LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Transkripsi

1 LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Kapasitas produksi dimetil eter (96%) = ton/tahun, dengan ketentuan sebagai berikut : 1 tahun = 330 hari kerja 1 hari kerja = 24 jam Basis = 1 jam Kapasitas pabrik tiap jam = 5000 ton/tahun 1000 kg/ton 1tahun / 330hari 1hari / 24 jam = 6313,16516 kg/jam A.1 Rotary Dryer (RD-101) Rotary Dryer (RD-101) digunakan untuk mengeringkan umpan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dari kandungan air awal sebesar 25% menjadi kandungan air yang diinginkan untuk gasifikasi yaitu 12% (Lee,dkk, 2006) Input : F 2 : Aliran umpan tandan kosong kelapa sawit dengan kandungan air 25% F 13 Output : F 14 : Aliran gas pemanas dari buangan Cyclone ke-2 (S-202) : Aliran gas panas setelah mengeringkan tandan kosong kelapa sawit F 3 : Aliran tandan kosong kelapa sawit dengan kandungan air 12%

2 Neraca Massa Total : F 2 + F 13 = F 14 + F 3 Neraca Massa Komponen : H 2 O F 2 H 2 O + F 13 H 2 O = F 14 H 2 O + F 3 H 2 O N 2 F 13 N 2 = F 14 N 2 O 2 F 13 O 2 = F 14 O 2 CO 2 F 13 CO 2 = F 14 CO 2 SO 2 F 13 SO 2 = F 14 SO 2 TKKS F 2 TKKS = F 3 TKKS Berat total TKKS input aliran 2 Kandungan air dalam TKKS mula-mula Berat air dalam TKKS mula-mula Kandungan air dalam TKKS diinginkan = ,000 kg = 25 % berat = 25351,000 kg = 12 % berat Misal : Berat air dalam TKKS setelah dikeringkan = a kg Berat TKKS basis kering = b = 76053,000 kg Sehingga, a / (a + b) = 0,12 a = 0,12a + 0,12b a = 0,12b / 0,88 a = 10370,864 kg Berat air teruapkan = berat air dalam TKKS mula-mula berat air dalam TKKS setelah dikeringkan = 14980,136 kg

3 Tabel A.1 Neraca Massa pada Rotary Dryer (RD-101) Komponen Masuk (kg) Keluar (kg) Aliran 2 Aliran 13 Aliran 14 Aliran 3 H 2 O 25351, , , ,864 N , ,916 O , ,395 CO , ,301 SO 2 858, ,941 Olivine 205, ,010 MgO 14,110 14,110 Abu 28,219 28,219 Char 1,681 1,681 TKKS 76053, ,000 Subtotal , , , ,864 Total , ,282

4 A.2 Reaktor Gasifier (R-201) Reaktor Gasifier (R-201) digunakan untuk mengubah umpan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) menjadi gas sintesis (syngas) dengan proses gasifikasi Input : F 3 F 12 Output : F 4 : Aliran tandan kosong kelapa sawit yang telah dikeringkan : Aliran olivine yang terbawa dari Cyclone ke-2 (S-202) : Aliran gas sintesis yang terbentuk dari proses gasifikasi Neraca Massa Total : F 3 + F 12 = F 4 Neraca Massa Komponen : H 2 O F 3 H 2 O + F 4 H 2 O = F 4 H 2 O TKKS F 3 TKKS H 2 F 4 H 2 CO 2 F 4 CO 2 CO F 4 CO CH 4 F 4 CH 4 C 2 H 4 F 4 C 2 H 4 C 2 H 6 F 4 C 2 H 6 Char F 4 Char

5 Olivine F 12 Olivine = F 5 Olivine Tabel A.2 Parameter Operasi Gasifier, Yield dan Komposisi Gas Hasil Sintesis Variabel Gasifier Nilai Tipe Gasifier BCL (Battelle Columbus Laboratory) Temperatur Operasi 1598 o F (870 o C) Tekanan Operasi 23 psia (1,6 bar) Steam per umpan TKKS 0,39725 lb/lb TKKS (basis kering) Olivine yang di-recycle lb/lb TKKS (basis kering) Komposisi gas sintesis % mol H 2 20,960 CO 2 11,100 CO 46,300 CH 4 15,700 C 2 H 4 5,200 C 2 H 6 0,740 Gas hasil sintesis 0,03503 lb-mol gas kering/lb TKKS (basis kering) Char yang dihasilkan 0,221 lb/lb TKKS (basis kering) Sumber : Technical Report NREL/TP May 2005 A.2.1 Menghitung aliran massa masing-masing komponen dalam gas hasil sintesis Massa TKKS (basis kering) = 76053,000 kg = ,444 lb Mol gas hasil sintesis = 0,03503 lb-mol gas/lb TKKS (basis kering) = 0,03503 x ,444 lb = 5873,356 lb-mol = 2664,109 kmol Dari tabel A.2, aliran massa masing-masing komponen gas dapat dihitung dengan rumus : dimana : m i m i = x i n gas BM i = massa gas komponen i (kg)

6 x i n gas BM i = fraksi mol komponen i = mol gas kering (kmol) = berat molekul komponen gas i Komponen gas xi ngas (kmol) BMi mi (kg) H 2 558,397 2, ,963 CO 2 295,716 44, ,468 CO 1233,483 28, ,849 CH 4 418,265 16, ,973 C 2 H 4 138,534 28, ,870 C 2 H 6 19,714 30, ,812 A.2.2 Menghitung komponen H 2 O dalam gas sintesis Kebutuhan Steam = 0,39725 lb/lb TKKS (basis kering) = 0, ,444 lb = 66605,495 lb = 30212,054 kg Maka, H 2 O dalam gas sintesis = H 2 0 aliran 3 + H 2 O aliran 3a = 10370, ,054 = 40582,918 kg A.2.3 Menghitung olivine yang di-recycle ke R-201 (aliran 12) Olivine yang di-recycle = 26,927 lb/lb TKKS (basis kering) = 26, ,444 lb = ,852 lb = ,626 kg A.2.4 Menghitung char yang dihasilkan Char yang dihasilkan = 0,221 lb/lb TKKS (basis kering) = 0, ,444 lb = 37054,284 lb = 16807,713 kg

7 Tabel A.3 Neraca Massa pada Reaktor Gasifier (R-201) Komponen Masuk (kg) Keluar (kg) Aliran 3 Aliran 3a Aliran 12 Aliran 4 H ,963 CO ,468 CO 34549,849 H 2 O 10370, , ,918 CH ,973 C 2 H ,870 C 2 H 6 592,812 Olivine , ,626 Char 16807,713 TKKS 76053,000 0,000 Subtotal 86423, , , ,543 Total , ,543

8 A.3 Char Combustor (R-202) Char Combustor berfungsi untuk membakar char (arang) hasil dari gasifikasi pada Reaktor Gasifier (R-201) Input : F 5 F 8 F 10 Output : F 11 : Aliran char + olivine dari Cyclone ke-1 (S-201) : Aliran make up olivine + MgO : Aliran udara pembakar : Aliran produk dari Char Combustor (R-202) Neraca Massa Total : F 5 + F 8 + F 10 = F 11 Neraca Massa Komponen : H 2 O F 11 H 2 O N 2 F 10 N 2 = F 11 N 2 O 2 F 10 O 2 = F 11 O 2 CO 2 F 11 CO 2 SO 2 F 11 SO 2 Olivine F 5 Olivine + F 8 Olivine= F 11 Olivine MgO F 5 MgO + F 8 MgO = F 11 MgO

9 Abu F 11 Abu Char F 6 Char = F 11 Char Komposisi TKKS (basis kering) : Komponen C H O N S Abu % berat 43,52 5,72 48,9 1,2 0,66 4,5 Kandungan air TKKS = 12 % Sumber : Thermodynamic Data for Biomass Conversion and Waste Incineration A.3.1 Menghitung komposisi char yang terbentuk dari gasifikasi TKKS Kapasitas bahan baku (TKKS) = kg (basis kering) = ,444 lb a. Karbon (C) pada char TKKS F 3 C TKKS = 43,52 % kapasitas bahan baku (TKKS) = 33098,3 kg Karbon pada gas hasil sintesis Karbon pada gas hasil sintesis dihitung dengan rumus : dimana : C i BM Ci BM i m i C i = (BM Ci / BM i ) m i = kandungan karbon pada komponen gas i (kg) = berat molekul total unsur karbon dalam komponen gas i (kg/kmol) = berat molekul komponen gas i (kg/kmol) = massa komponen gas i (kg) Komponen gas i BM i BM Ci BM Ci /BM i m i C i CO 2 44, , , ,618 CO 28, , , ,316 CH 4 16, , , ,275 C 2 H 4 28, , , ,358 C 2 H 6 30, , , ,147 Total kandungan karbon pada gas hasil sintesis (gasifikasi) 27165,715

10 Maka, karbon pada char TKKS = karbon pada TKKS karbon pada gas sintesis = 33098, ,715 = 5932,551 kg b. Hidrogen (H) pada char TKKS F 3 H TKKS = 5,72 % kapasitas bahan baku (TKKS karet) = 4350,23 kg Hidrogen pada gas hasil sintesis Hidrogen pada gas hasil sintesis dihitung dengan rumus : dimana : H i BM Hi BM i m i H i = (BM Hi / BM i ) m i = kandungan hidrogen pada komponen gas i (kg) = berat molekul total unsur hidrogen dalam komponen gas i (kg/kmol) = berat molekul komponen gas i (kg/kmol) = massa komponen gas i (kg) Komponen gas i BM i BM Hi BM Hi /BM i m i H i H 2 2,016 2,016 1, , ,963 CH 4 16,0429 4,032 0, , ,140 C 2 H 4 28,0538 4,032 0, , ,492 C 2 H 6 30,0699 6,048 0, , ,233 Total kandungan hidrogen pada gas hasil sintesis (gasifikasi) 3491,828 Maka Hidrogen pada char TKKS = Hidrogen pada TKKS Hidrogen pada gas sintesis = 4350, ,828 kg = 858,403 kg c. Oksigen (O) pada char TKKS Oksigen pada TKKS = 48,9 % kapasitas bahan baku (TKKS karet) = 37189,9 kg Oksigen pada gas hasil sintesis Oksigen pada gas hasil sintesis dihitung dengan rumus : O i = (BM Oi / BM i ) m i

11 dimana : O i BM Oi BM i m i = kandungan oksigen pada komponen gas i (kg) = berat molekul total unsur oksigen dalam komponen gas i (kg/kmol) = berat molekul komponen gas i (kg/kmol) = massa komponen gas i (kg) Komponen gas i BM i BM Oi BM Oi /BM i m i O i CO 2 44, ,998 0, , , CO 28, ,9988 0, , ,6084 Total kandungan oksigen pada gas hasil sintesis (gasifikasi) 29195,87988 Maka oksigen pada char TKKS = Oksigen pada TKKS Oksigen pada gas sintesis = 37189, ,87988 = 7994,04 kg d. Nitrogen (N) pada char TKKS Nitrogen pada TKKS = 1,2 % kapasitas bahan baku (TKKS) = 912,636 kg e. Sulfur (S) pada char TKKS F 3 S TKKS = 0,66 % kapasitas bahan baku (TKKS) = 501,95 kg Sulfur pada gas hasil sintesa (gasifikasi) Dalam gas sintesa TKKS dihasilkan komponen sulfur, namun yield H 2 S akan berkurang seiring dengan peningkatan suhu. Karena pada suhu >460 o C, komponen sulfur tidak membentuk senyawa yang berikatan dengan komponen lainnya (Mostovoi, dkk, 2007). Sehingga komponen sulfur dalam TKKS yang jumlahnya sangat sedikit juga tidak membentuk gas H 2 S atau berikatan dengan senyawa lainnya. Sehingga komponen sulfur dalam gas sintesis adalah: F 5 S gas sintesa TKKS = 0 kg F 5 S char = F 2 S TKKS F 5 S gas sintesa TKKS

12 = 501,95 0 = 501,95 kg f. Abu pada char TKKS F 3 Abu TKKS F 3 Abu TKKS F 6 Abu char = F 6 Abu char = 3422,39 kg = 3422,39 kg A.3.2 Estimasi formula (rumus molekul) char TKKS F 6 total char TKKS = F 6 C char + F 6 H char + F 6 O char + F 6 N char + F 6 S char + F 6 Abu char = kg Komposisi char TKKS Komponen C H O N S Abu berat (kg) 5932, , , , , ,385 % berat (% w) 30,2342 4,375 40,740 4,651 2,558 17,442 Digunakan perbandingan antara Char kayu poplar dengan Char TKKS BM Char poplar * = BM 1 = 217 kg/mol HHV char poplar * = HHV 1 = 13058,17 Btu/lb = 30373,582 kj/kg * Sumber : Technical Report NREL/TP May 2005 # Menghitung HHV char TKKS (HHV 2 ) HHV = 146,58 %w C +568,78 %w H 51,53 (%w O + %w N )+29,45 %w S 6,58%w Abu (Sumber : Thermodynamic Data for Biomass Conversion and Waste Incineration) HHV 2 = 4541,53 Btu/lb = 10563,706 kj/kg # Menghitung BM char TKKS (BM 2 ) BM 2 = (HHV 2 BM 1 ) / HHV 1 BM 2 = 75,471 4 kg/mol Misalkan rumus molekul char TKKS : C p H y O z N b S t Abu r p = (X C x BM 2 ) / BM C y = (X H x BM 2 ) / BM H p = 1, y = 3,2754

13 z = (X O x BM 2 ) / BM O b = (X N x BM 2 ) / BM N z = 1, b = 0,2507 t = (X S x BM 2 ) / BM S r = (X Abu x BM 2 ) / BM Abu t = 0, r = 0,4293 Ket. : X C, X H, X O, X N, X S, dan X Abu merupakan fraksi berat C, H, O, N, S, dan Abu Maka formula char TKKS adalah : C 1,89 H 3,27 O 1,92 N 0,25 S 0,06 Abu 0,42 A.3.3 Menghitung produk pembakaran char TKKS Reaksi pembakaran sempurna char TKKS : C 1,8 H 3,2 O 1,9 N 0,2 S 0,06 Abu 0,42 + 7,457 O 2 8,5 CO 2 + 0,049 SO 2 + 0,07 H 2 O +0,227Abu In : 222, , Reaksi : σ char r σ O2 r σ CO2 r σ SO2 r σ H2O r σ Abu r Out : N 8 char N 8 O2 N 8 CO2 N 8 SO2 N 8 H2O N 8 Abu Char yang terbakar = F 11 char = 99,990 % char yang dihasilkan r 10a Nchar X = char char 222,704 0, ,682 1 C 1,8 H 3,2 O 1,9 N 0,2 S 0,06 Abu 0,42 + 7,457 O 2 8,5 CO 2 + 0,049 SO 2 + 0,07 H 2 O +0,227Abu In : 222, , Reaksi : 222, , , , , ,5891 Out : 0, , , , , ,5891 Komponen udara Fraksi mol N 2 0,79 O 2 0,21 N 10 O2 teoritis = 404,821 kmol N 9 Udara berlebih (excess air) = 12% N 9 O2 dalam excess air = 404,82 (1 + 0,12) = 453,399 kg F 9 O2 dalam excess air = 14507,690 kg N 9 N2 dalam excess air = 0,79 / 0,21 453,399 = 1705,645 kmol

14 F 9 N2 dalam excess air = 47780,916 kg N 11 CO2 = 423,047 kmol F 10 CO2 = 423,047 kmol 44,0097 kg/kmol = 18618,3 kg N 11 SO2 = 13,408 kmol F 11 SO2 = 13,408 kmol 64,0616 kg/kmol = 858,941 kg N 11 H2O = 364,69 kmol F 11 H2O = 364,69 kmol 18,0151 kg/kmol = 6571,71 kg N 11 Abu = 95,5892 kmol F 11 Abu = 95,5892 kmol 30,7498 kg/kmol = 2939,35 kg N 11 N2 = N 7 N2 = 453,399 kmol F 11 N2 = 453,399 14, kg/kmol = 12701,3 kg N 11 O2 = 48,578 kmol F 11 O2 = 48,578 kmol 15, kg/kmol = 1554,4 kg N 11 char = 0,02227 kmol F 11 char = 0,02227 kmol 168,67 kg/kmol = 1,68077 kg

15 Tabel A.4 Neraca Massa pada Char Combustor (R-202) Komponen Masuk (kg) Keluar (kg) Aliran 10 Aliran 8 Aliran 5 Aliran 11 H 2 O 6571, N , ,92 O , , CO ,3008 SO 2 858, Olivine 2252, , ,252 MgO 14, ,9143 Abu 2939,348 Char 19621,962 1,681 Subtotal aliran 62288, , , ,932 Total , ,932

16 A.4 Cyclone 1 (S-201) Cyclone 1 (S-101) berfungsi memisahkan partikel char + olivine + abu yang terbawa aliran gas hasil sintesis dari Reaktor Gasifier (R-101) Aliran 4 adalah gas sintesa + char + olivine yang berasal dari Gasifier (R-201) Aliran 5 adalah olivine + abu Aliran 16 dalah produk gas sintesis + residu char Cyclone 1 (S-101) memisahkan mayoritas 99,9% olivine dan char Neraca massa komponen : Char : F 6 char = 99,90% F 5 char = 16806,032 kg Olivine : F 6 Olivine = 99,90% F 4 Olivine = ,841 kg Tabel A.5 Neraca Massa pada Cyclone 1 (S-201) Komponen Masuk (kg) Keluar (kg) Aliran 4 Aliran 5 Aliran 16 H , ,963 CO , ,918 CO 34549, ,849 H 2 O 13014, ,468 CH , ,973 C 2 H 4 592, ,812 C 2 H , ,870 Olivine , , ,784 Char 16807, ,032 1,681 Subtotal , , ,874 Total aliran , ,192

17 A.5 Cyclone 2 (S-202) Cyclone 2 (S-202) berfungsi memisahkan 99,9% olivine dari gas pembakaran dan selanjutnya olivine dikirim kembali ke reaktor gasifier (R-201) Aliran 11 adalah gas hasil pembakaran + char + olivine yang berasal dari Char Combustor (R-202) Aliran 13 adalah gas buang + abu Aliran 12 adalah olivine yang dikirim kembali ke gasifier (R-201) Neraca massa komponen : Olivine : F 12 char = 99,90% F 8 char = kg Olivine : F 9 Olivine = F 8 Olivine F 10 Olivine = 1974,249 kg Tabel A.6 Neraca Massa pada Cyclone 02 (CY-02) Komponen Masuk (kg) Keluar (kg) Aliran 11 Aliran 13 Aliran 12 H 2 O 6571, ,710 N , ,916 O , ,395 CO , ,301 SO 2 858, ,941 Olivine , , ,243 MgO 13,914 13,914 0,000 Abu 28,219 28,219 0,000 Char 1,681 1,681 0,000 Subtotal aliran , , ,243 Total aliran , ,330

18 A.6 Mix Point MgO dan Make-up Olivine (MP-101) Mix Point MgO dan Make-up Olivine berfungsi sebagai titik pencampuran aliran make up olivine + MgO Aliran 6 adalah aliran Make Up Olivine Aliran 7 adalah aliran MgO Aliran 8 adalah aliran Keluar Mix Point Asumsi : Potasium (Kalium) di dalam abu CKS adalah 0,2 % berat Aliran MgO ditentukan sebesar dua kali aliran molar potasium dalam abu total Abu total = Abu TKKS + abu dari Cyclone 2 (S-202) Abu dalam TKKS = 4,5% dari massa TKKS basis kering = 3422,385 kg Abu = 3422,385 kg/jam Potasium dalam abu in = 6,84477 kg/jam BM Potasium = 39,102 g/mol Aliran molar potasium = Potasium dalam abu in / BM Potasium = 0,175 kmol/jam BM MgO MgO suplai = 40,302 g/mol = 2 Aliran molar potassium = 0,350 kmol/jam = 14,110 kg/jam = ,490 kg/tahun

19 Make up olivine yang diperlukan adalah 0.11 % dari olivine yang kembali ke R-202 untuk menutupi olivine yang terbuang dari cylone. F 12 olivine = 0,0011 olivine yg di recycle = 0, ,626 = 2252,627 kg/jam = ,95 kg/tahun Tabel A.7 Neraca Massa pada Mix point Komponen Masuk (kg) Keluar (kg) Aliran 6 Aliran 7 Aliran 8 Olivine 2252, ,627 MgO 14,110 14,110 Subtotal aliran 14, , ,737 Total 2266, ,737

20 A.7 Reformer (R-203) Reformer (R-203) berfungsi untuk mengkonversi CH 4, C 2 H 4 dan C 2 H 6 menjadi CO dan H Aliran 16 adalah aliran dari Cyclone 2 (S-202) Aliran 18 adalah aliran gas sintesis keluaran R-203 Reaksi yang terjadi di reformer: CH 4 + H 2 O CO + 3 H 2 (Reaksi 1) C 2 H H 2 O 2 CO + 4 H 2 (Reaksi 2) C 2 H H 2 O 2 CO + 5 H 2 (Reaksi 3) Konversi CH 4 = 20 % dari total CH 4 input Konversi C 2 H 4 = 50 % dari total C 2 H 4 input Konversi C 2 H 6 = 90 % dari total C 2 H 6 input Reaksi 1 CH 4 + H 2 O CO + 3H 2 In : N 16 CH4 N 16 H2O N 16 CO N 16 H2 Reaksi : -r -r r 3r Out : N 18 CH4 N 18 H2O (1) N 18 CO (1) N 18 H2 (1)

21 N CH X CH r 0,20 N 15 CH 4 CH 4 N 16 CH4 = F 16 CH4 / BM CH 4 = 418,265kmol N 16 H2O = F 16 H2O / BM H 2 O = 2252,104 kmol N 16 CO = F 16 CO / BM CO = 1710,389 kmol N 16 H2 = F 16 H2 / BM H 2 = 62,595 kmol CH 4 + H 2 O CO + 3H 2 In : 418, , , ,595 Reaksi : 83,653 83,653 83,653 83,653 Out : 334, , , ,554 N 17 CH4 = 334,612 kmol F 17 CH4 = 5367,17879kg N 17 H2O (1) = 2168,45118 kmol N 17 CO (1) = 1794,04162kmol N 17 H2 (1) = 313,554 kmol Reaksi 2 C 2 H 4 + 2H 2 O 2CO + 4H 2 In : N 16 C2H4 N 17 H2O (1) N 17 CO (1) N 17 H2 (1) Reaksi : -r -2r 2r 4r Out : N 18 C2H4 N 18 H2O (2) N 18 CO (2) N 18 H2 (2) 15 N C 2H X 4 C2H4 r 0,50 N 15 C 2 H 4 C2H4 N 16 C2H4 = F 16 C2H4 / BM C 2 H 4 = 138,534kmol N 17 H2O (1) = F 17 H2O (1) / BM H 2 O = 2168,451 kmol N 17 CO (1) = F 17 CO (1) / BM CO = 1794,042 kmol N 17 H2 (1) = F 17 H2 (1) / BM H 2 = 313,554 kmol C 2 H 4 + 2H 2 O 2CO + 4H 2 In : 138, , , ,554 Reaksi : 69, , , ,067

22 Out : 69, , , ,622 N 17 C2H4 = 69,267 kmol F 17 C2H4 = 1942,93501 kg N 17 H2O (2) = 2029,91748 kmol N 17 CO (2) = 1932,57531 kmol N 17 H2 (2) = 590,622 kmol Reaksi 3 C 2 H 6 + 2H 2 O 2CO + 5H 2 In : N 16 C2H6 N 17 H2O (2) N 17 CO (2) N 17 H2 (2) Reaksi : -r -2r 2r 5r Out : N 18 C2H6 N 18 H2O (3) N 18 CO (3) N 18 H2 (3) N C X 15 H r 0,90 N 15 C 2 H 6 C H 2 C H 6 N 15 C2H6 = F 16 C2H6 / BM C 2 H 6 = 19,714 kmol N 17 H2O (2) = F 17 H2O (2) / BM H 2 O = 2029,917 kmol N 17 CO (2) = F 17 CO (2) / BM CO = 1932,575 kmol N 17 H2 (2) = F 17 H2 (2) / BM H 2 = 590,622 kmol C 2 H 6 + 2H 2 O 2CO + 5H 2 In : 19, , , ,622 Reaksi : 17,743 35,486 35,486 88,715 Out : 1, , , ,336 N 17 C2H6 = 1,971 kmol F 17 C2H6 = 59,28123 kg N 17 H2O (3) = 1994,43155 kmol N 17 CO (3) = 1968,06125 kmol N 17 H2 (3) = 679, kmol

23 N 17 C4H8 = 0,021 kmol F 17 C4H8 = 1,15141 kg N 17 H2O (total) = 1994,43155 kmol F 17 H2O (total) = 35939,65648 kg N 17 CO (total) = 1968,06125 kmol F 17 CO (total) = 55125,39565 kg N 17 H2 (total) = 679, kmol F 17 H2 (total) = 1372,25947 kg Banyaknya katalis (olivine) yang diperlukan untuk Reformer (R-203) adalah = 60 lb / lb gas sintesis (Technical Report NREL/TP May 2005) Gas sintesis = ,318 kg = ,593 lb Katalis yang diperlukan = ,593 / = 54,799 lb = 24,857kg Tabel A.8 Neraca Massa pada Reformer (R-203) Komponen Masuk (kg) Keluar (kg) aliran 16 aliran 17 H , ,259 CO , ,468 CO 34549, ,396 H 2 O 13014, ,656 CH , ,179 C 2 H 4 592, ,935 C 2 H ,870 59,281 Olivine 204, ,784 Char 1,681 1,681 Subtotal aliran , ,874 Total aliran , ,874

24 A.8 Scrubber (M-301) Scrubber berfungsi untuk mendinginkan aliran gas panas sampai temperaturnya 60 o C dan membersihkan partikel pengotor (char dan olivine) dari aliran gas Aliran 18 adalah aliran gas panas dari Heat Exchanger Aliran 21 adalah aliran gas yang telah bersih dan dingin (T = 60 o C). Aliran 19 adalah aliran air yang diambil dari aliran gas sintesis yang terabsorpsi, dimana berfungsi untuk membersihkan aliran gas dari char dan olivine. Aliran 20adalah aliran sludge (char dan olivine) yang terserap oleh air (dikirim ke pengolahan limbah). A.8.1 Menghitung kebutuhan air untuk membersihkan gas sintesis Menurut Technical Report NREL/TP May 2005,untuk mendinginkan gas sintesis dari gasifier tipe BCL sampai temperaturnya mencapai 60 o C diperlukan air sebanyak 2 galon per menit untuk kapasitas 2000 ton umpan kering pabrik/hari. 1 galon air = 3,7854 Liter 1 Liter = 1000 cm 3 1 Liter air = 1kg/m 3

25 Kebutuhan air untuk scrubber adalah 2 galon per menit untuk kapasitas 2000 ton umpan kering pabrik/hari, sehingga untuk kapasitas pabrik diperlukan air sebanyak : Kebutuhan air untuk scrubber = F 19 H2O = 76,143galon/menit = 4568,58 galon/jam = 17293,90273 kg/jam = 959, kmol/jam Air yang dihasilkan pada aliran 20 = F 20 H2O = 2 galon/menit = 120 galon/jam = 454,248 kg/jam = 25, kmol/jam Komposisi umpan gas masuk Scrubber (M-301) Komponen kg kmol %mol komponen yang di absorpsi H , ,336 0, CO , ,716 0,999 CO 55125, ,061 0, H 2 O 35939, ,432 - CH , ,612 0, C 2 H ,935 69,267 0, C 2 H 6 59,281 1,971 0, Olivine 204,784 0,978 1,00 Char 1,681 0,011 1,00 Sumber : Technical Report NREL/TP May 2005 A.8.2 Menghitung komponen yang terabsorpsi (F 20 ) : N 20 H2 = 0, ,336 = 0,001 kmol F 20 H2 = 0,002 kg N 20 CO2 = 0, ,716 = 295,420 kmol F 20 CO2 = 13001,453 kg

26 N 20 CO = 0, ,06 = 1269,512 kmol F 20 CO = 35559,028 kg N 20 CH4 = 0, ,612 = 334,278 kmol F 20 CH4 = 5361,817 kg N 20 C2H4 = 0, ,267 = 69,094 kmol F 20 C2H4 = 1938,089 kg N 20 C2H6 = 0, ,971 = 1,966 kmol F 20 C2H6 = 59,104 kg N 20 Olivine = 1,00 0,978 = 0, kmol F 20 Olivine = 204, kg N 20 Char = 1,00 0,011 = 0, kmol F 20 Char = 1, kg A-8.3 Menghitung komponen sirkulasi air absorber (F 20 ): N 19 H2O = 958,57167 kmol F 19 H2O = 17273,462 kg N 19 CO2 = (0,1/100) N 29 CO2 0,295 kmol F 19 CO2 = 13,001 kg N 19 CH4 = (0,1/100) N 19 CH4 0,17274 kmol F 19 CH4 = 5,362 kg N 19 C2H4 = (0,25/100) N 19 C2H4 = 0,17274 kmol F 19 C2H4 = 4,8452 kg N 19 C2H6 = (0,3/100) N 19 C2H6 = 0,0059 kmol F 19 C2H6 = 0,1773 kg

27 N 19 H2O = 2 galon/menit = 25,20799 kmol F 19 H2O = 454,2480 kg Tabel A.9 Neraca Massa pada Scrubber (M-301) Komponen Masuk (kg) Keluar (kg) Aliran 18 Aliran 19 Aliran 21 Aliran 20 H , ,258 0,002 CO ,468 13, ,453 CO 55125, , ,028 H 2 O 35939, , , ,248 CH ,179 5,362 0, ,817 C 2 H ,935 4,845 0, ,089 C 2 H 6 59,281 0,177 0,000 59,104 Olivine 204, ,784 Char 1,681 1,681 Subtotal , , , ,206 Total , ,639

28 A.9 Gas Compression Gas Compression berfungsi untuk menaikkan tekanan aliran gas sampai dengan 2068 kpa E-7 E-20 P-418 E E Keterangan : Kompresi gas terdiri dari 3 tahap kompresi (P awal = 103,4 kpa). Knock Out Drum dipasang sebelum melewati kompresor. Intercooler dipasang setelah melewati compressor. Masing masing kompresor dimodelkan memiliki efisiensi politropik = 78%. Masing masing intercooler mendinginkan sampai 60 o C kecuali S-303 sampai 43,33 o C. Tekanan dinaikkan sebagai berikut : p p b a p p n 1 n 1 a 1 3 pb 2068 p 103,4 2, Keterangan : p p b a Rasio kompresi n = Tahapan = 3 p 1 = Tekanan inlet p n = Tekanan outlet dari n tahapan 103,4 280, , ,000 kpa

29 Pressure Drop (DP) yang diizinkan pada intercooler adalah = 13,8 kpa Neraca massa untuk kompresi gas ini tidak dapat dilakukan alat per alat karena masing-masing alat berhubungan satu sama lain (ada 3 aliran recycle). Oleh karena itu, neraca massa pada kompresi gas ini dihitung sebagai satu sistem. Algoritma perhitungan neraca massa pada sistem kompresi gas ini adalah sebagai berikut : 1. Mulai dari S-301. Aliran recycle dari S-302A belum ada. Dilakukan perhitungan VLE (PT Flash, P = 103,4 kpa, T = K, trial V/F, zi = zi). 2. Didapatkan aliran uap dan aliran liquid dari S-301. Aliran liquid dikirim ke utilitas sedangkan aliran uap dikompres dan didinginkan sebelum menuju S- 302A. Digunakan y i aliran uap ini sebagai z i untuk S-302A yang digunakan juga untuk menghitung VLE pada S-302A (PT Flash, P = 208,671 kpa, T = 333,15 K, trial V/F) 3. Didapatkan aliran uap dan aliran liquid dari S-302A. Aliran liquid direcycle ke S-301. Nilai z i untuk S-301 diperbarui dengan penambahan aliran recycle ini. 4. Dilakukan kembali perhitungan pada no. 1-3 sampai komposisi mol aliran liquid recycle dari S-302 konvergen. Toleransi +/- 0,1 kmol. 5. Dilanjutkan ke S-302B. Digunakan y i terbaru dari aliran uap S-302A sebagai z i untuk S-302B. Dihitung VLE (PT flash, P = 761,858 kpa, T = 333,15 K, trial V/F) 6. Didapatkan aliran uap dan aliran liquid dari S-302B. Aliran liquid direcycle ke S-302A. Diperbarui nilai z i untuk S-302A dengan penambahan aliran recycle ini. 7. Dilakukan kembali perhitungan pada no. 5. Trial dihentikan sampai komposisi mol aliran liquid recycle dari S-302B konvergen (toleransi +/- 0,1kmol) 8. Diperbarui nilai z i untuk S-302B dengan penambahan aliran recycle dari S- 302B yang baru. 9. Dilakukan kembali perhitungan VLE pada S-30B. Trial dihentikan sampai komposisi mol recycle dari S-302A konvergen (toleransi +/- 0,1 kmol). 10. Dilajutkan ke S-303. Digunakan nilai y i terbaru dari S-302B sebagai nilai z i untuk S-303. Dilakukan perhitungan pada VLE (PT flash, P = 2068 kpa, T = 316,5 K, trial V/F)

30 11. Didapatkan aliran uap dan aliran liquid dari S-303. Aliran liquid direcycle ke S-302B. Perbarui nilai z i untuk S-302B dengan penambahan aliran recycle ini. 12. Dilakukan kembali perhitungan VLE pada S-302B. Trial dihentikan sampai komposisi mol aliran recycle dari S-302D konvergen (toleransi 0,1 kmol). 13. Diperbarui nilai z i untuk S-303 dengan penambahan aliran recycle yang baru dari S-302B. Dilakukan kembali perhitungan VLE pada S-303 sampai komposisi mol aliran konvergen (toleransi +/- 0,1 kmol). Neraca massa dihitung dengan menggunakan kesetimbangan uap cair (Vapor Liquid Equilibrium, VLE). Rumus perhitungannya adalah sebagai berikut : 1. Menghitung tekanan uap masing-masing komponen pada kondisi keluar ln Pv = A B/(C+T) (Sumber: Perry's CEH) dimana : Pv = Tekanan uap, kpa A, B, dan C = konstanta Antoine untuk masing-masing komponen T = Temperatur (K) 2. Trial fraksi uap aliran keluar sampai jumlah fraksi uapnya ~ 1 i C 1 1 Ki zi ( K 1) i V F 1 i = 1, C (Pers , Perry's CEH) dimana : K i = konstanta kesetimbangan uap-cair komponen i z i = fraksi mol komponen i aliran keluar V/F = fraksi uap aliran keluar Knock Out Drum (S-301), PT Flash, P t = 103,400 kpa, T = 333,150 K) didapat V/F = 0,6145 Komponen kmol z i Pv pada T=333,15K K i (P v /P t ) y i x i H 2 680,057 0, , , , , CO 2 0,296 0, , , , ,3184E-07 CO 698,865 0, , , , , H 2 O 1396,356 0, , , , , Subtotal 2775, ,000 1,000 1,000

31 Komponen Top S-301 Bottom S-301 H 2 679,4096 0,6476 CO 2 0,2956 0,0002 y i 1 Ki zi ( K 1) i V F ; x i K y i i CO 697,8411 1,0239 H 2 O 328, ,1477 Subtotal 1705, ,819 Top = y i V/F Total kmol Bottom = x i (1 V/F) Total kmol Knock Out Drum (S-302A), PT Flash, P t = 280,671 kpa, T = 333,150 K Didapat: V/F = 0,79 Kom- ponen H 2 kmol z i Pv pada T=333,15K K i (Pv/Pt) y i x i 680,059 0, , , , , CO 2 0,296 0, , , , ,2486E-07 CO 698,125 0, , , , , H 2 O 494,665 0, , , , , Subto -tal 1873, ,000 1,000 Komponen Top S-302A Recycle Bottom S-302A ke S-301 H 2 CO 2 CO H 2 O Subtotal 679,3139 0,7447 0,2954 0, ,9487 1, , , , ,298

32 Knock Out Drum (S-302B) PT Flash, Pt = 761,858 kpa, T = 333,150 K) didapat V/F = 0,95 Kom- ponen kmol z i Pv pada T=333,15K K i (Pv/Pt) y i x i H 2 679,934 0, , , , , ,295 0, , , , ,0683E ,949 0, , , , , ,288 0, , , , , , ,000 1,000 Komponen Top S-302B Recycle Bottom S-302B ke S-302A H 2 CO 2 CO H 2 O Subtotal 679,5338 0,4004 0,2953 0, ,3173 0, , , ,773 70,694 Knock Out Drum (S-303) PT Flash, Pt V/F = 0,9785 CO 2 CO H 2 O Subtotal Komponen kmol z i Pv pada T=316,45K = 2068 kpa, T = 316,450 K) didapat K i (Pv/Pt) y i x i H 2 679,534 0, , , , , CO 2 0,295 0, , , , ,3448E-06 CO 696,317 0, , , , , H 2 O 34,627 0, , , , , Subto 1410,773 tal 1 1,000 1,000

33 Komponen Top S-303 Recycle Bottom S-303 ke S-302B H 2 679,0687 0,4652 CO 2 0,2950 0,0003 CO 695,5343 0,7830 H 2 O 5, ,0196 Subtotal 1380,505 30,268 Tabel A.10 Neraca Massa Untuk Knock Out Drum (S-301) Komponen Masuk (kg) Keluar (kg) Aliran 21 Aliran 24 Aliran 25 H ,716 1, ,407 CO 2 13,019 0,011 13,008 CO 19575,207 28, ,529 H 2 O 25162, , ,313 Subtotal 46124, , , , ,277 Total Tabel A.11 Neraca Massa Untuk Knock Out Drum (S-302A) Komponen Masuk (kg) Keluar (kg) Top S-301 Aliran 26 Top S-302A H ,719 1, ,214 CO 2 13,012 0,013 13,000 CO 19554,478 32, ,534 H 2 O 8913, , ,275 Subtotal 29855, , ,023 Total 29855, ,069 Tabel A.12Neraca Massa Untuk Knock Out Drum (S-302B) Komponen Masuk (kg) Keluar (kg) Top S-302A Bottom S-302B Aliran 27 H ,467 0, ,658 CO 2 13,004 0,007 12,997 CO 19521,537 17, ,847 H 2 O 1879, , ,977 Subtotal 22787, , ,479 Total 22787, ,284

34 Tabel A.13 Neraca Massa Untuk Knock Out Drum (S-303) Komponen Masuk (kg) Keluar (kg) Aliran 26 Aliran 28 Aliran 27 H , ,658 0,809 CO 2 13,004 12,997 0,007 CO 19521, ,847 17,689 H 2 O 1879, , ,300 Subtotal 22787, , ,805 Total 22787, ,284

35 A.11 Reaktor Sintesis Dimetil Eter Reaktor Sintesis Dimetil Eter berfungsi untuk mengubah syngas menjadi dimetil eter secara satu tahap dalam satu reaktor. Tahap ini adalah penggabungan dari reaksi pembentukan metanol dari syngas (H2 dan CO) yang diikuti oleh proses dehidrasi metanol Aliran 29 adalah aliran gas yang siap disintesis Aliran 30 adalah aliran gas yang telah disintesis CO + 2H 2 CH 3 OH CH 3 OH CH 3 OCH 3 + H 2 O CO + H 2 CO 2 + H 2 O Reaksi 1 CO + 2H2 CH3OH In N 29 CO N 29 H2 N 29 CH3OH Reaksi -r -2r r Out N 30 CO N 30 H2 N 30 CH3OH N 29 CO = F 29 CO / BM CO = 695,857 kmol N 29 H2 = F 29 H2 / BM H 2 = 678,101 kmol Konversi reaksi adalah 76% r 29 N CO X CO CO 0,76 x N 29 CO

36 CO + 2H2 CH3OH In 695, ,101 0 Reaksi 257, , ,678 Out 438, , ,678 N 30 CO = 438,094 kmol F 30 CO = 12271,0254 kg N 30 H2 (1) = 163,08812 kmol F 30 H2 = 329,43800 kg N 30 CH3OH (1) = 258,223 kmol F 30 CH3OH = 8779,57701 kg Reaksi 2 2CH3OH CH3OCH3 + H2O In N 30 CH3OH N 30 CH3OCH3 N 30 H2O Reaksi -2r -r -r Out N 30 CH3OH N 30 CH3OCH3 N 30 H2O N 30 CH3OH = F 30 CH3OH / BM CH3OH = 258,223 kmol Konversi reaksi adalah 98% r N X CH 3OH 0,98 x N 30 CH3OH CH 3OH CH3OH CH3OCH3 + H2O In 258,223 Reaksi 258, , ,271 Out 5, , ,271 N CH3OH = 5,681 kmol F CH3OH = 193,15069 N CH3OCH3 (1) = 126,27098 kmol F CH3OCH3 = 6313,54876 N H2O (1) = 126,271 kmol F H2O = 2272,87755 Reaksi 3 CO + H2 CO2 + H2 In N 30 CO N 30 H2 N 29 CO2 N 30 H2 Reaksi -r -r r r Out N 30 CO N 30 H2 N 30 CO2 N 30 H2

37 N CO = F CO / BM CO = 438,094 kmol N H2O = F H2O / BM H 2 O = 126,271 kmol N CO2 = F CO / BM CO2 = 0,295 kmol N H2 = F H2 / BM H 2 = 163,088 kmol CO + H2 CO2 + H2O In 438, ,263 0, ,088 Reaksi 123, , , ,746 Out 314,349 2, , ,834 N 30 CO = 314,349 kmol F 30 C0 = 8804,91234 kg N 30 H2O (1) = 2,52542 kmol N 30 H2O (1) = 45,50806 kg N 30 CO2 (1) = 124,04087 kmol N 30 CO2 (1) = 5459,03880 kg N 30 H2 (1) = 286,834 kmol N 30 H2 (1) = 579,40402 kg Katalis yang diperlukan adalah Cu-Zn dan Al2O3 dengan rasio 1:1 sebanyak 3 gram per kg syngas =3 gr (1 kg/1000 gr) 21642,560 kg = 64,540 kg Minyak yang digunakan sebagai medium katalis adalah sebanyak 0,4 gram per kg katalis = 0,4 gr 64,540 = 25,81618 kg Tabel A.13 Neraca Massa pada Reaktor sintesis Dimetil Eter (R-401) Komponen Masuk (kg) Keluar (kg) Aliran 29 Aliran 30 H , ,404 CO 2 12, ,039 CO 19503, ,912 H 2 O 623,977 45,508 CH3OCH3 6313,549 CH3OH 193,151 Subtotal 21513, ,560 Total 21642, ,560

38 A.12 KO-Drum (S-401) KO-Drum digunakan untuk memisahkan dimetil eter dari gas yang tidak sempurna bereaksi 33 E Aliran 31 adalah aliran gas yang telah disintesis Aliran 32 adalah aliran gas yang tidak sempurna bereaksi Aliran 33 adalah aliran dimetil eter Tabel A.14 Neraca Massa pada Ko-Drum Dimetil Eter (S-401) Masuk Keluar Komponen Aliran 31 Aliran 32 Aliran 33 H 2 CO 2 CO H 2 O CH3OCH3 CH3OH Subtotal Total 579, , , , , ,912 45,508 45, , , , , , , , , ,560

39 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI Basis perhitungan Satuan operasi Kapasitas produksi Suhu Referensi = 1 jam operasi = kj = ton/tahun = 25 o C LB.1 Data-Data Kapasitas Panas, Panas Perubahan Fasa, dan Panas Reaksi Komponen LB.1.1 Data-Data Kapasitas Panas Komponen Gas Tabel LB.1 Data Kapasitas Panas Komponen Gas ( kj/mol K) Komponen a b c d H 2 27, , ,38081E-05 7,6451E-09 CO 2 19, , ,60194E-05 1,71533E-08 CO 30, , ,78925E-05-1,27153E-08 H 2 O 32, , ,05549E-05-3,59646E-09 CH 4 19, , ,19742E-05-1,13169E-08 C 2 H 4 3, , ,34848E-05 1,75511E-08 C 2 H 6 5, , ,93753E-05 8,71273E-09 LB.1.2 Data-Data Panas Perubahan Fasa Komponen Tabel LB.2 Data Panas Perubahan Fasa Komponen (Reklaitis, 1983). Komponen H vl pada titik didihnya (kj/mol) H 2 O 40,6562 LB.1.3 Data-Data Kapasitas Panas Komponen Cair Tabel LB.3 Data Kapasitas Panas Komponen Cair ( kj/mol K) Komponen a b c d H 2 0, , , , CO 2-8,3043 0, , ,0052E-07 CO 0, , , , H 2 O 0, , , ,4116E-08 CH 4 0, , , ,

40 C 2 H 4 0, , , ,697E-07 C 2 H 6 0, , , , (Sumber : Perry s, 2007) LB.1.4 Data-Data Panas Reaksi Komponen Tabel LB.6 Data Panas Reaksi Pembentukan Komponen Komponen Hf (kj/mol) H 2 0,000 CO 2-393,685 CO -110,615 H 2 O -241,997 CH 4-74,902 C 2 H 4 52,335 C 2 H 6-84,741 Persamaan untuk menghitung kapasitas panas (Reklaitis, 1983) : Cp a bt ct 2 dt 3 Jika Cp adalah fungsi dari temperatur maka persamaan menjadi : T 2 CpdT T 2 ( a bt CT 2 dt 3 ) dt T 1 T 1 T T 2 1 CpdT a ( T 2 T ) 1 b ( T T 2 1 ) c ( T T 3 1 ) d ( T T 4 1 ) Untuk sistem yang melibatkan perubahan fasa persamaan yang digunakan adalah : T T 2 CpdT T T b 1 1 Cp dt l H Vl T T 2 b Cp v dt Perhitungan energi untuk sistem yang melibatkan reaksi : dq dt r H ( T) r N T T 2 1 CpdT out N T T 2 1 CpdT in

41 LB.2 Perhitungan Neraca Panas LB.2.1 Rotary Drier 01 (RD-101) Fungsi : Mengeringkan aliran serbuk TKKS sampai kandungan airnya = 12% a. Menghitung entalpi, H 2 pada T = 30,000 0 C H 2 O TKKS m, kg n, mol Hf (l), kj/mol CpdT, kj/mol H H 1, kj 25351, , , , , ,121 0,377 0,006-4,0160E+08-4,2476E+08-8,263519E+08 b. Entalpi yang dibawa, H 14 pada C = -2,8320E+08 c. Menghitung temperatur pengeringan TKKS sampai 12 % moisture Diketahui air yang teruapkan = 14980,136 kg = ,125 mol dilakukan perhitungan Vapor Liqiid Equlibrium (VLE) untuk komponen air. Trial temperatur sampai diperoleh : C i 1 1 K i zi V ( K i 1) F 1 (Pers : 13-13, Perry s CEH)

42 untuk i = komponen air (H 2 O) Nilai V/F = mol air teruapkan / mol air mula-mula = 0,591 Setelah Trial & Error diperoleh T = 373,110 K, dengan P = 101,320 kpa Komponen Zi A B C H 2 O 1,000 65, ,000 0,000 D E F Ln Pv -7,177 0,000 2,000 4,620 Komponen Pv(kPa) K 1 y 1 x 1 H 2 O 101,475 1,002 1,000 0,999 H air yang teruapkan, T =373,110 o K dt = 74,960 Komponen n (mol) CpdT, kj/mol H i, kj H 2 O ,196 19,329-8,905E+08 o H air tak teruapkan + TKKS, T = 373,110 K dt = 74,960 H 2 O TKKS m,kg n,mol Hf (l), kj/mol CpdT, kj/mol H i H 4, kj 10370, , , , , ,121 5,652 0,090-1,6125E+08-4,2471E+08-5,8596E+08 d. Menghitung entalpi aliran 3, H 3 H 3 = (H 2 + H 13 ) H 3 H 3 = o H air tak teruapkan + TKKS, T = 373,110 K H 3 = -5,2359E+08 kj Dari perhitungan, diperoleh temperatur = 122,236 o C

43 Komponen n (mol) CpdT, kj/mol ΔH i, kj N ,376 2,832 1,251E+07 O ,907 2,886 3,623E+05 SO ,165 3,959-6,817E+05 CO ,413 3,703-3,591E+08 H 2 O ,759 3,288-3,262E+08 H 3-6,7309E+08 Neraca Panas pada Rotary Drier (RD-101) Entalpi Masuk (kj) Entalpi Keluar (kj) H 2 H 14 H 13 H 3-8,2635E+08-2,8320E+08-6,7309E+08-5,8596E+08 Total -1,1096E+09 Total -1,259057E+09

44 LB.2.2 Gasifier (R-201) Parameter Operasi : T Output = 870 o C = 1598 o F P Output = 1,565 atm = 23 psia ΔH T out = 870 o C Aliran 4 T in = 30 o C Aliran 2 Analisis proksimat Tandan Kosong Kelapa Sawit (wt %): Mouisture content = 5,73 Volatile matter = 73,74 Fixed carbon = 18,44 Ash = 2,21 Analisis ultimasi (wt %): C = 43,52 H = 5,72 O = 48,9 N = 1,2 S = 0,66

45 Perhitungan Neraca energi gasifier (R-201) a. Entalpi aliran 3 (H 3 ) massa TKKS kering (F 3 )= ,864 = 76053,000 kg T = 30 o C = 303,150 K Komponen n (mol) CpdT, kj/mol Hf, kj/mol Hi (kj) H 2 O ,091 0, , ,091 TKKS ,294 7, , ,244 H 2, kj ,335 b. Entalpi aliran 3a, H 3a Aliran 3a adalah aliran steam (low pressure).t steam = o C Komponen n (mol) Cp L dt Hv Cp V dt Hf Hi (kj) H 2 O ,041 5,672 40, , , ,809 H 3, kj ,809 c. Entalpi aliran 12, H 12 pada = 982,222 o C = 1255,372 K Aliran 12 adalah olivine yang terbawa dari Cylone (S-203) Komponen n (mol) CpdT, kj/mol Hi (kj) Olivine ,249 69, ,223 H 9, kj ,223 d. Entalpi aliran produk pada 870 o C Aliran 4 adalah gas sintesa yang terbentuk + char + olivine Diketahui : T = 870 o C = 1143,15 K (Sumber : Technical Report NREL/TP May 2005, page 8) Komponen n (mol) CpdT, kj/mol Hi (kj) H ,268 31, ,726 CO ,162 56, ,578 CO ,034 33, ,287 H 2 O ,770 42, ,962 CH ,573 77, ,731 C 2 H ,925 99, ,976 C 2 H , , ,144 Char , , ,630 Olivine ,249 69, ,894 H ,928

46 f. Menghitung panas reaksi (Q) pada gasifier Q = H 3 H 4 H 13 H 5 = 0 kj Komponen Tabel LB-6 Neraca Energi pada Gasifier (R-201) Masuk (kj) Keluar (kj) H 3 H 3a H 12 H 4 H ,726 CO ,578 CO ,287 H 2 O , , ,962 CH ,731 C 2 H ,976 C 2 H ,144 Olivine , ,894 Char ,630 TKKS ,244 Jumlah , , , ,697 Sub total , ,697 Q 0, Total , ,697

47 LB.2.3 Cyclone (S-201) Fungsi : Memisahkan partikel char + olivine + abu yang terbawa aliran gas sintesa dari Gasifier (R-201) Entalpi aliran 4, H 4, pada 870 o C = ,697 kj a. Menghitung entalpi aliran 5, H 5 pada T = 870 o C Komponen n (mol) CpdT, kj/mol H i (kj) olivine ,637 69, ,843 char 222,682 64, ,499 H ,343 b. Menghitung entalpi aliran 16, H 16 pada T = 870 o C H 16 = H 4 H 5 Komponen H 5 H 6 H 15 H , ,726 CO , ,578 CO , ,287 H 2 O , ,962 CH , ,731 C 2 H , ,976 C 2 H , ,144 Olivine , , ,050 Char , , ,131 Jumlah , , ,586

48 Komponen Tabel LB-7 Neraca Panas pada Cyclone (S-201) Masuk (kj) Keluar (kj) H 4 H 5 H 16 H , ,726 CO , ,578 CO , ,287 H 2 O , ,962 CH , ,731 C 2 H , ,976 C 2 H , ,144 Olivine , , ,050 Char , , ,131 Jumlah , , ,586 Sub total , ,928 Panas reaksi (Q) 0,000 Total , ,928

49 LB.2.4 Char Combustor (R-202) Fungsi : Membakar char (arang) TKKS hasil dari gasifikasi pada gasifier (R-201) a. Menghitung entalpi aliran 9, H 9 Aliran9 adalah aliran udara masuk ke Blower (K-201). udara dipompa dari 1 atm sampai dengan 1,5 atm. Dari perhitungan pada spesifikasi K-201, diketahui T 9 = 32,222 o C Entalpi aliran 10, H 10 dihitung pada temperatur 32,2222 o C Komponen n (mol) CpdT, kj/mol H i (kj) N ,031 29, ,051 O ,204 29, ,649 H ,700 b. Menghitung entalpi aliran 10, H 10 Aliran 10adalah aliran udara pembakar yang berasal dari Blower (K-201). udara dipompa dari 1 atm sampai dengan 1,5 atm. Dari perhitungan pada spesifikasi K-201, diketahui T 10 = 94,331 o C = 367,481 K Komponen n (mol) CpdT, kj/mol H i (kj) N ,404 29, ,842 O ,189 29, ,761 H ,603 c. Menghitung entalpi aliran 6, H 6 pada suhu 30 o C Aliran 6adalah make up MgO

50 Komponen n (mol) CpdT, kj/mol H i (kj) MgO 350,081 37, ,500 H ,500 d. Menghitung entalpi aliran 7, H 7 pada suhu 30 o C Aliran 7 adalah make upolivine Komponen n (mol) CpdT, kj/mol H i (kj) Olivine 37069,841 71, ,972 H ,972 e. Menghitung entalpi pencampuran aliran 6 dan 7 yang masuk pada R-202 Komponen H 5 (kj) H 14 (kj) H i (kj) olivine , , ,315 char 14429, , ,896 H 5& ,211 f. Menghitung entalpi pada aliran 9 dan 10 yang masuk pada R-202 Komponen H 11 (kj) H 12 (kj) H i (kj) MgO 12991, ,500 Olivine , ,972 H 11& ,471 g. Menghitung panas reaksi char TKKS ( H R ) pada 25 o C Hr n Hf n Hf 25 0 C i i i i produk reaktan Komponen n i reaktan (mol) n i produk (mol) Hf, kj/mol H i (kj) Char ,021-17, ,911 O , ,000 SO , , ,794 CO , , ,219 H2O , , ,153 Abu 95589,163-0, ,526 H R ,781 h. Menghitung perubahan entalpi aliran produk R-202 dari 25 o C sampai 982,222 o C Reaksi: C 8,5 H 0,14 O 2,31 S 0,05 Abu 0, ,457 O 2 8,5 CO 2 + 0,049 SO 2 + 0,07 H 2 O + 0,227Abu In , , Reaksi , , , , , ,03

51 Out N 8 char N 8 O2 N 8 CO2 N 8 SO2 N 8 H2O N 8 Abu Komponen n (mol) Cp, kj/mol H i (kj) N ,404 33, ,256 O ,364 34, ,058 SO ,053 56, ,560 CO ,042 57, ,857 H 2 O ,796 44, ,357 Abu 95589,163 35, ,289 MgO 12991,500 52, ,667 Olivine ,269 69, ,954 H Produk ,999 i. Menghitung panas reaksi (Q) keseluruhan Q = H R + H Produk H 5&14 H 11&12 H 7 = 0 kj Komponen Tabel LB-9 Neraca Energi pada Char Combustor (R-202) Masuk (kj) Keluar (kj) H 5 H 8 H 10 H 11 N , ,256 O , ,058 SO ,560 CO ,857 H 2 O ,357 Abu ,289 Olivine , , ,954 Char 29170,896 MgO 12991, ,524 Jumlah , , , ,856 Sub total , ,856 H R ,781 Q 0 Total , ,171

52 LB.2.5 Cyclone (S-203) a. Entalpi aliran 11, H 11, pada 982,2222 o C = ,856 kj b. Entalpi aliran 12, H 12 pada T = 982,2222 o C = ,223 kj c. Menghitung entalpi aliran 13, H 13 pada T = 870 o C H 10 = H 8 H 9 Komponen H 11 H 13 H 12 N , ,256 O , ,058 SO , ,560 CO , ,857 H 2 O , ,357 Abu , ,289 Olivine , , ,269 Char 0,000 0,000 MgO 18402, ,524 Jumlah , , ,633

53 Komponen Tabel LB-10 Neraca energi pada Cyclone (S-203) Masuk (kj) Keluar (kj) H 11 H 12 H 13 N , ,256 O , ,058 SO , ,560 CO , ,857 H 2 O , ,357 Abu , ,289 Olivine , , ,269 Char 0,000 0,000 MgO 18402, ,524 Jumlah , , ,633 Sub total , ,856 Q 0,000 Total , ,856

54 LB.2.6 Reformer (R-203) Reformer berfungsi untuk mengkonversi komponen CH 4, C 2 H 4,dan C 2 H 6 menjadi CO dan H Parameter Operasi : T input = 870 o C; T output = 750,56 o C P input = 22 psia = 1,5 atm a. Entalpi aliran 15, H 15, pada 870 o C = ,717 kj b. Menghitung entalpi aliran 16, H 16 pada T = 30 o C Komponen n (mol) Cp, kj/mol Hi (kj) Katalis olivine 405,106 47, ,320 c. Perhitungan entalpi reaksi pada T =25 o C Hr n Hf n Hf 25 0 C i i i i produk reaktan Reaksi 1 CH 4 + H 2 O CO + 3H 2 in : N 15 CH4 N 15 H2O N 15 CO N 15 H2 Reaksi : 83653, , , ,108 out : N 18 CH4 N 18 H2O (1) N 18 CO (1) N 18 H2 (1) Komponen n i reaktan (mol) n i produk (mol) Hf (kj/mol) Hi (kj) CH ,036-74, ,328

55 H 2 O CO H 2 Hr 1, pada 25 o C Reaksi , , , , , , ,108 0,000 0, ,445 C 2 H 4 + 2H 2 O 2CO + 4H 2 in : N 15 C2H4 N 18 H2O (1) N 18 CO (1) N 18 H2 (1) Reaksi : 69266, , , ,381 out : N 18 C2H4 N 18 H2O (2) N 18 CO (2) N 18 H2 (2) Komponen n i reaktan (mol) n i produk (mol) Hf (kj/mol) Hi (kj) C 2 H 4 H 2 O CO H 2 Hr 2, pada 25 o C ,845 52, , , , , , , , ,381 0,000 0, ,037 Reaksi 3 C 2 H 6 + 2H 2 O 2CO + 5H 2 in : N 15 C2H6 N 18 H2O (2) N 18 CO (2) N 18 H2 (2) Reaksi : 17742, , , ,844 out : N 18 C2H6 N 18 H2O (3) N 18 CO (3) N 18 H2 (3) Komponen n i reaktan (mol) n i produk (mol) Hf (kj/mol) Hi (kj) C 2 H 6 H 2 O CO H 2 Hr 3, pada 25 o C ,969-84, , , , , , , , ,844 0,000 0, ,727 Hr total,25 oc = (Hr 1 + Hr 2 + Hr 3 ) 25 oc = ,208 kj/mol

56 d. Menghitung entalpi pada suhu keluaran reformer sebesar 750,556 o C T = 750,556 o C = 1023,706 K Komponen m (kg) n (mol) CpdT (kj/mol) H i (kj) H , ,262 30, ,074 CO , ,162 54, ,113 CO 55125, ,017 33, ,087 H 2 O 35939, ,021 41, ,924 CH , ,658 73, ,603 C 2 H , ,463 95, ,333 C 2 H 6 59, , , ,933 Olivine 204, ,986 68, ,087 Char 1, ,107 55, ,312 H ,466 e. Menghitung entalpi aliran 17, H 17, pada T = 750,556 o C Komponen n (mol) Cp, kj/mol Hi (kj) Olivine 405,106 67, ,744 H ,744 Komponen Tabel LB-11 Neraca Energi pada Reformer (R-203) Masuk (kj) Keluar (kj) H 16 H 17 H , ,074 CO , ,113 CO , ,087 H 2 O , ,924 CH , ,603 C 2 H , ,333 C 2 H , ,933 Olivine , ,087 Char , ,312 Jumlah , ,466 Sub total , ,210 H R ,208 Panas reaksi (Q) 0,00000 Total , ,418

57 LB.2.7 Cooler (H-201 & H-202) P-20 P P-8 18 H-201 H-202 P-4 H-201 H-202 Hot Fluid cold Fluid Hot Fluid cold Fluid 1383 High T 575, ,561 t2 530 High T 304, ,154 t Low T 304, ,154 t1 300 Low T t 1 LMTD 455,990 LMTD 132, Perhitungan Neraca Energi Pada H-201 T in = 750,556 o C Aliran 18 ΔH T out = 276,667 o C Aliran 18-out a. Entalpi aliran 18, H 18 pada 750,556 o C = ,466 kj Aliran 18 adalah aliran keluar dari R-203 yang ingin didinginkan. b. Menghitung entalpi aliran 18-out, H 18-out dari suhu 750,556 o C sampai 276,667 o C Aliran 18-out adalah aliran 18 yang telah didinginkan.

58 T 1 = 750,556 o C = 1023,706 K T 2 = 276,667 o C = 549,817 K Komponen m (kg) n (mol) CpdT, kj/mol H i (kj) H , ,262 29, ,987 CO , ,162 46, ,294 CO 55125, ,017 30, ,782 H 2 O 35939, ,021 35, ,104 CH , ,658 49, ,701 C 2 H , ,463 67, ,281 C 2 H 6 59, ,448 83, ,682 Olivine 204, ,986 57, ,770 Char 1, ,107 36, ,563 H 18-out ,163 Besarnya panas yang perlu diserap agar suhu operasi dapat tercapai adalah : Q 1 = Q out Q in = ,303 kj Suhu Air pendingin masuk = 151,581 o C = 424,731 K Suhu Air pendingin keluar = 301,911 o C = 575,061K 575, ,731 CpdT = 5322,014 kj/mol Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan adalah : Q1 N air = 575,061 C dt p 424,731 = , ,014 = 6117,551 kmol F air = NAir BMAir 4900,803 18,05 = ,301 kg

59 Tabel LB-12 Neraca Energi pada Cooler (H-201) Komponen Masuk (kj) H 17 Keluar (kj) H 17a H , ,987 CO , ,294 CO , ,782 H 2 O , ,104 CH , ,701 C 2 H , ,281 C 2 H , ,682 Olivine , ,770 Char , ,563 Sub total , ,163 Q ,303 Total , , Perhitungan Neraca Energi Pada H-202 T in = 276,667 o C Aliran 18-out ΔH T out = 148,889 o C Aliran 19 a. Entalpi aliran 18-out, H 18out pada 343,333 o C = ,028 kj Aliran 18-out adalah aliran keluar dari H-201 yang ingin didinginkan kembali. b. Menghitung entalpi aliran 19, H 19 pada 148,889 o C Aliran 19 adalah aliran 18a yang telah didinginkan. T 1 = 276,667 o C = 549,817 K T 2 = 148,889 o C = 422,039 K Komponen m (kg) n (mol) CpdT, kj/mol H i (kj) H , ,262 29, ,002 CO , ,162 42, ,719 CO 55125, ,017 29, ,279 H 2 O 35939, ,021 34, ,067 CH , ,658 42, ,841 C 2 H , ,463 56, ,692 C 2 H 6 59, ,448 68, ,951

60 Olivine 204, ,986 53, ,123 Char 1, ,107 9, ,514 H , ,187 Besarnya panas yang perlu diserap agar suhu operasi dapat tercapai adalah : Q 2 = Q out Q in = ,976 kj Suhu Air pendingin masuk = 110 o C = 383,150 K Suhu Air pendingin keluar 424,731 pdt 383,15 = 151,581 o C = 424,731 K C = 1434,796 kj/mol Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan adalah : Q2 N air = 424,731 C dt p 383,15 = , ,796 = 6117,551 kmol F air = NAir BMAir 4900,803 18,05 = kg Tabel LB-13 Neraca Energi pada Cooler (H-202) Komponen Masuk (kj) Keluar (kj) H 17 H 18 H , ,002 CO , ,719 CO , ,279 H 2 O , ,067 CH , ,841 C 2 H , ,692 C 2 H , ,951 Olivine , ,123 Char , ,514 Sub total , ,187 Q ,279 Total , ,187

61 LB.2.8 Scrubber Gas Sintesis (M-301 & M-302) Scrubber berfungsi untuk mendinginkan aliran gas Perhitungan neraca energi pada venturi scrubber (M-302) a. Entalpi aliran 19, H 19, pada suhu 60 o C = ,187 kj b. Menghitung entalpi produk dari Venturi Scrubber (M-302) dengan mengestimasi suhu keluarannya. Laju alir inlet air scrubber (aliran scrub-02) pada venturi scrubber adalah 1/2 dari aliran 20. T = 43,333 o C = 316,483 K Komponen m (kg) n (mol) Cp, kj/mol H i (kj) H 2 O 8636, ,200 0, ,592 CH 4 0,003 0,173-0,474-0,082 C 2 H 4 0,001 0,023-0,316-0,007 C 2 H 6 0,000 0,006 0,139 0,001 H scrub ,504

62 Menghitung suhu keluaran dari venturi scrubber T 2 = 60,000 o C = 333,150 K Komponen m (kg) n (mol) CpdT, kj/mol H i (kj) H , ,262 28, ,787 CO , ,162 38, ,297 CO 55125, ,017 29, ,138 H 2 O 44576, ,221 29, ,942 CH , ,831 37, ,364 C 2 H , ,485 47, ,753 C 2 H 6 59, ,454 57, ,958 Olivine 204, ,986 49, ,519 Char 1, ,107 6, ,879 H 19out ,638 Tabel LB-14 Neraca Energi Pada Venturi Scrubber (M-302) Komponen Masuk (kj) Keluar (kj) H 18 H 19a H 19 H , ,787 CO , ,297 CO , ,138 H 2 O , , ,942 CH ,841-0, ,364 C 2 H ,692-0, ,753 C 2 H ,951 0, ,958 Olivine , ,519 Char , ,879 Jumlah , , ,638 Sub total , ,142 Q 0, Total , , Perhitungan neraca energi pada Quench Chamber (M-301) a. Entalpi aliran 19 out, H 19out, pada 60 o C = ,434 kj b. Perhitungan entalpi aliran 20, H 20 pada suhu 60 o C T = 60 o C = 333,150 K Komponen m (kg) n (mol) Cp, kj/mol H i (kj) H 2 O 17273, ,400 0, ,253 CH 4 0,006 0,346-0,579-0,201

63 C 2 H 4 0,001 0,045-0,366-0,017 C 2 H 6 0,000 0,013 0,159 0,002 H ,038 c. Menghitung entalpi aliran 21, H 21, pada 60 o C Aliran 21 adalah aliran gas yang telah bersih dan dingin (T = 60 o C) T = 60 o C = 333,150 K Komponen m (kg) n (mol) Cp, kj/mol H i (kj) H , ,360 28, ,629 CO 2 13, ,718 38, ,574 CO 19566, ,932 29, ,662 H 2 O 18211, ,773 33, ,861 H ,961 d. Menghitung entalpi aliran 29, H 29, pada T = 60 o C Aliran 29 adalah aliran sludge (char dan olivine) yang terserap oleh air T = 60 o C = 333,150 K H 29 = H 19out + H scrub01 H 20 H 21 = , , , ,961 Komponen Tabel LB-15 Neraca Energi pada Quench Chamber (M-301) Masuk (kj) Keluar (kj) H 18 H 19a H 19 H 21 H 20 H , ,629 26,158 CO , , ,723 CO , , ,477 H 2 O , , , , ,421 CH ,364 0,201 0, ,483 C 2 H ,753 0,017 0, ,763 C 2 H ,958 0,002 0, ,957 Olivine , ,519 Char , ,879 Jumlah , , , , ,379 Sub total , ,142 Q 0,000 Total , ,142

64 LB.2.9 Quench Water Recirculation Cooler Fungsi : Mendinginkan aliran keluar dari M-302 sampai dengan 43,333 o C T in = 60 o C Aliran 20 ΔH T out = 43,3333 o C Aliran scrub a. Entalpi aliran 20, H 20 pada 60 o C = ,038 kj Aliran 20 adalah aliran keluar dari M-302 b. Menghitung entalpi aliran scrub, H scrub pada 43,3333 o C Aliran scrub adalah aliran 20 yang telah didinginkan. T 1 = 60 o C = 333,150 K T 2 = 43,333 o C = 316,483 K Komponen m (kg) n (mol) CpdT, kj/mol H i (kj) H 2 O 17273, ,400 0, ,185 CH 4 0,006 0,346-0,474-0,164 C 2 H 4 0,001 0,045-0,316-0,014 C 2 H 6 0,000 0,013 0,139 0,002 H scrub ,008 c. Menghitung beban Cooler H-301 (Q H-301 ) Q H-301 = H scrub H 20 = ,029 kj d. Menghitung kebutuhan air pendingin Cooler H-301 (Q H-301 ) Suhu Air pendingin masuk, T 1 = 32,222 o C = 305,372 K Suhu Air pendingin keluar, T 2 = 43,333 o C = 316,483 K

65 316, ,372 CpdT = 0, kj/mol Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan adalah : N air = Q H , ,372 CpdT kmol = 39153,877 0, = 48,814 kmol F air = N BM = 46,880 18,015 = 879,392 kg Air Air Tabel LB-16 Neraca Energi pada Cooler (H-301) Komponen Masuk (kj) H 19 Keluar (kj) H 19a H 2 O , ,185 CH 4-0,201-0,164 C 2 H 4-0,017-0,014 C 2 H 6 0,002 0,002 Sub total , ,008 Q ,029 Total , ,008

66 LB.2.10 Knock Out Drum (S-301) Fungsi : memisahkan dua fasa sebelum aliran gas dikompres E-7 E-20 P-418 E E a. Entalpi aliran 21, H 21, pada 60 o C = ,726 kj b. Menghitung entalpi aliran 23, H 23, pada T = 60 o C = 333,150 K Komponen m (kg) n (mol) Cp, kj/mol H i (kj) H , ,193 28, ,075 CO 2 13, ,557 38, ,328 CO 19547, ,282 29, ,975 H 2 O 5839, ,956 33, ,780 H ,157 c. Entalpi aliran 24, H 24, pada T = 60 o C adalah = ,895 kj d. Menghitung entalpi aliran 22, H 22, pada T = 60 o C = 333,15 K H 22 = (H 21 + H 24 ) H ,463 kj Komponen Tabel LB-17 Neraca Energi pada Knock Out Drum (S-301) Masuk (kj) Keluar (kj) H 21 H 24 H 22 H 23 H , , , ,075 CO , , , ,328 CO , , , ,975 H 2 O , , , ,780 Jumlah , , , ,157 Sub total , ,055 Q 0,000 Total , ,055

67 LB.2.11 Compressor (K-301A) a. Entalpi aliran 23, H 23, pada 60 o C = ,157 kj b. Menghitung entalpi produk kompressor, H produk pada Temperatur discharge. Berdasarkan perhitungan spesifikasi alat pada kompressor (K-301), diperoleh temperatur discharge adalah = 145,6504 o C = 418,8004 K Output ΔH T out = 145,65 o C Input T in =60 o C Komponen m (kg) n (mol) CpdT, kj/mol H i (kj) H , ,193 29, ,958 CO 2 13, ,557 41, ,935 CO 19547, ,282 29, ,025 H 2 O 5839, ,956 34, ,913 H discharge ,831 Tabel LB-18 Neraca Energi pada Compressor (K-301A) Komponen Masuk (kj) H 23 Keluar (kj) H discharge H , ,958 CO , ,935 CO , ,025 H 2 O , ,913 Jumlah , ,831 Sub total , ,831 Q ,674 Total , ,831

68 LB.2.12 Air-cooler (H-302A) a. Entalpi aliran input, H input, pada 145,650 o C = ,831 kj b. Menghitung entalpi produk air cooler, H produk pada Temperatur = 60 o C = 333,15K Input T out = 145,65 o C ΔH Output T in =60 o C Komponen m (kg) n (mol) CpdT, kj/mol H i (kj) H , ,193 28, ,075 CO 2 13, ,557 38, ,328 CO 19547, ,282 29, ,975 H 2 O 5839, ,956 33, ,780 H i ,157 Tabel LB-19 Neraca Energi pada Air Cooler (H-302A) Komponen Masuk (kj) H input Keluar (kj) H output H , ,075 CO , ,328 CO , ,975 H 2 O , ,780 Jumlah , ,157 Sub total , ,157 Q ,674 Total , ,157

69 LB.2.13 Knock Out Drum (S-302A) Fungsi : memisahkan dua fasa sebelum aliran gas dikompres E-7 E-20 P-418 E E a. Entalpi aliran 23, H input, pada 60 o C = ,157 kj b. Menghitung entalpi aliran top, H top pada T = 60 o C = 333,150 K Komponen m (kg) n (mol) Cp, kj/mol H i (kj) H , ,069 28, ,180 CO 2 12, ,298 38, ,319 CO 19514, ,771 29, ,356 H 2 O 1570, ,235 33, ,474 H top ,329 c. Entalpi aliran Recycle S-302A, H Recycle, pada T = 60 o C = ,06719 kj d. Menghitung entalpi aliran bottom S-302A, H 24, pada T = 60 o C = 333,15 K H 24 = (H input + H Recycle ) H top = ,895 kj Tabel LB-20 Neraca Energi pada Knock Out Drum (S-302A) Komponen Masuk (kj) Keluar (kj) H input H recycle H 24 H top H , , , ,180 CO , , , ,319 CO , , , ,356 H 2 O , , , ,474 Jumlah , , , ,329 Sub total , ,224 Q 0,000 Total , ,224

70 LB.2.14 Compressor (K-301B) a. Entalpi aliran 23, H 23, pada 60 o C = ,329 kj b. Menghitung entalpi produk kompressor, H produk pada Temperatur discharge. Berdasarkan perhitungan spesifikasi alat pada kompressor (K-301), diperoleh temperatur discharge adalah = 147,507 o C = 420,657 K Output ΔH T out = 145,65 o C Input T in =60 o C Komponen m (kg) n (mol) CpdT, kj/mol H i (kj) H , ,069 29, ,622 CO 2 12, ,298 42, ,521 CO 19514, ,771 29, ,731 H 2 O 1570, ,235 34, ,513 H discharge ,387 Tabel LB-18 Neraca Energi pada Compressor (K-301A) Komponen Masuk (kj) H 23 Keluar (kj) H discharge H , ,622 CO , ,521 CO , ,731 H 2 O , ,513 Jumlah , ,387 Sub total , ,387 Q ,058 Total , ,387

71 LB.2.15 Air-cooler (H-302B) a. Entalpi aliran input, H input, pada 145,650 o C = ,831 kj b. Menghitung entalpi produk air cooler, H produk pada Temperatur = 60 o C = 333,15K Input T out = 145,65 o C ΔH Output T in =60 o C Komponen m (kg) n (mol) CpdT, kj/mol H i (kj) H , ,069 28, ,180 CO 2 12, ,298 38, ,319 CO 19514, ,771 29, ,356 H 2 O 1570, ,235 33, ,474 H i ,329 Tabel LB-19 Neraca Energi pada Air Cooler (H-302A) Komponen Masuk (kj) H input Keluar (kj) H output H , ,180 CO , ,319 CO , ,356 H 2 O , ,474 Jumlah , ,329 Sub total , ,329 Q ,058 Total , ,329

72 LB.2.16 Knock Out Drum (S-302B) Fungsi : memisahkan dua fasa sebelum aliran gas dikompres E-7 E-20 P-418 E E a. Entalpi aliran 23, H input, pada 60 o C = kj b. Menghitung entalpi aliran top, H top pada T = 60 o C = 333,150 K Komponen m (kg) n (mol) Cp, kj/mol H i (kj) H , ,730 28, ,736 CO 2 12, ,090 38, ,283 CO 19490, ,241 29, ,786 H 2 O 421, ,914 33, ,262 H top ,067 c. Entalpi aliran Recycle S-302A, H Recycle, pada T = 60 o C = ,06719 kj d. Menghitung entalpi aliran bottom S-302A, H 24, pada T = 60 o C = 333,15 K H 24 = (H input + H Recycle ) H top = ,067 Kj

73 LB.2.17 Heater Fungsi : menaikkan suhu gas sintesis dari 60 o C ke 250 o C a. Entalpi aliran 25, H 25 pada 60 o C = ,401 kj Aliran 25 adalah aliran keluar dari H-302E Komponen m (kg) n (mol) CpdT, kj/mol H i (kj) H , ,730 29, ,599 CO 2 12, ,090 45, ,723 CO 19490, ,241 29, ,499 H 2 O 421, ,914 35, ,580 H ,401 c. Menghitung beban heater H-303 (Q H-303 ) Q H-303 = H 26 - H 25 0,000 kj 316, ,372 CpdT = -25, kj/mol Maka jumlah steam yang dibutuhkan adalah : N air = F air = 0,000 kmol 0,000 kg Neraca Energi pada Heater (H-401) Komponen Masuk (kj) Keluar (kj) H 28 H 29 H , ,599

74 CO , ,723 CO , ,499 H 2 O , ,580 Jumlah , ,401 Sub total , ,401 Q ,334 Total , ,401 a. Entalpi aliran 23, H input, pada 60 o C = kj b. Menghitung entalpi aliran top, H top pada T = 60 o C = 333,150 K Komponen m (kg) n (mol) Cp, kj/mol H i (kj) H , ,730 28, ,736 CO 2 12, ,090 38, ,283 CO 19490, ,241 29, ,786 H 2 O 421, ,914 33, ,262 H top ,067 c. Entalpi aliran Recycle S-302A, H Recycle, pada T = 60 o C = ,06719 kj d. Menghitung entalpi aliran bottom S-302A, H 24, pada T = 60 o C = 333,15 K H 24 = (H input + H Recycle ) H top = ,067 Kj

75 LB.2.18 Reaktor Sintesis Dimetil Eter Fungsi : mengubah gas sintesis menjadi dimetil eter Parameter Operasi : T input = 250,000 o C; T output = 240,000 o C P input = 144,000 psia = 10 atm a. Entalpi aliran 15, H 15, pada 250 o C = ,401 kj b. Menghitung entalpi aliran 16, H 16 pada T = Komponen n (mol) CpdT, kj/mol Hi (kj) katalis dme 425,895 25, ,917 c. Perhitungan entalpi reaksi Hr n Hf Hf 25 0 C i i i i produk reaktan n Reaksi 1 Komponen n i produk (mol) Hf (kj/mol) H i (kj) CO -110, ,206 H2 0,000 0,000

76 CH3OH , , ,862 Hr 1, pada 25 o C ,656 Reaksi 2 Komponen n i reaktan (mol) n i produk (mol) Hf (kj/mol) H i (kj) CH3OH , , ,069 CH3OCH ,718-44, ,411 H2O 126, , ,204 Hr 2, pada 25 o C ,276 Reaksi 3 Komponen n i reaktan (mol) n i produk (mol) Hf (kj/mol) H i (kj) CO ,969-84, ,938 H 2 O , , ,860 CO , , ,072 H ,844 0,000 0,000 Hr 3, pada 25 o C ,727 Hr total,25 o C = (Hr 1 + Hr 2 + Hr 3 +) 250 o C = ,378 kj/mol Komponen m (kg) n (mol) CpdT (kj/mol) H i (kj) H 2 578, ,190 29, ,319 CO , ,397 45, ,146 CO 8807, ,542 29, ,728 H 2 O 45, ,941 35, ,381 CH3OH 175, ,054 47, ,394 CH3COH 6313, ,718 64, ,741 H ,709 Komponen n (mol) CpdT, kj/mol Hi (kj) katalis dme 405,106 67, ,744

77 Neraca Energi pada Reaktor Sintesis Dimetil Eter Komponen Masuk (kj) Keluar (kj) H 29 H 30 H , ,319 CO , ,146 CO , ,728 H 2 O , ,381 CH3OH , ,394 CH3COH , ,741 Jumlah , ,709 Sub total , ,709 H R ,378 Panas reaksi (Q) 0,000 Total , ,086

78 LB.2.19 Cooler Fungsi : menurunkan suhu keluaran reaktor sintesis dimetil eter untuk fungsi penyimpanan Komponen m (kg) n (mol) CpdT, kj/mol H i (kj) 578, ,190 0, ,984 H 2 CO , ,397-0, ,578 CO 8807, ,542-0, ,227 H 2 O 45, ,941 0,139 CH3OH 175, ,054 0,780 CH3COH 6313, ,718 0, ,429 H scrub 39886,608 Neraca Energi pada Cooler (H-303) Masuk (kj) Keluar (kj) Komponen H 30 H 31 H 2 O , ,984 CH 4-0, ,578 C 2 H 4-0, ,227 C 2 H 6 0, ,429 Sub total , ,608 Q ,429 Total 39886, ,608

79 LB.2.20 KO-Drum (S-401) Fungsi : memisahkan fasa cair dimetil eter dari gas yang tidak sempurna bereaksi 33 E Komponen m (kg) n (mol) Cp, kj/mol H i (kj) H 2 578, ,190 28, ,141 CO , ,397 36, ,951 CO 8807, ,542 29, ,651 H 2 O 45, ,941 33, ,218 metanol 175, ,054 34, ,093 dme 6313, ,718 40, ,340 H ,395 Neraca Energi pada Knock Out Drum (S-401) Komponen Masuk (kj) Keluar (kj) H 31 H 32 H 33 H , , ,141 CO , , ,951 CO , , ,651 H 2 O , , ,218 Jumlah , , ,395 Sub total , ,401 Q 0,000 Total , ,401

80 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN LC.10 Rotary Drier (RD-01) Fungsi : Mengeringkan aliran serbuk tandan kosong kelapa sawit sampai kandungan airnya (moisture) = 12 % Type : Direct heat counter current rotary dryer Gambar LC.1 Rotary Dryer Umpan Tandan kosong Kelapa Sawit Parameter Operasi : Laju alir massa tandan kosong kelapa sawit (Fs) = lb/jam ρ w = 33,1 lb/ft 3 Berat gas panas (Fg) = 12264,07 lb = 5562,944 kg Temperatur gas panas masuk (Tgas i ) = 1021 o C = 1869,8 o F Temperatur gas panas keluar (Tgas o ) = 122,2357 o C = 252,0243 o F Algoritma perhitungan : 1. Menentukan waktu tinggal tandan kosong kelapa sawit (t ) di dalam rotary drier, kemudian menghitung massa tandan kosong kelapa sawit yang tertinggal di dalam rotary drier (w) selama waktu tersebut dengan rumus : w = t x Fs

81 Waktu tinggal ditentukan dengan beberapa trial sampai diperoleh dimensi rotary drier yang logis. 2. Menghitung volume rotary drier (Vr) yang dibutuhkan dengan rumus : Vr = Dimana: V w = V w 0,15 w w (Sumber : Perry s CEH, p ) 3. Menghitung koefisien transfer panas volumetric target (Uct ) dengan rumus : dimana, Qt Q T Qt' Uct = Vrxdt = beban panas rotary drier pada t (Btu) w xq Fs = T (Pers a, Perry s CEH, p ) = beban panas rotary drier pada 1 jam operasi (Btu/hr) = Btu/hr (dari perhitungan neraca panas pada RD-01) dt = Tgas i - Tgas o (Sbr : Perry s CEH, p ) 4. Men-trial diameter dalam rotary drier (d) untuk memperleh Uct trial (Uct) ~ Uct target (Uct ) dengan rumus : Dimana: Uct = 0,67 0,5x ( G ) d d = diameter dalam rotary drier (ft), (m) A = 0,25 x 3,14 x d 2 G = fluks massa gas panas (lb/hr ft 2 ) = Fg A (pers , Perry s CEH, p.20-31) 5. Menghitung panjang rotary drier (L) dengan rumus :

82 L Vr = A 6. Memilih rotary drier standar yang mendekati desain di atas dari table 20-16, p , Perry s CEH. 7. Menghitung time of passage ( θ ) dengan rumus : θ = 0,19L NdS (Pers , Perry s CEH, p ) dimana, N = jumlah putaran = 4 r/min S = Slope (kemiringan) = 0,08 ft/ft (Sbr : Perry s CEH, p ) 8. Menghitung jumlah flights (f) dengan rumus : f = 0,8 x d (Sbr : Perry s CEH, p ) 9. Menghitung kebutuhan listrik untuk menggerakkan rotary drier (bhp) dengan rumus : bhp = N( 4,75dw 0,1925 DW 0,33W ) (Pers , Perry s CEH, p ) dimana: W = w + w d w drier = D = d dL 420 Penyelesaian : Algoritama 1 Setelah beberapa kali trial, ditentukan waktu tinggal tandan kosong kelapa sawit di dalam rotary drier t = 3,125 min

83 w = 0,052 jam = 11482,40625 lb = 5208,385 kg = 5, ton Algoritma 2 V w = 346, ft 3 Vr = 2312,66994 ft 3 Algoritma 3 Qt = 3,37 x 10 7 Btu/hr dt = 1617, o F Uct = 9, Btu/hr ft 2 o F Algoritma 4 Setelah beberapa trial, diperoleh : d = 4, ft = 1, m maka: A = 16, ft 2 G = 737, lb/hr ft 2 Uct = 9, Btu/hr ft 2 o F Algoritma 5 L = 139, ft = 42, m Algoritma 6 Dipilih rotary drier dengan : d = 8 ft L = 140 ft Algoritma 7 θ = 10 min

84 Algoritma 8 f = 6 Algoritma 9 w d W Bhp = ,6667 lb = ,0729 lb = ,7 kg = 108,0237 ton = 38,934 hp

85 LC.11 Landfill Umpan Tandan kosong Kelapa Sawit (T-101) Fungsi : Tempat penampungan sementara umpan TKKS Bahan konstruksi : Dinding bata beton dengan atap seng dan tiang beton Bentuk : Persegi panjang Jumlah : 1 unit T-101 M-101 Gambar LC.2 Landfill Umpan Tandan kosong Kelapa Sawit Kondisi penyimpanan Temperatur : T = 30 C (303,15 K) Tekanan operasi : P = 1,7 atm (101,325 kpa) Kebutuhan perancangan : t = 7 hari Laju alir massa : F = 76053,000 kg/jam Densitas TKKS : ρ w = 1250 kg/m 3 Laju alir Volume TKKS : Q = 60,9144m 3 /jam = 10233,62m 3 /minggu Dirancang landfill dengan perbandingan Panjang : Lebar : Tinggi = 1 : 1 : 0,1 P L T = 10233,62 m 3 Volume landfill dinaikkan sebesar 10%, maka: V = 11256,98 m 3 Asumsi: Desain tinggi beton adalah = 2 m 0,1 Sehingga, Panjang landfill = 11798, 77 2 = 33,61749 m Lebar landfill = 22,412 m

86 LC.12 Bin Olivine (T-103) Fungsi : Tempat penyimpanan Olivine Bahan konstruksi : Carbon steel Bentuk : Ellipsoidal Head Bin Jumlah : 1 unit Hh H R Hss θ Hc Dd Gambar LC.4 Ellipsoidal Head Bin Olivine Kondisi penyimpanan Temperatur : T = 30 C (303,15 K) Tekanan operasi : P = 1 atm (101,325 kpa) Kebutuhan perancangan : t = 6 bulan Laju alir massa : F = ,376lb (Stok 6 bulan) Densitas Olivine : ρ w = 100 lb/ft 3 1. Menghitung sudut luar kerucut dasar bin (Ө) Ө = Ө r + 5 o Ө r = angle of repose (slide angle) = 36 o (Sumber : Tabel Slide Angle untuk beberapa material) Maka sudut luar kerucut dasar bin: Ө = 41 o 2. Trial jari-jari dalam bin ( R ) dan menghitung dimensi lainnya. R ditrial sampai diperoleh volume bin (V) ~ volume olivine yang disimpan (Vw) Setelah beberapa trial, diperoleh :

87 R = 10,6642 ft = 3,2504 m Hc = R tan Ө = 7,74799 ft = 2, m Hh = 2 R d (Untuk ellipsoidal head, d = 0,25) = 5,3321 ft = 1,6252 m Dipilih, H = 3 R H = tinggi total bin = 31,994 ft = 9,7513 m Hss = H Hc Hh = 18,9125 ft = 5,7645 m a. Menghitung Volume Bin (V bin ) V bin = Vh + Vss + Vc Vh = a (2R) 3 (untuk ellipsoidal head, a = 0,131) Vss Vc = = 1270,03 ft 3 = π R 2 Hss = 6757,02 ft 3 R 2 Hc 3 = 922,73 ft 3 Maka, V bin = 8949,79 ft 3 b. Menghitung volume Olivine yang disimpan F Vw = = 8949,71 ft 3 w Terlihat bahwa V bin ~ Vw 3. Menghitung diameter outlet partikel (Dd) Dd = 0,4 R = 4,2657 ft = 1,3002 m

88 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS LD.1 Screening (F-701) Fungsi : Menyaring partikel-partikel padat yang besar. Jenis : Bar screen Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Stainless steel 2 m 20 mm 2 m 20 mm Gambar LD.1 Sketsa Sebagian Bar Screen (dilihat dari atas) Kondisi operasi : Temperatur = 30 o C Densitas air ( ) = 995,50 kg/m 3 (Geankoplis, 2003) Laju alir massa (F) = kg/jam Laju alir volumetrik (Q) = 0,024 m 3 /s Dari Tabel 5.1 Physical Chemical Treatment of Water and Wastewater. Ukuran bar : lebar bar = 5 mm ; tebal bar = 20 mm ; bar clear spacing = 20 mm ; slope = 30 o Direncanakan ukuran screening: Panjang screen = 2 m ; Lebar screen = 2 m Misalkan, jumlah bar = x Maka, 20x + 20 (x + 1) = x = 1360 x = 49,5 50 buah LD-1

89 Luas bukaan (A 2 ) = 20(50 + 1) (2000) = mm 2 = 2,05 m 2 Untuk pemurnian air sungai menggunakan bar screen, diperkirakan C d = 0,6 dan 30 % screen tersumbat. 2 Q Head loss ( h) = g C A d 2 0, ,8 0, ,04 = 0,00049 m dari air = 0,49 mm dari air LD.2 2

90 Pompa Screening (P-701) Fungsi : Memompa air dari sungai menuju bak sedimentasi (B-701) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel B-701 F-701 P-701 Gambar LD.2 Sketsa pompa P-701 (dilihat dari samping) Kondisi operasi : Kondisi Satuan Suction Discharge Suhu (T) o C Tekanan (P) atm 1,565 1,565 Tinggi (Z) m 0 9,861 Laju alir massa (Fv) kg/jam (Fv) design, 10% kg/jam Densitas (ρ) kg/m 3 995, ,500 Viskositas (μ) cp 0,703 0,703 Laju alir volume (Q) m 3 /jam Laju alir massa per detik (G) kg/s 44,68 44,98 Tekanan uap air pada suhu 30 o C atm 0,0393 0,0393 Langkah-langkah perhitungan : 1. Perhitungan diameter optimum pipa, Di,opt Untuk Pipa tipe Carbon Steel, perhitungan diameter optimum pipa: Di,opt = 293 G 0,52 0,37 (Coulson & Richardson s, 2005) = [293 (60,774) 0,52 (995,500) 0,37 ] 0,03577 = 7,54 in

91 Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 12 in Schedule number : 80 Diameter Dalam (ID) : 7,65 in = 0,146 m Kecepatan linier, v = = Q π 4 π 4 2 D i 219, ,194 (Coulson & Richardson s, 2005) = 2,02 m/s 2. Perhitungan Bilangan Reynold, N Re ρ v D Bilangan Reynold : N Re = (Peters, 2004) = ,473 (aliran turbulen) 3. Perhitungan pressure head, ΔP Pressure head: ΔP = (P 2 P 1 ) / (ρ g) P 2 = P 1, sehingga ΔP = 0 4. Perhitungan Static Head, ΔH Static Head: ΔH = z 2 z 1 = 9, = 9,8551 m 5. Perhitungan Velocity head, Δv Velocity head: 2 v2 Δv = 2 v 2 = v 1, sehingga Δv = 0 v g Perhitungan Friction head, F s Friction loss pada pipa untuk aliran turbulen: f = 0,04 Re 0,16 (Geankoplis, 2003) = 0,04 ( ,473) 0,16 f = 0,003583

92 Suction Total Le Discharge Total Le Friction loss (f), m 0, , Panjang pipa (L), m elbow 2 (Le = m) 0, (Le = m) 1,37 Standard Tee 0 (Le = m) 0 2 (Le = m) 0,94 Gate valve fully open 0 (Le = m) 0 1 (Le = m) 0,45 Globe valve 0 (Le = m) 0 1 (Le = m) 0,6 2 Le, m 10 0, ,45 L + Le, m 10,962 23,52

93 546 LD.3 Bak Sedimentasi (B-701) Fungsi : Tempat penampungan air sementara Jumlah : 1 unit Bahan kontruksi : Beton kedap air T B-601 P1 L1 Gambar LD.3 Sketsa 3D Bak Sedimentasi Kondisi operasi : Temperatur = 30 o C Densitas air ( ) = 995,50 kg/m 3 (Geankoplis, 1997) Laju alir massa (F) = kg/jam Lama penampungan = 24 jam Faktor keamanan (fk) = 20% Sehingga: Jumlah air masuk (W) = 24 jam ,439 kg/jam = ,544 kg Volume bak = 1 fk W = m 3 Desain Perancangan : Bak dibuat persegi panjang Panjang bak (P) = 3 tinggi bak (T) Lebar bak (L) = 2 tinggi bak (T) Perhitungan ukuran bak : Volume (V) = P L T = (3T) (2T) (T) V = 6 T 2 T = (V/6) 1/3 T = 9,751 m Sehingga, dari ukuran tinggi bak (T) didapat dimensi lainnya sebagai berikut:

94 P P L L = 3T = 3 9,751 = 29,584 m = 2T = 2 9,751 = 19,145 m

95 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI Dalam rencana pra rancangan pabrik pembuatan Dimetil Eter dari Proses Gasifikasi Tandan Kosong Kelapa Sawit digunakan asumsi sebagai berikut : Pabrik beroperasi selama 330 hari dalam setahun Kapasitas maksimum adalah ton/tahun Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau purchased-equipment delivered (Peters, 2004) Harga alat disesuaikan dengan basis 1 Januari 2012, dimana nilai tukar dollar terhadap rupiah adalah US$ 1 = Rp 9.175,- (Anonim, 2012) E.1 Modal Investasi Tetap (Fixed Capital Investment) E.1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) A. Biaya Tanah Lokasi Pabrik Harga tanah untuk kebutuhan pabrik dan industri di daerah Provinsi Sumatera Selatan adalah Rp ,- /m 2 (Citra, 2008). Luas tanah seluruhnya = m 2 Harga tanah seluruhnya = m 2 Rp ,- /m 2 = Rp ,- Biaya administrasi tanah diperkirakan 5 dari harga tanah seluruhnya. (Peters, et al, 2004) Biaya administrasi tanah = 0,05 Rp ,- = Rp ,- Biaya perataan tanah diperkirakan 5 dari harga tanah seluruhnya. (Peters, et al, 2004) Biaya perataan tanah = 0,05 Rp ,- = Rp ,- Total biaya tanah (A) = Rp ,- + Rp ,- + Rp ,- = Rp ,-

96 B. Harga Bangunan Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan No Nama Bangunan Luas (m 2 ) Harga (per m 2 ) Jumlah 1 Pos Keamanan 110,25 Rp Rp Parkir 1206 Rp Rp Taman 437,5 Rp Rp Ruang Kontrol 360 Rp Rp Areal Proses + Produk 5861,5 Rp Rp Perkantoran 2536,5 Rp Rp Laboratorium 213,9 Rp Rp Poliklinik 154,35 Rp Rp Kantin 363,6 Rp Rp Musholla 174 Rp Rp Gudang Peralatan 65,1 Rp Rp Bengkel 990 Rp Rp Gudang Bahan 1084,5 Rp Rp Areal Utilitas 2270,6 Rp Rp Pembangkit Listrik 530,4 Rp Rp Area Perluasan 2000 Rp Rp Jalan 15119,4 Rp Rp Total m 2 Rp Total biaya bangunan (B) = Rp ,- C. Perincian Harga Peralatan Harga peralatan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut : X m I 2 x C x C y (Peter, et al, 2004) X1 I y dimana: C x = harga alat pada tahun 2012 C y X 1 X 2 = harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia = kapasitas alat yang tersedia = kapasitas alat yang diinginkan

97 I x = indeks harga pada tahun 2012 I y m = indeks harga pada tahun yang tersedia = faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat) Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2012 digunakan metode regresi koefisien korelasi : n ΣX Y ΣX ΣY i i i i r (Montgomery, 1992) n ΣX i ΣX i n ΣYi ΣYi Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift No Tahun (X i ) Indeks (Y i ) X i.y i X i ² Y i ² , , , , , , Total , (Sumber : CEPCI, 2008) Data : n = 6 X i = Y i = 1449,3 X i Y i = X i ² = Y i ² =

98 Index Index Chemical Engineering Plant Cost Index 1800,0 1600,0 1400,0 1200,0 1000,0 800,0 600,0 400,0 200,0 Calculated index Actual index 0, Year Gambar LE.1 Indeks Marshall dan Swift (CPCI, 2008) Dengan memasukkan harga-harga pada Tabel LE.2, maka diperoleh harga koefisien korelasi : Chemical Engineering Plant Cost Index R 2 = 0, Year Calculated Index Linear (Calculated Index) Gambar LE.2 Linearisasi cost index dari tahun R 2 = 0, Harga koefisien yang mendekati +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linier antar variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah persamaan regresi linier. Persamaan umum regresi linier, Y = a + b X

99 dengan: Y = indeks harga pada tahun yang dicari (2012) X = variabel tahun ke n a, b = tetapan persamaan regresi Tetapan regresi ditentukan oleh : b n ΣX Y n i ΣX i 2 i ΣX i ΣX i ΣY 2 i 2 Yi. Xi Xi. Xi.Yi a (Montgomery, 1992) 2 2 n. Xi ( Xi) Maka : ,5 b , , , a ,5267 Sehingga persamaan regresi liniernya adalah : Y = a + b X Y = , ,87714 X Dengan demikian, harga indeks pada tahun 2012 adalah : Y = , ,87714 (2012) Y = 1570,53048 Perhitungan harga peralatan menggunakan adalah harga faktor eksponsial (m) Marshall dan Swift. Harga faktor eksponen ini beracuan pada Tabel 6-4, Peters, Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya diasumsikan sebesar 0,6 (Peters, 2004). Contoh perhitungan harga peralatan : a. Cooling Tower (M-701) Laju alir volume air, X 2 = ,758 galon/menit. Dari Gambar LE.3 diperoleh untuk harga Cooling Tower dengan Laju alir volume air (X 1 ) 3000 galon/menit pada tahun 2003 adalah (C y ) US$ Dari Tabel 6-4, Peters, 2004, diperoleh faktor eksponen (m) untuk Cooling Tower adalah 0,33.

100 Gambar LE.3 Harga Peralatan untuk Cooling Tower pada tahun 2003 (NETL, 2003) Indeks harga pada tahun 2003 (I y ) 1123,6 dan Indeks harga tahun 2012 (I x ) adalah 1570,53. Maka estimasi harga Cooling Tower untuk (X 2 ) 2368,86 galon/menit adalah: C x = US$ , , ,53 Rp ,6 1US$ C x = Rp ,121,-/unit Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses Impor No Nama Alat Kode Unit Harga / Unit Harga Total 1 Elevator C Rp Rp TKKS screw C Rp Rp Conveyor 3 Olivine Screw C Rp Rp Conveyor 4 Post-Reformer H Rp Rp Cooler / Steam Generator #1 5 Post-Reformer H Rp Rp

101 Cooler / BFW Preheater #2 6 Combustion Air K Rp Rp Blower 7 Indirectly-heated R Rp Rp Biomass Gasifier 8 Char Combustor R Rp Rp Reformer R Rp Rp Quench Water H Rp Rp Recirculation Cooler 11 Syngas Compressor H Rp Rp Intercoolers 12 Water-cooled Aftercooler H Rp Rp Syngas Compressor K Rp Rp Syngas Quench M Rp Rp Chamber 15 Syngas Ventury M Rp Rp Chamber 16 Pre-compressor S Rp Rp Knock-out 17 Syngas Compressor S Rp Rp Interstage Knockouts 18 Post-compressor Knock-out S Rp Rp Reaktor Sintesis R Rp Rp DME 20 Post-hydrogen Compressor Knockout S Rp Rp Dimetil Eter T Rp Rp

102 strorage Tank 22 Extraction Steam M Rp Rp Turbine/Generator 23 Steam Drum T Rp Rp TOTAL Rp Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Proses Non Impor No Nama Alat Kode Unit Harga / Unit Harga Total 1 Feed Land filled T Rp Rp TKKS Bin T Rp Rp Olivine Bin T Rp Rp MgO Bin T Rp Rp Make-up Catalyst T Rp Rp Olivine Bin 6 Primary Gasifier S Rp Rp Cyclone 7 Secondary Gasifier S Rp Rp Cyclone 8 Combustor Cyclone S Rp Rp Quench Water P Rp Rp Recirculation Pump TOTAL Rp

103 Tabel LE.5 Estimasi Harga Peralatan Utilitas Impor No Nama Alat Kode Unit Harga / Unit Harga Total 1 Clarifier C Rp Rp Deaerator D Rp Rp Screening F Rp Rp Sand Filter F Rp Rp Boiler Feed Water P Rp Rp Pump 6 Cation Exchanger S Rp Rp Anion Exchanger S Rp Rp Tangki Pelarutan T Rp Rp Asam Sulfat 9 Tangki Pelarutan T Rp Rp NaOH 10 Water Cooling M Rp Rp Tower TOTAL Rp Tabel LE.6 Estimasi Harga Peralatan Utilitas Non Impor No Nama Alat Kode Unit Harga / Unit Harga Total 1 Bak Sedimentasi B Rp Rp Bak Penampung B Rp Rp Hasil Clarifier 3 Pompa Screening P Rp Rp Pompa Bak P Rp Rp Sedimentasi 5 Pompa Aluminium P Rp Rp Sulfat 6 Pompa Soda Abu P Rp Rp Pompa Clarifier P Rp Rp Pompa Utilitas P Rp Rp Pompa Cation P Rp Rp

104 Exchanger 10 Pompa Anion P Rp Rp Exchanger 11 Pompa Asam Sulfat P Rp Rp Pompa NaOH P Rp Rp Pompa Air umpan P Rp Rp Deaerator 14 Pompa Domestik P Rp Rp Pompa Water P Rp Rp Cooling Tower 16 Tangki Pelarutan T Rp Rp Alum Tabel LE.6 Estimasi Harga Peralatan Utilitas Non Impor (Lanjutan) No Nama Alat Kode Unit Harga / Unit Harga Total 17 Tangki Pelarutan T Rp Rp Soda abu 18 Tangki Kaporit T Rp Rp Tangki Utilitas T Rp Rp Tangki Domestik T Rp Rp Tangki Air Umpan Deaerator T Rp Rp TOTAL Rp Untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut: - Biaya transportasi = 5 - Biaya asuransi = 1 - Bea masuk = 15 - PPn = 10 - PPh = 10 - Biaya gudang di pelabuhan = 0,5 - Biaya administrasi pelabuhan = 0,5 - Transportasi lokal = 0,5 - Biaya tak terduga = 0,5

105 Total = 43 Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut: - PPn = 10 - PPh = 10 - Transportasi lokal = 0,5 - Biaya tak terduga = 0,5 Total = 21 Maka, total harga peralatan adalah: Harga impor = 1,43 (Rp Rp ) = Rp ,- Harga non impor = 1,21 (Rp Rp ) = Rp Rp ,- Biaya pemasangan diperkirakan 39 dari total harga peralatan (Timmerhaus 2004). Biaya pemasangan = 0,39 Rp ,- = Rp ,- Sehingga biaya peralatan + pemasangan (C): = Rp ,- + Rp ,- = Rp ,- Instrumentasi dan Alat Kontrol Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 26 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya instrumentasi dan alat kontrol (D) = 0,26 Rp ,- = Rp ,- Biaya Perpipaan Diperkirakan biaya perpipaan 31 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya perpipaan (E) = 0,31 Rp ,- = Rp ,-

106 Biaya Instalasi Listrik Diperkirakan biaya instalasi listrik 10 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya instalasi listrik (F) = 0,1 Rp ,- = Rp ,- Biaya Insulasi Diperkirakan biaya insulasi 55 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya insulasi (G) = 0,55 Rp ,- = Rp ,- Biaya Inventaris Kantor Diperkirakan biaya inventaris kantor 5 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya inventaris kantor (H) = 0,05 Rp ,- = Rp ,- Biaya Perlengkapan Kebakaran dan Keamanan Diperkirakan biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan 5 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan ( I ) = 0,05 Rp ,- = Rp ,- Sarana Transportasi Untuk mempermudah pekerjaan, perusahaan memberi fasilitas sarana transportasi (J) seperti pada tabel berikut. Tabel LE.7 Biaya Sarana Transportasi N o Jenis Kendaraan Unit Tipe Harga/unit Harga/total 1 Mobil Dewan 3 BMW 523i Rp Rp Komisaris Tahun 2005, 2500 CC

107 2 Mobil Direktur 1 Toyota Rp Rp Alphard 2.4 AXL Tahun 2007, 2400 CC 3 Mobil Manager 5 Honda 2.4 Vti- L New A/T Rp Rp Tahun 2007, 2400 CC 4 Mobil Kepala 14 Honda City Rp Rp Seksi facelift 2007, 1500 CC 5 Ambulance 1 Minibus Rp Rp Bus Karyawan 2 Bus Rp Rp Truk 3 Truk Rp Rp Mobil Pemadam 2 Truk Rp Rp Kebakaran 9 Fork Lift 2 Truk Rp Rp Total Biaya Transportasi Rp Total MITL = A + B + C + D + E + F + G + H + I + J = Rp ,- E.1.2 Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL) Pra Investasi Diperkirakan 40 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Pra Investasi (K) = 0,4 Rp ,- = Rp ,- Biaya Engineering dan Supervisi Diperkirakan 32 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya Engineering dan Supervisi (L) = 0,32 Rp ,- = Rp ,-

108 Biaya Legalitas Diperkirakan 8 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya Legalitas (M) = 0,08 Rp ,- = Rp ,- Biaya Kontraktor Diperkirakan 8 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya Kontraktor (N) = 0,08 Rp ,- = Rp ,- Biaya Tak Terduga Diperkirakan 32 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004). Biaya Tak Terduga (O) = 0,32 Rp ,- = Rp ,- Total MITTL = K + L + M + N + O = Rp ,- Total MIT = MITL + MITTL = Rp ,- E.2 Modal Kerja Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 3 bulan (90 hari). E.2.1 Persediaan Bahan Baku A. Bahan baku proses 1. Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) Kebutuhan = kg/jam Harga = Rp 90,- /kg (Anonim, 2007) Harga total = 90 hari 24 jam/hari kg/jam Rp 90,- /kg = Rp ,00,- 2. Olivine Kebutuhan = Jumlah olivine dalam sirkulasi gasifier + Make-up Olivine = ,626 kg ,625 kg Harga = Rp 2.771,768 /kg (Spath, P. & Friends, 2005)

109 Harga total = (90 hari 24 jam/hari 2.252,62 kg/jam Rp 2.771,768,- /kg) + ( ,626 Rp 2.771,768,- /kg) = Rp ,- 3. Katalis Olivine Kebutuhan = 24,857 kg/jam Harga = Rp ,38-/kg (Spath, P. & Friends, 2005) Harga total = 90 hari 24 jam/hari 24,857 kg/jam Rp ,38,-/kg = Rp ,- B. Persediaan bahan baku utilitas 1. Alum, Al 2 (SO 4 ) 3 Kebutuhan = 3,074 kg/jam Harga = Rp 7.900,-/kg (CV. Rudang Jaya 2008) Harga total = 90 hari 24 jam/hari 3,074 kg/jam Rp 7.900,- /kg = Rp ,36 2. Soda abu, Na 2 CO 3 Kebutuhan = Kebutuhan pada klarifikasi + Kebutuhan pada bak netralisasi = 1,600 kg/jam + 2,398 kg/jam = 4,058 kg/jam Harga = Rp 6500,-/kg (CV. Rudang Jaya 2008) Harga total = 90 hari 24 jam/hari 4,058 kg/jam Rp 6500,-/kg = Rp ,85 3. Kaporit Kebutuhan = 0,489 kg/jam Harga = Rp 7.050,-/kg (CV. Rudang Jaya 2008) Harga total = 90 hari 24 jam/hari 0,489 kg/jam Rp 7.050,-/kg = Rp ,- 4. H 2 SO 4

110 Kebutuhan = 3,680 kg/jam = 0, L/jam Harga = Rp /L (CV. Rudang Jaya 2008) Harga total = 90 hari 24 jam 0, L/jam Rp /L = Rp ,- 5. NaOH Kebutuhan = 4,022 kg/jam Harga = Rp ,-/kg (CV. Rudang Jaya 2008) Harga total = 90 hari 24 jam 4,022 kg/jam Rp ,-/kg = Rp ,- Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan (90 hari) adalah = Rp ,- E.2.2 Kas A. Gaji Pegawai Tabel LE.8 Perincian gaji Jabatan Jumlah Gaji/bulan Total Gaji/bulan Dewan Komisaris 3 Rp Rp Direktur 1 Rp Rp Sekretaris 2 Rp Rp Manajer Keselamatan 1 Rp Rp Manajer Produksi 1 Rp Rp Manajer Teknik 1 Rp Rp Manajer Umum dan Keuangan 1 Rp Rp Manajer Pembelian dan Pemasaran 1 Rp Rp Kepala Seksi Proses 1 Rp Rp Kepala Seksi Laboratorium R&D 1 Rp Rp Kepala Seksi Utilitas 1 Rp Rp Kepala Seksi Listrik 1 Rp Rp Kepala Seksi Instrumentasi 1 Rp Rp Kepala Seksi Pemeliharaan Pabrik 1 Rp Rp

111 Kepala Seksi Keuangan 1 Rp Rp Kepala Seksi Administrasi 1 Rp Rp Kepala Seksi Personalia 1 Rp Rp Kepala Seksi Humas 1 Rp Rp Kepala Seksi Keamanan 1 Rp Rp Kepala Seksi Pembelian 1 Rp Rp Kepala Seksi Penjualan 1 Rp Rp Kepala Seksi Gudang / Logistik 1 Rp Rp Karyawan Proses 30 Rp Rp Karyawan Laboratorium, R&D 15 Rp Rp Karyawan Utilitas 15 Rp Rp Karyawan Unit Pembangkit Listrik 8 Rp Rp Karyawan Instrumentasi Pabrik 8 Rp Rp Karyawan Pemeliharaan Pabrik 15 Rp Rp Karyawan Bagian Keuangan 5 Rp Rp Karyawan Bagian Administrasi 4 Rp Rp Karyawan Bagian Personalia 4 Rp Rp Karyawan Bagian Humas 4 Rp Rp Karyawan Pembelian 10 Rp Rp Karyawan Penjualan / Pemasaran 10 Rp Rp Petugas Keamanan 16 Rp Rp Karyawan Gudang / Logistik 16 Rp Rp Dokter 2 Rp Rp Perawat 4 Rp Rp Petugas Kebersihan 24 Rp Rp Supir 10 Rp Rp Total 225 Rp Total gaji pegawai selama 3 bulan = 3 Rp ,- = Rp ,-

112 B. Biaya Administrasi Umum Diperkirakan 20 dari gaji pegawai = 0,2 Rp ,- = Rp ,- C. Biaya Pemasaran Diperkirakan 20 dari gaji pegawai = 0,2 Rp ,- = Rp ,- D. Pajak Bumi dan Bangunan Dasar perhitungan Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) mengacu kepada Undang-Undang RI No. 20 Tahun 2000 Jo UU No. 21 Tahun 1997 tentang Bea Perolehan Hak atas Tanah dan Bangunan sebagai berikut: Yang menjadi objek pajak adalah perolehan hak atas tanah dan atas bangunan (Pasal 2 ayat 1 UU No.20/00). Dasar pengenaan pajak adalah Nilai Perolehan Objek Pajak (Pasal 6 ayat 1 UU No.20/00). Tarif pajak ditetapkan sebesar 5% (Pasal 5 UU No.21/97). Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak ditetapkan sebesar Rp ,- (Pasal 7 ayat 1 UU No.21/97). Besarnya pajak yang terutang dihitung dengan cara mengalikkan tarif pajak dengan Nilai Perolehan Objek Kena Pajak (Pasal 8 ayat 2 UU No.21/97). Maka berdasarkan penjelasan di atas, perhitungan PBB ditetapkan sebagai berikut : Wajib Pajak Pabrik Pembuatan Dimetil Eter Nilai Perolehan Objek Pajak Tanah Rp ,- Bangunan Rp ,- Total NJOP Rp ,- Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak Rp ,- Nilai Perolehan Objek Pajak Kena Pajak Rp ,- Pajak yang Terutang (5% NPOPKP) Rp ,- Tabel LE.9 Perincian Biaya Kas No. Jenis Biaya Jumlah (Rp) 1 Gaji Pegawai Rp ,00

113 2 Administrasi Umum Rp ,00 3 Pemasaran Rp ,00 4 Pajak Bumi dan Bangunan Rp ,00 Total Rp ,00 E. Biaya Start Up Diperkirakan 12 dari Modal Investasi Tetap (Timmerhaus et al, 2004). = Rp ,- E.2.3 Piutang Dagang PD IP 12 HPT dimana: PD = piutang dagang IP HPT = jangka waktu kredit yang diberikan (1 bulan) = hasil penjualan tahunan Penjualan : Harga jual Dimetil Eter = $1,6/kg (Spath, P. & Friends, 2005) Produksi Dimetil Eter = 6313,136 kg/jam Hasil penjualan Dimetil Eter tahunan = 6313,136 kg/jam 24jam/hari 330hari/thn $1,6/kg 9150 Rp/$ = Rp ,- 1 Piutang Dagang = Rp ,- 12 = Rp ,- Perincian modal kerja dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel LE.10 Perincian Modal Kerja No. Biaya Jumlah (Rp) 1 Bahan baku proses dan utilitas Rp ,64 2 Kas Rp ,00 3 Start up Rp ,15 4 Piutang Dagang Rp ,04

114 Total Rp ,82 Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp Rp ,82 = Rp ,- Modal ini berasal dari: - Modal sendiri = 60 dari total modal investasi = Rp ,- - Pinjaman dari Bank = 40 dari total modal investasi = Rp ,- E.3 Biaya Produksi Total E.3.1 Biaya Tetap (Fixed Cost = FC) A. Gaji Tetap Karyawan Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah 2 bulan gaji yang diberikan sebagai tunjangan, sehingga (P) Gaji total = (12 + 2) Rp Rp ,- = Rp ,- B. Bunga Pinjaman Bank Bunga pinjaman bank adalah 15 % dari total pinjaman (Bank Mandiri, 2007). Bunga bank (Q) = 0,15 Rp ,- = Rp ,- C. Depresiasi dan Amortisasi Pengeluaran untuk memperoleh harta berwujud yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun harus dibebankan sebagai biaya untuk mendapatkan, menagih, dan memelihara penghasilan melalui penyusutan (Rusdji, 1999). Pada perancangan pabrik ini, dipakai metode garis lurus atau straight line method. Dasar penyusutan menggunakan masa manfaat dan tarif penyusutan sesuai dengan Undang-undang Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 Pasal 11 ayat 6 dapat dilihat pada tabel E.11.

115 Tabel LE.11 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 Kelompok Harta Berwujud Masa (tahun) Tarif (%) Beberapa Jenis Harta I. Bukan Bangunan 1.Kelompok 1 2. Kelompok 2 3. Kelompok ,5 6,25 Mesin kantor, perlengkapan, alat perangkat/ tools industri Mobil, truk kerja Mesin industri kimia, mesin industri mesin II. Bangunan Permanen 20 5 Bangunan sarana dan penunjang (Rusjdi, M., 1999) Depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol. D P L n dimana: D = depresiasi per tahun P = harga awal peralatan L = harga akhir peralatan n = umur peralatan (tahun)

116 Tabel LE.12 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UURI No. 17 Tahun 2000 Komponen Biaya Umur (tahun) Depresiasi (Rp) Bangunan Rp Rp ,00 Peralatan proses dan utilitas Rp Rp ,80 Instrumentrasi dan pengendalian proses Rp Rp ,46 Perpipaan Rp Rp ,82 Instalasi listrik Rp Rp ,72 Insulasi Rp Rp ,94 Inventaris kantor Rp Rp ,36 Perlengkapan 5 keamanan dan kebakaran Rp Rp ,36 Sarana transportasi Rp Rp ,00 TOTAL Rp ,44 Semua modal investasi tetap langsung (MITL) kecuali tanah mengalami penyusutan yang disebut depresiasi, sedangkan modal investasi tetap tidak langsung (MITTL) juga mengalami penyusutan yang disebut amortisasi. Pengeluaran untuk memperoleh harta tak berwujud dan pengeluaran lainnya yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun untuk mendapatkan, menagih, dan memelihara penghasilan dapat dihitung dengan amortisasi dengan menerapkan taat azas (UURI Pasal 11 ayat 1 No. Tahun 2000). Para Wajib Pajak menggunakan tarif amortisasi untuk harta tidak berwujud dengan menggunakan masa manfaat kelompok masa 4 (empat) tahun sesuai pendekatan prakiraan harta tak berwujud yang dimaksud (Rusdji, 2004). Untuk masa 4 tahun, maka biaya amortisasi adalah 25 dari MITTL. sehingga : Biaya amortisasi = 0,25 Rp ,- = Rp ,- Total biaya depresiasi dan amortisasi (R)

117 = Rp ,- + Rp ,- = Rp ,- D. Biaya Tetap Perawatan 1. Perawatan mesin dan alat-alat proses Perawatan mesin dan peralatan dalam industri proses berkisar 2 sampai 20%, diambil 10% dari harga peralatan terpasang pabrik (Timmerhaus et al, 2004). Biaya perawatan mesin = Rp ,- 2. Perawatan bangunan Diperkirakan 10 dari harga bangunan (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan bangunan = Rp ,- 3. Perawatan kendaraan Diperkirakan 10 dari harga kendaraan (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan kenderaan = Rp Perawatan instrumentasi dan alat kontrol Diperkirakan 10 dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan instrumen = Rp ,- 5. Perawatan perpipaan Diperkirakan 10 dari harga perpipaan (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan perpipaan = Rp ,- 6. Perawatan instalasi listrik Diperkirakan 10 dari harga instalasi listrik (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan listrik = Rp ,- 7. Perawatan insulasi Diperkirakan 10 dari harga insulasi (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan insulasi = Rp ,- 8. Perawatan inventaris kantor Diperkirakan 10 dari harga inventaris kantor (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan inventaris kantor = Rp ,- 9. Perawatan perlengkapan kebakaran Diperkirakan 10 dari harga perlengkapan kebakaran (Timmerhaus et al, 2004).

118 Perawatan perlengkapan kebakaran = Rp ,- Total biaya perawatan (S) = Rp ,- E. Biaya Tambahan Industri (Plant Overhead Cost) Biaya tambahan industri ini diperkirakan 20 dari modal investasi tetap (Timmerhaus et al, 2004). Plant Overhead Cost (T) = Rp ,- F. Biaya Administrasi Umum Biaya administrasi umum selama 3 bulan adalah Rp ,- Biaya administrasi umum selama 1 tahun (U) = 4 Rp ,- = Rp ,- G. Biaya Pemasaran dan Distribusi Biaya pemasaran selama 3 bulan adalah Rp ,- Biaya pemasaran selama 1 tahun = 4 Rp ,- = Rp ,- Biaya distribusi diperkirakan 50 % dari biaya pemasaran, sehingga : Biaya distribusi = 0,5 Rp ,- = Rp ,- Biaya pemasaran dan distribusi (V) = Rp Rp = Rp ,- H. Biaya Laboratorium, Penelitan dan Pengembangan Diperkirakan 5 dari biaya tambahan industri (Timmerhaus et al, 2004). Biaya laboratorium (W) = Rp ,- I. Hak Paten dan Royalti Diperkirakan 1% dari modal investasi tetap (Timmerhaus et al, 2004). Biaya hak paten dan royalti (X) = Rp ,- J. Biaya Asuransi 1. Biaya asuransi pabrik adalah 3,1 permil dari modal investasi tetap langsung (Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia-AAJI, 2007).

119 = Rp ,- 2. Biaya asuransi karyawan Premi asuransi = Rp ,-/tenaga kerja (Asuransi Jiwa Bersama Bumiputera, 2008) Maka biaya asuransi karyawan = 220 orang Rp ,-/orang = Rp ,- Total biaya asuransi (Y) = Rp ,- K. Pajak Bumi dan Bangunan Pajak Bumi dan Bangunan (Z) adalah Rp Total Biaya Tetap = P + Q + R + S + T + U +V + W + X + Y + Z = Rp ,- E.3.2 Biaya Variabel A. Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 90 hari adalah = Rp ,- Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun = Rp ,- = Rp , B. Biaya Variabel Tambahan 1. Perawatan dan Penanganan Lingkungan Diperkirakan 10 dari biaya variabel bahan baku Biaya perawatan lingkungan = Rp ,- 2. Biaya Variabel Pemasaran dan Distribusi Diperkirakan 1 dari biaya variabel bahan baku Biaya variabel pemasaran = Rp ,- Total biaya variabel tambahan = Rp Rp = Rp ,-

120 C. Biaya Variabel Lainnya Diperkirakan 5 dari biaya variabel tambahan = Rp ,- Total biaya variabel = Rp ,- Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel = Rp ,- E.4 Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan E.4.1 Laba Sebelum Pajak (Bruto) Laba atas penjualan = total penjualan total biaya produksi = Rp ,- Bonus perusahaan untuk karyawan 0,5% dari keuntungan perusahaan = 0,005 Rp ,- = Rp ,- Pengurangan bonus atas penghasilan bruto sesuai dengan UU RI No. 17/00 Pasal 6 ayat 1 sehingga : Laba sebelum pajak (bruto) = Rp ,- E.4.2 Pajak Penghasilan Berdasarkan UURI Nomor 17 ayat 1 Tahun 2000, Tentang Perubahan Ketiga atas Undang-undang Nomor 7 Tahun 1983 Tentang Pajak Penghasilan adalah (Rusjdi, 2004): Penghasilan sampai dengan Rp ,- dikenakan pajak sebesar 10. Penghasilan Rp ,- sampai dengan Rp ,- dikenakan pajak sebesar 15. Penghasilan di atas Rp ,- dikenakan pajak sebesar 30. Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah: - 10 Rp = Rp , (Rp Rp ) = Rp , (Bruto Rp )) = Rp ,- Total PPh = Rp ,-

121 E.4.3 Laba setelah pajak Laba setelah pajak = laba sebelum pajak PPh = Rp ,- E.5 Analisa Aspek Ekonomi A. Profit Margin (PM) PM = Laba sebelum pajak Total penjualan 100 Rp ,- PM = 100% Rp ,- = 45,947% B. Break Even Point (BEP) BEP = Biaya Tetap Total Penjualan Biaya Variabel 100 Rp ,- BEP = 100% Rp ,- Rp ,- = 49,859 % Kapasitas produksi pada titik BEP = 52,859 % ton/tahun = 3337, ton/tahun Nilai penjualan pada titik BEP = 49,859 % Rp ,- C. Return on Investment (ROI) ROI = Laba setelah pajak TotalModal Investasi 100 = Rp ,- Rp ,- ROI = 100% = 23,799% Rp ,- D. Pay Out Time (POT) 1 POT = 1 tahun ROI POT = 4,202 tahun

122 E. Return on Network (RON) RON = Laba setelah pajak Modalsendiri 100 Rp ,- RON = 100% = 39,665 % ,- F. Internal Rate of Return (IRR) Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut Cash Flow. Untuk memperoleh cash flow diambil ketentuan sebagai berikut: - Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10 tiap tahun - Masa pembangunan disebut tahun ke nol - Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun - Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke 10 - Cash flow adalah laba sesudah pajak ditambah penyusutan. Dari Tabel E.13, diperoleh nilai IRR = 40,851 %