4 Air 8 Larutan H SO 4 yang dihasilkan dari mixer IV yaitu 10%. Neraca Massa Total : F 6 + F 7 = F 8 Neraca Massa Komponen Masuk Jumlah H SO 4 10% yang dibutuhkan adalah 1/10 dari jumlah alginat F 5 f /10 = 79,05/10 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

152 = 79,05 kg/jam Densitas (ρ) H SO 4 10% = 1,0640 kg/m 3 (Perry s, 1999) Volume H SO 4 yang diperlukan V = 79,05 /ρ = 79,05 /1,0640 = 74,44 m 3 H SO 4 yang tersedia 98% sedangkan yang dibutuhkan hanya 10% sehingga jumlah H SO 4 98% yang dibutuhkan V 1 M 1 = V M V 1 x 98 = 74,44 x 10 V 1 = 7,59 m 3 Atau dalam satuan massa, H SO 4 10% yang diperlukan adalah V 1 x ρ = 7,59 x 1,0640 = 8,07 kg F g 6 = 8,07 kg/jam Air yang dibutuhkan untuk membuat H SO 4 10% adalah F b 7 = (79,05 8,07) kg/jam = 71,135 kg/jam Neraca Massa Komponen Keluar H SO 4 10% 8 : F g = F 6 7 g + F b = (8, ,135) kg/jam = 79,05 kg/jam Tabel A.13 Neraca Massa Mixer IV (M-104) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 7 Alur 6 Alur 8 1. H O 71,135. H SO 4 8,07 3. H SO 4 10% 79,05 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

153 Total 79,05 79,05 L.A.14 Reaktor I (R-101) Fungsi : untuk mengubah larutan alginat menjadi asam alginat dalam bentuk gel. Alginat 5 HSO4 8 Reaktor I 9 Asam alginat Alginat SO 4 H SO 4 Reaksi : Alg H SO 4 H.Alg + SO 4 Konversi reaktor = 90% Neraca Massa Total : F 5 + F 8 = F 9 Neraca Massa Komponen Masuk : 8 H SO 4 10% : F g = 79,05 kg/jam 5 Alginat : F f = 79,05 kg/jam Neraca Massa Komponen Keluar : 9 5 Asam Alginat : F i = 0,9 F f BM Asam Alginat Mol Asam Alginat = 0,9 x 79,05 = 71,84 kg/jam = kg/kmol Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

154 N i 9 = 71,84 / = 0,0095 kmol/jam N out = N in + σ r 0,0095 = 0 + r r (laju reaksi) = 0,0095 / = 0,00475 kmol/jam Alginat : Ff 5 BM Alginat N f 5 = 79,05 kg/jam = kg/kmol = 79,05 / = 0,0106 kmol/jam N out = N in + σ r N out = 0,0106- (0,00475) = 0,0011 kmol/jam F f 9 = N out x BM Alginat = 0,0011 x = 81,81 kg/jam H SO 4 10% : F g 8 BM H SO 4 N g 8 = 79,05 kg/jam = 98 kg/kmol = 79,05 /98 = 0,808 kmol/jam N out = N in + σ r N out = 0,808 0,00475 N out 9 F g = 0,803 kmol/jam = 0,803 x 98 = 78,69 kg/jam : - BM SO 4 SO 4 - = 96 kg/kmol Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

155 N out = N in + σ r N out 9 F k = 0 + r = 0,00475kmol/jam = 0,00475x 96 = 0,45 kg/jam Tabel A.14 Neraca Massa Reaktor I (R-01) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 5 Alur 8 Alur Alginat 79,05 81,81 H SO 4 10% Asam Alginat 79,05 78,69 71,84 SO 4-0,45 Total 873,79 873,79 L.A.15 Sentrifus I Fungsi : untuk memisahkan asam alginat dari larutannya 9 Asam alginat Alginat SO 4 H SO 4 Asam alginat Alginat SO 4 H SO 4 Sentrifus I Asam alginat Neraca Massa Total : F 9 = F 30 + F 31 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

156 Neraca Massa Komponen Masuk : 9 Asam alginat : F i = 71,84 kg/jam 9 Alginat : F f = 81,81 kg/jam SO 4-9 : F k = 0,45 kg/jam 9 H SO 4 10% : F g = 78,69 kg/jam Neraca Massa Komponen Keluar : Alginat 30 : F f 9 = F f = 81,81 kg/jam SO : F k = F k = 0,45 kg/jam H SO 4 10% 30 : F g 9 = F g = 78,69 kg/jam Asumsi derajat pemisahan = 98% Asam alginat 31 : F i 9 = 0,98 F i = 0,98 x 71,84 = 698,58 kg/jam F i 30 = F 9 31 i - F i = (71,84-698,58) kg/jam = 14,6 kg/jam Tabel A.15 Neraca Massa Sentrifus I No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 9 Alur 30 Alur Alginat 81,81 81,81 H SO 4 10% 78,69 78,69 Asam Alginat 71,84 14,6 698,58 SO 4-0,45 0,45 Total 873,79 873,79 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

157 L.A.16 Reaktor II (R - 0) Fungsi : untuk mengkonversi asam alginat menjadi natrium alginat. 3 Metanol 33 Na CO 3 CO Asam Alginat 34 Natrium Alginat Asam Alginat Metanol Na CO 3 metanol Reaksi : As.alginat + Na CO 3 Na.alginat + H O + CO Konversi reaksi : 90% Neraca Massa Total : F 31 + F 3 + F 33 = F 34 + F 35 Neraca Massa Komponen Masuk : Asam alginat 31 : F i = 698,58 kg/jam Metanol 33 : F j = 698,58 kg/jam Na CO 3 3 : F e = 0,80 kg/jam Neraca Massa Komponen Keluar : Natrium alginat : F h = 0,9 F i = 0,9 x 698,58 = 68,7 kg/jam BM Natrium alginat = kg/kmol Mol natrium alginat 34 N h = 68,7 / = 0,007 kmol N out = N in + σ r 0,007 = 0 + r r = 0,007 r = 0,0035 kmol/jam Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

158 Asam alginat : F i 31 = 698,58 kg/jam BM asam alginat = kg/kmol N i 31 = 698,58 / = 0,015 kmol/jam N out = N in + σ r N out 34 F i = 0,009 r = 0,015 (0,007) = 0,001 kmol/jam = N out x BM asam alginat = 0,001 x = 74,8 kg/jam Metanol : F j 33 = 698,58 kg/jam Metanol hanya berfungsi untuk mengendapkan natrium alginat yang sudah terbentuk F j = F j = 698,58 kg/jam Na CO 3 : F e 3 BM Na CO 3 N e 3 = 0,80 kg/jam = 106 kg/kmol = 0,80/106 = 0,0075 kmol N out = N in + σ r N out 34 F e = 0,0075 r = 0,0005 kmol/jam = N out x BM Na CO 3 = 0,0005 kmol/jam x 106 kg/kmol = 0,053 kg/jam Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

159 H O : N out = N in + σ r = 0 + r = 0,007 kmol/jam BM H O F b 34 = 18 kg/kmol = N out x BM H O = 0,007 kmol/jam x 18 kg/kmol = 0,16 kg/jam CO : N out = N in + σ r = 0,007 kmol/jam BM CO F l 35 = 44 kg/kmol = N out x BM CO = 0,007 kmol/jam x 44 kg/kmol = 0,31 kg/jam Tabel A.16 Neraca Massa Reaktor II No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 31 Alur 3 Alur 33 Alur 34 Alur Asam Alginat 698,58 74,8 Methanol 698,58 698,58 Na CO 3 Natrium alginat H O CO 0,80 0,053 68,7 0,16 Total 1.40, ,58 0,31 L.A.17 Sentrifus II Fungsi : untuk memisahkan natrium alginat dari larutannya Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

160 34 Sentrifus II 36 Natrium Alginat Asam Alginat NaCO3 Metanol H O 37 Natrium Alginat Asam alginat Metanol Metanol Na CO 3 H O Natrium alginat Asam alginat Neraca Massa Total : F 34 = F 36 + F 37 Neraca Massa Komponen Masuk : 34 Asam Alginat : F i = 74,8 kg/jam Metanol 34 : F j = 698,58 kg/jam Na CO 3 34 : F e = 0,053 kg/jam 34 Natrium alginat : F h = 68,7 kg/jam H O 34 : F b = 0,16 kg/jam Neraca Massa Komponen Keluar : Asam alginat 37 : F i 34 = F i = 74,8 kg/jam H O 37 : F b 34 = F b = 0,16 kg/jam Na CO 3 37 : F e 34 = F e = 0,053 kg/jam Metanol 37 : F j 34 = F j = 698,58 kg/jam Asumsi derajat pemisahan = 98% 36 Natrium alginat : F h 34 = 0,98 F h F h 37 = 0,98 x 68,7 = 616,14 kg/jam = F h F h Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

161 = (68,7-616,14) kg/jam = 1,58 kg/jam Tabel A.17 Neraca Massa Sentrifus II No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 34 Alur 37 Alur Asam Alginat Methanol Na CO 3 Natrium alginat 74,8 698,58 0,053 68,7 74,8 698,58 0,053 1,58 616,14 5. H O 0,16 0,16 Total 1.40,8 1.40,8 L.A.18 Rotary Dryer (RD-101) Fungsi : untuk menghilangkan sebagian air yang masih terdapat pada natrium alginat. 38 Uap air Natrium Alginat 36 Rotary Dryer 39 Natrium alginat Neraca Massa Total : F 36 = F 38 + F 39 Neraca Massa Komponen Masuk : Natrium alginat : kadar air yang terkandung dalam alginat murni yang dihasilkan dari reaktor II adalah 1% (Hernandez dkk,008), sehingga jumlah natrium alginat murni yang dihasilkan F h 36 Air : F b 36 = 88% x 616,14 kg/jam = 54,0 kg/jam = 1% x 616,14 kg/jam = 73,94 kg/jam Neraca Massa Komponen Keluar Rotary dryer digunakan untuk menguapkan air yang terdapat pada natrium alginat sebesar 1% menjadi 5%. Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

162 Natrium alginat : F 36 Na.alginat = 54,0 kg/jam Air 39 : F b 36 = 5% F b = 5% x 73,94 kg/jam = 3,69 kg/jam F b 38 = F b F b = (73,94 3,69) = 70,5 kg/jam Sehingga produk natrium alginat yang dihasilkan dengan kandungan air 5% adalah F h 39 = F h + F b = 54,0 + 3,69 = 545,89 kg/jam Tabel A.18 Neraca Massa Rotary Dryer (RD-101) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 36 Alur 39 Alur Natrium alginat 616,14 545,89. Uap Air 70,5 Total 616,14 616,14 L.A.19 Ball Mill (BM-101) Fungsi : untuk menghaluskan natrium alginat menjadi bubuk Natrium alginat 39 Ball Mill Natrium alginat bubuk 40 Neraca Massa Total : F 39 = F 40 Neraca Massa Komponen Masuk : 39 Natrium alginat : F h = 545,89 kg/jam Neraca Massa Komponen Keluar : Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

163 40 Natrium alginat : F h 39 = F Na.alginat = 545,89 kg/jam Tabel A.19 Neraca Massa Ball Mill (BM-101) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 39 Alur Natrium alginat 545,89 545,89 Jumlah 545,89 545,89 LA.0 Kolom Distilasi (D-01) 41 Vd Ld D F 43 H O metanol F 37 H O Metanol Na CO 3 Asam alginat Natrium alginat 37 D Vb Lb B 47 F 47 H O Metanol Na CO 3 Asam alginat Natrium alginat Asumsi seluruh Na CO 3, asam alginat, dan natrium alginat sebagai bottom product H O : Jumlah massa H O masuk kolom distilasi 1,F 37 b = 0,16 kg/jam Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

164 Jumlah massa H O keluar kolom distilasi 1,F b 43 = 0,5% x Fai 37 F b 43 = 0,5% x 0,16 = 0, kg/jam = distilat Jumlah massa H O keluar kolom distilasi 1,F b 47 = F b 37 F b 43 F b 47 = 0,15 kg/jam = bottom 37 Asam alginat : Jumlah massa asam alginat masuk kolom distilasi,f i = 74,8 kg/jam Jumlah massa asam alginat keluar kolom distilasi,f 47 i = 74,8 kg/jam 37 Na CO 3 : Jumlah massa Na CO 3 masuk kolom distilasi,f e = 0,053 kg/jam 47 Jumlah massa Na CO 3 keluar kolom distilasi,f e = 0,053 kg/jam Natrium alginat : Jumlah massa natrium alginat masuk kolom distilasi 37 F h = 1,58 kg/jam Jumlah massa natrium alginat keluar kolom distilasi 47 F h = 1,58 kg/jam 37 Metanol : Jumlah massa metanol masuk kolom distilasi 1,F j = 698,58 kg/jam Jumlah massa metanol keluar kolom distilasi F j 47 = 0,3% x massa metanol masuk kolom distilasi = 0,3% x 698,58 kg/jam =,09 kg/jam (bottom) Jumlah massa metanol keluar kolom distilasi F j = F j - F j = 698,58 -,09 = 696,49 kg/jam (distilat) Tabel LA.0 Neraca Massa Kolom Distilasi (D-01) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 37 Alur 43 Alur 47 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

165 Na CO 3 Metanol H O Asam alginat Natrium alginat 0, ,58 0,16 74,8 1,58 696,49 0, ,053,09 0,15 74,8 1,58 Jumlah 786,14 696, ,648 Total 786,14 786,14 Tabel LA.1 Data Bilangan Antoine : Zat A B C Air Metanol Sumber : Reklaitis, ,536 16, , ,39-38, ,49 Penentuan titik gelembung (bubble point) umpan : Tekanan Uap ditentukan dengan rumus ln P (kpa) = A B / (T + C) (kpa, K) a. Menghitung temperatur jenuh masing masing komponen Asumsi sat P metanol = sistem P = 760 mmhg = 101,35 kpa sat P air = sistem P = 760 mmhg = 101,35 kpa Ti = T sat Bi Ai - ln P - Ci = 3985,44 air 16,536 - ln 101, ,9974 = 373,406 K = 3593,39 metanol 16, ln 101, ,49 = 337,7888 K T sat b. Menghitung T rata-rata Zat Xi T Air (a) 0,000 Metanol (b) 0,9998 T rata-rata = Xi. Ti = 341,9418 K c. Menghitung harga α BA pada T rata-rata 373, ,7888 Zat T Pi Air (a) 341,9418 9,3860 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

166 Metanol (b) 341, ,00 Pb α BA = = 4,0496 Pa d. Menghitung sat P a sat P a = P Xb. α = Xa BA + 101,35 0, , ,000 = 5,048 kpa e. Menghitung T dari T sat = 3985,44 air 16,536 - ln 5,048 sat P a dari persamaan antoine Ulangi langkah c, d, dan e hingga T konvergen. + 38,9974 = 338,87 K Dari hasil iterasi, didapatkan bahwa harga T = 339,3319 K = 66,1819 o C Penentuan titik gelembung (bubble point) bottom : a. Menghitung temperatur jenuh masing masing komponen Asumsi sat P metanol = sistem P = 760 mmhg = 101,35 kpa sat P air = sistem P = 760 mmhg = 101,35 kpa Ti = T sat Bi Ai - ln P - Ci = 3985,44 air 16,536 - ln 101, ,9974 = 373,406 K = 3593,39 metanol 16, ln 101, ,49 = 337,7888 K T sat b. Menghitung T rata-rata Zat Xi T Air (a) 0,063 Metanol (b) 0,937 T rata-rata = Xi. Ti = 373,8 K 373, ,7888 c. Menghitung harga α BA pada T rata-rata Air (a) Metanol (b) Zat T Pi 373,8 373,8 100, ,9788 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

167 Pb α BA = = 3,4959 Pa d. Menghitung sat P a sat P a = P Xb. α BA + Xa = 101,35 0,005. 3, ,995 = 3,759 kpa e. Menghitung T dari T sat = 3985,44 air 16,536 - ln 3,759 sat P a dari persamaan antoine Ulangi langkah c, d, dan e hingga T konvergen. + 38,9974 = 337,0911 K Dari hasil iterasi, didapatkan bahwa harga T = 349,143 K = 75,993 o C Penentuan titik embun (dew point) distilat : a. Menghitung temperatur jenuh masing masing komponen Asumsi sat P metanol = sistem P = 760 mmhg = 101,35 kpa sat P air = sistem P = 760 mmhg = 101,35 kpa Ti = T sat Bi Ai - ln P - Ci = 3985,44 air 16,536 - ln 101, ,9974 = 373,406 K T sat = 3593,39 metanol 16, ln 101, ,49 = 337,7888 K Air (a) Metanol (b) Zat Yi T 0, , , ,7888 b. Menghitung T rata-rata Pi.Yi = Xi. P sat i Karena diasumsikan Pi = P sat i, maka Xi = Yi Zat Yi T Air (a) 0, Metanol (b) 0, T rata-rata = Xi. Ti = 338,5011 K 373, ,7888 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

168 c. Menghitung harga α AB pada T rata-rata Zat T Pi 338, ,5011 Air (a) Metanol (b) Pa α AB = = 0,45 Pb 5,64 104,1914 d. Menghitung sat P a sat P a = P (Y 1 + Y α AB ) = 101,35 ( , ,45) = 4,579 kpa e. Menghitung T dari T sat = 3985,44 air 16,536 - ln 4,579 sat P a dari persamaan Antoine Ulangi langkah c, d, dan e hingga T konvergen. + 38,9974 = 337,8836 K Dari hasil iterasi, didapatkan bahwa harga T = 336,436 K = 63,86 o C Umpan masuk pada titik didih (66,1819 C), sehingga q = 1 Pada distilasi multikomponen ini kondisi operasi adalah sebagai berikut : a. Umpan pada titik didih yaitu : - temperatur : 66,1819 C - tekanan : 1 atm b. Sehingga nilai q = 1(liquid at boiling point) Sebagai komponen rujukan : - Light Key (LK) = metanol - Heavy Key (HK)= H O Tabel LA. Komposisi Distilasi Multikomponen 1 Komponen Mol umpan Fraksi mol umpan, Xif Mol distilat Fraksi mol distilat, Yid Mol bottom Fraksi mol bottom, Xib Asam 0, , alginat H O 0, , , Metanol 30,968 0, ,059 0, , ,9164 Na CO 3 0,0007 0,0000 0,0007 0,0071 Natrium alginat 0,000 0, ,000 0,00 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

169 Jumlah total 30, , , Tabel. Data kesetimbangan sistem metanol-air pada tekanan 1 atm No X Y Sumber : T. M. Duncan and J. A. Reimer, 008 Perhitungan Reflux minimum : Rm Rm + 1 = X D - y' = X - x' Rm = 1 Asumsi ; R = 1,4 Rm R = 1,4 D 0,9999-0,9998 0,9999-0,9997 = 0,5 LA.0-1 Kondensor Kolom Distilasi (E-0) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

170 Metanol H O 41 Vd Metanol H O Kondensor Ld D Metanol H O Rasio refluks, Ld/D = (Segawa dkk, 001) Vd = ((q-1) x F umpan ) + Vb (Geankoplis, 1997) Dimana, Vd = Vapour distilat Vb = Vapour reboiler Ld = Liquid distilat Lb = Liquid reboiler F = Laju umpan masuk Kolom Distilasi Dengan Vd, Vb, Ld, Lb dan F dalam satuan kmol /jam Karena umpan dimasukkan pada titik gelembung, maka q = 1 (McCabe dkk, 1999) Sehingga Vd = Vb Dengan Vd = D + Ld Perhitungan komposisi telah ada dalam perhitungan fraksi mol pada alur 43. Komposisi 43 : X Metanol Vd = X Metanol Ld = X Metanol = 0, X HO Vd = X HO Ld = X HO = L R D = D N = D 43 N = 1,4 Alur 44 Total : N 44 = 1,4 x N 43 = 1,4 x 30,05905 kmol/jam = 60,4118 kmol/jam Metanol 44 : N Metanol 44 = X Metanol x N 44 = 0, x 60,4118 kmol/jam = 60,4117 kmol/jam H O 14 : N HO = N N Metanol = 60, ,4117 kmol/jam = 0,0001 kmol/jam Alur 41 Total : N 41 = N 43 + N 44 = 60, ,05905 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

171 = 90, kmol/jam Metanol : N Metanol 41 = X Metanol 41 x N 41 = 0, x 90, = 90, kmol/jam H O : N HO 41 = N 41 - N Metanol 41 = 90, , = 0,00001 kmol/jam Tabel LA.3 Neraca Massa Kondensor Kolom Distilasi (E-0) Alur Masuk Alur Keluar Komponen Alur 41 Alur 43 Alur 44 N (kmol/jam) F (kg/jam) N (kmol/jam) F (kg/jam) N (kmol/jam) F (kg/jam) Metanol 90, ,766 30, ,3 60, ,1744 H O 0, , , , ,0001 0,0018 Total 90, , , , , ,176 LA.0- Reboiler Kolom Distilasi (E-03) metanol H O metanol H O Lb 45 Vb 46 Reboiler-1 B 47 metanol H O Perhitungan komposisi alur 47 telah ada dalam perhitungan fraksi mol. Komposisi 47 : X metanol Vb = X metanol Lb = X metanol = 0, X HO Vb = X HO Lb = X HO = 0, X asam alginat Vb = X asam alginat Lb = X asam alginat = 0, X natrium alginat Vb = X natrium alginat Lb = X natrium alginat = 0,00 47 X NaCO3 Vb = X NaCO3 Lb = X NaCO3 = 0,0071 Lb = Ld + q.f (Geankoplis, 1997) Karena umpan dimasukkan pada titik gelembung, maka q = 1 (McCabe dkk, 1999) Sehingga, Lb = Ld + F Dengan Lb, Ld dan F dalam kmol/jam, maka dapat juga dituliskan sebagai berikut: N 45 = N 44 + N 37 Alur 45 Total : N 45 = N 44 + N 37 = 60, ,3051 = 90,7169 kmol/jam Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

172 Metanol : N j 45 H O : N b 45 = X b 45 x N 45 Na CO 3 : N e 45 Asam alginat : N i 45 Natrium alginat : N h 45 = X j 45 x N 45 = 0,9164 x 90,7169 = 83,139 kmol/jam = 0,0614 x 90,7169 = 5,57 kmol/jam = X e 45 x N 45 = 0,0071 x 90,7169 = 0,6441 kmol/jam = X i 45 x N 45 = 0,0131 x 90,7169 = 1,1884 kmol/jam = X h 45 x N 45 = 0,00 x 90,7169 = 0,1814 kmol/jam Alur 46 Total : N 46 = N 45 N 47 = 90,7169 0,0993 = 90,6177 kmol/jam Metanol 46 : N j 46 = X j x N 46 = 0,9164 x 90,6177 = 83,041 kmol/jam H O 46 : N b 46 = X b x N 46 = 0,0614 x 90,6177 = 5,56 kmol/jam Na CO 3 46 : N e = X 46 e x N 46 = 0,0071 x 90,6177 Asam alginat : N i 46 Natrium alginat : N h 46 = 0,6434 kmol/jam = X 46 i x N 46 = 0,0131 x 90,6177 = 1,1871 kmol/jam = X 46 h x N 46 = 0,00 x 90,6177 = 0,181 kmol/jam Tabel LA.4 Neraca Massa Reboiler Kolom Distilasi (E-03) Alur Masuk Alur Keluar Komponen Alur 45 Alur 46 Alur 47 N (kmol/jam) F (kg/jam) N (kmol/jam) F (kg/jam) N (kmol/jam) F (kg/jam) Metanol 83, ,58 83, ,347 0, ,97 H O 5,57 136,51 5,56 136,3608 0, ,10975 Na CO 3 0, ,746 0, ,004 0,0007 0,07 Asam alginat 1, ,3 1, ,08 0, ,93 Natrium alginat 0, ,81 0, ,98 0,000 19,40 Total 90, , , ,9684 0, ,4975 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

173 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

174 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS Basis perhitungan Satuan operasi Temperatur basis : 1 jam operasi : kj/jam : 5 0 C = 98 K Perhitungan neraca panas menggunakan rumus sebagai berikut: dq dt dw dt 1 1 = N H + gz + V N H + gz + V (Reklaitis,1983) out Dimana sistem dianggap tidak melakukan kerja (dw/dt), tidak ada perubahan elevasi (Ep = 0) dan tidak ada perubahan energi kinetik (Ek = 0), sehingga persamaan neraca energi dapat dituliskan sebagai berikut: 1. Untuk sistem yang melibatkan reaksi kimia dq dt s r = ( ) + j j r r. H R T N s ( H s ( T ) H s ( T )) s= 1 outlet inlet. Untuk sistem tanpa melibatkan reaksi kimia dq dt s j j r = N s ( H s ( T ) H s ( T )) N s= 1 outlet inlet k s ( H s ( T k N k s ) H s in ( H ( T r s ( T )) k ) H s ( T r )) (Reklaitis,1983) (Reklaitis,1983) Persamaan umum untuk menghitung kapasitas panas cairan adalah sebagai berikut : Cp l = ( ) a bt ct dt Tabel LB.1 Kapasitas panas cairan Cp (l ) = a + bt + ct + dt 3 [ J/mol K ] a b c d e Metanol (l) -,5850E+0 3,3580E+00-1,16386E-0 1,40516E-05 - H O (l) 1,8964E+01 4,7118E-01-1,33878E-03 1,3144E-06 - HCl (l) 1,777E+01 9,0461E-01-5,64496E-03 1,13383E-05 H O (g) 3,40471E+01-9,65064E-03 3,9983E-05 -,04467E-08 4,308E- 1 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

175 Sumber : Reklaitis, 1983 Untuk NaOH, rumput laut dan Na CO 3 nilai Cp nya bukan merupakan fungsi temperatur, sehingga untuk mencari nilai Q = n.cp. T Tabel LB. Nilai Cp NaOH berdasarkan %mol Nilai Cp %mol 167, ,5 16, ,7456 9,09 133,888 16,7 131,104 8,6 130, ,5 (Perry s,1984) Na Cp = 5,01 + 0,00536T (73-371)K H SO 4 10% Cp = 0,9164 cal/gr 0 C = 375,9916 kj/kmol K (Perry,1999) (Perry,1999) Na CO 3 Cp = 8,9 cal/mol K ( K) (Perry, 1999) Tabel LB.3 Nilai Cp Na CO 3 berdasarkan % berat Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

176 Sumber : Perry,1999 Dari hasil interpolasi,nilai Cp untuk 1% pada suhu 5, C = 0,8999 cal/gr 0 C = 399,3756 kj/kmol K Rumput laut Cp = 87,9 kkal/kmol (Perry, 1997) = ,77 kj/kmol K Perhitungan estimasi Cp (l) (J/mol.K) dengan metode Missenard : Tabel LB.4 Kontribusi Gugus untuk Metode Missenard (J/mol.K) Gugus Harga (J/mol.K) >CH- 5,01 6,06 8 -OH 44,5 56,06 71,1 -O- 9,8 30,6 31 -COOH 79 84,3 94,1 -COO- 59, 61,94 64,9 (Sumber : Reid, 1987) Asam alginat (C 6 H 8 O 6 ) 4 T = 303K Cp (l) = [ (-O-) + 5(>CH-) + (-OH) + 1(-COOH)] x 4 = [ (9,8) + 5(5,01) + (44,5) + 79] x 4 = ,7 J/mol K Asam alginat (C 6 H 8 O 6 ) 4 T = 333K Cp (l) = [ (-O-) + 5(>CH-) + (-OH) + 1(-COOH)] x 4 = [ (30,6) + 5(6,06) + (56,06) + 84,3] x 4 = ,8 J/mol K Asam alginat (C 6 H 8 O 6 ) 4 T = 373K Cp (l) = [ (-O-) + 5(>CH-) + (-OH) + 1(-COOH)] x 4 = [ (31) + 5(8) + (71,1) + 94,01] x 4 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

177 = ,6 J/mol K Alginat (C 6 H 7 O 6 ) 4 T = 303K Cp (l) = [ (-O-) + 5(>CH-) + (-OH) + 1(-COO-)] x 4 = [ (9,8) + 5(5,01) + (44,5) + 59,] x 4 = ,1 J/mol K Alginat (C 6 H 7 O 6 ) 4 T = 333K Cp (l) = [ (-O-) + 5(>CH-) + (-OH) + 1(-COO-)] x 4 = [ (30,6) + 5(6,06) + (56,06) + 84,3] x 4 = ,36 J/mol K Alginat (C 6 H 7 O 6 ) 4 T = 373K Cp (l) = [ (-O-) + 5(>CH-) + (-OH) + 1(-COO-)] x 4 = [ (31) + 5(8) + (71,1) + 94,01] x 4 = , J/mol K Natrium alginat (C 6 H 7 O 6 Na) 4 T = 303K Cp (l) = [ (-O-) + 5(>CH-) + (-OH) + 1(-COO-) + Na] x 4 = [ (9,8) + 5(5,01) + (44,5) + 59, + 31,38] x 4 = ,46 J/mol K Natrium alginat (C 6 H 7 O 6 Na) 4 T = 33K Cp (l) = [ (-O-) + 5(>CH-) + (-OH) + 1(-COO-) + Na] x 4 = [ (30,1) + 5(5,7) + (5,3) + 61,1 + 31,38] x 4 = 16,799,16 J/mol K Natrium alginat (C 6 H 7 O 6 Na) 4 T = 353K Cp (l) = [ (-O-) + 5(>CH-) + (-OH) + 1(-COO-) + Na] x 4 = [ (30,6) + 5(6,8) + (61,9) + 63,5 + 31,38] x 4 = ,36 J/mol K Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

178 Tabel LB.5 Panas laten [ J/mol ] Komponen Titik Didih (K) Hvl (kj/kmol) Metanol 337,671 35,704 Air 373,15 40,656 HCl 188,17 16,1503 Sumber : Reklaitis,1983 Tabel LB.6 Data Steam dan Air Panas yang Digunakan T ( 0 C) λ (kj/kg) Saturated steam , Air 65 7 (Sumber: Smith,1983) Table LB.7 Nilai H f (98) untuk beberapa senyawa yang digunakan Senyawa Harga (kj/mol) H SO 4 (l) 813,989 Na CO 3 (s) -1130,680 H O (l) -85,830 CO (g) -393,509 (sumber : Smith, 001) Perhitungan estimasi H f (98) (J/mol) dengan menggunakan Metode Joback Tabel LB.8 Kontribusi Gugus untuk Metode Joback (kj/mol) Gugus Harga (kj/mol) >CH- 8,67 -O- -138,16 -OH -1,65 -COO- -337,9 -COOH -46,7 (Sumber : Reid, 1987) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

179 Rumus : H 0 f (98) = 68,9 + n j. j... (Reid, 1987) Asam alginat (C 6 H 8 O 6 ) 4 H 0 f (98) = [68,9 + ( (-O-) + 5(>CH-) + (-OH) + 1(-COOH))] x 4 = [68,9 + (-138,16) + 5(8,67) + (-1,65) + (-46,7)] x 4 = ,4 kj/mol Natrium alginat (C 6 H 7 NaO 6 ) 4 H 0 f (98) = [68,9 + ( (-O-) + 5(>CH-) + (-OH) + 1(-COO-))] x 4 = [68,9 + (-138,16) + 5(8,67) + (-1,65) + (-337,9)] x 4 = ,8 kj/mol L.B.1 Mixer I ( M-101 ) H O 303 K 6 NaOH 303 K 5 Mixer ( M-101 ) 7 NaOH 0,5% Panas Masuk Alur 5 Panas masuk (ΔH 5 ) = N 5 NaOH Cp T = 0,03 kmol/jam x 700,708 kj/kmol K x (303 98) K = 78,13 kj/jam Alur 6 Panas masuk (ΔH 6 ) = N 6 H 303 O 98 Cp( l) dt = 9,911 kmol/jam x 374,6878 kj/kmol = 3.717,31 kj/jam Total Panas Masuk = (ΔH 5 + ΔH 6 ) kj/jam = (78, ,31) kj/jam = 3.795,44 kj/jam Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

180 Panas Keluar Temperatur keluaran Mixer (M-150) adalah temperatur yang timbul karena pencampuran komponen-komponen dari tiap alur masuk. Mixer bersifat adiabatis, sehingga: dq = dt 0 in out ΣN Cp sdt - ΣN s Cp Σ N dt s s = in s Cp dt = ΣN s out s Cp dt (ΔH 7 + ΔH 8 ) kj/jam = ΔH 9 kj/jam s 0 out Sehingga N Cp s s dt = 3.795,44 kj/jam N 7 NaOH Cp T = 3.795,44 kj/jam (1) Cp NaOH 0,5% N NaOH 7 = 690,8 kj/kmol K = % x 10 x ρ m x Mr ρ pelarut pelarut =,4456 kmol/jam Dengan memasukkan data kapasitas panas NaOH 0,5% terhadap persamaan (1) maka diperoleh persamaan sebagai berikut:,4456 kmol/jam x 690,8 kj/kmol K x (T 7 98) = 3.795,44 kj/jam Dengan metoda trial and error diperoleh T 7 = 98,397 K = 5,397 O C Jadi temperatur campuran dalam mixer I (M-101) adalah 98,397 K L.B.3 Tangki Perendaman I Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

181 NaOH 0,5% 98,397 K 7 Sargassum 303 K 3 Tangki Perendaman I ( T-103 ) 8 NaOH 0,5% Sargassum Persamaan Neraca Panas : Panas Masuk = Panas Keluar + Akumulasi Asumsi : Keadaan steady state, akumulasi = 0 Maka : Panas Masuk = Panas Keluar Panas Reaktan + Panas Steam = Panas Produk Panas Masuk Temperatur masuk NaOH 0,5% = 98,397 K Temperatur masuk Sargassum = 303 K Tabel LB.9 Perhitungan Panas Bahan Masuk Tangki Perendaman I Komponen (i) N senyawa kmol/jam Cp T kj/kmol Q = N Cp T kj/jam Sargassum 0, , ,670 NaOH 0,5%, , ,3197 Q in, total = ,9897 Panas Keluar Temperatur keluar = 33 K Tabel LB.10 Perhitungan Panas Bahan Keluar Tangki Perendaman I Komponen (i) N senyawa kmol/jam Cp T kj/kmol Q = N Cp T kj/jam Sargassum 0, , ,8499 NaOH 0,5%, , ,608 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

182 Q out, total = ,457 dq/dt = Q out,total - Q in,total = (58.118, ,9897) kj/jam = ,463 kj/jam Untuk meningkatkan suhu pada tangki perendaman I digunakan air panas yang berasal dari deaerator, suhu air panas 65 0 C. Entalpi spesifik air (λ) pada 65 0 C = 7 kj/kg (Smith, 001) Air panas yang diperlukan adalah: 1.84, 645 m s dq/dt = λ o (150 C) ,463 kj/jam = 7 kj/kg = 1.84,645 kg/jam Tabel LB.11 Neraca Panas Tangki Perendaman I Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan , Produk ,457 Air panas ,463 - Total , ,457 L.B.3 Mixer II ( M-10 ) H O 303 K 1 HCl 303 K 11 Mixer ( M-10 ) 13 HCl 0,5% Panas Masuk Alur 13 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

183 Temperatur masuk = 30 0 C = 303 K Tabel LB.1 Perhitungan Panas Bahan Masuk Mixer II Komponen (i) N senyawa kmol/jam Cp.dT kj/kmol HCl 0, , ,164 Q i = N senyawa 303 Cp 98 kj/jam dt H O 9, , ,941 Q in, total = 3.419,105 Panas Keluar Temperatur keluaran Mixer (M-150) adalah temperatur yang timbul karena pencampuran komponen-komponen dari tiap alur masuk. Mixer bersifat adiabatis, sehingga: dq = dt 0 in out ΣN Cp sdt - ΣN s Cp Σ N dt s s = in s Cp dt = ΣN s out s Cp dt (ΔH 11 + ΔH 1 ) kj/jam = ΔH 13 kj/jam Sehingga s 0 out N Cp s s dt = 3.419,105 kj/jam (1) N HCl 13 = % x 10 x ρ m x Mr ρ pelarut pelarut =,577 kmol/jam Dengan memasukkan data-data kapasitas panas HCl pada tabel B.1 terhadap persamaan (1) maka diperoleh persamaan sebagai berikut:,577 ((17.77)(T 13 98) + (0,90461/ )(T ) + (-5, / 3)(T , 3 ) + ( / 4)(T )) = 3.419,105 kj/jam Dengan metoda trial and error diperoleh T 13 = 99,7769 K = 6,7769 O C Jadi temperatur campuran dalam mixer II (M-10) adalah 99,7769 K Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

184 L.B.4 Tangki Perendaman II (T-104) HCl 0,5% 99,7769 K 13 Sargassum 303 K 9 Tangki Perendaman II ( T-104 ) 14 HCl 0,5% Sargassum Persamaan Neraca Panas : Panas Masuk = Panas Keluar + Akumulasi Asumsi : Keadaan steady state, akumulasi = 0 Maka : Panas Masuk = Panas Keluar Panas Reaktan = Panas Produk Panas masuk Temperatur masuk HCl = 99,7769 K Temperatur masuk Sargassum = 303 K Tabel LB.13 Perhitungan Panas Bahan Masuk Tangki Perendaman II Komponen (i) N senyawa kmol/jam Cp.dT kj/kmol Q i = N Sargassum 0, , ,6747 HCl 0,5%, , ,091 Q in, total = , senyawa 98 Cp dt kj/jam Panas keluar Temperatur tangki perendaman adalah temperatur yang timbul karena pencampuran komponen-komponen dari tiap alur masuk.. Tangki perendaman bersifat adiabatis, sehingga: dq = dt 0 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

185 Σ in out N s Cp sdt - ΣN s Cp sdt = 0 Σ N in s Cp dt = ΣN s out s Cp dt (ΔH 9 + ΔH 13 ) kj/jam = ΔH 14 kj/jam Sehingga s out N Cp s s dt = ,7668 kj/jam () Dengan memasukkan data-data kapasitas panas HCl dan Sargassum terhadap persamaan () maka diperoleh persamaan sebagai berikut: ((5,11((17.77)(T 14 98) + (0,90461/ )(T ) + (-5, / 3)(T ) + ( / 4)(T ,77 x (T 14 98))) = ,7668 kj/jam Dengan metoda trial and error diperoleh T 14 = 99,347 K = 6,347 O C 98 4 ))) +(0,0475 x Jadi temperatur campuran dalam tangki perendaman II (M-10) adalah 99,347 K LB.5 Mixer III (M-103) H O 303 K 1 Na CO K 0 Mixer III ( M-103 ) Na CO 3 1% Panas Masuk Alur 1 Temperatur masuk = 30 0 C = 303 K Tabel LB.14 Perhitungan Panas Bahan Masuk Mixer III (M-103) Komponen (i) N senyawa kmol/jam Cp.dT kj/kmol Q i = N 303 senyawa 98 H O 480, , ,1174 Q in, total = ,1174 kj/jam Cp dt Alur 0 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

186 Panas masuk (ΔH 0 ) = N Cp T = 11,143 kmol/jam x 144,5 kj/kmol K x (303 98)K = 8.037,3067 kj/jam Panas masuk (ΔH 1 ) = N 1 H 303 O 98 Cp( l) dt = 480,4056 kmol/jam x 374,6878 kj/kmol = ,1174 kj/jam Total Panas Masuk = (ΔH 0 + ΔH 1 ) kj/jam = (8.037, ,1174) kj/jam = ,441 kj/jam Panas Keluar Temperatur keluaran Mixer (M-103) adalah temperatur yang timbul karena pencampuran komponen-komponen dari tiap alur masuk. Mixer bersifat adiabatis, sehingga: dq = dt 0 Σ in out N s Cp sdt - ΣN s Cp sdt = 0 in ΣNs CpsdT = ΣN out s Cp dt (ΔH 0 + ΔH 1 ) kj/jam = ΔH kj/jam Sehingga out N Cp s s dt = ,441 kj/jam (1) N NaCO3 = % x 10 x ρ m x Mr ρ pelarut pelarut = ,7166 kmol/jam Dengan memasukkan data kapasitas panas Na CO 3 pada tabel B.3 terhadap persamaan (1) maka diperoleh persamaan sebagai berikut: ,7166 ((399,3756)(T 98) = ,8814 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

187 Dengan metoda trial and error diperoleh T = K = 5,0413 O C Jadi temperatur campuran dalam mixer III (M-01) adalah 98,0413 K LB.6 Kolom Ekstraksi (EK-01) Na CO 3 1% 98,0413 K Sargassum 303 K 19 Kolom ekstraksi ( EK-01 ) 3 Na CO 3 1% Sargassum Alginat 333 K Persamaan Neraca Panas : Panas Masuk = Panas Keluar + Akumulasi Asumsi : Keadaan steady state, akumulasi = 0 Sehingga : Panas Masuk + Panas steam = Panas Keluar Panas Masuk Alur 19 Temperatur masuk = 30 0 C = 303 K Sargassum H Sargassum = N Cp T = 0,0330 kmol/jam x ,77 kj/kmol K x (303 98)K = 5.613,90 kj/jam Alur Temperatur masuk = 98,0413 K = 5, C Na CO 3 1% H = N Cp T = 9,706 x 399,3756 x (98, ) = 1.59,056 kj/jam H in = H 19 + H = ( 5.613, ,056 ) kj/jam = 7.14,958 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

188 Panas keluar Temperatur keluar = 60 0 C Sargassum H Sargassum = N Cp T = 0.0 kmol/jam x ,77 kj/kmol K x (333 98)K = ,195 kj/jam Na CO 3 1 % H NaCO3 = N Cp T = 9,706 kmol/jam x 399,3756 kj/kmol K x (303 98) K Alginat H alginat H 3 = ,785 kj/jam = N Cp T = 0,0109 kmol/jam x ,36 kj/kmol K x (303 98)K = 8391,8751 kj/jam = H Sargassum + H NaCO3 + H alginat = , , ,8751 = ,856 kj/kmol Ekstraktor bersifat adiabatis, sehingga: dq = dt dq dt dq/dt 0 = Η out Η in = H out - H in = (314.15, ,958) kj/kmol = 86.98,8946 kj/kmol Untuk meningkatkan suhu pada ekstraktor digunakan air panas yang berasal dari deaerator, suhu air panas 65 0 C. Entalpi spesifik air (λ) pada 65 0 C = 7 kj/kg (Smith, 001) Air panas yang diperlukan adalah: 1.055,0841 kg/jam Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

189 m s dq/dt = λ o (65 C) 86.98,8946 kj/jam = 7 kj/kg = 1.055,0841 kg/jam Tabel LB.15 Neraca Panas Ekstraktor (EK-101) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan 7.14,958 - Produk ,856 Air panas 86.98, Total , ,856 LB.7 Mixer IV (M-0) H O 303 K 7 H SO K 6 Mixer ( M-0 ) 8 H SO 4 10% Panas Masuk Temperatur masuk = 30 0 C = 303 K Tabel LB.16 Perhitungan Panas Bahan Masuk Mixer IV Komponen (i) N senyawa kmol/jam Cp.dT kj/kmol Q i = N H SO , ,814 H O , ,787 Q in, total = 1.538, senyawa 98 kj/jam Cp dt Panas Keluar Temperatur keluaran Mixer IV (M-104) adalah temperatur yang timbul karena pencampuran komponen-komponen dari tiap alur masuk. Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

190 Mixer bersifat adiabatis, sehingga: dq = dt 0 Σ in out N s Cp sdt - ΣN s Cp sdt = 0 Σ N in s Cp dt = ΣN s out s Cp dt (ΔH 6 + ΔH 7 ) kj/jam = ΔH 8 kj/jam Sehingga s out N Cp s s dt = 1.538,0101 kj/jam (1) N HCl 8 = % x 10 x ρ m x Mr ρ pelarut pelarut = 0,808 kmol/jam Dengan memasukkan data-data kapasitas panas H SO 4 terhadap persamaan (1) maka diperoleh persamaan sebagai berikut: 0,808((375,9916 x (T 8 98)) = 1.538,0101 Dengan metoda trial and error diperoleh T 8 = 401,67 K = 38,67 O C Jadi temperatur campuran dalam mixer IV (M-104) adalah 401,67 K LB.8 Reaktor I (R - 101) Saturated steam 43 K H SO 4 10% 401,67 K Alginat K 5 8 Reaktor ( R-101 ) T = 373 K 9 Asam alginat Alginat - H SO 4 SO K Kondensat 43 K Reaksi : Alg - + H SO 4 H.Alg + SO 4 - Persamaan Neraca Energi : Panas Masuk = Panas Keluar + Akumulasi Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

191 Asumsi : Keadaan steady state, sehingga akumulasi = 0 Maka : Panas Masuk = Panas Keluar Panas bahan masuk + Panas steam = Panas bahan keluar + Panas laten penguapan Panas Masuk Alur 8 Temperatur masuk = 38,67 0 C = 311,67 K Q 3 = N Cp T = kmol/jam x 375,9916 kj/kmol K x (311,67 98) = 4.153,9905 kj/jam Alur 5 Temperatur masuk = 30 0 C = 303 K Cp alginat - = 0 Q 5 = 0 Panas keluar Temperatur keluar = C Tabel LB.17 Perhitungan Panas Bahan Keluar Reaktor I (R-101) Komponen (i) N senyawa kmol/jam Cp.dT kj/kmol Q = N H SO , ,0940 SO Alginat - 0, i 373 senyawa 98 Asam alginat , ,5065 Q out, total = ,6005 kj/jam Cp dt Perhitungan Panas Reaksi : Reaksi : Alg H SO 4 H.Alg + SO 4 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

192 H r 0 r = [(. H 0 f, H.alg + H 0 f, (SO4)- ) ( H 0 f, HSO4 +. H 0 f, alg-)] = [{. ( ,4) +0} {.(813,989) + 0 }]kj/mol = ,811 kj/kmol = 0,00475 kmol/jam ΔHr = ΔHr Cp (l) asam sulfat dt Cp (373) (l) H.alg = ,811kJ/kmol 8.199, ,00 = ,8189 kj/kmol dq/dt = r H r (373) + Q out,total - Q in,total = ((0,00475 x ,8189) , ,9905)) kj/jam = 6.698,983 kj/jam dt Steam yang diperlukan adalah: m s dq/dt = λ o (150 C) 6.698,983 kj/jam = 113, kj/kg = 107,775 kg/jam Tabel LB.18 Neraca Panas Reaktor I (R-101) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan 4.153,9905 Produk ,6005 Hr ,3183 Steam 6.698,983 - Total 30.85, ,9188 LB.9 Reaktor II (R - 10) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

193 Saturated steam 43 K Na CO K Asam alginat 303 K Methanol 303 K Reaktor ( R-10 ) T = 33 K Kondensat 43 K 34 Asam alginat Alginat - H SO 4 SO 4-33 K metanol Reaksi : As.alginat + Na CO 3 Na.alginat + H O + CO Persamaan Neraca Energi : Panas Masuk = Panas Keluar + Akumulasi Asumsi : Keadaan steady state, sehingga akumulasi = 0 Maka : Panas Masuk = Panas Keluar Panas bahan masuk + Panas steam = Panas bahan keluar + Panas laten penguapan Panas Masuk Alur 31 Temperatur masuk = 30 0 C = 303 K Q 31 = N Cp T = 0,0093 kmol/jam x ,7 kj/kmol K x (303 98) K = 6.933,7870 kj/kmol Alur 3 Temperatur masuk = 30 0 C = 303 K Q 3 = N Cp T = 0,0075 kmol/jam x 8,9 kj/kmol K x (303 98) K = 1,0837 kj/kmol Alur 33 Temperatur masuk = 30 0 C = 303 K Tabel LB.19 Perhitungan Panas Bahan Masuk Reaktor II (R 10) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

194 Komponen (i) N senyawa kmol/jam Cp.dT Q i = N senyawa kj/kmol 98 kj/jam Metanol 1, , ,0074 Q 33 = 8.863, Cp dt Q in = Q 31 + Q 3 + Q 33 = (6.933, , ,0074) kj/kmol = ,8781 kj/kmol Panas keluar Temperatur keluar = 50 0 C Tabel LB.0 Perhitungan Panas Bahan Keluar Reaktor II (R-10) Komponen (i) N senyawa kmol/jam Cp.dT kj/kmol Q i = N 33 senyawa 98 kj/jam Asam alginat 0, ,5 3.77,845 Natrium alginat 0, , ,56118 Metanol 1, , ,9984 Na CO 3 0,0005 7,5 0,361 H O 0, , ,1518 CO 0, ,11 6,5948 Q out, total = ,5097 Cp dt Perhitungan Panas Reaksi : Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

195 metanol Reaksi : As.alginat + Na CO 3 Na.alginat + H O + CO H r 0 r ΔHr (33) = [(. H 0 f, Na.alg + H 0 f, HO + H 0 f, CO) ( H 0 f, NaCO3 +. H 0 f, H.alg)] = [{. ( ,8) +(-85,830) + (-393,509)} {(-1130,680) +.( ,4)}]kJ/mol = ,3510 kj/mol = kj/kmol = 0,0035 kmol/jam Cp (l) dt Cp dt + Cp (l) Na.alg dt + Cp (l) HO dt + H.alg (s) NaCO3 0 = ΔHr Cp (g) dt CO = ,0590.( ,5) 7,5 +.( ,5) , ,11 = ,6160 kj/kmol dq/dt = r H r (33) + Q out,total - Q in,total = ((0,0035 x ,6160) , ,0070)) kj/jam = ,9665 kj/jam Media pendingin yang digunakan adalah air yang masuk pada suhu 8 0 C dan keluar pada suhu 60 0 C. Air (saturated): H(5 o C) = 104,8 kj/kg (Smith, 001) H(60 o C) = 51,1 kj.kg (Smith, 001) H(60 0 C) - H (8 0 C) = [ H (60 0 C) - H (5 0 C) ] = (51,1 104,8) kj/kg = 146,3 kj/kg Massa Air pendingin yang dibutuhkan adalah: dq dt = 0 H(60 C) - H(5 C) ,9665 = 146,3 = 3.01,16860 kg/jam m 0 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

196 Tabel LB.1 Neraca Panas Reaktor II (R-10) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan , Produk ,5097 r. Hr ,8751 Air pendingin ,9665 Total , ,753 LB.10 Rotary Dryer (RD-01) Saturated steam 43 K Uap air Natrium alginat H O 303 K 36 Rotary Dryer (RD-01) Natrium alginat H O Kondensat 43 K Persamaan Neraca Panas : Panas Masuk = Panas Keluar + Akumulasi Asumsi : Keadaan steady state, akumulasi = 0 Maka : Panas Masuk = Panas Keluar Panas Reaktan + Panas Steam = Panas Produk Panas Masuk Temperatur masuk = 30 0 C = 303 K Tabel LB. Perhitungan Panas Bahan Masuk Rotary Dryer (RD-01) Komponen (i) N senyawa kmol/jam Cp.dT kj/kmol Q i = N 303 senyawa 98 kj/jam Natrium alginat 0, , ,6391 Q in, total = ,6391 Cp dt Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

197 Panas Keluar Temperatur keluar = 80 0 C = 353 K Tabel LB.3 Perhitungan Panas Bahan Keluar Rotary Dryer (RD-01) Komponen (i) N senyawa kmol/jam Cp.dT kj/kmol Q i = N 43 senyawa 98 kj/jam Natrium Alginat , ,897 Air, , ,8985 Uap Air 3, , ,3844 Q out, total = ,18 Cp dt dq/dt = Q out,total Q in,total = ( , ,6391) kj/jam = ,541 kj/jam Steam yang diperlukan : m s dq/dt = λ o (150 C) ,541 kj/jam = 113, kj/kg =.358,664 kg/jam Tabel LB.4 Neraca Panas Rotary Dryer (RD-101) Alur masuk (kj/jam) Alur keluar (kj/jam) Umpan , Produk ,18 Steam ,541 - Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

198 Total , ,18 LB.11 Heater Kolom Distilasi (E-01) Saturated steam (43 K) H O Metanol Na CO 3 Asam alginat Natrium alginat T = 30 0 C 37a Heater ( E-01 ) 37b H O Metanol Na CO 3 Asam alginat Natrium alginat T = 64,993 0 C Kondensat (43 K) Panas Masuk Temperatur masuk = 30 0 C Tabel LB.5 Perhitungan Panas Bahan Masuk Heater (E-01) Komponen (i) N senyawa kmol/jam Cp.dT kj/kmol Q i = N 303 senyawa 98 kj/jam Cp dt Asam alginat 0, ,5 745,5685 Natrium alginat 0, , ,7903 Metanol 1, , ,7639 Na CO 3 0, ,5 0,075 H O 0, ,6878,68 Q in, total = ,8177 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

199 Panas Keluar Temperatur keluar = 338,143 K = 64,993 o C Tabel LB.6 Panas Keluar Heater (E-01) Komponen (i) N senyawa kmol/jam 338, Cp.dT kj/kmol Q i = N senyawa 338, kj/jam Cp dt Asam alginat 0, , ,50 Natrium alginat 0, , ,6096 Metanol 1, , ,7956 Na CO 3 0, ,7977 0,5779 H O 0, ,7569 1,1593 Q out, total = ,644 Perhitungan Kebutuhan Steam dq = ΔHout - ΔH in dt = (173.19, ,8177) = 14.33,847 kj/jam Tanda positif (+) menunjukkan bahwa sistem membutuhkan panas Sebagai media pemanas digunakan steam yang masuk sebagai saturated steam pada suhu C dan tekanan 4,7 atm (4,76 bar) dan keluar sebagai kondensat pada suhu C dan tekanan 4,7 atm. Panas laten steam (λ) pada C =.113, kj/kg (Reklaitis, 1983) Massa steam yang diperlukan : m = = H out Η in λ (150 C) 14.33, , = 58,830 kg/jam Tabel LB.7 Neraca Panas Heater (E-01) Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

200 Umpan , Produk ,644 Steam 14.33,847 - Total , ,644 LB.11 Kolom Distilasi (D-01) LB.11-1 Kondensor Kolom Distilasi (E-01) Metanol H O 338,143 K 41 Air Pendingin Masuk (301,15 K) Kondensor ( E-31 ) Air Pendingin Keluar (333,15 K) Metanol H O 337,436 K Metanol H O 337,436 K Dari perhitungan pada lampiran A neraca massa, diperoleh temperatur umpan masuk, T = 349,143 K = 75,993 o C P = 1 atm = 101,35 Pa Dari perhitungan pada lampiran A neraca massa, diperoleh temperatur destilat, T = 337,436 K = 63,86 o C P = 1 atm = Pa Panas Masuk Panas masuk Kondensor Alur 41 Tabel LB.8 Panas Masuk Kondensor (E-0) Komponen N , ,143 Cp ( l ) dt 41 Q = N Cp dt (kmol/jam) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

201 Metanol 90, , ,646 H O 0, ,7569 0,030 Q in, total = ,6764 Panas Keluar Alur 43 Tabel LB.9 Panas Keluar Kondensor (E-0) Alur 43 Komponen N , ,436 Cp ( l ) dt 43 Q = N Cp dt (kmol/jam) Metanol 30, , ,508 H O 0, ,3465 0,0043 Q out, total = ,513 Alur 44 Komponen N 44 (kmol/jam) 336, ,436 Cp ( l ) dt 44 Q = N Cp dt Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

202 Metanol 60, , ,975 H O 0, ,3465 0,893 Q out, total = ,645 Tabel LB.30 Panas Keluar Kondenso r (E-0) Alur 44 ΔH out = ΔH 43 + ΔH 44 = (100.18, ,645) kj/jam = ,7768 kj/jam Perhitungan Kebutuhan Air Pendingin dq = ΔHout - ΔH in dt = (96.645, ,6764) kj/jam = ,8996 kj/jam Tanda negatif ( ) menunjukkan bahwa sistem mengeluarkan panas Media pendingin yang digunakan adalah air yang masuk pada suhu 5 0 C dan keluar pada suhu 60 0 C. Air (saturated): H(5 o C) = 104,8 kj/kg (Smith, 001) H(60 o C) = 51,1 kj.kg (Smith, 001) H(60 0 C) - H (5 0 C) = [ H (60 0 C) - H (5 0 C) ] = (51,1 104,8) kj/kg = 146,3 kj/kg Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

203 Massa Air pendingin yang dibutuhkan adalah: dq dt = 0 H(60 C) - H(5 C) ,8996 = 146,3 = 73,8817 kg/jam m 0. Tabel LB.31 Neraca Panas Kondensor (E-0) Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) Umpan , Produk ,7768 Air pendingin ,8996 Total , ,6764 LB.11- Reboiler Kolom Distilasi (E-03) H O Metanol Na CO 3 Asam alginat Natrium alginat ,0583K Saturated Steam ( 43 K) Kondensat (43 K) Dari perhitungan pada lampiran A neraca massa, diperoleh temperatur umpan masuk, T = 337,0583 K = 63,9083 o C P = 1 atm = 101,35 Pa Reboiler ( E-37 ) H O Metanol Na CO 3 Asam alginat Natrium alginat T = 349,143 K H O Metanol Na CO 3 Asam alginat Natrium alginat T = 349,143 K Dari perhitungan pada lampiran A neraca massa, diperoleh temperatur buble point bottom T = 349,143 K = 75,993 o C P = 1 atm = Pa Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

204 Neraca Panas Masuk Temperatur masuk = 337,0583 K = 63,9083 o C Alur 45 Tabel LB.3 Panas Masuk Reboiler (E-03) Komponen (i) N senyawa kmol/jam 337, Cp.dT kj/kmol Q i = N senyawa 337, kj/jam Cp dt Asam alginat 1, , ,396 Natrium alginat 0, , ,741 Metanol 83, , ,7095 Na CO 3 0, , ,4493 H O 7, , ,5883 Q int, total = ,884 Neraca Panas Keluar Temperatur keluar = 349,143 K = 75,993 o C Alur 46 Tabel LB.33 Panas Keluar Reboiler (E-03) Komponen (i) N senyawa kmol/jam 349, Cp.dT kj/kmol Q i = N senyawa 349, kj/jam Cp dt Asam alginat 1, , ,976 Natrium alginat 0, , ,949 Metanol 83, , ,8935 Na CO 3 0, , ,4710 H O 7,57.940, ,49 Q out, total = ,719 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

205 Alur 47 Tabel LB.34 Panas Keluar Reboiler (E-03) Komponen (i) N senyawa kmol/jam 349, Cp.dT kj/kmol Q i = N senyawa 349, kj/jam Cp dt Asam alginat 0, , ,887 Natrium alginat 0, , ,0805 Metanol 0, , ,7661 Na CO 3 0, ,4499 0,7871 H O 0, , Q out, total = 9.57,8459 Perhitungan Kebutuhan Steam dq = ΔH out - ΔH in dt = ( , ,8459) ,884 = ,3191 kj/jam Tanda negatif ( ) menunjukkan bahwa sistem mengeluarkan panas Media pendingin yang digunakan adalah air yang masuk pada suhu 5 0 C dan keluar pada suhu 60 0 C. Air (saturated): H(5 o C) = 104,8 kj/kg (Smith, 001) H(60 o C) = 51,1 kj.kg (Smith, 001) H(60 0 C) - H (5 0 C) = [ H (60 0 C) - H (5 0 C) ] = (51,1 104,8) kj/kg = 146,3 kj/kg Massa Air pendingin yang dibutuhkan adalah: dq dt = 0 H(60 C) - H(5 C) ,3196 = 146,3 = 1.578,888 kg/jam m 0 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

206 Tabel LB.35 Neraca Panas Reboiler (E-03) Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) Umpan ,884 - Produk ,719 Air pendingin ,3191 Total , ,05 LB.1 Kondensor Recovery Kolom Distilasi (E-04) Air Pendingin Masuk (301 K) Metanol H O ,436 K Kondensor ( E-04 ) K Metanol H O Panas Masuk Air Pendingin Keluar (333 K) Panas masuk = Panas keluaran kondensor distilasi (E-0) alur 43 = 98.13,6646 kj/jam Panas Keluar Panas keluar = N 48 S Cp ( l) dt Tabel LB.35 Panas Keluar Kondensor (E-04) Komponen N Cp ( l ) dt 98 (kmol/jam) N Cp dt Metanol 30, , ,9516 H O 0, ,8043 0,00075 Q out, total = 4.889,9535 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

207 Perhitungan Kebutuhan Air Pendingin dq = ΔHout ΔH in dt = (39.419, ,7948) kj/jam = ,6 kj/jam Tanda negatif ( ) menunjukkan bahwa sistem melepaskan panas. Media pendingin yang digunakan adalah air yang masuk pada suhu 5 0 C dan keluar pada suhu 60 0 C. Air (saturated): H(5 o C) = 104,8 kj/kg (Smith, 001) H(60 o C) = 51,1 kj.kg (Smith, 001) H(60 0 C) - H (5C) = [ H (60 0 C) - H (5 0 C) ] = (51,1-104,8) kj/kg = 146,3 kj/kg Maka banyaknya air pendingin yang dibutuhkan adalah dq dt = 0 H(60 C) - H(5 C) ,6 = 146,3 = ,1909 kg/jam m 0 Tabel LB.36 Neraca Panas Kondensor (E-04) Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) Umpan , Produk ,1719 Air pendingin ,6 Total , ,7948 LB.13 Kondensor Produk Samping (E-05) Air Pendingin Masuk Teguh Prasetya : Pembuatan Natrium Alginat (Na-Alginat) (301 K) Dari Rumput Laut Cokelat (Phaeophyceae) Dengan Proses Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

208 Asam alginat Natrium alginat Metanol H O Na CO ,143 K Kondensor ( E-05 ) K Asam alginat Natrium alginat Metanol H O Na CO 3 Air Pendingin Keluar (333 K) Panas Masuk Panas masuk = Panas keluaran reboiler distilasi (E-04) alur 47 = 9.57,8459 kj/jam Panas Keluar Panas keluar = N 49 S Cp ( l) dt Alur 49 Tabel LB.37 Panas Keluar Kondensor (E-05) Komponen (i) N senyawa Cp.dT Q i = N 303 senyawa 98 Cp dt kmol/jam kj/kmol kj/jam Asam alginat 0, ,5 969,39 Natrium alginat 0, ,3 153,705 Metanol 0, , ,9197 Na CO 3 0, ,5 0,1011 H O 0, ,6878,837 Q out total = 1.16,485 Perhitungan Kebutuhan Air Pendingin Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

209 dq = ΔHout ΔH in dt = (1.16, ,8459) kj/jam = 8.095,5974 kj/jam Tanda negatif ( ) menunjukkan bahwa sistem melepaskan panas. Media pendingin yang digunakan adalah air yang masuk pada suhu 5 0 C dan keluar pada suhu 60 0 C. Air (saturated): H(5 o C) = 104,8 kj/kg (Smith, 001) H(60 o C) = 51,1 kj.kg (Smith, 001) H(60 0 C) - H (5C) = [ H (60 0 C) - H (5 0 C) ] = (51,1-104,8) kj/kg = 146,3 kj/kg Maka banyaknya air pendingin yang dibutuhkan adalah dq dt = 0 H(60 C) - H(5 C) 8.095,5974 = 146,3 = 55,3356 kg/jam m 0 Tabel LB.38 Neraca Panas Kondensor (E-04) Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) Umpan 9.57, Produk ,485 Air pendingin ,5974 Total 9.57, ,8459 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

210 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN LC.1.1 Gudang Penyimpanan Rumput Laut (G-101) Fungsi : Tempat penyimpanan bahan baku Sargassum sebelum diproses untuk kebutuhan 30 hari Bentuk : Persegi panjang beraturan Bahan konstruksi : Beton Kondisi penyimpanan : Temperatur = 30 0 C Kebutuhan Sargassum = Tekanan = 1 atm.69,0 kg/jam = ,4 kg Densitas Sargassum = 1.58,9 kg/m 3 Volume Sargassum = =.69,0 kg/jam 4 jam/hari 30 hari ,4 kg 1.58,9 kg/m3 = 1.4,49 m 3 Faktor kelonggaran = 0% Volume gudang = 1, 1.4,49 m 3 = 1.469,39 m 3 Gudang direncanakan berukuran : panjang (p) = lebar (l) = tinggi (t) Volume gudang (V) = p l t = t t t = 4 t 3 Tinggi gudang (t) = 3 4 V = ,39 4 = 7,16 m Panjang gudang (p) = lebar gudang (l) = 7,16 m = 14,33 m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

211 LC.1. Gudang Sargassum (G-10) Fungsi : Tempat penyimpanan Sargassum yang akan diproses menuju ekstraktor untuk kebutuhan 30 hari Bentuk : Persegi panjang beraturan Bahan konstruksi : Beton Kondisi penyimpanan : Temperatur = 30 0 C Tekanan = 1 atm Kebutuhan Sargassum =.456,6 kg/jam = ,4 kg Densitas Sargassum = 1.58,9 kg/m 3 Volume Sargassum = =.456,6 kg/jam 4 jam/hari 30 hari ,4 kg 1.58,9 kg/m3 = 1.117,4 m 3 Faktor kelonggaran = 0% Volume gudang = 1, 1.117,4 m 3 = 1.40,91 m 3 Gudang direncanakan berukuran : panjang (p) = lebar (l) = tinggi (t) Volume gudang (V) = p l t = t t t = 4 t 3 Tinggi gudang (t) = 3 4 V = ,91 4 = 6,95 m Panjang gudang (p) = lebar gudang (l) = 6,95 m = 13,89 m LC.1.3 Gudang Na CO 3 (G-103) Fungsi : Tempat penyimpanan bahan baku Na CO 3 sebelum diproses untuk kebutuhan 15 hari Bentuk : Prisma segi empat beraturan Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

212 Bahan konstruksi : Beton Kondisi penyimpanan : Temperatur = 30 0 C Kebutuhan Na CO 3 Tekanan = 1 atm = (1.179,18 + 0,80) kg/jam = 44.79,8 kg Densitas Na CO 3 =.130 kg/m 3 Volume Na CO 3 = = 1.179,98 kg/jam 4 jam/hari 15 hari 44.79,8 kg.130 kg/m3 = 199,433 m 3 Faktor kelonggaran = 0% Volume gudang = 1, 199,433 m 3 = 39,3 m 3 Gudang direncanakan berukuran : panjang (p) = lebar (l) = tinggi (t) Volume gudang (V) = p l t = t t t = 4 t 3 Tinggi gudang (t) = 3 4 V = 3 39,3 4 = 3,911 m Panjang gudang (p) = lebar gudang (l) = 3,911 m = 7,8 m LC.1.4 Gudang NaOH (G-104) Fungsi : Tempat penyimpanan bahan baku NaOH sebelum diproses untuk kebutuhan 30 hari Bentuk : Prisma segi empat beraturan Bahan konstruksi : Beton Kondisi penyimpanan : Temperatur = 30 0 C Tekanan = 1 atm Kebutuhan NaOH = 0,89 kg/jam Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

213 = 640,8 kg Densitas NaOH =.130 kg/m 3 Volume NaOH = = 0,89 kg/jam 4 jam/hari 30 hari 640,8 kg.130 kg/m3 = 0,3 m 3 Faktor kelonggaran = 0% Volume gudang = 1, 0,3 m 3 = 0,36 m 3 Gudang direncanakan berukuran : panjang (p) = lebar (l) = tinggi (t) Volume gudang (V) = p l t = t t t = 4 t 3 Tinggi gudang (t) = 3 4 V = 3 0,36 4 = 0,45 m Panjang gudang (p) = lebar gudang (l) = 0,45 m = 0,9 m LC.1.5 Gudang Produk Natrium alginat (G-01) Fungsi : Tempat penyimpanan produk Natrium alginat selama 30 hari Bentuk : Persegi panjang beraturan Bahan konstruksi : Beton Kondisi penyimpanan : Temperatur = 30 0 C Tekanan = 1 atm Produk natrium alginat = 545,89 kg/jam = 545,89 kg/jam 4 jam/hari 30 hari = ,8 kg Densitas natrium alginat=.467,3 kg/m 3 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

214 Volume natrium alginat = ,8 kg.467,3 kg/m3 = 159,9 m 3 Faktor kelonggaran = 0% Volume gudang = 1, 57,9195 m 3 = 191,16 m 3 Gudang direncanakan berukuran : panjang (p) = lebar (l) = tinggi (t) Volume gudang (V) = p l t = t t t = 4 t 3 Tinggi gudang (t) = V 3 4 = 3 191,16 4 = 3,63 m Panjang gudang (p) = lebar gudang (l) = 3,63 m = 7,5 m LC.1.6 Tangki Penyimpanan Metanol (T-01) Fungsi : Menyimpan metanol untuk kebutuhan 10 hari Bahan konstruksi : Carbon Steels SA- 85 Grade C Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm Temperatur = 30 C Laju alir massa = 698,58 kg/jam ρ = 789,573 kg/m 3 Kebutuhan perancangan = 10 hari Faktor kelonggaran = 0% Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

215 Perhitungan: a. Volume tangki 698,58kg / jam 10 hari 4 jam / hari Volume larutan, V l = 3 789,573 kg / m = 1,43 m 3 Volume tangki, V t = (1 + 0,) x 1,43 m 3 = 54,91 m 3 b. Diameter dan tinggi shell Direncanakan : Tinggi shell : diameter (H s : D = 5 : 4) Tinggi head : diameter (H h : D = 1 : 4) - Volume shell tangki ( V s ) 1 V s = π D i H V s = π D 16 - Volume tutup tangki (V h ) π 3 V h = 4 D - Volume tangki (V) V = V s + V h (Brownell,1959) 54,91 m = π D 48 D i = 6,1 m H s = 7,65 m c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = 6,1 m Hh 1 H h = D = 6, 1 D 4 = 1,53 m H t (Tinggi tangki) = H s + H h = 9,18 m d. Tebal shell tangki Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

216 3 1,43 m Tinggi cairan dalam tangki = 3 54,91 m x 7,65 m = 6,375 m P Hidrostatik = ρ x g x l = 789,573 kg/m 3 x 9,8 m/det x 6,375 m = 49,309 kpa P 0 = Tekanan operasi = 1 atm = 101,35 kpa P = 49,309 kpa+ 101,35 kpa = 150,634 kpa Faktor kelonggaran = 0% P design = (1,) (150,634) = 180,76 kpa Joint efficiency (E) = 0,8 (Brownell,1959) Allowable stress (S) = 94.80,585 KPa (Brownell,1959) Faktor korosi (C) = 0,00 in/tahun (Perry dan Green, 1999) Umur alat (A) direncanakan 10 tahun Tebal shell tangki: (Peters dan Timmerhaus, 004) P. D t = ( C A) S. E 1,P (150,634 kpa) (6,1 m) = (94.80,585 kpa)(0,8) 1,(150,634 1in = 0,0061 m + 0,0 in 0,054 m = 0,6 in + 0,00 kpa) in tahun 10 tahun Tebal shell standar yang digunakan = ½ in (Brownell dan Young, 1959) e. Tebal tutup tangki (Peters dan Timmerhaus, 004) P. D t = ( C A) S. E 1,P (150,634 kpa) (6,1 m) = (94.80,585 kpa)(0,8) 1,(150,634 1in = 0, m + 0,0 in 0,054 m = 0, in + 0,00 kpa) in tahun 10 tahun Tebal tutup standar yang digunakan = ½ in (Brownell dan Young, 1959) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

217 LC.1.7 Tangki Penyimpanan HCl (T-10) Fungsi : Menyimpan larutan HCl untuk kebutuhan 30 hari Jenis : Tangki silinder vertikal dengan tutup ellipsoidal Kondisi operasi : Temperatur = 30 Tekanan = 1 atm Bahan konstruksi : stainless steel, SA-40, Grade A, type 410 Kebutuhan larutan HCl 35% perjam =,77 kg Total massa bahan dalam tangki Total volume bahan dalam tangki Densitas bahan dalam tangki A. Ukuran Tangki Faktor kelonggaran = 0% =,77 kg/jam 4jam/hari 30 hari = 1.994,4 kg = 1.994,4 liter = 1,1593 kg/liter Direncanakan untuk membuat 1 buah tangki, maka : Volume tangki = volume bahan x 1, = 1.994,4 x 1, =.393,8 liter Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (H s : D) = 3 : Volume silinder (V s ) = π/4 D H s = 3π/8 D 3 Tutup tangki berbentuk ellipsoidal dengan rasio axis major terhadap minor :1, sehingga : tinggi head (H h ) = 1 / 6 D (Brownell&Young,1979,hal 80) V t = V s + V h volume tutup (V h ) ellipsoidal = π/4 D H h = π/4 D ( 1 / 6 D) = π/4 D 3 V t = (3π/8 D 3 ) + (π/4 D 3 ) (Brownell&Young,1979,hal 80) V t = 10π/4 D 3 4 Vt Diameter tangki (D) = = 3 10π 4.393,8 10π 3 = = 1,3 m = 48,15 in 1,3 dm Tinggi silinder (H s )= 3 / D = 3 / 1,3 m = 1,8345 m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

218 Tinggi tutup ellipsoidal (H h ) Tinggi Tangki (H T ) = H s + H h = 1 / 6 D = 1 / 6 1,3 m = 0,03 m =,0375 m B. Tekanan Desain Tinggi bahan dalam tangki Volume tangki = 10π/4 D 3 =,393 m 3 Volume bahan = 1,994 m 3 Tinggi tangki = 10π/4 (1,3 m) 3 =,0375 m volume bahan dalam tangki tinggi tangki Tinggi bahan dalam tangki = volume tangki Tekanan hidrostatis 1,994,0375 =,393 = 1,697 m = ρ g tinggi cairan dalam tangki = 1.159,3 9, ,697 = ,15 Pa = 0,19 atm Faktor keamanan untuk tekanan = 15% P desain = 1,15 (1 + 0,19) = 1,3685 atm = 0,35 psi C. Tebal dinding tangki (bagian silinder) - Faktor korosi (C) = 0,00 in/tahun (Perry dan Green, 1999) Allowable working stress (S) : lb/in (Brownell &Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P R Tebal silinder (d) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,6P Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

219 dimana : d = tebal dinding tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan d = 0,35 4,07 ( ,85) ( 0,6 0,35) + ( 0,00 x 10) = 0,59 in Dipilih tebal silinder standar = ¾ in D. Tebal dinding head (tutup tangki) - Faktor korosi (C) = 0,00 in/tahun (Perry dan Green, 1999) - Allowable working stress (S): lb/in (Brownell &Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P Di Tebal head (dh) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,P dimana : dh = tebal dinding head (tutup tangki) (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan dh = 0,35 4,07 ( ,85) ( 0, 0,35) = 0,53 in Dipilih tebal head standar = ¾ in + ( 0,00 10) LC.1.8 Tangki H SO 4 98% (T-101) Fungsi : Menyimpan larutan H SO 4 untuk kebutuhan 30 hari Jenis : Tangki silinder vertikal dengan tutup ellipsoidal Kondisi operasi : Temperatur = 30 0 C Tekanan = 1 atm Bahan konstruksi : stainless steel, SA-40, Grade A, type 410 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

220 Kebutuhan larutan H SO 4 3% perjam = 8,07 kg Total massa bahan dalam tangki = 8,07 kg/jam 4jam/hari 30hari = 5.810,4 kg Total volume bahan dalam tangki = 3.157,8 liter Densitas bahan dalam tangki = 1,84 kg/liter A. Ukuran Tangki Faktor kelonggaran = 0% Direncanakan untuk membuat 1 buah tangki, maka : Volume bahan dalam 1 tangki = 3.157,8 liter Volume 1 tangki = volume bahan x 1, = 3.789,39 liter Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (H s : D) = 3 : Volume silinder (V s ) = π/4 D H s = 3π/8 D 3 Tutup tangki berbentuk ellipsoidal dengan rasio axis major terhadap minor :1, sehingga : tinggi head (H h ) = 1 / 6 D (Brownell&Young,1979,hal 80) volume tutup (V h ) ellipsoidal = π/4 D H h = π/4 D ( 1 / 6 D) = π/4 D 3 V t = V s + V h V t = (3π/8 D 3 ) + (π/4 D 3 ) V t = 10π/4 D 3 (Brownell&Young,1979) 4 Vt Diameter tangki (D) = = 3 10π ,8 10π 3 = = 1,3414 m = 5,81 in 13,414 dm Tinggi silinder (H s )= 3 / D = 3 / 1,3414 m =,011 m Tinggi tutup ellipsoidal (H h ) Tinggi Tangki (H T ) = H s + H h B. Tekanan Desain Tinggi bahan dalam tangki = 1 / 6 D = 1 / 6 1,3414 m = 0,3 m =,35 m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

221 Volume tangki = 10π/4 D 3 = 10π/4 (1,3414 m) 3 = 3,157 m 3 Volume bahan = 3.157,8 m 3 volume bahan dalam tangki tinggi tangki Tinggi bahan dalam tangki = volume tangki Tekanan hidrostatis = 3,1578,35 3,157 =,3 m = ρ g tinggi cairan dalam tangki = ,80655,35 = 40,38 Pa = 0,41 atm Faktor keamanan untuk tekanan = 15% P desain = 1,15 (1 + 0,41) = 1,638 atm = 5,45 psi C. Tebal dinding tangki (bagian silinder) - Faktor korosi (C) : 0,00 in/tahun (Perry dan Green, 1999) - Allowable working stress (S): lb/in (Brownell &Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P R Tebal silinder (d) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,6P dimana : d = tebal dinding tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

222 d = 5,45 6,405 ( ,85) ( 0,6 5,45) + ( 0,00 10) = 0,06 in Dipilih tebal silinder standar = ¼ in D. Tebal dinding head (tutup tangki) - Faktor korosi (C) : 0,00 in/tahun (Perry dan Green, 1999) - Allowable working stress (S): lb/in (Brownell &Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P Di Tebal head (dh) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,P dimana : dh = tebal dinding head (tutup tangki) (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan d = 5,45 6,405 ( x ,85) ( 0, 5,45) = 0,1 in Dipilih tebal head standar = ¼ in + ( 0,00 10) LC..1 Mixer 1 (M-101) Fungsi : Tempat membuat larutan NaOH 0,5% dari bahan baku NaOH 100% Jenis : Tangki berpengaduk flat six blade open turbine dengan tutup dan alas ellipsoidal Bahan konstruksi : stainless steel, SA-40, Grade A, type 410 Laju total massa umpan masuk = 179,47 kg/jam Volume total umpan masuk = 0,179 m 3 /jam Densitas campuran umpan = 1,005 kg/liter = 1.00,5 kg/m 3 A. Ukuran Mixer Faktor kelonggaran = 0% Volume tangki = laju volumetrik umpan (νo) 1, Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

223 = 0,179 m 3 /jam 1, = 0,15 m 3 Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (H s : D) = 1 : 1 Volume silinder (V s ) = π/4 D H s = π/4 D 3 Tutup dan alas tangki berbentuk ellipsoidal dengan rasio axis major terhadap minor : 1, sehingga : tinggi head (H h ) = 1 / 6 D (Brownell&Young,1979,hal 80) volume tutup (V h ) ellipsoidal = π/4 D H h = π/4 D ( 1 / 6 D) = π/1 D 3 V t = V s + V h V t = (π/4 D 3 ) + (π/1 D 3 ) V t = 4π/1 D 3 (Brownell&Young,1979) 1 Vt 1 0,15 Diameter tangki (D) = 3 = 3 4π 4π Tinggi silinder (H s ) = D Tinggi tutup ellipsoidal (H h ) = 0,589 m = 3,18 in = 0,589 m = 1 / 6 D = 1 / 6 0,589 m = 0,098 m Tinggi Tangki (H T ) = H s + (H h x ) = 0,785 m B. Tekanan Desain Tinggi cairan dalam tangki Volume tangki = 0,15 m 3 Volume cairan dalam tangki = 0,179 m 3 volume cairan dalam tangki tinggi tangki Tinggi cairan dalam tangki = volume tangki Tekanan hidrostatis = 0,179 0,785 0,15 = 0,653 m = ρ g tinggi cairan dalam tangki = 100,5 9, ,653 = 6.40,88 Pa Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

224 = 0,064 atm Faktor keamanan untuk tekanan = 15% P desain = 1,15 (1 + 0,064) = 1,3 atm = 17,973 psi C. Tebal dinding tangki (bagian silinder) - Faktor korosi (C) : 0,004 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S): lb/in (Brownell &Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P R Tebal silinder (d) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,6P dimana : d = tebal dinding tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan d = 17,973 11,59 ( ,85) ( 0,6 17,973 ) + ( 0,004 10) = 0,057 in Dipilih tebal silinder standar = 1/4 in D. Tebal dinding head (tutup tangki) - Faktor korosi (C) : 0,004 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S): lb/in (Brownell &Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P Di Tebal head (dh) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,P dimana : dh = tebal dinding head (tutup tangki) (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

225 dh = E = efisiensi pengelasan 17,973 11,59 ( ,85) ( 0, 17,973 ) + ( 0,004 10) = 0,049 in Dipilih tebal head standar = 1/4 in E. Pengaduk (impeller) Jenis : flat six blade open turbine (turbin datar enam daun) Kecepatan putaran (N) = 60 rpm = 1 rps Efisiensi motor = 80 % Pengaduk didesain dengan standar sebagai berikut : D a : D t = 1 : 3 (Geankoplis, 003) W : D a = 1 : 8 (Geankoplis, 003) C : D t = 1 : 3 (Geankoplis, 003) 4 Baffle : D t / J = 1 (Geankoplis, 003) dimana : D a = diameter pengaduk D t W C Jadi: = diameter tangki = lebar daun pengaduk = jarak pengaduk dari dasar tangki Diameter pengaduk (D a ) = 1/3 D t = 1/3 0,589 m = 0,196 m Lebar daun pengaduk (W) = 1/8 D a = 1/8 0,196 m = 0,045 m Tinggi pengaduk dari dasar (C) = 1/3 D t = 1/3 0,589 m = 0,196 m Lebar baffle (J) = 1/1 Dt = 1/1 0,589 m = m Daya untuk pengaduk Bilangan Reynold (N Re ) = Da Nρ µ 0, ,5 = 0,00565 = 6.877,15 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

226 Dari figure (Geankoplis, 003), untuk pengaduk jenis flat six blade open turbine dengan 4 baffle, diperoleh Np = 3 Maka, P 3 5 = Np ρ N Da (Geankoplis, 003) 3 P Np N = ρ Da 5 = 1,504 J/s =,1411 x 10-3 hp Daya motor (Pm) = P / 0,8 =,1411 x 10-3 / 0,8 =,676 x 10-3 hp Dipilih motor pengaduk dengan daya 1 hp. LC.. Mixer II (M-10) Fungsi : Tempat membuat larutan HCl 0,5% dari bahan baku HCl 35% Jenis : Tangki berpengaduk flat six blade open turbine dengan tutup dan alas ellipsoidal Bahan konstruksi : stainless steel, SA-40, Grade A, type 410 Laju total massa umpan masuk Volume total umpan masuk = 165,43 kg/jam = 0,165 m 3 /jam Densitas campuran umpan = 0,999 kg/liter = 999, kg/m 3 A. Ukuran Mixer Faktor kelonggaran = 0% Volume tangki = laju volumetrik umpan (νo) 1, = 0,165 m 3 /jam 1, = 0,198 m 3 Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (H s : D) = 1 : 1 Volume silinder (V s ) = π/4 D H s = π/4 D 3 Tutup dan alas tangki berbentuk ellipsoidal dengan rasio axis major terhadap minor : 1, sehingga : tinggi head (H h ) = 1 / 6 D (Brownell&Young,1979,hal 80) volume tutup (V h ) ellipsoidal = π/4 D H h = π/4 D ( 1 / 6 D) = π/1 D 3 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

227 V t = V s + V h V t = (π/4 D 3 ) + (π/1 D 3 ) V t = 4π/1 D 3 (Brownell&Young,1979) 1 Vt 1 0,198 Diameter tangki (D) = 3 = 3 4π 4π Tinggi silinder (H s ) = D Tinggi tutup ellipsoidal (H h ) = 0,574 m =,599 in = 0,574 m = 1 / 6 D = 1 / 6 0,6485 m = 0,095 m Tinggi Tangki (H T ) = H s + (H h x ) = 0,764 m B. Tekanan Desain Tinggi cairan dalam tangki Volume tangki = 0,198 m 3 Volume cairan dalam tangki = 0,165 m 3 volume cairan dalam tangki tinggi tangki Tinggi cairan dalam tangki = volume tangki Tekanan hidrostatis = 0,165 0,764 0,198 = 0,636 m = ρ g tinggi cairan dalam tangki = 999, 9, ,636 = 6.34,34 Pa = 0,06 atm Faktor keamanan untuk tekanan = 15% P desain = 1,15 (1 + 0,06) = 1,19 atm = 17,91 psi C. Tebal dinding tangki (bagian silinder) - Faktor korosi (C) : 0,004 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S): lb/in (Brownell &Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

228 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P R Tebal silinder (d) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,6P dimana : d = tebal dinding tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan d = 17,91 11,99 ( ,85) ( 0,6 17,91 ) + ( 0,004 10) = 0,056 in Dipilih tebal silinder standar = 1/4 in D. Tebal dinding head (tutup tangki) - Faktor korosi (C) : 0,004 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S): lb/in (Brownell &Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P Di Tebal head (dh) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,P dimana : dh = tebal dinding head (tutup tangki) (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan dh = 17,91 11,99 ( ,85) ( 0, 17,91 ) + ( 0,004 10) = 0,057 in Dipilih tebal head standar = 1/4 in E. Pengaduk (impeller) Jenis : flat six blade open turbine (turbin datar enam daun) Kecepatan putaran (N) = 60 rpm = 1 rps Efisiensi motor = 80 % Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

229 Pengaduk didesain dengan standar sebagai berikut : D a : D t = 1 : 3 (Geankoplis, 003) W : D a = 1 : 8 (Geankoplis, 003) C : D t = 1 : 3 (Geankoplis, 003) 4 Baffle : D t / J = 1 (Geankoplis, 003) dimana : D a = diameter pengaduk D t W C Jadi: = diameter tangki = lebar daun pengaduk = jarak pengaduk dari dasar tangki Diameter pengaduk (D a ) = 1/3 D t = 1/3 0,574 m = 0,1913 m Lebar daun pengaduk (W) = 1/8 D a = 1/8 0,1913 m = 0,04 m Tinggi pengaduk dari dasar (C) = 1/3 D t = 1/3 0,574 m = 0,1913 m Lebar baffle (J) = 1/1 Dt = 1/1 0,0,574 m = m Daya untuk pengaduk Bilangan Reynold (N Re ) = Da Nρ µ 0, ,5 = 0,0613 = 598,5 Dari figure (Geankoplis, 003), untuk pengaduk jenis flat six blade open turbine dengan 4 baffle, diperoleh Np =,1 Maka, P 3 5 = Np ρ N Da (Geankoplis, 003) 3 P = Np ρ N Da 5 = 0,115 J/s = 1,435 x 10-3 hp Daya motor (Pm) = P / 0,8 = 1,435 x 10-3 / 0,8 = 1,793 x 10-3 hp Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

230 Dipilih motor pengaduk dengan daya 1/16 hp. LC..3 Mixer III (M-01) Fungsi : Tempat membuat larutan Na CO 3 1% dari bahan baku Na CO 3 (s) dengan air Jenis : Tangki berpengaduk flat six blade open turbine dengan tutup dan alas ellipsoidal Bahan konstruksi : stainless steel, SA-40, Grade A, type 410 Laju total massa umpan masuk = 9.846,8 kg/jam Volume total umpan masuk = 8,774 m 3 /jam Densitas campuran umpan = 1,1 kg/liter = 1.1, kg/m 3 A. Ukuran Mixer Faktor kelonggaran = 0% Volume tangki = laju volumetrik umpan (νo) 1, = 8,774 m 3 /jam 1, = 10,59 m 3 Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (H s : D) = 1 : 1 Volume silinder (V s ) = π/4 D H s = π/4 D 3 Tutup dan alas tangki berbentuk ellipsoidal dengan rasio axis major terhadap minor : 1, sehingga : tinggi head (H h ) = 1 / 6 D (Brownell&Young,1979,hal 80) volume tutup (V h ) ellipsoidal = π/4 D H h = π/4 D ( 1 / 6 D) = π/1 D 3 V t = V s + V h V t = (π/4 D 3 ) + (π/1 D 3 ) V t = 4π/1 D 3 (Brownell&Young,1979) 1 Vt 1 10,59 Diameter tangki (D) = 3 = 3 4π 4π Tinggi silinder (H s ) = D Tinggi tutup ellipsoidal (H h ) =,158 m = 85,594 in =,158 m = 1 / 6 D Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

231 = 1 / 6,158 m = 0,36 m Tinggi Tangki (H T ) = H s + (H h x ) =,878 m B. Tekanan Desain Tinggi cairan dalam tangki Volume tangki = 10,59 m 3 Volume cairan dalam tangki = 8,774 m 3 volume cairan dalam tangki tinggi tangki Tinggi cairan dalam tangki = volume tangki Tekanan hidrostatis = 8,774,878 10,59 =,39 m = ρ g tinggi cairan dalam tangki = 1.1, 9,80655,39 = 6.375,31 Pa = 0,58 atm Faktor keamanan untuk tekanan = 15% P desain = 1,15 (1 + 0,58) = 1,4467 atm = 1,83 psi C. Tebal dinding tangki (bagian silinder) - Faktor korosi (C) : 0,004 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S): lb/in (Brownell &Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P R Tebal silinder (d) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,6P dimana : d = tebal dinding tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

232 d = 1,83 4,797 ( ,85) ( 0,6 1,83 ) + ( 0,004 10) = 0,106 in Dipilih tebal silinder standar = 1/4 in D. Tebal dinding head (tutup tangki) - Faktor korosi (C) : 0,004 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S): lb/in (Brownell &Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P Di Tebal head (dh) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,P dimana : dh = tebal dinding head (tutup tangki) (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan d = 1,83 4,797 ( x ,85) ( 0,6 1,83 ) + ( 0,004 10) = 0,075 in Dipilih tebal head standar = 1/4 in E. Pengaduk (impeller) Jenis : flat six blade open turbine (turbin datar enam daun) Kecepatan putaran (N) = 60 rpm = 1 rps Efisiensi motor = 80 % Pengaduk didesain dengan standar sebagai berikut : D a : D t = 1 : 3 (Geankoplis, 003) W : D a = 1 : 8 (Geankoplis, 003) C : D t = 1 : 3 (Geankoplis, 003) 4 Baffle : D t / J = 1 (Geankoplis, 003) dimana : D a = diameter pengaduk D t = diameter tangki Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

233 W = lebar daun pengaduk C = jarak pengaduk dari dasar tangki Jadi: Diameter pengaduk (D a ) = 1/3 D t = 1/3,158 m = 0,719 m Lebar daun pengaduk (W) = 1/8 D a = 1/8 0,719 m = 0,0899 m Tinggi pengaduk dari dasar (C) = 1/3 D t = 1/3,158 m = 0,719 m Lebar baffle (J) = 1/1 Dt = 1/1,158 m = 0,179 m Daya untuk pengaduk Asumsi viscositas Na CO 3 = 1 Pa.s = 1 kg/m.s Bilangan Reynold (N Re ) = Da Nρ µ 0, , = 1 = 631,83 Dari figure (Geankoplis, 003), untuk pengaduk jenis flat six blade open turbine dengan 4 baffle, diperoleh Np =, Maka, P 3 5 = Np ρ N Da (Geankoplis, 003) 3 P Np N = ρ Da = 474,39 J/s = 1,091 hp Daya motor (Pm) = P / 0,8 = 1,091/ 0,8 = 1,36375 hp Sehingga dipilih daya motor = 1,5 hp 5 LC..4 Mixer IV (M-0) Fungsi : Tempat membuat larutan H SO 4 10% dari bahan baku H SO 4 98% Jenis : Tangki berpengaduk flat six blade open turbine dengan tutup dan alas ellipsoidal Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

234 Bahan konstruksi : stainless steel, SA-40, Grade A, type 410 Laju total massa umpan masuk = 79,05 kg/jam Volume total umpan masuk = 0,0744 m 3 /jam Densitas campuran umpan = 1,0640 kg/liter = kg/m 3 A. Ukuran Mixer Faktor kelonggaran = 0% Volume tangki = laju volumetrik umpan (νo) 1, = 0,0744 m 3 /jam 1, = 0,089 m 3 Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (H s : D) = 1 : 1 Volume silinder (V s ) = π/4 D H s = π/4 D 3 Tutup dan alas tangki berbentuk ellipsoidal dengan rasio axis major terhadap minor : 1, sehingga : tinggi head (H h ) = 1 / 6 D (Brownell&Young,1979,hal 80) volume tutup (V h ) ellipsoidal = π/4 D H h = π/4 D ( 1 / 6 D) = π/1 D 3 V t = V s + V h V t = (π/4 D 3 ) + (π/1 D 3 ) V t = 4π/1 D 3 (Brownell&Young,1979) 1 Vt 1 0,089 Diameter tangki (D) = 3 = 3 4π 4π Tinggi silinder (H s ) = D Tinggi tutup ellipsoidal (H h ) = 0,440 m = 17,455 in = 0,440 m = 1 / 6 D = 1 / 6 0,440 m = 0,007 m Tinggi Tangki (H T ) = H s + (H h x ) = 0,45 m B. Tekanan Desain Tinggi cairan dalam tangki Volume tangki = 0,089 m 3 Volume cairan dalam tangki = 0,0744 m 3 Tinggi tangki = 0,45 m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

235 volume cairan dalam tangki tinggi tangki Tinggi cairan dalam tangki = volume tangki Tekanan hidrostatis = 0,0744 0,45 0,089 = 0,376 m = ρ g tinggi cairan dalam tangki = , ,376 = 3.93,4 Pa = 0,038 atm Faktor keamanan untuk tekanan = 15% P desain = 1,15 (1 + 0,038) = 1,193 atm = 17,541 psi C. Tebal dinding tangki (bagian silinder) - Faktor korosi (C) : 0,004 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S): lb/in (Brownell &Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P R Tebal silinder (d) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,6P dimana : d = tebal dinding tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ d = S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan ( ,85) ( 0,6 17,541 ) = 0,053 in 17,541 8,775 + ( 0,004 10) Dipilih tebal silinder standar = 1/4 in D. Tebal dinding head (tutup tangki) - Faktor korosi (C) : 0,004 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S) : lb/in (Brownell &Young,1979) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

236 - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P Di Tebal head (dh) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,P dimana : dh = tebal dinding head (tutup tangki) (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan d = 17,541 8,775 ( x ,85) ( 0,6 17,541 ) + ( 0,004 10) = 0,045 in Dipilih tebal head standar = 1/4 in E. Pengaduk (impeller) Jenis : flat six blade open turbine (turbin datar enam daun) Kecepatan putaran (N) = 60 rpm = 1 rps Efisiensi motor = 80 % Pengaduk didesain dengan standar sebagai berikut : D a : D t = 1 : 3 (Geankoplis, 003) W : D a = 1 : 8 (Geankoplis, 003) C : D t = 1 : 3 (Geankoplis, 003) 4 Baffle : D t / J = 1 (Geankoplis, 003) dimana : D a Jadi: D t W C = diameter pengaduk = diameter tangki = lebar daun pengaduk = jarak pengaduk dari dasar tangki Diameter pengaduk (D a ) = 1/3 D t = 1/3 0,440 m = 0,1467 m Lebar daun pengaduk (W) = 1/8 D a = 1/8 0,1467 m = 0,018 m Tinggi pengaduk dari dasar (C) = 1/3 D t = 1/3 0,440 m = 0,1467 m Lebar baffle (J) = 1/1 Dt = 1/1 0,440 m = 0,036 m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

237 Daya untuk pengaduk Bilangan Reynold (N Re ) = Da Nρ µ 0, = 0,00 = ,11 Dari figure (Geankoplis, 003), untuk pengaduk jenis flat six blade open turbine dengan 4 baffle, diperoleh Np =,8 Maka, P 3 5 = Np ρ N Da (Geankoplis, 003) 3 P Np N = ρ Da 5 = 0,0 J/s =,77 x 10-4 hp Daya motor (Pm) = P / 0,8 =,77 x 10-4 / 0,8 = 3,47 x 10-4 hp Dipilih motor pengaduk dengan daya 1/3 hp. LC.3.1 Tangki Perendaman 1 (T-103) Fungsi : merendam Sargassum dengan NaOH 0,5% untuk menghilangkan kadar protein yang terkandung dalam Sargassum Bahan konstruksi : stainless steel, SA-40, Grade A, type 410 Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Jumlah : 1 unit Tabel LC.1 Komposisi campuran dalam tangki T- 103 Senyawa Laju alir (kg/jam) ρ (kg/m 3 ) ρ campuran (kg/m 3 ) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

238 NaOH 0,5% 179,47 100,5 61,4533 Sargassum.69,0 1.58, ,868 Total.871, ,799 Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm Temperatur = 50 C Laju alir massa =.871,49 kg/jam ρ campuran = 1.494,799 kg/m 3 Kebutuhan perancangan = 1 jam Faktor kelonggaran = 0% Perhitungan: a. Volume tangki.871,49 kg / jam 1jam Volume larutan, V l = = 1,91 m ,799 kg / m Volume tangki, V t = (1 + 0,) x 1,91 m 3 =,305 m 3 b. Diameter dan tinggi shell Direncanakan : Tinggi shell : diameter (H s : D = 5 : 4) Tinggi head : diameter (H h : D = 1 : 4) - Volume shell tangki ( V s ) 1 V s = π D i H 4 V s = 5 π D 16 - Volume tutup tangki (V h ) V h = π 3 4 D - Volume tangki (V) V 3 = V s + V h (Brownell,1959),305 m 3 = 17 π D 48 3 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

239 D i H s = 1,75 m = 50, in = 1,59 m c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = 1,75 m H h Hh 1 = D = 1, 75 D 4 = 0,3 m H t (Tinggi tangki) = H s + H h = 1,91 m d. Tebal shell tangki 3 1,91 m Tinggi cairan dalam tangki = 3,305 m x 1,59 m =1,35 m P Hidrostatik = ρ x g x l = 1.494,799 kg/m 3 x 9,8 m/det x 1,35 m = 19,409 kpa P 0 = Tekanan operasi = 1 atm = 101,35 kpa P = 19,409 kpa+ 101,35 kpa = 10,734 kpa Faktor kelonggaran = 0% P design = (1,) (10,734) = 144,88 kpa Joint efficiency (E) = 0,8 (Brownell,1959) Allowable stress (S) = 94.80,585 KPa (Brownell,1959) Tebal shell tangki: PD t = SE 1,P (10,734 kpa) (1,75 m) = (94.80,585 kpa)(0,8) 1,(10,734 kpa) = 0,001 m = 0,055 in Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,055 in + 1/8 in = 0,18 in Tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in (Brownell,1959) e. Tebal tutup tangki Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

240 PD t = SE 0,P (147,959 kpa) (1,75 m) = (94.80,585 kpa)(0,8) 0,(10,734 kpa) = 0,001 m = 0,053 in Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal tutup yang dibutuhkan Tebal tutup standar yang digunakan = 1/4 in f. Jaket Pemanas Ditetapkan jarak jacket (γ) = ½ in sehingga : Diameter dalam (D 1 ) = D + ( tebal tangki) = 50, in + ( 0,055 in) = 50,31 in Diameter luar (D ) = γ + D 1 = ( ½ in) + 50,31 in = 51,31 in 3,14 Luas yang dilalui air panas = x (D - D1 ) 4 Laju massa air panas 3,14 = x (3,765 4 = 0,556 ft = 1.83,10 kg/jam ρ air (65 o C) = 980,557 kg/m 3 = 0,053 in + 1/8 in = 0,178 in - 3,675 laju volumetrik air panas = 1.83,10 kg/jam / 980,557 kg/m 3 = 1,56 m 3 /jam Kecepatan air panas = 1,56 m 3 /jam / 0,0581 m = 15,61 m/jam Tinggi jaket = Tinggi silinder = 1,91 m Tebal dinding jaket (dj), P hidrostatis = ρ g tinggi cairan = 1.494,799 9, ,35 = 19,409 kpa ) (Brownell,1959) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

241 = 0,1169 atm Faktor keamanan = 15% P desain = 1,15 (0, ) = 1,84 atm = 14,7 psi Dipilih bahan jaket carbon steel, SA-83, Grade C - Faktor korosi (C) : 0,004 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S) : lb/in (Brownell&Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P R Tebal jaket (dj) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,6P dimana : dj = tebal dinding jaket (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam jaket (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan d = 14,7 5,1 ( ,85) ( 0,6 14,7) = in Dipilih tebal jaket standar = 1/8 in + ( 0,004 10) LC.3. Tangki Perendaman II (T-104) Fungsi : merendam Sargassum dengan HCl 0,5% untuk menghilangkan kotoran yang larut dalam asam Bahan konstruksi : stainless steel, SA-40, Grade A, type 410 Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Jumlah : 1 unit Tabel LC. Komposisi campuran dalam tangki T- 103 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

242 Senyawa Laju alir ρ (kg/m 3 ) (kg/jam) ρ campuran (kg/m 3 ) HCl 0,5% 165,43 999, 6,45 Sargassum.481, , ,9688 Total.646, ,4188 Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm Temperatur = 30 C Laju alir massa =.646,86 kg/jam ρ campuran = 1.546,4188 kg/m 3 Kebutuhan perancangan = 1 jam Faktor kelonggaran = 0% Perhitungan: a. Volume tangki.646,86 kg / jam 1jam Volume larutan, V l = = 1,71 m ,4188 kg / m Volume tangki, V t = (1 + 0,) x 1,71 m 3 =,055 m 3 b. Diameter dan tinggi shell Direncanakan : Tinggi shell : diameter (H s : D = 5 : 4) Tinggi head : diameter (H h : D = 1 : 4) - Volume shell tangki ( V s ) 1 V s = π D i H V s = π D 16 - Volume tutup tangki (V h ) V h = π 3 4 D (Brownell,1959) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

243 - Volume tangki (V) V = V s + V h,055 m 3 = D i H s 17 π D 48 3 = 1,7 m = 1,533 m c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = 1,7 m H h Hh 1 = D = 1, 7 D 4 = 0,306 m H t (Tinggi tangki) = H s + H h = 1,839 m d. Tebal shell tangki 1,71 m Tinggi cairan dalam tangki = 3,055 m 3 x 1,533 m =1,77 m P Hidrostatik = ρ x g x l = 1.490,901 kg/m 3 x 9,8 m/det x 1,77 m = 18,66 kpa P 0 = Tekanan operasi = 1 atm = 101,35 kpa P = 18,66 kpa+ 101,35 kpa = 119,985 kpa Faktor kelonggaran = 0% P design = (1,) (119,985) = 143,98 kpa Joint efficiency (E) = 0,8 (Brownell,1959) Allowable stress (S) = 9480,585 KPa (Brownell,1959) Tebal shell tangki: PD t = SE 1,P (143,98 kpa) (1,7 m) = (94.80,585 kpa)(0,8) 1,(143,98 kpa) = 0,00116 m = 0,069 in Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,069 in + 1/8 in = 0,1879 in Tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in (Brownell,1959) e. Tebal tutup tangki Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

244 PD t = SE 1,P (143,98 kpa) (1,7 m) = (94.80,585 kpa)(0,8) 1,(143,98 kpa) = 0,00116 m = 0,069 in Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal tutup yang dibutuhkan = 0,069 in + 1/8 in = 0,1879 in Tebal tutup standar yang digunakan = 1/4 in (Brownell,1959) Tebal shell tangki: PD t = SE 1,P (143,98 kpa) (1,7 m) = (94.80,585 kpa)(0,8) 1,(143,98 kpa) = 0,00116 m = 0,069 in Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,069 in + 1/8 in = 0,1879 in Tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in (Brownell,1959) e. Tebal tutup tangki PD t = SE 1,P (143,98 kpa) (1,7 m) = (94.80,585 kpa)(0,8) 1,(143,98 kpa) = 0,00116 m = 0,069 in Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal tutup yang dibutuhkan = 0,069 in + 1/8 in = 0,1879 in Tebal tutup standar yang digunakan = 1/4 in (Brownell,1959) LC.4.1 Pompa H SO 4 (P-101) Fungsi : Memompa asam sulfat dari tangki penyimpanan ke mixer IV Jenis : Centrifugal Pump Jumlah : 1 unit Kondisi operasi: = 1 atm P Suction Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

245 P Discharge T = 1 atm = 30 o C Laju alir massa = 8,07 kg/jam = 0,005 lbm/s Densitas larutan = 1.840,00 kg/m 3 Viskositas larutan = 6,7 cp = 0,0179 lbm/ft.s Laju alir volumetrik, Q = 8, Desain pompa: = 0,0043 m 3 /jam = 1,19 x 10-6 m 3 /s = 0,00004 ft 3 /s Di,opt = 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 (Timmerhaus, 004) = 0,363 (1,19 x 10-6 m 3 /s) 0,45 (1.840 kg/m 3 ) 0,13 = 0,00 m = 0,077 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : 1/8 in Schedule number : 80 Diameter Dalam (ID) Diameter Luar (OD) : 0,150 in = 0,0179 ft = 0,0055 m : 0,405 in = 0,0338 ft Inside sectional area : 0,0005 ft 3 Q 0,00004 ft / s Kecepatan linier, v = = A 0,0005 ft Bilangan Reynold: ρ v D N Re = µ f = = 0,16 ft/s 3 (114,869 lbm / ft )(0,16 ft / s)(0,0179 ft) = 0,0179 lbm/ft.s = 18, = 18,38 N Re = 0,87 Friction loss: A v 0,16 1 Sharp edge entrance: h c = 0,5 1 A = 0,5(1 0) 1 αg c ( 1 )(3,174) = 0,0004 ft.lbf/lbm Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

246 v 1 elbow 90 : h f = n.kf.. v 1 check valve: h f = n.kf.. L v Pipa lurus 100 ft: F f = 4f D.. 1 Sharp edge exit: h ex = 1 Total friction loss : Dari persamaan Bernoulli: g c. g c g c = 1(0,75) = 1() = 4(0,87) = 7,734 ft.lbf/lbm 0,16 = 0,0003 ft.lbf/lbm (3,174) 0,16 = 0,0008 ft.lbf/lbm (3,174) ( 100 )(. 0,16) ( 0,0179 )..( 3,174) A1 v A = ( ) 0, α. g c ( 1 )( 3,174) = 0,0016 ft.lbf/lbm F = 7,7371 ft.lbf/lbm α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,003) dimana: v 1 = v P = 0 psia tinggi pemompaan Z = 0 ft 3,174 3,174 maka: 0 ( 0) ,7371+ = 0 W + s Ws = -7,7371 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η= 80 % Ws = -η Wp -7,7371 = -0,8 Wp Wp = 34,671 ft.lbf/lbm Daya pompa: P = m Wp lbm ft.lbf = 0, ,671 sec lbm = 0,46 = 0,0004 hp ft.lbf. sec 550 1hp ft.lbf sec Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

247 Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,5 hp. LC.4. Pompa HCl (P-10) Fungsi : untuk mempompakan HCl ke mixer II Jenis Jumlah : 1 unit : Centrifugal Pump Kondisi operasi: P Suction P Discharge T = 1 atm = 1 atm = 30 o C Laju alir massa =,7 kg/jam = 0,0006 kg/s = 0,0013 lbm/sec Densitas larutan = 1.159,3 kg/m 3 = 7,3735 lbm/ft 3 Viskositas larutan = 1,8 cp = 4,408 lbm/ft h =0,001 lbm/ft s Laju alir volumetrik, Q = 0,0006 /1.159,3 = 5,17 x 10-7 m 3 /s = 1,83 x 10-5 ft 3 /s Desain pompa: Di,opt = 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 (Timmerhaus, 004) = 0,363 (5,17 x 10-7 m 3 /s) 0,45 (1.159,3 kg/m 3 ) 0,13 = 1,7579 x 10-3 m = 0,069 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : 1/8 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) Diameter Luar (OD) : 0,15 in = 0,0179 ft = 5,46 x 10-3 m : 0,405 in = 0,0875 ft Inside sectional area : 0,0005 ft =,341 x Q 0, ft / s Kecepatan linier, v = = A 0, ft Bilangan Reynold: ρ v D N Re = µ 3 (7,3735 lbm / ft )(0,1 ft / s)(0,0179 = 0,001 lbm/ft.s = 130,1673 = 0,1 ft/s Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009 ft)

248 Sehingga, f = 16/130,1673= 0,13 Friction loss: A v 0,1 1 Sharp edge entrance: h c = 0,5 1 A = 0,5(1 0) 1 αg c ( 1 )(3,174) = 0,0003 ft.lbf/lbm v 1 elbow 90 : h f = n.kf. =1(0,75). v 1 check valve: h f = n.kf.. L v Pipa lurus 100 ft: F f = 4f D.. g c. g c g c = 1() = 0,636 ft.lbf/lbm = 4(0,13) 0,1 = 0, ft.lbf/lbm (3,174) 0,1 = 0,00046 ft.lbf/lbm (3,174) ( 100 )(. 0,1) ( 0,0179 )..( 3,174) 1 Sharp edge exit: h ex = 1 A1 v A = ( 1 0). α. g c = 0,0009 ft.lbf/lbm Total friction loss : F = 0,638 ft.lbf/lbm 0,1 ( 1 )( 3,174) Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,003) dimana: v 1 = v P = 0 tinggi pemompaan Z = 10 ft 3,174 3,174 maka: 0 ( 10) ,638 + = 0 W + s Ws = -10,638 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η= 80 % Ws = -η Wp -10,638 = -0,8 Wp Wp = 13,975 ft.lbf/lbm Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

249 Daya pompa: P = m Wp lbm ft.lbf = 0, ,975 sec lbm = 0,0319 = 0,00006 hp ft.lbf. sec 1hp 550 ft.lbf sec Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,5 hp. LC.4.3 Pompa NaOH (P-103) Fungsi : untuk mempompakan NaOH dari mixer I menuju tangki perendaman I Jenis : Centrifugal Pump Jumlah : 1 unit Kondisi operasi: P Suction P Discharge T = 1 atm = 1 atm = 5,5 o C Laju alir massa = 179,47 kg/jam = 0,0498 kg/s = 0,111 lbm/sec Densitas larutan = 1.00,5 kg/m 3 = 6,5873 lbm/ft 3 Viskositas larutan = 50 cp = 10,955 lbm/ft h =0,0336 lbm/ft s Laju alir volumetrik Q = 0,0498/1.00,5 = 4,967 x 10-5 m 3 /s = 1,754 x 10-3 ft 3 /s Desain pompa: Di,opt = 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 (Timmerhaus, 004) = 0,363 (4,967 x 10-5 m 3 /s) 0,45 (1.00,5 kg/m 3 ) 0,13 = 0,0103 m = 0,406 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : 3/8 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,493 in = 0,0411 ft = 5,46 x 10-3 m Diameter Luar (OD) : 0,675 in = 0,0563 ft Inside sectional area : 0,00133 ft Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

250 3 Q 0, ft / s Kecepatan linier, v = = A 0,00133 ft Bilangan Reynold: ρ v D N Re = µ = 1,349 ft/s 3 (6,5873 lbm / ft )(1,349 ft / s)(0,0411 ft) = 0,0336 lbm/ft.s = 103,76 Sehingga, f = 16/103,76 = 0,155 Friction loss: A v 1,349 1 Sharp edge entrance: h c = 0,5 1 A = 0,5(1 0) 1 αg c ( 1 )(3,174) = 0,083 ft.lbf/lbm v 1 elbow 90 : h f = n.kf. = 1(0,75). v 1 check valve: h f = n.kf.. L v Pipa lurus 100 ft: F f = 4f D.. g c. g c g c = 1() = 4(0,155) = 4,66 ft.lbf/lbm 1,349 (3,174) = 0,01 lbf/lbm 1,349 = 0,056 ft.lbf/lbm (3,174) ( 100 )(. 1,349) ( 0,0411 )..( 3,174) 1 Sharp edge exit: h ex = 1 A1 v A = ( 1 0). α. g c = 0,1134 ft.lbf/lbm Total friction loss : F = 4,85 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ 1,349 ( 1 )( 3,174) (Geankoplis,003) dimana: v 1 = v P = 0 tinggi pemompaan Z = 0 ft 3,174 3,174 maka: 0 ( 0) ,85 + = 0 + s Ws = - 60, 85 ft.lbf/lbm W Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

251 Efisiensi pompa, η= 80 % Ws = -η Wp - 60, 85 = -0,8 Wp Wp Daya pompa: P = 76,065 ft.lbf/lbm = m Wp lbm ft.lbf = 0, ,065 sec lbm = 11,706 = 0,01 HP ft.lbf. sec 1hp 550 ft.lbf sec Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,5 hp. LC.4.4 Pompa Tangki Perendaman II (J-104) Fungsi : untuk mempompakan HCl dari mixer II menuju tangki perendaman II Jenis : Centrifugal Pump Jumlah : 1 unit Kondisi operasi: P Suction = 1 atm = 1 atm P Discharge T = 5,5 o C Laju alir massa = 165,43 kg/jam = 0,0459 kg/s = 0,101 lbm/sec Densitas larutan = 999, kg/m 3 = 6,3787 lbm/ft 3 Viskositas larutan = 1, cp =,9513 lbm/ft h =0,0008 lbm/ft s Laju alir volumetrik, Q = 0,0459 /999, = 4,594 x 10-5 m 3 /s = 1,63 x 10-3 ft 3 /s Desain pompa: Di,opt = 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 (Timmerhaus, 004) disini = 0,363 (4,594 x 10-5 m 3 /s) 0,45 (999, kg/m 3 ) 0,13 = 0,0099 m = 0,39 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : 3/8 in Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

252 Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) Diameter Luar (OD) : 0,493 in = 0,0411 ft = 5,46 x 10-3 m : 0,675 in = 0,0563 ft Inside sectional area : 0,00133 ft 3 Q 0,00163 ft / s Kecepatan linier, v = = A 0,00133 ft Bilangan Reynold: ρ v D N Re = µ 3 (6,3787 lbm / ft )(1,19 ft / s)(0,0411 ft) = 0,0008 lbm/ft.s = 3.811,5 = 1,19 ft/s Dari gambar.10-3 Geankoplis untuk baja komersial diperoleh ε = 4,6 x 10-5 m ε D -5 4,6 x 10 m = = 0,07 0,0411 m Untuk N Re = 3.811,5dan ε/d = 0,07 dari gambar.10-3 Geankoplis diperoleh f = 0,0085 Friction loss: A v 1,19 1 Sharp edge entrance: h c = 0,5 1 A = 0,5(1 0) 1 αg c ( 1 )(3,174) = 0,03 ft.lbf/lbm v 1 elbow 90 : h f = n.kf. = 1(0,75). v 1 check valve: h f = n.kf.. L v Pipa lurus 100 ft: F f = 4f D.. g c. g c g c = 1() = 1,909 ft.lbf/lbm = 4(0,0085) 1,19 = 0,0173 ft.lbf/lbm (3,174) 1,19 = 0,046 ft.lbf/lbm (3,174) ( 100 )(. 1,19) ( 0,0411 )..( 3,174) 1 Sharp edge exit: h ex = 1 Total friction loss : A1 v A = ( ) 1, α. g c ( 1 )( 3,174) = 0,09 ft.lbf/lbm F =,085 ft.lbf/lbm Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

253 Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,003) dimana: v 1 = v P = 0 tinggi pemompaan Z = 0 ft 3,174 3,174 maka: 0 ( 0) + 0 +,085 + W = 0 + s Ws = -,085 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η= 80 % Ws = -η Wp -,085 = -0,8 Wp Wp Daya pompa: P = 7,606 ft.lbf/lbm = m Wp lbm ft.lbf = 0,146. 7,606 sec lbm ft.lbf = 3,936. sec = 0,0071 HP 1hp 550 ft.lbf sec Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,5 hp. LC.4.5 Pompa Filter Press (P-01) Fungsi : untuk mempompakan Na CO 3 dari mixer III menuju ekstraktor Jenis : Centrifugal Pump Jumlah : 1 unit Kondisi operasi: P Suction P Discharge T = 1 atm = 1 atm = 5,04 o C Laju alir massa = 9.86,48 kg/jam =,666 kg/s = 5,877 lbm/sec Densitas larutan = 1.1, kg/m 3 = 70,0603 lbm/ft 3 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

254 Viskositas larutan = 1 cp =,4191 lbm/ft h =0,00067 lbm/ft s Asumsi viskositas Na CO 3 1% viskositas air Laju alir volumetrik Q =,666 /1.1, =,375 x 10-3 m 3 /s = 0,084 ft 3 /s Desain pompa: Di,opt = 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 (Timmerhaus, 004) = 0,363 (,375 x 10-3 m 3 /s) 0,45 (1.1, kg/m 3 ) 0,13 = 0,059 m =,35 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : 3 in Schedule number : 80 Diameter Dalam (ID) Diameter Luar (OD) :,900 in = 0,417 ft = 0,0737 m : 3,5 in = 0,917 ft Inside sectional area : 0,04587 ft 3 Q 0,084 ft / s Kecepatan linier, v = = A 0,04587 ft = 1,831 ft/s Bilangan Reynold: ρ v D N Re = µ 3 (70,0603 lbm / ft )(1,831 ft / s)(0,417 = 0,00067 lbm/ft.s = 46.76,68 Dari gambar.10-3 Geankoplis untuk baja komersial diperoleh ε = 4,6 x 10-5 m ε D -5 4,6 x 10 m = = 0,064 0,0737 m Untuk N Re = 5.375,4639 dan ε/d = 0,07 dari gambar.10-3 Geankoplis diperoleh f = 0,0053 ft) Friction loss: A v 1,831 1 Sharp edge entrance: h c = 0,5 1 A = 0,5(1 0) 1 αg c ( 1 )(3,174) = 0,05 ft.lbf/lbm Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

255 v 1 elbow 90 : h f = n.kf.. v 1 check valve: h f = n.kf.. L v Pipa lurus 150 ft: F f = 4f D.. g c. g c g c = 1(0,75) = 1() = 0,685 ft.lbf/lbm = 4(0,0053) 1,831 (3,174) 1,831 (3,174) = 0,0391.lbf/lbm = 0,104 ft.lbf/lbm ( 150 )(. 1,831) ( 0,417)..( 3,174) 1 Sharp edge exit: h ex = 1 A1 v A = ( 1 0). α. g c = 0,1 ft.lbf/lbm Total friction loss : F = 1,085 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ 1,831 ( 1 )( 3,174) (Geankoplis,003) dimana: v 1 = v P = 0 tinggi pemompaan Z = 0 ft 3,174 3,174 maka: 0 ( 0) ,085 + W = 0 + s Ws = - 1,085 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η= 80 % Ws = -η Wp - 1,085 = -0,8 Wp Wp Daya pompa: P = 6,356 ft.lbf/lbm = m Wp lbm ft.lbf = 8, ,356 sec lbm = 3,34 = 0,406 HP ft.lbf. sec 1hp 550 ft.lbf sec Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,5 hp. Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

256 LC.4.6 Pompa Ekstraktor (P-0) Fungsi : untuk mempompakan campuran alginat dari ekstraktor menuju filter press Jenis :Rotary Pump Jumlah : 1 unit Kondisi operasi: P Suction P Discharge T = 1 atm = 1 atm = 60 o C Laju alir massa = 1.83,10 kg/jam = 3,40 kg/s = 7,499 lbm/sec Densitas larutan = 1.44,8078 kg/m 3 = 77,7149 lbm/ft 3 Viskositas larutan = 0,669 Pa.s = 645,6556 lbm/ft.jam = 0,1793 lbm/ft.s Laju alir volumetrik Q = 3,40 /1.44,8078 =,733 x 10-3 m 3 /s = 0,097 ft 3 /s Desain pompa: Di,opt = 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 (Timmerhaus, 004) = 0,363 (,733 x 10-3 m 3 /s) 0,45 (1.44,8078 kg/m 3 ) 0,13 = 0,064 m =,5375 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : 3 ½ in Schedule number : 80 Diameter Dalam (ID) : 3,364 in = 0,803 ft Diameter Luar (OD) : 4 in = 0,3333 ft Inside sectional area : 0,06170 ft 3 Q 0,097 ft / s Kecepatan linier, v = = A 0,0617 ft = 1,571 ft/s Bilangan Reynold: ρ v D N Re = µ 3 (77,7149 lbm / ft )(1,571 ft / s)(0,803 = 0,1793 lbm/ft.s ft) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

257 = 190,99 Sehingga, f = 16/190,99= 0,0837 Friction loss: A v 1,571 1 Sharp edge entrance: h c = 0,5 1 A = 0,5(1 0) 1 αg c ( 1 )(3,174) = 0,038 ft.lbf/lbm 1 elbow 90 : h f v = n.kf.. g c = 1(0,75) 1 check valve: h f v = n.kf.. = 1() g c. g c L v Pipa lurus 50 ft: F f = 4f D.. =,94 ft.lbf/lbm = 4(0,0837) 1,571 (3,174) 1,571 (3,174) = 0,08.lbf/lbm = 0,076 ft.lbf/lbm ( 50 )(. 1,571) ( 0,803 )..( 3,174) 1 Sharp edge exit: h ex = 1 A1 v A = ( 1 0). α. g c = 0,154 ft.lbf/lbm Total friction loss : F =,590 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ 1,571 ( 1 )( 3,174) (Geankoplis,003) dimana: v 1 = v P = 0 tinggi pemompaan Z = 0 ft 3,174 3,174 maka: 0 ( 0) + 0 +,590 + = 0 + W s Ws = -,590 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η= 80 % Ws = -η Wp -,590 = -0,8 Wp Wp = 8,375 ft.lbf/lbm Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

258 Daya pompa: P = m Wp lbm ft.lbf = 10, ,375 sec lbm = 306,47 = 0,6 HP ft.lbf. sec 1hp 550 ft.lbf sec Maka dipilih pompa dengan daya motor 1 hp. LC.4.7 Pompa Reaktor I (P-03) Fungsi : untuk mempompakan campuran alginat dari filter press menuju reaktor I Jenis : Centrifugal Pump Jumlah : 1 unit Kondisi operasi: P Suction P Discharge T = 1 atm = 1 atm = 40 o C Laju alir massa = 873,79 kg/jam = 0,4 kg/s = 0,533 lbm/sec Densitas larutan =.141,9 kg/m 3 = 133,715 lbm/ft 3 Viskositas larutan = 7,965 Pa.s =18,7668 lbm/ft.s Laju alir volumetrik Q = 0,4 /.141,9 = 1,19 x 10-4 m 3 /s = 0,039 x 10-4 ft 3 /s Desain pompa: Di,opt = 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 (Timmerhaus, 004) = 0,363 (1,19 x 10-4 m 3 /s) 0,45 (.141,9 kg/m 3 ) 0,13 = 0,01646 m = 0,648 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : ¾ in Schedule number : 80 Diameter Dalam (ID) : 0,74 in = 0,0618 ft Diameter Luar (OD) : 1,05 in = 0,0875 ft Inside sectional area : 0,003 ft Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

259 3 Q 0,0039 ft / s Kecepatan linier, v = = A 0,003 ft = 1,30 ft/s Bilangan Reynold: ρ v D N Re = µ 3 (133,715 lbm / ft )(1,30 ft / s)(0,0618 ft) = 18,7668 lbm/ft.s = 0,574 Sehingga, f = 16/0,574= 7,95 Friction loss: A v 1,30 1 Sharp edge entrance: h c = 0,5 1 A = 0,5(1 0) 1 αg c ( 1 )(3,174) = 0,06 ft.lbf/lbm 1 elbow 90 : h f v = n.kf.. g c = 1(0,75) 1 check valve: h f v = n.kf.. = 1() g c. g c L v Pipa lurus 150 ft: F f = 4f D.. = 4(1,3319) = 5.439,31 ft.lbf/lbm 1,30 = 0,0197.lbf/lbm (3,174) 1,30 = 0,053 ft.lbf/lbm (3,174) ( 150 )(. 1,30) ( 0,0618 )..( 3,174) 1 Sharp edge exit: h ex = 1 A1 v A = ( 1 0). α. g c = 0,105 ft.lbf/lbm Total friction loss : F = 5.439,51 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ 1,30 ( 1 )( 3,174) (Geankoplis,003) dimana: v 1 = v P = 0 tinggi pemompaan Z = 0 ft 3,174 3,174 maka: 0 ( 0) ,51+ W = 0 + s Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

260 Ws = ,51 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η= 80 % Ws = -η Wp ,51 = -0,8 Wp Wp Daya pompa: P = ,4 ft.lbf/lbm = m Wp lbm ft.lbf = 0, ,4 sec lbm = 1.718,9 = 14,56 hp ft.lbf. sec 1hp 550 ft.lbf sec Maka dipilih pompa dengan daya motor 15 hp. LC.4.8 Pompa Mixer IV (P-04) Fungsi : untuk mempompakan H SO 4 dari mixer IV menuju reaktor I Jenis : Centrifugal Pump Jumlah : 1 unit Kondisi operasi: P Suction P Discharge T = 1 atm = 1 atm = 38,67 o C Laju alir massa = 79,05 kg/jam = 0,0 kg/s = 0,0484 lbm/sec Densitas larutan = 1064 kg/m 3 = 30,1305 lbm/ft 3 Viskositas larutan = 4 cp =,6879 x 10-3 lbm/ft.s Laju alir volumetrik Q = 0,0309 /1064 =,9041 x 10-5 m 3 /s = 1,056 x 10-3 ft 3 /s Desain pompa: Di,opt = 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 (Timmerhaus, 004) = 0,363 (,9041 x 10-5 m 3 /s) 0,45 (1064 kg/m 3 ) 0,13 = 0,008 m = 0,313 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

261 Ukuran nominal : ¼ in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) Diameter Luar (OD) : 0,364 in = 0,0303 ft : 0,54 in = 0,045 ft Inside sectional area : 0,0007 ft 3 Q 0, ft / s Kecepatan linier, v = = A 0,0007 ft Bilangan Reynold: ρ v D N Re = µ 3 (30,1305 lbm / ft )(1,444 ft / s)(0,0303 ft) = 0, lbm/ft.s = 483,80 Sehingga, f = 16/483,80 = 0,03307 = 1,444 ft/s Friction loss: A v 1,444 1 Sharp edge entrance: h c = 0,5 1 A = 0,5(1 0) 1 αg c ( 1 )(3,174) = 0,0315 ft.lbf/lbm v 1 elbow 90 : h f = n.kf. = 1(0,75). v 1 check valve: h f = n.kf.. L v Pipa lurus 150 ft: F f = 4f D.. g c. g c g c = 1() = 4(0,03307) = 0,6477 ft.lbf/lbm 1,444 = 0,036.lbf/lbm (3,174) 1,444 = 0,0631 ft.lbf/lbm (3,174) ( 150 )(. 1,444) ( 0,0303 )..( 3,174) 1 Sharp edge exit: h ex = 1 A1 v A = ( 1 0). α. g c = 0,161 ft.lbf/lbm Total friction loss : F = 0,89 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ 1,444 ( 1 )( 3,174) (Geankoplis,003) dimana: v 1 = v Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

262 P = 0 tinggi pemompaan Z = 10 ft 3,174 3,174 maka: 0 ( 10) ,89 + W = 0 + s Ws = - 30,89 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η= 80 % Ws = -η Wp - 30,89 = -0,8 Wp Wp Daya pompa: P = 38,615 ft.lbf/lbm = m Wp lbm ft.lbf = 0, ,615 sec lbm =,6374 = 0,0048 hp ft.lbf. sec 1hp 550 ft.lbf sec Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,5 hp. LC.4.9 Pompa Sentrifus I (P-05) Fungsi : untuk mempompakan campuran alginat dari reaktor I menuju sentrifus I Jenis : Centrifugal Pump Jumlah : 1 unit Kondisi operasi: P Suction P Discharge T = 1 atm = 1 atm = 95 o C Laju alir massa = 873,79 kg/jam = 0,47 kg/s = 0,53501 lbm/sec Densitas larutan =.199,0169 kg/m 3 = 13,98 lbm/ft 3 Viskositas larutan = 0,669 Pa.s = 645,6556 lbm/ft.jam = 0,1793 lbm/ft.s Laju alir volumetrik Q = 0,47 /.199,0169 = 1,1036 x 10-4 m 3 /s = 3,897 x 10-3 ft 3 /s Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

263 Desain pompa: Di,opt = 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 (Timmerhaus, 004) = 0,363 (1,1036 x 10-4 m 3 /s) 0,45 (1064 kg/m 3 ) 0,13 = 0,0148 m = 0,585 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : ¾ in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,84 in = 0,0687 ft Diameter Luar (OD) : 1,05 in = 0,0875 ft Inside sectional area : 0,00371 ft 3 Q 0, ft / s Kecepatan linier, v = = A 0,00371 ft Bilangan Reynold: ρ v D N Re = µ 3 (13,98 lbm / ft )(1,0504 ft / s)(0,0687 = 0,1793 lbm/ft.s = 53,435 Sehingga, f = 16/53,435= 0,3005 = 1,0504 ft/s Friction loss: A v 1, Sharp edge entrance: h c = 0,5 1 A = 0,5(1 0) 1 αg c ( 1 )(3,174) = 0,017 ft.lbf/lbm 1 elbow 90 : h f v 1,0504 = n.kf. = 1(0,75) = 0,018 ft.lbf/lbm. g c (3,174) 1 check valve: h f v 1,0504 = n.kf. = 1() = 0,0349 ft.lbf/lbm. g c (3,174) Pipa lurus 50 ft: F f L. v ( 50 )(. 1,0504 ) = 4f = 4(0,19) D.. 0, ,174 g c = 10,673 ft.lbf/lbm ft) ( ) ( ) 1 Sharp edge exit: h ex = 1 A1 v A = ( 1 0). α. g c 1,0504 ( 1 )( 3,174) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

264 = 0,068 ft.lbf/lbm Total friction loss : F = 10,75939 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,003) dimana: v 1 = v P = 0 tinggi pemompaan Z = 10 ft 3,174 3,174 maka: 0 ( 10) , W = 0 + s Ws = - 0,75939 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η= 80 % Ws = -η Wp - 0,75939 = -0,8 Wp Wp Daya pompa: P = 5,949 ft.lbf/lbm = m Wp lbm ft.lbf = 0, ,949 sec lbm = 1,773 = 0,003 hp ft.lbf. sec 1hp 550 ft.lbf sec Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,5 hp. LC.4.10 Pompa Sentrifus I (P-06) Fungsi : untuk mempompakan campuran alginat dari sentrifus I menuju reaktor II Jenis Jumlah : 1 unit : Centrifugal Pump Kondisi operasi: P Suction P Discharge T = 1 atm = 1 atm = 40 o C Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

265 Laju alir massa = 859,53 kg/jam = 0,38 kg/s = 0,5455 lbm/sec Densitas larutan = 1.838,655 kg/m 3 = 114,7895 lbm/ft 3 Viskositas larutan = 17,4613 Pa.s =0, lbm/ft.s Laju alir volumetrik Q = 0,38 /1.838,655 = 1,94 x 10-4 m 3 /s = 4,57 x 10-3 ft 3 /s Desain pompa: Di,opt = 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 (Timmerhaus, 004) = 0,363 (1,94 x 10-4 m 3 /s) 0,45 (1.838,655 kg/m 3 ) 0,13 = 0,0171 m = 0,676 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : ¾ in Schedule number : 80 Diameter Dalam (ID) Diameter Luar (OD) Inside sectional area : 0,003 ft : 0,74 in = 0,0618 ft : 1,05 in = 0,0875 ft 3 Q 0,00457 ft / s Kecepatan linier, v = = A 0,003 ft = 1,53 ft/s Bilangan Reynold: ρ v D N Re = µ 3 (114,7895 lbm / ft )(1,53 ft / s)(0,0618 ft) = 0, lbm/ft.s = 9,079 Sehingga, f = 16/9,079= 0,173 Friction loss: A v 1,53 1 Sharp edge entrance: h c = 0,5 1 A = 0,5(1 0) 1 αg c ( 1 )(3,174) = 0,036 ft.lbf/lbm 1 elbow 90 : h f v = n.kf.. g c = 1(0,75) 1 check valve: h f v = n.kf.. = 1() g c 1,53 = 0,07.lbf/lbm (3,174) 1,53 = 0,07 ft.lbf/lbm (3,174) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

266 L v Pipa lurus 50 ft: F f = 4f D... g c = 4(0,173) = 1.754,783 ft.lbf/lbm ( 50 )(. 1,53) ( 0,0618 )..( 3,174) 1 Sharp edge exit: h ex = 1 A1 v A = ( 1 0). α. g c = 0,144 ft.lbf/lbm Total friction loss : F = 1.755,06 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ 1,53 ( 1 )( 3,174) (Geankoplis,003) dimana: v 1 = v P = 0 tinggi pemompaan Z = 0 ft 3,174 3,174 maka: 0 ( 0) ,06 + W = 0 + s Ws = ,06 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η= 80 % Ws = -η Wp ,06 = -0,8 Wp Wp Daya pompa: P = 7.193,83 ft.lbf/lbm = m Wp lbm ft.lbf = 0, ,83 sec lbm = ,0 = 9,95 hp ft.lbf. sec 1hp 550 ft.lbf sec Maka dipilih pompa dengan daya motor 30 hp. LC.4.11 Pompa Sentrifus II (P-07) Fungsi : untuk mempompakan campuran alginat dari reaktor II menuju sentrifus II Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

267 Jenis Jumlah : 1 unit : Centrifugal Pump Kondisi operasi: P Suction P Discharge T = 1 atm = 1 atm = 50 o C Laju alir massa = 1.40,8 kg/jam = 0,388 kg/s = 0,856 lbm/sec Densitas larutan = 1.7,7359 kg/m 3 =107,555 lbm/ft 3 Viskositas larutan = 00 mpa.s = 10.15,595 lbm/ft.s Laju alir volumetrik Q = 0,388 /1.7,7359 =,5 x 10-4 m 3 /s =8,83 x 10-3 ft 3 /s Desain pompa: Di,opt = 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 (Timmerhaus, 004) = 0,363 (,5 x 10-4 m 3 /s) 0,45 (1.7,7359 kg/m 3 ) 0,13 = 0,018 m = 0,859 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : 1 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) Diameter Luar (OD) Inside sectional area : 0,006 ft : 1,049 in = 0,0874 ft : 1,315 in = 0,1096 ft 3 Q 0,00883 ft / s Kecepatan linier, v = = A 0,006 ft Bilangan Reynold: ρ v D N Re = µ 3 (107,555 lbm / ft )(1,383 ft / s)(0,0874 = 10.15,595 lbm/ft.s = 0,0013 Sehingga, f = 16/0,0013= 1.307,69 = 1,383 ft/s ft) Friction loss: Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

268 A v 1,383 1 Sharp edge entrance: h c = 0,5 1 A = 0,5(1 0) 1 αg c ( 1 )(3,174) = 0,097 ft.lbf/lbm v 1 elbow 90 : h f = n.kf. = 1(0,75). v 1 check valve: h f = n.kf.. L v Pipa lurus 100 ft: F f = 4f D.. g c. g c g c = 1() 1,383 = 0,03 ft.lbf/lbm (3,174) 1,383 = 0,059 ft.lbf/lbm (3,174) = 4(1.307,69) = 4.753,878 ft.lbf/lbm ( 100 )(. 1,383) ( 0,0874 )..( 3,174) 1 Sharp edge exit: h ex = 1 A1 v A = ( 1 0). α. g c = 0,1188 ft.lbf/lbm Total friction loss : F = 4.754,1078 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ 1,383 ( 1 )( 3,174) (Geankoplis,003) dimana: v 1 = v P = 0 tinggi pemompaan Z = 10 ft 3, W s = 3,174 maka: ( 10) , Ws = ,1078 ft.lbf/lbm Efisiensi pompa, η= 80 % Ws = -η Wp ,1078 = -0,8 Wp Wp Daya pompa: P = 18.44,63 ft.lbf/lbm = m Wp lbm ft.lbf = 1, ,63 sec lbm Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

269 ft.lbf =.354,317. sec = 40,4 hp 1hp 550 ft.lbf sec Maka dipilih pompa dengan daya motor 40,5 hp. LC.4.1 Pompa Metanol (P-08) Fungsi : untuk memompa metanol menuju reaktor II. Jenis : Centrifugal Pump Jumlah : 1 unit Kondisi operasi: P Suction P Discharge T = 1 atm = 1 atm = 30 o C Laju alir massa = 698,58 kg/jam = 0,193 kg/s = 0,465 lbm/sec Densitas larutan = 789,573 kg/m 3 = 49,743 lbm/ft 3 Viskositas larutan = 0,7 cp = 4,7038 lbm/ft.s Laju alir volumetrik Q = 0,193 /789,573 =,445 x 10-4 m 3 /s = 8,63 x 10-3 ft 3 /s Desain pompa: Di,opt = 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 (Timmerhaus, 004) = 0,363 (,445 x 10-4 /s) 0,45 (789,573 kg/m 3 ) 0,13 = 0,004 m = 0,807 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (003), dipilih pipa dengan spesifikasi: Ukuran nominal : 1 in Schedule number : 80 Diameter Dalam (ID) : 0,957 in = 0,0797 ft Diameter Luar (OD) : 1,315 in = 0,1096 ft Inside sectional area : 0,00499 ft 3 Q 0,00863 ft / s Kecepatan linier, v = = A 0,00499 ft = 1,79 ft/s Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

270 Bilangan Reynold: ρ v D N Re = µ 3 (49,743 lbm / ft )(1,79 ft / s)(0,0797 = 4,7038 lbm/ft.s = 6,79 Sehingga, f = 16/6,79 =,356 Friction loss: A v 1,79 1 Sharp edge entrance: h c = 0,5 1 A = 0,5(1 0) 1 αg c ( 1 )(3,174) ft) = 0,0464 ft.lbf/lbm v 1 elbow 90 : h f = n.kf. = 1(0,75). v 1 check valve: h f = n.kf.. L v Pipa lurus 150 ft: F f = 4f D.. g c. g c g c = 1() = 4(,356) = 450,89 ft.lbf/lbm 1,79 (3,174) = 0,0708 lbf/lbm 1,79 = 0,009 ft.lbf/lbm (3,174) ( 150 )(. 1,79) ( 0,0797)..( 3,174) 1 Sharp edge exit: h ex = 1 A1 v A = ( 1 0). α. g c = 0,1017 ft.lbf/lbm Total friction loss : F = 451,118 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ 1,79 ( 1 )( 3,174) (Geankoplis,003) dimana: v 1 = v P = 0 tinggi pemompaan Z = 0 ft 3,174 3,174 maka: 0 ( 0) ,118 + = 0 + s Ws = - 471,118 ft.lbf/lbm W Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

271 Efisiensi pompa, η= 80 % Ws = -η Wp - 471,118 = -0,8 Wp Wp Daya pompa: P = 588,897 ft.lbf/lbm = m Wp lbm ft.lbf = 0, ,897 sec lbm = 356,75 = 0,65 hp ft.lbf. sec 1hp 550 ft.lbf sec Maka dipilih pompa dengan daya motor 1 hp. LC.4.13 Pompa destilasi (P-09) Fungsi : Memompa campuran bahan dari heater (E-01) ke destilasi (D-01) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : P = 1 atm T = 60 0 C Laju alir massa (F) = 786,14 kg/jam = 0,17 lbm/s Densitas (ρ) = 1.7,7359 kg/m 3 = 107,555 lbm/ft 3 Viskositas (µ) = 00 mpa.s = 10.15,016 lbm/ft.s 0,17 lbm / s Laju alir volumetrik (Q) = 3 107,555 lbm / ft = 0,00 ft 3 /s Desain pompa : Di,opt = 3,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 (Timmerhaus,1991) = 3,9 (0,00 ft 3 /s ) 0,45 (107,555 lbm/ft 3 ) 0,13 = 0,4371 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : ¾ in Schedule number : 80 Diameter Dalam (ID) : 0,74 in = 0,006 ft Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

272 Diameter Luar (OD) : 1,05 in = 0,0875 ft Inside sectional area : 0,003 ft 3 0,00 ft / s Kecepatan linear, v = Q/A = 0,003 ft ρ v D Bilangan Reynold : N Re = µ = 0,666 ft/s = 3 (107,555 lbm / ft )(0,666 ft / s)(0,006 ft) 10.15,016 lbm/ft.s = 0,00044 Sehingga, f = 16/0,00044 = ,4 Friction loss: A v 0,666 1 Sharp edge entrance: h c = 0,5 1 A = 0,5(1 0) 1 αg c ( 1 )(3,174) = 0,00689 ft.lbf/lbm 1 elbow 90 : h f v = n.kf.. g c = 1(0,75) 1 check valve: h f v = n.kf.. = 1() g c. g c L v Pipa lurus 40 ft: F f = 4f D.. 0,666 (3,174) 0,666 (3,174) = 4(36.363,4) = 14.4,01 ft.lbf/lbm = 0,005 lbf/lbm = 0,013 ft.lbf/lbm ( 40 )(. 0,666) ( 0,006 )..( 3,174) 1 Sharp edge exit: h ex = 1 A1 v A = ( 1 0). α. g c = 0,075 ft.lbf/lbm Total friction loss : F = 14.4,06 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli : α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ 0,666 ( 1 )( 3,174) (Geankoplis,003) dimana : v 1 = v P 1 = P Z = 0 ft Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

273 3,174 ft / s 3,174 ft. lbm / lbf. s ( 0 ft) ,06 ft. lbf / lbm + W = s Ws = -34.4,06 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η= 80 % Ws = - η x Wp -34.4,06 = -0,8 x Wp Wp = 4.780,075 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp 1 hp = 0,6663lbm / s 4.780,075 ft. lbf / lbm x 550 ft. lbf / s = 0,13 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 0,5 hp LC.14 Pompa Refluks Destilasi (P-10) Fungsi : Memompa campuran bahan dari vessel (V-01) kembali ke destilasi (T- 101) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : P = 1 atm T = 60 0 C Laju alir massa (F) = 696,49 kg/jam = 0,46 lbm/s Densitas larutan = 789,573 kg/m 3 = 49,743 lbm/ft 3 Viskositas larutan = 0,7 cp = 4,7038 lbm/ft.s 0,46 lbm / s Laju alir volumetrik (Q) = 3 49,743 lbm / ft = 0,0086 ft 3 /s Desain pompa : Di,opt = 3,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 (Timmerhaus,004) = 3,9 (0,0086 ft 3 /s ) 0,45 (49,743 lbm/ft 3 ) 0,13 = 0,761 in Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

274 Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 1 ¼ in Schedule number : 80 Diameter Dalam (ID) : 1,78 in = 0,1065 ft Diameter Luar (OD) : 1,66 in = 0,14 ft Inside sectional area : 0,00891 ft 3 0,0086 ft / s Kecepatan linear, v = Q/A = 0,00891 ft ρ v D Bilangan Reynold : N Re = µ = 0,965 ft/s Sehingga f = 16/N Re f = 16/1,076= 14,869 3 (49,743 lbm / ft )(0,965 ft / s)(0,1065 ft) = 4,7038 lbm/ft.s = 1,076 (Geankoplis,003) Friction loss : 1 Sharp edge entrance= h c = 0,5 1 A v A 1 α 0, = 0,007 ft.lbf/lbm = 0,5( ) ( 1)( 3,174) v 1 elbow 90 = h f = n.kf.. g c = 1(0,75) 0,965 (3,174) = 0,0108 ft.lbf/lbm v 1 check valve = h f = n.kf.. g c L v Pipa lurus 0 ft = F f = 4f D... g c = 1(,0) = 4(14,869) 0,965 (3,174) = 161,637 ft.lbf/lbm ( 0 )(. 0,965) ( 0,1065 )..( 3,174) = 0,015 ft.lbf/lbm 1 Sharp edge exit = h ex = A1 v 0, A = ( 1 0). α. g c ( 1)( 3,174) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

275 = 0,0144 ft.lbf/lbm Total friction loss : F = 161,684 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli : α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,003) dimana : v 1 = v Maka : P 1 = P Z = 10 ft 3,174 ft / s 3,174 ft. lbm / lbf. s ( 10 ft) ,684 ft. lbf / lbm + W = s Ws = -171,684 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η= 80 % Ws = - η x Wp -171,684 = -0,8 x Wp Wp = 14,605 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp 1 hp = 1,1839 lbm / s 14,605 ft. lbf / lbm x 550 ft. lbf / s = 0,46 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 0,5 hp LC.4.15 Pompa Reboiler Destilasi (P-11) Fungsi : Memompa campuran bahan ke reboiler (E-03) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : P = 1 atm T = 30 0 C Laju alir massa (F) = 107.0,17 kg/jam = 65,53 lbm/s Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

276 Densitas (ρ) = 1.7,7359 kg/m 3 = 107,555 lbm/ft 3 Viskositas (µ) = 350,0175 mpa.s = 35.01,595 lbm/ft.s 65,53lbm / s Laju alir volumetrik (Q) = 3 107,55 lbm / ft = 0,6096 ft 3 /s Desain pompa : Di,opt = 3,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 (Timmerhaus,1991) = 3,9 (0,6096 ft 3 /s ) 0,45 (107,555 lbm/ft 3 ) 0,13 = 5,7337 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis,003, dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 6 in Schedule number : 80 Diameter Dalam (ID) : 5,761 in = 0,4801 ft Diameter Luar (OD) : 6,65 in = 0,551 ft Inside sectional area : 0,181 ft 3 0,6096 ft / s Kecepatan linear, v = Q/A = 0,181 ft ρ v D Bilangan Reynold : N Re = µ = 3,3679 ft/s 3 (107,555 lbm / ft )(3,3679 ft / s)(0,4801ft) = 35.01,595 lbm/ft.s = 7,394 x 10-4 Sehingga f = 16/N Re Friction loss : f = 16/7,394 x 10-3 =.163,9191 (Geankoplis,003) 1 Sharp edge entrance= h c = 0,5 1 A v A 1 α 3, = 0,0881 ft.lbf/lbm = 0,5( ) ( 1)( 3,174) v elbow 90 = h f = n.kf.. g c = (0,75) 3,3679 (3,174) = 0,644 ft.lbf/lbm Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

277 v 1 check valve = h f = n.kf.. g c L v Pipa lurus 0 ft = F f = 4f D... g c = 1(,0) 3,3679 (3,174) = 4(.163,9191) = ,8158 ft.lbf/lbm = 0,355 ft.lbf/lbm ( 0 )(. 3,3679) ( 0,4801 )..( 3,174) 1 Sharp edge exit = h ex = 1 A1 A v. α. g c 3, = 0,1763 ft.lbf/lbm = ( ) ( 1)( 3,174) Total friction loss : F = ,6971 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli : α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,003) dimana : v 1 = v Maka : P 1 = P Z = 5 ft 3,174 ft / s 3,174 ft. lbm / lbf. s ( 5 ft) ,0394 ft. lbf / lbm + W = s Ws = ,6971 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η= 80 % Ws = - η x Wp ,6971 = -0,8 x Wp Wp = ,114 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp 1 hp = 65,548 lbm / s ,114 ft. lbf / lbm x 550 ft. lbf / s = 9.348,755 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = hp Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

278 LC.4.16 Pompa Penampung (P-1) Fungsi : Memompa campuran dari reboiler (E-03) ke tangki penampung produk samping Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : P = 1 atm T = 60 0 C Laju alir massa (F) = 11,48 kg/jam = 0,0744 lbm/s Densitas (ρ) = 1.7,7359 kg/m 3 = 107,555 lbm/ft 3 Viskositas (µ) = 350,0035 mpa.s = 0.861,7944 lbm/ft.s 0,0744lbm / s Laju alir volumetrik (Q) = 3 107,555 lbm / ft = 6,9176 x 10-4 ft 3 /s Desain pompa : Di,opt = 3,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 (Timmerhaus,1991) = 3,9 (6,9176 x 10-4 ft 3 /s ) 0,45 (107,555 lbm/ft 3 ) 0,13 = 0,711 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis,003, dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : ¼ in Schedule number : 80 Diameter Dalam (ID) : 0,30 in = 0,05 ft Diameter Luar (OD) : 0,54 in = 0,045 ft Inside sectional area : 0,0005 ft -4 6,9176 x 10 ft Kecepatan linear, v = Q/A = 0,0005 ft ρ v D Bilangan Reynold : N Re = µ 3 / s = 1,3835 ft/s 3 (107,555 lbm / ft )(1,3835 ft / s)(0,05 ft) = 0.861,7944 lbm/ft.s = 1,6977 x 10-4 Sehingga f = 16/N Re (Geankoplis,003) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

279 Friction loss : f = 16/1,6977 x 10-4 = 94.41, Sharp edge entrance= h c = 0,5 1 A v A 1 α 1, = 0,0149 ft.lbf/lbm = 0,5( ) ( 1)( 3,174) v elbow 90 = h f = n.kf.. g c = (0,75) 1,3835 (3,174) = 0,0446 ft.lbf/lbm v 1 check valve = h f = n.kf.. g c L v Pipa lurus 40 ft = F f = 4f D... g c = 1(,0) 1,3835 (3,174) = 4(94.41,1039) = ft.lbf/lbm = 0,0595 ft.lbf/lbm ( 40 )(. 1,3835) ( 0,05 )..( 3,174) 1 Sharp edge exit = h ex = 1 A1 A v. α. g c 1, = 0,085 ft.lbf/lbm = ( ) ( 1)( 3,174) Total friction loss : F = ,8 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli : α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,003) dimana : v 1 = v Maka : P 1 = P Z = 0 ft 3,174 ft / s 3,174 ft. lbm / lbf. s ( 0 ft) ,6 ft. lbf / lbm + W = s Ws = ,8 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η= 80 % Ws = - η x Wp ,8 = -0,8 x Wp Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

280 Wp = ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp 1 hp = 0,0744 lbm / s ,3 ft. lbf / lbm x 550 ft. lbf / s =.765,011 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = hp LC.4.17 Bucket Elevator I (EV-101) Fungsi : Mengangkut rumput laut menuju tangki perendaman II Jenis : Spaced-bucket centrifugal discharge elevator Bahan : Malleable-iron Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : temperatur = 30 o C Tekanan = 1 atm Laju bahan yang diangkut =.53,07 kg/jam Faktor kelonggaran, fk = 0% (Tabel 8-8, Perry, 1999) Kapasitas = 1,..53,07 kg/jam = 3.038,5 kg/jam Untuk bucket elevator kapasitas <14 ton/jam, spesifikasi : - Tinggi elevator = 5 ft = 7,6 m - Ukuran bucket = (6 x 4 x 4¼) in - Jarak antar bucket = 1 in = 0,305 m - Kecepatan bucket = 5 ft/mnt = 68,6 m/mnt = 1,143 m/s - Kecepatan putaran = 43 rpm - Lebar belt = 7 in = 0,1778 m = 17,78 cm Perhitungan daya yang dibutuhkan (P) P = 0,07 m 0,63 Z (Perry) Dimana P = daya (kw) m = laju alir massa (kg/s) Z = tinggi elevator (m) m = 3.038,5 kg/jam = 0,844 kg/s Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

281 Z = 5 ft = 7,6 m Maka : P = 0,07. 0,844 0,63. 7,6 = 0,479 hp LC.4.18 Bucket Elevator (EV-10) Fungsi : Mengangkut rumput laut menuju ekstraktor Jenis : Spaced-bucket centrifugal discharge elevator Bahan : Malleable-iron Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : temperatur = 30 o C Tekanan = 1 atm Laju bahan yang diangkut = 456,6 kg/jam Faktor kelonggaran, fk = 0% (Tabel 8-8, Perry, 1999) Kapasitas = 1,. 456,6 kg/jam =.947,944 kg/jam Untuk bucket elevator kapasitas <14 ton/jam, spesifikasi : - Tinggi elevator = 5 ft = 7,6 m - Ukuran bucket = (6 x 4 x 4¼) in - Jarak antar bucket = 1 in = 0,305 m - Kecepatan bucket = 5 ft/mnt = 68,6 m/mnt = 1,143 m/s - Kecepatan putaran = 43 rpm - Lebar belt = 7 in = 0,1778 m = 17,78 cm Perhitungan daya yang dibutuhkan (P) P = 0,07 m 0,63 Z (Perry) Dimana P = daya (kw) m = laju alir massa (kg/s) Z = tinggi elevator (m) m =.947,944 kg/jam = 0,819 kg/s Z = 5 ft = 7,6 m Maka : P = 0,07. 0,819 0,63. 7,6 = 0,4703 hp Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

282 LC.4.19 Screw Conveyor 1 (SC-01) Fungsi : Mengangkut gel natrium alginat menuju ball mill Jenis : Horizontal screw conveyor Laju campuran umpan = 545,89 kg/jam Faktor kelonggaran = 0 % Kapasitas total conveyor = 1, Laju campuran umpan = 1, 545,89 kg/jam = 655,068 kg/jam = 0, ton/jam Untuk screw conveyor dengan kapasitas operasi, dipilih spesifikasi : (Perry,1997) - Diameter flight = 9 in - Diameter pipa =,5 in - Diameter shaft = in - Kecepatan putaran = 40 rpm - Panjang = 15 ft - Daya motor = 0,43 hp LC.4.0 Screw Conveyor II (SC-0) Fungsi : Mengangkut bubuk natrium alginat menuju gudang penyimpanan Jenis : Horizontal screw conveyor Laju campuran umpan = 545,89 kg/jam Faktor kelonggaran = 0 % Kapasitas total conveyor = 1, Laju campuran umpan = 1, 545,89 kg/jam = 655,068 kg/jam = 0, ton/jam Untuk screw conveyor dengan kapasitas operasi, dipilih spesifikasi : (Perry,1997) - Diameter flight = 9 in - Diameter pipa =,5 in - Diameter shaft = in Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

283 - Kecepatan putaran = 40 rpm - Panjang = 15 ft - Daya motor = 0,43 hp LC.4.1 Belt Conveyor I (BC-101) Fungsi : Mengangkut rumput laut dari gudang penyimpanan menuju vibrating washer I Jenis : Closed Compartment Belt Conveyor Laju massa komponen =.69,0 kg/jam Faktor kelonggaran = 0% Kapasitas total conveyor = 1, Laju massa komponen = 1,.69,0 kg/jam = 3.30,44 kg/jam = 3,3044 ton/jam Untuk conveyor dengan kapasitas operasi, dipilih spesifikasi : (Perry,1997) - Panjang belt, L = 5,5 ft = 16,0019 m - Tinggi, Z = 3 ft = 0,91441 m - Lebar = 0 in = 0,508 m - Kecepatan, V = 50 ft/min - Konstanta, C = 1, - Efisiensi daya, η = 85% Daya, P = 1 + (kapasitas 100 0,3 ((0,00 L) + (0,01 Z)) + C (Perry,1997) = 1 + (3, ,3 ((0,00 5,5) + (0,01 3)) + 1, = 3,9363 hp Daya aktual Pa = P/ η = 3,9363 /0,85 = 4,631 hp LC.4. Belt Conveyor II (BC-10) Fungsi : Mengangkut rumput laut dari vibrating washer I ke tangki perendaman I Jenis : Closed Compartment Belt Conveyor Laju massa komponen =.69,0 kg/jam Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

284 Faktor kelonggaran = 0% Kapasitas total conveyor = 1, Laju massa komponen = 1,.69,0 kg/jam = 3.30,44 kg/jam = 3,3044 ton/jam Untuk conveyor dengan kapasitas operasi, dipilih spesifikasi : (Perry,1997) - Panjang belt, L = 5,5 ft = 16,0019 m - Tinggi, Z = 3 ft = 0,91441 m - Lebar = 0 in = 0,508 m - Kecepatan, V = 50 ft/min - Konstanta, C = 1, - Efisiensi daya, η = 85% Daya, P = 1 + (kapasitas 100 0,3 ((0,00 L) + (0,01 Z)) + C (Perry,1997) = 1 + (3, ,3 ((0,00 5,5) + (0,01 3)) + 1, = 3,9363 hp Daya aktual Pa = P/ η = 3,9363 /0,85 = 4,631 hp LC.4.3 Belt Conveyor III (BC-103) Fungsi : Mengangkut rumput laut dari vibrating washer II menuju crusher Jenis : Closed Compartment Belt Conveyor Laju massa komponen =.456,6 kg/jam Faktor kelonggaran = 0% Kapasitas total conveyor = 1, Laju massa komponen = 1,.456,6 kg/jam =.947,944 kg/jam =, ton/jam Untuk conveyor dengan kapasitas operasi, dipilih spesifikasi : - Panjang belt, L = 5,5 ft = 16,0019 m - Tinggi, Z = 3 ft = 0,91441 m - Lebar = 0 in = 0,508 m (Perry,1997) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

285 - Kecepatan, V = 50 ft/min - Konstanta, C = 1, - Efisiensi daya, η = 85% Daya, P = 1 + (kapasitas 100 0,3 ((0,00 L) + (0,01 Z)) + C (Perry,1997) = 1 + (, ,3 ((0,00 5,5) + (0,01 3)) + 1, = 16,6675 hp Daya aktual Pa = P/ η = 16,6675 /0,85 = 19,6088 hp LC.4.4 Belt Conveyor IV (BC-104) Fungsi : Mengangkut rumput laut dari crusher menuju gudang penyimpanan Jenis : Closed Compartment Belt Conveyor Laju massa komponen =.456,6 kg/jam Faktor kelonggaran = 0% Kapasitas total conveyor = 1, Laju massa komponen = 1,.456,6 kg/jam =.947,944 kg/jam =, ton/jam Untuk conveyor dengan kapasitas operasi, dipilih spesifikasi : (Perry,1997) - Panjang belt, L = 5,5 ft = 16,0019 m - Tinggi, Z = 3 ft = 0,91441 m - Lebar = 0 in = 0,508 m - Kecepatan, V = 50 ft/min - Konstanta, C = 1, - Efisiensi daya, η = 85% Daya, P = 1 + (kapasitas 100 0,3 ((0,00 L) + (0,01 Z)) + C (Perry,1997) = 1 + (, ,3 ((0,00 5,5) + (0,01 3)) + 1, = 16,6675 hp Daya aktual Pa = P/ η = 16,6675 /0,85 = 19,6088 hp Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

286 LC.5 Rotary Steam Drier (RD-01) Fungsi : Menguapkan H O dari natrium alginat Jenis : Steam Tube Rotary Drier Beban panas = ,6391 kj/jam = ,7901 btu/jam Jumlah steam yang dibutuhkan =.358, 664 kg/jam Jumlah campuran umpan = 616,14 kg/jam Tabel LC.3 Komposisi campuran dalam Rotary Steam Drier (RD-01) No. Komponen Laju alir (kg/jam) ρ (kg/m 3 ) 1. Natrium alginat 545,89.467,3. Air 70,5 99,15 ρ campuran (kg/m 3 ).171,4 119,0658 Total 616,14.90,898 Densitas campuran umpan =.90,898 kg/m 3 = 64,8541 kg/ft 3 Volume campuran umpan = 616,14 kg/jam /.90,898 kg/m 3 = 0,690 m 3 = 9,4995 ft 3 Perhitungan volume rotary drier, Faktor kelonggaran = 8% (Schweitzer,1979) Volume rotary drier = 0,690 m 3 1,08 = 0,905 liter = 10,59 ft 3 Perhitungan luas permukaan rotary drier, Temperatur saturated steam = C = 30 0 F Temperatur umpan masuk rotary drier = 30 0 C = 86 0 F Temperatur umpan keluar rotary drier = 80 0 C = F Ud = 110 btu/jam. 0 F.ft (Perry,1997) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

287 LMTD = ( ) ( 30 86) ln = 166,977 0 F Luas permukaan rotary drier, A = = Q Ud LMTD , ,977 = 9,954 ft Perhitungan waktu tinggal (retention time), θ θ = 0,075 V ρs S (Schweitzer,1979) Dimana : V = Volume rotary drier Maka, θ = ρs = Densitas campuran umpan S = Laju massa campuran umpan 0,075 16,156 64, ,14 = 0,175 jam = 7,65 menit Dari tabel 1-, Perry,1997 untuk kondisi operasi di atas diperoleh : Diameter rotary drier = 0,965 m Panjang rotary drier = 4,57 m Putaran rotary drier Daya motor Tube steam OD = 6 rpm =, hp Jumlah tube steam = 14 = 114 mm LC.6 Crusher Fungsi : Sebagai pemotong rumput laut Jenis : Rotary cutter Bahan konstruksi : Carbon steel Jumlah : 1 unit Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

288 Kapasitas : 456,6 kg/jam = 0,685 kg/det Perhitungan Daya Diperkirakan umpan rumput laut memiliki ukuran berkisar mm Diambil diameter rata-rata (D) = 50 mm Pemecahan primer dilakukan dengan ukuran produk yang dihasilkan ukuran (D) = 5 mm Sehingga rasio = 50/5 = 10 Daya yang digunakan adalah : (Peters et.al., 004) P = 0,3 m s. R P = 0,3 x 0,685 x 10 =,0475 W = 0,007 hp Digunakan daya standar 1/16 hp LC.7 Ball Mill (BM-01) Fungsi : Sebagai pemecah gumpalan natrium alginat Bahan konstruksi : Carbon steel Jumlah : 1 unit Kapasitas : 1.060,608 kg/jam Daya : 0,5 hp LC.6 Crusher Fungsi : Sebagai pemotong rumput laut Jenis : Rotary cutter Bahan konstruksi : Carbon steel Jumlah : 1 unit Kapasitas : 456,6 kg/jam = 0,685 kg/det Perhitungan Daya Diperkirakan umpan rumput laut memiliki ukuran berkisar mm Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

289 Diambil diameter rata-rata (D) = 50 mm Pemecahan primer dilakukan dengan ukuran produk yang dihasilkan ukuran (D) = 5 mm Sehingga rasio = 50/5 = 10 Daya yang digunakan adalah : (Peters et.al., 004) P = 0,3 m s. R P = 0,3 x 0,685 x 10 =,0475 W = 0,007 hp Digunakan daya standar 1/16 hp LC.7 Ball Mill (BM-01) Fungsi : Sebagai pemecah gumpalan natrium alginat Bahan konstruksi : Carbon steel Jumlah : 1 unit Kapasitas : 1.060,608 kg/jam Daya : 0,5 hp LC.8.1 Filter Press Fungsi : memisahkan larutan alginat dari filtrat Jenis : plate and frame filter press Kapasitas : kg/jam Tabel LC.4 komposisi Filtrat pada Filter Press (FP-101) Senyawa Laju alir (kg/jam) % Berat ρ (kg/m 3 ) ρ campuran (kg/m 3 ) Na CO 3 1% 9.86,48 9, , 934,793 Sargassum 1.648,40 5, ,9 1,606 alginat 16,17 0, ,9,999 Total ,05 97, ,3 Tabel LC.5 komposisi Cake pada Filter Press (FP-101) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

290 Senyawa Laju alir (kg/jam) ρ (kg/m 3 ) alginat 79,05.141,9 Total 79,05 Luas filter : (V + Fp L A) ρ W LA (1 Fp) ρ s = 1- W Dimana : L = tebal cake = 10 cm = 0,1 m A = luas medium filter ρ s = densitas cake =.141,9 kg/m 3 ρ = densitas filtrat = 1.185,3 kg/m 3.31,04 W = fraksi massa umpan padat = = 0, ,68 V = volume filtrate = 14,0109 m 3 F p = cake porosity = 0,3 Maka : (14, ( 0,3. 0,1. A))1.185,3. 0,131 0,1. A. (1-0,3).141,9 = 1-0, ,65 A =.503,53 + 5,7 A 139,93 A =.503,53 A = 17,89 m Faktor keamanan filter = 5%, maka Luas filter = 1,05 x 17,89 = 18,79 m 19 m Dari gambar 1 4 Badger, 1957 untuk F p = 0,3 diperoleh P s = 100 psi Spesifikasi filter press : Jenis : plate and frame filter press Tebal chamber : 10 cm Luas filter : 19 m Jumlah plate : 19 Tekanan : 100 psi Temperatur : 50 0 C Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

291 Media filter Bahan filter : kanvas : carbon stell SA-36 LC.8. Sentrifus I (SF-01) Fungsi : memisahkan asam alginat dari larutannya Jenis : tubular bowl centrifuge Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm Suhu = 80 0 C Tabel LC.6 Komposisi campuran pada Sentrifus I (SF-01) Senyawa Laju alir (kg/jam) % Berat ρ (kg/m 3 ) ρ camp (kg/m 3 ) Asam alginat 81,81 0, , ,87 H SO 4 10% 78,69 0, ,76 alginat 698,58 0, ,9 193,84 Total 859,08 0,8438.7,47 Kapasitas = 859,08 kg/jam ρ camp =.7,47 kg/m 3 sg camp = 437,69 859,08 kg/jam laju volumetrik, Q = 3.7,47 kg/m Diameter bucket Radius bucket = 0,385 m 3 /jam = 0,1069 L/s = 0 in = 10 in = 0,54 m Laju penggerak rotor = 100 rpm Daya sentrifus 10 P = 5, sg Q x (laju penggerak rotor x r ) = 5, x.437,69 x 0,1069 x (100 x 0,54) = 0, hp b Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

292 LC.8.3 Sentrifus II (SF-0) Fungsi : memisahkan natrium alginat dari larutannya Jenis : tubular bowl centrifuge Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm Suhu = 50 0 C Tabel LC.7 Komposisi campuran pada Sentrifus II (SF-0) Komponen Laju alir (kg/jam) % Berat ρ (kg/m 3 ) ρ campuran Asam Alginat 74,8 0, ,7 113,51 Methanol 698,58 1,80 791,8 380,86 Na CO 3 0,053 0, ,075 Natrium alginat 1,58 0, ,3 1.16,1 H O 0,16 0, ,037 0,05 Total 786,139 1, ,595 Kapasitas = 786,139 kg/jam ρ camp = 1.656,595 kg/m 3 sg camp = 57,69 786,139 kg/jam laju volumetrik, Q = ,595 kg/m = 0,474 m 3 /jam = 0,1316 L/s Diameter bucket = 0 in Radius bucket = 10 in = 0,54 m Laju penggerak rotor = 100 rpm Daya sentrifus 10 P = 5, sg Q x (laju penggerak rotor x r ) = 5, x.57,69 x 0,1316 x (100 x 0,54) = 0, hp b Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

293 LC.8.4 Kolom Ekstraksi (EK-01) Fungsi : Memisahkan alginat dari rumput laut dengan mengunakan pelarut Na CO 3 1% Jenis : marine propeller 3 blades Bahan konstruksi : Carbon Steel SA- 83 Grade C Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Jumlah : 1 unit Kondisi operasi Tekanan = 1 atm Temperatur = 60 C Tabel LC.8 Komposisi campuran pada Kolom Ekstraksi (EK-01) Senyawa Laju alir (kg/jam) % Berat ρ (kg/m 3 ) ρ camp (kg/m 3 ) Na CO 3 1% 9.86,48 9, , 876,438 Sargassum 1.648,40 5, ,9 07,36 alginat 808, 0, ,9 137,0816 Total 1.83,1 97, ,8078 Waktu tinggal Panas,Q Perhitungan : a. Volume tangki = 1 jam = ,856 kj/jam 1.83,1 kg/jam 1 jam Volume larutan, V l = ,8078 kg/m = 9,867 m 3 Volume tangki, V t = (1 + 0,) x 9,867 m 3 = 11,8404 m 3 b. Diameter dan tinggi shell Direncanakan : Tinggi shell : diameter (H s : D = 5 : 4) Tinggi head : diameter (H h : D = 1 : 4) - Volume shell tangki ( V s ) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

294 1 V s = π D i H 4 V s = 5 π D 16 - Volume tutup tangki (V h ) V h = π 3 4 D - Volume tangki (V) V 3 = V s + V h (Brownell,1959) 11,8404 m 3 = H s D i =,7375 m 17 π D 48 3 =,19 m c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki =,19 m H h Hh 1 = D =, 19 D 4 = 0,5475 m H t (Tinggi tangki) = H s + H h = 3,85 m d. Tebal shell tangki 3 9,867 m Tinggi cairan dalam tangki = 3 11,8404 m x,7375 m =,815 m P Hidrostatik P 0 P = ρ x g x l = 1.44,8078 kg/m 3 x 9,8 m/det x,815 m = 7,89 kpa = Tekanan operasi = 1 atm = 101,35 kpa = 7,89 kpa + 101,35 kpa = 19,154 kpa Faktor kelonggaran = 0% P design = (1,) (133,045) = 159,654 kpa Joint efficiency (E) = 0,8 (Brownell,1959) Allowable stress (S) = 94.80,585 KPa (Brownell,1959) Faktor korosi (C) = 0,00 in/tahun (Perry dan Green, 1999) Umur alat (A) direncanakan 10 tahun Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

295 Tebal shell tangki: 004) P. D t = ( C A) S. E 1,P (19,154 kpa) (,19 m) = + 0,00 (94.80,585 kpa)(0,8) 1,(19,154 kpa) = 0,0186 m = 0,8615 in (Peters dan Timmerhaus, in tahun 10 tahun Tebal shell standar yang digunakan = ¾ in (Brownell dan Young, 1959) e. Tebal tutup tangki (Peters dan Timmerhaus, 004) P. D t = ( C A) S. E 0,P (19,154 kpa) (,19 m) = + 0,00 (94.80,585 kpa)(0,8) 0,(19,154 kpa) = 0,8615 in in tahun 10 tahun Tebal tutup standar yang digunakan = ¾ in (Brownell dan Young, 1959) f. Pengaduk (impeller) Jenis : flat six blade open turbine (turbin datar enam daun) Kecepatan putaran (N) = 60 rpm = 1 rps Efisiensi motor = 80 % Pengaduk didesain dengan standar sebagai berikut : D a : D t = 1 : 3 (Geankoplis, 003) W : D a = 1 : 8 (Geankoplis, 003) C : D t = 1 : 3 (Geankoplis, 003) 4 Baffle : D t / J = 1 (Geankoplis, 003) dimana : D a = diameter pengaduk D t = diameter tangki W = lebar daun pengaduk C = jarak pengaduk dari dasar tangki Jadi: Diameter pengaduk (D a ) = 1/3 D t = 1/3,19 m = 0,73 m Lebar daun pengaduk (W) = 1/8 D a = 1/8 0,73 m = 0,0915 m Tinggi pengaduk dari dasar (C) = 1/3 D t = 1/3,19 m = 0,73 m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

296 Lebar baffle (J) = 1/1 Dt = 1/1,19 m = 0,185 m Daya untuk pengaduk Bilangan Reynold (N Re ) = Da Nρ µ 0, ,8078 = 0,6 = 1.105,59 Dari figure (Geankoplis, 003), untuk pengaduk jenis flat six blade open turbine dengan 4 baffle, diperoleh Np = 3 Maka, P 3 5 = Np ρ N Da (Geankoplis, 003) 3 P Np N = ρ Da 5 = 7,74 J/s = 10,38 x 10-3 hp Daya motor (Pm) = P / 0,8 = 10,38 x 10-3 / 0,8 = 1,99 x 10-3 hp Dipilih motor pengaduk dengan daya 0,013 hp. F. Jaket Pemanas Ditetapkan jarak jacket (γ) = ½ in sehingga : Diameter dalam (D 1 ) = D + ( tebal tangki) = 86,307 in + ( 0,8615 in) = 88,03 in Diameter luar (D ) = γ + D 1 = ( ½ in) + 88,03 in = 89,03 in 3,14 Luas yang dilalui air panas = x (D - D1 ) 4 3,14 = x (7, = 0,9648 ft - 7,3358 ) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

297 Laju massa air panas = 86.98,8946 kg/jam ρ air (65 O C) = 980,557 kg/m 3 laju volumetrik air panas = 86.98,8946 kg/jam / 980,557 kg/m 3 = 9,673 m 3 /jam Kecepatan air panas = 9,673 m 3 /jam / 0,1004 m =.915,069 m/jam Tinggi jaket = Tinggi silinder =,7375 m Tebal dinding jaket (dj), P hidrostatis = ρ g tinggi cairan = 1.44,8078 9,80655,815 = 7.847,834 Pa = 0,748 atm Faktor keamanan = 15% P desain = 1,15 (0, ) = 1,4660 atm = 5,943 psi Dipilih bahan jaket carbon steel, SA-83, Grade C - Faktor korosi (C) : 0,004 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S) : lb/in (Brownell&Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P R Tebal jaket (dj) = + (C A) SE 0,6P (Timmerhaus, 1991) dimana : dj = tebal dinding jaket (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam jaket (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan d = ( ,85) ( 0,6 5,943) = 0,1314 in 5,943 43, ( 0,004 10) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

298 Dipilih tebal jaket standar = 1/ in LC.8.5 Vibrating Washer I (VW-101) Fungsi : memisahkan rumput laut, Sargassum dari air pencuci Jenis : Vibrasi listrik Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm Suhu = 30 0 C Umpan rumput laut : 69,0 kg/jam Umpan air pencuci : 14168,55 kg/jam Berdasarkan McCabe, hlm 388, 1986 diperoleh standar pada vibrating screen Jumlah ayak : 3 Getaran :.700 vibrasi per menit Panjang ayak : 48 in Lebar ayak : 10 in Daya yang digunakan : 4 hp LC.8.6 Vibrating Washer II (VW-10) Fungsi : memisahkan rumput laut dari air pencuci Jenis : Vibrasi listrik Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm Suhu = 30 0 C Umpan rumput laut : 456,6 kg/jam Umpan air pencuci : 183,10 kg/jam Berdasarkan McCabe, hlm 388, 1986 diperoleh standar pada vibrating screen Jumlah ayak : 3 Getaran :.700 vibrasi per menit Panjang ayak Lebar ayak : 48 in : 10 in Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

299 Daya yang digunakan : 4 hp LC.8.7 Vibrating Screen (VS-101) Fungsi : memisahkan rumput laut dari NaOH 0,5% Jenis : Vibrasi listrik Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm Suhu = 30 0 C Umpan rumput laut : 481,43 kg/jam Umpan NaOH 0,5% : 339,4 kg/jam Berdasarkan McCabe, hlm 388, 1986 diperoleh standar pada vibrating screen Jumlah ayak : 3 Getaran :.700 vibrasi per menit Panjang ayak : 1 in Lebar ayak : 4 in Daya yang digunakan : ¾ hp LC.9.1 Reaktor 1 (R-01) Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi antara alginat dengan asam sulfat menghasilkan asam alginat. Jenis : Tangki berpengaduk flat six blade open turbine dengan tutup dan alas ellipsoidal Bahan konstruksi : Stainless Steel SA-340 Laju alir massa total = 873,79 kg/jam Densitas campuran umpan =.199,0169 kg/m 3 Laju volumetrik (Vo) = 873,79 kg/jam /.199,0169 kg/m 3 = 0,397 m 3 /jam Tabel LC.9 Komposisi cairan dalam Reaktor I (R-01) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

300 1. Alginat 79,05 81,81. H SO 4 10% 79,05 78,69 3. Asam Alginat 71,84 4. SO 4-0,45 Total 873,79 873,79 A. Ukuran Tangki Waktu tinggal (τ) = 30 menit ` (Istini dkk,1994) Volume cairan = Waktu tinggal (τ) laju volumetrik umpan (νo) = 0,5 jam 0,397 m 3 /jam = 0,198 m 3 Faktor kelonggaran = 0% Volume tangki = Waktu tinggal (τ) laju volumetrik umpan (νo) 1, = 0,5 jam 0,397 m 3 /jam 1, = 0,38 m 3 Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (H s : D) = 1 : 1 Volume silinder (V s ) = π/4 D H s = π/4 D 3 Tutup dan alas tangki berbentuk ellipsoidal dengan rasio axis major terhadap minor : 1, sehingga : tinggi head (H h ) = 1 / 6 D (Brownell&Young,1979,hal 80) volume tutup (V h ) ellipsoidal = π/4 D H h = π/4 D ( 1 / 6 D) = π/1 D 3 V t = V s + V h V t = (π/4 D 3 ) + (π/1 D 3 ) V t = 4π/1 D 3 (Brownell&Young,1979) 1 Vt 1 0,38 Diameter tangki (D) = 3 = 3 4π 4π = 0,6105 m = 4,063 in Tinggi silinder (H s ) = D = 0,6105 m Tinggi tutup ellipsoidal (H h ) = 1 / 6 D = 1 / 6 0,6105 m = 0,114 m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

301 Tinggi Tangki (H T ) = H s + (H h x ) B. Tekanan Desain Tinggi cairan dalam tangki Volume tangki = 0,38 m 3 Volume cairan = 0,198 m 3 Tinggi tangki = 0,8389 m = 0,8389 m volume cairan dalam tangki tinggi tangki Tinggi cairan dalam tangki = volume tangki Tekanan hidrostatis = 0,198 0,8389 0,38 = 0,697 m = ρ g tinggi cairan dalam tangki =.199,0169 9, ,697 = ,64 Pa = 0,1483 atm Faktor keamanan untuk tekanan = 15% P desain = 1,15 (1 + 0,1483) = 1,305 atm = 19,4054 psi C. Tebal dinding tangki (bagian silinder) - Faktor korosi (C) : 0,04 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S): lb/in (Brownell &Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P R Tebal silinder (d) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,6P dimana : d = tebal dinding tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

302 d = R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan 19,4054 1,031 ( ,85) ( 0,6 19,6376 ) + ( 0,04 10) = 0,4447 in Dipilih tebal silinder standar = ½ in D. Tebal dinding head (tutup tangki) - Faktor korosi (C) : 0,04 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S): lb/in (Brownell &Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P Di Tebal head (dh) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,P dimana : dh = tebal dinding head (tutup tangki) (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan dh = 19, ,486 ( ,85) ( 0, 19,6376 ) + ( 0,04 10) = 0,433 in Dipilih tebal head standar = ½ in E. Pengaduk (impeller) Jenis : flat six blade open turbine (turbin datar enam daun) Kecepatan putaran (N) = 60 rpm = 1 rps Efisiensi motor = 80 % Pengaduk didesain dengan standar sebagai berikut : D a : D t = 1 : 3 (Geankoplis, 003) W : D a = 1 : 8 (Geankoplis, 003) C : D t = 1 : 3 (Geankoplis, 003) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

303 4 Baffle : D t / J = 1 (Geankoplis, 003) dimana : D a = diameter pengaduk D t W C Jadi: = diameter tangki = lebar daun pengaduk = jarak pengaduk dari dasar tangki Diameter pengaduk (D a ) = 1/3 D t = 1/3 0,685 m = 0,83 m Lebar daun pengaduk (W) = 1/8 D a = 1/8 0,83 m = 0,085 m Tinggi pengaduk dari dasar (C) = 1/3 D t = 1/3 0,685 m = 0,83 m Lebar baffle (J) = 1/1 Dt = 1/1 0,685m = 0,0571 m Daya untuk pengaduk Bilangan Reynold (N Re ) = Da Nρ µ 0, ,0169 = 0.7 =163,7353 Dari figure (Geankoplis, 1993), untuk pengaduk jenis flat six blade open turbine dengan 4 baffle, diperoleh Np =. Maka, P 3 5 = Np ρ N Da (Geankoplis, 003) 3 P Np N = ρ Da =,777 J/s = 0,00366 hp Daya motor (Pm) = P / 0,8 = 0,00366 / 0,8 = 0,00457 hp Dipilih motor pengaduk dengan daya 0,005 hp. F. Jaket Pemanas Ditetapkan jarak jacket (γ) = ½ in sehingga : Diameter dalam (D 1 ) = D + ( tebal tangki) 5 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

304 = 6,965 in + ( 0,5 in) = 7,465 in Diameter luar (D ) = γ + D 1 = ( ½ in) + 6,965 in = 7,965 in 3,14 Luas yang dilalui steam = x (D - D1 ) 4 Laju massa steam 3,14 = x (, = 0,1508 ft = 151,8115 kg/jam ρ steam = 0,537 kg/m 3 -,888 laju volumetrik steam = 151,8115 kg/jam / 0,537 kg/m 3 = 0,1548 m 3 /jam Kecepatan steam = 0,1548 m 3 /jam / 0,0140 m = 11,049 m/jam Tinggi jaket = Tinggi silinder =0,685 m Tebal dinding jaket (dj), P desain = 19,6376 psi Dipilih bahan jaket carbon steel, SA-83, Grade C - Faktor korosi (C) : 0,004 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S) : lb/in (Brownell&Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun ) P R Tebal jaket (dj) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,6P dimana : dj = tebal dinding jaket (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam jaket (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

305 d = 19, ,736 ( ,85) ( 0,6 19,6376) = 0,0615 in Dipilih tebal jaket standar = 1/8 in + ( 0,004 10) LC.9. Reaktor (R-0) Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi antara asam alginat dengan sodium karbonat menghasilkan natrium alginat, alr dan CO. Jenis : Tangki berpengaduk flat six blade open turbine dengan tutup dan alas ellipsoidal Bahan konstruksi : Stainless Steel SA-340 Kondisi operasi Temperatur = 50 C Tekanan = 1 atm Laju alir gas, F gas = 0,6 kg/jam = ,0006 lbm/jam Laju alir cairan, F cairan = 1.979,03 kg/jam = ,5950 lbm/jam Waktu tinggal reaktor = 1 jam (Istini dkk, 1994) Tabel LC.10 Komposisi cairan dalam Reaktor II (R-0) Senyawa Laju alir (kg/jam) ρ (kg/m 3 ) ρ campuran (kg/m 3 ) Asam alginat 74, ,055 Metanol 698,58 789, ,4708 Na CO 3 0, ,455 Natrium alginat 68,7.467,3 108,7303 H O 0,16 988,037 0,0543 Total 1.40,58 1.7,7359 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

306 Tabel LC.11 Komposisi Gas pada Reaktor II (R-0) Komponen BM Laju Massa (kg/jam) CO 44 0,31 ρ gas = P BM RT av (1atm) (44 kg/kmol) = = 1,6605 kg/m 3 (0,08 m atm/kmol K)(33,1500 K) Densitas campuran umpan = 1.7,7359 kg/m 3 Densitas total = 1.74,3964 kg/m 3 3 A. Ukuran Tangki Untuk Fluida Cairan Massa Cairan 1.40,58 kg / jam Laju volume umpan cair = = 3 ρ 1.7,7359 kg / m = 0,814 m 3 /jam Untuk Fluida Gas Massa gas 0,31 kg/jam Laju volume umpan gas = = 3 ρ 1,6605 kg/m = 0,1866 m 3 /jam Volume umpan cair = τ x Laju volume umpan cair = 1 jam x 0,814 m 3 /jam = 0,814 m 3 Volume umpan gas = τ x Laju volume umpan gas = 1 jam x 0,1866 m 3 /jam = 0,1866 m 3 Volume total umpan = 1,0066 m 3 Faktor kelonggaran = 0% Volume reaktor = 1, x volume total umpan = 1, x 1,0066 m 3 = 1,007 m 3 Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (H s : D) = 1 : 1 Volume silinder (V s ) = π/4 D H s = π/4 D 3 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

307 Tutup dan alas tangki berbentuk ellipsoidal dengan rasio axis major terhadap minor : 1, sehingga : tinggi head (H h ) = 1 / 6 D (Brownell&Young,1979) volume tutup (V h ) ellipsoidal = π/4 D H h = π/4 D ( 1 / 6 D) = π/1 D 3 V t = V s + V h V t = (π/4 D 3 ) + (π/1 D 3 ) V t = 4π/1 D 3 (Brownell&Young,1979) 1 Vt 1 1,007 Diameter tangki (D) = 3 = 3 4π 4π Tinggi silinder (H s ) = D Tinggi tutup ellipsoidal (H h ) = 1,046 m = 41,181 in Tinggi Tangki (H T ) = H s + (H h x ) B. Tekanan Desain Tinggi cairan dalam tangki Volume tangki = 1,007 m 3 = 1,046 m = 3,43 ft = 1 / 6 D Volume cairan dalam tangki = 1,046 m 3 Tinggi tangki = 1,394 m = 1 / 6 1,046 m = 0,174 m = 1,394 m volume cairan dalam tangki tinggi tangki Tinggi cairan dalam tangki = volume tangki Tekanan akibat cairan Tekanan hidrostatis = 1,046 1,394 1,007 = 1,14 m = ρ g tinggi cairan dalam tangki = 1.74,3964 9, ,14 = 0.59, Pa = 0,06 atm Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

308 Tekanan akibat gas A = 4 1 π D = ,14. 1,046 = 0,811 m F m g 0,6 kg 9,8 m / s P = = = A A 0,811 m Tekanan operasi = 101,35 Pa Tekanan total = 3,103 Pa = (0.59, + 3, ,35) kpa = 0.633,68 Pa Faktor keamanan untuk tekanan = 0 % P desain = (1 + 0,) (0.633,68) Pa C. Tebal dinding tangki (bagian silinder) = 4.760,3536 Pa = 0,44 atm = 3,586 psia - Faktor korosi (C) : 0,04 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S) : lb/in (Brownell &Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P R Tebal silinder (d) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,6P dimana : d = tebal dinding tangki bagian silinder (in) d = P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan ( ,85) ( 0,6 3,586) = 0,4451 in 3,586,536 Dipilih tebal silinder standar = ½ in D. Tebal dinding head (tutup tangki) + ( 0,04 10) - Faktor korosi (C) : 0,04 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S): lb/in (Brownell &Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

309 P Di Tebal head (dh) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,P dimana : dh = tebal dinding head (tutup tangki) (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan d = 3,586,536 ( ,85) ( 0, 3,586) + ( 0,04 10) = 0, in Dipilih tebal head standar = ½ in E. Pengaduk (impeller) Jenis : flat six blade open turbine (turbin datar enam daun) Kecepatan putaran (N) = 30 rpm = 0,5 rps Efisiensi motor = 80 % Pengaduk didesain dengan standar sebagai berikut : D a : D t = 1 : 3 (Geankoplis, 003) W : D a = 1 : 8 (Geankoplis, 003) C : D t = 1 : 3 (Geankoplis, 003) 4 Baffle : D t / J = 1 (Geankoplis, 003) dimana : D a = diameter pengaduk D t W C Jadi: = diameter tangki = lebar daun pengaduk = jarak pengaduk dari dasar tangki Diameter pengaduk (D a ) = 1/3 D t = 1/3 1,046 m = 0,348 m Lebar daun pengaduk (W) = 1/8 D a = 1/8 0,348 m = 0,0435 m Tinggi pengaduk dari dasar (C) = 1/3 D t = 1/3 1,046 m = 0,348 m Lebar baffle (J) = 1/1 Dt = 1/1 1,046 m = 0,087 m Daya untuk pengaduk Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

310 Bilangan Reynold (N Re ) = Da Nρ µ 0,0435 0,5 1.74,3964 = 0,8 = 141,664 Dari figure (Geankoplis, 003), untuk pengaduk jenis flat six blade open turbine dengan 4 baffle, diperoleh Np =,1. Maka, P 3 5 = Np ρ N Da (Geankoplis,003) 3 P = Np ρ N Da 5 =,45 J/s = 0,0036 hp Daya motor (Pm) = P / 0,8 = 0,0036 / 0,8 = 0,004 hp Dipilih motor pengaduk dengan daya 0,004 hp. F. Jaket Pendingin Ditetapkan jarak jacket (γ) = ½ in sehingga : Diameter dalam (D 1 ) = D + ( tebal tangki) = 41,181 in + ( 0, in) = 41,803 in Diameter luar (D ) = γ + D 1 = ( ½ in) + 41,803 in = 4,803 in Tinggi jaket = Tinggi silinder = 1,046 m Tebal dinding jaket (dj) P hidrostatis = ρ g tinggi cairan = 1.74,3964 9, ,14 = 0.515,48 Pa = 0,1788 atm Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

311 Faktor keamanan = 0% P desain = 1,0 (0, ) = 1,41456 atm = 1,43 psi Dipilih bahan jaket carbon steel, SA-83, Grade C - Faktor korosi (C) : 0,04 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S) : lb/in (Brownell&Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P R Tebal jaket (dj) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,6P dimana : dj = tebal dinding jaket (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam jaket (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan d = 1,43 0,9015 ( ,85) ( 0,6 1,43 ) = 0,3887 in Dipilih tebal jaket standar = ½ in + ( 0,04 10) LC.9.1 Reaktor 1 (R-01) Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi antara alginat dengan asam sulfat menghasilkan asam alginat. Jenis : Tangki berpengaduk flat six blade open turbine dengan tutup dan alas ellipsoidal Bahan konstruksi : Stainless Steel SA-340 Laju alir massa total = 873,79 kg/jam Densitas campuran umpan =.199,0169 kg/m 3 Laju volumetrik (Vo) = 873,79 kg/jam /.199,0169 kg/m 3 = 0,397 m 3 /jam Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

312 Tabel LC.9 Komposisi cairan dalam Reaktor I (R-01) No. Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) 1. Alginat 79,05 81,81. H SO 4 10% 79,05 78,69 3. Asam Alginat 71,84 4. SO 4-0,45 Total 873,79 873,79 F. Ukuran Tangki Waktu tinggal (τ) = 30 menit ` (Istini dkk,1994) Volume cairan = Waktu tinggal (τ) laju volumetrik umpan (νo) = 0,5 jam 0,397 m 3 /jam = 0,198 m 3 Faktor kelonggaran = 0% Volume tangki = Waktu tinggal (τ) laju volumetrik umpan (νo) 1, = 0,5 jam 0,397 m 3 /jam 1, = 0,38 m 3 Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (H s : D) = 1 : 1 Volume silinder (V s ) = π/4 D H s = π/4 D 3 Tutup dan alas tangki berbentuk ellipsoidal dengan rasio axis major terhadap minor : 1, sehingga : tinggi head (H h ) = 1 / 6 D (Brownell&Young,1979,hal 80) volume tutup (V h ) ellipsoidal = π/4 D H h = π/4 D ( 1 / 6 D) = π/1 D 3 V t = V s + V h V t = (π/4 D 3 ) + (π/1 D 3 ) V t = 4π/1 D 3 (Brownell&Young,1979) 1 Vt 1 0,38 Diameter tangki (D) = 3 = 3 4π 4π = 0,6105 m = 4,063 in Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

313 Tinggi silinder (H s ) = D Tinggi tutup ellipsoidal (H h ) = 0,6105 m = 1 / 6 D = 1 / 6 0,6105 m = 0,114 m Tinggi Tangki (H T ) = H s + (H h x ) = 0,8389 m G. Tekanan Desain Tinggi cairan dalam tangki Volume tangki = 0,38 m 3 Volume cairan = 0,198 m 3 Tinggi tangki = 0,8389 m volume cairan dalam tangki tinggi tangki Tinggi cairan dalam tangki = volume tangki = 0,198 0,8389 0,38 = 0,697 m Tekanan hidrostatis = ρ g tinggi cairan dalam tangki =.199,0169 9, ,697 = ,64 Pa = 0,1483 atm Faktor keamanan untuk tekanan = 15% P desain = 1,15 (1 + 0,1483) = 1,305 atm = 19,4054 psi H. Tebal dinding tangki (bagian silinder) - Faktor korosi (C) : 0,04 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S): lb/in (Brownell &Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

314 P R Tebal silinder (d) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,6P dimana : d = tebal dinding tangki bagian silinder (in) d = P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan ( ,85) ( 0,6 19,6376 ) = 0, ,4054 1,031 in Dipilih tebal silinder standar = ½ in I. Tebal dinding head (tutup tangki) + ( 0,04 10) - Faktor korosi (C) : 0,04 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S) : lb/in (Brownell &Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P Di Tebal head (dh) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,P dimana : dh = tebal dinding head (tutup tangki) (in) dh = P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan ( ,85) ( 0, 19,6376 ) = 0,433 in 19, ,486 Dipilih tebal head standar = ½ in J. Pengaduk (impeller) Jenis ( 0,04 10) : flat six blade open turbine (turbin datar enam daun) Kecepatan putaran (N) = 60 rpm = 1 rps Efisiensi motor = 80 % Pengaduk didesain dengan standar sebagai berikut : Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009 +

315 D a : D t = 1 : 3 (Geankoplis, 003) W : D a = 1 : 8 (Geankoplis, 003) C : D t = 1 : 3 (Geankoplis, 003) 4 Baffle : D t / J = 1 (Geankoplis, 003) dimana : D a = diameter pengaduk D t W C Jadi: = diameter tangki = lebar daun pengaduk = jarak pengaduk dari dasar tangki Diameter pengaduk (D a ) = 1/3 D t = 1/3 0,685 m = 0,83 m Lebar daun pengaduk (W) = 1/8 D a = 1/8 0,83 m = 0,085 m Tinggi pengaduk dari dasar (C) = 1/3 D t = 1/3 0,685 m = 0,83 m Lebar baffle (J) = 1/1 Dt = 1/1 0,685m = 0,0571 m Daya untuk pengaduk Bilangan Reynold (N Re ) = Da Nρ µ 0, ,0169 = 0.7 =163,7353 Dari figure (Geankoplis, 1993), untuk pengaduk jenis flat six blade open turbine dengan 4 baffle, diperoleh Np =. Maka, P 3 5 = Np ρ N Da (Geankoplis, 003) 3 P = Np ρ N Da =,777 J/s = 0,00366 hp Daya motor (Pm) = P / 0,8 = 0,00366 / 0,8 = 0,00457 hp 5 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

316 Dipilih motor pengaduk dengan daya 0,005 hp. F. Jaket Pemanas Ditetapkan jarak jacket (γ) = ½ in sehingga : Diameter dalam (D 1 ) = D + ( tebal tangki) = 6,965 in + ( 0,5 in) = 7,465 in Diameter luar (D ) = γ + D 1 = ( ½ in) + 6,965 in = 7,965 in 3,14 Luas yang dilalui steam = x (D - D1 ) 4 Laju massa steam 3,14 = x (, = 0,1508 ft = 151,8115 kg/jam ρ steam = 0,537 kg/m 3 -,888 laju volumetrik steam = 151,8115 kg/jam / 0,537 kg/m 3 = 0,1548 m 3 /jam Kecepatan steam = 0,1548 m 3 /jam / 0,0140 m = 11,049 m/jam Tinggi jaket = Tinggi silinder =0,685 m Tebal dinding jaket (dj), P desain = 19,6376 psi Dipilih bahan jaket carbon steel, SA-83, Grade C - Faktor korosi (C) : 0,004 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S) : lb/in (Brownell&Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun ) P R Tebal jaket (dj) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,6P dimana : dj = tebal dinding jaket (in) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

317 d = P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam jaket (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan 19, ,736 ( ,85) ( 0,6 19,6376) = 0,0615 in Dipilih tebal jaket standar = 1/8 in + ( 0,004 10) LC.9. Reaktor (R-0) Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi antara asam alginat dengan sodium karbonat menghasilkan natrium alginat, alr dan CO. Jenis : Tangki berpengaduk flat six blade open turbine dengan tutup dan alas ellipsoidal Bahan konstruksi : Stainless Steel SA-340 Kondisi operasi Temperatur = 50 C Tekanan = 1 atm Laju alir gas, F gas = 0,6 kg/jam = ,0006 lbm/jam Laju alir cairan, F cairan = 1.979,03 kg/jam = ,5950 lbm/jam Waktu tinggal reaktor = 1 jam (Istini dkk, 1994) Tabel LC.10 Komposisi cairan dalam Reaktor II (R-0) Senyawa Laju alir (kg/jam) ρ (kg/m 3 ) ρ campuran (kg/m 3 ) Asam alginat 74, ,055 Metanol 698,58 789, ,4708 Na CO 3 0, ,455 Natrium alginat 68,7.467,3 108,7303 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

318 H O 0,16 988,037 0,0543 Total 1.40,58 1.7,7359 Tabel LC.11 Komposisi Gas pada Reaktor II (R-0) Komponen BM Laju Massa (kg/jam) CO 44 0,31 ρ gas = P BM RT av (1atm) (44 kg/kmol) = = 1,6605 kg/m 3 (0,08 m atm/kmol K)(33,1500 K) Densitas campuran umpan = 1.7,7359 kg/m 3 Densitas total = 1.74,3964 kg/m 3 3 G. Ukuran Tangki Untuk Fluida Cairan Massa Cairan 1.40,58 kg / jam Laju volume umpan cair = = 3 ρ 1.7,7359 kg / m = 0,814 m 3 /jam Untuk Fluida Gas Massa gas 0,31 kg/jam Laju volume umpan gas = = 3 ρ 1,6605 kg/m = 0,1866 m 3 /jam Volume umpan cair = τ x Laju volume umpan cair = 1 jam x 0,814 m 3 /jam = 0,814 m 3 Volume umpan gas = τ x Laju volume umpan gas = 1 jam x 0,1866 m 3 /jam = 0,1866 m 3 Volume total umpan = 1,0066 m 3 Faktor kelonggaran = 0% Volume reaktor = 1, x volume total umpan Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

319 = 1, x 1,0066 m 3 = 1,007 m 3 Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (H s : D) = 1 : 1 Volume silinder (V s ) = π/4 D H s = π/4 D 3 Tutup dan alas tangki berbentuk ellipsoidal dengan rasio axis major terhadap minor : 1, sehingga : tinggi head (H h ) = 1 / 6 D (Brownell&Young,1979) volume tutup (V h ) ellipsoidal = π/4 D H h = π/4 D ( 1 / 6 D) = π/1 D 3 V t = V s + V h V t = (π/4 D 3 ) + (π/1 D 3 ) V t = 4π/1 D 3 (Brownell&Young,1979) 1 Vt 1 1,007 Diameter tangki (D) = 3 = 3 4π 4π Tinggi silinder (H s ) = D Tinggi tutup ellipsoidal (H h ) = 1,046 m = 41,181 in Tinggi Tangki (H T ) = H s + (H h x ) H. Tekanan Desain Tinggi cairan dalam tangki Volume tangki = 1,007 m 3 = 1,046 m = 3,43 ft = 1 / 6 D Volume cairan dalam tangki = 1,046 m 3 Tinggi tangki = 1,394 m = 1 / 6 1,046 m = 0,174 m = 1,394 m volume cairan dalam tangki tinggi tangki Tinggi cairan dalam tangki = volume tangki Tekanan akibat cairan Tekanan hidrostatis = 1,046 1,394 1,007 = 1,14 m = ρ g tinggi cairan dalam tangki Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

320 = 1.74,3964 9, ,14 = 0.59, Pa = 0,06 atm Tekanan akibat gas A = 4 1 π D = ,14. 1,046 = 0,811 m F m g 0,6 kg 9,8 m / s P = = = = 3,103 Pa A A 0,811 m Tekanan operasi = 101,35 Pa Tekanan total = (0.59, + 3, ,35) kpa = 0.633,68 Pa Faktor keamanan untuk tekanan = 0 % P desain = (1 + 0,) (0.633,68) Pa = 4.760,3536 Pa = 0,44 atm = 3,586 psia I. Tebal dinding tangki (bagian silinder) - Faktor korosi (C) : 0,04 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S): lb/in (Brownell &Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P R Tebal silinder (d) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,6P dimana : d = tebal dinding tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ d = S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan ( ,85) ( 0,6 3,586) = 0,4451 in 3,586,536 Dipilih tebal silinder standar = ½ in J. Tebal dinding head (tutup tangki) + ( 0,04 10) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

321 - Faktor korosi (C) : 0,04 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S): lb/in (Brownell &Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P Di Tebal head (dh) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,P dimana : dh = tebal dinding head (tutup tangki) (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan d = 3,586,536 ( ,85) ( 0, 3,586) + ( 0,04 10) = 0, in Dipilih tebal head standar = ½ in K. Pengaduk (impeller) Jenis : flat six blade open turbine (turbin datar enam daun) Kecepatan putaran (N) = 30 rpm = 0,5 rps Efisiensi motor = 80 % Pengaduk didesain dengan standar sebagai berikut : D a : D t = 1 : 3 (Geankoplis, 003) W : D a = 1 : 8 (Geankoplis, 003) C : D t = 1 : 3 (Geankoplis, 003) 4 Baffle : D t / J = 1 (Geankoplis, 003) dimana : D a = diameter pengaduk D t = diameter tangki W = lebar daun pengaduk Jadi: C = jarak pengaduk dari dasar tangki Diameter pengaduk (D a ) = 1/3 D t = 1/3 1,046 m = 0,348 m Lebar daun pengaduk (W) = 1/8 D a = 1/8 0,348 m = 0,0435 m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

322 Tinggi pengaduk dari dasar (C) = 1/3 D t = 1/3 1,046 m = 0,348 m Lebar baffle (J) = 1/1 Dt = 1/1 1,046 m = 0,087 m Daya untuk pengaduk Bilangan Reynold (N Re ) = Da Nρ µ 0,0435 0,5 1.74,3964 = 0,8 = 141,664 Dari figure (Geankoplis, 003), untuk pengaduk jenis flat six blade open turbine dengan 4 baffle, diperoleh Np =,1. Maka, P 3 5 = Np ρ N Da (Geankoplis,003) 3 P = Np ρ N Da 5 =,45 J/s = 0,0036 hp Daya motor (Pm) = P / 0,8 = 0,0036 / 0,8 = 0,004 hp Dipilih motor pengaduk dengan daya 0,004 hp. L. Jaket Pendingin Ditetapkan jarak jacket (γ) = ½ in sehingga : Diameter dalam (D 1 ) = D + ( tebal tangki) = 41,181 in + ( 0, in) = 41,803 in Diameter luar (D ) = γ + D 1 = ( ½ in) + 41,803 in = 4,803 in Tinggi jaket = Tinggi silinder = 1,046 m Tebal dinding jaket (dj) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

323 P hidrostatis = ρ g tinggi cairan = 1.74,3964 9, ,14 = 0.515,48 Pa = 0,1788 atm Faktor keamanan = 0% P desain = 1,0 (0, ) = 1,41456 atm = 1,43 psi Dipilih bahan jaket carbon steel, SA-83, Grade C - Faktor korosi (C) : 0,04 in/tahun (Chuse & Eber,1954) - Allowable working stress (S) : lb/in (Brownell&Young,1979) - Efisiensi sambungan (E) : 0,85 - Umur alat (A) direncanakan : 10 tahun P R Tebal jaket (dj) = + (C A) (Timmerhaus, 1991) SE 0,6P dimana : dj = tebal dinding jaket (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam jaket (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan d = 1,43 0,9015 ( ,85) ( 0,6 1,43 ) = 0,3887 in Dipilih tebal jaket standar = ½ in + ( 0,04 10) LC Heater 1 (E-01) Fungsi : menaikkan temperatur sebelum masuk ke destilasi D-01 Jenis Dipakai Jumlah : DoublePipe Heat Exchanger : Pipa 4 3 in IPS, 0 ft hairpin, 160 ft : 1 unit Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

324 Fluida panas Laju alir steam masuk = ,8177 kg/jam = 13,0475 lbm/jam Temperatur awal (T 1 ) = 150 C = 30 F Temperatur akhir (T ) = 150 C = 30 F Fluida dingin Laju alir cairan masuk = 786,14 kg/jam =1.733,15 lbm/jam Temperatur awal (t 1 ) = 40 C = 113 F Temperatur akhir (t ) = 65 C = 170,69 F Panas yang diserap (Q) = 14.33,847 kj/jam = ,78 Btu/jam (1) t = beda suhu sebenarnya Fluida Panas Fluida dingin Selisih T 1 = 30 F Temperatur yang lebih tinggi t = 170,69 F t 1 = 131,31 F T = 30 F Temperatur yang lebih rendah t 1 = 113 F t = 189 F T 1 T = 0 F Selisih t t 1 = 57,69 F t t 1 = 57,69 F Δt 57,69 LMTD = Δt1 = = 158,4080 F Δt 189 ln ln Δt1 131,31 T1 0 R = T = = 0 t t1 57,69 t 57,69 S = t1 = = 0,305 T1 t Jika, R = 0 maka t = LMTD = 158,4080 F () T c dan t c T1 + T T c = = = 30 F t1 + t ,69 t c = = = 141,845 F Fluida panas : steam, anulus (3) Flow area tube Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

325 4,060 D = = 0,33550 ft (Tabel 11, Kern) 1 3,50000 D = = 0,9167 ft 1 1 a a π (D D = 4 ) 1 π (0, ,9167 = 4 ) = 0,0158 ft (D D ) (0, ,9167 ) Equivalen diam = D a = 1 = = 0, 0945 ft D 0, (4) Kecepatan massa W G a = (Pers. (7.), Kern) a a G a 169,0575 lb = = 7.833,9898 m 0,0158 jam ft (5) Bilangan Reynold Pada t c = 141,845 F µ = 350,0175 mpa.s = 35.01,595 lbm/ft.s D G a a Re a = (Pers. (7.3), Kern) μ 0, ,9898 Re a = = 0, ,595 Taksir jh dari Gbr. 8, Kern, diperoleh jh = 1 (7) Pada T c = 30 F c = 0,65 Btu/lb m F k = 0,114 Btu/jam. o F 1 1 c µ 3 0, , 3 = = 1.690,1174 k 0,114 (8) 1 h o k c µ 3 = jh φs De k (Pers. (6.15), Kern) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

326 h o φ s = 1 (9) φ s = 17,778 0,114 0,0558 h ho o = φs φs h o = 3.45, ,1174 = 3.45,98 Fluida dingin : inner pipe, udara (3 ) Flow area shell D = 3,0680 = 0,557 ft 1 D a p = π = 4 (4 ) Kecepatan massa 0,05131ft w G p = (Pers. (7.), Kern) a p G p 169,0575 lb = = 3.803,7938 m 0,05131 jam ft (5 ) Bilangan Reynold Pada t c = 141,845 F µ = 350,0175 mpa.s = 35.01,595 lbm/ft.s Re = p DG p μ 0, ,7938 Re p = = 0, ,595 (6 ) Taksir jh dari Gbr. 8, Kern, diperoleh jh = 1 (7 ) Pada t c = 141,845 F c = 0,65 Btu/lb m F k = 0,114 Btu/jam. o F 1 1 c µ 3 0, , 3 = = 1.690,1174 k 0,114 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

327 (8 ) 1 h o k c µ 3 = jh φs D e k h o φ s 0,114 = ,1174 = 3.11,31 0,06 (Pers. (6.15), Kern) (9 ) φ s = 17,778 h ho o = φs φs h o = 3.11,157 (10) Clean Overall coefficient, U C (11) U D h h io o 3.45, ,157 U 1.663,844 Btu/jam ft C = = = F h + h o 3.45, ,157 io R d ketentuan = 0,00 1 U D (Pers. (6.38), Kern) 1 1 = + R D = + 0,00 (Pers. (6.10), Kern) U 1.663,844 C U D = 384,4649 Btu/(jam)(ft )( 0 F) (11) Faktor pengotor, R d R U = U U 1.663, ,4649 = 1.663,844 x 384,4649 C D d = C U D 0,0 R d hitung R d batas, maka spesifikasi heater dapat diterima. (Pers. (6.13), Kern) Pressure drop Fluida panas : Anulus, steam (1) D e = (D D 1 ) = (0, ,9167) ft = 0,04383 ft (Pers. (6.4), Kern) ' D Re e G a 0, ,9898 a = = = 0, µ 35.01,595 0,64 f = 0, = 0,0679 (Pers. (3.47b), Kern) 0, ,4 s = 1, ρ = 1 6,5 = 6,5 (Tabel 6, Kern) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

328 () ΔF a = 4fG a L gρ D ' e 4 0, , = = 0,0186 ft 4, ,5 0,04383 G (3) V = a 7.833,9898 = = 0,0348 fps 3600ρ ,5 V 0,0348 F i = 4 4 = 0,0000 ' = 3, ft g (0, ,0000) 6,5 P a = = 0,00808 psi 144 P a yang diperbolehkan = 10 psi Fluida dingin : inner pipe, udara (1 ) Untuk Re p = 0, ,64 f = 0, =,6501 (Pers. (3.47b), Kern) 0, ,4 s = 0,94, ρ = 0,94 6,5 = 58,7500 (Tabel 6, Kern) 4fG p L 4, , ( ) ΔF p = = = 0,0333 ft gρ D 4, ,75 0,557 0, ,75 (3 ) P p = = 0,01356 psi 144 P p yang diperbolehkan = 10 psi LC Tangki Penampung Distilat Sementara (V-01) Fungsi : Menampung distilat pada destilasi 1 (T-101) Bentuk : Silinder horizontal dengan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-113 grade C Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur = 61,5 C Tekanan = 1 atm Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

329 Laju alir massa = 699,49 kg/jam Kebutuhan perancangan= 5 menit Faktor kelonggaran = 15 % Densitas campuran = 789,573 kg/m 3 Perhitungan: a. Volume tangki 699,49 kg/jam x 5 mnt x Volume larutan, V l = 3 789,573 kg/m 1 jam 60 mnt = 0,074 m 3 Volume tangki, V t = (1 + 0,15) x 0,074 m 3 = 0,0851 m 3 Fraksi volum = 0,074/ 0,0851 = 0,8695 Dari tabel pada buku Perry, Chemical Engineering Handbook diperoleh Untuk fraksi volum 0,8695 maka H/D = 0,815 α Volume tangki, V t = LR sin α cosα 57,30 Dimana cos α = 1-H/D cos α = 1-(0,815) cos α = α =,5 derajat Asumsi panjang tangki (L t ) = m α Maka, volume tangki, V t = LR sin α cosα 57,30 0,5 m 3,5 = R sin,5 cos, 5 57,30 R (radius) = 0,6868 m D (diameter) = 1,37 m H (tinggi cairan) = 1,1 m b. Tebal shell tangki P Hidrostatik = ρ x g x l = 789,573 kg/m 3 x 9,8 m/det x 1,1 m = 8,54 kpa Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

330 P 0 = Tekanan operasi = 1 atm = 101,35 kpa P = 8,54 kpa+ 101,35 kpa = 109,867 kpa Faktor kelonggaran = 0% P design = (1,) (109,867) = 16,347 kpa Joint efficiency (E) = 0,8 (Brownell,1959) Allowable stress (S) = 76186,8 KPa (Brownell,1959) Tebal shell tangki: PD t = SE 1,P (16,347 kpa) (1,37 m) = (76186,8 kpa)(0,8) 1,(16,347 kpa) = 0,001 m = 0,056 in Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan Tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in c. Tutup tangki = 0,056 in + 1/8 in = 0,181 in Diameter tutup = diameter tangki = 1,37 m Ratio axis = L:D = 1: 4 Hh 1 L h = D = 1, 37 = 0,345 m D 4 L t (panjang tangki) L s (panjang shell) = L s + L h = m (0,345 m) = 1,315 m (Brownell,1959) Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell sehingga tebal tutup 1/4 in. LC.10. Kondensor Kolom Distilasi 1 (E-0) Fungsi Jenis Dipakai Fluida panas : Menurunkan temperatur campuran metanol dan air sampai temperatur dew point-nya tercapai : DoublePipe Heat Exchanger : Pipa 4 3 in IPS, 0 ft hairpin, 80 ft Laju alir umpan masuk =.899,7664 kg/jam = 6.39,940 lbm/jam Temperatur awal (T 1 ) = 66,1819 o C = 151,13 F Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

331 Temperatur akhir (T ) = 63,86 o C = 145,91 F Fluida dingin Laju alir air pendingin = 94,8576 kg/jam = 09,163 lbm/jam Temperatur awal (t 1 ) = 5 C = 77 F Temperatur akhir (t ) = 60 C = 140 F Panas yang diserap (Q) = ,673 kj/jam = ,3697 Btu/jam (1) t = beda suhu sebenarnya Fluida Panas Fluida dingin Selisih T 1 = 151,13 F Temperatur yang lebih tinggi t = 140 F t 1 = 8,79 F T = 145,91 F Temperatur yang lebih rendah t 1 = 77 F t = 68,91 F T 1 T =,88 F Selisih t t 1 = 63 F t t 1 = 40,1 F Δt Δt1 40,1 LMTD = = = 45,97 F Δt 68,91 ln ln Δt 8,79 1 T R = t t S = T 1 1 T t t t =,88 = 0, = = 0, ,79 77 Dari Fig 18, Kern, 1965 diperoleh F T = 0,86 Maka t = F T LMTD = 0,86 45,97 = 39,53 F () T c dan t c T t T1 + T 168, ,91 = = 157,35 F c = t1 + t = = 108,5 F c = Fluida panas : anulus, campuran heavy organics (3) Flow area tube Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

332 4,060 D = = 0,33550 ft (Tabel 11, Kern) 1 3,50000 D = = 0,9167 ft 1 1 a a π (D D = 4 ) 1 π (0, ,9167 = 4 ) = 0,0158 ft (D D ) (0, ,9167 ) Equivalen diam = D a = 1 = = 0, 0945 ft D 0, (4) Kecepatan massa G a = W a a G a =.899,7664 0,0158 lb = ,8638 m jam ft (5) Pada T c = 17,3100 F, µ = 0,3044 cp (Chemchad Database 5, 1999) µ = 0,65 cp = 1,574 lb m /ft jam D G Re a a a = μ 0, ,7664 Re a = = 173,816 1,574 (6) J H =,5 (Gbr.4, Kern) (7) Pada T c = 157,35 F, c = 0,6748 Btu/lb m. 0 F (Chemchad Database 5, 1999) k = 0,1145 Btu/(jam)(ft )( 0 F/ft) (Chemchad Database 5, 1999) 1 1 c µ 3 0,6748 1,574 3 = =,1004 k 0,1145 (8) h 0 = J H 1 k c µ 3 D e k µ µ w 0,1145 =,5, ,0945 = 6,379 Btu/(jam)(ft )( 0 F) Fluida dingin: inner pipe, air pendingin 0,14 (Pers. (6.15b), Kern) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

333 3,0680 (3 ) D = = 0,557 ft 1 D a p = π = 4 (4 ) Kecepatan massa 0,05131ft w G p = (Pers. (7.), Kern) a p G p = 09,163 0,05131 lb = 4.075,7416 m jam ft (5 ) Pada t c = 111,00 F, µ = 0,65 cp = 1,574 lb m /ft jam (Gbr. 14, Kern) DG p Re = p μ 0, ,71004 Re p = = 66,7876 1,574 (6 ) Taksir J H dari Gbr. 8, Kern, diperoleh J H = 17,4 (Gbr. 4, Kern) (7 ) Pada t c = 108,5 F, c = 0,98 Btu/(lb m )( F) (Gbr., Kern) k = 0,366 Btu/(jam)(ft )( 0 F/ft) (Tabel 4, Kern) (8 ) h i = 1 1 c µ 3 0,98 1,574 3 = = 1,61475 k 0,366 J H k D 1 c µ 3 k µ µ w 0,14 0,366 h i = 17,4 1, = 40,169 0,557 ID 3,0680 (9 ) h i0 = h i = 40,169 = 35, 5718 Btu/(jam)(ft )( 0 F) OD 3,5 (10) Clean Overall coefficient, U C (Pers. (6.15a), Kern) h h io o 35,5178 6,379 U 5,405 Btu/(jam)(ft C = = = )( F) h + h o 35, ,379 io (Pers. (6.5), Kern) (Pers, (6.7), Kern) (11) U D R d ketentuan = 0,00 (Kern, 1950) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

334 1 U D 1 1 = + R D = + 0,00 (Pers, (6.10), Kern) U 5,405 C U D = 5,3447 Btu/(jam)(ft )( 0 F) (1) Luas permukaan yang diperlukan Q = U D A t Q ,3697 A = = = 6,568 ft U t 5, ,53 D 6,568 Panjang yang diperlukan = = 67, ,917 Berarti diperlukan pipa hairpin 0 ft yang disusun seri. (13) Luas sebenarnya = 80 0,917 = 73,36 ft, maka Q ,3697 U D = = = 4, 9010 Btu/(jam)(ft )( 0 F) A t 67, ,53 U C U D 5,405 4,9010 R D = = = 0, (jam)(ft )( 0 F)/Btu U U 5,405 4,9010 C D (Pers, (6.13), Kern) R d hitung R d batas, maka spesifikasi rancangan kondensor ini dapat diterima. Pressure drop Fluida panas: Anulus, campuran light organics (1) D e = (D D 1 ) = (0, ,9167)ft = 0,04383 ft (Pers, (6.4), Kern) ' D Re e G a 0, ,8638 a = = = 3.745, 5404 µ 1,574 0,64 f = 0, = 0, ,5404 0,4 (Pers. (3.47b), Kern) s = 0,7769, ρ = 1 6,5 = 48,5565 (Chemchad Database 5, 1999) () ΔF a = 4fG a L gρ D ' e = 4 0, , = 0,4777 ft 4, ,5 0,04383 (Pers. (6.14), Kern) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

335 G (3) V = a ,8638 = = 0, ρ ,5 fps V 0,597 F i = = 0, 0093 ' = 3, g ft (0, ,0093) 48,5565 P a = = 0, P a yang diperbolehkan = 10 psi psi LC.10.3 Fungsi Jenis Dipakai Jumlah Reboiler Kolom Distilasi-1 (E-03) : Menurunkan temperatur campuran metanol sebelum diumpankan kedalam tangki penyimpanan metanol : - 4 shell and tube exchanger : 1 in OD Tube 16 BWG, panjang = 0 ft, 4 pass : 1 unit Fluida panas Laju alir umpan masuk = 966,59 kg/jam =.130,9773 lbm/jam Temperatur awal (T 1 ) = 64,8 o C = 147,704 F Temperatur akhir (T ) = 30 C = 86 F Fluida dingin Laju alir air pendingin = ,1909 kg/jam = 83.89,941 lbm/jam Temperatur awal (t 1 ) = 5 C = 77 F Temperatur akhir (t ) = 60 C = 140 F Panas yang diserap (Q) = ,6 kj/jam = ,63 Btu/jam (1) t = beda suhu sebenarnya Fluida Panas Fluida dingin Selisih T 1 = 147,704 F Temperatur yang lebih tinggi t = 140,000 F t 1 = 7,704 F T = 86 F Temperatur yang lebih rendah t 1 = 77 F t = 9 F T 1 T = 61,704 F Selisih t t 1 = 63 F t t 1 = 1,96 F Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

336 Δt Δt1 1,96 LMTD = = = 8,335 F Δt 9 ln ln Δt 7,704 1 T R = t t S = T 1 1 T t t t = = 61, = 0, = 0, , Dari Fig 19, Kern, 1965 diperoleh F T = 0,96 Maka t = F T LMTD = 0,96 8,335 = 8,0018 F () T c dan t c T t T1 + T 147, = = 116,85 F c = t1 + t ,000 = = 108,5 F c = Dalam perancangan ini digunakan kondensor dengan spesifikasi: - Diameter luar tube (OD) = 1 in - Jenis tube = 16 BWG - Pitch (P T ) = 1¼ in triangular pitch - Panjang tube (L) = 0 ft a. Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, kondensor untuk fluida panas aqueous solution dan fluida dingin air, diperoleh U D = , faktor pengotor (R d ) = 0,003. Diambil U D = 35 Btu/jam ft F Luas permukaan untuk perpindahan panas, Q ,63 Btu/jam A = = =.014,414 ft U Btu D Δt o 35 8,0018 F o jam ft F Luas permukaan luar (a ) = 0,618 ft /ft (Tabel 10, Kern) Jumlah tube, N A.014,414 ft t = = = 384,739 buah " L a 0ft 0,618 ft /ft b. Dari Tabel 9, hal 84, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 397 tube dengan ID shell 9 in. c. Koreksi U D Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

337 A = L N =.078,69 ft t a = 0 ft 397 0,618 " ft /ft Q ,63 Btu/jam Btu = = = 314,9503 A Δt.078,69 ft 8,0018 F jam ft F U D Fluida dingin : air, tube (3) Flow area tube, a t = 0,985 in (Tabel 10, Kern) N a ' t a t t = (Pers. (7.48), Kern) 144 n 397 0,985 a t = = (4) Kecepatan massa 0,67891ft w G t = (Pers. (7.), Kern) a t G t = 83.89,941 0,6789 (5) Bilangan Reynold Pada t c = 108,5 F lb = 1.68,7133 m jam ft µ = 0,65 cp = 1,574 lb m /ft jam (Gbr. 15, Kern) Dari Tabel 10, Kern, untuk 1 ¼ in OD, 18 BWG, diperoleh ID = 1,1 in = 0,09333 ft ID Gt Ret = (Pers. (7.3), Kern) μ Re t 0, ,7133 = = 7.81,8479 1,574 (6) Taksir jh dari Gbr 4, Kern, diperoleh jh = 8 (7) Pada t c = 108,5 F c = 0,99 Btu/lbm F k = 0,366 Btu/jam.ft F 1 1 c µ 3 0,99 1,574 3 = = 1,60 k 0,366 (Gbr 3, Kern) (Tabel 5, Kern) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

338 (8) 1 h i k c µ 3 = jh φs D k h i φ s = 8 0,366 0, ,60 = 177,9058 (Pers. (6.15), Kern) h io φ t = h i φ t x ID OD = 177,9058 x = 13,4870 1,1 1 (9) Karena viskositas rendah, maka diambil φ t = 1 h hio io = φt φt h io = 13, = 13,4870 Fluida panas : shell, bahan (3 ) Flow area shell ' Ds C B as = ft (Pers. (7.1), Kern) 144 PT D s B P T = Diameter dalam shell = 9 in = Baffle spacing = 5 in = Tube pitch = 1 1/4 in C = Clearance = P T OD = 1 1/4 1 = 0,5 in 9 0,5 5 a s = = 144 1,5 (4 ) Kecepatan massa s 0,014 ft W G s = (Pers. (7.), Kern) a G s =.130,9773 0,014 lb = ,808 m jam ft (5 ) Bilangan Reynold Pada T c = 116,85 F Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

339 µ = 0,9 cp =,177 lb m /ft jam (Gbr. 15, Kern) Dari Gbr. 8, Kern, untuk 1 in dan 1 1/4 tri pitch, diperoleh d e = 0,7 in. D e =0,7/1 = 0,06000 ft De Gs Res = (Pers. (7.3), Kern) μ 0, ,808 Re s = = 91,5898,177 (6 ) Taksir jh dari Gbr. 8, Kern, diperoleh jh = 9 (7 ) Pada T c = 116,85 F (8 ) c = 0,6509 Btu/lb m F k = 0,3386 Btu/jam.ft. o F 1 1 c µ 3 0,6509,177 3 = = 1,6115 k 0, h o k c µ 3 = jh φs D e k h o φ s = 9 0,3386 0, ,6115 = 163,7005 (Gbr 3, Kern) (Tabel 5, Kern) (Pers. (6.15), Kern) (9 ) Karena viskositas rendah, maka diambil φ s = 1 h ho o = φs φs h o = 163, = 163,7005 (10 ) Clean Overall coefficient, U C h io h o 13, ,7005 U C = = = 9,654 Btu/jam ft F h + h 13, ,7005 io o (Pers. (6.38), Kern) (11) Faktor pengotor, R d R U = U U 9,654 77,36684 = 9,654 77,36684 C D d = C U D 0, (Pers. (6.13), Kern) R d hitung R d batas, maka spesifikasi condensor dapat diterima. Pressure drop Fluida dingin : air, tube Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

340 (1) Untuk Re t = 7.81,8479 () f = 0,0003 ft /in s = 0,98 φ t = 1 ΔP t ΔP t (Gbr. 6, Kern) (Gbr. 6, Kern) f G t L n = (Pers. (7.53), Kern) 5, ID s φ t ( 0,0003)( 1.68,7133) (0)( 4) = 5, 10 10( 0,09333)( 0,98)( 1) = 0,0807 psi V (3) Dari grafik 7, hal:837, Kern, pada diperoleh = 0,00 g' ΔP r 4n V =. s g' (4).(4) =.0,00 0,98 = 0, psi P T = P t + P r = 0,0807 psi + 0, psi = 0,164 psi P t yang diperbolehkan = 10 psi Fluida panas : bahan, shell (1 ) Untuk Re s = 1.47,6955 ( ) (3 ) f = 0,0034 ft /in φ s =1 (Gbr. 9, Kern) s = 0,7878 (Chemchad Database 5, 1999) L N + 1 = 1 (Pers. (7.43), Kern) B 0 N + 1 = 1 = 48 5 D s = 9 in =,4167 ft f G s D s ( N + 1) ΔP s = (Pers. (7.44), Kern) 5, D e s φ s Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

341 ΔP s = ( 0,0034)( 45.74,501) (,4167)( 48) 5, 10 10( 0,0600)( 0,7878)( 1) = 0,3765 psi P s yang diperbolehkan = 10 psi LC.10.4 Kondensor Recovery Kolom Distilasi-1 (E-04) Fungsi Menurunkan temperatur metanol sebelum disimpan ke tangki penyimpanan metanol Jenis : -4 shell and tube exchanger Dipakai : 1 in OD Tube 16 BWG, panjang = 0 ft, 4 pass Fluida panas Laju alir steam masuk = 1.577,7903 kg/jam = 3.478,4504 lbm/jam Temperatur awal (T 1 ) = 150 C = 30 F Temperatur akhir (T ) = 150 C = 30 F Fluida dingin Laju alir cairan masuk = ,3881 kg/jam = ,09 lbm/jam Temperatur awal (t 1 ) = 66,1819 C = 151,13 F Temperatur akhir (t ) = 75,993 C = 168,79 F Panas yang diserap (Q) = ,761 kj/jam = ,4541 Btu/jam (1) t = beda suhu sebenarnya Fluida Panas Fluida dingin Selisih T 1 = 30 F Temperatur yang lebih tinggi t = 168,79 F t 1 = 133,1 F T = 30 F Temperatur yang lebih rendah t 1 = 151,13 F t = 150,87 F T 1 T = 0 F Selisih t t 1 = 17,66 F t t 1 = 17,66 F Δt Δt LMTD = = = 141,86 F Δt 150,87 ln ln Δt 133,1 1 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

342 T 1 T 0 R = = = 0 t t 1 17,66 t t1 17,66 S = = = 0,117 T t , Jika, R = 0 maka t = LMTD = 141,86 F () T c dan t c T 1 + T T c = = = 30 F t 1 + t 151, ,79 t c = = = 159,96 F Dalam perancangan ini digunakan reboiler dengan spesifikasi: - Diameter luar tube (OD) = 1 in - Jenis tube = 14 BWG - Pitch (P T ) = 1 1/4 in triangular pitch - Panjang tube (L) = 5 ft a Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, reboiler untuk fluida panas steam dan fluida dingin heavy organics, diperoleh U D = 10-40, dan faktor pengotor (R d ) = 0,003 Diambil U D = 5 Btu/jam ft F Luas permukaan untuk perpindahan panas, Q ,4541 Btu/jam A = = = 61,690 ft U Btu D Δt o 5 141,86 F o jam ft F Luas permukaan luar (a ) = 0,618 ft /ft (Tabel 10, Kern) A 61,690 ft Jumlah tube, N t = = = 47, 178buah " L a 5ft 0,618ft /ft b Dari Tabel 9, hal 84, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 48 tube dengan ID shell 1 in. c Koreksi U D Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

343 A = L N = 6,83 ft t a = 5 ft 48 0,618ft " /ft U D = Q A Δt = ,4541 Btu/jam 6,83 ft x141,86 F Btu = 4,5457 jam ft F Fluida panas : steam, tube (3) Flow area tube, a t = 0,546 in (Tabel 10, Kern) N a ' t a t t = (Pers. (7.48), Kern) 144 n 48 0,546 a t = = 144 (4) Kecepatan massa 0,091ft W G t = (Pers. (7.), Kern) a t G t = 3478,4504 0,618 (5) Bilangan Reynold Pada t c = 159,96 F lb = 38.4,73 m jam ft µ = 0,55 cp = 1,3305 lb m /ft jam (Gbr. 14, Kern) Dari Tabel 10, Kern, untuk 1 in OD, 14 BWG, diperoleh ID = 0,834 in = 0,0695 ft Re t ID G = t (Pers. (7.3), Kern) μ 0, ,73 Re t = = 1.996,707 1,3305 (6) Taksir jh dari Gbr 4, Kern, diperoleh jh =50 (7) Pada t c = 159,96 F c = 0,99 Btu/lbm F k = 0,0098 Btu/jam.ft F (Gbr 3, Kern) (Tabel 5, Kern) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

344 (8) 1 1 c µ 3 0,99 1,574 3 = k 0,098 1 h o k c µ 3 = jh φs D k = 5,14 (Pers. (6.15), Kern) h i φ t h io φ t 0,0098 = 0 5,14 = 36,115 0,0695 = h i φ t x ID OD = 36,115 x = 5,0998 0,695 1 (9) Karena viskositas rendah, maka diambil φ t = 1 h hio io = φt φt h io = 5, = 5,0998 btu/hr. ft. o F Fluida dingin : shell, bahan (3 ) Flow area shell ' Ds C B as = ft (Pers. (7.1), Kern) 144 PT D s B P T = Diameter dalam shell = 1 in = Baffle spacing = 5 in = Tube pitch = 1,5 in C = Clearance = P T OD = 1,5 1 = 0,5 in 1 0,5 5 a s = = 144 1,5 (4 ) Kecepatan massa 0,083 ft w G s = (Pers. (7.), Kern) as Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

345 G s = ,09 0,083 lb = ,69 m jam ft (5 ) Bilangan Reynold Pada t c = 159,96 F µ = 0,55 cp = 1,574 lb m /ft jam (Gbr. 15, Kern) Dari Gbr. 8, Kern, untuk 1 in dan 1 1/4 tri. pitch, diperoleh d e = 0,7 in. D e =0,7/1 = 0,06 ft D e G Re s s = (Pers. (7.3), Kern) μ 0,06 x ,69 Re s = = ,96 1,574 (6 ) Taksir jh dari Gbr. 8, Kern, diperoleh jh = 50 (7 ) Pada t c = 159,96 F (8 ) c = 0,78 Btu/lb m F k = 0,165 Btu/jam. o F 1 1 c µ 3 0,78 1,574 3 = = 1,95 k 0,165 1 h o k c µ 3 = jh φs D e k h o φ s 0,165 = 50 1,95 = 1.341,763 0,06 (Pers. (6.15), Kern) (9 ) Karena viskositas rendah, maka diambil φ s = 1 h ho o = φs φs h o = 1.341,763 1 = 1.341,763 (10) Clean Overall coefficient, U C (Pers. (6.38), Kern) h h io o 5, ,763 U 4,6489 Btu/jam ft C = = = F h + h o 5, ,763 io (1) Faktor pengotor, R d (Pers. (6.13), Kern) R U = U U 5,6489 5,5457 = 5,6489 x 5,5457 C D d = C U D 0,004 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

346 R d hitung R d batas, maka spesifikasi reboiler dapat diterima. Pressure drop Fluida dingin : air, tube (1) Untuk Re t = 1.996,707 f = 0,0005 ft /in (Gbr. 6, Kern) s = 0,9 (Gbr. 6, Kern) φ t = 1 () ΔPt f Gt L n = (Pers. (7.53), Kern) 5, ID s φt ΔP t = ( 0,0004)( 384,73) (5)( ) 5, 10 10( 0,0695)( 0,9)( 1) = 0,00175 psi V (3) Dari grafik 7, hal:837, Kern, 1950 pada diperoleh =0,001 g' ΔP r 4n V =. s g' (4).() =.0,001 0,9 = 0,0087 psi P T = P t + P r = 0,00175 psi + 0,0087 psi = 0,01045 psi P t yang diperbolehkan = 10 psi Fluida panas : bahan, shell (1 ) Untuk Re s = ,96 f = 0,001 ft /in ( ) φ s =1 s = 0,8 (Gbar. 9, Kern) L N + 1 = 1 (Pers. (7.43), Kern) B Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

347 (3 ) 5 N + 1 = 1 = 1 5 D s = 17,5/1 = 1,4375 ft f Gs Ds ( N + 1) ΔPs = (Pers. (7.44), Kern) 5, De s φs ΔP s = ( 0,001)( ,69) ( 1,4375)( 1) 5, 10 10( 0,06)( 0,8)( 1) = 6,5138 psi P s yang diperbolehkan = 10 psi LC.11 Kolom Destilasi (D-01) Fungsi : memisahkan metanol dengan air-asam alginat-natrium alginat Jenis : sieve tray Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi: carbon steel SA-83 grade C Jumlah : 1 unit Data: Dari perhitungan neraca massa dan neraca panas diperoleh: R DM = 1 X HF = 0,000 R D = 1,4 X LF = 0,9997 X LW = 0,9164 D = 966,590 kg/jam X HW = 0,0614 W = 11,4197 kg/jam X HD = 0, α LD = 3,4959 X LD = 0, α LW = 4,0496 ( 3,4959)( 4,0496) 3, 765 α L, av = α LD. α LW = = (Geankoplis,003) log[( X LD D / X HDD)( X HWW / X LWW )] N m = (Geankoplis,003) log( α ) L,av log[966,5901/ 0, )(7,455 /111,69)] = = 10,1534 log(3,765) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

348 Dari Fig (Geankoplis,003) diperoleh N N m = 0,53, maka: N m 10,1534 N = = = 19,1574 0,53 0,53 Jumlah piring teoritis = 19, reboiler Efisiensi piring = 85 % (Geankoplis,003) Maka jumlah piring yang sebenarnya = 19,1574/0,85 =,54 piring 3 piring Penentuan lokasi umpan masuk N e X HF W X LW log = 0,06 log N s X LF D X HD N e 0,000 11,4197 log = 0,06 log N s 0, ,590 N e = 83,3339 N s N e = 83,3339 N s 0,9164 0, (Geankoplis,1997) N = N e + N s 3 = 83,3339 N s + N s N s = 0,77 1 N e = 3 1 = Jadi, umpan masuk pada piring ke dari atas. Design kolom Direncanakan : Tray spacing (t) = 0,4 m Hole diameter (d o ) = 4,5 mm (Treybal, 1984) Space between hole center (p ) = 1 mm (Treybal, 1984) Weir height (h w ) = 5 cm Pitch = triangular ¾ in Data : Suhu dan tekanan pada destilasi D-01 adalah 367,6 K dan 1 atm Tabel LC. 16 Komposisi bahan pada alur Vd destilasi 3 (T-103) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

349 Alur Vd % mol Mr %mol x Mr Komponen (kmol/jam) Metanol 90, , ,9999 H O 0, , ,0018 Total 90, ,997 Laju alir massa gas (G`) = 0,05 kmol/s ρ v = 31, x = 1,0615 kg/m 3,4 367,6 367,6 Laju alir volumetrik gas (Q) = 0,05x,4x = 0,7601 m 3 /s 73 Tabel LC. 17 Komposisi bahan pada alur Lb destilasi 3 (T-103) F (kg/jam) Metanol.660,58 H O 136,510 Na CO 3 68,746 Asam alginat 88.89,300 Natrium alginat 15.64,8100 Total ,3881 % Massa ρ L (kg/m 3 ) % massa x ρ L 0, ,573 19,6178 0, ,037 1,60 0, ,3588 0, ,6173 0, ,3 351,906.38,7567 Laju alir massa cairan (L`) = 9,796 kg/s Laju alir volumetrik cairan (q) = 9,796.38,7567 = 0,0133 m 3 /s Surface tension (σ) = 0,04 N/m A A A A o a o a d o = 0,907 p' 0,0045 = 0,907 = 0,175 0,010 q ρ Q' ρ L V 1/ 0, ,7567 = 0,7601 1,0615 1/ = 0,8036 0,9 α = 0,0744t + 0,01173 = 0,0744(0,4) + 0,01173 = 0,0415 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

350 β = 0,0304t + 0,05 = 0,0304(0,40) + 0,015 = 0,07 1 σ C F = αlog + β (q/q)(ρ L / ρ V ) 0,0 1 0,04 = 0,0415 log + 0,07 3,6903 0,0 = 0,0789 0,5 ρ L ρ V V F = C F ρ V 38,7567 1,0615 = 0,0789 1,0615 = 3,66 m/s Asumsi 80 % kecepatan flooding V = 0,8 x 3,66 =,8981 m/s 0,7601 A n = = 0,63 m,8981 0,5 0, 0, Untuk W = 0,7T dari tabel 6.1 Treybal, diketahui bahwa luas downspout sebesar 8,8%. 0,63 A t = = 0, ,088 m Column Diameter (T) = [4(0,876)/π] 0,5 = 0,6053 m Weir length (W) = 0,7(0,6053) = 0,437 m Downsput area (A d ) = 0,088(0,876) = 0,053 m Active area (A a ) = A t A d = 0,876 (0,053) = 0,369 m Weir crest (h 1 ) Misalkan h 1 = 0,05 m h 1 /T = 0,05/0,6053 = 0,0413 W W eff W W eff = = T W T W 1 ( 1,486) ( 1,486) 0,5 h1 + T Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009 T W {[ 1] ( )( )} 0,5 + 0,0413 1,486

351 W eff = 0,7453 W / 3 / 3 q Weff h1 = 0,666 W W / 3 0,0133 h1 = 0,666 0, ,437 h 1 = 0,0545 m ( ) / 3 Perhitungan Pressure Drop Dry pressure drop A o = 0,053 x 0,369 = 0,006 m Q 0,7601 u o = = = 1, 6819 A 0,006 o u o ρ v h = d 51,0 Co ρ L 1,6819 1,0615 h d = 51,0 0,66 38,7567 h d = 89,83 mm = 0,0893 m Hydraulic head V Q 0,7601 = = 3,085 m/s A 0,369 a = a T + W 0, ,437 z = = = 0,7143 m h h L L = 0, ,75 h w 0,38 h w V ρ a 0,5 V q + 1,5 z = 0, ,75 (0,05) 0,38 (0,05)(3,085)(1,0615) h L = 0,058 m Residual pressure drop h R = 6 σ g c ρ d g L o 0,5 0, ,5 0,7143 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

352 6 (0,04) (1) h R = = 0,004 m 38,7567 (0,0045)(9,8) Total gas pressure drop h G = h d + h L + h R h G = 0, , ,004 h G = 0,1175 m Pressure loss at liquid entrance A da = 0,05 W = 0,05(0,473) = 0,0107 m h h 3 q = g A da 3 0,0133 = = 0,0136 m g 0,0107 Backup in downspout h 3 = h G + h h 3 = 0, ,0136 h 3 = 0,1311 m Check on flooding h w + h 1 + h 3 = 0,05 +0, ,1311 h w + h 1 + h 3 = 0,1967 m t/ = 0,4/ = 0, m karena nilai h w + h 1 + h 3 lebih kecil dari t/, maka spesifikasi ini dapat diterima, artinya dengan rancangan plate seperti ini diharapkan tidak terjadi flooding. Spesifikasi kolom destilasi Tinggi kolom = 3 x 0,4 m = 9, m 1 4 Tinggi tutup = ( 0,6053) Tinggi total = 0,1513 m = 9, + (0,1513) = 9,506 m Tekanan operasi = 1 atm = 101,35 kpa Faktor kelonggaran = 5 % Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

353 Maka, P design Joint efficiency = 0,8 = (1,05) (101,35 kpa) = 106,3913 kpa Allowable stress = psia = 87.18,714 kpa Tebal shell tangki: (Brownell,1959) (Brownell,1959) PD t = SE -1,P (106,3913)(0,6053) t = = 0,0005 m = 0,018 in (8718,714)(0,8) -1,(106,3913) Faktor korosi = 0,15 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,018 in + 0,15 in = 0,143 in Tebal shell standar yang digunakan = ½ in (Brownell,1959) Kondensor Produk Samping (E-05) Fungsi : Menurunkan temperatur campuran asam alginat dan natrium alginat sampai temperatur penyimpanan yang telah ditentukan tercapai Jenis : Double Pipe Heat Exchanger Dipakai : Pipa 4 3 in IPS, 0 ft hairpin, 10 ft Fluida panas Laju alir masuk = 118,5097 kg/jam = 61,706 lb m /jam Temperatur awal (T 1 ) = 75,993 C = 168,7874 F Temperatur akhir (T ) = 30 C = 86,000 F Fluida dingin Laju alir masuk = 4.46,8866 kg/jam = 9.759,6653 lb m /jam Temperatur awal (t 1 ) = 5 C = 77 F Temperatur akhir (t ) = 60 C = 140,00 F Panas yang diserap (Q) = ,481 kj/jam = ,391 Btu/jam (1) t = beda suhu sebenarnya Fluida Panas Fluida dingin Selisih T 1 = 168,7874 F Temperatur yang lebih tinggi t = 140,00 F t 1 = 8,7874 F T = 86 F Temperatur yang lebih rendah t 1 = 77 F t = 9 F Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

354 T 1 T = 8,7874 F Selisih t t 1 = 63 F t t 1 = - 19,7874 F Δt Δt1-19,7874 LMTD = = = 17,0183 F Δt 9 ln ln Δt 8, () T c dan t c T 1 + T 168, ,000 T c = = = 17,3937 F t 1 + t ,00 t c = = = 108,5 F Fluida panas : anulus, campuran heavy organics (3) Flow area tube 4,060 D = = 0,33550 ft (Tabel 11, Kern) 1 3,50000 D = = 0,9167 ft 1 1 a a π (D D = 4 ) 1 π (0, ,9167 = 4 ) = 0,0158 ft (D D ) (0, ,9167 ) Equivalen diam = D a = 1 = = 0, 0945 ft D 0, (4) Kecepatan massa G a = W a a G a = 61,706 0,0158 lb = 1.107,0714 m jam ft (5) Pada T c = 17,3937 F (Chemchad Database 5, 1999) µ = 350,0175 mpa.s = 35.01,595 lbm/ft.s D G Re a a a = μ 0, ,0714 Re a = = 0, ,595 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

355 (6) J H = 1 (Gbr.4, Kern) (7) Pada T c = 17,3937 F c = 0,4810 Btu/lb m. 0 F (Chemchad Database 5, 1999) k = 0,0790 Btu/(jam)(ft )( 0 F/ft) (Chemchad Database 5, 1999) 1 1 c µ 3 0, ,595 3 = = 17,7161 k 0,0790 (8) h 0 = J H 1 k c µ 3 D e k µ µ w 0,14 0,0790 0, ,595 = 1 17,7161 0, = 533,744 Btu/(jam)(ft )( 0 F) (Pers. (6.15b), Kern) Fluida dingin: inner pipe, air pendingin 3,0680 (3 ) D = = 0,557 ft 1 D a p = π = 4 (4 ) Kecepatan massa 0,05131ft w G p = (Pers. (7.), Kern) a p G p = 9.759,6653 0,05131 lb = ,809 m jam ft (5 ) Pada t c = 111,00 F, µ = 0,65 cp = 1,574 lb m /ft jam (Gbr. 14, Kern) DG p Re = p μ 0, ,809 Re p = = ,0796 1,574 (6 ) Taksir J H dari Gbr. 8, Kern, diperoleh J H = 100 (Gbr. 4, Kern) (7 ) Pada t c = 108,5 F, c = 0,98 Btu/(lb m )( F) (Gbr., Kern) k = 0,366 Btu/(jam)(ft )( 0 F/ft) (Tabel 4, Kern) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

356 (8 ) h i = 1 1 c µ 3 0,98 1,574 3 = = 1,61475 k 0,366 J H k D 1 c µ 3 k µ µ w 0,14 0,366 h i = 100 1, = 31,196 0,557 ID 3,0680 (9 ) h i0 = h i = 31,196 = 0, 6016 Btu/(jam)(ft )( 0 F) OD 3,5 (10) Clean Overall coefficient, U C (Pers. (6.15a), Kern) (Pers. (6.5), Kern) h h io o 0, ,744 U 146,8568 Btu/(jam)(ft C = = = )( F) h + h o 0, ,744 io (Pers, (6.7), Kern) (11) U D R d ketentuan = 0,00 (Kern, 1950) 1 U D 1 1 = + R D = + 0,00 (Pers, (6.10), Kern) U 146,8568 C U D = 113,5157 Btu/(jam)(ft )( 0 F) (1) Luas permukaan yang diperlukan Q = U D A t Q ,391 A = = = 90,6063 U t 113, ,0183 D ft (13) U D Q ,391 U D = = = 113, 5157 Btu/(jam)(ft )( 0 F) A t 90, ,0183 U C U D 90, ,5157 R D = = = 0, (jam)(ft )( 0 F)/Btu U U 90, ,5157 C D (Pers, (6.13), Kern) R d hitung R d batas, maka spesifikasi rancangan kondensor ini dapat diterima. Pressure drop Fluida panas: Anulus, campuran heavy organics Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

357 (1) D e = (D D 1 ) = (0, ,9167)ft = 0,04383 ft (Pers, (6.4), Kern) ' D Re e G a 0, ,0714 a = = = 0, 0056 µ 35.01,595 0,64 f = 0, = 3, ,5404 0,4 (Pers. (3.47b), Kern) s = 0,7769, ρ = 1 6,5 = 48,5565 (Chemchad Database 5, 1999) () ΔF a = 4fG a L gρ D ' e = 4 3, , = 1,1197 ft 4, ,5 0,04383 G (3) V = a 1.107,0714 = = 0, ρ ,5 fps (Pers. (6.14), Kern) V 0,0538 F i = = 0, 093 ' = 3, g ft (1, ,093) 48,5565 P a = = 0, P a yang diperbolehkan = 10 psi psi Fluida dingin : inner pipe, air pendingin (1 ) Untuk Re p = ,0796 0,64 f = 0, = 0, ,0796 0,4 (Pers. (3.47b), Kern) s = 1, ρ = 1 6,5 = 6,5 (Tabel 6, Kern) ( ) 4fG p L 4 0, , ΔF p = = = 0,587 ft gρ D 4, ,5 0,557 (3 ) 0,587 6,5 P p = = 0, psi P p yang diperbolehkan = 10 psi Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

358 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

359 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS 1. Screening (SC) Fungsi : Menyaring partikel-partikel padat yang besar yang terikut bersama air Jenis Jumlah Bahan konstruksi : Bar screen : 1 unit : Stainless Steel Kondisi operasi : - Temperatur = 5 C - Densitas air (ρ) = 997,045 kg/m 3 (Perry,1997) Laju alir massa (F) = 53.40,3649 kg/jam Laju alir volume (Q) = 53.40,3649 kg / jam 1 jam / 3600s = 0,0146 m 3 /s 3 997,045 kg / m Direncanakan : - Ukuran bar : Lebar bar = 5 mm; Tebal bar = 0 mm; Bar clear spacing = 0 mm; Slope = 30 - Ukuran screen : Panjang screen ( p ) = m Lebar screen ( l ) = m Perhitungan head loss : Misalkan : Jumlah bar Bar clear spacing Tebal bar = x = a = b Maka : a (x + 1) + bx = p 0 (x + 1) + 0x = x = 1980 x = 49,5 50 buah Luas bukaan (A ) = a (x+1). l = 0(50 + 1) x (000) = mm =,040 m Untuk penyaringan air sungai menggunakan bar screen, diperkirakan C d = 0,6 (coeffisient of discharge). (Metcalf dan Eddy, 1991) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

360 Head loss ( h) = g C Q d A (0,0146 ) = (Metcalf dan Eddy, 1991) (9,8) (0,6) (,040) = 4,3813 x 10-6 m dari air = 0,0044 mm dari air Gambar LD.1 Sketsa Bar Screen, satuan mm (dilihat dari atas) 0. Pompa Screening (PU-01) Fungsi : Memompa air dari sungai ke bak sedimentasi (BS) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : - Temperatur = 5 C - Densitas air (ρ) = 997,045 kg/m 3 = 6,47 lb m /ft 3 (Geankoplis, 1997) - Viskositas air (µ) = 0,763 cp = 0,0005 lb m /ft s (Geankoplis, 1997) Laju alir massa (F) = 53.40,3649 kg/jam = 3,1876 lb m /detik F 3,1876 lbm/detik Debit air/laju alir volumetrik, Q = = 3 ρ 6,47 lb /ft = 0,5171 ft 3 /s = 0,0146 m 3 /s Penentuan Diameter Optimum Pipa Untuk aliran turbulen (N Re >100), De = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 (Walas, 1988) Untuk aliran laminar, De = 3,0 Q 0,36 µ 0,18 (Walas, 1988) dengan : D = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft 3 ) m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

361 Q = laju volumetrik (ft 3 /s) µ = viskositas (cp) Asumsi aliran turbulen D i,opt = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 = 3,9 (0,5171) 0,45 (6,47) 0,13 = 4,959 in = 0,4133 ft Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 5 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 5,047 in = 0,406 ft Diameter Luar (OD) : 5,563 in = 0,4636 ft Inside sectional area : 0,1390 ft Kecepatan linier, Q A 3 0,5171 ft /s = 0,1390 ft v = t = 3,701 ft/s 3 (6,47 lbm / ft )(3,701 ft / s)(0,406 ft) Bilangan Reynold, N Re = 0,0005 lbm/ft.s = ,534 (Turbulen) Pada N Re = ,534 dan ε/d =0,00036 Dari Fig Geankoplis (003) diperoleh harga f = 0,004 Friction loss: 1 Sharp edge entrance= h c = 0,5 1 A v A 1 α. g c 3, = 0,1075 ft.lbf/lbm = 0,5( ) ( 1)( 3,174) v 3 elbow 90 = h f = n.kf.. g c = 3(0,75) 3,701 (3,174) = 0,4839 ft.lbf/lbm v 1 check valve = h f = n.kf.. Pipa lurus 70 ft = F f = 4f g c L v D... g c = 1(,0) = 4(0,004) 3,701 (3,174) = 0,577 ft.lbf/lbm ( 70 )(. 3,701) ( 0,406 )..( 3,174) = 0,4301 ft.lbf/lbm Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

362 1 Sharp edge exit = h ex = 1 A1 A v. α. g c 3, = 0,151 ft.lbf/lbm = ( ) ( 1)( 3,174) Total friction loss : F = 1,8093 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,1997) dimana: v 1 = v P 1 = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² P = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft²; Z = 5 ft Maka: P ρ = 0 ft.lbf /lb m 3,174 ft/s + 3,174 ft.lbm / lbf.s 0 ( 5 ft) + 0 ft.lbf/lbm + 1,8093 ft.lbf/lbm + Ws = 0 Ws = - 6,8093 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η = 80 % Ws = - η x Wp - 6,8093 = -0,80 x Wp Wp = 33,5116 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp = 3,1876 lbm/s 33,0463 ft.lbf/lbm x = 1,961 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = hp 1 hp 550 ft. lbf / s Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

363 3. Bak Sedimentasi (BS) Fungsi : Untuk mengendapkan lumpur yang terikut bersama air Jumlah : 1 unit Jenis : Beton kedap air Data : Kondisi penyimpanan Temperatur = 5 o C Tekanan = 1 atm Laju massa air : F = 53.40,3649 kg/jam = 3,1876 lb m /detik Densitas air : ρ = 997,045 kg/m 3 = 6,47 lbm/ft 3 F 3,1876 lbm/detik Laju air volumetrik, Q = = 3 ρ 6,47 lb /ft = 0,5171 ft 3 /s = 0,0146 m 3 /s Disain Perancangan: Bak dibuat persegi panjang untuk disain efektif (Kawamura, 1991) Perhitungan ukuran tiap bak : Kecepatan pengendapan 0,1 mm pasir adalah (Kawamura, 1991) υ 0 = 1,57 ft/min = 8 mm/s Disain diperkirakan menggunakan spesifikasi : Kedalaman tangki = 8 ft Lebar tangki = 3 ft Kecepatan aliran v = Q A t m 3 31,06 ft /min = = 1,97 ft/min 8 ft x 3 ft h Desain panjang ideal bak: L = K v (Kawamura, 1991) υ 0 dengan : K = faktor keamanan = 1, h = kedalaman air efektif ( ft); diambil 10 ft. Maka : L = 1, x (10/1,57) x 1,97 = 9,8805 ft Diambil panjang bak = 1 ft Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

364 Uji disain: Waktu retensi (t): t = Va Q = panjang lebar tinggi laju alir volumetrik (1 x 3 x 10) ft = 31,06 ft 3 3 / min = 11,603 menit Disain diterima, dimana t diizinkan 6 15 menit (Kawamura, 1991) Q Surface loading : = A laju alir volumetrik luas permukaan masukan air 31,06 ft = 3 / mnt 7,481gal/ft 3 ft 1 ft 3 = 6,4474 gpm/ft Disain diterima, dimana surface loading diizinkan diantara 4 10 gpm/ft (Kawamura, 1991). Headloss ( h); bak menggunakan gate valve full open (16 in): h = v (1,97 ft/mnt 1mnt/60 s 1 m/3,808 ft) = 1, g 9,8 m / s K =,6403 x 10-6 m dari air 4. Pompa Bak Sedimentasi (PU-0) Fungsi : Memompa air dari bak sedimentasi ke Clarifier (CL) Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : - Temperatur = 8 C - Densitas air (ρ) = 997,045 kg/m 3 = 6,47 lbm/ft 3 (Geankoplis, 1997) - Viskositas air (µ) = 0,763 cp = 0,0005 lb m /ft s (Geankoplis, 1997) Laju alir massa (F) = 53.40,3649 kg/jam = 3,1876 lb m /detik F 3,1876 lbm/detik Debit air/laju alir volumetrik, Q = = 3 ρ 6,47 lb /ft = 0,5171 ft 3 /s = 0,0146 m 3 /s Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009 m

365 Penentuan Diameter Optimum Pipa Untuk aliran turbulen (N Re >100), De = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 (Walas, 1988) Untuk aliran laminar, De = 3,0 Q 0,36 µ 0,18 (Walas, 1988) dengan : D = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft 3 ) Q = laju volumetrik (ft 3 /s) µ = viskositas (cp) Asumsi aliran turbulen, D i,opt = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 = 3,9 (0,5171) 0,45 (6,47) 0,13 = 4,959 in = 0,4133 ft Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 5 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 5,047 in = 0,406 ft Diameter Luar (OD) : 5,563 in = 0,4636 ft Inside sectional area : 0,1390 ft Kecepatan linier, Q A 3 0,5171 ft /s = 0,1390 ft v = t = 3,701 ft/s 3 (6,47 lbm / ft )(3,701 ft / s)(0,406 ft) Bilangan Reynold, N Re = 0,0005 lbm/ft.s = ,534 (Turbulen) Pada N Re = ,534 dan ε/d =0,00036 Dari Fig Geankoplis (003) diperoleh harga f = 0,004 Friction loss: 1 Sharp edge entrance= h c = 0,5 1 A v A 1 α. g c 3, = 0,1075 ft.lbf/lbm = 0,5( ) ( 1)( 3,174) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

366 v 3 elbow 90 = h f = n.kf.. g c = 3(0,75) 3,701 (3,174) = 0,4839 ft.lbf/lbm v 1 check valve = h f = n.kf.. Pipa lurus 70 ft = F f = 4f g c L v D... g c = 1(,0) = 4(0,004) 3,701 (3,174) = 0,577 ft.lbf/lbm ( 70 )(. 3,701) ( 0,406 )..( 3,174) = 0,4301 ft.lbf/lbm 1 Sharp edge exit = h ex = 1 A1 A v. α. g c 3, = 0,151 ft.lbf/lbm = ( ) ( 1)( 3,174) Total friction loss : F = 1,8093 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,1997) dimana: v 1 = v P 1 = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² P = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² ; P ρ = 0 ft.lbf /lb m Z = 30 ft Maka : 3,174 ft/s + 3,174 ft.lbm / lbf.s 0 ( 30 ft) + 0 ft.lbf/lbm + 1,8093 ft.lbf/lbm + Ws = 0 Ws = - 31,8093 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η= 80 % Ws = - η x Wp - 31,8093 = -0,80 x Wp Wp = 39,7616 ft.lbf/lbm Daya pompa P = m x Wp Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

367 1 hp = 3,1876lbm /s 39,7616 ft.lbf/lbmx 550 ft. lbf / s =,37 hp 5. Tangki Maka dipilih Pelarutan pompa Alum dengan [Al (SO daya 4 ) 3 motor ] (TP-01) = ½ hp 5. Tangki Pelarutan Alum [Al (SO 4 ) 3 ] (TP-01) Fungsi : Tempat larutan alum [Al (SO 4 ) 3 ] Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 83 grade C Jumlah : 1 unit Data: Kondisi pelarutan: Temperatur = 8 C Tekanan Al (SO 4 ) 3 yang digunakan = 1 atm = 50 ppm Al (SO 4 ) 3 yang digunakan berupa larutan 30 % (% berat) Laju massa Al (SO 4 ) 3 =,680 kg/jam Densitas Al (SO 4 ) 3 30 % = kg/m 3 Kebutuhan perancangan Faktor keamanan = 0 % Perhitungan: Ukuran Tangki Volume larutan, = 85,0889 lb m /ft 3 (Perry dan Green, 1999) = 30 hari,68 kg/jam 4 jam/hari 30 hari V l = = 3 0, kg/m Volume tangki, V t = 1, 4,674 m 3 = 5,559 m 3 4,674 m Untuk tangki pencampur standar perbandingan diameter dengan tinggi cairan dalam tangki, D : H f = 1 : 1 (Geankoplis, 1997) 1 V = πd H ,559 m = πd ,559 m = πd 4 f ( D) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009 3

368 Maka: D = 1,9196 m ; H f = 1,9196 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tangki, D : H = : 3 Maka, H =,8794 m Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik P hid = ρ x g x H f = kg/m 3 x 9,8 m/det x 1,9196 m = 5.640,865 Pa = 5,6408 kpa Tekanan udara luar, P o = 1 atm = 101,35 kpa P operasi = 5,6408 kpa + 101,35 kpa = 16,9658 kpa Faktor kelonggaran 5 % Maka, P design = (1,05) x (16,9658 kpa) = 133,3141 kpa Joint efficiency = 0,8 (Brownell dan Young, 1959) Allowable stress = psia = 87.18,714 kpa (Brownell dan Young, 1959) Faktor korosi (C) = 0,00 in/tahun (Perry dan Green, 1999) Umur alat (A) direncanakan 10 tahun Tebal shell tangki PD t = + ( C A) SE 1,P (133,3141 kpa) (1,9196 m) = + 0,00 (87.18,714 kpa)(0,8) 1,(133,3141 kpa) 1in = 0,0018 m + 0,0 in 0,054 m = 0,093 in in tahun 10 tahun Tebal shell standart yang digunakan adalah ¼ in (Brownell dan Young, 1959) Daya Pengaduk Jenis pengaduk : Flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar (McCabe dkk, 1999), diperoleh: Da/Dt = 1/3 ; Da = 1/3 x 1,9196 m = 0,6398 m =,0993 ft E/Da = 1 L/Da = ¼ ; E = 0,6398 m ; L = ¼ x 0,6398 m = 0,1600 m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

369 W/Da = 1/5 J/Dt = 1/1 ; W = 1 / 5 x 0,534 m = 0,179 m ; J = 1 / 1 x 1,9196 m = 0,1600 m dengan : Dt = diameter tangki Da = diameter impeller E = tinggi turbin dari dasar tangki L = panjang blade pada turbin W = lebar blade pada turbin J = lebar baffle Kecepatan pengadukan, N = 1 putaran/det Viskositas Al (SO 4 ) 3 30 % = 6, lb m /ft detik ( Othmer, 1967) Bilangan Reynold, ( D ) ρ N a N Re = (Geankoplis, 1997) μ ( 85,0889)( 1)(,0993) N Re = = 4 6, ,7044 N Re > , maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus: 3 5 K T.n.Da ρ P = (McCabe dkk,1999) g c K T = 6, ,3 (1 put/det) (,0993 ft) 85,0889 lbm/ft = 3,174 lbm.ft/lbf.det 1Hp = 679,330 ft.lbf/det x 550 ft.lbf/det = 1,351 hp P Efisiensi motor penggerak = 80 % Daya motor penggerak = 0,454 = 1,5439 hp 0,8 3 (McCabe dkk,1999) Daya pompa standart yang dipilih adalah 1 ¾ hp Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

370 6. Pompa Alum [Al (SO 4 ) 3 ] (PU-03) Fungsi : Memompa larutan alum dari tangki pelarutan alum (TP-01) ke clarifier (CL) Jenis : Pompa injeksi Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : - Temperatur = 5 C - Densitas alum (ρ) = kg/m 3 = 85,0898 lb m /ft 3 (Geankoplis, 1997) - Viskositas alum (µ) = 6, cp = 4, lb m /ft.s (Geankoplis, 1997) Laju alir massa (F) =,680 kg/jam = 0,0016 lb m /detik F 0,0016 lbm/detik Debit air/laju alir volumetrik, Q = = 3 ρ 85,0889 lb /ft Penentuan Diameter Optimum Pipa Untuk aliran turbulen (N Re >100), Untuk aliran laminar, m = 1,8914 x 10 5 ft 3 /s = 5,3561 x 10 7 m 3 /s De = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 (Walas, 1988) De = 3,0 Q 0,36 µ 0,18 (Walas, 1988) dengan : D = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft 3 ) Q = laju volumetrik (ft 3 /s) Asumsi aliran turbulen D i,opt = 3,9 Q 0,4 µ 0, = 3,9 (1,8914 x 10 5 ) 0,4 (85,0898) 0, µ = viskositas (cp) = 0,14 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 1/8 in Schedule number : 80 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

371 Diameter Dalam (ID) : 0,150 in = 0,0179 ft Diameter Luar (OD) : 0,4050 in = 0,0338 ft Inside sectional area : 0,0005 ft Kecepatan linear, Q A Bilangan Reynold, N Re = ,8914 x 10 ft /s = 0,0005 ft v = t ρ v D µ = 0,0756 ft/s = 3 (85,0898 lbm / ft )(0,0756 ft / s)(0,0179 ft) -7 4, lbm/ft.s = ,7597 (Turbulen) Pada N Re = ,7597 dan ε/d =0,006 Dari Fig Geankoplis (1997) diperoleh harga f = 0,007 Friction loss: A v 1 Sharp edge entrance= h c = 0,55 1 A1 α v 3 elbow 90 = h f = n.kf.. v 1 gate valve = h f = n.kf.. g c g c L v Pipa lurus 40 ft = F f = 4f D.. = 3(0,75). g c = 1() (0,0756 ) 1 0 = 0,55 ( ) ( 1)( 3,174) = 4, ft.lbf/lbm (0,0756 ) = 1, ( 1)( 3,174) -4 ft.lbf/lbm (0,0756 ) = 1, ( 1)( 3,174) -4 ft.lbf/lbm = 4(0,007) A v 1 Sharp edge exit = h ex 0,55 1 A1 α ( 40 )(. 0,0756) ( 0,0179 )..( 3,174) = 5, ft.lbf/lbm Total friction loss : F = 6, ft.lbf/lbm (0,0756 ) 1 0 = 0,55 ( ) ( 1)( 3,174) = 4, ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli : α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,1997) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

372 dimana: v 1 = v P 1 = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² P = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft²; P ρ = 0 ft.lbf /lb m Z = 0 ft Maka : 3,174 ft/s 0 + 3,174 ft.lbm / lbf.s -4 ( 0 ft) , ft.lbf/lbm + Ws = 0 Ws = - 0,0060 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η= 80 % Ws = - η x Wp - 0,0060 = -0,80 x Wp Wp = 5,0075 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp = 0,0016 lbm/s 5,0075 ft.lbf/lbm x = 7, hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 0,5 hp 1 hp 550 ft. lbf / s 7. Tangki Pelarutan Soda Abu (Na CO 3 ) (TP-0) Fungsi : Tempat larutan soda abu (Na CO 3 ) Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 83 grade C Jumlah : 1 unit Data : Kondisi pelarutan : Temperatur = 8 C Tekanan = 1 atm Na CO 3 yang digunakan berupa larutan 30 % (% berat) Laju massa Na CO 3 = 1,4191 kg/jam Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

373 Densitas Na CO 3 30 % = 1.37 kg/m 3 (Perry dan Green, 1999) Kebutuhan perancangan = 30 hari Faktor keamanan = 0 % Perhitungan: Ukuran Tangki Volume larutan, 1,4191 kg/jam 4 jam/hari 30 hari V l = = 3 0, kg/m Volume tangki, V t = 1,,5666 m 3 = 3,0799 m 3,5666 m Untuk tangki pencampur standart perbandingan diameter dengan tinggi cairan dalam tangki, D : H f = 1 : 1 (Geankoplis, 1997) 1 V = πd H f ,0799 m = πd ( D) ,0799 m = πd 4 Maka: D = 1,577 m ; H f = 1,577 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = : 3 Maka, H =,3658 m 3 Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik P hid = ρ x g x H f = 1.37 kg/m 3 x 9,8 m/det x 1,577 m = 0.510,8551 Pa = 0,5108 kpa Tekanan udara luar, P o = 1 atm = 101,35 kpa P operasi = 0,5108 kpa + 101,35 kpa =11,8358 kpa Faktor kelonggaran 5 % Maka, P design = (1,05) x (11,8358 kpa) = 17,976 kpa Joint efficiency = 0,8 (Brownell dan Young, 1959) Allowable stress = psia = 87.18,714 kpa (Brownell dan Young, 1959) Faktor korosi (C) = 0,00 in/tahun (Perry dan Green, 1999) Umur alat (A) direncanakan 10 tahun Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

374 Tebal shell tangki PD t = + ( C A) SE 1,P (17,976 kpa) (1,577 m) = + 0,00 (87.18,714 kpa)(0,8) 1,(17,976 kpa) 1in = 0,0015 m + 0,0 in 0,054 m = 0,077 in Tebal shell standart yang digunakan adalah ¼ in in tahun 10 tahun Daya Pengaduk Jenis pengaduk : Flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar (McCabe dkk, 1999), diperoleh: Da/Dt = 1/3 ; Da = 1/3 x 1,577 m = 0,557 m = 1,748 ft E/Da = 1 ; E = 0,557 m L/Da = ¼ ; L = ¼ x 0,557 m = 0,1314 m W/Da = 1/5 ; W = 1 / 5 x 0,557 m = 0,1051 m J/Dt = 1/1 ; J = 1 / 1 x 1,577 m = 0,1314 m dengan : Dt = diameter tangki Da = diameter impeller E = tinggi turbin dari dasar tangki L = panjang blade pada turbin W = lebar blade pada turbin J = lebar baffle Kecepatan pengadukan, N = 1 putaran/det Viskositas Na CO 3 30 % = 3, lb m /ft detik (Othmer, 1967) Bilangan Reynold, Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

375 ( D ) ρ N a N Re = (Geankoplis, 1997) μ ( 8,845)( 1)( 1,748) N Re = = 4 3, ,196 N Re > , maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus: 3 5 K T.n.Da ρ P = (McCabe dkk,1999) g c K T = 6, ,3 (1 put/det) (1,748 ft) 8,845 lbm/ft = 3,174 lbm.ft/lbf.det 1Hp = 47,656 ft.lbf/det x 550 ft.lbf/det = 0,450 hp P Efisiensi motor penggerak = 75 % Daya motor penggerak = 0,1649 = 0,6003 hp 0,75 Daya pompa standart yang dipilih adalah ¾ hp 3 (McCabe dkk,1999) 8. Pompa Soda Abu [Na CO 3 ] (PU-04) Fungsi : Memompa larutan soda abu dari tangki pelarutan soda abu ke clarifier Jenis : Pompa injeksi Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : - Temperatur = 8 C - Densitas soda abu (ρ) = 1.37 kg/m 3 = 8,843 lb m /ft 3 (Geankoplis, 1997) - Viskositas soda abu (µ) = 0,0004 lb m /ft dtk =, Pa.s Laju alir massa (F) = 1,4191 kg/jam = 8,6905 x 10-4 lb m /detik Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

376 -4 F 8, lbm/detik Debit air/laju alir volumetrik, Q = = 3 ρ 8,843 lb /ft m = 1,049 x 10-5 ft 3 /s =,9707 x 10-7 m 3 /s Penentuan Diameter Optimum Pipa Untuk aliran turbulen (N Re >100), De = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 (Walas, 1988) Untuk aliran laminar, De = 3,0 Q 0,36 µ 0,18 (Walas, 1988) dengan : D = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft 3 ) Q = laju volumetrik (ft 3 /s) µ = viskositas (cp) Asumsi aliran turbulen D i,opt = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 = 3,9 (1,049 x 10-5 ) 0,4 (8,843) 0, = 0,096 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 1/8 in Schedule number : 80 Diameter Dalam (ID) : 0,15 in = 0,0179 ft Diameter Luar (OD) : 0,4050 in = 0,0338 ft Inside sectional area : 0,0005 ft Kecepatan linear, Bilangan Reynold, Q A ,049 x 10 ft /s = 0,0005 ft v = t = 0,0419 ft/s ρ v D N Re = = µ 3 (8,843 lbm / ft )(0,0419 ft / s)(0,0179 ft) -7, lbm/ft.s = 50.93,6039 (Turbulen) Pada N Re = 50.93,6039 dan ε/d =0,006 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

377 Dari Fig Geankoplis (1997) diperoleh harga f = 0,007 Friction loss: A v 1 Sharp edge entrance= h c = 0,55 1 A1 α v elbow 90 = h f = n.kf.. g c v 1 gate valve = h f = n.kf.. g c L v Pipa lurus 40 ft = F f = 4f D.. = (0,75). g c = 1() (0,0419 ) 1 0 = 0,55 ( ) ( 1)( 3,174) = 1, ft.lbf/lbm (0,0419 ) = 4, ( 1)( 3,174) -5 ft.lbf/lbm (0,0419 ) = 5, ( 1)( 3,174) -5 ft.lbf/lbm = 4(0,007) A v 1 Sharp edge exit = h ex 0,55 1 A1 α Total friction loss : F Dari persamaan Bernoulli : α ( 40 )(. 0,0419) ( 0,0179 )..( 3,174) =, ft.lbf/lbm 1 0 = 0,55 ( ) ( 1)( 3,174) =, ft.lbf/lbm P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (0,0146) = 1, ft.lbf/lbm (Geankoplis,1997) dimana : v 1 = v P 1 = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² P = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft²; Z = 0 ft Maka : P ρ = 0 ft.lbf /lb m 3,174 ft/s 0 + 3,174 ft.lbm / lbf.s -3 ( 0 ft) + 0 +, ft.lbf/lbm + Ws = 0 Ws = - 0,000 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η = 80 % Ws = - η x Wp Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

378 - 0,000 = -0,80 x Wp Wp = 5,005 ft.lbf/lbm Daya pompa: P = m x Wp = 0,00087lbm /s 5,0003 ft.lbf/lbm x 1 hp 550 ft. lbf / s = hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1 / 0 hp 9. Clarifier (CL) Fungsi : Memisahkan endapan (flok-flok) yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu Tipe : External Solid Recirculation Clarifier Bentuk : Circular desain Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Carbon steel SA-83 Grade C Data Laju massa air (F 1 ) = 53.40,3649 kg/jam Laju massa Al (SO4) 3 (F ) =,680 kg/jam Laju massa Na CO 3 (F 3 ) = 1,4191 kg/jam Densitas Al (SO 4 ) 3 = kg/m 3 (Perry dan Green, 1999) Densitas Na CO 3 = 1.37 kg/m 3 (Perry dan Green, 1999) Densitas air = 997,045 kg/m 3 Reaksi koagulasi: Al (SO 4 ) Na CO H O Al(OH) Na SO 4 + 3CO Perhitungan Dari Metcalf dan Eddy (1991), diperoleh : Untuk clarifier tipe upflow (radial): Kedalaman air = 3-10 m Settling time = 1-3 jam Dipilih : kedalaman air (H) = 6 m, waktu pengendapan = 1 jam Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

379 Diameter dan Tinggi Clarifier Densitas larutan, ρ = ( 53.40,3649 +, ,4191) , ,045, , = 997,065 kg/m = 0,9970 gr/cm Volume cairan, V = V = 1/4 πd H 53.40,3649 kg/jam 1 jam 997,045 = 53,5606 m 3 4V D = ( ) πh 1/ 4 53,5606 = 3,14 6 1/ = 3,3455 Maka, diameter clarifier = 3,3455 m tinggi clarifier m = 1,5 D = 5,018 m Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik P hid = ρ x g x l = 997,045 kg/m 3 x 9,8 m/det x 6 m = 58.66,46 Pa = 58,66 kpa Tekanan udara luar, P o = 1 atm = 101,35 kpa P operasi = 58,66 kpa + 101,35 kpa = 159,951 kpa Faktor kelonggaran = 5 % Maka, P design = (1,05) (159,951 kpa) = 167,9488 kpa Joint efficiency = 0,8 (Brownell dan Young, 1959) Allowable stress = 87.18,714 kpa (Brownell dan Young, 1959) Faktor korosi (C) = 0,00 in/tahun (Perry dan Green, 1999) Umur alat (A) direncanakan 10 tahun Tebal shell tangki: PD t = + ( C A) SE 1,P (167,9488 kpa) (3,3455 m) = + 0,00 (87.18,714 kpa)(0,8) 1,(167,9488 kpa) 1in = 0,0034 m + 0,0 in 0,054 m = 0,1787 in in tahun 10 tahun Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

380 Tebal shell standart yang digunakan adalah ¼ in Daya Clarifier P = 0,006 D (Ulrich, 1984) dimana: P = daya yang dibutuhkan, kw Sehingga, P = 0,006 (3,5017) = 0,0736 kw = 0,0987 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = ¼ hp 10. Pompa Clarifier (PU-05) Fungsi : Memompa air dari Clarifier ke tangki filtrasi Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : - Temperatur = 8 C - Densitas air (ρ) = ρ = 997,045 kg/m 3 = 6,47 lbm/ft 3 (Geankoplis, 1997) - Viskositas air (µ) = 0,763 cp = 0,0005 lb m /ft s (Geankoplis, 1997) Laju alir massa (F) = 53.40,3649 kg/jam = 3,1876 lb m /detik F 3,1876 lbm/detik Debit air/laju alir volumetrik, Q = = 3 ρ 6,47 lb /ft = 0,5171 ft 3 /s = 0,0146 m 3 /s m Penentuan Diameter Optimum Pipa Untuk aliran turbulen (N Re >100), De = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 (Walas, 1988) Untuk aliran laminar, De = 3,0 Q 0,36 µ 0,18 (Walas, 1988) dengan : D = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft 3 ) Q = laju volumetrik (ft 3 /s) µ = viskositas (cp) Asumsi aliran turbulen, Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

381 D i,opt = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 = 3,9 (0,5171) 0,45 (6,47) 0,13 = 4,959 in = 0,4133 ft Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel Ukuran nominal : 5 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 5,047 in = 0,406 ft Diameter Luar (OD) : 5,563 in = 0,4636 ft Inside sectional area : 0,1390 ft Kecepatan linier, Q A 3 0,5171 ft /s = 0,1390 ft v = t = 3,701 ft/s 3 (6,47 lbm / ft )(3,701 ft / s)(0,406 ft) Bilangan Reynold, N Re = 0,0005 lbm/ft.s = ,534 (Turbulen) Pada N Re = ,534 dan ε/d =0,00036 Dari Fig Geankoplis (003) diperoleh harga f = 0,004 Friction loss: 1 Sharp edge entrance= h c = 0,5 1 A v A 1 α. g c 3, = 0,1075 ft.lbf/lbm = 0,5( ) ( 1)( 3,174) v 3 elbow 90 = h f = n.kf.. g c = 3(0,75) 3,701 (3,174) = 0,4839 ft.lbf/lbm v 1 check valve = h f = n.kf.. Pipa lurus 70 ft = F f = 4f g c L v D... g c = 1(,0) = 4(0,004) 3,701 (3,174) = 0,577 ft.lbf/lbm ( 70 )(. 3,701) ( 0,406 )..( 3,174) = 0,4301 ft.lbf/lbm A1 1 Sharp edge exit = h ex = 1 A v. α. g c Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

382 3, = 0,151 ft.lbf/lbm = ( ) ( 1)( 3,174) Total friction loss : F = 1,8093 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,1997) dimana: v 1 = v P 1 = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² P = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft²; Z = 30 ft Maka : P ρ = 0 ft.lbf /lb m 3,174 ft/s + 3,174 ft.lbm / lbf.s 0 ( 30 ft) + 0 ft.lbf/lbm + 1,8093 ft.lbf/lbm + Ws = 0 Ws = - 31,8093 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η= 80 % Ws = - η x Wp - 31,8093 = -0,80 x Wp Wp = 39,7616 ft.lbf/lbm Daya pompa P = m x Wp 1 hp = 3,1876lbm /s 39,7616 ft.lbf/lbmx 550 ft. lbf / s =,37 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = ½ hp 11. Tangki Filtrasi (TF) Fungsi : Menyaring partikel-partikel yang masih terbawa dalam air yang keluar dari clarifier Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-83 grade C Jumlah Data : 1 unit Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

383 Kondisi penyaringan : Temperatur = 8 C Tekanan = 1 atm Laju massa air = 53.40,3649 kg/jam = 3,1876 lb m /detik Densitas air = 997,045 kg/m 3 = 6,47 lbm/ft 3 (Geankoplis, 1997) Tangki filter dirancang untuk penampungan ¼ jam operasi Direncanakan volume bahan penyaring =1/3 volume tangki Ukuran Tangki Filter 53.40,3649 kg/jam 1/4 jam Volume air, Va = = 13,1789 m ,045 kg/m Faktor keamanan 5 %, volume tangki, V t = 1,05 x 13,1789 = 13,8378 m 3 Volume total = 4/3 x 13,8378 m 3 = 18,4505 m 3 π.di Hs Volume silinder tangki (Vs) = 4 Direncanakan perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki Hs : Di = 3 : 1 3 3π.Di Vs = =,356 Di 4 18,4505 m 3 =,356 Di 3 Di= 1,9858 m; H = 5,9574 m Tinggi penyaring = ¼ x 5,9574 m = 1,4893 m 13,1789 m Tinggi air = 18,4505 m ,9574 m = 4,553 m Perbandingan tinggi tutup tangki dengan diameter dalam adalah 1 : 4 Tinggi tutup tangki = ¼ (1,9858) = 0,4965 m Tekanan hidrostatik Pair = ρ x g x l = 997,045 kg/m 3 x 9,8 m/det x 4,553 m = ,7108 Pa = 41,5787 kpa Tekanan udara luar, P o = 1 atm = 101,35 kpa P operasi = 41,5787 kpa + 101,35 kpa = 14,9037 kpa Faktor kelonggaran 5 % Maka, P design = (1,05) (14,9037 kpa) = 150,0489 kpa Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

384 Joint efficiency = 0,8 (Brownell dan Young, 1959) Allowable stress = psia = 87.18,714 kpa (Brownell dan Young, 1959) Faktor korosi (C) = 0,00 in/tahun (Perry dan Green, 1999) Umur alat (A) direncanakan 10 tahun Tebal shell tangki PD t = + ( C A) SE 1,P (150,0489 kpa) (1,9858 m) = + 0,00 (87.18,714 kpa)(0,8) 1,(150,0489 kpa) 1in = 0,001 m + 0,0 in 0,054 m = 0,104 in Tebal shell standart yang digunakan adalah ¼ in in tahun 10 tahun 1. Pompa Tangki Filtrasi (PU-06) Fungsi : Memompa air dari tangki filtrasi ke tangki utilitas-01 Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : - Temperatur = 5 C - Densitas air (ρ) = 997,045 kg/m 3 = 6,47 lb m /ft 3 (Geankoplis, 1997) - Viskositas air (µ) = 0,8007 cp = 0,0005 lb m /ft s (Geankoplis, 1997) Laju alir massa (F) = 53.40,3649 kg/jam = 3,1876 lb m /detik F 3,1876 lbm/detik Debit air/laju alir volumetrik,, Q = = 3 ρ 6,47 lb /ft = 0,5171 ft 3 /s = 0,0146 m 3 /s Perencanaan Diameter Optimum Pipa m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

385 Untuk aliran turbulen (N Re >100), De = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 (Walas, 1988) Untuk aliran laminar, De = 3,0 Q 0,36 µ 0,18 (Walas, 1988) dengan : D = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft 3 ) Q = laju volumetrik (ft 3 /s) µ = viskositas (cp) Asumsi aliran turbulen, D i,opt = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 = 3,9 (0,5171) 0,45 (6,47) 0,13 = 4,959 in = 0,4133 ft Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel Ukuran nominal : 5 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 5,047 in = 0,406 ft Diameter Luar (OD) : 5,563 in = 0,4636 ft Inside sectional area : 0,1390 ft Kecepatan linier, Q A 3 0,5171 ft /s = 0,1390 ft v = t = 3,701 ft/s 3 (6,47 lbm / ft )(3,701 ft / s)(0,406 ft) Bilangan Reynold, N Re = 0,0005 lbm/ft.s = ,534 (Turbulen) Pada N Re = ,534 dan ε/d =0,00036 Dari Fig Geankoplis (003) diperoleh harga f = 0,004 Friction loss: 1 Sharp edge entrance= h c = 0,5 1 A v A 1 α. g c 3, = 0,1075 ft.lbf/lbm = 0,5( ) ( 1)( 3,174) v 3 elbow 90 = h f = n.kf.. g c = 3(0,75) 3,701 (3,174) = 0,4839 ft.lbf/lbm Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

386 v 1 check valve = h f = n.kf.. Pipa lurus 70 ft = F f = 4f g c L v D... g c = 1(,0) = 4(0,004) 3,701 (3,174) = 0,577 ft.lbf/lbm ( 70 )(. 3,701) ( 0,406 )..( 3,174) = 0,4301 ft.lbf/lbm 1 Sharp edge exit = h ex = 1 A1 A v. α. g c 3, = 0,151 ft.lbf/lbm = ( ) ( 1)( 3,174) Total friction loss : F = 1,8093 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,1997) dimana: v 1 = v P 1 = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² P = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft²; Z = 30 ft Maka : P ρ = 0 ft.lbf /lb m 3,174 ft/s + 3,174 ft.lbm / lbf.s 0 ( 30 ft) + 0 ft.lbf/lbm + 1,8093 ft.lbf/lbm + Ws = 0 Ws = - 31,8093 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η= 80 % Ws = - η x Wp - 31,8093 = -0,80 x Wp Wp = 39,7616 ft.lbf/lbm Daya pompa P = m x Wp 1 hp = 3,1876lbm /s 39,7616 ft.lbf/lbmx 550 ft. lbf / s =,37 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = ½ hp Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

387 13. Tangki Utilitas (TU-01) Fungsi : Menampung air untuk didistribusikan Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-83 grade C Kondisi penyimpanan : Temperatur 8 C dan tekanan 1 atm Jumlah : 1 unit Kondisi operasi: Temperatur = 8 o C Laju massa air = 53.40,3649 kg/jam Densitas air = 997,045 kg/m 3 = 6,47 lbm/ft 3 (Geankoplis, 1997) Kebutuhan perancangan = 1 jam Perhitungan Ukuran Tangki 53.40,3649 kg/jam 1 jam Volume air, Va = = 656,6810 m ,045 kg/m Volume tangki, V t = 1, 656,6810 m 3 = 788,0173 m 3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = : 3 1 V = πd H ,0173 m = πd D ,0173 m = πd 8 Maka, D = 8,7470 m ; H = 13,105 m Tinggi cairan dalam tangki = Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik volumecairan x tinggi silinder volumesilinder 656, ,105 = = 10,9337 m = 35,8714 ft 788,0173 P hid = ρ x g x l = 997,045 kg/m 3 x 9,8 m/det x 10,9337 m = ,631 Pa = 106,8336 kpa Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

388 Tekanan operasi, P o = 1 atm = 101,35 kpa P operasi = 106, ,35 kpa = 08,1586 kpa Faktor kelonggaran = 5 %. Maka, P design = (1,05) (08,1586 kpa) = 18,5665 kpa Joint efficiency = 0,8 (Brownell dan Young, 1959) Allowable stress = psia = 87.18,714 kpa (Brownell dan Young, 1959) Faktor korosi (C) = 0,00 in/tahun Umur alat (A) direncanakan 10 tahun Tebal shell tangki: PD t = + ( C A) SE 1,P (18,5665 kpa) (8,7470 m) = + 0,00 (87.18,714 kpa)(0,8) 1,(18,5665 kpa) 1in = 0,0137 m + 0,0 in 0,054 m = 0,5604 in Tebal shell standart yang digunakan adalah ¾ in (Perry dan Green,1999) in tahun 10 tahun 14. Pompa Utilitas Cation Exchanger (PU-07) Fungsi : Memompa air dari tangki utilitas-01 ke cation exchanger Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : - Temperatur = 8 C - Densitas air (ρ) = 996,601 kg/m 3 = 6,195 lb m /ft 3 (Geankoplis, 1997) - Viskositas air (µ) = 0,8007 cp = 0,0005 lb m /ft s (Geankoplis, 1997) - Laju alir massa (F) = ,311 kg/jam = 31,7763 lb m /detik F 31,7763 lbm/detik Debit air/laju alir volumetrik, Q = = 3 ρ 6,195lb /ft m = 0,5109 ft 3 /s = 0,0145 m 3 /s Perencanaan Diameter Optimum Pipa Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

389 Untuk aliran turbulen (N Re >100), De = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 (Walas, 1988) Untuk aliran laminar, De = 3,0 Q 0,36 µ 0,18 (Walas, 1988) dengan : D = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft 3 ) Q = laju volumetrik (ft 3 /s) µ = viskositas (cp) Asumsi aliran turbulen, maka diameter pipa pompa : D i,opt = 3,91 Q 0,45 ρ 0,13 = 3,91 (0,5109) 0,45 (6,195) 0,13 = 4,9444 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 5 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 5,047 in = 0,406 ft Diameter Luar (OD) : 5,563 in = 0,4636 ft Inside sectional area : 0,1390 ft Kecepatan linear, Bilangan Reynold, Q A 3 0,5109 ft /s = 0,1390 ft v = t = 3,6755 ft/s ρ v D N Re = = µ 3 (6,195 lbm / ft )(3,6755 ft / s)(0,406 ft) 0,0005 lbm/ft.s = 19.96,404 (Turbulen) Pada N Re = 56.33,979 dan ε/d =0,0001 Dari Fig Geankoplis (1997) diperoleh harga f = 0,004 Friction loss: A v 1 Sharp edge entrance= h c = 0,55 1 A1 α 1 0 = 0,55 ( ) ( 1)( 3,174) (3,6755) = 0,1155 ft.lbf/lbm Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

390 v elbow 90 = h f = n.kf.. g c = (0,75) (3,6755) = 0,315 ft.lbf/lbm ( 1)( 3,174) v 1 gate valve = h f = n.kf.. g c L v Pipa lurus 40 ft = F f = 4f D... g c = 1(0,17) = 4(0,004) (3,6755) = 0,0357 ft.lbf/lbm ( 1)( 3,174) = 0,315 ft.lbf/lbm ( 40 )(. 3,6755) ( 0,466 )..( 3,174) A1 v (3,6755) 1 Sharp edge exit = h ex = 0,55 1 A = 0,55 ( 1 0). α. g c ( 1)( 3,174) Total friction loss : F = 0,8967 ft.lbf/lbm = 0,1155 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli : α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,1997) dimana : v 1 = v P 1 = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² P = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² ; P ρ = 0 ft.lbf /lb m Z = 0 ft Maka : 3,174 ft/s + 3,174 ft.lbm / lbf.s 0 ( 0 ft) ,8967 ft.lbf/lbm + Ws = 0 Ws = - 0,8967 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η= 80 % Ws = - η x Wp - 0,8967 = -0,80 x Wp Wp = 6,108 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp = 31,7763 lbm/s 6,0193 ft.lbf/lbm x 1 hp 550 ft. lbf / s Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

391 = 1,5091 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = hp 15. Tangki Pelarutan Asam Sulfat H SO 4 (TP-03) Fungsi : Membuat larutan asam sulfat Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Low Alloy Steel SA 03 grade A Jumlah : 1 Unit Data: Kondisi pelarutan : Temperatur = 8 C ; Tekanan = 1 atm H SO 4 yang digunakan mempunyai konsentrasi 5 % (% berat) Laju massa H SO 4 = 5,4067 kg/jam Densitas H SO 4 = 1.061,7 kg/m 3 = 66,801 lb m /ft 3 (Perry dan Green, 1999) Kebutuhan perancangan = 5 hari Faktor keamanan = 0 % Perhitungan: Ukuran Tangki Volume larutan, 5,4067 kg/jam 4 jam 5hari V l = = 1, m 3 0, ,7 kg/m Volume tangki, V t = 1, 1, m 3 = 14,6664 m 3 Untuk tangki pencampur standart perbandingan diameter dengan tinggi cairan dalam tangki, D : H f = 1 : 1 (Geankoplis, 1997) 1 V = πd H f ,6664 m = πd ( D) ,6664 m = πd 4 Maka: D =,6535 m ; H f =,6535 m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009 3

392 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = : 3 Maka, H = 3,980 m Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik P hid = ρ x g x H f = 1.061,7 kg/m 3 x 9,8 m/det x,6535 m = 7.608,7653 Pa = 7,6087 kpa Tekanan udara luar, P o = 1 atm = 101,35 kpa P operasi = 7,6087 kpa + 101,35 kpa = 18,9337 kpa Faktor kelonggaran 5 % Maka, P design = (1,05) x (18,9337 kpa) = 135,3804 kpa Joint efficiency = 0,8 (Brownell dan Young, 1959) Allowable stress = psia = ,85 kpa (Brownell dan Young, 1959) Faktor korosi (C) = 0,15 in/tahun Umur alat (A) direncanakan 10 tahun Tebal shell tangki: PD t = + ( C A) SE 1,P (135,3804 kpa) (,6535 m) = + 0,15 (87.18,714 kpa)(0,8) 1,(135,3804 kpa) 1in = 0,006 m + 1,5 in 0,054 m = 1,3515 in (Perry & Green,1999) in tahun 10 tahun Tebal shell standart yang digunakan adalah 1 ½ in (Brownell dan Young, 1959) Daya Pengaduk Jenis pengaduk : Flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar (McCabe dkk, 1999), diperoleh: Da/Dt = 1/3 ; Da = 1/3 x,6535 m = 0,8845 m =,9019 ft E/Da = 1 ; E = 0,8845 m L/Da = ¼ W/Da = 1/5 ; L = ¼ x 0,8845 m = 0,11 m ; W = 1/5 x 0,8845 m = 0,1769 m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

393 J/Dt = 1/1 dengan: Dt = diameter tangki Da = diameter impeller E = tinggi turbin dari dasar tangki L = panjang blade pada turbin W = lebar blade pada turbin J = lebar baffle ; J = 1/1 x,6535 m = 0,11 m Kecepatan pengadukan, N = 1 putaran/det Viskositas H SO 4 5 % = 0,01 lb m /ft detik (Othmer, 1967) Bilangan Reynold, ( D ) ρ N a N Re = (Geankoplis, 1997) μ N ( 66,801)( 1)(,9019) Re = = 0, ,1906 N Re > , maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus: 3 5 K T.n.Da ρ P = (McCabe dkk,1999) g c K T = 6, ,3 (1 put/det) (,6535 ft) 66,801lbm/ft = 3,174 lbm.ft/lbf.det 1Hp = 1.707,3168 ft.lbf/det x 550 ft.lbf/det = 3,104 hp P Efisiensi motor penggerak = 80 % Daya motor penggerak = 3,104 = 3,8803 hp 0,8 Daya pompa standart yang dipilih adalah 4 hp 3 (McCabe dkk,1999) 16. Pompa H SO 4 (PU-10) Fungsi : Memompa larutan asam sulfat dari tangki pelarutan asam sulfat ke penukar kation (cation exchanger) Jenis : Pompa injeksi Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

394 Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah Kondisi operasi : : 1 Unit - Temperatur = 8 C - Densitas H SO 4 (ρ) = 1.061,7 kg/m 3 = 66,801 lb m /ft 3 (Geankoplis, 1997) - Viskositas H SO 4 (µ) = 0,01 lb m /ft dtk = 0,0178 Pa.s Laju alir massa (F) = 5,4067 kg/jam = 0,0033 lb m /detik F 0,0033 lbm/detik Debit air/laju alir volumetrik, Q = = 3 ρ 66,801 lb /ft Perencanaan Diameter Optimum Pipa Untuk aliran turbulen (N Re >100), Untuk aliran laminar, m = 4,9955 x 10-5 ft 3 /s = 1,4146 x 10-6 m 3 /s De = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 (Walas, 1988) De = 3,0 Q 0,36 µ 0,18 (Walas, 1988) dengan : D = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft 3 ) Q = laju volumetrik (ft 3 /s) µ = viskositas (cp) Asumsi aliran laminar, maka diameter pipa pompa : D i,opt = 0,133 Q 0,4 µ 0, = 0,133 (4,9955 x 10-5 ) 0,4 (0,0178) 0, = 0,0011 m = 0,0443 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 1/8 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,690 in = 0,04 ft Diameter Luar (OD) : 0,4050 in = 0,0338 ft Inside sectional area : 0,0004 ft Kecepatan linier, Bilangan Reynold, Q A 5 4,9955 x 10 ft = 0,0004 ft v = t 3 /s = 0,149 ft/s ( 66,801)( 0,149)( 0,0443) ρ v D N Re = = = 30,558 μ 0,01 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

395 Aliran adalah laminar, maka dari Pers..10-7, Geankoplis, 1997, diperoleh f = 16/N Re = 16/30,558 = 0,536 Friction loss: A v 1 Sharp edge entrance= h c = 0,55 1 A1 α 1 0 = 0,55 ( ) ( 1)( 3,174) (0,149) = 1, ft.lbf/lbm v elbow 90 = h f = n.kf.. g c = (0,75) (0,149) = 3, ( 1)( 3,174) -4 ft.lbf/lbm v 1 gate valve = h f = n.kf.. g c L v Pipa lurus 40 ft = F f = 4f D... g c = 1() (0,149) = 4, ( 1)( 3,174) -4 ft.lbf/lbm = 4(0,536) A v 1 Sharp edge exit = h ex 0,55 1 A1 α Total friction loss : F = 0,9116 ft.lbf/lbm ( 40 )(. 0,149) ( 0,04 )..( 3,174) 1 0 = 0,55 ( ) ( 1)( 3,174) = 0,917 ft.lbf/lbm (0,149) = 1, ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,1997) dimana: v 1 = v P 1 = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² P = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² ; P ρ = 0 ft.lbf /lb m Z = 0 ft Maka: 3,174 ft/s + 3,174 ft.lbm / lbf.s 0 ( 0 ft) + 0 +,085 ft.lbf/lbm + Ws = 0 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

396 Ws = - 0,917 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η = 80 % Ws = - η x Wp - 0,917 = -0,80 x Wp Wp = 6,1409 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp = 0,00 lbm/s 6,1409 ft.lbf/lbm x = 1, hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 0,5 hp 1 hp 550 ft. lbf / s 17. Penukar Kation/Cation Exchanger (CE) Fungsi : Mengikat kation yang terdapat dalam air umpan ketel Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-83 grade C Jumlah : 1 Unit Kondisi penyimpanan : Temperatur = 8 C Tekanan = 1 atm Data : Laju massa air = ,311 kg/jam = ,9606 gal/jam Densitas air = 996,4 kg/m 3 = 6,195 lbm/ft 3 (Geankoplis,1997) Kebutuhan perancangan = 1 jam Faktor keamanan = 0 % Resin yang digunakan : IRR-1 Ukuran Cation Exchanger Dari Tabel 1.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh: - Diameter penukar kation = 7 ft =,1336 m - Luas penampang penukar kation = 38,5 ft Tinggi resin dalam cation exchanger = 4,956 ft Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

397 Tinggi silinder = 1, 4,956 ft = 5,9474 ft = 1,818 m Diameter tutup = diameter tangki = 7 ft =,1336 m Rasio axis = : 1 1 Tinggi tutup = (,1336) 1,0668 m = (Brownell dan Young, 1959) Sehingga, tinggi cation exchanger = 1,818 m + (1,0668) m = 3,9464 m Tebal Dinding Tangki Tekanan operasi = 1 atm = 101,35 kpa Faktor kelonggaran = 5 % Maka, P design = (1,05) (101,35 kpa) = 106,3913 kpa Joint efficiency = 0,8 (Brownell dan Young, 1959) Allowable stress = psia = 87.18,714 kpa (Brownell dan Young, 1959) Faktor korosi (C) = 0,00 in/tahun Umur alat (A) direncanakan 10 tahun Tebal shell tangki: PD t = + ( C A) SE 1,P (106,3913 kpa) (,1336 m) = + 0,00 (87.18,714 kpa)(0,8) 1,(106,3913 kpa) = 0,0016 m = 0,0841 in 1in 0,054 m + 0,0 in Maka tebal shell standart yang digunakan adalah 1/8 in (Perry dan Green,1999) in tahun 10 tahun 18. Pompa Cation Exchanger (PU-11) Fungsi Jenis Jumlah : Memompa air dari cation exchanger ke anion exchanger : Pompa sentrifugal : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

398 Kondisi operasi : - Temperatur = 8 C - Densitas air (ρ) = 996,601 kg/m 3 = 6,195 lb m /ft 3 (Geankoplis, 1997) - Viskositas air (µ) = 0,8007 cp = 0,0005 lb m /ft s (Geankoplis, 1997) - Laju alir massa (F) = ,311 kg/jam = 31,7763 lb m /detik F 31,7763 lbm/detik Debit air/laju alir volumetrik, Q = = 3 ρ 6,195lb /ft m = 0,5109 ft 3 /s = 0,0145 m 3 /s Perencanaan Diameter Optimum Pipa Untuk aliran turbulen (N Re >100), De = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 (Walas, 1988) Untuk aliran laminar, De = 3,0 Q 0,36 µ 0,18 (Walas, 1988) dengan : D = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft 3 ) Q = laju volumetrik (ft 3 /s) µ = viskositas (cp) Asumsi aliran turbulen, maka diameter pipa pompa : D i,opt = 3,91 Q 0,45 ρ 0,13 = 3,91 (0,5109) 0,45 (6,195) 0,13 = 4,9444 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 5 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 5,047 in = 0,406 ft Diameter Luar (OD) : 5,563 in = 0,4636 ft Inside sectional area : 0,1390 ft Kecepatan linear, Bilangan Reynold, Q A 3 0,5109 ft /s = 0,1390 ft v = t = 3,6755 ft/s Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

399 ρ v D N Re = = µ 3 (6,195 lbm / ft )(3,6755 ft / s)(0,406 ft) 0,0005 lbm/ft.s = 19.96,404 (Turbulen) Pada N Re = 56.33,979 dan ε/d =0,0001 Dari Fig Geankoplis (1997) diperoleh harga f = 0,004 Friction loss: A v 1 Sharp edge entrance= h c = 0,55 1 A1 α 1 0 = 0,55 ( ) ( 1)( 3,174) (3,6755) = 0,1155 ft.lbf/lbm v elbow 90 = h f = n.kf.. g c = (0,75) (3,6755) = 0,315 ft.lbf/lbm ( 1)( 3,174) v 1 gate valve = h f = n.kf.. g c L v Pipa lurus 40 ft = F f = 4f D... g c = 1(0,17) = 4(0,004) (3,6755) = 0,0357 ft.lbf/lbm ( 1)( 3,174) = 0,315 ft.lbf/lbm ( 40 )(. 3,6755) ( 0,466 )..( 3,174) A1 v (3,6755) 1 Sharp edge exit = h ex = 0,55 1 A = 0,55 ( 1 0). α. g c ( 1)( 3,174) Total friction loss : F = 0,8967 ft.lbf/lbm = 0,1155 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli : α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,1997) dimana : v 1 = v P 1 = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² P = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² ; P ρ = 0 ft.lbf /lb m Z = 0 ft Maka : Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

400 3,174 ft/s + 3,174 ft.lbm / lbf.s 0 ( 0 ft) ,8967 ft.lbf/lbm + Ws = 0 Ws = - 0,8967 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η= 80 % Ws = - η x Wp - 0,8967 = -0,80 x Wp Wp = 6,108 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp = 31,7763 lbm/s 6,0193 ft.lbf/lbm x = 1,5091 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = hp 1 hp 550 ft. lbf / s 19. Tangki Pelarutan NaOH (TP-04) Fungsi : Tempat membuat larutan NaOH Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-83 grade C Jumlah : 1 unit Data : NaOH yang digunakan berupa larutan 4 % (% berat) Laju massa NaOH = 11,9737 kg/jam Kondisi pelarutan = Temperatur 8 C dan tekanan 1 atm Densitas larutan NaOH 4 % = kg/m 3 = 94,7654 lb m /ft 3 (Perry dan Green, 1999) Kebutuhan perancangan = 5 hari Faktor keamanan = 0 % Perhitungan Ukuran Tangki Volume larutan, 11,9737 kg/jam 4 jam/hari 5hari V l = = 3 0, kg/m 3,6634 m 3 Volume tangki, V t = 1, 3,6634 m 3 = 8,3961 m 3 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

401 Untuk tangki pencampur standart perbandingan diameter dengan tinggi cairan dalam tangki, D : H f = 1 : 1 (Geankoplis, 1997) 1 V πd H ,3961 m = πd ,3961 m = πd 4 = f ( D) Maka: D = 3,307 m ; H f = 3,307 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = : 3 Maka, H = 4,9608 Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik P hid = ρ x g x H f = kg/m 3 x 9,8 m/det x 3,307 m = ,300 Pa = 49,199 kpa Tekanan udara luar, P o = 1 atm = 101,35 kpa P operasi = 49,199 kpa + 101,35 kpa = 150,54 kpa Faktor kelonggaran 5 % Maka, P design = (1,05) x (150,54 kpa) = 158,0504 kpa Joint efficiency = 0,8 (Brownell dan Young,1959) Allowable stress = 87.18,714 kpa (Brownell dan Young,1959) Faktor korosi (C) = 0,00 in/tahun (Perry dan Green,1999) Umur alat (A) direncanakan 10 tahun Tebal shell tangki PD t = + ( C A) SE 1,P (158,0504 kpa) (3,307 m) = + 0,00 (87.18,714 kpa)(0,8) 1,(158,0504 kpa) 1in = 0,0037 m + 0,0 in 0,054 m = 0,1677 in Maka tebal shell standar yang digunakan ¼ in Daya Pengaduk Jenis pengaduk : Flat 6 blade turbin impeller in tahun 10 tahun Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

402 Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar (McCabe dkk, 1999), diperoleh: Da/Dt = 1/3 E/Da = 1 L/Da = ¼ W/Da = 1/5 J/Dt = 1/1 dengan : Dt = diameter tangki Da = diameter impeller ; Da = 1/3 x 3,307 m = 1,104 m = 3,6167 ft ; E = 3,6167 m ; L = ¼ x 3,6167 m = 0,904 m ; W = 1/5 x 3,6167 m = 0,733 m E = tinggi turbin dari dasar tangki L = panjang blade pada turbin W = lebar blade pada turbin J = lebar baffle ; J = 1/1 x 3,307 m = 0,756 m Kecepatan pengadukan, N = 1 putaran/det Viskositas NaOH 4 % = 4, lb m /ft detik ( Othmer, 1967) Bilangan Reynold, ( 94,7654)( 1)( 3,6167) N Re = = -4 4,30.10 ( D ) ρ N a N Re = (Geankoplis, 1997) μ ,404 N Re > , maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus: 3 5 K T.n.Da ρ P = (McCabe dkk,1999) g c K T = 6, ,3 (1 put/det) (3,6167 ft) 94,7654 lbm/ft = 3,174 lbm.ft/lbf.det 1Hp = 11.48,7979ft.lbf/det x 550 ft.lbf/det = 0,8778 hp P Efisiensi motor penggerak = 80 % Daya motor penggerak = 0,8778 = 6,0973 hp 0,8 3 (McCabe dkk,1999) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

403 Maka daya motor yang dipilih adalah 7 hp. 0. Pompa NaOH (PU-1) Fungsi : Memompa larutan natrium hidroksida (NaOH) dari tangki pelarutan ke penukar anion (anion exchanger) Jenis : Pompa injeksi Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : - Temperatur = 8 C - Densitas NaOH (ρ) = kg/m 3 = 94,766 lb m /ft 3 (Geankoplis, 1997) - Viskositas NaOH (µ) = 0,0004 lb m /ft dtk =, Pa.s Laju alir massa (F) = 11,9737 kg/jam = 0,0073 lb m /detik F 0,0073 lbm/detik Debit air/laju alir volumetrik, Q = = 3 ρ 94,766 lb /ft = 7,7376 x 10-5 ft 3 /s =,191 x 10-6 m 3 /s Perencanaan Diameter Optimum Pipa Untuk aliran turbulen (N Re >100), De = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 (Walas, 1988) Untuk aliran laminar, De = 3,0 Q 0,36 µ 0,18 (Walas, 1988) dengan : D = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft 3 ) Q = laju volumetrik (ft 3 /s) µ = viskositas (cp) Asumsi aliran turbulen, maka diameter pipa pompa : D i,opt = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 = 3,9 (7,7376 x 10-5 ) 0,45 (94,766) 0,13 = 0,0995 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 1/8 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,690 in = 0,04 ft m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

404 Diameter Luar (OD) : 0,4050 in = 0,0388 ft Inside sectional area : 0,0004 ft Kecepatan linear, Bilangan Reynold, Q A ,7376 x 10 ft /s = 0,0004 ft v = t = 0,1934 ft/s ρ v D (94,766 N Re = = µ = 954,5031 (Turbulen) Sehingga f = 16/N Re = 16/954,5031 = 0,0167 Friction loss: 3 lbm / ft )(0,1934 ft / s)(0,04 ft) -4 4, lbm/ft.s A v 1 Sharp edge entrance= h c = 0,55 1 A1 α (0,1934 ) 1 0 = 0,55 ( ) ( 1)( 3,174) = 3, ft.lbf/lbm v elbow 90 = h f = n.kf.. g c = (0,75) (0,1934) = 8, ( 1)( 3,174) -4 ft.lbf/lbm v 1 gate valve = h f = n.kf.. g c L v Pipa lurus 30 ft = F f = 4f D... g c = 1() (0,1934) = 1, ( 1)( 3,174) -3 ft.lbf/lbm = 4(0,0167) A v 1 Sharp edge exit = h ex 0,55 1 A1 α Total friction loss : F Dari persamaan Bernoulli α = 0,05 ft.lbf/lbm ( 30 )(. 0,1934) ( 0,04 )..( 3,174) 1 0 = 0,55 ( ) ( 1)( 3,174) = 0,0547 ft.lbf/lbm P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (0,1934) = 3, ft.lbf/lbm (Geankoplis,1997) dimana: v 1 = v P 1 = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² P = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft²; P ρ = 0 ft.lbf /lb m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

405 Z = 0 ft Maka: 3,174 ft/s + 3,174 ft.lbm / lbf.s 0 ( 0 ft) ,0547 ft.lbf/lbm + Ws = 0 Ws = - 0,0547 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η = 80 % Ws = - η x Wp - 0,0547 = -0,80 x Wp Wp = 5,0683 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp = 0,0073 lbm/s 5,0683 ft.lbf/lbmx 1 hp 550 ft. lbf / s = 0,00033 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 0,5 hp 1. Penukar Anion (anion exchanger) (AE) Fungsi : Mengikat anion yang terdapat dalam air umpan ketel Bentuk : Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-83 grade C Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur = 8 C Tekanan = 1 atm Data : Laju massa air = ,311 kg/jam = ,9606 gal/jam Densitas air = 996,4 kg/m 3 = 6,195 lbm/ft 3 (Geankoplis,1997) Kebutuhan perancangan = 1 jam Faktor keamanan = 0 % Resin yang digunakan : IRA-410 Ukuran Anion Exchanger Dari Tabel 1.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh: - Diameter penukar anion = 7 ft =,1336 m - Luas penampang penukar anion = 38,5 ft Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

406 Tinggi resin dalam anion exchanger = 3,979 ft Tinggi silinder = 1, 3,979 ft = 39,5135 ft = 1,0438 m Diameter tutup = diameter tangki = 7 ft =,1336 m Rasio axis = : 1 1 Tinggi tutup = (,1336) 1,0668 m = (Brownell dan Young, 1959) Sehingga, tinggi anion exchanger = 1,0438 m + (1,0668) m Tebal Dinding Tangki Tekanan operasi = 1 atm = 101,35 kpa Faktor kelonggaran 5 % Maka, P design = (1,05) (101,35 kpa) = 106,3913 kpa = 14,1774 m Joint efficiency = 0,8 (Brownell dan Young, 1959) Allowable stress = psia = 87.18,714 kpa (Brownell dan Young, 1959) Faktor korosi (C) = 0,00 in/tahun (Perry dan Green, 1999) Umur alat (A) direncanakan 10 tahun Tebal shell tangki: PD t = + ( C A) SE 1,P (106,3913 kpa) (,1336 m) = + 0,00 (87.18,714 kpa)(0,8) 1,(106,3913 kpa) 1in = 0,0016 m + 0,0 in 0,054 m = 0,0841 in Maka tebal shell standart yang digunakan adalah ¼ in in tahun 10 tahun. Pompa Anion Exchanger (PU-13) Fungsi : Memompa air dari anion exchanger ke deaerator Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

407 Kondisi operasi : - Temperatur = 8 C - Densitas air (ρ) = 996,4 kg/m 3 = 6,195 lb m /ft 3 (Geankoplis, 1997) - Viskositas air (µ) = 0,763 cp = 0, lb m /ft s (Geankoplis, 1997) - Laju alir massa (F) = ,311 kg/jam = 31,7763 lb m /detik F 31,7763 lbm/detik Debit air/laju alir volumetrik, Q = = 3 ρ 6,195lb /ft = 0,5109 ft 3 /s = 0,0145 m 3 /s Perencanaan Diameter Optimum Pipa Untuk aliran turbulen (N Re >100), De = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 (Walas, 1988) Untuk aliran laminar, De = 3,0 Q 0,36 µ 0,18 (Walas, 1988) dengan : D = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft 3 ) Q = laju volumetrik (ft 3 /s) µ = viskositas (cp) Asumsi aliran turbulen, maka diameter pipa pompa : D i,opt = 3,91 Q 0,45 ρ 0,13 = 3,91 (0,5109) 0,45 (6,195) 0,13 = 4,9444 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 5 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 5,047 in = 0,406 ft Diameter Luar (OD) : 5,563 in = 0,4636 ft Inside sectional area : 0,1390 ft m Kecepatan linear, Bilangan Reynold, Q A 3 0,5109 ft /s = 0,1390 ft v = t = 3,6755 ft/s ρ v D N Re = = µ = 19.96,404 (Turbulen) 3 (6,195 lbm / ft )(3,6755 ft / s)(0,406 ft) 0,0005 lbm/ft.s Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

408 Pada N Re = 56.33,979 dan ε/d =0,0001 Dari Fig Geankoplis (1997) diperoleh harga f = 0,004 Friction loss: A v 1 Sharp edge entrance= h c = 0,55 1 A1 α 1 0 = 0,55 ( ) ( 1)( 3,174) (3,6755) = 0,1155 ft.lbf/lbm v elbow 90 = h f = n.kf.. g c = (0,75) (3,6755) = 0,315 ft.lbf/lbm ( 1)( 3,174) v 1 gate valve = h f = n.kf.. g c L v Pipa lurus 40 ft = F f = 4f D... g c = 1(0,17) = 4(0,004) (3,6755) = 0,0357 ft.lbf/lbm ( 1)( 3,174) = 0,315 ft.lbf/lbm ( 40 )(. 3,6755) ( 0,466 )..( 3,174) A1 v (3,6755) 1 Sharp edge exit = h ex = 0,55 1 A = 0,55 ( 1 0). α. g c ( 1)( 3,174) Total friction loss : F Dari persamaan Bernoulli : α = 0,8967 ft.lbf/lbm P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ = 0,1155 ft.lbf/lbm (Geankoplis,1997) dimana : v 1 = v P 1 = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² P = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² ; P ρ = 0 ft.lbf /lb m Z = 0 ft Maka : 3,174 ft/s + 3,174 ft.lbm / lbf.s 0 ( 0 ft) ,8967 ft.lbf/lbm + Ws = 0 Ws = - 0,8967 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η= 80 % Ws = - η x Wp Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

409 - 0,8967 = -0,80 x Wp Wp = 6,108 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp = 31,7763 lbm/s 6,0193 ft.lbf/lbm x = 1,5091 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = hp 1 hp 550 ft. lbf / s 3. Deaerator (DE) Fungsi Bentuk : Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air umpan ketel : Silinder horizontal dengan tutup atas dan bawah elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-83 grade C Jumlah Kondisi operasi : 1 unit Kebutuhan Perancangan : Temperatur = 80 0 C Tekanan = 1 atm = 4 jam Laju alir massa air =.483,044 kg/jam = 1,506 lb m /detik Densitas air (ρ) = 965,31 kg/m 3 = 60,66 lbm/ft 3 (Perry dan Green, 1999) Faktor keamanan = 0 % Perhitungan Ukuran Tangki Volume air,.483,044 kg/jam 4 jam V a = = 3 965,31 kg/m Volume tangki, V t = 1, 61,7339 m 3 = 74,0807 m 3 61,7339 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tangki, D : H = : 3 1 V = πd H ,0807 m = πd D ,0807 m = πd 8 Maka: D = 3,977 m ; H = 5,9658 m 61,7339 Tinggi cairan dalam tangki = 74,0807 5,9658 = 4,9715 m 3 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

410 Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = 3,977 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tutup, D : H = 4 : 1 Tinggi tutup = Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik 1 x 3,977 m = 0,9943 m (Brownell dan Young, 1959) 4 P hid = ρ x g x l = 965,31 kg/m 3 x 9,8 m/det x 4,9715 m = ,1148 Pa = 47,0311 kpa Tekanan udara luar, P o = 1 atm = 101,35 kpa P operasi = 47,0311 kpa + 101,35 kpa = 148,3561 kpa Faktor kelonggaran 5 % Maka, P design = (1,05) (148,3561 kpa) = 155,774 kpa Joint efficiency = 0,8 (Brownell dan Young, 1959) Allowable stress = 87.18,714 kpa (Brownell dan Young, 1959) Faktor korosi (C) = 0,00 in/tahun Umur alat (A) direncanakan 10 tahun Tebal shell tangki: PD t = + ( C A) SE 1,P (155,774 kpa) (3,977 m) = + 0,00 (87.18,714 kpa)(0,8) 1,(155,774 kpa) 1in = 0,0044 m + 0,0 in 0,054 m = 0,195 in Maka tebal shell yang digunakan ¼ in in tahun (Perry dan Green,1999) 10 tahun 4. Pompa Deaerator (PU-17) Fungsi : Memompa air dari deaerator ke ketel uap Jenis : Pompa rotari tipe internal-gear pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

411 Kondisi operasi : - Temperatur = 80 C - Densitas air (ρ) = 965,31 kg/m 3 = 60,66 lb m /ft 3 (Geankoplis, 1997) - Viskositas air (µ) = 0,763 cp = 0, lb m /ft s (Geankoplis, 1997) - Laju alir massa (F) = 481,403 kg/jam = 0,947 lb m /detik F 0,974 lbm/detik Debit air/laju alir volumetrik, Q = = 3 ρ 60,66 lb /ft = 0,0049 ft 3 /s = 0,00014 m 3 /s Perencanaan Diameter Optimum Pipa Untuk aliran turbulen (N Re >100), De = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 (Walas, 1988) Untuk aliran laminar, De = 3,0 Q 0,36 µ 0,18 (Walas, 1988) dengan : D = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft 3 ) Q = laju volumetrik (ft 3 /s) µ = viskositas (cp) Asumsi aliran turbulen, maka diameter pipa pompa : D i,opt = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 = 3,9 (0,0049) 0,45 (60,66) 0,13 = 0,6068 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : ½ in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,6 in = 0,0518 ft Diameter Luar (OD) : 0,84 in = 0,07 ft Inside sectional area : 0,0011 ft m Kecepatan linear, Bilangan Reynold, Q A 3 0,0049 ft /s = 0,0011 ft v = t =,3333 ft/s 3 ρ v D (60,66 lbm / ft )(,3333 ft / s)(0,0518 N Re = = µ 0,0005 lbm/ft.s = ,3494 (Turbulen) ft) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

412 Pada N Re = ,3494 dan ε/d =0,0009 Dari Fig Geankoplis (1997) diperoleh harga f = 0,007 Friction loss: A v 1 Sharp edge entrance= h c = 0,55 1 A1 α 1 0 = 0,55 ( ) ( 1)( 3,174) (,3333) = 0,0465 ft.lbf/lbm v elbow 90 = h f = n.kf.. g c = (0,75) (,3333) = 0,169 ft.lbf/lbm ( 1)( 3,174) v 1 gate valve = h f = n.kf.. g c L v Pipa lurus 60 ft = F f = 4f D... g c = 1(0,17) = 4(0,007) (,3333) = 0,0144 ft.lbf/lbm ( 1)( 3,174) =,7440 ft.lbf/lbm ( 60 )(.,3333) ( 0,0518 )..( 3,174) A1 v (,3333) 1 Sharp edge exit = h ex = 0,55 1 A = 0,55 ( 1 0). α. g c ( 1)( 3,174) Total friction loss: F =,9783 ft.lbf/lbm = 0,0465 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,1997) dimana: v 1 = v P 1 = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² P = 1013,5 kpa = 1.16,81 lb f /ft² ; P ρ = 306,313 ft.lbf /lb m Z = 50 ft Maka : 3,174 ft/s + 3,174 ft.lbm / lbf.s 0 ( 50 ft) + 306,313 +,9783 ft.lbf/lbm + Ws = 0 Ws = - 5,9783 ft.lbf/lbm Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

413 Effisiensi pompa, η= 80 % Ws = - η x Wp - 5,9783 = -0,80 x Wp Wp = 66,9 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp = 0,974 lbm/s 446,68 ft.lbf/lbm x = 0,0358 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 1/16 hp 1 hp 550 ft. lbf / s 5. Ketel Uap (KU) Fungsi Jenis Jumlah : Menyediakan uap untuk keperluan proses : Ketel pipa api : 1 unit Bahan konstruksi : Carbon steel Data : Total kebutuhan uap =.406,016 kg/jam = 5.304,794 lbm/jam Uap panas yang digunakan bersuhu C pada tekanan 4,7 atm Panas yang harus disuplai boiler = ,3 Btu/jam (Subbab 7.6) W = P = 34,5x P x 970,3 H W x H 34,5 x 970,3 (Caplan, 1980) dimana: (W x H) = panas yang harus disuplai boiler P = ,3 = 145,989 34,5 970,3 hp Menghitung Jumlah Tube Dari ASTM Boiler Code, permukaan bidang pemanas = 10 ft /hp Luas permukaan perpindahan panas, A = P x 10 ft /hp = 145,989 hp x 10 ft /hp = 1.459,89 ft Direncanakan menggunakan tube dengan spesifikasi : Panjang tube (L) = 30 ft Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

414 Diameter tube Luas permukaan pipa (a ) Sehingga jumlah tube (N t ) = 3 in = 0,9170 ft / ft N t = A (1.459,89 ft ) = = buah ' 53, L x a 30 ft x 0,9170 ft / ft 6. Pompa Air Pendingin (PU-08) Fungsi : Memompa air dari tangki utilitas (TU-01) ke titik temu air pendingin dari cooling tower Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : - Temperatur = 5 C - Densitas air (ρ) = 997,045 kg/m 3 = 6,47 lb m /ft 3 (Geankoplis, 1997) - Viskositas air (µ) = 0,8036 cp = 0,0005 lb m /ft detik (Geankoplis, 1997) Laju alir massa (F) = 175,545 kg/jam = 0,1075 lb m /detik F 0,1075 lbm/detik Debit air/laju alir volumetrik, Q = = 3 ρ 6,47 lb /ft = 0,0017 ft 3 /s = 0,00005 m 3 /s Perencanaan Diameter Optimum Pipa Untuk aliran turbulen (N Re >100), De = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 (Walas, 1988) Untuk aliran laminar, De = 3,0 Q 0,36 µ 0,18 (Walas, 1988) dengan : D = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft 3 ) Q = laju volumetrik (ft 3 /s) µ = viskositas (cp) Asumsi aliran turbulen, maka diameter pipa pompa : D i,opt = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 = 3,9 (0,0017) 0,45 (6,47) 0,13 = 0,3784 in m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

415 Dari Appendiks A.5 Geankoplis (003), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 3/8 in Schedule number : 80 Diameter Dalam (ID) : 0,43 in = 0,0353 ft Diameter Luar (OD) : 0,675 in = 0,0563 ft Inside sectional area : 0,00098 ft Kecepatan linear, Bilangan Reynold, = Q A 3 0,0017 ft /s = 0,00098 ft v t = 1,7347 ft/s 3 ρ v D (6,47 lbm / ft )(1,7347 ft / s)(0,0798 ft) N Re = = µ 0,0005 lbm/ft.s = 17.33,566 (Turbulen) Pada N Re = 17.33,566 dan ε/d =0,0013 Dari Fig Geankoplis (003) diperoleh harga f = 0,006 Friction loss: A v 1 Sharp edge entrance= h c = 0,55 1 A1 α v elbow 90 = h f = n.kf.. g c v 1 gate valve = h f = n.kf.. g c L.v Pipa lurus 60 ft = F f = 4f D..g = (0,75) = 1(0,17) c = 4(0,006) 1 0 = 0,55 ( ) ( 1)( 3,174) (1,7347) = 0,057 ft.lbf/lbm (1,7347 ) = 0,0701 ft.lbf/lbm ( 1)( 3,174) (1,7347) = 0,0079 ft.lbf/lbm ( 1)( 3,174) ( 60 ).1,7347 ( 0,0798 )..( 3,174) = 0,8439 ft.lbf/lbm A1 v (,653 ) 1 Sharp edge exit = h ex = 0,55 1 A = 0,55 ( 1 0). α. g c ( 1)( 3,174) Total friction loss : F = 0,9733 ft.lbf/lbm = 0,057 ft.lbf/lbm Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

416 Dari persamaan Bernoulli α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,1997) dimana: v 1 = v P 1 = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² P = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft²; Z = 40 ft Maka : P ρ = 0 ft.lbf /lb m 3,174 ft/s + 3,174 ft.lbm / lbf.s 0 ( 40 ft) ,9733 ft.lbf/lbm + Ws = 0 Ws = - 40,9733 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η = 80 % Ws = - η x Wp - 40,9733 = -0,80 x Wp Wp = 51,166 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp = 0,8175 lbm/s 51,166 ft.lbf/lbmx = 0,0761 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1/8 hp 1 hp 550 ft. lbf / s 7. Pompa Tangki Utilitas-01 (PU-09) Fungsi : Memompa air dari tangki utilitas-01 ke tangki utilitas-0 Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : - Temperatur = 5 C - Densitas air (ρ) = 997,045 kg/m 3 = 6,47 lb m /ft 3 (Geankoplis, 1997) - Viskositas air (µ) = 0,73 cp = 0,0005 lb m /ft detik (Geankoplis, 1997) - Laju alir massa (F) = 857,7 kg/jam = 0,55 lb m /detik Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

417 F 0,55 lbm/detik Debit air/laju alir volumetrik, Q = = 3 ρ 6,47 lb /ft = 0,0084 ft 3 /s = 0,0004 m 3 /s Perencanaan Diameter Optimum Pipa Untuk aliran turbulen (N Re >100), De = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 (Walas, 1988) Untuk aliran laminar, De = 3,0 Q 0,36 µ 0,18 (Walas, 1988) dengan : D = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft 3 ) Q = laju volumetrik (ft 3 /s) µ = viskositas (cp) Asumsi aliran turbulen, maka diameter pipa pompa : D i,opt = 0,363 Q 0,45 ρ 0,13 = 3,9 (0,0084) 0,45 (6,47) 0,13 = 0,7766 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : ¾ in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,84 in = 0,0687 ft Diameter Luar (OD) : 1,050 in = 0,0875 ft Inside sectional area : 0,0030 ft m Kecepatan linear, Bilangan Reynold, Q A 3 0,0084 ft /s = 0,0030 ft v = t =,8 ft/s 3 ρ v D (6,47 lbm / ft )(,8 ft / s)(0,0687 ft) N Re = = µ 0,0005 lbm/ft.s = 3.947,6658 (Turbulen) Pada N Re = 3.947,6658 dan ε/d =0,00067 Dari Fig Geankoplis (1997) diperoleh harga f = 0,006 Friction loss: Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

418 A v 1 Sharp edge entrance= h c = 0,55 1 A1 α 1 0 = 0,55 ( ) ( 1)( 3,174) (,8) = 0,067 ft.lbf/lbm v elbow 90 = h f = n.kf.. g c = (0,75) (,8) = 0,188 ft.lbf/lbm ( 1)( 3,174) v 1 gate valve = h f = n.kf.. g c L v Pipa lurus 40 ft = F f = 4f D... g c = 1(0,17) = 4(0,006) (,8) = 0,007 ft.lbf/lbm ( 1)( 3,174) = 1,705 ft.lbf/lbm ( 40 )(.,8) ( 0,0687)..( 3,174) A1 v (,8) 1 Sharp edge exit = h ex = 0,55 1 A = 0,55 ( 1 0). α. g c ( 1)( 3,174) Total friction loss : F =,04 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ = 0,067 ft.lbf/lbm (Geankoplis,1997) dimana: v 1 = v P 1 = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² P = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft²; Z = 30 ft Maka: P ρ = 0 ft.lbf /lb m 3,174 ft/s + 3,174 ft.lbm / lbf.s 0 ( 30 ft) + 0 +,04 ft.lbf/lbm + Ws = 0 Ws = - 3,04 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η = 80 % Ws = - η x Wp - 3,04 = -0,80 x Wp Wp = 40,05 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

419 1 hp = 0,55 lbm/s 38,740 ft.lbf/lbmx 550 ft. lbf / s = 0,038 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1/8 hp 8. Tangki Utilitas (TU-0) Fungsi : Menampung air yang telah diolah untuk keperluan air domestik Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-83 grade C Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur 5 C dan tekanan 1 atm Laju massa air = 857,7 kg/jam = 0,55 lbm/dtk Densitas air = 997,045 kg/m 3 = 6,1936 lbm/ft 3 Kebutuhan perancangan = 4 jam Perhitungan Ukuran Tangki 857,7 kg/jam 4 jam Volume air, Va = = 0,6355 m ,045 kg/m Volume tangki, V t = 1, 0,6355 m 3 = 4,765 m 3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = : 3 4,765 m 4,765 m V = 3 3 = = 1 πd 4 1 πd 4 1 πd 3 3 H 4 D 3 Maka D =,8707 m; H = 4,3061 m Tinggi cairan dalam tangki = volumecairan x tinggi silinder volumesilinder Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

420 Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik 0,6355 4,3061 = = 3,5885 m = 11,7730 ft 4,765 P hid = ρ x g x l = 997,045 kg/m 3 x 9,8 m/det x 3,5885 m = ,3806 Pa = 35,0633 kpa Tekanan operasi, P o = 1 atm = 101,35 kpa P operasi = 35, ,35 kpa = 136,3883 kpa Faktor kelonggaran 5 %. Maka, P design = (1,05)( 136,3883 kpa) = 143,077 kpa Joint efficiency = 0,8 (Brownell dan Young, 1959) Allowable stress = 87.18,714 kpa (Brownell dan Young,1959) Faktor korosi (C) = 0,00 in/tahun (Perry dan Green, 1999) Umur alat (A) direncanakan 10 tahun Tebal shell tangki: PD t = + ( C A) SE 1,P (143,077 kpa) (,8707 m) = + 0,00 (87.18,714 kpa)(0,8) 1,(143,077 kpa) 1in = 0,009 m + 0,0 in 0,054 m = 0,1361 in Tebal shell standar yang dibutuhkan adalah ¼ in 9. Tangki Pelarutan Kaporit (TP-05) in tahun Fungsi : Membuat larutan kaporit [Ca(ClO) ] Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Plate Steel SA 167, Tipe 304 Jumlah : 1 unit Data: Kondisi pelarutan: Temperatur = 5 C Tekanan = 1 atm Ca(ClO) yang digunakan berupa larutan 70 % (% berat) Laju massa Ca(ClO) = 0,0017 kg/jam 10 tahun Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

421 Densitas Ca(ClO) 70 % = 1.7 kg/m 3 (Perry & Green, 1999) Kebutuhan perancangan = 90 hari Faktor keamanan = 0 % Perhitungan: Ukuran Tangki Volume larutan, 0,0017 kg/jam 4 jam/hari 90 hari V l = = 3 0,7 1.7 kg/m Volume tangki, V t = 1, 0,0041 m 3 = 0,0049 m 3 0,0041m Untuk tangki pencampur standart perbandingan diameter dengan tinggi cairan dalam tangki, D : H f = 1 : 1 (Geankoplis, 1997) 1 V = πd H ,0049 m = πd ,0049 m = πd 4 f ( D) Maka: D = 0,1847 m ; H f = 0,1847 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = : 3 Maka, H = 0,771 3 Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik P hid = ρ x g x H f = 17 kg/m 3 x 9,8 m/det x 0,1847 m =.30,3963 Pa =,304 kpa Tekanan udara luar, P o = 1 atm = 101,35 kpa P operasi =,304 kpa + 101,35 kpa = 103,674 kpa Faktor kelonggaran = 5 % Maka, P design = (1,05) x (103,674 kpa) = 108,8088 kpa Allowable working stress (s) = 87.18,714 kpa (Brownell & Young, 1959) Efisiensi sambungan (E) = 0,80 (Brownell & Young, 1959) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

422 Tebal dinding silinder tangki: PD t = + A SE 1,P = 0,00014 m = 0,057 in ( C ) (108,8088 kpa) (0,1847 m) = + 0,00 (87.18,714 kpa)(0,8) 1,(108,8088 kpa) 1in 0,054 m + 0,0 in Dipilih tebal tangki standar 1/8 in. Daya Pengaduk Tipe pengaduk Jumlah baffle : Flat 6 blade turbin impeller : 4 buah Untuk turbin standar (McCabe dkk, 1999), diperoleh: Dt/Da = 3, E/Da = 1 L/Da = ¼ W/Da = 1/5 J/Dt = 1/1 in tahun ; Da = 1/3 x 0,1847 m = 0,0616 m = 0,019 ft ; E = 0,0616 m Kecepatan pengadukan, N = 1 rps ; L = ¼ x 0,0616 m = 0,0154 m ; W = 1/5 x 0,0616 m = 0,013 m ; J = 1/1 x 0,1847 m = 0,0154 m 10 tahun Viskositas kaporit 70% = 6, lbm/ft.det (Othmer dan Kirk, 1967) Bilangan Reynold, N Re = ρn(da) µ (79,4088)(1)(0,1847) = 4.031,3689 6, = 4 Dari grafik 3.4-5, Geankoplis, 003 untuk N Re = 4.031,3689 diperoleh Np = 3, sehingga: P = N p 3 N Da g c 5 ρ = =, Hp Efisiensi motor penggerak = 80% 3 5 (3)(1) (0,1847) (79,4088) 3,174(550) 6, Daya motor penggerak = = 3, Hp 0,8 Digunakan daya pompa standar 1 / 0 hp. Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

423 30. Pompa Kaporit (PU-14) Fungsi : Memompa larutan kaporit dari tangki pelarutan kaporit ke tangki utilitas-0 Jenis : Pompa injeksi Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi: Temperatur = 8 C Densitas kaporit (ρ) = 1.7 kg/m 3 = 79,411 lb m /ft 3 (Perry & Green, 1999) Viskositas kaporit (µ) = 6, lb m /ft detik = Pa.s (Perry & Green, 1999) Laju alir massa (F) = 0,0017 kg/jam = 1, lb m /detik Laju alir volume, Q = F = ρ 6 1, lbm / det ik 8 = 1, ,411 lbm / ft = 3, m 3 /s ft 3 /s Perhitungan Diameter Optimum Diameter optimum, D i,opt = 0,133 Q 0,4 µ 0, (Peters dan Timmerhaus,004) dengan : D i,opt = diameter optimum (m) ρ = densitas (kg/m 3 ) Q = laju volumetrik (m 3 /s) µ = viskositas (Pa.s) Maka : D i,opt = 0,133 (3, ) 0,4 (0,001) 0, = 5, m =, in Spesifikasi pipa yang digunakan: (Geankoplis, 1997) - Ukuran pipa nominal = 1/8 in - Schedule pipa = 40 - Diameter dalam (ID) = 0,69 in = 0,04 ft - Diameter luar (OD) = 0,405 in = 0,0338 ft - Luas penampang dalam (A t ) = 0,0004 ft - Bahan konstruksi = commercial steel Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

424 Kecepatan linier, v = Bilangan Reynold, N Q A t 8 3 1, ft / s 5 = = 3, ,0004 ft ρ v D µ ft / s 5 ( 79,411)( 3, )( 0,04) Re = = = 4 6, ,0868 Aliran adalah laminar, maka dari Pers..10-7, Geankoplis, 1997, diperoleh : f = 16/N Re = 16/0,0868 = 184,3318 Friction loss: A v 1 Sharp edge entrance= h c = 0,55 1 A1 α = 0,55 ( 1 0) (3, ( 1)( 3,174) = 9, ft.lbf/lbm ) v elbow 90 = h f = n.kf.. g c = (0,75) (3, ) ( 1)( 3,174) =, ft.lbf/lbm v 1 gate valve = h f = n.kf.. g c L v Pipa lurus 30 ft = F f = 4f D... g c = 1() A v 1 Sharp edge exit = h ex 0,55 1 A1 α Total friction loss : F Dari persamaan Bernoulli: α (3, ) ( 1)( 3,174) = 4(184,3318) ( 30 )(. -5 3,75.10 ) = 1, ft.lbf/lbm = 0,55 ( 1 0) = 1, ft.lbf/lbm P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ = 3, ft.lbf/lbm ( 0,04 )..( 3,174) (3, ) ( 1)( 3,174) = 9, ft.lbf/lbm (Geankoplis,1997) dimana: v 1 = v P 1 = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² P = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft²; Z = 0 ft Maka: P ρ = 0 ft.lbf /lb m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

425 3,174 ft/s 0 + 3,174 ft.lbm / lbf.s -5 ( 0 ft) , ft.lbf/lbm + Ws = 0 Ws = - 0,0000 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η = 80 % Ws = - η x Wp - 0,0000 = -0,80 x Wp Wp = 5,0000 ft.lbf/lbm Daya pompa: P = m x Wp 0,007 0, = lbm/s 5,0000 ft.lbf/lbm ( )( ) = 4, hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1 / 0 hp x 1 hp 550 ft. lbf / s 31. Pompa Air Domestik (PU-15) Fungsi : Memompa air dari tangki utilitas-0 ke kebutuhan domestik Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : - Temperatur = 5 C - Densitas air (ρ) = 997,045 kg/m 3 = 6,47 lb m /ft 3 (Geankoplis, 1997) - Viskositas air (µ) = 0,73 cp = 0,0005 lb m /ft detik (Geankoplis, 1997) Laju alir massa (F) = 857,7 kg/jam = 0,55 lb m /detik F 0,55 lbm/detik Debit air/laju alir volumetrik, Q = = 3 ρ 6,47 lb /ft m = 0,0084 ft 3 /s = 0,0003 m 3 /s Perencanaan Diameter Optimum Pipa Untuk aliran turbulen (N Re >100), De = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 (Walas, 1988) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

426 Untuk aliran laminar, De = 3,0 Q 0,36 µ 0,18 (Walas, 1988) dengan : D = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft 3 ) Q = laju volumetrik (ft 3 /s) µ = viskositas (cp) Asumsi aliran turbulen, maka diameter pipa pompa : D i,opt = 0,363 Q 0,45 ρ 0,13 = 3,9 (0,0084) 0,45 (6,47) 0,13 = 0,7767 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : ¾ in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,84 in = 0,0687 ft Diameter Luar (OD) : 1,050 in = 0,0875 ft Inside sectional area : 0,00371 ft Kecepatan linear, Bilangan Reynold, Q A 3 0,0084 ft /s = 0,00371 ft v = t =,64 ft/s 3 ρ v D (6,47 lbm / ft )(,64 ft / s)(0,0687 ft) N Re = = µ 0,0005 lbm/ft.s = ,6894 (Turbulen) Pada N Re = ,6894 dan ε/d =0,0007 Dari Fig Geankoplis (1997) diperoleh harga f = 0,006 Friction loss: A v 1 Sharp edge entrance= h c = 0,55 1 A1 α 1 0 = 0,55 ( ) ( 1)( 3,174) (,64) = 0,0438 ft.lbf/lbm v elbow 90 = h f = n.kf.. g c v 1 gate valve = h f = n.kf.. g c = (0,75) = 1(0,17) (,64) = 0,1195 ft.lbf/lbm ( 1)( 3,174) (,64) = 0,0135 ft.lbf/lbm ( 1)( 3,174) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

427 L v Pipa lurus 100 ft = F f = 4f D... g c = 4(0,006) =,783 ft.lbf/lbm ( 100 )(.,64) ( 0,0687)..( 3,174) A1 v (,64) 1 Sharp edge exit = h ex = 0,55 1 A = 0,55 ( 1 0). α. g c ( 1)( 3,174) = 0,0438 ft.lbf/lbm Total friction loss : F = 3,0038 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,1997) dimana: v 1 = v P 1 = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² P = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft²; P ρ = 0 ft.lbf /lb m Z = 40 ft Maka: 3,174 ft/s + 3,174 ft.lbm / lbf.s 0 ( 40 ft) ,0038 ft.lbf/lbm + Ws = 0 Ws = - 43,0038 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η= 80 % Ws = - η x Wp - 43,0038 = -0,80 x Wp Wp = 53,7547 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp 1 hp = 0,55 lbm/s 51,5799 ft.lbf/lbmx 550 ft. lbf / s = 0,0513 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = ¼ hp 3. Menara Pendingin Air /Water Cooling Tower (CT) Fungsi : Mendinginkan air pendingin bekas dari temperatur 60 C Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

428 menjadi 8 C Jenis : Mechanical Draft Cooling Tower Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 53 grade B Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Suhu air masuk menara (T L ) = 60 C = 140 F Suhu air keluar menara (T L1 ) Suhu udara (T G1 ) = 8 C = 8,4 F = 8 C = 8,4 F Dari Gambar 1-14 Perry, 1999, diperoleh suhu bola basah, T w = 80 F. Dari kurva kelembaban Geankoplis (003), diperoleh H = 0,00 kg uap air/kg udara kering. Dari Gambar 1-14 Perry (1999), diperoleh konsentrasi air = 1,5 gal/ft menit Laju massa air pendingin = 5.70,369 kg/jam Densitas air (60 C) = 983,4 kg/m 3 (Geankoplis, 1997) Laju volumetrik air pendingin = 5.70,369 / 983,4 = 5,8178 m 3 /jam Kapasitas air, Q = (5,8178 m 3 /jam 64,17 gal/m 3 ) / 60 menit/jam Faktor keamanan = 0 % = 5,615 gal/menit Luas menara, A = 1, x (kapasitas air / konsentrasi air) = 1, x (5,615 gal/menit) / (1,5 gal/ft. menit) = 4,5904 ft Diambil performance 90% maka daya 0,03 hp/ft (gambar 1-15 Perry, 1999) Daya untuk fan = 0,03 hp/ft x 4,5904 ft = 0,7377 hp Kecepatan rata-rata udara masuk = 4-6 ft/detik, maka diambil 5 ft/dtk Densitas udara (8,4 F) = 0,0733 lb/ft 3 (Geankoplis, 1997) Laju alir air tiap satuan luas (L) = (5.70,369 kg/jam).(1 jam).(3,808 ft) (4,5904 ft ).(3600 s).(1m ) = 0,1 kg/s.m Perbandingan L : G direncanakan = 5 : 6 Sehingga laju alir gas tiap satuan luas (G) = 0,544 kg/s.m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

429 Pada temperatur bola basah 6, C dari gambar 9.3- (Geankoplis,003) diperoleh : H 1 = 0,00 kg uap air/kg udara kering Perhitungan tinggi menara: Dari Pers Geankoplis (003) : Hy 1 = (1, ,88 x H).10 3 (T C 0) +, (H) = (1, ,88 x 0,00).10 3 (8 0) +, (0,00) = 84, J/kg Dari Pers Geankoplis (003) : Hy Hy 1 = (L/G). C L. (T L T L1 ) Hy 84, = 0,8333 (4, ).(60-8) Hy = 195, J/kg garis kesetimbangan garis operasi entapi.10^ suhu Gambar LD. Kurva Entalpi vs Temperatur Cairan pada Cooling Tower (CT) G Ketinggian menara, z = dhy M.k.a.P Hy*- Hy G Hy Hy 1 (Geankoplis,003) Tabel LD.1 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara Pendingin Hy Hy* 1/(Hy*-Hy) 84,389 95,0000 0, , ,1000 0, ,0000 4,5000 0, ,98 461,5000 0,0038 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

430 1/(Hy*-Hy) 0,100 0,090 0,080 0,070 0,060 0,050 0,040 0,030 0,00 0,010 0, Hy Gambar LD.3 Kurva Hy vs 1/(Hy* Hy) Luasan daerah di bawah kurva dari Gambar LD.3 : Hy Hy1 dhy = 3,495 m Hy * Hy Estimasi k G.a = 1, kg.mol /s.m 3 (Geankoplis, 1997) 0, , , Maka ketinggian menara, z = ( 3,495),5058 m = Pompa Menara Pendingin Air (PU-16) Fungsi : Memompa air pendingin dari menara pendingin air (TC) ke unit proses pendingin air Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 6 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : - Temperatur = 8 C - Densitas air (ρ) = 996,4 kg/m 3 = 6,195 lb m /ft 3 (Geankoplis, 1997) - Viskositas air (µ) = 0,73 cp = 0,00048 lb m /ft detik (Geankoplis, 1997) Laju alir massa (F) = 5.70,369 kg/jam = 3,5031 lb m /detik Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

431 F 3,5031 lbm/detik Debit air/laju alir volumetrik, Q = = 3 ρ 6,195 lb /ft = 0,0563 ft 3 /s = 0,0016 m 3 /s Perencanaan Diameter Optimum Pipa Untuk aliran turbulen (N Re >100), De = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 (Walas, 1988) Untuk aliran laminar, De = 3,0 Q 0,36 µ 0,18 (Walas, 1988) dengan : D = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft 3 ) Q = laju volumetrik (ft 3 /s) µ = viskositas (cp) Asumsi aliran turbulen, maka diameter pipa pompa : D i,opt = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 = 3,9 (0,0563) 0,45 (6,195) 0,13 = 1,880 in Dari Tabel A.5.1 Geankoplis (003), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : in Schedule number : 80 Diameter Dalam (ID) : 1,939 in = 0,1616 ft Diameter Luar (OD) :,375 in = 0,198 ft Inside sectional area : 0,005 ft m Kecepatan linear, Bilangan Reynold, Q A 3 0,0563 ft /s = 0,163 ft v = t = 0,4458 ft/s ρ v D N Re = = µ 3 (6,195 lbm / ft )(0,4458 ft / s)(0,1616 ft) 0,0005 lbm/ft.s = 8.960,493 (Turbulen) Pada N Re = 8.960,493 dan ε/d = 0,0008 Dari Fig Geankoplis (003) diperoleh harga f = 0,007 Friction loss: Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

432 A v 1 Sharp edge entrance= h c = 0,55 1 A1 α 1 0 = 0,55 ( ) ( 1)( 3,174) (0,4458) = 0,0017 ft.lbf/lbm v elbow 90 = h f = n.kf.. g c = (0,75) (0,4458) = 0,0046 ft.lbf/lbm ( 1)( 3,174) v 1 gate valve = h f = n.kf.. g c L v Pipa lurus 100 ft = F f = 4f D.. = 1(0,17). g c = 4(0,004) (0,4458) = 0,0005 ft.lbf/lbm ( 1)( 3,174) = 0,013 ft.lbf/lbm ( 100 )(. 0,4458) ( 0,4011 )..( 3,174) A1 v (0,4458) 1 Sharp edge exit = h ex = 0,55 1 A = 0,55 ( 1 0). α. g c ( 1)( 3,174) Total friction loss: F = 0,05 ft.lbf/lbm = 0,0017 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,1997) dimana: v 1 = v P 1 = 101,350 kpa =.16,81 lb f /ft² P = 151,9875 kpa = 3.174,341 lb f /ft² ; P ρ = 17,013 ft.lbf /lb m Z = 30 ft Maka: 3,174 ft/s + 3,174 ft.lbm / lbf.s 0 ( 30 ft) + 17, ,05 ft.lbf/lbm + Ws = 0 Ws = - 30,05 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η = 80 % Ws = - η x Wp - 30,05 = -0,80 x Wp Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

433 Wp Daya pompa: P = 37,581 ft.lbf/lbm = m x Wp = 6,6390 lbm/s 37,581ft.lbf/lbm x 1 hp 550 ft. lbf / s = 1,8177 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = hp 34. Tangki Bahan Bakar (TB) Fungsi Bentuk Bahan konstruksi Kondisi penyimpanan Jumlah Kondisi operasi: Temperatur : Menampung bahan bakar solar sebelum didistribusikan ke ketel uap dan generator : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar : Carbon steel SA-83 grade C : Temperatur 8 C dan tekanan 1 atm : 1 unit = 8 o C Laju volume solar = 1.346,913 ltr/jam = 1,3469 m 3 /jam Densitas solar = 0,89 kg/ltr (Perry dan Green, 1999) Kebutuhan perancangan = 5 hari Perhitungan Ukuran Tangki Volume solar, V s = 1,3469 m 3 /jam 4 jam/hari 5 hari = 161,68 m 3 Volume tangki, V t = 1, 161,68 m 3 = 193,9536 m 3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = 5 : 6 1 V = πd H ,9536 m = πd D ,9536 m = πd 0 Maka, D = 5,935 m ; H = 7,108 m Tinggi cairan dalam tangki = volumecairan x tinggi silinder volumesilinder Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

434 163,1571 7,108 = = 5,935 m = 19,4338 ft 195,7885 Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik P hid = ρ x g x l = 890 kg/m 3 x 9,8 m/det x 5,935 m = ,767 Pa = 51,6647 kpa Tekanan operasi, P o = 1 atm = 101,35 kpa P operasi = 51, ,35 kpa = 15,9898 kpa Faktor kelonggaran 5 %. Maka, P design = (1,05) (15,9898 kpa) = 160,6393 kpa Joint efficiency = 0,8 (Brownell dan Young, 1959) Allowable stress = psia = 87.18,714 kpa (Brownell dan Young, 1959) Faktor korosi (C) = 0,00 in/tahun (Perry dan Green,1999) Umur alat (A) direncanakan 10 tahun Tebal shell tangki: PD t = + ( C A) SE 1,P (160,6393 kpa) (5,935 m) = + 0,00 (87.18,714 kpa)(0,8) 1,(160,6393 kpa) 1in = 0,0068 m + 0,0 in 0,054 m = 0,888 in Tebal shell standart yang digunakan adalah ½ in in tahun 10 tahun 35. Pompa Bahan Bakar untuk Ketel Uap (PU-18) Fungsi Jenis Jumlah Bahan konstruksi : Memompa solar dari tangki bahan bakar ke ketel uap : Pompa sentrifugal : 1 unit : Commercial steel Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

435 Kondisi operasi : - Temperatur = 8 C - Densitas solar (ρ) = 890 kg/m 3 = 55,561 lb m /ft 3 (Perry dan Green, 1999) - Viskositas solar (µ) = 1,1 cp = 7, lb m /ft s (Perry dan Green, 1999) Laju alir volumetrik = 15,413 liter/jam = 0,154 m 3 /jam = 3, m 3 /s = 0,001 ft 3 /s Penentuan Diameter Optimum Pipa Untuk aliran turbulen (N Re >100), De = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 (Walas, 1988) Untuk aliran laminar, De = 3,0 Q 0,36 µ 0,18 (Walas, 1988) dengan : D = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft 3 ) Q = laju volumetrik (ft 3 /s) µ = viskositas (cp) Asumsi aliran turbulen D i,opt = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 = 0,363 (0,001) 0,45 (55,561) 0,13 = 0,00075 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 1/8 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,69 in = 0,04 ft Diameter Luar (OD) : 0,405 in = 0,0337 ft Inside sectional area : 0,0004 ft Kecepatan linier, Q A 3 0,001 ft /s = 0,0004 ft v = t = 3 ft/s 3 (55,561 lbm / ft )(3 ft / s)(0,04 ft) Bilangan Reynold, N Re = 4 7, lbm/ft.s = 5.051,018 (Turbulen) Pada N Re = 5.051,018 dan ε/d =0,0005 Dari Fig Geankoplis (003) diperoleh harga f = 0,009 Friction loss: Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

436 1 Sharp edge entrance= h c = 0,5 1 3 = 0,5 ( 1 0) ( 1)( 3,174) A v A 1 α. g c = 0,0699 ft.lbf/lbm v elbow 90 = h f = n.kf.. g c = (0,75) 3 = 0,098 ft.lbf/lbm (3,174) v 1 check valve = h f = n.kf.. Pipa lurus 50 ft = F f = 4f g c L v D... g c = 1(,0) = 4(0,009) 3 = 0,797 ft.lbf/lbm (3,174) = 11,391 ft.lbf/lbm ( 50 )(. 3) ( 0,04 )..( 3,174) 1 Sharp edge exit = h ex = 1 A1 A v. α. g c = 0,1398 ft.lbf/lbm = ( ) ( 1)( 3,174) Total friction loss : F = 11,9383 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,1997) dimana : v 1 = v P 1 = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² P = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² ; P ρ = 0 ft.lbf /lb m Z = 30 ft Maka : 3,174 ft/s + 3,174 ft.lbm / lbf.s 0 Ws = - 41,9383 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η= 80 % Ws = - η x Wp ( 30 ft) + 0 ft.lbf/lbm + 11,9383 ft.lbf/lbm + Ws = 0 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

437 - 41,9383 = -0,80 x Wp Wp = 5,49 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp = 0,0684 lbm/s 5,49 ft.lbf/lbm x 1 hp 550 ft. lbf / s = 0,0065 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1/8 hp 36. Pompa Bahan Bakar untuk Generator (PU-19) Fungsi : Memompa solar dari tangki bahan bakar ke generator Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : - Temperatur = 8 C - Densitas solar (ρ) = 890 kg/m 3 = 55,561 lb m /ft 3 (Perry dan Green, 1999) - Viskositas solar (µ) = 1,1 cp = 7, lb m /ft s (Perry dan Green, 1999) Laju alir volumetrik = 1.1,50 liter/jam = 1,15 m 3 /jam = 0,00034 m 3 /s = 0,0165 ft 3 /s Penentuan Diameter Optimum Pipa Untuk aliran turbulen (N Re >100), De = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 (Walas, 1988) Untuk aliran laminar, De = 3,0 Q 0,36 µ 0,18 (Walas, 1988) dengan : D = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft 3 ) Q = laju volumetrik (ft 3 /s) µ = viskositas (cp) Asumsi aliran laminar D i,opt = 3,9 Q 0,36 µ 0,18 = 3,9 (0,0165) 0,45 (1,1) 0,13 = 0,67 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel: Ukuran nominal : ¾ in Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

438 Schedule number : 80 Diameter Dalam (ID) : 0,74 in = 0,0618 ft Diameter Luar (OD) : 1,050 in = 0,0875 ft Inside sectional area : 0,003 ft Kecepatan linier, Q A 3 0,0165 ft /s = 0,003 ft v = t = 5,5 ft/s 3 (55,561 lbm / ft )(5,5 ft / s)(0,0618 ft) Bilangan Reynold, N Re = 4 7, lbm/ft.s = 5.548,304 (Turbulen) Pada N Re = 5.548,304 dan ε/d =0,00074 Dari Fig Geankoplis (003) diperoleh harga f = 0,006 Friction loss: 1 Sharp edge entrance= h c = 0,5 1 A v A 1 α. g c 5,5 1 0 = 0,351 ft.lbf/lbm = 0,5 ( ) ( 1)( 3,174) v elbow 90 = h f = n.kf.. g c = (0,75) 5,5 = 0,705 ft.lbf/lbm (3,174) v 1 check valve = h f = n.kf.. Pipa lurus 50 ft = F f = 4f g c L v D... g c = 1(,0) = 4(0,006) 5,5 = 0,940 ft.lbf/lbm (3,174) = 9,434 ft.lbf/lbm ( 50 )(. 5,5) ( 0,0618 )..( 3,174) 1 Sharp edge exit = h ex = 1 A1 A v. α. g c 5,5 1 0 = 0,4701 ft.lbf/lbm = ( ) ( 1)( 3,174) Total friction loss : F = 11,783 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli: α P P ( v v1 ) + g( z z1 ) + + F + Ws = ρ (Geankoplis,1997) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

439 dimana: v 1 = v P 1 = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² P = 101,35 kpa =.116,81 lb f /ft² ; P ρ = 0 ft.lbf /lb m Z = 30 ft Maka : 3,174 ft/s + 3,174 ft.lbm / lbf.s 0 ( 30 ft) + 0 ft.lbf/lbm + 11,783 ft.lbf/lbm + Ws = 0 Ws = - 41,783 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η = 80 % Ws = - η x Wp - 41,783 = -0,80 x Wp Wp = 5,87 ft.lbf/lbm Daya pompa: P = m x Wp = 0,677lbm/ s 5,87 ft.lbf/lbm x = 0,0639 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1/8 hp 1 hp 550 ft. lbf / s 37. Bak Penampungan Fungsi Jumlah : Tempat menampung air buangan sementara : 6 unit Laju volumetrik air buangan Waktu penampungan air buangan = 5,181 m 3 /jam = 10 hari Volume air buangan = (5,181 x 10 x 4)/6 =.085,14 m 3 Bak terisi 90 % maka volume bak = Direncanakan ukuran bak sebagai berikut: - Panjang bak (p) = x lebar bak (l) - Tinggi bak (t) = x lebar bak (l) Maka: Volume bak = p x l x t.085,14 =.316,8044 m 3 0,9 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

440 .316,8044 m 3 = l x l x l lebar = 8,3358 m Jadi : Panjang bak = 16,6716 m Tinggi bak 38. Bak Pengendapan Awal Fungsi Jumlah = 16,6716 m Luas bak = 138,9711 m : Menghilangkan padatan dengan cara pengendapan : 1 unit Laju volumetrik air buangan = 5,181 m 3 /jam = 1.51,0744 m 3 /hari Waktu tinggal air = jam = 0,0833 hari (Perry dan Green, 1999) Volume bak (V) = 1.51,0744 m 3 /hari 0,083 hari = 103,839 m 3 Bak terisi 90 % maka volume bak = Direncanakan ukuran bak sebagai berikut: - Panjang bak (p) = lebar bak (l) - Tinggi bak (t) = x lebar bak (l) Maka : Volume bak = p l t 115,3769 m 3 = l l l l = 3,0668 m Jadi : Panjang bak = 6,1336 m Lebar bak Tinggi bak = 3,0668 m = 6,1336 m Luas bak = 18,8106 m 103,839 = 115,3769 m 3 0,9 39. Bak Netralisasi Fungsi : Tempat menetralkan ph air limbah Jumlah : 4 unit Laju volumetrik air buangan = 5,181 m 3 /jam Direncanakan waktu penampungan air buangan selama 1 hari Direncanakan menggunakan 1 buah bak penetralan Volume air buangan = (5,181 m 3 / jam x 1 hari x 4 jam/1 hari)/4 = 31,7686 m 3 /hari Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

441 Bak yang digunakan direncanakan terisi 90 % bagian Volume bak = 31,7686 = 347,507 m 3 0,9 Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : - Panjang bak (p) = lebar bak (l) - Tinggi bak (t) = x lebar bak (l) Maka : Volume bak = p l t 347,507 m 3 = l l l l = 4,490 m Jadi : Panjang bak Lebar bak Tinggi bak = 8,8580 m = 4,490 m = 8,8580 m Luas bak = 39,3 m Air buangan pabrik yang mengandung bahan organik mempunyai ph = 5 (Hammer 1998). Limbah pabrik yang terdiri dari bahan-bahan organik harus dinetralkan sampai ph = 6 berdasarkan Kep. 4/MENLH/10/1998. (Bapedal, 006) Untuk menetralkan limbah digunakan soda abu (Na CO 3 ). Kebutuhan Na CO 3 untuk menetralkan ph air limbah adalah 0,15 gr Na CO 3 / 30 ml air limbah = 5000 mg Na CO 3 / liter air limbah. (Bapedal, 006) Jumlah air buangan = 31,7686 m 3 /hari = ,600 liter/hari Kebutuhan Na CO 3 : = (31.768,600 liter/hari) x (5000 mg/l) x (1 kg/10 6 mg) x (1 hari/4 jam) = 65,1601 kg/jam 40. Pengolahan Limbah dengan Sistem Activated Sludge (Lumpur Aktif) Proses lumpur aktif merupakan proses aerobis di mana flok biologis (lumpur yang mengandung biologis) tersuspensi di dalam campuran lumpur yang mengandung O. Biasanya mikroorganisme yang digunakan merupakan kultur campuran. Flok biologis ini sendiri merupakan makanan bagi mikroorganisme ini sehingga akan diresirkulasi kembali ke tangki aerasi. Data: Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

442 Laju volumetrik (Q) = 5,181 m 3 /jam = 1.51,0744 m 3 /hari = ,34 gal/hari Menurut Beckart Environmental Inc. (004) untuk limbah organik diperoleh data sebagai berikut: o BOD 5 (S o ) = 783 mg/l o Mixed Liquor Suspended Solid (MLSS) = 441 mg/l o Mixed Liquor Volatile Suspended Solid (X) = 353 mg/l Menurut Metcalf dan Eddy (1991) diperoleh data sebagai berikut: o Efisiensi (E) = 95 % o Koefisien cell yield (Y) = 0,8 mg VSS/mg BOD 5 o Koefisien endogenous decay (K d ) = 0,05 hari -1 Direncanakan : Waktu tinggal sel (θ c ) = 10 hari 7. Penentuan BOD Effluent (S) S S E = x100 (Metcalf dan Eddy, hal:59, 1991) S o o E.So S = So = S = 39,15 mg/l 8. Penentuan Volume Aerator (Vr) θ c.q.y(so S) Vr = (Metcalf dan Eddy, hal:593, 1991) X(1+ k.θ ) d c (10 hari)( ,34 gal/hari)(0,8)(783 39,15) mg/l = (353 mg/l)(1+ 0,05 x10) = ,01 gal = 16.87,799 m 3 9. Penentuan Ukuran Kolam Aerasi Menurut Metcalf & Eddy (1991) diperoleh data sebagai berikut: Direncanakan tinggi cairan dalam aerator = 10 m (Metcalf dan Eddy, 1991) Perbandingan tinggi dan panjang cairan = 1 : 1,5 (Metcalf dan Eddy, 1991) Faktor kelonggaran tangki = 0,5 m dari tinggi tangki Jadi, panjang = 1,5 x 10 m = 15 m Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

443 V = p x l x t 16.87,799 m 3 = 15 m x 10 m x l l = 11,4819 m Jadi, ukuran aeratornya sebagai berikut : Panjang = 15 m Lebar = 10 m Tinggi = (11, ,5 )m = 11,9819 m 10. Penentuan Jumlah Flok yang Diresirkulasi (Qr) Bak Netralisasi Q Tangki Aerasi Q + Qr X Tangki Sedimentasi Qe Xe Qr Xr Qw Qw' Xr Asumsi: Q e = Q = ,34 gal/hari X e = 0,001 X = 0,001 x 353 mg/l = 0,353 mg/l X r = 0,999 X = 0,999 x 353 mg/l = 35,647 mg/l P x = Q w. X r (Metcalf dan Eddy, hal:553, 1991) P x = Y obs.q.(s o S) (Metcalf dan Eddy, hal:593, 1991) Y obs Y = (Metcalf dan Eddy, hal:593, 1991) 1+ k θ d c 0,8 Y obs = = 0,64 1+ (0,05).(10) P x = (0,64) ( ,34 gal/hari)(783 39,15) mg/l = ,1 gal.mg/liter.hari Neraca massa pada tangki sedimentasi Akumulasi = jumlah massa masuk jumlah massa keluar 0 = (Q + Q r )X Q e X e Q w X r 0 = QX + Q r X Q(0,001. X) - P x Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

444 Q r Q X (0,001 1) + Px = X ( ,34) (353) (0,001 1) ,1 = 353 = ,19 gal/hari 11. Penentuan Waktu Tinggal di Aerator (θ) Vr ,01 θ = = = 38,574 hari Qr ,19 1. Penentuan Daya yang Dibutuhkan Jenis aerator yang digunakan adalah surface aerator Kedalaman air = 11,9819 m, dari Tabel 10-11, Metcalf dan Eddy (1991) diperoleh daya aerator-nya 10 hp 41. Tangki Sedimentasi Fungsi : Mengendapkan flok biologis dari tangki aerasi dan sebagian diresirkulasi kembali ke tangki aerasi Laju volumetrik air buangan = ( , ,19) gal/hari = ,5164 gal/hari = 1.688,479 m 3 /hari Kecepatan overflow maksimum = 33 m 3 /m.hari (Perry dan Green, 1999) Waktu tinggal air = jam = 0,083 hari (Perry dan Green, 1999) Volume bak (V) = 1.688,479 m 3 /hari x 0,083 hari = 140,1438 m 3 Luas tangki (A) = (1.688,479 m 3 /hari) / (33 m 3 /m hari) = 51,166 m A = ¼ π D D = (4A/π) 1/ = (4 x 51,166 / 3,14 ) 1/ = 8,0734 m Kedalaman tangki, H = V/A = 140,1438 / 51,166 =,7390 m 4. Generator Fungsi : Menghasilkan energi listrik untuk kebutuhan unit-unit proses, unitunit utilitas, ruang kontrol dan laboratorium, bengkel, penerangan dan perkantoran, serta perumhan karyawan Berdasarkan perhitungan pada subbab 7.5 maka digunakan unit diesel generator AC 14 mw, 0-60 Volt, 50 Hz dimana 1 unit sebagai cadangan. Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

445 Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

446 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI Dalam rencana pra rancangan pabrik Pembutan Natrium Alginat digunakan asumsi sebagai berikut : Pabrik beroperasi selama 330 hari dalam setahun Kapasitas produksi maksimum adalah ton/tahun Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau purchased-equipment delivered (Peters dan Timmerhaus, 004) Harga alat disesuaikan dengan nilai tukar dollar terhadap rupiah adalah : US$ 1 = Rp ,- (BNI.co.id, Juni 009) LE.1 LE.1.1 Modal Investasi Tetap (Fixed Capital Investment) Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) LE Dana Tanah Lokasi Pabrik (A) Luas tanah seluruhnya = 17.0 m Harga tanah pada lokasi pabrik = Rp ,-/m Harga tanah seluruhnya = 17.0 m Rp ,-/m = Rp ,- Dana perataan tanah diperkirakan 5 % Maka total harga tanah (A) = 1,05 x Rp ,- = Rp ,- LE.1.1. Harga Bangunan dan Sarana (B) Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya No Jenis areal Luas (m Harga Jumlah ) (Rp/m ) (Rp) 1 Area Proses , ,- Pos Keamanan , ,- 3 Areal Bahan Baku , ,- 4 Areal Produk , ,- Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

447 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya (...Lanjutan) Luas Harga Jumlah No Jenis areal (m ) (Rp/m ) (Rp) 5 Gudang Peralatan , ,- 6 Parkir *) , ,- 7 Ruang Boiler , ,- 8 Unit Pembangkit Listrik , ,- 9 Bengkel , ,- 10 Unit Pengolahan Air , ,- 11 Unit Pengolahan Limbah , ,- 1 Perkantoran , ,- 13 Perpustakaan , ,- 14 Taman *) , ,- 15 Kantin , ,- 16 Laboratorium , ,- 17 Poliklinik , ,- 18 Areal Perluasan *) , ,- 19 Sarana Olahraga , ,- 0 Ruang Kontrol , ,- 1 Stasiun Operator , ,- Unit Pemadam Kebakaran , ,- 3 Tempat Ibadah , ,- 4 Areal Antar Bangunan *) , ,- 5 Jalan *) , ,- 6 Perumahan Karyawan , ,- Total ,- Total biaya bangunan dan sarana (B) = Rp ,- *) merupakan prasarana pabrik Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

448 LE Perincian Harga Peralatan (C) Harga peralatan yang diimpor dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut (Peters dan Timmerhaus, 004) : C x = C y X X 1 m I I dimana: C x = harga alat pada tahun 009 x y C y = harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia X 1 = kapasitas alat yang tersedia X = kapasitas alat yang diinginkan I x = indeks harga pada tahun 009 I y = indeks harga pada tahun yang tersedia m = faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat) Untuk menentukan indeks harga pada tahun 009 digunakan metode regresi linier. Untuk mencari tahu apakah tahun dan indeks harga peralatan dapat dihubungkan secara linier, maka dilakukan pengujian koefisien korelasinya sebagai berikut : Koefisien korelasi : r = Tabel LE. Harga Indeks Marshall dan Swift [ n Σ(Xi Y i ) ΣX i ΣYi ] ( ΣX ) n ΣY ( n ΣX ) ( ( ΣY ) ) i No. Tahun (Xi) Indeks (Yi) Xi.Yi Xi² Yi² i i i (Montgomery, 199) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

449 Tabel LE. Harga Indeks Marshall dan Swift... (lanjutan) No. Tahun (Xi) Indeks (Yi) Xi.Yi Xi² Yi² Total (Sumber : Tabel 6-, Peters dan Timmerhaus, 004) Dengan memasukkan harga-harga pada Tabel LE., maka diperoleh harga koefisien korelasi (r) sebagai berikut : Data : n = 14 Xi = Yi = XiYi = Xi² = Yi² = r = [ 14 ( ) (7.937).(14.184) ] ( 14 ( ) ( 7.937) ) ( ( ) ) r = 0,98 1 Harga koefisien yang diperoleh mendekati +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linier antar variabel X (tahun) dengan Y (indeks harga) sehingga dapat digunakan persamaan regresi linier. Persamaan umum regresi linier, Y = a + b X dimana : Y = indeks harga pada tahun perhitungan (009) X = tahun perhitungan harga (009) a, b = tetapan persamaan regresi Tetapan regresi ditentukan sebagai berikut : b = ( n ΣX ) ( ) iyi ΣXi ΣYi ( n ΣX ) ( ΣX ) i ΣYi. ΣXi ΣXi. Σ(Xi.Yi) a = n. ΣXi ( ΣXi) i (Montgomery, 199) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

450 Maka : b = ( 14 x ) ( x ) ( 14 x ) ( 7.937) (14.184)( ) (7.937)( ) a = 14 x ( ) (7.937) = 16,8088 = -3.58,8 Sehingga persamaan regresi liniernya adalah: Y = a + b X Y = 16,809 X 3.58,8 Dengan demikian, harga indeks pada tahun 009 adalah: Y = 16,809 (009) 3.58,8 Y = 1.40,481 Perhitungan harga peralatan menggunakan adalah harga faktor eksponensial (m) Marshall & Swift. Harga faktor eksponen ini beracuan pada Tabel 6-4, Peters dan Timmerhaus (004). Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya dianggap 0,6 (Peters dan Timmerhaus, 004). Contoh perhitungan harga peralatan : a. Tangki Penyimpanan Metanol (T-110) Kapasitas tangki X = 54,91 m 3. Dari Gambar LE.1 berikut, diperoleh untuk harga kapasitas tangki (X 1 ) 1 m³ adalah (C y ) US$ Dari tabel 6-4, Peters dan Timmerhaus, 004 diperoleh faktor eksponen untuk tangki adalah (m) 0,49. Indeks harga pada tahun 00 (I y ) Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009 Gambar LE.1 Kurva Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki Pelarutan (Peters dan Timmerhaus, 004).

451 Indeks harga tahun 009 (I x ) adalah 1.40,481. Maka estimasi harga tangki untuk X= 54,91 m 3 adalah : C x = US$ ,91 1 0,49 x 1.40,481 x Rp /US$ C x = Rp ,- b. Kolom Distilasi-1 (D-01) Pada proses, kolom distilasi yang dipergunakan berukuran diameter 0,6053 m, dengan tinggi kolom 9, m dengan banyaknya tray dalam kolom sebanyak 3 buah. Dari Gambar LE., didapat bahwa untuk spesifikasi tersebut didapat harga peralatan pada tahun 00 (I y = 1.103) adalah US$.000,-. Maka harga sekarang (009) adalah : C x,kolom = US$.000 x C x,kolom = Rp ,- / unit 1.40,481 x (Rp10.330,-) / (US$ 1) Gambar LE. Kurva Harga Peralatan untuk Kolom Distilasi. Harga Tidak Termasuk Trays, Packing, atau Sambungan (Peter dan Timmerhaus, 004). Sedangkan dari Gambar LE.3 diperoleh harga tiap sieve tray adalah US$ 400,- untuk kolom berdiameter 0,6053 m. Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009

452 Maka : C x,tray = 3 x US$ 400 C x,tray = Rp , ,481 x (Rp10.330,-) / (US$ 1) Jadi total harga keseluruhan unit distilasi (D-301) adalah = Rp Rp ,10 = Rp ,10 Cost, dollars per tray Gambar LE.3 Kurva Harga Tiap Tray dalam Kolom Distilasi. Harga Termasuk Tanggul, Permukaan Saluran Limpah, Saluran Uap dan Bagian Struktur Lainnya (Peter dan Timmerhaus, 004). Dengan cara yang sama diperoleh perkiraan harga alat lainnya yang dapat dilihat pada Tabel LE 3 untuk perkiraan peralatan proses dan Tabel LE 4 untuk perkiraan peralatan utilitas. Ekstraksi Kapasitas 5000 Ton/tahun, 009. USU Repository 009