LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Transkripsi

1 LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Basis perhitungan : 1 Jam Operasi ton 1tahun Kapasitas Produksi x tahun 0hari x kg 1010,101 jam 1000kg x 1ton 1hari 4 jam Komposisi Produk : - Metil ester : 99,9% - Air : 0,01% Komposisi minyak jarak pagar (JCO) : - Trigliserida : 97,% - FFA :,6% - Air + Impuritis: 0,1% (Sumber : Hambali, 006) Rata-rata perolehan biodiesel ± 96% dari bahan baku (Andi, 006) sehingga dengan kapasitas 1010,101 kg dibutuhkan bobot JCO sebesar 105,1885 kg. 1. Twin Screw Press (SP-101) Fungsi : Mengambil minyak (JCO) yang terkandung dalam biji jarak pagar Biji Jarak Pagar 1 Twin Screw Press JCO Ampas JCO Ampas Asumsi : Protein, karbohidrat, fiber dan abu merupakan ampas padat. Diinginkan ampas padat dialur sebesar 99,9% dari total ampas.

2 Dari Tabel Perry (1997), Twin Screw Press dapat menghasilkan minyak sebesar 94% dari kandungan minyak dalam biji. Alur 1 F minyak 105,1885 kg Effisiensi twin srew press 94% Sehingga : F 1 minyak 100/94 x 105,1885 kg 1119,495 kg Minyak jarak pagar terkandung dalam bahan yang berbentuk biji dengan kandungan minyak sekitar 0 60% (Svlele, 007). Dengan mengasumsi rata-rata biji olahan mengandung 8% minyak maka : F 1 100/8 x F 1 minyak 100/8 x 1119,495 kg 945,6565 kg F 1 ampas F 1 F 1 minyak 945, ,495 kg 186,07 kg Alur F minyak F 1 minyak F minyak 1119, ,1885 kg 67,161 kg F ampas 99,9% x F 1 ampas 184,4807 kg Alur F minyak 105,1885 kg F ampas F 1 ampas F ampas 186,07 184,4807 1,86 kg

3 Tabel LA-1. Neraca Massa pada Twin Screw Press (SP-101) No. Komponen Masuk (Kg) Keluar (Kg) Alur 1 Alur Alur 1 Minyak (JCO) 1119, , ,1610 Ampas 186,070 1,86 184,4807 TOTAL 945, , , ,6565. Vibrating Filter (VF-101) Fungsi : Memisahkan minyak dari partikel ampas yang terikut pada saat pengepressan. JCO Ampas Vibrating Filter 4 Ampas 5 Minyak (JCO) Alur 5 F 5 minyak F minyak 105,1885 kg Alur 4 4 F ampas F ampas 1,86 kg

4 Tabel LA-. Neraca Massa pada Vibrating Filter (VF-101) No. Komponen Masuk (Kg) Keluar (Kg) Alur Alur 4 Alur 5 1 Minyak (JCO) 105, ,1885 Ampas 1,86 1,86 - TOTAL 1054,0148 1,86 105, ,1885. Mixer 1 (M-01) Fungsi : Mencampurkan metanol dengan KOH 7 KOH Metanol 99,8% Air 0,% 8 MIXER 1 9 Metanol Air KOH Komposisi minyak jarak pagar (JCO) : - Trigliserida 97, % x 105,1885 kg 10,7794 kg - FFA,6 % x 105,1885 kg 7,569 kg - Air (impurities) 0,1 % x 105,1885 kg 1,05 kg Menghitung BM Trigliserida (Svlele,007) Tripalmitat : 14,6% x ,676 Tripalmitoleat : 0,85% x 761 6,468 Tristearat : 7,15% x 890 6,65 Trioleat : 46,19% x ,06 Trilinoleat : 0,8% x ,44 Trilinolenat : 0,% x 87 1,744 Triarachidat : 0,1% x 974,045 BM Trigliserida 85,98 kg/kmol

5 10, 7794 kg Mol Trigliserida 1, 01kmol 85, 98 kg / kmol CH OH : Trigliserida 5 : 1 Mol CH OH : 1,01 kmol 5 : 1 Mol CH OH 6,006 kmol Alur 7 F 7 KOH Alur 8 1. F 1 % x Berat Trigliserida (Reinhald, 007) 1 % x 10,7794 kg 10,78 kg kg 8 CHOH 6,006 kmol x,04 kmol 19,4 kg F x 19,4 kg 19,8176 kg 99, 8. F 8 HO F 8 F 8 CHOH 19, ,4 kg 0,856 kg Alur F CHOH F 8 CHOH 19,4 kg 9. F HO F 8 HO 0,856 kg 9. F KOH F 7 KOH 10,78 kg Tabel LA- Neraca Massa pada Mixer-1 (M-01) No Komponen Masuk (Kg) Keluar (Kg) Alur 7 Alur 8 Alur 9 1. CH OH - 19,4 19,4. H O - 0,856 0,856. KOH 10,78-10,78 TOTAL 10,78 19,8176 0,555 0,555

6 4. Reaktor (R-401) Fungsi : tempat terjadinya reaksi transesterifikasi. Metanol Air KOH 9 6 JCO REAKTOR 10 Metil ester Gliserol Metanol Air KOH Trigliserida Sabun - Reaksi terjadi pada temperatur 60 0 C dengan tekanan 1 atm Alur 6 - Konversi Trigliserida sebesar 96% - Asumsi FFA adalah asam oleat, sabun yang terbentuk adalah Kalium Oleat 1. F 6 F 4 105,1885 kg F. F 6 TG 6 FFA 10,7794 kg 7,569 kg 6. F HO 1,05 kg Alur 10 Reaksi I : Trigliserida (TG) + CH OH X TG 96 % N 6 TG 96 % 10, 7794 kg 1, 01kmol 85, 98 kg / kmol Metil ester (JME) + Gliserol N x X 1,01 x 0,96 1,15kmol τ ( 1) r 1 6 TG TG TG 1. F 10 TG F 6 TG + (BM TG x τ TG x r 1 ) 10, [85,98 x (-1) x 1,15] 40,951 kg. F 10 CHOH F 9 CHOH + (BM CHOH x τ CHOH x r 1 ) 19,41 + [,04 x (-) x 1,15] 81,591 kg. F 10 JME (BM JME x τ JME x r 1 ) (85,515 x x 1,15) 987,757 kg

7 4. F 10 Gli (BM x τ Gli x r 1 ) Reaksi II : FFA + KOH (9,06 x 1 x 1,15) 106,1591 kg Asumsi : FFA terkonversi semua (karena <5 %) BM FFA 17(C) + (H) + (O) N 10 FFA F 10 Sabun 17(1) + (1) + (18,1) 71,1 kg/kmol 7,569 kg 0,1009 kmol 71,1 kg / kmol BM kalium oleat x τ kalium oleat x r 07,10 x 1 x 0,1009 0,9864 kg F HO F 6 HO + F 9 HO + (BM x τ HO x r ) 1,05 + 0,856 + (18 x 1 x 0,1009),54 kg 6. F 10 KOH F 9 KOH + (BM KOH x τ NaOH x r ) 10,78 + [56,11 x (-1) x 0,1009] 4,576 kg Sabun (kalium oleat) + H O ( Tabel LA-4 Neraca Massa pada Reaktor Transesterifikasi (R-401) No Komponen Masuk (Kg) Keluar (Kg) Alur 6 Alur 9 Alur Jatropha Metil Ester ,757. Gliserol ,1591. CH OH - 19,41 81, H O 1,05 0,856,54 5. Sabun - - 0, KOH - 10,78 4, Trigliserida 10, , FFA 7, TOTAL 105,1885 0, ,49 155,49

8 5. Flash Drum I (D-801) Fungsi : Menguapkan metanol dari campuran agar bisa di recycle 1 Metanol 99,8% Air 0,% J. Metil ester Gliserol Metanol Air KOH Trigliserida Sabun Asumsi : 11 Flash Drum I 1 J. Metil ester Gliserol Metanol Air KOH Trigliserida Sabun Diinginkan distilat mengandung 99,8% metanol sisa Metanol pada distilat 99,99% dari umpan Alur F CHOH 99,99%. F 11 CHOH 99,99%. 81,591 kg 81,58 kg. FH O 0, % F H O + FCH OH 0, % F F 1 HO 1 HO 0,165kg 1 FH O + 81,58kg Alur F JME F 11 JME 987,757 kg. F 1 Gli 106,1591 kg 1. F HO F 11 HO F 1 HO,540 0,165,0905 kg 1 4. F Sabun 0,9864 kg

9 5. F 1 KOH 4,576 kg 6. F 1 TG 40,951 kg 1 7. F CHOH 0,01%. F 11 CHOH 0,01%. 81,591 0,0081 kg Tabel LA-5 Neraca Massa pada Flash Drum I (D-801) NO KOMPONEN Masuk (Kg) Keluar (Kg) Alur 11 Alur 1 Alur 1 1. J. Metil Ester 987, ,757. Gliserol 106, ,1591. CH OH 81,591 81,58 0, H O,54 0,165, Sabun 0,9864-0, KOH 4,576-4, Trigliserida 40,951-40,951 Jumlah 155,49 81, , ,49 6. Dekanter 1 (ST-501) Fungsi : memisahkan metil ester dari gliserol, sabun, metanol, dan KOH. J. Metil ester Gliserol Metanol Air KOH Trigliserida Sabun 1 J. Metil ester Gliserol Air Trigliserida DEKANTER 1 Asumsi : 98% Jatropha Metil ester terpisahkan 14 Metanol KOH Sabun 15 J. Metil ester Gliserol Metanol Air KOH Trigliserida Sabun

10 Alur F F. F. F 4. F 5. F 6. F 15 JME 15 Sisa 15 Gli 15 CHOH 15 HO 15 Sabun 15 KOH 0,98 x 987, ,971 kg 0,0 x 185,7717,7154 kg 0,5714 x,7154,10 kg 0,000 x,7154 0,0007 kg 0,0166 x,7154 0,0617 kg 0,1668 x,7154 0,6197 kg 0,046 x,7154 0,0914 kg F TG 0,04 x,7154 0,8189 kg Alur F. F. F 4. F 5. F 6. F 7. F 14 JME 14 Gli 14 CHOH 14 HO 14 Sabun 14 KOH 14 TG 19,7545 kg 104,061 kg 0,0074 kg,088 kg 0,667 4,4849 kg 40,1 kg Tabel LA-6 Neraca Massa pada Dekanter-1 (ST-501) NO KOMPONEN Masuk (Kg) Keluar (Kg) Alur 1 Alur 14 Alur J. Metil Ester 987,757 19, ,971. Gliserol 106, ,061,11. CH OH 0,0081 0,0074 0, H O,0905,088 0, Sabun 0,9864 0,667 0, KOH 4,576 4,4849 0, Trigliserida 40,951 40,1 0,8189 Jumlah 117, , , ,785

11 7. Mixer II (M-0) Fungsi : Memurnikan biodiesel J. Metil ester Gliserol Air Metanol KOH Trigliserida Sabun Air MIXER II 17 J. Metil ester Gliserol Air Metanol KOH Trigliserida Sabun Alur 16 Air pencuci sebanyak 5% dari umpan ( 1. F 16 HO 0,5 F 19 0,5 x 971,6867 4,917 kg Alur F. F 17 JME 17 Gli 967,971 kg,11 kg 17. F HO F 15 HO + F 16 HO 0, ,917 4,984 kg 4. F 5. F 6. F 17 Sabun 17 KOH 17 TG 0,6197 kg 0,0914 kg 0,8189 kg Tabel LA-7 Neraca Massa Mixer-II (M-0) No Komponen Masuk (Kg) Keluar (Kg) Alur 15 Alur 16 Alur J. Metil Ester 967, ,971. Gliserol,11 -,11. CH OH 0,0007-0, H O 0,0617 4,917 4, Sabun 0,6197-0, KOH 0,0914-0, Trigliserida 0,8189-0,8189 Jumlah 971,6867 4, , ,6084

12 8. Dekanter II (ST-50) Fungsi : Memisahkan metil ester dari gliserol, metanol, KOH, trigliserida, dan air J. Metil ester Gliserol Air Metanol KOH Trigliserida Sabun 17 DEKANTER II Gliserol Air Metanol KOH Trigliserida Sabun 99% JME 1% Air Asumsi : Diinginkan kandungan metil ester pada alur 19 sekitar 99% Metil ester terpisah sempurna Alur F JME F 17 JME 967,971 kg. 1 % F 19 HO F + 19 HO 967,971 0,99 F 9, 6797 F 19 HO 19 HO 9, 7775 Kg Alur F Gli F 17 Gli,11 kg 18. F HO F 17 HO - F 19 HO 4,984 kg - 9,7775 kg,059 kg. F 18 Sabun F 17 Sabun 0,6197 kg F KOH F 17 KOH 0,0914 kg F TG F 17 TG 0,8189 kg F CHOH F 17 CHOH 0,0007 kg

13 Tabel LA-8 Neraca Massa pada Dekanter-II (ST-50) NO KOMPONEN Masuk (Kg) Keluar (Kg) Alur 17 Alur 18 Alur J. Metil Ester 967, ,971. Gliserol,11,11 -. CH OH 0,0007 0, H O 4,984, Sabun 0,6197 0, KOH 0,0914 0, Trigliserida 0,8189 0, Jumlah 114,6084 6, , , Flash Drum II (D-80) Fungsi : Memisahkan metil ester dari air sehingga kandungan metil ester 99,99% 1 Air 99% JME 1% Air 0 Flash Drum II 99,99% JME 0,01% Air Alur 1. F JME F 0 JME 967,971 kg. 0,01 % F HO F + HO 967,971 0,99 F 0, 0968kg F HO HO 0, 0978kg Alur 1 F 1 HO F 0 HO F HO 9,775 0,0978 9,6797 kg

14 Tabel LA-9 Neraca Massa pada Flash Drum II (D-80) NO KOMPONEN Masuk (Kg) Keluar (Kg) Alur 0 Alur 1 Alur 1. JME 967, ,971. H O 9,7775 9,6797 0,0978 Jumlah 977,7487 9, , ,7487

15 LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Basis perhitungan : 1 Jam Operasi ton 1tahun Kapasitas Produksi x x tahun 40hari kg.450,980 jam 1000kg x 1ton 1hari 4 jam Komposisi Produk : - Metil ester : 99,9% - Air : 0,01% Komposisi minyak jarak pagar (JCO) : - Trigliserida : 97,% - FFA :,6% - Air + Impuritis: 0,1% Dari literatur didapat rata-rata perolehan biodiesel ± 96% dari bahan baku (Andi, 006) sehingga dengan kapasitas.450,980 kg/jam dibutuhkan bobot JCO sebesar.55,1045 kg/jam.

16 MIXER 1 1 NaOH Metanol 99,8% Air 0,% MIXER 1 Metanol Air NaOH BM Trigliserida 806 kg/kmol Mol Trigliserida.481,1707 kg / jam 806 kg / kmol,0784 kmol jam CH OH : Trigliserida 5 : 1 kmol Mol CHOH :, : 1 jam Mol CH OH 15,9 kmol jam Alur 1 F 1 NaOH 1 % x Bobot JCO 1 % x.55,1045 kg jam kg 5,51 jam Alur 1. F kmol kg 15,9 x,04 kmol CHOH jam kg 49,1597 jam F 100 kg x 49, , 8 jam kg 494,148 jam. F HO kg kg 494,148 49,1597 jam jam kg 0,988 jam

17 Alur 1. F CHOH F CHOH 49,1597 kg jam. F HO F HO 0,988 kg jam. F NaOH F NaOH 5,51 kg jam Tabel LA-1 Neraca Massa pada Mixer-1 (ggg) No Komponen Keluar Masuk (kg/jam) (kg/jam) Alur 1 Alur Alur 1. CH OH - 49, ,1597. H O - 0,988 0,988. NaOH 5,51-5,51 Jumlah 5,51 494,148 Jumlah 519, ,679 REAKTOR Metanol Air NaOH 4 JCO REAKTOR 5 Metil ester Gliserol Metanol Air NaOH Trigliserida Sabun Alur 4 1. F 4.55,1045 kg jam F 4 TG. F 4 FFA 97, kg x.55, , jam,6 kg x.55, , jam

18 . F 4 0,1 kg HO x.55,1045, jam Alur 5 Reaksi I : TG + CH OH X TG 96 % 96 % JME + Gliserol 5.484,1707 kg / jam N TG, kg / kmol r 1 5 TG TG TG kmol jam N x X,08 x 0,96,9587 τ ( 1) kmol jam 1. F 5 TG 484, [806 x (-1) x,9587] 99,4585 kg jam. F 5 CHOH F CHOH + (BM x τ CHOH x r 1 ) 49, [,04 x (-) x,9587] 08,7694 kg jam. F 5 JME (BM x τ JME x r 1 ) (69,57 x x,9587).9,75 kg jam 4. F 5 Gli (BM x τ Gli x r 1 ) (9 x 1 x,9587) 7,004 kg jam Reaksi II : FFA + NaOH Sabun + H O ( Asumsi : FFA terkonversi semua (karena <5 %) N 4 FFA 66,807 kg / jam 0,59 56 kg / kmol 5. F 5 Sabun BM x τ Sabun x r 94 kg kmol kg 76,4 jam x 1 x 0,59 kmol jam kmol jam

19 6. F 5 HO F HO + F 4 HO + (BM x τ HO x r ) 0,988 +,551 + (18 x 1 x 0,59) kg 8,088 jam 7. F 5 NaOH F NaOH + (BM x τ NaOH x r ) 5,51 + [40 x (-1) x 0,59] kg 15,159 jam Tabel LA- Neraca Massa pada Reaktor Transesterifikasi (R-401) No Komponen Keluar Masuk (kg/jam) (kg/jam) Alur Alur 4 Alur 5 1. Jatropha Metil Ester - -.9,75. Gliserol - - 7,004. CH OH 49, , H O 0,988,551 8, Sabun ,4 6. NaOH 5,51-15, Trigliserida -.484, , FFA - 66,807 - Jumlah 519,679.55,1045 Jumlah.07,785 07,785

20 DEKANTER 1 J. Metil ester Gliserol Metanol Air NaOH Trigliserida Sabun 5 DEKANTER J. Metil ester Gliserol Metanol Air NaOH Trigliserida Sabun Alur 7 1. F kg kg 0,98 x.9,75.44,8981 jam 7 JME jam F 7 Sisa. F 7 Gli. F 7 CHOH 4. F 7 HO 5. F 7 Sabun 6. F 7 NaOH kg kg 0,0 x 680,00 1,6006 jam jam kg kg 0,400 x 1,6006 5,444 jam jam kg kg 0,07 x 1,6006 4,1754 jam jam kg kg 0,01 x 1,6006 0,16 jam jam kg kg 0,111 x 1,6006 1,546 jam jam kg kg 0,0 x 1,6006 0,0 jam jam 7. F 7 kg kg TG 0,146 x 1,6006 1,9898 jam jam Alur 6 1. F kg 6 JME 47,8551 jam. F 6 Gli. F 6 CHOH 66, ,594 kg jam kg jam

21 4. F 6 HO 5. F 6 Sabun 6. F 6 NaOH 7. F 6 TG 8, , , ,4687 kg jam kg jam kg jam kg jam Tabel LA- Neraca Massa pada Dekanter-1 (D-501) NO KOMPONEN Masuk Keluar (kg/jam) (kg/jam) Alur 5 Alur 6 Alur 7 1. J. Metil Ester.9,75 47, ,8981. Gliserol 7,004 66,7561 5,444. CH OH 08, ,594 4, H O 8,088 8,0456 0,16 5. Sabun 76,4 74,7096 1, NaOH 15,159 14,8557 0,0 7. Trigliserida 99, ,4687 1,9898 Jumlah 714,848.58,4987 Jumlah.07,785.07,785

22 DESTILASI FLASH 8 Metanol 99,8% Air 0,% J. Metil ester Gliserol Metanol Air NaOH Trigliserida Sabun 7 DESTILASI FLASH 9 J. Metil ester Gliserol Air NaOH Trigliserida Sabun Alur 8 Asumsi Metanol menguap semua 1. F 8 CHOH F 7 CHOH 4,1754 kg jam. 0, % F 8 HO F + 8 HO 4,1754 Alur 9 1. F 0,998 F 0, 0084 F 8 HO 8 HO kg 0, 0087 jam kg 9 JME.44,8981 jam. F 9 Gli 5,444 kg jam. F 9 HO F 7 HO F 8 HO 0,16 0,0087 0,15484 kg jam 4. F 9 Sabun 1, F 9 NaOH 0,0 kg jam kg jam

23 6. F 9 TG 1,9898 kg jam Tabel LA-4 Neraca Massa pada Destilasi Flash (F-801) NO KOMPONEN Masuk Keluar (kg/jam) (kg/jam) Alur 7 Alur 8 Alur 9 1. J. Metil Ester 44, ,8981. Gliserol 5,444-5,444. CH OH 4,1754 4, H O 0,16 0,0087 0, Sabun 1,546-1, NaOH 0,0-0,0 7. Trigliserida 1,9898-1,9898 Jumlah 4, ,1494 Jumlah.58, ,4987 Mixer II Air 10 J. Metil ester Gliserol Air NaOH Trigliserida Sabun 9 MIXER II 11 J. Metil ester Gliserol Air NaOH Trigliserida Sabun Alur F HO 0,5 F 0,5 x.54,14 Alur F 9 kg 11 JME.44,8981 jam kg jam kg 588,589 jam

24 . F 11 Gli 5,444 kg jam. F 11 HO F 9 HO + F 10 HO 0, , ,7458 kg jam 4. F 11 Sabun 1, F 11 NaOH 0,0 kg jam kg jam 6. F 11 TG 1,9898 kg jam Tabel LA-5 Neraca Massa Mixer-II (M-0) No Komponen Keluar Masuk (kg/jam) (kg/jam) Alur 9 Alur 10 Alur J. Metil Ester 44, ,8981. Gliserol 5,444-5,444. CH OH H O 0, , , Sabun 1,546-1, NaOH 0,0-0,0 7. Trigliserida 1,9898-1,9898 Jumlah.54, ,589 Jumlah.94, ,8978

25 DEKANTER II J. Metil ester Gliserol Air NaOH Trigliserida Sabun 11 DEKANTER II 1 1 J. Metil ester Gliserol Air NaOH Trigliserida Sabun 99% JME 1% Air Alur F JME F 11 JME.44,8981 kg jam 1 % F 1 HO 1 HO 1 HO F + 0,99 F, 4489 F 1 HO kg, 6858 jam.44,8981 Alur F Gli F 1 Gli 5,444 kg jam. F 1 HO F 1 HO - F 1 HO kg 588,7458 jam kg -,6858 jam kg 565,06 jam. F 1 Sabun F 1 Sabun 1, F 1 NaOH F 1 NaOH 0,0 kg jam kg jam 5. F 1 TG F 1 TG 1,9898 kg jam

26 Tabel LA-6 Neraca Massa pada Dekanter-II (D-50) NO KOMPONEN Masuk Keluar (kg/jam) (kg/jam) Alur 11 Alur 1 Alur 1 1. J. Metil Ester 44, ,8981. Gliserol 5,444 5, CH OH H O 588, ,06, Sabun 1,546 0,0-6. NaOH 0,0 1, Trigliserida 1,9898 1, Jumlah 574,04.68,589.94,914.94,914 VACUUM DRIER 15 Air 99% JME 1% Air 14 Vacuum Drier 16 99,99% JME 0,01% Air Alur F JME F 14 JME.44,8981 kg jam. 0,01 % F 16 HO 16 FH O +.44,8981 0,99 F 0, 44 F 16 HO 16 HO 0, 68 kg jam

27 Alur F HO F 14 HO F 16 HO,6858 0,68,449 kg jam Tabel LA-7 Neraca Massa pada Vacuum Drier (F-80) NO KOMPONEN Masuk Keluar (kg/jam) (kg/jam) Alur 14 Alur 15 Alur JME.44, ,8981. H O,6858,449 0,68 Jumlah 85, ,149 Jumlah.68,589.68,589

28 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS Basis perhitungan Satuan operasi Basis temperatur : 1 jam operasi : kj : 5 0 C 98 K Neraca panas menggunakan rumus-rumus sebagai berikut : - Perhitungan panas untuk bahan dalam padat dan cair T Qi N Cp dt 0 98 K - Perhitungan panas penguapan Qv N. H - Data Cp VL Cp x,t a + bt + ct + dt + et 4 Tabel LB-1 Data Cp (J/mol. K) Senyawa a b c d e H O(g) 4,0471-9, , H O(l) 18,964 4, , CH OH(l) -,585.10,58 CH OH(g) 4,495 -, , Sumber : Reklaitis (198) , , , , , , , Tabel LB- Data Cp (J/Kmol. K) Senyawa a b c d e KOH(s) -4,1.10 4, , , Glyserol(l) 4 7, , Sumber : Chemstations (00)

29 - Perhitungan estimasi Cp (l) dan Cp (g) metode Rihani dan Doraiszwamy yaitu : Tabel LB- Perhitungan estimasi Cp(l) dan Cp (g) (kal/mol. C) Gugus (kal/mol. C) dengan menggunakan Harga Cp (kal/mol. C) a b.10 c d.10 -CH 0,6087,14-0,085 0, CH - 0,945,16-0,1197 0,00596 CH 0,566 1,857-0,0954 0, CH -,5,4158-0,816 0, COO-,750 1,0751 0,0667-0,0090 -COOH 1,4055,46-0,557 0, Sumber : Reid (1991) Rumus struktur trioleat adalah : CH COO CH ( CH ) CH ( CH ) 7 7 CH COO CH ( CH ) CH ( CH ) 7 7 CH COO CH ( CH ) CH ( CH ) 7 7 Sehingga perhitungan estimasi Cp trioleat (kal/mol. C) Tabel LB-4 Perhitungan estimasi Cp trioleat (kal/mol. C) Gugus Harga Cp (kal/mol. C) a b.10 c d.10 (-CH ) (0,6087) (,14) (-0,085) (0,00115) 44(-CH -) 44(0,945) 44(,16) 44(-0,1197) 44(0,00596) (CH) (0,566) (1,857) (-0,0954) (0,001950) 1(-CH) 1(-,5) 1(,4158) 1(-0,816) 1(0,008015) (-COO-) (,750) (1,0751) (0,0667) (-0,0090) Total 5, ,575-18,485 0,0706

30 Dengan cara yang sama diperoleh Cp Trigliserida campuran sebagai berikut : Tabel LB-5 Perhitungan estimasi Cp komponen trigliserida (kal/mol.c) Komponen Trigliserida Komposisi Trigliserida Harga Cp (kal/mol. C) a b.10 c d.10 Tripalmitat 0,146, ,068-4,0859 0,05176 Tripalmitoleat 0,0085, , ,0774 0,0665 Trioleat 0,4619 5, ,575-18,485 0,0706 Trilinoleat 0,08 7, ,788-16,0774 0,088 Trilinolenat 0,00 8, ,475-1,6696 0,08869 Tristearat 0,0715 6,9 119,886-0,6068 0,0740 Triarachidat 0,001 8,5999 1,708 -,0146 0,0808 Campuran Trigliserida Maka Cp Trigliserida adalah : Senyawa 1, , ,975 0,0679, , T 1, T + 0, T Dengan cara yang sama diperoleh juga : Tabel LB-6 Perhitungan estimasi Cp komponen yang lain (kal/mol. C) Harga Cp (kal/mol. C) a b.10 - T c.10-4 T d.10-6 T Metil Ester 10, ,5549 -,007 0,0881 FFA 8,068 7,504 -,111 0,046 - Perhitungan estimasi Cp (s) (J/mol.K) dengan metode Hurst and Harrison : Tabel LB-7 Kontribusi elemen atom untuk metode Hurst and Harrison (J/mol.K) Gugus Harga Cp (J/mol.K) C 10,89 H 7,56 O 1,4 N 18,74 S 1,6 K 8,78 Sumber : Perry (1997)

31 Dari data diatas didapat Cp Potasium Oleat (sabun) Cp 17(C) + (H) + (O) + 1(K) 17(10,89) + (7,56) + (1,4) + 1(8,78) 48,67 J/mol.K - Data o H f (98 K ) (kkal/mol) dari Reklaitis (198) dan Perry (1997) adalah sebagai berikut : Tabel LB-8 Nilai o H f (98 K ) (kkal/mol) Senyawa o H f (98 K ) (kkal/mol) KOH -114,96 H O -57,8 Metanol -48,08 Glyserol 19,8 Sumber : Reklaitis (198) dan Perry (1997) - Menghitung estimasi (kj/mol) o H f (98 K ) Tabel LB-9 Data (kj/mol) untuk estimasi o H f (98 K ) Gugus Harga (KJ/mol) o H f (98 K ) Rumus : o H f (98 K ) -CH -76,45 -CH - -0,64 -CH 9,89 -C- 8, CH -9,6 CH 7,97 C- 8,99 -COO- -7,9 -COOH -46,7 Sumber : Perry (1997) 68,9 + N i. H i...(perry, 1997)

32 Dari data diatas dapat dicari : 1. Kalium Oleat o H f (98 K ) 68,9 + N i. H i 68,9 + [1(CH )+14(CH )+1(CH)+1(COO)+1(K)] 68,9 + [1(-76,45)+14(-0,64)+1(7,97)+1(-7,9)+1(0)] -597,07 kj/mol. Asam Oleat (FFA) o H f (98 K ) 68,9 + N i. H i 68,9 + [1(CH )+14(CH )+1(CH)+1(COOH)] 68,9 + [1(-76,45)+14(-0,64)+1(7,97)+1(-446,7)] -685,87 kj/mol. Tripalmitat (Trigliserida) o H f (98 K ) 68,9 + N i. H i 68,9 + [(CH )+44(CH )+(COO)+1(CH)] 68,9 + [(-76,45)+44(-0,64)+(-7,9)+1(9,89)] -05,09 kj/mol Dengan cara yang sama didapat campuran sebagai berikut : Trigliserida o H f (98 K ) Tabel LB-10 Campuran Trigliserida o H f (98 K ) Senyawa Komposisi o H f (98 K ) Senyawa o H f (98 K ) Campuran Tripalmitat 0,146-05,09-99,751 Tripalmitoleat 0, ,45-6,6168 Tristearat 0, ,9-155,65 Trioleat 0, ,18-895,707 Trilinoleat 0,08-15,09-468,804 Trilinolenat 0, ,67 -,894 Triarachidat 0,001-00,77-4,816 Campuran trigliserida (kj/mol) -18,75 o H f (98 K )

33 Metil Ester Tabel LB-11 Campuran Metil Ester o H f (98 K ) Senyawa Komposisi o H f (98 K ) Senyawa o H f (98 K ) Campuran Metil palmitat 0, ,49-110,99 Metil palmitoleat 0,009-86,61 -,57949 Metil stearat 0,067-75,77-50,456 Metil oleat 0,46-67,5-86,9 Metil linoleat 0,9-54,49-181,19 Metil linolenat 0,00-45,5-0,8507 Metil arachidat 0, ,05-0,79405 Campuran Metil Ester (kj/mol) -6,764 o H f (98 K ) 1. Reaktor (R-401) Metanol Air 0 0 C KOH JCO 0 0 C 6 Reaktor T60 0 C P 1atm Steam uap panas 10 0 C 9 10 Kondensat C Metil ester Gliserol Metanol 60 0 C Air KOH Trigliserida Sabun Reaksi yang terjadi : Trigliserida (TG) + CH OH FFA (asam oleat) + KOH 96 % Metil ester (JME) + Gliserol Sabun (kalium oleat) + HO 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

34 Perhitungan panas reaksi : O R1 C OCH O HOCH O R C OCH O KOH + CHOH HOCH + R C OCH R C OCH HOCH o H f (98K ) o H f (98K ) Trigliserida Metanol Gliserol Metil Ester Trigliserida -18,75 kj/mol Metanol -48,08 kkal/mol -01,1667 kj/mol o H f (98K ) o H f (98K ) Metil ester -6,764 kj/mol Gliserol 19,8 kkal/mol 584,9 kj/mol Air -57,8 kkal/mol -41,85 kj/mol o H f (98K ) o H f (98K ) KOH -114,96 kkal/mol -606,516 kj/mol FFA -685,87 kj/mol o H f (98K ) Sabun -597,07 kj/mol o H f (98K ) o o o o (. ) (. ) Hr H + H H + H 1(98 K ) f Metilester f Gliserol f Trigliserida f Metanol (. 6, ,9) ( 18, ,1667) ,881 kj / mol kj 10 mol r. Hr1(98 K ) 110,881 x x 1,15 kmol mol 1 kmol ,15 kj Reaksi II : ( CH ) CH ( CH ) CH COOH + KOH ( CH ) CH ( CH ) CH COOK + H O Asam Oleat Sabun( Kalium Oleat)

35 o o o o ( ) ( ) Hr H + H H + H (98 K ) f sabun f Air f FFA f KOH ( 597, 07 41,85) ( 685,87 606,516) 45, 4774 kj / mol kj 10 mol r. Hr(98 K ) 45, 4774 x x 0,1009kmol mol 1 kmol ,8697 kj Tabel LB-1 Perhitungan panas bahan masuk reaktor (alur 6) 6 Komponen F s N Trigliserida (l) FFA (l) H O (l) (kg) 10,7794 7,569 1,05 6 s (kmol) 1,01 0,1009 0, Cp (l) dt 98 (kj/kmol) 994, 80,65 75,9 N s 6 0. Cp (l) dt 98 (kj) 1194,77 8,4076 1,9169 H 154,7017 in,alur 6 Tabel LB-1 Perhitungan panas bahan masuk reaktor (alur 9) 9 Komponen F s N Metanol (l) KOH (l) H O (l) (kg) 19,41 10,78 0,856 9 s (kmol) 6,006 0,184 0,014 0 Cp (l) dt 98 (kj/kmol) 41,18 8,8 75,9 N s 9 0. Cp (l) dt 98 (kj) 475,551 59,971 8,01 H 54,5574 in,alur 9 H in,total 154, , ,591 kj

36 Tabel LB-14 Perhitungan panas bahan keluar reaktor (alur 10) 10 Komponen F s N (kg) 10 s (kmol) 98 Cp (l) dt N s Cp (l) dt (kj/kmol) (kj) Metil ester (l) 987,757, ,4 1019,1059 Gliserol (l) 106,1591 1, ,6 987,759 Metanol (l) 81,591, , 767,70 H O (l),54 0, ,5 477,0408 Sabun (s) 0,9864 0, , ,5491 KOH (l) 4,576 0,0815 7,4 190,4981 Trigliserida (l) 40,951 0, ,6 44,978 H 78,656 out,alur 10 Panas yang diberikan steam (Q s ) dqs Hout, Tot + r1. Hr1 + r. Hr Hin, Tot dt.78, , , , ,58 kj Reaktor menggunakan steam panas lanjut sebagai media pemanas yang masuk pada suhu 10 0 C dan tekanan 1 atm, kemudian keluar sebagai kondensat pada suhu C dan tekanan 1 atm. H Steam ,1.96,9 kj / kg... (Reklaitis, 198) Maka. massa steam (m s ) adalah : m S Qs ,58 kj H.96,9 kj / kg Steam 595, 747 kg

37 . Heater I (E-601) Metil ester Gliserol Metanol Air 60 0 C KOH Trigliserida Sabun Heater I Biodiesel panas C Kondensat 8, 0 C Perhitungan temperatur yang di inginkan pada flash drum I Titik didih masing-masing komponen : Metil ester 609,07 0 C Trigliserida 985,99 0 C Sabun Air 610,15 0 C C Metil ester Gliserol Metanol 70,69 0 C Air KOH Trigliserida Sabun Metanol 64,7 0 C Dari grafik tekanan uap-cair, hanya metanol dan air yang memiliki data tekanan uap (Chemstation, 00) Sehingga : Xi Zi[(1+D/W)/(1+Ki. D/W)] Yi Zi[(1+W/D)/(1+W/KiD)] Dimana : Zmetanol,56 kmol 0,9% Zair 0,18 kmol 0,07% Xi 100Zi/(1+99.Ki) Yi 1,01Zi/(1+0,01/Ki) Diinginkan 99,99% metanol dari umpan dapat dipisahkan sebagai distilat. Tekanan operasi (Pt) 1 atm 1015 Pa Tebakan awal 80 0 C 5 K

38 Didapat data dari grafik nilai tekanan uap P v i. dari tekanan uap tersebut didapat harga Ki, YiD, XiW. Komponen P v i (Pa) Ki P v i /Pt YiD XiW Metanol ,7698 0,94 0,58 Air ,466 0,069 0,148 Total 1,00 0,676 Karena hasil yang didapat Yi lebih dari 1 maka Trial kedua 70,69 0 C 4,69 K Didapat data dari grafik nilai tekanan uap P v i. dari tekanan uap tersebut didapat harga Ki, YiD, XiW. Komponen P v i (Pa) Ki P v i /Pt YiD XiW Metanol ,55 0,91 0,745 Air 194, 0,15 0,068 0,175 Total 0,999 0,96 Nilai Yi dan Xi sudah mendekati 1 sehingga T flash 70,69 0 C telah memenuhi kriteria kesetimbangan. Perhitungan panas bahan masuk heater I Tabel LB-15 Perhitungan panas bahan masuk heater I (alur 10) 10 Komponen F s N (kg) 10 s (kmol) 98 Cp (l) dt N s Cp (l) dt (kj/kmol) (kj) Metil ester (l) 987,757, ,4 1019,1059 Gliserol (l) 106,1591 1, ,6 987,759 Metanol (l) 81,591, , 767,70 H O (l),54 0, ,5 477,0408 Sabun (s) 0,9864 0, , ,5491 KOH (l) 4,576 0,0815 7,4 190,4981 Trigliserida (l) 40,951 0, ,6 44,978 H 78,656 in,alur 10

39 Perhitungan panas bahan keluar heater I Td. Metanol 64,7 0 C... (Reklaitis, 198) H VL Metanol 5.70,4 J/mol...(Reklaitis, 198) 4,69 7,7 4,69 (VL) + (l) H + VL (g) ,7 Cp dt Cp dt Cp dt 419, , 4 + 7,9 941,19 kj/kmol Tabel LB-16 Perhitungan panas bahan keluar heater I (alur 11) 11 Komponen F s N (kg) 11 s (kmol) 4,69 98 Cp (l) dt N s 11. 4,69 98 Cp (l) dt (kj/kmol) (kj) Metil ester (l) 987,757, ,4 58,999 Gliserol (l) 106,1591 1, ,58 Metanol (g) 81,591, , ,688 H O (l),54 0, ,8 751,5494 Sabun (s) 0,9864 0, ,85 678,5771 KOH (l) 4,576 0, ,58 Trigliserida (l) 40,951 0, ,04 H 14015,949 out,alur 11 Karena tidak terjadi Ep dan Ek pada heater I, maka perubahan panas steam sama dengan perubahan entalpinya ( H). dq dt s H H out, Tot in, Tot ,949.78, , 786 kj Heater menggunakan produk biodiesel panas (T-05) sebagai media pemanas yang masuk pada suhu 100 o C dan tekanan 1 atm, kemudian keluar sebagai kondesat pada suhu 8, o C dan tekanan 1 atm. Data dari alur : F 968,069 Kg Q m. Cp. dt

40 110.87,786 kj 968,069. Dimana : T 7 T 7 Cp produk biodiesel Cp produk biodiesel. dt 10,617 (T-7) + 0,745 (T -7 4, ) (T -7 ) 8, (T ) 4 Dari hasil iterasi yang dilakukan didapatlah suhu keluaran dari kondensat sebesar 55, 0 K 8, 0 C. dt. Flash Drum I (D-801) J. Metil ester Gliserol Metanol Air 70,69 0 C KOH Trigliserida Sabun 11 1 Flash drum I T70,69 0 C 1 70,69 0 C Metanol Air J. Metil ester Gliserol Metanol 70,69 0 C Air KOH Trigliserida Sabun Perhitungan panas bahan masuk Flash drum I Td. Metanol 64,7 0 C... (Reklaitis, 198) H VL Metanol 5.70,4 J/mol...(Reklaitis, 198) 4,69 7,7 4,69 (VL) + (l) H + VL (g) ,7 Cp dt Cp dt Cp dt 419, , 4 + 7,9 941,19 kj/kmol

41 Tabel LB-17 Perhitungan panas bahan masuk Flash drum I (alur 11) 11 Komponen F s N (kg) 11 s (kmol) 4,69 98 Cp (l) dt N s 11. 4,69 98 Cp (l) dt (kj/kmol) (kj) Metil ester (l) 987,757, ,4 58,999 Gliserol (l) 106,1591 1, ,58 Metanol (g) 81,591, , ,688 H O (l),54 0, ,8 751,5494 Sabun (s) 0,9864 0, ,85 678,5771 KOH (l) 4,576 0, ,58 Trigliserida (l) 40,951 0, ,04 H 14015,949 in,alur 11 Perhitungan panas bahan keluar Flash drum I Tabel LB-18 Perhitungan panas bahan keluar Flash drum I (alur 1) 1 1 Komponen F s N 4,69 s Cp(l) dt (kg) (kmol) 98 N s 1. 4,69 98 Cp (l) dt (kj/kmol) (kj) Metanol (g) 81,58, , ,8057 H O (l) 0,165 0, ,8 7,7576 H 10095,56 out,alur 1

42 Tabel LB-19 Perhitungan panas bahan keluar Flash drum I (alur 1) 1 Komponen F s N (kg) 1 s (kmol) 5 98 Cp (l) dt N s Cp (l) dt (kj/kmol) (kj) Metil ester (l) 987,757, ,4 58,999 Gliserol (l) 106,1591 1, ,58 Metanol (g) 0,0081 0, ,19 7,886 H O (l),0905 0, ,8 71,7918 Sabun (s) 0,9864 0, ,85 678,5771 KOH (l) 4,576 0, ,58 Trigliserida (l) 40,951 0, ,04 H 460,716 out,alur 1 Q total keluar , , ,949 kj Karena tidak terjadi Ep dan Ek pada flash drum, maka perubahan panas steam sama dengan perubahan entalpinya ( H). dqs Hout, Tot Hin, Tot dt , ,949 0 kj Karena dq/dt0 maka proses berlangsung secara adiabatik, dimana tidak diperlukan air pendingin ataupun steam. 4. Kondensor (C-701) Metanol Air 70,69 0 C Kondensor Air pendingin 5 0 C 1 Metanol 0 0 C Air Air 60 0 C

43 Perhitungan panas bahan masuk kondensor Td. Metanol 64,7 0 C... (Reklaitis, 198) H VL Metanol 5.70,4 J/mol...(Reklaitis, 198) 4,69 7,7 4,69 (VL) + (l) H + VL (g) ,7 Cp dt Cp dt Cp dt 419, , 4 + 7,9 941,19 kj/kmol Tabel LB-0 Perhitungan panas bahan masuk kondensor (alur 1) 1 Komponen F s N (kg) 1 s (kmol) 4,69 98 Cp (l) dt N s 1. 4,69 98 Cp (l) dt (kj/kmol) (kj) Metanol (l) 81,58, , ,8057 H O (l) 0,165 0, ,8 7,7576 H 10095,56 in,alur 1 Perhitungan panas bahan keluar kondensor Tabel LB-1 Perhitungan panas bahan keluar kondensor (alur ) 0 Komponen F s Ns Cp(l) dt (kg) (kmol) 98 N s Cp (l) dt Metanol (l) H O (l) 81,58 0,165,546 0,009 (kj/kmol) 41,18 75,9 (kj) 1049,59,4089 Hout,alur 105,948 Karena tidak terjadi Ep dan Ek pada kondensor, maka perubahan panas steam sama dengan perubahan entalpinya ( H). dq dt s H H out, Tot in, Tot 105, , , 605 kj (tanda negatif berarti melepas panas) kondensor dilengkapi dengan jacket yang berisi air pendingin yang masuk pada suhu 5 0 C dan air sisa keluar pada suhu 60 0 C.

44 o K kj 1 kmol CPl () dt 68,5 x 146,58 kj / kg... (Reklaitis, 198) o kmol 18 kg 98 K Maka. massa air (m a ) yang digunakan adalah : m a Q 99.4, 605 kj o 677, 76 K 146,58 kj / kg C dt o 98 K Pl () kg 5. Mixer II (M-0) Metil ester Gliserol Metanol Air KOH Trigliserida Sabun 70,69 0 C Air 0 0 C 16 Mixer II T60 0 C 15 P 1atm 17 Steam 10 0 C, 1 atm Kondensat C Metil ester Gliserol Metanol 60 0 C Air KOH Trigliserida Sabun - Suhu mixer II dijaga tetap 60 0 C agar metil ester mudah terpisah dari air dan bahan yang masih terikut dalam metil ester Perhitungan panas bahan masuk mixer II Td. Metanol 64,7 0 C... (Reklaitis, 198) H VL Metanol 5.70,4 J/mol...(Reklaitis, 198) 4,69 7,7 4,69 (VL) + (l) H + VL (g) ,7 Cp dt Cp dt Cp dt 419, , 4 + 7,9 941,19 kj/kmol

45 Tabel LB- Perhitungan panas bahan masuk mixer II (alur 15) 15 Komponen F s N (kg) 15 s (kmol) 4,69 98 Cp (l) dt N s 15. 4,69 98 Cp (l) dt (kj/kmol) (kj) Metil ester (l) 967,971,90 67,4 794,4 Gliserol (l),11 0, ,845 Metanol (g) 0,0007, ,19 0,8611 H O (l) 0,0617, ,8 14,487 Sabun (s) 0,6197, ,85 5,5689 KOH (l) 0,0914 1, ,0465 Trigliserida (l) 0,8189 9, ,1789 H 914,09 in,alur 15 Tabel LB- Perhitungan panas bahan masuk mixer II (alur 16) Komponen F s Ns Cp(l) dt (kg) (kmol) 98 N s Cp (l) dt (kj/kmol) H O 4,917 (l) 1, ,9 5064,767 (kj) H 5064,767 in,alur 16 Q masuk total 5064, , ,856 kj

46 Perhitungan panas bahan keluar mixer II Tabel LB-4 Perhitungan panas bahan keluar mixer II (alur 17) 17 Komponen F s N (kg) 17 s (kmol) 98 Cp (l) dt N s Cp (l) dt (kj/kmol) (kj) Metil ester (l) 967,971,90 76,4 1759,055 Gliserol (l),11 0, ,6 186,061 Metanol (l) 0,0007, , 0,0654 H O (l) 4,984 1, ,5 5617,75 Sabun (s) 0,6197, ,45 4,089 KOH (l) 0,0914 1, ,4,8074 Trigliserida (l) 0,8189 9, ,6 8,5066 H 48608,960 out,alur 17 Karena tidak terjadi Ep dan Ek pada mixer II, maka perubahan panas steam sama dengan perubahan entalpinya ( H). dqs Hout, Tot Hin, Tot dt , , ,104kJ Mixer II dilengkapi coil yang berisi steam sebagai media pemanas yang masuk pada 10 0 C, 1 atm dan keluar sebagai kondensat C, 1 atm. H Steam ,1.96,9 kj / kg... (Reklaitis, 198) Maka. massa steam (m s ) adalah : m S Qs 0.60,104kJ H.96,9 kj / kg Steam 8,9817kg

47 6. Heater II (E-60) Steam panas 10 0 C Metil ester Air 60 0 C 19 0 Heater II Metil ester C Air Kondensat C Perhitungan panas bahan masuk heater II Tabel LB-5 Perhitungan panas bahan masuk heater II (alur 19) 19 Komponen F s N (kg) 19 s (kmol) 98 Cp (l) dt N s Cp (l) dt (kj/kmol) (kj) Metil ester (l) 967,971,90 76,4 1759,055 H O (l) 9,7775 0,04 68,5 11,98 H 187,08 in,alur 19 Perhitungan panas bahan keluar heater II Td. Air C... (Reklaitis, 198) Air 57 kj/mol...(reklaitis, 198) H VL 7 7 Cp dt Cp dt + H VL (VL) (l) 5671, , 6 kj/kmol Tabel LB-6 Perhitungan panas bahan keluar heater II (alur 0) Komponen F s Ns Cp(l) dt (kg) (kmol) 98 N s Cp (l) dt (kj/kmol) (kj) Metil ester (l) 967,971, ,6 8840,764 H O (g) 9,7775 0,04 798,6 405,98 H 145,998 out,alur 0

48 Karena tidak terjadi Ep dan Ek pada heater, maka perubahan panas steam sama dengan perubahan entalpinya ( H). dqs Hout, Tot Hin, Tot dt 145, , 08 07,9556 kj Heater menggunakan steam uap panas sebagai media pemanas yang masuk pada 10 0 C, 1 atm dan keluar sebagai kondensat C, 1 atm. H Steam ,1.96,9 kj / kg... (Reklaitis, 198) Maka. massa steam (m s ) adalah : m S Qs 07,9556 kj H.96,9 kj / kg Steam 8,86 kg 7. Cooler (C-70) Metil ester Air 8, 0 C Cooler Air pendingin 5 0 C 4 5 Metil ester 0 0 C Air Air 60 0 C Perhitungan panas bahan masuk cooler Tabel LB-7 Perhitungan panas bahan masuk cooler (alur 4) 4 4 Komponen F s N 55, s Cp(l) dt (kg) (kmol) 98 N s 4. 55, 98 Cp (l) dt (kj/kmol) (kj) Metil ester (l) 967,971, ,7 459,8589 H O (l) 0,0978 0,0054 4,4,4761 H 48,5 in,alur 4

49 Perhitungan panas bahan keluar cooler Tabel LB-8 Perhitungan panas bahan keluar cooler (alur 5) 5 Komponen F s N (kg) 5 s (kmol) 0 98 Cp (l) dt N s Cp (l) dt Metil ester (l) H O (l) 967,971 0,0978,90 0,0054 (kj/kmol) 45,1 75,9 (kj) 1441,18,069 H 144,451 out,alur 5 Karena tidak terjadi Ep dan Ek pada cooler, maka perubahan panas steam sama dengan perubahan entalpinya ( H). dq dt s H H out, Tot in, Tot 144,451 48,5 09,9899 kj (tanda negatif berarti melepas panas) Cooler dilengkapi dengan jacket yang berisi air pendingin yang masuk pada suhu 5 0 C dan air sisa keluar pada suhu 60 0 C. o K o 98 K kj 1 kmol CPl () dt 68,5 x 146,58 kj / kg kmol 18 kg Maka. massa air (m a ) yang digunakan adalah : m a Q 09,9899 kj o 150,584 K 146,58 kj / kg C dt o 98 K Pl () kg... (Reklaitis, 198)

50 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT 1. Gudang Biji Jarak Pagar (G-101) Fungsi : Menyimpan bahan baku biji jarak, direncanakan untuk kebutuhan 0 hari Bahan konstruksi : Beton Bentuk : Prisma segi empat beraturan Kondisi penyimpanan : Kondisi ruang Kebutuhan biji jarak : 945,6565 kg/jam Kebutuhan biji jarak untuk 0 hari 945,6565 kg/jam x 4 jam/hari x 0 hari.10.87,68 kg Berat 1 biji jarak pagar diperkirakan 0,00 kg (Hambali, 006) Jumlah biji jarak untuk 0 hari.10.87,68 kg x 1 biji/0,00 kg biji 1 buah jarak diameternya 4 cm dan tebal dindingnya 1 cm (Hambali, 006) 1 buah jarak pagar terdiri atas biji, diameter ketiga bijinya 4cm cm cm Maka 1 biji jarak pagar berdiameter cm/ 0,67 cm 0,0067 m r 0,005 m volume 1 biji jarak 4/πr 4/ (,14). (0,005) 1, m Volume biji jarak untuk 0 hari x 1, Faktor kelonggaran (fk) 0% Volume gudang 166,9116 m (1+0,). 166,9116 m 16,9851 m Gudang direncanakan berukuran p : l : t : : 1 Volume gudang (V) p x l x t t x t x t 4t -7 m Tinggi gudang (t) V 16,9851,7855m 4 4

51 Sehingga panjang (p) x,7855 7,571 m Lebar (l) x,7855 7,571 m. Gudang Penyimpanan KOH (G-10) Fungsi : tempat menyimpan KOH untuk kebutuhan 10 hari Bahan konstruksi : Beton Bentuk : Prisma segi empat beraturan Kondisi penyimpanan : Kondisi ruang Densitas KOH (ρ) 040 kg/m Kebutuhan KOH untuk 10 hari 10,78 kg/jam x 4 jam/hari x 10 hari 9.484,864 kg volume KOH m/ρ 9.484,864 kg / 040kg/m 14,454 m Faktor kelonggaran (fk) 0% Volume gudang (1+0,). 14,454 m 18,7894 m Gudang direncanakan berukuran p : l : t : : 1 Volume gudang (V) p x l x t t x t x t 4t V Tinggi gudang (t) 18,7894 1,6747 m 4 4 Sehingga panjang (p) x 1,6747,494 m Lebar (l) x 1,6747,494 m

52 . Bucket Elevator KOH (B-101) Fungsi : Mengangkut KOH dari gudang penyimpanan ke tangki pencampur Jenis : Spaced-Bucket Centrifugal-Discharge Elevator Bahan : Malleable-iron Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : kondisi ruang Laju bahan yang diangkut 10,78 kg/jam Faktor kelonggaran, fk 1 % (Tabel 8-8, Perry, 1999) Kapasitas 1,1 x 10,78 kg/jam 11,466 kg/jam Untuk bucket elevator kapasitas < 14 ton/jam, spesifikasi : (Tabel 1-8, Perry, 1999) - Tinggi elevator 5 ft 7,6 m - Ukuran bucket (6 x 4 x 4¼) in - Jarak antar bucket 1 in 0,05 m - Kecepatan bucket 5 ft/mnt 68,6 m/mnt 1,14 m/s - Kecepatan putaran 4 rpm - Lebar belt 7 in 0,1778 m 17,78 cm Perhitungan daya yang dibutuhkan (P): 0,6 P 0,07 m ΔZ (Timmerhaus, 004) Dimana: P daya (kw) m laju alir massa (kg/s) Z tinggi elevator (m) m 11,466 kg/jam, kg/s Z 5 ft 7,6 m Maka : P 0,07 x (, ) 0,6 x 7,6 0,014 kw 0,019 hp

53 4. Bucket Elevator Jarak Pagar (B-10) Fungsi : Mengangkut biji jarak dari gudang penyimpanan ke tangki umpan Jenis : Spaced-Bucket Centrifugal-Discharge Elevator Bahan : Malleable-iron Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : - Temperatur (T) : 0 0 C - Tekanan (P) : 1 atm (14,699 psi) Laju bahan yang diangkut 945,6565 kg/jam Faktor kelonggaran, fk 1 % (Tabel 8-8, Perry, 1999) Kapasitas 1,1 x 945,6565 kg/jam 54,7878 kg/jam Untuk bucket elevator kapasitas < 14 ton/jam, spesifikasi : (Tabel 1-8, Perry, 1999) - Tinggi elevator 5 ft 7,6 m - Ukuran bucket (6 x 4 x 4¼) in - Jarak antar bucket 1 in 0,05 m - Kecepatan bucket 5 ft/mnt 68,6 m/mnt 1,14 m/s - Kecepatan putaran 4 rpm - Lebar belt 7 in 0,1778 m 17,78 cm Perhitungan daya yang dibutuhkan (P): P 0,07 m 0,6 ΔZ (Timmerhaus, 004) Dimana: P daya (kw) m laju alir massa (kg/s) Z tinggi elevator (m) m 54,7878 kg/jam 0,9819 kg/s Z 5 ft 7,6 m Maka : P 0,07 x (0,9819) 0,6 x 7,6 0,57 kw 0,7071 hp

54 5. Bak Penampungan Ampas (B-01) Fungsi : menampung ampas biji jarak dari Screw Press dan Vibrating Filter Bentuk : bak persegi panjang Bahan : Kayu Jumlah : 1 Lama penyimpanan : 1 hari Laju alir bahan F + F , ,86 189,468 kg/jam Berat bahan 189,468 kg/jam x 4 jam 45.44, kg ρ campuran 586,17 kg/m 4544, volume bahan 77,551m 586,17 Faktor kelonggaran (fk) 0% Volume bak 1, x 77,551 m 9,001 m Bak direncanakan berukuran p : l : t 1 : 1 : / Volume bak (V) p x l x t Panjang (p) p x p x /p /p V.9, 001 5,1869m Sehingga lebar panjang 5,1869 m Tinggi (t) / x 5,1869 m,4579 m 6. Tangki Penyimpanan Metanol (T-0) Fungsi : Untuk menyimpan larutan metanol Bentuk : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan : Carbon steel, SA 85 Grade C Jumlah : 1 unit Lama Penyimpanan : 0 hari Kondisi Operasi : Kondisi ruang

55 LC-1 Tabel data-data pada alur 8 Komponen Metanol Air Lj Massa (kg/jam) 19,4 0,856 % Berat, x i Densitas, (%) ρi (kg/m ) 0,9980 0,000 Total 19,8176 1, ,54 995,647 Densitas campuran (ρ campuran ) Σx i.ρ i 80,96 kg/m 50,187 lbm/ft Perhitungan : a. Volume tangki Volume larutan, V l kg jam 19,8176 x 0 hari x 4 jam hari kg 80,96 m 17,688 m Faktor kelonggaran (fk) 0 % (Brownell & Young, 1959) Volume tangki, V T (1 + 0,) x 17,688 m 07,59 m b. Diameter dan Tinggi Shell Volume silinder 1 V π Dt Hs (Hs : Dt : ) 4 Vs π Dt 1,1775 Dt 8 Volume tutup tangki ellipsoidal (Vh) Vh 1 π Dt 0.108Dt 4 (Brownell & Young, 1959) Volume tangki (Vt) Vt Vs + Vh 07,59 1,1775 Dt + 0,108 Dt Dt 5,4106 m 106,5077 in r ½ x Dt 106,5077 in

56 Tinggi silinder (Hs) : Hs x Dt x 5,4106 8,1159 m 6,669 ft 19,59 in Tinggi head (Hh) : (Hh : Dt 1 : 4) Hh 4 1 x Dt 4 1 x 5,4106 m 1,56 m Tinggi total tangki (Ht) Ht Hs + Hh 8, ,56 9,4685 m 7,7748 in Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vs 07,59 m Vc 17,688 m Hs 8,1159 m Vc Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vs Hs 17,688 8,1159 6,76m 07, 59 c. Tebal shell dan head direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon steel, SA 85, Grade C dari tabel 1.1 Brownell & Young, 1959 diperoleh data : Allowable Working Stress (S) 1650 psia Effisiensi sambungan (Ej) 0,85 Corrosion Allowance (C A ) 1/8 in/tahun Umur alat (n) 10 tahun Cc n x CA ( Hs 1) ρ Tekanan hidrostatik (Ph) 144 ft in (6, 669 ft 1).50,187lbm ft 144 ft in 8,916 psi Tekanan operasi 14,696 psi + 8,916 Psi,676 psi Tebal dinding silinder tangki : P. r t t + Cc (Timmerhaus, 004, hal. 554) S. Ej 0,6P

57 t s P.r S.Ej -0,6P + n.c A (,676psi).(106,5077 in) (1650psi)(0,85) (0,6)(,676psi) + (10. 1 ) 8 1, 484in (Timmerhaus, 004) Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959, dipilih tebal dinding standar 1 1 in Tebal tutup tangki : t h PD. Cc S. Ej 0, P + (Timmerhaus, 004, hal. 554) t h,676psi 1, 015in + (10. 1 ) ( 1650psi 0,85) (0,, 676psi) 8 1, 489in Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959 dipilih tebal tutup standard 1 1 in 7. Screw Press (SP-101) Fungsi : mengeluarkan minyak yang terkandung dalam biji jarak pagar Jenis : Twin Screw Bahan : Stainless steel TP-4 Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : - Temperatur (T) : 0 0 C - Tekanan (P) : 1 atm (14,699 psi) Laju bahan yang lewat 945,6565 kg/jam Faktor kelonggaran (fk) 0% Kapasitas 1, x 945,6565 kg/jam 54,7878 kg/jam,5 ton/jam Twin screw yang dipilih : TP-4, Stord international AS ( Kapasitas,5 ton/jam Panjang,7 m Lebar 0,9 m

58 Tinggi 1,46 m Daya 8,15 kw 8. Vibrating Filter (VP-101) Fungsi : memisahkan partikel ampas dari minyak jarak pagar Jenis : Vibrating filter Bahan : ALL 16 Stainless steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : kondisi ruang Laju bahan yang lewat 1054,0148 kg/jam Fk 0% Kapasitas 1, x 1054,0148 kg/jam 164,97 kg/m ρ bahan 888,97 kg/m volume bahan 164,8178 1,47 m / 888,97 jam 14,7 l/jam 4,78 l/min vibrating filter yang dipilih : vibrating filter industrial top coat nowata proguard ( - laju alir bahan 4,78 - Tekanan 00 Psi 1 kg/cm - Bukaan filter 5 micron 0,001 in - berat 9 lb 1, kg 9. Tangki Minyak Jarak Pagar (T-0) Fungsi : menyimpan minyak jarak pagar setelah dipress dan disaring Bahan konstruksi : carbon steel, SA-8 Grade C Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar Lama penyimpanan : 0 hari Jumlah : buah Kondisi operasi : kondisi ruang Densitas campuran (ρ campuran ) Σx i.ρ i 888,97 kg/m 55,461 lbm/ft

59 Perhitungan : a. Volume tangki Volume larutan, V l kg jam 105,1885 x 0 hari x 4 jam hari kg 888,97 m 85,7446 m Faktor kelonggaran (fk) 0 % (Brownell & Young, 1959) Volume tangki, V T (1 + 0,) x 85,7446 m 10,95 m Direncanakan buah tangki, sehingga 10,595 V T 511, 6467m b. Diameter dan Tinggi Shell Volume silinder 1 V π Dt Hs (Hs : Dt : ) 4 Vs π Dt 1,1775 Dt 8 Volume tutup tangki ellipsoidal (Vh) Vh 1 π Dt 0,108Dt 4 (Brownell & Young, 1959) Volume tangki (Vt) Vt Vs 511,6467 1,1775 Dt Dt 7,19 m 87,9089 in r ½ x Dt 14,9544 in Tinggi silinder (Hs) : Hs x D t x 7,19 m 10,969 m 5,988 ft 41,861 in Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vs 511,6467 m Vc 46,7 m Hs 10,969 m

60 Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vc Hs Vs 46,7 10,969 9,141m 511, 6467 c. Tebal shell dan head direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon steel, SA 85, Grade C dari tabel 1.1 Brownell & Young, 1959 diperoleh data : Allowable Working Stress (S) 1650 psia Effisiensi sambungan (Ej) 0,85 Corrosion Allowance (C A ) 1/8 in/tahun Umur alat (n) 10 tahun Cc n x C A ( Hs 1) ρ Tekanan hidrostatik (Ph) 144 ft in (5,988 ft 1).55, 461lbm ft 144 ft in 1,191psi Tekanan operasi 14,696 psi + 1,191 Psi 6,8891 psi Tebal dinding silinder tangki : P. r t t + Cc S. Ej 0,6P (Timmerhaus, 004, hal. 554) dimana : P maximum allowable internal pressure r jari-jari tangki S maximum allowable working stress Ej joint efficiency Cc allowance for corrosion t s P.r S.Ej -0,6P + n.c A (6,8891psi).(14,9544 in) (1650psi)(0,85) (0,6)(6,8891psi) + (10. 1 ) 8 1, 6105in (Timmerhaus, 004)

61 Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959, dipilih tebal dinding standar 1 in 4 Tebal tutup tangki : t h PD. Cc S. Ej 0, P + (Timmerhaus, 004, hal. 554) t h 6,8891psi 87,9089in + (10. 1 ) ( 1650psi 0,85) (0, 6,8891psi) 8 1, 61in Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959 dipilih tebal tutup standard 1 4 in 10. Tangki Air Pencuci (T-04) Fungsi : menampung air dari utilitas yang akan dialirkan ke mixer II Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan : carbon steel, SA-8 Grade C. Lama penyimpanan : 10 hari Kondisi operasi : - Temperatur (T) : 0 0 C - Tekanan (P) : 1 atm ρ air (kg/m ) 995,408 kg/m 6,141 lbm/ft Perhitungan : a. Volume tangki Volume larutan, V l kg jam 4,917 x 10 hari x 4 jam hari kg 995,408 m 58,570 m Faktor kelonggaran (fk) 0 % (Brownell & Young, 1959) Volume tangki, V T (1 + 0,) x 58,570 m 70,84 m b. Diameter dan Tinggi Shell Volume silinder 1 V π Dt Hs (Hs : Dt : ) 4

62 Vs 8 π Dt 1,1775 Dt Volume tutup tangki ellipsoidal (Vh) Volume tangki (Vt) 1 Vh π Dt 0,108Dt (Brownell & Young, 1959) 4 Vt Vs 70,84 1,1775 Dt Dt Tinggi silinder (Hs) : r,908 m 15,8579 in ½ x Dt 76,989 in Hs x D t x,908 m 5,86 m 19, ft 0,7869 in Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vs 70,84 m Vc 58,570 m Hs 5,86 m Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vc Vs Hs 58,570 5,86 4,885m 70, 84 c. Tebal shell dan head direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon steel, SA 85, Grade C dari tabel 1.1 Brownell & Young, 1959 diperoleh data : Allowable Working Stress (S) 1650 psia Effisiensi sambungan (Ej) 0,85 Corrosion Allowance (C A ) 1/8 in/tahun Umur alat (n) 10 tahun Cc n x CA ( Hs 1) ρ Tekanan hidrostatik (Ph) 144 ft in (19, ft 1).6,141lbm ft 144 ft in 7,8679 psi

63 Tekanan operasi 14,696 psi + 7,8679 Psi,569 psi Tebal dinding silinder tangki : P. r t t + Cc S. Ej 0,6P (Timmerhaus, 004, hal. 554) dimana : P maximum allowable internal pressure r jari-jari tangki S maximum allowable working stress Ej joint efficiency t s P.r S.Ej -0,6P + n.c A (,569psi).(76,989in) (1650psi)(0,85) (0,6)(,569psi) + (10. 1 ) 8 1, 4116in (Timmerhaus, 004) Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959, dipilih tebal dinding standar 1 1 in Tebal tutup tangki : t h PD. Cc S. Ej 0, P + (Timmerhaus, 004, hal. 554) t h,569psi 15,8579in + (10. 1 ) ( 1650psi 0,85) (0,,569psi) 8 1, 4115in Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959 dipilih tebal tutup standard 1 4 in

64 11. Tangki Produk Metil Ester (T-05) Fungsi : menampung produk metil ester Bahan konstruksi : carbon steel, SA-8 Grade C Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar Lama penyimpanan : 0 hari Kondisi Operasi : kondisi ruang LC- Tabel data-data pada alur 4 Komponen Metil ester Air Lj Massa (kg/jam) 967,971 0,0978 % Berat, x i Densitas, (%) ρi (kg/m ) 0,9999 0, , ,7 Total 968,069 1,0000 Densitas campuran (ρ campuran ) Σx i.ρ i 866,0101 kg/m 54,061 lbm/ft Perhitungan : a. Volume tangki Volume larutan, V l kg jam 968,069 x 0 hari x 4 jam hari kg 866,0101 m 56,5678 m Faktor kelonggaran (fk) 0 % (Brownell & Young, 1959) Volume tangki, V T (1 + 0,) x 68,89 m 1,9407 m b. Diameter dan Tinggi Shell Volume silinder 1 V π Dt Hs (Hs : Dt : ) 4 Vs π Dt 1,1775 Dt 8 Volume tutup tangki ellipsoidal (Vh) 1 Vh π Dt 0.108Dt (Brownell & Young, 1959) 4

65 Volume tangki (Vt) Vt Vs 1,9407 1,1775 Dt Dt Tinggi silinder (Hs) : r 5,4106 m 106,5077 in ½ x Dt 106,5077 in Hs x D t x 5,4106 8,1159 m 6,669 ft 19,59 in Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vs 1,9407 m Vc 68,89 m Hs 9,756 m Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vc Vs Hs 68,89 9,756 8,119 m 1,9407 c. Tebal shell direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon steel, SA 85, Grade C dari tabel 1.1 Brownell & Young, 1959 diperoleh data : Allowable Working Stress (S) 1650 psia Effisiensi sambungan (Ej) 0,85 Corrosion Allowance (C A ) 1/8 in/tahun Umur alat (n) 10 tahun Cc n x CA ( Hs 1) ρ Tekanan hidrostatik (Ph) 144 ft in (1,9409 ft 1).54, 061lbm ft 144 ft in 11, 6164 psi Tekanan operasi 14,696 psi + 11,6164 Psi 6,14 psi Tebal dinding silinder tangki :

66 P. r t t + Cc S. Ej 0,6P (Timmerhaus, 004, hal. 554) t s P.r S.Ej -0,6P + n.c A (6,14psi).(17, 765 in) (1650psi)(0,85) (0,6)(6,146psi) + (10. 1 ) 8 1,561in (Timmerhaus, 004) Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959, dipilih tebal dinding standar 1 4 in Tebal tutup tangki : t h PD. Cc S. Ej 0, P + (Timmerhaus, 004, hal. 554) t h 6,14psi 55,57in + (10. 1 ) ( 1650psi 0,85) (0, 6,14psi) 8 1,567in Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959 dipilih tebal tutup standard 1 4 in 1. Tangki Gliserol Kotor (T-06) Fungsi : menampung produk gliserol kotor Bahan konstruksi : carbon steel, SA-8 Grade C Lama penyimpanan : 0 hari Jumlah : buah Kondisi Operasi : kondisi ruang LC- Tabel data-data pada alur 14 dan 18 Komponen Gliserol Sabun Air Metanol Trigliserida KOH Lj Massa (kg/jam) 106,159 0,9864 6,47 0, ,951 4,576 % Berat, Densitas, (%) ρi (kg/m ) x i 0,4 0,0706 0, , ,09 0, , ,75 995,647 80,54 907,65 040

67 Metil ester 19,7545 0, ,005 Total 48,6704 1,0000 Densitas campuran (ρ campuran ) Σx i.ρ i 546,4065 kg/m 4,1109 lbm/ft Perhitungan : a. Volume tangki Volume larutan, V l kg jam 48,6704 x 0 hari x 4 jam hari kg 546,4065 m 85,574 m Faktor kelonggaran (fk) 0 % (Brownell & Young, 1959) Volume tangki, V T (1 + 0,) x 19,6787 m 1,144 m b. Diameter dan Tinggi Shell Volume silinder 1 V π Dt Hs (Hs : Dt : ) 4 Vs π Dt 1,1775 Dt 8 Volume tutup tangki ellipsoidal (Vh) Vh 1 π Dt 0.108Dt 4 (Brownell & Young, 1959) Volume tangki (Vt) Vt Vs 1,144 1,1775 Dt Dt 5,81 m 8,819 in r ½ x Dt 114,4159 in Tinggi silinder (Hs) : Hs x D t x 5,81 8,7184 m 8,607 ft 4,44 in Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vs 1,144 m Vc 19,6787 m Hs 8,7184 m

68 Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vc Hs Vs 19,6787 8,7184 7,65m 1, 144 c. Tebal shell tangki direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon steel, SA 85, Grade C dari tabel 1.1 Brownell & Young, 1959 diperoleh data : Allowable Working Stress (S) 1650 psia Effisiensi sambungan (Ej) 0,85 Corrosion Allowance (C A ) 1/8 in/tahun Umur alat (n) 10 tahun Cc n x C A ( Hs 1) ρ Tekanan hidrostatik (Ph) 144 ft in (8, 607 ft 1).4,1109lbm ft 144 ft in 6,588psi Tekanan operasi 14,696 psi + 6,588 Psi 1,48 psi Tebal dinding silinder tangki : P. r t t + Cc (Timmerhaus, 004, hal. 554) S. Ej 0,6P t s P.r S.Ej -0,6P + n.c A (1,48psi).(114, 4159 in) (1650psi)(0,85) (0,6)(1,48psi) + (10. 1 ) 8 1, 476in (Timmerhaus, 004) Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959, dipilih tebal dinding standar 1 1 in Tebal tutup tangki : t h PD. Cc S. Ej 0, P + (Timmerhaus, 004, hal. 554) t h 1,48psi 8,819in + (10. 1 ) ( 1650psi 0,85) (0, 1, 48psi) 8 1,476in

69 Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959 dipilih tebal tutup standard 1 1 in 1. Mixer I (R-01) Fungsi : mencampurkan metanol dengan KOH sebelum diumpankan ke reaktor Jenis : tangki pencampur berpengaduk turbin vertical blade (6 blade) dengan tutup elipsoidal Bentuk : silinder tegak dengan alas datar dan tutup elipsoidal Bahan : stainless steel, SA-40 grade S tipe 04 18Cr 8Ni Waktu tinggal : 1 jam Kondisi Operasi : - Temperatur (T) 0 0 C - Tekanan ( P) 1 atm LC-4 Tabel data-data pada alur 6 dan 7 Komponen Metanol Air KOH Lj Massa (kg/jam) 19,4 0,856 10,78 % Berat, Densitas Viscositas (%) ρi (kg/m ), µ, (Cp) x i 0,945-1, ,050 80,54 995, ,5 0,8007 Total 0,555 1,0000 Densitas campuran (ρ campuran ) Σx i.ρ i 864,0816 kg/m 5,947 lbm/ft ln µ Σx i.ln µ i -0,6186 µ 0,587 cp Perhitungan : a. Volume tangki Volume larutan, V l kg 0,555 jam x 1jam 864,0816 kg m 0,56 m Faktor kelonggaran (fk) 0 % (Brownell & Young, 1959) Volume tangki, V T (1 + 0,) x 0,56 m 0,87 m 0

70 b. Diameter dan Tinggi Shell Volume silinder 1 V π Dt Hs (Hs : Dt : ) 4 Vs π Dt 1,1775 Dt 8 Volume tutup tangki ellipsoidal (Vh) 1 Vh π Dt 0.108Dt (Brownell & Young, 1959) 4 Volume tangki (Vt) Vt Vs + Vh 0,87 1,1775 Dt + 0,108 Dt Dt 0,6 m 1,9685ft,6 in r ½ x Dt 11,811 in Tinggi silinder (Hs) : Hs x D t x 0,6 0,9 m,6 in Tinggi head (Hh) : (Hh : Dt 1 : 4) Hh 4 1 x Dt 4 1 x 0,6 m 0,15 m Tinggi total tangki (Ht) Ht Hs + Hh 0,9 + 0,15 1,05 m 41,85 in Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vs 0,87 m Vc 0,56 m Hs 0,9 m Vc Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vs Hs 0,56 0,9 0,75 m 0, 87 c. Tebal shell dan head direncanakan menggunakan bahan konstruksi Stainless steel, SA-40 tipe 04

71 dari tabel 1.1 Brownell & Young, 1959 diperoleh data : Allowable Working Stress (S) psi Effisiensi sambungan (Ej) 0,85 Corrosion Allowance (C A ) 0,05 in/tahun Umur alat (n) 10 tahun Cc n x C A ( Hs 1) ρ Tekanan hidrostatik (Ph) 144 ft in (,957 ft 1).5,947lbm ft 144 ft in 0, 715 psi Tekanan operasi 14,696 psi + 0,715 Psi 15,475 psi Tebal dinding silinder tangki : P. r t t + Cc (Timmerhaus, 004, hal. 554) S. Ej 0,6P t s P.r S.Ej -0,6P + n.c (15,475psi).(11,811 in) + (1875psi)(0,85) (0,6)(15,4756psi) 0,5114 in A (10.0, 05) (Timmerhaus, 004) Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959, dipilih tebal dinding standar 5 8 in Tebal tutup tangki : t h PD. Cc S. Ej 0, P + (Timmerhaus, 004, hal. 554) t h 15,475psi, 6in + (10.0, 05) ( 18750psi 0,85) (0, 15, 475psi) 0,5114in Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959 dipilih tebal tutup standard 5 8 in d. Pengaduk jenis : turbin vertical blade (6 blade) kecepatan putaran (N) 100rpm 1,67 rps Effisiensi motor 80%

72 Standart sistem pengadukan sbb : (tabel.4-1 Geankoplis, 1997) Da : Dt 1 : W : Da 1 : 5 J : Dt 1 : 1 C : Dt 1 : Jadi : Diameter blade (Da) 1/ x Dt 1/ x 1,9685 ft 0,656 ft Lebar Baffle (J) 1/1 x Dt 1/1 x 1,9685 ft 0,164 ft Lebar blade (W) 1/5 x Da 1/5 x 0,656 ft 0,11 ft Tinggi pengaduk dari dasar (C) 1/ x Dt 1/ x 1,9685 ft 0,656 ft Viscositas campuran (µ campuran) 0,587 cp 0, lbm/ft sec Daya untuk pengaduk : Bilangan Reynold (Nre) N Da ρ µ 1, 67 (0, 656 ft) 5,947lbm ft 0, lbm ft.sec ,1064 (turbulen) Dari figure.4-4 Geankoplis, 1997 Np 6 Daya motor (P) Np N Da g 5 ρ c 6 (1, 67 det) (0, 656 ft) 5,947lbm ft,147 lbm. ft lbf.det 5 5,705 ft. lbf/det Karena effisiensi motor, η 80% Jadi daya motor adalah (P) 7,115 ft. lbf/det 0,01 Hp 14. Mixer II (R-0) Fungsi : mencuci metil ester kotor yang keluar dari dekanter I dengan air pencuci Jenis : tangki pencampur berpengaduk turbine vertical blade Bentuk : silinder tegak dengan alas datar dan tutup elipsoidal Bahan : carbon steel, SA-8 Grade C Waktu tinggal : 1 jam

73 Kondisi Operasi : kondisi ruang LC-5 Tabel data-data pada alur 15 dan 16 Komponen Metil ester Gliserol Metanol Air Sabun KOH Trigliserida Lj Massa (kg/jam) 967,971,11 0,0007 4,984 0,6197 0,0914 0,8189 % Berat, Densitas Viscositas (%) ρi (kg/m ), µ, (Cp) x i 0,7969 0,0017 5, , 5, , , ,84 101,97 77,97 98, 874, ,88 88,59 9, ,711 0,467 9,55 0 6,64 Total 114,6084 1,0000 Densitas campuran (ρ campuran ) Σx i.ρ i 881,4556 kg/m 55,07 lbm/ft ln µ Σx i.ln µ i 1,619 µ 5,114 cp Perhitungan : a. Volume tangki kg 114,6084 x 1jam jam Volume larutan, V l kg 881,4556 m 1,779 m Faktor kelonggaran (fk) 0 % (Brownell & Young, 1959) Volume tangki, V T (1 + 0,) x 1,779 m 1,655 m b. Diameter dan Tinggi Shell Volume silinder 1 V π Dt Hs (Hs : Dt : ) 4 Vs π Dt 1,1775 Dt 8 Volume tutup tangki ellipsoidal (Vh)

74 Volume tangki (Vt) 1 Vh π Dt 0.108Dt (Brownell & Young, 1959) 4 Vt Vs + Vh 1,655 1,1775 Dt + 0,108 Dt Dt Tinggi silinder (Hs) : r 1,081 m,547ft 4,5668 in ½ x Dt 1,84 in Hs x D t x 1,081 1,618 m 6,850 in Tinggi head (Hh) : (Hh : Dt 1 : 4) Hh 4 1 x Dt 4 1 x 1,081 m 0,70 m 0,8868 ft Tinggi total tangki (Ht) Ht Hs + Hh 1, ,70 1,891 m 74,49 in Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vs 1,655 m Vc 1,779 m Hs 1,618 m Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vc Vs Hs 1,779 1,618 1,515m 1, 655 c. Tebal shell dan head direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-8 Grade C dari tabel 1.1 Brownell & Young, 1959 diperoleh data : Allowable Working Stress (S) 1650 psi Effisiensi sambungan (Ej) 0,85 Corrosion Allowance (C A ) 0,15 in/tahun Umur alat (n) 10 tahun Cc n x C A

75 ( Hs 1) ρ Tekanan hidrostatik (Ph) 144 ft in (5,09 ft 1).55, 07lbm ft 144 ft in 1, 651 psi Tekanan operasi 14,696 psi + 1,651 Psi 16,47 psi Tebal dinding silinder tangki : t s Pr. Cc S. Ej 0,6P + (Timmerhaus, 004, hal. 554) t s P.r S.Ej -0,6P + n.c (16,47psi).(1, 84 in) + (1650psi)(0,85) (0,6)(16,47psi) 1, 84 in A (10.0,15) (Timmerhaus, 004) Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959, dipilih tebal dinding standar 1 8 in Tebal tutup tangki : t h PD. Cc S. Ej 0, P + (Timmerhaus, 004, hal. 554) t h 16,47psi 4,5668in + (10.0,15) ( 1650psi 0,85) (0, 16,47psi) 1, 84 in Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959 dipilih tebal tutup standard 1 8 in d. Pengaduk jenis : turbin vertical blade (6 blade) kecepatan putaran (N) 60rpm 1 rps Effisiensi motor 80% Standart sistem pengadukan sbb : (tabel.4-1 Geankoplis, 1997) Da : Dt 1 : W : Da 1 : 5 C : Dt 1 : Jadi : Diameter blade (Da) 1/ x Dt 1/ x,547 ft 1,184 ft Lebar blade (W) 1/5 x Da 1/5 x 1,184 ft 0,65 ft

76 Tinggi pengaduk dari dasar (C) 1/ x Dt 1/ x,547 ft 1,184 ft Viscositas campuran (µ campuran) 5,114 cp, lbm/ft sec Daya untuk pengaduk : Bilangan Reynold (Nre) N Da ρ µ 1det (1,184 ft) 55, 07lbm ft, lbm ft.sec 18.96,019 (turbulen) Dari figure.4-4 Geankoplis, 1997 Np 4 Daya motor (P) Np N Da g 5 ρ c 4 (1det) (1,184 ft) 55, 07lbm ft,147 lbm. ft lbf.det 5 15,841 ft. lbf/det Karena effisiensi motor, η 80% Jadi daya motor adalah (P) 19,78 ft. lbf/det 0,06 Hp Coil pemanas L Da 1,184 ft N 60 rpm x 60 mnt/1 jam 600 rph Pada T 60 0 C 11 0 F, diperoleh data : ρ 917,7 kg/m x 1lbm ft 57,9lbm ft 16, 0185kg m µ 0,878 cp x,4191 lbm ft. h,14 lbm ft. h 1cp k 0,095 btu/jam ft. 0 F c 0,4645 btu/lbm. 0 F dipilih coil 1 in dengan OD sch 80, ID 0,957 in; A 0,718 in 0,00499 ft a 0,h ft /ft Rej L. N. ρ 1,184 ft.600 jam.57, 9lbm ft ,94 µ,14 lbm ft. h

77 Untuk Rej ,94 J 100 (fig 0-, kern, 1965) J 1 h. Dj c. µ µ.. k k µ w 0,14 Dimana Di Dci 0,957 in 0,07975 ft 1 h.0, , 4645x,14 0, ( ) 0, 095 0, 095 h 19,1017 btu/jam. ft. 0 F ID 0, h ID h i x 19,1017 x 177, 6514 btu ft. F. h OD 0, 08 hh i. ID 19,1017x177, Uc 16, 418 btu ft. F. h h + h 19, , 6514 i ID Untuk coil steam dan fluida heavy organics ; Rd 0,00 hd 1/Rd Uc hd 16, Ud 76, btu ft. F. h Uc + hd 16, Dari data bab IV Q w 060,104 kj/jam 19.55,489 btu/jam M w 8,9817 kg/jam 19,8 lbm/jam ΔT 80 0 C 60 0 C F F 6 0 F Qs 1955,489 1,9657 A ft Ud. T 76, 6 Eksternal surface per 1 in (a ) 0,5 ft /ft Diameter spiral 0,7 x Dt 0,7 x 0, ,05585 ft Luas permukaan spiral π.ds.a π(0,05585 x 0,5) 0,05875 ft A 1,9657 Jumlah lilitan, N, buah Aspiral 0, Reaktor (R-401) Fungsi : tempat berlangsungnya reaksi transesterifikasi dengan katalis KOH Jenis : reaktor berpengaduk turbine vertical blade (6 blade) dengan jacket Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan : carbon steel, SA-8 Grade C

78 Waktu tinggal : 1,5 jam Kondisi operasi : temperatur 60 0 C LC-6 Tabel data-data pada alur 10 Komponen Metil ester Gliserol Metanol Air Sabun KOH Trigliserida Lj Massa (kg/jam) 987, , ,591,54 0,9864 4,576 40,951 % Berat, Densitas Viscositas (%) ρi (kg/m ), µ, (Cp) x i 0,7869 0,0846 0,065, ,047 -, ,06 855,84 101,97 77,97 98, 874, ,88 88,59 9, ,711 Total 155,49 1,0000 Densitas campuran (ρ campuran ) Σx i.ρ i 881,5698 kg/m 55,045 lbm/ft ln µ Σx i.ln µ i,71 µ 9,709 cp reaksi yang terjadi : Trigliserida + CH OH Metil Ester + Gliserol FFA + KOH Sabun + H O Perhitungan : a. Volume tangki Diketahui waktu reaksi (τ) 90 menit 1,5 jam 0,467 9,55 0 6,64 kg 155,49 x 1,5jam jam Volume larutan, V l kg 881,5698 m,158 m Faktor kelonggaran (fk) 0 % (Brownell & Young, 1959) Volume tangki, V T (1 + 0,) x,158 m b. Diameter dan Tinggi Shell Volume silinder,56 m

79 1 V π Dt Hs (Hs : Dt : ) 4 Vs π Dt 1,1775 Dt 8 Volume tutup tangki ellipsoidal (Vh) Volume tangki (Vt) 1 Vh π Dt 0.108Dt (Brownell & Young, 1959) 4 Vt Vs + Vh,56 1,1775 Dt + 0,108 Dt Dt Tinggi silinder (Hs) : r 1,1 m,9764 ft 47,7164 in ½ x Dt,858 in Hs x D t x 1,1m 1,818 m 5,9646 ft 71,5747 in Tinggi head (Hh) : (Hh : Dt 1 : 4) Hh 4 1 x Dt 4 1 x 1,1 m 0,0 m 0,9941ft 11,99 in Tinggi total tangki (Ht) Ht Hs +.Hh 1, ,0,44 m 7,957ft 95,49 in Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vs,56 m Vc,158 m Hs 1,818 m Vc Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vs Hs,158 1,818 1, ,6416 in,56 c. Tebal shell dan head direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-8 Grade C dari tabel 1.1 Brownell & Young, 1959 diperoleh data : Allowable Working Stress (S) 1650 psi

80 Cc n x C Effisiensi sambungan (Ej) 0,85 Corrosion Allowance (C A ) 0,15 in/tahun Umur alat (n) 10 tahun A ( Hs 1) ρ Tekanan hidrostatik (Ph) 144 ft in (5,09 ft 1).55, 07lbm ft 144 ft in 1, 651 psi Tekanan operasi 14,696 psi + 1,651 Psi 16,47 psi Tebal dinding silinder tangki : t s Pr. Cc S. Ej 0,6P + (Timmerhaus, 004, hal. 554) t s P.r S.Ej -0,6P + n.c (0,6606psi).(,858 in) + (1650psi)(0,85) (0,6)(0,6606psi) 1,96 in A (10.0,15) (Timmerhaus, 004) Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959, dipilih tebal dinding standar 1 8 in Tebal tutup tangki : t h PD. Cc S. Ej 0, P + (Timmerhaus, 004, hal. 554) t h 0,6606 psi 47, 7164in + (10.0,15) ( 1650psi 0,85) (0, 0, 6606psi) 1,96 in Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959 dipilih tebal tutup standard 1 8 in d. Pengaduk jenis : turbin vertical blade (6 blade) kecepatan putaran (N) 100rpm 1,67 rps Effisiensi motor 80% Standart sistem pengadukan sbb : (tabel.4-1 Geankoplis, 1997) Da : Dt 1 : W : Da 1 : 5

81 J : Dt 1 : 1 C : Dt 1 : Jadi : Diameter blade (Da) 1/ x Dt 1/ x,9764 ft 1,5 ft Lebar blade (W) 1/5 x Da 1/5 x 1,5 ft 0,651 ft Tinggi pengaduk dari dasar (C) 1/ x Dt 1/ x,9764 ft 1,55 ft Viscositas campuran (µ campuran) 9,709 cp 6, lbm/ft sec Daya untuk pengaduk : Bilangan Reynold (Nre) N Da ρ µ 1, 67 det (1,55 ft) 55, 045lbm ft 6,54.10 lbm ft.sec Dari figure.4-4 Geankoplis, 1997 Np 4, 4.751,4 (turbulen) Daya motor (P) Np N Da g 5 ρ c 4, (1, 67 det) (1,55 ft) 55, 045lbm ft,147 lbm. ft lbf.det 5 140,849 ft. lbf/det Karena effisiensi motor, η 80% Jadi daya motor adalah (P) 175,56 ft. lbf/det 0,188 Hp Jacket Dari neraca panas, jumlah steam panas yang diperlukan 595,747 kg/jam ρ steam 879,0648 kg/m 54,878 lbm/ft Vp 0,677 m /jam Ditetapkan jarak jaket (γ) 1in sehingga : - Diameter dalam (D 1 ) D + ( x tebal tangki) 47, ( x 1 ) 8 50,4664 in

82 1,818 m 1 - Diameter luar (D ) γ + D ,4664 in 51,4664 in 1,07 m π Luas yang dilalui steam (A) ( 1 ) 4 xd D π x(51, ,4664 ) 4 80,0578 in,0 m Tebal dinding jacket (T j ) Direncanakan menggunakan bahan konstruksi carbon steel SA-8 Grade C dari tabel 1-1 Brownell & Young, 1959 diperoleh data : Allowable Working Stress (S) 1650 psi Effisiensi sambungan (Ej) 0,85 Corrosion Allowance (C A ) 0,15 in/tahun Umur alat (n) 10 tahun ( Hs 1) ρ Tekanan hidrostatik (Ph) 144 ft in (7,957 ft 1).54,878lbm ft 144 ft in, 6496 psi Tekanan operasi 14,696 psi +,6496 Psi 17,456 psi Tebal dinding silinder tangki : t s Pr. Cc S. Ej 0,6P + (Timmerhaus, 004, hal. 554) t s P.r S.Ej -0,6P + n.c (17,456 psi).(5, 7 in) + (1650psi)(0,85) (0,6)(17,456psi) 1, 915 in A (10.0,15) (Timmerhaus, 004) Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959, dipilih tebal dinding standar 1 8 in

83 16. Flash drum I (D-801) Fungsi : memisahkan metanol fasa uap dari produk hasil keluaran reaktor Jenis : tangki dengan tutup ellipsoidal Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan : Carbon Steel SA-8 Grade C Kondisi operasi : - Temperatur 70,69 0 C LC-7 Tabel data-data pada alur 10 Komponen Metil ester Gliserol Metanol Air Sabun KOH Trigliserida Lj Massa gas (kg/jam) ,58 0, Lj Massa liquid (kg/jam) 987, ,1591 0,0081,0905 0,9864 4,576 40,951 % Berat, Densitas x i (%) ρi (kg/m ), 0,8417 0,0905 6,9.10-6,6.10-0,064-9, ,049 Total 81, ,497 1, , ,0 749,97 971, , , 86,54 Densitas campuran (ρ campuran ) Σx i.ρ i 78,785 kg/m 48,9 lbm/ft a. Volume tangki F Mol metanol fasa gas BM metanol metanol 81,58,546 kmol / jam,04 Mol air fasa gas F BM air air 0, , / kmol jam 0 0 (, , ) kmol jam 0, m. atm kmol. K 5 K Volume gas ( Vg) 1 atm 74,0195 m /jam Volume cairan F ρ 1 cair cair 117,497 1,497 m 78, 785 Volume campuran volume gas + volume cairan 74, ,497 75,5167 m

84 fk 0% Volume tangki, Vt 1, x 75, ,6 m b. Diameter dan tinggi tangki Volume silinder 1 V π D t Hs (Hs : Dt : ) 4 Vs π Dt 1,1775 Dt 8 Volume tutup tangki ellipsoidal (Vh) 1 Vh π Dt 0.108Dt (Brownell & Young, 1959) 4 Volume tangki (Vt) Vt Vs + Vh 90,6 1,1775 Dt + 0,108 Dt Dt,9784 m 156,696 in r ½ x Dt 78,148 in Tinggi silinder (Hs) : Hs x D t x,9784m 5,9676 m 19,5787 ft 4,9444 in Tinggi head (Hh) : (Hh : Dt 1 : 4) 1 1 Hh x Dt x,9784 m 0,9946 m,61 ft 9,1574 in 4 4 Tinggi total tangki (Ht) Ht Hs +.Hh 5, ,9946 7,9568 m 6,105 ft 1,59 in c. Tebal shell dan head direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-8 Grade C dari tabel 1.1 Brownell & Young, 1959 diperoleh data : Allowable Working Stress (S) 1650 psi Effisiensi sambungan (Ej) 0,85 Corrosion Allowance (C A ) 0,15 in/tahun

85 Cc n x C A Umur alat (n) 10 tahun ( Hs 1) ρ Tekanan hidrostatik (Ph) 144 ft in (19,5787 ft 1).48,9lbm ft 144 ft in 6,19 psi Tekanan operasi 14,696 psi + 6,19 Psi 1,0089 psi Tebal dinding silinder tangki : t s Pr. Cc S. Ej 0,6P + (Timmerhaus, 004, hal. 554) t s P.r S.Ej -0,6P + n.c (1,0089 psi).(78,148 in) + (1650psi)(0,85) (0,6)(1,0089psi) 1,40 in A (10.0,15) (Timmerhaus, 004) Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959, dipilih tebal dinding standar 1 1 in Tebal tutup tangki : t h PD. Cc S. Ej 0, P + (Timmerhaus, 004, hal. 554) t h 1,0089 psi 156, 696in + (10.0,15) ( 1650psi 0,85) (0, 1, 0089psi) 1, 40 in Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959 dipilih tebal tutup standard 1 1 in 17. Dekanter I (ST-501) Fungsi : memisahkan metil ester dari campurannya berdasarkan perbedaan densitas komponennya Bentuk : horizontal silinder Bahan : Carbon steel, SA 8, Grade C Jumlah : 1 unit Kondisi operasi :

86 - Temperatur(T) : 70,69 0 C - Tekanan (P) : 1 atm 14,696 psia Laju alir massa (F) 117,497 kg/jam x 1lbm 0,456 kg 587,075 lbm/jam LC-8 Tabel data-data pada alur 1 Komponen Lj Massa (kg/jam) Laju massa atas (kg/jam) Lj Massa bawah (kg/jam) Metil ester 987, ,971 19,7545 Gliserol 106,1591,11 104,061 Metanol 0,0081 0,0007 0,0074 Air,0905 0,0617,088 Sabun 0,9864 0,6197 0,667 KOH 4,576 0,0914 4,4849 Trigliserida 40,951 0, ,1 Total 117, , ,8107 Viscositas Cp 9, ,711 0,467 9,55 0 6,64 Densitas ρ i (kg/m ), 855,84 101,97 77,97 98, 874, ,88 88,59 ρ campuran Σx i.ρ i 881,8 kg/m 6,4lbm/ft x 55,0 lbm/ft 1000 kg/m viscositas campuran 11,0678 cp 0,0111 Pas Lapisan Bawah (A) Terdiri dari metil ester, gliserol, metanol, air, sabun, KOH dan trigliserida. Laju Massa A 01,8107 kg/jam Densitas lapisan bawah (heavy) : ρ campuran Σx i.ρ i 117,674 kg/m 6,4lbm/ft x 70,978 lbm/ft 1000 kg/m Lapisan Atas (B) Terdiri dari metil ester, gliserol, metanol, air, sabun, KOH dan trigliserida. Laju Massa B 971,6867 kg/jam Densitas lapisan atas (light) :

87 ρ campuran Σx i.ρ i 80,7449 kg/m 6,4lbm/ft x 1000 kg/m 50,177 lbm/ft Perhitungan waktu pemisahan : 6,4 µ t (McCabe, 1994) ρ A ρ B Dimana : t waktu paruh (jam) ρ A, ρ B densitas zat cair A dan B (lbm/ft ) µ viskositas fasa kontinu (cp) Maka : 6, 4 x 11, 0678 t, 41 jam 70,978 50,177 Desain Tangki Dekanter a. Volume tangki Volume larutan, V l kg 117,497 x, 41 jam jam kg 881,8 m,941 4,14874 m 0,95,941 m Dekanter 95% penuh, maka volume dekanter yang diperlukan : b. Diameter dan Tinggi Shell Volume shell tangki (V s ) 1 V s π D Hs (Hs : D 5 : 1) 4 5 Vs π D 4 Volume tutup tangki (Vh) 1 Vh π D 4 Volume tangki (V) V Vs + Vh (Brownell & young,1959)

88 16 4,14874 π D 1 D Hs 0,9970 m 9,507 in 5 x D 5 x 0,9970 4,9849 m c. Tebal Shell Tangki Vc,941 Hc x D V 4,14874 x 0,997 Tekanan hidrostatik : P ρ x g x h 881,8 kg/m x 9,8 m/s x 0,9471 m 8180,8 Pa 1,1865 psi Faktor kelongaran 5 % P operasi P o + P hidrostatik Dimana P o 1 atm 14,696 psi P operasi P design 14,696 psi + 1,1865 psi 15,885 psi 1,05 x P operasi 1,05 x 15,885 psi 15,885 psi Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-8 Grade C dari tabel 1.1 Brownell & Young, 1959 diperoleh data : Allowable Working Stress (S) 1650 psi Effisiensi sambungan (Ej) 0,85 Corrosion Allowance (C A ) 0,15 in/tahun Umur alat (n) 10 tahun Cc n x CA Tebal dinding silinder tangki : t s Pd. D Cc. SE. 1,. P + d (16,6766 psi).(9, 507 in) t s.(1650psi)(0,85) (1,)(16,6766psi) + (10.0,15) 1,805 in (Timmerhaus, 004, hal. 554) Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959, dipilih tebal dinding standar in

89 d. Diameter, tinggi dan tebal tutup tangki Diameter tutup diameter tangki 0,9970 m Rasio axis : 1 Tinggi tutup 1 0,9970 0,495 m Tebal tutup tebal tangki in e. Perhitungan lubang keluaran zat cair Tinggi zat cair, Z T 0,9471 m 01,8107 Tinggi zat cair berat, Z A1 x 0,9471 0,169 m 117, 497 Dari Warren L. McCabe, 1994, hal 4 ZA ZT ( ρ B / ρ A ) Z A1 1 ρ / ρ B A ZA 0,9471 (80, 7449 /117, 67) 0,169 1 (80, 7449 /117, 67) Z A 0,718 m 18. Dekanter II (ST-50) Fungsi Bentuk Bahan Jumlah : memisahkan metil ester dari campurannya berdasarkan perbedaan densitas komponennya : horizontal silinder : Carbon steel, SA 8, Grade C : 1 unit Kondisi operasi : - Temperatur(T) : 60 0 C - Tekanan (P) : 1 atm 14,696 psia Laju alir massa (F) 114,6084 kg/jam x 1lbm 0,456 kg 677,7081 lbm/jam

90 LC-9 Tabel data-data pada alur 17 Komponen Lj Massa (kg/jam) Laju massa atas (kg/jam) Lj Massa bawah (kg/jam) Metil ester 967, ,971 - Gliserol,11 -,11 Metanol 0,0007-0,0007 Air 4,984 9,775,059 Sabun 0,6197-0,6197 KOH 0,0914-0,0914 Trigliserida 0,8189-0,8189 Total 114, ,7487 6,8597 Viscositas Cp 9, ,711 0,467 9,55 0 6,64 Densitas ρ i (kg/m ), 855,84 101,97 77,97 98, 874, ,88 88,59 ρ campuran Σx i.ρ i kg/m 6,4lbm/ft x 55,08 lbm/ft 1000 kg/m viscositas campuran 5,1155 cp 0,0051 Pas Lapisan Bawah (A) Terdiri dari metil ester, gliserol, metanol, air, sabun, KOH dan trigliserida. Laju Massa A 6,8597 kg/jam Densitas lapisan bawah (heavy) : ρ campuran Σx i.ρ i 984,57 kg/m 6,4lbm/ft x 61,4646 lbm/ft 1000 kg/m Lapisan Atas (B) Terdiri dari metil ester, dan air Laju Massa B 977,7487 kg/jam Densitas lapisan atas (light) : ρ campuran Σx i.ρ i 856,6596 kg/m 6,4lbm/ft x 1000 kg/m 5,481 lbm/ft Perhitungan waktu pemisahan : 6,4 µ t (McCabe, 1994) ρ A ρ B

91 Dimana : t waktu paruh (jam) ρ A, ρ B densitas zat cair A dan B (lbm/ft ) µ viskositas fasa kontinu (cp) Maka : 6, 4 x 5,1155 t,99 jam 61, , 481 Desain Tangki Dekanter a. Volume tangki Volume larutan, V l kg 114,6084 jam x, 41 jam 881,5989 kg m 4,698 4,945 m 0,95 4,698 m Dekanter 95% penuh, maka volume dekanter yang diperlukan : b. Diameter dan Tinggi Shell Volume shell tangki (V s ) V s 1 4 π D Hs (Hs : D 5 : 1) Vs 5 π D 4 Volume tutup tangki (Vh) Vh 1 π D 4 (Brownell & young,1959) Volume tangki (V) V Vs + Vh 4, π D 1 D 1,0569 m 41,61 in Hs 5 x D 5 x 1,0569 5,845 m

92 c. Tebal Shell Tangki Vc 4,698 Hc x D V 4,945 x 1, 0569 Tekanan hidrostatik : P ρ x g x h 881,5989 kg/m x 9,8 m/s x 1 m Pa 1,5 psi Faktor kelongaran 5 % P operasi P o + P hidrostatik Dimana P o 1 atm 14,696 psi P operasi P design 14,696 psi + 1,5 psi 15,949 psi 1,05 x P operasi 1,05 x 15,949 psi 16,74645 psi Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-8 Grade C dari tabel 1.1 Brownell & Young, 1959 diperoleh data : Cc n x C t s A Allowable Working Stress (S) 1650 psi Effisiensi sambungan (Ej) 0,85 Corrosion Allowance (C A ) 0,15 in/tahun Umur alat (n) 10 tahun Tebal dinding silinder tangki : Pd. D Cc. SE. 1,. P + d (16,74645 psi).(41, 61 in) t s.(1650psi)(0,85) (1,)(16,74645psi) + (10.0,15) 1,8 in (Timmerhaus, 004, hal. 554) Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959, dipilih tebal dinding standar d. Diameter, tinggi dan tebal tutup tangki Diameter tutup diameter tangki 1,0569 m Rasio axis : 1 Tinggi tutup 1 1,0569 0,64 m 1 8 in

93 Tebal tutup tebal tangki 1 in 8 e. Perhitungan lubang keluaran zat cair Tinggi zat cair, Z T 1 m 6,8597 Tinggi zat cair berat, Z A1 x 1 0,195 m 114, 6084 Dari Warren L. McCabe, 1994, hal 4 ZA ZT ( ρ B / ρ A ) Z A1 1 ρ / ρ B ZA 1 (856, 6596 / 984,57) 0,195 1 (856, 6596 / 984,57) A Z A 0,895 m 19. Flash Drum II (D-80) Fungsi : memisahkan air fasa uap dari produk Jenis : tangki dengan tutup ellipsoidal Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan : Carbon Steel SA-8 Grade C Kondisi operasi : - Temperatur C LC-7 Tabel data-data pada alur 10 Komponen Metil ester Air Lj Massa gas (kg/jam) - 9,6797 Lj Massa liquid (kg/jam) 967,971 0,0978 % Berat, x i Densitas (%) ρi (kg/m ), 0,99 0,01 Total 81, ,497 1,0000 Densitas campuran (ρ campuran ) Σx i.ρ i 8,69 kg/m 51,6 lbm/ft a. Volume tangki Fair 9, 6797 Mol air fasa gas 0,54 kmol / jam BM 18 air 81, 958,65

94 0 0 kmol jam m atm kmol K K (0,54) 0, Volume gas ( Vg) 1 atm Volume cairan 16,5 m /jam F ρ cair cair 117, 497 1, 46 m 8, 69 Volume campuran volume gas + volume cairan 16,5 + 1,46 17,956 m fk 0% Volume tangki, Vt 1, x 17,956 1,55 m b. Diameter dan tinggi tangki Volume silinder 1 V π D t Hs (Hs : Dt : ) 4 Vs π Dt 1,1775 Dt 8 Volume tutup tangki ellipsoidal (Vh) 1 Vh π Dt 0.108Dt (Brownell & Young, 1959) 4 Volume tangki (Vt) Vt Vs + Vh 1,55 1,1775 Dt + 0,108 Dt Dt,54 m 100 in r ½ x Dt 50 in Tinggi silinder (Hs) : Hs x D t x,54m,81 m 1,5 ft 150 in Tinggi head (Hh) : (Hh : Dt 1 : 4) Hh 4 1 x Dt 4 1 x,54 m 0,65 m,08 ft 5 in Tinggi total tangki (Ht) Ht Hs +.Hh

95 ,81 +.0,65 5,08 m 16,67 ft 00 in c. Tebal shell dan head direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-8 Grade C dari tabel 1.1 Brownell & Young, 1959 diperoleh data : Allowable Working Stress (S) 1650 psi Effisiensi sambungan (Ej) 0,85 Corrosion Allowance (C A ) 0,15 in/tahun Umur alat (n) 10 tahun Cc n x C A ( Hs 1) ρ Tekanan hidrostatik (Ph) 144 ft in (1,5 ft 1).51,6lbm ft 144 ft in 4,1psi Tekanan operasi 14,696 psi + 4,1 Psi 18,796 psi Tebal dinding silinder tangki : t s Pr. Cc S. Ej 0,6P + (Timmerhaus, 004, hal. 554) t s P.r S.Ej -0,6P + n.c (18,796 psi).(50 in) + (1650psi)(0,85) (0,6)(18,796psi) 1, 4 in A (10.0,15) (Timmerhaus, 004) Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959, dipilih tebal dinding standar 1 1 in Tebal tutup tangki : t h PD. Cc S. Ej 0, P + (Timmerhaus, 004, hal. 554) t h 18,796 psi 100in + (10.0,15) ( 1650psi 0,85) (0, 18, 796psi) 1, 4 in Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959 dipilih tebal tutup standard 1 1 in

96 0. Pompa I (P-101) Fungsi Jenis : Mengalirkan bahan baku minyak jarak pagar dari tangki penyimpanan (T-0) ke reaktor transesterifikasi (R-401) : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : unit Kondisi operasi : - Laju alir massa (F) : 105,1885 kg/jam 0,644 lbm/s - Densitas ( ρ ) : 888,97 kg/m 55,461 lb m /ft - Viskositas ( µ ) :,06 cp, lb m /ft.s F 0,644 lbm/s Laju alir volume, Q ρ 0,0116 ft /s 55,461 lbm/ft Perencanaan Pompa : Asumsi : aliran yang terjadi adalah turbulen Diameter pipa ekonomis untuk aliran turbulen : D opt,9 ( Q ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,1,9 (0,0116) 0,45 (55,4611) 0,87 in Dipilih material pipa commercial steel /4 in schedule 40 (Geankoplis, 1997), dengan : Diameter dalam (ID) 0,84 in 0,07 ft Diameter luar (OD) 1,05 in 0,09 ft Luas penampang (A) 0,0071 ft Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa V Sehingga : : ρ V D N Re µ Q 0, 0116,08 ft/s A 0, 0071 lbm ft 55,4611 x,08 x 0,07 ft ft s lbm,04.10 ft.s

97 566,1 (asumsi benar, turbulen) Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε 0,00015 ft ε Pada N Re 566,1 dan 0,00015/0,07 0,00 D Maka harga f 0,015 (Gbr.10-, Geankoplis, 1997) Kehilangan karena gesekan (friction loss) : A v 1 sharp edge entrance (h c ) 0,55 1 A1 α. gc, 08 0, , 0787 ft. lbf lbm (1)(,174) ( ) elbow 90 0, 08 (h f ) v n. Kf. (0, 75). 0,18 ft. lbf lbm. g (,174) c, 08 1 check valve (h f ) v n. Kf. 1(). 0,861 ft. lbf lbm. g (,174) Lv. 0.(, 08) Pipa lurus 0 ft (F f ) 4 f 4(0, 0065) D.. g (0, 07)(,174),4997 ft.lbf/lbm c c 1 sharp edge exit (h ex ) A 1 A1 v α. gc, ,140 ft. lbf lbm (1).,174 ( ) Total friction loss Σ F,9 ft.lbf/lbm Dari persamaan bernaulli : 1 α P P (Geankoplis, 1997) ρ ( 1 ) ( 1) 1 v v g z z F Ws Dimana : v 1 v P 1 101,5 kpa 116,81 lbf/ft P 11,491 kpa 48,565 lbf/ft ΔP,1845 ΔZ 8 ft

98 ,174, ft s lbf ft.(8 ft),9 ft. lbf lbm W 0 s,174 ft. lbm lbf. s + 55, 4611lbm ft + + W s -15,515 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η 80% W s - η x W p W p 19,9 ft.lbf/lbm Daya pompa : P m x W p 105,1885 1hp lbm s 19,9 ft. lbf lbm (0, 4559)(600) 550 ft. lbf s 0,001 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,0 hp 1. Pompa II (P-10) Fungsi : memompa metanol dari tangki metanol ke mixer-1 (M-01) Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Kondisi ruang - Laju alir massa (F) : 19,8176 kg/jam 0,118 lbm/s - Densitas ( ρ ) : 80,85 kg/m 50,181 lb m /ft - Viskositas ( µ ) : 0,804 cp 5, lb m /ft.s F 0,118 lbm/s Laju alir volume, Q ρ 0,005 ft /s 50,181 lbm/ft Perencanaan Pompa : Asumsi : aliran yang terjadi adalah turbulen Diameter pipa ekonomis untuk aliran turbulen : D opt,9 ( Q ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004),9 (0,005) 0,45 (50,181) 0,1 0,4 in Dipilih material pipa commercial steel 1/ in schedule 40 (Geankoplis, 1997), dengan : Diameter dalam (ID) 0,6 in 0,05 ft Diameter luar (OD) 0,84 in 0,07 ft

99 Luas penampang (A) 0,0011 ft Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa V Sehingga : : ρ V D N Re µ Q 0, 005 1,1669 ft/s A 0, 0011 lbm ft 50,181 x 1,1669 x 0,05 ft ft s 4 lbm 5, ft.s 5615,9 (asumsi benar, turbulen) Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε 0,00015 ft ε Pada N Re 566,1 dan 0,00015/0,05 0,009 D Maka harga f 0,0095 (Gbr.10-, Geankoplis, 1997) Kehilangan karena gesekan (friction loss) : A v 1 sharp edge entrance (h c ) 0,55 1 A1 α. gc 1,1669 0, , 0116 ft. lbf lbm (1)(,174) ( ) elbow ,1669 (h f ) v n. Kf. (0, 75). 0, 0476 ft. lbf lbm. g (,174) c 1, check valve (h f ) v n. Kf. 1(). 0,04 ft. lbf lbm. g (,174) Lv. 0.(1, 669) Pipa lurus 0 ft (F f ) 4 f 4(0, 0095) D.. g (0, 05)(,174) 0,4654 ft.lbf/lbm c c 1 sharp edge exit (h ex ) A 1 A1 v α. gc 1, , 01 ft. lbf lbm (1).,174 ( ) Total friction loss Σ F 0,588 ft.lbf/lbm

100 Dari persamaan bernaulli : 1 α P P (Geankoplis, 1997) ρ ( 1 ) ( 1) 1 v v g z z F Ws Dimana : v 1 v P 1 16,8740 kpa 4,5986 lbf/ft P 106,00 kpa 14,96 lbf/ft ΔP -4,0779 ΔZ 6 ft,174 ft s 4, 0779lbf ft (6 ft) + + 0,588 ft. lbf lbm + W 0 s,174 ft. lbm lbf. s 50,181lbm ft W s -,51 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η 80% W s - η x W p W p,18 ft.lbf/lbm Daya pompa : P m x W p 19,8176 1hp lbm s,18 ft. lbf lbm (0, 4559)(600) 550 ft. lbf s 0, hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 0, hp. Pompa III (P-10) Fungsi : Mengalirkan hasil keluaran tangki mixer-i (M-01) ke tangki reaktor transesterifikasi (R-401) Jenis : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : - Laju alir massa (F) : 0,0555 kg/jam 0,19 lbm/s - Densitas ( ρ ) : 794,76 kg/m 49,6155 lb m /ft - Viskositas ( µ ) : 0,804 cp 5, lb m /ft.s

101 F 0,190 lbm/s Laju alir volume, Q ρ 49,6155 lbm/ft 0,006 ft /s Perencanaan Pompa : Asumsi : aliran yang terjadi adalah turbulen Diameter pipa ekonomis untuk aliran turbulen : D opt,9 ( Q ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004),9 (0,006) 0,45 (49,6155) 0,44 in 0,1 Dipilih material pipa commercial steel 1/ in schedule 40 (Geankoplis, 1997), dengan : Diameter dalam (ID) 0,6 in 0,05 ft Diameter luar (OD) 0,84 in 0,07 ft Luas penampang (A) 0,0011 ft Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa V Sehingga : : ρ V D N Re µ Q 0, 006 1,6 ft/s A 0, 0011 lbm ft 49,6155 x 1,6 x 0,05 ft ft s 4 lbm 5, ft.s 5864,898 (asumsi benar, turbulen) Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε 0,00015 ft ε Pada N Re 566,1 dan 0,00015/0,05 0,0089 D Maka harga f 0,0095 (Gbr.10-, Geankoplis, 1997) Kehilangan karena gesekan (friction loss) : A v 1 sharp edge entrance (h c ) 0,55 1 A1 α. gc

102 1, 6 0, , 010 ft. lbf lbm (1)(,174) ( ) elbow , 6 (h f ) v n. Kf. (0, 75). 0, 051 ft. lbf lbm. g (,174) c 1, 6 1 check valve (h f ) v n. Kf. 1(). 0,047 ft. lbf lbm. g (,174) c 1 tee v 1, 6 n. Kf. 1(1). 0,06 ft. lbf lbm. g (,174) c Lv. 0.(1, 6) Pipa lurus 0 ft (F f ) 4 f 4(0, 0095) D.. g (0, 05)(,174) 0,46 ft.lbf/lbm c 1 sharp edge exit (h ex ) A 1 A1 v α. gc 1, , 06 ft. lbf lbm (1).,174 ( ) Total friction loss Σ F 0,5067 ft.lbf/lbm Dari persamaan bernaulli : 1 α P P (Geankoplis, 1997) ρ ( 1 ) ( 1) 1 v v g z z F Ws Dimana : v 1 v P 1 106,00 kpa 14,966 lbf/ft P 147,7404 kpa 085,679 lbf/ft ΔP 871,457 lbf/ft ΔZ 10 ft, , ft s lbf ft.(10 ft) 0,5067 ft. lbf lbm W s,174 ft. lbm lbf. s 49, 6155lbm ft 0 W s -8,069 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η 80% W s - η x W p W p 5,086 ft.lbf/lbm Daya pompa : P m x W p

103 0, hp lbm s 5, 086 ft. lbf lbm (0, 4559)(600) 550 ft. lbf s 0,008 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,008 hp. Pompa IV (P-104) Fungsi : Memompa bahan dari reaktor (R-401) ke flash drum Jenis : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : - Laju alir massa (F) : 155,49 kg/jam 0,769 lbm/s - Densitas ( ρ ) : 869,49 kg/m 54,808 lb m /ft - Viskositas ( µ ) : 8,87561 cp 5, lb m /ft.s F 0,769 lbm/s Laju alir volume, Q ρ 0,01 ft /s 54,808 lbm/ft Perencanaan Pompa : Asumsi : aliran yang terjadi adalah turbulen Diameter pipa ekonomis untuk aliran turbulen : D opt,9 ( Q ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,1,9 (0,01) 0,45 (54,808) 0,91 in Dipilih material pipa commercial steel 1 in schedule 40 (Geankoplis, 1997), dengan : Diameter dalam (ID) 1,049 in 0,09 ft Diameter luar (OD) 1,15 in 0,11 ft Luas penampang (A) 0,006 ft Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa V Q 0,01,080 ft/s A 0, 006

104 Sehingga : ρ V D N Re µ lbm ft 54,808 x,080 x 0,09 ft ft s lbm 5, ft.s 1657,1 (laminar) Maka harga f 0,01 (Gbr.10-, Geankoplis, 1997) Kehilangan karena gesekan (friction loss) : A v 1 sharp edge entrance (h c ) 0,55 1 A1 α. gc, 080 0, , 074 ft. lbf lbm (1)(,174) ( ) elbow 90 0, 080 (h f ) v n. Kf. (0,85). 0,1719 ft. lbf lbm. g (,174) c, check valve (h f ) v n. Kf. 1(, ). 0, 158 ft. lbf lbm. g (,174) Lv. 0.(, 080) Pipa lurus 0 ft (F f ) 4 f 4(0, 01) D.. g (0, 09)(,174) 0,617 ft.lbf/lbm c c 1 sharp edge exit (h ex ) A 1 A1 v α. gc, ,149 ft. lbf lbm (0,5).,174 ( ) Total friction loss Σ F 1,18 ft.lbf/lbm Dari persamaan bernaulli : 1 α P P (Geankoplis, 1997) ρ ( 1 ) ( 1) 1 v v g z z F Ws Dimana : v 1 v P 1 147,7404 kpa 085,679 lbf/ft P 15,151 kpa 198,1015 lbf/ft

105 ΔP 11,464 lbf/ft ΔZ 10 ft,174 11, ft s lbf ft.(10 ft) 1, 18 ft. lbf lbm W 0 s,174 ft. lbm lbf. s + 54, 808lbm ft + + W s -1,86 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η 80% W s - η x W p W p 16,607 ft.lbf/lbm Daya pompa : P m x W p 155, 49 1hp lbm s 16, 607 ft. lbf lbm (0, 4559)(600) 550 ft. lbf s 0,005 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,005 hp 4. Pompa V (P-105) Fungsi : mengalirkan gliserol kotor dari dekanter I (ST-501) ke tangki penampung gliserol (T-0). Jenis : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : - Laju alir massa (F) : 01,8107 kg/jam 0,1 lbm/s - Densitas ( ρ ) : 117,674 kg/m 70,978 lb m /ft - Viskositas ( µ ) : 11,0678 cp 7, lb m /ft.s F 0,1 lbm/s Laju alir volume, Q ρ 70,978 lbm/ft 0,0017 ft /s Perencanaan Pompa : Asumsi : aliran yang terjadi adalah turbulen Diameter pipa ekonomis untuk aliran turbulen : D opt,9 ( Q ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004),9 (0,0017) 0,45 (70,978) 0,1 0,8 in

106 Dipilih material pipa commercial steel 1/ in schedule 40 (Geankoplis, 1997), dengan : Diameter dalam (ID) 0,6 in 0,05 ft Diameter luar (OD) 0,840 in 0,07 ft Luas penampang (A) 0,0011 ft Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa V Sehingga : : ρ V D N Re µ Q 0, ,8 ft/s A 0, ,978 lbm ft x 0,8 x 0,05 ft ft s lbm 7,4.10 ft.s 80,5 (laminar) Maka harga f 0,01 (Gbr.10-, Geankoplis, 1997) Kehilangan karena gesekan (friction loss) : A v 1 sharp edge entrance (h c ) 0,55 1 A1 α. gc 0,8 0, , 005 ft. lbf lbm (1)(,174) ( ) elbow ,8 (h f ) v n. Kf. (0,85). 0, 05 ft. lbf lbm. g (,174) c 0,8 1 check valve (h f ) v n. Kf. 1(, ). 0, 018 ft. lbf lbm. g (,174) Lv. 0.(0,8) Pipa lurus 0 ft (F f ) 4 f 4(0, 01) D.. g (0, 05)(,174) 0,159 ft.lbf/lbm c c 1 sharp edge exit (h ex ) A 1 A1 v α. gc

107 0, , 019 ft. lbf lbm (0,5).,174 ( ) Total friction loss Σ F 0,41 ft.lbf/lbm Dari persamaan bernaulli : 1 α P P (Geankoplis, 1997) ρ ( 1 ) ( 1) 1 v v g z z F Ws Dimana : v 1 v P 1 147,7404 kpa 085,679 lbf/ft P 15,151 kpa 198,1015 lbf/ft ΔP 11,464 lbf/ft ΔZ 10 ft,174 11, ft s lbf ft.(10 ft) 0, 41 ft. lbf lbm W 0 s,174 ft. lbm lbf. s + 70,978lbm ft + + W s -11,88 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η 80% W s - η x W p W p 14,798 ft.lbf/lbm Daya pompa : P m x W p 01,8107 1hp lbm s 14, 798 ft. lbf lbm (0, 4559)(600) 550 ft. lbf s 0,00 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,00 hp 5. Pompa VI (P-106) Fungsi : memompa bahan dari dekanter I ke mixer II Jenis : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : - Laju alir massa (F) : 971,6867 kg/jam 0,6 lbm/s - Densitas ( ρ ) : 896,89 kg/m 54,059 lb m /ft - Viskositas ( µ ) :,74749 cp 1, lb m /ft.s

108 F 0,6 lbm/s Laju alir volume, Q ρ 54,059 lbm/ft 0,0116 ft /s Perencanaan Pompa : Asumsi : aliran yang terjadi adalah turbulen Diameter pipa ekonomis untuk aliran turbulen : D opt,9 ( Q ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,1,9 (0,0116) 0,45 (54,059) 0,87 in Dipilih material pipa commercial steel /4 in schedule 40 (Geankoplis, 1997), dengan : Diameter dalam (ID) 0,84 in 0,07 ft Diameter luar (OD) 1,05 in 0,09 ft Luas penampang (A) 0,0071ft Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa V Sehingga : : ρ V D N Re µ Q 0, 0116,0616 ft/s A 0, ,059 lbm ft x,0616 x 0,07 ft ft s lbm 1, ft.s 746,86766 (laminar) Maka harga f 0,005 (Gbr.10-, Geankoplis, 1997) Kehilangan karena gesekan (friction loss) : A v 1 sharp edge entrance (h c ) 0,55 1 A1 α. gc, , ,160 ft. lbf lbm (0,5)(,174) ( ) elbow 90 0, 0616 (h f ) v n. Kf. (0,85). 0,715 ft. lbf lbm. g (,174) c

109 , check valve (h f ) v n. Kf. 1(, ). 0, 4661 ft. lbf lbm. g (,174) Lv. 0.(, 0616) Pipa lurus 0 ft (F f ) 4 f 4(0, 005) D.. g (0, 07)(,174),4791 ft.lbf/lbm c c 1 sharp edge exit (h ex ) A 1 A1 v α. gc, , 91 ft. lbf lbm (0,5).,174 ( ) Total friction loss Σ F 4,768 ft.lbf/lbm Dari persamaan bernaulli : 1 α P P (Geankoplis, 1997) ρ ( 1 ) ( 1) 1 v v g z z F Ws Dimana : v 1 v P 1 15,151 kpa 198,1015 lbf/ft P 140,68017 kpa 98,18165 lbf/ft ΔP -59,904 lbf/ft ΔZ 10 ft,174 ft s 59,904lbf ft (10 ft) + + 4, 768 ft. lbf lbm + W 0 s,174 ft. lbm lbf. s 54,059lbm ft W s -9,98 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η 80% W s - η x W p W p 1,478 ft.lbf/lbm Daya pompa : P m x W p 971, hp lbm s 1, 478 ft. lbf lbm (0, 4559)(600) 550 ft. lbf s 0,01 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,01 hp

110 6. Pompa VII (P-107) Fungsi : memompa air pencuci dari T-04 ke M-0 Jenis Jumlah : Pompa sentrifugal : 1 unit Kondisi operasi : P 1 atm T 0 0 C - Laju alir massa (F) : 4,917 kg/jam 0,1488 lbm/s - Densitas ( ρ ) : 995,408 kg/m 6,1416 lb m /ft - Viskositas ( µ ) : 0,55 cp, lb m /ft.s F 0,1488 lbm/s Laju alir volume, Q ρ 0,004 ft /s 6,1416 lbm/ft Perencanaan Pompa : Asumsi : aliran yang terjadi adalah turbulen Diameter pipa ekonomis untuk aliran turbulen : D opt,9 ( Q ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,1,9 (0,004) 0,45 (6,1416) 0,44 in Dipilih material pipa commercial steel 1/ in schedule 40 (Geankoplis, 1997), dengan : Diameter dalam (ID) 0,6 in 0,05 ft Diameter luar (OD) 0,84 in 0,07 ft Luas penampang (A) 0,0011 ft Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa V Sehingga : : ρ V D N Re µ Q 0, 004 1,6 ft/s A 0, 0011 lbm ft 6,1416 x 1,6 x 0,05 ft ft s 4 lbm,86.10 ft.s

111 16051,076 (asumsi benar, turbulen) Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε 0,00015 ft Pada N Re 16051,076 dan ε 0,00015/0,05 0,0089 D Maka harga f 0,0095 (Gbr.10-, Geankoplis, 1997) Kehilangan karena gesekan (friction loss) : A v 1 sharp edge entrance (h c ) 0,55 1 A1 α. gc 1, 6 0, , 010 ft. lbf lbm (1)(,174) ( ) elbow , 6 (h f ) v n. Kf. (0, 75). 0, 051 ft. lbf lbm. g (,174) c 1, 6 1 check valve (h f ) v n. Kf. 1(). 0,047 ft. lbf lbm. g (,174) c 1 tee v 1, 6 n. Kf. 1(1). 0,06 ft. lbf lbm. g (,174) c Lv. 0.(1, 6) Pipa lurus 0 ft (F f ) 4 f 4(0, 0095) D.. g (0, 05)(,174) 0,46 ft.lbf/lbm c 1 sharp edge exit (h ex ) A 1 A1 v α. gc 1, , 06 ft. lbf lbm (1).,174 ( ) Total friction loss Σ F 0,5067 ft.lbf/lbm Dari persamaan bernaulli : 1 α P P (Geankoplis, 1997) ρ ( 1 ) ( 1) 1 v v g z z F Ws Dimana : v 1 v P 1 106,00 kpa 14,966 lbf/ft P 147,7404 kpa 085,679 lbf/ft ΔP 871,457 lbf/ft

112 ΔZ 10 ft, , ft s lbf ft.(10 ft) 0,5067 ft. lbf lbm W 0 s,174 ft. lbm lbf. s + 49, 6155lbm ft + + W s -8,069 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η 80% W s - η x W p W p 5,086 ft.lbf/lbm Daya pompa : P m x W p 4,917 1hp lbm s 5, 086 ft. lbf lbm (0, 4559)(600) 550 ft. lbf s 0,00949 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,00949 hp 7. Pompa VIII (P-108) Fungsi : memompa dari dekanter II ke tangki T-06 Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : P 1 atm T 0 0 C - Laju alir massa (F) : 6,8597 kg/jam 0,145 lbm/s - Densitas ( ρ ) : 984,57 kg/m 61,4646 lb m /ft - Viskositas ( µ ) : 1,941 cp 1,.10 - lb m /ft.s F 0,145 lbm/s Laju alir volume, Q ρ 61,4646 lbm/ft 0,004 ft /s Perencanaan Pompa : Asumsi : aliran yang terjadi adalah turbulen Diameter pipa ekonomis untuk aliran turbulen : D opt,9 ( Q ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004),9 (0,004) 0,45 (61,4646) 0,1 0,44 in

113 Dipilih material pipa commercial steel 1/ in schedule 40 (Geankoplis, 1997), dengan : Diameter dalam (ID) 0,6 in 0,05 ft Diameter luar (OD) 0,84 in 0,07 ft Luas penampang (A) 0,0011 ft Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa V Sehingga : : ρ V D N Re µ Q 0, 004 1,6 ft/s A 0, 0011 lbm ft 61,4646 x 1,6 x 0,05 ft ft s lbm 1,.10 ft.s 91,8948 (laminar) Maka harga f 0,06 (Gbr.10-, Geankoplis, 1997) Kehilangan karena gesekan (friction loss) : A v 1 sharp edge entrance (h c ) 0,55 1 A1 α. gc 1, 6 0, , 010 ft. lbf lbm (1)(,174) ( ) elbow , 6 (h f ) v n. Kf. (0, 75). 0, 051 ft. lbf lbm. g (,174) c 1, 6 1 check valve (h f ) v n. Kf. 1(). 0,047 ft. lbf lbm. g (,174) c 1 tee v 1, 6 n. Kf. 1(1). 0,06 ft. lbf lbm. g (,174) c Lv. 0.(1, 6) Pipa lurus 0 ft (F f ) 4 f 4(0, 06) D.. g (0, 05)(,174),666 ft.lbf/lbm c

114 1 sharp edge exit (h ex ) A 1 A1 v α. gc 1, , 06 ft. lbf lbm (1).,174 ( ) Total friction loss Σ F,471ft.lbf/lbm Dari persamaan bernaulli : 1 α P P (Geankoplis, 1997) ρ ( 1 ) ( 1) 1 v v g z z F Ws Dimana : v 1 v P 1 106,00 kpa 14,966 lbf/ft P 147,7404 kpa 085,679 lbf/ft ΔP 871,457 lbf/ft ΔZ 10 ft, , ft s lbf ft.(10 ft), 471 ft. lbf lbm W 0 s,174 ft. lbm lbf. s + 61, 4646lbm ft + + W s -6,6 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η 80% W s - η x W p W p,54 ft.lbf/lbm Daya pompa : P m x W p 6,8597 1hp lbm s, 54 ft. lbf lbm (0, 4559)(600) 550 ft. lbf s 0,00877 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,00877 hp 8. Pompa IX (P-109) Fungsi : memompa bahan dari dekanter II ke Heater II Jenis : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : T 60 0 C

115 - Laju alir massa (F) : 977,7487 kg/jam 0,6 lbm/s - Densitas ( ρ ) : 858,6596 kg/m 5,481 lb m /ft - Viskositas ( µ ) : 9,167 cp 0,00616 lb m /ft.s F 0,6 lbm/s Laju alir volume, Q ρ 0,011 ft /s 5,481 lbm/ft Perencanaan Pompa : Asumsi : aliran yang terjadi adalah turbulen Diameter pipa ekonomis untuk aliran turbulen : D opt,9 ( Q ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,1,9 (0,011) 0,45 (5,481) 0,87 in Dipilih material pipa commercial steel /4 in schedule 40 (Geankoplis, 1997), dengan : Diameter dalam (ID) 0,84 in 0,07 ft Diameter luar (OD) 1,05 in 0,09 ft Luas penampang (A) 0,0071ft Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa V Sehingga : : ρ V D N Re µ Q 0, 011,0188 ft/s A 0, 0071 lbm ft 5,481 x,0188 x 0,07 ft ft s lbm 0,00616 ft.s 184,6517 (laminar) Maka harga f 0,009 (Gbr.10-, Geankoplis, 1997) Kehilangan karena gesekan (friction loss) : A v 1 sharp edge entrance (h c ) 0,55 1 A1 α. gc, , ,160 ft. lbf lbm (0,5)(,174) ( )

116 elbow 90 0, 0188 (h f ) v n. Kf. (0,85). 0,715 ft. lbf lbm. g (,174) c, check valve (h f ) v n. Kf. 1(, ). 0, 4661 ft. lbf lbm. g (,174) Lv. 0.(, 0188) Pipa lurus 0 ft (F f ) 4 f 4(0, 009) D.. g (0, 07)(,174) 1,4567 ft.lbf/lbm c c 1 sharp edge exit (h ex ) A 1 A1 v α. gc, , 91 ft. lbf lbm (0,5).,174 ( ) Total friction loss Σ F,7405 ft.lbf/lbm Dari persamaan bernaulli : 1 α P P (Geankoplis, 1997) ρ ( 1 ) ( 1) 1 v v g z z F Ws Dimana : v 1 v P 1 15,151 kpa 198,1015 lbf/ft P 140,68017 kpa 98,18165 lbf/ft ΔP -59,904 lbf/ft ΔZ 10 ft,174 ft s 59,904lbf ft (10 ft) + +, 7405 ft. lbf lbm + W 0 s,174 ft. lbm lbf. s 5, 481lbm ft W s -7,88 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η 80% W s - η x W p W p 9,85 ft.lbf/lbm Daya pompa : P m x W p 971, hp lbm s 1, 478 ft. lbf lbm (0, 4559)(600) 550 ft. lbf s 0,01 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,01 hp

117 9. Pompa X (P-110) Fungsi : memompa produk dari flash drum II ke heater I Jenis : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : T C - Laju alir massa (F) : 968,069 kg/jam 0,6 lbm/s - Densitas ( ρ ) : 857,8 kg/m 5,5185 lb m /ft - Viskositas ( µ ) : 8,96 cp 0,0060 lb m /ft.s F 0,6 lbm/s Laju alir volume, Q ρ 0,0104 ft /s 5,5185 lbm/ft Perencanaan Pompa : Asumsi : aliran yang terjadi adalah turbulen Diameter pipa ekonomis untuk aliran turbulen : D opt,9 ( Q ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004) 0,1,9 (0,0104) 0,45 (5,5185) 0,84 in Dipilih material pipa commercial steel /4 in schedule 40 (Geankoplis, 1997), dengan : Diameter dalam (ID) 0,84 in 0,07 ft Diameter luar (OD) 1,05 in 0,09 ft Luas penampang (A) 0,0071ft Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa V Sehingga : : ρ V D N Re µ Q 0, 0104,787 ft/s A 0, ,5185 lbm ft x,787 x 0,07 ft ft s lbm 0,0060 ft.s

118 1700,8175 (laminar) Maka harga f 0,01 (Gbr.10-, Geankoplis, 1997) Kehilangan karena gesekan (friction loss) : A v 1 sharp edge entrance (h c ) 0,55 1 A1 α. gc, 787 0, ,1 ft. lbf lbm (0,5)(,174) ( ) elbow 90 0, 787 (h f ) v n. Kf. (0,85). 0,079 ft. lbf lbm. g (,174) c, check valve (h f ) v n. Kf. 1(, ). 0,86 ft. lbf lbm. g (,174) Lv. 45.(, 787) Pipa lurus 45 ft (F f ) 4 f 4(0, 01) D.. g (0, 07)(,174),1649 ft.lbf/lbm c c 1 sharp edge exit (h ex ) A 1 A1 v α. gc, , 415 ft. lbf lbm (0,5).,174 ( ) Total friction loss Σ F 4, ft.lbf/lbm Dari persamaan bernaulli : 1 α P P (Geankoplis, 1997) ρ ( 1 ) ( 1) 1 v v g z z F Ws Dimana : v 1 v P 1 114,5 kpa 86,197 lbf/ft P 0 kpa 417,7109 lbf/ft ΔP -1968,5088 lbf/ft ΔZ 10 ft,174 ft s 1968,5088lbf ft (10 ft) + + 4, ft. lbf lbm + W 0 s,174 ft. lbm lbf. s 5,5185lbm ft W s -7,45 ft.lbf/lbm

119 Effisiensi pompa, η 80% W s - η x W p W p 9,14 ft.lbf/lbm Daya pompa : P m x W p 968, 069 1hp lbm s 9,14 ft. lbf lbm (0, 4559)(600) 550 ft. lbf s 0,01 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,01 hp 0. Heater I (E-601) Fungsi : Menaikkan suhu umpan sebelum diumpankan ke flash drum I Jenis : 1- shell and tube exchanger Dipakai : 1 1 / in OD Tube 18 BWG, panjang 0 ft, pass Umpan C Biodiesel 100 o C kondensat 8, o C 11 o 70,69 C Umpan Fluida panas Laju alir biodiesel 968,069 kg/jam 14,68 lbm/jam Temperatur awal (T 1 ) 100 C 1 F Temperatur akhir (T ) 8, C 179,96 F Fluida dingin Laju alir 155,49 kg/jam 767,9 lbm/jam Temperatur awal (t 1 ) 60 C 140 F Temperatur akhir (t ) 70,69 C 176 F Panas yang diserap (Q) ,786 kj/jam ,7599 Btu/jam (1) t beda suhu sebenarnya

120 Fluida Panas Fluida dingin Selisih T T 1 Temperatur yang lebih 1 F t 176 F t1 6 F tinggi Temperatur yang lebih 179,96 F t F t 9,96 F rendah T 1 T,04 F Selisih Δt Δt,96 Δt 9,96 ln ln Δt LMTD 7,945 T T,04 t t 6 1 R 0,89 1 t t 6 T t S 0,5 1 1 Dari Fig 18, Kern, 1965 diperoleh F T 0,85 t t 1 Maka t F T LMTD 0,85 7,945,5 F F 6 F t t 1,96 F () Tc dan t c T + T ,96 1 Tc 195,98 t + t F 1 tc 158 Dalam perancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi: - Diameter luar tube (OD) 1 1 / in - Jenis tube 18 BWG - Pitch (P T ) 1 7 / 8 in triangular pitch - Panjang tube (L) 0 ft a. Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, heater untuk fluida panas heavy organics dan fluida dingin (heavy organics), diperoleh U D 10-40, faktor pengotor (R d ) 0,00 Diambil UD 1 Btu/jam ft F Luas permukaan untuk perpindahan panas, F

121 Q ,7599 Btu/jam A 49, 87 ft UΔt Btu D o 1, 5 F o jam ft F Luas permukaan luar (a ) 0,95 ft /ft (Tabel 10, hal. 84, Kern) Jumlah tube, A 49,87ft Nt 1, 75 buah " L a 0 ft 0,95ft /ft b. Dari Tabel 9, hal 84, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 4 tube dengan ID shell 17¼ in. c. Koreksi U D A L N a t " 0 ft 4 0,95 ft /ft 66,9 ft UD Q , 7599 Btu/jam 1,14 Btu AΔt 66,9ft, 5 F jam ft F Fluida panas : sisi tube, biodiesel () Flow area tube, a t 1,54 in [Tabel 10, Kern] N a ' a t t [Pers. (7.48), Kern] t 144 n 4 1,54 a 0,1818 ft t 144 (4) Kecepatan massa m G [Pers. (7.), Kern] t a t 14,68 lb G 1179, 414 m t 0,1818 jam ft (5) Bilangan Reynold Pada T c 195,98 F µ 8,96 cp x,4 1,688 lb/ft.jam Dari Tabel 10, Kern, untuk 1,5 in OD, 18 BWG, diperoleh

122 ID 1,4 in 0,1167 ft ID G Re t [Pers. (7.), Kern] t μ 0, , 414 Re 6,168 t 1,688 (6) Taksir jh L 0, De 0,09 Dari Gbr 4, Kern, diperoleh jh 1 pada Re t 6,168 (7) Pada Tc 195,98 F c 0,45 Btu/lbm F k 0,0155 Btu/jam.ft F 1 1 c µ 0, 45 1, 688 8,58 k 0, 0155 h 1 k μ c (8) i jh φ ID k t h i 1 0,0155 φ 0,1167 8,58 t 1,67 h h io i ID φ φ OD t t 1, 4 1,67 1, 5 1,76 (9) Karena viskositas tinggi, maka 0,14 µ φ t,0 [Kern, 1965] µ w h hφ io io φ t t h io 1,76 5,5

123 Fluida dingin : sisi shell, ( ) Flow area shell D C ' B a s ft [Pers. (7.1), Kern] s 144 P T D s Diameter dalam shell 15,5 in B Baffle spacing in P T Tube pitch 1,875 in C Clearance P T OD 1,875 1,5 0,75 in 15,5 0,75 a 0,065 ft s 144 1,875 (4 ) Kecepatan massa m G [Pers. (7.), Kern] s a s 767,9 lb G 4551,56 m s 0,065 jam ft (5 ) Bilangan Reynold Pada t c 158 F µ 9,709 cp x,4,496 lb m /ft jam Dari Gbr. 8, Kern, untuk 1,5 in dan 1,875 triag. pitch, diperoleh d e 1,08 in. D e 1,08/1 0,09 ft D G Re e s [Pers. (7.), Kern] s μ 0, ,56 Re 40, 71 s 9,709 (6 ) Taksir jh dari Gbr. 8, Kern, diperoleh jh 11 pada Re s 40,71 (7 ) Pada t c 158 F c 0,475 Btu/lb m F k 0,065 Btu/jam.ft F

124 (8 ) 1 1 c µ 0, 475, 496 5,6 k 0, 065 h 1 o k c µ jh φ D k s e [Pers. (6.15), Kern] h o 11 0,065 φ 0,09 5,6 4,46 s (9 ) Karena viskositas rendah, maka diambil φ s 1 [Kern, 1965] h hφ o o φ s s h o 4,46 1 4,46 (10) Clean Overall coefficient, U C h h io o 5,5 4,46 U 16, 08 Btu/jam ft F C h + h 5,5 + 4, 46 io o (11) Faktor pengotor, R d U U C D 16, 08 1,14 R 0, 00 d U U 16, 08 1,14 C D R d hitung R d batas, maka spesifikasi heater dapat diterima. [Pers. (6.8), Kern] [Pers. (6.1), Kern] Pressure drop Untuk fluida panas, tube side (1) Untuk Re t 6,168 f 0,007 ft /in [Gbr. 6, Kern] s 0,1 φ t fg Ln () ΔP t t 5, φ ID s t [Pers. (7.5), Kern]

125 ( 0,007)( 1179, 414) ( 0)( ) 5, 10 ( 0,1167)( 0,1)( ) ΔP t 10 0, 0 psi () Dari grafik 7, hal:87, Kern, 1950 pada Gt 1179,414 diperoleh V g' 0,001 4n V ΔP. r s g' (4).().0,001 0,1 0, 0667 psi P T P t + P r 0,0 psi + 0,0667 psi 0,09 psi Karena P t < 10 psi, maka design diterima Untuk fluida dingin, shell side (1 ) Untuk Re s 40,71 f 0,004 ft /in [Gbar. 9, Kern] φ s 1 s 0,76 L ( ) N [Pers. (7.4), Kern] B 0 N D s 19,5/1 1,604 f G D ( N+ 1) ( ) ΔP s s s 5, φ D s e s [Pers. (7.44), Kern]

126 ( 0,004)( 4551,56) ( 1, 604)( 80) 5, 10 ( 0,09)( 0,076)( 1) ΔP s 10,77 psi Karena P s < 10 psi, maka design diterima 1. Heater II (E-60) Fungsi : Menaikkan suhu umpan sebelum diumpankan ke flash drum I Jenis Dipakai : 1- shell and tube exchanger : ¾ in OD Tube 10 BWG, panjang 1 ft Umpan C Steam 10 o C kondensat 100 o C o C Umpan Fluida panas Laju alir steam 8,86 kg/jam 19,458 lbm/jam Temperatur awal (T 1 ) 10 C 48 F Temperatur akhir (T ) 100 C 1 F Fluida dingin Laju alir 977,7487 kg/jam Temperatur awal (t 1 ) 60 C 140 F Temperatur akhir (t ) 100 C 1 F Panas yang diserap (Q) 07,9556 kj/jam 1914,979 Btu/jam () t beda suhu sebenarnya

127 Fluida Panas Fluida dingin Selisih T 1 T T 1 T Temperatur yang lebih 48 F t 1 F t1 6 F tinggi Temperatur yang lebih 1 F t F t 7 F rendah 6 F Selisih t t 1 7 F t t 1-6 F Δt Δt 6 Δt 6 ln ln Δt LMTD 51,995 T T 6 t t 7 1 R 0,5 1 t t 7 T t S 0, F Dari Fig 18, Kern, 1965 diperoleh F T 0,85 Maka t F T LMTD 0,85 51,995 4,896 F (4) Tc dan t c T + T Tc 0 t + t F 1 tc 176 F Dalam perancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi: - Diameter luar tube (OD) ¾ in - Jenis tube 10 BWG - Pitch (P T ) ¾ in square pitch - Panjang tube (L) 1 ft b. Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, heater untuk fluida panas steam dan fluida dingin (heavy organics), diperoleh U D 6-60, faktor pengotor (R d ) 0,00 Diambil UD 6 Btu/jam ft F Luas permukaan untuk perpindahan panas,

128 Q 1914,97 Btu/jam A 74, 657 ft UΔt Btu D o 6 4,896 F o jam ft F Luas permukaan luar (a ) 0,196 ft /ft (Tabel 10, hal. 84, Kern) Jumlah tube, A 74,657ft Nt 1, 69buah " L a 1 ft 0,196ft /ft d. Dari Tabel 9, hal 84, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah tube dengan ID shell 8 in. e. Koreksi U D A L N a t " 1ft 0,196 ft /ft 75,79 ft UD Q 1914,97 Btu/jam 5,94 Btu AΔt 75,79 ft 4,896 F jam ft F Fluida panas : sisi tube, steam (8) Flow area tube, a t 0,18 in [Tabel 10, Kern] N a ' a t t [Pers. (7.48), Kern] t 144 n 0,18 a 0,04 ft t (9) Kecepatan massa G t w t [Pers. (7.), Kern] a t 19,458 lb G 481,104 m t 0,04 jam ft (10) Bilangan Reynold Pada T c 0 F µ 0,019 cp x,4 0,0114 lb/ft.jam Dari Tabel 10, Kern, untuk 1,5 in OD, 10 BWG, diperoleh

129 ID 0,48 in 0,04 ft ID G Re t [Pers. (7.), Kern] t μ 0,04 481,104 Re 60,56 t 0,0114 h io 1500 btu/hr.ft.f Fluida dingin : sisi shell, ( ) Flow area shell a s s t π.8. π./ 4 0,5 (4 ) Kecepatan massa Ws G [Pers. (7.), Kern] s a s 977,7487 lb G 897,1 m s 0,5 jam ft (5 ) Bilangan Reynold Pada t c 176 F µ 5,4 cp x,4 1,07 lb m /ft jam 4a D e s 40.0, 5 0,106 Nt. π. ID 0,75 OD. π. 8 D G Re e s [Pers. (7.), Kern] s μ 0, ,1 Re 160 s 1,07 (6 ) Taksir jh dari Gbr. 8, Kern, diperoleh jh 6,58 pada Re s 160 (7 ) Pada t c 176 F c 1,79 Btu/lb m F

130 k 0,095 Btu/jam.ft F (8 ) h 1 o k c µ jh φ D k s e [Pers. (6.15), Kern] h o 0,095 1, 79x1, 07 6,58 5, 74 φ 0,106 0, 095 s (9 ) Karena viskositas rendah, maka diambil φ s 1,06 [Kern, 1965] 1 h hφ o o φ s s h o 5,74 x1,06 6,08 (10) Clean Overall coefficient, U C h h io o ,08 U C 6,06 Btu/jam ft F h + h ,08 io o (11) Faktor pengotor, R d U U C D 6, 06 5,94 R 0, 004 d U U 6, 06 5,94 C D R d hitung R d batas, maka spesifikasi heater dapat diterima. [Pers. (6.8), Kern] [Pers. (6.1), Kern] Pressure drop Untuk fluida panas, tube side (1) Untuk Re t 650,56 f 0,00065 ft /in [Gbr. 6, Kern] s 0,00085 V19,8 pada Tc 0 0 F () 1.. ΔP t 10 5,.10.. f Gt L n Ds φt 5, psi Karena Pt < 10 psi, maka design diterima

131 Untuk fluida dingin, shell side 4x as 4x0, 5 (1 ) De' 0,1 N. OD + π ID π De'. Gs 0,1x897,1 ( ) ReS 5,68 µ 1, 07 ( ) F0,01 f G D ( N+ 1) ΔP s s s 5, φ D s e s [Pers. (7.44), Kern] ΔP s 5, ,1 1,08 1,06 ( 0,01)( 897,1) ( 1)( 1) ( )( )( ),4psi Karena P s < 10 psi, maka design diterima. Condensor (E-701) Fungsi Jenis Dipakai : Untuk mengondensasikan metanol sebagai produk keluaran flash drum : 4-8 shell and tube exchanger : 1 1 / 4 in OD Tube 8 BWG, panjang 1 ft, 8 pass Air pendingin 5 o C metanol 11 Condenser 4 (fasa uap) Air 70,69 o C 0 o C metanol (fasa cair) Air Air sisa 60 o C Fluida panas Laju alir masuk 81,7465 kg/jam 180, lb/jam Temperatur awal (T 1 ) 70,69 C 176 F Temperatur akhir (T ) 0 C 86 F

132 Fluida dingin Laju alir air pendingin 677,76 kg/jam 1494,10 lb/jam Temperatur awal (t 1 ) 5 C 77 F Temperatur akhir (t ) 60 C 140 F Panas yang diserap (Q) 994,605 kj/jam 94158,66 Btu/jam (1) t beda suhu sebenarnya Fluida Panas Fluida dingin Selisih T 1 T 176 F Temperatur yang lebih tinggi t 140 F t1 6 F 86 F Temperatur yang lebih rendah t 1 77 F t 9 F T 1 T 90 F Selisih Δt Δt -7 1 LMTD 18, 09 Δt 9 ln Δt 1 T T 90 1 R 1, 4 t t1 6 t t 6 ln 6 1 S 0,64 T1 t F Dari Fig 18, Kern, 1965 diperoleh F T 0,95 t t 1 Maka t F T LMTD 0,94 18,09 16,7 F () Tc dan t T T c + T c 11 F t + t F 1 tc 108,5 Dalam perancangan ini digunakan condenser dengan spesifikasi: - Diameter luar tube (OD) 1 1 / 4 in - Jenis tube 8 BWG - Pitch (P T ) 1 9 / 16 in triangular pitch - Panjang tube (L) 1 ft 6 F t t 1-7 F

133 a. Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, condensor untuk fluida panas (heavy organics) dan fluida dingin air, diperoleh U D 5-75, faktor pengotor (R d ) 0,00 Diambil UD 6 Btu/jam ft F Luas permukaan untuk perpindahan panas, Q 94158,66 Btu/jam A 97,8ft UΔt Btu D o 6 16,7 F o jam ft F Luas permukaan luar (a ) 0,71 ft /ft (Tabel 10, hal. 84, Kern) Jumlah tube, A 97,8 ft Nt 8,9 9buah " L a 1 ft 0,71 ft /ft b. Dari Tabel 9, hal 84, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 55 tube dengan ID shell 1 in. c. Koreksi U D A L N a t " 1 ft 55 0,71 ft /ft 1000,96 ft UD Q 94158, 66 Btu/jam 5,05 Btu AΔt 1000,96 ft 16, 7 F jam ft F Fluida dingin : sisi tube () Flow area tube, a t 0,665 in N a ' a t t [Pers. (7.48), Kern] t 144 n 55 0, 665 a 0,147 ft t (4) Kecepatan massa m G [Pers. (7.), Kern] t a t [Tabel 10, Kern] 1494,1 lb G 10150,967 m t 0,147 jam ft

134 (5) Bilangan Reynold Pada t c 108,5 F µ 0,5 x,4 1,81 lb/ft.jam Dari Tabel 10, Kern, untuk 1,5 in OD, 8 BWG, diperoleh ID 0,9 in 0,0767 ft ID G Re t [Pers. (7.), Kern] t μ 0, , 86 Re 606,994 t 1, 86 (6) Taksir jh L 1 158,11 De 0,0758 Dari Gbr 4, Kern, diperoleh jh pada Re t 606,994 (7) Pada tc 108,5 F c 1,0000 Btu/lbm F [Geankoplis, 198] k 0,00 Btu/jam.ft F [Geankoplis, 198] 1 1 c µ 1 1, 81 1,571 k 0, h 1 k μ c (8) i jh φ ID k t h i 0, 4 1,571 φ 0,0767 t 7,0669 h h io i ID φ φ OD t t 0, ,0669 1, 5 19,91

135 (9) Karena viskositas rendah, maka diambil φ t 1 [Kern, 1965] h hφ io io φ t t h io 19, ,91 Fluida panas: sisi shell ( ) Flow area shell D C ' B a s ft [Pers. (7.1), Kern] s 144 P T D s Diameter dalam shell 1 in B Baffle spacing in P T Tube pitch 1,565 in C Clearance P T OD 1,565 1,5 0,15 in as 1 0,15 0,19ft 144 1,565 (4 ) Kecepatan massa m G [Pers. (7.), Kern] s a s 180, lb G 197, 054 m s 0,19 jam ft (5 ) Bilangan Reynold Pada T c 11 F µ 9,985 x,4 4,1577 lb m /ft jam Dari Gbr. 8, Kern, untuk 1,5 in dan 1,565 in triag. pitch, diperoleh d e 0,91in. D e 0,91/1 0,0758 ft D G Re e s [Pers. (7.), Kern] s μ

136 0, , 054 Re 4,8 s 4,1577 (6 ) Taksir jh dari Gbr. 8, Kern, diperoleh jh pada Re s 4,8 (7 ) Pada T c 11 F c 0,475 Btu/lb m F k 0,065 Btu/jam.ft F 1 1 c µ 0, 475 4,1577 5, 6541 k 0, 065 (8 ) h 1 o k c µ jh φ D k s e [Pers. (6.15), Kern] h o 0,065 φ 0,0758 1,077 9, 4690 s (9 ) Karena viskositas rendah, maka diambil φ s 1 [Kern, 1965] h hφ o o φ s s h o 9, ,4690 (10) Clean Overall coefficient, U C h h io o 19,91 9, 4690 U 6, 418 Btu/jam ft F C h + h 19,91 + 9, 4690 io o [Pers. (6.8), Kern] (11) Faktor pengotor, R d U U C D 6, 418 5,05 R 0, 004 d U U 6, 418 5, 05 C D [Pers. (6.1), Kern] R d hitung R d batas, maka spesifikasi condenser dapat diterima.

137 Pressure drop Fluida dingin, sisi tube (1) Untuk Re t 606,994 () f 0,0004 ft /in [Gbr. 6, Kern] specific gravity udara pada t c 108,5 F, s 1 [Geankoplis, 198] φ t 1 fg Ln ΔP t t 5, φ ID s ( 0,0004)( 10150,967) ( 1)( 8) 5, 10 ( 0,0767)( 1)( 1) ΔP t 10 6, psi () Dari grafik 7, hal:87, Kern, 1950 pada Gt 10150,967 diperoleh V g' 0,001 4n V ΔP. r s g' (4).(8).0, ,00 psi P T P t + P r 0,00 psi + 0,00 psi 0,05 psi Karena P t < 10 psi, maka design diterima. t [Pers. (7.5), Kern] Fluida panas, sisi shell (1 ) Untuk Re s 4,8 f 0,05 ft /in [Gbr. 9, Kern] φ s 1 s 0,85 [Gbr. 6, Kern]

138 ( ) L N [Pers. (7.4), Kern] B 1 N D s 1,5/1 1,104 f G D ( N+ 1) ( ) ΔP s s [Pers. (7.44), Kern] s 5, φ D s e s ( 0,05)( 1.019,6700) ( 1,104)( 48) 5, 10 ( 0,0758)( 0,85)( 1) ΔP s 10 0, 0008 psi Karena P s < 10 psi, maka design diterima. Cooler (C-70) Fungsi Jenis Dipakai : Untuk mengondensasikan metil ester sebagai produk keluaran flash drum II : 1- shell and tube exchanger : /4 in OD Tube 8 BWG, panjang 1 ft Air pendingin 5 o C Biodiesel 11 Cooler Air 4 8, o C 0 o C Biodiesel Air Fluida panas Laju alir masuk Temperatur awal (T 1 ) Air sisa 60 o C Temperatur akhir (T ) 0 C 86 F 968,069 kg/jam 14, lb/jam 8, C 179,96 F

139 Fluida dingin Laju alir air pendingin 150,584 kg/jam 1,48 lb/jam Temperatur awal (t 1 ) 5 C 77 F Temperatur akhir (t ) 60 C 140 F Panas yang diserap (Q) 994,605 kj/jam 94158,66 Btu/jam () t beda suhu sebenarnya Fluida Panas Fluida dingin Selisih T 1 179,96 F Temperatur yang lebih tinggi t 140 F t1 9,96 F T 86 F Temperatur yang lebih rendah t 1 77 F t 9 F T 1 T 9,96 F Selisih Δt Δt 0,96 ln ln Δt LMTD 0, 79 Δt 9,96 T T 9,96 1 R 1, 49 t t1 6 t t 6 1 S 0,61 T1 t 1 179,96 77 F Dari Fig 18, Kern, 1965 diperoleh F T 0,85 t t 1 6 F Maka t F T LMTD 0,85 0,79 17,15 F (4) Tc dan tc tc 9 0, th 9,96 Kc 0,47 Fc 0, Tc , (9,96) 117 Tc , (6) 97,79 Dalam perancangan ini digunakan cooler dengan spesifikasi: - Diameter luar tube (OD) /4 in - Jenis tube 8 BWG - Pitch (P T ) 1 in triangular pitch t t 1 0,96 F

140 - Panjang tube (L) 1 ft d. Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, cooler untuk fluida panas (heavy organics) dan fluida dingin air, diperoleh U D 5-75, faktor pengotor (R d ) 0,00 Diambil UD 0 Btu/jam ft F Luas permukaan untuk perpindahan panas, Q 0889,8 Btu/jam A 60,9ft UΔt Btu D o 0 17,15 F o jam ft F Luas permukaan luar (a ) 0,196 ft /ft (Tabel 10, hal. 84, Kern) Jumlah tube, A 60,9 ft Nt 5,85 buah " L a 1 ft 0,196 ft /ft e. Dari Tabel 9, hal 84, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 6 tube dengan ID shell 8 in. f. Koreksi U D A L N a t " 1 ft 6 0,196 ft /ft 61, 4 ft UD Q 0889,8 Btu/jam 19,89 Btu AΔt 61, 4 ft 17,15 F jam ft F Fluida dingin : sisi tube (8) Flow area tube, a t 0,18 in N a ' a t t [Pers. (7.48), Kern] t 144 n 6 0,18 a 0,0,016 ft t 144 (9) Kecepatan massa m G [Pers. (7.), Kern] t a t [Tabel 10, Kern] 1, 48 lb G 0174,8 m t 0,016 jam ft

141 VGt/600 ρ 0174,8/600 x 5,0 1 fps Pada tc 97,79, µ 0,7 x,4 1,77 lbm/ft h D 0,48/1 0,04 (10) Bilangan Reynold D G Re t [Pers. (7.), Kern] t μ 0, ,8 Re 455,9 t 1, 77 (11) hi 0 x 0,96 16,8 (1) tw tc + ho ( Tc tc) ho + hi tw 99 (8) pada tw 99, µw 1 cp 9,04 btu µ Φ µ w 0,14 0,98 (9) ho 1,7 x 0,98 1 Fluida panas: sisi shell ( ) Flow area shell 1 ID C ' B a ft [Pers. (7.1), Kern] s 144 ID Diameter dalam shell 8 in B Baffle spacing 7 in C Clearance 0, ,5 7 a 0,097ft s 144 (4 ) Kecepatan massa m G [Pers. (7.), Kern] s a s 14, lb G 00,7 m s 0,097 jam ft

142 (5 ) Bilangan Reynold Pada T c 117 F µ 11cp x,4 6,51 lb m /ft jam Dari Gbr. 8, Kern, untuk 1,5 in dan 1,565 in triag. pitch, diperoleh d e 0,91in. D e 0,95/1 0,079ft D G Re e s [Pers. (7.), Kern] s μ 0,079 00,7 Re 65, 7 s 6,51 (6 ) Taksir jh dari Gbr. 8, Kern, diperoleh jh 4, pada Re s 65,7 (7 ) (8 ) 1 c µ k 0, 4 k h 1 o k c µ jh φ D k s e [Pers. (6.15), Kern] h o 4, φ 0, 079 0,4 1,7 s hio hi x ID/OD 16,8 x 8/0,75 79, (9) Clean Overall coefficient, U C h h io o 79, 1 U 0,87 Btu/jam ft F C h + h 79, + 1 io o [Pers. (6.8), Kern] (10)Faktor pengotor, R d U U C D 0,87 19,89 R 0, 006 [Pers. (6.1), Kern] d U U 0,87 19,89 C D R d hitung R d batas, maka spesifikasi cooler dapat diterima.

143 Pressure drop Fluida dingin, sisi tube (1) Untuk Re t 606,994 f 0,0004 ft /in [Gbr. 6, Kern] () specific gravity udara pada t c 108,5 F, s 1 [Geankoplis, 198] φ t 1 fg Ln ΔP t t 5, φ ID s ( 0,0004)( 10150,967) ( 1)( 8) 5, 10 ( 0,0767)( 1)( 1) ΔP t 10 6, psi () Dari grafik 7, hal:87, Kern, 1950 pada Gt 10150,967 diperoleh V g' 0,001 4n V ΔP. r s g' (4).(8).0, ,00 psi P T P t + P r 0,00 psi + 0,00 psi 0,05 psi Karena P t < 10 psi, maka design diterima. t [Pers. (7.5), Kern] Fluida panas, sisi shell (1 ) Untuk Re s 4,8 f 0,05 ft /in [Gbr. 9, Kern] φs 1

144 ( ) s 0,85 [Gbr. 6, Kern] L N [Pers. (7.4), Kern] B 1 N D s 1,5/1 1,104 f G D ( N+ 1) ( ) ΔP s s [Pers. (7.44), Kern] s 5, φ D s e s ( 0,05)( 1.019,6700) ( 1,104)( 48) 5, 10 ( 0,0758)( 0,85)( 1) ΔP s 10 0, 0008 psi Karena P s < 10 psi, maka design diterima

145 LAMPIRAN D PERHITUNGAN UTILITAS DAN SPESIFIKASI PERALATAN 1. Pompa Sumur Bor (PU-01) Fungsi : memompa air dari sumur ke bak penampungan air Jenis : bar screen Jumlah : 1 Bahan konstruksi : stainless steel Laju alir massa (F) 1964,9746 kg/jam 1,0 lbm/s Densitas air (ρ) 955,68 kg/m 6,1586 lbm/ft Viscositas (µ) 0,8007 cp 0,0005 lbm/ft.s 1, 0lbm s Laju alir volume (Q) 6,1586lbm ft 0, 0196 ft Diameter pipa ekonomis untuk aliran turbulen : D opt,9 ( Q ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004),9 (0,0196) 0,45 (6,1586) 0,1 1,1 in Dari appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commersial steel : Ukuran nominal 6 in Schedule number 40 Diameter dalam (ID) 6,065 in 0,51 ft Diameter luar (OD) 6,65 in 0,55 ft Inside sectional area 0,006 ft Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa Q 0, 0196 V 0, 0965 ft / s A 0, 006 Sehingga : : ρ V D N Re µ s lbm ft 6,1586 x 0, 0965 x 0,51 ft ft s 6118,7( turbulen) lbm 0,0005 ft.s

146 Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε 0,00015 dan ε/d 0,0009 Maka harga f 0,0095 (Gbr.10-, Geankoplis, 1997) Kehilangan karena gesekan (friction loss) : A v 1 sharp edge entrance (h c ) 0,55 1 A1 α. gc 0, 0965 (1)(,174) 0, , ( ) ft lbf lbm elbow , 0965 (h f ) v n. Kf. (0, 75). 0, 000 ft. lbf lbm. g (,174) c 0, check valve (h f ) v n. Kf. 1(). 0,000 ft. lbf lbm. g (,174) Lv. 50.(0, 0965) Pipa lurus 50 ft (F f ) 4 f 4(0, 0095) D.. g (0,51)(,174) 0,0005 ft.lbf/lbm c c 1 sharp edge exit (h ex ) A 1 A1 v α. gc 0, , ft. lbf lbm (1).,174 ( ) Total friction loss Σ F 0, ft.lbf/lbm Dari persamaan bernaulli : 1 α P P ρ ( 1 ) ( 1) 1 v v g z z F Ws Dimana : v 1 v P 1 101,5 kpa 116,807 lbf/ft P 101,5 kpa 116,807 lbf/ft ΔP 0 lbf/ft ΔZ 50 ft,174 ft s,174 ft. lbm lbf. s (Geankoplis, 1997) 0 +.(50 ft) , ft. lbf lbm + W 0 s W s -50,0009 ft.lbf/lbm

147 Effisiensi pompa, η 80% W s - η x W p W p 6,5 ft.lbf/lbm Daya pompa : P m x W p 1964,9746 1hp lbm s 6,5 ft. lbf lbm (0, 4559)(600) 550 ft. lbf s 0,167 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 0, hp. Bak Penampung Air (BP-101) Fungsi : Menampung air sumur untuk mengendapkan partikelpartikel yang besar tanpa bantuan bahan kimia Jenis : bak dengan permukaan bentuk persegi Jumlah : 1 Bahan konstruksi : beton Densitas air (ρ) : 995,68 kg/m Laju alir massa (F) : 1964,9746 kg/jam Laju volumetrik air : 1,965 m /jam Bak pengendap dirancang untuk menampung air selama hari Volume air buangan : (1,965 m /jam x hari x 4 jam) 94, m Bak terisi 90% maka volume bak 94,/0,9 104,8 m Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : - panjang bak x lebar bak (l) - tinggi bak lebar bak (l) maka, volume bak px l x t 104,8 l x l x l, maka l,74 m jadi, panjang bak 7,484 m lebar bak,74 m tinggi bak,74 m

148 . Pompa Utilitas (PU-0) Fungsi : memompa air dari bak penampung air 1 ke clarifier Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Laju alir massa (F) 1964,9746 kg/jam 1,0 lbm/s Densitas air (ρ) 955,68 kg/m 6,1586 lbm/ft Viscositas (µ) 0,8007 cp 0,0005 lbm/ft.s 1, 0lbm s Laju alir volume (Q) 6,1586lbm ft 0, 0196 ft Diameter pipa ekonomis untuk aliran turbulen : D opt,9 ( Q ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004),9 (0,0196) 0,45 (6,1586) 0,1 1,1 in Dari appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commersial steel : Ukuran nominal 6 in Schedule number 40 Diameter dalam (ID) 6,065 in 0,51 ft Diameter luar (OD) 6,65 in 0,55 ft Inside secrional area 0,006 ft Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa Q 0, 0196 V 0, 0965 ft / s A 0, 006 Sehingga : : ρ V D N Re µ s lbm ft 6,1586 x 0, 0965 x 0,51 ft ft s 6118,7( turbulen) lbm 0,0005 ft.s Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε 0,00015 dan ε/d 0,0009 Maka harga f 0,0095 (Gbr.10-, Geankoplis, 1997) Kehilangan karena gesekan (friction loss) :

149 A v 1 sharp edge entrance (h c ) 0,55 1 A1 α. gc 0, 0965 (1)(,174) 0, , ( ) ft lbf lbm elbow , 0965 (h f ) v n. Kf. (0, 75). 0, 000 ft. lbf lbm. g (,174) c 0, check valve (h f ) v n. Kf. 1(). 0,000 ft. lbf lbm. g (,174) Lv. 50.(0, 0965) Pipa lurus 50 ft (F f ) 4 f 4(0, 0095) D.. g (0,51)(,174) 0,0005 ft.lbf/lbm c c 1 sharp edge exit (h ex ) A 1 A1 v α. gc 0, , ft. lbf lbm (1).,174 ( ) Total friction loss Σ F 0, ft.lbf/lbm Dari persamaan bernaulli : 1 α P P ρ ( 1 ) ( 1) 1 v v g z z F Ws Dimana : v 1 v P 1 101,5 kpa 116,807 lbf/ft P 101,5 kpa 116,807 lbf/ft ΔP 0 lbf/ft ΔZ 50 ft,174 ft s,174 ft. lbm lbf. s (Geankoplis, 1997) 0 +.(50 ft) , ft. lbf lbm + W 0 s W s -50,0009 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η 80% W s - η x W p W p 6,5 ft.lbf/lbm

150 Daya pompa : P m x W p 1964,9746 1hp lbm s 6,5 ft. lbf lbm (0, 4559)(600) 550 ft. lbf s 0,167 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 0, hp 4. Tangki Pelarutan Alum [Al (SO 4 ) ] (TP-01) Fungsi : membuat larutan Alum [Al (SO 4 ) Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8 grade C Jumlah : 1 Volume tangki Al (SO 4 ) yang digunakan 50 ppm Al (SO 4 ) yang digunakan berupa larutan 0% (% berat) Laju massa [Al (SO 4 ) ] 0,098 kg/jam Densitas Al (SO 4 ) 0% 16 kg/m 85,09 lbm/ft (Perry, 1997) Kebutuhan perancangan 0 hari 0,098 kg / jam x 4 jam / hari x 0 hari Volume larutan, (V 1 ) 0, x 16 kg / m 0,179 m Faktor kelonggaran 0%, maka : Volume tangki 1, x 0,179 m 0, m Diameter dan tebal tangki Volume silinder tangki (Vs) π Di Hs Vs 4 (Brownell & Young, 1959) Dimana : Vs Volume silinder (ft ) Di Hs Diameter dalam silinder (ft) Tinggi tangki silinder (ft) Ditetapkan : Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki Hs : Di :

151 πdi Maka : Vs 0, Di Tinggi cairan dalam tangki Tinggi cairan dalam tangki ( Di) 4 πdi ( Di) 8 0,81 m,66 ft 1,975 in Hs / Di / (0,81) 1,15 m,986 ft volume cairan x tinggi silinder volume silinder (0,179 m ) (1, 15 m) 0, m P hidrostatis t desain 1,05 m ρ x g x h 16 x 9,8 x 1,05 14,05 kpa Faktor keamanan untuk tekanan 5 % P desain 1,05 x (14, ,5) 11,1175 kpa Direncanakan digunakan bahan konstruksi Carbon steel SA-8 grade C. Joint efficiency 0,8 (Brownell & Young, 1959) Allowable stress 1650 psia 8718,714 kpa PD.S.E 1,P (11,1175 kpa) (0,81) (8718,714)(0,8) (1,)(11,1175 kpa) 4 7, 0.10 m 0, 077 in Faktor korosi 1/8 in/tahun Maka tebal shell yang dibutuhkan 0,077 in + 1/8 in 0,15 Dari Tabel 5.4 Brownell & Young, 1979, dipilih tebal tangki /16 in Daya Pengaduk Tipe pengaduk : Flat six blade turbin impeller. Jumlah baffle : 4 buah Da/Dt 1/ ; Da 1/ x 0,81 m 0,7 m 0,88 ft

152 N Re E/Da 1 ; E 0,7m L/Da ¼ ; L ¼ x 0,7 m 0,0675 m W/Da 1/5 ; W 1/5 x 0,7 m 0,054 m J/Dt Dimana : Dt Da 1/1 ; J 1/1 x 0,81 m 0,0675 m diameter tangki diameter impeller E tinggi turbin dari dasar tangki L panjang blade pada turbin W lebar blade pada turbin J lebar baffle Kecepatan pengadukan, N rps Viscositas Al (SO 4 ) 0% 6, lbm/ft.detik (Othmer, 1967) Bilangan reynold : ρn( Da) µ N Re (85, 0898)()(0,88) 4 6,7.10 c 1,96.10 > maka perhitungan dengna pengadukan menggunakan rumus : 5 K... T n Da ρ P (McCabe, 1999) g K T 6, (McCabe, 1999) 5 (6,)() (0,88) (85, 0898) 0,18 hp (,174)(550) Efisiensi motor penggerak 80% Daya motor penggerak 0,18 0,8 5 0,16 hp 6. Pompa Utilitas 0 (PU-0) Fungsi : mengalirkan alum dari tangki pelarutan ke clarifier Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1

153 Bahan konstruksi : commercial steel Laju alir massa (F) 0,098 kg/jam 0,000 lbm/s Densitas alum (ρ) 16 kg/m 85,0898 lbm/ft Viscositas (µ) 6, cp 4, lbm/ft.s 0, 000lbm s Laju alir volume (Q) 85, 0898lbm ft, ft 6 Diameter pipa ekonomis untuk aliran turbulen : D opt,9 ( Q ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004),9 (, ) 0,45 (85,0898) 0,1 0,0 in Dari appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commersial steel : Ukuran nominal 1 in Schedule number 40 Diameter dalam (ID) 1,049 in 0,09 ft Diameter luar (OD) 1,15 in 0,11 ft Inside sectional area 0,006 ft Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa 6 Q, V 0, 0005 ft / s A 0, 006 Sehingga : : ρ V D N Re µ s lbm ft 85, 0898 x 0, 0005 x 0, 09 ft s ft 7957,( turbulen) 7 lbm 4, ft.s Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε 0,00015 dan ε/d 0, Maka harga f 0,009 (Gbr.10-, Geankoplis, 1997) Kehilangan karena gesekan (friction loss) : A v 1 sharp edge entrance (h c ) 0,55 1 A1 α. gc

154 9 0, , ( ) 0, 0005 (1)(,174) ft lbf lbm elbow 90 0 v 0, (h f ) n. Kf. (0, 75). 5, ft. lbf lbm. g (,174) c v 0, check valve (h f ) n. Kf. 1(). 7, ft. lbf lbm. g (,174) Lv. 0.(0, 0005) Pipa lurus 0 ft (F f ) 4 f 4(0, 009) D.. g (0, 09)(,174) c c 4, ft.lbf/lbm 1 sharp edge exit (h ex ) A 1 A1 v α. gc 0, , ft. lbf lbm (1).,174 ( ) Total friction loss Σ F 6, ft.lbf/lbm Dari persamaan bernaulli : 1 α P P ρ ( 1 ) ( 1) 1 v v g z z F Ws Dimana : v 1 v P 1 11,1175 kpa 59,605 lbf/ft P 17,189 kpa 864,01 lbf/ft,174 ft s,174 ft. lbm lbf. s ΔP/ρ,9 lbf/ft ΔZ 0 ft (Geankoplis, 1997) (0 ft) +,9 + 6,1.10 ft. lbf lbm + W 0 s W s -,9 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η 80% W s - η x W p W p 9,915 ft.lbf/lbm Daya pompa : P m x W p 0, hp lbm s 9,915 ft. lbf lbm (0, 4559)(600) 550 ft. lbf s, hp

155 Maka dipilih pompa dengan daya motor 1/0 hp 7. Tangki Pelarutan Soda Abu [Na CO ] (TP-0) Fungsi : membuat larutan soda abu (NaCO ) Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8 grade C Jumlah : 1 Volume tangki Na CO yang digunakan 7 ppm Na CO yang digunakan berupa larutan 0% (% berat) Laju massa [Na CO ] 0,05 kg/jam Densitas Na CO 0% 17 kg/m 8,84 lbm/ft (Perry, 1997) Kebutuhan perancangan 0 hari 0,05 kg / jam x 4 jam / hari x 0 hari Volume larutan, (V 1 ) 0, x 17 kg / m 0,096 m Faktor kelonggaran 0%, maka : Volume tangki 1, x 0,096 m 0,115 m Diameter dan tebal tangki Volume silinder tangki (Vs) π Di Hs Vs 4 (Brownell & Young, 1959) Dimana : Vs Volume silinder (ft ) Di Diameter dalam silinder (ft) Hs Tinggi tangki silinder (ft) Ditetapkan : Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki Hs : Di : Maka : Vs 0,115 Di πdi ( Di) 4 πdi ( Di) 8 0,67 m,1 ft 6,55 in

156 Tinggi cairan dalam tangki Tinggi cairan dalam tangki Hs / Di / (0,67) 1,01 m, ft volume cairan x tinggi silinder volume silinder (0, 096 m ) (1, 01 m) 0,115 m P hidrostatis t desain 0,84 m ρ x g x h 17 x 9,8 x 0,84 10,9 kpa Faktor keamanan untuk tekanan 5 % P desain 1,05 x (10, ,5) 117,86 kpa Direncanakan digunakan bahan konstruksi Carbon steel SA-8 grade C. Joint efficiency 0,8 (Brownell & Young, 1959) Allowable stress 1650 psia 8718,714 kpa PD.S.E 1,P (117,86 kpa) (0, 67) (8718,714)(0,8) (1,)(117,86 kpa) 4 5, m 0, 0018 in Faktor korosi 1/8 in/tahun Maka tebal shell yang dibutuhkan 0,0018 in + 1/8 in 0,1 Dari Tabel 5.4 Brownell & Young, 1979, dipilih tebal tangki /16 in Daya Pengaduk Tipe pengaduk : Flat six blade turbin impeller. Jumlah baffle : 4 buah Da/Dt 1/ ; Da 1/ x 0,67 m 0, m 0,7 ft E/Da 1 ; E 0, m L/Da ¼ ; L ¼ x 0, m 0,056 m W/Da 1/5 ; W 1/5 x 0, m 0,045 m J/Dt 1/1 ; J 1/1 x 0,67 m 0,056 m

157 N Re Dimana : Dt Da diameter tangki diameter impeller E tinggi turbin dari dasar tangki L panjang blade pada turbin W lebar blade pada turbin J lebar baffle Kecepatan pengadukan, N rps Viscositas Na CO 0%, lbm/ft.detik (Othmer, 1967) Bilangan reynold : ρn( Da) µ N Re (8,84)()(0, 7) 4 6,7.10 c 1,1.10 > maka perhitungan dengna pengadukan menggunakan rumus : 5 K... T n Da ρ P (McCabe, 1999) g K T 6, (McCabe, 1999) 5 (6,)() (0, 7) (8,84) 0,05 hp (,174)(550) Efisiensi motor penggerak 80% Daya motor penggerak 0,05 0,8 5 0,06 hp 8. Pompa Utilitas 04 (PU-04) Fungsi : mengalirkan soda abu dari tangki pelarutan ke clarifier Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Laju alir massa (F) 0,05 kg/jam 0,0001 lbm/s Densitas soda abu (ρ) 17 kg/m 8,84 lbm/ft Viscositas (µ), cp, lbm/ft.s

158 0, 0001lbm s Laju alir volume (Q) 8,84lbm ft 1, ft 6 s Diameter pipa ekonomis untuk aliran turbulen : D opt,9 ( Q ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004),9 (1, ) 0,45 (8,84) 0,1 0,0 in Dari appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commersial steel : Ukuran nominal 1 in Schedule number 40 Diameter dalam (ID) 1,049 in 0,09 ft Diameter luar (OD) 1,15 in 0,11 ft Inside sectional area 0,006 ft Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa 6 Q 1, V 0, 000 ft / s A 0, 006 Sehingga : : ρ V D N Re µ lbm ft 8,84 x 0, 000 x 0, 09 ft s ft 785, 45( turbulen) 7 lbm, ft.s Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε 0,00015 dan ε/d 0, Maka harga f 0,0089 (Gbr.10-, Geankoplis, 1997) Kehilangan karena gesekan (friction loss) : A v 1 sharp edge entrance (h c ) 0,55 1 A1 α. gc 10 0, , ( ) 0, 000 (1)(,174) ft lbf lbm elbow 90 0 v 0, (h f ) n. Kf. (0, 75). 1, ft. lbf lbm. g (,174) c

159 v 0, check valve (h f ) n. Kf. 1()., ft. lbf lbm. g (,174) Lv. 0.(0, 000) Pipa lurus 0 ft (F f ) 4 f 4(0, 0089) D.. g (0, 09)(,174) c c 1, ft.lbf/lbm 1 sharp edge exit (h ex ) A 1 A1 v α. gc 0, , ft. lbf lbm (1).,174 ( ) Total friction loss Σ F 1, ft.lbf/lbm Dari persamaan bernaulli : 1 α P P ρ ( 1 ) ( 1) 1 v v g z z F Ws Dimana : v 1 v P 1 117,86 kpa 461,57 lbf/ft P 17,189 kpa 864,01 lbf/ft,174 ft s,174 ft. lbm lbf. s ΔP/ρ 4,86 lbf/ft ΔZ 0 ft (Geankoplis, 1997) (0 ft) + 4,86 + 1, ft. lbf lbm + W 0 s W s -4,86 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η 80% W s - η x W p W p 1,07 ft.lbf/lbm Daya pompa : P m x W p 0, 05 1hp lbm s 1, 07 ft. lbf lbm (0, 4559)(600) 550 ft. lbf s 1, hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 1/0 hp

160 9. Clarifier (CL-01) Fungsi : Memisahkan endapan (flok-flok) yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu. Bahan konstruksi : carbon steel SA-8 grade C Tipe : Eksternal solid recirculation clarifier Jumlah : 1 Data : Laju massa air (F1) : 1964,9746 kg/jam Laju massa Al (SO 4 ) : 0,098 kg/jam Laju massa Na CO : 0,05 kg/jam Laju massa total : 1965,158 kg/jam Densitas Al (SO 4 ) :,71 gr/ml (Perry, 1997) Densitas Na CO :,5 kg/ml (Perry, 1997) Densitas air : 995,68 kg/m (Perry, 1997) Reaksi koagulasi: ( ) ( ) Al SO + Na CO + H O Al OH + Na SO + CO 4 4 Perhitungan: Dari Metcalf & Eddy, 1984 diperoleh Untuk klarifier tipe upflow (radial) : Kedalaman air 5 m Settling time 1- jam Dipilih kedalaman air (H) m dan settling time 1 jam Diameter & tinggi klarifier 1965,158 Densitas larutan 995, 778 kg / m 1964,9746 0, 098 0, , Volume cairan, v (1965,158/955,778) x 1 jam 1,975 m 1 1 4v 41,975 D 0,915m πh π. Tinggi clarifier 1,5. D 1,75 m

161 Tebal tinggi tangki Tekanan hidrostatik P hid ρ x g x h 995,778 kg/m x 9,8 m/dt x m 9,74 kpa Tekanan operasi 1 atm 101,5 kpa P 9740 kpa + 101,5 kpa 10,599 kpa Fk 5% Maka, P desain (1,05). (10,599) kpa 17,189 kpa Joint efficiency 0,8 (Brownell & Young, 1959) Allowable stress 1650 psia 8718,714 kpa Tebal shell tangki : PD. t. SE. 1,. P ( 17,189 ) kpa. ( 0,915) m ( ) kpa ( ) ( )( ). 8718, ,8 1, 17,189 kpa 0, 0009 m 0, 054in Faktor korosi 1/8 in / tahun Maka tebal shell yang dibutuhkan 0,054 in + 1/8in 0,1604 in Tebal shell standart yang digunakan ¼ in (Brownell & Young, 1959) 10. Sand Filter (SF-01) Fungsi : Tempat menyaring partikel-partikel yang masih terbawa dalam air yang keluar dari clarifier Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Jumlah : 1 Volume tangki Laju alir massa air 1965,158 kg/jam Densitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,16 lbm/ft (Perry, 1997) Fk 0% Sand filter dirancang untuk penampungan 1/4 jam operasi

162 Sand filter dirancang untuk volume bahan penyaring 1/ volume tangki (1965,158 kg / jam)(0, 5 jam) Volume air, (Va) 995, 68 kg / m 0,494 m Volume total, Vt (1+1/) x 0,494 0,6579 m Volume tangki 1, x 0,6579 m 0,7895 m Diameter dan tebal tangki Volume silinder tangki (Vs) π Di Hs Vs 4 (Brownell & Young, 1959) Dimana : Vs Volume silinder (ft ) Di Diameter dalam silinder (ft) Hs Tinggi tangki silinder (ft) Ditetapkan : Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki Hs : Di 4 : Maka : Vs π Di (4/ Di) 4 π Di 0,7895 Di 0,910 m Hs 4/ Di 1,17 m Diameter dan tinggi tutup Diameter tinggi tutup diameter tangki 0,910 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tutup D : H 4 : 1 Tinggi tutup ¼ x (0,910) 0,76 m Tinggi tangki total 1,17 + (0,76) 1,6689 m Tebal shell dan tutup tangki Tinggi penyaring ¼ x 1,17 0,04 m Tinggi cairan dalam tangki (0,494/0,7895) x 1,17 m 0,7585 m P air ρ x g x h 995,68 kg/m x 9,8 m/dt x 0,7585 m

163 7,401 kpa P penyaring ρ x g x h 089,5 kg/m x 9,8 m/dt x 0,04 m 6,17 kpa Tekanan operasi 1 atm 101,5 kpa P 7, , ,5 114,989 kpa Fk 5 % Maka, P desain (1,05) x (114,989 kpa) 10,6858 kpa Joint efficiency 0,8 (Brownell & Young, 1959) Allowable stress 1650 psia 8718,714 kpa (Brownell & Young, 1959) Tebal shell tangki : PD. t. SE. 1,. P ( 10,6858 ) kpa. ( 1,17) m ( ) kpa ( ) ( )( ). 8718, ,8 1, 10, 6858 kpa 0, 00105m 0, 0414in Faktor korosi 1/8 in / tahun Maka tebal shell yang dibutuhkan 0,0414 in + 1/8in 0,1664 in Tebal shell standart yang digunakan /16 in (Brownell & Young, 1959) 11. Tangki Utilitas 1 (TU-01) Fungsi : Tempat menampung air sementara untuk didistribusikan ke unit lain Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8 Grade C Jumlah : 1 Kondisi operasi : keadaan ruang Volume tangki Laju alir massa air 1964,9746 kg/jam Densitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,16 lbm/ft (Perry, 1997) Tangki dirancang untuk kebutuhan selama 6 jam

164 Volume air, (Va) (1964,9746 kg / jam)(6 jam) 11,841m 995, 68 kg / m Faktor keamanan tangki 0%, maka : Volume tangki 1, x 11,841 m 14,09 m Diameter dan tebal tangki Volume silinder tangki (Vs) π Di Hs Vs (Brownell & Young, 1959) 4 Dimana : Vs Volume silinder (ft ) Di Hs Diameter dalam silinder (ft) Tinggi tangki silinder (ft) Ditetapkan : Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki Hs : Di : ( ) π Di Di Maka : Vs 4 14,09 m. π Di 8 Tinggi cairan dalam tangki Di,97 Hs / Di,4405 m volume cairan x tinggi silinder volume silinder (11,841 m )(, 4405 m) (14, 09 m ),8671m P hidrostatis ρ x g x h 9958,68 kg/m x 9,8 m/dt x,8671 m 7,9764 kpa Faktor keamanan untuk tekanan 5 % P desain 1,05 x (7, ,5) 15,7665 psi Joint efficiency 0,8 (Brownell & Young, 1959) Allowable stress 1650 psia 8718,714 kpa (Brownell & Young, 1959)

165 Tebal shell tangki : PD. t. SE. 1,. P ( 15,7665 ) kpa. (,97) m ( ) kpa ( ) ( )( ). 8718, ,8 1, 15, 7665 kpa 0, 0879in Faktor korosi 1/8 in / tahun Maka tebal shell yang dibutuhkan 0,0879 in + 1/8in 0,19 in Tebal shell standart yang digunakan 1/4 in (Brownell & Young, 1959) 15. Pompa Utilitas 06 (PU-06) Fungsi : memompa air dari TU-01 ke tangki T-04 sebagai air pencuci Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : P 1 atm T 0 0 C - Laju alir massa (F) : 4,917 kg/jam 0,1488 lbm/s - Densitas ( ρ ) : 995,408 kg/m 6,1416 lb m /ft - Viskositas ( µ ) : 0,55 cp, lb m /ft.s F 0,1488 lbm/s Laju alir volume, Q ρ 6,1416 lbm/ft 0,004 ft /s Perencanaan Pompa : Asumsi : aliran yang terjadi adalah turbulen Diameter pipa ekonomis untuk aliran turbulen : D opt,9 ( Q ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004),9 (0,004) 0,45 (6,1416) 0,1 0,44 in Dipilih material pipa commercial steel 1/ in schedule 40 (Geankoplis, 1997), dengan :

166 Diameter dalam (ID) 0,6 in 0,05 ft Diameter luar (OD) 0,84 in 0,07 ft Luas penampang (A) 0,0011 ft Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa V Sehingga : : ρ V D N Re µ Q 0, 004 1,6 ft/s A 0, 0011 lbm ft 6,1416 x 1,6 x 0,05 ft ft s 4 lbm,86.10 ft.s 16051,076 (asumsi benar, turbulen) Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε 0,00015 ft Pada N Re 16051,076 dan ε 0,00015/0,05 0,0089 D Maka harga f 0,0095 (Gbr.10-, Geankoplis, 1997) Kehilangan karena gesekan (friction loss) : A v 1 sharp edge entrance (h c ) 0,55 1 A1 α. gc 1, 6 0, , 010 ft. lbf lbm (1)(,174) ( ) elbow , 6 (h f ) v n. Kf. (0, 75). 0, 051 ft. lbf lbm. g (,174) c 1, 6 1 check valve (h f ) v n. Kf. 1(). 0,047 ft. lbf lbm. g (,174) c 1 tee v 1, 6 n. Kf. 1(1). 0,06 ft. lbf lbm. g (,174) c Lv. 0.(1, 6) Pipa lurus 0 ft (F f ) 4 f 4(0, 0095) D.. g (0, 05)(,174) 0,46 ft.lbf/lbm c

167 1 sharp edge exit (h ex ) A 1 A1 v α. gc 1, , 06 ft. lbf lbm (1).,174 ( ) Total friction loss Σ F 0,5067 ft.lbf/lbm Dari persamaan bernaulli : 1 α P P (Geankoplis, 1997) ρ ( 1 ) ( 1) 1 v v g z z F Ws Dimana : v 1 v P 1 106,00 kpa 14,966 lbf/ft P 147,7404 kpa 085,679 lbf/ft ΔP 871,457 lbf/ft ΔZ 10 ft, , ft s lbf ft.(10 ft) 0,5067 ft. lbf lbm W 0 s,174 ft. lbm lbf. s + 49, 6155lbm ft + + W s -8,069 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η 80% W s - η x W p W p 5,086 ft.lbf/lbm Daya pompa : P m x W p 4,917 1hp lbm s 5, 086 ft. lbf lbm (0, 4559)(600) 550 ft. lbf s 0,00949 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 1/0 hp 15. Pompa Utilitas 07 (PU-07) Fungsi : mengalirkan air dari TU-01 ke TU-0 Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Laju alir massa (F) 400 kg/jam 0,756 lbm/s Densitas air (ρ) 955,68 kg/m 6,1586 lbm/ft

168 Viscositas (µ) 0,8007 cp 0,0005 lbm/ft.s 0, 756lbm s Laju alir volume (Q) 6,1586lbm ft 0, 0044 ft Diameter pipa ekonomis untuk aliran turbulen : D opt,9 ( Q ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004),9 (0,0044) 0,45 (6,1586) 0,1 0,58 in Dari appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commersial steel : Ukuran nominal /4 in Schedule number 40 Diameter dalam (ID) 0,84 in 0,07 ft Diameter luar (OD) 1,05 in 0,09 ft Inside sectional area 0,0071 ft Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa Q 0, 0044 V 1,1950 ft / s A 0, 0071 Sehingga : : ρ V D N Re µ s lbm ft 6,1586 x 1,1950 x 0, 07 ft ft s 9479,7046( turbulen) lbm 1,971 ft.s Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε 0,00015 dan ε/d 0,0018 Maka harga f 0,009 (Gbr.10-, Geankoplis, 1997) Kehilangan karena gesekan (friction loss) : A v 1 sharp edge entrance (h c ) 0,55 1 A1 α. gc 1,1950 0, , 01 ft. lbf lbm (1)(,174) ( ) 1 elbow ,1950 (h f ) v n. Kf. 1(0, 75). 0, 0166 ft. lbf lbm. g (,174) c

169 1, check valve (h f ) v n. Kf. 1(). 0,0444 ft. lbf lbm. g (,174) Lv. 0.(1,1950) Pipa lurus 0 ft (F f ) 4 f 4(0, 009) D.. g (0, 07)(,174) 0,7 ft.lbf/lbm c c 1 sharp edge exit (h ex ) A 1 A1 v α. gc 1, , 0 ft. lbf lbm (1).,174 ( ) Total friction loss Σ F 0,81 ft.lbf/lbm Dari persamaan bernaulli : 1 α P P (Geankoplis, 1997) ρ ( 1 ) ( 1) 1 v v g z z F Ws Dimana : v 1 v P 1 146,09881 kpa 051,56 lbf/ft P 18,4955 kpa 68,6984 lbf/ft ΔP/ρ -5,915 lbf/ft ΔZ 0 ft,174 ft s 0 +.(0 ft) + 5, ,81 ft. lbf lbm + W 0 s,174 ft. lbm lbf. s W s -14,41 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η 80% W s - η x W p W p 18,017 ft.lbf/lbm Daya pompa : P m x W p 400 1hp lbm s 18, 017 ft. lbf lbm (0, 4559)(600) 550 ft. lbf s 8, hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 1/0 hp

170 16. Pompa Utilitas 08 (PU-08) Fungsi Jenis Jumlah : 1 : Mengalirkan air dari tangki utilitas-01 ke cation exchanger : Sentrifugal pump Bahan konstruksi : commercial steel Kondisi operasi: - Temperatur 0 C - Densitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,16 lb m /ft - Viskositas air (µ) 0,8007 cp 5, Laju alir massa (F) 149,717 kg/jam 0,0917 lbm/s F 0,0917lbm/s Laju alir volume, Q ρ 6.16 lbm / ft Diameter pipa ekonomis untuk aliran turbulen : -4 0,0015 ft /s (Perry, 1997) lbm/ft s (Perry, 1997) D opt,9 ( Q ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004),9 (0,0015) 0,45 (6,1586) 0,1 0,5 in Dari appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commersial steel : Ukuran nominal /4 in Schedule number 40 Diameter dalam (ID) Diameter luar (OD) 0,84 in 0,07 ft 1,05 in 0,09 ft Inside sectional area 0,0071 ft Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa V Sehingga : : ρ V D N Re µ Q 0, , 404 ft / s A 0, 0071 lbm ft 6,1586 x 0, 404 x 0, 07 ft s ft 69,899( turbulen) 4 lbm 5,8.10 ft.s Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε 0,00015 dan ε/d 0,0014

171 Maka harga f 0,01 (Gbr.10-, Geankoplis, 1997) Kehilangan karena gesekan (friction loss) : A v 1 sharp edge entrance (h c ) 0,55 1 A1 α. gc 0,404 0, , 0014 ft. lbf lbm (1)(,174) ( ) elbow ,404 (h f ) v n. Kf. (0, 75). 0, 008 ft. lbf lbm. g (,174) c 0,404 1 check valve (h f ) v n. Kf. 1(). 0,005 ft. lbf lbm. g (,174) Lv. 0.(0, 404) Pipa lurus 0 ft (F f ) 4 f 4(0, 009) D.. g (0, 07)(,174) 0,06 ft.lbf/lbm c c 1 sharp edge exit (h ex ) A 1 A1 v α. gc 0, , 005 ft. lbf lbm (1).,174 ( ) Total friction loss Σ F 0,087 ft.lbf/lbm Dari persamaan bernaulli : 1 α P P (Geankoplis, 1997) ρ ( 1 ) ( 1) 1 v v g z z F Ws Dimana : v 1 v P 1 146,09881 kpa 051,56 lbf/ft P 11,965 kpa 59,46 lbf/ft ΔP/ρ -11,1 lbf/ft ΔZ 0 ft,174 ft s 0 +.(0 ft) + 11,1 + 0, 087 ft. lbf lbm + W 0 s,174 ft. lbm lbf. s W s -8,9 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η 80% Ws - η x W p

172 Daya pompa : P m x W W p 11,1 ft.lbf/lbm p 149, 717 1hp lbm s 11,1 ft. lbf lbm (0, 4559)(600) 550 ft. lbf s 1, hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 1/0 hp 17. Penukar Kation (Cation Exchanger) (CE-01) Fungsi : Mengikat senyawa logam yang terdapat dalam air umpan ketel Bentuk : Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Jumlah : 1 Volume tangki Laju alir massa air 149,717 kg/jam Densitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,16 lbm/ft (Perry, 1997) Direncanakan ¼ volume tangki berisi resin. Volume larutan , , 68 0,18 m Faktor keamanan tangki 0%, maka : Volume tangki 1, x 0,18 m 0,5 m Diameter dan tebal tangki Volume silinder 1 V π D t Hs (Hs : Dt : ) 4 Vs π Dt 1,1775 Dt 8 Volume tutup tangki ellipsoidal (Vh) 1 Vh π Dt 0.108Dt (Brownell & young, 1959) 4

173 Volume tangki (Vt) Vt Vs + Vh 0,5 1,1775 Dt + 0,108 Dt Dt 0,56 m Tinggi silinder (Hs) : Hs x D t x 0,56m 0,8 m Tinggi head (Hh) : (Hh : Dt 1 : 4) 1 1 Hh x Dt x 0,56 m 0,19 m 4 4 Tinggi total tangki (Ht) Ht Hs +.Hh 0,8 +. 0,19 0,969 m Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vc Hs Vs P hidrostatis ρ x g x h 0,18 0,8 0, 664m 0,5 995,68 kg/m x 9,8 m/dt x 0,664 m 6,479 kpa Faktor keamanan untuk tekanan 5 % P desain 1,05 x (6, ,5) 11,194 kpa Joint efficiency 0,8 (Brownell & Young, 1959) Allowable stress 1650 psia 8718,714 kpa (Brownell & Young, 1959) Tebal shell tangki : PD. t. SE. 1,. P ( 11,194 ) kpa. ( 0,56) m ( ) kpa ( ) ( )( ). 8718, ,8 1, 11,194 kpa 0, 0179in Faktor korosi 1/8 in / tahun Maka tebal shell yang dibutuhkan 0,0179 in + 1/8in 0,149 in

174 Tebal shell standart yang digunakan /16 in (Brownell & Young, 1959) Volume resin , , 68 0,076 m 18. Tangki Pelarutan NaCl (TP-0) Fungsi : Tempat membuat larutan natrium klorida (NaCl) Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-8 Grade C Jumlah : 1 Volume tangki Laju massa NaCl 0,547 kg/jam Densitas larutan NaCl 1,87 kg/m 98,6 lb m /ft (Perry, 1997) Kebutuhan perancangan 0 hari Volume larutan, (V 1 ) 0,547 kg / hari x0hari 0,5 x1,87 kg / m x1 jam / reg 0,500 m Faktor kelonggaran 0%, maka : Volume tangki 1, x 0,500 m 0,6004 m Diameter dan tebal tangki Volume silinder tangki (Vs) π Di Hs Vs (Brownell & Young, 1959) 4 Dimana : Vs Volume silinder (ft ) Di Diameter dalam silinder (ft) Hs Tinggi tangki silinder (ft) Ditetapkan : Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki Di : Hs 1 : 1 πdi Maka : Vs 4 0,6004 m πdi 4 Di 0,9145 m,000 ft 6,009 in

175 Tinggi cairan dalam tangki Tinggi cairan dalam tangki Hs 0,9145 m,000 ft lbm ft volume cairan x tinggi silinder volume silinder (0,500m )(0,9145m) 0,6004m 0,760 m,4999 ft,,174 1ft 144in P hidrostatis 98,6 x x,4999 ft x 1,708 psi Faktor keamanan untuk tekanan 0 % P desain 1, x (1, ,696) 19,685 psi Direncanakan digunakan bahan konstruksi Carbon steel SA-8, Grade C. Dari Brownell & Young, item 4, Apendix D, 1979, diperoleh data : Allowable working stress (s) psi Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, 1991) Faktor korosi C 1/8 in /tahun (Perry, 1997) n 10 tahun Cc PD t + Cc SE 1, P t (19,685 )(6,009) + 1,5in (1.650)(0,85) 1,(19,685 ) 0,15 in/tahun x 10 tahun 1,5 in t 1,89 in Dari Tabel 5.4 Brownell & Young, 1979, dipilih tebal tangki standar 1 1/ in Daya Pengaduk Tipe pengaduk : Flat six blade turbin with disk. Jumlah baffle : 4 buah Dt/Di 5 W/Di 1/5 Dt,000 ft W 0,100 ft Di 0,6001 ft Kecepatan pengadukan, N 1 rps

176 Viskositas NaCl 50% 4, lbm/ft.det (Kirk Othmer, 1967) Bilangan Reynold, ρn(di) (98,6).1.(0,6001) N Re 8.475,955 µ 4, Dari fig.4-5, Geankoplis 00, untuk N Re 8.475,955 menggunakan kurva 1 diperoleh Npo (Bil. daya) 5, sehingga : P N Po N g c Di 5 ρ 5 (5)(1) (0,6001) (98,6) (,174)(550) 0,0016 hp Efisiensi motor penggerak 80% 0,0016 Daya motor penggerak 0,007 hp 0,6 19. Pompa Utilitas 09 (PU-09) Fungsi : Mengalirkan larutan NaCl dari tangki pelarutan NaCl ke penukar kation (cation exchanger) Jenis : diafragma pump Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Kondisi operasi: - Temperatur 0 C - Densitas NaCl 1.87 kg/m 98,6 lb m /ft (Perry, 1997) - Viskositas NaCl 4, Laju alir massa 0,547 kg/jam 0,0005 lb - lbm/ft s 0,006 Pa.s (Perry, 1997) m /detik F 0,0005 lbm / det Laju alir volume,q, ft /s 9, m /s ρ 98,6 lbm / ft Diameter optimum, D e 0,1 Q 0,40 ρ 0,0 (Timmerhaus, 1991) 0,1 (9, ) 0,40 (0,006) 0,0 7, m 0,009 in Digunakan pipa dengan spesifikasi:

177 - Ukuran pipa nominal 1/8 in (Appendix A-5, Geankoplis, 199) - Schedule pipa 40 - Diameter dalam (ID) 0,69 in 0,04 ft - Diameter luar (OD) 0,405 in 0,08 ft - Luas penampang dalam (a t ) 0,0004 ft - Bahan konstruksi commercial steel Kecepatan linier, v Bilangan Reynold, -6 Q,4.10 ft / s 0,0004 ft a t 0,0085 ft/s ρvd N Re µ (98,6)(0,0085)(0,04) 0, ,481 Aliran adalah laminar, maka dari Appendix C-, Foust, 1980, diperoleh : f 64 N Re 64 4,481 14,816 Instalasi pipa: Panjang pipa lurus, L 1 15 ft 1 buah gate valve fully open ( L 1, Appendix C a, Foust, 1980) D L 1 1 0,04 0,91 ft buah standard elbow 90 ( L 0, Appendix C a, Foust, 1980) D L 0 0,04,0160 ft 1 buah sharp edge entrance (K 0,5 ; L 15, Appendix C c dan C d, D Foust, 1980) L 4 0,5 15 0,04 0,168 ft 1 buah sharp edge exit (K 1,0 ; L 0, Appendix C c dan C d, Foust, D 1980) L 5 1,0 0 0,04 0,67 ft Panjang pipa total (ΣL) ,91 +, , ,67 18,147 ft

178 Faktor gesekan, f v ΣL F gc D (14,816)(0,0085) (18,147) (,174)(0,04) g z gc 0,019 ft.lb f / lb Tinggi pemompaan, z 6 ft Static head, 6 ft. lb f / lb m m Velocity head, Δv g c 0 ΔP Pressure head, 0 ρ W g v P z + + gc gc ρ s ,019 6,015 ft.lb f / lb m F Ws Qρ Tenaga pompa, P 550 Untuk efisiensi pompa 80 %, maka (6,015)(, )(98,6), hp -6,65.10 Tenaga pompa yang dibutuhkan 4, hp 0,8 0. Tangki NaOH (TP-04) Fungsi : Tempat membuat larutan NaOH Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Plate steel, SA-8, Grade C. Jumlah : 1 Kondisi operasi : Temperatur 0 0 C Tekanan 1 atm Volume tangki Laju massa NaOH 0,4559 kg/jam Waktu regenerasi 1 jam NaOH yang dipakai berupa larutan 50% (% berat)

179 Densitas larutan NaOH 50% 1,518 kg/m 94,7689 lbm/ft (Perry, 1997) Kebutuhan perancangan 0 hari 0,4559 kg / jam x4 jam / hari x0hari Volume larutan, (V 1 ) 0,45 m 0,5 x1.518kg / m x1jam / reg Faktor kelonggaran 0%, maka : Volume tangki 1, x 0,45 m 0,519 m Diameter dan tebal tangki Volume silinder tangki (Vs) π Di Hs Vs 4 (Brownell & Young, 1959) Dimana : Vs Volume silinder (ft ) Di Diameter dalam silinder (ft) Hs Tinggi tangki silinder (ft) Ditetapkan : Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki Maka : Di : Hs 1 : 1 πdi Vs 4 Tinggi cairan dalam tangki Tinggi cairan dalam tangki 0,519 m πdi 4 Di 0,871 m,858 ft 4,991 in Hs 0,871 m,858 ft lbm ft volumecairan x tinggi silinder volumesilinder (0,45m )(0,871m) 0,519m 0,76 m,819 ft,,174 1ft 144in P hidrostatis 94,7689 x x,819 ft x 1,5688 psi Faktor keamanan untuk tekanan 0 %

180 P desain 1, x (1, ,696) 19,5178 psi Direncanakan digunakan bahan konstruksi Carbon steel SA-8, Grade C. Dari Brownell & Young, item 4, Apendix D, 1979, diperoleh data : Allowable working stress (s) psi Efisiensi sambungan (E) 0,85 Faktor korosi C 1/8 in /tahun (Perry, 1997) n Cc PD t + Cc SE 1, P t (19,5178 )(4,991) + 1,5in (1.650)(0,85) 1,(19,5178 ) t 1,81 in 10 tahun 0,15 in/tahun x 10 tahun 1,5 in Dari Tabel 5.4 Brownell & Young, 1979, dipilih tebal tangki standar 1 1/ in Daya Pengaduk Tipe pengaduk : Flat six blade turbin with disk. Jumlah baffle : 4 buah Dt/Di 5 W/Di 1/5 Dt,858 ft W 0,114 ft Di 0,5716 ft Kecepatan pengadukan, N 1 rps Viskositas NaOH 50% 4, lbm/ft.det (Othmer, 1967) Bilangan Reynold, ρn(di) N Re µ (94,7689)(1)(0,5716) 7.197,470 4,0.10 Dari fig.4-5, Geankoplis 00, untuk N Re 7.197,470 menggunakan kurva 1 diperoleh Npo 5, sehingga : 5 N Po N Di ρ P g c 5 (4,7)(1) (0,5716) (94,7689),174(550) 0,0015 hp Efisiensi motor penggerak 80%

181 Daya motor penggerak 0,0015 0,0019 hp 0,8 1. Pompa Utilitas 10 (PU-10) Fungsi : Mengalirkan larutan NaOH dari tangki pelarutan NaOH ke penukar anion (anion exchanger) Jenis : diafragma pump Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Kondisi operasi: - Temperatur 0 C - Densitas NaOH kg/m 94,7689 lb m /ft - Viskositas NaOH 4, Laju alir massa 0,4559 kg/jam 0,00079 lb Laju alir volume, Q F ρ - (Perry, 1997) lbm/ft jam 0,0064 Pa.s (Perry, 1997) m /detik 0,00079 lbm/detik, ft /s 8,.10-8 m /s 94,7689 lbm/ft Diameter optimum, D e 0,1 Q 0,40 ρ 0,0 (Timmerhaus, 1991) 0,1 (8,.10-8 ) 0,40 (0,0064) 0,0 7, m 0,008 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal 1/8 in (Appendix A-5, Geankoplis, 199) - Schedule pipa 40 - Diameter dalam (ID) 0,69 in 0,04 ft - Diameter luar (OD) 0,405 in 0,08 ft - Luas penampang dalam (a t ) 0,0004 ft - Bahan konstruksi commercial steel Kecepatan linier, v -6 Q,9.10 ft / s 0,0004 ft a t 0,007 ft/s Bilangan Reynold, ρ vd (94,7689)(0,007 )(0,04) N Re, µ 4,0.10

182 Aliran adalah laminar, maka dari App. C-, Foust, 1980, diperoleh f 64 64,5775 N Re 17,8896 Instalasi pipa: Panjang pipa lurus, L 1 15 ft 1 buah gate valve fully open ( L 1, Appendix C a, Foust, 1980) D L 1 1 0,04 0,91 ft buah standard elbow 90 ( L 0, Appendix C a, Foust, 1980) D L 0 0,04,0160 ft 1 buah sharp edge entrance (K 0,5 ; L 15, Appendix C c dan C d, D Foust, 1980) L 4 0,5 15 0,04 0,168 ft 1 buah sharp edge exit (K 1,0 ; L 0, Appendix C c dan C d, Foust, D 1980) L 5 1,0 0 0,04 0,67 ft Panjang pipa total (ΣL) ,91 +, , ,67 18,147 ft Faktor gesekan, f v ΣL F gc D (17,8896)(0,007) (18,147) (,174)(0,04) g z gc 0,010 ft.lb f / lb Tinggi pemompaan, z 6 ft Static head, 6 ft. lb f / lb m m Velocity head, Δv g c 0 ΔP Pressure head, 0 ρ W g v P z + + gc gc ρ s + F

183 ,0116 6,010 ft.lb f / lb m Ws Qρ Tenaga pompa, P 550 (6,010)(, )(94,7689), hp Untuk efisiensi pompa 80 %, maka -6,0.10 Tenaga pompa yang dibutuhkan, hp 0,8. Pompa Utilitas 11 (PU-11) Fungsi Jenis Jumlah : 1 : Mengalirkan air dari cation exchanger ke anion exchanger : Sentrifugal pump Bahan konstruksi : commercial steel Kondisi operasi: - Temperatur 0 C - Densitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,16 lb m /ft - Viskositas air (µ) 0,8007 cp 5, Laju alir massa (F) 149,717 kg/jam 0,0917 lbm/s F 0,0917lbm/s Laju alir volume, Q ρ 6.16 lbm / ft Diameter pipa ekonomis untuk aliran turbulen : -4 0,0015 ft /s (Perry, 1997) lbm/ft s (Perry, 1997) D opt,9 ( Q ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004),9 (0,0015) 0,45 (6,1586) 0,1 0,5 in Dari appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commersial steel : Ukuran nominal /4 in Schedule number 40 Diameter dalam (ID) 0,84 in 0,07 ft Diameter luar (OD) 1,05 in 0,09 ft Inside sectional area 0,0071 ft Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa

184 V Q 0,0015 0, 404 ft / s A 0, 0071 Sehingga : : ρ V D N Re µ lbm ft 6,1586 x 0, 404 x 0, 07 ft s ft 69,899( turbulen) 4 lbm 5,8.10 ft.s Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε 0,00015 dan ε/d 0,0014 Maka harga f 0,01 (Gbr.10-, Geankoplis, 1997) Kehilangan karena gesekan (friction loss) : A v 1 sharp edge entrance (h c ) 0,55 1 A1 α. gc 0,404 0, , 0014 ft. lbf lbm (1)(,174) ( ) elbow ,404 (h f ) v n. Kf. (0, 75). 0, 008 ft. lbf lbm. g (,174) c 0,404 1 check valve (h f ) v n. Kf. 1(). 0,005 ft. lbf lbm. g (,174) Lv. 0.(0, 404) Pipa lurus 0 ft (F f ) 4 f 4(0, 009) D.. g (0, 07)(,174) 0,06 ft.lbf/lbm c c 1 sharp edge exit (h ex ) A 1 A1 v α. gc 0, , 005 ft. lbf lbm (1).,174 ( ) Total friction loss Σ F 0,087 ft.lbf/lbm Dari persamaan bernaulli : 1 α P P (Geankoplis, 1997) ρ ( 1 ) ( 1) 1 v v g z z F Ws

185 Dimana : v 1 v P 1 11,194 kpa 64,188 lbf/ft P 11,194 kpa 64,188 lbf/ft ΔP/ρ 0 lbf/ft ΔZ 0 ft,174 ft s 0 +.(0 ft) , 087 ft. lbf lbm + W 0 s,174 ft. lbm lbf. s W s -0,087 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η 80% W s - η x W p W p 5,048 ft.lbf/lbm Daya pompa : P m x W p 149, 717 1hp lbm s 5, 048 ft. lbf lbm (0, 4559)(600) 550 ft. lbf s 4, hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 1/0 hp. Penukar Anion (anion exchanger) (AE-01) Fungsi : Mengikat anion yang terdapat dalam air umpan ketel Bentuk : Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Jumlah : 1 Volume tangki Laju alir massa air 149,717 kg/jam Densitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,16 lbm/ft (Perry, 1997) Direncanakan ¼ volume tangki berisi resin. Volume larutan , , 68 0,18 m Faktor keamanan tangki 0%, maka : Volume tangki 1, x 0,18 m 0,5 m

186 Diameter dan tebal tangki Volume silinder 1 V π D t Hs (Hs : Dt : ) 4 Vs π Dt 1,1775 Dt 8 Volume tutup tangki ellipsoidal (Vh) 1 Vh π Dt 0.108Dt (Brownell & young, 1959) 4 Volume tangki (Vt) Vt Vs + Vh 0,5 1,1775 Dt + 0,108 Dt Dt 0,56 m Tinggi silinder (Hs) : Hs x D t x 0,56m 0,8 m Tinggi head (Hh) : (Hh : Dt 1 : 4) 1 1 Hh x Dt x 0,56 m 0,19 m 4 4 Tinggi total tangki (Ht) Ht Hs +.Hh 0,8 +. 0,19 0,969 m Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vc Hs Vs P hidrostatis ρ x g x h 0,18 0,8 0, 664m 0,5 995,68 kg/m x 9,8 m/dt x 0,664 m 6,479 kpa Faktor keamanan untuk tekanan 5 % P desain 1,05 x (6, ,5) 11,194 kpa Joint efficiency 0,8 (Brownell & Young, 1959)

187 Allowable stress 1650 psia 8718,714 kpa (Brownell & Young, 1959) Tebal shell tangki : PD. t. SE. 1,. P ( 11,194 ) kpa. ( 0,56) m ( ) kpa ( ) ( )( ). 8718, ,8 1, 11,194 kpa 0, 0179in Faktor korosi 1/8 in / tahun Maka tebal shell yang dibutuhkan 0,0179 in + 1/8in 0,149 in Tebal shell standart yang digunakan /16 in (Brownell & Young, 1959) Volume resin , , 68 0,076 m 4. Pompa Utilitas 1 (PU-1) Fungsi : Mengalirkan air dari anion exchanger ke deaerator Jenis : Sentrifugal pump Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Kondisi operasi: - Temperatur 0 C - Densitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,16 lb m /ft - Viskositas air (µ) 0,8007 cp 5, Laju alir massa (F) 149,717 kg/jam 0,0917 lbm/s F 0,0917lbm/s Laju alir volume, Q ρ 6.16 lbm / ft Diameter pipa ekonomis untuk aliran turbulen : -4 0,0015 ft /s (Perry, 1997) lbm/ft s (Perry, 1997) D opt,9 ( Q ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004),9 (0,0015) 0,45 (6,1586) 0,5 in Dari appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commersial steel : Ukuran nominal /4 in Schedule number 40 0,1

188 Diameter dalam (ID) 0,84 in 0,07 ft Diameter luar (OD) 1,05 in 0,09 ft Inside sectional area 0,0071 ft Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa Q 0, 0015 V 0, 404 ft / s A 0, 0071 Sehingga : : ρ V D N Re µ lbm ft 6,1586 x 0, 404 x 0, 07 ft s ft 69,899( turbulen) 4 lbm 5,8.10 ft.s Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε 0,00015 dan ε/d 0,0014 Maka harga f 0,01 (Gbr.10-, Geankoplis, 1997) Kehilangan karena gesekan (friction loss) : A v 1 sharp edge entrance (h c ) 0,55 1 A1 α. gc 0,404 0, , 0014 ft. lbf lbm (1)(,174) ( ) elbow ,404 (h f ) v n. Kf. (0, 75). 0, 008 ft. lbf lbm. g (,174) c 0,404 1 check valve (h f ) v n. Kf. 1(). 0,005 ft. lbf lbm. g (,174) Lv. 0.(0, 404) Pipa lurus 0 ft (F f ) 4 f 4(0, 009) D.. g (0, 07)(,174) 0,06 ft.lbf/lbm c c 1 sharp edge exit (h ex ) A 1 A1 v α. gc 0, , 005 ft. lbf lbm (1).,174 ( )

189 Total friction loss Σ F 0,087 ft.lbf/lbm Dari persamaan bernaulli : 1 α P P (Geankoplis, 1997) ρ ( 1 ) ( 1) 1 v v g z z F Ws Dimana : v 1 v P 1 11,194 kpa 64,188 lbf/ft P 11,194 kpa 64,188 lbf/ft ΔP/ρ 0 lbf/ft ΔZ 0 ft,174 ft s 0 +.(0 ft) , 087 ft. lbf lbm + W 0 s,174 ft. lbm lbf. s W s -0,087 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η 80% W s - η x W p W p 5,048 ft.lbf/lbm Daya pompa : P m x W p 149, 717 1hp lbm s 5, 048 ft. lbf lbm (0, 4559)(600) 550 ft. lbf s 4, hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 1/0 hp 5. Deaerator 01 (DE-01) Fungsi : Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air umpan ketel Bentuk : Silinder horizontal dengan alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Jumlah : 1 Waktu operasi : 1 jam Volume tangki Laju alir massa air 149,717 kg/jam Densitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,16 lbm/ft (Perry, 1997) Direncanakan ¼ volume tangki berisi resin.

190 149,717 kg/jam x1jam Volume larutan 995, 68 kg / m 0,15 m Faktor keamanan tangki 0%, maka : Volume tangki 1, x 0,15 m 0,18 m Diameter dan tebal tangki Volume silinder 1 V π D t Hs (Hs : Dt : ) 4 Vs π Dt 1,1775 Dt 8 Volume tutup tangki ellipsoidal (Vh) 1 Vh π Dt 0.108Dt (Brownell & young, 1959) 4 Volume tangki (Vt) Vt Vs + Vh 0,18 1,1775 Dt + 0,108 Dt Dt 0,516 m Tinggi silinder (Hs) : Hs x D t x 0,516m 0,77 m Tinggi head (Hh) : (Hh : Dt 1 : 4) 1 1 Hh x Dt x 0,516 m 0,19 m 4 4 Tinggi total tangki (Ht) Ht Hs +.Hh 0, ,19 1,08 m Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vc Hs Vs 0,15 0,77 0,64 m 0,18

191 P hidrostatis ρ x g x h 995,68 kg/m x 9,8 m/dt x 0,64 m 6,61 kpa Faktor keamanan untuk tekanan 5 % P desain 1,05 x (6, ,5) 11,96 kpa Joint efficiency 0,8 (Brownell & Young, 1959) Allowable stress 1650 psia 8718,714 kpa (Brownell & Young, 1959) Tebal shell tangki : PD. t. SE. 1,. P ( 11,96 ) kpa. ( 0,516) m ( ) kpa ( ) ( )( ). 8718, ,8 1, 11,96 kpa 0, 0165in Faktor korosi 1/8 in / tahun Maka tebal shell yang dibutuhkan 0,0165 in + 1/8in 0,1414 in Tebal shell standart yang digunakan /16 in (Brownell & Young, 1959) 6. Pompa Utilitas 1 (PU-1) Fungsi : Mengalirkan air dari deaerator ke ketel uap Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Kondisi operasi: - Temperatur 0 C - Densitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,16 lb m /ft - Viskositas air (µ) 0,8007 cp 5, Laju alir massa (F) 149,717 kg/jam 0,0917 lbm/s F 0,0917lbm/s Laju alir volume, Q ρ 6.16 lbm / ft Diameter pipa ekonomis untuk aliran turbulen : -4 0,0015 ft /s (Perry, 1997) lbm/ft s (Perry, 1997) D opt,9 ( Q ) 0,45 ( ρ ) 0,1 (Timmerhaus, 004),9 (0,0015) 0,45 (6,1586) 0,1

192 0,5 in Dari appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commersial steel : Ukuran nominal /4 in Schedule number 40 Diameter dalam (ID) 0,84 in 0,07 ft Diameter luar (OD) 1,05 in 0,09 ft Inside sectional area 0,0071 ft Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa Q 0, 0015 V 0, 404 ft / s A 0, 0071 Sehingga : : ρ V D N Re µ lbm ft 6,1586 x 0, 404 x 0, 07 ft s ft 69,899( turbulen) 4 lbm 5,8.10 ft.s Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε 0,00015 dan ε/d 0,0014 Maka harga f 0,01 (Gbr.10-, Geankoplis, 1997) Kehilangan karena gesekan (friction loss) : A v 1 sharp edge entrance (h c ) 0,55 1 A1 α. gc 0,404 0, , 0014 ft. lbf lbm (1)(,174) ( ) elbow ,404 (h f ) v n. Kf. (0, 75). 0, 008 ft. lbf lbm. g (,174) c 0,404 1 check valve (h f ) v n. Kf. 1(). 0,005 ft. lbf lbm. g (,174) Lv. 0.(0, 404) Pipa lurus 0 ft (F f ) 4 f 4(0, 009) D.. g (0, 07)(,174) 0,06 ft.lbf/lbm c c

193 1 sharp edge exit (h ex ) A 1 A1 v α. gc 0, , 005 ft. lbf lbm (1).,174 ( ) Total friction loss Σ F 0,087 ft.lbf/lbm Dari persamaan bernaulli : 1 α P P (Geankoplis, 1997) ρ ( 1 ) ( 1) 1 v v g z z F Ws Dimana : v 1 v P 1 11,194 kpa 64,188 lbf/ft P 11,194 kpa 64,188 lbf/ft ΔP/ρ 0 lbf/ft ΔZ 0 ft,174 ft s 0 +.(0 ft) , 087 ft. lbf lbm + W 0 s,174 ft. lbm lbf. s W s -0,087 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, η 80% W s - η x W p W p 5,048 ft.lbf/lbm Daya pompa : P m x W p 149, 717 1hp lbm s 5, 048 ft. lbf lbm (0, 4559)(600) 550 ft. lbf s 4, hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 1/0 hp 7. Ketel Uap 01 (KU-01) Fungsi : Menyediakan uap untuk keperluan proses Jenis : Ketel pipa air (water tube boiler) Jumlah : 1 Bahan konstruksi : Carbon steel Kondisi operasi :

194 Uap yang digunakan bersuhu 10 0 C. dari steam table, reklaitis, 198, diperoleh kalor laten steam 987,48 btu/lbm. Kebutuhan uap 61,084 kg/jam 151,6 lbm/jam Perhitungan : 4,5 P 970, W H Dimana : P daya boiler, hp W kebutuhan uap, lbm/jam H kalor laten steam, btu/lbm Maka, 151, 6 987, 48 P 41,556 hp 5, 4 907, Menghitung jumlah tube, Luas permukaan perpindahan panas, A P x 10ft /hp 41,556 x 10ft /hp 415,56 ft Direncanakan menggunakan tube dengan spesifikasi : Panjang tube, L 10 ft Diameter tube in Luas permukaan pipa, a 0,6 ft /ft (Kern, 1965) Sehingga jumlah tube, A 415,56 N 66,81 67buah L a' 10 0, 6 8. Tangki Utilitas 0 (TU-0) Fungsi : menampung air dari tangki utilitas - 01 untuk keperluan air domestik Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : carbon steel SA-8, grade C Jumlah : 1 Volume tangki Laju alir massa air 400 kg/jam Densitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,16 lbm/ft (Perry, 1997)

195 Tangki dirancang untuk kebutuhan selama 1 hari 400kg / jam x 4 jam / hari Volume air, (Va) 995,68kg / m 9,6417 m /hari Faktor keamanan tangki 0%, maka : Volume tangki 1, x 9,6417 m 11,569 m Diameter dan tebal tangki Volume silinder tangki (Vs) π Di Hs Vs (Brownell & Young, 1959) 4 Dimana : Vs Volume silinder (ft ) Di Diameter dalam silinder (ft) Hs Tinggi tangki silinder (ft) Ditetapkan : Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki Hs : Di : 4 πdi ( Di) Maka : Vs 4 0,58875 Di 4 11,569 0,58875 Di Di,6985 m 8,85 ft 106,99 in Hs /4 Di /4 (,6985),09 m 6,64 ft Tinggi cairan dalam tangki volumecairan x tinggi silinder Tinggi cairan dalam tangki volumesilinder (9,6417)(,09) (11,569) 1,6867 m 5,57 ft lbm, 1ft 6,16 x x5,57 ft x ft, in P hidrostatis,906 psi Faktor keamanan untuk tekanan 0 % P desain 1, x (, ,696) 0,509 psi

196 Bahan yang digunakan adalah Carbon steel SA-8, Grade C : Efisiensi sambungan, E 0,85 Allowable stress, S (Brownell & Young, 1979) Faktor korosi C 1/8 in /tahun (Perry, 1997) n 10 tahun Cc 0,15 in/tahun x 10 tahun 1,5 in t PD + Cc SE 1, P t (0,509 )(106,99 ) + 1, 5 (1.650)(0,85) 1,(0,509) 1,514 in Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki standar 1 1 / in. Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup 1 1 / in. 9. Tangki Pelarutan Kaporit [(Ca(ClO) ] (TP-05) Fungsi : Tempat membuat larutan klorin untuk proses klorinasi air domestik Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-8, Grade C Jumlah : 1 Volume tangki Kaporit yang digunakan ppm Kaporit yang digunakan berupa larutan 70% (% berat) Laju massa kaporit 0,00165 kg/jam Densitas larutan kaporit 70% 17 kg/m 79,408 lbm/ft (Perry, 1997) Kebutuhan perancangan 90 hari 0, kg / jam x 4 jam / hari x 90 hari Volume larutan, (V 1 ) 0, 7 x 17 kg / m 0,004 m Faktor kelonggaran 0%, maka : Volume tangki 1, x 0,004 m

197 Diameter dan tebal tangki Volume silinder tangki (Vs) 0,0048 m π Di Hs Vs (Brownell & Young, 1959) 4 Dimana : Vs Volume silinder (ft ) Di Hs Diameter dalam silinder (ft) Tinggi tangki silinder (ft) Ditetapkan : Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki Hs : Di : Maka : Vs π Di 8 π Di 0, Di Hs Tinggi cairan dalam tangki Tinggi cairan dalam tangki 0,16 m 0,4 m volume cairan x tinggi silinder volume silinder (0,004)(0,4) (0, 0048) 0, m P hidrostatis ρ x g x h 17 kg/m x 9,8 m/dt x 0, m,49 kpa Faktor keamanan untuk tekanan 5 % P desain 1,05 x (, ,5) 109 kpa Joint efficiency 0,8 (Brownell & Young, 1959) Allowable stress 1650 psia 8718,714 kpa (Brownell & Young, 1959) Tebal shell tangki : PD. t. SE. 1,. P

198 ( 109 ) kpa. ( 0,0016) m ( ) kpa ( ) ( )( ). 8718, ,8 1, 109 kpa 4, in Faktor korosi 1/8 in / tahun Maka tebal shell yang dibutuhkan 4, in + 1/8in 0,15 in Tebal shell standart yang digunakan /16 in (Brownell & Young, 1959) Daya Pengaduk Tipe pengaduk : Flat six blade turbin impeller. Jumlah baffle : 4 buah Da/Dt 1/ ; Da 1/ x 0,16 m 0,05 m 0,175 ft E/Da 1 ; E 0,05 m L/Da ¼ ; L ¼ x 0,05 m 0,01 m W/Da 1/5 ; W 1/5 x 0,05 m 0,011 m J/Dt 1/1 ; J 1/1 x 0,16 m 0,01 m Dimana : 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 rps Viscositas Na CO 70% 6, lbm/ft.detik (Othmer, 1967) Bilangan reynold : N Re ρn( Da) µ N Re (79, 4088)(1)(0, 05) 4 6, Re 1,95 < maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus : 5 KT. n. Da. ρ P (McCabe, 1999) N. g c

199 K T 6, (McCabe, 1999) 5 (6,)(1) (0,175) (79, 4088) 4, hp (1,95)(550) Efisiensi motor penggerak 80% Daya motor penggerak -7 4,5.10 5, hp 0,8 0. Pompa Utilitas 17 (PU-17) Fungsi : Mengalirkan air dari tangki utilitas 0 untuk kebutuhan domestik Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Kondisi operasi : - Temperatur 0 C - Densitas air 995,68 kg/m 6,16 lb m /ft (Perry, 1997) - Viskositas air 0,00058 lbm/ft dtk 0,0008 Pa.s (Perry, 1997) - Laju alir massa 400kg/jam 0,449 lb m /detik Laju alir volume, Q F 0,449 0,0094 ft /s 0,00011 m /s ρ 6, 16 Diameter optimum, D e 0,6 Q 0,40 ρ 0,0 (Timmerhaus, 1991) 0,6 (0,00011) 0,40 (0,0008) 0,0008 m 0,07 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal 1/8 in (Appendix A-5, Geankoplis, 199) - Schedule pipa 40 - Diameter dalam (ID) 0,69 in 0,04 ft - Diameter luar (OD) 0,405 in 0,08 ft - Luas penampang dalam (a t ) 0,0004 ft - Bahan konstruksi commercial steel 0,0

200 Kecepatan linier, v Q 0,0094 ft / s 0,0004 ft a t 9,85 ft/s Bilangan Reynold, ρv D N Re µ (6,16)(9,85)(0,04) 0, ,751 Dari appendiks C-1 Foust, 1980 untuk bahan pipa commercial steel dan diameter pipa 1/8 in, diperoleh ε/d 0,0067 Dari appendiks C- Foust, 1980, untuk N Re 5.491,751 dan ε/d 0,0067 diperoleh f 0,05 Instalasi pipa: Panjang pipa lurus, L ft 1 buah gate valve fully open ( L 1, Appendix C a, Foust, 1980) D L 1 1 0,04 0,91 ft buah standard elbow 90 ( L 0, Appendix C a, Foust, 1980) D L 0 0,04 1,44 ft 1 buah sharp edge entrance (K 0,5 ; L 15, Appendix C c dan C d, D Foust, 1980) L 4 0,5 15 0,04 0,168 ft 1 buah sharp edge exit (K 1,0 ; L 0, Appendix C c dan C d, Foust, D 1980) L 5 1,0 0 0,04 0,67 ft Panjang pipa total (ΣL) ,91 + 1,44 + 0, ,67 Faktor gesekan, 10,475 ft f v ΣL F gc D (0,05)(9,85) (10,475) (,174)(0,04) 1,075 ft.lb f / lb m Tinggi pemompaan, z 0 ft

201 g Static head, z 0 ft. lb f / lb gc m Velocity head, Δv g c 0 ΔP Pressure head, 0 ρ W g v P z + + gc gc ρ s + F ,075 51,075 lb f / lb Ws Qρ (51,075 Tenaga pompa, P 550 Untuk efisiensi pompa 80 %, maka Tenaga pompa yang dibutuhkan m 0,1118 0,8 )(0,0094 )(6,16) 550 0,196 hp 0,1118 hp 1. Menara Pendingin Air (Water Cooling Tower) 01 (CT-01) Fungsi : Menurunkan temperatur air pendingin bekas dari temperatur Jenis 60 0 C menjadi 5 0 C : Mechanical draft cooling tower Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Jumlah : 1 Data : Temperatur air masuk, T 60 0 C F Temperatur air keluar, T C 77 0 F Temperatur bola basah, T w 75 0 F (Perry, 1997) Konstanta air 1,75 gpm/ft (Perry, 1997) Laju massa air pendingin 88,081 kg/jam (Bab VII) 185,6 lb m /jam Densitas air 99,15 kg/m Laju volumetrik air pendingin 88, ,15 0,84 m /jam (Perry, 1997)

202 ,67 gpm Luas menara,67,67 ft 1,75 1,88 m Daya untuk standar tower performance 90% 0,01 hp/ft Daya untuk fan 0,01 hp/ft.,67 ft (Fig. 1-15, Perry, 1997) 0,08 hp Dipakai fan dengan daya 1/10 hp Kecepatan rata-rata udara masuk 4 6 ft/det (Perry, 1997) Kapasitas fan dipakai,.10 5 ft /det (Perry, 1997) Pada temperatur bola basah 75 0 F, densitas udara 0,07 lb/ft (Kern, 1965) L 185,6,67 68,75 lb/ft.jam G (Kec. udara masuk) 5 ft/det x 0,07 lb/ft 0,65 lb/ft.det 1.14 lb/ft.jam L G 68,75 lb/ft 1.14 / jam lb ft jam 0,504 Pada temperatur bola basah 75 0 F diperoleh H 1 4,09 Btu/lb (Perry, 1997) H H 1 + L/G (T -T 1 ) 4,09 + 0,504. (140-77) 66,87 Btu/lb udara kering Dari gambar 17.1 Kern, 1965 diperoleh : Pada temperatur air masuk, T F, H 19 Btu/lb Pada temperatur air keluar, T F, H 1 40 Btu/lb Log Mean Enthalpy Difference : Bagian atas menara : H H 19 66,87 15,1 Btu/lb Bagian bawah menara : H 1 H ,09 5,91 Btu/lb (15,1 5,91) Log mean (H -H) 15,1,log 5,91 9 Btu/lb Tinggi tower, Z nd x L K x a (Kern, 1965)

203 HDU nd Z Dimana : L K x a V nd L Liquid loading (Lb/ft.jam) K x a Koefisien perpindahan panas overall (lb/ft.jam.(lb/lb)) Z Tinggi tower (ft) HDU Height of Diffusion Unit (ft) dt (H' H) ,615 Untuk industri digunakan harga K x a 100 lb/ft.jam.(lb/lb)) nd.l Tinggi tower,z (1,615)(68,75 ) K x a ,045 ft,66 m HDU nd Z 11,045 1,615 6,89 ft,0845 m. Pompa Utilitas 15 (PU-15) Fungsi : Mengalirkan air dari menara pendingin air, ke unit proses Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Kondisi operasi : - Temperatur 5 C - Densitas air 995,68 kg/m 6,16 lb m /ft (Perry, 1997) - Viskositas air 0,8007 cp 0,00058 lbm/ft jam (Perry, 1997) - Laju alir massa 198,798 kg/jam 9,796 lb m /detik Laju alir volume, Q F 9,796 0,1576 ft / s 0,0045 m /s ρ 6, 16 Diameter optimum, D e 0,6 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 1991) 0,6 (0,0045) 0,45 (995,68) 0,1 0,078 m,087 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal 1/ in (Appendix A-5, Geankoplis, 199) - Schedule pipa 40 - Diameter dalam (ID),548 in 0,957 ft

204 - Diameter luar (OD) 4,000 in 0, ft - Luas penampang dalam (a t ) 0,0687 ft - Bahan konstruksi commercial steel Kecepatan linier, v Q 0,1576,94 ft/s a t 0,0687 Bilangan Reynold, ρ N vd Re µ (6,16)(,94 )(0,957) 0, ,67 Dari appendiks C-1 Foust, 1980 untuk bahan pipa commercial steel dan diameter pipa 1/ in, diperoleh ε/d 0,00055 Dari appendiks C- Foust, 1980, untuk N Re 78.74,67dan ε/d 0,00055 diperoleh f 0,01 Instalasi pipa: Panjang pipa lurus, L ft 1 buah gate valve fully open ( L 1, Appendix C a, Foust, 1980) D L 1 1 0,957,8441 ft buah standard elbow 90 ( L 0, Appendix C a, Foust, 1980) D L 0 0,957 17,74 ft 1 buah sharp edge entrance (K 0,5 ; L 15, Appendix C c dan C d, D Foust, 1980) L 4 0,5 15 0,957,176 ft 1 buah sharp edge exit (K 1,0 ; L 0, Appendix C c dan C d, Foust, D 1980) L 5 1,0 0 0,957 8,871 ft Panjang pipa total (ΣL) 100 +, ,74 +, ,871 Faktor gesekan, 1,6747 ft f v ΣL F gc D (0,01)(,94 ) (1,6747 ) (,174)(0,957) 0,7706 ft.lb f / lb m

205 Tinggi pemompaan, z 0 ft g Static head, z 0 ft. lb f / lb gc m Velocity head, Δv g c 0 ΔP Pressure head, 0 ρ W g v P z + + gc gc ρ s ,7706 0,7706 lb f / lb Ws Qρ (0,7706 Tenaga pompa, P 550 Untuk efisiensi pompa 80 %, maka Tenaga pompa yang dibutuhkan m F 0,699 0,8 )(0,1576)(6,16) 550 0,464 hp 0,699 hp. Pompa Utilitas 14 (PU-14) Fungsi : Mengalirkan air dari TU-01, ke menara pendingin Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Perhitungan analog dengan pompa utilitas 15

206 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) Sarana Transportasi a. Biaya lokasi pabrik direktur b. Biaya bangunan manager c. Perincian harga alat staf ahli Alat sampai Lokasi kabag Biaya Pasang karyawan Harga Alat Proses Terpasang (HPPT) ambulance d. Harga alat instrumen Truk e. Biaya perpipaan f. Biaya instalasi listrik g. Biaya inslasi h. Biaya inventaris kantor i. Biaya pemadam kebakaran j. Sarana Transportasi Modal Investasi Tetap Tak langsung (MITTL) a. Pra investasi b. Enggenering dan supervisi c. Biaya kontraktor d. Biaya tak terduga MIT Modal Kerja 1. Bahan baku proses a. Biji jarak pagar b. KOH c. Metanol Bahan Baku utilitas a. Kaporit 8.51 b. NaOH 54.5 c. NaCl d. Alum e. NaCO f. Solar Total Biaya 1 Tahun Kas Gaji Karyawan Biaya administrasi Baya Pemasaran Biaya Start UP Piutang dagang Modal Kerja (WORKING CAPITAL) Selisih : TOTAL MODAL INVESTASI Modal Sendiri 0, Modal Bank 0, BIAYA PRODUKSI Biaya Tetap a. gaji karyawan b. Bunga Pinjaman Bank

207 c. Depresiasi Bangunan Alat P & U Instrumen Perpipaan Ins Listrik Insulasi Invesntaris Per Kebakaran Sar Transport d. Amortisasi e. Biaya Perawatan Perawat Mesin Perawatan Bangunan Perwatan Kendaraan Perwatan instrumen Perawatan pipa Perawatan ins Listrik Perawatan insulasi Perawatan Inventaris Perawatan per kebakaran f. Biaya Tambahan g.biaya administrasi umum h.biaya pemasaran dan distribusi i. Biaya Lab dan Penelitian j. Asuransi Pabrik Karyawan Biaya Tetap (FIXED COST) Biaya bahan baku utilitas Biaya Variable lainnya Biaya Variable (VARIABLE COST) TOTAL BIAYA PRODUKSI PENJUALAN hasil produksi 1 tahun Biodiesel Gliserol Ampas Total Laba Sebelum Pajak Pajak penghasilan Laba setelah pajak Profit Margin (PM) 4,95 % Break Event Point (BEP) 45,15 % Returm of Invesment (ROI) 1,56 % Return of network (RON) 5,9 %

208 Fortuner Inova Inova Touring bus L PS

209 kapasitas 1 tahun (ltr) ,6400 Harga biodiesel logis (Rp) :.597

210 1. Condenser (C-701) Fungsi Jenis Dipakai : Untuk mengondensasikan metanol sebagai produk keluaran flash drum : 4-8 shell and tube exchanger : 1 1 / 4 in OD Tube 8 BWG, panjang 1 ft, 8 pass Air pendingin 5 o C metanol (fasa uap) Air 11 Condenser 4 80 o C 0 o C metanol (fasa cair) Air Fluida panas Laju alir masuk Temperatur awal (T 1 ) 80 C 176 F Temperatur akhir (T ) 0 C 86 F 81,7465 kg/jam 180, lb/jam Fluida dingin Laju alir air pendingin 677,76 kg/jam 1494,10 lb/jam Temperatur awal (t 1 ) 5 C 77 F Temperatur akhir (t) 60 C 140 F Panas yang diserap (Q) 994,605 kj/jam 94158,66 Btu/jam (1) t beda suhu sebenarnya Air sisa 60 o C Fluida Panas Fluida dingin Selisih T 1 T 176 F Temperatur yang lebih tinggi t 140 F t1 6 F 86 F Temperatur yang lebih rendah t 1 77 F t 9 F T 1 T 90 F Selisih Δt Δt -7 1 LMTD 18, 09 Δt 9 ln Δt 1 ln 6 F t t 1 6 F t t 1-7 F

211 T T 90 t t 6 1 R 1, 4 1 t t 6 T t S 0, Dari Fig 18, Kern, 1965 diperoleh F T 0,95 Maka t F () Tc dan t T T c + T T LMTD 0,94 18,09 16,7 F c 11 F t + t F 1 tc 108,5 Dalam perancangan ini digunakan condenser dengan spesifikasi: - Diameter luar tube (OD) 1 1 / 4 in - Jenis tube 8 BWG - Pitch (P T ) 1 9 / 16 in triangular pitch - Panjang tube (L) 1 ft a. Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, condensor untuk fluida panas (heavy organics) dan fluida dingin air, diperoleh U D 5-75, faktor pengotor (R d ) 0,00 Diambil UD 6 Btu/jam ft F Luas permukaan untuk perpindahan panas, Q 94158,66 Btu/jam A 97,8ft UΔt Btu D o 6 16,7 F o jam ft F Luas permukaan luar (a ) 0,71 ft /ft (Tabel 10, hal. 84, Kern) Jumlah tube, A 97,8 ft Nt 8,9 9buah " L a 1 ft 0,71 ft /ft b. Dari Tabel 9, hal 84, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 55 tube dengan ID shell 1 in. c. Koreksi U D A L N a t " 1 ft 55 0,71 ft /ft 1000,96 ft

212 UD Q 94158, 66 Btu/jam 5,05 Btu AΔt 1000,96 ft 16, 7 F jam ft F

213 Fluida dingin: sisi tube, air () Flow area tube, a t 0,665 in ' Nt at at 144 n [Tabel 10, Kern] [Pers. (7.48), Kern] 55 0, 665 at 0,147 ft (4) Kecepatan massa m G t [Pers. (7.), Kern] a t 1494,1 lb G 10150, 967 m t 0,147 jam ft (5) Bilangan Reynold Pada t c 108,5 F µ 0,5 x,4 1,81 lb/ft.jam Dari Tabel 10, Kern, untuk 1,5 in OD, 8 BWG, diperoleh ID 0,9 in 0,0767 ft ID G t Re t [Pers. (7.), Kern] μ 0, , 86 Ret 606, 994 1, 86 (6) Taksir jh L 1 158,11 De 0,0758 Dari Gbr 4, Kern, diperoleh jh pada Re t 606,994 (7) Pada t c 108,5 F c 1,0000 Btu/lbm F [Geankoplis, 198] k 0,00 Btu/jam.ft F [Geankoplis, 198] 1 c µ k 1 1 1,81 0, 1,571 Fluida panas: sisi shell, metil ester ( ) Flow area shell a D C B ' s s ft 144 PT Ds Diameter dalam shell 1 in B Baffle spacing in Tube pitch 1,565 in P T C Clearance PT OD 1,565 1,5 0,15 in 1 0,15 as 0,19ft 144 1,565 (4 ) Kecepatan massa s [Pers. (7.1), Kern] m G s [Pers. (7.), Kern] a 180, lb G 197, 054 m s 0,19 jam ft (5 ) Bilangan Reynold Pada T c 11 F µ 9,985 x,4 4,1577 lbm/ft jam Dari Gbr. 8, Kern, untuk 1,5 in dan 1,565 in triag. pitch, diperoleh de 0,91in. D 0,91/1 0,0758 ft e D e G s Re s μ 0, , 054 Res 4, 8 4,1577 [Pers. (7.), Kern] (6 ) Taksir jh dari Gbr. 8, Kern, diperoleh jh pada Re s 4,8 (7 ) Pada T c 11 F c 0,475 Btu/lbm F k 0,065 Btu/jam.ft F 1 c µ k 0,475 4,1577 0, ,6541

214 h (8) i φ t 1 k c μ jh ID k h i 0, 4 1,571 φ t 0,0767 7,0669 (8 ) h φ o s jh k D e c µ k 1 [Pers. (6.15), Kern] h o 0,065 1,077 9,4690 φ s 0,0758 h io φ t h ID i φ t OD 7, ,91 0,0767 1,5 (9) Karena viskositas rendah, maka diambil φ t 1 [Kern, 1965] (9 ) Karena viskositas rendah, maka diambil φ s 1 [Kern, 1965] h o h o φ s φ s h o 9, ,4690 h io h io φ t φ t h io 19, ,91 (10) Clean Overall coefficient, U C h io h o 19,91 9,4690 U C 6,418 Btu/jam ft F h io + h o 19,91 + 9,4690 [Pers. (6.8), Kern] () Faktor pengotor, R d U C U D 6,418 5,05 R d 0,04 U C U D 6,418 5,05 [Pers. (6.1), Kern] R d hitung R d batas, maka spesifikasi condenser dapat diterima. Pressure drop (1) Untuk Re t 606,994 f 0,0004 ft /in [Gbr. 6, Kern] specific gravity udara pada t s 1 [Geankoplis, 198] c 108,5 F, (1 ) Untuk Re s 4,8 f 0,05 ft /in φ s 1 s 0,85 [Gbr. 9, Kern] [Gbr. 6, Kern]

215 () φ t 1 f G t L n ΔP t 10 5, 10 ID s φ t [Pers. (7.5), Kern] L ( ) N [Pers. (7.4), Kern] B 1 N D s 1,5/1 1,104 ( 0,0004)( 10150, 967) ( 1)( 8) 5, 10 ( 0,0767)( 1)( 1) ΔP t ,1.10 psi () Dari grafik 7, hal:87, Kern, 1950 pada Gt 10150,967 diperoleh V 0,001 g' 4n V ΔP r. s g' (4).(8).0, ,00 psi ( ) f G ( ) s D s N + 1 ΔP s 10 5, 10 D e s φ s ΔP s [Pers. (7.44), Kern] ( 0,05)( 1.019,6700) ( 1,104)( 48) 10 5, 10 ( 0,0758)( 0,85)( 1) 0,0008 psi Karena P s < 10 psi, maka design diterima P T P t + P 0,00 psi + 0,00 psi 0,05 psi Karena P t < 10 psi, maka design diterima. r

216

217 Fluida panas : sisi tube, biodiesel () Flow area tube, a t 1,54 in a N a 144 n [Tabel 10, Kern] ' t t t [Pers. (7.48), Kern] 4 1,54 at 0,1818 ft 144 (4) Kecepatan massa m G t [Pers. (7.), Kern] a t 14,68 lb G 1179, 414 m t 0,1818 jam ft (5) Bilangan Reynold Pada T c 195,98 F µ 8,96 cp x,4 1,688 lb/ft.jam Dari Tabel 10, Kern, untuk 1,5 in OD, 18 BWG, diperoleh ID 1,4 in 0,1167 ft ID G t Re t [Pers. (7.), Kern] μ 0, , 414 Ret 6,168 1,688 (6) Taksir jh L 0, De 0,09 Dari Gbr 4, Kern, diperoleh jh 1 pada Re t 6,168 (7) Pada T c 195,98 F c 0,45 Btu/lbm F k 0,0155 Btu/jam.ft F 1 1 c µ 0, 45 1, 688 8, 58 k 0, 0155 ( ) Flow area shell a D Fluida dingin : sisi shell D C B ' s s ft 144 PT s B Baffle spacing in P T [Pers. (7.1), Kern] Diameter dalam shell 15,5 in Tube pitch 1,875 in C Clearance P 1,875 1,5 0,75 in T OD 15,5 0,75 as 0,065 ft 144 1,875 (4 ) Kecepatan massa m G s [Pers. (7.), Kern] a s 767,9 lb G 4551, 56 m s 0,065 jam ft (5 ) Bilangan Reynold Pada t c 158 F µ 9,709 cp x,4,496 lbm/ft jam Dari Gbr. 8, Kern, untuk 1,5 in dan 1,875 triag. pitch, diperoleh de1,08 in. D 1,08/1 0,09 ft e D e G s Re s μ 0, , 56 Res 40, 71 9,709 [Pers. (7.), Kern] (6 ) Taksir jh dari Gbr. 8, Kern, diperoleh jh 11 pada Re s 40,71 (7 ) Pada t c 158 F c 0,475 Btu/lbm F k 0,065 Btu/jam.ft F 1 1 c µ 0, 475, 496 5, 6 k 0, 065

218 h i (8) φ t k c μ jh ID k h i 0, , 58 φt 0,1167 1,67 1 (8 ) h φ o s jh k D e c µ k 1 ho 0, ,6 4,46 φs 0,09 [Pers. (6.15), Kern] h io h i ID φt φt OD 1, 4 1,67 1, 5 1,76 (9) Karena viskositas tinggi, maka (9 ) Karena viskositas rendah, maka diambil φ s 1 [Kern, 1965] h o h o φ s φ s h o 4,46 1 4,46 φ t µ µ w 0,14,0 [Kern, 1965] h io h io φ t φ t h io 1,76 5,5 (10) Clean Overall coefficient, U C h io ho 5, 5 4,46 U C 16, 08 Btu/jam ft F h io + ho 5, 5 + 4, 46 (11) Faktor pengotor, R d U C U D 16, 08 1,14 R d 0, 0 U C U D 16, 08 1,14 R d hitung R d batas, maka spesifikasi heater dapat diterima. [Pers. (6.8), Kern] [Pers. (6.1), Kern] (1) Untuk Re t 6,168 f 0,007 ft /in s 0,1 φ t Pressure drop [Gbr. 6, Kern] (1 ) Untuk Re s 40,71 f 0,004 ft /in [Gbar. 9, Kern]

219 φ s 1 s 0,76 () ΔP t f G t L n 10 5, 10 ID s φ t ( ) L N [Pers. (7.4), Kern] B [Pers. (7.5), Kern] ( 0,007)( 1179, 414) ( 0)( ) 10 ( )( )( ) ΔP t 5, 10 0,1167 0,1 0, 0 psi () Dari grafik 7, hal:87, Kern, 1950 pada Gt 1179,414 diperoleh V 0,001 g' 4n V ΔP r. s g' (4).().0,001 0,1 0, 0667 psi N D s 19,5/1 1,604 ( ) f G ( ) s D s N + 1 ΔP s 10 5, 10 D e s φ s [Pers. (7.44), Kern] ( 0,004)( 4551,56) ( 1,604)( 80) 10 ( )( )( ) ΔP s 5, 10 0,09 0,076 1, 77psi Karena P s < 10 psi, maka design diterima. P T P t + P 0,0 psi + 0,0667 psi 0,09 psi Karena P t < 10 psi, maka design diterima. r

220 . Heater II (E-60) Fungsi : Menaikkan suhu etil palmitat dan air sebelum diumpankan ke vacuum drier Jenis : 1- shell and tube exchanger Dipakai : 1 1 / in OD Tube 18 BWG, panjang 0 ft, pass Umpan 17 o 50 C Steam 10 o C kondensat 100 o C o C Umpan Fluida panas Laju alir steam 7,7077 kg/jam 50,0044 lbm/jam Temperatur awal (T 1 ) 10 C 48 F Temperatur akhir (T ) 100 C 1 F Fluida dingin Laju alir 8.66,85 kg/jam ,91 lbm/jam Temperatur awal (t 1 ) 50 C 1 F Temperatur akhir (t ) 80 C 176 F Panas yang diserap (Q) 5.01,8058 kj/jam ,07 Btu/jam (1) t beda suhu sebenarnya Fluida Panas Fluida dingin Selisih T 1 48 F Temperatur yang lebih tinggi t 176 F t1 7 F T 1 F Temperatur yang lebih rendah t 1 1 F t 90 F T 1 T 6 F Selisih t t 1 54 F t t 1 18 F Δt Δt1 18 LMTD 80,6656 F Δt 90 ln ln Δt 7 1 T1 T 6 R 0,6667 t t 54 1

221 t t1 54 S 0,486 T1 t Dari Fig 18, Kern, 1965 diperoleh F T 0,955 Maka t F T LMTD 0,955 80, ,056 F () Tc dan tc T1 + T Tc 0 F t1 + t tc 149 F Dalam perancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi: - Diameter luar tube (OD) 1 1 / in - Jenis tube 18 BWG - Pitch (P T ) 1 7 / 8 in triangular pitch - Panjang tube (L) 0 ft a. Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, heater untuk fluida panas super heated steam dan fluida dingin (heavy organics) dari Dekanter (D-501), diperoleh U D 6-60, faktor pengotor (R d ) 0,00 Diambil UD 15 Btu/jam ft F Luas permukaan untuk perpindahan panas, Q ,07 Btu/jam A 49 ft U Btu D Δt o 15 77,056 F o jam ft F Luas permukaan luar (a ) 0,95 ft /ft (Tabel 10, hal. 84, Kern) N A 49 ft Jumlah tube, t 54,65 buah " L a 0ft 0,95 ft /ft b. Dari Tabel 9, hal 84, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 58 tube dengan ID shell 19¼ in. c. Koreksi U A L N D t a 0 ft 58 0,95 ft " /ft 455, ft Q ,07 Btu/jam Btu 14,1 A Δt 455, ft 77,056 F jam ft F UD

222 Fluida panas : sisi tube, Steam () Flow area tube, a t 1,54 in [Tabel 10, Kern] a N a ' t t t [Pers. (7.48), Kern] 144 n 58 1,54 a t 144 (4) Kecepatan massa m 0,101ft G t [Pers. (7.), Kern] a t 50,0044 lb m G t 1.618,648 0,101 jam ft (5) Bilangan Reynold Pada T c 0 F µ 0,01 cp x,4 0,014 lb/ft.jam Dari Tabel 10, Kern, untuk 1,5 in OD, 18 BWG, diperoleh ID 1,4 in 0,1167 ft ID G t Re t μ [Pers. (7.), Kern] 0, ,648 Re t ,66 0,014 (6) Taksir jh L 0, De 0,09 Dari Gbr 4, Kern, diperoleh jh 160 pada Re t ,66 ( ) Flow area shell a Fluida dingin : sisi shell D C B ' s s ft [Pers. (7.1), Kern] 144 PT D s Diameter dalam shell 19,5 in B Baffle spacing in P T Tube pitch 1,875 in C Clearance P T OD 1,875 1,5 0,75 in 19,5 0,75 a s 144 1,875 (4 ) Kecepatan massa s 0,080 ft m G s [Pers. (7.), Kern] a ,91 lb m G s 8.1,500 0,080 jam ft (5 ) Bilangan Reynold Pada t c 15,.5 F µ 7 cp x,4 16,97 lb m /ft jam Dari Gbr. 8, Kern, untuk 1,5 in dan 1,875 triag. pitch, diperoleh d e 1,08 in. 1,08/1 0,09 ft D e D e G s Re s μ [Pers. (7.), Kern] 0,09 8.1,500 Re s 1.65,640 16,97 (6 ) Taksir jh dari Gbr. 8, Kern, diperoleh jh 0 pada Re s 1.65,640 (7) Pada T c 0 F c 0,45 Btu/lbm F k 0,0155 Btu/jam.ft F (7 ) Pada t c 15,5 F c 0,475 Btu/lb m F k 0,065 Btu/jam.ft F 1 c µ k 0,45 0,014 0, , c µ k 0,475 16,97 0, ,0

223 h i (8) φ t h i φ t k c μ jh ID k 1 0, ,9716 0,1167 (8 ) h φ o s jh k D e c µ k 1 [Pers. (6.15), Kern] h o 0, ,0 70,88 φ s 0,09 h io φ t 0,655 h i ID φ t OD 1,4 0,655 1,5 19,757 (10) Karena viskositas rendah, maka diambil φ t 1 [Kern, 1965] h io h io φ t φ t h io 19, ,757 (9 ) Karena viskositas rendah, maka diambil φ s 1 [Kern, 1965] h o h o φ s φ s 70, ,88 h o (10) Clean Overall coefficient, UC h io h o 19,757 x 70,88 U C 15,1546 Btu/jam ft F h io + h o 19, ,88 (1) Faktor pengotor, Rd U C U D 15, ,1 R d 0,00477 U C U D 15, ,1 R d hitung R d batas, maka spesifikasi heater dapat diterima. [Pers. (6.8), Kern] [Pers. (6.1), Kern] Pressure drop (1) Untuk Re t ,66 () f 0,0001 ft /in [Gbr. 6, Kern] specific volum steam dari tabel 7, kern : V 18 ft /lb 1/18 specific gravity, s 0,0009 6,5 f G t L n ΔP t 10 5, 10 ID s φ t [Pers. (7.5), Kern] (1 ) Untuk Re s 1.65,648 f 0,00 ft /in [Gbr. 9, Kern] φ s 1 s 0,8 L ( ) N [Pers. (7.4), Kern] B 0 N

224 D s 19,5/1 1,604 ( 0,0001)( 1.618,648) ( 0)( ) ΔP t 10 5, 10 ( 0,1167)( 0,0009)( 1) 0,0059 psi () Dari grafik 7, hal:87, Kern, 1950 pada Gt 1.618,648 diperoleh V 0,001 g' 4n V ΔP r. s g' (4).().0,001 0,0009 8,8889 psi P T P t + P r 0,0059 psi + 8,8889 psi 8,8948 psi Karena P t < 10 psi, maka design diterima. ( ) ΔP s ΔP s ( N + 1) f G s D s 10 5, 10 D e s φ s [Pers. (7.44), Kern] ( 0,00)( 8.1,500) ( 1,604)( 80) 10 5, 10 ( 0,09)( 0,8)( 1) 5,667 psi Karena P s < 10 psi, maka design diterima.

225 .

226 Menghitung CP dari AIR, METANOL, GLISEROL, KOH, TRIGLISERIDA, METIL ESTER, DAN FFA Data Percobaan 1 Harga T1 5 Harga T 0 Tabel Run_ CPg_HO Cpl_HO CPg_Met CPl_Met CP_Gliol CP_KOH CP_Triglia CP_MeEr FFA e Konversi ke Joule e Menghitung CP dari AIR, METANOL, GLISEROL, KOH, TRIGLISERIDA, METIL ESTER, DAN FFA Data Percobaan Harga T1 5 Harga T 60 Tabel Run_ CPg_HO Cpl_HO CPg_Metanol CPl_Metanol CP_Gliserol CP_KOH CP_Trigliserida CP_MetilEster FFA e e Konversi ke Joule e e Menghitung CP dari AIR, METANOL, GLISEROL, KOH, TRIGLISERIDA, METIL ESTER, DAN FFA Data Percobaan Harga T1 5 Harga T 80 Tabel Run_ CPg_HO Cpl_HO CPg_Metanol CPl_Metanol CP_Gliserol CP_KOH CP_Trigliserida CP_MetilEster FFA e e Konversi ke Joule e e Menghitung CP dari AIR, METANOL, GLISEROL, KOH, TRIGLISERIDA, METIL ESTER, DAN FFA Data Percobaan 4 Harga T1 5 Harga T 50 Tabel Run_ CPg_HO Cpl_HO CPg_Metanol CPl_Metanol CP_Gliserol CP_KOH CP_Trigliserida CP_MetilEster FFA e e Konversi ke Joule e e

227 Menghitung CP dari AIR, METANOL, GLISEROL, KOH, TRIGLISERIDA, METIL ESTER, DAN FFA Data Percobaan 1 Harga T1 98 Harga T 0 Tabel Run_ CPg_HO Cpl_HO CPg_Metanol CPl_Metanol CP_Gliserol CP_KOH CP_Trigliserida CP_MetilEster FFA e+006.8e Konversi ke Joule e+006.8e Menghitung CP dari AIR, METANOL, GLISEROL, KOH, TRIGLISERIDA, METIL ESTER, DAN FFA Data Percobaan Harga T1 98 Harga T Tabel Run_ CPg_HO Cpl_HO CPg_Metanol CPl_Metanol CP_Gliserol CP_KOH CP_Trigliserida CP_MetilEster FFA e e Konversi ke Joule e e Menghitung CP dari AIR, METANOL, GLISEROL, KOH, TRIGLISERIDA, METIL ESTER, DAN FFA Data Percobaan Harga T1 98 Harga T 5 Tabel Run_ CPg_HO Cpl_HO CPg_Metanol CPl_Metanol CP_Gliserol CP_KOH CP_Trigliserida CP_MetilEster FFA e e Konversi ke Joule e e Menghitung CP dari AIR, METANOL, GLISEROL, KOH, TRIGLISERIDA, METIL ESTER, DAN FFA Data Percobaan 4 Harga T1 98 Harga T Tabel Run_ CPg_HO Cpl_HO CPg_Metanol CPl_Metanol CP_Gliserol CP_KOH CP_Trigliserida CP_MetilEster FFA e e Konversi ke Joule e e

228 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI Dalam rancangan pabrik pembuatan biodiesel dari biji jarak pagar digunakan asumsi : 1. Pabrik beroperasi selama 0 hari.. Kapasitas produksi 8000 ton/tahun. Perhitungan didasarkan pada alat yang terpasang. 4. Nilai tukar Dolar terhadap Rupiah adalah 1 US$ Rp 9.414,- Sumber : Kompas, 1 September 007 E.1. Modal Investasi Tetap (MIT) E.1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) Modal investasi tetap langsung adalah semua modal yang diperlukan untuk membeli peralatan pabrik atau fasilitas produksi. a. Modal Pembelian Tanah Biaya tanah pada lokasi pabrik diperkirakan Rp ,-/m Luas tanah seluruhnya Harga tanah seluruhnya 11.0 m 11.0 m x Rp ,-/m Rp ,- Biaya perataan tanah diperkirakan 5 % dari harga tanah seluruhnya (Timmerhaus, 004) Biaya perataan tanah 0,05 x Rp ,- Rp ,- Modal pembelian tanah Rp ,- + Rp ,- Rp ,-

229 b. Biaya Bangunan Tabel LE.1 Perincian harga bangunan Harga/m No. Jenis Areal Luas (m ) (Rp) Jumlah (Rp) 1 Pos keamanan 0 700,000 14,000,000 Tempat parkir ,000 50,000,000 Rumah timbangan ,000 6,000,000 4 Bengkel , ,000,000 5 Unit pembangkit listrik ,000 80,000,000 6 Perkantoran ,000 50,000,000 7 Laboratorium ,000 16,000,000 8 Ruang kontrol , ,000,000 9 Daerah proses, ,000 1,900,000, Unit pengolahan limbah 50 50,000 6,500, Unit pengolahan air ,000 00,000,000 1 Unit pembangkit uap , ,000,000 1 Gudang peralatan/suku cadang , ,000, Gudang bahan dan pelengkap ,000 70,000, Kantin ,000 5,000, Poliklinik ,000 56,000, Perpustakaan ,000 56,000, Tempat ibadah ,000 70,000, Taman lapangan 80 50,000 0,000,000 0 Perumahan karyawan, ,000 1,400,000,000 1 Jalan ,000 60,000,000 8,0 5,5,500,000

230 Perincian Harga Alat Peralatan diperoleh dari daerah lokal dan impor, untuk harga peralatan impor dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan estimasi berikut ini X Cx Cy X Dimana 1 m Ix Iy Cx Harga alat pada tahun 007 Cy X 1 X Harga alat pada tahun yang tersedia Kapasitas alat tersedia Kapasitas alat yang diinginkan Ix Indeks harga pada tahun 007 Iy m Indeks harga pada tahun yang tersedia (Timmerhaus, 004) Faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat) Tabel LE. Harga Indeks Marshall dan Swift Tahun Indeks (Y1) X X 1 1 Y 1 X1.Y Total (Timmerhaus, 004) Untuk menentukan indeks harga pada tahun 007 digunakan metode regresi koefisien korelasi:

231 r [ n ΣX i Yi ΣX i ΣYi ] ( ΣX ) n ΣY ( n ΣX ) ( ( ΣY ) ) i i Dengan memasukkan harga-harga pada Tabel LE, maka diperoleh harga koefisien korelasi: r [( 14)( 11004) ( 105)( 14184) ] ( 14)( 1015) ( 105) [ ] [( )( ) ( 14184) ] i i 0, Harga koefisien yang mendekati +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linier antar variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah persamaan regresi linier. Persamaan umum regresi linier, Y a + b X dengan: Y indeks harga pada tahun yang dicari (007) X variabel tahun ke n 1 a, b tetapan persamaan regresi Untuk mengetahui harga indeks tahun yang diinginkan, lebih dahulu dicari tetapan a dan b. a Y b X b ( n ΣX Y ) ( ΣX ΣY ) i i i ( n ΣX ) ( ΣX ) i i i Jika disubstitusikan harga pada Tabel LE, diperoleh harga: ( 14)( 11004) ( 105)( 14184) b 16, ( )( ) ( ) ΣYi Y 101,14857 n 14 ΣX i 105 X 7,85 n 14 Maka, a 101,14857 (16, )(7,85) 881,19846 Sehingga persamaan regresi liniernya adalah: Y a + b X Y 881, , X

232 Dengan demikian, harga indeks pada tahun 007 (X 19) adalah: Y 881, , (19) Y 1.00,56 Harga faktor eksponensial (m) kapasitas yang digunakan adalah harga eksponen Marshall & Swift yang dapat dilihat pada buku Plant Design and Ecomics for Chemical Engineers, Timmerhaus, 004, dan untuk alat yang tidak tersedia faktor eksponensialnya dianggap 0,6 (Timmerhaus, 004). Contoh perhitungan harga peralatan: Tangki timbun biodiesel (T-05) X 1,9407 m X m C y US$ I x 1.00,56 I y 746 m 0,57 (Timmerhaus, 004) Maka, C x , ,56 US$ x US$.779,5 x Rp 9.414,-/US$ Rp ,- Dengan cara yang sama diperoleh perkiraan harga alat lainnya yang dapat dilihat pada tabel LE- perincian harga berikutnya.

233 Tabel LE. Daftar Perkiraan Harga Peralatan No. Jenis Alat Kode Harga/unit Harga Total Unit Alat (Rp) (Rp) 1 Pompa 1 P-101,000,000 6,000,000 Pompa P-10 1,000,000,000,000 Pompa P-10 1,000,000,000,000 4 Pompa 4 P-104 1,000,000,000,000 5 Pompa 5 P-105 1,000,000,000,000 6 Pompa 6 P-106 1,000,000,000,000 7 Pompa 7 P-107 1,000,000,000,000 8 Pompa 8 P-108 1,000,000,000,000 9 Pompa 9 P-109 1,000,000,000, Pompa 10 P-110 1,000,000,000, Pompa Utilitas 1 PU-01 1,000,000,000,000 1 Pompa Utilitas PU-0 1,000,000,000,000 1 Pompa Utilitas PU-0 1,000,000,000, Pompa Utilitas 4 PU-04 1,000,000,000, Pompa Utilitas 5 PU-05 1,000,000,000, Pompa Utilitas 6 PU-06 1,000,000,000, Pompa Utilitas 7 PU-07 1,000,000,000, Pompa Utilitas 8 PU-08 1,000,000,000, Pompa Utilitas 9 PU-09 1,000,000,000,000 0 Pompa Utilitas 10 PU-10 1,000,000,000,000 1 Pompa Utilitas 11 PU-11 1,000,000,000,000 Pompa Utilitas 1 PU-1 1,000,000,000,000 Pompa Utilitas 1 PU-1 1,000,000,000,000 4 Pompa Utilitas 14 PU-14 1,000,000,000,000 5 Pompa Utilitas 15 PU-15 1,000,000,000,000 6 Pompa Utilitas 16 PU-16 1,000,000,000,000 7 Pompa Utilitas 17 PU-17 1,000,000,000,000 8 Pompa Utilitas 18 PU-18 1,000,000,000,000

234 Tabel LE. Daftar Perkiraan Harga Peralatan (Lanjutan) No. Jenis Alat Kode Alat Unit Harga/unit (Rp) Harga Total (Rp) 9 Bucket Elevator KOH B ,417,066 6,417,066 0 Bucket Elevator Biji Jarak B ,417,066 6,417,066 1 Screw Press SP ,50,000 5,50,000 Vibrating Filter VP ,469,00 14,469,00 Tangki Umpan T ,15,17 60,15,17 4 Tangki Minyak Jarak T-0 505,84,6 1,010,769,66 5 Tangki Metanol T ,689,65 04,689,65 6 Tangki Air Pencuci T ,4,988 69,4,988 7 Tangki Biodiesel T ,000,45 18,000,45 8 Tangki Gliserol Kotor T-06 8,84, ,769,11 9 Mixer I M ,91,147 1,91, Mixer II M-0 1 1,496,544 1,496, Reaktor R ,400, ,400,051 4 Dekanter I ST ,49,96 1,49,96 4 Dekanter II ST ,116,40 5,116,40 44 Heater I E ,580,70 70,580,70 45 Heater II E ,996,69 8,996,69 46 Kondensor C ,505,64 46,505,64 47 Cooler C ,400,55 5,400,55 48 Flash Drum I D ,797,111 59,797, Flash Drum II D ,741,55 48,741,55 50 Tangki Pelarutan Alum TP ,514,000 1,514, Tangki Pelarutan Na CO TP-0 1 1,514,000 1,514,000 5 Tangki Pelarutan NaCl TP-0 1 1,514,000 1,514,000 5 Tangki Pelarutan NaOH TP ,514,000 1,514, Tangki Pelarutan Kaporit TP ,514,000 1,514, Tangki Utilitas I TU ,05,9 14,05,9 56 Tangki Utilitas II TU ,47,406 11,47,406

235 Tabel LE. Daftar Perkiraan Harga Peralatan (Lanjutan) No. Jenis Alat Kode Harga/unit Harga Total Unit Alat (Rp) (Rp) 57 Clarifier CL ,1,885 16,1, Sand Filter SF ,888,695 69,888, Cation Exchanger CE ,74,085 1,74, Anion Exchanger AE ,74,085 1,74, Deaerator DE ,475,000 51,475,000 6 Water Cooling Tower WCT 1 9,064,89 9,064,89 6 Ketel Uap KU 1 85,50,000 85,50, Bak Penampung BP ,000,000 5,000,000 Total 5,147,10,46 Untuk harga alat sampai di lokasi pabrik ditambah biaya sebagai berikut : Biaya transportasi : 0,5% PPN : 10% PPh : 10% Biaya gudang pelabuhan : 0,5% Biaya administrasi : 0,5% Biaya tak terduga : 0,5% (Timmerhaus, 004) Total : % Harga alat sampai dilokasi pabrik : 1, x Rp ,- Rp ,- Biaya pemasangan Diperkirakan 10% dari total harga peralatan (Timmerhaus, 004) 0,1 x Rp ,- Rp ,- c. Harga Peralatan Proses Terpasang (HPPT) Rp ,- + Rp ,- Rp ,-

236 d. Harga Alat Instrumentasi Dan Kontrol Diperkirakan sebesar 10 % dari total HPPT (Timmerhaus, 004) 0,1 x Rp ,- Rp ,- e. Biaya Perpipaan Diperkirakan sebesar 55 % dari HPPT (Timmerhaus, 004) 0,55 x Rp ,- Rp ,- f. Biaya Instalasi Listrik Diperkirakan sebesar 0 % dari HPPT (Timmerhaus, 004) 0, x Rp ,- Rp ,- g. Biaya Insulasi Diperkirakan sebesar 10 % dari HPPT (Timmerhaus, 004) 0,1 x Rp ,- Rp ,- h. Biaya Inventaris Kantor Diperkirakan sebesar 5 % dari HPPT (Timmerhaus, 004) 0,05 x Rp ,- Rp ,- i. Biaya Perlengkapan Pemadam Kebakaran Diperkirakan sebesar 5 % dari HPPT (Timmerhaus, 004) 0,05 x Rp ,- Rp ,-

237 j. Biaya Sarana Transportasi Tabel LE.4 Daftar Jenis Kendaraan Fasilitas Kendaraan Unit Merek Harga (Rp) Total Mobil Direktur 1 Toyota Forturner Mobil Manajer Kijang Inova Mobil Kepala Bagian 7 Panther Touring Bus Karyawan Bus Truk Mitsubishi PS Ambulance 1 L TOTAL Total MITL a + b + c + d + e + f + g + h + i + j Rp ,- E.1. Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL) a. Pra Investasi Diperkirakan sebesar 5 % dari MITL (Timmerhaus, 004) 0,05 x Rp Rp ,- b. Engineering Dan Supervisi Diperkirakan sebesar 5 % dari MITL (Timmerhaus, 004) 0,05 x Rp Rp ,- c. Biaya Kontraktor Diperkirakan sebesar 5 % dari MITL (Timmerhaus, 004) 0,05 x Rp Rp ,- d. Biaya Tak Terduga Diperkirakan sebesar 5 % dari MITL (Timmerhaus, 004) 0,05 x Rp Rp ,- Total MITTL a + b + c + d Rp ,-

238 Total MIT MITL + MITTL Rp ,- + Rp ,- Rp ,- E. Modal Kerja (Working Capital) Modal kerja Pabrik Pembuatan Biodiesel dari biji jarak dihitung untuk pengoperasian pabrik selama bulan (90 hari) E..1 Persediaan Bahan Baku Proses a. Biji jarak pagar Kebutuhan 945,6565 Kg/jam Harga Rp 600,-/Kg ( Harga total 90 hari x 4 jam/hari x.945,6565 Kg/jam x Rp 600,-/Kg Rp ,- b. KOH Kebutuhan 10,78 Kg/jam Harga Rp ,-/Kg (Rudang Jaya, 007) Harga total 90 hari x 4 jam/hari x 10,78 Kg/jam x Rp ,-/Kg Rp ,- c. Metanol Kebutuhan 19,8176 Kg/jam Harga Rp, 7500-/liter Rp ,-/Kg (Rudang Jaya, 007) Harga total 90 hari x 4 jam/hari x 19,8176 kg/jam x Rp 9.481,-/Kg Rp ,- E.. Persediaan Bahan Baku Utilitas a. Solar Kebutuhan 1, liter/jam Harga Rp 5.00,-/ltr (Pertamina, 006) Harga total 90 hari x 4 jam/hari x 1, ltr/jam x Rp 5.00,-/ltr Rp ,-

239 b. Kaporit Kebutuhan 0,00165 Kg/jam Harga Rp 8.000,-/Kg (Rudang Jaya, 007) Harga total 90 hari x 4 jam/hari x 0,00165 Kg/jam x Rp 8.000,-/Kg Rp 8.51,- c. NaOH Kebutuhan 0,074 Kg/hari Harga Rp.000,-/Kg (Rudang Jaya, 007) Harga total 90 hari x 0,074 Kg/hari x Rp.000,-/Kg Rp 54.5,- d. NaCl Kebutuhan 0,041 Kg/hari Harga Rp 6000,-/Kg (Brata Chem, 007) Harga total 90 hari x 0,041 Kg/hari x Rp 6000,-/kg Rp ,- e. Al (SO 4 ) Kebutuhan 0,98 Kg/jam Harga Rp 000,-/Kg (Rudang Jaya, 007) Harga total 90 hari x 4 jam/hari x 0,98 Kg/jam x Rp 000,-/Kg Rp ,- f. Na CO Kebutuhan 0,05 Kg/jam Harga Rp 6.000,-/Kg (Rudang Jaya, 007) Harga total 90 hari x 4 jam/hari x 0,05 Kg/hari x Rp 6.000,-/Kg Rp ,- Total biaya bahan baku proses dan utilitas selama bulan Rp ,- Total biaya bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun 1/ x ,- Rp ,-

240 E.. Kas Sistem upah untuk karyawan pada saat pendirian pabrik hanya diperuntukkan pada karyawan yang terlibat pada unit unit vital pendirian pabrik Tabel LE.5 Jumlah Karyawan yang Terlibat dalam Pendirian Pabrik Jabatan Jumlah Gaji/bulan (Rp) Gaji total/bulan (Rp) Direktur 1 8,500,000 8,500,000 Manager produksi 1 5,500,000 5,500,000 Manager teknik 1 5,500,000 5,500,000 Kabag produksi 1 4,500,000 4,500,000 Kabag R&D 1 4,500,000 4,500,000 Kabag Utilitas 1 4,500,000 4,500,000 Kabag Teknik 1 4,500,000 4,500,000 Kasie R&D 1,000,000,000,000 kasie QC 1,000,000,000,000 Kasie proses 1,000,000,000,000 Kasie limbah 1,000,000,000,000 Kasie Pengolahan air 1,000,000,000,000 Kasie mesin 1,000,000,000,000 Kasie Listrik 1,000,000,000,000 Kasie maintenance 1,000,000,000,000 Karyawan produksi 16 1,500,000 4,000,000 Karyawan teknik 6 1,500,000 9,000,000 Karyawan utilitas 1,500,000 4,500,000 Karyawan R&D 5 1,500,000 7,500,000 Karyawan QC 5 1,500,000 7,500,000 Total ,000,000 Gaji 1 Bulan Rp 114,000,000,- Gaji Bulan Rp 4, ,-

241 Jumlah karyawan keseluruhan dalam Pabrik Pembuatan Biodiesel Dari Biji Jarak Pagar adalah sebagai berikut. Tabel LE.6 Jumlah Karyawan Keseluruhan dalam Pabrik Jabatan Jumlah Gaji/bulan (Rp) Gaji total/bulan (Rp) Direktur 1 8,500,000 8,500,000 Manager produksi 1 5,500,000 5,500,000 Manager teknik 1 5,500,000 5,500,000 Manager umum dan keuangan 1 5,500,000 5,500,000 Kabag produksi 1 4,500,000 4,500,000 Kabag R&D 1 4,500,000 4,500,000 Kabag Utilitas 1 4,500,000 4,500,000 Kabag Teknik 1 4,500,000 4,500,000 Kabag Adm dan keu 1 4,500,000 4,500,000 Kabag umum dan personalia 1 4,500,000 4,500,000 Kabag Pemasaran 1 4,500,000 4,500,000 Kasie R&D 1,000,000,000,000 kasie QC 1,000,000,000,000 Kasie proses 1,000,000,000,000 Kasie limbah 1,000,000,000,000 Kasie Pengolahan air 1,000,000,000,000 Kasie mesin 1,000,000,000,000 Kasie Listrik 1,000,000,000,000 Kasie maintenance 1,000,000,000,000 kasie kepegawaian 1,000,000,000,000 kasie keamanan 1,000,000,000,000 kasie Humas 1,000,000,000,000 kasie kesehatan 1,000,000,000,000 kasie adm 1,000,000,000,000

242 Tabel LE.6 Jumlah Karyawan Keseluruhan dalam Pabrik (Lanjutan) Jabatan Jumlah Gaji/bulan (Rp) Gaji total/bulan (Rp) kasie keuangan 1,000,000,000,000 sekretaris 1,000,000,000,000 karyawan produksi 16 1,500,000 4,000,000 karyawan teknik 6 1,500,000 9,000,000 karyawan utilitas 1,500,000 4,500,000 karyawan R&D 5 1,500,000 7,500,000 karyawan QC 5 1,500,000 7,500,000 karyawan adm dan keu 5 1,500,000 7,500,000 karyawan pemasaran dan personalia 8 1,500,000 1,000,000 karyawan kesehatan 1,500,000 4,500,000 petugas keamanan 5 1,500,000 7,500,000 karyawan transportasi 6 1,000,000 6,000,000 karyawan kebersihan ,000 8,000,000 Total ,500,000 Gaji karyawan dibayar setiap tanggal 8 setiap bulannya, jika tanggal 8 merupakan hari libur maka penerimaan gaji dimajukan 1 hari a. Biaya administrasi umum Diperkirakan sebesar 5 % dari gaji bulan (Timmerhaus, 004) 0,05 x Rp ,- Rp ,- b. Biaya Pemasaran Diperkirakan sebesar 5 % dari gaji bulan (Timmerhaus, 004) 0,05 x Rp ,- Rp ,- Total Biaya Kas Gaji karyawan + biaya administrasi umum + pemasaran Rp ,-

243 E..4 Biaya Start Up Diperkirakan sebesar 1% dari MIT (Timmerhaus, 004) 0,01 x Rp ,- Rp ,- E..5 Piutang Dagang IP PD x HPT 1 Dimana : PD : Piutang dagang IP : Jangka waktu kredit yang diberikan (1 bulan) HPT : Hasil penjualan 1 tahun Produksi Biodiesel 1010,101 kg/jam Densitas biodiesel 0,88 kg/liter 1.147,84 liter/jam Harga produk Biodiesel diperkiran lebih rendah dari harga solar industri Rp.800,-/liter Harga Produk gliserol Harga Ampas Rp 1.000,-/kg Rp 00,-/kg liter 4 jam Harga Biodiesel 1.147,84 x xrp..800/ literx0hari jam hari Harga Penjualan Gliserol Harga Penjualan Ampas Rp ,- 48,6704 kg jam Rp ,- 4 jam x xrp.1000/ literx0hari hari kg 4 jam 176,87 x xrp.00 / kg x0hari jam hari Rp ,- Harga Penjualan Tahunan Harga biodiesel + harga gliserol + harga ampas HPT Rp , Rp ,-

244 Piutang dagang (PD) 1 x Rp ,- 1 Rp ,- Tabel LE.7 Perincian Modal Kerja (Working Capital) No. Jenis biaya Jumlah (Rp) 1. Bahan baku dan utilitas Kas Start up Piutang dagang Total Total Modal Investasi MIT + Modal kerja Rp ,- + Rp ,- Rp ,- Modal Berasal Dari : Modal sendiri 60% dari total modal investasi 0,6 x Rp ,- Rp ,- Modal pinjaman bank 40% dari total modal investasi 0,4 x Rp ,- Rp ,- E. Biaya Produksi Total E..1 Biaya Tetap (Fixed Cost /FC) Adalah biaya yang tidak tergantung dari jumlah poduksi a. Gaji Tetap Karyawan gaji tetap tiap bulan + bulan gaji sebagai tunjangan Rp ,- + Rp ,- Rp ,- b. Bunga Pinjaman Bank Diperkirakan 15 % dari modal pinjaman bank 0,15 x Rp ,- Rp ,-

245 c. Depresiasi / Amortisasi Depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol rumus : (P L) D n Dimana : D : Depresiasi per tahun P : Harga awal peralatan L : Harga akhir peralatan n : Umur peralatan (tahun) Semua modal investasi tetap langsung (MITL) kecuali tanah mengalami penyusutan disebut depresiasi dan modal investasi tetap tidak langsung (MITTL) juga mengalami penyusutan yang disebut amortisasi. Tabel LE.8 Perkiraan Biaya Depresiasi Komponen Biaya umur depresiasi Bangunan Peralatan proses dan utilitas Peralatan instrumen dan kontrol Perpipaan Instalasi listrik Insulasi Investasi kantor Perlengkapan kebakaran Sarana transportasi Total Biaya Amortasi Biaya Amortasi diperkirakan 10 % dari MITTL 0,1 x Rp ,- Rp ,- Total Biaya Deprisiasi dan Amortasi Rp ,- + Rp ,- Rp ,-

246 d. Biaya Tetap Perawatan Perawatan mesin dan alat-alat proses Diperkirakan sebesar 10 % dari HPPT (Timmerhaus, 004) 0,1 x Rp ,- Rp ,- Perawatan bangunan Diperkirakan sebesar 5 % dari harga bangunan (Timmerhaus, 004) 0,05 x Rp ,- Rp ,- Perawatan kendaraan Diperkirakan sebesar 10 % dari harga kendaraan (Timmerhaus, 004) 0,1 x ,- Rp ,- Perawatan instrumentasi dan alat kontrol Diperkirakan sebesar 10 % dari harga instrumentasi dan alat kontrol 0,1 x Rp ,- (Timmerhaus, 004) Rp ,- Perawatan perpipaan Diperkirakan sebesar 10 % dari harga perpipaan (Timmerhaus, 004) 0,1 x Rp ,- Rp ,- Perawatan instalasi listrik Diperkirakan sebesar 10 % dari harga instalasi listrik (Timmerhaus, 004) 0,1 x Rp ,- Rp ,-

247 Perawatan insulasi Diperkirakan sebesar 10 % dari harga insulasi (Timmerhaus, 004) 0,1 x Rp ,- Rp ,- Perawatan inventaris kantor Diperkirakan sebesar 10 % dari harga inventaris kantor 0,1 x Rp ,- (Timmerhaus, 004) Rp ,- Perawatan perlengkapan kebakaran Diperkirakan sebesar 10 % dari harga perlengkapan kebakaran 0,1 x Rp ,- (Timmerhaus, 004) Rp ,- Total biaya perawatan Rp ,- e. Biaya Tambahan (Plant Overhead Cost) Diperkirakan sebesar 5% dari MIT (Timmerhaus, 004) 0,05 x Rp ,- Rp ,- f. Biaya Administrasi Umum Diperkirakan sebesar 15 % dari biaya tambahan (Timmerhaus, 004) 0,15 x Rp ,- Rp ,- g. Biaya Pemasaran Dan Distribusi Diperkirakan sebesar 0% dari biaya tambahan (Timmerhaus, 004) 0, x Rp Rp ,- Rp ,-

248 h. Biaya Laboratorium Penelitian Dan Pengembangan Diperkirakan sebesar 15% dari biaya tambahan (Timmerhaus, 004) 0,15 x Rp ,- Rp ,- i. Biaya Asuransi Biaya Asuransi terdiri sebesar 6,8 % (Jamsostek, 007) 4,8 % ditanggung oleh perusahaan dan % ditanggung karyawan Asuransi Pabrik diperkirakan sebesar 4,8 % dari MIT 0,048 x Rp ,- Rp ,- Asuransi Karyawan diperkirakan sebesar % dari total gaji 0,0 x Rp ,- Rp ,- Total biaya asuransi Rp ,- Tabel LE.9 Perincian Biaya Tetap (Fixed Cost) No Jenis Biaya Jumlah (Rp) 1 Gaji karyawan Bunga pinjaman bank Depresiasi & amortisasi Perawatan Tambahan Administrasi umum Pemasaran dan distribusi Lab dan litbang Asuransi Total E.. Biaya Variabel (Variabel Cost) a. Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun 0, x Rp ,- Rp ,-

249 b. Biaya Variabel Lainnya Diperkirakan sebesar 0 % dari biaya tambahan 0, x Rp ,- Rp ,- Total biaya variabel Rp ,- Total Biaya Produksi Fixed Cost + Variabel Cost Rp ,- + Rp ,- Rp ,- E.4 Perhitungan Rugi / Laba Usaha a. Laba Sebelum Pajak Laba Sebelum Pajak Total Penjualan Total Biaya Produksi Rp ,- Rp ,- Rp ,- b. Pajak penghasilan Berdasarkan Kep. Menteri keuangan RI tahun 000, pasal 17 tarif pajak penghasilan adalah : Penghasilan dikenakan pajak sebesar 10 % Penghasilan dikenakan pajak sebesar 15 % Penghasilan diatas dikenakan pajak sebesar 0 % Maka perincian pajak penghasilan (PPh) : 0,1 x Rp , ,- 0,15 x (Rp Rp ) ,- 0,0 x (Rp ,- Rp ) , ,- Laba Setelah Pajak Laba Sebelum Pajak PPh Rp ,- Rp ,- Rp ,-

250 E.5 Analisa Aspek Ekonomi a. Profit Margin (PM) PM Laba Sebelum Pajak Total Penjualan x 100% PM x 100% PM 4,95% b. Break Event Point (BEP) BEP Biaya Tetap Total Penjualan Biaya Variabel x 100% BEP x 100% BEP 45,15% Kapasitas produksi pada titik BEP : 0,4515 x 8000 ton 61 ton 4104,54 kiloliter Nilai penjualan pada titik BEP : 4104,54 kiloliter x 1000 liter/kiloliter x Rp.800-/liter Rp ,- Nilai penjualan pada titik BEP Rp ,- c. Return of Invesment (ROI) ROI Laba Setelah Pajak Total Modal Investasi x 100% ROI x 100% ROI 1,56%

251 d. Pay Out Time (POT) 1 POT x 1 th n ROI 1 POT x 1 thn 0,156 POT 4, 64 tahun e. Return of Network (RON) RON Laba Setelah Pajak Modal Sendiri x 100% RON x 100% RON 5,9% f. Internal Rate Of Return (IRR) Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut Cash Flow. Untuk memperoleh cash flow diambil ketentuan sebagai berikut : Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan sebesar 10% tiap tahun Masa pembangunan disebut tahun ke nol Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke 10 Cash flow laba setelah pajak + depresiasi Dari tabel LE. 10 penentuan net cash flow untuk menghitung IRR diperoleh : Nilai IRR 1,09%

252 Penjualan Biaya tetap Biaya variabel Biaya produksi BEP 45,15% Rupiah Kapasitas Produksi (%) Gambar LE.1 Break Even Chart Pabrik Pembuatan Biodiesel Dari Jarak Pagar

253 Tabel LE. 10. Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) Thn Laba Sebelum Pajak Pajak Laba Sesudah Pajak Depresiasi Amortisasi Total Net Cash Flow P/F pada i 1% PV pada i 1% P/F pada i % PV pada I % (60,19,014,795) 1 (60,19,014,795) 1 (60,19,014,795) 1 18,514,497,618 5,56,849,85 1,977,648,,9,676,69 770,80,446,100,496,715 16,078,145, ,7,9, ,180,41,914 0,65,947,80 6,090,54,14 14,75,41,165,9,676,69 770,80,446,100,496,715 17,75,909, ,15,1, ,97,400,069,40,54,118 6,699,587,65 15,70,954,48,9,676,69 770,80,446,100,496,715 18,80,451, ,64,185, ,175,57,10 4 4,64,796,0 7,69,546,98 17,7,49,90,9,676,69 770,80,446,100,496,715 0,7,746, ,918,08, ,710,81, ,107,075,96 8,106,501,08 19,000,574,9,9,676,69 770,80,446,100,496,715,101,071, ,78,710, ,514,976,68 6 9,817,78,559 8,917,151,14 0,900,6,415,9,676,69 770,80,446,100,496,715 4,001,19, ,749,018, ,57,01,70 7,799,561,915 9,808,866,56,990,695,657,9,676,69 770,80,446,100,496,715 6,091,19, ,940,894, ,76,598,70 8 6,079,518,106 10,789,75,88 5,89,765,,9,676,69 770,80,446,100,496,715 8,90,61, ,7,99, ,080,19, ,687,469,917 11,868,78,170 7,818,741,745,9,676,69 770,80,446,100,496,715 0,919,8, ,71,67, ,541,4, ,656,16,908 1,055,600,987 0,600,615,919,9,676,69 770,80,446,100,496,715,701,11, ,64,86, ,098,480, ,554,94 (1,645,066,98) ( ) 1,09% IRR 1% + ( % 1% )

254 STRUKTUR ORGANISASI PERUSAHAAN PABRIK PEMBUATAN BIODIESEL DARI JARAK PAGAR (JATHROPA CURCAS LINN) RUPS Garis komando Garis kordinasi Direktur Dewan Komisaris Sekretaris Manajer Produksi Manajer Teknik Manajer Umum dan Keuangan Kabag. R & D Kabag. Produksi Kabag. Utilitas Kabag. Teknik Kabag. Pemasaran Kabag. Personalia Kabag. Keuangan Kasie Lab R&D Kasie Proses Kasie QC/QA Kasie Limbah Kasie Pengolahan Air Kasie Mesin Kasie Listrik/ Instrumentasi Kasie Maintenance Kasie Pembelian Kasie Pemasaran Kasie Humas Kasie Kepegawaian Kasie Keamanan Kasie Kesehatan Kasie Administrasi Kasie Keuangan K A R Y A W A N Gambar 9.1 Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan Biodiesel dari Jarak Pagar

255 No. KETERANGAN TATA LETAK PABRIK 1. POS JAGA N.. 4. TEMPAT PARKIR RUMAH TIMBANGAN BENGKEL W S E PEMBANGKIT LISTRIK 6. PERKANTORAN LABORATORIUM RUANG KONTROL DAERAH PROSES PARIT PENGOLAHAN LIMBAH PENGOLAHAN AIR PEMBANGKIT UAP DAERAH PERLUASAN GUDANG PERALATAN PARIT GUDANG BAHAN BAKU PENOLONG KANTIN & POLIKLINIK PERPUSTAKAAN TEMPAT IBADAH TAMAN LAPANGAN JALAN 1 Tanpa Skala Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biodiesel dari Biji Jarak Pagar (Jathropa Curcas Linn )

256 Perhitungan Temperatur Flash Drum Metil ester Gliserol Metanol Air Sabun KOH Trigliserida 11 1 Flash Drum 1 Metanol Air Metil ester Gliserol Metanol Air Sabun KOH Trigliserida Diketahui komposisi NO KOMPONEN Masuk (Kg) Keluar (Kg) Alur 11 Alur 1 Alur 1 1. J. Metil Ester 987, ,757. Gliserol 106, ,1591. CH OH 81,591 81,58 0, H O,54 0,165, Sabun 0,9864-0, KOH 4,576-4, Trigliserida 40,951-40,951 Jumlah 155,49 81, , ,49 Titik didih masing-masing komponen : Metil ester 609,07 0 C Trigliserida 985,99 C Sabun 610,15 C Air 100 C Metanol 64,7 0 0 C 0 0

257 Dari grafik hanya metanol dan air yang memiliki data tekanan uap (Chemstation, 00) Sehingga : Xi Zi[(1+D/W)/(1+Ki. D/W)] Yi Zi[(1+W/D)/(1+W/KiD)] Dimana : Zmetanol,56 kmol 0,9% Zair 0,18 kmol 0,07% Xi 100Zi/(1+99.Ki) Yi 1,01Zi/(1+0,01/Ki) Diinginkan 99,99% metanol dari umpan. Tekanan operasi (Pt) 1 atm 1015 Pa Tebakan awal 80 0 C 5 0 K Didapat data dari grafik nilai tekanan uap P Ki, YiD, XiW. Komponen P v i (Pa) v i Ki P. dari tekanan uap tersebut didapat harga v i /Pt YiD XiW Metanol ,7698 0,94 0,58 Air ,466 0,069 0,148 Total 1,00 0,676 Karena hasil yang didapat Yi lebih dari 1 maka Trial kedua 70,69 0 C Didapat data dari grafik nilai tekanan uap P Ki, YiD, XiW. Komponen P v i (Pa) v i Ki P. dari tekanan uap tersebut didapat harga v i /Pt YiD XiW Metanol ,55 0,91 0,745 Air 194, 0,15 0,068 0,175 Total 0,999 0,96 Nilai Yi dan Xi sudah mendekati 1 sehingga T flash 70,69 0 C telah memenuhi kriteria kesetimbangan.

258 PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN BIODIESEL DARI BIJI JARAK PAGAR (JATROPHA CURCAS LINN) KAPASITAS 8000 TON/TAHUN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Sains Terapan Disusun Oleh : HENRIQUES W. S. PANDIA NIM PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 007

259 Metanol Katalis Pencampuran katalisis Pemurnian Recovery Metanol Metil Ester Recovery Metanol Tranesterifikasi Biodisel Kasar Metanol Netralisasi Separasi Gliserin Diagram Alir Proses Biodisel

260 Kondensat Air Pendingin Bekas CL-01 FC FC Lumpur FC PU-01 BP-101 PU-0 FC PU-05 Al(SO4) TP-01 PU-0 FC NaCO TP-0 PU-04

261 FC FC FC FC WCT PU-18 CL-01 SF-01 PU-08 CE-01 PU-11 AE-01 FC NaCl PU-1 FC NaOH FC Lumpur FC TU-01 PU-09 TP-0 PU-10 TP-04 PU-19 PU-05 FC PU-07 TU-0 FC FC PU-17 Kaporit FC PU-06 TP-05 PU-16 Keterangan : AE Anion Exchanger CE Cation Exchanger CL Clarifier WCT Water Cooling Tower DE Deaerator BP Bak Pengendapan KU Ketel Uap PU Pompa Utilitas SC Screening SF Sand Filter TP Tangki Pelarut TU Tangki Utilitas

262 Air Pendingin Steam FC KU FC WCT PU PU-1 DE-01 FC NaOH FC PU-1 FC PU-14 TB-01 FC PU-15 Generator PU-10 TP-04 FC Air Domestik PU-17 Air Proses DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN DIAGRAM ALIR PENGOLAHAN AIR PABRIK PEMBUATAN BIODIESEL DARI BIJI JARAK PAGAR (JATROPHA CURCAS LINN) PRA- RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN BIODIESEL DARI BIJI JARAK PAGAR (JATROPHA CURCAS LINN) DENGAN KAPASITAS 8000 TON/TAHUN Skala : Tanpa Skala Tanggal Tanda Tangan Digambar Nama : Henriques W. S. Pandia Diperiksa/ Disetujui NIM : Nama : Dr. Eng. Ir. Irvan, MT NIP : Nama : Ir. Indra Surya, MSc NIP :