LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Transkripsi

1 LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Kapasitas Produksi : ton/tahun (dengan kemurnian 90%) Dasar Perhitungan Satuan massa Satu tahun operasi Satu hari operasi : 1 jam operasi : kilogram : 00 hari : 4 jam Kapasitas produksi : 7.775ton 1tahun 1000kg = X X tahun 00hari ton X 1hari 4 jam =.857,70 kg/jam 1. Ball Mill (SR-10) F 1 Tanin Air F 1 Tanin Air Pada ball mill tidak ada perubahan jumlah massa pada setiap komponen F 1 tanin = F 1 tanin Tabel L.B-1 Neraca Massa Dalam Ball Mill (SR-10) Komponen Masuk (kg/jam) Masuk (kg/jam) F 11 F 1 Tanin.694,40.694,40 Air 16, 16, Total.857,70.857,70

2 . Rotary Cooler (RC-101) F 10 Tanin Air F 1 Tanin Air Pada rotary cooler tidak ada perubahan massa F 10 = F 1 Tabel. LA- Neraca Masa Pada Rotary Cooler Komponen Masuk (kg/jam) Masuk (kg/jam) F 11 F 1 Tanin.694,40.694,40 Air 16, 16, Total.857,70.857,70. Rotary Dryer (DE-101) F 11 Air F 9 Tanin Air F 10 Tanin Air

3 Neraca massa total : F 9 = : F 10 + F 11 Diasumsikan efisiensi alat pada drier sebesar 90%, jadi masih terdapat 10% air yang terikut pada produk utama tanin Tanin = F 9 tanin = 4.4,156 kg/jam F 9 tanin = F 10 tanin = 4.4,156 kg/jam H O F 9 H O = kg/jam F 9 H O = 0,1 X F 10 H O F 10 H O = 0,1 X kg/jam = 196kg/jam F 11 H O = kg/jam 196 kg/jam = kg/jam Tabel. LA- Neraca Masa Pada Rotary Dryer Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) F 8 F 10 F 11 Tanin.694,40.694,40 - Air 1.6,8 16, 1.469,9 Total 5.7,7 5.7,7 4. Kondensor (E-101) F 15 Etanol Air. Pada kondensor tidak ada perubahan massa F 14 = F 15 F 14 Etanol Air

4 Tabel. LA-4 Neraca Masa Pada Condensor Komponen Masuk (kg/jam) Masuk (kg/jam) F 14 F 15 Etanol 9.999, ,74 Air,, Total 40.0, ,07 5. Evaporator (FE-101) F 14 Etanol Air F 8 Tanin Etanol Air F 9 Tanin Air Neraca massa total : F 8 = : F 9 + F 14 Diasumsikan effisiensi alat adalah 98%,semua etanol akan teruapkan kecuali tanin karena memiliki titik uap yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan etanol dan air. Tanin F 8 W tanin = F 9 W tanin 4.4,156 kg/jam = 4.4,156 kg/jam Etanol F 8 W etanol = F 14 W etanol ,98 kg/jam = F 14 W etanol F 14 W etanol = ,98 kg/jam Air

5 F 8 W air = %F 14 W air.000 kg/jam = F 14 W air F 14 W air = 40 kg/jam Sehingga pada F 9 masih terdapat air yang terikut pada tanin F 9 W air = F 8 W air - F 14 W air =.000 kg/jam 40 kg/jam = kg/jam Tabel LA-5 Neraca massa pada evaporator Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) F 8 F 14 F 9 Tanin.694, ,40 Etanol 9.999, ,74 - Air 1.666,6, 1.6,68 Total 45.60, ,76 6. Tangki Pengendapan (TT-10) F 7 Tanin Etanol Air F 8 Tanin Etanol Air Neraca massa total : F 7 = F 8 Tabel. LA-6 Neraca Massa pada tangki Pengendapan (TP-01)

6 Komponen Masuk (Kg/jam) Keluar (Kg/jam) F 7 F 8 Tanin.694,40.694,40 Etanol 9.999, ,74 Air 1.666, ,6 Total 45.60, ,76 7. Filter Press (P-101) F 5 Tanin Etanol Air Impuritis F 7 Tanin Etanol Air F 6 Impuritis F 5 = F 6 + F 7 F 5 =1.,844 kg/jam + 544,956 kg/jam F 5 = ,58 kg/jam Komposisi pada alur F 6 Impuritis F 5 W 5 impuritis = F 6 W 6 impuritis 1.,844 kg/jam = F 6 W 6 impuritis F 6 W 6 impuritis =1.,844 kg/jam W 6 impuritis = 1 Komposisi pada alur F 7 Tanin

7 F 5 W 5 tanin = F 7 W 7 tanin 4.4,156 kg/jam = 4.4,156 F 6 W 6 1 kg/jam F 7 W 7 1 = 4.4,156 kg/jam Etanol F 5 W 5 etanol W 1 7 = 0,0814 = F 7 W 7 etanol ,980 kg/jam =47.999,980 kg/jam F 7 W 7 etanol =47.999,980 kg/jam W 7 etanol = 0,881 Air F 5 W 5 air = F 7 W 7 air 000 kg/jam =000 F 7 7 W air F 7 W 7 air = 000 kg/jam W 7 air = 0,067 Tabel LA.7 Neraca Massa Pada Filter Press Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen F 5 F 6 (Dibuang Kepenampungan limbah) Tanin.694, ,40 Impuritis , ,79 - Etanol 9.999, ,74 Air 1.666, ,6 Total , ,1 F 7 7. Tangki Ekstraktor (TT-10)

8 F 4 Etanol Air F Impuritis Tanin F 5 Impuritis Tanin Etanol Air Perbandingan bahan baku dengan pelarut = 1: (Rumokoi,199) Komposisi biji pinang (Deptan LIPTAN,199) Tanin = 6,6% Impuritis = 7,4% Umpan mauk ekstraktor F = Laju bahan baku masuk ke ekstraktor = ,6 kg/jam Tanin = 0,66 x ,6 kg/jam = 4.4,156kg/jam Impuritis = 0,74 x ,6 kg/jam = 1.,8 Umpan masuk ke ekstraktor dari tangki etanol F 4 = x F = x ,6 = ,98 kg/jam F 4 W 4 etanol = 0,96 x ,98 = ,98kg/jam F 4 W 4 air = 0,04 x ,98 = 000kg/jam Neraca massa total : F + F 4 = F ,6 kg/jam ,98 kg/jam = F ,58 kg/jam = F 5 Komposisi pada alur F 5 Tanin F W tanin = F 5 W 5 tanin 4.4,156 kg/jam = 4.4,156 F 5 W 4 1 kg/jam F 5 W 5 1 = 4.4,156 kg/jam

9 Impuritis F W impuritis W 1 5 = 0,0665 = F 5 W 5 impuritis 1.,844 kg/jam = F 5 W 5 impuritis F 5 W 5 impuritis =1.,844 kg/jam W 5 impuritis = 0,185 Etanol F 4 W 4 etanol = F 5 W 5 etanol ,980 kg/jam =47.999,980 kg/jam F 5 W 5 etanol =47.999,980 kg/jam W 5 etanol = 0,7 Air F 4 W 4 air = F 5 W 5 air 000 kg/jam =000 F 5 5 W 4 F 5 W 5 air = 000kg/jam W 4 air = 0,0 Tabel LA.8 Neraca massa pada ekstraktor Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) F F 4 F 5 Tanin.694, ,40 Impuritis , ,79 Etanol , ,74 Air , ,6 Total , ,1 8. Ball Mill (SR-10)

10 F Impuritis Tanin F Impuritis Tanin Pada ball mill tidak ada perubahan jumlah komponen, hanya terjadi penghancuran biji pinang menjadi serbuk pinang F tanin F impuritis = F tanin = F impuritis 9. Hammer Crusher (SR-101) F 1 Impuritis Tanin F Impuritis Tanin Pada hammer crusher tidak ada perubahan jumlah komponen, hanya terjadi pemotongan biji pinang F 1 tanin F 1 impuritis = F tanin = F impuritis LAMPIRAN B

11 PERHITUNGAN NERACA ENERGI Basis Perhitungan Suhu referensi Suhu lingkungan Satuan Perhitungan : 1 jam operasi : 5 o C = 98 K : 0 O C = 0 K : kkal/jam Diketahui : Cp tanin (j/mol K) = 18, ,4458x 10-0,848 x10-4 T +,006 x10-8 T (Perry, 1984) Kalor laten () Etanol = 01,1854 kkal/kg (Reklaitis, 198) Cp etanol liquid = 0,670 kkal/mol (Geankoplis,198) Cp etanol uap = 0,505 kkal/kg (Geankoplis, 198) Cp air = 1 kkal/kg (Geankoplis, 198) Cp impuritis = 0,54 kkal/kg (Perry, 1984) 1. Hammer Crusher (SR-101) Q 1 Impuritis Tanin Q Impuritis Tanin Pada hammer crusher tidak ada perubahan jumlah energi pada setiap komponen, Q 1 tanin Q 1 impuritis = Q tanin = Q impuritis. Ball Mill (SR-10) Q Impuritis Tanin Q Impuritis Tanin Pada ball mill tidak ada perubahan jumlah energi pada setiap komponen, hanya

12 Q tanin Q impuritis = Q tanin = Q impuritis. Tangki Ekstraktor (TT-10) Q T= 0 o C Etanol Air Steam T= 10 o C Q T= 0 o C Tanin Impuritis Q 4 T= 75 o C Tanin Impuritis Etanol Air Energi Masuk Pada Alur a. Tanin 0K Cp Tanin = ( 18,4991 1,458x10 98K T 0,848x10 4 T,006x10 8 T ) dt 1,458x10 = 18,4991 (5) + (0 98 ) -,848x10 8,006x (0 98 ) + (0 98 ) = 9, , ,0540 +,74166 =57,45441J/mol = 0,061789kkal/mol Q Tanin = N Tanin 0K 98K 0K = FTanin Cp BM Tanin 98K Cp Tanin dt Tanin dt kmol kkal 1000mol kkal =,605 x0, x 1.609,96 jam mol 1kmol jam b. Impuritis

13 Q Impuritis = m x Cp x dt = 1.,844 kg/jam x 0,54 kkal/kg o C (0-5) o C = 7.54,8 kkal/jam Total Q masuk pada alur = 9.14,78 kkal/jam Pada Alur 4 a. Etanol = 9.999,74 kg/jam x0,670 kkal/kg o C (0-5) o C = 1.999,9 kkal/jam b. Air Q 4 Air = m x Cp x dt = 1.666,6 kg/jam x 1 kkal/kg o C (0-5) o C = 8. kkal/jam Total Q masuk pada alur 4 = 14.,9 kkal/jam Total Q masuk = 9.14,78 kkal/jam +14.,9 kkal/jam = ,71 kkal/jam Energi Keluar Pada Alur 5 a. Tanin 48K Cp Tanin = ( 18,49911,458x10 98K T 0,848x10 4 1,458x10 = 18,4991 (50) + (48 98 ) - 0,848x10 (48 T,006x10 8,006x ) + (48 98 ) 4 = 9, , ,50 + 4,491 =.671,5069 J/mol = 0,064117kkal/mol 8 T ) dt Q 5 Tanin = N 5 Tanin 48K 98K Cp Tanin dt

14 48K 5 = FTanin Cp BM = b. Impuritis Tanin 98K Tanin dt kmol kkal 1000 mol,605 x0, x 1.670,47 jam mol 1kmol Q 5 Impuritis = m x Cp x dt = ,79 kg/jam x 0,54 kkal/kg o C (75-5) o C = 75.48, kkal/jam kkal jam c. Etanol Q 5 Etanol = 9.999,74 kg/jam x 0,670 kkal/kg o C (75-5) o C = ,9 kkal/jam d. Air Q 5 Air = m x Cp x dt = 1.666,6 kg/jam 1 kkal/kg o C (75-5) o C = 8.0 kkal/jam Total Q keluar pada alur 5 = 1.670,47 kkal/jam , kkal/jam ,9 kkal/jam + 8. kkal/jam = ,77 kkal/jam Total Q steam = Q keluar - Q masuk = ,77 kkal/jam ,71 kkal/jam = kkal/jam Jadi energi yang dihasilkan oleh steam pada alur masuk sebesar ,049 kkal/jam Sebagai media pemanas digunakan steam pada suhu 10 o C =.716,484 kj/kg (Reklaitis, 19760) o 10 C =.716,484 kj/kg x 1kkal / kg 4,184 kj / kg = 649,55 kkal/kg maka laju steam yang dibutuhkan

15 ,049kkal / jam Q Steam = 649,55kkal / kg =.9,195 kg/jam Tabel LB.1 Neraca Energi Dalam Ekstraktor Komponen Energi Masuk (kkl/jam) Energi Keluar (kkl/jam) Alur F Alur F 4 Alur F 5 Tanin Impuritis Etanol Air Steam 1.609,6 9.14, , , , , ,9 8.0 Total , ,77 5. Filter Press (P-101) Q 5 T=75 o C Tanin Etanol Air Impuritis Q 7 Tanin Etanol Air T=75 o C Q 6 T = 75 o C Impuritis Pada filter press tidak ada perubahan energi Q 5 = Q 6 + Q 7 Tabel LB. Neraca Energi Dalam Filter Press

16 Energi Masuk (kkl/jam) Energi Keluar (kkl/jam) Komponen Alur F Alur F 4 Alur F 5 Tanin 1.609, ,47 Impuritis 9.14, , Etanol , ,9 Air Steam ,048 Total , ,77 6. Tangki Pengendapan (TT-10) Air Pendingin T= 5 o C Q 7 Tanin Etanol Air T= 75 o C Q 8 Tanin Etanol Air T= 0 o C Air pendingin buangan 40 o C Energi Masuk Pada Alur 7 a. Tanin 48K Cp Tanin = ( 18,49911,458x10 98K T 0,848x10 4 1,458x10 = 18,4991 (50) + (48 98 ) - 0,848x10 (48 T,006x10 8,006x ) + (48 98 ) 4 = 9, , ,50 + 4,491 8 T ) dt

17 =.671,5069 J/mol = 0, kkal/mol Q 7 Tanin = N 7 Tanin 48K 98K 48K 7 = FTanin Cp BM = Tanin 98K Cp Tanin dt Tanin dt kmol kkal 1000mol,605 x0, x 1.670,47 jam mol 1kmol b. Impuritis Q 7 Impuritis = m x Cp x dt = ,79 kg/jam x 0,54 kkal/kg o C (75-5) o C = 75.48, kkal/jam kkal jam c. Etanol Q 7 Etanol = 9.999,74 kg/jam x 0,670 kkal/kg o C (75-5) o C = ,9 kkal/jam d. Air Q 7 Air = m x Cp x dt = 1.666,6 kg/jam 1 kkal/kg o C (75-5) o C = 8.0 kkal/jam Total Q masuk pada alur 7 = 1.670,47 kkal/jam , kkal/jam ,9 kkal/jam kkal/jam = ,77 kkal/jam Energi Keluar Pada Alur 8 a. Tanin 0K Cp Tanin = ( 18,49911,458x10 98K T 0,848x10 4 T,006x10 8 T ) dt

18 1,458x10 = 18,4991 (5) + (0 98 ) -,848x10 8,006x (0 98 ) + (0 98 ) = 9, ,5065 8,0540 +,74166 = 57,45441 J/mol = 0, kkal/mol Q 8 Tanin = N 8 Tanin 0K 98K 0K 8 = FTanin Cp BM Tanin 98K Cp Tanin dt Tanin dt = kmol kkal 1000mol kkal,605 x0, x 160,960 jam mol 1kmol jam b. Etanol Q 8 Etanol c. Air Q 8 Air = m x Cp x dt = 9.999,74 kg/jam x 0,670 kkal/kg o C (0-5) o C =1.999,19 kkal/jam = m x Cp x dt = 1.666,6 kg/jam 1 kkal/kg o C (0-5) o C = 8. kkal/jam Total Q keluar pada alur 8 = 14.49,150 kkal/jam Panas yang diserap Total Q diserap = Q keluar Q masuk = 14.49,150 kkal/jam ,77 kkal/jam = ,619 kkal/jam Jadi, energi yang diserap oleh air pendingin pada alur keluar sebesar ,619 kkal/jam. Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan : Kondisi masuk air pendingin pada T= 5 o C Kondisi air pendingin keluar T = 40 o C

19 H (5 0 C) = 104,8 kj/kg H (40 0 C) = 167,4 kj/kg λ = H (5 0 C) H (40 0 C) = (104,8 167,4) = -6,5 kj/kg ,619kJ / Jumlah air pendingin yang diperlukan (m) = Q / = 6,5 kj / kg jam = 4.9,945 kg/jam Tabel LB- Neraca Energi Dalam Tangki Pengendapan Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam Alur Q 7 Alur Q 8 Tanin Etanol Air Q diserap 1.670, , , , ,619 Total 14.49, , Evaporator (FE-101) Q 14 T= 85 o C Etanol Air Steam masuk T=10 o C Q 8 T = 0 o C Tanin Etanol Air Q 9 T =85 o C Tanin Air

20 Energi Masuk Pada Alur 8 a. Tanin 0K Cp Tanin = ( 18,49911,458x10 98K T 0,848x10 1,458x10 = 18,4991 (5) + (0 98 ) -,848x10 4 T,006x10 8,006x (0 98 ) + (0 98 ) = 9, ,5065 8,0540 +,74166 = 57,45441 J/mol = 0, kkal/mol 8 T ) dt Q 8 Tanin = N 8 Tanin = b. Etanol Q 8 Etanol c. Air Q 8 Air 0K 98K 0K 8 = FTanin Cp BM Tanin 98K Cp Tanin dt Tanin dt kmol kkal 1000mol kkal,605 x0, x 160,960 jam mol 1kmol jam = m x Cp x dt = 9.999,74 kg/jam x 0,670 kkal/kg o C (0-5) o C =1.999,19 kkal/jam = m x Cp x dt = 1.666,6 kg/jam 1 kkal/kg o C (0-5) o C = 8. kkal/jam Total Q masuk pada alur 8 = 14.49,089 kkal/jam Energi Keluar Pada Alur 9 a. Tanin

21 58K Cp Tanin = ( 18,49911,458x10 98K T 0,848x10 4 1,458x10 = 18,4991 (60) + (5 98 ) -,848x10 T 8,006x (5 98 ) + (5 98 ) = 1.109, ,45 1, ,19 =.79,78 J/mol = 0,8111 kkal/mol Q 9 Tanin = N 9 Tanin = b. Air Q 9 Air 58K 98K 58K 9 = FTanin Cp BM Tanin 98K Cp Tanin dt Tanin dt kmol kkal 1000mol kkal,605 x0,8111 x.11,915 jam mol 1kmol jam = m x Cp x dt,006x10 = 1.66,6 kg/jam 1 kkal/kg o C (85-5) o C = kkal/jam Total Q keluar pada alur 9 =.11,915 kkal/jam kkal/jam = ,915 kkl/jam Pada Alur 14 a. Etanol 8 T ) dt Q 14 Etanol d. Air Q 14 Air = m x Cp x dt + m x λ Etanol = 9.999,74 kg/jam x 0,505 kkal/kg o C (85-5) o C ,74 kg/jam x 04,6 kkal/kg = ,1 kkal/jam ,89 kkal/jam = 9.8.9,014 kkal/jam = m x Cp x dt + m x λ Air = 40 kg/jam 1 kkal/kg o C (85-5) o C + 40 kg/jam 6,80 kkal/jam

22 = 400 kkal/jam + 5.5,04 kkal/kg = 7.75,065 kkal/jam Total Q keluar pada alur 14 = 9.8.9,014 kkal/jam ,065 kkal/jam = ,079 kkal/jam Total Q keluar = ,915 kkal/jam ,079 kkal/jam = ,994 kkal/jam Total Q steam = Q keluar - Q masuk = ,994 kkal/jam 14.49,089 kkal/jam = ,905 kkal/jam Jadi energi yang dihasilkan oleh steam pada alur masuk sebesar ,905 kkal/jam H10 o C =.716,484 kj/kg H 85 o C = 55,856 kj/kg λ = H (10 0 C) H (85 0 C) =.716,484-55,856 =.60,68 kj/kg x 1kkal / kg 4,184 kj / kg = 564,0 kkal/kg maka laju steam yang dibutuhkan : Q Steam = ,905kkal / jam 564,0kkal / kg = 1.804,54 kg/jam Tabel LB- 4 Neraca Energi Dalam Evaporator Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam Alur Q 8 Alur Q 9 Alur Q 14 Tanin 160,960.11,915 - Etanol 1.999, ,15 Air Q steam ,979 Total , ,068

23 8. Kondensor (E-101) Air Pendingin T= 5 o C Q 15 T= 0 o C Etanol Air (cair) Q 14 T = 85 o C Etanol Air (uap). Air Pendingin buangan T = 40 o C Energi Masuk Pada Alur 14 a. Etanol Q 14 Etanol b. Air = m x Cp x dt + m x λ Etanol = 9.999,74 kg/jam x 0,505 kkal/kg o C (85-5) o C ,74 kg/jam x 04,6 kkal/kg = ,1 kkal/jam ,89 kkal/jam = 9.8.9,014 kkal/jam Q 14 Air = m x Cp x dt + m x λ Air = 40 kg/jam 1 kkal/kg o C (85-5) o C + 40 kg/jam 6,80 kkal/jam = 400 kkal/jam + 5.5,04 kkal/jam = 7.75,065 kkal/jam Total Q masuk pada alur 14 = 9.8.9,014 kkal/jam ,065 kkal/jam = ,079 kkal/jam Energi Keluar a. Etanol Q 15 Etanol = m x Cp x dt + m x λ Etanol = 9.999,74 kg/jam x 0,505 kkal/kg o C (0-5) o C ,74 kg/jam x 01,1854 kkal/kg

24 = ,45 kkal/jam ,69 kkal/jam = ,06 kkal/jam b. Air Q 15 Air = m x Cp x dt + m x λ Air = 40 kg/jam 1 kkal/kg o C (0-5) o C + 40 kg/jam x 0,04 kkal/kg = 00 kkal/jam + 101,708 kkal/kg = 1.401,708 kkal/kg Total Q keluar pada alur 15 = ,06 kkal/jam ,708 kkal/jam = ,756 kkal/jam Panas yang diserap Total Q diserap = Q keluar Q masuk = ,756 kkal/jam ,079 kkal/jam = , kkal/jam Jadi, energi yang diserap oleh air pendingin pada alur keluar sebesar , kkal/jam. Jumlah air pendingin yang dibutuhkan : Kondisi masuk air pendingin pada T = 5 o C Kondisi air pendingin keluar T = 40 o C H (5 0 C) = 104,8 kj/kg H (40 0 C) = 167,4 kj/kg λ = H (5 0 C) H (40 0 C) = (104,8 167,4) = -6,5 kj/kg ,kJ / Jumlah air pendingin yang diperlukan (m) = Q / = 6,5 kj / kg jam = 1.1,65 kg/jam

25 Tabel LB- 5 Neraca Energi Dalam Kondensor Panas Masuk Komponen (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam Alur Q 14 Alur Q 15 Etanol Air , ,4 00 Q diserap ,81 Total , ,15 9. Rotary Dryer (DE-101) Energi Masuk Pada Alur 9 a. Tanin 58K Cp Tanin = ( 18,49911,458x10 98K T 0,848x10 4 1,458x10 = 18,4991 (60) + (5 98 ) -,848x10 T 8,006x (5 98 ) + (5 98 ) = 1.109, ,45 1, ,19,006x10 8 T ) dt

26 =.79,78 J/mol = 0,8111 kkal/mol Q 9 Tanin = N 9 Tanin 0K 98K 0K 9 = FTanin Cp BM Tanin 98K Cp Tanin dt Tanin dt = kmol kkal 1000mol kkal,605 x0,8111 x.11,915 jam mol 1kmol jam b. Air Q 9 Air = m x Cp x dt = 1.6,8 kg/jam 1 kkal/kg o C (85-5) o C = kkal/jam Total Q masuk pada alur 9 =.11,915 kkal/jam kkal/jam = ,915 kkal/jam Energi Keluar Pada Alur 10 a. Tanin 7K Cp Tanin = ( 18,49911,458x10 98K T 0,848x10 4 1,458x10 = 18,4991 (75) + (7 98 ) -,848x10 T 8,006x (7 98 ) + (7 98 ) = 1. 87,4+.58,16 714, ,944 =.97,168 J/mol = 0,95 kkal/mol,006x10 8 T ) dt Q 10 Tanin = N 9 Tanin 7K 98K Cp Tanin dt 7K 9 FTanin = Cp BM Tanin 98K Tanin dt

27 kmol kkal 1000mol kkal =,605 x0,95 x.48,565 jam mol 1kmol jam b. Air Q 10 Air = m xcp x dt = 16, kg/jam x 1 kkal/kg o C (100-5) o C = 1.47,5 kkal/jam Total Q keluar pada alur 10 =.48,565 kkal/jam ,5 kkal/jam = 14.70,065 kkal/jam Energi Keluar Pada Alur 11 Air = m xcp x dt = 1.469,9 kg/jam x 1 kkal/kg o C (100-5) o C = 110.4,5 kkal/jam Total Q keluar = 14.70,065 kkal/jam ,5 kkal/jam = 14.97,565 kkal/jam Entalphi udara dihitung dengan persamaan: H = 0,4 t + w (1060,8 + 0,45 t) Dimana : w = humidity udara Temperatur udara masuk ke heater udara 0 o C (86 o F) H = 0,4 (86-77) + 0,019 (1060,8 + 0,45 (86-77) H =,16 + 0, H =,9 Temperatur udara keluar heater sebesar 100 o C (1 o F) H = 0,4 (1 77) + 0,019 (1069,8 + 0,45 (1-77)) H = 67,11Btu/lb Misalkan : kebutuhan udara = X lb Panas udara keluar heater = masuk drier = 67,11 X Btu Panas udara masuk heater = keluar drier =,9.Xbtu Panas masuk drier = panas umpan masuk + panas udara masuk

28 = , ,11 X Btu Panas keluar drier = panas umpan keluar + panas udara keluar = 14.97,565 +,9 X Btu Neraca energi pada drier : Panas masuk = panas keluar , ,11. XBtu = 14.97,565 +,9.XBtu X = 111,191 Qudara masuk (Q o ) Qudara keluar (Q i ) Q s = 67,11 XBtu = 7597,980 Btu = 1864,709 kkal/jam =,9 XBtu = 47170,85 Btu = 11404,941 kkal/jam = Q o + Qi = 4.86,65 kkal/jam Kondisi superheated steam (P = 1 atm, T = 10 o C) T keluar Cp H O = 100 o C = 1 kkal/kg o C = 7,70 kj/kg = 65,77 kkal/kg (Smith,1987) Steam yang dibutuhkan : m 4.86,65kkal / jam 65,77 kkal / kg = 8,05 kg/jam Tabel LB- 6 Neraca Energi Dalam Rotary Dryer Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam) Alur Q 9 Alur Q 10 Alur Q 11 Tanin.11,915.48,56 - Air , ,5 Q s 4.86, Total 14.97, ,565

29 8. Rotary Cooler (RC-101) Air pendingin T= 5 o C Q 10 T= 100 o C Tanin Air Q 1 T= 0 o C Tanin Air Air Pendingin buangan T =40 o C Energi Masuk Pada alur 10 a. Tanin 7K Cp Tanin = ( 18,49911,458x10 98K T 0,848x10 4 1,458x10 = 18,4991 (75) + (7 98 ) -,848x10 T 8,006x (7 98 ) + (7 98 ) = 1. 87,4+.58,16 714, ,944 =.97,168 J/mol = 0,95 kkal/mol,006x10 8 T ) dt Q 10 Tanin = N 10 Tanin 7K 98K Cp Tanin dt 7K 10 FTanin = Cp BM Tanin 98K Tanin dt kmol kkal 1000mol kkal =,605 x0,95 x.48,565 jam mol 1kmol jam b. Air Q 10 Air = m xcp x dt = 16, kg/jam x 1 kkal/kg o C (100-5) o C = 1.47,5 kkal/jam

30 Total Q masuk pada alur 10 =.48,565 kkal/jam ,5 kkal/jam = 14.70,065 kkal/jam Energi Keluar Pada Alur 1 a. Tanin Cp Tanin = 0K 98K (18,499 1,458x10 T 0,848x10 4 T,006x10 8 T ) dt 1,458x10 = 18,4991 (0-98) ,848x10,006x10 (5) 4 = 57,45441 J/mol = 0, kkal/mol Q 1 Tanin = N 1 Tanin K 98K 0K 1 F Tanin = Cp BM =,605 Tanin 98K Cp Tanin dt Tanin dt kmol kkal 1000mol kkal x0, x 160,960 jam mol 1kmol jam (5 ) b. Air Q 1 Air = m x Cp x dt = 16, kg/jam x 1kkal/kg o C (0-5) o C = kkal/jam Total Q keluar pada alur 1 = 160,960 kkal/jam kkal/jam = 977,46 kkal/jam Q diserap = Q keluar Q masuk = 977,46 kkal/jam 14.70,065 kkal/jam = -1.75,605 kkal/jam

31 Jadi, energi yang diserap oleh air pendingin pada alur keluar sebesar -1.75,605 kkal/jam. Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan : Kondisi masuk air pendingin pada T= 0 o C Kondisi air pendingin keluar T = 40 o C H (5 0 C) = 104,8 kj/kg H (40 0 C) = 167,4 kj/kg λ = H (5 0 C) H (40 0 C) = (104,8 167,4) = -6,5 kj/kg 1.75,605kJ / jam Jumlah air pendingin yang diperlukan (m) = Q / = 6,5 kj / kg = 0,041 kg/jam Tabel L.B-7 Neraca Energi Dalam Rotary Cooler Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam) Alur Q 10 Alur Q 1 Tanin Air Q diserap.48, ,5-160, ,5 1.75,605 Total 14.70, ,065

32 9. Ball Mill (SR-10) Q 1 Tanin Air Q 1 Tanin Air Pada ball mill tidak ada perubahan jumlah energi pada setiap komponen, hanya Q 1 tanin = Q 1 tanin Tabel L.B-7 Neraca Energi Dalam Ball Mill (SR-10) Komponen Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam) Alur Q 1 Alur Q 1 Tanin Air 160, ,5 160, ,5 Total 977,46 977,46

33 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT L.C.1 Gudang Bahan Baku (GBB) Fungsi : sebagai tempat persediaan bahan baku. Laju alir masuk biji pinang (G) = 1.888,8 kg/jam (Lampiran A) Densitas biji pinang () = 0,656 kg/liter (Effendi, dkk) = 6,56 kg/m Lama penyimpanan ( ) = 7 hari = 168 jam Faktor kelonggaran, fk = 0% (Perry,1984) Jumlah gudang yang akan direncanakan sebanyak 1 unit dengan desain sebagai berikut : Tinggi (h) = 15 m Panjang = XL Volume gudang (V) = Lh Volume bahan, Vb V = x L x L x 15 V = 0L = G = 1.888,8 6,56 = 45,06 m /jam Volume bahan dalam gudang untuk 7 hari V = Vb ( 1 fk) = 45,06 x 168 x (1 + 0,) = ,689 m Sehingga diperoleh : ,689 = 0 L

34 Maka, L =.858,056 L = 5,460 meter P = xl = x 5,460 = 106,90 Diperoleh spesifikasi gudang bahan baku : Konstruksi yang diinginkan pondasi beton dengan dinding batu dan atap seng Tinggi gudang = 15 m Panjang gudang = 106,9 m = 107 m Lebar gudang = 5,460 m = 54 m L.C. Tangki Etanol 96% (TE-101) Fungsi : untuk menampung etanol selama hari operasi Jumlah tangki yang ingin dirancang sebanyak 1 buah Tekanan pada tangki = 1 atm Temperatur tangki = 0 o C Laju alir masuk (G) = 9.999,74 kg/jam (Lampiran A) = 88.18,46 lb/jam Densitas etanol 96% () = 79,71 kg/m Waktu tinggal ( ) = 48 jam = 1.747,655 lb/ft

35 Tangki dirancang berbentuk silinder tegak dengan tutup bawah datar dan tutup atas ellipsoidal. Hh Hs D Gambar LC-1. Rancangan tangki etanol Perhitungan: Menentukan ukuran tangki a. Volume Tangki, V T Massa, m = 9.999,74 kg/jam x 4 jam/hari x hari = ,8 kg Volume larutan, V l = ,8kg.6, 08 m 79,71kg / m Volume tangki, Vt = 1, x m = 1, x.6,8 = 4.60,596 m b. Diameter dan tinggi shell Volume shell tangki (Vs) : Vs = 41 Di H s ; asumsi: Di : H s = 1 : Vs = 4 Di (Perry dan Green, 1999) Volume tutup tangki (Ve) : Ve = 4 Di (Brownell, 1959) Volume tangki (V) : V = Vs + Ve 19 V = 4 Di 4.60,596 m 19 = 4 Di

36 Di 1in = 7,645 m x 446, 88 in 0,054 m Hs =,05 m = 90,964 in c. Tebal shell tangki PR t = n. C SE 0,6P (Perry dan Green, 1999) Dimana : t = tebal shell (in) P = tekanan desain (psia) R = jari-jari dalam tangki (in) E = Joint effesiensi (Brownell, 1959) S = allowable stress (Brownell, 1959) C = corrosion allowance (in/tahun) n = umur alat Volume larutan =.6,08 m Volume tangki = 4.60,596 m Tinggi larutan dalam tangki.6,08 = x Hs 4.60,596.6,08 = x,05m 18, 6m 4.60,596 Tekanan hidrostatik P = ρ x g x l = 79,71 kg/m x 9,8 m/det x 18,6 m = ,6 Pa = 0,688 psia Faktor kelonggaran = 0 % Maka, P desain = (1,) P operasi = 1, (14, ,688) = 4,46 psia Direncanakan bahan konstruksi Stainless Steel SA-04 Allowable workinh stress (S) : psia (Peters, dkk., 004) Joint effesiensi (E) : 0,85 (Peters, dkk., 004) corrosion allowance(c) : 0,15 in/tahun (Perry dan Green, 1999) Umur alat : 10 tahun

37 PR t = n. C SE 0,6P (4,46 psia) (78,45 / in) = 10.(0,15in) ( psia) (0,85) 0,6(4,46 psia) = 1,548in 1 Tebal shell standar yang digunakan = 1 in ( Brownell dan Young, 1959) d. Tebal tutup tangki Tebal dinding head (tutup tangki) Allowable workinh stress (S) : psia (Peters, dkk., 004) Joint effesiensi (E) : 0,85 (Peters, dkk., 004) corrosion allowance(c) : 0,15 in/tahun (Perry dan Green, 1999) Umur alat : 10 tahun P x Di Tebal head (dh) = ( C x A) SE 0,P (Peters, dkk., 004) Dimana : dh = tebal dinding head (tutup tangki) (in) P = tekanan desain (psi) Di = diameter tangki (in) S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan 7,6 x 78,45 dh = ( 0,15 x10) ( x x 0,85) (0, x 78,45) = 1,18 in 1 Dipilih tebal head standar 1 in ( Brownell dan Young, 1959) e. Diameter dan tinggi tutup Diameter = shell besar dari 1 in, Diameter = Di + Di/4 + sf + / icr + l ( Brownell dan Young, 1959) Dimana : Di = diameter tangki, in sf = panjang straight-flange, in icr = inside corner radius, in l = tebal shell, in 1 Dari tabel 5.6 Brownell diperoleh untuk tebal shell : 1

38 1 1 sf = in dipilih1 in 1 icr = 5 4 in Tinggi head = Di x 1/5 = 7,645 x 1/5 = 1,59 m = 5,016 ft Tinggi tutup = Hs x Hh =,05 x 1,59 =,564 m = 77,1 ft (Brwonell and Young,1959) (Brwonell and Young,1959) L.C. Hammer Crusher (SR-101) Fungsi : Untuk memotong motong biji pinang untuk menjadi potongan yang lebih kecil Jenis : Smooth Roll crusher Bahan konstruksi : Carbon steel Jumlah : 1 unit Kapasitas : 1.888,8 kg/jam Perhitungan daya : d r = (0,961 d f - d o )/0,09 ( Wallas, 1998) dimana ; d r = diameter roll d f = diameter umpan d o = diameter celah roll Diperkirakan umpan cullet memiliki ukuran berkisar 1,5 in, diambil ukuran (d f ) = 1,5 in Pemecahan menggunakan Smooth Roll crusher dengan diameter celah roll dengan ukuran (d o ) = 0,5 in d r = (0,961 d f - d o )/0,09

39 = (0,961 x 1,5-0,5)/0,09 =,14 in Sesuai dengan tabel 1.8 b, Wallas,1998 maka ukuran crusher yang digunakan : Diamete Roll = 4 in Diameter Lump Maks = 14 in Kecepatan Roll = 15 rpm Untuk menghitung daya motor yang digunakan: P = 0, m s R * ( Timmerhaus,004) Dimana : m s = kapasitas umpan ( kg/s) R * = maksimum reduction ratio ( R * = 16 untuk smooth roll crusher) ( Timmerhaus,004) P = 0, m s R * = 0, (4,66 kg/s)(16) =, kw L.C.4 Ball Mill (SR-10) Fungsi : menghaluskan biji pinang sehingga diperoleh ukuran mesh 00 mesh. Laju alir masuk biji pinang (G) = 1.888,8 kg/jam (lampiran A) = 1,888 ton/jam Efisiensi mill = 97% < 00 mesh (Perry,1984) Kapasitas = (1 + fk) x G = (1 + 0,) x 1,666 ton/jam = 16,6656 ton/jam Untuk kapasitas diatas maka digunakan spesifikasi mill jenis marcy ball mill Spesifikasi : No.00 sieve Kapasitas : ton/jam Tipe : Marcy Ball mill Size : 5 x 4 Ball charge : 0, ton

40 Power : 44 Hp Mill speed : 7 rpm Jumlah : 1 unit (Sumber : tabel 0-16, Perry, 1984) L.C.5 Ekstraktor (TT-10) Fungsi : Untuk mengekstrak serbuk pinang dengan etanol Bentuk : Silinder tegak dengan alas kerucut dan tutup elipsoidal Bahan : Stainless Steel A 8-54 grade C Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : 75 o C; 1 atm Laju alir massa = ,1 kg/jam = ,74 lb/jam (lampiran A) Waktu perancangan = 1 jam Faktor kelonggaran = 0% Densitas campuran( ) = 84,44 kg/m camp = 84,44kg/m x 0,064lb / 1kg / m ft 148,86lb / ft 1. Menentukan ukuran tangki a. Volume larutan (V L ) ,1kg / jam = x1jam =,99 m 84,44kg / m Volume tangki (V T ) = (1 + 0, ) x,99 m = 7,958 m Volume tiap tangki 7,958m = = 1,979 m b. Diameter silinder dan tinggi silinder Volume tangki = volume silinder + volume tutup + volume kerucut V T = V s + V h + V k Volume silnder dan tinggi silinder : Volume silinder (V s ) = ¼ D H 1 Diambil H 1 = D V s = ¼ D (D)

41 V s =0,785 D Volume tutup (V h ) : Diambil H V h = = ¼ D 4 D Volume kerucut (V k ) = 1 (D/)H = 0,11 D (Brownel and Young,1958) Diambil H = ½ D (Brownel and Young,1958) V k = 1 (D/)( ½D) V k = 0,11 D Dimaeter tangki (V T ) = V s + V h + V k = 0,785 D + 0,11 D + 0,11 D D = V T ( Vs Vh Vk ) D = 1,979 (0,785 0,11 0,11) =,7 m = 7,7849 ft = 9,415 inc D, 7 r = = = 1,186 m =,89 ft = 46,707 inc Diameter kerucut r = 0,6 D sin (Brownel and Young,1958) Dimana : r = jari jari konis D = diameter tangki = sudut pada konis Diambil = 50 o Maka; r = 0,6 (,7) sin 50 o = 1,090 m Diameter konis = 1,090 m x =,1804 m

42 c. Menghitung tinggi tangki Tinggi tangki; Tinggi tutup Tinggi kerucut H 1 H 1 H H = D =,7 m = ¼ D = ¼ (,7)= 0,59 m = ½ D = ½ (,7 ) = 1,186 m Tinggi tangki H T = H 1 +H +H =,7 + 0,59 + 1,186 = 4,151 m = 1,65 ft = 16,4707 in d. Tinggi cairan dalam tangki V Tinggi cairan (H c ) = L xh T V T,99 = x 4, 151 7,958 =,459 m = 11,5 ft = 16,4 in. Tebal shell & tutup tangki a. Tebal shell: PR t = ( CxN) (Tabel 9 Mc Cetta and Cunningham,199) SE 0,6P Allowable working stress (S) = psia (Brownel &Young,1958) Effisiensi sambungan (E) = 0,8 (Brownel &Young,1958) Faktor korosi (C) = 0,1-0,5mm/thn(Perry & Green,1979) Diambil = 0,01 inc/tahun Umur alat (N) = 15 tahun

43 Tekanan operasi = 1 atm = 14,696 psia ( H Tekanan hidrostatik (Ph) = c 1) x ,5 1 x 144 = 148, 86 = 10,704 psia Tekanan opersi (P) = Po+ Ph = (1, ,704) psia = 4,59 psia Tekanan desain (Pd) = (1 + fk) x P = (1 + 0,) x 4,59 = 9,1910 psia Maka tebal shell : 9,1910 x 46,707 inc (t) = (0,01x15) (1.650 psia x0,8) (0,6 x1,7) = 0,849 inc Digunakan tebal shell standar = /5 inc b. Tebal tutup : Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama = /5 inc. Penentuan pengaduk Jenis pengaduk Jumlah baffle : flat 6 blade turbin impeller : 4 buah Untuk turbin standar (Mc, Cabe, 199) diperoleh : Da/Dt = 1/ E/Da = 1 L/Da = ¼ W/Da = 1/5 J/Dt = 1/1 ; Da = 1/ x 8,117 ft =,705 ft ; E =,705 ft ; L = ¼ x,705 ft = 0,676 ft ; 1/5 x,705 ft = 0,541 ft ; J = 1/1 x 8,117 ft = 0,676 ft

44 Dimana : Dt = Diameter tangki Da = Diameter impeller E = Tinggi turbin dari dasar tangki L = panjang blade pada turbin W = Lebar blade pada turbin J = lebar baffle Kecepatan pengaduk (N) = 1 putaran/detik Bilangan Reynold (N Re ) = N ( Dt ) (18,484)(1)(8,117t ) =,44.10 = ,15 N Re > maka perhitungan pengadukan menggunakan rumus : K T = 6, K n Da 5 P = T gc 5 6,(1 put / det) (,705 ft) (18,484lbm / P =,174lbm / lbf / det ft ) =.64,517 ft lbf/det x 550 1hp ft lbf / det = 6,645 Hp Effisiensi motor penggerak 80% 6,645 Daya motor penggerak = 0,8 = 8,80 Hp Maka diplih tangki pengendapan dengan daya 9 Hp L.C. 6 Filter Press (P-101)

45 Fungsi : untuk memisahkan antara impuritis dengan tanin yang bercampur didalam pelarut etanol Bahan : Carbon steel SA- Jenis : plate and frame Laju alir massa (G) = ,1 kg/jam = 1.476,89 lb/jam Densitas campuran () = 84,44 kg/m = 84,44 kg/m x 0,064lb / 1kg / m ft 148,86lb / ft Laju alir (Q) = m 1.476,89lb / jam 148,86lb / ft = = 8,765 ft /jam Porositas bahan (P) = 0,6 (Brownwll,1969) Densitas cake = 1.01,4075 kg/m (Geankoplis,198) =1.01,4075 kg/m 0,064lb / ft x 1kg / m = 6,46 lb/ft Massa padatan tertahan (Mp) Mp = 1.,844 kg/jam,046lb =1.,844 kg/jam x 1kg = 6.970,977lb/jam M p Tebal cake (V c ) = ( 1 P) xc 6.970,977b / jam = (1 0,6) x 6,046lb / ft = 1.066,847ft /jam = 1.066,847ft 1m /jam x 5,14 ft = 0,1 m /jam Cake frame (s) = M V c p

46 Jumlah frame (F) = Lebar Panjang (P) Luas filter 6.970,977lb / jam = 1.066,847 ft / jam = 5,81 lb/ft 10c S Spesifikasi filter penyaringan : Luas filter = 4,8 ft Lebar Panjang Jumlah frame Jumlah plate 6,046lb / ft = 5,81lb / ft = 5 unit = 1,55 ft = 0,474 m = x 1,55 ft 0,048m =.1 ft x 1ft = 0,9449m = p x l =,1 ft x 1,55 ft = 4,8 ft = 1,55 ft =,1 ft = 5 unit = 5 unit L.C.7 Tangki Pengendapan (TT-10) Fungsi : Untuk mengendapkan campuran tanin dengan etanol Bentuk : Silinder tegak dengan alas kerucut dan tutup elipsoidal Bahan : Stainless Steel A 8-54 grade C Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : 0 o C; 1 atm Laju alir massa = 45.60,76 kg/jam = ,1 lb/jam (lampiran A) Waktu perancangan = 1 jam

47 Faktor kelonggaran = 0% Densitas campuran( ) =.057,88 kg/m = 18,484 lb/ft camp Viskositas campuran ( ) =,67 cp = 8,794 lb/ft.jam =, lb/ft.det camp. Menentukan ukuran tangki 45.60,76kg / jam e. Volume larutan (V L ) = x1jam =,04 m.057,88kg / m Volume tangki (V T ) = (1 + 0, ) x,04 m = 6,450 m 6,450m Volume tiap tangki = = 1,5 m f. Diameter silinder dan tinggi silinder Volume tangki = volume silinder + volume tutup + volume kerucut V T = V s + V h + V k Volume silnder dan tinggi silinder : Volume silinder (V s ) = ¼ D H 1 Diambil H 1 = D V s = ¼ D (D) V s =0,785 D Volume tutup (V h ) : Diambil H = ¼ D V h = 4 D = 0,11 D (Brownel and Young,1958) Volume kerucut (V k ) = 1 (D/)H Diambil H = ½ D (Brownel and Young,1958) V k = 1 (D/)( ½D) V k = 0,11 D Dimaeter tangki (V T ) = V s + V h + V k = 0,785 D + 0,11 D + 0,11 D D = V T ( Vs Vh Vk )

48 1,5 D = (0,785 0,11 0,11) =,09 m = 7,576 ft = 90,905 inc D, 09 r = = = 1,154 m =,7876 ft = 45,4 inc Diameter kerucut r = 0,6 D sin (Brownel and Young,1958) Dimana : r D Diambil = jari jari konis = diameter tangki = sudut pada konis = 50 o Maka; r = 0,6 ( 1,154) sin 50 o = 0,50 m Diameter konis = 0,50 m x = 1,06 m g. Menghitung tinggi tangki Tinggi tangki; H 1 H 1 = D =,09 m Tinggi tutup H = ¼ D = ¼ (,09)= 0,577 m Tinggi kerucut H = ½ D = ½ (,09 ) = 1,154 m Tinggi tangki H T = H 1 +H +H =,09 + 0, ,154 = 4,0407 m = 1,56 ft = 159,084 in

49 h. Tinggi cairan dalam tangki V Tinggi cairan (H c ) = L xh T V T,04 = x 4, ,450 =,67 m = 11,047 ft =1,5706 in 4. Tebal shell & tutup tangki b. Tebal shell: PR t = ( CxN) (Tabel 9 Mc Cetta and Cunningham,199) SE 0,6P Allowable working stress (S) = psia (Brownel &Young,1958) Effisiensi sambungan (E) = 0,8 (Brownel &Young,1958) Faktor korosi (C) = 0,1-0,5mm/thn(Perry & Green,1979) Diambil = 0,01 inc/tahun Umur alat (N) = 15 tahun Tekanan operasi = 1 atm = 14,696 psia ( H Tekanan hidrostatik (Ph) = c 1) x , = x18, 484 = 8,964 psia Tekanan opersi (P) = Po+ Ph = (14, ,964) psia

50 =,660 psia Tekanan desain (Pd) = (1 + fk) x P = (1 + 0,) x,66 = 8,9 psia Maka tebal shell : 8,9 x 45,4 inc (t) = (0,01x15) (1.650 psia x0,8) (0,6 x8,9) = 0,7 inc Digunakan tebal shell standar = /5 inc c. Tebal tutup : Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama = /5 inc L.C.8 Evaporator (FE-101) Fungsi : untuk menguapkan etanol yang terikat pada tanin

51 Jumlah Tipe : 1 unit : Basket type vertikal tube evaporator Bahan konstruksi : Stainless steel SA- 04 (Brownell,1956) Tekanan operasi : 1 atm = 14,7 psi Suhu umpan masuk Suhu produk keluar : 0 o C = 86 o F : 85 0 C = 185 o F Jumlah larutan yang diuapkan= 45.60,76 kg/jam (Lampiran A) Laju alir produk(g) =.694,40 kg/jam (Lampiran A) Densitas ( ) campuran =.057,88 kg/m = 18,484 lb/ft Volume produk V = G.694,40kg / jam =.057,88kg / m = 1,795 m /jam = 1,795 m 1 ft /jam x,81x10 m = 6,405 ft /jam Evaporator berisi 80% dari shell Volume shell (V sh ) = 6,405 ft / 0,8 jam = 79,56 ft /jam = 79,56 ft 1m /jam x 5,14 ft =,44 m /jam Evaporator dirancang berbentuk silinder tegak dengan tutup atas dan bebentuk ellipsiodal dan tutup bawah berbentuk kerucut, perbandingan tinggi silinder

52 dengan diameter silinder 4:1 perbandingan antara ellipsiodal dengan diameter tangki : Faktor kelonggaran 0% (Brownell, 1959) Volume silinder evaporator (Vs) = V (1 + fk) = 6,405 (1 + 0,) = 76,086 ft = 1,1055 m Vs = ¼ Dt 4 / 1Dt = Dt (Brownell, 1959) Vs Dt = (Brownell, 1959) = 76,086 ft,14 =,8906 ft = 0,8807 m Asumsi : U D (overall design coeficient ) = 700 Btu/jam.ft. Dari gambar 14.7 D.Q Kern diperoleh : U D = 0,8 x 700 Btu/jam.ft. = 560 Btu/jam.ft. o F Q = ,9 kkal/jam = ,54 Btu/jam Luas permukaan pemanasan A: A = U D Q x T (Kern,1965) = 560 Btu / ,54 jam ft o F x (185 86) o F = 100,607 ft

53 = 0,665 m Penentuan jumlah tube (Nt) : Nt = Dimana : A L x a" (Kern,1965) A = luas permukaan pemanasan (ft ) A = luas permukaan luar tube per ft (ff ) L = panjang tube (ft) Asumsi tube yang diambil : OD = ¾ in BWG = 16 a = 0,618 ft /ft ts = 0,065 in maka : Nt = 100,607 ft 10 ft x0,618 ft / ft = 8,48 = 9 tubes Tinggi silinder (Hs) = 4/1 x Dt (Brownell, 1959) = 4/1 x,890 ft = 11,56 ft =,5 m Tinggi head (Hd) = / x Dt (Brownell,1959) = / x,890 ft = 1,97 ft = 0,587 m Tinggi cones evaporator (Hc) = tg (Dt -1) (Brownell,1959)

54 = tg 45 (,890 ft -1) = 1,8906 ft = 0,576 m Panjang sisi miring cones, Lsmc (Lsmc) = (1/ Dt) + (Hc) (Brownell,1959) Lsmc = 1 x,890 ft (1,890 ft) = 1,864 ft = 0,5565 m Total tinggi evaporator (H Te ) = Hs + Hd + Hc = 11,56 ft + 1,97 ft + 1,8906 ft = 15,796 ft = 4,6860 m Volume silinder evaporator (Vs e ) = 1 Dt Hs (Brownell,1959) 4 = ¼ (,14) (,890 ft) (11,56 ft) = 75,865 ft =,146 m Volume head silinder evaporator (Vd e ) Volume cones evaporator (Vc e ) Vd e = (1/ Dt) Hd (Brownell,1959) =,14 x (1/ x,890 ft) x 1,97 ft = 1,694 ft = 0,577 m Vc e = ½ Hc (Dt -1 )(Dt + Dt +1) (Brownell,1959) = ½ (,14) (1,8906 ft) (,890 ft-1)[(,890 ft) +,890 ft +1)] = 68,677 ft

55 = 1,944 m Volume total evaporator (V Te ) = Vs e + Vd e + Vc e = 75,865 ft + 1,694 ft + 68,677 ft = 157,159 ft = 4,449 m Tekanan design (P d ) = (H S 1) (Brownell,1959) = 18,484 lb/ft (11,56 ft-1) = 1.57,048 lb/ft 1 psi x 144lb / ft = 9.4 psi = 0,69 atm Tekanan total design (P T ) = P d + 14,7 psi (Brownell,1959) = 9, psi + 14,7 psi = 4,1 psi Dimana : E = effisiensi sambungan = 80% (Brownell,1959) F = allowable stress = psi (Brownell,1959) C = faktor korosi = 0,0065 in/tahun (Brownell,1959) n = umur alat = 0 tahun (Brownell,1959) jadi,

56 (4,1 psi) x(,04in) t = (0,0065in / tahun x0tahun) {18750 psi x 0,8) (0,6x,9) = 0,0177 in x 0,054m 1in = 0, m Spesifikasi tangki evaporator : Diameter tangki = 0,8807 m Tinggi tangki = 4,6860 m Volume tangki = 5,478 m Tebal plate = 0, m Bahan konstruksi = Stainless steel SA-04 L.C.9 Kondensor (E-101)

57 Fungsi : Mengubah fasa uap etanol menjadi etanol cair Jenis : 1- shell and tube exchanger Laju alir bahan masuk = 40.0,07 kg/jam (Lampiran A) = 88.56,91 lb/jam Densitas etanol 96 % = 0,7971 kg/ltr Laju alir pendingin = 1.1,65 kg/jam (Lampiran B) Tabel LC. Perhitungan LMTD untuk aliran counter current Fluida panas Fluida dingin Beda o F 85 o C = 185 o F Temperatur tinggi 55 o C = 11 o F 54 0 o C = 86 o F Temperatur rendah 5 o C = 77 o F 9 99 Selisih Keterangan : T 1 = temperatur fluida panas masuk T = temperatur fluida panas keluar t 1 = temperatur fluida dingin masuk t = temperatur fluida dingin keluar

58 Maka : T LMTD = 1 t T t1 T ln T 1 t t LMTD = ln (Kern, 1959) =,06 o F Faktor korosi untuk fluida panas: R = (T 1 - T )/(t 1 - t ) (Kern, 1959) = 99 o F/45 o F =, Faktor koreksi untuk fluida dingin (S) : S = (t 1 - t )/(T 1 - T ) (Kern, 1959) = 45 o F/99 o F = 0,454 Dari fig -19 Kern, 1950 diperoleh : F T = 0,75 Jadi, t = F T x LMTD t = 0,75 x,06 o F = 16,519 o F Temperatur rata rata a. Untuk fluida panas (Ta) = = 15,5 o F b. Untuk fluida dingin (Tb) =

59 = 104 o F Penempatan fluida : a. Fluida panas adalah fluida yang keluar dari evaporator berada dalam shell b. Fluida dingin adalah air pendingin berada di dalam tube Dari tabel 8, hal 840, Kern.1950 diperoleh harga U D= = BTU/jam.ft. o F,maka diambil U D = 100 BTU/jam.ft. o F Sehingga diperoleh ukuran tube sebagai berikut : OD = 1 in BWG= 10 (Birmingham Wire Gauge/ukuran kawat Birmingham) ID = 0,7 in At = 0,618 L = 1 ft (sumber : tabel 10 Kern 1950) Luas perpindahan panas (A) A = Q ( U ) ( t) D (Kern, 1950) Dimana Q = ,1kkal / jam 0,5kkal / BTU = ,57 BTU/jam ,1 BTU / jam A = o o 100 BTU / ft. F. jam16,519 F =.917,56 ft Menghitung jumlah tube (N T )

60 N T = = A L x at.917,56 ft (1 ft) x 0,618 ft / ft (Kern, 1959) = 98,589 buah = 99 buah Ukuran shell: Dari tabel 9. D.G. Kern 1950 diperoleh data sebagai berikut: Heat exhanger 1-8 pass, ¾ in OD tube pada 15/16 triangular pitch, ID shell =7 in A koreksi = N T x L x at (Kern, 1959) = 99 x 1 ft x 0,618 ft =.918,546 ft UD koreksi = A koreksix t. Q (Kern, 1959) ,57BTU / jam = o.918,546 ft x(1,806 F) = 77,7 Btu/jam.ft. o F Untuk fluida panas melalui shell side 1. Baffle spacing (B ) = 1 in C = P T OD (Kern, 1959) = 15/16 in -0,75 = 0,1875 in. Flow area accros bundle(as) as = = ID xc' x B' 144 x P T 7 x 0,1875in x1in 144x(15/16) (Kern, 1959) (Kern, 1959)

61 = 0,0514 ft. Mass velocity (Gs) umpan : (Kern, 1959) Gs Ws = ; dimana Ws = laju alir massa panas masuk as Gs = = 40.0,07 kg/jam = 88.56,91 lb/jam 88.56,91 0,0514 = ,506 lb/ft.jam 4. Diameter eqivalen (De) pada 15/16 tringular pich De = 0,55 in (fig-8kern, 1959) = 0,0458 ft 5. Temperatur rata rata fluida panas = 15,5 o F Viskositas fluida panas = 0,88 Cp (Geankoplis, 198) = 0,88 Cp x,4191 lb/ft.jam.cp = 0,686 lb/ft.jam Res = De xgs (Kern,1958) = 0,0458 ftx ,506lb / 0,686. ft jam = ,696 Diperoleh koefisien panas (jh) = 05 (fig-8kern, 1959) 6. Pada temperatur = 15,5 o F diperoleh C = 0,44 BTU/lb. o F (fig-4 Kern, 1950) k = 0,066 BTU/ft jam ( o F/ft) (fig- Kern, 1950)

62 C x k 1/ 0,44x 0,686 = 0,066 1/ =,18 Film efficient outside hunde (ho) : k De Cx k ho = x x x ss J H 1 (Kern,1950) 0,06 = 05x x,18 x1 0,0458 = 574,179 Btu/jam.ft. o F Untuk fluida dingin melalui tube sidea 1. at = 0,618 in (Tabel 10, Kern,1950) at = at = N T xat' 144xn 99 x0,618in 144in / ft x1 (Kern,1950) = 1,688 at. Mass Velocity (Gt) fluida dingin : Gt Wt = at dimana Wt = laju alir massa fluida dingin = 1.1,65 kg/jam = 9.90,955 lb/jam Gt = 9.90,955 1,688 = 1.9,1 lb/ft jam. Diketahui temperatur rata rata fluida dingin = 104 o F Viskositas ( campuran)= 0,4 Cp x,4191 lb/ft jam.cp = 0,968 lb/ft.jam (Geankoplis, 198)

63 ID tube = 0,7 in = 8,784 ft Ret = (Kern,1950) = ID xgt 8,784 ftx1.9,1lb / 0,968 ft. jam = ,51 Koefisiean panas, jh = 60 (Fig-4,Kern,1950) k C x 4. h i = jh x1 Di k Pada temperatur 104 o F 1 C = 0,4 BTU/lb. o F (fig-4 Kern, 1950) k = 0,68 BTU/ft.jam ( o F/ft) Maka : 0,68 0,4 x0,968 hi = 60 x1 8,874 0,68 = 50,77 BTU/jam.ft. o F 1 hio = hi x ID OD (Kern, 1950) = 50,77x8,874 0,75 Cleanoverall coefficient (Uc) = 594,877 BTU/lb. o F Uc = = hio x ho hio ho 594,877 x574, , ,179 = 9,171 (Kern,1950)

64 Pressure Drop a. Fluida panas Res = ,0197 maka diperoleh f = 0,00015 (fig 6, Kern,1950) (N + 1) = 1 x L/B = 1 x 1/1 = 144 D s = ID shell/1 = 7/1 =,08 Spesifik grafity etanol = 0,79 (tabel.6, Kern,1950) e s = tan ol air 0,14 (Kern,1950) = 0,79 0,85 0,14 = 0,99 = 1 Ps = = f. Gs. Ds.( N 1) 10 (5,x10 ) x(0,458) x(0,79) x1 0,00015.( ,506)., (5,x10 ) x(0,458) x(0,79) x1 (Kern,1950) = 1 x10 10 psi b. Fluida dingin Ret = ,51 Maka diperoleh,1950) f = 0,0001 (fig 9, Kern

65 f.( Gt). L. n Pt = 10 5, x10 x (8,874) x0,79x1 = 0,0001.(1.9,1) , x10 x (8,874) x0,79x1 = 58.51,94 psi Pt = Ps + Pt (Kern,1950) = (1 x ) ,94 = 58.6,94 x psi Jadi beda tekan yang diizinkan adalah 10 psi L.C.10 Rotary Dryer (DE-101) Fungsi : Untuk mengeringkan serbuk tanin Jenis : Counter Indirect Heat Rotary Dryer Bahan : Commercial Steel 1. Menentukan Diameter Rotary Dryer Udara masuk : 10 o C = 68 0 F Udara keluar : 100 o C = 1 o F Banyak udara yang dibutuhkan = 4.47,55 kg/jam Range kecepatan udara = lb/jam.ft (Perry, 1999) Diambil kecepatan rata rata = 500 lb/jam. ft Luas perpindahan panas, banyaknya udara yang dibutuhkan 4.47,55kg / jam x,046 lb / kg A= kecepa tan udara 500 lb / jam. ft A = 19,169 ft D A = ; D 4 A 19,169 = = 6,104 4,14 Maka D =,471 ft = 0,875 m. Menentukan Panjang Dryer Lt = 0,1 x Cp x G 0,84 x D(Perry, 1999) Dimana :

66 Lt = panjang rotary dryer Cp = kapasitas udara pada 10 o C = 1,0155 kj/kg.k = 0,418 BTU/lb m. o F (Tabel A.-, Geankoplis, 198) D = Diameter rotary dryer G = kecepatan udara yang digunakan dalam rotary dryer 4.47,55kg / jam x,046 lb / kg = 41,109 lb/jam.ft,151 ft = Lt = 0,1 x 0,418BTU/lb. o F x (41,109 lb/jam.ft ) 0,84 x,471 ft =,8 ft Nt = Number of heat transfer = 1,5,0 (Perry, 1999) Diambil Nt =,0 L = Lt x Nt =,8 x,0 = 5,64 ft Untuk L/D = 10 ft L D 5,64,47 =,8 ft (memenuhi). Waktu Transportasi Hold up = -1 % (Perry, 1999) Diambil Hold up = % D L,14 x,471 x5,64 Volume total = 7,0 ft 4 4 Hold up = % x 7,0 = 0,8109 ft Laju umpan masuk =.694,40 kg/jam = 8.144,718 lb /jam Hold up 0,8109x 60,89 = time of passage = 0,006 Laju Umpan 8.144,718 jam 4. Menghitung Putaran Rotary Dryer v N =. D Dimana : v = kecepatan putaran linear = ft/menit (Perry, 1999) Diambil kecepatan putaran linear 100 ft/menit

67 100 N =,14 x,471 = 1,889 rpm Range : N x D = 5 5 rpm (Perry, 1999) N x D = 1,889 x,471 = 1,850 rpm (memenuhi) 5. Menentukan Power Total Hp untuk penggerak rotary dryer = 0,5 D D Diambil power = 0,75 D = 0,75 (,471) = 4,579 Hp L.C.11 Rotary Cooler ( RC-101 ) Fungsi : Untuk menurunkan suhu produk dari 80 o C menjadi 0 o C. Jenis : Rotary Cooler Bahan : Commercial Steel 1. Menentukan Diameter Rotary Cooler Air pendingin masuk : 5 o C = 77 o F Air Pendingin keluar : 40 o C = 104 o F Banyak air pendingin yang dibutuhkan = 164,701 kg/jam = 6,099 lb/jam Range kecepatan aliran = lb/jam.ft (Perry, 1999) Diambil kecepatan rata-rata (G) = 000 lb/jam. ft Luas penampang pendingin, A = D 4 = 0,785 D G = Kebutuhan air A pendingin 000 lb/jam.ft 6,099 lb / jam = 0,785D D = 6,099 lb / jam 000 lb / jam. ft 0,785 D = 1,541 ft. Menentukan Panjang cooler Q t = 0,4 x L x D x G 0,67 x (Perry, 1999)

68 Q t 0,67 L = 0,4 D G T Dimana : Q t = Jumlah panas yang dipindahkan = 164,701 kj/jam = 6,099 Btu/jam D = Diameter rotary cooler (ft) L = Panjang dryer (ft) G = kecepatan air pendingin = 000 lb/jam.ft Temperatur air pendingin masuk (t 1 ) = 0 o C = 68 o F Temperatur air pendingin keluar (t ) = 40 o C = 104 o F Temperatur umpan masuk (t ) = 100 o C = 1 o F Temperatur umpan keluar (t 4 ) = 0 o C = 86 o F T = L = (1 86) 0,41, F (104 68) 6,099 0,67 0 F = 45 o F = 0,061 ft = 0,0186 m 45. Waktu Tinggal 0,L = 0,9 N D S Dimana : = waktu tinggal, menit L = panjang rotary cooler, ft N = putaran rotary cooler, (0 8 rpm, diambil 1 rpm) (Perry, 1999) D = diameter rotary cooler, ft S = kemiringan dari rotary cooler, (4 7 o, diambil 5 o ) (Perry, 1999) Maka : 0, 0,061 = = 0,104 menit 0,9 1 1,541 0, Menghitung Putaran Rotary Cooler v N =. D

69 Dimana : v = kecepatan putaran linear = ft/menit (Perry, 1999) Diambil kecepatan putaran linear 100 ft/menit 100 N = = 0,666 rpm,14 x1,541 Range : N x D = 5 5 rpm (Perry, 1999) N x D = 0,666 x 1,541 = 1,847 rpm (memenuhi) 5. Menentukan Power Total Hp untuk penggerak rotary cooler = (0,5 D ) (D ) Diambil power = 0,75 D = 0,75 (1,541) = 1,781 Hp L.C.1 Ball Mill (SR-10) Fungsi : menghaluskan tanin sehingga diperoleh ukuran mesh 00 mesh. Laju alir masuk biji pinang (G) =.857,7 kg/jam (lampiran A) =,857 ton/jam Efisiensi mill = 97% < 00 mesh (Perry,1984) Kapasitas = (1 + fk) x G = (1 +0,) x,857 ton/ jam = 4,68 Untuk kapsitas diatas maka digunakan spesifikasi mill jenis marcy ball mill Spesifikasi : No.00 sieve Kapasitas : 10 ton/jam Tipe : Marcy Ball mill Size : x Ball charge : 0,85 ton Power : 7 Hp Mill speed : 5 rpm Jumlah : 1 unit (Sumber : tabel 0-16, Perry, 1984)

70 L.C.1 Packing Unit Fungsi : Untuk mengemas produk dalam kemasan goni 50 kg. Pemilihan tipe berdasarkan pada tabel 7- Perry, Spesifikasi : Tipe : Vertical Duger, SFW ( Simoltanouns Fill and Weight) Jumlah : 1 unit Number of villing : 1 unit Tipe kemasan: bags/goni Ukuran : 6,5 x,5 x 9 in Weight content: 1,516 L.C.14 Gudang Produk (GP) Fungsi : Sebagai tempat penampungan sementara produk sebelum dikemas Laju alir masuk tanin (G) =.694,40 kg/jam (Lampiran A) Densitas tanin ( ) = 0,174kg/ltr (Effendi, dkk,004) = 17,4 kg/m Lama penyimpanan ( ) = 7 hari = 168 jam Faktor kelonggaran : 0% (Perry,1984) Jumlah gudang yang akan direncanakan sebanyak 1 unit dengan desain sebagai berikut: Tinggi (h) = 15 m Panjang (p) = x l Volume gudang (V) = p x l x h

71 V = x l x l x 15 V = 0 l Volume bahan (Vb) = G =.649,40 17,4 = 6,591 m /jam Volume bahan dalam gudang untuk 7 hari V = Vb x x (1 + fk) = 6,591 x 168 x (1 + 0,) = 5.60,85 m Sehingga diperoleh : V = 0 l 5.60,85 = 0 l l = 178,695 l = 1,67 m Maka, P = x l = x 1,67 m = 6,74 m Diperoleh spesifikasi gudang bahan baku :

72 Konstruksi yang diinginkan pondasi beton dengan dinding batu dan atap seng. Tinggi gudang = 15 m Panjang gudang = 6,74 m = 7 m Lebar gudang = 1,67 m = 14 m L.C.15 Belt Conveyer (C-101) Fungsi Jumlah :1 unit Kondisi Tekanan : 1 atm Suhu : 0 0 C Jumlah materi : 1.888,8 kg/jam Faktor kelonggaran : 0 % Kapasitas materi : 1, x 1.888,8 kg/jam :16.666,56 kg/jam Menghitung Daya Conveyor : untuk mengalirkan biji pinang ke rotary cutter P = P horizontal + P vertikal + P empty (Wallas,1988) Daya Horizontal P horizontal = (0,4 + L/00)(w/00) (Wallas,1988) Asumsikan panjang conveyor secara horizontal (L) = 0 ft P horizontal = (0,4 + 0 / 00)( 16,16 / 00) = 0,059 Hp P vertikal = 0,001 H.w (Wallas,1988) Dakian dari conveyor biasanya 5 0 sehingga tinggi conyeyor (H) dapat dihitung: H = L tg 5 0 = 0 tg 5 0 = 1.75 ft P vertikal = 0,001 x 1,75 x 16,666

73 = 0,091 Hp Daya Empty P empty = μ. M/100 Kecepatan conveyor dapat dihitung (μ): Asumsikan tebal belt conveyor 14 inci dengan kemiringan belt 10 0 maka dari tabel 5.5a Wallas diperoleh data untuk conveyor = 6,69 16,666 x100 49,118 ft/menit 6,69 Horsepower conveyor dengan kemiringan 10 0 dan tebal belt conveyor 14 inci dapat dilihat dari grafik 5.5c Wallas yaitu = 0,05 P empty = 49,118 x 0, = 0,145 Hp Dengan demikian daya conveyor seluruhnya adalah : P = 0,059 Hp + 0,091 Hp + 0,145 Hp = 0,17 Hp L.C.16 Belt Conveyer(C-10) Fungsi Jenis Jumlah : untuk mengalirkan potongan biji pinang ke ball mill : horizontal belt conveyor : 1 unit Kondisi : Tekanan Suhu Jumlah materi : 1 atm : 0 0 C : 1.888,8 kg/jam Faktor kelonggaran : 0 % Kapasitas materi : 1, x 1.888,8 kg/jam :16.666,56 kg/jam Menghitung Daya Conveyor P = P horizontal + P vertikal + P empty (Wallas,1988)

74 Daya Horizontal P horizontal = (0,4 + L/00)(w/00) (Wallas,1988) Asumsikan panjang conveyor secara horizontal (L) = 0 ft P horizontal = (0,4 + 0 / 00)( 16,66 / 00) = 0,059 Hp P vertikal = 0,001 H.w (Wallas,1988) Dakian dari conveyor biasanya 5 0 sehingga tinggi conyeyor (H) dapat dihitung: H = L tg 5 0 = 0 tg 5 0 = 1.75 ft P vertikal = 0,001 x 1,75 x 16,666 = 0,091 Hp Daya Empty P empty = μ. M/100 Kecepatan conveyor dapat dihitung (μ): Asumsikan tebal belt conveyor 14 inci dengan kemiringan belt 10 0 maka dari tabel 5.5a Wallas diperoleh data untuk conveyor = 6,69 16,666 x100 49,118 ft/menit 6,69 Horsepower conveyor dengan kemiringan 10 0 dan tebal belt conveyor 14 inci dapat dilihat dari grafik 5.5c Wallas yaitu = 0,05 P empty = 49,118 x 0, = 0,145 Hp Dengan demikian daya conveyor seluruhnya adalah : P = 0,059 Hp + 0,091 Hp + 0,145 Hp = 0,17 Hp

75 L.C.17 Bucket Elevator (C-10) Fungsi : untuk mengangkut serbuk pinang kedalam ekstraktor Laju alir masuk (G) = 1.888,8 kg/jam (Lampiran A) Faktor kelonggaran (fk) = 0% (Perry,1984) Kapasitas bucket elevator (K) = G( 1 fk) = 1, x 1.888,8 kg/jam = ,56 kg/jam = 16,666 ton/jam Untuk bucket elevator dengan kapasitas minimum yang tersedia dipilih kapasitas 7 ton/jam dengan spesifikasi sebagi berikut : Jumlah bucket : 1 unit Jenis bucket : Centrifugal dischanger spaced bucket Tinggi pengangkut : 5 ft Ukuran bucket : (8 x 5 x 5 ½) Jarak antar bucket : 1 in Kecepatan putaran : 4 rpm Daya penggerak bucket : 1,6 Hp Material bucket : Mallable iron Faktor korosi : 0,05 in/tahun (sumber : tabel 1-8 Perry,1984) L.C.18 Belt Conveyer (C-104) Fungsi : untuk mengalirkan impuritis ke penampungan limbah Jenis Jumlah : horizontal belt conveyor : 1 unit Kondisi :

76 Tekanan : 1 atm Suhu : 0 0 C Jumlah materi : ,79 kg/jam Faktor kelonggaran : 0 % Kapasitas materi : 1, x ,79 kg/jam : 1.,54 kg/jam Menghitung Daya Conveyor P = P horizontal + P vertikal + P empty (Wallas,1988) Daya Horizontal P horizontal = (0,4 + L/00)(w/00) (Wallas,1988) Asumsikan panjang conveyor secara horizontal (L) = 0 ft P horizontal = (0,4 + 0 / 00)( 1, / 00) = 0,00108 Hp P vertikal = 0,001 H.w (Wallas,1988) Dakian dari conveyor biasanya 5 0 sehingga tinggi conyeyor (H) dapat dihitung: H = L tg 5 0 = 0 tg 5 0 = 1.75 ft P vertikal = 0,001 x 1,75 x 1, = 0,014 Hp Daya Empty P empty = μ. M/100 Kecepatan conveyor dapat dihitung (μ): Asumsikan tebal belt conveyor 14 inci dengan kemiringan belt 10 0 maka dari tabel 5.5a Wallas diperoleh data untuk conveyor = 6,69 1, x100 18,855 ft/menit 6,69 Horsepower conveyor dengan kemiringan 10 0 dan tebal belt conveyor 14 inci dapat dilihat dari grafik 5.5c Wallas yaitu = 0,05

77 18,855 x 0,05 P empty = 100 = 0,0914 Hp Dengan demikian daya conveyor seluruhnya adalah : P = 0,00108 Hp + 0,014 Hp + 0,0914 Hp = 0,11 Hp L.C.19 Screw Conveyer (C-105) Fungsi : untuk mengalirkan tannin dari rotary dryer ke rotary cooler Jenis : horizontal screw conveyor Bahan konstruksi : carbon steel Kondisi operasi : Temperatur : 0 C Tekanan : 1 atm Laju alir :.857,70 kg/jam = 1,0715 kg/s = 8.454,19 lb/jam Densitas : 165,17 kg/m = 79,0 lb/ft Direncanakan dalam 1 proses cukup ditempuh 1/1 jam kerja (5 menit) Laju alir volumetrik : F 8.454,19 lb/jam Q 106,989 ft / jam 79,0 lb/ft Daya conveyor : C x L x W x F P =.000 dimana: C = kapasitas conveyor (ft /jam) L = panjang conveyor (ft) W = berat material (lb/ft ) = 40 lb/ft (Walas, 1988) F = faktor material = (Walas, 1988)

78 106,98 ft P = Digunakan daya conveyor 9 Hp /jam,808ft 40lb/ft.000 8,50 Hp L.C.0 Screw Conveyer (C-106) Fungsi : Untuk mengalirkan tannin dari rotary cooler ke Ball mill (SR-10) Fungsi : untuk mengalirkan tanin ke gudang produk Jenis : horizontal screw conveyor Bahan konstruksi : carbon steel Kondisi operasi: Temperatur : 0 C Tekanan : 1 atm Laju alir :.857,70 kg/jam = 1,0715 kg/s = 8.454,19 lb/jam Densitas : 165,17 kg/m = 79,0 lb/ft Direncanakan dalam 1 proses cukup ditempuh 1/1 jam kerja (5 menit) Laju alir volumetrik : F 8.454,19 lb/jam Q 106,989 ft / jam 79,0 lb/ft Daya conveyor : C x L x W x F P =.000 dimana: C = kapasitas conveyor (ft /jam) L = panjang conveyor (ft) W = berat material (lb/ft ) = 40 lb/ft (Walas, 1988) F = faktor material = (Walas, 1988) 106,98 ft P = Digunakan daya conveyor 9 Hp /jam,808ft 40lb/ft.000 8,50 Hp

79 L.C.1 Screw Conveyer (C-107) Fungsi : untuk mengangkut serbuk tannin ke packing unit Fungsi : untuk mengalirkan tanin ke gudang produk Jenis : horizontal screw conveyor Bahan konstruksi : carbon steel Kondisi operasi : Temperatur : 0 C Tekanan : 1 atm Laju alir :.857,70 kg/jam = 1,0715 kg/s = 8.454,19 lb/jam Densitas : 165,17 kg/m = 79,0 lb/ft Direncanakan dalam 1 proses cukup ditempuh 1/1 jam kerja (5 menit) Laju alir volumetrik : F 8.454,19 lb/jam Q 106,989 ft / jam 79,0 lb/ft Daya conveyor : C x L x W x F P =.000 dimana: C = kapasitas conveyor (ft /jam) L = panjang conveyor (ft) W = berat material (lb/ft ) = 40 lb/ft (Walas, 1988) F = faktor material = (Walas, 1988) 106,98 ft P = Digunakan daya conveyor 9 Hp /jam,808ft 40lb/ft.000 8,50 Hp L.C. Pompa etanol (J 101)

80 Fungsi : Untuk memompakan etanol 96 % dari tangki etanol ke ekstraktor Kondisi operasi : P = 1 atm T = 0 0 C Laju alir massa (G) = 9.999,74 kg/jam = 4,494 lb/s Densitas () = 79,71 kg/m = 49,489 lb/ft Viskositas () = 0,0094 cp = 0, lb/ft.s 4,494 lb / s Laju alir volumetrik (Q) = 49,489 lb / ft = 0,4949 ft /s Desain pompa : Di,opt =,9 (Q) 0,45 () 0,1 (Timmerhaus,1991) =,9 (0,4949 ft /s ) 0,45 (49,489 lb/ft ) 0,1 = 4,719 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis,198, dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 6 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 6,065in = 0,505 ft Diameter Luar (OD) : 6,65 in = 0,55 ft Inside sectional area : 1,590 ft 0,4949 ft / s Kecepatan linear, v = Q/A = 1,590 ft = 0,11 ft/s Bilangan Reynold : N Re = v D (49,489 lb / ft )(0,11ft / s)(0,505 ft) = 0, lb/ft.s = ,09 (Turbulen) Untuk pipa commercial steel, harga = 0,005 (Geankoplis, 198) 0,005 ft Pada N Re =1.4.80,09 dan /D = = 0, ,505 ft Dari Fig..10- Geankoplis,198 diperoleh harga f = 0,01 Friction loss :

81 1 Sharp edge entrance= h c = 0,55 1 A v A 1 0, 11 = 0,0008 ft.lbf/lb = 0, ,174 v elbow 90 = h f = n.kf.. g c = (0,75) 0,11 (,174) = 0,00 ft.lbf/lb v 1 check valve = h f = n.kf.. g c = 1(,0) 0,11 (,174) = 0,000 ft.lbf/lb. L v Pipa lurus 80 ft = F f = 4f D.. g c = 4(0,001) 80. 0,11 0,505..,174 = 0,00114 ft.lbf/lb 1 Sharp edge exit = h ex = 0,55 1 A1 A v.. g c 0, 11 = 0,00086 ft.lbf/lb = 0, ,174 Total friction loss : F Dari persamaan Bernoulli : P P v v1 gz z1 F Ws = 0,0184 ft.lbf/lb (Geankoplis,198) dimana : v 1 = v P 1 = P = 1atm Z = 40 ft Maka :,174 ft / s,174 ft. lbm / lbf. s 0 Ws 40,00056 ft.lbf/lbm P = W s 40 ft 0 0,0184 ft. lbf / lbm W 0 Q 40, ,494 49,489 1,781Hp Effisiensi pompa, = 75 % s

82 Daya pompa : P = 1,781,75Hp 0,75 Effisiensi motor (80%) (Geankoplis, 198) Daya motor =,75 0,8 =,968 Hp Daya motor yang digunakan =,708 Hp L.C. Pompa ekstraksi (J 0) Fungsi : Untuk memompakan etanol dan serbuk pinang dari ekstraktor ke filter press Kondisi operasi : P = 1 atm T = 75 0 C Laju alir massa (G) = ,1 kg/jam = 4,016 lb/s Densitas () campuran = 1119,7 kg/m = 69,875 lb/ft Viskositas () =,67 cp = 0,0047 lb/ft.s 4,016 lb / s Laju alir volumetrik (Q) = 69,875 lb / ft = 0,486 ft /s Desain pompa : Di,opt =,9 (Q) 0,45 () 0,1 (Timmerhaus,1991) =,9 (0,486 ft /s ) 0,45 (69,875 lb/ft ) 0,1 = 4,899 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis,198, dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 6 in Schedule number : 40

83 Diameter Dalam (ID) : 6,065in = 0,505 ft Diameter Luar (OD) : 6,65 in = 0,55 ft Inside sectional area : 1,590 ft 0,486 ft / s Kecepatan linear, v = Q/A = 1,590 ft = 0,06 ft/s Bilangan Reynold : N Re = v D (69,875 lb / ft )(0,06 ft / s)(0,505 ft) = 0,0047 lb/ft.s = 4.71,57 (Turbulen) Untuk pipa commercial steel, harga = 0,00007 (Geankoplis, 198) 0,00007 ft Pada N Re = 4.71,57 dan /D = = 0, ,505 ft Dari Fig..10- Geankoplis,198 diperoleh harga f = 0,0041 Friction loss : 1 Sharp edge entrance= h c = 0,55 1 A v A 1 0, = 0,0008 ft.lbf/lb = 0,55 1,174 v elbow 90 = h f = n.kf.. g c = (0,75) 0,06 (,174) = 0,0018 ft.lbf/lb v 1 check valve = h f = n.kf.. g c = 1(,0) 0,06 (,174) = 0,0091 ft.lbf/lb L v Pipa lurus 80 ft = F f = 4f D... g c = 4(0,0041) 80. 0,06 0,505..,174 = 0,007 ft.lbf/lbm 1 Sharp edge exit = h ex = 0,55 1 A1 A v.. g c

84 0, 06 = 0,0008 ft.lbf/lbm = 0, ,174 Total friction loss : F Dari persamaan Bernoulli : P P v v1 gz z1 F Ws = 0,010 ft.lbf/lbm (Geankoplis,198) dimana : v 1 = v P 1 = P = 1atm Z = 40 ft Maka :,174 ft / s,174 ft. lbm / lbf. s 0 40 ft 0 0,010 ft. lbf / lbm W 0 s Ws = 40,000 ft.lbf/lbm W P = s Q 40,000 0,06 69,8759 1,555Hp Effisiensi pompa, = 75 % 1,555 Daya pompa : P =,07Hp 0,75 Effisiensi motor (80%) (Geankoplis, 198) Daya motor =,07 0,8 =,591 Hp Daya motor yang digunakan =,591 Hp L.C.4Pompa Filtres Press (J 10) Fungsi : Untuk memompakan campuran tanin dan pelarutnya dari filter press ke tangki pengendapan Kondisi operasi :

85 P = 1 atm T = 0 0 C Laju alir massa (G) = 45.60,76 kg/jam = 7,777 lb/s Densitas () = 1019,7 kg/m = 6,6 lb/ft Viskositas () =,86 cp = 0,00194 lb/ft.s 7,777 lb / s Laju alir volumetrik (Q) = 6,6 lb / ft = 0,465 ft /s Desain pompa : Di,opt =,9 (Q) 0,45 () 0,1 (Timmerhaus,1991) =,9 (0,465 ft /s ) 0,45 (6,6 lb/ft ) 0,1 = 4,608 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis,198, dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 6 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 6,065in = 0,505 ft Diameter Luar (OD) : 6,65 in = 0,55 ft Inside sectional area : 1,590 ft 0,465 ft / s Kecepatan linear, v = Q/A = 1,590 ft = 0,74 ft/s Bilangan Reynold : N Re = v D (6,6 lb / ft )(0,74 ft / s)(0,505 ft) = 0,00194 lb/ft.s = 4.58,56 (Turbulen) Untuk pipa commercial steel, harga = 0,00004 (Geankoplis, 198) 0,00004 ft Pada N Re = 4.58,56 dan /D = = 0, ,505 ft Dari Fig..10- Geankoplis,198 diperoleh harga f = 0,0051 Friction loss :

86 1 Sharp edge entrance= h c = 0,55 1 A v A 1 0, 74 = 0,00064 ft.lbf/lb = 0, ,174 v elbow 90 = h f = n.kf.. g c = (0,75) 0,74 (,174) = 0,00175 ft.lbf/lb v 1 check valve = h f = n.kf.. g c = 1(,0) 0,74 (,174) = 0,00 ft.lbf/lb L v Pipa lurus 80 ft = F f = 4f D... g c = 4(0,0051) 80. 0,74 0,505..,174 = 0,007 ft.lbf/lbm 1 Sharp edge exit = h ex = 0,55 1 A1 A v.. g c 0, 74 = 0,00064 ft.lbf/lbm = 0, ,174 Total friction loss : F Dari persamaan Bernoulli : P P v v1 gz z1 F Ws = 0,0090 ft.lbf/lbm (Geankoplis,198) dimana : v 1 = v P 1 = P = 1atm Z = 40 ft Maka :,174 ft / s,174 ft. lbm / lbf. s 0 40 ft 0 0,0090 ft. lbf / lbm W 0 s Ws 40,0008 ft.lbf/lbm W P = s Q 40,0008 0,465 6,6,00 Hp Effisiensi pompa, = 75 %,00 Daya pompa : P =,69Hp 0,75

87 Effisiensi motor (80%) (Geankoplis, 198) Daya motor =,69 0,8 =,66 Hp Daya motor yang digunakan =,66 Hp L.C.5 Pompa Tangki Pengendapan (J 104) Fungsi : Untuk memompakan campuran tanin dan pelarutnya dari filter press ke evaporator Kondisi operasi : P = 1 atm T = 0 0 C Laju alir massa (G) = 45.60,76 kg/jam = 7,777 lb/s Densitas () = 1019,7 kg/m = 6,6 lb/ft Viskositas () =,86 cp = 0,00194 lb/ft.s 7,777 lb / s Laju alir volumetrik (Q) = 6,6 lb / ft = 0,465 ft /s Desain pompa : Di,opt =,9 (Q) 0,45 () 0,1 (Timmerhaus,1991) =,9 (0,465 ft /s ) 0,45 (6,6 lb/ft ) 0,1 = 4,608 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis,198, dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 6 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 6,065in = 0,505 ft Diameter Luar (OD) : 6,65 in = 0,55 ft Inside sectional area : 1,590 ft

88 0,465 ft / s Kecepatan linear, v = Q/A = 1,590 ft = 0,74 ft/s Bilangan Reynold : N Re = v D (6,6 lb / ft )(0,74 ft / s)(0,505 ft) = 0,00194 lb/ft.s = 4.58,56 (Turbulen) Untuk pipa commercial steel, harga = 0,00004 (Geankoplis, 198) 0,00004 ft Pada N Re = 4.58,56 dan /D = = 0, ,505 ft Dari Fig..10- Geankoplis,198 diperoleh harga f = 0,0051 Friction loss : 1 Sharp edge entrance= h c = 0,55 1 A v A 1 0, = 0,00064 ft.lbf/lb = 0,55 1,174 v elbow 90 = h f = n.kf.. g c = (0,75) 0,74 (,174) = 0,00175 ft.lbf/lb v 1 check valve = h f = n.kf.. g c = 1(,0) 0,74 (,174) = 0,00 ft.lbf/lb L v Pipa lurus 80 ft = F f = 4f D... g c = 4(0,0051) 80. 0,74 0,505..,174 = 0,007 ft.lbf/lbm 1 Sharp edge exit = h ex = 0,55 1 A1 A v.. g c 0, = 0,00064 ft.lbf/lbm = 0,55 1,174 Total friction loss : F Dari persamaan Bernoulli : = 0,0090 ft.lbf/lbm

89 P P v v1 gz z1 F Ws (Geankoplis,198) dimana : v 1 = v P 1 = P = 1atm Z = 40 ft Maka :,174 ft / s,174 ft. lbm / lbf. s 0 40 ft 0 0,0090 ft. lbf / lbm W 0 s Ws 40,0008 ft.lbf/lbm W 40,0008 0,46 6,6 P = s Q Effisiensi pompa, = 75 %,107 Daya pompa : P =,690Hp 0,75,0177 Hp Effisiensi motor (80%) (Geankoplis, 198) Daya motor =,690 0,8 =,6 Hp Daya motor yang digunakan =,6 Hp L.C.6 Pompa Kondensor (J 105) Fungsi : Untuk memompakan etanol dari kondensor ke tangki etanol Kondisi operasi : P = 1 atm T = 0 0 C Laju alir massa (G) = 40.0,07 kg/jam = 4,514 lb/s Densitas () = 79,71 kg/m = 49,489 lb/ft Viskositas () = 0,0094 cp = 0, lb/ft.s

90 4,514lb / s Laju alir volumetrik (Q) = 49,489 lb / ft = 0,495 ft /s Desain pompa : Di,opt =,9 (Q) 0,45 () 0,1 (Timmerhaus,1991) =,9 (0,495 ft /s ) 0,45 (49,489 lb/ft ) 0,1 = 4,719 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis,198, dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 6 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 6,065in = 0,505 ft Diameter Luar (OD) : 6,65 in = 0,55 ft Inside sectional area : 1,590 ft 0,495 ft / s Kecepatan linear, v = Q/A = 1,590 ft = 0,11 ft/s Bilangan Reynold : N Re = v D (49,489 lb / ft )(0,11ft / s)(0,505 ft) = 0, lb/ft.s = ,944 (Turbulen) Untuk pipa commercial steel, harga = 0,00196 (Geankoplis, 198) 0,00196 ft Pada N Re = ,944 dan /D = = 0, ,505 ft Dari Fig..10- Geankoplis,198 diperoleh harga f = 0,006 Friction loss : 1 Sharp edge entrance= h c = 0,55 1 A v A 1 0, 11 = 0,0048 ft.lbf/lb = 0, ,174 v elbow 90 = h f = n.kf.. g c = (0,75) 0,11 (,174) = 0,007 ft.lbf/lb

91 v 1 check valve = h f = n.kf.. g c = 1(,0) 0,11 (,174) = 0,0096 ft.lbf/lb L v Pipa lurus 80 ft = F f = 4f D... g c = 4(0,006) 80. 0,11 0,505..,174 = 0,00571 ft.lbf/lbm 1 Sharp edge exit = h ex = 0,55 1 A1 A v.. g c 0, = 0,00086 ft.lbf/lbm = 0,55 1,174 Total friction loss : F Dari persamaan Bernoulli : P P v v1 gz z1 F Ws = 0,0816 ft.lbf/lbm (Geankoplis,198) dimana : v 1 = v P 1 = P = 1atm Z = 40 ft Maka :,174 ft / s,174 ft. lbm / lbf. s 0 40 ft 0 0,0816 ft. lbf / lbm W 0 s Ws = 40, ft.lbf/lbm W 40, ,495 49,489 P = s Q Effisiensi pompa, = 75 % Daya pompa : P = 0,781,75Hp 0,75 1,781Hp Effisiensi motor (80%) (Geankoplis, 198) Daya motor =,75 0,8 =,969 Hp

92 Daya motor yang digunakan =,969 Hp LC.7 Screen (S-101) Fungsi : Sebagai alat untuk memisahkan partikel yang lebih besar dengan yang lebih kecil sehingga diperoleh ukuran partikel serbuk 00 mesh Jenis : Vibrating Screen Bahan konstruksi : Stainless steel Jumlah : 1 unit Kapasitas : 1.888,8 kg/jam 1.888,8 kg/jam Kapasitas screen = 84,44 kg / m = 5,84 m /jam Diasumsikan : diameter maksimum serbuk pinang masuk = 0,005 cm = 50 μm Standar Screen Scale untuk serbuk pinang dengan diameter 50 μm digunakan : Mesh = 00 mesh Sieve Clear Opening = 0,001 in = 0,05 mm ( Geankoplis,1977) Nominal Wire Diameter = 0,07 mm = 0,015 in ( Geankoplis,1977) Screen Siece = 0 x 60 ( Wallas,1988) Daya motor = Hp ( Perry,1997 ) Kecepatan = 1800 rpm ( Perry,1997 ) LC.8 Screen (S-10) Fungsi :Sebagai alat untuk memisahkan partikel yang lebih besar dengan yang lebih kecil sehingga diperoleh ukuran partikel serbuk 00 mesh. Jenis : Vibrating Screen Bahan konstruksi : Stainless steel Jumlah : 1 unit Kapasitas :.857,70 kg/jam

93 .857,70 kg/jam Kapasitas screen = 84,44 kg / m = 1,6178 m /jam Diasumsikan : diameter maksimum serbuk tanin masuk = 0,005 cm = 50 μm Standar Screen Scale untuk serbuk tanin dengan diameter 50 μm digunakan : Mesh = 00 mesh Sieve Clear Opening = 0,001 in = 0,05 mm ( Geankoplis,1977) Nominal Wire Diameter = 0,07 mm = 0,015 in ( Geankoplis,1977) Screen Siece = 0 x 60 ( Wallas,1988) Daya motor = Hp ( Perry,1997 ) Kecepatan = 1800 rpm ( Perry,1997 )

94 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS L.D.1 Screening (SC) Fungsi : Untuk menyaring partikel-partikel padat dan kotoran dari air sungai Jenis : Bar screen Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Stainless stell Kondisi operasi : - Temperatur = 0 0 C - Tekanan = 1 atm - Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m (Geankoplis,1997) - Laju alir massa (F) = 41.64,06 kg/jam 41.64,06 kg/jam - Laju alir Volume (Q)= 995,68kg/m x 1 jam/600 s = 0,0116 m /s Direncanakan ukuran screening : Panjang screen = m Lebar screen = m m 0 mm m 0 mm

95 Dari Table 5.1 Physical Chemical Treatmen of Water and Waste water, diperoleh : - Ukuran bar Lebar = 5 mm Tebal = 0 mm - Bar cleaning space (slope) = 0 mm Misalkan, jumlah bar = X Maka, 0X + 0 ( X+1) = X = 1980 X = 49,5 50 buah Luas area penyaringan, A = 0 (50+1)(000) = mm =,04 m Untuk pemurnian air sungai menggunakan bar screen, diperkirakan Cd = 0,6 dan 0% screen tersumbat. Head loss ( һ ) = Q g Cd A 0,011 m/s (9,8)(0,6) (,04) = =, m dari air L.D. Pompa Air Sungai (PU-1) Fungsi : Untuk memompakan air sungai menuju tangki clarifier. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : unit (1 unit beroperasi dan 1 unit cadangan) Kondisi operasi : P = 1 atm T = 0 o C Laju alir massa, F = 41.64,06 kg/jam = 5,55 lbm/s Densitas bahan, ρ = 995,68 kg/m = 6,16 lbm/ft (Geankoplis,1997) Viskositas bahan, µ = 0,8007 cp = 0,0005 lbm/ft.s (Geankoplis,1997)

96 5,55 lbm/s Laju alir volume, Q = 6,16 lbm/ft = 0,411 ft /s Perencanaan Pompa : a. Diameter Pipa Optimum : Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus,1991) Dengan : Di = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft ) Q = laju volumetrik (ft /s) µ = viscositas (cp) Maka, Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 =,9 (0,411) 0,45 (6,16) 0,1 =,9 x 0,675 x 1,71 = 4,468 in Dari appendiks A.5 (Geankoplis, 1997),dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal = 6 in Schedule number = 40 Diameter dalam, ID Diameter luar, OD = 6,065 in = 0,505 ft = 6,65 in = 0,55 ft Inside sectional area = 0,181 ft b. Pengecekan bilangan Reynold, N Re ; Kecepatan linier, v = Sehingga : Q A 0,411 ft / s 0,006 ft,048 ft / s Bilangan Reynold, N Re x v x ID = 6,16lbm / ft x,048 ft / s x 0,505 ft 0,0005lbm / ft. s = 18576,716 (turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε = 4, (Geankoplis, 1997) ε/d = 0,00014 (Geankoplis, 1997)

97 1997) f = 0,0045 (Geankoplis, c. Panjang ekivalen total perpipaan, L ; Instalasi pipa : - Panjang pipa lurus (L 1 ) = 0 ft - 1 buah gate valve fully open ; (L/D = 1) (Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,505 ft = 6,565 ft - buah elbow standar 90 o C (L/D = 0) (Foust, 1980) L = x 0 x 0,505 ft = 0, ft - 1 buah sharp edge entrance (K = 0,5 ; L/D = 4) (Foust, 1980) L 4 = 1 x 4 x 0,505 ft = 1,1 ft - 1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 50) (Foust, 1980) L 5 = 1 x 50 x 0,505= 5,5ft Maka, L = L 1 + L + L + L 4 + L 5 = 0 + 6, ,+ 1,1 +5,5 = 104,5 ft d. Menentukan friksi, F ; F 198) 4 f. v. g C. D L 4 x 0,0045 x (,048 ft / s) x,174lbm. ft / lbf. s x104,5 ft x 0,505 ft 7,869 ft / s = 0,4 ft. lbf / lbm,495lbm. ft / lbf. s (Geankoplis, e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v v. g g ( Z Z1) P P1 g 1 c Bila : Wf = 0 Z 1 c = 0 ; Z = ft F Wf 0 (Geankoplis,198)

98 v 1 = 0 ; v =, ft/s P 1 = 1 atm = 14,696 lbf/in = 117,9 lbf/ft Maka :,048 0,174( 0) 117,9 P1 x,174,174 6,16 117,9 P1 0, ,4 + = 0 6,16 P 1 = 4,48 lbf/ft 0,4 0 0 = 4,48 lbf/ft 1 ft x 144in = 16,15 lbf/in Sehingga, 4,48 117,9 -Wf = 0,069 0, 4 6,16 = 6,617 ft.lb f /lb m f. Daya pompa, Ws ; W S W f. Q ,617 ft. lbf / lbm x 0,4 ft / s x 6,16lbm / 550 ft. lbf / s. hp ft. 0,16hp 198) Untuk efisiensi alat 80%, maka : Tenaga pompa yang dibutuhkan = Maka dipilih pompa yang berdaya motor ½ hp 0,16 0,95hp (Geankoplis, 0,8 L.D. Tangki Pelarutan Aluminium Sulfat (Al (SO 4 ) ) (TP-1) Fungsi : Tempat melarutkan aluminium sulfat (Al (SO 4 ). Jenis : Silinder vertikal dengan tutup dan alas berbentuk datar dengan pengaduk.

99 Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8 Grade C Kondisi operasi : - Temperatur = 0 0 C - Tekanan = 1 atm - Jumlah air yang diolah, F = 41.64,06 kg/jam - Jumlah aluminium = 1,89 kg/jam Direncanakan lama penampungan untuk persediaan 7 hari, maka : Jumlah aluminium yang dilarutkan = 1,89 kg/jam x 7 hari x 4 jam/hari = 17,856 kg Jenis dan sifat bahan : Bahan yang dipakai adalah Al (SO 4 ) dengan kadar 0 % berat, dengan sifatsifat sebagai berikut : - Densitas, ρ = 1194,5 kg/m = 74,570 lbm/ft (Perry, 1997) = 0,04 lbm/in - Viscositas, μ = 0, lbm/ft.det (Kirk Othmer, 1967) = 1, kg/ft.det Menentukan ukuran Tangki a. Volume tangki, V T : Waktu tinggal, t = 7 hari Jumlah Al ( SO4 ) 17,856kg Volume bahan, V C = % berat Al ( SO ) x 0, x1194,5 kg / m = 0,886 m Faktor kelonggaran, f k = 0% = 0, Volume tangki, V T = V C f k 1 = 0,886 (1 + 0,) = 1,064 m b. Diameter (D T ) dan Tinggi tangki (H T ) : Direncanakan bahwa tinggi silinder : diameter (H T : D) = : 4

100 Rumus : Volume silinder, V s = D. H s D D 1,1775 D 4 4 Volume tangki, V T = V S = 1,1775 D 1/ 1/ V m D = T 1,064 0, 967 m 1,1775 1,1775 Sehingga desain tangki yang digunakan : Diameter tangki = 0,967 m =,17 ft = 8,070 in Tinggi silinder, H S = D 1,5 x 0,967 m 1, 450 m Jadi tinggi tangki, H T = H S = 1,450 m c. Tinggi cairan dalam tangki, H c : VC x H T 0,886m x1,450m Tinggi cairan dalam tangki, H c = V 1,064m = 1,07 m =,96 ft = 47,519 in d. Tekanan desain, P : Tekanan hidrostatis = H 1 C = 144 0,04 lbm / in T + P o (Pers..17 Brownell &Young,1959) ,519 in 1 14,7 Ps = 14,71 psi Jika faktor keamanan = 10% = 0,1 P Desain = (1 + 0,1) x 14,71 psi = 16,18 psi e. Tebal dinding tangki (bagian silinder), d : Faktor korosi (C) = 0,04 in/thn (Chuse & Eber,1954)

101 Allowable working stress (S) = 1650 lb/in (Brownell,1959) Efisiensi sambungan (E) = 0,85 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun P x R Tebal silinder (d) = ( C x A) S. E 0,6P (Timmerhaus,004) Dimana : d = tebal tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan 16,18 x19,05 d = (0,04 x10) (1650 x 0,85) 0,6 x16,18 08,04 psi. in = 0,4in 0,44in 181,5lb / in 9,71 psi f. Tebal dinding head (tutup tangki), dh : Faktor korosi (C) = 0,04 in/thn (Chuse & Eber,1954) Allowable working stress (S) = 1650 lb/in (Brownell,1959) Efisiensi sambungan (E) = 0,85 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun P x Di Tebal head (dh) = ( C x A) S. E 0,P (Timmerhaus,004) Dimana : dh = tebal dinding head (in) Di = diameter tangki (in) S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan

102 16,18 x 8,070 dh = (0,04 x10) (1650 x 0,85) (0, x16,18) 616,086 psi. in = 0,4 0,44in 765lb / in,6 psi Maka dipilih tebal silinder = 1/ in Daya Pengaduk Jenis pengaduk : Marine propeler Jumlah baffle : 4 buah Dimana : - Dt/Da = 198) - Dt =,86 ft - Da = 0,95 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas, μ = = 0, lbm/ft.det (fig..4-4 Geankoplis, x N x Da 74,570 x1 x (0,95) Bilangan Reynold, N Re = -4 0,7.10 = 94714,4 Karena N Re > 10000, maka K T = 0, (Tabel 9. McCabe,1994) P = 5 KT. N. Da. g.550 c (Pers.9-4 McCabe, 1994) = 5 0, x (1 rps) x (0,95 ft) x 74,570lbm / ft,174lbm. ft / lbf. s x550 ft. lbf / s / hp = 0,001 hp 198) Efisiensi motor penggerak = 80 % 0,001hp Daya motor = = 0,001 (Pers..7-0 Geankoplis, 0,8 Daya motor standar yang dipilih 1/0 hp L.D.4 Pompa Larutan Aluminium Sulfat (Al (SO 4 ) ) (PU-) Fungsi : Untuk memompakan larutan Al (SO 4 ) ke tangki clarifier.

103 Jenis Jumlah : Pompa sentrifugal : unit (1 unit beroperasi dan 1 unit cadangan) Kondisi operasi : P = 1 atm T = 0 o C Laju alir massa, F = 1,89 kg/jam = 0,00115 lbm/s Densitas bahan, ρ = 1194,5 kg/m = 74,570 lbm/ft (Perry, 1997) = 0,04 lbm/in Viscositas, μ = 0, lbm/ft.det (Kirk Othmer, 1967) = 1, kg/ft.det 0,00115 lbm/s Laju alir volume, Q = 74,570 lbm/ft = 0, ft /s Perencanaan Pompa : a. Diameter Pipa Optimum : Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus,1991) Dengan : Di = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft ) Q = laju volumetrik (ft /s) µ = viscositas (cp) Maka Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 =,9 (0, ) 0,45 (0,04) 0,1 =,9 x 0,0068 x 0,66 = 0,0175 in Dari appendiks A.5 (Geankoplis, 1997),dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal = 1/8 in Schedule number = 40 Diameter dalam, ID = 0,69 in = 0,04 ft Diameter luar, OD = 0,405 in = 0,088 ft Inside sectional area = 0,0004 ft b. Pengecekan bilangan Reynold, N Re ;

104 Q 0, ft Kecepatan linier, v = A 0,0004 ft / s 0,08 ft / s Sehingga : Bilangan Reynold, N Re : N Re = x v x ID 74,570lbm / ft x 0,08 ft / s x 0,04 ft 4 0,7.10 lbm / ft. s = 895,50 (laminar) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : f = 0,05 c. Panjang ekivalen total perpipaan, L ; Instalasi pipa : - Panjang pipa lurus (L 1 ) = 0 ft - 1 buah gate valve fully open ; (L/D = 1) (Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,505 ft = 6,565 ft - buah elbow standar 90 o C (L/D = 0) (Foust, 1980) L = x 0 x 0,505 ft = 0, ft - 1 buah sharp edge entrance (K = 0,5 ; L/D = 4) (Foust, 1980) L 4 = 1 x 4 x 0,505 ft = 1,1 ft - 1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 50) (Foust, 1980) L 5 = 1 x 50 x 0,505= 5,5ft Maka, L = L 1 + L + L + L 4 + L 5 = 0 + 6, ,+ 1,1 +5,5 = 104,5 ft d. Menentukan friksi, F ; F 4 f. v. g C. D L 4 x 0,05 x (0,08 ft / s) x,174lbm. ft / lbf. s x104,5 ft x 0,04 ft 0,0155 ft / s = 0,0107 ft. lbf / lbm 1,441lbm. ft / lbf. s (Geankoplis, 198)

105 e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v v. g g ( Z Z1) P P1 g 1 F Wf c Bila : Wf = 0 Z 1 v 1 c = 0 ; Z = ft = 0 ; v = 0,08 ft/s P 1 = 1 atm = 14,696 lbf/in = 117,9 lbf/ft Maka : 0 (Geankoplis,198) 0,08 0,174( 0) 117,9 P1 x,174,174 74, ,9 P1 0, , = 0 74,570 P 1 = 4,49 lbf/ft 0, = 4,49 lbf/ft 1 ft x 144in = 16,66 lbf/in Sehingga, 4,49 117,9 -Wf = 0, , ,570 = 6,01 ft.lb f /lb m f. Daya pompa, Ws ; W S W f. Q ,01 ft. lbf / lbm x 0,00001 ft / s 550 ft. lbf / s. hp x 74,570lbm / ft = 1,885 x 10-5 hp Untuk efisiensi alat 80%, maka : -5 1,885 x 10 hp Tenaga pompa yang dibutuhkan =,5 x10 0,8 (Geankoplis, 198) Maka dipilih pompa yang berdaya motor 1/0 hp 5 hp

106 L.D.5 Tangki Pelarutan Natrium Karbonat (Na CO ) (TP-) Fungsi : Tempat melarutkan Natrium Karbonat (Na CO ). Jenis : Silinder vertikal dengan tutup dan alas berbentuk datar dengan pengaduk. Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8 Grade C Kondisi operasi : - Temperatur = 0 0 C - Tekanan = 1 atm - Jumlah air yang diolah, F = 41.64,06 kg/jam - Jumlah (Na CO ) = 1,0 kg/jam Direncanakan lama penampungan untuk persediaan 7 hari, maka : Jumlah (Na CO ) yang dilarutkan =1,0 kg/jam x 7 hari x 4 jam/hari = 177,69 kg Jenis dan sifat bahan : Bahan yang dipakai adalah (Na CO ) dengan kadar 0 % berat, dengan sifatsifat sebagai berikut : - Densitas, ρ = 17 kg/m = 8,84 lbm/ft (Perry, 1997) = 0,05 lbm/in - Viscositas, μ =, cp (Othmer, 1967) =, kg/ft.det Menentukan ukuran Tangki a. Volume tangki, V T : Waktu tinggal, t = 7 hari Jumlah(NaCO) 177,69 kg Volume bahan, V C = % berat (NaCO) x 0, x17 kg / m = 0,41 m

107 Faktor kelonggaran, f k = 0% = 0, Volume tangki, V T = V 1 = 0,41 (1 + 0,) C f k = 0,517 m b. Diameter (D T ) dan Tinggi tangki (H T ) : Direncanakan bahwa tinggi silinder : diameter (H T : D) = : Rumus : Volume silinder, V s = D. H s D D 1,1775 D 4 4 Volume tangki, V T = V S = 1,1775 D 1/ 1/ V m D = T 0,517 0, 76 m 1,1775 1,1775 Sehingga desain tangki yang digunakan : Diameter tangki = 0,76 m =,449 ft = 9,99 in Tinggi silinder, H S = D 1,5 x 0,76m 1, 14m Jadi tinggi tangki, H T = H S = 1,14 m c. Tinggi cairan dalam tangki, H c : VC x H T 0,41m x1,14m Tinggi cairan dalam tangki, H c = V 0,76m = 0,646 m =,1 ft = 5,4 in d. Tekanan desain, P : H 1 Tekanan hidrostatis = C + P o (Pers..17 Brownell & Young, ) 0,05lbm / in 5,4in 1 = 14,7 Psi 144 = 14,708 psi Jika faktor keamanan = 10% = 0,1 P Desain = (1 + 0,1) x 14,708 psi T

108 = 16,179 psi e. Tebal dinding tangki (bagian silinder), d : Faktor korosi (C) = 0,04 in/thn (Chuse & Eber,1954) Allowable working stress (S) = 1650 lb/in (Brownell,1959) Efisiensi sambungan (E) = 0,85 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun P x R Tebal silinder (d) = ( C x A (Timmerhaus,004) S. E 0,6P Dimana : d = tebal tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan 16,179 x14,995 d = (0,04 x10) (1650 x 0,85) 0,6 x16,179 4,604 psi. in = 0,4in 0,4in 181,5lb / in 9,707 psi f. Tebal dinding head (tutup tangki), dh : Faktor korosi (C) = 0,04 in/thn (Chuse & Eber,1954) Allowable working stress (S) = 1650 lb/in (Brownell,1959) Efisiensi sambungan (E) = 0,85 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun P x Di Tebal head (dh) = ( C x A) (Timmerhaus,004) S. E 0,P Dimana : dh = tebal dinding head (in) Di = diameter tangki (in) S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan 16,179 x 9,995 dh = (0,04 x10) (1650 x 0,85) 0, x16,179

109 485,08 psi. in = 0,4 0,4in 765lb / in,4 psi Maka dipilih tebal silinder = 1/ in Daya Pengaduk Jenis pengaduk : Marine propeler daun Jumlah baffle : 4 buah Dimana : - Da/Dt = 0,4 198) - Dt =,6 ft - Da = 0,904 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas, μ = =, kg/ft.det (fig..4-4 Geankoplis, x N x Da 8,84 x1 x (0,904) Bilangan Reynold, N Re = -7,48.10 = 7, Karena N Re > 10000, maka K T = 0, (Tabel 9. McCabe,1994) P = 5 KT. N. Da. g.550 c (Pers.9-4 McCabe, 1994) 5 0, x (1 rps) x (0,904 ft) x8,84lbm / ft =,174lbm. ft / lbf. s x550 ft. lbf / s / hp = 0,0009 hp 198) Efisiensi motor penggerak = 80 % 0,0009hp Daya motor = = 0,001 hp (Pers..7-0 Geankoplis, 0,8 Daya motor standar yang dipilih 1/0 hp L.D.6 Pompa Larutan Natrium Karbonat (Na CO ) (PU-) Fungsi : Untuk memompakan larutan (Na CO ) ke tangki clarifier. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : unit (1 unit beroperasi dan 1 unit cadangan)

110 Kondisi operasi : P = 1 atm T = 0 o C Laju alir massa, F = 1,0 kg/jam = 0,00065 lbm/s Densitas bahan, ρ = 17 kg/m = 8,84 lbm/ft (Perry, 1997) = 0,05 lbm/in Viscositas, μ =, cp (Othmer, 1967) =, kg/ft.det 0,00065 lbm/s Laju alir volume, Q = 8,84lbm/ft = 0, ft /s Perencanaan Pompa : a. Diameter Pipa Optimum : Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus,1991) Dengan : Di = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft ) Q = laju volumetrik (ft /s) µ = viscositas (cp) Maka Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 =,9 (0, ) 0,45 (8,84) 0,1 =,9 x 0,0049 x 1,78 = 0,0401 in Dari appendiks A.5 (Geankoplis, 1997),dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal = 1/8 in Schedule number = 40 Diameter dalam, ID Diameter luar, OD = 0,69 in = 0,04 ft = 0,405 in = 0,088 ft Inside sectional area = 0,0004 ft b. Pengecekan bilangan Reynold, N Re ; Q 0, ft Kecepatan linier, v = A 0,0004 ft / s 0,0188 ft / s

111 Sehingga : Bilangan Reynold, N Re : N Re = x v x ID 8,84lbm / ft x 0,0188 ft / s x 0,04 ft 7,48.10 lbm / ft. s = ,696 (turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε = 4, (Geankoplis, 1997) ε/d = 0,001 (Geankoplis, 1997) f = 0,006 c. Panjang ekivalen total perpipaan, L ; Instalasi pipa : - Panjang pipa lurus (L 1 ) = 0 ft - 1 buah gate valve fully open ; (L/D = 1) (Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,505 ft = 6,565 ft - buah elbow standar 90 o C (L/D = 0) (Foust, 1980) L = x 0 x 0,505 ft = 0, ft - 1 buah sharp edge entrance (K = 0,5 ; L/D = 4) (Foust, 1980) L 4 = 1 x 4 x 0,505 ft = 1,1 ft - 1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 50) (Foust, 1980) L 5 = 1 x 50 x 0,505= 5,5ft Maka, L = L 1 + L + L + L 4 + L 5 = 0 + 6, ,+ 1,1 +5,5 = 104,5 ft d. Menentukan friksi, F ; F 198) 4 f. v. g C. D L 4 x 0,006 x (0,0188 ft / s) x,174lbm. ft / lbf. s x104,5 ft x 0,04 ft (Geankoplis,

112 0, ft / s = 0, ft. lbf / lbm 1,441lbm. ft / lbf. s e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v v. g g ( Z Z1) P P1 g 1 F Wf c Bila : Wf = 0 Z 1 v 1 c = 0 ; Z = ft = 0 ; v = 0,015 ft/s P 1 = 1 atm = 14,696 lbf/in = 117,9 lbf/ft Maka : 0 (Geankoplis,198) 0 1,0188 0,174( 0) 117,9 P x,174,174 8,84 5, ,9 P , = 0 8,84 P 1 = 66,498 lbf/ft 0, = 66,498 lbf/ft 1 ft x 144in = 16,44 lbf/in Sehingga, 66, ,9 6 -Wf = 5, , ,84 = 6 ft.lb f /lb m f. Daya pompa, Ws ; W S W f. Q ft. lbf / lbm x 0, ft / s x 8,84lbm / 550 ft. lbf / s. hp ft = 6,814 x 10-6 hp Untuk efisiensi alat 80%, maka :

113 -6 6,814 x 10 hp Tenaga pompa yang dibutuhkan = 8,517 x10 0,8 (Geankoplis, 198) Maka dipilih pompa yang berdaya motor 1/0 hp 6 hp L.D.7 Clarifier (CL) Fungsi : Memisahkan endapan (flok-flok) yang terbentuk karena penambahan larutan Al (SO 4 ) dan larutan Na CO Tipe : External solid recirculation clarifier Bentuk : Circular design Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Kondisi operasi Temperatur = 0 o C Tekanan = 1 atm Laju massa air, F 1 = 41.64,06 kg/jam Laju massa Al (SO 4 ), F = 1,89 kg/jam Laju massa Na CO, F = 1,0 kg/jam Laju massa total, m = 41.64,06 kg/jam Densitas Al (SO 4 ) = 1194,5 kg/m Densitas Na CO = 17 kg/m Densitas air = 995,68 kg/m Reaksi koagulasi : Al (SO 4 ) + Na CO + H O Al (OH) + Na SO 4 + CO Perhitungan : Dari Metcalf & Eddy, 1984 diperoleh : Untuk clarifier type upflow (radial) : Kedalaman air = -5 m Settling time = 1- jam Dipilih, Kedalaman air = m Settling time = 1 jam Diameter dan tinggi clarifier

114 Densitas campuran, ρ C ; , ,105 ρ = 41.64,06 1,89 1,0 41,85 0, , , ,5 17 = 995,668 kg/m ,105kg / jam Volume cairan, V c = x1 jam = 41,87 m kg / m V c = ¼ π D H 1/ 4V x m D = C 1/ 4 41,87 ( ) 4, 14 m H,14 xm Maka, diameter clarifier = 5 m Tinggi clarifier = 1,5 x D = 7,5 m 1959) 1959) Tebal Dinding Clarifier Tekanan hidrostatis : P hid = ρ x g x l = 995,668 kg/m x 9,8 m/det x m = 9.7,69 kpa Faktor kelonggaran = 5 % Maka, P desain = (1 + 0,05) 9.7,69 kpa = 076,71 kpa Joint efficiency = 0,8 Allowable stress = 1650 psia = 87.18,71 kpa Tebal dinding clarifier : P x D t = SE 1, P (Brownell, (Brownell, 076,71kPa x5m 15681,55kPam. = ( x 8718,71kPa x 0,8) (1, x077,75kpa (19549,94688,55) kpa = 1,55 m = 61,074 in Faktor korosi = 0,04 in/tahun Maka tebal yang dibutuhkan = 61,074 in + 0,04 in = 61,116 in

115 Daya clarifier P = 0,006 D (Ulrich,1984) Dimana : P = daya yang dibutuhkan, kw Sehingga, P = 0,006 x (5 m) = 0,0 kw = 0,04 hp = ¼ hp L.D. 8 Pompa Clarifier (PU-4) Fungsi : Untuk memompakan air dari tangki clarifier ke sand filter Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : unit (1 unit beroperasi dan 1 unit cadangan) Kondisi operasi : P = 1 atm T = 0 o C Laju alir massa, F = 41.64,06 kg/jam = 5,55 lbm/s Densitas bahan, ρ = 995,68 kg/m = 6,16 lbm/ft (Geankoplis,1997) Viskositas bahan, µ = 0,8007 cp = 0,0005 lbm/ft.s (Geankoplis,1997) Laju alir volume, Q 5,55 lbm/s = 6,16 lbm/ft = 0,411 ft /s Perencanaan Pompa : a. Diameter Pipa Optimum : Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus,1991) Dengan : Di = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft ) Q = laju volumetrik (ft /s) µ = viscositas (cp) Maka, Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 =,9 (0,411) 0,45 (6,16) 0,1 =,9 x 0,670 x 1,71 = 4,469 in

116 Dari appendiks A.5 (Geankoplis, 1997),dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal = 6 in Schedule number = 40 Diameter dalam, ID Diameter luar, OD = 6,065 in = 0,505 ft = 6,65 in = 0,55 ft Inside sectional area = 0,006 ft b. Pengecekan bilangan Reynold, N Re ; Kecepatan linier, v = Q A 0,411 ft / s 0,006 ft,048 ft / s Sehingga : Bilangan Reynold, N Re x v x ID = 6,16lbm / ft x,048 ft / s x 0,505 ft 0,0005lbm / ft. s = ,716 (turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε = 4, (Geankoplis, 1997) ε/d = 0,00014 (Geankoplis, 1997) f = 0,0045 (Geankoplis, 1997) c. Panjang ekivalen total perpipaan, L ; Instalasi pipa : - Panjang pipa lurus (L 1 ) = 0 ft - 1 buah gate valve fully open ; (L/D = 1) (Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,505 ft = 6,565 ft - buah elbow standar 90 o C (L/D = 0) (Foust, 1980) L = x 0 x 0,505 ft = 0, ft - 1 buah sharp edge entrance (K = 0,5 ; L/D = 4) (Foust, 1980) L 4 = 1 x 4 x 0,505 ft = 1,1 ft

117 - 1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 50) (Foust, 1980) L 5 = 1 x 50 x 0,505= 5,5ft Maka, L = L 1 + L + L + L 4 + L 5 = 0 + 6, ,+ 1,1 +5,5 = 104,5 ft d. Menentukan friksi, F ; F 198) 4 f. v. g C. D L 4 x 0,0045 x (,048 ft / s) x,174lbm. ft / lbf. s x104,5 ft x 0,505 ft 7,869 ft / s = 0,4 ft. lbf / lbm,495lbm. ft / lbf. s (Geankoplis, e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v v. g g ( Z Z1) P P1 g 1 F Wf c Bila : Wf = 0 Z 1 v 1 c = 0 ; Z = ft = 0 ; v =, ft/s P 1 = 1 atm = 14,696 lbf/in = 117,9 lbf/ft Maka : 0 (Geankoplis,198),048 0,174(0) 117,9 P1 x,174,174 6,16 117,9 P1 0, ,4 + = 0 6,16 P 1 =,48 lbf/ft 0,4 00 =,48 lbf/ft 1 ft x 144in = 16,15 lbf/in Sehingga,

118 ,48 117,9 -Wf = 0,065 0, 4 6,16 = 6,617 ft.lb f /lb m f. Daya pompa, Ws ; W S W f. Q ,617 ft. lbf / lbm x 0,411ft / s x 6,16lbm / 550 ft. lbf / s. hp ft. 0,16hp 198) Untuk efisiensi alat 80%, maka : Tenaga pompa yang dibutuhkan = Maka dipilih pompa yang berdaya motor ½ hp 0,16 0,95hp (Geankoplis, 0,8 L.D. 9 Sand Filter (SF) Fungsi : Menyaring partikel-partikel yang masih terbawa dalam air yang keluar dari clarifier. Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Kondisi operasi Temperatur = 0 o C Tekanan = 1 atm Laju massa air, F 1 = 41.64,065 kg/jam Densitas air = 995,68 kg/m = 0,04 lbm/in Faktor keamanan = 0 % Sand filter ini dirancang untuk menampung air selama 1 jam operasi. Menentukan ukuran Tangki a. Volume tangki, V T : Waktu tinggal, t = 1 jam F 41.64,065kg / jam Volume air, V C = x1jam 995,68 kg / m

119 = 41,84 Faktor kelonggaran, f k = 0% = 0, Volume tangki, V T = V 1 = 41,84 (1 + 0,) C f k = 50,188 m b. Diameter (D T ) dan Tinggi tangki (H T ) : Direncanakan bahwa tinggi silinder : diameter (H S : D) = : Direncanakan bahwa tinggi tutup : diameter (H t : D) = 4 : 1 Rumus : Volume silinder, V s = D. H s D D 1, 1775 D 4 4 Volume tangki, V T = V S = 1,1775 D 1/ 1/ V m D = T 50,188, 44 m 1,1775 1,1775 Sehingga desain tangki yang digunakan : Diameter tangki =,44 m = 11,17 ft = 15,4 in Tinggi silinder, H S = D 1,5 x,44 m 5, 16m Tinggi tutup, H t = ¼ x,44 m = 0,86 m Jadi tinggi tangki, H T = H S + H t = 5,16 m + 0,86 m = 6,177 m c. Tinggi cairan dalam tangki, H c : VC x H T 41,84 m x 6,0m Tinggi cairan dalam tangki, H c = V 50,188 m T = 5,016 m = 16,458 ft = 197,479 in d. Tekanan desain, P : Tekanan hidrostatis = H C P o (Pers..17 Brownell & Young, 1959)

120 0,04lbm / in 197,479 in 1 = ,7 Ps = 14,754 psi Jika faktor keamanan = 10% = 0,1 P Desain = (1 + 0,1) x 14,754 psi = 16,0 psi e. Tebal dinding tangki (bagian silinder), d : Faktor korosi (C) = 0,04 in/thn (Chuse & Eber,1954) Allowable working stress (S) = 1650 lb/in (Brownell,1959) Efisiensi sambungan (E) = 0,85 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun P x R Tebal silinder (d) = ( C x A S. E 0,6P (Timmerhaus,004) Dimana : d = tebal tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan 16,0 x104, d = (0,04 x10) (1650 x 0,85) 0,6 x16,0 1691,685 psi. in = 0,4in 0,54in 1.81,5lb / in 9,78 psi f. Tebal dinding head (tutup tangki), dh : Faktor korosi (C) = 0,04 in/thn (Chuse & Eber,1954) Allowable working stress (S) = 1650 lb/in (Brownell,1959) Efisiensi sambungan (E) = 0,85 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun P x Di Tebal head (dh) = ( C x A) S. E 0,P (Timmerhaus,004) Dimana : dh = tebal dinding head (in)

121 Di = diameter tangki (in) S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan 16,0 x15,4 dh = (0,04 x10) (1650 x 0,85) (0, x16,0).198,061 psi. in = 0,4 0,49in 765lb / in 9,78 psi Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki maka dipilih tebal silinder = 1/ in L.D. 10 Pompa Sand Filter (PU-5) Fungsi Jenis Jumlah : Untuk memompakan air dari sand filter ke menara air : Pompa sentrifugal : unit (1 unit beroperasi dan 1 unit cadangan) Kondisi operasi : P = 1 atm T = 0 o C Laju alir massa, F = 41.64,065 kg/jam = 5,55 lbm/s Densitas bahan, ρ = 995,68 kg/m = 6,16 lbm/ft (Geankoplis,1997) Viskositas bahan, µ = 0,8007 cp = 0,0005 lbm/ft.s (Geankoplis,1997) Laju alir volume, Q 5,55 lbm/s = 6,16 lbm/ft = 0,411 ft /s Perencanaan Pompa : a. Diameter Pipa Optimum : Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus,1991)

122 Dengan : Di = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft ) Q = laju volumetrik (ft /s) µ = viscositas (cp) Maka, Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 =,9 (0,411) 0,45 (6,16) 0,1 =,9 x 0,670 x 1,71 = 4,468 in Dari appendiks A.5 (Geankoplis, 1997),dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal = 6 in Schedule number = 40 Diameter dalam, ID Diameter luar, OD = 6,065 in = 0,505 ft = 6,65 in = 0,55 ft Inside sectional area = 0,181 ft b. Pengecekan bilangan Reynold, N Re ; Q 0,411 ft / s Kecepatan linier, v = A 0,006 ft,048 ft / s Sehingga : Bilangan Reynold, N Re x v x ID = 6,16lbm / ft x,048 ft / s x 0,505 ft 0,0005lbm / ft. s = ,716 (turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε = 4, (Geankoplis, 1997) ε/d = 0,00014 (Geankoplis, 1997) f = 0,0045 (Geankoplis, 1997) c. Panjang ekivalen total perpipaan, L ; Instalasi pipa : - Panjang pipa lurus (L 1 ) = 0 ft

123 - 1 buah gate valve fully open ; (L/D = 1) (Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,505 ft = 6,565 ft - buah elbow standar 90 o C (L/D = 0) (Foust, 1980) L = x 0 x 0,505 ft = 0, ft - 1 buah sharp edge entrance (K = 0,5 ; L/D = 4) (Foust, 1980) L 4 = 1 x 4 x 0,505 ft = 1,1 ft - 1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 50) (Foust, 1980) L 5 = 1 x 50 x 0,505= 5,5ft Maka, L = L 1 + L + L + L 4 + L 5 = 0 + 6, ,+ 1,1 +5,5 = 104,5 ft d. Menentukan friksi, F ; F 4 f. v. g C. D L 4 x 0,0045 x (,048 ft / s) x,174lbm. ft / lbf. s x104,5 ft x 0,505 ft 7,869 ft / s = 0,4 ft. lbf / lbm,495lbm. ft / lbf. s (Geankoplis, 198) e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v v. g g ( Z Z1) P P1 g 1 F Wf c Bila : Wf = 0 Z 1 v 1 c = 0 ; Z = ft = 0 ; v =, ft/s P 1 = 1 atm = 14,696 lbf/in = 117,9 lbf/ft Maka : 0 (Geankoplis,198),048 0,174( 0) 117,9 P1 x,174,174 6,16 0,4 0 0

124 117,9 P1 0, ,4 + = 0 6,16 P 1 =,48 lbf/ft =,48 lbf/ft 1 ft x 144in = 16,15 lbf/in Sehingga,,48 117,9 -Wf = 0,065 0, 4 6,16 = 6,617 ft.lb f /lb m f. Daya pompa, Ws ; W S W f. Q ,617 ft. lbf / lbm x 0,411ft / s x 6,16lbm / 550 ft. lbf / s. hp ft. 0,16hp 198) Untuk efisiensi alat 80%, maka : Tenaga pompa yang dibutuhkan = Maka dipilih pompa yang berdaya motor ½ hp 0,16 0,95hp (Geankoplis, 0,8 L.D. 11 Menara Air (MA) Fungsi : Menyaring partikel-partikel yang masih terbawa dalam air yang keluar dari clarifier. Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Kondisi operasi Temperatur = 0 o C Tekanan = 1 atm Laju massa air, F 1 = 41.64,06 kg/jam Densitas air = 995,68 kg/m = 0,04 lbm/in

125 Faktor keamanan = 0 % Menara air ini dirancang untuk menampung air selama 1 jam operasi. Menentukan ukuran Tangki a. Volume tangki, V T : Waktu tinggal, t = 1 jam F 41.64,06kg / jam Volume air, V C = x1 jam 995,68 kg / m = 41,84 Faktor kelonggaran, f k = 0 % = 0, Volume tangki, V T = V 1 = 41,84 (1 + 0,) C f k = 50,188 m b. Diameter (D T ) dan Tinggi tangki (H T ) : Direncanakan bahwa tinggi silinder : diameter (H S : D) = : Direncanakan bahwa tinggi tutup : diameter (H t : D) = 4 : 1 Rumus : Volume silinder, V s = D. H s D D 1,1775 D 4 4 Volume tangki, V T = V S = 1,1775 D D = 1/ 1/ V T 50,188m, 44 m 1,1775 1,1775 Sehingga desain tangki yang digunakan : Diameter tangki =,44 m = 11,85 ft = 15,4 in Tinggi silinder, H S = D 1,5 x,44 m 5, 16m Tinggi tutup, H t = ¼ x,44 m = 0,86 m Jadi tinggi tangki, H T = H S + H t = 5,16 m + 0,86 m = 6,0 m c. Tinggi cairan dalam tangki, H c :

126 VC x H T 41,84 m x 6,0m Tinggi cairan dalam tangki, H c = V 50,188 m T = 5,016 m = 16,458 ft = 197,479 in d. Tekanan desain, P : Tekanan hidrostatis = H 1 C = P o (Pers..17 Brownell & Young, 1959) 0,04lbm / in 197,479 in ,7 Psi = 14,754 psi Jika faktor keamanan = 10 % = 0,1 P Desain = (1 + 0,1) x 14,754 psi = 16,0 psi e. Tebal dinding tangki (bagian silinder), d : Faktor korosi (C) = 0,04 in/thn (Chuse & Eber,1954) Allowable working stress (S) = 1650 lb/in (Brownell,1959) Efisiensi sambungan (E) = 0,85 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun P x R Tebal silinder (d) = ( C x A) (Timmerhaus,004) S. E 0,6P Dimana : d = tebal tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan 16,0 x104, d = (0,04 x10) (1650 x 0,85) 0,6 x16,0

127 1691,789 psi. in = 0,4in 0,5in 1.81,5lb / in 9,78 psi f. Tebal dinding head (tutup tangki), dh : Faktor korosi (C) = 0,04 in/thn (Chuse & Eber,1954) Allowable working stress (S) = 1650 lb/in (Brownell,1959) Efisiensi sambungan (E) = 0,85 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun P x Di Tebal head (dh) = ( C x A) (Timmerhaus,004) S. E 0,P Dimana : dh = tebal dinding head (in) Di = diameter tangki (in) S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan 16,0 x15,4 dh = (0,04 x10) (1650 x 0,85) (0, x16,0) 198,061 psi. in = 0,4 0,49in 765lb / in 9,78 psi Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki maka dipilih tebal silinder = 1/ in L.D. 1 Menara Pendingin Air/Water Cooling Tower (CT) Fungsi : Menyaring partikel-partikel yang masih terbawa dalam air yang keluar dari clarifier. Bentuk : Mechanical induced darft fan Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8, Grade C Kondisi operasi Temperatur air masuk menara, T L = 40 o C = 104 o F Temperatur air keluar menara, T L = 10 o C = 50 o F Temperatur udara, T G = 8 o C = 8,4 o F Dari Gambar 1-14 (Perry,1999), diperoleh suhu bola basah, T w = 78 o F.

128 Dari kurva kelembaban, diperoleh H = 0,0 kg uap air/kg udara kering. Dari Gambar 1-14 (Perry,1999), diperoleh konsentrasi air = 1,5 gal/ft.menit. Densitas air (40 o C) = 994,54 kg/m (Perry,1999) Laju massa air pendingin =.0,0 kg/jam.0,0 kg/jam Laju volumetrik air pendingin,199 m / jam = 994,54 kg/m Kapasitas air, Q =,199 m /jam x 64,17 gal/m x jam/60 menit = 141,766 gal/menit Faktor keamanan = 0% 141,766 gal/menit Luas menara, A = (1 + 0,) 1,5 gal / ft. menit = 16,095 ft Dipakai performance menara pendingin = 90% (Fig.1-15 Perry & Green, 1997) Maka, diperoleh tenaga kipas 0,0 hp/ft Daya yang diperlukan untuk mengerakkan kipas : Daya = 0,0 hp/ft x 149,0 ft = 4,08 hp Asumsi lama penampungan = 6 jam Volume air pendingin =,199 m /jam x 6 jam = 19,194 m Karena sel menara pendingin merupakan kelipatan 6 ft (Ludwig, 1997), maka kombinasi yang digunakan : P = 6 ft L = 6 ft L.D. 1 Pompa Menara Air Pendingin (PU-6) Fungsi : Memompakan air pendingin dari menara pendingin ke proses. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : unit (1 unit beroperasi dan 1 unit cadangan)

129 Kondisi operasi : P = 1 atm T = 0 o C Laju alir massa, F =.0,0 kg/jam = 19,610 bm/s Densitas bahan, ρ = 995,68 kg/m = 6,16 lbm/ft (Geankoplis,1997) Viskositas bahan, µ = 0,8007 cp = 0,0005 lbm/ft.s (Geankoplis,1997) 19,610 lbm/s Laju alir volume, Q = 6,16 lbm/ft = 0,15 ft /s Perencanaan Pompa : a. Diameter Pipa Optimum : Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus,1991) Dengan : Di = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft ) Q = laju volumetrik (ft /s) µ = viscositas (cp) Maka, Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 =,9 (0,15) 0,45 (6,16) 0,1 =,9 x 0,595 x 1,71 =,968 in Dari appendiks A.5 (Geankoplis, 1997),dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal = 6 in Schedule number = 40 Diameter dalam, ID Diameter luar, OD = 6,065in = 0,505ft = 6,65 in = 0,55 ft Inside sectional area = 0,006ft b. Pengecekan bilangan Reynold, N Re ; Q 0,15 ft / s Kecepatan linier, v = A 0,006 ft 1,570 ft / s Sehingga :

130 x v x ID Bilangan Reynold, N Re 6,16lbm / ft x1,570 ft / s x 0,505 ft 0,0005lbm / ft. s 1997) 1997) = ,64 (turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε = 4, (Geankoplis, ε/d = 0,00014 (Geankoplis, f = 0,0045 c. Panjang ekivalen total perpipaan, L ; Instalasi pipa : - Panjang pipa lurus (L 1 ) = 0 ft - 1 buah gate valve fully open ; (L/D = 1) (Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,505 ft = 6,565 ft - buah elbow standar 90 o C (L/D = 0) (Foust, 1980) L = x 0 x 0,505 ft = 0, ft - 1 buah sharp edge entrance (K = 0,5 ; L/D = 4) (Foust, 1980) L 4 = 1 x 4 x 0,505 ft = 1,1 ft - 1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 50) (Foust, 1980) L 5 = 1 x 50 x 0,505= 5,5ft Maka, L = L 1 + L + L + L 4 + L 5 = 0 + 6, ,+ 1,1 +5,5 = 104,5 ft d. Menentukan friksi, F ; 198) F 4 f. v. g C. D L 4 x 0,0045 x (1,570 ft / s) x104,5 ft x,174lbm. ft / lbf. s x 0,505 ft (Geankoplis,

131 4,64 ft / s = 0,14 ft. lbf / lbm,495lbm. ft / lbf. s e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v v. g g ( Z Z1) P P1 g 1 F Wf c Bila : Wf = 0 Z 1 v 1 c = 0 ; Z = ft = 0 ; v =, ft/s P 1 = 1 atm = 14,696 lbf/in = 117,9 lbf/ft Maka : 0 (Geankoplis,198) 1,570 0,174( 0) 117,9 P1 x,174,174 6,16 117,9 P1 0, ,14 + = 0 6,16 P 1 = 19,785 lbf/ft 0, = 19,785 lbf/ft 1 ft x 144in = 14,790 lbf/in Sehingga, 19, ,9 -Wf = 0,045 0, 14 6,16 =,78 ft.lb f /lb m f. Daya pompa, Ws ; W S W f. Q. 550,78 ft. lbf / lbm x 0,15 ft / s x 6,16lbm / 550 ft. lbf / s. hp ft. 0,10hp Untuk efisiensi alat 80%, maka : Tenaga pompa yang dibutuhkan = Maka dipilih pompa yang berdaya motor ½ hp 0,10 0,150hp (Geankoplis, 198) 0,8

132 L.D. 14 Tangki Pelarutan Kaporit (Ca(OCl) (TP-4) Fungsi : Tempat melarutkan Kaporit Ca(OCl). Jenis : Silinder vertikal dengan tutup dan alas berbentuk datar dengan pengaduk. Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8 Grade C Kondisi operasi : - Temperatur = 0 0 C - Tekanan = 1 atm - Jumlah air yang diolah, F = 41.64,06 kg/jam - Jumlah Ca(OCl) = 0,00974 kg/jam Direncanakan lama penampungan untuk persediaan 7 hari, maka : Jumlah Ca(OCl) yang dilarutkan = 0,00974 kg/jam x 7 hari x 4 jam/hari = 1,66 kg Jenis dan sifat bahan : Bahan yang dipakai adalah Ca(OCl) dengan kadar 0 % berat, dengan sifat-sifat sebagai berikut : - Densitas, ρ = 17 kg/m = 79,41 lbm/ft (Perry, 1997) = 0,05 lbm/in - Viscositas, μ = 6, cp (Othmer, 1967) = 4, kg/ft.det Menentukan ukuran Tangki a. Volume tangki, V T : Waktu tinggal, t = 7 hari = 168 jam 41.64,06kg / jam Volume bahan, V C = 17kg / m = 5500,046 m

133 Faktor kelonggaran, f k = 0 % = 0, Volume tangki, V T = V 1 = 5500,046(1 + 0,) C f k = 6600,05 m b. Diameter (D T ) dan Tinggi tangki (H T ) : Direncanakan bahwa tinggi silinder : diameter (H T : D) = : Rumus : Volume silinder, V s = D. H s D D 1,1775 D 4 4 Volume tangki, V T = V S = 1,1775 D 1/ 1/ V m D = T 6600,05 17, 59 m 1,1775 1,1775 Sehingga desain tangki yang digunakan : Diameter tangki = 17,59 m = 56,65 ft = 679,486 in Tinggi silinder, H S = D 1,5 x17,59m 5, 88m Jadi tinggi tangki, H T = H S = 5,88 m c. Tinggi cairan dalam tangki, H c : VC x H T 5500,046m x 5,88m Tinggi cairan dalam tangki, H c = V 6600,05m = 1,56 m = 49,89 ft = 848,817 in d. Tekanan desain, P : H 1 Tekanan hidrostatis = C + P o (Pers..17 Brownell & Young, 144 T 1959) 0,05lbm / in 848,817in 1 = 144 = 14,99 psi Jika faktor keamanan = 10% = 0,1 P Desain = (1 + 0,1) x 14,99 psi 14,7 Psi

134 = 16,49 psi e. Tebal dinding tangki (bagian silinder), d : Faktor korosi (C) = 0,04 in/thn (Chuse & Eber,1954) Allowable working stress (S) = 1650 lb/in (Brownell,1959) Efisiensi sambungan (E) = 0,85 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun P x R Tebal silinder (d) = ( C x A) (Timmerhaus,004) S. E 0,6P Dimana : d = tebal tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan 16,49 x9,74 d = (0,04 x10) (1650 x 0,85) 0,6 x16,49 560,81 psi. in = 0,4in 0,85in 181,5lb / in 9,8958 psi f. Tebal dinding head (tutup tangki), dh : Faktor korosi (C) = 0,04 in/thn (Chuse & Eber,1954) Allowable working stress (S) = 1650 lb/in (Brownell,1959) Efisiensi sambungan (E) = 0,85 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun P x Di Tebal head (dh) = ( C x A) (Timmerhaus,004) S. E 0,P Dimana : dh = tebal dinding head (in) Di = diameter tangki (in) S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan 16,49 x 679,486 dh = (0,04 x10) (1650 x 0,85) (0, x16,49) = 4,46 in

135 Maka dipilih tebal silinder = 4,5 in Daya Pengaduk Jenis pengaduk : Marine propeler daun Jumlah baffle : 4 buah Dimana : - Da/Dt = 0,4 (fig..4-4 Geankoplis, 198) - Dt =,6 ft - Da = 0,904 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas, μ = = 4, kg/ft.det x N x Da 79,41 x1 x (0,904) Bilangan Reynold, N Re = -7 4,5.10 = 14, Karena N Re > 10000, maka K T = 0, (Tabel 9. McCabe,1994) K P = T 5. N. Da. g.550 c 5 0, x (1 rps) x (0,904 ft) x 79,41lbm / ft =,174lbm. ft / lbf. s x550 ft. lbf / s / hp (Pers.9-4 McCabe, 1994) = 0,0009 hp Efisiensi motor penggerak = 80 % 0,0009hp Daya motor = = 0,001 hp (Pers..7-0 Geankoplis, 198) 0,8 Daya motor standar yang dipilih 1/0 hp L.D.15 Pompa Larutan Kaporit Ca(OCl) (PU-7) Fungsi : Memompakan larutan Ca(OCl) ke tangki air domestik. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : unit (1 unit beroperasi dan 1 unit cadangan) Kondisi operasi : P = 1 atm T = 0 o C

136 Laju alir massa, F = 0,00974 kg/jam = 5, lbm/s Densitas bahan, ρ = 17 kg/m = 79,41 lbm/ft (Perry, 1997) = 0,05 lbm/in Viscositas, μ = 6, cp (Othmer, 1967) = 4, kg/ft.det -6 5,9.10 lbm/s Laju alir volume, Q = 79,41lbm/ft = 0, ft /s Perencanaan Pompa : a. Diameter Pipa Optimum : Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus,1991) Dengan : Di = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft ) Q = laju volumetrik (ft /s) µ = viscositas (cp) Maka, Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 =,9 (0, ) 0,45 (79,41) 0,1 =,9 x 0, x 1,77 = 0,004 in Dari appendiks A.5 (Geankoplis, 1997),dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal = 1/8in Schedule number = 40 Diameter dalam, ID = 0,69 in = 0,4 ft Diameter luar, OD = 0,405 in = 0,088 ft Inside sectional area = 0,0004 ft b. Pengecekan bilangan Reynold, N Re ; -6 Q 0, ft Kecepatan linier, v = A 0,0004 ft / s 0,00018 ft / s Sehingga :

137 x v x ID 79,41 x 0,00018 x 0,04 Bilangan Reynold, N Re = -7 4,5.10 = 78,04 (laminar) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : f = 0,15 c. Panjang ekivalen total perpipaan, L ; Instalasi pipa : - Panjang pipa lurus (L 1 ) = 0 ft - 1 buah gate valve fully open ; (L/D = 1) (Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,505 ft = 6,565 ft - buah elbow standar 90 o C (L/D = 0) (Foust, 1980) L = x 0 x 0,505 ft = 0, ft - 1 buah sharp edge entrance (K = 0,5 ; L/D = 4) (Foust, 1980) L 4 = 1 x 4 x 0,505 ft = 1,1 ft - 1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 50) (Foust, 1980) L 5 = 1 x 50 x 0,505= 5,5ft Maka, L = L 1 + L + L + L 4 + L 5 = 0 + 6, ,+ 1,1 +5,5 = 104,5 ft d. Menentukan friksi, F ; 198) F 4 f. v. g C. D L 4 x 0,15 x (0,00018 ft / s) x,174lbm. ft / lbf. s x104,5 ft x 0,04 ft 6,06.10 ft / s -6 = 1, ft. lbf / lbm 1,441lbm. ft / lbf. s (Geankoplis, e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v v. g g ( Z Z1) P P1 g 1 F Wf c c 0 (Geankoplis,198)

138 Bila : Wf = 0 Z 1 v 1 = 0 ; Z = ft = 0 ; v = ft/s P 1 = 1 atm = 14,696 lbf/in = 117,9 lbf/ft Maka : 0 6, ,174( 0) 117,9 P1 x,174,174 79,41 1, , , ,9 P1 + = 0 79,41 P 1 = 467,80 lbf/ft = 467,80 lbf/ft 1 ft x 144in = 17,1 lbf/in Sehingga, ,9 10 -Wf = 5, , ,41 = 6 ft.lb f /lb m f. Daya pompa, Ws ; 6 W S W f. Q ft. lbf / lbm 6 x 0, ft / s x 79,41lbm / 550 ft. lbf / s. hp ft 6, hp Untuk efisiensi alat 80%, maka : Tenaga pompa yang dibutuhkan = hp hp 8 6,4.10 (Geankoplis, 198) Maka dipilih pompa yang berdaya motor 1/0 hp L.D. 16 Tangki Air Domestik (T-1) 0,8 Fungsi : Tempat menampung air domestik selama 1 hari. Jenis : Silinder vertikal dengan tutup dan alas berbentuk datar. Jumlah : 1 unit

139 Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8 Grade C Kondisi operasi : - Temperatur = 0 0 C - Tekanan = 1 atm - laju massa air, F = 410,58 kg/jam - Densitas bahan, ρ = 995,68 kg/m = 6,16 lbm/ft (Geankoplis,1997) = 0,04 lbm/in - Viskositas bahan, µ = 0,8007 cp = 0,0005 lbm/ft.s (Geankoplis,1997) - Kebutuhan perancangan = 1 hari = 4 jam - Faktor keamanan = 0% Menentukan ukuran Tangki a. Volume tangki, V T : Waktu tinggal, t = 1 hari F 410,58 kg / jam Volume bahan, V C = xt x 4 jam 995,68 kg / m = 8,09 m Faktor kelonggaran, f k = 0% = 0, Volume tangki, V T = V 1 = 88,91 m (1 + 0,) C f k = 98,65 m b. Diameter (D T ) dan Tinggi tangki (H T ) : Direncanakan bahwa tinggi silinder : diameter (H T : D) = : Rumus : Volume silinder, V s = D. H s D D 1,1775 D 4 4 Volume tangki, V T = V S = 1,1775 D 1/ 1/ V m D = T 98,65 4, 1 m 1,1775 1,1775 Sehingga desain tangki yang digunakan :

140 Diameter tangki = 4,1 m = 14,145 ft = 169,74 in Tinggi silinder, H S = D 1,5 x 4,1m 6, 466m Jadi tinggi tangki, H T = H S = 6,466 m c. Tinggi cairan dalam tangki, H c : VC x H T 8,09 m x 6,466m Tinggi cairan dalam tangki, H c = V 98,65m = 5,88 m = 17,679 ft = 1,15 in d. Tekanan desain, P : Tekanan hidrostatis = H 1 C 144 T + P o (Pers..17 Brownell & Young, 1959) 0,04lbm / in 1,15in 1 = ,7 Psi = 14,75 psi Jika faktor keamanan = 10% = 0,1 P Desain = (1 + 0,1) x 14,75 psi = 16,4 psi e. Tebal dinding tangki (bagian silinder), d : Faktor korosi (C) = 0,04 in/thn (Chuse & Eber,1954) Allowable working stress (S) = 1650 lb/in (Brownell,1959) Efisiensi sambungan (E) = 0,85 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun P x R Tebal silinder (d) = ( C x A) (Timmerhaus,004) S. E 0,6P Dimana : d = tebal tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan

141 16,4 x8,91 d = (0,04 x10) (1650 x 0,85) 0,6 x16,4 15,954 psi. in = 0,4 in 0,51 in 181,5 lb / in 9,741 psi f. Tebal dinding head (tutup tangki), dh : Faktor korosi (C) = 0,04 in/thn (Chuse & Eber,1954) Allowable working stress (S) = 1650 lb/in (Brownell,1959) Efisiensi sambungan (E) = 0,85 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun P x Di Tebal head (dh) = ( C x A) (Timmerhaus,004) S. E 0,P Dimana : dh = tebal dinding head (in) Di = diameter tangki (in) S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan 16,4 x 176,44 dh = (0,04 x10) (1650 x 0,85) (0, x16,4) 755,99 psi. in = 0,4 0,51in 765lb / in,46 psi Maka dipilih tebal silinder = 1 in L.D. 17 Pompa Air Domestik (PU-8) Fungsi Jenis Jumlah : Memompakan air domestik ke kebutuhan domestik. : Pompa sentrifugal : unit (1 unit beroperasi dan 1 unit cadangan) Kondisi operasi : P = 1 atm T = 0 o C Laju alir massa, F = 410,58 kg/jam =,088 lbm/s Densitas bahan, ρ = 995,68 kg/m = 6,16 lbm/ft (Geankoplis,1997)

142 = 0,04 lbm/in Viskositas bahan, µ = 0,8007 cp = 0,0005 lbm/ft.s (Geankoplis,1997),088 lbm/s Laju alir volume, Q = 6,16 lbm/ft = 0,0 ft /s Perencanaan Pompa : a. Diameter Pipa Optimum : Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus,1991) Dengan : Di = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft ) Q = laju volumetrik (ft /s) µ = viscositas (cp) Maka, Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 =,9 (0,0) 0,45 (6,16) 0,1 =,9 x 0,17 x 1,71 = 1,44 in Dari appendiks A.5 (Geankoplis, 1997),dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal = 1 1/ in Schedule number = 40 Diameter dalam, ID Diameter luar, OD = 1,61 in = 0,1 ft = 1,9 in = 0,158 ft Inside sectional area = 0,01414 ft b. Pengecekan bilangan Reynold, N Re ; Q 0,0 ft / s Kecepatan linier, v = A 0,01414 ft, ft / s Sehingga : x v x ID Bilangan Reynold, N Re = 6,16 x, x 0,1 0,0005 = 8588,45 (turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε = 4, (Geankoplis, 1997)

143 1997) ε/d = 0,0004 f = 0,006 (Geankoplis, c. Panjang ekivalen total perpipaan, L ; Instalasi pipa : - Panjang pipa lurus (L 1 ) = 0 ft - 1 buah gate valve fully open ; (L/D = 1) (Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,505 ft = 6,565 ft - buah elbow standar 90 o C (L/D = 0) (Foust, 1980) L = x 0 x 0,505 ft = 0, ft - 1 buah sharp edge entrance (K = 0,5 ; L/D = 4) (Foust, 1980) L 4 = 1 x 4 x 0,505 ft = 1,1 ft - 1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 50) (Foust, 1980) L 5 = 1 x 50 x 0,505= 5,5ft Maka, L = L 1 + L + L + L 4 + L 5 = 0 + 6, ,+ 1,1 +5,5 = 104,5 ft d. Menentukan friksi, F ; F 4 f. v. g C. D L 4 x 0,006 x (, ft / s) x104,5 ft x,174lbm. ft / lbf. s x 0,1 ft 16,581ft / s = 1,586 ft. lbf / lbm 8,558lbm. ft / lbf. s (Geankoplis, 198) e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v v. g g ( Z Z1) P P1 g 1 F Wf c Bila : c 0 (Geankoplis,198)

144 Wf = 0 Z 1 = 0 ; Z = ft v 1 = 0 ; v =,5 ft/s P 1 = 1 atm = 14,696 lbf/in = 117,9 lbf/ft Maka :, 0,174(0) 117,9 P1 x,174,174 6,16 117,9 P1 0, ,89+ = 0 6,16 P 1 = 408,0 lbf/ft 1, = 408,0 lbf/ft 1 ft x 144in = 16,7 lbf/in Sehingga, 408,0 117,9 -Wf = 0,0841, 586 6,16 = 9,40 ft.lb f /lb m f. Daya pompa, Ws ; W S W f. Q ,40 ft. lbf / lbm x 0,0 ft / s x 6,16 lbm / 550 ft. lbf / s. hp ft. 0,04hp Untuk efisiensi alat 80%, maka : 0,004hp Tenaga pompa yang dibutuhkan = 0,04hp (Geankoplis, 0,8 198) Maka dipilih pompa yang berdaya motor 1/0 hp L.D. 18 Tangki Pelarutan Asam Sulfat (H SO 4 ) (TP-5) Fungsi : Tempat melarutkan Asam Sulfat (H SO 4 ). Jenis : Silinder vertikal dengan tutup dan alas berbentuk datar dengan pengaduk.

145 Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8 Grade C Kondisi operasi : - Temperatur = 0 0 C - Tekanan = 1 atm - Jumlah air yang diolah, F = 41.64,06 kg/jam - Jumlah H SO 4 = 0,75 kg/jam Direncanakan lama penampungan untuk persediaan 7 hari, maka : Jumlah H SO 4 yang dilarutkan = 0,75 kg/jam x 7 hari x 4 jam = 46, kg Jenis dan sifat bahan : Bahan yang dipakai adalah H SO 4 dengan kadar 50 % berat, dengan sifatsifat sebagai berikut : - Densitas, ρ = 1061,7 kg/m = 66,8 lbm/ft (Perry, 1997) = 0,04 lbm/in - Viscositas, μ = 5,.10-8 cp (Othmer, 1967) =, kg/ft.det Menentukan ukuran Tangki a. Volume tangki, V T : Waktu tinggal, t = 7 hari Jumlah H SO4 46, kg Volume bahan, V C = % berat H SO x 0,5 x1061,7 kg / m = 0,0870 m Faktor kelonggaran, f k = 0% = 0, Volume tangki, V T = V C f k 4 1 = 0,0870(1 + 0,) = 0,104 m b. Diameter (D T ) dan Tinggi tangki (H T ) : Direncanakan bahwa tinggi silinder : diameter (H T : D) = :

146 Rumus : Volume silinder, V s = 4 D. H s D D 4 1,1775 D Volume tangki, V T = V S = 1,1775 D 1/ 1/ V m D = T 0,104 0, 449 m 1,1775 1,1775 Sehingga desain tangki yang digunakan : Diameter tangki = 0,449 m = 1,474 ft = 17,677 in Tinggi silinder, H S = D 1,5 x 0,449m 0, 675m Jadi tinggi tangki, H T = H S = 0,675 m c. Tinggi cairan dalam tangki, H c : VC x H T 0,0870m x 0,67m Tinggi cairan dalam tangki, H c = V 0,078m = 0,56 m = 1,848 ft =,165 in d. Tekanan desain, P : Tekanan hidrostatis = H 1 C = 144 T + P o (Pers..17 Brownell & Young, 1959) 0,04lbm / in,165in ,7 Psi = 14,705 psi Jika faktor keamanan = 10% = 0,1 P Desain = (1 + 0,1) x 14,705 psi = 16,175 psi e. Tebal dinding tangki (bagian silinder), d : Faktor korosi (C) = 0,04 in/thn (Chuse & Eber,1954) Allowable working stress (S) = 1650 lb/in (Brownell,1959) Efisiensi sambungan (E) = 0,85

147 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun P x R Tebal silinder (d) = ( C x A) S. E 0,6P (Timmerhaus,004) Dimana : d = tebal tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan 16,175 x8,88 d = (0,04 x10) (1650 x 0,85) 0,6 x16,175 14,96 psi. in = 0,4in 0,40 in 181,5lb / in 9,707 psi f. Tebal dinding head (tutup tangki), dh : Faktor korosi (C) = 0,04 in/thn (Chuse & Eber,1954) Allowable working stress (S) = 1650 lb/in (Brownell,1959) Efisiensi sambungan (E) = 0,85 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun P x Di Tebal head (dh) = ( C x A) (Timmerhaus,004) S. E 0,P Dimana : dh = tebal dinding head (in) Di = diameter tangki (in) S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan 16,175 x117,677 dh = (0,04 x10) (1650 x 0,85) (0, x16,175) 85,95 psi. in = 0,4 0,40 in 765lb / in,5psi Maka dipilih tebal silinder = 1/ in Daya Pengaduk Jenis pengaduk : Marine propeler daun

148 Jumlah baffle : 4 buah Dimana : - Da/Dt = 0,4 (fig..4-4 Geankoplis, 198) - Dt =,6 ft - Da = 0,904 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas, μ = =, kg/ft.det x N x Da 66,8 x1 x (0,904) Bilangan Reynold, N Re = -,49.10 = 155,01.10 Karena N Re > 10000, maka K T = 0, (Tabel 9. McCabe,1994) P = 5 KT. N. Da. g.550 c (Pers.9-4 McCabe, 1994) 5 0, x (1 rps) x (0,904 ft) x 66,8lbm / ft =,174lbm. ft / lbf. s x550 ft. lbf / s / hp = 0,0007 hp 198) Efisiensi motor penggerak = 80 % 0,0007 hp Daya motor = = 0,0009 hp (Pers..7-0 Geankoplis, 0,8 Daya motor standar yang dipilih 1/0 hp L.D. 19 Pompa Larutan H SO 4 (PU-9) Fungsi : Memompakan larutan H SO 4 ke cation exchanger. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : unit (1 unit beroperasi dan 1 unit cadangan) Kondisi operasi : P = 1 atm T = 0 o C Laju alir massa, F = 0,06kg/jam = 1, lbm/s Densitas, ρ = 1061,7 kg/m = 66,8 lbm/ft (Perry, 1997) = 0,04 lbm/in

149 Viscositas, μ = 5,.10-8 cp (Othmer, 1967) =, kg/ft.det -4 1,68.10 lbm/s Laju alir volume, Q = 66,8lbm/ft =, ft /s Perencanaan Pompa : a. Diameter Pipa Optimum : Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus,1991) Dengan : Di = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft ) Q = laju volumetrik (ft /s) µ = viscositas (cp) Maka, Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 =,9 (, ) 0,45 (66,8) 0,1 =,9 x 0,000 x 1,7 = 0,00 in Dari appendiks A.5 (Geankoplis, 1997),dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal = 1/8 in Schedule number = 40 Diameter dalam, ID = 0,69in = 0,04 ft Diameter luar, OD = 0,405 in = 0,04 ft Inside sectional area = 0,00040ft b. Pengecekan bilangan Reynold, N Re ; -6 Q,5.10 ft / s Kecepatan linier, v = A 0,00040 ft 0,0065 ft / s Sehingga : x v x ID 66,8 x 0,0065 x 0,04 Bilangan Reynold, N Re = -,49.10 =,65 (laminar) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : f = 1 (Geankoplis, 1997)

150 c. Panjang ekivalen total perpipaan, L ; Instalasi pipa : - Panjang pipa lurus (L 1 ) = 0 ft - 1 buah gate valve fully open ; (L/D = 1) (Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,505 ft = 6,565 ft - buah elbow standar 90 o C (L/D = 0) (Foust, 1980) L = x 0 x 0,505 ft = 0, ft - 1 buah sharp edge entrance (K = 0,5 ; L/D = 4) (Foust, 1980) L 4 = 1 x 4 x 0,505 ft = 1,1 ft - 1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 50) (Foust, 1980) L 5 = 1 x 50 x 0,505= 5,5ft Maka, L = L 1 + L + L + L 4 + L 5 = 0 + 6, ,+ 1,1 +5,5 = 104,5 ft d. Menentukan friksi, F ; 198) F 4 f. v. g C. D L 4 x1x (0,0065 ft / s) x104,5 ft x,174lbm. ft / lbf. s x 0,04 ft 0,016 ft / s = 0,011 ft. lbf / lbm 1,441lbm. ft / lbf. s (Geankoplis, e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v v. g g ( Z Z1) P P1 g 1 F Wf c Bila : Wf = 0 Z 1 v 1 c = 0 ; Z = ft = 0 ; v = 0,0007 ft/s P 1 = 1 atm = 14,696 lbf/in = 117,9 lbf/ft 0 (Geankoplis,198)

151 Maka : 0 1,0065 0,174( 0) 117,9 P x,174,174 66,8 6, ,9 P ,011 + = 0 66,8 P 1 = 17,509 lbf/ft 0, =17,509 lbf/ft 1 ft x 144in = 16,09 lbf/in Sehingga, 17, ,9 6 -Wf = 6, , ,8 = 6,0 ft.lb f /lb m f. Daya pompa, Ws ;. W S W f. Q ,0 ft. lbf / lbm 6 x,5.10 ft / s 550 ft. lbf / s. hp x 66,8lbm / ft 0, hp Untuk efisiensi alat 80%, maka : Tenaga pompa yang dibutuhkan = (Geankoplis, 198) 4 0, ,8 Maka dipilih pompa yang berdaya motor 1/0 hp hp 4 0,06.10 hp L.D. 0 Penukar Kation/Cation Exchanger (CE) Fungsi : Mengurangi kesadahan air. Jenis : Silinder tegak dengan tutup dan alas berbentuk ellipsoidal Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8 Grade C Kondisi operasi :

152 P = 1 atm T = 0 o C Laju air yang masuk ke cation exchanger =.08,517 kg/jam Densitas air,ρ = 995,68 kg/m Faktor keamanan = 0% Perhitungan : a. Ukuran cation exchanger Dari Tabel. 1.4 The Nalco Water Handbook, diperoleh : - Diameter penukaran kation = ft = 0,9144 m - Luas penampang penukar kation = 9,61 ft - Tinggi resin dalam cation exchanger =,5 ft = 0,76 m Tinggi silinder = 1, x,5 ft = ft = 0,9144 m Diameter tutup = diameter tangki = 0,9144 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tutup (D : H) = 4 : 1 1 Tinggi tutup = x 0,9144m 0, m 4 Tinggi tangki total = 0,9144 m + (0, m) = 1,7 m 1959) b. Tebal tangki Tekanan hidrostatis : P hid = ρ x g x l = 995,68 kg/m x 9,8 m/det x 0,76 m = 745,4 kpa Faktor kelonggaran = 5 % Maka, P desain = (1 + 0,05) 745,4 kpa = 7807,11 kpa Joint efficiency = 0,8 (Brownell, Allowable stress = 1650 psia = 8718,71 kpa (Brownell, 1959) Tebal dinding : P x D t = SE 1, P

153 7807,11 kpa x 0,9144 m ( x 8718,71 kpa x 0,8) (1, x 7807,11 kpa 718,8kPa. m (19549,94 968,5) kpa = 0,055 m =,16 in Faktor korosi = 0,04 in/tahun Maka tebal yang dibutuhkan =,16 in + 0,04 in =, in Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup,5 in L.D. 1 Pompa Cation Exchanger (PU-10) Fungsi Jenis Jumlah : Memompakan air dari cation exchanger ke anion exchanger. : Pompa sentrifugal : unit (1 unit beroperasi dan 1 unit cadangan) Kondisi operasi : P = 1 atm T = 0 o C Laju alir massa, F =.08,517 kg/jam = 1,75 lbm/s Densitas, ρ = 995,68 kg/m = 6,16 lbm/ft (Perry, 1997) = 0,04 lbm/in Viscositas, μ = 0,8007 cp = 0,0005 lbm/ft.s (Geankoplis,1997) 1,75 lbm/s Laju alir volume, Q = 6,16 lbm/ft = 0,005 ft /s Perencanaan Pompa : a. Diameter Pipa Optimum : Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus,1991)

154 Dengan : Di = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft ) Q = laju volumetrik (ft /s) µ = viscositas (cp) Maka, Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 =,9 (0,005) 0,45 (6,16) 0,1 =,9 x 0,17 x 1,71 = 1,160 in Dari appendiks A.5 (Geankoplis, 1997),dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal = 1 in Schedule number = 40 Diameter dalam, ID Diameter luar, OD = 1,049 in = 1,587 ft = 1,15 in = 15,779ft Inside sectional area = 0,006 ft b. Pengecekan bilangan Reynold, N Re ; Q 0,005 ft / s Kecepatan linier, v = A 0,006 ft,416 ft / s Sehingga : x v x ID Bilangan Reynold, N Re = 6,16 x,416 x1,049 0,0005 = 44557,4 (Turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε = 4, (Geankoplis, 1997) ε/d = 0,0001 (Geankoplis, 1997) f = 0,007 (Geankoplis, 1997) c. Panjang ekivalen total perpipaan, L ; Instalasi pipa : - Panjang pipa lurus (L 1 ) = 0 ft - 1 buah gate valve fully open ; (L/D = 1) (Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,505 ft = 6,565 ft

155 - buah elbow standar 90 o C (L/D = 0) (Foust, 1980) L = x 0 x 0,505 ft = 0, ft - 1 buah sharp edge entrance (K = 0,5 ; L/D = 4) (Foust, 1980) L 4 = 1 x 4 x 0,505 ft = 1,1 ft - 1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 50) (Foust, 1980) L 5 = 1 x 50 x 0,505= 5,5ft Maka, L = L 1 + L + L + L 4 + L 5 = 0 + 6, ,+ 1,1 +5,5 = 104,5 ft d. Menentukan friksi, F ; F 4 f. v. g C. D L 4 x 0,007 x (,416 ft / s) x104,5 ft x,174lbm. ft / lbf. s x 1,049 ft 4,057 ft / s = 0,504 ft. lbf / lbm 67,501lbm. ft / lbf. s (Geankoplis, 198) e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v v. g g ( Z Z1) P P1 g 1 F Wf c Bila : Wf = 0 Z 1 v 1 c = 0 ; Z = ft = 0 ; v = 1,85 ft/s P 1 = 1 atm = 14,696 lbf/in = 117,9 lbf/ft Maka : 0 (Geankoplis,198),416 0,174( 0) 117,9 P1 x,174,174 6,16 117,9 P1 0, ,504 + = 0 6,16 P 1 = 47,0009lbf/ft 0,

156 = 47,0009 lbf/ft 1 ft x 144in = 16,98 lbf/in Sehingga, 47, ,9 -Wf = 0,1 0, 504 6,16 = 7,69 ft.lb f /lb m f. Daya pompa, Ws ; W S W f. Q ,69 ft. lbf / lbm x 0,005 ft / s 550 ft. lbf / s. hp x 6,16lbm / ft. 0,017 hp Untuk efisiensi alat 80%, maka : 0,017 hp Tenaga pompa yang dibutuhkan = 0,01hp 0,8 (Geankoplis, 198) Maka dipilih pompa yang berdaya motor 1/0 hp L.D. Tangki Pelarutan NaOH (TP-6) Fungsi : Tempat melarutkan NaOH. Jenis : Silinder vertikal dengan tutup dan alas berbentuk datar dengan pengaduk. Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8 Grade C Kondisi operasi : - Temperatur = 0 0 C - Tekanan = 1 atm - Jumlah air yang diolah, F = 41.64,06 kg/jam - Jumlah NaOH = 0,667 kg/jam Direncanakan lama penampungan untuk persediaan 7 hari, maka : Jumlah NaOH yang dilarutkan = 0,667 kg/jam x 7 hari x 4 jam = 11,056 kg Jenis dan sifat bahan :

157 Bahan yang dipakai adalah NaOH dengan kadar 50 % berat, dengan sifatsifat sebagai berikut : - Densitas, ρ = 1518 kg/m = 94,766 lbm/ft (Perry, 1997) = 0,055 lbm/in - Viscositas, μ = 0,0004 cp (Othmer, 1967) =, lbm/ft.det Menentukan ukuran Tangki a. Volume tangki, V T : Waktu tinggal, t = 7 hari Jumlah NaOH 11,056kg Volume bahan, V C = % berat NaOH x 0,5 x1518 kg / m = 0,147 m Faktor kelonggaran, f k = 0% = 0, Volume tangki, V T = V 1 = 0,147 (1 + 0,) C f k = 0,177 m b. Diameter (D T ) dan Tinggi tangki (H T ) : Direncanakan bahwa tinggi silinder : diameter (H T : D) = : Rumus : Volume silinder, V s = D. H s D D 1,1775 D 4 4 Volume tangki, V T = V S = 1,1775 D D = 1/ 1/ V T 0,177 m 0, 55 m 1,1775 1,1775 Sehingga desain tangki yang digunakan : Diameter tangki = 0,55 m = 1,756 ft = 1,106 in Tinggi silinder, H S = D 1,5 x 0,55m 0, 805m Jadi tinggi tangki, H T = H S = 0,805 m

158 c. Tinggi cairan dalam tangki, H c : VC x H T 0,147x 0,7m Tinggi cairan dalam tangki, H c = V 0,177 m T = 0,666 m =,186 ft = 6,0 in d. Tekanan desain, P : Tekanan hidrostatis = H 1 C = P o (Pers..17 Brownell & Young, 1959) 0,055lbm / in 6,0in ,7 Psi = 14,709 psi Jika faktor keamanan = 10% = 0,1 P Desain = (1 + 0,1) x 14,709 psi = 16,180 psi e. Tebal dinding tangki (bagian silinder), d : Faktor korosi (C) = 0,04 in/thn (Chuse & Eber,1954) Allowable working stress (S) = 1650 lb/in (Brownell,1959) Efisiensi sambungan (E) = 0,85 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun P x R Tebal silinder (d) = ( C x A) (Timmerhaus,004) S. E 0,6P Dimana : d = tebal tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan 16,180 x10,55 d = (0,04 x10) (1650 x 0,85) 0,6 x16,180

159 170,747 psi. in = 0,4in 0,4in 181,5lb / in 9,706 psi f. Tebal dinding head (tutup tangki), dh : Faktor korosi (C) = 0,04 in/thn (Chuse & Eber,1954) Allowable working stress (S) = 1650 lb/in (Brownell,1959) Efisiensi sambungan (E) = 0,85 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun P x Di Tebal head (dh) = ( C x A) S. E 0,P (Timmerhaus,004) Dimana : dh = tebal dinding head (in) Di = diameter tangki (in) S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan 16,180 x104, dh = (0,04 x10) (1650 x 0,85) 0,6 x16, ,47 psi. in = 0,4 0,54in 181,5lb / in 9,708 psi Maka dipilih tebal silinder = 1/ in Daya Pengaduk Jenis pengaduk : Marine propeler daun Jumlah baffle : 4 buah Dimana : - Da/Dt = 0,4 (fig..4-4 Geankoplis, 198) - Dt =,6 ft - Da = 0,904 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas, μ = =, kg/ft.det x N x Da 94,76 x1 x (0,904) Bilangan Reynold, N Re = -7,49.10 =,

160 Karena N Re > 10000, maka K T = 0, (Tabel 9. McCabe,1994) K P = T 5. N. Da. g.550 c (Pers.9-4 McCabe, 1994) 5 0, x (1 rps) x (0,904 ft) x94,76lbm / ft =,174lbm. ft / lbf. s x550 ft. lbf / s / hp = 0,0016 hp Efisiensi motor penggerak = 80 % 0,0016hp Daya motor = = 0,00 hp (Pers..7-0 Geankoplis, 198) 0,8 Daya motor standar yang dipilih 1/0 hp L.D. Pompa Natrium Hidroksida (NaOH) (PU-11) Fungsi : Memompakan larutan NaOH ke anion exchanger. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : unit (1 unit beroperasi dan 1 unit cadangan) Kondisi operasi : P = 1 atm T = 0 o C Laju alir massa, F = 0,667 kg/jam = 4, lbm/s Densitas, ρ = 1518 kg/m = 94,766 lbm/ft (Perry, 1997) = 0,055 lbm/in Viscositas, μ = 0,0004 cp (Othmer, 1967) =, lbm/ft.det -4 4,08.10 lbm/s Laju alir volume, Q = 94,766 lbm/ft = 4, ft /s Perencanaan Pompa : a. Diameter Pipa Optimum :

161 Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus,1991) Dengan : Di = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft ) Q = laju volumetrik (ft /s) µ = viscositas (cp) Maka, Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 =,9 (4, ) 0,45 (94,766) 0,1 =,9 x 0,00 x 1,81 = 0,071 in Dari appendiks A.5 (Geankoplis, 1997),dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal = 1/8 in Schedule number = 40 Diameter dalam, ID = 0,69in = 0,04 ft Diameter luar, OD = 0,405 in = 0,04 ft Inside sectional area = 0,00040ft b. Pengecekan bilangan Reynold, N Re ; -6 Q 4,09.10 ft Kecepatan linier, v = A 0,00040 ft / s 0,01077 ft / s 1997) 1997) Sehingga : x v x ID 94,76 x 0,01077 x 0,04 Bilangan Reynold, N Re = -7,89.10 = 79104,467 (laminar) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε = 4, (Geankoplis, ε/d = 0,005 (Geankoplis, f = 0,006 (Geankoplis, 1997) c. Panjang ekivalen total perpipaan, L ; Instalasi pipa :

162 - Panjang pipa lurus (L 1 ) = 0 ft - 1 buah gate valve fully open ; (L/D = 1) (Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,505 ft = 6,565 ft - buah elbow standar 90 o C (L/D = 0) (Foust, 1980) L = x 0 x 0,505 ft = 0, ft - 1 buah sharp edge entrance (K = 0,5 ; L/D = 4) (Foust, 1980) L 4 = 1 x 4 x 0,505 ft = 1,1 ft - 1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 50) (Foust, 1980) L 5 = 1 x 50 x 0,505= 5,5ft Maka, L = L 1 + L + L + L 4 + L 5 = 0 + 6, ,+ 1,1 +5,5 = 104,5 ft d. Menentukan friksi, F ; 198) F 4 f. v. g C. D L 4 x 0,006 x (0,01077 ft / s) x104,5 ft x,174lbm. ft / lbf. s x 0,04 ft 4, ft / s 4 =,01.10 ft. lbf / lbm 1,441lbm. ft / lbf. s (Geankoplis, e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v v. g g ( Z Z1) P P1 g 1 F Wf c Bila : Wf = 0 Z 1 v 1 c = 0 ; Z = ft = 0 ; v = 0,000 ft/s P 1 = 1 atm = 14,696 lbf/in = 117,9 lbf/ft 0 (Geankoplis,198) 0 4, ,174( 0) 117,9 P1 x,174,174 94,76, Maka :

163 1, ,01.10 P 1 = 40,5 lbf/ft 4 117,9 P1 + = 0 94,76 = 40,5 lbf/ft 1 ft x 144in = 16,68 lbf/in Sehingga, -Wf = = 6 ft.lb f /lb m f. Daya pompa, Ws ; 40,5 117,9 6 1,8.10, ,76 W f. Q. WS ft. lbf / lbm x 4,09.10 ft / s x 94,76lbm / 550 ft. lbf / s. hp. Untuk efisiensi alat 80%, maka : 4 ft 4, hp Tenaga pompa yang dibutuhkan = (Geankoplis, 198) hp 6 5, hp 6 4, ,8 Maka dipilih pompa yang berdaya motor 1/0 hp L.D. 4 Penukar Anion/Anion Exchanger Fungsi : Mengurangi kesadahan air. Jenis : Silinder tegak dengan tutup dan alas berbentuk ellipsoidal Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8 Grade C Kondisi operasi : P = 1 atm T = 0 o C

164 Laju air yang masuk ke anion exchanger =.08,517 kg/jam Densitas air,ρ = 995,68 kg/m Faktor keamanan = 0% Perhitungan : a. Ukuran anion exchanger Dari Tabel. 1.4 The Nalco Water Handbook, diperoleh : - Diameter penukaran kation = ft = 0,9144 m - Luas penampang penukar kation = 9,61 ft - Tinggi resin dalam cation exchanger =,5 ft = 0,76 m Tinggi silinder = 1, x,5 ft = ft = 0,9144 m Diameter tutup = diameter tangki = 0,9144 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tutup (D : H) = 4 : 1 1 Tinggi tutup = x 0,9144m 0, m 4 Tinggi tangki total = 0,9144 m + (0, m) = 1,7 m b. Tebal tangki Tekanan hidrostatis : P hid = ρ x g x l = 995,68 kg/m x 9,8 m/det x 0,76 m = 745,4 kpa Faktor kelonggaran = 5 % Maka, P desain = (1 + 0,05) 745,4 kpa = 7807,11 kpa Joint efficiency = 0,8 (Brownell, 1959) Allowable stress = 1650 psia = 8718,71 kpa (Brownell, 1959) Tebal dinding : P x D t = SE 1, P 7807,11 kpa x 0,9144 m ( x 8718,71 kpa x 0,8) (1, x 7807,11 kpa 718,8 kpa. m (19549,94 968,5) kpa

165 = 0,055 m =,16 in Faktor korosi = 0,04 in/tahun Maka tebal yang dibutuhkan =,16 in + 0,04 in =, in Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup, in L.D. 5 Pompa Anion Exchanger (PU-1) Fungsi : Memompakan air dari anion exchanger ke daerator. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : unit (1 unit beroperasi dan 1 unit cadangan) 1997) Kondisi operasi : Kondisi operasi : P = 1 atm T = 0 o C Laju alir massa, F =.08,517 kg/jam = 1,75 lbm/s Densitas, ρ = 995,68 kg/m = 6,16 lbm/ft (Perry, Viscositas, μ (Geankoplis,1997) = 0,04 lbm/in = 0,8007 cp = 0,0005 lbm/ft.s 1,75 lbm/s Laju alir volume, Q = 6,16 lbm/ft = 0,005 ft /s Perencanaan Pompa : a. Diameter Pipa Optimum : Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus,1991) Dengan : Di = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft ) Q = laju volumetrik (ft /s) µ = viscositas (cp) Maka, Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 =,9 (0,005) 0,45 (6,16) 0,1 =,9 x 0,17 x 1,71

166 = 1,160 in Dari appendiks A.5 (Geankoplis, 1997),dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal = 1 in Schedule number = 40 Diameter dalam, ID Diameter luar, OD = 1,049 in = 1,587 ft = 1,15 in = 15,779ft Inside sectional area = 0,006 ft b. Pengecekan bilangan Reynold, N Re ; Kecepatan linier, v = Q A 0,005 ft / s 0,006 ft,416 ft / s Sehingga : Bilangan Reynold, N Re = x v x ID 6,16 x,416 x1,049 0,0005 = 44557,4 (Turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε = 4, (Geankoplis, 1997) ε/d = 0,0001 (Geankoplis, 1997) f = 0,007 (Geankoplis, 1997) c. Panjang ekivalen total perpipaan, L ; Instalasi pipa : - Panjang pipa lurus (L 1 ) = 0 ft - 1 buah gate valve fully open ; (L/D = 1) (Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,505 ft = 6,565 ft - buah elbow standar 90 o C (L/D = 0) (Foust, 1980) L = x 0 x 0,505 ft = 0, ft - 1 buah sharp edge entrance (K = 0,5 ; L/D = 4) (Foust, 1980) L 4 = 1 x 4 x 0,505 ft = 1,1 ft - 1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 50) (Foust, 1980)

167 L 5 = 1 x 50 x 0,505= 5,5ft Maka, L = L 1 + L + L + L 4 + L 5 = 0 + 6, ,+ 1,1 +5,5 = 104,5 ft d. Menentukan friksi, F ; F 4 f. v. g C. D L 4 x 0,007 x (,416 ft / s) x104,5 ft x,174lbm. ft / lbf. s x 1,049 ft 4,057 ft / s = 0,504 ft. lbf / lbm 67,501lbm. ft / lbf. s (Geankoplis, 198) e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v v. g g ( Z Z1) P P1 g 1 F Wf c Bila : Wf = 0 Z 1 v 1 c = 0 ; Z = ft = 0 ; v = 1,85 ft/s P 1 = 1 atm = 14,696 lbf/in = 117,9 lbf/ft Maka : 0 (Geankoplis,198).416 0,174( 0) 117,9 P1 x,174,174 6,16 117,9 P1 0, ,504 + = 0 6,16 P 1 = 47,0009lbf/ft 0, = 47,0009 lbf/ft 1 ft x 144in = 16,98 lbf/in Sehingga, 47, ,9 -Wf = 0,18 0, 504 6,16

168 = 7,69 ft.lb f /lb m f. Daya pompa, Ws ; W S W f. Q ,69 ft. lbf / lbm x 0,005 ft / s 550 ft. lbf / s. hp x 6,16lbm / ft. 0,017 hp Untuk efisiensi alat 80%, maka : 0,017 hp Tenaga pompa yang dibutuhkan = 0,01hp 0,8 (Geankoplis, 198) Maka dipilih pompa yang berdaya motor 1/0 hp L.D. 6 Daerator (DE) Fungsi Jenis : Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air. : Silinder horizontal dengan kedua tutup berbentuk ellipsoidal. Bahan konstruksi : Carbon steel SA-8 Grade C Kondisi operasi : P = 1 atm Temperatur masuk = 0 o C = 0 K Temperatur keluar = 90 o C = 6 K Cp air Laju alir massa, F = 4,08 kj/kg.k = 08,517 kg/jam = 1,75 lbm/s Densitas, ρ = 965,4 kg/m = 60,7 lbm/ft (Perry, 1997) = 0,049 lbm/in Viscositas, μ = 0,165 cp = 0,000 lbm/ft.s (Geankoplis,1997)

169 a. Menentukan ukuran tangki 08,517 kg / jam Volume air = x1 jam, 157 m 965,4kg / m Asumsi, silinder berisi 75% air,157m Volume tangki, V T =,876m 0,75 Direncanakan perbandingan diameter dan tinggi silinder, D : H = 1 :,14 V = D. H D.D 1,57 D 4 4 D = V T 1,57 =,876 m 1,57 = 1, m = 48,076 in Maka, H = x 1, m =,44 m b. Panas yang dibutuhkan Panas yang dibutuhkan, Q = m.cp. T = 08,517 kg/jam kg/jam x 4,08 kj/kg.k x (6 0) K = 55.79,89kJ/jam c. Tinggi cairan dalam tangki, H c : VC x H T,157m x,44m Tinggi cairan dalam tangki, H c = V,876m = 1,8 m = 6,00 ft = 7,047 in d. Tekanan desain, P : H 1 Tekanan hidrostatis = C + P o (Pers..17 Brownell & Young, ) 0,049lbm / in 7,047 in 1 = 14,7 Ps 144 = 14,717 psi Jika faktor keamanan = 10% = 0,1 P Desain = (1 + 0,1) x 14,717 psi = 16,188 psi T

170 e. Tebal dinding tangki (bagian silinder), d : Faktor korosi (C) = 0,04 in/thn (Chuse & Eber,1954) Allowable working stress (S) = 1650 lb/in (Brownell,1959) Efisiensi sambungan (E) = 0,85 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun P x R Tebal silinder (d) = ( C x A) (Timmerhaus,004) S. E 0,6P Dimana : d = tebal tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/ S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan 16,188 x 4,08 d = (0,04 x10) (1650 x 0,85) 0,6 x16,188 89,17 psi. in = 0,4in 0,448in 181,5lb / in 9,71 psi f. Tebal dinding head (tutup tangki), dh : Faktor korosi (C) = 0,04 in/thn (Chuse & Eber,1954) Allowable working stress (S) = 1650 lb/in (Brownell,1959) Efisiensi sambungan (E) = 0,85 Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun P x Di Tebal head (dh) = ( C x A) (Timmerhaus,004) S. E 0,P Dimana : dh = tebal dinding head (in) Di = diameter tangki (in) S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan 16,188 x 48,076 dh = (0,04 x10) (1650 x 0,85) (0, x16,188) 778,54 psi. in = 0,4 0,448in 765lb / in,7 psi

171 Maka dipilih tebal silinder = 1/ in L.D. 8 Pompa Daerator (PU-1) Fungsi : Memompakan air dari daerator ke boiler. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : unit (1 unit beroperasi dan 1 unit cadangan) 1997) Kondisi operasi : P = 1 atm T = 0 o C Laju alir massa, F = 08,517 kg/jam = 1,75 lbm/s Densitas, ρ = 965,4 kg/m = 60,7 lbm/ft (Perry, Viscositas, μ (Geankoplis,1997) = 0,049 lbm/in = 0,165 cp = 0,000 lbm/ft.s 1,75 lbm/s Laju alir volume, Q = 60,7 lbm/ft = 0,011 ft /s Perencanaan Pompa : a. Diameter Pipa Optimum : Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 (Timmerhaus,1991) Dengan : Di = diameter optimum (in) ρ = densitas (lbm/ft ) Q = laju volumetrik (ft /s) µ = viscositas (cp) Maka, Di, Opt =,9 (Q) 0,45 (ρ) 0,1 =,9 (0,011) 0,45 (60,7) 0,1 =,9 x 0,176 x 1,708 = 1,169 in Dari appendiks A.5 (Geankoplis, 1997),dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal = 1 in Schedule number = 40 Diameter dalam, ID = 1,049 in = 1,587 ft

172 Diameter luar, OD = 1,15 in = 15,779ft Inside sectional area = 0,006 ft b. Pengecekan bilangan Reynold, N Re ; Kecepatan linier, v = Q A 0,011ft / s 0,006 ft,516 ft / s Sehingga : Bilangan Reynold, N Re = x v x ID 60,7 x,516 x1,049 0,000 = ,18 (turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : ε = 4, (Geankoplis, 1997) ε/d = 0,0011 (Geankoplis, 1997) f = 0,007 (Geankoplis, 1997) c. Panjang ekivalen total perpipaan, L ; Instalasi pipa : - Panjang pipa lurus (L 1 ) = 0 ft - 1 buah gate valve fully open ; (L/D = 1) (Foust, 1980) L = 1 x 1 x 0,505 ft = 6,565 ft - buah elbow standar 90 o C (L/D = 0) (Foust, 1980) L = x 0 x 0,505 ft = 0, ft - 1 buah sharp edge entrance (K = 0,5 ; L/D = 4) (Foust, 1980) L 4 = 1 x 4 x 0,505 ft = 1,1 ft - 1 buah sharp edge exit (K = 1 ; L/D = 50) (Foust, 1980) L 5 = 1 x 50 x 0,505= 5,5ft Maka, L = L 1 + L + L + L 4 + L 5 = 0 + 6, ,+ 1,1 +5,5 = 104,5 ft

173 d. Menentukan friksi, F ; F 4 f. v. g C. D L 4 x 0,007 x (,516 ft / s) x104,5 ft x,174lbm. ft / lbf. s x 1,049 ft 6,080 ft / s = 0,54 ft. lbf / lbm 67,501lbm. ft / lbf. s (Geankoplis, 198) e. Kerja yang diperlukan, -Wf ; v v. g g ( Z Z1) P P1 g 1 F Wf c Bila : Wf = 0 Z 1 v 1 c = 0 ; Z = ft = 0 ; v = 1,91 ft/s P 1 = 1 atm = 14,696 lbf/in = 117,9 lbf/ft Maka : 0 (Geankoplis,198),516 0,174(0) 117,9 P1 x,174,174 60,7 117,9 P1 0, ,54 + = 0 60,7 P 1 = 7,495 lbf/ft 0, = 7,495 lbf/ft 1 ft x 144in = 16,16 lbf/in Sehingga, 7, ,9 -Wf = 0,19 0, 54 60,7 = 7,01 ft.lb f /lb m f. Daya pompa, Ws ;

174 W S W f. Q ,01 ft. lbf / lbm x 0,011 ft / s x 60,7lbm / 550 ft. lbf / s. hp Untuk efisiensi alat 80%, maka : ft. 0,0166hp Tenaga pompa yang dibutuhkan = (Geankoplis, 198) 0,0166hp 0,008hp 0,8 Maka dipilih pompa yang berdaya motor 1/0 hp L.D. 9 Ketel Uap/Boiler (KU) Fungsi : Memanaskan air hingga menjadi steam untuk keperluan proses Jenis Jumlah : Ketel pipa api : 1 unit Bahan kontruksi : Aluminium untuk bejana dan stainless steel untuk pipa Data : Total kebutuhan uap = 10.41,589 kg/jam =.954,55 lbm/jam Superheated steam yang digunakan bersuhu 00 o pada tekanan 1 atm Kalor laten steam (H) = 165,476 Btu/lbm (Reklaitis, 198) a. Menentukan daya boiler 4,5 x BHP x970, Daya ketel uap, W = H (Elwalkil,1984) Dimana : BHP = daya boiler, Hp W H = kebutuhan uap yang dihasilkan = entalphi superheated steam pada 10 o C, 1 atm Maka, 4,5 x BHP x970, Daya ketel uap,.954,55 lbm/jam = 165,476 Btu / lbm

175 ,89 Btu / jam BHP = 475,5 = 111,470 hp b. Menentukan jumlah tube Dari ASTM Boiler Code, permukaan bidang pemanasan = 10 ft /hp Luas permukaan perpindahan panas : A = BHP x 10 ft / hp A = 111,470 hp x 10 ft /hp A = 1114,705 ft Direncanakan menggunakan tube dengan spesifikasi : - Panjang, L = 0 ft - Diameter tube = 6 in - Luas permukaan pipa, a = 1,74 ft /ft Sehingga jumlah tube, Nt = A L x a. 1114,705 ft 0 ft x1,74 ft / ft =,76 buah 4 buah

176 L.D.0 Blower (JB) Fungsi : Menghisap udara yang ada disekitar untuk dimasukkan ke dalam Hot Chamber (HC-01). Jenis : Rotary Compressor Type Straight Lobes Bahan : Commercial Steel Kondisi Operasi : Temperatur (T) : 10 0 C Tekanan (P) : 1 atm (14,696 psi) Laju Udara yang masuk = 980,0 Kg/jam Banyaknya Udara yang Dihisap = 980,0 Kg/jam Densitas Udara 10 0 C = 0,876 kg/m (Tabel A.-, Geankoplis,198) 980,0kg / jam Volume Udara = 1.118,746m / jam 0,876kg / m Volume Udara = 1.118,746 m /jam =.670,605 ft /jam = 61,176 ft /menit Untuk Blower kapasitas 100 ft /min, Spesifikasinya adalah Sebagai berikut : (Tabel 7.8 Walas,1998) 1. Features (male x female) = x. Max Displacement = 100 ft /menit. Diameter Maksimum = 18 in 4. Diameter Minimum = 10 in 5. Kecepatan Maksimum = 0,05 Mach 6. Kecepatan Normal = 0,04 Mach 7. Maksimum L/d, Tekanan rendah =,5 8. Maksimum L/d, Tekanan tinggi = 1,50

177 9. Efisiensi Volumetric = Faktor X untuk displacement = 0,7 11. Efisiensi Normal Overall = Normal Mach = 95 % 1. Daya = 5 shp L.D.1 Hot Chamber (HC) Fungsi : Menghasilkan udara panas yang dibutuhkan dalam proses Jenis : Hot Room Bahan : Batu Tahan Api, asbestos dan Beton Kondisi Operasi : Temperatur (T) : 10 0 C Tekanan (P) : 1 atm (14,696 psi) Laju Udara yang masuk = 980,0 Kg/jam Banyaknya Udara yang Dihisap = 980,0 Kg/jam Densitas Udara C = 0,748 kg/m (Tabel A.-, Geankoplis,198) 980,0kg / jam Volume Udara 1.118,746m / jam = 0,876kg / m Volume Udara = 1.118,746 m /jam =.670,605 ft /jam = 61,176 ft /menit Spesifikasinya adalah sebagai berikut : (Sianturi, 1977) 1. Dibuat dari batu tahan api dilapisi dengan asbestos dan beton. Dibuat dalam kamar untuk memungkinkan regenerasi Perhitungan Luas Kamar Volume udara tiap menit adalah 1.118,746m / jam = 18,645m / menit 60 menit / jam 18,645 Volume total = m 9,m Diasumsikan P=/ L=T

178 Maka : Volume Total = P x L x T 9, = / P Maka : P =,4 m diambil ukuran panjang m L = / x m = 4,5 m Dan T = P = m L.D. Brander (BR) Fungsi : Menyemprotkan bahan bakar untuk menghasilkan api pemanas yang digunakan dalam hot chamber (HC) Bahan : Besi-besi Tuang Kondisi Operasi : Temperatur : 0 0 Tekanan : 1 atm Spesifikasinya adalah : (Sianturi, 1977) 1. Terbuat dari besi-besi tuang. Dilengkapi dengan alat-alat kontrol

179 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI Dalam rencana pra rancangan pabrik pembuatan Tanin dari Biji Pinang ini digunakan asumsi sebagai berikut: 1. Pabrik beroperasi selama 00 hari dalam setahun.. Kapasitas maksimum adalah ton/tahun.. Perhitungan didasarkan pada harga alat terpasang (HAT). 4. Harga alat disesuaikan dengan nilai tukar dolar terhadap rupiah. yaitu: US$ 1 = Rp 10.00,- (Tempo, 0 Mei 009) 1. Modal Investasi Tetap (Fixed Capital Investment) 1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) Biaya Tanah Lokasi Pabrik Luas tanah seluruhnya = m Biaya tanah pada lokasi pabrik berkisar Rp /m. Harga tanah seluruhnya = m Rp /m = Rp ,- Biaya perataan tanah diperkirakan 5% (Montgomery, 199) Biaya perataan tanah = 0,05 x Rp = Rp ,- Biaya administrasi tanah diperkirakan 5% Biaya administrasi tanah = 0,05 x Rp = Rp ,- Maka total biaya tanah (A) adalah Rp ,-

180 1.1. Harga Bangunan dan Sarana Tabel LE.1 Perincian Luas dan Harga Bangunan. serta Sarana lainnya No Nama bangunan Luas (m ) Harga (Rp/m ) Jumlah (Rp) 1 Area Proses Area Bahan Baku Gudang Bahan Baku Laboratorium Bengkel Unit Pemadam Kebakaran Area Perluasan Pengolahan Air Unit Pembangkit Boiler Pengolahan Limbah Pembangkit Generator Ruang Kontrol Perkantoran Musholla Perumahan Karyawan Poliklinik Kantin Perpustakaan Aula Lap.Olahraga Pos Jaga Tempat Parkir Taman Jalan Total Harga bangunan saja = Rp Harga sarana = Rp Total biaya bangunan dan sarana (B) = Rp

181 Perincian Harga Peralatan Harga peralatan yang diimpor dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut (Timmerhaus et al, 004): C x C y X X 1 m I I dimana: C x = harga alat pada tahun 009 x y C y = harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia X 1 = kapasitas alat yang tersedia X = kapasitas alat yang diinginkan I x = indeks harga pada tahun 009 I y = indeks harga pada tahun yang tersedia m = faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat) Untuk menentukan indeks harga pada tahun 009 digunakan metode regresi koefisien korelasi: n ΣX i Yi ΣX i ΣYi n ΣX ΣX n ΣY ΣY r (Montgomery, 199) i i i i Tabel LE. Harga Indeks Marshall dan Swift Tahun Indeks Xi.Yi Xi² Yi² No. (Xi) (Yi)

182 Total (Sumber: Tabel 6- Timmerhaus et al, 004) Data : n = 14 Xi = 797 Yi = XiYi = Xi² = Yi² = Dengan memasukkan harga-harga pada Tabel LE., maka diperoleh harga koefisien korelasi: r (14)(807996) (797)(14184) [(14)( ) (797) ] [(14)( ) (14184) = Harga koefisien yang mendekati 1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linier antar variabel X dan Y. sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah persamaan regresi linier. Persamaan umum regresi linier: Y = a + b X dengan: Y = indeks harga pada tahun yang dicari (009) X = variabel tahun ke n 1 a, b = tetapan persamaan regresi ]

183 Tetapan regresi ditentukan oleh : b n ΣX Y ΣX ΣY i i i n ΣX ΣX a i Yi. Xi Xi. Xi.Yi n. Xi ( Xi) i i Maka : (14184)( ) (797)(807996) a = 58, 8 (14)( ) (797) 185 (14)(807996) (797)(14184) 556 b = 16, 809 (14)( ) (797) 185 Sehingga persamaan regresi liniernya adalah: Y = a + b X Y = 16,809 X.58,8 Dengan demikian, harga indeks pada tahun 009 adalah: Y = 16,809 (009).58,8 Y = 1.40,481 Perhitungan harga peralatan menggunakan harga faktor eksponsial (m) Marshall & Swift. Harga faktor eksponen ini beracuan pada Tabel 6-4 Timmerhaus et al, 004. Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya dianggap 0,6 (Timmerhaus et al, 004). Contoh perhitungan harga peralatan: a. Bucket Elevator (C-111) Conveying distance bucket elevator X = 5 ft (7,6 m) dengan lebar dan kedalaman bucket (0,15 x 0,10) m. Dari gambar LE.1 berikut, diperoleh untuk harga

184 bucket elevator (X 1 ) = 10 m adalah (C y ) US$ Untuk alat yang tidak tersedia faktor eksponensialnya dianggap (m) = 0,6 (Timmerhaus et al, 004). Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Bucket Elevator (Sumber: Timmerhaus et al, 004) Indeks harga tahun 009 (I x ) adalah 1 40,079. Maka estimasi harga bucket elevator untuk (X ) = 5 ft (7,6 m) adalah: C x = US$ 4500 x 0,6 7,6 140,079 x x Rp /US$ C x = US$ 19.6,099 x Rp.10.00,-/US$ C x = ,-/unit b. Belt Conveyor (C-101) Conveying distance belt conveyor X = 100 ft (0,48 m) dengan tebal 14 in (0,4 m). Dari gambar LE. berikut, diperoleh untuk harga belt conveyor (X 1 ) = 10 m adalah (C y ) US$ Untuk alat yang tidak tersedia faktor eksponensialnya dianggap (m) = 0,6 (Timmerhaus et al, 004).

185 Gambar LE. Harga Peralatan untuk Belt Conveyor (Sumber: Timmerhaus et al, 004) Indeks harga tahun 009 (I x ) adalah 140,079. Maka estimasi harga belt conveyor untuk (X ) = 100 ft (0,48 m) adalah: C x = US$ 5000 x C x = Rp ,-/unit 0,6 0,48 140,079 x x Rp /US$ Untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut: - Biaya transportasi = 5 - Biaya asuransi = 1 - Bea masuk = 15 (Rusjdi, 004)

186 - PPn = 10 (Rusjdi, 004) - PPh = 10 (Rusjdi, 004) - Biaya gudang di pelabuhan = 0,5 - Biaya administrasi pelabuhan = 0,5 - Transportasi lokal = 0,5 - Biaya tak terduga = 0,5 Total = 4 Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut: - PPn = 10 (Rusjdi, 004) - PPh = 10 (Rusjdi, 004) - Transportasi lokal = 0,5 - Biaya tak terduga = 0,5 Total = 1

187 Tabel LE. Estimasi Harga Peralatan Proses Kode Nama Alat Unit Ket*) Harga/unit (Rp.) Harga Total (Rp.) TT-101 Tangki Etanol 1 I SR-101 Hammer Crusher 1 I SR-10 Ball Mill 1 I R-101 Ekstraktor 1 I P-101 Filter Press 1 I TT-10 Tangki Pegendapan 1 I FE-101 Evaporator 1 I E-101 Condensor 1 I DE-101 Rotary Dryer 1 I SR-10 Ball Mill 1 I RC-101 Rotary Cooler 1 I C-101 Belt Conveyer 1 I C-10 Belt Conveyer 1 I C-10 Bucket Elevator 1 I C-104 Belt Conveyer 1 I C-105 Screw Conveyor 1 I C-106 Screw Conveyor 1 I C-107 Screw Conveyer 1 I S-101 Screen 1 I S-10 Screen 1 I J-101 Pompa 1 NI J-01 Pompa 1 NI J-0 Pompa 1 NI J-10 Pompa 1 NI Total Impor Non impor

188 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah Kode Keterangan Unit Ket*) Harga / Unit (Rp) Harga Total (Rp) SC Screening 1 I BS Bak Secdimentasi 1 NI CL Clarifier 1 I SF Sand Filter 1 I CE Cation Exchanger 1 I AE Anion Exchanger 1 I CT Cooling Tower 1 I DE Dearator 1 I KU Ketel Uap 1 I PU 01 Pompa 1 1 NI PU 0 Pompa 1 NI PU 0 Pompa 1 NI PU 04 Pompa 4 1 NI PU 05 Pompa 5 1 NI PU 06 Pompa 6 1 NI PU 07 Pompa 7 1 NI PU 08 Pompa 8 1 NI PU 09 Pompa 9 1 NI PU 10 Pompa 10 1 NI

189 Kode Unit Ket*) Harga / Unit (Rp) Harga Total (Rp) PU 11 Pompa 11 1 NI PU 1 Pompa 1 1 NI PU 1 Pompa 1 1 NI PU 14 Pompa 14 1 NI TP 01 Tangki Pelarut 1 1 I TP 0 Tangki Pelarut 1 I TP 0 Tangki Pelarut 1 I TP 04 Tangki Pelarut 4 1 I TP 05 Tangki Pelarut 5 1 I TU 01 Tangki Utilitas 1 1 I TU Tangki Utilitas 1 I TU Tangki Utilitas 1 I TB-01 Tangki B.bakar1 1 I TB-0 Tangki B.bakar1 1 I T. Penampung 1 NI T. Aerasi 1 NI Generator NI Genset NI Harga Total Impor Non Impor *) Keterangan : I : untuk peralatan impor NI : untuk peralatan non impor Total harga peralatan tiba di lokasi pabrik (purchased-equipment delivered): Total = 1,4 x (Rp Rp ) + 1,1 (Rp Rp ) = Rp ,-

190 Biaya pemasangan diperkirakan 10 dari total harga peralatan (Timmerhaus. 004). = 0.1 x (Rp ,-) = Rp ,- Sehingga total harga peralatan ditambah biaya pemasangan adalah: Total Harga Peralatan (C) = Rp Instrumentasi dan Alat Kontrol Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 40 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 004). Biaya instrumentasi dan alat kontrol (D) = 0,40 Rp = Rp ,- Dana Perpipaan Diperkirakan biaya perpipaan 0 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 004). Biaya perpipaan (E) = 0,0 Rp = Rp ,- Dana Instalasi Listrik Diperkirakan biaya instalasi listrik 15 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 004). Biaya instalasi listrik (F) = 0,15 Rp = Rp ,- Dana Insulasi Diperkirakan biaya insulasi 10 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 004). Biaya insulasi (G) = 0,10 Rp = Rp ,-

191 Dana Inventaris Kantor Diperkirakan biaya inventaris kantor 5 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 004). Biaya inventaris kantor (H) = 0,05 Rp ,- = Rp ,- Dana Perlengkapan Kebakaran dan Keamanan Diperkirakan biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan 5 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 004). Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan ( I ) = 0,05 Rp = Rp ,- Sarana Transportasi Untuk mempermudah pekerjaan, perusahaan memberi fasilitas sarana transportasi (J) seperti pada tabel berikut. Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi No. Jenis Kendaraan Unit Tipe Harga/ Unit (Rp) Harga Total (Rp) 1 Dewan komisaris BMW Direktur 1 Camry Manajer 4 Ford Bus karyawan 4 Minibus L Truk 6 Dyna Sepeda 4 Federal Mobil Pemadam 1 Truk tangki Ambulance 1 Standar Total (Sumber: Total MITL = A + B + C + D + E + F + G + H + I + J = Rp ,-

192 1.. Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL) Pra Investasi Diperkirakan 7 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 004). Pra Investasi (K) = 0,07 x Rp = Rp Dana Engineering dan Supervisi Diperkirakan 0 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 004). Biaya Engineering dan Supervisi (L) = 0,0 Rp = Rp ,- Dana Legalitas Diperkirakan 4 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 004). Biaya Legalitas (M) = 0,04 Rp = Rp ,- Dana Kontraktor Diperkirakan 0 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 004). Biaya Kontraktor (N) = 0,0 Rp = Rp ,- Dana Tak Terduga Diperkirakan 10 dari total harga peralatan (Timmerhaus et al. 004). Biaya Tak Terduga (O) = 0,10 Rp = Rp ,- Total MITTL = K + L + M + N + O = Rp ,- Total MIT = MITL + MITTL = Rp , ,- = Rp ,-. Modal Kerja Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 1 bulan (0 hari).

193 .1. Persediaan Bahan Baku.1.1 Bahan baku proses 1. Biji Pinang Kebutuhan = 1.,8 kg/jam Harga = Rp.1.500/ kg (Medan Bisnis.009) Harga total = 0 hari 4 jam/hari 1.,8 kg/jam x Rp.1.500/ kg = Rp ,-. Etanol Kebutuhan = 9.999,74 kg/jam = 4.010,47 liter Harga = Rp.9.000/liter (PT. Bratachem 009) Harga total = 0 hari 4 jam/hari 4.010,47 ltr/jam x Rp.9.000/ ltr = Rp ,-.1. Persediaan bahan baku utilitas 1. Alum. Al (SO 4 ) Kebutuhan = 1,89 kg/jam Harga = Rp.100.-/kg (PT. Bratachem 009) Harga total = 0 hari 4 jam/hari 1,89 kg/jam Rp /kg = Rp ,-. Soda abu. Na CO Kebutuhan = 1,0 kg/jam Harga = Rp 500.-/kg (PT. Bratachem 009) Harga total = 0 hari 4 jam/hari 1,0 kg/jam Rp 500.-/kg = Rp ,-. Kaporit Kebutuhan = 0,0097 kg/jam Harga = Rp /kg (PT. Bratachem 009) Harga total = 0 hari 4 jam/hari 0,0097 kg/jam Rp /kg = Rp ,-

194 4. H SO 4 Kebutuhan = 0,75 kg/jam Harga = Rp /kg (PT. Bratachem 009) Harga total = 0 hari 4 jam x 0,75 kg/jam Rp /kg = Rp ,- 5. NaOH Kebutuhan = 0,677 kg/jam Harga = Rp 550.-/kg (PT. Bratachem 009) Harga total = 0 hari 4 jam 0,677 kg/jam Rp 550.-/kg = Rp ,- 6. Solar Kebutuhan = 89,606 ltr/jam Harga solar untuk industri = Rp /liter (PT. Pertamina. 009) Harga total = 0 hari 4 jam/hari 89,606 ltr/jam Rp /liter = Rp ,- Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 bulan (0 hari) adalah = Rp ,-.. Kas..1. Gaji Pegawai Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai Jabatan Jumlah Gaji/bulan Jumlah (Rp) Gaji/bulan (Rp) Dewan Komisaris Direktur Manajer Produksi dan Teknik Manajer Personalia Manajer Keuangan Manajer Pemasaran

195 Kepala Bagian Produksi dan Teknik Kepala Bagian Kepegawaian Kepala Bagian Humas Kepala Bagian Pemasaran Sekretaris Kepala Seksi Karyawan Produksi Karyawan Teknik Karyawan Keuangan dan Personalia Karyawan Pemasaran dan Pembelian Dokter Perawat Petugas Keamanan Petugas Kebersihan Supir Jumlah Total gaji pegawai selama 1 bulan = Rp ,-... Dana Administrasi Umum Diperkirakan 0 dari gaji pegawai = 0, Rp ,- = Rp ,-... Dana Pemasaran Diperkirakan 0 dari gaji pegawai = 0, Rp ,- = Rp ,- Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas No. Jenis Biaya Jumlah (Rp) 1. Gaji Pegawai Administrasi Umum

196 . Pemasaran Total Dana Start-Up Diperkirakan 8 dari Modal Investasi Tetap (Timmerhaus et al. 004). = 0,8 Rp ,- = Rp ,-.4. Piutang Dagang IP PD HPT 1 dimana: PD = piutang dagang IP = jangka waktu kredit yang diberikan (1 bulan) HPT = hasil penjualan tahunan Penjualan : 1. Harga jual tanin = Rp ,-/kg ( Tanin yang dihasilkan =.857,70 kg/jam = 7.775,584 ton/tahun Hasil penjualan tanin tahunan = Rp ,- Piutang Dagang = 1 1 Rp ,- = Rp ,- Perincian modal kerja dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja No. Jumlah (Rp) 1. Bahan baku proses dan utilitas ,-. Kas ,-. Start up ,- 4. Piutang Dagang ,-

197 Total ,- Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp ,- + Rp ,- = Rp ,- Modal ini berasal dari: - Modal sendiri = 60 dari total modal investasi = 0,6 Rp ,- = Rp ,- - Pinjaman dari Bank = 40 dari total modal investasi = 0,4 Rp ,- = Rp ,-. Biaya Produksi Total.1. Biaya Tetap (Fixed Cost = FC).1.1. Gaji Tetap Karyawan Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah bulan gaji yang diberikan sebagai tunjangan. sehingga (P) Gaji total = (1 + ) Rp = Rp ,-.1.. Bunga Pinjaman Bank Bunga pinjaman bank adalah 15 % dari total pinjaman (Bank Mandiri. 009). Bunga bank (Q) = 0.15 Rp ,- = Rp ,-.1.. Depresiasi dan Amortisasi Pengeluaran untuk memperoleh harta berwujud yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun harus dibebankan sebagai biaya untuk mendapatkan. menagih. dan memelihara penghasilan melalui penyusutan (Rusdji.004). Pada perancangan pabrik ini. dipakai metode garis lurus atau straight

198 line method. Dasar penyusutan menggunakan masa manfaat dan tarif penyusutan sesuai dengan Undang-undang Republik Indonesia No. 17 Tahun 000 Pasal 11 ayat 6 dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel LE.9 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 000 Kelompok Harta Berwujud I. Bukan Bangunan Masa (tahun) Tarif (%) Beberapa Jenis Harta 1.Kelompok Mesin kantor. perlengkapan. alat perangkat/ tools industri.. Kelompok Mobil. truk kerja. Kelompok Mesin industri kimia. mesin industri mesin II. Bangunan Permanen 0 5 Bangunan sarana dan penunjang Sumber : Waluyo. 000 dan Rusdji.004 Depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol. D dimana: D P L n P L n = depresiasi per tahun = harga awal peralatan = harga akhir peralatan = umur peralatan (tahun) Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UU RI No. 17 Tahun 000

199 Umur Komponen Biaya (Rp) (tahun) Depresiasi (Rp) Bangunan , ,- Peralatan proses dan utilitas , ,- Instrumentrasi dan pengendalian proses , ,- Perpipaan , ,- Instalasi listrik , ,- Insulasi , ,- Inventaris kantor , ,- Perlengkapan keamanan dan kebakaran , ,- Sarana transportasi , ,- TOTAL ,- Semua modal investasi tetap langsung (MITL) kecuali tanah mengalami penyusutan yang disebut depresiasi. sedangkan modal investasi tetap tidak langsung (MITTL) juga mengalami penyusutan yang disebut amortisasi. Pengeluaran untuk memperoleh harta tak berwujud dan pengeluaran lainnya yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun untuk mendapatkan, menagih dan memelihara penghasilan dapat dihitung dengan amortisasi dengan menerapkan taat azas (UU RI Pasal 11 ayat 1 No. Tahun 000). Para Wajib Pajak menggunakan tarif amortisasi untuk harta tidak berwujud dengan menggunakan masa manfaat kelompok masa 4 (empat) tahun sesuai pendekatan prakiraan harta tak berwujud yang dimaksud (Rusdji. 004). Untuk masa 4 tahun. maka biaya amortisasi adalah 0 dari MITTL. sehingga : Biaya amortisasi = 0,0 Rp ,- = Rp ,- Total biaya depresiasi dan amortisasi (R) = Rp ,-+ Rp ,-

200 = Rp , Biaya Tetap Perawatan 1. Perawatan mesin dan alat-alat proses Perawatan mesin dan peralatan dalam industri proses berkisar sampai 0%. diambil 10% dari harga peralatan terpasang di pabrik (Timmerhaus et al. 004). Biaya perawatan mesin = 0,1 Rp ,- = Rp ,-. Perawatan bangunan Diperkirakan 10 dari harga bangunan (Timmerhaus et al. 004). Perawatan bangunan = 0,1 Rp = Rp ,-. Perawatan kendaraan Diperkirakan 10 dari harga kendaraan (Timmerhaus et al. 004). Perawatan kendaraan = 0,1 Rp ,- = Rp ,- 4. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol Diperkirakan 10 dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Timmerhaus et al. 004). Perawatan instrumen = 0,1 Rp ,- = Rp ,- 5. Perawatan perpipaan Diperkirakan 10 dari harga perpipaan (Timmerhaus et al. 004). Perawatan perpipaan = 0,1 Rp ,- = Rp ,- 6. Perawatan instalasi listrik Diperkirakan 10 dari harga instalasi listrik (Timmerhaus et al. 004). Perawatan listrik = 0,1 Rp ,- = Rp ,-

201 7. Perawatan insulasi Diperkirakan 10 dari harga insulasi (Timmerhaus et al. 004). Perawatan insulasi = 0,1 Rp ,- = Rp ,- 8. Perawatan inventaris kantor Diperkirakan 10 dari harga inventaris kantor (Timmerhaus et al. 004). Perawatan inventaris kantor = 0,1 Rp ,- = Rp ,- 9. Perawatan perlengkapan kebakaran Diperkirakan 10 dari harga perlengkapan kebakaran (Timmerhaus et al. 004). Perawatan perlengkapan kebakaran = 0,1 Rp ,- = Rp ,- Total biaya perawatan (S) = Rp , Biaya Tambahan Industri (Plant Overhead Cost) Biaya tambahan industri ini diperkirakan 0 dari modal investasi tetap (Timmerhaus et al. 004). Plant Overhead Cost (T) = 0, x Rp ,- = Rp , Biaya Administrasi Umum Biaya administrasi umum selama bulan adalah Rp Biaya administrasi umum selama 1 tahun (U) = 4 Rp = Rp ,-

202 .1.7. Biaya Pemasaran dan Distribusi Biaya pemasaran selama bulan adalah Rp Biaya pemasaran selama 1 tahun = 4 Rp = Rp ,- Biaya distribusi diperkirakan 50 % dari biaya pemasaran. sehingga : Biaya distribusi = 0.5 x Rp = Rp Biaya pemasaran dan distribusi (V) = Rp Biaya Laboratorium. Penelitan dan Pengembangan Diperkirakan 5 dari biaya tambahan industri (Timmerhaus et al. 004). Biaya laboratorium (W) = 0,05 x Rp ,- = Rp , Hak Paten dan Royalti Diperkirakan 1% dari modal investasi tetap (Timmerhaus et al. 004). Biaya hak paten dan royalti (X) = 0,01 x Rp ,- = Rp , Biaya Asuransi 1. Biaya asuransi pabrik. adalah.1 permil dari modal investasi tetap langsung (Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia-AAJI. 007). = Rp ,- = Rp ,-. Biaya asuransi karyawan. Iuran Premi Jamsostek Iuran jaminan kecelakaan kerja (0,99% dari upah sebulan), jaminan kematian (0,% dari upah sebulan) dan jaminan pemeliharaan (6% dari upah sebulan) kesehatan ditanggung sepenuhnya oleh pengusaha

203 Iuran jaminan hari tua sebesar.70% dari upah sebulan ditanggung oleh pengusaha dan sebesar % dari upah sebulan ditanggung oleh tenaga kerja. (sumber : Jamsostek.009) Premi asuransi yang ditanggung perusahaan = 9,4 % dari keseluruhan upah yang dikeluarkan = 9,4% x Rp ,- = ,- Total biaya asuransi (Y) = Rp , Pajak Bumi dan Bangunan Pajak Bumi dan Bangunan (Z) adalah Rp ,- Total Biaya Tetap = P + Q + R + S + T + U +V + W + X + Y + Z = Rp ,-.. Variabel..1. Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 90 hari adalah Rp ,- Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun = Rp x (00/90) = Rp ,-... Biaya Variabel Tambahan 1. Perawatan dan Penanganan Lingkungan Diperkirakan 1 dari biaya variabel bahan baku Biaya perawatan lingkungan = 0,01 Rp ,- = Rp ,-. Biaya Variabel Pemasaran dan Distribusi

204 Diperkirakan 10 dari biaya variabel bahan baku Biaya variabel pemasaran = 0,10 Rp ,- = Rp ,-... Biaya Variabel Lainnya Diperkirakan 5 dari biaya variabel tambahan = 0,05 Rp ,- = Rp ,- Total biaya variabel = Rp ,- Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel = Rp ,-+ Rp ,- = Rp ,- 4. Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan 4.1. Laba Sebelum Pajak (Bruto) Laba atas penjualan = total penjualan total biaya produksi = Rp ,- Rp ,- = Rp ,- 4.. Pajak Penghasilan Berdasarkan UURI Nomor 6 pasal 17 ayat 1b Tahun 008, Tentang Perubahan Keempat atas Undang-undang Nomor 7 Tahun 198 Tentang Pajak Penghasilan adalah (Kepala Biro Peraturan Perundang-undangan Bidang Perekonomian dan Industri, 008): Wajib Pajak badan dalam negeri dan bentuk usaha tetap adalah sebesar 8% (dua puluh delapan persen). Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah: 8 Rp ,- = Rp ,- Total PPh = Rp ,-

205 4.. Laba setelah pajak Laba setelah pajak = laba sebelum pajak PPh = Rp ,- - Rp ,- = Rp ,- 5. Analisa Aspek Ekonomi 5.1. Profit Margin (PM) PM = Laba sebelum pajak 100 total penjualan PM = x 100 % = 10,19 % 5.. Break Even Point (BEP) BEP = BEP = Biaya Tetap 100 Total Penjualan Biaya Variabel = 44,10 % Kapasitas produksi pada titik BEP = 44,10 % x 7.775,584 ton/tahun = 0,44 x 7.775,584 ton/tahun = ton/tahun Nilai penjualan pada titik BEP = 44,10 % x Rp ,- = Rp ,- 5.. Return on Investment (ROI) ROI = ROI = Laba setelah pajak 100 Total modal investasi ,- x 100% ,- x 100% ,- = 4,54 %

206 5.4 Pay Out Time (POT) POT = POT 1 0,454 = 4,07 tahun x 1 tahun 5.5. Return on Network (RON) RON = Laba setelah pajak 100 Modalsendiri RON = RON = 40,90 % x 100% 5.6. Internal Rate of Return (IRR) Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut Cash Flow. Untuk memperoleh cash flow diambil ketentuan sebagai berikut: - Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10 tiap tahun. - Masa pembangunan disebut tahun ke nol. - Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun. - Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke Cash flow adalah laba sesudah pajak ditambah penyusutan. Dari Tabel LE.15, diperoleh nilai IRR = 46,17.

207 Tabel LE.14 Hubungan antara biaya tetap, biaya variabel, total hasil produksi, dan hasil penjualan Kapasitas Produksi (%) Biaya Tetap Biaya Variabel Biaya Produksi Total Penjualan , , , , , , , , ,

208 Grafik Analisa BEP 4,500,000,000,000 4,000,000,000,000,500,000,000,000,000,000,000,000 Harga (Rp),500,000,000,000,000,000,000,000 BEP = 44,10% 1,500,000,000,000 1,000,000,000, ,000,000, Kapasitas Produksi (%) Gambar LE. Break Even Chart Pabrik Tanin Dari Biji Pinang

209 Tabel LE.15 Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) Thn Laba sebelum pajak Pajak Laba Sesudah pajak Depresiasi Amortisasi Net Cash Flow P/F i = ,614,680, ,867,50,980 11,6,900, ,504,60,146 54,850,767,400 7,816,800,895 74,17,170, ,54,5,78 1,588,775,98 11,765,477,95 54,850,767,400 7,816,800,895 94,4,045, ,889,678, ,949,40,58 4,940,75,04 54,850,767,400 7,816,800,895 45,607,84, ,878,646, ,646,09,940 77,,55,56 54,850,767,400 7,816,800, ,900,10, ,766,511,11 177,81,45,4 414,954,057,779 54,850,767, ,804,85, ,04,16,4 195,595,448, ,447,71,557 54,850,767, ,98,480, ,47,478,447 15,156,74,54 50,090,74,91 54,850,767, ,941,50, ,97,6,91 6,674,167,887 55,98,058,404 54,850,767, ,148,85, ,869,448,91 60,4,4, ,56,114,44 54,850,767, ,76,881, ,656,9,81 86,79,418, ,76,975,669 54,850,767, ,17,74, IRR 46% x (47% 46%) ( ) IRR = 46,17 %