LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Transkripsi

1 LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Kapasitas produksi : ton/tahun Waktu produksi : 330 hari/tahun Rate produksi : ton 1 tahun 1 tahun 330 hari 1 hari 24 jam kg 1 ton 631,31 kg/jam Yield Produksi : 9,9293 % (dari perhitungan alur mundur) Maka, Bahan baku yang dibutuhkan : 631,31 kg /jam 9,9293 % 6.344,56 kg/jam (kulit kakao) A.1 Ekstraktor (EX-210) a. Neraca Massa Masuk Alur 4 Kulit buah kakao mengandung (Riyadi, 2003) : - Pektin : 12,67 % - Air : 5 % - Padatan : 82,33 % Sehingga komposisi bahan masuk ekstraktor - Pektin : 12,67 % 6.344,56 kg/jam 803,86 kg/jam - Air : 5,00 % 6.344,56 kg/jam 317,23 kg/jam - Padatan : 82,33 % 6.344,56 kg/jam 5.223,48 kg/jam Penambahan HCl sebagai pelarut dengan perbandingan massa kulit buah kakao terhadap massa HCl adalah sebesar 1 : 5. Banyaknya larutan yang masuk : 6.344,56 kg/ jam ,80 kg/jam.

2 Alur 5 Konsentrasi HCl dalam pelarut adalah 0,73 % Jumlah HCl : ,80 kg/jam 0,73 % 231,58 kg/jam Larutan HCl yang tersedia adalah HCl 37 %, sehingga jumlah HCl 37 % yang diperlukan untuk diencerkan adalah Air pada larutan HCl 37 %, 0,63 625,88 kg/jam 394,31 kg/jam 231,58 kkkk/jjjjjj 0,37 625,88 kg/jam Alur 6 Maka, air yang perlu ditambahkan untuk pengenceran HCl 37 % menjadi 0,73 % adalah ,80 kg/jam - 625,88 kg/jam ,91 kg/jam Alur 4 Pektin : 12,67 % Air : 5,00 % Cake Kulit Kakao : 82,33 % Alur 7 Air HCl : 0,73 % Alur 8 Pektin* Pektin terekstraksi Air Cake Kulit Kakao HCl Gambar A.1 Diagram Alir Ekstraktor (EX-210)

3 b. Neraca Massa Keluar Alur 8 Komposisi pektin yang terekstraksi adalah (Rachmawan dkk, 2005) : 80 % 803,86 kg/jam 643,08 kg/jam Sedangkan pektin yang tidak terekstraksi (Pektin*) adalah : (803,86 643,08) kg/jam 160,77 kg/jam Tabel A.1 Neraca Massa Total Ekstraktor (EX-210) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 4 Alur 7 Alur 8 Pektin* 803,86 0,00 160,77 Pektin terekstraksi 0,00 0,00 643,08 Air 317, , ,45 Cake kulit kakao 5.223,48 0, ,48 HCl 0,00 231,58 231,58 Jumlah 6.344, , ,35 A.2 Rotary Drum Vacuum Filter 1 (RDVF-220) a. Neraca Massa Masuk Alur 7 Fasa Padat : Pektin* 160,77 kg/jam Cake kulit kakao 5.223,48 kg/jam 5.384,25 kg/jam Fasa Cair : Pektin 643,08 kg/jam HCl 231,58 kg/jam Air ,45 kg/jam ,11 kg/jam

4 Alur 7 Pektin : 0,422 % Pektin terekstraksi : 1,689 % Air : 83,558 % Cake Kulit Kakao : 13,721 % HCl : 0,608 % Alur 8 Pektin Pektin terekstraksi Air Cake Kulit Kakao HCl Alur 9 Pektin terekstraksi Air HCl b. Massa Neraca Keluar Alur 8 Jika 10% dari komponen berfasa cair terikut ke fasa padat, maka total jumlah larutan yang ikut padatan (X) 10% X X + massa padatan 100% X 10% 100% X ,25 kg /jam X 598,25 kg/jam Maka banyaknya larutan yang ikut padatan : HCl Air 231,58 kg /jam ,11 kg /jam 4,24 kg/jam ,45 kg /jam ,11 kg /jam 582,24 kg/jam 598,25 kg/jam 598,25 kg/jam Pektin 643,08 kg /jam ,11 kg /jam 11,77 kg/jam 598,25 kg/jam

5 Alur 9 Fasa Cair Pektin (643,08 11,77) kg/jam 1.515,15 kg/jam HCl (231,58 4,24) kg/jam 545,61 kg/jam Air (31.808,45 582,24) kg/jam ,21 kg/jam Tabel A.2 Neraca Massa Total Rotary Drum Vacuum Filter 1 (RDVF-220) Komponen Masuk (Kg/Jam) Keluar (Kg/Jam) Alur 7 Alur 8 Alur 9 Pektin* 160,77 160,77 0,00 Pektin terekstraksi 643,08 11,77 631,31 Air ,45 582, ,21 Padatan 5.223, ,48 0,00 HCl 231,58 4,24 227,34 Jumlah , , ,86 A.3 Vaporizer (V-310) a. Neraca Massa Masuk Alur 9 Pektin 631,31 kg/jam HCl 227,34 kg/jam Air ,21 kg/jam ,86 kg/jam

6 Alur 10 Air HCl Alur 9 Pektin terekstraksi : 1,9676 % Air : 97,3238 % HCl : 0,7085 % Alur 12 Pektin terekstraksi Air b. Neraca Massa Keluar Alur 10 Pektin dipekatkan dalam Vaporizer dengan menguapkan total pelarut sebanyak 50 % (HCl diasumsikan teruapkan semuanya) sehingga jumlah air yang menguap sebanyak : (50 % (227, ,21)) kg/jam - 227,34 kg/jam ,43 kg/jam Sedangkan HCl yang menguap sebanyak 227,34 kg/jam Alur 12 Fasa Cair (Larutan Pektin Pekat) : Pektin 631,31 kg/jam Air ,77 kg/jam

7 Tabel A.3 Neraca Massa Total Vaporizer (V-310) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 9 Alur 10 Alur 12 Pektin terekstraksi 631,31 0,00 631,31 Air , , ,77 HCl 227,34 227,34 0,00 Jumlah , , ,09 A.4 Mixer (M-320) a. Neraca Massa Masuk Alur 13 Pektin 631,31 kg/jam Air ,77 kg/jam ,09 kg/jam Alur 14 Pembentukan Endapan Pektin dilakukan dengan penambahan larutan Isopropil alkohol dengan perbandingan Pektin dan Isopropil alkohol 1:2 sehingga jumlah Isopropil alkohol yang ditambahkan sebanyak 2 631,31 kg/jam 1.262,63 kg/jam. Alur 13 Pektin terekstraksi : 3,8863 % Air : 99,1137 % Alur 14 Isopropil Alkohol Alur 15 Endapan Pektin Air Isopropil Alkohol Pektin**

8 b. Neraca Massa Keluar Alur 15 Terdapat 2 % Pektin yang tidak terendapkan, maka Pektin tidak terendapkan (Pektin**) 0,02 631,31 kg/jam 12,63 kg/jam Endapan Pektin 631,31 kg/jam - 12,63 kg/jam 618,68 kg/jam Isopropil Alkohol 1.262,63 kg/jam Air ,77 kg/jam Tabel A.4 Neraca Massa Total Mixer (M-320) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 13 Alur 14 Alur 15 Pektin** 0,00 0,00 12,63 Endapan Pektin 631,31 0,00 618,68 Air ,77 0, ,77 Isopropil Alkohol 0, , ,63 Jumlah , , ,71 A.5 Rotary Drum Vacuum Filter 2 (RDVF-330) a. Neraca Massa Masuk Alur 15 Fasa Padat : - Endapan pektin 618,68 kg/jam Fasa Cair : - Pektin ** 12,63 kg/jam - Isopropil alkohol 1.262,63 kg/jam - Air ,77 kg/jam ,02 kg/jam

9 Alur 15 Endapan Pektin : 3,51 % Air : 89,25 % Isopropil Alkohol : 7,17 % Pektin** : 0,07 % Alur 16 Pektin Padatan Air Isopropil Alkohol Alur 17 Air Isopropil Alkohol Pektin** b. Neraca Massa Keluar Alur 16 Jika 10 % dari komponen berfasa cair terikut dengan endapan pektin, maka banyaknya larutan yang terikut dengan endapan pektin (X) X 10 % X + massa padatan 100% x 10 % x + 618,68 kg /jam 100% X 68,74 kg/jam Larutan yang terkandung pada endapan pektin : - Air ,77 68,74 kg/jam ,02 63,59 kg/jam - Isopropil alkohol 1.262,63 68,74 kg/jam ,02 5,11 kg/jam Endapan Pektin 618,68 kg/jam Alur 17 Air (15.726,77 63,59) kg/jam ,19 kg/jam Isopropil alkohol (1.262,63 5,11) kg/jam 1.257,52 kg/jam Pektin** 12,63 kg/jam

10 Tabel A.5 Neraca Massa Total Rotary Drum Vacuum Filter 2 (RDVF-330) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar(kg/jam) Alur 15 Alur 16 Alur 17 Pektin** 12,63 0,00 12,63 Endapan Pektin 618,68 618,68 0,00 Air ,77 63, ,19 Isopropil Alkohol 1.262,63 5, ,52 Jumlah ,71 687, ,33 A.7 Rotary Dryer (RD-340) a. Neraca Massa Masuk Alur 21 Endapan Pektin 618,68 kg/jam Air 63,59 kg/jam Isopropil alkohol 5,11 kg/jam Alur 22 Air Isopropil Alkohol Alur 21 Endapan Pektin : 90,01 % Air : 9,25 % Isopropil Alkohol : 0,74 % Alur 23 Endapan Pektin Air

11 b. Neraca Massa Keluar Alur 22 Diinginkan Isopropil Alkohol menguap 100 % dan kandungan air dalam produk 2 %. Maka, 2% massa air X massa padatan + massa air X 100 % X massa air yang menguap 2% 63,59 x 618, ,59 x 100 % X 50,96 kg/jam Komposisi uap : Air 50,96 kg/jam Isopropil alkohol 5,11 kg/jam Alur 24 Endapan Pektin Air 618,68 kg/jam (63,59-5,11) kg/jam 12,63 kg/jam

12 Tabel A.7 Neraca Massa Total Rotary Dryer (RD-340) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 21 Alur 22 Alur 23 Endapan Pektin 618,68 0,00 618,68 Air 63,59 50,96 12,63 Isopropil Alkohol 5,11 5,11 0,00 Jumlah 687,38 56,07 631,31 Total produk pektin 631,31 kg/jam 631,31 kg/jam 1 ton 330 hari kg 1 tahun ton/tahun 24 jam 1 hari Keterangan : Pektin* Pektin yang tidak terekstraksi (masih berada di dalam cake kulit kakao). Pektin** Pektin yang tidak terendapkan (masih berfasa cair).

13 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS Basis perhitungan Satuan panas Suhu referensi : 1 jam operasi : kilokalori (kkal) : 25 o C Tabel B.1 Harga Cp Setiap Komponen Proses pada Suhu 25 o C Komponen Cp (kkal/kg. o C) Pektin 0,431 Air 1,000 HCl 0,191 Isopropil Alkohol 0,612 Cake Kulit Kakao 0,539 (Wikipedia, 2010) 4.1 Neraca Panas Tangki Ekstraktor (EX-210) Alur 4 Umpan masuk 30 o C Alur 5 Umpan masuk 30 o C Umpan masuk 30 o C Alur 6 Steam masuk 150 o C Kondensat keluar 100 o C EX-210 Alur 7 Produk keluar 70 o C Gambar B.1 Diagram Alir Tangki Ekstraktor (EX-210)

14 Panas Masuk Q m. Cp. dt Jumlah panas masuk (Q masuk ) pada alur 4 adalah : Tabel B.2 Neraca Panas Masuk pada Alur 4 m Cp Komponen (kg/jam) (kkal/kg. o C) Pektin 803,86 0,431 Air 317,23 1,000 Cake Kulit Kakao 5.223,48 0,539 T masuk T referensi Q ( o C) ( o C) (kkal/jam) , , ,27 Total 6.344, ,72 Jumlah panas masuk (Q masuk ) pada alur 5 adalah : Tabel B.3 Neraca Panas Masuk pada Alur 5 m Cp Komponen (kg/jam) (kkal/kg. o C) Air 394,31 1,000 HCl 231,58 0,191 T masuk T referensi Q ( o C) ( o C) (kkal/jam) , ,16 Total 625, ,68 Jumlah panas masuk (Q masuk ) pada alur 6 adalah : Tabel B.4 Neraca Panas Masuk pada Alur 6 m Cp Komponen (kg/jam) (kkal/kg. o C) T masuk T referensi Q ( o C) ( o C) (kkal/jam) Air ,91 1, ,57 Total , ,57 Maka, Total Panas Masuk Tangki Ekstraktor (EX-210) adalah, Q masuk (17.395, , ,96) kkal/jam ,96 kkal/jam

15 Panas Keluar Q m. Cp. dt Jumlah panas keluar (Q keluar ) Tangki Ekstraktor pada alur 7 adalah : Tabel B.5 Neraca Panas Keluar Tangki Ekstraktor pada Alur 7 Komponen m (kg/jam) Cp (kkal/kg. o C) T keluar ( o C) T referensi ( o C) Q (kkal/jam) Pektin 803,86 0, ,78 Air ,45 1, ,10 Cake Kulit Kakao 5.223,48 0, ,40 HCl 231,58 0, ,40 Total , ,68 Untuk menghasilkan suhu 70 o C pada Tangki Ekstraktor (EX-210) diperlukan pemanasan. Pemanas yang digunakan adalah superheated steam bersuhu 150 o C dan bertekanan 1 atm. Sedangkan kondensat yang terbentuk berupa saturated steam bersuhu 100 o C dan bertekanan 1 atm. Panas yang dilepas steam (Q steam ) : Q steam Q keluar Q masuk ( , ,96) kkal/jam Q steam ,72 kkal/jam Dari Tabel Steam Smith, 2004 diperoleh, H v (150 o C, 1 atm) H l (100 o C, 1 atm) 664,01 kkal/kg 100,15 kkal/kg Maka banyaknya steam yang diperlukan (m s ) adalah : m s Q s H v H l m s ,72 kkal /jam (664,01 100,15) kkal /kg 2.483,95 kg/jam

16 4.2 Neraca Panas Vaporizer (V-310) Alur 10 Produk atas 110 o C Alur 9 Umpan masuk 70 o C Steam masuk 150 o C V-310 Kondensat keluar 100 o C Alur 12 Produk bawah 110 o C Gambar B.2 Diagram Alir Vaporizer (V-310) Panas Masuk Q m. Cp. dt Jumlah panas masuk (Q masuk ) Vaporizer (V-310) pada alur 9 adalah : Tabel B.6 Neraca Panas Masuk Vaporizer (V-310) pada Alur 9 m Cp Komponen (kg/jam) (kkal/kg. o C) Pektin 631,31 0,431 Air ,21 1,000 HCl 227,34 0,191 T masuk T referensi Q ( o C) ( o C) (kkal/jam) , , ,97 Total , ,62

17 Panas Keluar Q m. Cp. dt Jumlah panas keluar (Q keluar ) Vaporizer (V-310) pada alur 10 adalah : Tabel B.7 Neraca Panas Keluar Vaporizer (V-310) pada alur 10 m Cp Komponen (kg/jam) (kkal/kg. o C) Air ,43 1,000 HCl 227,34 0,191 T keluar T referensi Q ( o C) ( o C) (kkal/jam) , ,82 Total , ,80 Jumlah panas keluar (Q keluar ) Vaporizer (V-310) pada alur 12 adalah : Tabel B.8 Neraca Panas Keluar Vaporizer (V-310) pada Alur 12 m Cp Komponen (kg/jam) (kkal/kg. o C) Pektin 631,31 0,431 Air ,77 1,000 T keluar T referensi Q ( o C) ( o C) (kkal/jam) , ,66 Total , ,82 Maka, Total Panas Keluar Vaporizer (V-310) melalui alur 10 dan alur 12 adalah, Q keluar ( , ,82) kkal/jam ,61 kkal/jam Untuk menghasilkan suhu 110 o C pada Vaporizer (V-310) diperlukan pemanasan. Pemanas yang digunakan adalah superheated steam bersuhu 150 o C dan bertekanan 1 atm. Sedangkan kondensat yang terbentuk berupa saturated steam bersuhu 100 o C dan bertekanan 1 atm.

18 Untuk menghitung jumlah steam yang dibutuhkan digunakan rumus : F.Cp.(T F -T 1 ) + S.(H s -h s ) L.h l + V.H vl (Geankoplis, 1997) Dimana, F Laju alir massa umpan (kg/jam) Cp Kapasitas panas umpan (kkal/kg. o C) T F Suhu umpan masuk ( o C) T 1 Suhu produk keluar ( o C) S Jumlah steam yang dibutuhkan (kg/jam) H s h s L h l V H vl Entalpi superheated steam (kkal/kg) Entalpi kondensat (kkal/kg) Laju alir produk bawah Vaporizer (kg/jam) Entalpi produk bawah (kkal/kg) Laju alir produk atas Vaporizer (kg/jam) Panas laten produk atas Vaporizer (kkal/kg) Cp umpan pada alur 9, Cp 631, ,86 (0,431) , ,86 (1,000) + 227, ,86 (0,191) 0,983 kkal/kg.o C S.((656,43 151,10)kkal/kg) [(16.358,09 kg/jam).(0)] + [(15.726,77 kg/jam).( kkal/kg)] [(32.084,86 kg/jam).(0,983 kkal/kg. o C).((70 110) o C)] Maka, Banyaknya steam yang dibutuhkan adalah : S ,88 kg/jam

19 4.3 Neraca Panas Kondensor (E-312) Fluida pendingin masuk, 28 o C Alur 10 Alur 11 Fluida panas masuk, 110 o C Fluida terkondensasi keluar, 30 o C E-312 Fluida pendingin bekas keluar, 50 o C Gambar B.3 Diagram Alir Kondensor (E-312) Panas Masuk Q m. Cp. dt Jumlah panas masuk (Q masuk ) Kondensor (E-312) pada alur 10 adalah : Tabel B.9 Neraca Panas Masuk Kondensor (E-312) pada Alur 10 m Cp Komponen (kg/jam) (kkal/kg. o C) Air ,43 1,000 HCl 7,34 0,191 T masuk T referensi Q ( o C) ( o C) (kkal/jam) , ,82 Total , ,80 Panas Keluar Q m. Cp. dt Jumlah panas keluar (Q keluar ) Kondensor (E-312) pada alur 11 adalah: Tabel B.10 Neraca Panas Keluar Kondensor (E-312) pada Alur 11 m Cp Komponen (kg/jam) (kkal/kg. o C) Air ,43 1,000 HCl 7,34 0,191 T keluar T referensi Q ( o C) ( o C) (kkal/jam) , ,11 Total , ,28

20 Untuk menurunkan suhu fluida panas dari 110 o C hingga menjadi 30 o C sekaligus mengubah fasanya dari uap manjadi cairan, pada Kondensor (E-312) diperlukan kondensasi dengan bantuan air pendingin. Air pendingin yang digunakan adalah air bersuhu 28 o C dan bertekanan 1 atm. Sedangkan air pendingin bekas yang terbentuk berupa air bersuhu 50 o C dan bertekanan 1 atm. Panas yang diserap air pendingin (Q w ) : Q w Q w Q keluar Q masuk (77.714, ,80) kkal/jam ,51 kkal/jam Maka banyaknya air pendingin yang diperlukan (m w ) adalah : m w Q w Cp w (T w masuk T w keluar ) m w ,51 kkal /jam 1 kkal kg. (28 50 ) ,48 kg/jam 4.4 Neraca Panas Cooler (E-316) Fluida pendingin masuk, 28 o C Alur 12 Alur 13 Fluida panas masuk, 110 o C Fluida terkondensasi keluar, 30 o C E-316 Fluida pendingin bekas keluar, 70 o C Gambar B.4 Diagram Alir Cooler (E-316)

21 Panas Masuk Q m. Cp. dt Jumlah panas masuk (Q masuk ) Cooler (E-316) pada alur 12 adalah : Tabel B.11 Neraca Panas Masuk Cooler (E-316) pada Alur 12 m Cp Komponen (kg/jam) (kkal/kg. o C) Pektin 631,31 0,431 Air ,77 1,000 T masuk T referensi Q ( o C) ( o C) (kkal/jam) , ,66 Total , ,82 Panas Keluar Q m. Cp. dt Jumlah panas keluar (Q keluar ) Cooler (E-316) pada alur 13 adalah: Tabel B.12 Neraca Panas Keluar Cooler (E-316) pada Alur 13 m Cp Komponen (kg/jam) (kkal/kg. o C) Pektin 631,31 0,431 Air ,77 1,000 T keluar T referensi Q ( o C) ( o C) (kkal/jam) , ,86 Total , ,34 Untuk menurunkan suhu fluida panas dari 110 o C hingga menjadi 30 o C, pada Cooler (E-316) diperlukan kondensasi dengan bantuan air pendingin. Air pendingin yang digunakan adalah air bersuhu 28 o C dan bertekanan 1 atm. Sedangkan air pendingin bekas yang terbentuk berupa air bersuhu 70 o C dan bertekanan 1 atm. Panas yang diserap air pendingin (Q w ) : Q w Q w Q keluar Q masuk (79.994, ,82) kkal/jam ,47 kkal/jam Maka banyaknya air pendingin yang diperlukan (m w ) adalah : m w Q w Cp w (T w masuk T w keluar )

22 m w ,47 kkal /jam 1 kkal ,04 kg/jam (28 70 ) kg. 4.5 Neraca Panas Tangki Destilasi (TD-350) Alur 19 Produk atas, 85 o C Alur 17 Umpan masuk, 30 o C TD-350 Kondensat keluar, 100 o C Steam masuk, 150 o C Alur 18 Produk bawah, 85 o C Gambar B.5 Diagram Alir Tangki Destilasi (TD-350) Panas Masuk Q m. Cp. dt Jumlah panas masuk (Q masuk ) Tangki Destilasi (TD-350) pada alur 17 adalah : Tabel B.13 Neraca Panas Masuk Tangki Destilasi (TD-350) pada Alur 17 m Cp Komponen (kg/jam) (kkal/kg. o C) Pektin 12,63 0,431 Air ,19 1,000 Isopropil Alkohol 1.257,52 0,612 T masuk T referensi Q ( o C) ( o C) (kkal/jam) , , ,01 Total , ,15

23 Panas Keluar Q m. Cp. dt Jumlah panas keluar (Q keluar ) Tangki Destilasi (TD-350) pada alur 18 adalah : Tabel B.14 Neraca Panas Keluar Tangki Destilasi (TD-350) pada alur 18 m Cp Komponen (kg/jam) (kkal/kg. o C) Pektin 12,63 0,431 Air ,92 1,000 Isopropil Alkohol 25,15 0,612 T keluar T referensi Q ( o C) ( o C) (kkal/jam) , , ,52 Total , ,35 Jumlah panas keluar (Q keluar ) Tangki Destilasi (TD-350) pada alur 19 adalah : Tabel B.15 Neraca Panas Keluar Tangki Destilasi (TD-350) pada Alur 19 m Cp Komponen (kg/jam) (kkal/kg. o C) Air 313,26 1,000 Isopropil Alkohol 1.232,37 0,612 T keluar T referensi Q ( o C) ( o C) (kkal/jam) , ,65 Total 1.545, ,48 Maka, Total Panas Keluar Tangki Destilasi (TD-350) melalui alur 18 dan alur 19 adalah, Q keluar ( , ,48) kkal/jam ,83 kkal/jam Untuk menghasilkan suhu 85 o C pada Tangki Destilasi (TD-350) diperlukan pemanasan. Pemanas yang digunakan adalah superheated steam bersuhu 150 o C dan bertekanan 1 atm. Sedangkan kondensat yang terbentuk berupa saturated steam bersuhu 100 o C dan bertekanan 1 atm. Untuk menghitung jumlah steam yang dibutuhkan digunakan rumus : F.Cp.(T F -T 1 ) + S.(H s -h s ) L.h l + V.H vl (Geankoplis, 1997) Dimana, F Laju alir massa umpan (kg/jam) Cp Kapasitas panas umpan (kkal/kg. o C)

24 T F Suhu umpan masuk ( o C) T 1 Suhu produk keluar ( o C) S Jumlah steam yang dibutuhkan (kg/jam) H s h s L h l V H vl Entalpi superheated steam (kkal/kg) Entalpi kondensat (kkal/kg) Laju alir produk bawah Tangki Destilasi (kg/jam) Entalpi produk bawah (kkal/kg) Laju alir produk atas Tangki Destilasi (kg/jam) Panas laten produk atas Tangki Destilasi (kkal/kg) Cp umpan pada alur 17, Cp 12, , , ,52 (0,431) + (1,000) + (0,612) 0, , ,33 kkal/kg.o C S.((656,43 151,10)kkal/kg) [(15.387,70 kg/jam).(0)] + [(1.545,63 kg/jam).(585,27 kkal/kg)] [(16.933,33 kg/jam).(0,970 kkal/kg. o C).((30 110) o C)] Maka, Banyaknya steam yang dibutuhkan adalah : S 3.579,29 kg/jam 4.6 Neraca Panas Kondensor (E-352) Fluida pendingin masuk, 28 o C Alur 19 Alur 20 Fluida panas masuk, 85 o C Fluida terkondensasi keluar, 30 o C E-352 Fluida pendingin bekas keluar, 50 o C Gambar B.6 Diagram Alir Kondensor (E-352)

25 Panas Masuk Q m. Cp. dt Jumlah panas masuk (Q masuk ) Kondensor (E-352) pada alur 19 adalah : Tabel B.16 Neraca Panas Masuk Kondensor (E-352) pada Alur 19 m Cp Komponen (kg/jam) (kkal/kg. o C) Air 313,26 1,000 Isopropil Alkohol 1.232,37 0,612 T masuk T referensi Q ( o C) ( o C) (kkal/jam) , ,65 Total 1.545, ,48 Panas Keluar Q m. Cp. dt Jumlah panas keluar (Q keluar ) Kondensor (E-352) pada alur 20 adalah: Tabel B.17 Neraca Panas Keluar Kondensor (E-352) pada Alur 20 m Cp Komponen (kg/jam) (kkal/kg. o C) Air 313,26 1,000 Isopropil Alkohol 1.232,37 0,612 T keluar T referensi Q ( o C) ( o C) (kkal/jam) , ,05 Total 1.545, ,37 Untuk menurunkan suhu fluida panas dari 85 o C hingga menjadi 30 o C sekaligus mengubah fasanya dari uap manjadi cairan, pada Kondensor (E-352) diperlukan kondensasi dengan bantuan air pendingin. Air pendingin yang digunakan adalah air bersuhu 28 o C dan bertekanan 1 atm. Sedangkan air pendingin bekas yang terbentuk berupa air bersuhu 50 o C dan bertekanan 1 atm. Panas yang diserap air pendingin (Q w ) : Q w Q w Q keluar Q masuk (5.337, ,48) kkal/jam ,10 kkal/jam

26 Maka banyaknya air pendingin yang diperlukan (m w ) adalah : m w Q w Cp w (T w masuk T w keluar ) m w ,10 kkal /jam 1 kkal 2.668,69 kg/jam (28 50 ) kg. 4.7 Neraca Panas Rotary Dryer (RD-340) Alur 22 Fasa gas keluar, 60 o C Alur 21 Padatan basah masuk, 30 o C RD-340 Udara panas masuk, 150 o C Alur 24 Padatan kering keluar, 50 o C Gambar B.7 Diagram Alir Rotary Dryer (RD-340) Panas Masuk Q m. Cp. dt Jumlah panas masuk (Q masuk ) Rotary Dryer (RD-340) pada Alur 21 adalah : Tabel B.18 Neraca Panas Masuk pada Rotary Dryer (RD-340) melalui Alur 21 m Cp Komponen (kg/jam) (kkal/kg. o C) Pektin 618,68 0,431 Air 63,59 1,000 Isopropil Alkohol 5,11 0,612 T masuk T referensi Q ( o C) ( o C) (kkal/jam) , , ,62 Total 687, ,83

27 Panas Keluar Q m. Cp. dt Jumlah panas keluar (Q keluar ) Rotary Dryer (RD-340) pada alur 22 adalah : Tabel B.19 Neraca Panas Keluar Rotary Dryer (RD-340) pada Alur 22 m Cp Komponen (kg/jam) (kkal/kg. o C) Air 50,96 1,000 Isopropil Alkohol 5,11 0,612 T keluar T referensi Q ( o C) ( o C) (kkal/jam) , ,35 Total 56, ,97 Jumlah panas keluar (Q keluar ) Rotary Dryer (RD-340) pada alur 24 adalah : Tabel B.20 Neraca Panas Keluar Rotary Dryer (RD-340) pada alur 24 m Cp Komponen (kg/jam) (kkal/kg. o C) Pektin 618,68 0,431 Air 12,63 1,000 T keluar T referensi Q ( o C) ( o C) (kkal/jam) , ,66 Total 631, ,83 Maka, Total Panas Keluar pada Rotary Dryer (RD-340) melalui alur 22 dan alur 24 adalah, Q keluar (1.892, ,83) kkal/jam ,80 kkal/jam Produk Pektin yang diinginkan adalah Pektin Padatan dengan kandungan air 2 %. Untuk mengurangi kadar air pada Produk, maka dilakukan pengeringan pada Rotary Dryer ini. Pengeringan pada Rotary Dryer memerlukan udara panas sebagai media pengeringnya. Dimana dalam hal ini, panas pada udara panas berasal dari superheated steam bersuhu 150 o C bertekanan 1 atm yang mengalir melewati Blower (JB-342) yang merupakan alat yang berfungsi untuk menghembuskan udara panas menuju Rotary Dryer (RD-340). Untuk menghitung jumlah udara yang dibutuhkan Rotary Dryer (RD-340) digunakan rumus : G.H 2 + L S1.X 1 G.H 1 + L S2.X 2 (Geankoplis, 1997)

28 Dimana, G Laju alir massa udara (kg/jam) H 2 L S1 X 1 H 1 L S2 X 2 Kelembapan udara masuk (kg H 2 O/kg udara) Laju alir massa padatan basah (kg/jam) Kandungan cairan pada padatan masuk (kg cairan/ kg padatan) Kelembapan udara keluar (kg H 2 O/kg udara) Laju alir massa padatan kering (kg/jam) Kandungan cairan pada padatan keluar (kg cairan/kg padatan) Asumsi udara masuk adalah udara kering (tidak mengandung H 2 O), maka H 2 0 kg H 2 O/kg udara. Maka, G.H 1 G.H 2 + L S1.X 1 - L S2.X 2 (Geankoplis, 1997) G.(0) + [(687,38 kg/jam).(0,111 kg cairan/kg padatan)] [(631,31 kg/jam).(0,0888 kg cairan/kg padatan)] G.H 1 20,25 kg/jam Untuk perhitungan selanjutnya digunakan data : T referensi H vl Isopropil Alkohol H vl Air 0 o C 663,67 kj/kg 2.489,76 kj/kg C Si ( (1,88. H i )) H Gi C Si. (T Gi T referensi ) + H i. H vl i (Geankoplis, 1997) Maka, H G2 C S2. (T G2 T referensi ) + H 2. H vl air [(( (1,88. (0))).((150 0) o C))] + [(0). (2.489,76 kj/kg)] H G2 150,75 kj/kg H G1 C S1. (T G1 T referensi ) + H 1. H vl Isopropil Alkohol ( (1,88. H 1 )). ((60 0) o C) + (H 1. (663,67 kj/kg)) H G1 60, ,47. H 1

29 Cp umpan pada alur 21, Cp S1 618,68 687,38 (0,431) + 63,59 687,38 (1,000) + 5,11 687,38 (0,612) 0,485 kkal/kg. o C Cp S1 2,021 kj/kg. o C Cp fasa gas pada alur 22, Cp S2 50,96 56,07 (1,000) + 5,11 56,07 (0,612) 0,965 kkal/kg. o C Cp S2 4,021 kj/kg. o C H S2 Cp S1. (T S2 T referensi ) + X 2. Cp S2. (T S2 T referensi ) [(2,021 kj/kg. o C).((50 0) o C))] + [(0,089).(4,021 kj/kg. o C).(50 0) o C)] H S2 118,92 kj/kg H S1 Cp S1. (T S2 T referensi ) + X 2. Cp S2. (T S2 T referensi ) [(2,021 kj/kg. o C).((30 0) o C))] + [(0,111).(4,021 kj/kg. o C).(30 0) o C)] H S1 74,03 kj/kg Untuk perhitungan selanjutnya, digunakan rumus : G.H' G2 + L S1.H' S1 G.H' G1 + L S2.H' S2 + Q (Geankoplis, 1997) Diasumsikan tidak ada panas yang hilang di dalam Rotary Dryer, Q 0. Maka, G (1,88. G. H 1 ) + (L S2. H S2 ) (L S1. H S1 ) H G 2 1,005 (1,88. 48,61) kj /jam + (75.078,05 kj/jam ) (50.889,73 kj /jam ) (150,75 1,005)kJ /kg G 161,78 kg/jam Jumlah udara yang dibutuhkan Rotary Dryer (RD-340) adalah sebanyak 161,78 kg udara/jam. Untuk menghasilkan udara panas dengan suhu 60 o C, diperlukan steam untuk memanaskan udara.

30 Panas yang dilepas steam (Q steam ) : Q steam Q keluar Q masuk (17.675, ,83) kkal/jam Q steam ,97 kkal/jam Dari Tabel Steam Smith, 2004 diperoleh, H v (150 o C, 1 atm) 664,01 kkal/kg H l (100 o C, 1 atm) 100,15 kkal/kg Maka banyaknya steam yang diperlukan (m s ) adalah : m s Q s H v H l ,97 kkal /jam 26,80 kg/jam (664,01 100,15) kkal /kg 4.8 Neraca Panas Kondensor (E-345) Fluida pendingin masuk, 28 o C Alur 22 Alur 23 Fluida panas masuk, 60 o C Fluida terkondensasi keluar, 30 o C E-345 Fluida pendingin bekas keluar, 50 o C Gambar B.8 Diagram Alir Kondensor (E-345) Panas Masuk Q m. Cp. dt Jumlah panas masuk (Q masuk ) Kondensor (E-345) pada alur 22 adalah : Tabel B.21 Neraca Panas Masuk Kondensor (E-345) pada Alur 22 m Cp Komponen (kg/jam) (kkal/kg. o C) Air 50,96 1,000 Isopropil Alkohol 5,11 0,612 T masuk T referensi Q ( o C) ( o C) (kkal/jam) , ,35 Total 56, ,97

31 Panas Keluar Q m. Cp. dt Jumlah panas keluar (Q keluar ) Kondensor (E-345) pada alur 23 adalah: Tabel B.22 Neraca Panas Keluar Kondensor (E-345) pada Alur 23 m Cp Komponen (kg/jam) (kkal/kg. o C) Air 50,96 1,000 Isopropil Alkohol 5,11 0,612 T keluar T referensi Q ( o C) ( o C) (kkal/jam) , ,62 Total 56, ,42 Untuk menurunkan suhu fluida panas dari 60 o C hingga menjadi 30 o C sekaligus mengubah fasanya dari uap manjadi cairan, pada Kondensor (E-345) diperlukan kondensasi dengan bantuan air pendingin. Air pendingin yang digunakan adalah air bersuhu 28 o C dan bertekanan 1 atm. Sedangkan air pendingin bekas yang terbentuk berupa air bersuhu 50 o C dan bertekanan 1 atm. Panas yang diserap air pendingin (Q w ) : Q w Q w Q keluar Q masuk (270, ,97) kkal/jam ,55 kkal/jam Maka banyaknya air pendingin yang diperlukan (m w ) adalah : m w Q w Cp w (T w masuk T w keluar ) m w 1.622,55 kkal /jam 1 kkal 73,75 kg/jam (28 50 ) kg.

32 Total kebutuhan steam yang diperlukan pada Pabrik Pektin dari Kulit Kakao ditabulasikan pada Tabel B.23 berikut ini. Tabel B.23 Total Kebutuhan Steam yang diperlukan pada Pabrik Pektin dari Kulit Kakao Unit Kebutuhan Steam (kg/jam) Tangki Ekstraksi (EX-210) 2.483,95 Vaporizer (V-310) ,88 Tangki Destilasi (TD-350) 3.579,29 Rotary Dryer (RD-340) 26,80 Total ,92 Total kebutuhan air pendingin yang diperlukan pada Pabrik Pektin dari Kulit Kakao ditabulasikan pada Tabel B.23 berikut ini. Tabel B.24 Total Kebutuhan air pendingin yang diperlukan pada Pabrik Pektin dari Kulit Kakao Unit Kebutuhan Air Pendingin (kg/jam) Kondensor (E-312) ,48 Cooler (E-316) ,04 Kondensor (E-352) 2.668,69 Kondensor (E-345) 73,75 Total ,95

33 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN C.1 Gudang (G 111) Fungsi : Sebagai tempat penyimpanan sementara bahan baku (kulit kakao), Bentuk : Prisma segi empat beraturan, Bahan konstruksi : Beton, Kondisi Operasi : 30 o C; 1 atm Kebutuhan kulit kakao per jam ,94 kg. Gudang didisain agar bisa menyimpan persediaan bahan baku untuk kebutuhan 2 (dua) minggu produksi. Kebutuhan kulit kakao ,94 kg 1 jam 24 jam 1 hari ,41 kg kulit kakao Densitas (ρ) kulit kakao 1.322,5 kg/m 3 Volume kulit kakao massa (m) ,41 kg densitas (ρ) 1.322,5 kg /m 7 hari 1 minggu 2 minggu ,62 m3 Volume gudang Gudang dirancang agar terdiri dari 2 bangunan berbentuk prisma segi empat beraturan. Volume kulit kakao tiap gudang 3.868,62 m ,31 m 3 Setiap gudang dirancang agar memiliki ruang kosong 20 %, maka volume total tiap gudang, Volume total tiap gudang 100 % 80 % 1.934,31 m ,17 m 3 Dimensi gudang Tinggi gudang (T) 5 meter Lebar gudang (L) L Panjang gudang (P) 2 L (Perbandingan P : L 1:2) Volume gudang P L T 2 L L T

34 2 L 2 T 2.321,17 m 3 2 (L 2 ) m 2 5 m L ,17 m m 232,12 m 2 L 98,86007 m 2 15,24 m P 2 15,24 m 30,47 m Dengan demikian, Tiap gudang didisain berkonstruksi beton dan berdinding seng dengan berdimensi : Panjang (P) 30,47 m Lebar (L) 15,24 m Tinggi (T) 5 m C.2 Belt Conveyor (BC 112) Fungsi : Sebagai alat untuk memindahkan kulit kakao dari gudang ke crusher. Jenis : Flat Belt on Continous Flow Bahan konstruksi : Carbon Steel Kondisi Operasi : 30 o C ; 1 atm Laju alir bahan baku : ,94 kg/jam Jumlah alat : 1 (satu) unit Faktor kelonggaran : 20 % Kapasitas alat (1 + 0,2) ,94 kg /jam ,33 kg/jam Dari Tabel 21 7 Perry, 1997, untuk kapasitas ,33 kg/jam diperoleh : Kecepatan Belt 200 ft/menit Tinggi Belt 14 inchi Daya motor 2 hp

35 C.3 Crusher (SR 110) Fungsi : Sebagai alat untuk memotong atau memperkecil ukuran kulit kakao. Jenis : Rotary knife cutter Kondisi operasi : 30 o C ; 1 atm Laju alir bahan baku : ,94 kg/jam Jumlah alat : 1 (satu) unit Faktor kelonggaran : 20 % Kapasitas alat (1 + 0,2) ,94 kg/jam ,33 kg/jam Dari halaman 829 Perry, 1997, dipilih tipe rotary knife cutter dengan spesifikasi : Panjang pisau 21 cm Jumlah pisau 5 unit Bahan konstruksi Stainless steel Kecepatan putaran 920 rpm Power 5 Hp C.4 Screw Conveyor 1 (SC 113) Fungsi : Sebagai alat pengangkut potongan kulit kakao dari rotary cutter menuju tangki ekstraktor. Jenis Bahan konstruksi : Rotary Vane Feeder : Carbon Steel Kondisi operasi : 30 o C ; 1 atm Laju alir bahan baku : ,94 kg/jam Jumlah alat : 1 (satu) unit Faktor kelonggaran : 20 % Kapasitas alat (1 + 0,2) ,94 kg ,33 kg/jam jam Dari Tabel 21 6 Perry, 1997, untuk kapasitas ,94 kg/jam diperoleh : Diameter pipa 2,5 inchi Diameter shaft 3 inchi Diameter pengumpan 12 inchi Panjang maksimum 75 ft

36 Pusat gantungan 12 ft Kecepatan motor 55 rpm Daya motor 15,6 hp C.5 Tangki HCl (TT 211) Fungsi : Sebagai wadah penyimpanan larutan HCl Bentuk : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Stainless Steel A grade C Jumlah alat : 1 (satu) unit Kondisi operasi : 30 o C ; 1 atm Basis perhitungan : 30 hari masa penyimpanan larutan HCl Massa HCl (m HCl ) 1.502,12 kg jam jam 24 hari ,40 kg Densitas HCl (ρ HCl ) 1184 kg/m 3 73,9147 lb/ft 3 Volume HCl (V HCl ) m ρ ,40 kg 1184 kg m 3 30 hari 913,45 m 3 Penentuan ukuran tangki Faktor kelonggaran 20 % Volume tangki, V T (1 + 0,2) 913,45 m ,14 m 3 Diameter dan tinggi silinder : Direncanakan : Tinggi silinder Diameter (H s : D) 5 : 4 - Tinggi head Diameter (H h : D) 1 : 4 Volume silinder, V s : V s π 4 D2 H sr (Brownell and Young, 1958) V s π 4 D2 5 4 D 0,91825 D3 Volume tutup, V h : V h π 24 D3 0,131 D 3 (Brownell and Young, 1958) Dimana :

37 H sr Tinggi silinder D Diameter tangki V T V s + V h 1.096,14 m 3 0,91825 D 3 + 0,131 D ,14 m 3 1,112 D 3 3 D 1.096,14 m 3 1,112 D 9,95 m r D 9,95 m 2 2 Sehingga disain tangki : 4,98 m 195,91 in Diameter silinder, D 9,95 m Tinggi silinder, H sr 5 4 9,95 m 12,44 m Tinggi tutup, H h 1 4 9,95 m 2,49 m Tinggi total tangki, H T H sr + H h 14,93 m 48,98 ft Tinggi cairan, H c VV HHHHHH VV TT HH TT 913,45 m ,14 m 3 48,98 m 12,44 m 40,81 ft Tebal shell dan tutup tangki Tebal shell, t PR SE 0,6 P + (C N) (Tabel 9 McCetta and Cunningham, 1993) - Allowable working stress (S) psia - Efisiensi sambungan (E) 0,8 - Faktor korosi (C) 0,13 0,5 mm/tahun, yang digunakan 0,01 in/tahun - Umur alat (N) 15 tahun - Tekanan Operasi 1 atm 14,696 psia - Tekanan Hidrostatik (P h ) (HH cc 1) 144 ρρ (40,81 ft 1) 144 P h 20,44 psia 73,9147 lb/ft 3

38 - Tekanan Operasi (P) P P P o + P h (14, ,44) psia 35,13 psia - Tekanan disain (P d ) P d (1 + f k ) P (1 + 0,2) 35,13 psia P d 42,16 psia Maka tebal shell : t (42,16 psia). (195,91 in) + (0,01 in/tahun 15 tahun) ( psia). (0,8) (0,6 ). (42,16 psia) t 0,97 in digunakan shell standar dengan tebal 1 in. Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama, yaitu setebal 1 in. C.6 Pompa HCl (J 212) Fungsi : Sebagai tempat untuk memompakan HCl dari tangki penyimpanan HCl ke tangki ekstraksi Bentuk Bahan konstruksi Jumlah Kondisi operasi : Pompa Sentrifugal : Commercial Steel : 2 (dua) unit : 30 o C ; 1 atm Laju massa HCl, F HCl 1.502,12 kg/jam 0,92 lb m /detik Densitas HCl, ρ HCl kg/m 3 73,91 lb m /ft 3 Viskositas HCl, µ HCl 0,8871 cp 0,00067 lb m /ft.jam Maka, laju alir volumetrik HCl, Q HCl F HCl 0,92 lb m detik ρ HCl 73,91 lb ft 3 0,0124 ft 3 /detik

39 Perencanaan pompa Diameter pipa ekonomis, D e : D e 3,9. (Q) 0,45. (ρ) 0,13 (Peters dkk, 1990) 3,9. (0,0124 ft 3 /detik) 0,45. (73,91 lb/ft 3 ) 0,13 0,95 in Dari App. 5, Perry, 1997 dipilih : - Jenis pipa Carbon steel, sch.40 - Diameter nominal 1 in 0,0833 ft - Diameter dalam (ID) 1,049 in 0,0874 ft - Diameter luar (OD) 1,315 in 0,1096 ft - Luas penampang (A i ) 0,0060 ft 2 Kecepatan rata rata fluida, V Q 0,0124 ft 3 detik 2,07 ft/detik A i 0,0060 ft 2 Bilangan reynold, N Re N Re εε DD ρρ. VV. DD μμ 73,91 lb ft 3. 2,07 ft detik. 0,0874 ft 0,00067 lb m ft. jam ,13 (Turbulen) 0,00015 ft 0,0874 ft 0,0017 Dari App. C 3, Foust, 1980, untuk nilai N Re 16145,59 dan εε DD 0, diperoleh : f 0,009. Penentuan panjang total pipa, ΣL Kelengkapan pipa (App. C 2a, Foust, 1980): - Panjang pipa lurus, L 1 50 ft - 1 unit gate valve fully open (L/D 13) L ,336 ft 4,362 ft - 2 unit elbow standar 90 o C (L/D 30) L ,336 ft 20,130 ft - 1 unit sharp edge entrance (K 0,5 ; L/D 30) L ,336 ft 10,065 ft - 1 unit sharp edge exit (K 1 ; L/D 60)

40 L ,336 ft 10,065 ft ΣL L 1 + L 2 + L 3 + L 4 + L 5 ΣL , , , ,130 94,622 ft Penentuan friksi, ΣF ΣF f. V2. ΣL 2. g c.d (pers Geankoplis, 1983) ΣF (0,009). (2,07 ft detik ) 2. 94,622 ft 2. (32,174 lb m.ft lb f.s 2 ). (0,0874 ft) 2,605 ft.lb f /lb m Kerja yang diperlukan, W f Jika : gg cc (vv 2 2 vv 1 2 ) + gg (zz 2 zz 1 ) gg cc + (PP 2 PP 1 ) + ΣF + W f 0 Z 1 0, Z 2 V 1 V 2 P 2 P 1 0, 16,95 ft, 0 ft/detik, 2,07 ft/detik, g 9,8 m/detik 2 32,152 ft/detik 2 g c 32,174 lb m.ft/lb f.detik 2, α Maka, 1,0 (aliran turbulen) ,174 ((2,07) ) + 32,152 (15, ) 32,174 + (0) + 6, W f 0 W f 19,61 ft.lb f /lb m Daya pompa, W p W p WW ff. QQ. ρρ 550 W p 19,61 ft. lb f lb m. 0,0124 ft 3 detik. (73,9147 lb m ft 3 ) (550 ft. lb f s ) 1 hp 0,03 hp Efisiensi pompa 75 % (pers Geankoplis, 1983) Daya aktual motor 0,03 0,04 hp 0,75 Digunakan pompa yang berdaya 1 hp

41 C.7 Tangki Ekstraktor (EX 210) Fungsi Bentuk Bahan konstruksi Jumlah Kondisi operasi Basis perhitungan : Sebagai tempat ekstraksi kulit kakao : Silinder tegak dengan tutup atas berbentuk ellipsoidal : Stainlees steel : 1 (satu) unit : 90 o C ; 1 atm : 1 jam Massa Campuran (m) ,65 kg jam ,65 kg 1 jam Densitas (ρ) 1.076,307 kg/m 3 67,19164 lb/ft 3 Volume (V C ) m ,65 kg 84,88 m 3 ρ 1.076,307 kg m 3 Penentuan ukuran tangki Faktor kelonggaran 20 % Volume tangki, V T (1 + 0,2) 84,88 m 3 101,86 m 3 Diameter dan tinggi silinder : Direncanakan : Tinggi silinder Diameter (H s : D) 5 : 4 - Tinggi head Diameter (H h : D) 1 : 4 Volume silinder, V s : V s π 4 D2 H sr (Brownell and Young, 1958) V s π 4 D2 5 4 D 0,91825 D3 Volume tutup, V h : V h π 24 D3 0,131 D 3 (Brownell and Young, 1958) Dimana : H sr D Tinggi silinder Diameter tangki V T V s + V h 101,86 m 3 0,91825 D 3 + 0,131 D 3 101,86 m 3 1,112 D 3 D 3 101,86 m3 1,112

42 D 4,51 m r Sehingga disain tangki : D 2 4,51 m 2 2,25 m 88,73 in Diameter silinder, D 4,51 m 14,79 ft Tinggi silinder, H sr 5 4 4,51 m 5,63 m Tinggi tutup, H h 1 4 4,51 m 0,56 m Tinggi total tangki, H T H sr + H h 6,19 m 20,33 ft Tinggi cairan, H c VV CC VV TT HH TT 84,88 m 3 101,86 m 3 6,19 m 5,17 m 16,94 ft Tebal shell dan tutup tangki Tebal shell, t PR SE 0,6 P - Allowable working stress (S) psia - Efisiensi sambungan (E) 0,8 + (C N) (McCetta and Cunningham, 1993) - Faktor korosi (C) 0,13 0,5 mm/tahun yang digunakan 0,01 in/tahun - Umur alat (N) 15 tahun - Tekanan Operasi 1 atm 14,696 psia - Tekanan Hidrostatik (P h ) (HH cc 1) 144 ρρ (16,94 ft 1) 144 P h 7,44 psia - Tekanan Operasi (P) P P o + P h P (14, ,44) psia 22,14 psia - Tekanan disain (P d ) P d (1 + f k ) P (1 + 0,2) 22,14 psia 26,56 psia P d 73,9147 lb/ft 3

43 Maka tebal shell : (26,56 psia). (88,73 in) t + (0,01 in/tahun 15 tahun) ( psia). (0,8) (0,6 ). (26,56 psia) t 0,383 in digunakan shell standar dengan tebal 0,5 in. Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama, yaitu setebal 0,5 in. Penentuan pengaduk Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 unit Untuk turbin standar (McCabe, 1993), diperoleh D a /D t 1 3 ; D a ,79 ft 4,93 ft E/D a 1 ; E 4,93 ft L/D a 1 4 ; L 1 4 4,93 ft 1,23 ft W/D a 1 5 ; W 1 5 4,93 ft 0,99 ft J/D t 1 12 ; J ,79 ft 1,23 ft Dimana : D t D a E L W J Diameter tangki Diameter impeller Tinggi turbin dari dasar tangki Panjang blade pada turbin Lebar blade pada turbin Lebar blade Kecepatan pengadukan, N 1 putaran/detik Bilangan Reynold, N Re ρρ. NN. (DD tt) 2 μμ llll (67,19164 ffff 3). (1 pppppppppppppp /dddddddddd ). (14,79 ffff )2 0,0003 llll mm ffff.dddddddddd ,38 N Re > 10000, maka perhitungan pengadukan menggunakan rumus :

44 P K T. n 3. (D a ) 2. ρ g c K T 6,3 P (6,3). (1 putaran /detik )3. (4,93 ft) 2. 67,19164 lb /ft 3 1 hpp ft 32,174 lb m. lb f.detik ffff.llll ff /dddddddddd P 69,64 hp Efisiensi motor penggerak 80 % Daya motor penggerak 69,64 0,8 87,06 hp 87 hp Penentuan jaket pemanas - Jumlah steam (100 o C) 5.961,49 kg/jam (Lampiran B) - Panas yang dibutuhkan (Q) ,92 Kkal/jam (Lampiran B) ,91 Btu/jam - Temperatur awal (T o ) 30 o C 86 o F - Temperatur steam (T s ) 150 o F 302 o F - Densitas steam (ρ) 943,37 kg/m 3 58,8928 lb m /ft 3 - Tinggi jaket (H J ) Tinggi cairan (H C ) 5,17 m 16,94 ft - Koef. Perpindahan Panas (U D ) 200 btu/jam.ft 2. o F - Luas Permukaan Perpindahan Panas (A) A QQ UU DD TT bbbbbb /jjjjjj bbbbbb 200 jjjjjj.ffff 2 (302 FF 86 FF). FF A 308,77 ft 2 - Volume Steam (V Steam ) V Steam mm SSSSSSSSSS ρρ SSSSSSSSSS - Diameter Luar Jaket (D 2 ) 5.961,49 kg 943,37 kg /m 3 6,501 m3 V Steam 1 4 π D 2 2 D 1 2 Hj 6,501 m (3,14) D 2 2 (4,51 m) 2 5,17 m D 2 4,68 m

45 - Tebal Jaket Pemanas (T J ) T J D 2 D Tangki 4,68 m 4,51 m 0,17 m T J 6,87 in Dipilih jaket pemanas dengan tebal 7 in. C.8 Pompa Ekstraktor (J 221) Fungsi : Sebagai tempat memompakan bubur kulit kakao dari Bentuk Bahan konstruksi Jumlah tangki ekstraksi ke unit filtrasi I : Pompa Sentrifugal : Commercial Steel : 1 (satu) unit Kondisi operasi : 90 0 C ; 1 atm - Laju massa Campuran, F C ,65 kg/jam 55,95 lb m /detik - Densitas Campuran, ρ C 1.076,307 kg/m 3 67,19164 lb m /ft 3 - Viskositas Campuran, µ C 0, cp 0,0003 lb m /ft.jam Maka, laju alir volumetrik campuran, Q C F C 55,95 lb m detik ρ C 67,19164 lb ft 3 0,832 ft 3 /detik Perencanaan pompa Diameter pipa ekonomis, D e : D e 3,9. (Q) 0,45. (ρ) 0,13 (Peter dkk, 1990) 3,9. (0,832 ft 3 /detik) 0,45. (67,19164 lb/ft 3 ) 0,13 6,206 in Dari App. 5, Perry, 1997 dipilih : - Jenis pipa Carbon steel, sch.40 - Diameter nominal 6 in 0,5 ft - Diameter dalam (ID) 6,065 in 0,505 ft - Diameter luar (OD) 6,625 in 0,552 ft - Luas penampang (A i ) 0,2006 ft 2

46 Kecepatan rata rata fluida, V Q 0,832 ft 3 detik 4,15 ft/detik A i 0,2006 ft 2 Bilangan reynold, N Re N Re εε DD ρρ. VV. DD μμ 67,19164 lb ft 3. 4,15 ft detik. 0,832 ft 0,0003 lb m ft. jam ,59 (Turbulen) 0,00015 ft 0,832 ft 0, Dari App. C 3, Foust, 1980, untuk nilai N Re ,59 dan εε DD 0, diperoleh : f 0,0045. Penentuan panjang total pipa, ΣL Kelengkapan pipa (App. C 2a, Foust, 1980): - Panjang pipa lurus, L 1 50 ft - 1 unit gate valve fully open (L/D 13) L ,336 ft 4,362 ft - 2 unit elbow standar 90 o C (L/D 30) L ,336 ft 20,130 ft - 1 unit sharp edge entrance (K 0,5 ; L/D 30) L ,336 ft 10,065 ft - 1 unit sharp edge exit (K 1 ; L/D 60) L ,336 ft 10,065 ft ΣL L 1 + L 2 + L 3 + L 4 + L 5 ΣL , , , ,130 94,622 ft Penentuan friksi, ΣF ΣF f. V2. ΣL 2. g c.d (pers Geankoplis, 1983) (0,0045 ). (4,15 ft detik )2. 94,622 ft 2. (32,174 lb m.ft lb f.s 2 ). (0,832 ft) ΣF 1, ft.lb f /lb m

47 Kerja yang diperlukan, W f Jika : gg cc (vv 2 2 vv 1 2 ) + gg (zz 2 zz 1 ) gg cc + (PP 2 PP 1 ) + ΣF + W f 0 Z 1 0, Z 2 12 ft, V 1 V 2 0 ft/detik, P 2 P 1 0, g 9,8 m/detik 2 32,152 ft/detik 2 g c 32,174 lb m.ft/lb f.detik 2, α Maka, ,174 1,0 (aliran turbulen) ( ) + W f 13,16 ft.lb f /lb m 32,152 (12 0) 32,174 + (0) + 1, W f 0 Daya pompa, W p W p WW ff. QQ. ρρ 550 W p 13,16 ft. lb f lb m. 4,15 ft 3 detik. (67,19164 lb m ft 3 ) (550 ft. lb f s ) 1 hp 1,34 hp Efisiensi pompa 75 % (pers Geankoplis, 1983) Daya aktual motor 1,34 1,78 hp 0,75 Digunakan pompa yang berdaya 2 hp C.9 Rotary Drier Vacuum Filter 1 (RDVF 220) Fungsi : Sebagai alat untuk memisahkan filtrat pektin dengan cake kulit kakao Kondisi operasi : 90 o C ; 1 atm Jenis : Pompa Sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 (satu) unit

48 Kandungan Filtrat Padatan ,19 kg/jam ,56 lb/jam Larutan ,46 kg/jam ,4 lb/jam ρ camp 1.076,307 kg/m 3 67,19164 lb/ft 3 Direncanakan menggunakan 1 unit RDVF Laju alir volume filtrat, (V) V ( ,4 lb/jam)/(67, lb/ft 3 ) 2.573,67 ft 3 /jam 320,87 gal/menit Dari tabel Perry, ed. 6 dipilih : Slow filtering Konsentrasi solid < 5% Laju alir filtrat ideal 0,01 2 gal/menit.ft 2 Dari tabel Stanly M. Wallas diperoleh dimensi rotary drier vacuum filter : Panjang drum : 16 ft Diameter drum : 12 ft Luas permukaan : 608 ft 2 Maka : Laju alir filtrat (320,87 gal/menit)/(608 ft 2 ) 0,528 gal/menit.ft 2 Karena hasil perhitungan terhadap laju alir filtrat berada diantara 0,01 2 gal/menit.ft 2 maka dianggap telah memenuhi syarat (layak). Dari tabel 6. Perry ed. 3 Hal 990 untuk solid karakteristik larutan Kapasitas lb/ft 2.hari Tahanan RDVF 6 20 in. Kapasitas filtrat (Q f ) Q f (( ,4 lb/jam 24 jam/hari))/(608 ft 2 ) 3.096,29 lb/ft 3 /hari

49 Penentuan power RDVF, (P RDVF ) P RDVF 0,005 hp/ft ft 2 3,04 hp Jika efisiensi motor 80% maka : P RDFV (3,04 hp)/0,8 3,8 hp 4 hp C.10 Bak Penampung Cake (BP 222) Fungsi Untuk menampung refinat dari RDVF 220 Type Laju refinat Bak persegi empat terbuat dari beton ,9 kg/jam Waktu tinggal 1 hari Jumlah refinat ,9 kg jam 24 jam 1 hari 1 hari ,6 kg Densitas refinat 1.076,3 kg/m 3 Volume refinat ,6 kkkk 1.076,3 kkkk/mm 3 320,16 m 3 Tinggi bak penampung 3 m Panjang bak P (perbandingan P dan L adalah 2:1) Volume P L T 320,16 m 3 2L 2 3 L 2 53,36 m 2 L P 7,3 m 2 L 14,61 m C.11 Pompa Filtrat (J 311) Fungsi : Sebagai tempat memompakan bubur kulit kakao dari tangki ekstraksi ke Evaporator Bentuk Bahan konstruksi Jumlah Kondisi operasi : Pompa Sentrifugal : Commercial Steel : 1 (satu) unit : 70 o C ; 1 atm - Laju massa Filtrat, F F 77, kg/jam 47,16 lb m /detik - Densitas Filtrat, ρ F 1.011,653 kg/m 3 63,15546 lb m /ft 3

50 - Viskositas Filtrat, µ C 0, cp 0, lb m /ft.jam Maka, laju alir volumetrik campuran, Q C F C 47,16 lb m detik ρ C 63,15546 lb ft 3 0,746 ft 3 /detik Perencanaan pompa Diameter pipa ekonomis, D e : D e 3,9. (Q) 0,45. (ρ) 0,13 (Peter dkk, 1990) 3,9. (0,746 ft 3 /detik) 0,45. (63,15546 lb/ft 3 ) 0,13 5,816 in Dari App. 5, Perry, 1997 dipilih : - Jenis pipa Carbon steel, sch.40 - Diameter nominal 6 in - Diameter dalam (ID) 6,065 in 0,505 ft - Diameter luar (OD) 6,625 in - Luas penampang (A i ) 0,2006 ft 2 Kecepatan rata rata fluida, V Q 0,746 ft 3 detik 3,72 ft/detik A i 0,2006 ft 2 Bilangan reynold, N Re N Re εε DD ρρ. VV. DD μμ 63,15546 lb ft 3. 3, ft detik. 0,505 ft 0, lb m ft. jam ,2 (Turbulen) 0,00015 ft 0,505 ft 0, Dari App. C 3, Foust, 1980, untuk nilai N Re ,2 dan εε DD 0, diperoleh : f 0,006. Penentuan panjang total pipa, ΣL Kelengkapan pipa (App. C 2a, Foust, 1980): - Panjang pipa lurus, L 1 50 ft - 1 unit gate valve fully open (L/D 13) L ,336 ft 4,362 ft - 2 unit elbow standar 90 o C (L/D 30)

51 L ,336 ft 20,130 ft - 1 unit sharp edge entrance (K 0,5 ; L/D 30) L ,336 ft 10,065 ft - 1 unit sharp edge exit (K 1 ; L/D 60) L ,336 ft 10,065 ft ΣL L 1 + L 2 + L 3 + L 4 + L 5 ΣL , , , ,130 94,622 ft Penentuan friksi, ΣF ΣF f. V2. ΣL 2. g c.d (pers Geankoplis, 1983) (0,006). (3,72 ft detik )2. 94,622 ft 2. (32,174 lb m.ft lb f.s 2 ). (0,505 ft) ΣF 0,967 ft.lb f /lb m Kerja yang diperlukan, W f gg cc (vv 2 2 vv 1 2 ) + gg (zz 2 zz 1 ) gg cc + (PP 2 PP 1 ) + ΣF + W f 0 Jika : Z 1 0, Z 2 15,37254 ft, V 1 V 2 0 ft/detik, P 2 P 1 0, g 9,8 m/detik 2 32,152 ft/detik 2 g c 32,174 lb m.ft/lb f.detik 2, α 1,0 (aliran turbulen) Maka, ,174 ( ) + 32,152 (15, ) 32,174 + (0) + 1, W f 0 W f 20,71 ft.lb f /lb m

52 Daya pompa, W p W p WW ff. QQ. ρρ 550 W p 20,71 ft. lb f lb m. 3,72 ft 3 detik. (63,15546 lb m ft 3 ) (550 ft. lb f s ) 1 hp 1,77 hp Efisiensi pompa 75 % (pers Geankoplis, 1983) Daya aktual motor 1,77 2,36 hp 2,5 hp 0,75 Digunakan pompa yang berdaya 2,5 hp C.12 Vaporizer (V 310) Fungsi : Menguapkan HCl dan sebagian air yang terkandung dalam filtrat pektin. Jenis : Single vaporizer, falling film Bahan : Stainless Steel type 316 Jumlah : 1 unit Kondisi Operasi Media pemanas : Superheated steam Tekanan : 1 atm Suhu umpan : 90 o C 194 o F Suhu operasi : 110 o C 230 o F Suhu steam : 150 o C 302 o F Suhu kondensat : 100 o C 212 o F Media Pemanas Koef. perp. panas menyeluruh, U 250 btu/ft 2.jam. o F (McCabe, 1976) Panas yang diserap, Q kj/jam btu/jam Luas permukaan pemanasan, (A) A 272,074 ft 2 QQ UU tt btu /jam btu 250 ft 2 jam. o F. (356 oo FF 230 oo FF ) Digunakan pipa 16 ft dengan OD 1 in BWG 16 1,25 in triangular pitch, dengan luas permukaan per linier (a t) 0,2618 ft 2 /ft. (Kern, 1965) Jumlah tube A (a"t) L 272,074 ft 2 0,2618 ft 2 ft 16 ft 64,95 65 unit

53 C.13 Kondensor (E 312) Fungsi : Menurunkan suhu dan mengubah fasa produk atas Vaporizer dari fasa uap ke fasa cair. Jenis : 1 2 Shell and Tube Jumlah : 1 Unit Fluida Panas : Larutan HCl Fluida Dingin : Air Pendingin Fluida Panas Laju alir masuk ,25 kg/jam ,84 lb m /jam Panas yang dilepas ,53 kkal/jam ,58 btu/jam T awal 110 o C 230 o F T akhir 30 o C 86 o F Fluida dingin Laju alir air pendingin ,62 kg/jam ,52 lb m /jam T awal 28 o C 82,4 o F T akhir 50 o C 122 o F Tabel LC 1 Data Temperatur pada E 312 Temperatur Fluida Panas Fluida Dingin Selisih Tinggi T o F t o F 108 o F Rendah T 2 86 o F t 1 82,4 o F 3,6 o F LMTD (TT 2 tt 1 ) (TT 1 tt 2 ) ln (TT 2 tt1 ) (TT1 tt2 ) R TT 1 TT FF 86 FF 3,636 tt 2 tt FF 82,4 FF (86 FF 82,4 FF) (230 FF 122 FF) (86 FF 82,4 FF) ln (230 FF 122 FF) 30,729 o F S tt 2 tt FF 82,4 FF 0,268 TT 1 tt FF 82,4 FF Dari Gambar 19 Kern, 1965, diperoleh nilai F T 0,95 Maka, t LMTD F T LMTD 0,995 30,729 o F 29,16 o F Rd 0,001 P 10 psi

54 T C TT 1+ TT 2 2 t C tt 1+ tt FF + 86 FF 2 82,4 FF FF o F 102,2 o F 1. Luas permukaan (A) Dari Tabel 8 Kern, 1965, untuk aqueous solution diambil U D 150 btu/jam.ft 2. o F A QQ ,58 btu /jam UU DD + t btu 150 jam.ft 2. F + 29,16 F 2.721,74 ft2 2. Jumlah tubes (N t ) Digunakan 0,75 in OD tubes BWG 18, L 20 ft. Dari Tabel 10 Kern, 1965, diperoleh : Luas permukaan luar (a ) 0,2618 ft 2 /ft Maka, jumlah tubes : N t A 2.721,74 ft 2 L a" 20 ft 0,1963 ft 2 /ft 693,3 unit Dari Tabel 9 Kern, 1965, dengan square pitch 2 P diperoleh jumlah tubes terdekat, N t 718 pada shell 33 in. 3. Koreksi U D A L N t (a ) 20 ft 718 unit 0,1963 ft 2 /ft 2.818,9 ft 2 U D Q A t ,58 btu /jam 2.818,9 ft 2 29,16 F 144,8 btu/jam.ft 2. o F 4. Flow area (a) a. Tube side Dari Tabel 10 Kern, 1965, untuk 0,75 in OD tube square pitch diperoleh a t 0,334 ft 2. Maka Flow area tube side (a t ) : a t a t N t 0,334 ft unit 144 n ,832 ft 2

55 b. Shell side Dari Tabel 10 Kern, 1965, untuk 1 in OD tube square pitch diperoleh : Diameter (ID) 33 in Jarak baffle max (B) 4 in Clearance (C ) 0,25 in Maka Flow area shell side (a s ) : a s ID C B 144 P t 0,229 ft 2 5. Laju alir massa (G) a. Tube side G t WW tt ,48 lb m /jam.ft 2 aa tt ρ fluida panas 63,15 lb/ft 3 V G t 0,439 ft/s 3600 ρ b. Shell side G s WW ss aa ss ,97 lbm/jam.ft 2 G WW ss LL (NN tt ) 2/3 818,03 lb/jam.lin.ft 6. Koefisien perpindahan panas (h) a. Tube side Untuk V 0,439 ft/s Pada 102,2 o F diperoleh µ 2,37 lb/ft.jam (Fig. 15 Kern, 1965) D 0,652 in 12 0,0543 ft (Tabel 10 Kern, 1965) Re t DD GG tt μμ 2.290,3 hi 550 btu/jam.ft 2. o F (Fig 25 Kern, 1965) hio hi ID OD 478,13 btu/jam.ft2. o F

56 b. Shell side Asumsi awal ho 200 btu/jam.ft 2. o F t w t c + t w hoo hiiii+hoo (TT cc tt cc ) 102,2 o F + 113,86 o F Pada t w 113,86 o F diperoleh : 200 btu /jam.ft 2. F btu 757,44 jam.ft 2. F +200 btu jam.ft 2. F (158 F 102,2 F) K w 0,367 btu/ft.jam. o F (Tabel 4 Kern, 1965) S w 1 kg/ltr (Tabel 6 Kern, 1965) µ w 0,45 cp (Fig 14 Kern, 1965) ho 650 btu/ft 2.jam. o F (Fig 12 9 Kern, 1965) D e Re s 0,95 in 12 DD GG ss μμ 0,0791 ft (Fig 28 Kern, 1965) ,13 7. Koefisien perpindahan panas menyeluruh (U C ) U C hiiii hoo hiiii + hoo 275,48 btu/jam.ft2. o F 8. Faktor pengotor (R d ) R d U C U D U C U D 0,00327 Syarat R d 0,001 Maka disain Kondensor memenuhi persyaratan. 9. Penurunan Tekanan ( P) Tube Side 1. Pada : Re t 2.290,3 f 0,00012 ft 2 /in 2 (Fig 26 Kern, 1965) s 0,626 G t ,48 lb/jam.ft 2 VV 2 2gg 0,003 (Fig 27 Kern, 1965)

57 P t ff (GG tt ) 2 LL nn 5, DD tt ss tt P t 0,269 psi P r 4 n s V2 2g 0,0383 psi 2. P T P t + P r 0,269 psi + 0,0383 psi P T 0,0653 psi Syarat P T 10 psi Maka disain Kondensor memenuhi persyaratan. Shell Side 1. Pada : Re s ,13 f 0,0015 ft 2 /in 2 (Fig 29 Kern, 1965) D s 33 in 12 s 1,0 2,75 ft N+1 12 L B 60 P s ff (GG ss )2 DD ss (NN+1) 5, DD ee ss ss P s 0,545 psi Syarat P s 10 psia Maka disain Kondensor memenuhi persyaratan. C.14 Pompa Produk Atas Vaporizer (J 313) Fungsi Bentuk Bahan konstruksi Jumlah Kondisi operasi : Sebagai alat untuk memompakan produk atas vaporizer ke tangki penyimpanan. : Pompa Sentrifugal : Commercial Steel : 1 (satu) unit : 30 o C ; 1 atm

58 - Laju massa Larutan HCl, F HCl kg/jam 23,11 lb m /detik - Densitas Larutan HCl, ρ HCl 1002,6414 kg/m 3 62,953 lb m /ft 3 - Viskositas larutan HCl, µ HCl 0,5532 cp 0,00037 lb m /ft.jam Maka, laju alir volumetrik larutan, Q C F C 23,11 lb m detik ρ C 62,953 lb ft 3 0,369 ft 3 /detik Perencanaan pompa Diameter pipa ekonomis, D e : D e 3,9. (Q) 0,45. (ρ) 0,13 (Peter dkk, 1990) 3,9. (0,369 ft 3 /detik) 0,45. (62,593 lb/ft 3 ) 0,13 4,265 in Dari App. 5, Perry, 1997 dipilih : - Jenis pipa Carbon steel, sch.40 - Diameter nominal 4 in - Diameter dalam (ID) 4,026 in 0,333 ft - Diameter luar (OD) 4,5 in - Luas penampang (A i ) 0,0884 ft 2 Kecepatan rata rata fluida, V Q A i 4,17 ft/detik Bilangan reynold, N Re N Re εε DD ρρ. VV. DD μμ (Turbulen) 0, Dari App. C 3, Foust, 1980, untuk nilai N Re dan εε DD 0, diperoleh : f 0,006. Penentuan panjang total pipa, ΣL Kelengkapan pipa (App. C 2a, Foust, 1980): - Panjang pipa lurus, L 1 50 ft - 1 unit gate valve fully open (L/D 13)

59 L ,336 ft 4,362 ft - 2 unit elbow standar 90 o C (L/D 30) L ,336 ft 20,130 ft - 1 unit sharp edge entrance (K 0,5 ; L/D 30) L ,336 ft 10,065 ft - 1 unit sharp edge exit (K 1 ; L/D 60) L ,336 ft 10,065 ft ΣL L 1 + L 2 + L 3 + L 4 + L 5 94,622 ft Penentuan friksi, ΣF ΣF f. V2. ΣL 2. g c.d (pers Geankoplis, 1983) ΣF 1,83 ft.lb f /lb m Kerja yang diperlukan, W f Jika : gg cc (vv 2 2 vv 1 2 ) + gg (zz 2 zz 1 ) gg cc + (PP 2 PP 1 ) + ΣF + W f 0 Z 1 0, Z 2 104,7639 ft, V 1 V 2 0 ft/detik, P 2 P 1 0, g 9,8 m/detik 2 32,152 ft/detik 2 g c 32,174 lb m.ft/lb f.detik 2, α 1,0 (aliran turbulen) Maka, W f 117,8 ft.lb f /lb m Daya pompa, W p W p WW ff. QQ. ρρ 550 4,95 hp Efisiensi pompa 75 % (pers Geankoplis, 1983) Daya aktual motor 4,95 6,6 hp 7 hp 0,75 Digunakan pompa yang berdaya 7 hp

60 C.15 Tangki Produk Atas Vaporizer (TT 314) Fungsi Bentuk Bahan konstruksi Jumlah alat Kondisi operasi Basis perhitungan Massa larutan (m) : Sebagai wadah penyimpanan produk atas Vaporizer : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal : Stainless Steel A grade C : 1 (satu) unit : 30 o C ; 1 atm : 30 hari masa penyimpanan larutan ,25 kg jam jam 24 hari 30 hari ,81 kg Densitas larutan (ρ) 1.002,641 kg/m 3 62,593 lb/ft 3 Volume larutan (V l ) m ρ ,77 m3 Penentuan ukuran tangki Faktor kelonggaran 20 % Volume tangki, V T (1+0,2) ,77 m ,53 m 3 Diameter dan tinggi silinder : Direncanakan : Tinggi silinder Diameter (H s : D) 5 : 4 Tinggi head Diameter (H h : D) 1 : 4 Volume silinder, V s : V s π 4 D2 H sr (Brownell and Young, 1958) V s π 4 D2 5 4 D 0,91825 D3 Volume tutup, V h : V h π 24 D3 0,131 D 3 (Brownell and Young, 1958) Dimana : H sr Tinggi silinder D Diameter tangki V T V s + V h ,53 m 3 0,91825 D 3 + 0,131 D ,53 m 3 1,112 D 3

61 3 D ,53m 3 1,112 D 30,81 m r D 2 30,81 m 2 Sehingga disain tangki : 15,4 in Diameter silinder, D 30,81 m Tinggi silinder, H sr ,81 m 38,5 m Tinggi tutup, H h ,81 m 3,85 m Tinggi total tangki, H T H sr + H h 42,36 m 138,9 ft Tinggi cairan, H c VV HHHHHH VV TT HH TT 35,5 m 115,8 ft Tebal shell dan tutup tangki Tebal shell, t PR SE 0,6 P - Allowable working stress (S) psia - Efisiensi sambungan (E) 0,8 + (C N) (Tabel 9 McCetta and Cunningham, 1993) - Faktor korosi (C) 0,13 0,5 mm/tahun yang digunakan 0,01 in/tahun - Umur alat (N) 15 tahun - Tekanan Operasi 1 atm 14,696 psia - Tekanan Hidrostatik (P h ) (HH cc 1) ρρ ,9 psia - Tekanan Operasi (P) P P o + P h P (14, ,9) psia 64,6 psia P h - Tekanan disain (P d ) (1 + f k ) P P d P d Maka tebal shell : t (1 + 0,2) 64,6 psia 77,52 psia (77,52 psia). (38,8188 in) + (0,01 in/tahun 15 tahun) (12650 psia). (0,8) (0,6 ). (77,52 psia)

62 t 4,6 in digunakan shell standar dengan tebal 5 in. Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama, yaitu setebal 5 in. C.16 Pompa Produk Bawah Vaporizer (J 315) Fungsi : Sebagai tempat memompakan larutan pektin dari Bentuk Bahan konstruksi Jumlah Kondisi operasi Vaporizer ke Cooler : Pompa Sentrifugal : Commercial Steel : 1 (satu) unit : 90 0 C ; 1 atm - Laju alir massa larutan, F ,4 kg/jam 24,04 lb m /detik - Densitas larutan, ρ 1020,4 kg/m 3 63,7 lb m /ft 3 - Viskositas larutan, µ 0,561 cp 0,00038 lb m /ft.jam Maka, laju alir volumetrik larutan, Q C F C 24,04 lb m detik ρ C 63,7 lb ft 3 0,377 ft 3 /detik Perencanaan pompa Diameter pipa ekonomis, D e : D e 3,9. (Q) 0,45. (ρ) 0,13 (Peters dkk, 1990) 3,9. (0,377 ft 3 /detik) 0,45. (63,7 lb/ft 3 ) 0,13 4,3 in Dari App. 5, Perry, 1997 dipilih : - Jenis pipa Carbon steel, sch.40 - Diameter nominal 4 in - Diameter dalam (ID) 4,026 in 0,355 ft - Diameter luar (OD) 4,5 in - Luas penampang (A i ) 0,0884 ft 2 Kecepatan rata rata fluida, V Q A i 4,27 ft/detik

63 Bilangan reynold, N Re N Re εε DD ρρ. VV. DD μμ ,88 (Turbulen) 0,00015 ft 0,355 ft 0, Dari App. C 3, Foust, 1980, untuk nilai N Re ,88 dan εε DD 0, diperoleh : f 0,0056. Penentuan panjang total pipa, ΣL Kelengkapan pipa (App. C 2a, Foust, 1980): - Panjang pipa lurus, L 1 50 ft - 1 unit gate valve fully open (L/D 13) L ,336 ft 4,362 ft - 2 unit elbow standar 90 o C (L/D 30) L ,336 ft 20,130 ft - 1 unit sharp edge entrance (K 0,5 ; L/D 30) L ,336 ft 10,065 ft - 1 unit sharp edge exit (K 1 ; L/D 60) L ,336 ft 10,065 ft ΣL L 1 + L 2 + L 3 + L 4 + L 5 ΣL , , , ,130 94,622 ft Penentuan friksi, ΣF ΣF f. V2. ΣL 2. g c.d (pers Geankoplis, 1983) ΣF 1,79 ft.lb f /lb m Kerja yang diperlukan, W f gg cc Jika : (vv 2 2 vv 1 2 ) + gg (zz 2 zz 1 ) gg cc + (PP 2 PP 1 ) + ΣF + W f 0 Z 1 0, Z 2 15 ft,

64 V 1 V 2 0 ft/detik, P 2 P 1 0, g 9,8 m/detik 2 32,152 ft/detik 2 g c 32,174 lb m.ft/lb f.detik 2, α 1,0 (aliran turbulen) Maka, W f 17,06 ft.lb f /lb m Daya pompa, W p W p WW ff. QQ. ρρ 550 W p 0,745 hp Efisiensi pompa 75 % (pers Geankoplis, 1983) Daya aktual motor 0,745 0,75 0,99 hp 1 hp Digunakan pompa yang berdaya 1 hp C.17 Cooler (E 316) Fungsi Jenis Jumlah Fluida Panas Fluida Dingin : Menurunkan suhu produk bawah Vaporizer. : 1 2 Shell and Tube : 1 Unit : Larutan Pektin : Air Pendingin Fluida Panas Laju alir masuk ,41 kg/jam ,17 lb m /jam Panas yang dilepas ,20 kkal/jam ,57 btu/jam T awal 110 o C 230 o F T akhir 30 o C 86 o F Fluida dingin Laju alir air pendingin ,24 kg/jam ,13 lb m /jam T awal 28 o C 82,4 o F T akhir 50 o C 122 o F

65 Tabel LC 2 Data Temperatur pada E 316 Temperatur Fluida Panas Fluida Dingin Selisih Tinggi T o F t o F 108 o F Rendah T 2 86 o F t 1 82,4 o F 3,6 o F LMTD (TT 2 tt 1 ) (TT 1 tt 2 ) ln (TT 2 tt1 ) (TT1 tt2 ) R TT 1 TT FF 86 FF 3,636 tt 2 tt FF 82,4 FF S tt 2 tt FF 82,4 FF 0,268 TT 1 tt FF 82,4 FF (86 FF 82,4 FF) (230 FF 122 FF) (86 FF 82,4 FF) ln (230 FF 122 FF) 30,729 o F Dari Gambar 19 Kern, 1965, diperoleh nilai F T 0,95 Maka, t LMTD F T LMTD 0,995 30,729 o F 29,16 o F Rd 0,001 P 10 psi T C TT 1+ TT 2 2 t C tt 1+ tt FF FF 2 82,4 FF FF o F 102,2 o F 1. Luas permukaan (A) Dari Tabel 8 Kern, 1965, untuk aqueous solution, diambil U D 150 btu/jam.ft 2. o F A QQ ,57 btu /jam UU DD + t btu 150 jam.ft 2. F + 29,16 F 2784,1 ft2 2. Jumlah tubes (N t ) Digunakan 0,75 in. OD tubes BWG 18, L 20 ft. Dari Tabel 10 Kern, 1965, diperoleh luas permukaan luar (a ) 0,1963 ft 2 /ft Maka, jumlah tubes : N t A L a" 709 unit Dari Tabel 9 Kern, 1965, dengan square pitch 2 P diperoleh jumlah tubes terdekat, N t 718 pada shell 33 in.

66 3. Koreksi U D A L N t (a ) 2.818,8 ft 2 U D Q A t 148,15 btu/jam.ft 2. o F 4. Flow area (a) a. Tube side Dari Tabel 10 Kern, 1965, untuk 0,75 in. OD tube square pitch diperoleh a t 0,334 ft 2. Maka Flow area tube side (a t ) : a t a t N t 0,832 ft2 144 n b. Shell side Dari Tabel 10 Kern, 1965, untuk 0,75 in. OD tube square pitch diperoleh : Diameter (ID) 33 in Jarak baffle max (B) 4 in Clearance (C ) 0,25 in Maka Flow area shell side (a s ) : a s ID C B 144 P t 0,229 ft 2 5. Laju alir massa (G) a. Tube side G t WW tt ,03 lb m /jam.ft 2 aa tt ρ Fluida Panas 1020,3 kg/m 3 63,69 lb/ft 3 V G t 0,453 ft/s 3600 ρ b. Shell side G s WW ss aa ss ,37 lbm/jam.ft 2 G WW ss LL (NN tt ) 2/3 836,78 lbm/jam.lin.ft

67 6. Koefisien perpindahan panas (h) a. Tube side Untuk V 0,453 ft/s Pada 102,2 o F diperoleh µ 2,37 lb/ft.jam (Fig. 15 Kern, 1965) D 0,0543 ft (Tabel 10 Kern, 1965) Re t DD GG tt μμ 2.382,2 hi 555 btu/jam.ft 2. o F (Fig 25 Kern, 1965) hio hi ID OD 482,48 btu/jam.ft2. o F b. Shell side Asumsi awal ho 200 btu/jam.ft 2. o F t w t c + t w hoo hiiii+hoo (TT cc tt cc ) 102,2 o F + 118,5 o F Pada t w 110,3 o F diperoleh : 200 btu /jam.ft 2. F btu 2027,64 jam.ft 2. F +200 btu jam.ft 2. F (158 F 102,2 F) k w 0,367 btu/ft.jam. o F (Tabel 4 Kern, 1965) S w 1,0 kg/ltr (Tabel 6 Kern, 1965) µ w 0,45 cp (Fig 14 Kern, 1965) ho 645 btu/ft 2.jam. o F (Fig 12 9 Kern, 1965) D e 0,0792 ft (Fig 28 Kern, 1965) Re s DD GG ss μμ ,2 7. Koefisien perpindahan panas menyeluruh (U C ) U C hiiii hoo hiiii + hoo 276,01 btu/jam.ft2. o F 8. Faktor pengotor (R d ) R d U C U D U C U D 0,00312 Syarat R d 0,001 Maka disain Cooler memenuhi persyaratan.

68 9. Penurunan Tekanan ( P) Tube Side 1. Pada : Re t 2.382,2 f 0,00016 ft 2 /in 2 (Fig 26 Kern, 1965) s 0,824 G t ,03 lbm/jam.ft 2 VV 2 2gg 0,003 (Fig 27 Kern, 1965) P t P t ff (GG tt ) 2 LL nn 5, DD tt ss tt 0,0295 psi P s 4 n s V2 2g 0,0291 psi 2. P T P t + P r 0,0295 psi + 0,0291 psi P T 0,0587 psi Syarat P T 10 psi Maka disain Cooler memenuhi persyaratan. Shell Side 1. Pada : Re s ,2 f 0,0015 ft 2 /in 2 (Fig 29 Kern, 1965) D s 33 in 12 s 1,05 2,75 ft N+1 12 L B 60 P s ff (GG ss )2 DD ss (NN+1) 5, DD ee ss ss P s 0,57 psi Syarat P s 10 psia Maka disain Cooler memenuhi persyaratan.

69 C.18 Pompa Keluaran Cooler (J 321) Fungsi : Sebagai alat untuk memompakan larutan pektin yang telah didinginkan menuju ke mixer Bentuk : Pompa Sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 (satu) unit Kondisi operasi : 90 0 C ; 1 atm - Laju alir massa larutan, F ,4 kg/jam 24,04 lb m /detik - Densitas larutan, ρ 1020,3 kg/m 3 63,69 lb m /ft 3 - Viskositas larutan, µ 0,561 cp 0,00038 lb m /ft.jam Maka, laju alir volumetrik larutan, Q C F ρ 0,377 ft 3 /detik Perencanaan pompa Diameter pipa ekonomis, D e : D e 3,9. (Q) 0,45. (ρ) 0,13 (Peters dkk, 1990) 3,9. (0,377 ft 3 /detik) 0,45. (63,7 lb/ft 3 ) 0,13 2,93 in Dari App. 5, Perry, 1997 dipilih : - Jenis pipa Carbon steel, sch.40 - Diameter nominal 4 in - Diameter dalam (ID) 4,026 in 0,355 ft - Diameter luar (OD) 4,5 in - Luas penampang (A i ) 0,0884 ft 2 Kecepatan rata rata fluida, V Q A i 4,27 ft/detik Bilangan reynold, N Re N Re εε DD ρρ. VV. DD μμ ,9 (Turbulen) 0, Dari App. C 3, Foust, 1980, untuk nilai N Re ,9 dan εε DD 0, diperoleh : f 0,006.

70 Penentuan panjang total pipa, ΣL Kelengkapan pipa (App. C 2a, Foust, 1980): - Panjang pipa lurus, L 1 50 ft - 1 unit gate valve fully open (L/D 13) L ,336 ft 4,362 ft - 2 unit elbow standar 90 o C (L/D 30) L ,336 ft 20,130 ft - 1 unit sharp edge entrance (K 0,5 ; L/D 30) L ,336 ft 10,065 ft - 1 unit sharp edge exit (K 1 ; L/D 60) L ,336 ft 10,065 ft ΣL L 1 + L 2 + L 3 + L 4 + L 5 ΣL , , , ,130 94,622 ft Penentuan friksi, ΣF ΣF f. V2. ΣL 2. g c.d (pers Geankoplis, 1983) ΣF 1,92 ft.lb f /lb m Kerja yang diperlukan, W f gg cc Jika : (vv 2 2 vv 1 2 ) + gg (zz 2 zz 1 ) gg cc + (PP 2 PP 1 ) + ΣF + W f 0 Z 1 0, Z 2 15 ft, V 1 V 2 0 ft/detik, P 2 P 1 0, g 9,8 m/detik 2 32,152 ft/detik 2 g c 32,174 lb m.ft/lb f.detik 2, α 1,0 (aliran turbulen) Maka, W f 4,75 ft.lb f /lb m

71 Daya pompa, W p W p WW ff. QQ. ρρ 550 W p 1,08 hp Efisiensi pompa 75 % (pers Geankoplis, 1983) Daya aktual motor 1,08 1,44 hp 1,5 hp 0,75 Digunakan pompa yang berdaya 1,5 hp C.19 Tangki Isopropil Alkohol (TT 354) Fungsi : Sebagai wadah larutan Isopropil Alkohol Bentuk : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Stainless Steel A grade C Jumlah alat : 1 (satu) unit Kondisi operasi : 30 o C ; 1 atm Basis perhitungan : 30 hari masa penyimpanan larutan Isopropil Alkohol Massa I.P.Alkohol (m) 3.030,30 kg jam jam 24 hari ,2 kg Densitas I.P.Alkohol (ρ) 786 kg/m 3 49,068 lb/ft 3 Volume I.P.Alkohol (V) m ρ 2.775,85 m3 30 hari Penentuan ukuran tangki Faktor kelonggaran 20 % Volume tangki, V T (1 + 0,2) 2.775,85 m ,02 m 3 Diameter dan tinggi silinder : Direncanakan : - Tinggi silinder Diameter (H s : D) 5 : 4 - Tinggi head Diameter (H h : D) 1 : 4 Volume silinder, V s : V s π 4 D2 H sr (Brownell and Young, 1958) V s π 4 D2 5 4 D 0,91825 D3

72 Volume tutup, V h : V h π 24 D3 0,131 D 3 (Brownell and Young, 1958) Dimana : H sr Tinggi silinder D Diameter tangki V T V s + V h 3.331,02 m 3 0,91825 D 3 + 0,131 D ,02 m 3 1,112 D 3 D D ,02 m3 1,112 14,41 m r D 2 7,2 m 283,8 in. Sehingga disain tangki : Diameter silinder, D 14,41 m Tinggi silinder, H sr ,41 m 18,02 m Tinggi tutup, H h ,41 m 1,8 m Tinggi total tangki, H T H sr + H h 19,82 m 65,03 ft Tinggi cairan, H c VV II.PP.AAAAAAAA hoooo VV TT Tebal shell dan tutup tangki Tebal shell, t PR SE 0,6 P - Allowable working stress (S) psia - Efisiensi sambungan (E) 0,8 HH TT 16,52 m 54,2 ft + (C N) (Tabel 9 McCetta and Cunningham, 1993) - Faktor korosi (C) 0,13 0,5 mm/tahun yang digunakan 0,01 in/tahun - Umur alat (N) 15 tahun - Tekanan Operasi 1 atm 14,696 psia - Tekanan Hidrostatik (P h ) (HH cc 1) 144 P h ρρ (54,2 ft 1) ,12 psia 49,068 lb/ft 3

73 - Tekanan Operasi (P) P P o + P h P (14, ,12) psia 32,82 psia - Tekanan disain (P d ) P d P d Maka tebal shell : (1 + f k ) P (1 + 0,2) 32,82 psia 39,38 psia (39,38 psia). (283,8 in) t + (0,01 in/tahun 15 tahun) (12650 psia). (0,8) (0,6 ). (39,38 psia) t 1,25 in digunakan shell standar dengan tebal 1,25 in. Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama, yaitu setebal 1,25 in. C.20 Pompa Isopropil Alkohol (J 322) Fungsi : Sebagai alat untuk memompakan Isopropil Alkohol menuju mixer Bentuk : Pompa Sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 (satu) unit Kondisi operasi : 90 0 C ; 1 atm - Laju massa I.P.Alkohol, F 3.030,3 kg/jam 1,85 lb m /detik - Densitas I.P.Alkohol, ρ 786 kg/m 3 49,068 lb m /ft 3 - Viskositas I.P.Alkohol, µ 2,43 cp 0,0016 lb m /ft.jam Maka, laju alir volumetrik campuran, Q F 0,0378 ρ ft3 /detik

74 Perencanaan pompa Diameter pipa ekonomis, D e : D e 3,9. (Q) 0,45. (ρ) 0,13 (Peter dkk, 1990) 3,9. (0,0378 ft 3 /detik) 0,45. (49,068 lb/ft 3 ) 0,13 1,48 in Dari App. 5, Perry, 1997 dipilih : - Jenis pipa Carbon steel, sch.40 - Diameter nominal 1,5 in. - Diameter dalam (ID) 1,61 in. 0,134 ft - Diameter luar (OD) 1,9 in. - Luas penampang (A i ) 0,014 ft 2 Kecepatan rata rata fluida, V Q A i 2,67 ft/detik Bilangan reynold, N Re N Re εε DD ρρ. VV. DD μμ ,44 (Turbulen) 0, Dari App. C 3, Foust, 1980, untuk nilai N Re ,44 dan εε DD 0, diperoleh : f 0,009. Penentuan panjang total pipa, ΣL Kelengkapan pipa (App. C 2a, Foust, 1980): - Panjang pipa lurus, L 1 50 ft - 1 unit gate valve fully open (L/D 13) L ,336 ft 4,362 ft - 2 unit elbow standar 90 o C (L/D 30) L ,336 ft 20,130 ft - 1 unit sharp edge entrance (K 0,5 ; L/D 30) L ,336 ft 10,065 ft - 1 unit sharp edge exit (K 1 ; L/D 60) L ,336 ft 10,065 ft

75 ΣL L 1 + L 2 + L 3 + L 4 + L 5 ΣL , , , ,130 94,622 ft Penentuan friksi, ΣF ΣF f. V2. ΣL 2. g c.d (pers Geankoplis, 1983) ΣF 2,82 ft.lb f /lb m Kerja yang diperlukan, W f Jika : gg cc (vv 2 2 vv 1 2 ) + gg (zz 2 zz 1 ) gg cc + (PP 2 PP 1 ) + ΣF + W f 0 Z 1 0, Z 2 32,98 ft, V 1 V 2 0 ft/detik, P 2 P 1 0, g 9,8 m/detik 2 32,152 ft/detik 2 g c 32,174 lb m.ft/lb f.detik 2, α Maka, W f 25,48 ft.lb f /lb m 1,0 (aliran turbulen) Daya pompa, W p W p WW ff. QQ. ρρ 550 W p 0,08 hp Efisiensi pompa 75 % (pers Geankoplis, 1983) Daya aktual motor 0,08 0,114 hp 0,75 Digunakan pompa yang berdaya 1 hp

76 C.21 Mixer (M 320) Fungsi : Sebagai tempat mencampur larutan pektin dengan larutan pengendap (Isopropil Alkohol) Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Stainless Steel Jumlah : 1 (satu) unit Kondisi operasi : 30 o C ; 1 atm Waktu tinggal : 2 jam Laju alir massa campuran ,71 kg/jam Densitas campuran 1003,5 kg/m 3 Volume campuran ,71 kkkk jjjjjj 2 jjjjjj 1003,5 kkkk/mm 3 84,28 m 3 Penentuan ukuran mixer Faktor kelonggaran 20 % Volume Tangki, V T (1 + 0,2) 84,28 m 3 101,14 m 3 Direncanakan D s : H s 2 : 3 Volume Tangki, V T Volume Silinder + (2 Volume Tutup) 3 ππdd 8 ss ππ DD 24 ss 3 101,14 m 3 3 1,4931 D s Diameter silinder,d s 4,13 m 13,55 ft Tinggi silinder, H s Tinggi tutup, H d ,13 m 6,19 m 4,13 m 1,03 m Tinggi tangki, H T H s + 2H d 8,25 m Tinggi cairan dalam tangki 84,28 m 3 8,25 m 6,88 m 22,57 ft 101,14 m 3 Tebal shell dan tutup tangki Tebal shell, t PR SE 0,6 P + (C N) (Tabel 9 McCetta and Cunningham, 1993) - Allowable working stress (S) psia - Efisiensi sambungan (E) 0,8 - Faktor korosi (C) 0,13 0,5 mm/tahun

77 yang digunakan 0,01 in/tahun - Umur alat (N) 15 tahun - Tekanan Operasi 1 atm 14,696 psia - Tekanan Hidrostatik (P h ) (HH cc 1) Tekanan Operasi (P) P P P o + P h - Tekanan disain (P d ) P d P d Maka tebal shell : t P h ρρ (22,57 ft 1) 144 9,38 psia (14, ,38) psia 24,08 psia (1 + f k ) P (1 + 0,2) 24,08 psia 28,9 psia 62,65 lb/ft 3 (28,9 psia). (81,23 in) + (0,01 in/tahun 15 tahun) (12650 psia). (0,8) (0,6 ). (28,9 psia) t 0,154 in digunakan shell standar dengan tebal 0,25 in. Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama, yaitu setebal 0,25 in. Penentuan pengaduk Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 unit Untuk turbin standar (McCabe, 1993), diperoleh D a /D t 1 3 ; D a ,55 ft 4,51 ft E/D a 1 ; E 4,51 ft L/D a 1 4 ; L 1 4 4,51 ft 1,12 ft W/D a 1 5 ; W 1 5 4,51 ft 0,902 ft J/D t 1 12 ; J ,55 ft 0,376 ft

78 Dimana : D t D a E L W J Diameter tangki Diameter impeller Tinggi turbin dari dasar tangki Panjang blade pada turbin Lebar blade pada turbin Lebar blade Kecepatan pengadukan, N 1 putaran/detik Bilangan Reynold, N Re ρρ. NN. (DD tt) ,83 N Re > 10000, maka perhitungan pengadukan menggunakan rumus : P K T 6,3 P K T. n 3. (D a ) 5. ρ g c μμ (6,3). (1 putaran /detik )3. (4,15 ft) 5. 62,65 lb /ft 3 1 hpp ft 32,174 lb m. lb f.detik ffff.llll ff /dddddddddd P 41,76 hp Efisiensi motor penggerak 80 % Daya motor penggerak 41,76 0,8 52,2 hp C.22 Pompa (J 331) Fungsi Bentuk Bahan konstruksi Jumlah Kondisi operasi : Sebagai alat untuk memompakan campuran dari mixer menuju unit filtrasi RDVF 330. : Pompa Sentrifugal : Commercial Steel : 1 (satu) unit : 30 o C ; 1 atm - Laju massa campuran, F c ,71 kg/jam 25,89 lb m /detik - Densitas campuran, ρ c 1003,534 kg/m 3 62,6487 lb m /ft 3 - Viskositas campuran, µ c 0,5517 cp 0, lb m /ft.jam Maka, laju alir volumetrik campuran, Q C F C ρ C 0,413 ft 3 /detik

79 Perencanaan pompa Diameter pipa ekonomis, D e : D e 3,9. (Q) 0,45. (ρ) 0,13 (Peter dkk, 1990) 3,9. (0,413 ft 3 /detik) 0,45. (62,6487 lb/ft 3 ) 0,13 4,4 in Dari App. 5, Perry, 1997 dipilih : - Jenis pipa Carbon steel, sch.40 - Diameter nominal 4 in - Diameter dalam (ID) 4,026 in 0,335 ft - Diameter luar (OD) 4,5 in - Luas penampang (A i ) 0,0882 ft 2 Kecepatan rata rata fluida, V Q A i 4,69 ft/detik Bilangan reynold, N Re N Re εε DD ρρ. VV. DD μμ (Turbulen) 0, Dari App. C 3, Foust, 1980, untuk nilai N Re dan εε DD 0, diperoleh : f 0,005. Penentuan panjang total pipa, ΣL Kelengkapan pipa (App. C 2a, Foust, 1980): - Panjang pipa lurus, L 1 50 ft - 1 unit gate valve fully open (L/D 13) L ,336 ft 4,362 ft - 2 unit elbow standar 90 o C (L/D 30) L ,336 ft 20,130 ft - 1 unit sharp edge entrance (K 0,5 ; L/D 30) L ,336 ft 10,065 ft - 1 unit sharp edge exit (K 1 ; L/D 60)

80 L ,336 ft 10,065 ft ΣL L 1 + L 2 + L 3 + L 4 + L 5 ΣL , , , ,130 94,622 ft Penentuan friksi, ΣF ΣF f. V2. ΣL 2. g c.d (pers Geankoplis, 1983) ΣF 1,925 ft.lb f /lb m Kerja yang diperlukan, W f Jika : gg cc (vv 2 2 vv 1 2 ) + gg (zz 2 zz 1 ) gg cc + (PP 2 PP 1 ) + ΣF + W f 0 Z 1 0, 15,37254 ft, Z 2 V 1 V 2 0 ft/detik, P 2 P 1 0, g 9,8 m/detik 2 32,152 ft/detik 2 g c 32,174 lb m.ft/lb f.detik 2, α 1,0 (aliran turbulen) Maka, W f 16,9 ft.lb f /lb m Daya pompa, W p W p WW ff. QQ. ρρ 550 W p 0,79 hp Efisiensi pompa 75 % (pers Geankoplis, 1983) Daya aktual motor 0,79 1,06 hp 0,75 Digunakan pompa yang berdaya 1 hp

81 C.23 Rotary Drum Vacuum Filter 2 (RDVF 330) Fungsi : Sebagai alat untuk memisahkan endapan Pektin dengan larutan pengendap dan air Jenis : Pompa Sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 (satu) unit Kondisi operasi : 30 o C ; 1 atm Kandungan Filtrat Padatan 1.484,85 kg/jam 3.273,53 lb/jam Larutan ,86 kg/jam ,32 lb/jam ρ camp 1003,534 kg/m 3 62,65 lb/ft 3 Laju alir volume filtrat, (V) V (89.959,32 lb/jam)/(62,65 lb/ft 3 ) 1.435,97 ft 3 /jam 179,03 gal/menit Dari tabel Perry, ed. 6 dipilih : Slow filtering Konsentrasi solid < 5% Laju filtrat 0,01 2 gal/menit.ft 2 Dari tabel Stanly M. Wallas diperoleh dimensi rotary Panjang drum : 16 ft Diameter drum : 12 ft Luas permukaan : 608 ft 2 Maka : Laju alir filtrat (179,03 gal/menit)/(608ft 2 ) 0,294 gal/menit.ft 2 Karena hasil perhitungan terhadap laju alir filtrat berada diantara 0,01 2 gal/menit.ft 2 maka dianggap telah memenuhi syarat.

82 Dari tabel 6. Perry ed. 3 Hal 990 untuk solid karakteristik larutan Kapasitas Tahanan RDVF lb/ft 2.hari 6 20 inchi Kapasitas filtrat (Q f ) Q f ,32 llll/jjjjjj xx 24 jjjjjj /haaaaaa 608 ffff ,44 lb/ft 2. hari Penentuan power RDVF, (P RDVF ) P RDVF 0,005 hp/ft ft 2 3,04 hp Jika efisiensi motor 80% maka : P RDFV (3,04 Hp)/0,8 3,8 hp 4 hp C.24 Screw Conveyor 2 (SC 341) Fungsi : Sebagai alat pengangkut potongan kulit kakao dari rotary cutter menuju tangki ekstraktor. Jenis Bahan konstruksi Kondisi operasi : Rotary Vane Feeder : Carbon Steel : 30 o C ; 1 atm Laju alir bahan baku : 1.649,71 kg/jam Jumlah alat : 1 (satu) unit Faktor kelonggaran : 20 % Kapasitas alat (1 + 0,2) 1.649,71 kg jam 1.979,65 kg/jam Dari Tabel 21 6 Perry, 1997, untuk kapasitas 1.979,65 kg/jam diperoleh : Diameter pipa 2,5 in Diameter shaft 2 in Diameter pengumpan 9 in Panjang maksimum 75 ft Pusat gantungan 10 ft Kecepatan motor 40 rpm Daya motor 2,11 hp

83 C.25 Rotary Dryer (RD 340) Fungsi : Untuk mengurangi kadar air pada produk pektin. Jenis : Counter current rotary dryer Bahan konstruksi : Carbon steel SA 283 grade C Jumlah : 1 (satu) unit Kondisi operasi : - Temperatur udara masuk, T G1 100 o C 212 o F - Laju umpan masuk, 1.649,71 kg/jam 3.636,98 lb/jam - Densitas campuran, ρ camp 1003,5 kg/m 3 62,65 lb/ft 3 - Temperatur umpan masuk, T S1 30 o C 86 o F - Laju alir produk, S S 1.515,15 kg/jam 3.340,3 lb/jam - Temperatur produk keluar, T S2 60 o C 140 o F Tipe Direct head rotary dryer Udara pengering yang dibutuhkan, (dari Lampiran B) G s 388,71 kg/jam 856,9 lb/jam Diameter Dryer Dari Perry edisi 6 hal dijelaskan kecepatan udara pengering masuk dryer untuk tiap luas permukaan dryer yang optimum. G lb/jam ft 2 (diambil G 200 lb/jam.ft 2 ) A G s GG 856,9 lb jam lb 200 A π/4 D 2 D 4 4,28 3,14 jam.ft 2 4,28 ft 2 2,34 ft Panjang Dryer Range panjang silinder dryer 4D 10 D Digunakan : L RD L RD 4D 4 2,34 ft 9,34 ft

84 Volume dryer, V RD ππ 4 DD2. LL RRRR V RD 40,04 ft 3 3,14 4 (2,34)2. (9,34) Luas permukaan dryer, A RD π D L RD A RD 29,34 ft 2 Putaran Dryer N vv ππ DD Dimana range v, kecepatan putaran linier ft/menit Digunakan v 100 ft/menit N 100 ft/menit 3,14 2,34 ft 13,63 rpm Range N D rpm.ft N D 13,63 rpm 2,34 ft 31,847 rpm.ft (memenuhi range) Waktu Lewatan Range hold up 3 12 % volume total Digunakan hold up 7 % Hold up 7 % V RD Hold up 2,8 ft 3 Waktu lewatan, θ HHHHHHHH uuuu ρρ cccccccccccccccc SS ss 2,8 ft 3 62,65 lb /ft ,3 lb /jam 0,0526 jam 3,15 menit Daya Dryer Range daya dryer, P 0,5D 2 D 2 Digunakan P 0,5D 2 P 0,5 (2,34) 2 P 2,72 hp 3 hp

85 Kemiringan Dryer Dimana : θ 0,23 L RD ± 0,6 B L RD G S N 0,9 D F θ Time passage (waktu lewatan), menit B Konstanta diameter partikel, 5(D P ) 0,5, diambil D P 150 mesh 0,4082 S Slope (kemiringan), Range standar S 0 0,8 G Kecepatan massa udara 1,12 kg/m.detik 2709,7105 lb/ft.jam F Maka, Laju umpan Luas permukaan dddddddddd 123,9 lb/ft2.jam θ S 0,23 (9,34 ft) S (13,63) 0,9 (2,34 ft) 0, (memenuhi range) 0,6 (0,4082 ) (9,34 ft) (2709,7105 lb ± ft.jam ) 123,9 lb ft 2.jam C.26 Blower (JB 342) Fungsi Menghembuskan udara ke rotary dryer Jenis Blower sentrifugal Konstruksi Carbon steel Kondisi operasi : 30 o C ; 1 atm Laju alir udara 856,9 lb/jam 0,108 kg/detik Densitas udara 0,071 lb/ft 3 Kerja yang dilakukan blower, W S (J/kg) W S 2,3026 R T log P 2 M P 1 Dimana : R Konstanta gas 8314,3 J/kgmol.K T Temperatur Operasi, K M Berat molekul 28,97 kg/mol P 1 Tekanan awal 1 atm Tekanan akhir 1,4 atm P 2

86 Maka, W S 2, ,3 J/kgmol.K 303,15 K 28,97 kg /mol 1,4 atm log 1 atm ,7 J/kg Brake horse power, BHP BHP WW SS. mm ηη Dimana : W S Kerja yang dilakukan blower, J/kg m Laju bahan, kg/detik η Efisiensi blower 80 % Maka, BHP ,7 J/kg 0,108 kg /detik 0, ,95 hp Dengan demikian digunakan blower dengan daya 4 hp. C.27 Screw Conveyor 3 (SC 343) Fungsi : Sebagai alat pengangkut padatan pektin dari rotary drier menuju ke tangki penampungan produk. Jenis : Rotary Vane Feeder Bahan konstruksi : Carbon Steel Kondisi operasi : 30 o C ; 1 atm Laju alir bahan : 1.515,15 kg/jam Jumlah alat : 1 (satu) unit Faktor kelonggaran : 20 % Kapasitas alat (1 + 0,2) 1.515,15 kg/jam 1.818,18 kg/jam Dari Tabel 21 6 Perry, 1997, untuk kapasitas 1.818,18 kg/jam diperoleh : Diameter pipa 2,5 inchi Diameter shaft 2 inchi Diameter pengumpan 9 inchi Panjang maksimum 75 ft Pusat gantungan 10 ft Kecepatan motor 40 rpm Daya motor 2,11 hp

87 C.28 Tangki Penampung Produk (TT 344) Fungsi Tipe Jumlah Laju bahan masuk Lama penyimpanan Jumlah produk Sebagai tempat untuk menampung produk akhir. Silinder tegak dengan tutup atas dished head dan tutup bawah konis 1 unit 1.515,15 kg/jam 7 hari 1.515,15 kg/jam Densitas produk kg/m 3 Volume produk ,2 kg kg /m 24 jam 1 hari 3 189,53 m3 Faktor kelonggaran 20 % Volume tangki (1 + 0,2) 189,53 m 3 236,92 m 3 Volume tangki Dimana : Tinggi silinder, H s Tinggi konis, H k Maka, Volume silinder + Volume konis 1 4 πd2 H s πd2 1 3 H k 1,5 D 1 2D ; dengan α 45o tan Volume tangki 1 4 πd2 (1,5D) πd2 1 2D tan ,92 m 3 1,0467 D 3 D H s 6,09 m Tinggi bahan dalam silinder Luas penampang silinder A π 4 D2 3,14 (6,09 m)2 4 A 29,16 m 2 1,5 6,09 m 9,14 m ,14 m 7,31 m 7 hari ,2 kg

88 Tebal silinder PP T s dd. RR ii + (C N) EE. FF 0,6PP dd Dimana : P d Tekanan disain (N/m 2 ) R i Jari jari silinder 0,5 D 0,5 (3,64 m) 1,82 m E Efisiensi sambungan 0,8 F Stress yang diizinkan (N/m 2 ) N/m 2 C N P d Faktor korosi (0,003 m/tahun) Umur alat (15 tahun) P h + P op P h ρ H s g kg/m 3 5,46 m 9,8 m/s 2 P h ,48 N/m 2 P op N/m 2 P d ,48 N/m N/m ,5 N/m 2 Maka, T s ,5 N/m 2. 1,82 m + (0,045 m) (0,8). ( N/m 2 ) 0,6( ,5 N/m 2 ) T s 0,0543 m 2,13 in 2 in Tebal dished head T h Dimana : PP dd. RR oo EE. FF 0,1PP dd + (C N) R o D o D o D o D + 2T s 6,2 m Maka, T h ,5 N/m 2. 3,74 m (0,8). ( N/m 2 ) 0,1( ,5 N/m 2 ) + (0,045 m) T h 0,0618 m 2,43 in 2 in

89 Tinggi dished head Dari tabel Brownell and Young, diperoleh : - Grown radius (r) 90 in 2,286 m - Knuckle radius (icr) 5,5 in 0,139 m - Straight flange (Sf) 2 in 0,051 m Maka, AB 1 2 D icr AB BC BC 2,91 m r icr 2,15 m 2 AC BC 2 AB 2 AC b b 1,96 m r AC 0,324 m Dengan demikian tinggi dished head (OA) : OA T h + b + Sf OA 0,437 m Tebal konis T k Dimana : PP dd. DD kk 2. EE. FF PP dd 1 cos 45 + (C N) Maka, D k D k T k D 2T s 5,98 m 0,0624 m Sin α 1 2D o L Sin 45 o L 0,5 (6,2 m) L 3,64 m

90 Tinggi konis H k L. Cos α 3,64 m Cos 45 o H k 1,91 m Tinggi total tangki H total H total H s + OA + H k 11,49 m C.29 Pompa Filtrat (J 351) Fungsi : Sebagai alat untuk memompakan filtrat RDVF 330 menuju ke tangki destilasi Bentuk : Pompa Sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 (satu) unit Kondisi operasi : 30 o C ; 1 atm - Laju massa campuran, F c ,92kg/jam 24,89 lb m /detik - Densitas campuran, ρ c 984,4 kg/m 3 61,454 lb m /ft 3 - Viskositas campuran, µ c 0,5409 cp 0, lb m /ft.jam Maka, laju alir volumetrik campuran, Q C F C ρ C 0,405 ft 3 /detik Perencanaan pompa Diameter pipa ekonomis, D e : D e 3,9. (Q) 0,45. (ρ) 0,13 (Peter dkk, 1990) 3,9. (0,405 ft 3 /detik) 0,45. (61,454 lb/ft 3 ) 0,13 4,43 in Dari App. 5, Perry, 1997 dipilih : - Jenis pipa Carbon steel, sch.40 - Diameter nominal 4 in. - Diameter dalam (ID) 4,026 in. 0,335 ft - Diameter luar (OD) 4,5 in.

91 - Luas penampang (A i ) 0,0884 ft 2 Kecepatan rata rata fluida, V Q A i 4,58 ft/detik Bilangan reynold, N Re N Re εε DD ρρ. VV. DD μμ ,6 (Turbulen) 0, Dari App. C 3, Foust, 1980, untuk nilai N Re ,6 dan εε DD 0, diperoleh : f 0,0055. Penentuan panjang total pipa, ΣL Kelengkapan pipa (App. C 2a, Foust, 1980): - Panjang pipa lurus, L 1 50 ft - 1 unit gate valve fully open (L/D 13) L ,336 ft 4,362 ft - 2 unit elbow standar 90 o C (L/D 30) L ,336 ft 20,130 ft - 1 unit sharp edge entrance (K 0,5 ; L/D 30) L ,336 ft 10,065 ft - 1 unit sharp edge exit (K 1 ; L/D 60) L ,336 ft 10,065 ft ΣL L 1 + L 2 + L 3 + L 4 + L 5 ΣL , , , ,130 94,622 ft Penentuan friksi, ΣF ΣF f. V2. ΣL 2. g c.d (pers Geankoplis, 1983) ΣF 2,02 ft.lb f /lb m

92 Kerja yang diperlukan, W f Jika : gg cc (vv 2 2 vv 1 2 ) + gg (zz 2 zz 1 ) gg cc + (PP 2 PP 1 ) + ΣF + W f 0 Z 1 0, Z 2 36,84882 ft, V 1 V 2 0 ft/detik, P 2 P 1 0, g 9,8 m/detik 2 32,152 ft/detik 2 g c 32,174 lb m.ft/lb f.detik 2, α Maka, 1,0 (aliran turbulen) W f 51,29 ft.lb f /lb m Daya pompa, W p W p WW ff. QQ. ρρ 550 W p 2,32 hp Efisiensi pompa 75 % (pers Geankoplis, 1983) Daya aktual motor 2,32 3,09 hp 0,75 Digunakan pompa yang berdaya 3 hp C.30 Tangki destilasi (TD 350) Fungsi : Sebagai alat untuk memisahkan Isopropil alkohol dari campuran filtrat RDVF 330 Bentuk : Silinder tegak dengan tutup atas berbentuk ellipsoidal Bahan konstruksi : Stainlees steel Jumlah : 1 (satu) unit Kondisi operasi : 85 o C ; 1 atm Basis perhitungan : 1 jam Massa Campuran (m) kg jam 1 jam kg Densitas (ρ) 984,4 kg/m 3 61,45 lb/ft 3

93 Volume (V C ) m ρ 41,27 m3 Penentuan ukuran tangki Faktor kelonggaran 20 % Volume tangki, V T (1 + 0,2) 41,27 m 3 49,53 m 3 Diameter dan tinggi silinder : Direncanakan : Tinggi silinder Diameter (H s : D) 5 : 4 Tinggi head Diameter (H h : D) 1 : 4 Volume silinder, V s : V s π 4 D2 H sr (Brownell and Young, 1958) V s π 4 D2 5 4 D 0,91825 D3 Volume tutup, V h : V h π 24 D3 0,131 D 3 (Brownell and Young, 1958) Dimana : H sr Tinggi silinder D Diameter tangki V T V s + V h 49,53 m 3 0,91825 D 3 + 0,131 D 3 49,53 m 3 1,112 D 3 3 D 49,53 m 3 1,112 D 3,54 m r D 2 1,77 m 69,78 in Sehingga disain tangki : Diameter silinder, D 3,54 m Tinggi silinder, H sr 5 4 3,54 m 4,43 m Tinggi tutup, H h 1 4 3,54 m 0,44 m Tinggi total tangki, H T H sr + H h 4,87 m 15,9 ft Tinggi cairan, H c VV CC VV TT HH TT 4,06 m 13,32 ft

94 Tebal shell dan tutup tangki Tebal shell, t PR SE 0,6 P - Allowable working stress (S) psia - Efisiensi sambungan (E) 0,8 + (C N) (Tabel 9 McCetta and Cunningham, 1993) - Faktor korosi (C) 0,13 0,5 mm/tahun yang digunakan 0,01 in/tahun - Umur alat (N) 15 tahun - Tekanan Operasi 1 atm 14,696 psia - Tekanan Hidrostatik (P h ) (HH cc 1) 144 P h ρρ (13,32 ft 1) 144 5,26 psia - Tekanan Operasi (P) P P o + P h P (14, ,26) psia 19,96 psia - Tekanan disain (P d ) (1 + f k ) P P d P d Maka tebal shell : t (1 + 0,2) 19,96 psia 23,94 psia 61,45 lb/ft 3 (23,94 psia). (69,78 in) + (0,01 in/tahun 15 tahun) (12650 psia). (0,8) (0,6 ). (23,94 psia) t 0,315 in digunakan shell standar dengan tebal 0,5 in. Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama, yaitu setebal 0,5 in. Penentuan jaket pemanas - Jumlah steam (100 o C) 2.369,7655 kg/jam (Lampiran B) - Kebutuhan panas (Q) ,5 Kkal/jam (Lampiran B) Btu/jam - Temperatur awal (T o ) 30 o C 86 o F - Temperatur steam (T s ) 150 o F 302 o F

95 - Densitas steam (ρ) 943,37 kg/m 3 58,8928 lb m /ft 3 - Tinggi jaket (H J ) Tinggi cairan (H C ) 3,03 m 9,94 ft - Koef. Perpindahan Panas (U D ) 200 btu/jam.ft 2. o F - Luas Permukaan Perpindahan Panas (A) A QQ UU DD TT A 162,8 ft 2 - Volume Steam (V Steam ) V Steam - Diameter Luar Jacket (D 2 ) mm SSSSSSSSSS ρρ SSSSSSSSSS 2369,7655 kg 943,37 kg /m 3 2,512 m3 V Steam 1 4 π D 2 2 D 1 2 Hj 2,512 m (3,14) D 2 2 (2,645 m) 2 3,03 m D 2 2,838 m - Tebal Jaket Pemanas (T J ) T J T J D 2 D Tangki 2,838 m 2,645 m 0,192 m 7,579 in Dipilih jaket pemanas dengan tebal 7,5 in. C.31 Kondensor (E 352) Fungsi : Menurunkan suhu dan mengubah fasa produk atas tangki destilasi Jenis : 1 2 Shell and Tube Jumlah : 1 Unit Fluida Panas : Larutan Isopropil alkohol Fluida Dingin : Air Pendingin Fluida Panas Laju alir masuk 3.709,52 kg/jam 8.178,10 lb m /jam Panas yang dilepas ,95 kkal/jam ,60 btu/jam T awal 85 o C 185 o F T akhir 30 o C 86 o F

96 Fluida dingin Laju alir air pendingin 6.772,7 kg/jam ,2 lb m /jam T awal 28 o C 82,4 o F T akhir 50 o C 122 o F Tabel LC 3 Data Temperatur pada E 352 Temperatur Fluida Panas Fluida Dingin Selisih Tinggi T o F t o F 108 o F Rendah T 2 86 o F t 1 82,4 o F 3,6 o F LMTD (TT 2 tt 1 ) (TT 1 tt 2 ) ln (TT 2 tt1 ) (TT1 tt2 ) R TT 1 TT FF 86 FF 2,5 tt 2 tt FF 82,4 FF (86 FF 82,4 FF) (185 FF 122 FF) (86 FF 82,4 FF) ln (185 FF 122 FF) 20,75 o F S tt 2 tt FF 82,4 FF 0,385 TT 1 tt FF 82,4 FF Dari Gambar 19 Kern, 1965, diperoleh nilai F T 0,8 Maka, t LMTD F T LMTD 0,995 30,729 o F 16,6 o F Rd 0,001 P 10 psi T C TT 1+ TT 2 2 t C tt 1+ tt ,5 o F 102,2 o F 1. Luas permukaan (A) Dari Tabel 8 Kern, 1965, untuk aqueous solution, diambil U D 150 btu/jam.ft 2. o F A QQ UU DD + t 237,4 ft2 2. Jumlah tubes (N t ) Digunakan 0,75 in. OD tubes BWG 18, L 20 ft. Dari Tabel 10 Kern, 1965, diperoleh luas permukaan luar (a ) 0,1963 ft 2 /ft Maka, jumlah tubes :

97 N t A L a" 60,47 unit Dari Tabel 9 Kern, 1965, dengan square pitch 4 P diperoleh jumlah tubes terdekat, N t 68 pada shell 33 in. 3. Koreksi U D A L N t (a ) 266,9 ft 2 U D Q A t 133,4 btu/jam.ft 2. o F 4. Flow area (a) a. Tube side Dari Tabel 10 Kern, 1965, untuk 0,75 in. OD tube square pitch diperoleh a t 0,334 ft 2. Maka Flow area tube side (a t ) : a t a t N t 0,0394 ft2 144 n b. Shell side Dari Tabel 10 Kern, 1965, untuk 0,75 in. OD tube square pitch diperoleh : Diameter (ID) 33 in Jarak baffle max (B) 4 in Clearance (C ) 0,25 in Maka Flow area shell side (a s ) : a s ID C B 144 P t 0,229 ft 2 5. Laju alir massa (G) a. Tube side G t WW tt ,09 lb m /jam.ft 2 aa tt ρ Fluida Panas 63,15 lb/ft 3 V G t 0,912 ft/s 3600 ρ

98 b. Shell side G s WW ss aa ss ,3 lbm/jam.ft 2 G WW ss LL (NN tt ) 2/3 195,5 lbm/jam.lin.ft 6. Koefisien perpindahan panas (h) a. Tube side Untuk V 0,912 ft/s Pada 102,2 o F diperoleh µ 2,37 lb/ft.jam (Fig. 15 Kern, 1965) D 0,0543 ft (Tabel 10 Kern, 1965) Re t DD GG tt μμ 4.753,4 hi 448 btu/jam.ft 2. o F (Fig 25 Kern, 1965) hio hi ID OD 389,5 btu/jam.ft2. o F b. Shell side Asumsi awal ho 200 btu/jam.ft 2. o F t w t c + t w hoo hiiii+hoo (TT cc tt cc ) 102,2 o F + 113,5 o F Pada t w 113,5 o F diperoleh : 200 btu /jam.ft 2. F btu 2027,64 jam.ft 2. F +200 btu jam.ft 2. F (158 F 102,2 F) k w 0,367 btu/ft.jam. o F (Tabel 4 Kern, 1965) S w 1,0 kg/ltr (Tabel 6 Kern, 1965) µ w 0,45 cp (Fig 14 Kern, 1965) ho 520 btu/ft 2.jam. o F (Fig 12 9 Kern, 1965) D e 0,0792 ft (Fig 28 Kern, 1965) Re s DD GG ss μμ 4.738,3 7. Koefisien perpindahan panas menyeluruh (U C ) U C hiiii hoo hiiii + hoo 222,7 btu/jam.ft2. o F

99 8. Faktor pengotor (R d ) R d U C U D U C U D 0, Syarat R d 0,001 Maka disain Cooler memenuhi persyaratan. 9. Penurunan Tekanan ( P) Tube Side 1. Pada : Re t 4.753,4 f 0,00012 ft 2 /in 2 (Fig 26 Kern, 1965) s 0,626 G t ,09 lbm/jam.ft 2 VV 2 2gg 0,003 (Fig 27 Kern, 1965) P t P t ff (GG tt ) 2 LL nn 5, DD tt ss tt 0,232 psi P s 4 n s V2 2g 0,0767 psi 2. P T P t + P r 0,232 psi + 0,0767 psi P T 0,309 psi Syarat P T 10 psi Maka disain Cooler memenuhi persyaratan. Shell Side 1. Pada : Re s 4.738,3 f 0,0026 ft 2 /in 2 (Fig 29 Kern, 1965) D s 33 in 12 s 1,0 2,75 ft

100 N+1 12 L B 60 P s ff (GG ss )2 DD ss (NN+1) 5, DD ee ss ss P s 0,00233 psi Syarat P s 10 psia Maka disain Cooler memenuhi persyaratan. C.32 Pompa (J 353) Fungsi Bentuk Bahan konstruksi Jumlah Kondisi operasi : Sebagai alat untuk memompakan kondensat dari E 352 menuju ke tangki TT 354 : Pompa Sentrifugal : Commercial Steel : 1 (satu) unit : 85 o C ; 1 atm - Laju massa campuran, F c 3.709,5 kg/jam 2,27 lb m /detik - Densitas campuran, ρ c 829,1 kg/m 3 51,76 lb m /ft 3 - Viskositas campuran, µ c 0,463 cp 0, lb m /ft.jam Maka, laju alir volumetrik campuran, Q C F C ρ C 0,043 ft 3 /detik Perencanaan pompa Diameter pipa ekonomis, D e : D e 3,9. (Q) 0,45. (ρ) 0,13 (Peter dkk, 1990) 3,9. (0,043 ft 3 /detik) 0,45. (51,76 lb/ft 3 ) 0,13 1,59 in Dari App. 5, Perry, 1997 dipilih : - Jenis pipa Carbon steel, sch.40 - Diameter nominal 1,5 in - Diameter dalam (ID) 1,61 in 0,134 ft - Diameter luar (OD) 1,9 in 0,158 ft - Luas penampang (A i ) 0,0141 ft 2 Kecepatan rata rata fluida, V Q A i 3,1 ft/detik

101 Bilangan reynold, N Re N Re εε DD ρρ. VV. DD μμ ,16 (Turbulen) 0, Dari App. C 3, Foust, 1980, untuk nilai N Re ,16 dan εε DD 0, diperoleh : f 0,0025. Penentuan panjang total pipa, ΣL Kelengkapan pipa (App. C 2a, Foust, 1980): - Panjang pipa lurus, L 1 50 ft - 1 unit gate valve fully open (L/D 13) L ,336 ft 4,362 ft - 2 unit elbow standar 90 o C (L/D 30) L ,336 ft 20,130 ft - 1 unit sharp edge entrance (K 0,5 ; L/D 30) L ,336 ft 10,065 ft - 1 unit sharp edge exit (K 1 ; L/D 60) L ,336 ft 10,065 ft ΣL L 1 + L 2 + L 3 + L 4 + L 5 ΣL , , , ,130 94,622 ft Penentuan friksi, ΣF ΣF f. V2. ΣL 2. g c.d (pers Geankoplis, 1983) ΣF 1,055 ft.lb f /lb m Kerja yang diperlukan, W f gg cc Jika : (vv 2 2 vv 1 2 ) + gg (zz 2 zz 1 ) gg cc + (PP 2 PP 1 ) + ΣF + W f 0 Z 1 0, Z 2 40,781 ft,

102 V 1 V 2 0 ft/detik, P 2 P 1 0, g 9,8 m/detik 2 32,152 ft/detik 2 g c 32,174 lb m.ft/lb f.detik 2, α 1,0 (aliran turbulen) Maka, W f 55,36 ft.lb f /lb m Daya pompa, W p W p WW ff. QQ. ρρ 550 W p 0,23 hp Efisiensi pompa 75 % (pers Geankoplis, 1983) Daya aktual motor 0,23 0,305 hp 0,75 Digunakan pompa yang berdaya 1 hp C.33 Kondensor (E 345) Fungsi : Menurunkan suhu dan mengubah fasa produk atas tangki destilasi Jenis : DPHE Jumlah : 1 Unit Fluida Panas : Larutan Isopropil alkohol Fluida Dingin : Air Pendingin Fluida Panas Laju alir masuk 134,56 kg/jam 296,65 lb m /jam Panas yang dilepas 3.908,8 kkal/jam ,46 btu/jam T awal 60 o C 140 o F T akhir 30 o C 86 o F Fluida dingin Laju alir air pendingin 177,7 kg/jam 391,7 lb m /jam T awal 28 o C 82,4 o F T akhir 50 o C 122 o F

103 Tabel LC 4 Data Temperatur pada E 345 Temperatur Fluida Panas Fluida Dingin Selisih Tinggi T o F t o F 72 o F Rendah T 2 86 o F t 1 82,4 o F 3,6 o F LMTD (TT 2 tt 1 ) (TT 1 tt 2 ) ln (TT 2 tt1 ) (TT1 tt2 ) t C tt 1+ tt 2 2 T C TT 1+ TT ,2 o F R TT 1 TT 2 tt 2 tt 1 1,363 S tt 2 tt 1 TT 1 tt 1 0, o F (86 FF 82,4 FF) (140 FF 122 FF) (86 FF 82,4 FF) ln (140 FF 122 FF) 8,95 o F Dari Gambar 19 Kern, 1965, diperoleh nilai F T 0,8 Maka, t LMTD F T LMTD 0,8 8,95 o F 7,16 o F Digunakan DPHE ukuran 2 by 1 1 IPS (Tabel 6.2 Kern,1965) 4 Bagian pipa dalam : 1. Penampang aliran, ap π.d 2 / 4 ft 2 DD 1,38 0,115 ft 12 ππ. 0,1152 aaaa 0,0104 ffff G P W/ap ,4 lbm/ft 2.jam 3. Pada Tc 113 o F ; μμ 0,4602 cp 1,1137 lb m /ft.jam Re DD.GG μμ 266,48 4. Jh 60 (fig 24 Kern, 1965) 5. Pada Tc 113 o F ; c 0,39 btu/lbm. o F (fig 24 Kern, 1965) k 0,083 btu/jam. ft 2 ( o F/A) 1 cc. μμ kk 3 0,39 x 1,1137 0, hi jh kk cc.μμ 3 μμ 0,14 DD kk μμ ww 100,6 btu/jam. ft 2. o F 1 3 1,736

104 7. Koreksi hi Hio hi (ID/OD) 100,6 1,38 1,66 84,12 btu/jam. ft2. o F Bagian annulus : 1. D 2 2,38/12 0,198 ft D t 2,067/12 0,172 ft A a π (D 2 2 D 1 2 )/4 0,0075 ft 2 De (D 2 2 D 1 2 )/ D t 0,056 ft 2. G a W/a a ,5 lb m /ft 2. jam 3. Pada tc 102,2 o F ; µ 0,54 cp 1,3068 lb m /ft.jam Re DD.GG μμ 2.216,7 4. jh 55 (fig 24 Kern, 1965) 5. Pada tc 94,1 o F ; c 1,1 btu/lbm. o F (fig 2 Kern, 1965) cc.μμ kk 1 3 1, ho jh kk cc.μμ 3 μμ DD kk μμ ww 7. Uc 90 btu/jam. ft 2. o F hio ho hio +ho 8. 1/U D 1/Uc + R D k 0,396 btu/lbm.ft 2 ( o F/A) 77,45 btu/ft2. jam. o F R D 2 0,002 0,004 (tabel 12 Kern 1965) 1/U D (1/341,77) + 0,004 U D 42,54 btu/jam.ft 2. o F 9. Luas permukaan yang diperlukan : A Q U D x t ,46 btu /jam 36,6 59,13 btu ft2.ft. 7,16 jam Dari tabel 11 Kern, Untuk pipa nominal 1,25 in, luas permukaan perpindahan panas 0,622 ft 2 /ft A. sehingga panjang pipa yang dibutuhkan adalah : 36,6 ffff 2 0,622 ffff 2 /ffff 58,92 ft

105 Bila dilakukan 1 hairpin 16 ft maka panjang DPHE 32 ft, sehingga dibutuhkan 2 hairpin. Luas permukaan sebenarnya adalah ,622 39,808 ft 2. Maka : U D 54,44 btu/jam.ft 2. o F Rd UU CC UU DD 0,00545 UU CC UU DD Syarat Rd 0,003 ; Maka disain kondensor memenuhi persyaratan. Penurunan Tekanan ( P) Pipe Side 1. Pada : Re p 266,48 f 0,00012 ft 2 /in 2 (Fig 26 Kern, 1965) s 0,626 G t ,40 lbm/jam.ft 2 VV 2 2gg 0,003 (Fig 27 Kern, 1965) P p ff (GG tt ) 2 LL nn 5, DD tt ss tt P p 0,66 psi P r 4 n s V2 2g 0,006 psi 2. P P P p + P r 0,66 psi + 0,006 psi P T 0,672 psi Syarat P T 10 psi Maka disain Kondensor memenuhi persyaratan. Anulus Side 1. Pada : Re a 2.216,7 f 0,0026 ft 2 /in 2 (Fig 29 Kern, 1965) D s 2,75 ft

106 s 1,0 N+1 12 L B 60 P s ff (GG ss )2 DD ss (NN+1) 5, DD ee ss ss P s 0,00316 psi Syarat P s 10 psia Pa <10 psi disain kondensor memenuhi persyaratan. C.34 Pompa (J 346) Fungsi Bentuk Bahan konstruksi Jumlah : Sebagai alat untuk memompakan kondensat dari E 345 menuju ke tangki TT 347 : Pompa Sentrifugal : Commercial Steel : 1 (satu) unit Kondisi operasi : 30 o C ; 1 atm - Laju massa campuran, F c 134,6 kg/jam 0,08 lb m /detik - Densitas campuran, ρ c 980,5 kg/m 3 61,211 lb m /ft 3 - Viskositas campuran, µ c 0,538 cp 0,00036 lb m /ft.jam Maka, laju alir volumetrik campuran, Q C F C ρ C 0,0531 ft 3 /detik Perencanaan pompa Diameter pipa ekonomis, D e : D e 3,9. (Q) 0,45. (ρ) 0,13 (Peter dkk, 1990) 3,9. (0,0531 ft 3 /detik) 0,45. (51,76 lb/ft 3 ) 0,13 0,34 in Dari App. 5, Perry, 1997 dipilih : - Jenis pipa Carbon steel, sch.40 - Diameter nominal 0,5 in - Diameter dalam (ID) 0,62 in 0,052 ft - Diameter luar (OD) 0,84 in 0,07 ft - Luas penampang (A i ) 0,025 ft 2

107 Kecepatan rata rata fluida, V Q A i 0,0531 ft/detik Bilangan reynold, N Re N Re εε DD ρρ. VV. DD μμ ,16 (Turbulen) 0, Dari App. C 3, Foust, 1980, untuk nilai N Re ,16 dan εε DD 0, diperoleh : f 0,0025. Penentuan panjang total pipa, ΣL Kelengkapan pipa (App. C 2a, Foust, 1980): - Panjang pipa lurus, L 1 50 ft - 1 unit gate valve fully open (L/D 13) L ,336 ft 4,362 ft - 2 unit elbow standar 90 o C (L/D 30) L ,336 ft 20,130 ft - 1 unit sharp edge entrance (K 0,5 ; L/D 30) L ,336 ft 10,065 ft - 1 unit sharp edge exit (K 1 ; L/D 60) L ,336 ft 10,065 ft ΣL L 1 + L 2 + L 3 + L 4 + L 5 ΣL , , , ,130 94,622 ft Penentuan friksi, ΣF ΣF f. V2. ΣL 2. g c.d (pers Geankoplis, 1983) ΣF 1,055 ft.lb f /lb m Kerja yang diperlukan, W f gg cc (vv 2 2 vv 1 2 ) + gg (zz 2 zz 1 ) gg cc + (PP 2 PP 1 ) + ΣF + W f 0

108 Jika : Z 1 0, Z 2 40,781 ft, V 1 V 2 0 ft/detik, P 2 P 1 0, g 9,8 m/detik 2 32,152 ft/detik 2 g c 32,174 lb m.ft/lb f.detik 2, α 1,0 (aliran turbulen) Maka, W f 19,17 ft.lb f /lb m Daya pompa, W p W p WW ff. QQ. ρρ 550 W p 0,028 hp Efisiensi pompa 75 % (pers Geankoplis, 1983) Daya aktual motor 0,028 0,038 hp 0,75 Digunakan pompa yang berdaya 1 hp C.35 Tangki Buangan Rotary Dryer (TT 354) Fungsi : sebagai wadah penampungan kondensat buangan dari rotary dryer selama 30 hari. Bentuk : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Stainless Steel A grade C Jumlah alat : 1 (satu) unit Kondisi operasi : 30 o C ; 1 atm Basis perhitungan : 30 hari masa penyimpanan larutan Isopropil Alkohol Massa kondensat (m) 134,6 kg jam jam 24 hari ,5 kg Densitas kondensat (ρ) 786 kg/m 3 49,068 lb/ft 3 Volume kondensat (V) m ρ 123,2 m3 30 hari

109 Penentuan ukuran tangki Faktor kelonggaran 20 % Volume tangki, V T (1 + 0,2) 123,2 m 3 147,9 m 3 Diameter dan tinggi silinder : Direncanakan : - Tinggi silinder Diameter (H s : D) 5 : 4 - Tinggi head Diameter (H h : D) 1 : 4 Volume silinder, V s : V s π 4 D2 H sr (Brownell and Young, 1958) V s π 4 D2 5 4 D 0,91825 D3 Volume tutup, V h : V h π 24 D3 0,131 D 3 (Brownell and Young, 1958) Dimana : H sr Tinggi silinder D Diameter tangki V T V s + V h 147,9 m 3 0,91825 D 3 + 0,131 D 3 147,9 m 3 1,112 D 3 3 D 147,9 m 3 1,112 D 5,1 m r D 2 2,55 m 100,5 in. Sehingga disain tangki : Diameter silinder, D 2,55 m Tinggi silinder, H sr 5 4 2,55 m 6,38 m Tinggi tutup, H h 1 4 2,55 m 0,64 m Tinggi total tangki, H T H sr + H h 7,02 m 23,02 ft Tinggi cairan, H c VV II.PP.AAAAAAAA hoooo VV TT HH TT 5,85 m 19,2 ft

110 Tebal shell dan tutup tangki Tebal shell, t PR SE 0,6 P - Allowable working stress (S) psia - Efisiensi sambungan (E) 0,8 + (C N) (Tabel 9 McCetta and Cunningham, 1993) - Faktor korosi (C) 0,13 0,5 mm/tahun yang digunakan 0,01 in/tahun - Umur alat (N) 15 tahun - Tekanan Operasi 1 atm 14,696 psia - Tekanan Hidrostatik (P h ) (HH cc 1) 144 P h ρρ (19,2 ft 1) 144 6,2 psia - Tekanan Operasi (P) P P o + P h P (14, ,2) psia 20,9 psia - Tekanan disain (P d ) (1 + f k ) P P d P d Maka tebal shell : t (1 + 0,2) 20,9 psia 25,07 psia 49,068 lb/ft 3 (25,07 psia). (100,5 in) + (0,01 in/tahun 15 tahun) ( psia). (0,8) (0,6 ). (25,07 psia) t 0,39 in digunakan shell standar dengan tebal 0,5 in. Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama, yaitu setebal 0,5 in.

111 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS D.1 Pompa air sungai (J 01) Fungsi : Mengalirkan air sungai ke bak penampung air sungai (reservoir). Tipe : Pompa sentrifugal. Laju alir air, F w kg/jam 33 lb m /detik Densitas, ρ w 62,43 lb/ft 3 Viskositas, µ w 0,5494 cp 0, lb m /ft.detik Maka, laju alir volumetrik air, Q w F w 33 lb m detik ρ w 62,43 lb m ft 3 0,529 ft 3 /detik Perencanaan pompa Diameter pipa ekonomis, D e : D e 3,9. (Q) 0,45. (ρ) 0,13 (Peter dkk, 1990) 3,9. (0,529 ft 3 /detik) 0,45. (62,43 lb/ft 3 ) 0,13 5,01 in Dari App. 5, Perry, 1997 dipilih : - Jenis pipa Carbon steel, sch.40 - Diameter nominal 5 in 0,04167 ft - Diameter dalam (ID) 5,047 in 0,04205 ft - Diameter luar (OD) 5,563 in 0,04653 ft - Luas penampang (A i ) 0,2006 ft 2 Kecepatan rata rata fluida, V Q 0,529 ft 3 detik 2,635 ft/detik A i 0,2006 ft 2 Bilangan reynold, N Re N Re ρρ. VV. DD 62,43 lb ft 3. 2,635 ft detik. 0,04205 ft μμ lb m 0, ft. detik ,5 (Turbulen)

112 εε DD 0,00015 ft 0,04205 ft 0, Dari App. C 3, Foust, 1980, untuk nilai N Re ,5 dan εε DD 0, diperoleh : f 0,006. Penentuan panjang total pipa, ΣL Kelengkapan pipa (App. C 2a, Foust, 1980): - Panjang pipa lurus, L 1 50 ft - 1 buah gate valve fully open (L/D 13) L ,336 ft 4,362 ft - 2 buah elbow standar 90 o C (L/D 30) L ,336 ft 20,130 ft - 1 buah sharp edge entrance (K 0,5 ; L/D 30) L ,336 ft 10,065 ft - 1 buah sharp edge exit (K 1 ; L/D 60) L ,336 ft 10,065 ft ΣL L 1 + L 2 + L 3 + L 4 + L 5 ΣL , , , ,130 94,622 ft Penentuan friksi, ΣF ΣF f. V2. ΣL 2. g c.d (pers Geankoplis, 1983) (0,006). (2,653 ft detik ) 2. 94,622 ft 2. (32,174 lb m.ft lb f.s 2 ). (0,04205 ft) ΣF 0,5828 ft.lb f /lb m Kerja yang diperlukan, -W f gg cc (vv 2 2 vv 1 2 ) + gg (zz 2 zz 1 ) gg cc + (PP 2 PP 1 ) + ΣF + W f 0 Jika : Z 1 0, Z 2 6,562 ft, V 1 V 2 0 ft/detik, P 2 P 1 0, g 9,8 m/detik 2 32,152 ft/detik 2

113 g c 32,174 lb m.ft/lb f.detik 2, α 1,0 (aliran turbulen) Maka, ,174 ( ) + W f - 7,14 ft.lb f /lb m 32,152 (6,562 0) 32,174 + (0) + 0, W f 0 Daya pompa, W p W p WW ff. QQ. ρρ 550 W p 7,14 ft. lb f lb m. 0,529 ft 3 detik. (62,43 lb m ft 3 ) (550 ft. lb f s ) 1 hp 0,4284 hp Efisiensi pompa 75 % (pers Geankoplis, 1983) Daya aktual motor 0,4284 0,75 0,571 hp Digunakan pompa yang berdaya 0,6 hp D.2 Bak Penampung Air Sungai (BP 01) Fungsi Untuk menampung air yang dipompakan dari sungai. Tipe Bak persegi empat terbuat dari beton. Laju air sungai kg/jam Waktu tinggal 2 jam Jumlah air sungai kg 1 jam Densitas air sungai kg/m 3 Volume air sungai kg 1000 kg /m 2 jam kg 3 107,79 m3 Faktor kelonggaran 20 % Volume bak (1 + 0,2) 107,79 m 3 129,35 m 3 Tinggi bak 2 m Panjang bak P (perbandingan P dan L adalah 1:1) Volume P L T 129,35 m 3 L 2 2 L 8,042 m P 8,042 m

114 D.3 Clarifier (TT 01) Fungsi Mengendapkan kotoran yang tersuspensi dalam air dengan menambahkan flokulan Al 2 (SO 4 ) 3.18H 2 O. Tipe Tangki silinder vertikal dengan tutup bawah konis Sudut konis 45 o Jumlah tangki 1 unit Laju air sungai, F w kg/jam 33 lb m /detik Densitas, ρ w kg/m 3 62,43 lb m /ft 3 Waktu tinggal 0,5 jam Jumlah air ,5 kg Maka, laju alir volumetrik air, Q w F w 33 lb m detik ρ w 62,43 lb m ft 3 0,529 ft 3 /detik Dirancang tangki dengan faktor kelonggaran 80 % dan dengan perbandingan tinggi (H) dan diameter (D) 1,5 Volume bahan ,5 kg kg /m 3 26,9475 m3 Faktor kelonggaran 20 % Volume tangki (1 + 0,2) 26,9475 m 3 33,68 m 3 Volume tangki Dimana : Tinggi silinder, H s Tinggi konis, H k Maka, Volume silinder + Volume konis 1 4 πd2 H s πd2 1 3 H k 1,5 D 1 2D ; dengan α 45o tan Volume tangki 1 4 πd2 (1,5D) πd2 1 2D tan 45 33,68 m 3 1,0467 D 3 D H s Tinggi air dalam silinder 3,18 m 1,5 3,18 m 4,77 m ,77 m 3,82 m

115 Luas penampang silinder A π 4 D2 3,14 (3,18 m)2 4 A 7,94 m 2 Tebal silinder T s Dimana : PP dd. RR ii EE. FF 0,6PP dd + (C N) P d Tekanan disain (N/m 2 ) R i Jari jari silinder 0,5 D 0,5 (3,18 m) 1,59 m E Efisiensi sambungan 0,8 F Stress yang diizinkan (N/m 2 ) N/m 2 C N P d P h Faktor korosi (0,003 m/tahun) Umur alat (15 tahun) P h + P op ρ H air g kg/m 3 3,82 m 9,8 m/s 2 P h ,13 N/m 2 P op N/m 2 P d ,13 N/m N/m ,1 N/m 2 Maka, T s T s ,1 N/m 2. 1,59 m + (0,045 m) (0,8). ( N/m 2 ) 0,6( ,1 N/m 2 ) 0,0484 m 1,906 in 2 in Tebal dished head T h Dimana : PP dd. RR oo EE. FF 0,1PP dd + (C N) R o D o D o D + 2T s

116 3,18 m + (2 0,0484 m) D o 3,28 m Maka, T h ,1 N/m 2. 3,28 m (0,8). ( N/m 2 ) 0,1( ,1 N/m 2 ) + (0,045 m) T h 0,0512 m 2,017 in 2 in Tinggi dished head Dari tabel Brownell and Young, diperoleh : - Grown radius (r) 90 in 2,286 m - Knuckle radius (icr) 5,5 in 0,139 m - Straight flange (Sf) 2 in 0,051 m Maka, AB 1 2 D icr 1 (3,18 m) 0,139 m 2 AB BC 1,45 m r icr 2,286 m 0,139 m BC 2,15 m 2 AC BC 2 AB 2 2 (2,15 m) 2 (1,45 m) 2 AC b 1,58 m r AC 2,286 m 1,58 m b 0,704 m Dengan demikian tinggi dished head (OA) : OA T h + b + Sf 0,0512 m + 0,704 m + 0,051 m OA 0,8064 m

117 Tebal konis T k Dimana : PP dd. DD kk 2. EE. FF PP dd 1 cos 45 + (C N) D k D k Maka, D 2T s 3,18 m (2 0,0484 m) 3,08 m T k T k ,1 N/m 2. 3,08 m 2. (0,8). ( N/m 2 ) ( ,1 N/m 2 ) 0,0513 m Sin α 1 2D o L Sin 45 o L 0,5 (3,28 m) L 1,93 m 1 cos 45 + (0,045 m) Tinggi konis H k H k L. Cos α 1,93 m Cos 45 o 1,01 m Tinggi total tangki H total H total H s + OA + H k 4,77 m + 0,8064 m + 1,01 m 6,59 m Penentuan pengaduk Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar (McCabe, 1993), diperoleh Da/Dt 1 3 ; Da ,44 ft 3,48 ft E/Da 1 ; E 3,48 ft L/Da 1 4 ; L 1 4 3,48 ft 0,87 ft W/Da 1 5 ; W 1 5 3,48 ft 0,69 ft

118 J/Dt 1 12 ; J ,44 ft 0,87 ft Dimana : Dt Da E L W J Diameter tangki Diameter impeller Tinggi turbin dari dasar tangki Panjang blade pada turbin Lebar blade pada turbin Lebar blade Kecepatan pengadukan, N 1 putaran/detik Bilangan Reynold, N Re ρρ. NN. (DD tt) 2 μμ llll (62,43 ffff 3). (1 pppppppppppppp /dddddddddd ). (10,44 ffff )2 llll mm 0, ffff.dddddddddd ,4 N Re > 10000, maka perhitungan pengadukan menggunakan rumus : P K T 6,3 K T. n 3. (D a ) 2. ρ g c P (6,3). (1 putaran /detik )3. (3,48 ft) 2. 62,43 lb /ft 3 ft 32,174 lb m. lb f.detik 2 P 6.226,2 ft.lb f /detik 11,32 hp Efisiensi motor penggerak 80 % Daya motor penggerak 11,32 0,8 1 hpp 550 ffff.llll ff /dddddddddd 14,15 hp Kebutuhan koagulan Digunakan koagulan Al 2 (SO 4 ) 3.18H 2 O sebanyak 10 mg/liter air (Walas, 2005). Jumlah koagulan yang ditambahkan 10 mg/liter 53,895 liter/jam 558,95 mg/jam

119 D.4 Sand Filter (TT 02) Fungsi Untuk menyaring partikel yang belum terendapkan pada aliran overflow clarifier. Tipe Gravity sand filter Jumlah tangki 1 unit Konstruksi Stainless steel Laju air sungai, F w kg/jam 33 lb m /detik Densitas, ρ w kg/m 3 62,43 lb m /ft 3 Maka, laju alir volumetrik air, Q w F w 33 lb m detik ρ w 62,43 lb m ft 3 0,529 ft 3 /detik 0,898 m 3 /menit Digunakan kecepatan filtrasi, Q f 0,5 m 3 /m 2.menit Maka luas penampang tangki sand filter, (A) : A Q w Q f 0,898 m 3 /menit 0,5 m 3 /m 2.menit A 1,79 m 2 Dipilih tangki sand filter berbentuk persegi empat dengan tinggi lapisan pasir halus, pasir kasar dan kerikil masing-masing sebesar 0,3 m. Panjang sisi tangki (S) A 1,79 m 2 S 1,34 m D.5 Bak Air Bersih (BP 02) Fungsi Untuk menampung air bersih yang keluar dari Sand filter. Tipe Laju air bersih Waktu tinggal Jumlah air bersih Bak persegi empat terbuat dari beton kg/jam 2 jam kg 1 jam 2 jam kg Densitas air bersih kg/m 3

120 Volume air bersih kg 1000 kg /m 3 107,79 m 3 Faktor kelonggaran 20 % Volume bak (1 + 0,2) 107,79 m 3 129,35 m 3 Tinggi bak 2 m Panjang bak P (perbandingan P dan L adalah 1:1) Volume P L T 129,35 m 3 L 2 2 L P 8,042 m 8,042 m D.6 Ion Exchanger (KE 01 dan AE 01) Terdiri dari 2 (dua) buah tangki yaitu tangki kation exchanger dan tangki anion exchanger. Air yang masuk ke ion exchanger adalah air make-up umpan boiler. a. Kation exchanger (KE 01) Fungsi untuk mengikat kation dalam air dengan menggunakan resin asam. Laju air, F w kg/jam Densitas, ρ w 1000 kg/m 3 Faktor keamanan desain 20 % Rate volumetrik air masuk (Q) : 1, kg/jam Q kg/m 64,67 m 3 /jam Diperkirakan kandungan air masuk yang akan dihilangkan kationnya sebagai berikut : Mg +2 ;Ca +2 Fe +2 Mn +2 Total 0,7995 mek/liter 0,356 mek/liter 0,0182 mek/liter 0,8533 mek/liter

121 Kation exchanger beroperasi 160 jam/minggu dengan 8 jam regenerasi perminggu. Total kation yang dihilangkan : 0,8533 mek/liter 1 grek/1000 mek 64,67 m 3 /jam 1000 liter/m jam 1.350,3165 grek Resin yang digunakan jenis greensand (Fe silikat) dengan spesifikasi : (Perrys edisi 6 tabel 16 4 dan tabel 19 7 hal ). Kapasitas penyerapan : 0,5 2,0 grek/liter ( diambil 0,5 grek/liter) Tinggi bed minimum : 24 in Regenerasi resin : HCl gr/liter resin Volume resin, V kation yang diserap kapasitas penyerapan 1.350,3165 grek 0,5 grek/liter 2700,633 liter 2,7006 m 3 Dirancang tinggi bed h D Diameter bed D 4V π ,7006 3,14 Digunakan diameter bed D 1,5096 m Tinggi bed Tinggi tangki total H h D 1,5096 m 2 tinggi bed 1 3 1,5096 m 2 1,5096 m 3,0796 m Kebutuhan HCl untuk regenerasi resin : Diambil regenerasi : 110 % gr HCl/liter resin. HCl yang dibutuhkan 1,1 gr HCl/liter volume resin 1,1 gr HCl/liter 2700,633 liter 2.970,6963 gr Untuk regenerasi digunakan larutan HCl 37% dengan densitas 1,180 gr/cm 3. Kebutuhan HCl 37 % :

122 2.970,6963 gr 3 1,180 gr/cm 2.517,5392 cm 3 2,517 liter Jadi untuk setiap 8 jam regenerasi/minggu dibutuhkan larutan HCl 37% sebanyak 2,517 liter b. Anion Exchanger (AE 01) Fungsi untuk mengikat anion dalam air dengan menggunakan resin basa. Laju air, F w kg/jam Densitas, ρ w 1000 kg/m 3 Faktor keamanan desain 20 % Rate volumetrik air masuk (Q) : 1, kg/jam Q kg/m 64,67 m 3 /jam Diperkirakan kandungan air masuk yang akan dihilangkan anionnya : -2 SO 4 : 200 mg/liter 0,4167 mgrek/liter NO - : 10 mg/liter 0,3333 mgrek/liter F - : 1,5 mg/liter 0,0770 mgrek/liter Total 0,8270 mgrek/liter Anion exchanger beroperasi 160 jam/minggu dengan 8 jam regenerasi/minggu. Total anion yang dihilangkan : 0,8270 mgrek/liter 64,67 m 3 /jam 1 grek/1000 mgrek 1000 liter/m jam 1.308,6977 grek Resin yang digunakan jenis acrylicbased dengan spesifikasi : (Perrys edisi 6 tabel 16 4 hal dan tabel 19 7 hal ) a. Kapasitas penyerapan : 0,35 0,70 grek/liter (diambil 0,5 grek/liter) b. Tinggi bed minimum : 30 in c. Regenerasi resin : gr NaOH/liter resin

123 Volume resin, V anion yang diserap kapasitas penyerapan 1.308,6977 grek 0,50 grek/ltr 2.617,3954 liter 2,6173 m 3 Dirancang tinggi bed h D Diameter bed D 4 V π ,6173 1,4349 m 3,14 Tinggi bed (h) D 1,4349 m Tinggi tangki total H 2 tinggi bed 2 1,4349 m 2,9878 m Kebutuhan NaOH untuk regenerasi resin : Diambil regenerasi : 70 gr NaOH/liter resin. NaOH yang dibutuhkan 70 gr/liter volume resin 70 gr /liter 2.617,3954 liter , ,2176 kg Jadi untuk setiap 8 jam regenerasi/minggu dibutuhkan NaOH 183,2176 kg. 1 D.7 Tangki Air Umpan Boiler (TT 03) Fungsi menampung air yang keluar dari anion exchanger dan kondesat steam yang diresirkulasi untuk kebutuhan air umpan boiler. Tipe Tangki persegi dengan konstruksi Stainless steel. Laju air bersih kg/jam Waktu tinggal 2 jam Jumlah air bersih kg 2 jam 1 jam kg

124 Densitas air bersih kg/m 3 Volume air bersih kg 1000 kg /m 3 107,79 m 3 Faktor kelonggaran 20 % Volume bak (1 + 0,2) 107,79 m 3 129,35 m 3 Tinggi bak 2 m Panjang bak P (perbandingan P dan L adalah 1:1) Volume P L T 129,35 m 3 L 2 2 L 8,042 m P 8,042 m D.8 Bak Air Pendingin (BP 03) Fungsi menampung air pendingin make-up dan air bekas pendingin yang disirkulasi setelah melewati cooling tower. Tipe Tangki persegi dengan konstruksi beton. Laju air bersih ,6 kg/jam Waktu tinggal 1 jam Jumlah air bersih ,6 kg 1 jam ,6 kg Densitas air bersih kg/m 3 Volume air bersih ,6 kg 1000 kg /m 1 jam 3 128,13 m3 Faktor kelonggaran 20 % Volume bak (1 + 0,2) 128,13 m 3 153,75 m 3 Tinggi bak 2 m Panjang bak P (perbandingan P dan L adalah 1:1) Volume P L T 153,75 m 3 L 2 2 L 8,768 m P 8,768 m

125 D.9 Bak Air Domestik (BP 04) Fungsi Tipe Laju air bersih Waktu tinggal Untuk menampung air untuk keperluan domestik. Tangki persegi dengan konstruksi beton ,13 kg/jam 1 jam Jumlah air bersih ,13 kg 1 jam 1 jam ,13 kg Densitas air bersih kg/m 3 Volume air bersih ,13 kg 1000 kg /m 3 15,99 m 3 Faktor kelonggaran 20 % Volume bak (1 + 0,2) 15,99 m 3 19,19 m 3 Tinggi bak 2 m Panjang bak P (perbandingan P dan L adalah 1:1) Volume P L T 19,19 m 3 L 2 2 L P 3,097 m 3,097 m D.10 Cooling Tower (CT 01) Fungsi Tipe Laju air, F w mendinginkan air pendingin sebelum disirkulasi. Induced draft cooling tower ,0947 kg/hr Densitas, ρ w 1000 kg/m 3 Laju Volumetrik air (Q) FF ww ρρ ww ,6 kg/jam kg/m 128,12 kg/hr (635,19 gpm) Suhu air masuk CT o C 113 o F Suhu air keluar CT o C 86 o F Suhu wet bulb 70 o F

126 Suhu approach o F Suhu range o F Konsentrasi air 4 gpm/ft 2 (Perrys edisi 6 hal ). Maka didapat luas permukaan teoritis tower (A) : 635,19 gpm A 2 4gpm/ft 158,7975 ft 2 Power teoritis fan (untuk 100 % standard performance) 0,04 Hp/ft 2 luas tower. Power fan P 0,04 hp/ft 2 158,7975 ft 2 Power motor; BHp 6,3519 hp P efisiensi motor 6,3519 hp 0,87 7,4728 hp Digunakan power motor standar sebesar 8 hp.

127 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI Dalam rencana pra rancangan pabrik pembuatan pektin dari kulit buah kakao ini digunakan asumsi sebagai berikut : 1. Perusahaan beroperasi selama 330 hari dalam setahun. 2. Kapasitas produksi maksimal adalah ton/tahun. 3. Perhitungan didasarkan pada harga peralatan terpasang. 4. Harga alat disesuaikan dengan basis Desember 2010, dimana nilai tukar dollar terhadap rupiah adalah US$ 1Rp 8.975,- (Harian kompas,2010) LE.1 Modal Investasi Tetap LE.1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) A. Biaya Tanah Biaya tanah pada lokasi pabrik diperkirakan Rp ,-/m 2 (Masyarakat Sei Alim asahan, 2010) Harga tanah seluruhnya 9300 m 2 Rp ,-/m 2 Rp ,- Biaya perataan tanah diperkirakan 5 % dari harga tanah seluruhnya Biaya perataan tanah 0,05 Rp ,- (Peters dkk, 2004) Rp ,- Total biaya tanah Rp ,- + Rp ,- Rp

128 B. Harga Bangunan Perincian harga bangunan dapat dilihat pada tabel LE.1 berikut : Tabel LE.1 Perincian harga bangunan Nama Bangunan Luas (m 2 ) Harga (Rp/m 2 ) Jumlah (Rp) Area proses Kantor Parkir Tempat Ibadah Kantin Poliklinik Bengkel Pembangkit Listrik Pengolahan Air Pengolahan Limbah Ruang Boiler Area Kosong Pos Keamanan Jalan Laboratorium Gudang Produk Taman Gudang Bahan Baku Total

129 C. Perincian Harga Peralatan Harga peralatan dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut : CC XX CC YY XX 2. II XX mm XX 2 II YY Dimana : C X Harga alat pada tahun pembelian (2010) C Y Harga alat pada kapasitas yang tersedia I X Index harga pada tahun 2015 I y Index harga pada tahun yang tersedia X 1 Kapasitas alat yang tersedia X 2 Kapasitas alat yang diinginkan m Faktor eksponensial untuk jenis alat yang tersedia Untuk menghitung semua harga peralatan pada pabrik, digunakan Metode Marshall R Swift Equipment Cost Index. Index yang digunakan adalah Chemical Engineering Plant Cost Index (Peters dkk,2004). Tabel LE.2 Data Index Harga Chemical Engineering (CE) Tahun (X i ) Index (Y i ) n 2 X i 2 Y i X i. Y i , ,49 394, , ,36 791, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,00 Total 4.941, , ,06 (Sumber : Peters dkk, 2004)

130 Untuk mencari Index harga pada tahun 2015 digunakan Metode Regresi Koefisien Korelasi, yaitu : (nn. XX ii. YY ii ) XX ii. YY rr ii nn. XX 2 ii ( XX ii ) 2 nn. YY 2 ii ( YY ii ) 2 rr (10 xx 29544,06) (55 x 4941,54) {(10 x 385 (55) 2 )} {55 x (4941,54) 2 } 0,986 Harga koefisien yang mendekati +1 menyatakan bahwa terhadap hubungan linier antar variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah persamaan Regresi Linier. Persamaan umum Regresi Linier adalah Y a + b X Dengan : Y Index harga pada tahun yang dicari (2015) X Variabel tahun ke n a, b Tetapan persamaan regresi dimana a dan b dapat dicari dengan menggunakan rumus : aa XX ii 2 YY ii ( XX ii XX ii. YY ii ) nn. XX ii 2 ( XX ii ) 2 ( ,54) ( ,06 ) (10 385) ,448 bb (nn xx XX ii. YY ii ) ( XX ii YY ii. ) nn. XX ii 2 ( XX ii ) 2 ( ,06) ( ,54 ) (10 385) ,6738 Sehingga persamaa regresi linier adalah : Y a + b.x Y 336, ,6738X Dengan demikian harga index pada tahun 2015 (n 15 tahun, maka X 15) adalah, Y , ,6738 (15) 766,555 Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponennya (m) dianggap 0,6 (Peters dkk, 2004).

131 Contoh perhitungan estimasi harga peralatan : Nama alat : Vaporizer (V 310) Jumlah : 1 unit Luas permukaan (X 2 ) : 272,074 ft 2 (Lampiran C) Untuk Vaporizer (V-310), luas permukaan yang disediakan X 1 272,04 ft 2 C y US$ (Peters dkk,2004) I X ,555 (Persamaan regresi) I y ,6 (Dari tabel LD-2) m 0,54 (Peters dkk,2004) Maka harga Vaporizer pada tahun 2010 : CC XX CC YY XX 2. II XX mm XX 1 II YY CC xx UUUU$ ,074, ,54 272, ,6 US$ ,21 RRRR UUUU$ 1 Rp Dengan cara yang sama perkirakan harga alat proses yang lainnya dapat dilihat pada tabel LE.3, LE.4, LE.5 dan LE.6 untuk perkiraan harga peralatan utilitas pada Pabrik Pembuatan Pektin dari Kulit Buah Kakao.

132 Tabel LE.3 Daftar Peralatan Proses Impor dan Perkiraan Harganya. No. Nama Alat Jumlah Harga Satuan Harga 1 Belt Conveyor (BC-112) Crusher (SR-110) Screw Conveyor (SC) Tangki Ekstraktor (EX-210) Rotary Drum Vacuum Filter (RDVF) Vaporizer (V-310) Kondensor (E-312) Mixer (M-320) Rotary Dryer (RD-340) Blower (B-342) Cooler (E-316) Kondensor (E-352) Kondensor (E-345) Total (Sumber : Peters dkk, 2004) Tabel LE.4 Daftar Peralatan Proses Non Impor dan Perkiraan Harganya. No. Nama Alat Jumlah Harga Satuan Harga 1 Tangki HCl (TT-211) Penampung Cake Kulit (BP-222) Pompa HCl ( J-212) Pompa Ekstraktor (J-221) Pompa Filtrat (J-311) Pompa Produk Bawah Vaporizer (J-315) Pompa Produk Atas Vaporizer (J-313) Tangki Produk Atas Vaporizer (TT-314) Pompa Keluaran Cooler (J-321) Tangki Destilasi (TD-350) Pompa (J-353)

133 12 Tangki penyimpan IPA (TT-354) Pompa IPA (J-322) Pompa (J-331) Pompa Filtrat (J-351) Tangki penampungan produk (TT-344) Total (Sumber : Alibaba.com, 2010) Tabel LE.5 Daftar Peralatan Utilitas Impor dan Perkiraan Harganya. No. Nama Alat Jumlah Harga Satuan Harga 1 Screening (S-01) Sand Filter (SF-01) Penukar Kation (CE-01) Penukar Anion (AE-01) Boiler (B-01) Deaerator (D-01) Clarifier (CL-01) Total (Sumber : Peters dkk, 2004) Tabel LE.6 Daftar Peralatan Utilitas Non Impor dan Perkiraan Harganya. No. Nama Alat Jumlah Harga Satuan Harga 1 Bak Pengendapan (BP-01) Tangki NaOH (TT-07) Tangki asam sulfat (TT-05) Tangki kaporit (TT-03) Kolam Aerasi (C-01) Pompa 1 (J-01) Pompa 2 (J-02) Pompa 3 (J-03) Pompa 4 (J-04)

134 10 Pompa 5 (J-05) Pompa 6 (J-06) Total (Sumber : Alibaba.com, 2010) Harga peralatan tersebut masih merupakan perkiraan, untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut : (Peters dkk, 2004) - 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 % Total 43 % Sedangkan untuk alat non impor, biaya tambahan yang dikenakan hanya sebesar 21 % (yaitu biaya PPn 10%, PPh 10%, transportasi lokal 0,5 % dan biaya tidak terduga 0,5 %) dari harga alat. Maka, total harga peralatan sampai ke lokasi pabrik (1,43 (Rp Rp )) + (1,21 ( Rp Rp )) Rp ,- Biaya pemasangan diperkirakan 10 % dari harga total peralatan (Peters dkk, 2004) Biaya pemasangan 0,1 Rp ,- Rp ,-

135 D. Harga peralatan terpasang (HPT) HPT Total harga peralatan + Biaya Pemasagan Rp Rp Rp ,- E. Instrumentasi dan Alat Kontrol Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 30 % dari total harga peralatan. (Peters dkk, 2004) Biaya instrumentasi dan alat kontrol 0,3 Rp ,- Rp ,- F. Biaya Perpipaan Diperkirakan biaya perpipaan 32 % dari total harga peralatan. (Peters dkk, 2004) Biaya perpipaan 0,32 Rp ,- Rp ,- G. Biaya Instalasi Listrik Diperkirakan biaya intalasi listrik 20 % dari total harga peralatan. (Peters dkk, 2004) Biaya instalasi listrik 0,2 Rp ,- Rp ,- H. Biaya Insulasi Diperkirakan biaya insulasi 25 % dari total harga peralatan. (Peters dkk, 2004) Biaya insulasi 0,25 Rp ,- Rp ,- I. Biaya Investaris Kantor Diperkirakan biaya investaris kantor 5 % dari total harga peralatan. (Peters dkk, 2004)

136 Biaya investaris kantor 0,05 Rp ,- Rp ,- J. Biaya Perlengkapan Kebakaran dan Keamanan Diperkirakan biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan 2 % dari total harga peralatan. (Peters dkk, 2004) Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan 0,02 Rp ,- Rp ,- K. Biaya Sarana Transportasi Tabel LE.7 Biaya Sarana Transportasi No. Jenis Kendaraan Unit Jenis Harga/Unit Harga Total (Rp) (Rp) 1. Mobil Dewan Komisaris 3 New Prius Hybrid A/T Mobil Direktur 1 New Camry 2.4 G A/T Mobil Manajer 5 Fortuner 2.5 G D. A/T Mobil Kabag 11 Avanza 1.3 E M/T Bus Karyawan 4 New Armada Evo M/T Truk 4 Dyna Ps ST M/T Total (Sumber : BeliToyota.com, 2010) Total MITL A + B + D + E + F + G + H + I + J + K Rp ,- LE.1.2 Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL) A. Pra Investasi Diperkirakan 10 % dari total harga peralatan (Peters dkk, 2004) 0,1 Rp ,- Rp ,-

137 B. Engineering dan Supervisi Diperkirakan 5 % dari total harga peralatan (Peters dkk, 2004) 0,05 Rp ,- Rp ,- C. Biaya Engineering dan Supervisi Diperkirakan 5 % dari total harga peralatan (Peters dkk, 2004) 0,05 Rp ,- Rp ,- D. Biaya Kontraktor Diperkirakan 5 % dari total harga peralatan (Peters dkk, 2004) 0,05 Rp ,- Rp ,- E. Biaya Legalitas Diperkirakan 1 % dari total harga peralatan (Peters dkk, 2004) 0,01 Rp ,- Rp ,- F. Biaya Tak Terduga Diperkirakan 15 % dari total harga peralatan (Peters dkk, 2004) 0,15 Rp ,- Rp ,- Total MITTL Total MIT A + B + C + D + E + F Rp ,- MITL + MITTL Rp Rp Rp ,-

138 LE.2 Modal Kerja Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 3 bulan (90 hari). LE.2.1 Persediaan Bahan Baku a. Persediaan Bahan Baku Proses 1. Kulit kakao kering Kebutuhan 6.344,56 kg/jam Harga/kg Rp /kg (Kompas, 2010) Harga total 90 hari 24 jam 6.344,56 kg/jam Rp. 3000/kg Rp ,- 2. Larutan HCl Kebutuhan 639,76 kg/jam Yang bisa digunakan kembali 231,98 kg/jam Harga/kg Rp /kg (Icis Pricing, 2010) Harga total 90 hari 24 jam (639,76 231,98) kg/jam Rp /kg Rp ,- 3. Larutan Isopropil Alkohol Kebutuhan 1.288,4 liter/jam (A&K Petrochem, 2010) Yang bisa digunakan kembali 962,68 liter/jam Harga/liter Rp /liter Harga total 90 hari 24 jam (1288,4 962,68) liter/jam Rp /liter Rp ,- b. Persediaan Bahan Baku Utilitas 1. Natrium Hidroksida (NaOH) Kebutuhan 2,3108 kg/jam Harga Rp ,-/kg (Icis Pricing, 2010) Harga total 90 hari 2,3108 kg/jam 24 jam Rp /kg Rp ,-

139 2. Asam sulfat (H 2 SO 4 ) Kebutuhan 71,5576 kg/jam Harga Rp ,-/kg (Icis Pricing, 2010) Harga total 90 hari 71,5576 kg/jam 24 jam Rp ,-/kg Rp ,- 3. Kaporit Kebutuhan 0,12 kg/jam Harga Rp ,-/kg (Iklanmax.com, 2010) Harga total 90 hari 0,12 kg/jam 24 jam Rp ,-/kg Rp ,- 4. Solar Kebutuhan 16,405 liter/jam Harga Rp ,-/liter (PT. Pertamina, 2010) Harga total 90 hari 16,405 liter/jam 24 jam Rp ,-/liter Rp ,- 5. Alum (Al 2 (SO 4 ) 3.18H 2 O) Kebutuhan 1,7509 kg/jam Harga Rp ,-/kg (PT. HSCM, 2010) Harga total 90 hari 1,7509 kg/jam 24 jam Rp ,-/kg Rp ,- 6. Natrium Karbonat (Na 2 CO 3 ) Kebutuhan 0,495 kg/jam Harga Rp ,-/kg (PT. HSCM, 2010) Harga total 90 hari 0,495 kg/jam 24 jam Rp ,-/kg Rp ,- Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 (tiga) bulan adalah Rp ,-

140 Maka total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 (satu) tahun adalah Rp ,-/90 hari 330 hari/90 hari Rp LE.2.2 Kas 1. Gaji Pegawai Tabel LE.8 Perincian Gaji Pegawai No Jabatan Jumlah Gaji/bulan (Rp) Gaji Total (Rp) 1 Dewan Komisaris Direktur Sekretaris Manajer Staff Ahli Kepala Bagian Kepala Seksi Karyawan Dokter Perawat Petugas Keamanan Petugas Kebersihan Supir Total 160 Total Total gaji pegawai selama 3 bulan 3 Rp ,- Rp ,- 2. Biaya Administrasi Umum Diperkirakan 5 % dari gaji pegawai 0,05 Rp ,- Rp ,-

141 3. Biaya Pemasaran Diperkirakan 5 % dari gaji pegawai 0,05 Rp ,- Rp ,- 4. Pajak Bumi dan Bangunan Dasar perhitungan Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) mengacu kepada Undang Undang RI No. 20 Tahun 2000 Jo UU No.21 Tahun 1997 tentang Bea Perolehan Hak atas Tanah dan Bangunan adalah sebagai berikut : - Yang menjadi objek pajak adalah perolehan hak atas tanah dan hak 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 mengalikan tarfi 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. Tabel LE.9 Wajib Pajak Pabrik Pembuatan Pektin dari Kulit Kakao Objek Pajak Luas (m 2 ) NPOP (Rp) Per m 2 Jumlah Bumi Bangunan , Nilai Perolehan Objek Pajak (NPOP) sebagai dasar pengenaan PBB Rp Rp Rp ,- Bangunan yang tidak kena pajak ialah tempat ibadah yaitu sebesar 100 m 2 NPOP Tidak Kena Pajak Rp ,- NPOP untuk penghitung PBB Rp Rp Rp ,-

142 Pajak Bumi dan Bangunan yang terutang 5 % Rp ,- Rp ,- Pajak Bumi dan Bangunan per 3 bulan (3/12) Rp ,- Rp ,- Tabel LE.10 Perincian Biaya Kas per 3 Bulan No Jenis Biaya Jumlah (Rp.) 1 Gaji Pegawai Administrasi Pemasaran Pajak Bumi dan Bangunan Total LE.2.3 Biaya Start-Up Diperkirakan 12 % dari Modal Investasi Tetap (Peters dkk, 2004) 0,12 Rp ,- Rp ,- LE.2.4 Piutang Dagang PPPP IIII 12 Dimana : PD Piutang dagang IP Jangka waktu kredit yang diberikan (3 bulan) HPT Hasil penjualan tahunan 1. Penjualan Pektin Produksi pektin kulit kakao kg/tahun Harga jual pektin adalah Rp ,31/kg (AUIC, 2010) Hasil penjualan pektin per tahun, kg/tahun Rp ,31/kg Rp ,- 2. Penjualan Cake Kulit Kakao Produksi cake kulit kakao kg/tahun Harga jual cake per kg adalah Rp. 250/kg (Kompas, 2010)

143 Hasil penjualan cake per tahun, kg/tahun Rp. 250/kg Rp ,- 3. Penjualan Larutan Pektin Encer Produksi larutan pektin encer kg/tahun Harga jual larutan per kg adalah Rp. 850/kg Hasil penjualan larutan pektin encer per tahun, kg/tahun Rp. 850/kg Rp ,- Total Hasil Penjualan Tahunan Rp Rp Rp Rp ,- Piutang dagang 3 Rp ,- 12 Rp ,- Tabel LE.11 Perincian Modal Kerja No Jenis Biaya Jumlah (Rp.) 1 Bahan baku proses dan utilitas Kas Start up Piutang Dagang Total Total Modal Investasi Modal Investasi Tetap + Modal Kerja Rp Rp Rp ,-

144 Modal ini berasal dari : 1. Modal Sendiri 60 % dari total modal investasi 0,6 Rp ,- Rp ,- 2. Pinjaman dari Bank 40 % dari total modal investasi 0,4 Rp ,- Rp ,- LE.3 Biaya Produksi Total LE.3.1 Biaya Tetap (Fixed Cost FC) A. Gaji Tetap Karyawan Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah 3 bulan gaji yang diberikan sebagai tunjangan, sehingga Gaji total (12 + 3) Rp Rp ,- B. Bunga Pinjaman Bank Diperkirakan 8,25 % dari modal pinjaman bank (Bank Mandiri, 2010) 0,0825 Rp ,- Rp ,- C. Despresiasi dan Amortiasi Pengeluaran untuk memperoleh harta berwujud yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun harus dibebankan sebagai biaya untuk mendapatkan, menagih, dan memelihara penghasilan melalui penyusutan (Rusdji, 2004). Pada Perancangan pabrik ini, dipakai metode garis lurus atau straight line method. Dasar penyusutan menggunakan masa manfaat dan tarif penyusutan sesuai dengan Undang Undang Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 Pasal 11 ayat 6 seperti yang tertera pada tabel LE.12 berikut ini.

145 Tabel LE.12 Aturan Depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No.17 Tahun 2000 Wujud Harta Masa (Tahun) Tarif (%) Beberapa Jenis Harta I. Bukan Bangunan 1. Kelompok ,00 Mesin kantor, Perlengkapan 2. Kelompok ,25 Kendaraan, Truk kerja 3. Kelompok ,25 Mesin Industri Kimia II. Bangunan Permanen 20 5,00 Bangunan, Sarana penunjang (Sumber : Rusdji, 2004) Despresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol. DD PP LL nn Dimana : D Despresiasi per tahun P L Harga awal peralatan 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 dan disebut amortiasi. Biaya amortiasi diperkirakan 20 % dari MITTL, sehingga Amortiasi 0,2 Rp ,- Rp ,- Tabel LE.13 Perkirakan Biaya Depresiasi Komponen Biaya (Rp) Umur (tahun) Depresiasi (Rp) Bangunan Peralatan proses Peralatan utilitas Instrumentasi Perpipaan

146 Instalasi listrik Insulasi Invertaris kantor Perlengkapan Sarana transportasi Total (Sumber : Peters dkk, 2004) Total biaya depresiasi dan amortiasi Rp Rp Rp ,- D. Biaya Tetap Perawatan - Perawatan mesin dan alat-alat proses Diperkirakan 5 % dari harga peralatan terpasang (Peters dkk, 2004) 0,05 Rp ,- Rp ,- - Perawatan bangunan Diperkirakan 5 % dari harga bangunan (Peters dkk, 2004) 0,05 Rp ,- Rp ,- - Perawatan kendaraan Diperkirakan 5 % dari harga kendaraan (Peters dkk, 2004) 0,05 Rp ,- Rp ,- - Perawatan instrumentasi dan alat kontrol Diperkirakan 5 % dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Peters dkk, 2004) 0,05 Rp ,- Rp ,- - Perawatan perpipaan Diperkirakan 5 % dari harga perpipaan (Peters dkk, 2004) 0,05 Rp ,- Rp ,- - Perawatan instalasi listrik Diperkirakan 5 % dari harga instalasi listrik (Peters dkk, 2004) 0,05 Rp ,- Rp ,-

147 - Perawatan insulasi Diperkirakan 5 % dari harga insulasi (Peters dkk, 2004) 0,05 Rp ,- Rp ,- - Perawatan invertaris kantor Diperkirakan 5 % dari harga invertaris kantor (Peters dkk, 2004) 0,05 Rp ,- Rp ,- - Perawatan perlengkapan kebakaran Diperkirakan 5 % dari harga perlengkapan kebakaran (Peters dkk, 2004) 0,05 Rp ,- Rp ,- Total biaya perawatan Rp ,- E. Biaya Tambahan (Plant Overhead Cost) Diperkirakan 5 % dari modal investasi tetap (Peters dkk, 2004) 0,05 Rp ,- Rp ,- F. Biaya Laboratorium, Penelitian dan Pengembangan Diperkirakan 5 % dari biaya tambahan (Peters dkk, 2004) 0,05 Rp ,- Rp ,- G. Hak Paten dan Royalti Diperkirakan 1 % dari modal investasi tetap (Peters dkk, 2004) 0,01 Rp ,- Rp ,- H. Biaya Asuransi - Asuransi pabrik diperkirakan 0,31 % dari modal investasi tetap (AAJI, 2010) 0,0031 Rp ,- Rp ,- - Asuransi karyawan Premi asuransi Rp /tenaga kerja (PT. Prudential L.A., 2010) 160 tenaga kerja Rp /tenaga kerja Rp ,-

148 Total biaya asuransi Rp ,- I. Pajak Bumi dan Bangunan PBB Rp ,- Total biaya tetap, FC A + B + C + D + E + F + G + H + I Rp ,- LE.3.2 Biaya Variabel A. Biaya Variabel Bahan Proses dan Utilitas per tahun Rp ,- B. Biaya Variabel Pemasaran Diperkirakan 5 % dari biaya variabel bahan baku 0,05 Rp ,- Rp ,- C. Biaya Variabel Perawatan dan Penanganan Lingkungan Diperkirakan 0,5 % dari biaya variabel bahan baku 0,005 Rp ,- Rp ,- D. Biaya Variabel Lainnya Diperkirakan 2 % dari biaya variabel bahan baku 0,02 Rp ,- Rp ,- Total biaya variabel Rp ,- Total biaya produksi Biaya tetap + Biaya variabel Rp Rp Rp ,-

149 LE.3.3 Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan A. Laba Sebelum Pajak Laba awal Total penjualan Total biaya produksi Rp Rp Rp ,- Bonus karyawan 0,5 % Laba sebelum pajak 0,0005 Rp ,- Rp ,- Pengurangan bonus atas laba sebelum pajak sesuai dengan UU RI No. 17/00 Pasal 6 ayat 1 sehingga : Laba sebelum pajak Rp Rp Rp ,- B. Pajak Penghasilan Berdasarkan Keputusan Menkeu RI Tahun 2004, pasal 17, tentang Tarif Pajak penghasilan adalah : - 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.( ) Rp ,- Laba Setelah pajak Laba setelah pajak Total PPh Rp ,- laba sebelum pajak PPh Rp Rp Rp ,-

150 LE.4 Analisa Aspek Ekonomi A. Profit Margin (PM) PPPP PPPP LLLLLLLL ssssssssssssss pppppppppp tttttttttt pppppppppppppppppp Rp Rp % 100 % 45,22 % Profit Margin sebesar 45,22 % menunjukkan keuntungan perusahaan yang diperoleh tiap tahunannya. B. Break Even Point (BEP) BBBBBB BBBBBB BBBBBBBBBB TTTTTTTTTT tttttttttt pppppppppppppppppp BBBBBBBBBB VVVVVVVVVVVVVVVV 100 % Rp Rp Rp % 14,46 % BEP merupakan titik keseimbangan penerimaan dan pengeluaran dari suatu pabrik/unit dimana semakin kecil BEP maka perusahaan semakin baik. BEP biasanya tidak lebih dari 50 %, maka dari hasil di atas diketahui pendapatan dan pengeluaran sebanding. Kapasitas produksi pektin kulit kakao pada titik BEP, 14,46 % kg/tahun ,84 kg Nilai penjualan pada titik BEP 14,46 % Rp ,- Rp ,- C. Return of Network (RON) RON RON Laba setelah pajak modal sendiri 100 % Rp Rp % 98,63 %

151 D. Return of Investment (ROI) RRRRRR RRRRRR LLLLLLLL ssssssssssss h pppppppppp tttttttttt mmmmmmmmmm iiiiiiiiiiiiiiiiii 100 % Rp Rp % 59,18 % E. Pay Out Time (POT) PPPPPP POT 1 RRRRRR 1 tttthuuuu 1 0, tttthuuuu 1,69 Tahun 2 Tahun POT selama 2 tahun merupakan jangka waktu pengembalian modal dengan asumsi bahwa perusahaan beroprasi dengan kapasitas penuh tiap tahun. F. Internal Rate of Return (IRR) Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan pengeluaran dari tahu yang disebut Cash Flow. Untuk memperoleh cash flow diambil ketentuan sebagai berikut : - Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10 % tiap tahun - Harga tanah 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 laba sesudah pajak + depresiasi

152 BEP 14,46 % Gambar LE.1 Grafik BEP Pabrik Pektin dari Kulit Kakao dengan Kapasitas Produksi ton/ tahun

153 Tabel LE.14 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) IRR ii 1 + Σ PPPPii 1 Σ PPPPii 1 Σ PPPPii 2 (ii 2 ii 1 ) IRR 70% + IRR 70,80 % Rp Rp ( Rp ) (71 % 70 %)