INTI SARI. pengolahan 5 ton/jam. Pabrik beroperasi 24 jam sehari dengan hari kerja 330 hari. Hasil evaluasi ekonomi adalah sebagai berikut :

Transkripsi

1 INTI SARI Pra Rancangan Pabrik Pembuatan minuman yoghurt ini dengan kapasitas pengolahan 5 ton/jam. Pabrik beroperasi 4 jam sehari dengan hari kerja 0 hari pertahun. Pabrik ini direncanakan didaerah Galang Sumatera Utara, dengan luas lahan 0.80 m, dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) dan bentuk organisasi garis, dengan tenaga kerja sebanyak 150 orang. Hasil evaluasi ekonomi adalah sebagai berikut : Total modal investasi = Rp ,- Biaya Produksi (BP) = Rp ,- Hasil Penjualan = Rp ,- Laba bersih = Rp ,- Break Event Point (BEP) = 17,7% Return on Investment (ROI) = 8,4% Return on Network (RON) = 7,78% Pay Out Time (POT) =,5 Tahun Internal rate of return (IRR) = 5,1% Profit Margin (PM) = 5,69% Dari hasil evaluasi konomi, maka dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan minuman yoghurt ini layak untuk didirikan.

2 Tabel LE.8 Penentuan Net Cash Flow Untuk Menghitung IRR Tahun ke Laba kotor Pajak Depresiasi Laba bersih Net Cash Flow P/F, I = 5% PV pada 5% P/F, I = 6% PV pada 6% (71,60,569,977) 1 (71,60,569,977) 1 9,09,440,467 87,610,,140 4,79,188,00 04,48,08,7 08,861,96, ,71,145, ,574,556,70 1,01,684,514 96,71,55,54 4,79,188,00 4,90,49,160 9,09,617, ,81,46, ,977,950,56 5,41,85, ,008,80,889 4,79,188,00 47,4,47,076 51,80,660, ,4,0, ,10,19, ,775,08,6 116,609,18,978 4,79,188,00 7,165,819,8 76,545,007, ,58,915, ,87,000,7 5 47,65,54,088 18,70,140,876 4,79,188,00 99,8,401,1 0,761,589, ,74,95, ,88,744, ,417,796,97 141,097,154,964 4,79,188,00 9,0,641,,699,89, ,15,605, ,77,86, ,459,575,96 155,06,870,460 4,79,188,00 6,5,705,466 66,61,89, ,86,57, ,604,76, ,05,5, ,77,557,506 4,79,188,00 98,477,976,01 40,857,164, ,515,810, ,4,95, ,16,086, ,800,1,57 4,79,188,00 48,5,77,614 44,704,961, ,74,0, ,814,048, ,78,695,558 06,580,44,58 4,79,188,00 48,158,50, ,57,59, ,197,955, ,476,46,815 TOTAL,70,59,86 (17,767,755,49) IRR = 5% + x (6% 5%) ( ) = 5,1%

3 Nilai (Milyar Rupiah) Total Penjualan Biaya Variabel Biaya Tetap Biaya Produksi BEP Kapasitas Produksi (%) Gambar LE.1 Grafik Break Event Point Pabrik Pembuatan Yoghurt dari Kacang Kedelai

4 LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA 1. Hammer Mill (C-110) Di dalam hammer mill kacang kedelai akan dikupas, cangkang dan biji akan terpisah. Kacang kedelai (baku) F 1 = 5000 kg/jam 1 Hammer Mill Kernel -Kernel F = 48% F 1 Cangkang F = 5% F 1 Komposisi kacang kedelai yang digunakan sebagai bahan terdiri dari 5 % (berat) cangkang dan 48 % (berat) biji kacang kedelai. (Gumbira Sa id, 1996) Neraca Total : F 1 = F + F F = 0,5 x 5000 kg/jam = 600 kg/jam F = 0,48 x 5000 kg/jam = 400kg/jam. Bak Perendaman I (F-10) Kacang kedelai direndam dalam air panas (80 90 o C) selama 0 menit. LA-1

5 Air F 4 = F 4 Kernel F = 400 kg/jam Bak Perendaman 1 6 Kernel -Kernel F = 400 kg/jam 5 Air F 5 = F 4 Perbandingan Air pencuci dan kernel adalah : 1. (Alfi, Y. dkk, Penelitian 006) Diasumsikan Air pencuci terbuang keseluruhan F 4 = F 5 Neraca Total : F + F 4 = F 5 + F 6 F + F = F + F 6 F = F 6 = 400 kg/jam F 4 = F = x 400 kg/jam = 4800 kg/jam F 5 = F 4 = 4800 kg/jam. Bak Perendaman II (F-150) Kacang kedelai direndam dengan campuran air dan NaHCO 0,5 %, dengan perbandingan : 1 selama 15 menit. (Alfi, Y. dkk, Penelitian 006)

6 Air 99,5% NaHCO 0,5% F 7 = F 6 Kernel 100% F 6 = 400 kg/jam Bak Perendaman Kernel -Kernel F 9 = F 6 8 Air F 8 = F 7 Neraca Total : F 6 + F 7 = F 8 + F kg/jam + F 6 = F 6 + F 9 F 9 = 400 kg/jam F 7 = x 400 kg/jam = 700 kg/jam Komposisi F 7 : Air 99,5 % F 7 = 0,995 x 700 kg/jam = 7164 kg/jam NaHCO 0,5 % F 7 = 0,005 x 700 kg/jam = 6 kg/jam F 8 = F 7 = 700 kg/jam 4. Bak Pencuci (F-160) Kacang kedelai dicuci dan dibersihkan dengan menggunakan air bersih, dengan perbandingan antara air dan kacang kedelai 1 : 1. (Alfi, Y. dkk, Penelitian 006).

7 Air F 9 = F Kernel F 9 = 400 kg/jam 9 Bak Pencuci 11 Kernel -Kernel F 9 = F 11 1 Air F 10 = F 1 Neraca Total : F 9 + F 10 = F 11 + F 1 F 9 = F 10 = F 11 = F 1 = 400 kg/jam 5. Tangki Rebus (Q-170) Kacang kedelai yang sudah dicuci kemudian direbus. Jumlah air yang dibutuhkan untuk perebusan 1 : 1. (Alfi, Y. dkk, Penelitian 006) Air F 1 = F 11 1 Kernel F 11 = 400 kg/jam 11 Tangki Rebus 14 Kernel -Kernel F 14 = F 11 Kedelai yang sudah dicuci direbus jumlah air yang dibutuhkan untuk perebusan 1 : 1. F 1 = F 11 Neraca total = F 11 + F 1 = F kg/jam kg/jam = F 14 F 14 = 4800 kg/jam

8 6. Ketel Adukan (Q-00) Kacang kedelai diaduk dengan penambahan air panas (100 o C), perbandingan antara kacang kedelai dengan air panas adalah 1 : 8. (Alfi, Y. dkk, Penelitian 006) Air 100% F 15 = 8F Kernel 100% F 14 = 400 kg/jam 14 Ketel Adukan 16 F 16 Kernel Air Neraca total F 14 + F 15 = F 16 F F 14 = F 16 9 F 14 = F 16 F 16 = 9 x 400 kg/jam = 1600 kg/jam F 16 - F 14 = F 15 F 15 = F 16 F 14 F 15 = = 1900 kg/jam 7. Filter Press (H-10) Kacang kedelai kemudian dipress. F 16 = 1600 kg/jam 16 Filter Press 18 F 18 Sari kedelai 17 F 17 = 10% F 16

9 Neraca Total : F 16 = F 18 + F 17 F 16 = 0,1 F 16 + F = 0,1 x F 18 F 18 = kg/jam F 17 = 0,1 x 1600 = 160 kg/jam 8. Agitator (M-0) Susu kedelai dicampur dengan susu skim 16 % dan gula 1 %. F 18 = kg/jam 18 Agitator 1 F 1 Susu kedelai 0 gula F 0 = 0,01 F 18 Neraca Total : F 18 + F 0 = F ,01 F 18 = F (0,01 x 19440) = F 1 F 1 = 19.64,4 kg/jam F 0 = 1944 kg/jam

10 9. Fermentor (F-0) Kemudian di fermentasi dengan penambahan gum arab 0,1 % dan starter 1,5 %. Bibit Starter F = 0,015 F 1 F 1 = 19.64,4 kg/jam 1 Fermentor 4 F 4 yogurt Gum Arab F = 0,001F 1 Neraca Total : F 1 + F + F = F ,4 + 0,015 F 1 + 0,001 F 1 = F ,4 + (0,015 x 19.64,4) + (0,001 x 19.64,4) = F 4 F 4 = ,55 kg/jam F = 94,516 kg/jam F = 19,64 kg/jam 10. Agitator (M-50) Kemudian dicampur dengan CaCl,5 % dan 500 ppm potassium sorbat. CaCl F 6 =,5% F 4 6 F 4 = ,55 kg/jam 4 Agitator 7 F 7 yogurt 5 Potasium sorbat F 5 = 500 ppm F 4

11 Neraca Total : F 4 + F 5 + F 6 = F ,55 + 0,05 F ppm F 4 = F ,55 + (0,05 x ,55) + (0,0005 x ,55) = F 7 F 7 = 0.656,7 kg/jam F 5 = 0,0005 x ,55 = 9,974 kg/jam F 6 = 0,05 x ,55 = 698,199 kg/jam

12 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS Basis perhitungan Satuan : 1 jam operasi : kj Suhu referensi : 5 0 C = 98 K Dari Perry s, 1997, diketahui kapasitas panas untuk senyawa-senyawa kimia adalah: NaHCO CaCl = 0,49 =,06 kj/kg.k kkal 4,1840 kj x kg.k 1kkal = 1,04 kj kg. K Gula = 0,51 Air = 4,18 Gum arab =,5 kkal 4,1840 kj x kg.k 1kkal =,187 kj kg.k kkal 4,1840 kj kj x = 17,497 kg.k kkal kkal J 1kJ x gr.k 1000J 1000 gr x 1kg =,5 kj kg.k Potasium sorbat =,71 kj kg.k Kernel Susu kedelai = 0,54 kj/kg.k = 4,57 kj/kg.k LB-1

13 1. Bak Perendaman I (F-10) Air 90 0 C 4 Kernel 0 0 C Bak Perendaman 6 Kernel 75 0 C 5 Air 75 0 C Panas Masuk : Alur Kernel = F x Cp kernel x (T -Tr) = 400 kg x 0,54 kj/kg.k x (0-98)K = kj Alur 4 Air = F 4 air x Cp air x (T 4 - Tr) = 4800 kg x 17,497 kj/kg.k x (6-98)K = kj Panas Keluar : Alur 5 Air = F 5 x Cp Air x (T 5 -Tr) = 4800 kg x kj/kg.k x (48-98)K = kj Alur 6 Kernel = F 6 x Cp kernel x (T 6 -Tr) = 400 kg x 0,54 kj/kg.k x (48-98)K = kj

14 Total Panas masuk = kj kj = kj Total Panas Keluar = kj kj = kj Panas yang dibutuhkan = Total panas keluar Total Panas masuk = ( ) kj = kj. Tangki Perebusan (Q-170) Air 0 0 C 1 Kernel 0 0 C 11 Tangki Perebusan 1 14 Kernel 60 0 C Steam C Panas Masuk : Alur 11 Kernel = F 11 x Cp kernel x (T 11 -Tr) = 400 kg x 0,54 kj/kg.k x (0-98)K = kj Alur 1 Air = F 1 air x Cp air x (T 1 - Tr) = 400 kg x 17,497 kj/kg.k x (0-98)K = kj

15 Panas Keluar : Alur 14 Air = F 14 x Cp Air x (T 14 -Tr) = 400 kg x 0,54 kj/kg.k x ( - 98)K = kj Total Panas masuk = kj kj = kj Total Panas Keluar = kj Panas yang dibutuhkan = Total panas keluar Total Panas masuk = ( ) kj = kj Saturated steam pada temperatur C, 1 atm H = λ = S V - S l = 716, 6,1 = 11, kj/kg Maka massa steam yang dibutuhkan (m) M = Q = λ kj = 594,14kg 11,kJ/kg. Ketel adukan (Q-00) Air panas 90 0 C 15 Kernel 60 0 C 14 Ketel Adukan 16 Kernel Air 80 0 C Panas Masuk : Alur 14 Kernel = F14 x Cp kernel x (T 14 -Tr)

16 Alur 15 = 400 kg x 0,54 kj/kg.k x ( - 98)K = kj Air = F 15 air x Cp air x (T 15 - Tr) = kg x 17,497 kj/kg.k x (6-98)K = kj Panas Keluar : Alur 16 Air = F 16 x Cp Air x (T 14 -Tr) = kg x 17,497 kj/kg.k x (5-98)K = kj Kernel = F 16 x Cp Air x (T 14 -Tr) =.400 kg x 0,54 kj/kg.k x (5-98)K = kj Total Panas masuk Total Panas Keluar = kj kj = kj = kj kj = kj Panas yang dilepaskan = Total panas keluar Total Panas masuk = ( ) kj = 6.76 kj

17 4. Agitator II (M-0) Gula 0 0 C Susu kedelai 80 0 C 18 0 Agitator I 1 Susu kedelai Gula 68 0 C Panas Masuk : Alur 18 Susu kedelai = F 18 x Cp susu kedelai x (T 18 -Tr) = kg x 4,57 kj/kg.k x (5-98)K = ,4 kj Alur 0 Gula = F 0 gula x Cp gula x (T 0 - Tr) = kg x,187 kj/kg.k x (0-98)K = 1.57,64 kj Panas Keluar : Alur 1 Susu kedelai = F 1 x Cp susu kedelai x (T 1 -Tr) = kg x 4,57 kj/kg.k x (41-98)K =.81.86,4 kj Gula = F 1 gula x Cp gula x (T 1 - Tr) = kg x,187 kj/kg.k x (41-98)K = ,704 kj

18 Total Panas masuk = ,4 kj ,64 kj = ,104 kj Total Panas Keluar =.81.86,4 kj ,704 kj = ,944 kj Panas yang dilepaskan = Total panas keluar Total Panas masuk = ,104 kj ,944 kj = ,16 kj 5. Fermentor (F-0) Susu kedelai Gula 68 0 C 1 Bibit starter 0 0 C Fermentor Gum arab 0 0 C 4 Susu kedelai Gula Bibit starter Gum arab 40 0 C Panas Masuk : Alur 1 Susu kedelai = F 1 x Cp susu kedelai x (T 1 -Tr) = kg x 4,57 kj/kg.k x (41-98)K =.81.86,4 kj Gula = F 1 gula x Cp gula x (T 1 - Tr) = kg x,187 kj/kg.k x (41-98)K = ,704 kj Alur

19 Gum arab = F gum arab x Cp gum arab x (T - Tr) = 19,64 kg x,5 kj/kg.k x (1-98)K = 0,84 kj Panas Keluar : Alur 4 Susu kedelai = F 4 x Cp susu kedelai x (T 4 -Tr) = kg x 4,57 kj/kg.k x (1-98)K = , kj Gula = F 4 gula x Cp gula x (T 4 - Tr) = kg x,187 kj/kg.k x (41-98)K = 6.77,9 kj Gum arab = F 4 gum arab x Cp gum arab x (T 4 - Tr) = 19,64 kg x,5 kj/kg.k x (1-98)K = 0,84 kj Total Panas masuk =.81.86,4 kj ,704 kj = ,784 kj Total Panas Keluar = 911,5 kj ,9 kj , kj = ,64 kj Panas yang dilepaskan = Total panas keluar Total Panas masuk = ,784 kj ,64 kj = ,144 kj

20 6. Agitator II (M-50) Susu kedelai Gula Gum arab 40 0 C 4 Potasium sorbat 0 0 C 5 Agitator II CaCl 0 0 C Susu kedelai Gula 6 Bibit starter Gum arab 7 Potasium sorbat CaCl 7 0 C Panas Masuk : Alur 4 Susu kedelai = F 4 x Cp susu kedelai x (T 4 -Tr) = kg x 4,57 kj/kg.k x (1-98)K = , kj Gula = F 4 gula x Cp gula x (T 4 - Tr) = kg x,187 kj/kg.k x (41-98)K = 6.77,9 kj Gum arab = F 4 gum arab x Cp gum arab x (T 4 - Tr) = 19,64 kg x,5 kj/kg.k x (1-98)K = 911,5 kj Alur 5 Potasium sorbat = F 5 Potasium sorbat x Cp Potasium sorbat x (T 5 - Tr) = 9,974 kg x,71 kj/kg.k x (1-98)K = 669,78 kj Alur 6 CaCl = F 6 CaCl x Cp CaCl x (T 6 - Tr)

21 = 698,199 kg x,06 kj/kg.k x (1-98)K = 9.978,9 kj Panas Keluar : Alur 7 Susu kedelai = F 7 x Cp susu kedelai x (T 7 -Tr) = kg x 4,57 kj/kg.k x (00-98)K = ,6 kj Gula = F 7 gula x Cp gula x (T 7 - Tr) = kg x,187 kj/kg.k x (00-98)K = 8.50,056 kj Gum arab = F 7 gum arab x Cp gum arab x (T 7 - Tr) = 19,64 kg x,5 kj/kg.k x (00-98)K = 11,56 kj Potasium sorbat = F 7 Potasium sorbat x Cp Potasium sorbat x (T 7 - Tr) = 9,974 kg x,71 kj/kg.k x (00-98)K = 89,04 kj CaCl = F 7 CaCl x Cp CaCl x (T 7 - Tr) = 698,199 kg x,06 kj/kg.k x (00-98)K = 5.0,5 kj Total Panas masuk = ,64 kj + 669,78 kj ,9 kj = , kj

22 Total Panas Keluar = ,6 kj ,056 kj + 89,04 kj + 11,56 kj + 5,5 kj = ,776 kj Panas yang dilepaskan = Total panas keluar Total Panas masuk = , kj ,776 kj = ,554 kj

23 LAMPIRAN C SPESIFIKASI PERALATAN 1. Gudang (F-100) Fungsi : Menyimpan persediaan bahan baku selama 1 bulan Bentuk : Prisma tegak segi empat Bahan : Dinding beton dan atap seng Jumlah : 1 unit Data kondisi operasi : - Temperatur : 0 0 C - Tekanan : 1 atm Laju alir massa = 5000 kg/jam = 5 ton/jam Densitas biji (ρ) = 1,7 ton/m Direncanakan gudang bahan baku dengan spesifikasi : Tinggi gudang Panjang gudang Lebar gudang Waktu operasi (θ) = 4 m = L = L = 1 bulan = 70 jam Faktor kelonggaran (fk) = 15% Perhitungan : Volume = P x L x 4 = 8 L Volume = m x θ x 1+ fk ρ x1 LC-1

24 8L 1+ 0,15 = 5000 kg/jam x 70 jam x 1700 kg / m 8L = 45,94 m L = 17,447 m Maka diproleh : Tinggi gudang = 4 m Lebar gudang = L = 17,447 m Panjang gudang = x L = x 17,447 m = 4,894 m. Loading ramp (J-101) Fungsi : Tempat penimbunan sementara dan untuk mempermudah pemuatan biji kacang kedelai kedalam screw conveyor I. Densitas biji kacang kedelai = 1,7 ton/m Massa kedelai yang masuk setiap 1 jam adalah = 5000 kg/jam = 5 ton/jam 5 ton Kapasitas loading ramp = =,941 m 1,7 ton/m Faktor keamanan = 0% Volume loading ramp = 1, x,941 m =,59 m Sisi sejajar atas : sisi sejajar bawah : tinggi : lebar = a : b : h : l = 11 : : 4,5 : 5 Misal z = satuan hitung, maka : V = ½ (Panjang sisi atas + Panjang sisi bawah) x Tinggi x Lebar V = ½ (11z +z) x 4,5z x 5z

25 ,941 m = 157,5z z = 0,65 m Sehingga: Panjang sisi atas (a) = 11 x z = 11 x 0,65 m =,915 m Panjang sisi bawah (b) = x z = x 0,65 m = 0,795 m Tinggi (h) = 4,5 x z = 4,5 x 0,65 m = 1,19 m Lebar (l) = 5 x z = 5 x 0,65 m = 1,5 m Dipilih Loading Ramp dengan ukuran: Panjang sisi atas (a) =,915 m Panjang sisi bawah (b) = 0,795 m Tinggi (h) = 1,19 m Lebar (l) = 1,5 m. Screw Conveyor 1 (J-10) Fungsi: Mengangkut biji kacang kedelai dari Loading ramp ke Hammer Mill Bahan konstruksi : Baja Laju bahan yang diangkut = Kg/jam Faktor keamanan = 0% Kapasitas = feed x (1 + faktor keamanan) = Kg/jam x (1+0,) = 6000 kg/jam Dari tabel 1.6 Perry 1997, karena kapasitas lebih kecil dari 14 ton/jam, maka untuk screw conveyor dipilih kapasitas dengan spesifikasi sebagai berikut: Diameter flight = 9 in Diameter pipa = ½

26 Diameter shaft = in Hanger center = 10 ft Kecepatan putar = 40 rpm Kapasitas tourque maksimum = in.lb Diameter feed section = 6 in Daya motor pada pengangkutan 0 ft = 0,85 HP 4.Hammer Mill (C-110) Fungsi : Alat yang digunakan untuk memecahkan biji kacang kedelai. Bahan konstruksi : Stainless Steel Laju bahan masuk = 5000 kg/jam Faktor kelonggaran = 0 % Kapasitas = 1, x 5000 kg/jam = 6000 kg/jam Dipilih kapasitas 6 ton /jam (Perry, 1997), sehingga diperoleh : Diameter (D) = ft Panjang = ft Ball charge = 0,85 ton Kecepatan kritis = 76,6 D 1/ 76,6 = 1/ = 44,6rpm Daya pada skala laboratorium (Ne) =,6 Hp.(Perry, 1984) Diambil efesiensi = 70% Kecepatan Mill (K) = BC x Nm X D x,046 x 10 - = 0,85 x 0,9584 x x,046 x 10 = 0,174 ton = 174 kg Daya penghancur (P) = (0,7 x l-1) x k x (0,5 D) x,6 -

27 = (0,7 x -1) x 0,174 x (0,5 x ) x,6 = 0,75 kw = 0,75 x 1,40 Hp = 1,0057 Hp. 5. Bak Perendaman I (F-10) Fungsi : Untuk merendam kacang kedelai dengan air panas selama 0 menit. Laju kernel kacang kedelai = 400 kg/jam =,4 ton/jam Laju umpan air panas = 4800 kg/jam = 4,8 ton/jam Laju total umpan masuk = 7, ton/jam. Densitas kernel = 0,6 ton/m Densitas air panas = 995,68 kg/m Faktor kelonggaran = 0% Volume untuk kernel =,4 ton 0,6 ton/m = 4m Volume untuk air perendam = 4,8 ton 0,9957 ton/m = 4,81m Volume yang dibutuhkan = 8,81 m Volume total yang dibutuhkan = 1, x 8,81 m = 10,585 m Jumah bak (n) = 1 buah Tinggi bak (t) = t Panjang bak (P) = 5/ t Lebar bak (l) = / t Bahan konstruksi = Beton Perhitungan : Volume bak = P x L x T

28 10,585 m = 5/ T x / T x T 10,585 m = 15/4 T,8 m = T T = 1,41 m Maka diperoleh : Tinggi bak perendama = 1,41 m Panjang bak perendam = 5/ t = 5/ x 1,41 m =,5 m Lebar bak perendam = / t = / x 1,41 m =,10 m 6. Bucket Elevator (J-11) Fungsi: Mengangkut kernel kedelai dari bak perendam I ke bak perendam II. Bahan konstruksi : Besi Laju bahan yang diangkut =.400 Kg/jam Faktor keamanan = 0% Kapasitas = feed x (1 + faktor keamanan) =.400 Kg/jam x (1+0,) =.880 kg/jam Dari tabel 1.8 Perry 1997, karena kapasitas lebih kecil dari 14 ton/jam, maka untuk screw conveyor dipilih kapasitas dengan spesifikasi sebagai berikut: Ukuran Bucket = (6 x 4 x 4½) in Jarak tiap Bucket = 1 in Elevator center = 5 ft Kecepatan putar = 4 rpm Kecepatan Bucket = 5 ft/men Daya head shaft = 1 Hp

29 11 Diameter tail shaft = 1 in Diameter head shaft = 1 in 16 Pully head = 0 in Pully tail = 14 in Lebar head = 7 in Effesiensi motor = 80% Daya tambah = 0,0 Hp/ft Daya P = (Elevator center x daya tambahan) + daya head shaft (Perry, 1997) P = 5 x (0,0) + 1 = 1,5 Hp 7. Filter Press (H-10) Fungsi : Untuk memisahkan Susu kedelai dengan ampas. Jenis : Plat and Filter Bahan konstruksi : Carbon steel Bahan filter media : Kanvas Kondisi operasi : T = 5 0 C, P = 1 atm Laju alir umpan = kg/jam. 1. Filtrat - Laju alir filtrat Ff = kg/jam - Densitas filtrat ρf Komponen Fi (kg/jam) Xi ρ (kg/m )

30 Air 498,4 0, Minyak 10.99,6 0, Abu/ampas 67 0, Total ρf = 0, , , = 1000 kg/m Volume filtrat = Ff ρf kg = 1000 kg/m = 1,6 m. Cake - Laju alir cake Fc = kg/jam - Densitas cake ρc Komponen Fi (kg/jam) Xi ρ (kg/m ) Air 49,84 0, Abu 67 0, Total 6801, ρc = 1 0,06 0, = 9,17 kg/m Volume filtrat = Fc = ρc 6801,84 kg 149,57 kg/m = 4,557 m Perhitungan: Luas penyaring efektif, A dihitung dengan menggunakan persamaan :

31 LA (1-ε)ρc = (Vf + εla) ρf W. (Prabhudesai, 1984) 1 W Dimana: L = Tebal cake pada frame ρc = Densitas cake kg/m W = fraksi massa cake dalam umpan A = Luas efektif penyaringan ρf = Densitas filtrat, kg/m ε = Porositas cake Waktu proses, direncanakan selama 1 jam. - Tebal cake L = <00 mm (0 cm) Diasumsikan tebal cake L = 5 cm = 0,05 m - Luas permukaan plate direncanakan = 0, m - W = LajuAlirmassa cake Laju Alir umpan = 6.801,84 kg = 0, kg 7,8 - Porositas cake ε = 1 - = ρ (lb/ft ) cake 7,8 1 - = 0, 08 9,17 - Luas efektif penyaringan, A 0,15 1,6 + (0,08+ 0,05A) ,15 0,05A(1-0,08) 149,57 = { } 59,104 A = 9914,4 + 4,59 A 9914,4 = 54,514 A A = 181,869 m Faktor kemanan Fk = 10% Maka luas plate = (1 + fk) A = 1,1 x 181,869 m

32 = 00,056 m Jumlah plate yang dibutuhkan = 00,056 = 1000 buah 0, 8. Tangki CaCl Fungsi : Untuk membuat larutan CaCl,5% Bentuk Bahan Jumlah : Selinder vertikal dengan dasar dan tutup ellipsoidal : Baja karbon SA-8 Grade C : 1 unit Kondisi operasi : T = 5 0 C ; P = 1 atm Kebutuhan rancangan = 5 hari Faktor kemanan : 0 % Laju alir CaCl Laju alir air = 0,485 kg/jam = 840,515 kg/jam Densitas campuran : ρ camp = (ρ CaCl x %) + (ρ air x %) = (1.04 x 0,05) + (997 x 0,965) = 997,945 kg/m Perhitungan: a. Ukuran tangki 840,515kg/jam x 4 jam/hari x 5 hari Volume untuk air = 1.04 kg/m = 49,489 m 0,485 kg/jam x 4 jam x 5 hari Volume untuk CaCl = = 18,46 m 997 kg/m Volume tangki = 49, ,46 = 510,85 m

33 Volume tangki yang dibutuhkan = 1, x 510,85 m = 61,00 m b. Diameter Dt dan tinggi tangki Ht Direncankan : - tinggi selinder : diameter (Hs : D) = 1 : - tinggi head : diameter (Hh : D) = 1 : 4 π Volume selinder : Vs = D π.hs = D 1. D = 0,95 D 4 4 π Vh = R π.hh = R 1. D = 0,108 D 4 Volume tangki Vt = Vs + Vh = 0,95 D + 0,108 D = 0,5 D 1 Vt 61,00 D = = = 10,96 m =,779 ft 0,5 0,5 Untuk desain digunakan : 1 - Diameter tangki = 10,96 m =,779 ft = 405,54 in - Tinggi selinder Hs = 0,5 D = 0,5 x 10,96 m = 5,148 m = 16,889 ft - Tinggi head Hh = ¼ D = ¼ x 10,96 m =,574 m = 8,445 ft Tinggi total tangki Ht = Hs + Hh = 5,148 m +,574 m = 7,7 m = 5,4 ft Tebal shell dan tutup tangki a. Tebal shell T = P.R + n.c.(timmerhaus,004) S.E 0,6P Dimana: T = tebal shell (in) R = jari-jari dalam tangki (in)

34 P = tekanan desain (Psi) S = allowable stress = Psi E = Joint effesiensi = 0,9 C = faktor korosi = 0,015 /tahun N = umur tangki = 15 tahun ρ (Hs 1) Tekanan hidrostatis PHs = 14, = 14, (16,889 1) 144 = 14,81 Psi Faktor kemanan = 0% Tekanan desain; Pd = 1, x PHs = 1, x 14,81 Psi = 17,77 Psi 17,77 x (405,54 / ) Tebal shell, t = + 15(0,015) (0,9) 0,6 (17,77) = 0,40 in digunakan tebal standart 7/16 in b. Tebal tutup Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama = 7/16 in Tenaga Pengaduk Jenis pengaduk yang digunakan adalah propeller Da/Dt = 0, ; W/Da = 1/5 ; L/Da = ¼ ; Dt/E = 4..(Mc. Cabe,1986) Dt : Diameter tangki =,779 ft

35 Da : Diameter pengaduk = 0, Dt = 0, x,779 ft = 10,14 ft W : Lebar pengaduk = 1/5 x 10,14 ft =,07 ft L : Panjang daun pengaduk = ¼ Da = ¼ x 10,14 ft =,54 ft E : Jarak daun dari dasar tangki = ¼ x Dt = ¼ x,779 ft = 8,445 ft P = 5 Kt.n Da ρm gc.550 Dimana : Kt : Konstanta pengaduk 6, N : kecepatan pengaduk = 5 rpm = 0,58 rps Da : Diameter pengaduk =,846 ft ρm : densitas bahan = 997,945 kg/m gc : konstanta gravitasi =, lbm.ft/lbf.det P = 6, x 0,58 x10,14, x x 997,945 =,466 Hp 9. Tangki NaHCO Fungsi : Untuk membuat larutan NaHCO 0,5% Jumlah : 4 Unit Laju alir NaHCO : 6 kg/jam Densitas NaHCO :.159 kg/m Laju alir air : kg/jam Densitas air : 997 kg/m Laju total umpan : 700 kg/jam ρ campuran = (ρnahco x %) + (ρair x %) = (.159 x 0,005) + (997 x 0,995) Perhitungan: = 100,81 kg/m

36 700 kg/jam x 4 jam/hari x 5 hari a. Ukuran tangki : = 100,81kg/m = 407,895 m Jumlah tangki yang digunakan = 9 unit Ukuran untuk masing-masing tangki = b. Diameter Dt dan tinggi tangki Ht 407,895 m 9unit = 478,655 m Direncankan : - tinggi selinder : diameter (Hs : D) = 1 : - tinggi head : diameter (Hh : D) = 1 : 4 π Volume selinder : Vs = D π.hs = D 1. D = 0,95 D 4 4 π Vh = R π.hh = R 1. D = 0,108 D 4 Volume tangki Vt = Vs + Vh = 0,95 D + 0,108 D = 0,5 D 1 Vt 478,655 D = = = 9,707 m = 1,849 ft 0,5 0,5 Untuk desain digunakan : 1 - Diameter tangki = 9,707 m = 1,849 ft = 8,166 in - Tinggi selinder Hs = 0,5 D = 0,5 x 9,707 m = 4,854 m = 15,96 ft - Tinggi head Hh = ¼ D = ¼ x 9,707 m =,47 m = 7,96 ft Tinggi total tangki Ht = Hs + Hh = 4,854 m +,47 m = 7,81 m =,889 ft Tebal shell dan tutup tangki c. Tebal shell T = P.R + n.c.(timmerhaus,004) S.E 0,6P

37 Dimana: T = tebal shell (in) R = jari-jari dalam tangki (in) P = tekanan desain (Psi) S = allowable stress = Psi E = Joint effesiensi = 0,9 C = faktor korosi = 0,015 /tahun N = umur tangki = 15 tahun ρ (Hs 1) Tekanan hidrostatis PHs = 14, = 14, ,81(15,96 1) 144 = 118,644 Psi Faktor kemanan = 0% Tekanan desain; Pd = 1, x PHs = 1, x 118,644 Psi = 14,7 Psi 14,7 x (8,166 / ) Tebal shell, t = + 15(0,015) 18750(0,9) 0,6(14,7) = 0,808 in digunakan tebal standart 7/8 in d. Tebal tutup Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama = 7/8 in Tenaga Pengaduk Jenis pengaduk yang digunakan adalah propeller

38 Da/Dt = 0, ; W/Da = 1/5 ; L/Da = ¼ ; Dt/E = 4..(Mc. Cabe,1986) Dt : Diameter tangki = 1,849 ft Da : Diameter pengaduk = 0, Dt = 0, x 1,849 ft = 9,554 ft W : Lebar pengaduk = 1/5 x 9,554 ft = 1,910 ft L : Panjang daun pengaduk = ¼ Da = ¼ x 9,554 ft =,88 ft E : Jarak daun dari dasar tangki = ¼ x Dt = ¼ x 1,849 ft = 7,96 ft P = 5 Kt.n Da ρm gc.550 Dimana : Kt : Konstanta pengaduk 6, N : kecepatan pengaduk = 5 rpm = 0,58 rps Da : Diameter pengaduk =,846 ft ρm : densitas bahan = 997,945 kg/m gc : konstanta gravitasi =, lbm.ft/lbf.det P = 5 6, x 0,58 x9,554 x100,81, x550 =,71 Hp 10. Bak Perendaman II (F-150) Fungsi : Untuk Laju alir umpan = 400 kg/jam Densitas kernel = 0,6 ton/m Laju alir umpan NaHCO = 700 kg/m Densitas NaHCO =.159 kg/m Faktor keamanan = 0% Volume yang dibutuhkan kernel =,4 ton 0,6 ton/m = 4 m

39 7.00 kg Volume yang dibutuhkan NaHCO = =,5 m.159 kg/m Volume total yang dibutuhkan = 4 +,5 = 7,5 m Jumlah total yang dibutuhkan = 1, x 7,5 m = 8,80 m Jumlah bak = 1 buah Tinggi bak (t) = t Panjang bak (P) = 5/ t Lebar bak (l) = / t Bahan konstruksi = Beton Perhitungan: Volume bak = P x L x T 8,80 m = 5/ t x / t x t t = 1,9 m Maka diperoleh : Tinggi bak = 1,9 m Panjang bak = 5/ t = 5/ x 1,9 m =, m Lebar bak = / t = / x 1,9 m = 1,994 m 11. Bak Pencuci (F-160) Fungsi Laju alir umpan : Untuk mencuci kedelai dari bak perendaman II. :.400 kg/jam Densitas : 0,6 ton/m. Bahan konstruksi : Beton. Faktor keamanan : 0%

40 ,4 ton Volume yang dibutuhkan = 0,6ton / m = 4 m Volume total yang dibutuhkan = 1. x 4 m = 4,8 m Jumlah bak = 1 buah Tinggi bak (t) = t Panjang bak (p) = 5/ t Lebar bak (l) = / t Perhitungan: Volume bak : p x l x t 4,8 m = 5/ t x / t x t 4,8 m = 15/4 t t = 1,086 m Maka diperoleh : Tinggi bak = 1,086 m Panjang bak = 5/ t = 5/ x 1,086 m =,715 m Lebar bak = / t = / x 1,086 m = 1,69 m 1.Tangki rebus (Q-170) Fungsi : Untuk merebus kacang kedelai yang sudah dicuci. Bentuk : Selinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal. Jumlah = 1 buah Laju alir umpan =.400 kg/jam. Densitas kedelai = 0,6 ton/m. Laju alir air panas =.400 kg/jam Densitas air = 997 kg/m

41 Densitas campuran (ρ camp) = (ρ kedelai x %) + (ρ air x %) = (600 x 0.5) + (997 x 0,5) = 798,5 kg/m. Volume yang dibutuhkan kacang kedelai = 400 kg 0,6 ton/m = 4 m Volume yang dibutuhkan air proses = 400 kg 997 kg/m =,407 m Volume total = (4 +,407) m = 6,407 m Faktor kelonggaran = 0 % Volume yang dibutuhkan = 1, x 6,407 m = 7,688 m Diameter Dt dan tinggi tangki Ht Direncankan : - tinggi selinder : diameter (Hs : D) = 1 : - tinggi head : diameter (Hh : D) = 1 : 4 π Volume selinder : Vs = D π.hs = D 1. D = 0,95 D 4 4 π Vh = R π.hh = R 1. D = 0,108 D 4 Volume tangki Vt = Vs + Vh = 0,95 D + 0,108 D = 0,5 D 1 Vt D = = 0,5 7,688 0,5 Untuk desain digunakan : 1 = 1,17 m =,7 ft - Diameter tangki = 1,17 m =,7 ft = 10,740 in - Tinggi selinder Hs = 0,5 D = 0,5 x,7 m = 0,569 m = 1,867 ft - Tinggi head Hh = ¼ D = ¼ x 1,457 m = 0,84 m = 0,9 ft

42 Tinggi total tangki Ht = Hs + Hh = 5,199 m + 17,598 m = 5,797 m = 16,09 ft Tebal shell dan tutup tangki Tebal shell T = P.R + n.c.(timmerhaus,004) S.E 0,6P Dimana: T = tebal shell (in) R = jari-jari dalam tangki (in) P = tekanan desain (Psi) S = allowable stress = Psi E = Joint effesiensi = 0,9 C = faktor korosi = 0,015 /tahun N = umur tangki = 15 tahun ρ (Hs 1) Tekanan hidrostatis PHs = 14, = 14, ,5(1,867 1) 144 = 19,51 Psi Faktor kemanan = 0% Tekanan desain; Pd = 1, x PHs = 1, x 19,51 Psi =,41 Psi,41x (10,74 / ) Tebal shell, t = + 15(0,015) 18750(0,9) 0,6(,41) = 0,7 in digunakan tebal standart 5/16 in

43 Tebal tutup Tebal tutup sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan sama = 5/16 in 1. Ketel adukan (Q-00) Fungsi : Untuk menghancurkan kernel sehingga mudah utnuk dipress. Bahan konstruksi : Stainless steel Bentuk : Selinder tegak Volume ketel adukan = 1,64 m Waktu tinggal dalam ketel adukan = 5 menit. Material balanceketel adukan = 67% Isian ketel adukan minimal ¾ bagaian. Kapasitas ketel/jam = ¾ x 1,6 ton x 67/100 x 60/5 = 6,05 ton Faktor keamanan = 0% Daya pada skala laboratorium =,6 Hp (Perry, 1984) Daya Penghancur (P) = (0,7 (l-1)) x vt x (0,5 D) x P Dipilih kapasitas 6 ton/jam (Perry, 1984), sehingga diperoleh : Diameter = ft Panjang = ft P = (0,7 (-1)) x 1,6 x (0,5 x ) x,6 = 75,94 kw = 75,94 kw x 1,4100 = 1009,707 Hp 14. Agitator (M-0)

44 Fungsi : Untuk menghomogenkan susu kedelai dengan gula dan susu skim. Bahan konstruksi : Baja karbon SA-8 grade C. Bentuk Jumlah : Selinder tegak dengan bewntuk alas dan tutup ellipsoidal. : 4 unit Laju alir umpan yang masuk = kg/m Densitas campuran = (ρ kedelai x %) + (ρ gula x %) + (ρ susu skim x %) = (600 x 0,79) + (1540 x 0,08) + (5 x 0,1) = , + 9,16 = 96,6 kg/m = 57,8 lb/ft m kg Laju alir volumetrik = = ρ 96,6 kg/m = 6,441m 4 = 6,61m /jam =,48 ft /jam. Perhitungan: Diameter Dt dan tinggi tangki Ht Direncankan : - tinggi selinder : diameter (Hs : D) = 1 : - tinggi head : diameter (Hh : D) = 1 : 4 π Volume selinder : Vs = D π.hs = D 1. D = 0,95 D 4 4 π Vh = R π.hh = R 1. D = 0,108 D 4 Volume tangki Vt = Vs + Vh = 0,95 D + 0,108 D = 0,5 D 1 Vt D = = 0,5 6,61 0,5 Untuk desain digunakan : 1 =,9 m = 7,641 ft

45 - Diameter tangki =,9 m = 7,641 ft = 91,69 in - Tinggi selinder Hs = 0,5 D = 0,5 x,9 m = 1,165 m =,8 ft - Tinggi head Hh = ¼ D = ¼ x,9 m = 0,58 m = 1,909 ft Tinggi total tangki Ht = Hs + Hh = 1,165 m + 0,58 m = 1,747 m = 5,7 ft Tebal shell dan tutup tangki Tebal shell T = P.R + n.c.(timmerhaus,004) S.E 0,6P Dimana: T = tebal shell (in) R = jari-jari dalam tangki (in) P = tekanan desain (Psi) S = allowable stress = Psi E = Joint effesiensi = 0,9 C = faktor korosi = 0,015 /tahun N = umur tangki = 15 tahun ρ (Hs 1) Tekanan hidrostatis PHs = 14, = 14,7 + 57,8 (,8 1) 144 = 15,61 Psi Faktor kemanan = 0% Tekanan desain; Pd = 1, x PHs = 1, x 15,61 Psi = 18,7 Psi

46 18,7 x (91,69 / ) Tebal shell, t = + 15 (0,015) (0,9) 0,6 (18,7) = 0,8 in digunakan tebal standart1/4 in Tebal tutup Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama = ¼ in. Tenaga Pengaduk Jenis pengaduk yang digunakan adalah propeller Da/Dt = 0, ; W/Da = 1/5 ; L/Da = ¼ ; Dt/E = 4..(Mc. Cabe,1986) Dt : Diameter tangki = 7,641 ft Da : Diameter pengaduk = 0, Dt = 0, x 7,641 ft =,9 ft W : Lebar pengaduk = 1/5 x,9 ft = 0,458 ft L : Panjang daun pengaduk = ¼ Da = ¼ x,9 ft = 0,57 ft E : Jarak daun dari dasar tangki = ¼ x Dt = ¼ x 7,641 ft = 1,910 ft P = 5 Kt.n Da ρm gc.550 Dimana : Kt : Konstanta pengaduk 6, N : kecepatan pengaduk = 5 rpm = 0,58 rps Da : Diameter pengaduk =,9 ft ρm : densitas bahan = 997,945 kg/m gc : konstanta gravitasi =, lbm.ft/lbf.det

47 Effisiensi motor = 75 % 6, x 0,58 x,9 P =, x x 57,8 = 0,58 Hp Daya aktual, P = 0,58 = 0,44 Hp 0, Pompa NaHCO Fungsi : untuk memompakan NaHCO kebak perendaman II. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur : 0 0 C Densitas NaHCO (ρ) = 159 kg/m = 14,786 lbm/ft..(perry, 1997) Viskositas (µ) = 1,5 cp =,05 lbm/ft.jam (Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 6 kg/jam = 0,0 lbm/det F 0,0lbm/det Laju alir volume (Q) = = ρ 14,786 lbm/ft = 0,0001 ft /det Diameter optimum, De =,9 x Q 0,45 x ρ 0,1 (Timmerhaus, 1980) =,9 x (0,001) 0,45 x (14,786) 0,1 = 0,118 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal = 1/8 in - Schedul pipa = 40 - Diameter dalam (ID) = 0,69 in = 0,0 ft - Diameter luar (OD) = 0,485 in = 0,09 ft

48 - Luas penampang (a 1 ) = 0,0004 ft - Bahan konstruksi = comercial steel Kecepatan linier, v = Q 0,0001 ft /det = = 0,5ft/det a 0,0004 ft 1 ρ v D Bilangan Reynold, N RE = µ = (6,16 lbm/ft )(0,5 ft/det)(0,0 ft)(600det/jam),05lbm/ft.jam N RE = 1.97 Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 0,69 in diperoleh ε/d = 0,0018 Dari Appendix C-, Foust, 1980, untuk N Re = 1.97 dan ε/d = 0,0018 diperoleh f = 0,05 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 10 ft -1 buah gate fully open (L/D = 1, Appendix C-a, Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,0 ft = 0,86 ft - buah standart elbow 90 0 (L/D = 0, Appendix C-a, Foust,1980) L = x 0 x 0,0 ft = 1, ft - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-c dan C-d, Foust,1980) L 4 = 7,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-c dan C-d, Foust, 1980) L 5 = 9 ft Panjang pipa total ( L) = ,86 + 1, + 7,5 + 9 = 8,106 ft

49 Faktor gesekan, F = fv ΣL (0,05)(0,5) (8,106) = = 0,01 lbf/lbm gcd (,174)(0,0) Tinggi pemompaan, z = 15 ft g Static head, z. gc = 15 ft.lbf/lbm Δv Velocity head, = 0 gc Pressure head, ΔP = 0 ρ W s g Δv ΔP = z F gc gc ρ = ,01 = 15,01 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P = Ws.Q.ρ (15,01)(0,0001)(14,786) = = 0,0004 Hp Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan = 0,0004 = 0,0005Hp 0,8 16. Pompa CaCl Fungsi : Memompakan larutan CaCl ke agitator II. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel

50 Kondisi operasi: -Temperatur : 0 0 C -Densitas CaCl (ρ) = 1.07 kg/m = 64,79lbm/ft..(Perry, 1997) -Viskositas (µ) = 1,161 cp =,809 lbm/ft.jam (Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 871 kg/jam = 0,54 lbm/det F 0,54lbm/det Laju alir volume (Q) = = ρ 64,79 lbm/ft = 0,008 ft /det Diameter optimum, De =,9 x Q 0,45 x ρ 0,1 (Timmerhaus, 1980) =,9 x (0,008) 0,45 x (64,79) 0,1 = 0,764 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal = /4 in - Schedul pipa = 40 - Diameter dalam (ID) = 0,84 in = 0,068 ft - Diameter luar (OD) = 1,05 in = 0,088 ft - Luas penampang (a 1 ) = 0,006 ft - Bahan konstruksi = comercial steel Kecepatan linier, v = Q 0,008 ft /det = = 1,ft/det a 0,006 ft 1 ρ v D Bilangan Reynold, N RE = µ = (64,79 lbm/ft )(1, ft/det)(0,068ft)(600det/jam),809lbm/ft.jam N RE = 7.50,657 Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 0,84 in diperoleh ε/d = 0,0018

51 Dari Appendix C-, Foust, 1980, untuk N Re = 7.50,657 dan ε/d = 0,0018 diperoleh f = 0,08 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 0 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 1, Appendix C-a, Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,068 ft = 0,884 ft - buah standart elbow 90 0 (L/D = 0, Appendix C-a, Foust,1980) L = x 0 x 0,068 ft = 4,08 ft - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-c dan C-d, Foust, 1980) L 4 = 7,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-c dan C-d, Foust, 1980) L 5 = 9 ft Panjang pipa total ( L) = 0 + 0, ,08 + 7,5 + 9 = 51,464 ft Faktor gesekan, F = fv ΣL (0,54)(1,) (51,464) = = 11,159 lbf/lbm gcd (,174)(0,068) Tinggi pemompaan, z = 15 ft g Static head, z. gc = 15 ft.lbf/lbm Δv Velocity head, = 0 gc Pressure head, ΔP = 0 ρ

52 W s g Δv ΔP = z F gc gc ρ = ,159 = 6,159 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P = Ws.Q.ρ (6,159)(0,008)(64,79) = = 0,05 Hp Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan = 0,05 = 0,0Hp 0,8 Digunakan daya pompa yang dibutuhkan 0,0 Hp. 17. Fermentor (F-00) Fungsi : Untuk menginokulasi susu kedelai dengan bakteri fermentasi. Bahan konstruksi : Baja karbon SA-8 grade C. Bentuk Jumlah : Selinder tegak dengan bewntuk alas dan tutup ellipsoidal. : 4 unit Laju alir umpan yang masuk = kg/m Densitas campuran = (ρ susu kedelai x %) + (ρ gum arab x %) = (1014, x 0,98) + (1490 x 0,0) = 1014, + 9,8 = 1044,1 kg/m = 65,18 lb/ft m kg Laju alir volumetrik = = ρ 1044,1kg/m =,85 m 4 = 7,945 m /jam = 80,48 ft /jam. Perhitungan:

53 Diameter Dt dan tinggi tangki Ht Direncankan : - tinggi selinder : diameter (Hs : D) = 1 : - tinggi head : diameter (Hh : D) = 1 : 4 π Volume selinder : Vs = D π.hs = D 1. D = 0,95 D 4 4 π Vh = R π.hh = R 1. D = 0,108 D 4 Volume tangki Vt = Vs + Vh = 0,95 D + 0,108 D = 0,5 D 1 Vt D = = 0,5 7,945 0,5 Untuk desain digunakan : 1 =,476 m = 8,11 ft - Diameter tangki =,476 m = 8,11 ft = 97,480 in - Tinggi selinder Hs = 0,5 D = 0,5 x,476 m = 1,8 m = 4,06 ft - Tinggi head Hh = ¼ D = ¼ x,476 m = 0,619 m =,01 ft Tinggi total tangki Ht = Hs + Hh = 1,8 m + 0,619 m = 1,857 m = 6,09 ft Tebal shell dan tutup tangki Tebal shell T = P.R + n.c.(timmerhaus,004) S.E 0,6P Dimana: T = tebal shell (in) R = jari-jari dalam tangki (in) P = tekanan desain (Psi)

54 S = allowable stress = Psi E = Joint effesiensi = 0,9 C = faktor korosi = 0,015 /tahun N = umur tangki = 15 tahun ρ (Hs 1) Tekanan hidrostatis PHs = 14, = 14,7 + 65,18(4,06 1) 144 = 16,086 Psi Faktor kemanan = 0% Tekanan desain; Pd = 1, x PHs = 1, x 16,086 Psi = 19,0 Psi 19,0 x (97,480 / ) Tebal shell, t = + 15(0,015) 18750(0,9) 0,6(19,0) = 0,198 in digunakan tebal standart 1/4 in 18. Inkubator (F-00) Fungsi : Untuk mendinginkan hasil yoghurt pada temperatur 7 0 C sebelum dikemas pada ruang pengemasan. Bahan konstruksi : Baja karbon SA-8 grade C. Bentuk Jumlah : Selinder tegak dengan bewntuk alas dan tutup ellipsoidal. : unit Laju alir umpan yang masuk = kg/jam Densitas campuran = 1044,1 kg/m = 65,18 lb/ft m kg Laju alir volumetrik = = ρ 1044,1kg/m = 4,79 m = 8,64 m /jam

55 = 91,687 ft /jam. Perhitungan: Diameter Dt dan tinggi tangki Ht Direncankan : - tinggi selinder : diameter (Hs : D) = 1 : - tinggi head : diameter (Hh : D) = 1 : 4 π Volume selinder : Vs = D π.hs = D 1. D = 0,95 D 4 4 π Vh = R π.hh = R 1. D = 0,108 D 4 Volume tangki Vt = Vs + Vh = 0,95 D + 0,108 D = 0,5 D 1 Vt D = = 0,5 9,916 0,5 Untuk desain digunakan : 1 =,666 m = 8,744 ft - Diameter tangki =,666 m = 8,744 ft = 104,960 in - Tinggi selinder Hs = 0,5 D = 0,5 x,666 m = 1, m = 4,7 ft - Tinggi head Hh = ¼ D = ¼ x,666 m = 0,666 m =,185 ft Tinggi total tangki Ht = Hs + Hh = 1, m + 0,666 m = 1,999 m = 6,558 ft Tebal shell dan tutup tangki Tebal shell T = P.R + n.c.(timmerhaus,004) S.E 0,6P Dimana: T = tebal shell (in)

56 R = jari-jari dalam tangki (in) P = tekanan desain (Psi) S = allowable stress = Psi E = Joint effesiensi = 0,9 C = faktor korosi = 0,015 /tahun N = umur tangki = 15 tahun ρ (Hs 1) Tekanan hidrostatis PHs = 14, = 14,7 + 65,18(4,7 1) 144 = 16,7 Psi Faktor keamanan = 0% Tekanan desain; Pd = 1, x PHs = 1, x 16,7 Psi = 19,47 Psi 19,47 x (104,96 / ) Tebal shell, t = + 15(0,015) 18750(0,9) 0,6(19,47) = 0,45 in digunakan tebal standart 1/4 in 19. Gudang Pengemasan Fungsi : Mengemas yoghurt yang telah diperoleh. Bentuk : Prisma tegak segi empat Bahan : Dinding beton dan atap seng Jumlah : 1 unit Data kondisi operasi : - Temperatur : 0 0 C

57 - Tekanan : 1 atm Laju alir massa = kg/jam = 5,769 ton/jam Densitas susu kedelai (ρ) = 1044,1 kg/m Direncanakan gudang bahan baku dengan spesifikasi : Tinggi gudang Panjang gudang Lebar gudang Waktu operasi (θ) = 4 m = L = L = 5 hari = 10 jam Faktor kelonggaran (fk) = 15% Perhitungan : Volume = P x L x 4 = 8 L Volume = m x θ x 1+ fk ρ x1 8L = kg/jam x 10 jam x 1+ 0, ,1kg/m 8L =.405,9 m L = 7,5 m Maka diproleh : Tinggi gudang = 4 m Lebar gudang = L = 7,5 m Panjang gudang = x L = x 7,5 m = 15,044 m 1. Gudang Penyimpanan (F-0) Fungsi : Mengemas yoghurt yang telah diperoleh.

58 Bentuk : Prisma tegak segi empat Bahan : Dinding beton dan atap seng Jumlah : 1 unit Data kondisi operasi : - Temperatur : 0 0 C - Tekanan : 1 atm Laju alir massa = kg/jam = 5,769 ton/jam Densitas susu kedelai (ρ) = 1044,1 kg/m Direncanakan gudang bahan baku dengan spesifikasi : Tinggi gudang Panjang gudang Lebar gudang Waktu operasi (θ) = 4 m = L = L = 5 hari = 10 jam Faktor kelonggaran (fk) = 15% Perhitungan : Volume = P x L x 4 = 8 L Volume = m x θ x 1+ fk ρ x1 8L = kg/jam x 10 jam x 1+ 0, ,1kg/m 8L =.405,9 m L = 7,5 m Maka diproleh : Tinggi gudang = 4 m

59 Lebar gudang Panjang gudang = L = 7,5 m = x L = x 7,5 m = 15,044 m

60 LAMPIRAN D SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS 1. Pompa Air Sumur Bor (L-411) Fungsi : untuk memompakan air sumur bor ke bak pengendapan. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur : 0 0 C Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m = 6,16 lbm/ft..(perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cp = 1,97 lbm/ft.jam (Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 7.11,788 kg/jam =,79 lbm/det F,79 lbm/det Laju alir volume (Q) = = ρ 6,16lbm/ft = 0,66 ft /det Diameter optimum, De =,9 x Q 0,45 x ρ 0,1 (Timmerhaus, 1980) =,9 x (0,66) 0,45 x (6,16) 0,1 = 4,44 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal = 5 in - Schedul pipa = 40 - Diameter dalam (ID) = 5,047 in = 0,419 ft - Diameter luar (OD) = 5,56 in = 0,46 ft - Luas penampang (a 1 ) = 0,19 ft - Bahan konstruksi = comercial steel

61 Kecepatan linier, v = ρ v D Bilangan Reynold, N RE = µ Q 0,66 ft /det = =,6ft/det a 0,19 ft 1 = (6,16 lbm/ft )(,6ft/det)(0,419 ft)(600det/jam) 1,97 lbm/ft.jam N RE = 17.45,60 Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/d = 0,001 Dari Appendix C-, Foust, 1980, untuk N Re = 17.45,60 dan ε/d = 0,001 diperoleh f = 0,045 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 150 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 1, Appendix C-a, Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,419 ft = 5,447 ft - buah standart elbow 90 L = x 0 x 0,419 ft = 5,14 ft 0 (L/D = 0, Appendix C-a, Foust,1980) - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-c dan C-d, Foust, 1980) L 4 = 7,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-c dan C-d, Foust, 1980) L 5 = 9 ft Panjang pipa total ( L) = , ,14 + 7,5 + 9 = 197,087 ft

62 Faktor gesekan, F = fv ΣL (0,045)(,6) (197,087) = =,80 lbf/lbm gcd (,174)(0,419) Tinggi pemompaan, z = 0 ft g Static head, z. gc = 0 ft.lbf/lbm Δv Velocity head, = 0 gc Pressure head, ΔP = 0 ρ W s g Δv ΔP = z F gc gc ρ = ,80 =,8 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P = Ws.Q.ρ (,8)(0,66)(6,16) = = 1,5 Hp Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan = 1,5 = 1,669Hp 0,8. Bak Pengendapan (H-410) Fungsi: tempat penampungan sementara air sumur bor Laju alir (F) = 7.11,788 kg/jam Kapasitas untuk kebutuhan (θ) = 1 hari Faktor kemanan = 0% Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m Tinggi bak = t

63 Jumlah bak (n) = 1 Misalkan: Panjang bak = 10t Lebar bak = 6t Volume bak (Vb) = p x l x t = 10t x 6t x t = 60t Volume bak (Vb) = F x θ x (fk + 1) ρ x n 7.11,788 kg/jam x1hari x 4jam/hari x1, = 995,68 kg/m x1 = 1074,05 m Volume bak (Vb) = 60t Tinggi bak (t) = Vb 60 1/ 1074 = 60 1/ =,616 m Panjang bak (p) = 10 x t = 10 x,616 m = 6,16 m Lebar bak (l) = 6 x t = 6 x,616 m = 15,696 m. Clarifier (H-40) Fungsi: memisahkan endapan (flokk-flok) yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu. Bahan konstruksi: carbon steel SA-5, Grade B Laju alir air (F 1 ) = 7.11,788 kg/jam Laju alir Al(SO 4 ) (F ) = 1,856 kg/jam Laju alir NaCO (F ) = 1,00 kg/jam Laju alir total (F) = F1 + F + F = 7.14,647 kg/jam

64 Densitas Al (SO 4 ) Densitas NaCO =,71 gr/ml. (Perry,1997) =,5 gr/ml. (Perry,1997) Densitas air = 0,99568 gr/ml. (Perry, 1997) Reaksi koagulasi: Al (SO 4 ) + Na CO + H O Al(OH) + Na SO 4 + CO Perhitungan: Kecepatan terminal pengendapan: Menurut hukum Stokes: Us = ( ρp ρ) gdp 18µ.(Ulrich, 1984) Dimana: Us = Kecepatan terminal pengendapan, cm/det ρ s = Densitas partikel campuran pada 0 0 C ρ = Densitas larutan pada 0 C 0 Dp = Diameter partikel = 0,00 cm...(perry, 1997) g = Percepatan gravitasi = 980 gr/cm.det µ = Viskositas larutan pada 0 0 C = 0,045 gr/cm.det Densitas larutan, ρ = 7.14, ,788 1,856 1, , = 995,716 kg/m = 0,996 gr/cm = 6,1 lb/ft Densitas partikel : ρ s 1, ,00 = =.04,14 kg/m =,04 gr/cm 1,856 1,

65 Sehingga: Us = (,04 0,9995) 980 x (0,00) 18 x 0,045 0,004 = = 0,006 cm/det 0,61 Ukuran Clarifier Laju alir volumetrik, Q = F 7.11,788 kg/jam x1jam/600det = ρ 995,596 kg/m Q = 0,001 m /det Sehingga : D = Q / D = 0, / = m = 6,5616 ft Tinggi clarifier : Ht = D = () = m = 9,84 ft Waktu pengendapan: t = Ht = Us m x100cm/1m = 4.48,759 detik x 1jam/600 detik = 9,578 jam 0,0087cm/det Direncanakan digunakan bahan konstruksi carbon steel SA-5, grade B dari Brownell & Young, Item I, Appendix D, 1979, diperoleh data: - Allowble working stress (S) = 1750 Psi - Effesiensi sambungan (E) = 0,8 - Faktor korosi = 1/8 in..(timmerhaus, 1980) - Tekanan hidrostatis, Ph = ( 9,84 1) 6,1 =,814 psi Tekanan desain, P = 1, x (14,7 +,814) = 0,554 psi

66 Tebal dinding clarifier: t = = PD SE -1,P + CA (0,554 psi)(,05ft)(1in/ft) (1.750 psi)(0,8) 1,(0,554 psi) + 0,15 = 0,04 in Dari tabel 5.4 Brownell & Young 1979, dipilih tebal tangki /16 in Daya clarifier P = 0,006 D (Ulrich, 1984) Dimana: P = daya yang dibutuhkan, kw Sehingga, P = 0,006 x (6,561) = 0,58 Hp Daya motor yang dipilih 0,5 Hp 4. Tangki pelarut Alum (M-41) Fungsi: Membuat larutan alum (Al (SO 4 ) Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi: Plate steel SA-167, tipe 04 Kondisi pelarutan: - Temperatur : 0 0 C - Tekanan : 1 atm (Al (SO 4 ) yang digunakan 0 ppm (Al(SO 4 ) yang digunakan berupa larutan 0% (% berat) Laju alir (Al(SO 4 ) = 1,856 kg/jam Densitas (Al(SO 4 ) 0% = 1.6 kg/jam = 85,09 lbm/ft.. (Perry, 1997) Kebutuhan perancangan = 0 hari

67 Faktor keamanan = 0% Perhitungan: Ukuran tangki: Volume larutan, V 1,856kg/jam x 4 jam/hari x 0 hari = =,68 m 0, x1.6kg/m 1 Volume tangki (Vt) = 1, x,86 m =,9 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = : 1 V = πd H 4,9 m 1 = πd D 4,9 m = πd 8 D =,7 m Maka: D =,7 m = 10,915 ft H = 4,991 m = 16,74 ft,68m Tinggi Al (SO 4 ) dalam tangki = 1 π (,7 m) 4 = 0,76 m = 1,4 ft Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 04. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S) = psi - Effesiensi sambungan (E) = 0,8 - Faktor korosi = 1/8 in..(timmerhaus, 1980) - Tekanan hidrostatik, ph = ( 1,4 1)85, = 0,18 psi

68 - Faktor keamanan tekanan = 0% - Tekanan desain, P = 1, x (14,7 + 0,18) psi = 17,806 psi Tebal dinding silinder tangki: t = t = PD SE -1,P + CA (17,806 psi)(10,915ft)(1in/ft) + 0,15 in (18750 psi)(0,8) 1,(17,806 psi) t = 0,0 in Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki /16 in. Daya pengaduk: Dt/Di =, Baffel = 4....(Brown, 1978) Dt = 10,915 ft Di =,68 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas Al (SO 4 ) 0% = 6,7 x 10-4 lbm/ft.det.(kirk Othmer, 1967) Bilangan reynold, ρ N D N RE = µ (85,09)(1)(,68) = ,558 6,7.10 = 4 Dari gambar.-4 (Geankoplis, 198)untuk N re = ,558 diperoleh Npo = 0,4 Sehingga: P = 5 NpoN Di ρ gc. (Geankoplis, 198) P = 5 (0,4)(1) (,68) (85,09) =,849,174

69 Efesiensi penggerak motor = 80% Daya penggerak motor =,849 0,8 = 4,81 Hp 5. Tangki Pelarut Soda Abu (M-4) Fungsi: membuat larutan sada abu (Na CO ) Bentuk: selinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : plate steel SA-167, tipe 04 Data: Kondisi pelarutan: - Temperatur = 0 0 C - Tekanan = 1 atm - Na CO yang digunakan = 7 ppm - NaCO yang digunakan berupa larutan 0% (% berat) - Laju alir massa NaCO = 1,00 kg/jam. - Densitas NaCO 0% = 1.7 kg/m = 8,845 lbm/ft. - Kebutuhan perancangan = 0 hari - Faktor keamanan = 0% Perhitungan: Ukuran tangki: Volume larutan, V 1,00kg/jam x 4 jam/hari x 0 hari = = 1,814 m 0, x1.7 kg/m 1 Volume tangki (Vt) = 1, x 1,814 m =,177 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = : V = 4 1 πd H

70 ,177 m 1 = πd D 4,177 m = πd 8 D = 1,847 m Maka: D = 1,847 m = 6,059 ft H =,771 m = 9,091 ft 1,814 m Tinggi Na CO dalam tangki = 1 π (1,847 m) 4 = 0,677 m =,1 ft Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 04. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S) = psi - Effesiensi sambungan (E) = 0,8 - Faktor korosi = 1/8 in..(timmerhaus, 1980) - Tekanan hidrostatik, ph = (,1 1)85, = 0,751 psi - Faktor keamanan tekanan = 0% - Tekanan desain, P = 1, x (14,7 + 0,751) psi = 18,541 psi Tebal dinding silinder tangki: t = t = PD SE -1,P + CA (18,541psi)(6,059 ft)(1in/ft) + 0,15 in = 0,17 (18750 psi)(0,8) 1,(18,541psi) Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 4/16 in. Daya pengaduk:

71 Dt/Di =, Baffel = 4....(Brown, 1978) Dt = 6,059 ft Di =,019 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas Al (SO 4 ) 0% =,69 x 10-4 lbm/ft.det.(kirk Othmer, 1967) Bilangan reynold, N RE ρ N D = (Geankoplis, 198) μ (8,845)(1)(,019) = ,756,69.10 = 4 Dari gambar.4-4,geankoplis,198, untuk N re = ,756 diperoleh Npo = 0,5 Sehingga: P = 5 NpoN Di ρ gc. (Geankoplis, 198) P = 5 (0,5)(1) (,09) (8,845) = 8,075,174 Efesiensi penggerak motor = 80% Daya penggerak motor = 0,04 0,8 = 5,094 Hp 6. Pompa Bak Pengendapan (L-41) Fungsi : untuk memompakan air sumur bor ke bak pengendapan. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi:

72 -Temperatur : 0 0 C Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m = 6,16 lbm/ft..(perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cp = 1,97 lbm/ft.jam (Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 7.11,788 kg/jam =,79 lbm/det F,79 lbm/det Laju alir volume (Q) = = ρ 6,16lbm/ft = 0,66 ft /det Diameter optimum, De =,9 x Q 0,45 x ρ 0,1 (Timmerhaus, 1980) =,9 x (0,66) 0,45 x (6,16) 0,1 = 4,44 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal = 5 in - Schedul pipa = 40 - Diameter dalam (ID) = 5,047 in = 0,419 ft - Diameter luar (OD) = 5,56 in = 0,46 ft - Luas penampang (a 1 ) = 0,19 ft - Bahan konstruksi = comercial steel Kecepatan linier, v = Q 0,66 ft /det = =,6ft/det a 0,19 ft 1 ρ v D Bilangan Reynold, N RE = µ = (6,16 lbm/ft )(,6ft/det)(0,419 ft)(600det/jam) 1,97 lbm/ft.jam N RE = 17.45,60 Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/d = 0,001

73 Dari Appendix C-, Foust, 1980, untuk N Re = 17.45,60 dan ε/d = 0,001 diperoleh f = 0,045 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 5 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 1, Appendix C-a, Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,419 ft = 5,447 ft - buah standart elbow 90 L = x 0 x 0,419 ft = 5,14 ft 0 (L/D = 0, Appendix C-a, Foust,1980) - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-c dan C-d, Foust, 1980) L 4 = 7,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-c dan C-d, Foust, 1980) L 5 = 9 ft Panjang pipa total ( L) = 5 + 5, ,14 + 7,5 + 9 = 7,087 ft Faktor gesekan, F = fv ΣL (0,045)(5,447) (7,087) = = 0,84 lbf/lbm gcd (,174)(0,419) Tinggi pemompaan, z = 10 ft g Static head, z. gc = 0 ft.lbf/lbm Δv Velocity head, = 0 gc Pressure head, ΔP = 0 ρ

74 W s g Δv ΔP = z F gc gc ρ = ,84 = 10,84 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P = Ws.Q.ρ (10,84)(0,66)(6,16) = = 0,448 Hp Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan = 0,448 = 0,560Hp 0,8 7. Sand Filter (H-40) Fungsi : untuk menyaring partikel-partikel yang masih terbawa dalam air yang keluar dari clarifier. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : carbon steel SA-5, Grade B Data: Kondisi penyimpanan: -Temperatur : 0 0 C - Tekanan : 1 atm Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m = 6,16 lbm/ft..(perry, 1997) Laju alir massa (F) = 7.11,788 kg/jam =,79 lbm/det Faktor keamanan = 0% Sand filter dirancang untuk penampungan ¼ jam operasi Perhitungan: Ukuran Sand Filter Volume air, Va = 7.11,788 kg/jam x 0,5jam 995,68 kg/m = 9, m

75 Volume tangki Vt = 1, x 9, m = 11,87 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 1 : 1 V = πd H 4 11,187 m 11,187 m D = 1,9 m 1 = πd (D) 4 1 = πd Maka: D = 1,9 m = 6,08 ft H =,847 m = 1,61 ft Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 04. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S) = psi - Effesiensi sambungan (E) = 0,8 - Faktor korosi = 1/8 in..(timmerhaus, 1980) - Tekanan hidrostatik, po = 1 atm = 14,7 psi - Faktor keamanan tekanan = 0% - Tekanan desain, P = 1, x 14,7 psi = 17,64 psi Tebal dinding silinder tangki: t = t = PD SE -1,P + CA (17,64 psi)(6,08ft)(1in/ft) + 0,15 in = 0,19 (18750 psi)(0,8) 1,(17,64 psi) Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki /16 in.

76 8. Pompa clarifier (L-41) Fungsi : untuk memompakan air clarifier ke sand filter. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur : 0 0 C Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m = 6,16 lbm/ft..(perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cp = 1,97 lbm/ft.jam (Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 7.11,788 kg/jam =,79 lbm/det F,79 lbm/det Laju alir volume (Q) = = ρ 6,16lbm/ft = 0,66 ft /det Diameter optimum, De =,9 x Q 0,45 x ρ 0,1 (Timmerhaus, 1980) =,9 x (0,66) 0,45 x (6,16) 0,1 = 4,44 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal = 5 in - Schedul pipa = 40 - Diameter dalam (ID) = 5,047 in = 0,419 ft - Diameter luar (OD) = 5,56 in = 0,46 ft - Luas penampang (a 1 ) = 0,19 ft - Bahan konstruksi = comercial steel Kecepatan linier, v = Q 0,66 ft /det = =,6ft/det a 0,19 ft 1

77 ρ v D Bilangan Reynold, N RE = µ = (6,16 lbm/ft )(,6ft/det)(0,419 ft)(600det/jam) 1,97 lbm/ft.jam N RE = 17.45,60 Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/d = 0,001 Dari Appendix C-, Foust, 1980, untuk N Re = 17.45,60 dan ε/d = 0,001 diperoleh f = 0,045 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 5 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 1, Appendix C-a, Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,419 ft = 5,447 ft - buah standart elbow 90 L = x 0 x 0,419 ft = 5,14 ft 0 (L/D = 0, Appendix C-a, Foust,1980) - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-c dan C-d, Foust, 1980) L 4 = 7,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-c dan C-d, Foust, 1980) L 5 = 9 ft Panjang pipa total ( L) = 5 + 5, ,14 + 7,5 + 9 = 7,087 ft Faktor gesekan, F = fv ΣL (0,045)(5,447) (7,087) = = 0,84 lbf/lbm gcd (,174)(0,419)

78 Tinggi pemompaan, z = 10 ft g Static head, z. gc = 0 ft.lbf/lbm Δv Velocity head, = 0 gc Pressure head, ΔP = 0 ρ W s g Δv ΔP = z F gc gc ρ = ,84 = 10,84 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P = Ws.Q.ρ (10,84)(0,66)(6,16) = = 0,448 Hp Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan = 0,448 = 0,560Hp 0,8 9. Menara Air (F-440) Fungsi : untuk mendistribusikan air untuk berbagai kebutuhan. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : carbon steel SA-5, Grade B Data: Kondisi penyimpanan: -Temperatur : 0 0 C - Tekanan : 1 atm Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m = 6,16 lbm/ft..(perry, 1997) Laju alir massa (F) = 7.11,788 kg/jam =,79 lbm/det

79 Faktor keamanan = 0% Kebutuhan perancangan = 6 jam Perhitungan: Ukuran Menara Air Volume air, Va = 7.11,788 kg/jam x 6 jam 995,68 kg/m Volume tangki Vt = 1, x,75 m = 68,50 m =,75 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 5 : 6 1 V = πd H 4 68,50 m 1 = πd (6/5D) 4 68,50 m = (/10) πd D = 6,579 m Maka: D = 6,579 m = 1,584 ft H = 7,894 m = 5,898 ft Tinggi air dalam tangki = Tebal dinding tangki,75 m 1 π (6,579m) 4 = 6,580 m Direncanakan menggunakan bahan konstruksi carbon steel SA-5, Grade B. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S) = psi - Effesiensi sambungan (E) = 0,8 - Faktor korosi = 1/8 in..(timmerhaus, 1980) - Tekanan hidrostatik, po = 1 atm = 14,7 psi

80 - Faktor keamanan tekanan = 0% - Tekanan desain, P = 1, x 14,7 psi = 17,64 psi Tebal dinding silinder tangki: t = t = PD SE -1,P + CA (17,64 psi)(1,584 ft)(1in/ft) + 0,15 in = 0,188 in (18750 psi)(0,8) 1,(17,64 psi) Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki ¼ in. 10. Pompa Sand Filter (L-441) Fungsi : untuk memompakan air dari sand filter ke menara air. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur : 0 0 C Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m = 6,16 lbm/ft..(perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cp = 1,97 lbm/ft.jam (Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 7.11,788 kg/jam =,79 lbm/det F,79 lbm/det Laju alir volume (Q) = = ρ 6,16lbm/ft = 0,66 ft /det Diameter optimum, De =,9 x Q 0,45 x ρ 0,1 (Timmerhaus, 1980) =,9 x (0,66) 0,45 x (6,16) 0,1 = 4,44 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal = 5 in

81 - Schedul pipa = 40 - Diameter dalam (ID) = 5,047 in = 0,419 ft - Diameter luar (OD) = 5,56 in = 0,46 ft - Luas penampang (a 1 ) = 0,19 ft - Bahan konstruksi = comercial steel Kecepatan linier, v = Q 0,66 ft /det = =,6ft/det a 0,19 ft 1 ρ v D Bilangan Reynold, N RE = µ = (6,16 lbm/ft )(,6ft/det)(0,419 ft)(600det/jam) 1,97 lbm/ft.jam N RE = 17.45,60 Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/d = 0,001 Dari Appendix C-, Foust, 1980, untuk N Re = 17.45,60 dan ε/d = 0,001 diperoleh f = 0,045 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 0 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 1, Appendix C-a, Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,419 ft = 5,447 ft - buah standart elbow 90 L = x 0 x 0,419 ft = 5,14 ft 0 (L/D = 0, Appendix C-a, Foust,1980) - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-c dan C-d, Foust, 1980) L 4 = 7,5 ft

82 - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-c dan C-d, Foust, 1980) L 5 = 9 ft Panjang pipa total ( L) = 0 + 5, ,14 + 7,5 + 9 = 77,087 ft Faktor gesekan, F = fv ΣL (10,89)(0,66) (77,087) = = 0,89 lbf/lbm gcd (,174)(0,419) Tinggi pemompaan, z = 10 ft g Static head, z. gc = 10 ft.lbf/lbm Δv Velocity head, = 0 gc Pressure head, ΔP = 0 ρ W s g Δv ΔP = z F gc gc ρ = ,89 = 10,89 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P = Ws.Q.ρ (10,89)(0,66)(6,16) = = 0,450 Hp Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan = 0,450 = 0,56Hp 0,8 11. Cation Exchanger (T-450) Fungsi : untuk mengurangi kesadahan air. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : carbon steel SA-5, Grade B

83 Data: Kondisi penyimpanan: -Temperatur : 0 0 C - Tekanan : 1 atm H SO 4 yang digunakan memiliki konsentrasi 50% (% berat) Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m = 6,16 lbm/ft..(perry, 1997) Laju alir massa (F) = 7.11,788 kg/jam =,79 lbm/det Faktor keamanan = 0% Perhitungan: Ukuraran cation exchanger Dari tabel 1.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh: - Diameter permukaan katiaon: 5 ft = 0,6096 m - Luas penampang penukar kation =,14 ft - Tinggi resi dalam cation excahanger = 5 ft - Tinggi silinder = 1, x 5 ft = 6 ft = 1,887 in Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = : 1 Maka: H = ½ D = ½ (0,6096) = 0,048 m Sehingga tinggi cation exchanger = 1, ,048 =,15 m = 6,9995 ft Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi carbon steel SA-5, Grade B. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S) = psi - Effesiensi sambungan (E) = 0,8 - Faktor korosi = 1/8 in..(timmerhaus, 1980)

84 - Tekanan hidrostatik, po = 1 atm = 14,7 psi - Faktor keamanan tekanan = 0% - Tekanan desain, P = 1, x 14,7 psi = 17,64 psi Tebal dinding tangki kation exchanger: t = t = PD SE -1,P + CA (17,64 psi)(5ft)(1in/ft) + 0,15 in = 0,847 in (18750 psi)(0,8) 1,(17,64 psi) Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 7/16 in. 1. Tangki Pelarutan H SO 4 (M-451) Fungsi : untuk membuat larutan asam sulfat. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : plate steel SA-167, tipe 04 -Kondisi penyimpanan: -Temperatur : 0 0 C - Tekanan : 1 atm - H SO 4 yang digunakan memiliki konsentrasi 50% (% berat) - Densitas HSO 4 (ρ) = 1.87 kg/m = 85,5874 lbm/ft..(perry, 1997) - Laju alir massa HSO 4 (F) = 1,57 kg/jam - Kebutuhan perancangan : 1 hari - Faktor keamanan : 0% Perhitungan: Ukuran angki Volume air, Va = 1,57 kg/jam x 4 jam/hari x 1hari 0,5 x 1.87 kg/m = 0,046 m

85 Volume tangki Vt = 1, x 0,046 m = 0,055 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 4 : 1 V = πd H 4 0,055 m 1 = πd (/4D) 4 0,055 m = /16 πd D = 0,45 m Maka: D = 0,45 m = 1,486 ft H = 0,40 m = 1,115 ft Tinggi air dalam tangki = Tebal dinding tangki 0,046 m 1 π (0,45 m) 4 = 0,87 m Direncanakan menggunakan bahan konstruksi carbon steel SA-5, grade B. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S) = psi - Effesiensi sambungan (E) = 0,8 - Faktor korosi = 1/8 in..(timmerhaus, 1980) - Tekanan hidrostatik, po = 1 atm = 14,7 psi - Faktor keamanan tekanan = 0% - Tekanan desain, P = 1, x 14,7 psi = 17,64 psi Tebal dinding silinder tangki: t = PD SE -1,P + CA

86 (17,64 psi)(1,486 ft)(1in/ft) t = + 0,15 in = 0,15 in (18750 psi)(0,8) 1,(17,64 psi) Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki /16 in. Daya pengaduk: Dt/Di =, Baffel = 4....(Brown, 1978) Dt = 1,486 ft Di = 0,495 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas Al (SO 4 ) 0% =,494 x 10 lbm/ft.det.(kirk Othmer, 1967) N RE ρ N D =..(Geankoplis, 198) μ (85,5874)(1)(0,495) = ,749, = 4 Dari gambar.4-4 Geankoplis,198, untuk N re = ,749 diperoleh Npo = 0,41 Sehingga: P = 5 NpoN Di ρ gc. (Geankoplis, 198) P = 5 (0,41)(1) (0,495) (85,5874) = 0,0,174 Efesiensi penggerak motor = 80% Daya penggerak motor = 0,0 0,8 = 0,04 Hp 1. Pompa Menara Air (L-451) Fungsi : untuk memompakan air dari menara ke cation exchanger. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah

87 Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur : 0 0 C Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m = 6,16 lbm/ft..(perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cp = 1,97 lbm/ft.jam (Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 85,788 kg/jam = 0,5 lbm/det F 0,5lbm/det Laju alir volume (Q) = = ρ 6,16lbm/ft = 0,008 ft /det Diameter optimum, De =,9 x Q 0,45 x ρ 0,1 (Timmerhaus, 1980) =,9 x (0,008) 0,45 x (6,16) 0,1 = 0,75 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal = /4 in - Schedul pipa = 40 - Diameter dalam (ID) = 0,84 in = 0,068 ft - Diameter luar (OD) = 1,05 in = 0,088 ft - Luas penampang (a 1 ) = 0,006 ft - Bahan konstruksi = comercial steel Kecepatan linier, v = Q a 1 0,008 ft /det = = 0,006 ft 1,ft/det ρ v D Bilangan Reynold, N RE = µ = (6,16 lbm/ft )(1, ft/det)(0,068 ft)(600 det/jam) 1,97 lbm/ft.jam N RE = ,88

88 Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 0,84 in diperoleh ε/d = 0,0018 Dari Appendix C-, Foust, 1980, untuk N Re = ,88 dan ε/d = 0,0018 diperoleh f = 0,08 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 0 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 1, Appendix C-a, Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,068 ft = 0,884 ft - buah standart elbow 90 L = x 0 x 0,068 ft = 4,08 ft 0 (L/D = 0, Appendix C-a, Foust,1980) - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-c dan C-d, Foust, 1980) L 4 = 7,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-c dan C-d, Foust, 1980) L 5 = 9 ft Panjang pipa total ( L) = 0 + 0, ,08 + 7,5 + 9 = 51,464 ft Faktor gesekan, F = fv ΣL (0,08)(1,) (51,464) = = 10,909 ft.lbf/lbm gcd (,174)(0,068) Tinggi pemompaan, z = 15 ft g Static head, z. gc = 15 ft.lbf/lbm Δv Velocity head, = 0 gc

89 Pressure head, ΔP = 0 ρ W s g Δv ΔP = z F gc gc ρ = ,909 = 5,909 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P = Ws.Q.ρ (5,909)(0,008)(6,16) = = 0,0 Hp Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan = 0,0 = 0,08Hp 0,8 14. Anion Exchanger (F-460) Fungsi : untuk mengurangi kesadahan air. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : carbon steel SA-5, Grade B Data: Kondisi penyimpanan: -Temperatur : 0 0 C - Tekanan : 1 atm H SO 4 yang digunakan memiliki konsentrasi 50% (% berat) Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m = 6,16 lbm/ft..(perry, 1997) Laju alir massa (F) = 14,11 kg/jam = 0,087 lbm/det Faktor keamanan = 0% Perhitungan: Ukuraran anion exchanger Dari tabel 1.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh: - Diameter permukaan katiaon: 5 ft = 0,6096 m

90 - Luas penampang penukar kation =,14 ft - Tinggi resi dalam cation excahanger = 5 ft - Tinggi silinder = 1, x 5 ft = 6 ft = 1,887 in Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = : 1 Maka: H = ½ D = ½ (0,6096) = 0,048 m Sehingga tinggi cation exchanger = 1, ,048 =,15 m = 6,9995 ft Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi carbon steel SA-5, Grade B. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S) = psi - Effesiensi sambungan (E) = 0,8 - Faktor korosi = 1/8 in..(timmerhaus, 1980) - Tekanan hidrostatik, po = 1 atm = 14,7 psi - Faktor keamanan tekanan = 0% - Tekanan desain, P = 1, x 14,7 psi = 17,64 psi Tebal dinding tangki anion exchanger: t = t = PD SE -1,P + CA (17,64 psi)(5ft)(1in/ft) + 0,15 in = 0,847 in (18750 psi)(0,8) 1,(17,64 psi) Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 7/16 in. 15. Tangki Pelarutan NaOH Fungsi : untuk membuat larutan NaOH. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : plate steel SA-167, tipe 04

91 -Kondisi penyimpanan: -Temperatur : 0 0 C - Tekanan : 1 atm - NaOH yang digunakan memiliki konsentrasi 10% (% berat) - Densitas NaOH (ρ) = kg/m = 94,577 lbm/ft..(perry, 1997) - Laju alir massa NaOH (F) = 0,07 kg/jam - Kebutuhan perancangan : 1 hari - Faktor keamanan : 0% Perhitungan: Ukuran tangki Volume air, Va = 0,07 kg/jam x 4 jam/hari 0,1 x kg/m x 1hari = 0,004 m Volume tangki Vt = 1, x 0,004 m = 0,005 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = : 1 V = πd H 4 0,005 m 1 = πd (/D) 4 0,005 m = /8 πd D = 0,161 m Maka: D = 0,161 m = 0,58 ft H = 0,41 m = 0,790 ft Tinggi air dalam tangki = 1 4 0,004 m π (0,161m) = 0, m = 0,66 ft

92 Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-5, grade B. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S) = psi - Effesiensi sambungan (E) = 0,8 - Faktor korosi = 1/8 in..(timmerhaus, 1980) - Tekanan hidrostatik, po = 1 atm = 14,7 psi - Faktor keamanan tekanan = 0% - Tekanan desain, P = 1, x 14,7 psi = 17,64 psi Tebal dinding silinder tangki: t = t = PD SE -1,P + CA (17,64 psi)(0,58 ft)(1 in/ft) + 0,15 in = 0,18 in (18750 psi)(0,8) 1,(17,64 psi) Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki /16 in. Daya pengaduk: Dt/Di =, Baffel = 4....(Brown, 1978) Dt = 0,58 ft Di = 0,176 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas NaOH 10% = 4,0 x 10-4 lbm/ft.det..(kirk Othmer, 1967) N RE ρ N D =....(Geankoplis, 198) μ (94,577)(1)(0,176) = 6.809,895 4,0.10 = 4

93 Dari gambar.4-4 Geankoplis, 198, untuk N re = 5.769,59 diperoleh Npo = 0,6 Sehingga: P = 5 NpoN Di ρ gc. (Geankoplis, 198) P = 5 (0,6)(1) (0,16) (94,577) = 0,000,174 Efesiensi penggerak motor = 80% Daya motor penggerak = 0,000 0,8 = 0,0005 Hp 16. Pompa cation exchanger (L-461) Fungsi : untuk memompakan air dari cation exchanger ke anion exchanger. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur : 0 0 C Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m = 6,16 lbm/ft...(perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cp = 1,97 lbm/ft.jam (Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 85,788 kg/jam = 0,5 lbm/det F 0,5lbm/det Laju alir volume (Q) = = ρ 6,16lbm/ft = 0,008 ft /det Diameter optimum, De =,9 x Q 0,45 x ρ 0,1 (Timmerhaus, 1980) =,9 x (0,008) 0,45 x (6,16) 0,1 = 0,75 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal = /4 in - Schedul pipa = 40

94 - Diameter dalam (ID) = 0,84 in = 0,068 ft - Diameter luar (OD) = 1,05 in = 0,088 ft - Luas penampang (a 1 ) = 0,006 ft - Bahan konstruksi = comercial steel Kecepatan linier, v = Q a 1 0,008 ft /det = = 0,006 ft 1,ft/det ρ v D Bilangan Reynold, N RE = µ = (6,16 lbm/ft )(1, ft/det)(0,068 ft)(600 det/jam) 1,97 lbm/ft.jam N RE = ,88 Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 0,84 in diperoleh ε/d = 0,0018 Dari Appendix C-, Foust, 1980, untuk N Re = ,88 dan ε/d = 0,0018 diperoleh f = 0,08 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 10 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 1, Appendix C-a, Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,0 ft = 0,86 ft - buah standart elbow 90 L = x 0 x 0,0 ft = 1, ft 0 (L/D = 0, Appendix C-a, Foust,1980) - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-c dan C-d, Foust, 1980) L 4 = 7,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-c dan C-d, Foust, 1980)

95 L 5 = 9 ft Panjang pipa total ( L) = , ,08 + 7,5 + 9 = 1,464 ft Faktor gesekan, F = fv ΣL (0,08)(1,) (1,464) = = ft. gcd (,174)(0,068) Tinggi pemompaan, z = 15 ft g Static head, z. gc = 15 ft.lbf/lbm Δv Velocity head, = 0 gc Pressure head, ΔP = 0 ρ W s g Δv ΔP = z F gc gc ρ = ,909 = 5,909 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P = Ws.Q.ρ (5,909)(0,008)(6,16) = = 0,0 Hp Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan = 0,0 = 0,08Hp 0,8 17. Tangki kaporit (F-490) Fungsi : untuk membuat larutan tangki kaporit. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : plate steel SA-167, tipe 04 -Kondisi penyimpanan: -Temperatur : 0 0 C

96 - Tekanan : 1 atm - Ca(ClO) yang digunakan memiliki konsentrasi 50% (% berat) - Densitas Ca(ClO) (ρ) = 1.7 kg/m = 79,411 lbm/ft..(perry, 1997) - Laju alir massa Ca(ClO) - Kebutuhan perancangan : 1 hari - Faktor keamanan : 0% Perhitungan: Ukuran tangki (F) = 0,001 kg/jam 0,001kg/jam x 4jam/hari x 1hari Volume air, Va = 0,1 x1.7 kg/m = 0,000 m Volume tangki Vt = 1, x 0,000 m = 0,0004 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = : 1 V = πd H 4 0,0004 m 0,0004 m = /8 πd D = 0,059 m 1 = πd (/D) 4 Maka: D = 0,0059 m = 0,194 ft H = 0,089 m = 0,9 ft Tinggi air dalam tangki = Tebal dinding tangki 0,000 m 1 π (0,059 m) 4 = 0,074 m Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 04. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data:

97 - Allowble working stress (S) = psi - Effesiensi sambungan (E) = 0,8 - Faktor korosi = 1/8 in..(timmerhaus, 1980) - Tekanan hidrostatik, po = 1 atm = 14,7 psi - Faktor keamanan tekanan = 0% - Tekanan desain, P = 1, x 14,7 psi = 17,64 psi Tebal dinding silinder tangki: t = t = PD SE -1,P + CA (17,64 psi)(0,17 ft)(1 in/ft) + 0,15 in = 0,17 in (18750 psi)(0,8) 1,(17,64 psi) 18. Tangki Penampungan air umpan ketel (L-501) Fungsi : untuk menampung air umpan ketel sebelum didistribusikan. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : carbon steel SA-5, Grade B -Kondisi penyimpanan: -Temperatur : 0 0 C - Tekanan : 1 atm - Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m....(perry, 1997) - Laju alir massa air umpan ketel = 710,657 kg/jam - Kebutuhan perancangan : 1 hari - Faktor keamanan : 0% Perhitungan:

98 Ukuran tangki 710,657 kg/jam x 4 jam/hari x1hari Volume air, Va = 995,68 kg/m = 17,19 m Volume tangki Vt = 1, x 17,19 m = 0,554 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = : 1 V = πd H 4 0,554 m 1 = πd (/D) 4 0,554 m = /8 πd D =,59 m Maka: D =,59 m = 8,507 ft H =,889 m = 1,759 ft Tinggi air dalam tangki = Tebal dinding tangki Tekanan hidrostatik: P = ρ x g x l 17,19 m 1 π (,59m) 4 =,4 m = 995,68 kg/m x 9,8 m/det x,4 m = 1.64,46 Pa = 1,64 kpa Tekanan operasi = 1 atm = 101,5 kpa P = 1,64 kpa + 101,5 kpa = 1,64 kpa Faktor kelonggaran = 5% Tekanan desain, P = (1,05)(1,64) = 19,959 kpa Join efisiensi = 0,8...(Brownell & Young, 1959) Allowble stress = psi = ,98 kpa..(brownell & Young, 1959)

99 Tebal dinding tangki: t = t = PD SE -1,P + CA (19,606 kpa)(8,507 ft)(1in/ft) + 0,15 in = 0,6 in (87.099,98 kpa)(0,8) 1,(19,606 kpa) Dari tabel 5.4 Brownell & Young dipilih tebal tangki 4/ Pompa Air umpan ketel Fungsi : untuk memompakan air dari tangki air umpan ketel ke dearator. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur : 0 0 C Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m = 6,16 lbm/ft..(perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cp = 1,97 lbm/ft.jam (Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 59,14 kg/jam = 0,6 lbm/det F 0,6lbm/det Laju alir volume (Q) = = ρ 6,16lbm/ft = 0,005 ft /det Diameter optimum, De =,9 x Q 0,45 x ρ 0,1 (Timmerhaus, 1980) =,9 x (0,005) 0,45 x (6,16) 0,1 = 0,61 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal = /4 in - Schedul pipa = 40 - Diameter dalam (ID) = 0,84 in = 0,068 ft - Diameter luar (OD) = 1,050 in = 0,087 ft

100 - Luas penampang (a 1 ) = 0,0071 ft - Bahan konstruksi = comercial steel Kecepatan linier, v = Q 0,005ft /det = = 1,47ft/det a 0,0071ft 1 ρ v D Bilangan Reynold, N RE = µ = (6,16 lbm/ft )(1,47 ft/det)(0,068ft)(600det/jam) 1,97 lbm/ft.jam N RE = ,80 Dari gambar 14.1 Timmerhaus, 1991 untuk Nre = ,80 dan ε/d = 0,0017 diperoleh f = 0,0 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 5 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 1, Appendix C-a, Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,068 ft = 0,884 ft - buah standart elbow 90 L = x 0 x 0,068 ft = 4,08 ft 0 (L/D = 0, Appendix C-a, Foust,1980) - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-c dan C-d, Foust, 1980) L 4 = 1,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-c dan C-d, Foust, 1980) L 5 =,5 ft Panjang pipa total ( L) = 5 + 0, ,08 + 1,5 +,5 = 4,714 ft Faktor gesekan,

101 fv ΣL (0,0)(1,47) (4,714) F = = = 0,460 ft.lbf/lbm gcd (,174)(0,068) Tinggi pemompaan, z = 15 ft g Static head, z. gc = 15 ft.lbf/lbm Δv Velocity head, = 0 gc Pressure head, ΔP = 0 ρ W s g Δv ΔP = z F gc gc ρ = ,460 = 15,460 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P = Ws.Q.ρ (15,460)(0,005)(6,16) = = 0,009 Hp Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan = 0,009 = 0,01Hp 0,8 0. Daerator (E-510) Fungsi: Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air umpan ketel Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi: carbon steel SA-5, Grade B Kondisi pelarutan: - Temperatur : 90 0 C - Tekanan : 1 atm Laju massa air = 59,14 kg/jam Densitas air = 995,68 kg/jam = 85,09 lbm/ft.. (Perry, 1997) Kebutuhan perancangan = 1 hari

102 Faktor keamanan = 0% Perhitungan: Ukuran tangki: Volume larutan, V 59,14 kg/jam x 4 jam/hari x1hari = = 14,74 m 995,68 kg/m 1 Volume tangki (Vt) = 1, x 14,74 m = 17,18 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = : 1 V = πd H 4 17,18 m 1 = πd D 4 17,18 m = πd 8 D =,440 m Maka: D =,440 m = 8,005 ft H =,66 m = 1,007 ft Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi carbon steel SA-5, Grade B Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S) = psi - Effesiensi sambungan (E) = 0,8 - Faktor korosi = 1/8 in..(timmerhaus, 1980) - Tekanan hidrostatik, Po = 1 atm =14,7 psi - Faktor keamanan tekanan = 0% - Tekanan desain, P = 1, x 14,7 psi = 17,64 psi Tebal dinding silinder tangki:

103 t = PD SE -1,P + CA t = (17,64 psi)(8,005 ft)(1in / ft) + 0,15 in = 0,181 in (18750 psi)(0,8) 1,(17,64 psi) Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki ¼ in. 1 Pompa Daerator (E-511) Fungsi : untuk memompakan air dari dearator ke ketel uap. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur : 0 0 C Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m = 6,16 lbm/ft..(perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cp = 1,97 lbm/ft.jam (Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 59,14 kg/jam = 0,6 lbm/det F 0,6lbm/det Laju alir volume (Q) = = ρ 6,16lbm/ft = 0,005 ft /det Diameter optimum, De =,9 x Q x ρ 0,1 (Timmerhaus, 1980) =,9 x (0,005) x (6,16) 0,1 = 0,61 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal = /4 in - Schedul pipa = 40 - Diameter dalam (ID) = 0,84 in = 0,068 ft - Diameter luar (OD) = 1,050 in = 0,087 ft - Luas penampang (a 1 ) = 0,0071 ft

104 - Bahan konstruksi = comercial steel Kecepatan linier, v = Q 0,005ft /det = = 1,47ft/det a 0,0071ft 1 ρ v D Bilangan Reynold, N RE = µ = (6,16 lbm/ft )(1,47 ft/det)(0,068ft)(600det/jam) 1,97 lbm/ft.jam N RE = ,80 Dari gambar 14.1 Timmerhaus, 1991 untuk Nre = ,80 dan ε/d = 0,0017 diperoleh f = 0,0 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 5 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 1, Appendix C-a, Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,068 ft = 0,884 ft - buah standart elbow 90 L = x 0 x 0,068 ft = 4,08 ft 0 (L/D = 0, Appendix C-a, Foust,1980) - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-c dan C-d, Foust, 1980) L 4 = 1,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-c dan C-d, Foust, 1980) L 5 =,5 ft Panjang pipa total ( L) = 5 + 0, ,08 + 1,5 +,5 = 4,714 ft Faktor gesekan,

105 fv ΣL (0,0)(1,47) (4,714) F = = = 0,460 ft.lbf/lbm gcd (,174)(0,068) Tinggi pemompaan, z = 15 ft g Static head, z. gc = 15 ft.lbf/lbm Δv Velocity head, = 0 gc Pressure head, ΔP = 0 ρ W s g Δv ΔP = z F gc gc ρ = ,460 = 15,460 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P = Ws.Q.ρ (15,460)(0,005)(6,16) = = 0,009 Hp Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan = 0,009 = 0,01Hp 0,8 Boiler (Q-440) Fungsi Jenis Bahan konstruksi : Menyediakan uap untuk keperluan proses : Water tube boiler : Carbon steel Data : Uap jenuh yang digunakan bersuhu C pada tekanan 101, Kpa (14,7 Psi). Dari steam table, Smith, 1987, diperoleh kalor laten steam 970, Btu/lbm. Kebutuhan uap = 59,14 Kg/jam = 1.05,594 lbm/jam

106 Perhitungan: Menghitung daya ketel uap: 4,5x P x 970, W = H Dimana: P = Daya boiler, Hp Maka: P = W = Kebutuhan uap,lbm/jam H = Kalor laten, Btu/lbm 1.05,594 lbm/jam x 970,btu/lbm 4,5 x 970, P = 7,84 Hp Menghitung jumlah tube: Luas permukaan perpindahan panas, A = P x 10 ft /Hp..(Kern,1965) = 7,84 Hp x 10 ft /Hp = 78,4 ft Direncanakan dengan menggunakan tube dengan spesifikasi: Panjang tube, L = 0 ft Diameter tube = in Luas permukaan pipa, a = 0,917 ft /ft Sehingga jumlah tube: A 78,4ft NE = = = 0,64 buah L x a 0ft x 0,917ft /ft Maka jumlah tube yang dibutuhkan sebanyak 1 buah.

107 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI Dalam rencana Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Yoghurt dari Kacang Kedelai digunakan asumsi sebagai berikut: 1. Pabrik beroperasi selama 0 hari.. Kapasitas pengolahan kg/jam kacang kedelai.. Perhitungan didasarkan pada harga alat terpasang. 4. Harga alat disesuaikan dengan basis September 007 dimana nilai tukar dolar terhadap rupiah adalah US$ 1 = 9.950,- L.E.1. Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) L.E.1.1. Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) A. Biaya Tanah Lokasi Pabrik Harga tanah lokasi pabrik = Rp /m (Sumber: Galang, 005) Luas tanah yang diperlukan = 0.80 m Harga tanah seluruhnya = 0.80 m x Rp /m = Rp ,- Biaya peralatan tanah 10% dari harga tanah seluruhnya (Petter & Timmerhaus,004). Biaya perataan tanah = 0,1 x Rp ,- = Rp ,- Total biaya tanah = Rp ,- + Rp ,- = Rp ,- LE-1

108 B. Harga Bangunan Perincian harga bangunan dapat dilihat pada tabel LE-1 Tabel LE-1. Perincian Harga Bangunan No Jenis area Luas Harga Jumlah 1 Areal Proses Rencana Perluasan Perumahan Karyawan Unit Pengolahan air Taman Parkir Ruang Listrik Kantor Areal Bahan Baku Unit Pemadam Kebakaran Gudang Produksi Bengkel Peralatan Pengaman Ruang Boiler Laboratorium Ruang Kontrol Perpustakaan Tempat Ibadah Kantin Pos Jaga Poliklinik Pengolahan Limbah Jalan TOTAL C. Perincian Harga Peralatan Harga peralatan dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut: C x = C y I I x y X X 1 m Dimana: C x = Harga alat pada tahun pembelian (007) C y = Harga alat pada kapasitas yang tersedia Ix = Indeks harga pada tahun 007

109 I y X 1 X m = Indeks harga pada tahun yang tersedia = Kapasitas alat yang tersedia = Kapasitas alat yang diinginkan = Faktor eksponensial untuk jenis alat yang tersedia Untuk menghitung semua harga peralatan pada pabrik, digunakan metode Marshall R Swift Equipment Cost Indeks, Indeks yang digunakan adalah Chemical Engineering Plant Cost Indeks (Timmerhaus, 004). Tabel LE.. Harga Indeks Marshall dan Swift Tahun Yi Xi Yi Xi Yi.Xi , , , , , , , ,5 9 08, , , , , , , , , , , , , , , , , , Total , , ,5 Sumber: Timmerhaus, 004 Untuk mencari indeks harga pada tahun 006 digunakan metode Regresi Koefisien Korelasi, yaitu : r = ( n. X i. Yi ) ( X i. Yi ) { ( n. X i ( X i ) } x n. Yi ( Yi ) ) { } r = (10 x58905,5) (55 x10496,6) {(10 x85) 55 } x{ (10 x ,46) (10496,6) } = 0,97

110 Harga koefisien yang mendekati +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linear antar variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah Persamaan Regresi Linear. Persamaan umum Regresi linear adalah Y = a + b X Dengan : Y = Indeks harga pada tahun yang dicari (006) X = Variabel tahun ke n 1 A, b = Tetapan persamaan regresi Dimana a dan b dapat dicari dengan menggunakan rumus : a = ( X x Y ) ( X xy ) i X i ( n. ) ( X i (85 x10496,6) (55 x5890,5) a = (10 x85) 55 i i ) = ( n x X i. Yi ) ( X i x Yi ) b = ( n. X ) ( X ) i i 971,8 (10 x5890,5) (55 x10496,6) b = = 14, (10 x85) 55 i y = n Y i 10496,6 = = 1049,66 10 ( Y a) 1094,66 971,8 x = = = 5,5 b 14, Dengan demikian harga indeks pada tahun 006 ( n = 14 tahun yang ke-14 maka X = 1 ) adalah : Y = 971,8 + ( 14, x 1 ) = 1156,7

111 Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponennya (m) dianggap 0,6 ( Timmerhaus, 004 ). Contoh perhitungan estimasi harga peralatan : Nama alat Jumlah : Fermentor : 1 buah Volume tangki (X ) : 9,518 m 1 US $ : Rp 9950 ;- Untuk separator, volume tangki yang disediakan X 1 = 10 m C y = 7 x 10 4 US $ I x = 1156,7 I y = 110,5 m = 0,6 maka tangki Fermentor pada tahun 007 : C C x x = US $ x 9, = US $ 71.96,99 x ,7 110,5 C x = Rp ; Dengan cara yang sama perkiraan harga alat proses yang lainnya dapat dilihat pada tabel LE- dan tabel LE-4 untuk perkiraan harga peralatan utilitas pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Minuman Yoghurt.

112 Tabel LE-. Perkiraan Harga Peralatan Proses No Nama alat Harga/unit Unit Harga alat 1 Gudang bahan baku 45,000, ,000,000 Loading Ramp,750,000 1,750,000 Screw Conveyor 59,91, ,91,600 4 Hammer Mill 55,680, ,680,000 5 Bak Perendaman 15,000,000 0,000,000 6 Bucket Elevator 88,761, ,5,00 7 Pompa,500,000 10,500,000 8 Bak Pencuci 15,000, ,000,000 9 Tangki NAHCO 5,68,00 1 5,68,00 10 Tangki Perebusan 4,000, ,000, Ketel adukan 6,000, ,000,000 1 Filter press,50,000 1,50,000 1 Agitator 897,500,000 4,590,000, Fermentor 709,99,174,18,197,5 15 Agitator II 80,000,000 4,80,000, Inkubator 5,00, ,600, Tangki CaCl 1,580, ,580, Gudang Pengemasan 45,800, ,800, Gudang Penyimpanan 45,800, ,800,000 TOTAL 9,86,96,5 Tabel LE-4. Perincian Harga Peralatan Utilitas No. Nama Alat Unit Harga Total Harga 1. Pompa Sumur Bor 1,500,000,500,000. Bak Pengendapan 1 18,987,54 18,987,54. Clarifier 1 1,589,748 1,589, Tangki Pelarutan Alum 1 16,689,000 16,689, Tangki Pelarutan Soda Abu 1 14,500,000 14,500, Pompa Bak Pengendapan 1,500,000,500, Sand Filter 1 9,587,65 9,587,65 8. Pompa Clarifier 1,500,000,500, Menara Air 1 5,65,00 5,65, Pompa Sand Filter 1,500,000,500, Kation Exchanger 1 5,897,51 5,897,51 1. Tangki Pelarutan Asam Sulfat 1 698,698, ,698, Pompa Menara Air 1,500,000,500, Anion Exchanger 1 6,98,000 6,98, Tangki Pelarutan NaOH 1 1,56,400 1,56, Pompa Kation Exchanger 1,500,000,500, Tangki Kaporit 1 15,897,000 15,897, Tangki Penampungan air Umpan Ketel 1 6,100,75 6,100,75

113 19. Daerator 1 19,859,640 19,859, Pompa Daerator 1,500,000,500, Boiler 1 68,54,875 68,54,875. Tangki Air Panas 1 68,51,900 68,51,900. Pompa Tangki Air Panas 1,500,000,500, Genset 180,658, ,974,000 TOTAL,1,457,17 Untuk harga alat sampai di lokasi maka harga alat proses dan utilitas harus ditambahkan biaya-biaya sebagai berikut: Biaya transportasi = 5% Biaya asuransi = 1% Bea masuk = 15% Ongkos bongkar muat = 0,5% PPN = 10% PPh = 10% Biaya Gudang pelabuhan = 0,5% Biaya transportasi lokal = 0,5% Biaya tak terduga = 0,5% + Total = 4% (Timmerhaus, 1991) Total harga peralatan = Rp ,- + Rp ,- = Rp ,- Harga alat sampai dilokasi pabrik: = 1,4 x (total harga peralatan proses dan utilitas) = 1,4 x Rp = Rp ,- Biaya pemasangan alat diperkirakan 10% dari harga alat sampai di lokasi pabrik: = 0,1 x Rp ,-

114 = ,- Harga peralatan proses dan utilitas terpasang (HPT): = Rp Rp = Rp ,- D. Harga Alat Instrumentasi Diperkirakan 5% dari HPT:..(Timmerhaus,1991) = 0,05 x Rp = Rp ,- E. Biaya Perpipaan Diperkirakan 10% dari HPT:..(Timmerhaus,1991) = 0,1 x Rp = Rp ,- F. Biaya Instalasi Listrik Diperkirakan 5% dari HPT:..(Timmerhaus,1991) = 0,05 x Rp = Rp ,- G. Biaya Insulasi Diperkirakan 5% dari HPT:..(Timmerhaus,1991) = 0,05 x Rp = Rp ,- H. Biaya Inventaris kantor Diperkirakan % dari HPT:..(Timmerhaus,1991) = 0,0 x Rp = Rp ,- I. Biaya Perlengkapan Pemadam Kebakaran Diperkirakan % dari HPT:..(Timmerhaus,1991) = 0,0 x Rp = Rp ,-

115 J. Sarana Transportasi Tabel LE-5. Sarana Transportasi Jenis Kenderaan Jenis Unit Harga/unit Jumlah Mobil Direktur BMW Mobil Manager Honda Civic Bus Karyawan Bus Truk Fuso FN TOTAL Total MITL = A + B + C + D + E + F + G + H + I + J = Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp = Rp ,- L.E.1.. Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL) A. Pra Investasi Diperkirakan 5% dari MITL.(Timmerhaus,1991) = 0,05 x Rp = Rp ,- B. Engineering dan Supervisi Diperkirakan 5% dari MITL.(Timmerhaus,1991) = 0,05 x Rp = Rp ,- C. Biaya Konstruksi Diperkirakan 5% dari MITL.(Timmerhaus,1991) = 0,05 x Rp = Rp ,-

116 D. Biaya Tak Terduga Diperkirakan 10% dari MITL.(Timmerhaus,1991) = 0,1 x Rp = Rp ,- Total MITTL = A + B + C + D = Rp Rp Rp Rp = Rp ,- Total MIT = MITL + MITTL = Rp ,- + Rp ,- = Rp ,- L.E.. Modal Kerja/Working Capital Modal kerja dihitung untuk mengoperasikan pabrik selama bulan : A. Persediaan bahan baku proses dan utilitas Kacang Kedelai 5 ton/jam = 5000 kg/jam Harga kacang Kedelai = Rp 5000,-/kg (Pusat Pasar, 007) Harga total = 90 hari x 5000 kg/jam x 4 jam/hari x Rp 5000/kg = Rp ,- NaHCO = 6 kg/jam Harga = /kg..(CV. Rudang Jaya, 007) Harga Total = 90 hari x 6 kg/jam x 4 jam/hari x Rp /kg = Rp ,- Gula = kg/jam Harga = 7000/kg..(Pusat Pasar,007) Harga Total = 90 hari x kg/jam x 4 jam/hari x Rp 7.000/kg

117 = Rp ,- Bibit Starter = 94,516 kg/jam Harga = /kg..(CV. Rudang Jaya, 007) Harga Total = 90 hari x 67 kg/jam x 4 jam/hari x Rp /kg = Rp ,- Potasium sorbat = 9,974 kg/jam Harga = 8.000/kg..(CV. Rudang Jaya, 007) Harga Total = 90 hari x 9,74 kg/jam x 4 jam/hari x Rp 8.000/kg = Rp ,- Gum arab = 19,64 kg/jam Harga = /kg..(CV. Rudang Jaya, 007) Harga Total = 90 hari x 19,64 kg/jam x 4 jam/hari x Rp /kg = Rp ,- CaCl = 698,199 kg/jam Harga = /kg..(CV. Rudang Jaya, 007) Harga Total = 90 hari x 698,199 kg/jam x 4 jam/hari x Rp /kg = Rp ,- Botol = botol/jam Harga = 400/kg..(Pusat Pasar, 007) Harga Total = 90 hari x kg/jam x 4 jam/hari x Rp 400/kg = Rp ,- Masa yang disimpan = kg Densitas = 1044,1 kg/m Volume = kg/1044,1 kg/m

118 = 4,68 m Volume untuk satu botol = 00 ml Volume yang dibutuhkan = 5,14ft 1gal,875L 1000ml 4,68m x x x x 1m 0,17 ft 1gal 1L = ml Jumlah botol yang dibutuhkan = ml = botol 00ml Soda Abu Kebutuhan = 1,00 kg/jam Harga = Rp 7100 / kg..(cv.rudang jaya,007) Harga total = 90 hari x 1,00 kg/jam x 4 jam/hari x Rp 7.100/kg = Rp ,- Alum Al (SO 4 ) Kebutuhan = 1,856 kg/jam Harga = 8000 /kg (CV.Rudang jaya,007) Harga total = 90 hari x 1,856 kg/jam x 4 jam/hari x Rp 8000/kg = Rp ,- Kaporit Harga = 0,001 kg/jam.. (CV.Rudang jaya,007) = 7000 /kg Harga total = 90 hari x 0,001 kg/jam x 4 jam/hari x Rp 7000 /kg = Rp 15.10,- H SO 4 Harga = 1,57 kg/jam. (CV.Rudang jaya,007) = Rp /liter Total kebutuhan = 1,57 kg/jam 18,1898kg/m 1000L x 1m = 0,741 liter/jam

119 Harga total = 90 hari x 0,741 L/jam x 4 jam/hari x Rp65.000/L = Rp ,- NaOH = 0,07 kg/jam Harga = Rp /kg (CV.Rudang jaya,007) Harga total = 90 hari x 0,07 kg/jam x 4 jam/hari x Rp 0.000/kg = Rp ,- Solar = 486,4 L/hari Harga = 5000/L Harga Total = 486,4 L/hari x 90 hari x 5000/L = Rp ,- Harga total bahan baku selama bulan = Rp ,- Harga total Pertahun = 4 x Rp = Rp ,- B. Kas 1. Biaya untuk Gaji Tabel LE-6. Sistem Gaji Karyawan No. Jabatan Jumlah Gaji/bln Jumlah Dewan Komisaris Direktur utama Sekretaris Manjer Kepala Bagian Kepala Seksi Administrasi Karyawan Produksi Karyawan Teknik Karyawan Keu dan Personalia Karyawan Administrasi Dokter Petugas Keamanan Supir

120 14. Petugas Kebersihan TOTAL a. Total gaji pegawai Untuk 1 bulan = 1 x Rp = Rp ,- Untuk bulan = x Rp = Rp ,- b. Biaya Administrasi umum Diperkirakan 0% dari bulan gaji pegawai (Timmerhaus, 1991) = 0, x Rp = Rp ,- c. Biaya pemasaran Diperkirakan 15% dari harga gaji karyawan selama bulan: = 0,15 x Rp = Rp ,- d. Pajak bumi dan bangunan (PBB). Perhitungan pajak bumi dan bangunan menurut UU No. tahun 000 JO.UU No.1 tahun 1997, maka: Tanah Luas tanah = 0.80 m Luas tanah tidak kena pajak = Tempat ibadah + jalan = 160 m + 00 m m = 960 m Luas tanah kena pajak = Luas tanah total Luas tanah tidak kena pajak = 0.80 m 960 m = m Pajak tanah = 70% dari harga tanah = 0,7 x Rp /m = Rp /m Total NJOP tanah = Rp /m x m = Rp ,- Bangunan Luas bangungan = = m

121 Pajak bangunan = Rp /m NJOP bangunan = Rp m x Rp /m = Rp ,- NJOP Bangunan tidak kena pajak adalah tempat ibadah + taman = 160 m NJOP tidak kena pajak = 160 m x Rp /m = Rp ,- Total NJOP bangunan = Rp Rp = Rp ,- NJOP untuk perhitungan PBB = NJOP tanah + NJOP Bangunan = Rp Rp = Rp ,- Nilai jual kena pajak (NJKP) = 0% NJOP untuk perhitungan PBB = 0, x Rp = Rp ,- PBB yang terhitung = 0,5% NJKP = 0,005 x Rp = Rp ,- Tabel LE-7. Perincian Biaya Kas No. Jenis Biaya Jumlah 1. Gaji pegawai Administrasi umum Pemasaran Pajak bumi bangunan Total C. Biaya Start Up Diperkirakan % dari MIT (Timmerhaus,1991) = 0,0 x Rp = Rp ,- D. Piutang Dagang PD = (JP/1) x HPT,Dimana: PD = Piutang Dagang

122 JP = Jagka waktu kredit yang diberikan (tahun) HPT = Hasil penjualan 1 tahun Produksi minuman yoghurt selama satu tahun Produksi = botol Harga per botol = Rp 000,- Total harga penjualan = Rp botol x 000/botol x 4 jam/hari x 90 hari = Rp ,- Piutang dagang = /1 x Rp = Rp ,- Tabel LE-8. Perincian Modal Kerja (Working Capital) No. Jumlah biaya Jumlah 1. Bahan baku dan Utilitas Kas Start up Piutang dagang Total Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp Rp = Rp ,- Modal ini berasal dari: Modal sendiri = 75% dari modal investasi = 0,75 x Rp ,- = Rp ,- Modal Pinjaman Bank= 5% dari modal investasi = 0,5 x Rp ,- = Rp ,-

123 L.E.. Biaya Produksi Tetap L.E..1 Biaya Tetap (Fixed Cost/FC) A. Gaji Tetap Karyawan Gaji tetap 1 tahun + bulan gaji sebagai tunjangan = Rp ,- B. Bunga Pinjaman Bank Diperkirakan 0% dari modal Pinjaman = 0, x Rp ,- = Rp ,- C. Depresiasi dan Amortisasi Depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol. Rumus: Dimana: D = (P-L)/n 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 yang disebut depresiasi, sedangkan modal investasi tetap tidak langsung (MITTL) juga mengalami penyusutan yang disebut amortisasi. Biaya amortisasi diperkirakan 0% dari MITTL, sehingga Amortisasi = 0, x Rp ,- = Rp ,-

124 Tabel LE-9. Perkiraan Biaya Depresiasi No Komponen Biaya Umur (Thn) Depresiasi 1 Bangunan Peralatan Proses Peralatan utilitas Instrumentasi dan kontrol Perpipaan Instalasi Listrik Insulasi Inventaris kantor Perlengkapan Kebakaran Sarana Transportasi TOTAL Total biaya depresiasi dan amortisasi = Rp ,- + Rp = Rp ,- D. Biaya Tetap Perawatan Perawatan mesin dan alat-alat proses Diperkirakan 10% dari HPT = 0,1 x Rp ,- = Rp ,- Perawatan bangunan Diperkirakan 5% dari harga bangunan = 0,05 x Rp ,- = Rp ,- Perawatan kenderaan Diperkirakan 5% dari harga kenderaan = 0,05 x Rp

125 = Rp ,- Perawatan instrumentasi dan alat-alat kontrol Diperkirakan 5% dari harga alat instrumentasi dan alat kontrol = 0,05 x Rp ,- = Rp ,- Perawatan pipa Diperkirakan 5% dari harga perpipaan = 0,05 x Rp ,- = Rp ,- Perawatan instalasi listrik Diperkirakan 5% dari harga instalasi listrik = 0,05 x Rp ,- = Rp ,- Perawatan insulasi Diperkirakan 5% dari harga insulasi = 0,05 x Rp ,- = Rp ,- Perawatan inventaris kantor Diperkirakan 5% dari harga inventaris kantor = 0,05 x Rp ,- = Rp ,- Perawatan pemadam kebakaran Diperkirakan 5% dari harga alat-alat kebakaran = 0,05 x Rp ,-

126 = Rp ,- Total biaya perawatan = Rp ,- E. Biaya Tambahan Diperkirakan 0% dari modal investasi tetap = 0, x Rp ,- = Rp ,- F. Biaya distribusi Diperkirakan 15% dari biaya tambahan = 0,15 x Rp ,- = Rp ,- G. Biaya Asuransi Asuransi Pabrik Diperkirakan 1% dari MIT = 0,01 x Rp ,- = Rp ,- Asuransi Karyawan Diperkirakan 1% dari gaji total = 0,01 x Rp = Rp ,- Total Biaya Asuransi = Rp ,-

127 H. Pajak bumi dan Bangunan PBB = Rp ,- Tabel LE.10. Perincian Biaya Tetap (Fixed Cost) No. Jenis Biaya Jumlah (Rp) 1. Gaji Karyawan Bunga Bank Depresiasi dan Amortisasi Perawatan Tambahan Distribusi Asuransi PBB Total L.E... Biaya Variabel (Variabel Cost) a. Biaya Variabel Bahan Baku dan Proses = Rp ,- b. Biaya Variabel Pemasaran Diperkirakan 10% dari biaya pemasaran = 0,1 x Rp = Rp ,- c. Biaya Variabel Perawatan Diperkirakan 15% dari biaya tetap perawatan = 0,15 x Rp ,- = Rp ,- d. Biaya Variabel lainnya Diperkirakan 5% dari biaya tambahan = 0,05 x Rp ,- = Rp ,-

128 Total Biaya Variabel = Rp ,- Total Biaya Produksi = Fixed Cost + Variabel Cost = Rp ,- L.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 keputusan Menteri Keuangan RI No. Tahun 000, pasal 17 tarif pajak penghasilan adalah: - Penghasilan Rp ,- dikenakan pajak sebesar 10% - Penghasilan antara Rp ,- s/d Rp ,- dikenakan pajak sebesar 15% - Penghasilan diatas Rp ,- dikenakan pajak sebesar 0% Maka perincian pajak penghasilan (PPh) 0,1 x Rp ,- = Rp ,- 0,15 x Rp (Rp Rp ) = Rp ,- 0,0 x (Rp Rp ) = Rp ,- Total PPh = Rp ,- Laba setelah pajak = laba sebelum pajak PPh = Rp Rp

129 = Rp ,- E. Analisa Aspek ekonomi a. Profit Margin (PM) PM = Laba sebelum pajak x 100% Total penjualan = Rp Rp x 100% =,14 % b. Break Even Point (BEP) BEP = Biaya Tetap Total penjualan - Biaya Variabel x 100% = Rp Rp Rp x 100% = 17,7 % c. Return of Invesment (ROI) ROI = Laba setelah pajak Total Modal Investasi x 100% = Rp Rp x 100% = 8,4% d. Pay Out Time (POT) POT = 1/ROI = 1/0,84 =,5 Tahun e. Return On Network (RON)

130 RON = Laba setelah pajak x 100% Modalsendiri RON = Rp Rp x 100% = 7,78% 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. - Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke sepuluh. - Cash Flow = laba sebelum pajak pajak Dari hasil perhitungan diperoleh IRR = 5,1%

131 KOMPONEN ALUR Biji Kacang Kedelai 0 Cangkang Kernel Air NaHCO Susu Kedelai Ampas Susu Skim Gula Gum Arab ,64 19, ,64 Bibit Strarter ,516-94, ,516 CaCl , ,199 Potassium Sorbat ,974-9,974 Tekanan (atm) 1 Temperatur ( o C) KODE NAMA ALAT KODE NAMA ALAT F-100 GUDANG KACANG KEDELAI Q-00 KETEL ADUK J-101 LOADING RAMP L-01 POMPA II J-10 SCREWCONVEYOR I H-10 FILTER PRESS KODE NAMA ALAT C-110 HAMMER MILL M-0 AGITATOR I F STORAGE VESSELS A-10 INCINERATOR F-0 FERMENTOR J CONVEYORS F-10 BAK PERENDAM I M-50 AGITATOR II C CRUSHERS, MILLS, GRINDERS J-11 BUCKET ELEVATOR L-41 POMPA III A AUXILIARY FACILITIES F-150 BAK PERENDAM II F-40 TANGKI CaCl L PUMPS L-141 POMPA I F-00 INKUBATOR Q FURNACES, PROCESS HEATERS F-140 TANGKI NaHCO F-01 GUDANG PENGEMASAN H SEPARATORS F-160 BAK PENCUCI F-0 GUDANG PENYIMPANAN M AGITATORS, MIXERS Q-170 TANGKI PEREBUS J-151 BUCKET ELEVATOR II

132 PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN DIAGRAM ALIR PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN YOGURT DARI KACANG KEDELAI SKALA : TANPA SKALA DIGAMBAR TND. TANGAN DIGAMBAR NAMA : BENNY SAMUEL S NIM : DIPERIKSA NAMA : Ir. INDRA SURYA, MSc NIP : NAMA : MAYA SARAH, ST, MT NIP :