LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Transkripsi

1 LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Basis perhitungan Satuan berat Bahan baku Produk akhir 1 jam operasi kilogram (kg) Ubi Kayu Etanol (C H 5 OH) Kemurnian Etanol 96 % ensitas Jumlah hari operasi Jumlah jam operasi Kapasitas produksi/jam 0,789 gr/cm 789 gr/l 0 hari 4 jam kl/tahun L/tahun L/tahun x 789 gr/l 7,1 x gr 1 kg 1 tahun 1 hari x x x tahun 1000 gr 0hari 4 jam 8964,6464 kg/jam Perubahan massa pada perancangan ini terjadi pada peralatan : 1. Bak Pencuci (BP-01). Tangki Pemasak (TP-01). Fermentor (TF-01) 4. Rotary rum Vacuum Filter (RVF-01) 5. Menara estilasi (M-01) Komposisi bahan baku : (Sumber : Marganof, 00) - Glukosa : % - Pati : 5, % - Air : 19,4 % - Ampas :,4 % (termasuk kotoran : 0,1 %) - Bahan baku : kg/jam (% Glukosa + % Pati) Kapasitas produksi / jam % Air + % Ampas ( )

2 LA-1 Bak Pencuci (BP-01) Air Proses Glukosa Pati Air Ampas Kotoran () (1) BP-01 (4) () Air Bekas Pencuci Kotoran Glukosa Pati Air Ampas Bahan baku kg (per jam operasi) Glukosa 1 4 : F G FG % kg 8,90 kg Pati 1 4 : F P FP 5, % kg 019,1 kg Air : F Air 1 F Air 4 19,4 % kg 4,14 kg F Air Perbandingan air proses dengan ubi kayu yaitu 1:1 F Air Ampas : F Ampas 1 Kotoran : F Kotoran 1 1 x kg kg air proses yang ikut pada air bekas pencuci 1 x kg kg F Ampas 4,4 % kg 80,554 kg F Kotoran 0,1 % x kg 11,981 kg Tabel LA.1 Neraca Massa Bak Pencuci (BP-01) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 1 Alur Alur Alur 4 Glukosa 8, ,9 Pati 019, ,1 Air 4, ,14 Ampas 80, ,554 Kotoran 11,981-11,981 - Total 1199, , ,981 97,981 LA- Tangki Pemasak (TP-01) Air Proses Glukosa Pati Air Ampas (4) (5) TP-01 (6) Glukosa Pati Air Ampas

3 Aliran 4 : Glukosa : F G 4 8,90 kg Pati : F P 4 019,1 kg Air : F Air 4 4,14 kg Ampas : F ampas 4 80,554 kg Aliran 5 : Perbandingan (berdasarkan berat) air dengan jumlah total aliran 4 :1 5 Sehingga F Air ( x jumlah total aliran 4) ( x 11981) kg 96 kg Aliran 6 : 6 F Air aliran (4+5) (4, ) kg 686,14 kg 6 F p 019,1 kg 6 F G 8,90 kg F 6 ampas 80,554 kg Tabel LA. Neraca Massa Tangki Pemasak (TP-01) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 4 Alur 5 Alur 6 Glukosa 8,90-8,90 Pati 019,1-019,1 Air 4, ,14 Ampas 80,554-80,554 Total LA- Fermentor (TF-01) Glukosa Pati Air Ampas (6) Saccharomyces (NH 4 ) SO 4 (7) H SO 4 (TF-01) (8) CO (9) Glukosa Etanol Air Ampas Saccharomyces

4 F G 6 F P 6 8,90 kg 019,1 kg F Air 6 686,14 kg F ampas 6 F ampas 9 80,554 kg (C 6 H 10 O 5 )n + n H O 85% nc 6 H 1 O 6 Pati yang masuk pada alur 6 sebanyak 019,1 kg dengan BM : 16 kg/kmol, karena 85 yang terkonversi 85 %, maka yang bereaksi sebanyak x019,1 566, kg/jam. 100 Untuk perbandingan komposisi massanya : Massa C 6 H 1 O 6 566, kg/jam x180 x n 851, 478 kg/jam 16 x n Massa H O 566, kg/jam x18 x n 85, 1478kg/jam 16 x n Pada fermentor, glukosa terkonversi 90 % membentuk etanol dan CO Reaksi pembentukan etanol : 90 % C 6 H 1 O 6 (C H 5 OH) + (CO ) Glukosa masuk pada alur 6 sebanyak 8,90 karena yang terkonversi 90 %, maka 90 yang bereaksi sebanyak : x8,90 450, 58 kg 100 Glukosa pada alur 9, F G 9 0,1 FG 6 0,1 8,90 kg 8,9 kg 6 450,58 Glukosa yang bereaksi, N G 19,1696 kmol Air pada alur 9, F Air FAir 686,14 kg Total substrat glukosa + air 6 6 F G + Fair (8, ,14) kg 010,4 kg Fermentasi menggunakan Saccharomyces Cerevisae sebagai bakteri pengurai,

5 sedangkan (NH 4 ) SO 4 sebagai nutrisi dan H SO 4 berfungsi untuk mengatur ph (Wanto, 1980) Saccharomyces Cerevisae 5 % total substrat (Wanto, 1980) (NH 4 ) SO 4 0,4 % total substrat (Said, 1984) H SO 4 Saccharomyces Cerevisae, 7 F Sc 0,4 % total substrat 5 % total substrat 5 % x 010,4 1506,0117 kg 7 (NH 4 ) SO 4, F (NH4)SO4 0,4 % x total substrat 0,4 % x 010,4 ` 10,48 kg 7 H SO 4, F HSO4 0,4 % x total substrat 0,4 % x 010,4 ` 10,48 kg Saccharomyces Cerevisae keluar, 9 F Sc 7 F Sc + 7 F (NH4)SO4 + 7 F HSO4 (1506, , ,48) kg 1746,976 kg Untuk perbandingan komposisi massanya : 450,58 Massa (C H 5 OH) xx46 176, 60 kg/jam 180 Massa (CO ), 8 450,58 F CO x x , 948 kg/jam F Etanol 176,60 x 57,046 kg/jam 9 F Glukosa (sisa) 8,9 x 0,1 8,9 kg/jam 9 F (686,14 85,1478) 6001,166 kg/jam Air 9 Pati F 019,1 566, 45,88 kg/jam 9 Saccharomyces Cerevisae keluar, F Sc 1746,976 kg iasumsikan di fermentor (NH 4 ) SO 4 dan H SO 4 terkonversi 100 %.

6 Tabel LA. Neraca Massa Fermentor (TF-01) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 6 Alur 7 Alur 8 Alur 9 Glukosa 8, ,9 Pati 019, ,88 Air 686, ,166 Ampas 80, ,554 Etanol ,046 CO ,948 - Saccharomyces Cerevisae , ,976 (NH 4 ) SO 4-10, H SO 4-10, Total , , , , ,976 LA-4 Rotary rum Vacum Filter (RVF-01) Glukosa Pati Air Ampas Etanol Saccharomyces Cerevisae iasumsikan seluruh Saccharomyces Cerevisae, ampas terbuang dan mengandung air 10 %. 9 F Glukosa 11 F G 8,9 kg 9 F Air 6001,166 kg 10 F Air 0,1 x 6001,166 kg 600,1166 kg 11 F Air 9 10 F Air - FAir (6001, ,1166) kg 401,049 kg 11 F p 45,88 kg F p 9 (9) (11) Glukosa (RVF-01) Etanol Air Pati (10) Air Ampas Saccharomyces Cerevisae

7 9 F ampas 9 F E F Sc 9 F ampas F E F Sc 10 80,554 kg 57,046 kg 1746,976 kg Total keluaran dari alur 11 adalah : 11 F G 8,9 kg 11 F E 57,046 kg 11 F Air 401,049 kg 45,88 kg F P 11 Tabel LA.4 Neraca Massa Rotary rum Vacum Filter (RVF-01) Masuk Komponen (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 9 Alur 10 Alur 11 Glukosa 8,9-8,9 Etanol 57,046-57,046 Air 6001, , ,0490 Pati 45,880-45,880 Ampas 80, , Saccharomyces Cerevisae 1746, ,976 - Total 4570, , , , ,1186 LA.5 Menara estilasi (M-01) Glukosa Etanol Air Pati (11) M-01 (1) Etanol Air (1) Glukosa Etanol Air Neraca total : F 11 F 1 + F 1 F ,4748 kg

8 F 1 57,046 kg F 1 F 11 - F 1 (7419, ,046) kg 89,70 kg Neraca alur F 11 : 11 F G 8,9 kg 11 F E 57,046 kg 11 F Air 401,049 kg F pati 11 45,88 kg Neraca alur F 1 : F 1 57,046 kg F E 1 0,96 57,046 kg 86,1164 kg F Air 1 (57,046 86,1164) kg 141,0881 kg Neraca alur F 1 : F 1 89,70 kg F G 1 FG 11 8,9 kg F E 1 FE 11 - FE 1 (57,046 86,1164) kg 141,0881 kg F Air 1 F 1 ( FE 1 + FG 1 ) 89,70 (141, ,9) kg 71,849 kg Tabel LA.5 Neraca Massa Menara estilasi (M-01) Masuk Komponen (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 11 Alur 1 Alur 1 Glukosa 8,9-8,9 Etanol 57,046 86, ,0881 Air 401, , ,849 Pati 45, Total 7419, ,046 89, , ,4748 LAMPIRAN B

9 PERHITUNGAN NERACA PANAS Basis perhitungan Satuan operasi Tref 1 jam operasi kj/jam 5 o C 98 o K Perubahan panas pada perancangan ini terjadi pada peralatan : 1. Tangki Pemasak (TP-01). Cooler (CO-01). Fermentor (TF-01) 4. Menara estilasi (M-01) LB-1 Tangki Pemasak (TP-01) Pati Glukosa Air Ampas Air Proses Steam 5 (0 o ) 00 o ) 4(0 o ) TP-01 6 (90 o ) Pati Glukosa Air Ampas T. ref 5 0 C T. bahan masuk 0 0 C T. bahan keluar 90 0 C Kondensat (100 o ) Bahan masuk ( kg/jam) Alur 4 - Pati 019,1 - Glukosa 8,90 - Air 4,14 - Ampas 80,554 Alur 5 - Air Proses 96 Bahan keluar (kg/jam) Alur 6 - Pati 019,1 - Glukosa 8,90 - Air 686,14 - Ampas 80,554 a) Panas yang masuk (Q in ) pada suhu 0 o C

10 Q m. Cp. Δt (Reklaitis, 198) Aliran 4 Q pati (019,1 kg/jam) (1,84 kj /kg 0 C) (0 5) o C 7776,75 kj/ jam Q glukosa (8,9 kg/ jam ) (0,75 kj l/kg 0 C) ( 0-5) 0 C 1477, kj / jam Q air (4,14 kg/jam) (1,0000 kj /kg 0 C) (0 5) 0 C 1161,57 kj / jam Q ampas (80,554 kg/jam) (1,85 kj /kg 0 C) (0 5) 0 C 59,87 kj / jam Q total in (7776, , +1161,57 +59,87) 79708,9 kj / jam b) Panas yang keluar (Q out ) pada suhu 90 o C Aliran 6 Q pati (019,1 kg/jam) (1,84 kj/kg 0 C) (90 5) o C 61097,75 kj / jam Q glukosa (8,9 kg/ jam ) (0,75 kj/kg 0 C) ( 90-5) 0 C 18690,6 kj / jam Q air (686,14 kg/jam) (1,0000 kj/kg 0 C) (90 5) 0 C ,41 kj / jam Q ampas (80,554 kg/jam) (1,85 kj/kg 0 C) (90 5) 0 C 717,6 kj / jam Q total out (61097, , ,41+717,6)kJ /jam 5979,1 kj /jam Q steam Q out - Q in (5979, ,9) kj/ jam 51400,7 kj/jam Steam yang digunakan adalah pada suhu 47,15 K (00 o C) dan keluar sebagai kondensat pada suhu 7,15 K (100 o C), ari steam Tabel (Smith,001) diperoleh : H (00 o C) H (100 o C) 791,7 kj/kg 419,1 kj/kg Kandungan panas steam : H H(00 o C) H(100 o C) 7,6 kj/kg Banyaknya steam yang diperlukan : Q m H

11 51400,7 kj/jam m 7,6 kj/kg m 1059,6 kg/jam Tabel LB.1 Neraca Panas Tangki Pemasak (TP-01) Panas Masuk (kj/jam) Q in 79708,9 Q Steam 51400,7 Panas Keluar (kj/jam) Q out 5979,1 Total 5979,1 Total 5979,1 LB- Cooler (CO-01) Air Pendingin Pati Glukosa Air Ampas (0 o ) 6 (90 o ) CO-01 7 (0 o ) (45 o ) Air Bekas Pati Glukosa Air T. ref 5 0 C T. bahan masuk 90 0 C T. bahan keluar 0 0 C Komponen Pati Glukosa Air Ampas Massa (kg/jam) 019,1 8,90 686,14 80,554 a) Panas yang masuk (Q in ) pada suhu 90 o C Q m. Cp. Δt (Reklaitis, 198) Q in total Q out (pada tangki pemasak) 5979,1 kj/ jam Q total in (Q pati + Q glukosa + Q air + Q ampas ) (61097, , ,41+717,6)kJ /jam 5979,1 kj /jam Panas yang keluar (Q out ) pada suhu 0 o C Q pati (019,1 kg/jam) (1,84 kj/kg 0 C) (0 8) o C

12 11110,7 kj/ jam Q glukosa (8,9 kg/ jam ) (0,75 kj/kg 0 C) (0-8) 0 C 5750,88 kj/ jam Q air (686,14 kg/jam) (1,0000 kj/kg 0 C) (0 8) 0 C 557,6 kj/ jam Q ampas (80,554 kg/jam) (1,85 kj/kg 0 C) (0 8) 0 C 107,14 kj/ jam Q total out (Q pati + Q glukosa + Q air + Q ampas ) (11110, , , ,14) 79807,4 kj/jam Panas yang diserap air pendingin : Qs Q in - Q out (5979, ,4) kj/jam 5191,78 kj Air pendingin yang digunakan adalah air pada suhu 0,15 K (0 o C) dan keluar sebagai air pendingin bekas pada suhu 18,15 K (45 o C), 01,15 Cp H (0 o C) (l) dt kj/kg 15,7 kj/kg 98,15 18,15 Cp H (45 o C) (l) dt kj/kg 188, kj/kg 98,15 H H(45 o C) - H(0 o C) 188, kj/kg 15,7 kj/kg 6,5 kj/kg Jumlah air pendingin yang diperlukan : Q m H 5191,78 kj/jam m 6,5 kj/kg m 40,9 kg/jam Tabel LB. Neraca Panas Cooler (CO-01) Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) Q in 5979,1 - Q out 79807,4 Q s 5191,78 Total 5979,1 Total 5979,1

13 LB- Fermentor (TF-01) Pati (6)(0 o ) Glukosa Air Ampas Air Pendingin (0 o ) (TF-01) (9)(0 o ) Glukosa Etanol Air Ampas Air Bekas (8) Saccharomyces (45 o ) CO (0 o ) Bahan masuk ( kg/jam) Aliran 6 - Pati 019,1 - Glukosa 8,9 - Air 686,14 - Ampas 80,554 Bahan keluar (kg/jam) Aliran 8 - CO 1686,948 Aliran 9 - Pati 45,88 - Glukosa 8,9 - Etanol 57,046 - Air 6001,166 - Ampas 80,554 Pada fermentor terjadi reaksi pembentukan etanol dari glukosa dengan adanya Saccharomyces cerevisae, sehingga harus dihitung panas reaksi, untuk itu bahan-bahan yang tidak terlibat dalam reaksi seperti asam sulfat, amonium sulfat tidak dihitung panasnya karena dianggap tidak terjadi perubahan panas. Reaksi yang terjadi : Saccharomyces cerevsiaea C 6 H 1 O 6 (C H 5 OH) + (CO ) a) Panas yang masuk (Q in ) pada suhu 0 o C Q m. Cp. Δt (Reklaitis, 198) Aliran 6 Q pati (019,1 kg/jam) (1,84 kj/ kg 0 C) (0 5) o C 7776,75 kj / jam Q glukosa (8,9 kg/ jam ) (0,75 kj/kg 0 C) ( 0-5) 0 C 1477, kj / jam Q air (686,14 kg/jam) (1,0000 kj/ kg 0 C) (0 5) 0 C 1141,57 kj / jam Q ampas (80,554 kg/jam) (1,85 kj /kg 0 C) (0 5) 0 C 59,87 kj / jam Q total in (Q pati + Q glukosa + Q air + Q ampas ) (7776, , +1141, ,87) ,9 kj/jam

14 b) Panas yang keluar (Q out ) pada suhu 0 o C Aliran 8 Q CO (1686,948 kg/jam) (1,90 kj/ kg 0 C) (0 5) o C 1605,78 kj / jam Aliran 9 Q pati (45,88 kg/jam) (1,84 kj/ kg 0 C) (0 5) o C 4166,51 kj / jam Q glukosa (8,9 kg/ jam ) (0,75 kj /kg 0 C) ( 0-5) 0 C 14,77 kj/ jam Q etanol (57,046 kg/jam) (0,87 kj/ kg 0 C) (0 5) 0 C 154,4 kj / jam Q air (6001,166 kg/ jam ) (1,00 kj /kg 0 C) ( 0-5) 0 C 10005,8 kj / jam Q ampas (80,554 kg/jam) (1,85 kj /kg 0 C) (0 5) 0 C 59,87 kj / jam Q total out (1605, ,51 +14, , ,8 +59,87) kj /jam ,1 kj / jam o - ΔH f5 C (Reaktan) o ΔH f5 C Glukosa Massa glukosa x H f BM glukosa glukosa 8,9 kg/jam x ( 5,51kJ / kmol) 50,16 kj / jam 180 kg/kmol o - ΔH f5 C (Produk) o ΔH f5 C Etanol Massa Etanol x( H f Etanol) BM Etanol 57,046 kg/jam 46 kg / kmol x ( 66,51kJ / kmol) -5087,68 kj/jam o ΔH f5 C CO MassaCO x( H f kkal / kmol BMCO 1686,948 kg/jam 44 kg / kmol 909,6 kj / jam x( 5,51kJ / kmol) o - ΔH f5 C (Total Produk) (-5087,68)+(-909,6) kj ,94 kj o ΔH f5 C o o ΔH f5 C (Produk)- ΔH f5 C (Reaktan) (-14116,94)-(-50,16) kj ,78 kj (Eksotermis)

15 - Panas diserap air pendingin ; Q c Q c o (Q masuk - ΔH f5 C )- Q keluar {(199518,9)+( 14066,78 kj)} ,1 kj 1967,07 kj Air pendingin yang digunakan adalah air pada suhu 0,15 K (0 o C) dan keluar sebagai air pendingin bekas pada suhu 18,15 K (45 o C), H (0 o C) 15,7 kj/kg 18,15 Cp H (45 o C) (l) dt kj/kg 188, kj/kg 0,15 H H(45 o C) - H(0 o C) 188, kj/kg 15,7 kj/kg 6,5 kj/kg Jumlah air pendingin yang diperlukan : Q m H 1967,07 kj/jam m 6,5 kj/kg m 51,5 kg/jam Tabel LB. Neraca Panas Fermentor (TF-01) No Komponen Panas (kj/jam) Panas Masuk Panas Keluar Pati Etanol Glukosa Air Ampas CO 7776, , 1141,57 59, ,51 154,4 14, ,8 59, ,78 Jumlah , , Panas reaksi 5 o C 14066,78 - Panas diserap air pendingin ,07 Total 1585, ,17

16 LB.4 Menara estilasi (M-01) Glukosa Etanol Air Pati (11) M-01 (1) Etanol Air (1) Glukosa Etanol Air Menentukan suhu umpan masuk : Umpan yang masuk ke kolom destilasi merupakan cairan jenuh, Untuk menentukan suhu umpan, maka dilakukan perhitungan bubble point dengan cara trial suhu umpan hingga syarat Ki.Xi 1 terpenuhi, P 1 atm K Pi/P Trial : T 68,5 K (95,5 o C) Komponen Pi Xi Ki Ki,Xi Glukosa Etanol Air Pati , , , E-05 0,.4716E E-06 Total Maka, suhu umpan pada kolom destilasi (M-01) adalah 68,5 K (95,5 o C), LB.4.1 Kondensor (C-01) Fungsi : Mengkondensasikan uap dari kolom destilasi Etanol Air Air pendingin 0 o C 1 atm 79,5 o C 1 atm Air pendingin 45 o C 1 atm 78,5 o C 1 atm Etanol Air

17 Perhitungan suhu operasi kondensor : Untuk menentukan suhu operasi pada kondensor, dilakukan perhitungan dew point Yi hingga syarat 1 terpenuhi, Ki. P 1 atm K Pi/P Trial : T 5,5 K (79,5 o C) Komponen Pi Yi Ki Yi/Ki Etanol 1, ,96 1, ,90900 Air 0, ,04 0, , Total 1, Temperatur operasi kondensor (suhu destilat) yang diperoleh dari perhitungan adalah 5,5 K (79,5 o C) Panas masuk T 5,5 K (79,5 o C) dan tekanan 1 atm BP 68,5 Panas masuk : Q in N i Cp ( ) dt ( Hvl) Cp l ,15 BP Tabel LB.4.1 Panas masuk Kondensor (C-01) T Cp (g) dt Komponen N (kmol) Hvl (l) dt (g) dt Q in T1 T Cp Etanol 0, , ,4905 Air 14, Total 78,4905 Panas keluar T 51,5 K (78,5 o C) dan tekanan 1 atm BP 51,5 Panas keluar : Q out N i Cp ( ) dt ( Hvl) Cp l ,15 BP Tabel LB.4. Panas keluar Kondensor (C-01) T Cp T1 (g) dt Komponen N (kmol) Hvl (l) dt (g) dt Q out T1 T Cp Etanol 76, , 7694, Air 0, , T1

18 Total Q Q out - Q in 6817, ,47 kj/jam Air pendingin yang digunakan adalah air pada suhu 0,15 K (0 o C) dan keluar sebagai air pendingin bekas pada suhu 18,15 K (45 o C), 18,15 Cp H (0 o C) (l) dt kj/kg 15,7 kj/kg 0,15 18,15 Cp H (45 o C) (l) dt kj/kg 188, kj/kg 0,15 H H(45 o C) - H(0 o C) 188, kj/kg 15,7 kj/kg 6,5 kj/kg Jumlah air pendingin yang diperlukan : Q m H ,47 kj/jam m 6,5 kj/kg m 19, kg/jam Sehingga diperoleh : Tabel LB.4. Neraca Panas Pada Kondensor (C-01) Panas masuk (kj/jam) Panas keluar (kj/jam) Umpan Produk ,6574 Air pendingin ,47 Total LB.4. Reboiler (RB-01) Fungsi : Menguapkan kembali cairan dari kolom destilasi Superheated steam 00 o C, 1 atm Etanol Air 78,5 o C 1 atm 100 o C 1 atm Kondensat 100 o C, 1 atm Etanol Air

19 Perhitungan suhu operasi reboiler : Untuk menentukan suhu operasi reboiler, dilakukan dengan perhitungan bubble point hingga tercapai syarat Ki.Xi 1 P 1 atm K Pi/P Trial : T 7,15 K (100 o C) Tabel LB.4 ata perhitungan suhu operasi reboiler Komponen Pi Xi Ki Ki,Xi Etanol, ,04, , Air 0, ,96 0, , Total 1, Maka suhu operasi reboiler adalah 7,15 K (100 o C). Panas masuk T 51,5 K (78,5 o C) dan tekanan 1 atm BP 51,5 Panas masuk : Q in N i Cp ( ) dt ( Hvl) Cp l ,15 BP Tabel LB.4.4 Panas masuk reboiler (RB-01) T Cp (g) dt Komponen N (kmol) Hvl (l) dt (g) dt Q in T1 T Cp Etanol 0, , ,90048 Air 14, , 17, ,46 Total Panas keluar T 7,15 K (100 o C) dan tekanan 1 atm BP 7,15 Panas keluar : Q out N i Cp ( ) dt ( Hvl) Cp l ,15 BP Alur 1 Tabel LB.45 Panas keluar Reboiler pada alur 1 (RB-01) Komponen N (kmol) Hvl T Cp T1 (g) dt (l) dt (g) dt Q out T1 T Cp Etanol, , , ,611 Air, , 17, , ,586 Total ,15 T1

20 Alur 1 Tabel LB.4.6 Panas keluar Reboiler pada alur 1 (RB-01) Komponen N (kmol) Hvl T Cp (l) dt (g) dt Q out T1 T Cp Etanol 0, , , ,11 Air 1, , 17, , ,74 Total ,4049 T1 Q Q out - Q in (194104, ,4049) 5805,96 0,591 kj/jam Steam yang digunakan adalah superheated steam pada suhu 47,15 K (00 o C) dan keluar sebagai kondensat pada suhu 47,15 K (100 o C), ari steam tabel (Smith,001) diperoleh : H (00 o C) H (100 o C) 791,7 kj/kg 419,1 kj/kg Kandungan panas steam : H H(00 o C) H(100 o C) 7,6 kj/kg Jumlah steam yang diperlukan : Q m H 0,591 kj/jam m 7,6 kj/kg m 98,1 kg/jam Sehingga diperoleh : Tabel LB.4.4 Neraca Panas Pada Reboiler (RB-01) Panas masuk (kj/jam) Panas keluar (kj/jam) Umpan 5805,96 - Produk ,57 Steam 0,591 - Total 65608, ,57

21 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN LC-1 Gudang (G-111) Fungsi Bentuk Bahan konstruksi ata kondisi operasi Laju alir massa : Tempat untuk menyimpan bahan baku ubi kayu. : Prisma tegak segi empat. : inding beton dan atap seng. : - Temperatur : 0 o C kg/jam - Tekanan : 1 atm ensitas ubi kayu (ρ) 870, kg/m...( 011) Faktor kelonggaran (fk) 0 %...(Perry, 1999) irencanakan gudang bahan baku dengan perbandingan : Panjang gudang : Lebar gudang 1 : Panjang gudang : Tinggi gudang : 1 Lebar gudang : Tinggi gudang : 1 Perhitungan : irencanakan kapasitas penyediaan 1 hari : 11981kg/jam 1 jam x kg ubi kayu 4 jam 1hari kg V kapasitas/densitas 0,5 m 870, kg / m Faktor kelonggaran (fk) 0 %, maka : Volume total gudang Volume p x l x t t x t x t 4t 96,8 m 4t 96,8 t 4 Maka diperoleh : 1 Tinggi gudang,96998 m 100 % 80%,96998 m Panjang gudang t x,96998 m 7,9 m x 0,5m 96,8 m

22 Lebar gudang Panjang gudang 7,9 m LC- Belt Conveyor (BC 01) Fungsi : Mengangkat ubi kayu dari gudang ke bak pencucian Jenis : Flat Belt on Continous Flow Bahan konstruksi : Carbon Steel Kondisi Operasi : 0 o C ; 1 atm Laju alir bahan baku : kg/jam Jumlah alat : 1 (satu) buah Faktor kelonggaran : 0 % Kapasitas alat ( 0,) x 11981kg / jam , 14,77 ton/jam ari Tabel 1 7 Perry, 1999, untuk kapasitas 14,77 ton/jam diperoleh : Kecepatan Belt 00 ft/menit Lebar Belt 14 ft 4, m Panjang Belt 0 ft 6 m Tinggi Belt L. Sin. ά 0 Sin 0 6,84 ft Power Belt Conveyer V (L.0,005 + H. 0,001) C Power Belt Conveyer 14,77 ( 0 x 0, ,84 x 0,001),5,04 Hp Efisiensi Motor 80 % Hp motor,04/0,8,5 Hp imana : V Kapasitas belt L Panjang belt H Tinggi belt C Material faktor (,5)

23 LC- Bak Pencuci (BP 01) Fungsi Type Laju alir bahan baku ensitas campuran ( ρ ) c : Untuk mencuci ubi kayu dengan air : Bak persegi empat : kg/jam ρ air 1,000 kg/m ρ ubi kayu 870, kg/m.(aqua-calc, 011) Bult density ρu. k xm M tot u. k ρair xm + M tot air 870, kg / m x11981 kg / 96 kg / jam 45,8 kg/m m 11981kg / jam Volume bahan ρ 45,8 kg / m Volume Bak (VB) : VB 7,4 m 1, x V 1, x 7,4 Ukuran Bak pencuci : Tinggi (T) 4 meter Lebar (L) X Panjang (P) 1,5 x L 1,5X VB P. L. T,99 (1,5X)(X)(4),99 6 X,99 m jam 1,000 kg / m x11981 kg / + 96 kg / jam jam L Maka : L (lebar),4 m VB,99,4 m 6 6 P (panjang) 1,5 x,4,51 m

24 LC-4 Crusher Fungsi : Untuk memotong atau memperkecil ukuran ubi kayu. Jenis : Rotary knife cutter Kondisi operasi : 0 o C ; 1 atm Laju alir bahan baku : kg/jam Jumlah alat : 1 (satu) buah Faktor kelonggaran : 0 % Kapasitas alat ( 0,) x 11981kg / jam , kg/jam ari halaman 89 Perry, 1997, dipilih tipe rotary knife cutter dengan spesifikasi : Panjang pisau 1 cm Bahan konstruksi Stainless steel Kecepatan putaran 90 rpm Power 5 Hp Jumlah cutter 5 buah LC-5 Screw Conveyor (SC 01) Fungsi : Sebagai alat pengangkut ubi kayu menuju raw mill. Jenis : Rotary Vane Feeder Bahan konstruksi : Carbon Steel Kondisi operasi : 0 o C ; 1 atm Laju alir bahan baku : kg/jam Jumlah alat : 1 (satu) buah Faktor kelonggaran : 0 % Kapasitas alat ( 0,) x kg / jam , kg/jam ari Tabel 1 6 Perry, 1997, untuk kapasitas 1477, kg/jam diperoleh : - iameter pipa,5 inchi - iameter shaft inchi - iameter pengumpan 9 inchi - Panjang maksimum 75 ft - Pusat gantungan 10 ft

25 - Kecepatan motor 55 rpm - aya motor,75 Hp LC-6 Raw Mill Fungsi : Menggiling ubi kayu menjadi halus Berdasarkan Tabel 1.6 Perry, 1997 diperoleh ukuran Raw Mill sebagai berikut : - Kapasits kerja kg/jam - Panjang ft - Lebar ft - Ball load 1000 lb - Kecepatan rpm - Power motor 7,5 Hp LC-7 Screw Conveyor (SC 0) Fungsi : Sebagai alat pengangkut ubi kayu menuju tangki pemasak. Jenis : Rotary Vane Feeder Bahan konstruksi : Carbon Steel Kondisi operasi : 0 o C ; 1 atm Laju alir bahan baku : kg/jam Jumlah alat : 1 (satu) buah Faktor kelonggaran : 0 % Kapasitas alat ( 0,) x 11981kg / jam , kg/jam ari Tabel 1 6 Perry, 1997, untuk kapasitas 1477, kg/jam diperoleh : - iameter pipa,5 inchi - iameter shaft inchi - iameter pengumpan 9 inchi - Panjang maksimum 75 ft - Pusat gantungan 10 ft - Kecepatan motor 55 rpm - aya motor,75 hp

26 LC-8 Tangki Pemasak (TP 01) Fungsi Kapasitas (M) Memasak ubi kayu supaya diperoleh bubur pati 594 kg/jam ρ campuran 117,499 kg/m Volume Bahan (VB) M ρ 594 kg/jam x1 jam 0, 65m 117,499 kg/m iperkirakan bahan mengisi tangki 85%, maka volume tangki (VT): VT xvb x0,65 6,05m Jika diasumsikan bahwa perbandingan H : 1,5 maka : H 1,5 x sehingga : VT 1 π H (Brownell, 1959) 4 irencanakan : Type Tangki vertikal dengan tutup atas dishead, dan tutup bawah datar Maka : 1 6,05 x,14 x x1, 5 4 1,1775 6,05 1,1775,1 m H 1,5 x,1 4,695 m 15,40 ft 184,84 in 1. Menghitung tebal shell (ts) Ts Pr Ra + C. (Tabel 9 McCetta and Cunningham, 199) FE 0,6 Pr imana : Pr Popr + (Poprn x 0,05 ) 1 atm 14,7 Psi Ra 1 1 i x,1 1,565m 5,14 ft 61, 614 in F (bahan kontruksi carbon steel, SA 40 grade V)

27 E (efesiensi sambungan) 80 % C Faktor korosi 0,15 in Tekanan hidrostatika : P H P H ρ. g. h.. (Smith, 001) 80 h.h 0,8 x 4,695,756 m 100 P H 117,499 x 9,8 x, ,09 N m 6,5 psi Pr 14,7 Psi + P H. (Brownell, 1959 ) 14,7 Psi + 6,5 Psi 0,95 Psi Jika digunakan bahan kontruksi carbon steel, SA 40 grade V gd f Psi engan efesiensi sambungan 80 %, maka : 0,95 x 61, ,81 t s + 0,15 + 0, 15 x18750 x 0,8 0,6 x 0, ,4 0,16 in igunakan tebal shell standart /16 in. Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama yaitu /16 in.. Perhitungan tutup bawah (plat datar) t p d C (ρ r / f ) + C. (Brownell, 1959 ) 0,95,1 0,15 + 0, ,1 x 0,15 x 0, , 15,1 + 0,57,48 in ¾ in 0,1 m (pakai plat) 4. Perhitungan tinggi tutup atas (OA) O

28 OA B A I t a C OA Sf + b + th. (Brownell, 1959 ) ari Tabel 5.4 Brownell and Young diperoleh : Sf ½ in r W 10 in. ( Tabel 5.7 Brownell and Young) Icr ¾, in I 105,08 105,08 a I/ 5, 5416 in AB I/ Icr 5,5416 in 0,75 in 51,7916 in BC r Icr 10 0,75 101,5 in AC ( BC) ( AB) 1051,565 68, ,0011 in b r - ( AB BC) ( ).. (Brownell, 1959 ) b 10 87,0011 in 14,9989 OA t s + b + s f... (Brownell, 1959 ) 0, ,9989 +,5 17,6589 in 0,448 m 5. Tinggi total tangki (Htot) Htot H + OA + tp.. (Brownell, 1959 ) 4,695 m + 0,448 m + 0,1 m 5,4 m 17,1 ft 06,417 in 6. Menghitung luas perpindahan panas : Q 51400,7 kj/jam 414,98 Btu/jam Q U Ao. t.. (Kern, 1988 )

29 atau Ao Q U. t ari Tabel 8 Kern diperoleh : U 6-60 Maka : di trial U 50 Btu/jam ft F (00) (00 0) t.. (Kern, 1988 ) (00 100) Ln (00 0) Ao 51 o C 1 0 F 9414,98 BTU/jam o o 50 Btu/jam ft. F x1 F 89,1 ft 7. Jacket pemanas : iameter dalam jacket, ij a + T... (Kern, 1988 ) Tebal jacket (z) 5,5416 in + (0,17) 5,8816 in 0,5 in iameter luar jacket, 0j ij +.z.. (Kern, 1988 ) 5,8816 in + (0,5) 5,8816 in LC-9 Pompa Tangki Pemasak (PO 01) Fungsi Untuk memompa bahan pada tangki pemasak ke cooler Kapasitas (M) 594 kg/jam,01 lb/detik ρ campuran 117,499 kg/m 7,1988 lb/ft Laju alir (Q f ) M,01 lb/detik ρ 7,1988 lb/ft 0, ft /detik iameter pipa optimum (i opt ) : i opt,9. Qf 0,45. ρ 0,1.. (Timmerhaus, 004) kg imana : ρ camp 117,499 7,1988 1b/ ft m i opt,9 x (0,) 0,45 x (7,1988) 0,1,95711 in ari App. 5, Perry, 1997 dipilih :

30 Nominal size pipa 4 in Schedule 40 in Inside diameter () 4,06 in 0,55 ft Outside diameter 4,50 in 0,75 ft Luas permukaan (A) 1,7 m 1. Kecepatan aliran dalam pipa (V) V Q f A ft 0, dtk 0,088 ft ft,4 dtk 0,088 ft. Perhitungan bilangan reynold (NRe) : ρ. V. NRe ; dimana µ camp 8, b/ft dtk µ 7,1988 x,4 x 0,55 8, ,09 (turbulen) irencanakan - panjang pipa lurus (L) 10 meter - tinggi pemompaan,0 ft - elbow 90 0 Le -.. (Peter Tabel 1 hal 484 ) Le x x 0,55, ft - 1 Gate value open : Le 7... (Peter Tabel 1, hal 484) Le 7 x 1 x 0,55,4 ft L, ft +,4 ft 4,54 ft - ipilih pipa komersial steel ε 0, (Peter, 00 ) ε 0 4,47. 10, ,55 Maka dari Fig 14-1 Peter, halaman 48 diperoleh : F 0,0055. Friksi yang terjadi : (F) 4

31 1. Friksi sepanjang pipa lurus : FL. F. V. L gc. x 0,0055 x,4 x 4,54, x 0,55 0,4 Ibf ft/1bm. Friksi karena sambungan. F. V. Le FLe gc. 1 bfft 0, 1 bm x 0,0055 x,4 x,, x 0,55. Friksi karena kontraksi dengan K0,5 Fc K. V. gc 0,5 x,4 lbfft 0,089 lbm x, F F L + F Le + F C 0,4 + 0, + 0,089 1 bfft 0,78 1 bm 4. Penentuan kerja pompa (W) Berdasarkan Persamaan Bernaully : ρ W + Η. δ imana : g gc Ρ Ρ maka 0 ρ V,4 ft det ik ΔZ diperkirakan 16,4 ft Maka :,4 Ws 16, ,78 x, 17,5 ft. 1br 1bm V + + ΣF (Geankoplis, 1997) α. gc Efisiensi pompa, η 70 % W W p η 17,5 0,7 (Geankoplis, 00)

32 4,78 ft.lbf/lbm. 5. Penentuan daya pompa (p) P Ws x ρ xqf (550ft.lbf/s.hp) 17,5 x 7,1988 lb/ft x 0, ft /detik (550 ft.lbf/s.hp) 0,6 Hp (igunakan daya 1 Hp) LC-10 Cooler (CO 01) Fungsi Untuk mendinginkan larutan sebelum masuk tangki fermentasi Type Shell and tube HE kg Kapasitas 594 jam 7940,75 1 b jam kj 1. Q pendingin 5191,78 jam 80910, btu jam kg W pendingin 455,4 jam 7617,85 1 bm jam. Menentukan t t LMT t1 t t1 ln t 11 5,6 8,1786 ln 11 5,6 0 F. Menentukan Temperatur Klorik Temperatur klorik fluida panas (Tc) dan fluida dingin (t C ) Tc F 8, t C 97,7 0 F Pemilihan ukuran HE ; 4. Menentukan luas perpindahan panas (A B ) ; A O Q U. t ari Tabel 8 Kern diperoleh U 5-75 BTU JAM ft 0 F Trial U 50 BTU jam ft 0 F A O 80910, Btu/jam 50 Btu/jam.ft. F x8,1786 F 579, ft

33 Berdasarkan Tabel 9-10 Kern, ukuran 4 O 14 BWG : diperoleh : O 4 in 0,75 in 0,065 ft I 0,584 in 0,0484 ft a t 0,68 a 0, Menghitung jumlah pipa (Nt): Nt A0 (Kern, 1950) '' a. L Jika digunakan panjang pipa tube (L) 16 ft, maka 579,44 ft Nt 185 buah 0,196 x16 ari Tabel 9 Kern diperoleh untuk 4 O.1 in square pitch Nt n 185 buah 1 pass I shell in 19,5 in Sehingga luas perpindahan panas terkoreksi (A) A Nt. a. L.(Kern, 1950) 185 x 0,196 x ,05 ft 6. Koefisien perpindahan panas, U terkoreksi ; U Q A. t 80910, 49,86 581,05 x8,1786 BTU jam ft 0 F Fluida Panas dalam Shell 1. luas Penampang, AS I. C. B 19,5.0,5.15 AS 144 pt 144x1 0,501 ft. Kecepatan massa, Gs Gs W 80910, lbm/jam As 0,501 ft ,1 1 b ft jam. Bilangan Reynold, Res : I,Gs Res µ Fluida ingin Cair dalam Tube 1. Luas Penampang, t ' Nt. a. t 185.0,68 A T 0, 4 ft 144. n 144x1. Kecepatan Massa, Gt W 7617,85 gt At 0,4 405,44 1 b ft jam. Bilangan Reynold, Ret I x gt Ret µ µ 0,75 p 1,815 1 b ftjam

34 imana : µ,1456 1b ftjam 19,5 x ,1 Res, ,5 lb m /jam.ft 4. JH 170 (Fig 8 Kern ) 5. 1 C. P µ.? k C P 0.8 BTU jamft k0,0089 (Kern, 1950) 1 0,8x,1456 0,0089 5, ,14 cp. µ µ 6. ho JH K k µ w 170 x 5,4 x 5,8489 x 1 111,747 BTU hari ft 0 F ho. hio 7. UC ho + hio 111,747 x 5, , ,764 0,0484 x 405,44 1, ,47 4. hi 6,4 BTU hi ft F I 0, hio hi x 6,4x O 0,065 77,48 BTU 0 hari ft F 8. Faktor Kotoran (Rd) UC U Rd UC. U 77,48 49,86 0,007 77,48 x 49,86 Karena Rd Rancang > Rd ketentuan (0,00) maka Perancangan HE dapat diterima, dan bisa dilanjutkan ke pengecekan Pressure rop. Fluida Panas ( Tube) PRESSURE ROP 0 5,764 BTU 0 ft F hari Fluida ingin ( Shell)

35 1. Res ,5 lb m /jam.ft f 0,005 (Fig 9 Kern) S 1,05 ρ 6,5 x 1,05 64,6875. Jumlah Lewatan (N+1) 1,00x16 1, f. G. L. Fp s 4, ρ. 4 x 0,005 x (474947,1) x1 8 x 4,18.10 x 64,6875 x 0,0484 Fp,9 Psi Fp ρ ΔP p 1,7 psia 144 Kesimpulan : 1. Ret 597,47 f 0,000 (Fig 6 Kern) S 1 4.f. G. L. Fa t 4, ρ. ' e 4 x 0,000 x ( 405,44) x 4 8 4,18.10.(6,5) (0,0484) 0,0097 ft Gt 405,44. V 0,099 ft / s 600 ρ 600 6,5 V 0,099 F 0,005 1 g' 0,98 ( Fa + F1) ρ Pa 144 (0, ,005) 6,5 0,006 psia 144 Karena Pa < 10 Psi maka perancangan alat HE layak untuk diteruskan ft LC-11 Pompa Cooler (PO 0) Fungsi Untuk memompa bahan dari cooler ke fermentor Kapasitas (M) 594 kg/jam,01 lb/detik ρ campuran 117,499 kg/m 7,1988 lb/ft Laju alir (Q f ) M,01 lb/detik ρ 7,1988 lb/ft 0, ft /detik iameter pipa optimum (i opt ) : i opt,9. Qf 0,45. ρ 0,1.. (Timmerhaus, 004) kg imana : ρ camp 117,499 7,1988 1b/ ft m i opt,9 x (0,) 0,45 x (7,1988) 0,1,95711 in ari App. 5, Perry, 1997 dipilih : Nominal size pipa 4 in

36 Schedule 40 in Inside diameter () 4,06 in 0,55 ft Outside diameter 4,50 in 0,75 ft Luas permukaan (A) 1,7 m 1. Kecepatan aliran dalam pipa (V) V Q f A ft 0, dtk 0,088 ft ft,4 dtk 0,088 ft. Perhitungan bilangan reynold (NRe) : ρ. V. NRe ; dimana µ camp 8, b/ft dtk µ 7,1988 x,4 x 0,55 8, ,09 (turbulen) irencanakan - panjang pipa lurus (L) 10 meter - tinggi pemompaan,0 ft - elbow 90 0 Le -.. (Peter Tabel 1 hal 484 ) Le x x 0,55 1,47 ft - 1 Gate value open : Le 7... (Peter Tabel 1, hal 484) Le 7 x 1 x 0,55,4 ft L 1,47 ft +,4 ft,81 ft - ipilih pipa komersial steel ε 0, (Peter, 00 ) ε 0 4,47. 10, ,55 Maka dari Fig 14-1 Peter, halaman 48 diperoleh : F 0,0055. Friksi yang terjadi : (F) 1. Friksi sepanjang pipa lurus : 4

37 FL. F. V. L gc. x 0,0055 x,4 x,81, x 0,55 0, Ibf ft/1bm. Friksi karena sambungan. F. V. Le FLe gc. 1 bfft 0,5 1 bm x 0,0055 x,4 x 1,47, x 0,55. Friksi karena kontraksi dengan K0,5 Fc K. V. gc 0,5 x,4 lbfft 0,089 lbm x, F F L + F Le + F C 0, + 0,5 + 0,089 1 bfft 0,54 1 bm 4. Penentuan kerja pompa (W) Berdasarkan Persamaan Bernaully : ρ W + Η. δ imana : g gc Ρ Ρ maka 0 ρ V,4 ft det ik ΔZ diperkirakan 16,4 ft Maka :,4 Ws 16, ,54 x, 17,11 ft. 1br 1bm V + + ΣF (Geankoplis, 1997) α. gc Efisiensi pompa, η 70 % W W p η 17,11 0,7 4,45 ft.lbf/lbm. (Geankoplis, 00)

38 5. Penentuan daya pompa (P) Ws x ρ xqf P (550ft.lbf/s.hp) 17,11x 7,1988 lb/ft x 0, ft /detik (550 ft.lbf/s.hp) 0,6 Hp (igunakan daya 1 Hp) LC-1 Fermentor (TF-01) Fungsi Sebagai tempat terjadi fermentasi Kapasitas (W) 7689,976 Kg jam ensitas Campuran ( ρ campuran ) 165,078 kg/m 78,978 lb/ft Waktu tinggal 4 jam a. Menghitung volume bahan : VB W 7689,976kg/jam 9,79 m / ρ 165,078 kg/m jam maka volume tangki (Vt) : Vt laju alir x waktu tinggal 7689,976 kg/jam x 4 jam ,4 kg ,4kg Vt 064,5 m / 9,79 m / jam jam Karena : 0,645 m/jam Maka : Vt 1,1775 0,645 1,1775,951 m 9,6817 ft H 1,5 x,951 m 4,465 m 14,5 ft 174,4 in b. Menghitung tebal shell (Ts) pr. Ri Ts + C f. F 0, 6 pr

39 imana : Maka : Pr Popr + (Poprn x 0,05 ) Pr 14,7 + 0,75 15,45 Psi 1 1 Ri. x,951 1, 47 m 57,8741 in 1 Hs. 4 1 x,951 0,7 m 8,7401 in 4 F (bahan kontruksi carbon steel, SA 40 grade C) E 80 % C Ts Faktor korosi 0,15 in 15,45 x57, ,15 in x18750 x 0,8 0,6x15,45 0,15 in Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama, yaitu 0,15. Perhitungan tinggi total tangki Htot H + ( OA) O OA S F Icr b A Ro Lo I a i mana : OA Tinggi tutup t Sf + b + t s ari Tabel 5.4 Brownel and Young dan Tabel 5-7 S f,5 in Icr 0,75 in

40 r 10 in Maka tinggi tutup (OA) : b r- AB Ri BC I cr AB 57,8741 0,75 57,141 in BC r- I cr 10 0,75 101,5 in AC BC AB ( 101,5) (57,141) 8,5966 in b 10 in - 8,5966 in 18,40 in Jadi : OA (,5 + 18,40 + 0,15) 1,05 in Sehingga : Htot 174,4 + ( x 1,05) 16,4 in c. Penentuan Pengadukan a / t ; a 1/,76 m 0,91 m W/ a ; W 1/5 x 0,91 m 0,184 m L/ a ; L ¼ 0,91 m 0,05 m E/ a ; E ¼,76 m 0,691 m J/t ; J 1/1,76 m 0, m imana : t a W L E J iameter tangki iameter impeller Lebar pengaduk Panjang daun pengaduk Jarak pengaduk dari dasar tangki Lebar baffle Perhitungan pengadukan menggunakan rumus : P imana : K T x n x a 5 gc x550 x ρ m

41 K T konstanta pengaduk 6, n kecepatan pengaduk 5 rpm 0,58 rps a diameter pengaduk,991 ft ρ densitas bahan 64,65 lb/ft m gc konstanta gravitasi, lbm ft / lbf det Sehingga daya, P 6, x 0,58 x,991, x550 5 x 64,65 4,61 Hp Efisiensi motor penggerak 80 % aya motor penggerak 4,61 0,8 5,76 Hp Perancangan jaket sebagai penahan reaksi eksoterm, desain jaket yang dinginkan sesuai dengan bentuk tangki yang diletakkan di sekeliling tangki. Massa air pendingin yang dibutuhkan, m 50, kg ρ 105,4 kg/m waktu tinggal air pendingin ; 10 menit air Penentuan volume jaket, Vj Vj air pendingin ρ 10 50, x menit , x menit 0,056 m 60 Penentuan R 1 Vj {(π x R 1 ) π (R + Ts) }x H 0,056 {(π x R 1 ) π (4,14+ 0,15) }x 4,14 R 1 5,56 m Penentuan tebal jaket : R 1 R + tp+ tj j tj j R 1 (R + t p ) 5,56 (4,14 +0,15) 1,01 m LC-1 Tangki Penyimpan Saccharomyces Cerevisae (TP 0) Fungsi : Untuk menyimpan Saccharomyces Cerevisae yang masuk ke fermentor. Tipe : Tangki silinder vertikal dengan tutup atas standar dishead

42 Kapasitas (M) ensitas (ρ) : 50,4 lb/ft head dan tutup bawah plat datar. : 1506,0117 kg/jam 0,15 lb/jam 1. Menentukan volume bahan (Vb) dalam 1 jam operasi M 0,15 lb/jam Vb x1jam ρ 50,4 lb/ ft 65,9 ft. Menentukan Volume Tangki (Vt) Jika tangki hanya berisi 85 %, maka : 100 Vt x 65, ,5 ft Volume tangki (VT) Vt 1 π x1, 5.. (Brownell, 1959) 4 1, ,5 65, 84 1, , 84 4,01 m 157,87 in H 1,5 x 4,01 m 6,015 m 19,75 ft 6,81 in. Menentukan tebal shell (t S ) Pr xri t s + C. (Brownell, 1959 ) FE 0, 6 p imana : Maka : Pr Tekanan rancangan 1,05 x 14,7 15,45 Psi Ri 1 x 1 x 157,87 78,95 in F faktor stress (18750 psi). carbon steel SA 40 grade M E Efesiensi sambungan (0,8) C Faktor kotoran (0,15)

43 15,45 x 78,95 t S + 0,15 in x18750 x 0,8 0,6 x15,45 0,16 in (tebal plat yang dipakai 1/6 in) 4. Tebal tutup Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama yaitu 1/6 in. 5. Menghitung tebal plat datar (t p ) t P C Pr F 15,45 157,87 0,15 x ,6 in 6. Menghitung tinggi total bejana/tangki (Htot) Htot H + (Brownell, 1959 ) Htot 6, ,87 94,68 in LC-14 Tangki Penyimpan (NH 4 ) SO 4 (TP 0) Fungsi : Untuk menyimpan (NH 4 ) SO 4 yang masuk ke fermentor. Tipe : Tangki silinder vertikal dengan tutup atas standar dishead head dan tutup bawah plat datar. Kapasitas (M) : 10,48 kg/jam 65,61 lb/jam ensitas (ρ) : 110,45 lb/ft 1. Menentukan volume bahan (Vb) dalam 1 jam operasi Vb M 65,61 lb/jam x1 jam ρ 110,45 lb/ ft,4 ft. Menentukan Volume Tangki (Vt) Jika tangki hanya berisi 85 %, maka : Vt 100 x, 4 85,8 ft

44 Volume tangki (VT) VT 1 π x1, 5.. (Brownell, 1959) 4 1,1775,8, 9 1,1775, 9 1,8 m 5,68 in H 1,5 x 1,8 m,00 m 6,56 ft 78,75 in. Menentukan tebal shell (t S ) Pr xri t s + C. (Brownell, 1959 ) fe 0, 6 p imana : Maka : Pr Tekanan rancangan 1,05 x 14,7 15,45 Psi Ri 1 x 1 x 5,68 6,4 in F 4. Tebal tutup faktor stress (18750 psi). carbon steel SA 40 grade M E Efesiensi sambungan (0,8) C Faktor kotoran (0,15) 15,45 x 6,4 t S + 0,15 in x18750 x 0,8 0,6 x15,45 0,1 in (tebal plat yang dipakai 1/6 in) Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama yaitu 1/6 in 5. Menghitung tebal plat datar (t p ) t P C P F 6,4 15,45 0,15 x 18750

45 0,6 in 6. Menghitung tinggi total bejana/tangki (Htot) Htot H + (Brownell, 1959 ) Htot,00 m + 1,8 m,8 m 10,96 ft 11,5 in LC-15 Tangki Penyimpan H SO 4 (TP 04) Fungsi Tipe : Untuk menyimpan H SO 4 yang masuk ke fermentor. : Tangki silinder vertikal dengan tutup atas standar dishead head dan tutup bawah plat datar. Kapasitas (M) : 10,48 kg/jam 65,61 lb/jam ensitas (ρ) : 114,49 lb/ft 1. Menentukan volume bahan (Vb) dalam 1 jam operasi M 65,61 lb/jam Vb x1 jam ρ 114,49 lb/ ft,1 ft. Menentukan Volume Tangki (Vt) Jika tangki hanya berisi 85 %, maka : Vt 100 x, 45 85,7 ft Volume tangki (VT) VT 1 π x1, 5.. (Brownell, 1959) 4 1,1775,7, 9 1,1775, 9 1,8 m 5,68 in H 1,5 x 1,8 m,00 m 6,56 ft 78,75 in. Menentukan tebal shell (t S )

46 Pr xri t s + C. (Brownell, 1959 ) fe 0, 6 p imana : Maka : Pr Tekanan rancangan 1,05 x 14,7 15,45 Psi Ri 1 x 1 x 5,68 6,4 in F 4. Tebal tutup faktor stress (18750 psi). carbon steel SA 40 grade M E Efesiensi sambungan (0,8) C Faktor kotoran (0,15) 15,45 x 6,4 t S + 0,15 in x18750 x 0,8 0,6 x15,45 0,1 in (tebal plat yang dipakai 1/6 in) Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama yaitu 1/6 in 5. Menghitung tebal plat datar (t p ) t P C P F 6,4 0,6 in 15,45 0,15 x Menghitung tinggi total bejana/tangki (Htot) Htot H + (Brownell, 1959 ) Htot,00 m + 1,8 m,8 m 10,96 ft 11,5 in LC-16 Pompa H SO 4 (PO 0) Fungsi Untuk memompa H SO 4 ke fermentor Kapasitas (M) 10,48 kg/jam 0,077 lb/detik ρ campuran 184 kg/m 114,49 lb/ft M 10,48 kg/jam Laju alir (Q f ) ρ 184 kg/m

47 0,0656 m /s 0,15 ft /s Menghitung diameter pipa optimum (i opt ) : i opt,9. Qf 0,45. ρ 0,1.. (Peter, 00 ) i opt,9 x (0,15) 0,45 x (114,49) 0,1,1 in Berdasarkan Tabel 1, halaman 888 Geankoplis diperoleh : Nominal size pipa Schedule,5 in 40 in Inside diameter () 4,06 in 0,55 ft Outside diameter 4,50 in 0,75 ft Luas permukaan (A) 1,7 m 0,088 ft 1. Kecepatan aliran dalam pipa (V) Q f 0,15 ft /s V A 0,088 ft ft,4 dtk. Perhitungan bilangan reynold (NRe) : ρ. V. NRe ; dimana µ camp b/ft dtk µ ( ) 114,49 x,4 x ,67 (turbulen) 4 x 0,55 irencanakan - panjang pipa lurus (L) 10 meter - tinggi pemompaan,0 ft - 1 elbow 90 0 Le -.. (Peter Tabel 1 hal 484 ) Le x 1 x 0,55 10,76 ft - 1 Gate value open : Le 7... (Peter Tabel 1, hal 484) Le 7 x 1 x 0,55,4 ft L 10,76 ft +,4 ft 1,076 ft

48 - ipilih pipa komersial steel ε 0, (Peter, 00 ) ε 0 4, , , Maka dari Fig 14-1 Peter, halaman 48 diperoleh : F 0,0055. Friksi yang terjadi : (F) 1. Friksi sepanjang pipa lurus : FL 4 (,4). F. V. L x 0,0055 x x1,076 gc., x 0,55 0,07 lbf ft/lbm. Friksi karena sambungan ( ). f. V. Le x 0,0055 x,4 x10,76 FLe gc., x 0,55 1 bfft 0,06 1 bm. Friksi karena kontraksi Fc K. V gc 0,5 x (,4) lbfft 0,045 lbm x, F F L + F Le + F C 0,07 + 0,06 + 0,045 1 bfft 0,17 1 bm 4. Penentuan kerja pompa (W) Berdasarkan Persamaan Bernaully : ρ W + Η. δ imana : g gc Ρ Ρ maka 0 ρ V,4 ft det ik ΔZ diperkirakan 16,4 ft Maka : V + + ΣF (Peter, persamaan1 hal 486) α. gc

49 ,4 Ws 16, ,17 x, 16,6 ft. 1br 1bm 5. Effesiensi pompa, η 80 % W η x Wp 16,6 0,8 x Wp Wp 1 ft.lbf/lbm 6. aya pompa: P Ws x ρ xqf (550ft.lbf/s.hp) 16,6 x114,49 lb/ft x 0,15 ft /s (550 ft.lbf/s.hp) 0,74 Hp (igunakan daya1 Hp) LC-17 Rotary rum Vacuum Filter (RVF-01) Fungsi Kapasitas Padatan Cairan : Untuk memisahkan partikel padat dan cair. : 4570,1186 kg/jam 7614,065 lb/jam : 4550,566 kg/jam 100,09 lb/jam : 600,1166 kg/jam 57,171 lb/jam ensitas campuran : 979,14 kg/m 61,17 lb/ft 7614,065 lb/jam Laju alir filtrat : 61,17 lb/ft ari Tabel 19-1 Perry : edisi 6 dipilih : 1. Medium filtering. Konsenrasi solid 70 % : (146,8 ft /jam)/ 6,41 ft /jam 77,71gpm. Laju aliran filtrat 0,01 - galon/menit.ft ari Tabel 19-9 Stanly M. Wallas diperoleh dimensi rotary drum vacuum filter : - Panjang drum 0 ft - iameter 10 ft - Luas permukaan 60 ft Laju alir filtrat (Qf) :

50 77,71 gpm Qf 60 ft 0,1 gal/menit.ft Karena hasil perhitungan terhadap laju alir filtrat berada diantara 0,01 gal/menit.ft maka dianggap telah memenuhi syarat (layak). ari Tabel 19-6 Perry ed.6 untuk suatu larutan : Kapasitas b jam Tekanan 6-0 Psi Power >4 Hp Kapasitas filtrat (Q f ) Q f ((57,171 lb/jam x 4 jam/hari))/(60 ft ) 1,89 lb/ft /hari Jika diambil 5 Hp, maka : P RVF 0,005 Hp/ft x 60 ft,1 Hp,1Hp P 0,8,875 Hp (igunakan daya 4 Hp) ft LC-18 Pompa Rotary rum Vacuum Filter (PO 04) Fungsi Untuk memompa bahan pada Rotary rum Vacuum Filter ke kolom destilasi Kapasitas (M) 7419,4748 kg/jam 16,79 lb/detik ρ campuran 979,14 kg/m 61,17 lb/ft Laju alir (Q f ) M 16,79 lb/detik ρ 61,17 lb/ft 0, ft /detik iameter pipa optimum (i opt ) : i opt,9. Qf 0,45. ρ 0,1.. (Timmerhaus, 004) kg imana : ρ camp 979,14 61,17 lb/ ft m i opt,9 x (0,) 0,45 x (61,17) 0,1 1,07 in ari App. 5, Perry, 1997 dipilih :

51 Nominal size pipa 1,5 in Schedule 40 in Inside diameter () 4,06 in 0,55 ft Outside diameter 4,50 in 0,75 ft Luas permukaan (A) 1,7 m 1. Kecepatan aliran dalam pipa (V) V Q f A ft 0, dtk 0,088 ft ft,11 dtk 0,088 ft. Perhitungan bilangan reynold (NRe) : ρ. V. NRe ; dimana µ camp 8, b/ft dtk µ 61,17 x,11 x 0,55 8, ,94 (turbulen) irencanakan - panjang pipa lurus (L) 10 meter - tinggi pemompaan,0 ft - elbow 90 0 Le -.. (Peter Tabel 1 hal 484 ) Le x x 0,55, ft - 1 Gate value open : Le 7... (Peter Tabel 1, hal 484) Le 7 x 1 x 0,55,4 ft L, ft +,4 ft 4,54 ft - ipilih pipa komersial steel ε 0, (Peter, 00 ) ε 0 4,47. 10, ,55 Maka dari Fig 14-1 Peter, halaman 48 diperoleh : F 0,0055. Friksi yang terjadi : (F) 4

52 1. Friksi sepanjang pipa lurus : FL. F. V. L gc. x 0,0055 x,11 x 4,54, x 0,55 0,4 lbf ft/1bm. Friksi karena sambungan. F. V. Le FLe gc. 1 bfft 0,1 1 bm x 0,0055 x,11 x,, x 0,55. Friksi karena kontraksi dengan K0,5 Fc K. V. gc 0,5 x,11 lbfft 0,075 lbm x, F F L + F Le + F C 0,4 + 0,1 + 0,075 1 bfft 0,7 1 bm 4. Penentuan kerja pompa (W) Berdasarkan Persamaan Bernaully : ρ W + Η. δ imana : g gc Ρ Ρ maka 0 ρ ΔV,11 ft/detik ΔZ diperkirakan 16,4 ft Maka :,11 Ws 16, ,7 x, 17,7 ft. 1br 1bm V + + ΣF (Geankoplis, 1997) α. gc Efisiensi pompa, η 70 % W W p η 17,7 0,7 (Geankoplis, 00)

53 4,6 ft.lbf/lbm. 5. Penentuan daya pompa (p) P Ws x ρ xqf (550ft.lbf/s.hp) 17,7 ft.lbf/lbm x 61,17 lb/ft (550ft.lbf/s.hp) 0, Hp (igunakan daya 1/ Hp) x 0, ft /dtk LC-19 Bak Penampungan Ampas (BP 0) Fungsi : Tempat penampungan ampas ubi kayu dari RVF Tipe : Persegi Kapasitas ampas ubi kayu yang akan di tampung (M) M 7150,64 kg/jam Jumlah waktu penyimpanan 1 hari, maka : M 7150,64 kg/jam x 4 jam x 1 hari ,468 kg ensitas ampas ( ρ ) 1009,9 kg/m Volume (V) ρ M ,468 kg 170, 018 m 1009,9kg / m irencanakan : - Tinggi bak (t) meter - Panjang bak (P) x lebar Maka : V P x L x t 170,018 m L x L 8,6 L 5, m Sehingga : P x L x 5, m 10,6 m

54 LC-0. Menara estilasi (M-01) Fungsi : Memisahkan etanol dengan air Jenis : Sieve tray Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA 85 grade A Jumlah : 1 unit ari data yang diperoleh dari Tabel 1-1 Perrys : R X H 0,45 R M R /1, X HF 0,5 1,66 X LF 0,1 X LW 0,5 651,6855 kmol/jam X HW 0,0005 W 1170,84 kmol/jam X L 0,995 α L α LW K K K K LK HK LK HK 0,995 0,45 0,0005 0,5,1 0,05 (,1) ( 0,05) 0, α L, av α L.α LW (Geankoplis,00) N m log[( X L / X H )( X HW / X LW )] (Geankoplis,00) log( α ) L,av log[0,995 / 0,45)(0,0005/ 0,5)] log(0,) 6,18 R ari Fig 11.7, Geankoplis, hal. 749, untuk 64 R +1 0, Rm dan 597 R +1 0, m diperoleh N N m 0,4; maka: N m 6,18 N 14,7 0,4 0,4 Jumlah piring teoritis 14,7 Efisiensi piring 85 % (Geankoplis,00)

55 14,7 Maka jumlah piring yang sebenarnya 16,91 piring 17 piring. 0,85 Jumlah piring total piring Penentuan lokasi umpan masuk N e 1170,84 0,5 log 0,06 log N s 651,6885 0,1 N e 0,15 N s N e 0,15 N s 0,5 0,45 (Geankoplis,00) N N e + N s 18 0,15 N s + N s N s 7, N e Jadi, umpan yang masuk dari atas yaitu pada piring ke 10. esign kolom direncanakan : Tray spacing (t) 0,45 m Hole diameter (d o ) 4,5 mm (Treybal, 1984) Space between hole center (p ) 1 mm (Treybal, 1984) Weir height (h w ) 5 cm Pitch triangular ¾ in ata : Suhu dan tekanan pada destilasi M-01 adalah 68,5K dan 1 atm. Tabel LC.1 Komposisi Bahan pada Alur Vd Kolom estilasi M-01 Alur Vd Fraksi BM Fraksi mol Komponen (kmol/jam) mol (g/mol) x BM Glukosa 0,18 0, ,16 0, Etanol 76,5618 0, ,07, Air 198,9758 0, ,015 16, Pati,799 0, ,15 0,8515 Total 178, , Laju alir massa gas (G ) 178,54 kmol/jam 178,54 /600 0,89 kmol/detik

56 ρ v P BM av (1atm) (19,89 kg/kmol) 0,65 kg/m RT (0,08 m atm/kmol K)(68,5K) 68,5 Laju alir volumetric gas (Q) 0,89,4 11,57 m /s 7,15 Tabel LC. Komposisi Bahan pada Alur Lb Kolom estilasi M-01 Komponen Alur Lb (kg/jam) Fraksi massa ρ L (kg/m) Fraksi massa x ρ L Glukosa 8,9 0, , Etanol 17,661 0, , H O 86,9 0, , 995,8916 Total 89, ,9517 Laju alir massa cairan (L ) 6,6 kg/s Laju alir volumetrik cairan (q) 6,6 998,951 0,0066 m /s Surface tension (σ) 0,04 N/m (Lyman, 198) A A A A o a o a d o 0,907 p' 0,0045 0,907 0,175 0,010 q ρ Q' ρ L V 1/ 0, ,951 11,57 0,65 1/ 0,0 α 0,0744t + 0,0117 0,0744 (0,45) + 0,0117 0,0451 β 0,004t + 0,05 0,004 (0,45) + 0,05 0, σ C F αlog + β 1/ (q/q)(ρ L / ρ V ) 0,0 1 0,04 0,0451log + 0,0668 0,0 0,0 0,1588 0, 0,

57 V F C F ρ L ρ ρ V V 0,5 998,951 0,65 0,1588 0,65 6,1865 m/s 0,5 Asumsi 80 % kecepatan flooding (Treybal, 1984) V 0,8 x 6,1865 4,949 m/s Q 11,57 A n,81 m V 4,949 Untuk W,T dari Tabel 6.1. Treybal, hal.16, diketahui bahwa luas downspout sebesar 14,145%. 4,656 A t 5,4 m 1 0, Column iameter (T) [4(5,4)/π] 0,5,684 m Weir length (W) 0,8(,684),108 m ownspout area (A d ) 0,14145(,81) 0,07 m Active area (A a ) A t A d 5,4 (0,07) 4,7618 m Weir crest (h 1 ) Misalkan h 1 0,00779 m h 1 /T 0,00779/,684 0,0077 T W W W,684,108 eff W W eff 1,5 T W W eff 1,8 W T W ( 1,5) ( 1,5) 1 0,5 h1 + T T W {[ 1] ( )( )} 0,5 + 0,0077 1,5 h 1 0,666 q W / Weff W /

58 / 0,0066 h ( ) 1/ 1 0,666 1,857,108 h 1 0,015 Perhitungan diulangi dengan memakai nilai h 1 0,015 m hingga nilai h 1 konstan pada nilai 0,015 m. Perhitungan Pressure rop ry pressure drop A o 0,175 x 4,7618 0,607 m Q 11,57 u o 19,059 m/s A 0,607 o C o 1,46 (Treybal, 1981) 19,059 0,658 h d 51,0 1,46 998,951 hd 6,778 mm 0,00678 m Hydraulic head V Q 11,57,41 m/s A 4,7618 a a T + W,684 +,108 z,656 h h L L 0, ,75 h w 0,8 h w V ρ a 0,5 v q + 1,5 z 0, ,75 (0,05) 0,8 (0,05)(,41)(0,658) h L 0,0 m 0,5 0, ,5,656 Residual pressure drop 6 σ g c h R ρ Ld og 6 (0,04) (1) h R 0,0054 m 998,951 (0,0045)(9,8) Total gas pressure drop h G h d + h L + h R h G 0, , ,0054 h G 0,04 m

59 Pressure loss at liquid entrance A da 0,05 W 0,05(,108) 0,0557 m h h g q A da 0,0066 0,0044 m g 0,0557 Backup in downspout h h G + h h 0,04 + 0,0044 h 0,069 m Check on flooding h w + h 1 + h 0,05 +0, ,069 h w + h 1 + h 0,10 m t/ 0,45/ 0,5 m karena nilai h w + h 1 + h lebih kecil dari t/, maka spesifikasi ini dapat diterima, artinya dengan rancangan plate seperti ini diharapkan tidak terjadi flooding. Spesifikasi kolom destilasi Tinggi kolom 18 x 0,45 m 8,1 m 1 4 Tinggi tutup (,684) Tinggi total 0,6571 m 8,1 + (0,6571) 9,414 m Tekanan operasi 1 atm 101,5 kpa Faktor kelonggaran 5 % P design (1+0,05) x 101,5 kpa 106,9 kpa 15,41 psi Joint efficiency (E) 0,8 (Brownell & Young,1959) Allowable stress (S) 1100 psi (Brownell & Young,1959) Faktor korosi Umur Tebal shell tangki: PR t SE - 0,6P 0,0098 in/tahun 10 tahun

60 (15,41)(,684/) t (1100)(0,8) - 0,6(15,41) 0,089 in Maka tebal shell yang dibutuhkan 0,089 in + (0,0098).(10) in 0,187 in Tebal shell standar yang digunakan 1 / 4 in (Brownell & Young,1959) Tebal tutup tangki tebal shell 1 / 4 in LC-1 Pompa estilasi (PO 05) Fungsi Untuk memompa bahan ke kondensor Kapasitas (M) 7419,4748 kg/jam 16,791 lb/detik ρ campuran 961,949 kg/m 60,05 lb/ft Laju alir (Q f ) M 16,791lb/detik ρ 60,05 lb/ft 0,7 ft /detik iameter pipa optimum (i opt ) : i opt,9. Qf 0,45. ρ 0,1.. (Timmerhaus, 004) kg imana : ρ camp 961,949 60,05 lb/ft m i opt,9 x (0,7) 0,45 x (60,05) 0,1 1,07 in ari App. 5, Perry, 1997 dipilih : Nominal size pipa 1,5 in Schedule 40 in Inside diameter () 4,06 in 0,55 ft Outside diameter 4,50 in 0,75 ft Luas permukaan (A) 1,7 m 0,088 ft 1. Kecepatan aliran dalam pipa (V) V Q f A ft 0,7 dtk 0,088 ft ft,0 dtk. Perhitungan bilangan reynold (NRe) : ρ. V. NRe ; dimana µ camp 8, b/ft dtk µ

61 60,05 x,0 x 0,55 8, ,61 (turbulen) irencanakan - panjang pipa lurus (L) 10 meter - tinggi pemompaan,0 ft - elbow 90 0 Le -.. (Peter Tabel 1 hal 484 ) Le x x 0,55, ft - 1 Gate value open : Le 7... (Peter Tabel 1, hal 484) Le 7 x 1 x 0,55,4 ft L, ft +,4 ft 4,54 ft - ipilih pipa komersial steel ε 0, (Peter, 00 ) ε 0 4,47. 10, ,55 Maka dari Fig 14-1 Peter, halaman 48 diperoleh : F 0,0055. Friksi yang terjadi : (F) 1. Friksi sepanjang pipa lurus : 4 FL. F. V. L gc. x 0,0055 x,0 x 4,54, x 0,55 0,1 lbf ft/1bm. Friksi karena sambungan. F. V. Le FLe gc. 1 bfft 0,9 1 bm x 0,0055 x,0 x,, x 0,55. Friksi karena kontraksi dengan K0,5 Fc K. V. gc 0,5 x,0 lbfft 0,069 lbm x, F F L + F Le + F C

62 0,1 + 0,9 + 0,069 1 bfft 0,66 1 bm 4. Penentuan kerja pompa (W) Berdasarkan Persamaan Bernaully : ρ W + Η. δ imana : g gc Ρ Ρ maka 0 ρ ΔV,0 ft/detik ΔZ diperkirakan 16,4 ft Maka :,0 Ws 16, ,17 x, 16,71 ft. 1br 1bm V + + ΣF (Geankoplis, 1997) α. gc Efisiensi pompa, η 70 % W W p η 16,71 0,7,8 ft.lbf/lbm. 5. Penentuan daya pompa (p) P Ws x ρ xqf (550ft.lbf/s.hp) (Geankoplis, 00) 16,71x 60,05 lb/ft x 0,7 ft /detik (550ft.lbf/s.hp) 0,49 Hp (igunakan daya 0,5 Hp) LC-. Kondensor (C 01) Fungsi : Untuk mendinginkan kembali hasil bottom destilasi Type : Shell and tube HE Kapasitas : 57,046 kg/jam 970,4 lbm/jam

63 1. Fluida dingin 566,79 kg/jam 149,5646 lbm/jam Panas yang diserap (Q) ,47 kj/jam 71855,76 BTU/jam 0,6 o F. Menentukan Δt Δt LMT T R t 1 t S T 1 T t t t o F 8,4 o F Δt Δt1 7 76, o F Δt 90,6 ln ln Δt 6,6 1 0,6 57,6 0,5 57,6 0, 8,4 0,47 ari Gambar 18, Kern, 1965 diperoleh F T 0,8 Maka t F T LMT 0,8 76, 61,06 F Menentukan temperatur kalorik : Tc 0,6 + 17, , F 8, Tc 111, F Pemilihan ukuran HE : 17,0 o F - Menentukan luas perpindahan panas (Ao) dari Tabel 9-10 Kern, dipilih tube ¾ O, 14 BWG dimana : O 0,75 in 0,085 ft I 0,584 in 0,0484 ft a t 0,68 a 0,196 dari Tabel Kern 8 diperoleh : U -50 BTU/jam ft o F ditrial U 50 BTU/jam ft o F A O Q U. t 71855,76 50 x 61,06 5,1 ft

64 Menentukan jumlah tube (Nt) 9 in. Ao 5,1 Nt 74 buah a". L 0,196 x16 ari Tabel Kern : dipilih untuk ¾ O, 15/16 triangular pitch diperoleh: Nt 74 buah IS 9 in,5 ft n 1 pass ari Tabel 9, hal 84, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 76 tube dengan I shell sehingga luas permukaan panas terkoreksi (A) : A Nt x a x L 76 x 0,196 x 16 8,7 ft Koefisien perpindahan panas : U Q.(Kern, 1965) A. T 71855,76 49, BTU/ jam ft 0 F 8,7 x 61,06 Fluida ingin (Shell) 1. luas Penampang, AS I. C. B 9x0,5x 5 AS 144 pt 144x1,5 0,541 ft. Kecepatan massa, Gs W 149,5646 Gs As 0,541 06,888 1 b ft jam. Bilangan Reynold, Res : I,Gs Res µ µ 0,451 1b 1,091 lb m /ft jam ftjam 0,085 x 06,888 Res 0, , 4. JH 190 (Fig 5, Kern) 5. ho JH Fluida Panas (Tube) 1. Luas Penampang, A t Nt. a' t A T 144xn 76x0,68 0,14 ft 144x1. Kecepatan Massa, gt W 970,4 gt At 0, ,8 1 b ft jam. Bilangan Reynold, Ret x gt Ret µ µ 4,9 1 b ftjam 0,0484 x 6871,8 4,9 761,4

65 ho t w ta + ( Tv ta ) h + h io ho ta + ( Tv ta ) h + h io 18,01 t f (T v + t w )/ 158,17 ari fig 1 (Kern, 1965), untuk t 158,17, diperoleh h h o BTU/hr.ft. o F ho. hio 6. UC ho + hio x 681, + 681, 167,98 BTU 0 hari ft F 7. Faktor Kotoran (Rd) Uc U Rd UcU. 167,98 49, 0, ,98 x 49, o o 4. hi 875 BTU hi ft F I 0, hio hi x 875 x O 0, , BTU 0 ft F hari Karena Rd rancang > Rd ketentuan (0,00) maka perancangan HE layak untuk diteruskan PRESSURE ROP Fluida ingin ( Shell) 1. Res 174, f 0,0014 (Fig 6 Kern) S 1. Jumlah Lewatan (N+1) 1 L 1x16 N + 1 8, 4 B 5 0,5. f. GS. S.( N + 1). Ρ S 10 5,.10, e. S.φs 0,5.0,0014 x06,888 x 0,085 x8,4 6 5,96x10 Psi 10 5,.10 x0,085 x1x 0,46 Fluida Panas ( tube) 1. Ret 761,4 f 0,000 (Fig6 Kern) S 1 φ t 1 f. gt, L. n. Ρ t 10 5,.10.1xS 0,000 x ( 6871,8 ) x16 x1 10 (5,.10 ).(0,0484)(1) 0,0095 Psi

66 Ps yang diperbolehkan Psi. ΔP r 4n V. s g' (4).(1).0,00 1 0,01 psi Ρt Ρt + Ρr 0, ,01 0,015 Psi P t yang diperbolehkan 10 psi LC-. Tangki Penampung Produk (TP-06) Fungsi : Untuk menampung produk etanol yang keluar dari kolom destilasi. Tipe : Tangki silinder vertikal dengan tutup atas standar dishead head dan tutup bawah plat datar Kondisi : Temperatur 0 o C tekanan 1 atm Kapasitas : 8964,6464 kg/jam 1976,459 lb/jam ensitas : 778 kg/m 49,00 lb/ft 1. Menentukan volume bahan (Vb) dalam 1 jam operasi w 1976,459 lb/jam Vb x1 jam ρ 49,00 lb/ft 9,65 ft. Menentukan Volume Tangki (Vt) Jika tangki hanya berisi 85 %, maka : 85 Vt x 9,65,75 ft 100. Volume tangki (Vt) Vt 1 π x1, 5 4 1,1775,75 8,4ft 1,1775. (Brownell, 1959)

67 8,4ft 6,57 m 58,66 in H 1,5 x 6,57 m 8,56 m 1,56 ft 7,00 in 4. Menentukan tebal shell (t S ) Pr xri t s + C. (Brownell, 1959 ) fe 0, 6 p imana : Maka : Pr Tekanan rancang 1,05 x 14,7 15,45 Psi Ri 1 x 1 x 58,66 19,1 in F 5. Tebal tutup faktor stress (18750 psi). carbon steel SA 40 grade M E Efesiensi sambungan (0,8) C Faktor kotoran (0,15) 15,45 x19,1 t S + 0,15 in x18750 x 0,8 0,6 x15,45 0,19 in (tebal plat yang dipakai 1/5 in) Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama yaitu 1/5 in. 6. Menghitung tebal plat datar (t p ) t P C P F 58,66 15,45 0,15 x 18750,6 in 7. Menghitung tinggi total bejana/tangki (Htot) Htot H +. (Brownell, 1959 ) Htot 7, ,66 575,66 in LC-4. Reboiler (RB 01) Fungsi : Menguapkan sebagian cairan hasil bawah untuk dijadikan pemanas pada kolom destilasi.

68 Tipe : Ketle reboiler Steam T 00 0 C (9 0 F) T 78,5 0 C (17 0 F) T C (1 0 F) Kondensat C (1 0 F) Aliran bahan : Shell Bahan (fluida dingin) 89,70 kg/jam 567,7145 lb/jam Tube Steam (fluida panas) 5186 kg/jam 114,0556 lb/jam Panas yang diserap 0,591 kj/jam 0865,66 Btu/jam Maka : 1. Δt vaporizing Δt,7 0 F. Menentukan temperatur kalorik : Tc 0 F tc 19,5 F. Ud dan A Sesuai Tabel 8 Kern hal. 840, untuk fluida panas steam dan fluida dingin (light organik) didapat : Ud Btu/Jam ft 0 F Trial Ud 76,5 Btu/jam ft 0 F Luas permukaan perpindahan panas (A): A Q U x.(kern, 1965) t 0865,66 Btu/jam 0 76,5 Btu/jam.ft x,7 F 141 ft

69 irencanakan menggunakan tube dengan spesifikasi : ari Tabel 9 Kern hal 84 dipilih nilai yang mendekati Nt 0. buah untuk O 4 in dan pitch triangular P T 1 in - Nt 0 buah - I shell 8 in - passes (n) U Q.(Kern, 1965) A x t 0865,66 Btu/jam 0 141ft x,7 F 76,5 Btu/jam ft 0 F (U 76,5 Btu/jam ft 0 F, maka trial U dinyatakan memenuhi) 4. Tube side (fluida panas) : steam a. Luas aliran, a t Nt x at a t.(kern, 1965) 144 xn 0 x 0, x 0,066 ft b. Kecepatan massa, Gt W Gt.(Kern, 1965) at 114,0556 lb/jam 0,066 ft ,87 lb/jam.ft c. Bilangan reynold, N Re xgt R et µ Pada Tc 0 0 F, didapat viskositas steam; µ 0,0411 lb/jam.ft. maka : R et 0,666 ft x171766,87 lb / jam. ft 0,0411lb / jam. ft 7845,85 d. Koefisien head transfer inside, hi

70 untuk steam terkondensasi hi hio 1500 Btu/jam ft. 0 F (Kern hal.164) 5. Shell side (fluida dingin ): a. luas aliran, as a s IxCxB 144xP T imana C P T O 1-4.(Kern, 1965) 0,5 in B 5 in 8 x 0,5 x5 a s 144 x1 0,069 ft ( baffle maksimum/minimum) b. Mass velocity, G S c. R es W G S.(Kern, 1965) at 567,7145 lb / jam 0,069 ft 7687,1667 lb/jam.ft e xg s µ (e 0,7 in 0,0608 ft; Kern hal. 88) Pada tc 19,5 0 F, didapat sifat-sifat fisika campuran fluida dingin : - Viskositas, µ 0,046 lb/jam.ft - Kondutifitas panas k 0,17 Btu/jam.ft - Kapasitas panas c 0,45 Btu/jam.ft R es 0,0608 ft x 7687,1667 lb/jam.ft 0,046 lb / jam. ft ,9 d. Koefisien perpindahan panas bagian luar; ho: ho JH k e 1 c. µ k µ µ w untuk R es ,9 dari Fig. 8 Kern didapat JH 80 0,14

71 ho 0,17 0, ,45x 0,046 0,17 108,9061 Btu/jam.ft 0 F 6. Koefisien perpindahan panas keseluruhan untuk vaporizing, U c Uc hioxho hio + ho 7. irty Factor, Rd Rd 1500 x108, , ,54 Btu/jam.ft 0 F U U C C U xu 101,54 76,5 101,54 x76,5 0,00 Rd desain (0,00) > Rd minimum maka perancangan alat reboiler memenuhi syarat untuk digunakan. 8. Pressure drop a. Tube Side (fluida panas) ari Fig.9 Kern untuk R et 7845,85 didapat faktor friksi, yaitu (f) 0,0000 ft /in L panjang tube diameter dalam tube 8 ft 0,0517 ft s spesifik grafity 0,0078 n jumlah passes sehingga : t 1 f G L n t.(kern, 1965) 5, I s φ t 1 0,0000x(171766,87 ) x8 x 10 5,.10 x 0,0517 x 0,0078 x1 0,44 Psi Pt hitung < Pt maksimum Psi (aliran gas ), maka desain reboiler memenuhi syarat untuk digunakan.

72 b. Shell side (fluida dingin) ari Fig.9 Kern untuk Res ,9 didapat faktor friksi f (0,0017 ft /in ) 1 fxg Ps s x s x ( N + 1) 10 5,.10 x e x s Panjang zona vaporizing ; Lv: (N + 1) 1 x (Lv/B) 1 x (8/1,6) 60 ft s diameter dalam shell 8 in 0,6667 ft e diameter ekuivalen shell 0,7 in 0,0608 ft s spesifik grafity 0,0064 maka : 1 0,0017x(7687,1667 ) x 0,6667 x 60 Ps 10 5,.10 x 0,0608 x 0,0064 0,19 Psi Ps hitung < Ps maksimium (aliran gas), maka desain reboiler memenuhi syarat untuk digunakan.

73 LAMPIRAN PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS 1. Screening (SC) Fungsi : Menyaring partikel-partikel padat yang besar Jenis : Bar screen Jumlah : 1 unit Material : Stainless steel imensi bar screen Temperatur air 0 C ensitas air (ρ) 996, kg/m (Perry, 1997) Laju alir massa (F) 749,14071 kg/jam (, lb/s) (dari Bab 7) kg 1 m 1 jam Laju alir volume (Q) 749, ,0104 m /s jam 996, kg 600 s ari tabel 5.1 Physical Chemical Treatment of Water and Wastewater Ukuran bar: Lebar bar 5 mm; Tebal bar 0 mm; Bar clear spacing 0 mm; Slope 0 irencanakan ukuran screening: Panjang screen m Lebar screen m m m 0 mm

74 Gambar L-1: Sketsa sebagian bar screen, satuan mm (dilihat dari atas) Misalkan, jumlah bar x, maka: L-1 0x + 0 (x + 1) x 1980 x 49,5 ~ 50 buah Luas bukaan, A 0 (50 + 1) mm,04 m Asumsi, C d 0,6 dan 0% screen tersumbat Q 0,0104 Head loss ( h) g C A 9,8 0,6 ((1 0,),04) d 1, m dari air 0,0107 mm dari air. Pompa Screening (PU-01) Fungsi : Memompa air sungai ke bak pengendapan Jenis : Sentrifugal aliran radial Material : Carbon steel SA-8 grade C Jumlah : 1 unit ata: Laju alir, F 749,14071 kg/jam (, lb/s) (dari Bab 7) Suhu operasi 0 o C ensitas Fluida, ρ 996, kg/m (6, lb/ft ) (Perry, 1997) Viskositas fluida, µ 0,8007 cp (5, lb/ft.s) (Perry, 1997) a. Spesifikasi pipa Laju volumetrik, Q ρ F 7,871 0,677 ft /s 6, iam. Optimum, o,9 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 1991),9 (0,677) 0,45 (6,) 0,1 4,5 in.

75 ari Appendix C, Alan Foust (1980) dipakai pipa: Schedule number 40 Ukuran nominal 8 in. iameter dalam, d i 7,981 in. (0,665 ft) iameter luar, d o 8,65 in. (0,718 ft) Tebal dinding, t 0, in. (0,068 ft) Luas muka, a 0,474 ft b. Friction factor Kecepatan linear, v Q a" 0,677 1,0586 ft/s 0,474 ρ v di Bil. Reynold, Re µ 6, 1,0568 0, , 4 5,88 10 ari Figure.10. Gean Koplis (198): igunakan material pipa berupa comercial steel Faktor roughness, ε 4, m Relative roughness ε d i 5 4,6.10 0,07 Friction Factor, f 0,0041 0,00069 c. Perhitungan ekivalensi pemipaan Pipa lurus 0 ft ari Appendix C, Alan Foust (1980): 1 gate valve fully open (L/ 1) 1 1 0,665 8,64 ft 1 elbow 90 0 standard (L/ 0) 1 0 0,665 19,95 ft Pipe entrance (k 0,5; L/ 45) 45 0,665 9,9 ft Pipe exit (k 1; L/ 70) 70 0,665 46,55 ft

76 Total ekivalensi pemipaan, ΣL 0+8,64+19,95+9,9+46,55 15,081 ft Faktor gesekan pipa, F f vg ΣL f c d i (1,0586) 15,081 (0,0041),17 0,665 0,0145 ft.lbf/lbm d. Perhitungan daya pompa Efisiensi motor, η 0,85 Tinggi pemompaan, z 50 ft Beda tekanan, P 0 Psi P g Kerja pompa, W f + z + F f ρ g aya pompa, P c , ,0145 ft.lbf/lbm W f ρ Q 550η 50,0145 6, 0, ,85,44 hp (dipakai pompa ½ Hp). Bak Sedimentasi (BS) Fungsi : untuk mengendapkan lumpur yang terikut dengan air. Jumlah : 1 unit Bahan kontruksi : beton kedap air ata : Kondisi penyimpanan : temperatur 8 o C tekanan 1 atm Laju massa air : F 749,14071 kg/jam ensitas air : 996,4 kg/m 6,195 lbm/ft Laju air volumetrik, F 749,14071kg/jam 1 jam. 0, m /s ρ 996,4 kg/m 600s Q

77 esain Perancangan :,06661 ft /min Bak dibuat dua persegi panjang untuk desain efektif (Kawamura, 1991). Perhitungan ukuran tiap bak : Kecepatan pengendapan 0,1 mm pasir adalah (Kawamura, 1991) : υ 0 1,57 ft/min atau 8 mm/s esain diperkirakan menggunakan spesifikasi : Kedalaman tangki 1 ft Lebar tangki ft Kecepatan aliran v Q A t,06661 ft /min 1 ft x ft 0,91944 ft/min esain panjang ideal bak : L K h υ 0 v (Kawamura, 1991) dengan : K faktor keamanan 1,5 h kedalaman air efektif ( ft); diambil 10 ft. Maka : L 1,5 (10/1,57). 0,91944 ft/min 8, ft iambil panjang bak 6 ft Uji desain : Waktu retensi (t) : Va t Q 6,09877 x x 10 ft 5,6 menit,06661ft / min esain diterima, dimana t diizinkan 5 15 menit (Kawamura, 1991). Q Surface loading : A panjang x lebar x tinggi laju alir volumetrik laju alir volumetrik luas permukaan masukan air,06661 ft /min (7,481 gal/ft ) ft x 6,098 ft

78 1,5447 gpm/ft esain diterima, dimana surface loading diizinkan diantara 4 15 gpm/ft (Kawamura, 1991). Headloss ( h); bak menggunakan gate valve, full open (16 in) : h K v g 16 [ 0,91944 ft/min. (1min/60s). (1m/,808ft) ] (9,8 m/s ) 0,0006 m dari air. 4. Pompa Bak Sedimentasi (PU-1) Fungsi : memompa air dari bak pengendapan ke Flash Mixing Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : commercial steel ata: Laju alir, F 749,14071 kg/jam (, lb/s) (dari Bab 7) Suhu operasi 0 o C ensitas Fluida, ρ 996, kg/m (6, lb/ft ) (Perry, 1997) Viskositas fluida, µ 0,8007 cp (5, lb/ft.s) (Perry, 1997) a. Spesifikasi pipa Laju volumetrik, Q ρ F 7,871 0,677 ft /s 6, iam. Optimum, o,9 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 1991),9 (0,677) 0,45 (6,) 0,1 4,5 in.

79 ari Appendix C, Alan Foust (1980) dipakai pipa: Schedule number 40 Ukuran nominal 8 in. iameter dalam, d i 7,981 in. (0,665 ft) iameter luar, d o 8,65 in. (0,718 ft) Tebal dinding, t 0, in. (0,068 ft) Luas muka, a 0,474 ft b. Friction factor Kecepatan linear, v Q a" 0,677 1,0586 ft/s 0,474 ρ v di Bil. Reynold, Re µ 6, 1,0568 0, , 4 5,88 10 ari Figure.10. Gean Koplis (198): igunakan material pipa berupa comercial steel Faktor roughness, ε 4, m Relative roughness ε d i 5 4,6.10 0,07 Friction Factor, f 0,0041 0,00069 c. Perhitungan ekivalensi pemipaan Pipa lurus 0 ft ari Appendix C, Alan Foust (1980): 1 gate valve fully open (L/ 1) 1 1 0,665 8,64 ft 1 elbow 90 0 standard (L/ 0) 1 0 0,665 19,95 ft Pipe entrance (k 0,5; L/ 45) 45 0,665 9,9 ft Pipe exit (k 1; L/ 70) 70 0,665 46,55 ft Total ekivalensi pemipaan, ΣL 0+8,64+19,95+9,9+46,55

80 15,081 ft Faktor gesekan pipa, F f vg ΣL f c d i (1,0586) 15,081 (0,0041),17 0,665 0,0145 ft.lbf/lbm d. Perhitungan daya pompa Efisiensi motor, η 0,85 Tinggi pemompaan, z 50 ft Beda tekanan, P 0 Psi P g Kerja pompa, W f + z + F f ρ g aya pompa, P c , ,0145 ft.lbf/lbm W f ρ Q 550η 50,0145 6, 0, ,85,44 hp (dipakai pompa ½ Hp) 5. Flash Mixing (TP-04) Fungsi : mencampur air dengan alum dan soda abu sebelum masuk ke Clarifier Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 8 grade C ata: Kondisi pelarutan : temperatur 8 C dengan tekanan 1 atm Laju Aliran : 1. Air, Q 0, m /s. Alum, F 6,48567 kg/jam 0,00810 lb/s Q F ρ 0,00810 lb/s 85,0889 lb/ft 4, ft /s 1, m /s

81 . Soda abu, F, kg/jam 0, lb/s Q F 0,00058 lb/s, ρ 8,845 lb/ft Total laju aliran (Q) 0, m /s esain : 5 ft /s 7, igunakan tangki dengan diameter 0,1 m; tinggi larutan dalam tangki 1,1 m : Q v 0, , m/s π. (/7)(0,1) /4 4 7 m /s Waktu pencampuran 1,1 m 0,88989 s 1,691 m/s Volume air, Va (,14).(0,1).(1,1)/4 0,00865 m Volume tangki, Vt 1,5 Va 0,0195 m Tinggi tangki, H 4Vt 1,65 m,14 Perhitungan daya flash mixer : G x t 1000; dengan G kecepatan gradien (Kawamura, 1991) G x 0, ; G 106,89 G (P/μv) 0,5 P G.μ.v (106,89/s) (0, N.s/m )(1,6 m/s) 1614,18561 J/s 1 kw 1000 J/s; sehingga P 1, kw atau,16465 hp Efisiensi 80% ; daya motor penggerak,16465 / (0,8),7058 Hp igunakan daya mixer Hp. Jenis impeller yang disarankan : 4 blade turbin 45 (Kawamura, 1991) Jumlah baffle : 4 buah a/t 1/ ; a 0,1/ 0,0 m (McCabe,1999) W/a 1/6 ; W 0,0/6 0,01 m E/a 1; E a 0,0 m J/t 1/1; J 1/1(0,1) 0,01 m

82 L/a ¼; L ¼ (0,0) 0,01 m Tebal inding Tangki Tekanan hidrostatik P hid ρ x g x l 17 kg/m x 9,8 m/det x 1,1 m 14,0506 kpa Tekanan udara luar, P o 1 atm 101,5 kpa P operasi 14,051 kpa + 101,5 kpa 115,6006 k Pa Faktor kelonggaran 5 % Maka, P design (1,05) (115,6006 kpa) 11,411 kpa Joint efficiency 0,8 Allowable stress 1650 psia 8718,714 kpa (Brownell,1959) (Brownell,1959) Tebal shell tangki: P t SE 1,P (115,60067 kpa) (0,1m) (8718,714 kpa)(0,8) 1,(115,60067 kpa) 0, m 0,00in Faktor korosi 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan 0,00 in + 1/8 in 0,18 in Tebal shell standar yang digunakan ¼ in (Brownell, 1959) 6. Pompa Flash Mixing (PU-14) Fungsi Jenis : memompa air dari tangki pecampur ke Clarifier : pompa sentrifugal Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel ata: Laju alir, F 749,14071 kg/jam (, lb/s) (dari Bab 7) Suhu operasi 0 o C

83 ensitas Fluida, ρ 996, kg/m (6, lb/ft ) (Perry, 1997) Viskositas fluida, µ 0,8007 cp (5, lb/ft.s) (Perry, 1997) a. Spesifikasi pipa Laju volumetrik, Q ρ F 7,871 0,677 ft /s 6, iam. Optimum, o,9 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 1991),9 (0,677) 0,45 (6,) 0,1 4,5 in. ari Appendix C, Alan Foust (1980) dipakai pipa: Schedule number 40 Ukuran nominal 8 in. iameter dalam, d i 7,981 in. (0,665 ft) iameter luar, d o 8,65 in. (0,718 ft) Tebal dinding, t 0, in. (0,068 ft) Luas muka, a 0,474 ft b. Friction factor Kecepatan linear, v Q a" 0,677 1,0586 ft/s 0,474 ρ v di Bil. Reynold, Re µ 6, 1,0568 0, , 4 5,88 10 ari Figure.10. Gean Koplis (198): igunakan material pipa berupa comercial steel Faktor roughness, ε 4, m

84 Relative roughness ε d i 5 4,6.10 0,07 Friction Factor, f 0,0041 0,00069 c. Perhitungan ekivalensi pemipaan Pipa lurus 0 ft ari Appendix C, Alan Foust (1980): 1 gate valve fully open (L/ 1) 1 1 0,665 8,64 ft 1 elbow 90 0 standard (L/ 0) 1 0 0,665 19,95 ft Pipe entrance (k 0,5; L/ 45) 45 0,665 9,9 ft Pipe exit (k 1; L/ 70) 70 0,665 46,55 ft Total ekivalensi pemipaan, ΣL 0+8,64+19,95+9,9+46,55 15,081 ft Faktor gesekan pipa, F f vg ΣL f c d i (1,0586) 15,081 (0,0041),17 0,665 0,0145 ft.lbf/lbm d. Perhitungan daya pompa Efisiensi motor, η 0,85 Tinggi pemompaan, z 50 ft Beda tekanan, P 0 Psi P g Kerja pompa, W f + z + F f ρ g aya pompa, P c , ,0145 ft.lbf/lbm W f ρ Q 550η 50,0145 6, 0, ,85,44 hp (dipakai pompa ½ Hp)

85 7. Tangki Pelarutan Alum [Al (SO 4 ) ] (TP-01) Fungsi : Membuat dan menyimpan larutan alum Bentuk : Silinder Vertikal dengan tutup atas dan bawah datar Bahan : Carbon Steel SA 8 grade C a. Perhitungan volume tangki Al (SO 4 ) yang digunakan berupa larutan 0% (berat) Laju massa alum 1, kg/jam (dari Bab 7) Laju massa, F Waktu tinggal, t 1,9547 4,184 kg/jam 0, 90 hari ensitas, ρ 16 kg/m (85,0891 lb/ft ) (Perry, 1997) Volume Fluida, V f F t ρ Faktor keamanan 0% volume fluida 4, ,8491 m 16 Volume tangki, V t (1 + 0,) 6,8491 8, m b. Perhitungan dimensi tangki Rasio /H ¾ Volume shell, V s H 1 4 π Volume tangki, V t V s engan substitusi H diperoleh: 1 π H 8,11949 m 4 iameter tangki, V t 1 π 8,11949 π 1 1, m (78, in) Tinggi tangki, H 4 iameter tutup, c 1, m 4 1, ,6494 m

86 c. Perhitungan tebal dinding shell tangki Tekanan uap, P u Tekanan izin, S 4,41 kpa (< 1 atm) 1650 Psi Ef. Sambungan, E 0,85 Izin korosi, CA 0,15 in. V f Tinggi level, H f H V Tek. hidrostatis, P H ρ g H f t 6,8491,6494,0785 m 8, ,8, ,1755 Pa (4,7717 Psi) Faktor kelonggaran diambil 10% dari total Tekanan desain, P d (1 + 0,1) P H 1,1. 4,7717 4, Psi Tebal baja shell, t s P d S E 1, P d + CA 4, , ,85 1, 4, ,1411 in. ipakai baja dengan tebal 1/4 in. + 0,15 d. Tebal dinding tutup tangki Tebal dinding tutup bawah diambil sama dengan tebal dinding shell ¼ in. Tebal dinding tutup atas diambil sama dengan tebal dinding shell ¼ in. e. Perhitungan pengaduk Jenis pengaduk : six blade flat turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah

87 motor H W L E a J Gambar L-: Sketsa perancangan pengaduk Perbandingan ukuran tangki dari Waren L., Mc.Cabe (1994): a t 1 ; H t 1; J t 1 ; 1 E a W 1; iameter tangki, ( t ) 1, m a 1 ; 5 L iameter turbin, ( a ) 0,66 m, ft Tinggi baffle, (H) Lebar baffle, (J) Jarak pengaduk, (E) Lebar impeller, (W) 1,99 m 0,17 m 0,66 m 0,1 m Panjang impeller, (L) 0,166 m Turbin beroperasi pada 1 putaran/dtk Viskositas alum 0 % 6, lb/ft detik (Othmer, 1967) a 1 4 Bilangan Reynold, N Re n ρ, , ,8 4 µ 6,7 10 a Karena N Re > 10000, K T 6, P K T n g c 5 a ρ 6, 1,17057, ,0891

88 807, lbf/s dipakai: 807, , hp; efisiensi motor 0,8 maka daya motor yang 550 P m 1, / 0,8 1, hp (dipakai hp). 8. Pompa Larutan Alum (PU-0) Fungsi : Menginjeksi larutan alum Jenis : ose pump Material : Carbon steel SA-8 grade C Jumlah : 1 unit ata: Laju massa, F 4,1848 kg/jam (0,00644 lb/s) (dari Bab 7) Suhu operasi 0 o C ensitas Fluida, ρ 16 kg/m (85,091 lb/ft ) (Perry, 1997) Viskositas fluida, µ 0,9996 cp (6, lb/ft.s) (Perry, 1997) a. Spesifikasi pipa F Laju volumetric, Q ρ 0,00644, ft /s 85,091 iam. Optimum, o,9 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 1991),9 (, ) 0,45 (85,091) 0,1 0,06509 in. ari Appendik C, Alan Foust (1980) dipakai pipa: Schedule number 40 Ukuran nominal ⅛ in. iameter dalam, d i 0,69 in. (0,04 ft) iameter luar, d o Tebal dinding, t 0,405 in. (0,075 ft) 0,068 in. (0,05667 ft) Luas muka, a 0,05680 in. (0, ft )

89 b. Friction factor Kecepatan linear, v Q a", , ft/s 0, Bil. Reynold, Re ρ v d µ ari figure.10. Geankoplis Friction Factor, f i 85,091 0, ,04 6, Bil Re 16 0,6 0,075 0,6 c. Perhitungan ekivalensi pemipaan Pipa lurus 0 ft ari Appendik C, Alan Foust (1980): 1 gate valve fully open (L/ 1) 1 1 0,04 0,9146 ft elbow 90 0 standard (L/ 0) 0 0,04 1,45 ft Pipe entrance (k 0,5; L/ 18) 18 0,04 0,0778 ft Pipe exit (k 1; L/ 5) 5 0,04 0,7845 ft Total ekivalensi pemipaan, ΣL,8447 ft Faktor gesekan, F f vg ΣL f c d i (0,07817) (0, ),8447,17 0,04 0,00996 ft.lbf/lbm d. Perhitungan daya pompa Efisiensi motor, η 0,85 Tinggi pemompaan, z 10 ft Beda tekanan, P 0 Psi P g Kerja pompa, W f + z + F f ρ g c

90 aya pompa, P , , ft.lbf/lbm W f ρ Q 550η 10, ,091, ,85 5, hp (dipakai pompa 1/0 hp) Tangki Pelarutan Soda Abu (Na CO ) (TP-0) Fungsi : Membuat dan menyimpan larutan soda abu Bentuk : Silinder Vertikal dengan tutup atas dan bawah datar Bahan : Carbon Steel SA 8 grade C a. Perhitungan volume tangki Na CO yang digunakan berupa larutan 0% (berat) Laju massa Na CO 0, kg/jam (dari Bab 7) Laju massa, F Waktu tinggal, t 0,699555,18517 kg/jam 0, 0 hari ensitas, ρ 17 kg/m (8,8417 lb/ft ) (Perry, 1997) Volume Fluida, V f F t ρ Faktor keamanan 0% volume fluida, , m 17 Volume tangki, V t (1 + 0,) 1, , m b. Perhitungan dimensi tangki Rasio /H ½ Volume shell, V s H 1 4 π Volume tangki, V t V s engan substitusi H diperoleh: 1 π H 1,51851 m 4

91 iameter tangki, Tinggi tangki, H V t 1 π iameter tutup, c 0,98889 m 1, , m (8,96016 in) π 1 0, ,97778 m c. Perhitungan tebal dinding shell tangki Tekanan uap, P u Tekanan izin, S 4,41 kpa (< 1 atm) 1650 Psi Ef. Sambungan, E 0,85 Izin korosi, CA 0,15 in. V f Tinggi level, H f H V Tek. hidrostatis, P H ρ g H f t 1,6509 1, ,64815 m 1, ,8 1, ,58 Pa (, Psi) Faktor kelonggaran diambil 10% dari total Tekanan desain, P d (1 + 0,1) P H Tebal baja shell, t s d. Tebal dinding tutup tangki 1,1,108669,41957 Psi Pd S E 1, P d + CA, , , ,85 1,, ,1 in. (ipakai baja dengan tebal 1/4 in). Tebal dinding tutup bawah diambil sama dengan tebal dinding shell 1/4 in. Tebal dinding tutup atas diambil sama dengan tebal dinding shell 1/4 in. e. Perhitungan pengaduk Jenis pengaduk : six blade flat turbin impeller

92 Jumlah baffle : 4 buah Perbandingan ukuran tangki dari Waren L., Mc.Cabe (1994): a t 1 ; H t 1; J t 1 ; 1 E a W 1; iameter tangki, ( t ) 0,98889 m a 1 ; 5 iameter turbin, ( a ) 0, m 1,08145 ft Tinggi baffle, (H) Lebar baffle, (J) Jarak pengaduk, (E) Lebar impeller, (W) 0,99 m 0,08 m 0, m 0,066 m Panjang impeller, (L) 0,08 m Turbin beroperasi pada 60 putaran/mnt 1 putaran/dtk L a 1 4 (Gambar L-0) Viskositas alum 0 %, lb/ft detik (Othmer, 1967) Bilangan Reynold, N Re n ρ 1, , µ,69 10 a 656,66 P K T n g c 5 a 5 ρ 6, 1 1, ,8417,174,99770 lbf/s,9977 0,046 hp; efisiensi motor 0,8 maka daya motor yang dipakai: 550 P m 0,046/0,8 0,05454 hp (dipakai /4 hp). 10. Pompa Larutan Soda Abu (PU-0) Fungsi : Menginjeksi larutan soda abu Jenis : ose pump Material : Carbon steel SA-8 grade C Jumlah : 1 unit ata: Laju alir, F,19 kg/jam (0,00148 lb/s) Suhu operasi 0 o C ensitas Fluida, ρ 17 kg/m (8,8446 lb/ft ) (Perry, 1997)

93 Viskositas fluida, µ 0,5489 cp (, lb/ft.s) (Perry, 1997) a. Spesifikasi pipa Laju volumetric, Q ρ F 0, ,8446 0, ft /s iam. Optimum, o,9 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 1991),9 (0,000017) 0,45 (8,8446) 0,1 0,04975 in. ari Appendik C, Alan Foust (1980) dipakai pipa: Schedule number 40 Ukuran nominal ⅛ in. iameter dalam, d i 0,69 in. (0,04 ft) iameter luar, d o Tebal dinding, t 0,405 in. (0,075 ft) 0,068 in. (0,00567 ft) Luas muka, a 0, ft b. Friction factor Kecepatan linear, v Q a" Bil. Reynold, Re 0, ,0409 ft/s 0, ρ v d µ i 8,8446 0,0409 0,04 16,9, ari persamaan.7.10, Geankoplis (1997): Friction Factor, f 16/N Re 16/16,9 0,07766 c. Perhitungan ekivalensi pemipaan Pipa lurus 50 ft ari Appendik C, Alan Foust (1980):

94 1 gate valve fully open (L/ 1) 1 1 0,04 0,9146 ft elbow 90 0 standard (L/ 0) 0 0,04 1,45 ft Pipe entrance (k 0,5; L/ 18) 18 0,04 0,404 ft Pipe exit (k 1; L/ 5) 5 0,04 0,7845 ft Total ekivalensi pemipaan, ΣL 5,8447 ft Friksi pada pipa, F f vg ΣL f c d i (0,0409) 5,8447 (0,075064),17 0,04 0,00118 ft.lbf/lbm d. Perhitungan daya pompa Efisiensi motor, η 0,85 Tinggi pemompaan, z 10 ft Beda tekanan, P 0 Psi P g Kerja pompa, W f + z + F f ρ g aya pompa, P c , ,00118 ft.lbf/lbm W f ρ Q 550η 10, ,8446 0, ,85, hp (dipakai pompa 1/0 hp) 11. Clarifier (CL) Fungsi : Mengendapkan flok yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu Material : Carbon steel SA-8, Grade C Bentuk : Tangki dengan bagian bawah konis Reaksi koagulasi: Al (SO 4 ) + Na CO + H O Al(OH) + Na SO 4 + CO a. Perhitungan kecepatan terminal pengendapan

95 Laju massa air Laju massa larutan alum Laju massa larutan soda 5909,4597 kg/jam 4,1848 kg/jam,18517 kg/jam ensitas larutan alum 16 kg/m (85,091 lb/ft ) (Perry, 1997) ensitas larutan soda abu 17 kg/m (8,8417 lb/ft ) (Perry, 1997) ensitas air 996, kg/m (6,16 lb/ft ) (Perry, 1997) Massa total, m t 5909, ,1848 +, ,1098 kg/jam Volume total, V t 5909,4597 4,1848, ,01166 m /jam 996, ensitas larutan, ρ Massa total Volum total 5916, ,670 kg/m (0,996 gr/cm ) 6,01166 ensitas flok didekati dari densitas rata-rata padatan alum dan soda abu Massa alum solid Massa soda abu solid 1, kg/jam 0, kg/jam ensitas alum solid 710 kg/m (Perry, 1997) ensitas soda abu solid 5 kg/m (Perry, 1997) Massa padatan total 1, , , kg/m Volume padatan total ensitas padatan, ρ s 1, , , m Massa total Volum total 1, ,18 kg/m (,645 gr/cm ) 0, Menurut Hukum Stokes: ( ρs ρ) g p us (Ulrich, 1984) 18μ u s kecepatan terminal pengendapan, cm/s p diameter flok 0,00 cm (Perry, 1997) g percepatan gravitasi 980 cm/s µ viskositas larutan pada 0 C 0,045 gr/cm s ~ µ air (Perry, 1997) u s (,645 0,996) 980 0, ,045 0,0104 cm/s (Ulrich, 1984)

96 b. Perhitungan dimensi clarifier 5916,1098 kg/jam Laju alir volumetrik, Q 996,66 kg/m 6,01166 m /jam itetapkan tinggi clarifier, H 10 ft,0480 m (04,8 cm) H 04,8 Waktu pengendapan, τ 98,7057 dtk (8, jam) 0, 0104 u s Volume clarifier, V c 6,01166 m /jam 8, jam 11, m Tinggi konis, H k ⅓ H ⅓,0480 1,0160 m Tinggi shell, H s,0480 1,0160,0 m 4V π H 1/ 4.11,601119, / 9, m 70,66811 in c. Perhitungan tebal dinding clarifier Tekanan izin, S 1650 Psi untuk carbon steel SA-8 grade C Ef. Sambungan, E 0,85 Izin korosi, CA 0,15 in. Tek. hidrostatis, P H ρ g H 996,66 9,8, ,8699 Pa (4,161 Psi) Faktor kelonggaran diambil 10% dari total Tekanan desain, P d (1 + 0,1) 4,161 1,1 4,156 4,74771 Psi Tebal baja shell, t s P d S E 1, P 0,06 in. ipakai baja dengan tebal /8 in. d + CA 4, , , ,85 1, 4,74771 d. Perhitungan daya motor penyapu flok aya motor yang dibutuhkan:

97 P 0,006 (Ulrich, 1984) P 0,006 (9, ) 0, kw (0, hp) igunakan daya motor standar 1 hp 1. Tangki Utilitas - 01 (TU-01) Fungsi : Menampung air dari clarifier Bentuk : Silinder Vertikal dengan tutup atas dan bawah datar Bahan : Carbon steel SA-8 grade C a. Perhitungan volume tangki Laju massa, F Waktu tinggal, t 5909,46 kg/jam 1 jam ensitas, ρ 996, kg/m (Perry, 1997) Volume Fluida, V f F t ρ 5909, , Faktor keamanan 10% volume fluida 1,0995 m Volume tangki, V t (1 + 0,1) 1,0995 4,09449 m b. Perhitungan dimensi tangki Rasio /H ¾ Volume shell, V s H Volume tangki, V t 1 4 π engan substitusi H diperoleh: 1 π H 4,094 m 4 iameter tangki, V t 1 π 4,094 π 1 6, m (71,51577 in) Tinggi tangki, H 4 4 6, ,19571 m iameter tutup, c 6, m

98 c. Perhitungan tebal dinding shell tangki Tekanan izin, S Ef. Sambungan, E 0,85 Izin korosi, CA 1650 Psi untuk SA-8 grade C 0,15 in. V f Tinggi level, H f H V Tek. hidrostatis, P H ρ g H f t 1,0995 9, ,59706 m 4, , 9,8 8, ,0151 Pa (11, Psi) Faktor kelonggaran diambil 10% dari total Tekanan desain, P d (1 + 0,1) P H Tebal baja shell, t s d. Tebal dinding tutup tangki 1,1 11, , Psi Pd S E 1, P d + CA 1,001 71, , ,85 1, 1,94471,001 0,895 in (dipakai baja dengan tebal 5/8 in.) Tebal dinding tutup bawah diambil sama dengan tebal dinding shell 5/8 in. Tebal dinding tutup atas diambil sama dengan tebal dinding shell 5/8 in. 1. Pompa Tangki Utilitas - 01 (PU-04) Fungsi : Memompa air dari TU-01 ke sand filter Jenis : Sentrifugal aliran radial Material : Carbon steel SA-8 grade C Jumlah : 1 unit ata: Laju alir, F 5909,4597 kg/jam (15, lb/s) (dari Bab 7) Suhu operasi 0 o C ensitas Fluida, ρ 996, kg/m (6, lb/ft ) (Perry, 1997)

99 Viskositas fluida, µ 0,8007 cp (5, lb/ft.s) (Perry, 1997) a. Spesifikasi pipa Laju volumetrik, Q ρ F 15, ,551 ft /s 6, iam. Optimum, o,9 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 1991),9 (0,551) 0,45 (6,) 0,1,608 in. ari Appendix C, Alan Foust (1980) dipakai pipa: Schedule number 40 Ukuran nominal 8 in. iameter dalam, d i 7,981 in. (0,665 ft) iameter luar, d o 8,65 in. (0,718 ft) Tebal dinding, t 0, in. (0,068 ft) Luas muka, a 0,474 ft b. Friction factor Kecepatan linear, v Q a" 0,551 0,74 ft/s 0,474 ρ v di Bil. Reynold, Re µ 6, 0,74 0, ,70 4 5,88 10 ari Figure.10. Gean Koplis (198): igunakan material pipa berupa comercial steel Faktor roughness, ε 4, m Relative roughness ε d i

100 5 4,6.10 0,07 Friction Factor, f 0,0041 0,00069 c. Perhitungan ekivalensi pemipaan Pipa lurus 0 ft ari Appendix C, Alan Foust (1980): 1 gate valve fully open (L/ 1) 1 1 0,665 8,64 ft 1 elbow 90 0 standard (L/ 0) 1 0 0,665 19,95 ft Pipe entrance (k 0,5; L/ 45) 45 0,665 9,9 ft Pipe exit (k 1; L/ 70) 70 0,665 46,55 ft Total ekivalensi pemipaan, ΣL 0+8,64+19,95+9,9+46,55 15,081 ft Faktor gesekan pipa, F f vg ΣL f c d i (0,74) 15,081 (0,0041),17 0,665 0,0069 ft.lbf/lbm d. Perhitungan daya pompa Efisiensi motor, η 0,85 Tinggi pemompaan, z 50 ft Beda tekanan, P 0 Psi P g Kerja pompa, W f + z + F f ρ g aya pompa, P c , ,0069 ft.lbf/lbm W f ρ Q 550η 50,0069 6, 0, ,85 1,66 hp (dipakai pompa hp) 14. Sand Filter (SF) Fungsi : Menyaring sisa kotoran yang masih terbawa dalam TU-01

101 Bentuk : Silinder Vertikal dengan tutup atas dan bawah ellipsoidal Bahan : Carbon steel SA-8 grade C Jumlah : 1 unit a. Perhitungan volume Laju massa, F Waktu tinggal, t 5454,0186 kg/jam (15, lb/s) 1 jam ensitas, ρ 996, kg/m (Perry, 1997) iperkirakan laju massa air keluaran sand filter tereduksi sampai 0% Volume air sisa, V f 0,F t ρ Faktor keamanan 10% volume air 0, 5454,0 1 5, m /1jam operasi 996, Volume ruang kosong di atas media penyaring, V b (1 + 0,1) 5,110 5,614 m b. Perhitungan dimensi tangki Tinggi media penyaring, H m 60,96 + 1, ,78 110,49 cm 1,1049 m irencanakan diameter sand filter, m Rasio axis tutup ½; tinggi tutup, H c ¼ ¼ 0,5 m Volume tutup, V c π (untuk rasio axis ½) 1 4 Volume ruang kosong, V b 1 1 π H ) + 4 ( b 4 π 5, m ,106 4 π 1 Tinggi ruang kosong, H b + 4, m 1 π Tinggi strainer head, H h ⅛ ⅛ 0,5 m Tinggi shell, H (H b - H c ) + H m +H h iameter tutup, c m (78,74 ft) 4 (, ,5) + 1, ,5, m c. Perhitungan tebal dinding shell tangki Tekanan desain dihitung berdasarkan berat media saring dan air saat beroperasi ensitas media saring, ρ 4 kg/m (diambil sebagai densitas pasir) Tekanan izin, S 1650 Psi untuk carbon steel SA-8 grade C

102 Ef. Sambungan, E 0,85 Izin korosi, CA 0,15 in. Tek. total, P t (1 - ε) ρ m g H m +ρ a g H f (ε fraksi lowong media, diambil 0,) (1-0,) 4 9,8 1, , 9,8 (, ,5) 5886,7951 Pa (8, Psi) Faktor kelonggaran diambil 10% dari total Tekanan desain, P d (1 + 0,1) P t 1,1 8, , Psi Tebal baja shell, t s P d S E 1, P d + CA 9, ,74 + 0, ,85 1, 9, ,16 in. ipakai baja dengan tebal 1/8 in. d. Tebal dinding tutup tangki Tebal dinding tutup bawah diambil sama dengan tebal dinding shell 1/8 in. Tebal dinding tutup atas diambil sama dengan tebal dinding shell 1/8 in. 0,5 istributor air 1,88 Regeneration channel 1,1049 0,075 Regeneration channel Gambar L-: Sketsa perancangan sand filter 15. Menara Air (MA) Fungsi : Mendistribusikan air untuk berbagai keperluan Bentuk : Silinder Vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

103 Bahan : Carbon steel SA-8 grade C a. Perhitungan volume tangki Laju massa, F Waktu tinggal, t 5909,46 kg/jam 1 jam ensitas, ρ 996, kg/m (Perry, 1997) Volume Fluida, V f F t ρ 5909, , Faktor keamanan 10% volume fluida 1,0995 m Volume tangki, V t (1 + 0,1) 1,0995 4,09449 m b. Perhitungan dimensi tangki Rasio /H ¾ Volume shell, V s 1 π H Volume tangki, V t engan substitusi H diperoleh: 4 1 π H 4,094 m 4 iameter tangki, V t 1 π 4,094 π 1 6, m (71,51577 in) Tinggi tangki, H 4 4 6, ,19571 m iameter tutup, c 6, m c. Perhitungan tebal dinding shell tangki Tekanan izin, S 1650 Psi untuk SA-8 grade C Ef. Sambungan, E 0,85 Izin korosi, CA 0,15 in. V f Tinggi level, H f H V t

104 Tek. hidrostatis, P H ρ g H f 1,0995 9, ,59706 m 4, , 9,8 8, ,0151 Pa (11, Psi) Faktor kelonggaran diambil 10% dari total Tekanan desain, P d (1 + 0,1) P H Tebal baja shell, t s 1,1 11, , Psi P d. Tebal dinding tutup tangki d S E 1, P d + CA 1,001 71, , ,85 1, 1,94471,001 0,895 in (dipakai baja dengan tebal 5/8 in.) Tebal dinding tutup bawah diambil sama dengan tebal dinding shell 5/8 in. Tebal dinding tutup atas diambil sama dengan tebal dinding shell 5/8 in. e. Perhitungan tinggi menara Tekanan air minimum keluar menara direncanakan 1, atm (11560 Pa) Tinggi menara, H t P d ρ g ,45 m 996, 9,8 Tekanan air maksimum, P m 996, 9,8 (1,45+9,141) 10787,1 Pa (,080 atm) 16. Cation Exchanger (CE) Fungsi : Mengurangi kesadahan air Bentuk : Silinder Vertikal dengan tutup atas dan bawah elipsoidal Bahan : Carbon Steel SA-8 grade C Jumlah : 1 unit a. imensi cation exchanger ari Bab VII, diperoleh: iameter CE, 1 ft (1 in) Luas penampang CE, A 0,7854 ft Tinggi resin CE, H r,5 ft (0,76 m)

105 Tinggi tutup CE, H c ½ (½ ) ¼ 1 0,5 ft (0,076 m) Tinggi resin head, H h ¼ ¼ 1 0,5 ft (0,076 m) Tinggi shell CE, H H r + H h,5 + 0,5,0 ft (0,9144 m) b. Tebal plat dinding cation exchanger Tekanan desain dihitung berdasarkan berat resin dan air saat beroperasi ensitas resin, ρ 117 kg/m (oulite C-10) (Nalco, 1979) Tekanan izin, S 1650 Psi untuk carbon steel SA-8 grade C (Brownell,1959) Ef. Sambungan, E 0,85 Izin korosi, CA 0,15 in. Tek. total, P t (1 - ε) ρ r g H r + ρ a g H f (ε fraksi lowong resin, diambil0,1) (1-0,1) 117 9,8 0, , 9,8 (0, ,076) 1898,45769 Pa (,654 Psi) Faktor kelonggaran diambil 10% dari total Tekanan desain, P d (1 + 0,1) P t 1,1,654,9194 Psi Tebal baja shell, t s P d S E 1, P d + CA, ,85 1,,9194 0,166 in. ipakai baja dengan tebal ¼ in. + 0,15 c. Tebal plat tutup cation exchanger Tebal dinding tutup bawah diambil sama dengan tebal dinding shell ¼ in. Tebal dinding tutup atas diambil sama dengan tebal dinding shell ¼ in. 17. Pompa Cation Exchanger (PU-06) Fungsi : Memompa air dari cation exchanger ke anion exchanger Jenis : Sentrifugal aliran radial Material : Carbon steel SA-8 grade C Jumlah : 1 unit

106 ata: Laju alir, F 1519,655 kg/jam (0, lb/s) (dari Bab 7) Suhu operasi 0 o C ensitas Fluida, ρ 996, kg/m (6,16 lb/ft ) (Perry, 1997) Viskositas fluida, µ 0,8007 cp (5, lb/ft.s) (Perry, 1997) a. Spesifikasi pipa Laju volumetric, Q ρ F 0,906 6, 0, ft /s iam. Optimum, o,9 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 1991),9 (0, ) 0,45 (6,) 0,1 1, in. ari Appendik C, Alan Foust (1980) dipakai pipa: Schedule number 40 Ukuran nominal /8 in. iameter dalam, d i 0,49 in. (0,04108 ft) iameter luar, d o Tebal dinding, t 0,675 in. (0,05649 ft) 0,091 in. (0,00758 ft) Luas muka, a 0,001 ft b. Friction factor Kecepatan linear, v Q a" 0, ,001 11, ft/s Bil. Reynold, Re ρ v d µ i 6, 11, , , ari Appendik C, Alan Foust (1980): igunakan material pipa berupa comercial steel 5.47,18

107 Faktor roughness, ε 0, Relative roughness ε d i 0, ,015 Friction Factor, f 0,008 0,00675 c. Perhitungan ekivalensi pemipaan Pipa lurus 0 ft ari Appendik C, Alan Foust (1980): 1 gate valve fully open (L/ 1) 1 1 0, ,54 ft elbow 90 o standard (L/ 0) 0 0,04108,697 ft Sharp edge (k 0,5; L/ 17) 17 0, ,69841 ft Sharp edge (k 1; L/ 45) 45 0, ,8487 ft Total ekivalensi pemipaan, ΣL 6,778 ft Friksi pada pipa, F f f v g Σ c d i L 0,008 (11, ) 6,778,17 0, , ft.lbf/lbm d. Perhitungan daya pompa Efisiensi motor, η 0,85 Tinggi pemompaan, z 0 ft Beda tekanan, P 0 Psi P g Kerja pompa, W f + z + F f ρ g aya pompa, P c , , ft.lbf/lbm W f ρ Q 550η 4, , 0, ,85

108 0, hp (dipakai pompa 1/0 hp). 18. Anion Exchanger (AE) Fungsi : Mengurangi kesadahan air Bentuk : Silinder Vertikal dengan tutup atas dan bawah elipsoidal Bahan : Carbon Steel SA-8 grade C Jumlah : 1 unit a. imensi anion exchanger ari Bab VII, diperoleh: iameter AE, 1 ft (1 in) Luas penampang AE, A 0,7854 ft Tinggi resin AE, H r,5 ft (1,0668 m) Tinggi tutup AE, H c ½ (½ ) ¼ 1 0,5 ft (0,076 m) Tinggi resin head, H h ¼ ¼ 1 0,5 ft (0,076 m) Tinggi shell AE, H H r + H h,5 + 0,5 4,0 ft (1,19 m) b. Tebal plat dinding anion exchanger Tekanan desain dihitung berdasarkan berat resin dan air saat beroperasi ensitas resin, ρ 1198 kg/m (resin merek dowex ) (Nalco, 1997) Tekanan izin, S 1650 Psi untuk carbon steel SA-8 grade C (Brownell, 1959) Ef. Sambungan, E 0,85 Izin korosi, CA 0,15 in. Tek. total, P t (1 - ε) ρ r g H r + ρ a g H f (ε fraksi lowong resin, diambil0,1) (1-0,1) ,8 1, , 9,8 (1,19+ 0,076) 466,8 Pa (,577 Psi) Faktor kelonggaran diambil 10% dari total Tekanan desain, P d (1 + 0,1) P t 1,1,577,947 Psi Tebal baja shell, t s P d S E 1, P d + CA

109 , ,85 1,, ,15 0,17 in. ipakai baja dengan tebal ¼ in. c. Tebal plat tutup tangki Tebal dinding tutup bawah diambil sama dengan tebal dinding shell ¼ in. Tebal dinding tutup atas diambil sama dengan tebal dinding shell ¼ in. 19. Pompa Anion Exchanger (PU-07) Fungsi Jenis : Memompa air dari anion exchanger ke deaerator : Sentrifugal aliran radial Material : Carbon steel SA-8 grade C Jumlah : 1 unit ata: Laju alir, F 1519,655 kg/jam (0, lb/s) (dari Bab 7) Suhu operasi 0 o C ensitas Fluida, ρ 996, kg/m (6,16 lb/ft ) (Perry, 1997) Viskositas fluida, µ 0,8007 cp (5, lb/ft.s) (Perry, 1997) a. Spesifikasi pipa Laju volumetric, Q ρ F 0,906 6, 0, ft /s iam. Optimum, o,9 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 1991),9 (0, ) 0,45 (6,) 0,1 1, in. ari Appendik C, Alan Foust (1980) dipakai pipa: Schedule number 40 Ukuran nominal /8 in. iameter dalam, d i 0,49 in. (0,04108 ft) iameter luar, d o 0,675 in. (0,05649 ft)

110 Tebal dinding, t 0,091 in. (0,00758 ft) Luas muka, a 0,001 ft b. Friction factor Kecepatan linear, v Q a" 0, ,001 11, ft/s Bil. Reynold, Re ρ v d µ i 6, 11, , , ari Appendik C, Alan Foust (1980): igunakan material pipa berupa comercial steel Faktor roughness, ε 0, Relative roughness ε d i 5.47,18 0, ,015 Friction Factor, f 0,008 0,00675 c. Perhitungan ekivalensi pemipaan Pipa lurus 0 ft ari Appendik C, Alan Foust (1980): 1 gate valve fully open (L/ 1) 1 1 0, ,54 ft elbow 90 o standard (L/ 0) 0 0,04108,697 ft Sharp edge (k 0,5; L/ 17) 17 0, ,69841 ft Sharp edge (k 1; L/ 45) 45 0, ,8487 ft Total ekivalensi pemipaan, ΣL 6,778 ft Friksi pada pipa, F f f v g Σ c d i L 0,008 (11, ) 6,778,17 0,0410

111 14, ft.lbf/lbm d. Perhitungan daya pompa Efisiensi motor, η 0,85 Tinggi pemompaan, z 0 ft Beda tekanan, P 0 Psi P g Kerja pompa, W f + z + F f ρ g aya pompa, P c , , ft.lbf/lbm W f ρ Q 550η 4, , 0, ,85 0, hp (dipakai pompa 1/0 hp). 0. eaerator (E) Fungsi : Menghilangkan gas-gas terlarut dalam air umpan ketel Bentuk : Silinder horizontal dengan tutup elipsoidal Bahan : Carbon Steel SA-8 grade C a. Perhitungan volume tangki Laju massa, F 1049,604 kg/jam (dari Bab 7) Waktu tinggal, t 1 jam ensitas, ρ 96,7 kg/m (suhu operasi 90 o C) (Perry, 1997) Volume Fluida, V f F t ρ 1049, ,0907 m 96,7 Ruang bebas direncanakan 0% volume fluida Volume tangki, V t (1 + 0,) 1,0907 1,0859 m b. Perhitungan dimensi tangki Rasio /L ¾

112 Rasio axis tutup ½ Volume shell, V s 1 π H 4 Volume tutup, V c π (untuk rasio axis ½) 1 4 Volume tangki, V t V s + V c engan substitusi L diperoleh: 1 π H + 4 π 1,0859 m 4 iameter tangki, V t 1 1 π + 4 π 1,0859 π + π , m (40, in) Panjang tangki, L 4 iameter tutup, c 1, m 1 Panjang tutup, L c ( ) 4 1, , m 1 ¼ 1, , m c. Perhitungan tebal dinding shell tangki Tekanan izin, S 1650 Psi (carbon steel SA-5 grade A) Ef. Sambungan, E 0,85 Izin korosi, CA 0,15 in. V f Tinggi level, H f V t 1,0907 1, ,86119 m 1,0859 Tek. hidrostatis, P H ρ g H f 96,7 9,8 0, , Pa (1, Psi) Faktor kelonggaran diambil 10% dari total Tekanan desain, P d (1 + 0,1) P H 1,1 1, , Psi Tebal baja shell, t s P d S E 1, P d + CA 1, , ,85 1, 1, ,15

113 0,150 in. ipakai baja dengan tebal 1/4 in. d. Tebal dinding tutup tangki Tebal dinding tutup diambil sama dengan tebal dinding shell 1/4 in. e. aya pemanas listrik Pemanas deairator menggunakan resistance electrical heater Kondisi air masuk : 0 o C, 101, kpa Kondisi air keluar : 90 o C, 101, kpa ari Smith (1987) steam tables; H(air; 0 o C, 101, kpa) 15,7 + 0, (101,-4,41) 15,797 kj/kg H(air; 90 o C, 101, kpa) 76,9 + 0,00106 (101,-4,41) 77,000 kj/kg H 74,000-15,797 48,0 kj/kg aya pemanas, P 51,0 60, kj s 18,18 kw 18,18 4,84 hp 0, Tangki Boiler Feed Water (BFW) Fungsi : Menyimpan air umpan ketel untuk sementara Bentuk : Silinder vertikal dengan tutup atas elipsoidal dan bawah datar Bahan : Carbon Steel SA-8 grade C a. Perhitungan volume tangki Laju massa, F Waktu tinggal, t 1049,604 kg/jam 1 hari ensitas, ρ 96,7 kg/m (suhu operasi 90 o C) (Perry, 1997) Volume Fluida, V f F t ρ

114 1049, ,7 6,1665 m Ruang bebas direncanakan 0% volume fluida Volume tangki, V t (1 + 0,) 6,1665 1,9984 m b. Perhitungan dimensi tangki Rasio /L ¾ Rasio axis tutup ½ Volume shell, V s 1 π H 4 Volume tutup, V c π (untuk rasio axis ½) 1 4 Volume tangki, V t V s + V c engan substitusi L diperoleh: 1 π H + 4 π 1,9984 m 1 4 iameter tangki, V t 1 1 π + 4 π 1,9984 π + π 1 1 4, m (117, in) Tinggi tangki, H 4 iameter tutup, c, m 1 Tinggi elips, H c ( ) 4, , m 1 ¼, ,494 m c. Perhitungan tebal dinding shell tangki Tekanan izin, S 1650 Psi (carbon steel SA-5 grade A) Ef. Sambungan, E 0,85 Izin korosi, CA 0,15 in. V f Tinggi level, H f ( H + H c ) V t 6,1665 (, ,494) 1,9984 4,564 m Tek. hidrostatis, P H ρ g H f

115 96,7 9,8 4, ,87 Pa (6,4505 Psi) Faktor kelonggaran diambil 10% dari total Tekanan desain, P d (1 + 0,1) P H 1,1 6,4505 6,869 Psi Tebal baja shell, t s P d S E 1, P d + CA 6,869, ,85 1, 6,869 0,15 in. ipakai baja dengan tebal 1/4 in. + 0,15 d. Tebal dinding tutup tangki Tebal dinding tutup diambil sama dengan tebal dinding shell 1/4 in. Pompa BFW (PU-08) Fungsi : Memompa air dari tangki BFW ke ketel uap Jenis : Centrifugal aliran radial Material : Carbon steel SA-8 grade C Jumlah : 1 unit ata: Laju alir, F 1049,6045 kg/jam (0, lb/s) (dari Bab 7) Suhu operasi 90 o C ensitas Fluida, ρ 96,7 kg/m (60,09 lb/ft ) (Perry, 1997) Viskositas fluida, µ 0,4 cp (, lb/ft.s) (Perry, 1997) a. Spesifikasi pipa Laju volumetric, Q ρ F 0, , , ft /s iam. Optimum, o,9 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 1991)

116 ,9 (0, ) 0,45 (60,09) 0,1 0, in. ari Appendik C, Alan Foust (1980) dipakai pipa: Schedule number 40 Ukuran nominal ½ in. iameter dalam, d i 0,6 in. (0,0518 ft) iameter luar, d o 0,84 in. (0,07 ft) Tebal dinding, t 0,109 in. (0,0091 ft) Luas muka, a 0,0011 ft b. Friction factor Kecepatan linear, v Q a" 0, , ft/s 0,0011 Bil. Reynold, Re ρ v d µ i 60,09 5, ,0518, ari Appendik C, Alan Foust (1980): igunakan material pipa berupa comercial steel Faktor roughness, ε 0, Relative roughness ε d i ,5 0, , Friction Factor, f 0,008 c. Perhitungan ekivalensi pemipaan Pipa lurus ari Appendik C, Alan Foust (1980): 0, ft 1 gate valve fully open (L/ 1) 1 1 0,0518 0,674 ft elbow 90 o standard (L/ 0) 0 0,0518,108 ft

117 Sharp edge (k 0,5; L/ 19) Sharp edge (k 1; L/ 46) Total ekivalensi pemipaan, ΣL 19 0,0518 0,9848 ft 46 0,0518,84 ft 7,159 ft Friksi pada pipa, F f f v g Σ c d i L 0,008 (5, ) 7,159,17 0,0518, ft.lbf/lbm d. Perhitungan daya pompa Efisiensi motor, η 0,85 Tinggi pemompaan, z 0 ft Beda tekanan, P 0 Psi P g Kerja pompa, W f + z + F f ρ g aya pompa, P c , ,8985 ft.lbf/lbm W f ρ Q 550η, ,0911 0, ,85 0, Hp (dipakai pompa 1/0Hp).. Menara Pendingin Air/Water Cooling Tower (WCT) Fungsi : Mendinginkan air pendingin bekas dari 5 o C ke 8 o C Jenis : Counter flow induced draft cooling tower Material : Carbon Steel SA 5 Grade B a. Konsentrasi air dan wet bulb temperature Kondisi air masuk dan keluar menara: Suhu air masuk menara, T in 5 o C 95 o F Suhu air keluar menara, T out 8 o C 8,4 o F ari Fig.1-14, Perry, 1997: Wet bulb temperatur 80 o F (aproksimasi) Konsentrasi air,0 gal/men.ft

118 b. Spesifikasi menara pendingin ensitas air 5 C 99,965 kg/m (Perry, 1997) Laju massa air 895,6 kg/jam Laju volumetrik air 895,6 8,56777 m /jam 99,965 Faktor keamanan Kapasitas air, Q 0% volume air 1, 8,56777 m /jam 4,81 m /jam 4,81 m /jam 64,17 gal/m 60 men/jam 150,949 gal/menit Luas menara, A kapasitas air / konsentrasi air (150,949 gal/menit) / ( gal/ft. menit) 75,46747 ft Karena sel menara merupakan kelipatan 0 ft maka kombinasi yang digunakan: Panjang menara 0 ft dan lebar menara 0 ft (Ludwig,1977) Luas menara desain, A ft iambil performance menara 95% ari Fig. 1-15, Perry (1997), diperoleh tenaga kipas 0,05 hp/ft aya yang diperlukan 0,05 hp/ft 400 ft 14 hp 4. Pompa Menara Pendingin-01 (PU-09) Fungsi Jenis : Mensirkulasi air pendingin dari WCT ke unit proses : Centrifugal aliran radial Material : Carbon steel SA-8 grade C Jumlah : 1 unit ata: Laju alir, F 96 kg/jam (14,67406 lb/s) (dari Bab 7) Suhu operasi 8 o C ensitas Fluida, ρ 996,8 kg/m (6, lb/ft ) (Perry, 1997) Viskositas fluida, µ 0,9 cp (6, lb/ft.s) (Perry, 1997)

119 a. Spesifikasi pipa Laju volumetric, Q ρ F 14, ,58117 ft /s 6, iam. Optimum, o,9 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 1991),9 (0,58117) 0,45 (6,) 0,1,48868 in. ari Appendix C, Alan Foust (1980) dipakai pipa: Schedule number 40 Ukuran nominal 8 in. iameter dalam, d i 7,981 in. (0,665 ft) iameter luar, d o 8,65 in. (0,7187 ft) Tebal dinding, t 0, in. (0,068 ft) Luas muka, a 0,474 ft b. Friction factor Kecepatan linear, v Q a" 14, , ft/s 0,474 Bil. Reynold, Re ρ v d µ i 6, 0, ,665 6, ari Figure.10- Gean Koplis (198): igunakan material pipa berupa comercial steel Faktor roughness, ε 4, m Relative roughness ε d i ,51 5 4,6.10 0,07 Friction Factor, f 0,0041 0,000

120 c. Perhitungan ekivalensi pemipaan Pipa lurus 100 ft ari Appendix C, Alan Foust (1980): 1 gate valve fully open (L/ 1) 1 1 0,665 8,64 ft 1 elbow 90 0 standard (L/ 0) 1 0 0,665 19,95 ft Pipe entrance (k 0,5; L/ 45) 45 0,665 9,9 ft Pipe exit (k 1; L/ 70) 70 0,665 46,55 ft Total ekivalensi pemipaan, ΣL 05,06 ft Friksi pada pipa, F f vg ΣL f c d i (0, ) 05,06 (0,0041),17 0,665 0, ft.lbf/lbm d. Perhitungan daya pompa Efisiensi motor, η 0,85 Tinggi pemompaan, z 50 ft Beda tekanan, P 0 Psi P g Kerja pompa, W f + z + F f ρ g aya pompa, P c , ,00596 ft.lbf/lbm W f ρ Q 550η 50, , 1, ,85 1, hp (dipakai pompa hp) 5. Tangki Kondensat (CT) Fungsi : Menampung kondensat bekas untuk digunakan kembali Bentuk : Silinder horizontal dengan tutup elipsoidal dan insulasi Bahan : Carbon Steel SA-8 grade C

121 Kondisi operasi 150 o C; 1 Atm, close tank dengan safety release valve a. Perhitungan volume tangki Laju massa, F Waktu tinggal, t 548,0 kg/jam 1 jam ensitas, ρ 916,59 kg/m (Perry, 1997) Volume Fluida, V f F t ρ 548,0 1 5,75594 m 916,59 Ruang bebas direncanakan 0% volume fluida Volume tangki, V t (1 + 0,) 5, , m b. Perhitungan dimensi tangki Rasio /L ¾ Rasio axis tutup ½ Volume shell, V s 1 π L 4 Volume tutup, V c π (untuk rasio axis ½) 1 4 Volume tangki, V t V s + V c engan substitusi L diperoleh: 1 π L + 4 π 6, m 4 iameter tangki, V t 1 π + 4 π 6, π + π , m (70, in) Panjang tangki, L 4 iameter tutup, c 1, m 1 Panjang tutup, L c ( ) 4 1, , m 1 ½ (½ 1, ) 0, m c. Perhitungan tebal dinding shell tangki Tekanan set safety release valve pada 7 psi Tekanan uap, P u 476 kpa (69,07 Psi) > 14,7 Psi (1 atm)

122 Tekanan izin, S 1650 Psi (carbon steel SA-8 grade C) Ef. Sambungan, E 0,85 Izin korosi, CA 0,15 in. V f Tinggi level, H f V t 5, , , ,50057 m Tek. hidrostatis, P H ρ g H f 916,59 9,8 1, ,18 Pa (1, Psi) Faktor kelonggaran diambil 10% dari total Tekanan desain, P d (1 + 0,1) P H 1,1 1, , Psi Tebal baja shell, t s P d S E 1, P d + CA, , ,85 1,, ,15 in. ipakai baja dengan tebal 1/4 in. + 0,15 6. Pompa Kondensat (PU-10) Fungsi : Memompa kondensat ke ketel uap Jenis : Sentrifugal aliran radial Material : Carbon steel SA-5 grade C Jumlah : 1 unit ata: Laju alir, F 548,04 kg/jam (,181 lb/s) Suhu operasi 150 o C, 1 atm ensitas Fluida, ρ 916,59 kg/m (57,7 lb/ft ) (Perry, 1997) Viskositas fluida, µ 0,1 cp (1, lb/ft.s) (Perry, 1997)

123 a. Spesifikasi pipa Laju volumetric, Q ρ F,181 0, ft /s 57,7 iam. Optimum, o,9 Q 0,45 ρ 0,1,9 (0, ) 0,45 (57,7) 0,1 1, in. ari Appendik C, Alan Foust (1980) dipakai pipa: Schedule number 40 Ukuran nominal 1 in. iameter dalam, d i 1,049 in. (0,0874 ft) iameter luar, d o 1,15 in. (0,11 ft) Tebal dinding, t 0,1 in. (0,011 ft) Luas muka, a 0,006 ft b. Friction factor Kecepatan linear, v Q a" Bil. Reynold, Re 0, , ft/s 0,006 ρ v d µ i 57,7 9, ,0874 1, , Friction Factor, f 0,006 c. Perhitungan ekivalensi pemipaan Pipa lurus 0 ft ari Appendik C, Alan Foust (1980): 1 gate valve fully open (L/ 160) 1 1 0,0874 1,164 ft elbow 90 0 standard (L/ 0) 0 0,0874 5,44 ft

124 Pipe entrance (k 0,5; L/ ) Pipe exit (k 1; L/ 45) Total ekivalensi pemipaan, ΣL 0,0874 1,9 ft 45 0,0874,9 ft 4,8 ft Friksi pada pipa, F f vg ΣL f c d i (9, ) 4,8 (0,006),17 0,0874, ft.lbf/lbm d. Perhitungan daya pompa Efisiensi motor, η 0,85 Tinggi pemompaan, z 50 ft Beda tekanan, P 0 Psi P g Kerja pompa, W f + z + F f ρ g aya pompa, P c , ,94845 ft.lbf/lbm W f ρ Q 550η 5, ,7 9, ,85 0, hp (dipakai pompa 1/8 hp). 7. Pompa Menara Pendingin-0 (PU-11) Fungsi : memompa air dari menara pendingin menuju unit refigerasi Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Kondisi operasi: - Temperatur 8 C - ensitas air (ρ) 995,68 kg/m 6,16 lb/ft (Perry, 1997) - Viskositas air (µ) 0,8007 cp 1,97 lb/ft jam (Perry, 1997) - Laju alir massa (F) 4665,774 kg/jam, lb/detik

125 F,85768 lb /detik Laju alir volume, Q 0, ft /s ρ 6, lb /ft iameter optimum, e,9 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 1991) igunakan pipa dengan spesifikasi:,9 (0,045916) 0,45 (6,16) 0,1 1, in - Ukuran pipa nominal 5 in (Appendix C-6a, Foust, 1980) - Schedule pipa 40 - iameter dalam (I) 5,047 in 0,405 ft - iameter luar (O) 5,56 in 0,465 ft - Luas penampang dalam (a t ) 0,19 ft - Bahan konstruksi commercial steel Kecepatan linier, Bilangan Reynold, Q a 0,045916ft 0,19 ft v N t ρ v µ /s 0,087 ft/s ( 6,)( 0,087)( 0,405)( 600) Re 1, ,4 ari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa commercial steel dan diameter pipa in, diperoleh ε 5 4,6.10 0, ,181 ari Appendix C-, Foust, 1980, untuk N Re 14.95,4 dan f 0,0045. Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus, L 1 00 ft - 1 buah gate valve fully open ( L 1, Appendix C a, Foust, 1980) L 1 1 0,405 5,46 ft - buah standard elbow 90 ( L 0, Appendix C a, Foust, 1980) L 0 0,405 5, ft - 1 buah sharp edge entrance (K 0,5 ; 1980) L 4 0,405 1,45 ft ε 0,000588, diperoleh L, Appendix C c dan C d, Foust,

126 - 1 buah sharp edge exit (K 1,0 ; L 5 6 0,405 6,0759 ft Panjang pipa total (ΣL) 70,67 ft Faktor gesekan, F f v g c ΣL L 6, Appendix C c dan C d, Foust, 19) ( 0,0045)( 0,087) ( 70,67) 0, ft lbf /lbm (,174)( 0,556) Tinggi pemompaan, z 15 ft Static head, g z g c 15ft lb /lb f m v Velocity head, 0 g c P Pressure head, 0 ρ W s Δz g g c Δv + g , , ft lb Tenaga pompa, c ΔP + + F ρ f /lb m Ws Qρ P 550.η igunakan daya pompa standar 1/10 hp. ( 15,001819)( 0,045916)( 6,) 550.0,85 0, hp 8. Tangki Utilitas-0 (TU-0) Fungsi : Menampung air domestik sebelum didistribusikan Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-5, Grade B Jumlah : 1 Kondisi operasi : Temperatur 0 C Tekanan 1 atm ata : Laju alir massa air 10 kg/jam ensitas air (ρ) 995,68 kg/m Kebutuhan perancangan 0 hari

127 Faktor keamanan tangki 0%, Perhitungan Ukuran Tangki Volume air, Va 151,7767 m /hari Volume tangki, Vt 1, x 151,7767 m 18,104 m irencanakan perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki, H : : Volume silinder tangki (Vs) 1 V π H ,7m π m π 8 5,679 m 17,611 ft Hs 8,0519 6,4167 m 10 kg/jam x 4 jam/harix0hari 995,68 kg/m 151,7767 m Tinggi cairan dalam tangki 1/4π (5,679) 6,71 m Tebal inding Tangki Tekanan hidrostatik P hid ρ x g x l 996,4 kg/m x 9,8 m/det x 1,7 m 65,508 kpa Tekanan udara luar, P o 1 atm 101,5 kpa P operasi 65, ,5 kpa 166,8 kpa Faktor kelonggaran 10 % Maka, P design (1,1) (166,8 kpa) 18,516 kpa Joint efficiency 0,85 Allowable stress 1650 psia 8718,714 kpa Tebal dinding tangki: (Brownell,1959) (Brownell,1959)

128 P t SE 1,P (18,516kPa) (,18 m) (87.18,714 kpa)(0,85) 1,(10,46 0,00665 m 0,87 in Faktor korosi 1/ in kpa) 9. Pompa Tangki Utilitas-0 (PU-1) Fungsi : Memompa air dari Tangki Utilitas (TU-0) untuk kebutuhan domestik Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi: - Temperatur 0 C - ensitas air (ρ) 996,4 kg/m 6, lb m /ft (Perry, 1997) - Viskositas air (µ) 0,8007 cp 1,97 lb m /ft jam (Perry, 1997) - Laju alir massa (F) 10 kg/jam 0,186 lb m /detik F,687 lbm/detik Laju alir volume, Q 0,186 m /detik 0,06,0006 ft /s ft /s ρ 6, 6,16lb lb m /ft /ft m iameter optimum, i,opt 0,9 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 1991) 0,6 (, ) 0,45 (6,) 0,1 0,41 in Ukuran spesifikasi pipa : - Ukuran pipa nominal 5 in - Schedule pipa 40 - iameter dalam (I) 0,6 in 0,0518 ft - iameter luar (O) 5,84 in 0,07 ft - Luas penampang dalam (A t ) 0,0011 ft (Foust,1980)

129 - Bahan konstruksi commercial steel Kecepatan linier, Bilangan Reynold, Q a 0,06 ft /s 0,0006 ft /s,575 0,976 ft/s ft/s 0,00 0,0011 ft ft v N Re >4000, maka aliran turbulen. t ( 6,16)(,575)( 0,175)( 600) ρ v (6,)(,976)(0,401)(600) 5846,56 N Re 514,45998 μ 1,97 ari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa commercial steel diperoleh : 0,000 ari Appendix C-, Foust, 1980, untuk N Re 5846,56 dan diperoleh: f 0,06. Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus, L 1 50 ft - 1 buah gate valve fully open ; L 1 (App. C a, Foust, 1980) L 1 1 0,0518 0,674 ft - buah standard elbow 90 ; L 0 (App. C a, Foust, 1980) L 0 0,0518,108 ft ε ε 0,000, - 1 buah sharp edge entrance; K 0,5 ; L 18 (App.C c;c d, Foust, 1980) L 4 0,5 18 0,0518 0,466 ft - 1 buah sharp edge exit; K 1,0 ; L 7 (App.C c;c d, Foust, 1980) L 5 1,0 7 0,0518 1,9166 ft Panjang pipa total (ΣL) 56,164 ft Faktor gesekan, f v ΣL Σ F g c ( 0,05 (0,06)( )(,575,976) ) ( 7,81 (56,164) ), ft.lb 0,975 ft lb f /lb f /lb m m (,174)(0,401) 0,175) Tinggi pemompaan, z 0 ft g Static head, Δz 0 ft lbf /lb g v Velocity head, 0 c g c m

130 P Pressure head, ; ρ 0 ft.lbf /lb m - W f Δz g g c v ΔP ΣF g cα ρ ,698 (Foust, 1980),698 ft.lb f /lb m - Wf Qρ Tenaga pompa, P (,756 )(0,0006)(6, ) 550.π ,85 0,0095 hp igunakan daya pompa standar 1/0 hp. 0. Tangki Pelarutan Kaporit (TP-0) Fungsi : Tempat membuat larutan klorin untuk proses klorinasi air domestik Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Plate steel, SA-167, Tipe 04 Jumlah : 1 Kondisi operasi : Temperatur 8 0 C Tekanan 1 atm A. Volume tangki Kaporit yang digunakan ppm Kaporit yang digunakan berupa larutan 70% (% berat) Laju massa kaporit 0,0006 kg/jam ensitas larutan kaporit 70% 17 kg/m 79,411 lbm/ft (Perry, 1997) Kebutuhan perancangan Volume larutan, (V 1 ) 90 hari 0,0006 kg/jam x 4jam/hari x90 hari 0,7 x17 kg/m 0,0015 m Faktor kelonggaran 0%, maka : Volume tangki 1, x 0,00815 m 0,0018 m B. iameter dan tebal tangki

131 Volume silinder tangki (Vs) Vs π i Hs 4 dimana : Vs Volume silinder (ft ) itetapkan i Hs iameter dalam silinder (ft) Tinggi tangki silinder (ft) (Brownell & Young, 1959) : Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki Hs : i : Maka : Vs πi 8 πi 0, i 0,115 m 0,78 ft Hs 0,178 m 0,567 ft Tinggi cairan dalam tangki 0,0015m ( 1/ 4. π 0,115 ) 0,144m Tebal dinding tangki - P Hidrostatis ρ x g x h 17 kg/m x 9,8 m/s x 0,144 1,795 kpa Tekanan operasi, 1 atm 101,5 kpa P 1, ,5 10,1 kpa Faktor keamanan untuk tekanan 5% P desain 1,05 x (10,1) 108,76 kpa - irencanakan digunakan bahan konstruksi Plate steel SA-167, Tipe 04. ari Brownell & Young, item 4, Apendix, 1979, diperoleh data : Allowable working stress (s) psi 1976, kpa Efisiensi sambungan (E) 0,85 Faktor korosi 1/8 in (Timmerhaus, 1980) Tebal dinding silinder tangki :

132 P t SE 1,P t (108,76)(0,115) (1976,)(0,85) 1,(108,76) t 0,00006 m 0,004 in ari Tabel 5.4 Brownell & Young, 1979, dipilih tebal tangki standar 1/0 in C. aya Pengaduk tipe pengaduk : plat 6 balde turbin impeller jumlah baffle : 4 buah untuk turbin standar (Mc Cabe, 1999), diperoleh : t/i, ; t 0,115 m ; a 0,084 m (Brown, 1978) E/a 1 L/a ¼ ; E 0,084 m ; L ¼ x 0,084 m 0,0096 m W/a 1/5 ; W 1/5 x 0,084 m 0,00768 m J/t 1/1 ; J 1/1 x 0,115 m 0,0096 m Kecepatan pengadukan, N 1 rps Viskositas kaporit 70% 6, lbm/ft.det (Kirk Othmer, 1967) Bilangan Reynold, N Re ρn(i) µ (79,408)(1)(0,16) 6, , ari table 9-, McCabe, 1999, untuk N Re > diperoleh Np 4, sehingga : P c 5 Np N i ρ g (4,)(1) (0,16) (79,408),174(550) 5 5, Hp

133 Efisiensi motor penggerak 80% aya motor penggerak 7 5, , Hp 0,8 igunakan daya pompa standar 1 / 0 hp. 1. Pompa Kaporit (PU-14) Fungsi : memompa larutan kaporit dari tangki pelarutan kaporit ke tangki utilitas-0 Jenis : pompa injeksi Bahan konstruksi : commercial steel Kondisi operasi: - Temperatur 8 C - ensitas kaporit (ρ) 17 kg/m 79,411 lb m /ft (Perry, 1997) - Viskositas kaporit (µ) 6, lb m /ft detik (Perry, 1997) - Laju alir massa (F) 0,0006 kg/jam, lb m /detik -7 F, lbm/detik 9 Laju alir volume, Q 4, ft /s ρ 79,411 lbm/ft iameter optimum, e 0,1 Q 0,45 ρ 0,1 (Timmerhaus, 1980) 0,1 (4, ) 0,4 (0,001) 0,, m 1, in igunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal 1/8 in (Foust, 1980) - Schedule pipa 40 - iameter dalam (I) 0,69 in 0,04 ft - iameter luar (O) 0,405 in 0,08 ft - Luas penampang dalam (a t ) 0,0004 ft - Bahan konstruksi commercial steel 9 Q 4, ft /s 5 Kecepatan linier, v 1,17.10 ft/s a 0,0004 ft Bilangan Reynold, t ρ v μ 5 ( 79,411)( 1,17.10 )( 0,04) NRe 4 6, ,001

134 Aliran adalah laminar, maka dari Appendix C-, Foust, 1980, diperoleh f 16/N Re 64/0, ,5 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus, L 1 15 ft - buah gate valve fully open ( L 1, Appendix C a, Foust, 1980) L 1 0,04 0,584 ft - 1 buah standard elbow 90 ( L 0, Appendix C a, Foust, 1980) L x 0 0,04 1,5 ft - 1 buah sharp edge entrance (K 0,5 ; 1980) L 4 0,5 1 0,04 0,15 ft - 1 buah sharp edge exit (K 1,0 ; 1980) L 5 1,0 8 0,04 0,6 ft L 1, Appendix C c dan C d, Foust, L 8, Appendix C c dan C d, Foust, Panjang pipa total (ΣL) ,87 + 1,5 + 0,15 + 0,6,70 ft Faktor gesekan, f v ΣL F gc Tinggi pemompaan, z 10 ft g Static head, Δz 10ft lbf /lb g c v Velocity head, 0 g c Pressure head, P 1 P, P 0 g Δv ΔP Ws Δz F g g ρ c c 5 ( 515,5)( 1,17.10 ) (,70) (,174)( 0,04) m 1, ft lb f /lb m , ft lb Tenaga pompa, f /lb m 6

135 P Ws Qρ ( 10)( 4, )( 79,411) 550 Untuk efisiensi pompa 80 %, maka Tenaga pompa yang dibutuhkan 0,8 6, igunakan daya pompa standar 1 / 0 hp.. Ketel Uap (KU) Fungsi : Menyediakan uap untuk keperluan proses Jenis : Ketel pipa api Kondisi uap keluar boiler 150 o C, 1 Atm (Superheated steam) 9 9 Hp 1, Hp a. Kebutuhan panas ketel uap ari Bab VII, diperoleh: Laju massa steam, F s 6560,08 kg/jam 1446,77 lbm/jam Uap panas yang digunakan pada suhu C, 1 Atm Kalor laten steam (H) 56,9 kj/jam,9 Btu/jam 4,5 P 970, w H 1446,4,9 P 4,5 970, 965,104 hp b. Spesifikasi ketel uap ipakai unit ketel uap dengan ukuran sama Heat transfer area, A W 10 ft /hp (Elonka, 1959) 965, ft /hp 9651,04 ft Spesifikasi tube, dari Table 10 Kern (1965) diperoleh: Inside diameter in Luas selubung 0,917 ft /ft (outside area) Panjang tube, L 1ft A Jumlah tube, N t a" L 9651,04 877,048 tube (dipakai 877 tube/unit boiler) 0,917 1

136 LAMPIRAN E ANALISA EKONOMI alam pra rancangan pabrik etanol digunakan asumsi sebagai berikut: Pabrik beroperasi selama 0 hari dalam setahun. Kapasitas maksimum adalah kl/tahun. Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau purchased-equipment delivered (Peters dkk,004). Harga alat disesuaikan dengan basis 4 Februari 011, dimana nilai tukar dollar terhadap rupiah adalah US$ 1 Rp 8.995,- (Bank Mandiri, 4 Februari 011). LE.1 Modal Investasi Tetap (Fixed Capital Investment) LE.1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) LE Biaya Tanah Lokasi Pabrik Menurut keterangan masyarakat setempat, biaya tanah pada lokasi pabrik berkisar Rp /m. Luas tanah seluruhnya 7850 m Harga tanah seluruhnya 7850 m Rp /m Rp Biaya perataan tanah diperkirakan 5% dari harga tanah seluruhnya (Peters dkk, 004). Biaya perataan tanah 0,05 Rp ,- Rp ,- Total biaya tanah (A) Rp ,-+ Rp ,- Rp ,- LE.1.1. Harga Bangunan Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya No. Nama Bangunan Luas Harga (m) (Rp/m) Jumlah (Rp) 1 Pos Keamanan Parkir (*) Taman (*) Ruang Kontrol Areal Proses Perkantoran Tabel LE.1. Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya ( Lanjutan ) Luas Harga No. Nama Bangunan (m ) (Rp/m Jumlah (Rp) )

137 7 Laboratorium Poliklinik Kantin Ruang ibadah Perpustakaan Bengkel Gudang Peralatan Pemadam Kebakaran Areal Bahan Baku Areal Produk Areal Utilitas Pembangkit Uap Pembangkit Listrik Areal Perluasan (*) Perumahan Karyawan Total Harga bangunan saja Rp ,- (*) Harga sarana Rp ,- (parkir, taman, dan areal perluasan) Total biaya bangunan dan sarana (B) Rp ,- LE.1.1. Perincian Harga Peralatan Harga peralatan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut: m X I x C x C y (Peters dkk,004) X1 I y dimana: C x harga alat pada tahun yang diinginkan C y X 1 X I x I y m harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia kapasitas alat yang tersedia kapasitas alat yang diinginkan indeks harga pada tahun yang diinginkan indeks harga pada tahun yang tersedia faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat) Untuk menentukan indeks harga pada tahun 011 digunakan metode regresi koefisien korelasi:

138 [ n ΣX i Yi ΣX i ΣYi ] ( ΣX ) n ΣY r (Montgomery, 199) ( n ΣX ) ( ( ΣY ) ) i i i i Tabel LE. Harga Indeks Marshall dan Swift No. Tahun (Xi) Indeks (Yi) Xi.Yi Xi² Yi² Total Sumber: Tabel 6-. Peters dkk, 004 ata: n 14 Xi 797 Yi XiYi Xi² Yi² engan memasukkan harga-harga pada Tabel LE-. maka diperoleh harga koefisien korelasi: r (14). (807996) (797)(14184) [(14). ( ) (797)²] [(14)( ) (14184)² ] ½ 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

139 dengan: Y indeks harga pada tahun yang dicari (011) X variabel tahun ke n 1 a, b tetapan persamaan regresi Tetapan regresi ditentukan oleh : b ( n ΣX Y ) ( ΣX ΣY ) i i i ( n ΣX ) ( ΣX ) ΣYi. ΣXi a n. ΣXi i ΣXi. ΣXi.Yi ( ΣXi) 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 16,809X 58,8 engan demikian harga indeks pada tahun 011 adalah: Y 16,809(011) 58,8 Y 174,099 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. Tangki Pemasak Kapasitas tangki. X 0,65 m. ari Gambar LE.1. diperoleh untuk harga kapasitas tangki (X 1 ) 1 m³ pada tahun 00 adalah (C y ) US$ ari Tabel 6-4. Peters et.al., 004, faktor eksponen untuk tangki adalah (m) 0,57. Indeks harga pada tahun 00 (I y ) 110.

140 10 6 Capacity, gal Purchased cost, dollar Mixing tank with agitator 04 Stainless stell Carbon steel 10 kpa (0 psig) Carbon-steel tank (spherical) Jan,00 P Capacity, m Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Sebuah Tangki (Peters et.al., 004) Indeks harga tahun 011 (I x ) adalah 174,099, maka estimasi harga tangki untuk (X ) 0,65 m adalah: C x US$ ,65 1 0,57 174, C x US$ 4619,9 (Rp 8.995,-)/(US$ 1) C x Rp ,-/unit engan cara yang sama diperoleh perkiraan harga alat lainnya yang dapat dilihat pada Tabel LE. untuk perkiraan peralatan proses dan Tabel LE.4 untuk perkiraan peralatan utilitas. Tabel LE. aftar Harga Peralatan Proses No Nama alat Jumlah unit Harga / unit (Rp) Harga total (Rp) 1 Belt conveyor Bak pencuci Belt conveyor

141 4 Cruser Screw conveyor Raw mil Screw conveyor Tangki pemasak Pompa Cooler Pompa Fermentor RVF Bak penampungan Ampas Pompa estilasi Pompa Kondensor Tangki penampung Etanol Pompa Pompa Reboiler Tangki Penampung CO Tangki Penampung 4 Saccharomyces Tangki Penyimpan (NH 4 ) SO Tangki Penyimpan H SO Tabel LE.4 aftar Harga Alat Utilitas No. Kode Alat Unit Ket*) Harga/Unit Harga Total 1 SC 1 I Rp Rp PU-01 1 I Rp Rp BS 1 I Rp Rp

142 4 PU-1 1 I Rp Rp TP-04 1 I Rp Rp PU-14 1 I Rp Rp TP-01 1 I Rp Rp PU-0 1 I Rp Rp TP-0 1 I Rp Rp PU-0 1 I Rp Rp CL 1 I Rp Rp TU-01 1 I Rp Rp PU-04 1 I Rp Rp SF 1 I Rp Rp MA 1 I Rp Rp Sub Total Impor Rp CE 1 NI Rp PU-06 1 NI Rp AE 1 NI Rp PU-07 1 NI Rp E 1 NI Rp BFW 1 NI Rp PU-08 1 NI Rp WCT 1 NI Rp PU-09 1 NI Rp CT NI Rp PU-10 1 NI Rp PU-1 1 NI Rp TU-0 1 NI Rp PU-1 1 NI Rp TP-0 1 NI Rp PU-14 1 NI Rp KU 1 NI Rp Sub Total non-impor Rp Harga Total Rp *) Keterangan : I: untuk peralatan impor. NI: untuk peralatan non impor. Tabel LE.5 aftar Harga Peralatan yang ibuat i tempat No Nama alat Kode Jumlah unit Harga / unit Harga total 1 Bak penampungan BP Bak pengendapan BP Bak penetralan BP Bak air proses BP

143 5 Bak air stabilisasi BP Bak air pendingin BP Bak air umpan Boiler BP Harga peralatan proses dan utilitas dapat dilihat pada Tabel LE. dan LE.4 Cx H.alat proses + H.alat utilitas + H.alat yg dibuat ditempat Rp Rp Rp Rp Biaya impor dan transportasi tiba di lokasi (EC) elivery Equipment Cost EC 1,4 (Rp ,- + Rp ,-) + (1,1 + Rp ,-) Rp ,- Biaya pemasangan diperkirakan 0% dari total harga peralatan (Peters dkk, 004). Biaya pemasangan 0,0 Rp ,- Rp ,- Harga peralatan + biaya pemasangan (C): Rp ,- + Rp ,- Rp ,- LE Perkiraan Capital Investment (Modal Tetap) Capital Investment dihitung berdasarkan harga-harga alat dan disesuaikan dengan Tabel 6 17, hal 7 Peters Ed.6 1. Biaya Langsung (irect Cost) a. Harga alat-alat tiba di lokasi (E) 100 % Rp b. Instrumen dan alat kontrol 5 % x E Rp c. Perpipaan dan pemasangan 1 % x E Rp d. Insulasi 18 % x E Rp

144 e. Instalasi listrik 11 % x E Rp f. Inventaris kantor 55 % x E Rp g. Perlengkapan keamanan dan kebakaran 10 % x E Rp h. Sarana Transportasi Tabel LE.6 Biaya Sarana Transportasi N Harga/ Unit Harga Total Jenis Kendaraan Unit Tipe o. (Rp) (Rp) 1 Komisaris Toyota Camry Rp Rp irektur 1 Fortuner Rp Rp Manajer 4 Kijang Innova Rp Rp Bus Karyawan Bus Rp Rp Truk Truk Rp Rp Mobil Pemasaran Inova iesel Rp Rp Mobil Pemadam Kebakaran Truk Tangki Rp Rp Total Rp (Sumber: 1 Agustus 010) Total biaya langsung (A) Rp Biaya Tak Langsung a. Teknik dan servis % x E Rp b. Konstruksi 41 % x E Rp c. Legalitas 4 % x E Rp d. Biaya kontraktor % x E Rp e. Biaya tak terduga 44 % x E Rp Total biaya tak langsung (B) Rp Total MIT Total biaya langsung (A) + Total biaya tak langsung (B) Rp ,- + Rp ,- Rp ,-

145 LE. Modal Kerja Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama bulan (90 hari). LE..1 Persediaan Bahan Baku LE..1.1 Bahan Baku Proses 1. Ubi Kayu Kebutuhan kg/jam Harga Rp 1.500,-/kg (Trubus, 11 Maret 011) Harga total 90 hari 4 jam/hari kg/jam Rp Rp ,-. Saccharomyces Cerevisae Kebutuhan 1506,0117 kg/jam Harga Rp 6.000,-/kg (PT. Indokemika Jayatama, 011) Harga total 90 hari 4 jam/hari 1506,0117 kg/jam Rp Rp ,-. H SO 4 Kebutuhan 10,48 kg/jam Harga Rp ,-/ltr (PT. Indokemika Jayatama, 011) Harga total 90 hari 4 jam/hari 10,48 kg/jam Rp Rp ,- 4. (NH 4 ) SO 4 Kebutuhan 10,48 kg/jam Harga Rp ,- (PT. Indokemika Jayatama, 011) Harga total 90 hari 4 jam/hari 10,48 kg/jam Rp Rp ,- LE..1. Persediaan Bahan Baku Utilitas 1. Alum. Al (SO 4 ) Kebutuhan,6 kg/jam Harga Rp.500,-/kg (PT. Bratachem, 011) Harga total 90 hari 4 jam/hari,6 kg/jam Rp.500,- /kg Rp ,-. Soda abu. Na CO

146 Kebutuhan 1,75 kg/jam Harga Rp 500,-/kg (PT. Bratachem, 011) Harga total 90 hari 4 jam/hari 1,75 kg/jam Rp 500,-/kg Rp ,-. Kaporit Kebutuhan 0,0006 kg/jam Harga Rp 1.000,-/kg (PT. Bratachem, 011) Harga total 90 hari 4 jam/hari 0,0006 kg/jam Rp 1.000,-/kg Rp 15.55,- Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama bulan (90 hari) adalah Rp ,- LE.. Kas LE...1 Gaji Pegawai Tabel LE.7 Perincian Gaji Pegawai Jabatan Jumlah Gaji/bulan(Rp) Jumlah gaji/bulan (Rp) ewan Komisaris irektur Staf Ahli Sekretaris Manajer Produksi Manajer Teknik Manajer Umum dan Keuangan Manajer Pembelian dan Pemasaran Kepala Seksi Proses Kepala Seksi Laboratorium R& Kepala Seksi Utilitas Kepala Seksi Mesin Kepala Seksi Listrik Kepala Seksi Instrumentasi

147 Kepala Seksi Pemeliharaan Pabrik Kepala Seksi Keuangan Kepala Seksi Administrasi Kepala Seksi Personalia Kepala Seksi Humas Kepala Seksi Keamanan Kepala Seksi Pembelian dan Pemasaran Karyawan Produksi Karyawan Teknik Karyawan Umum dan Keuangan Karyawan Pembelian dan Pemasaran okter Perawat Petugas Keamanan Petugas Kebersihan Supir Jumlah Total gaji pegawai selama 1 bulan Rp ,- Total gaji pegawai selama bulan Rp ,- LE... Biaya Administrasi Umum iperkirakan 0% dari gaji pegawai (Peters dkk, 004) 0, Rp ,- Rp ,- LE... Biaya Pemasaran iperkirakan 0% dari gaji pegawai (Peters dkk, 004) 0, Rp ,- Rp ,- LE...4 Pajak Bumi dan Bangunan asar perhitungan Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) mengacu kepada Undang- Undang RI No. 0 Tahun 000 Jo UU No. 1 Tahun 1997 tentang Bea Perolehan Hak atas Tanah dan Bangunan sebagai berikut:

148 Yang menjadi objek pajak adalah perolehan hak atas tanah dan atas bangunan (Pasal ayat 1 UU No.0/00). asar pengenaan pajak adalah Nilai Perolehan Objek Pajak (Pasal 6 ayat 1 UU No.0/00). Tarif pajak ditetapkan sebesar 5% (Pasal 5 UU No.1/97). Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak ditetapkan sebesar Rp (Pasal 7 ayat 1 UU No.1/97). Besarnya pajak yang terutang dihitung dengan cara mengalikkan tarif pajak dengan Nilai Perolehan Objek Kena Pajak (Pasal 8 ayat UU No.1/97). Maka berdasarkan penjelasan di atas. perhitungan PBB ditetapkan sebagai berikut : Wajib Pajak Pabrik Pembuatan Etanol Nilai Perolehan Objek Pajak - Tanah Rp ,- - Bangunan Rp ,- Total NJOP Rp ,- Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak (Rp ,- - Nilai Perolehan Objek Pajak Kena Pajak Rp ,- Pajak yang Terutang (5% NPOPKP) Rp ,- Tabel LE.8 Perincian Biaya Kas No. Jenis Biaya Jumlah 1 Gaji Pegawai Rp Administrasi Umum Rp Pemasaran Rp Pajak Bumi dan Bangunan Rp Total Rp LE.. Biaya Start-Up iperkirakan 8 % dari Modal Investasi Tetap (Peters dkk, 004) 0,08 Rp ,- Rp ,- LE..4 Piutang agang IP P HPT 1 dimana: P piutang dagang

149 IP jangka waktu kredit yang diberikan ( bulan) HPT hasil penjualan tahunan Penjualan: 1. Harga jual Etanol Rp ,-/ltr (BPS Indonesia, 011) Produksi Etanol 8964,6464 kg/jam Hasil penjualan etanol tahunan yaitu: 8964,6464 kg/jam 4 jam/hari 0 hari/tahun Rp ,-/ltr Rp ,- Piutang agang 1 Rp ,- Rp ,- Perincian modal kerja dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel LE.9 Perincian Modal Kerja No. Jenis Biaya Jumlah 1 Bahan Baku Proses dan Utilitas Rp Kas Rp Start Up Rp Piutang agang Rp Rp 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 ,-

150 LE. Biaya Produksi Total LE..1 Biaya Tetap (Fixed Cost FC) LE..1.1 Gaji Tetap Karyawan Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah bulan gaji yang diberikan sebagai tunjangan. Sehingga : Gaji total (1 + ) Rp ,- Rp ,- LE..1. Bunga Pinjaman Bank Bunga pinjaman bank adalah 14% dari total pinjaman dari bank (Bank Mandiri, 011). 0,14 Rp ,- Rp ,- LE..1. epresiasi 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 line method. asar 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.10 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 000 Kelompok Harta Berwujud Masa (tahun) Tarif (%) Beberapa Jenis Harta I.Bukan Bangunan 1.Kelompok Mesin kantor. perlengkapan. alat perangkat/ tools industri.. Kelompok Mobil. truk kerja. Kelompok Mesin industri kimia. mesin industri mesin II. Bangunan

151 Permanen 0 5 Bangunan sarana dan penunjang (Sumber: Waluyo, 000 dan Rusdji, 004) epresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol. dimana: P L n P L n depresiasi per tahun harga awal peralatan harga akhir peralatan umur peralatan (tahun) Tabel LE.11 Perhitungan Biaya epresiasi sesuai UU RI No. 17 Tahun 000 Umur Komponen Biaya (Rp) (tahun) epresiasi (Rp) Bangunan Peralatan proses dan utilitas Instrumentasi dan alat control Perpipaan Insulasi Instalasi listrik 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

152 azas (UURI 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 perkiraan harta tak berwujud yang dimaksud (Rusdji. 004). Untuk masa 4 tahun. maka biaya amortisasi adalah 5% dari MITTL sehingga: Biaya amortisasi 0,5 Rp ,- Rp ,- Total Biaya epresiasi dan Amortisasi Rp ,- + Rp ,- Rp ,- LE..1.4 Biaya Tetap Perawatan Biaya tetap perawatan terbagi menjadi: 1. Perawatan mesin dan alat-alat proses Perawatan mesin dan peralatan dalam industri proses berkisar sampai 0%. diambil 8% dari harga peralatan terpasang di pabrik (Peters dkk, 004). Biaya perawatan mesin 0,08 Rp ,- Rp ,-. Perawatan bangunan iperkirakan 8 % dari harga bangunan (Peters dkk, 004). 0,08 Rp ,- Rp ,-. Perawatan kendaraan iperkirakan 8% dari harga transportasi (Peters dkk, 004). 0,08 Rp Rp ,- 4. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol iperkirakan 8% dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Peters dkk, 004). 0,08 Rp ,-

153 Rp ,- 5. Perawatan perpipaan iperkirakan 8 % dari harga perpipaan (Peters dkk, 004). 0,08 Rp ,- Rp ,- 6. Perawatan instalasi listrik iperkirakan 8% dari harga instalasi listrik (Peters dkk, 004). 0,08 Rp ,- Rp ,- 7. Perawatan insulasi iperkirakan 8% dari harga insulasi (Peters dkk, 004). 0,08 Rp ,- Rp ,- 8. Perawatan inventaris kantor iperkirakan 8% dari harga inventaris kantor (Peters dkk, 004). 0,08 Rp ,- Rp ,- 9. Perawatan perlengkapan kebakaran iperkirakan 8% dari harga perlengkapan kebakaran (Peters dkk, 004). 0,08 Rp ,- Rp ,- Total Biaya Perawatan Rp ,- LE..1.5 Biaya Tambahan Industri (Plant Overhead Cost) Biaya tambahan industri ini diperkirakan 10% dari modal investasi tetap. (Peters dkk, 004) Plant Overhead Cost 0,1 Rp ,- Rp ,- LE..1.6 Biaya Administrasi Umum

154 Biaya administrasi umum selama bulan adalah Rp ,- Biaya administrasi umum selama 1 tahun 4 Rp ,- Rp ,- LE..1.7 Biaya Pemasaran dan istribusi 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 Rp ,- Rp ,- Biaya pemasaran dan distribusi Rp ,- LE..1.8 Biaya Laboratorium. Penelitian dan Pengembangan iperkirakan 5% dari biaya tambahan industri (Peters dkk, 004). 0,05 Rp ,- Rp ,- LE..1.9 Hak Paten dan Royalti iperkirakan 1% dari modal investasi tetap (Peters dkk, 004). 0,01 Rp ,- Rp ,- LE Biaya Asuransi 1. Biaya asuransi pabrik adalah 0, % dari modal investasi tetap langsung (Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia- AAJI, 011). 0,001 Rp ,- Rp ,-. Biaya asuransi karyawan Premi asuransi Rp /tenaga kerja (PT Prudential Life Assurance, 011). Maka biaya asuransi karyawan 147 orang Rp ,-/orang Rp ,-

155 Total biaya asuransi Rp ,- LE Pajak Bumi dan Bangunan Pajak Bumi dan Bangunan adalah Rp ,- Total Biaya Tetap (Fixed Cost) Rp ,- LE.. Biaya Variabel LE...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 adalah: 0 Rp ,- Rp ,- 90 LE... Biaya Variabel Tambahan Biaya variabel tambahan terbagi menjadi: 1. Biaya Perawatan dan Penanganan Lingkungan iperkirakan 5% dari biaya variabel bahan baku 0,05 Rp ,- Rp ,-. Biaya Variabel Pemasaran dan istribusi iperkirakan 1% dari biaya variabel bahan baku 0, ,- Rp ,- Total biaya variabel tambahan Rp ,- LE... Biaya Variabel Lainnya iperkirakan 5% dari total biaya variabel tambahan 0,05 Rp ,-

156 Rp ,- Total Biaya Variabel Rp ,- Total Biaya Produksi Biaya Tetap + Biaya Variabel Rp ,- + Rp ,- Rp ,- LE.4 Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan LE.4.1 Laba Sebelum Pajak (Bruto) Laba atas penjualan Total penjualan Total biaya produksi Rp ,- Rp ,- Rp ,- Bonus perusahaan untuk karyawan 0,5% dari keuntungan perusahaan 0,005 Rp ,- Rp ,- Pengurangan bonus atas penghasilan bruto sesuai dengan UU RI No. 17/00 Pasal 6 ayat 1 sehingga: Laba sebelum pajak (bruto) Laba Perusahaan Bonus Karyawan Rp ,- - Rp Rp ,- LE.4. Pajak Penghasilan Berdasarkan UU RI Nomor 17 ayat 1 Tahun 000. Tentang Perubahan Ketiga atas Undang-undang Nomor 7 Tahun 198 Tentang Pajak Penghasilan adalah (Rusjdi. 004): Penghasilan sampai dengan Rp ,- dikenakan pajak sebesar 10 %. Penghasilan Rp ,- sampai dengan Rp ,- dikenakan pajak sebesar 15 %. Penghasilan di atas Rp ,- dikenakan pajak sebesar 0 %. Maka pajak penghasilan yang harus dibayar (PPh) adalah: 0 % (Rp ,- Rp ) Rp ,-

157 LE.4. Laba setelah pajak Laba setelah pajak laba sebelum pajak PPh Rp ,- Rp ,- Rp ,- LE.5 Analisa Aspek Ekonomi LE.5.1 Profit Margin (PM) Laba sebelum pajak PM 100 % Total penjualan Rp ,- PM 100% Rp ,- PM 1,87 % LE.5. Break Even Point (BEP) Biaya Tetap BEP 100 % Total Penjualan Biaya Variabel Rp ,- BEP 100 % Rp ,- Rp ,- BEP 0,0 % Kapasitas produksi pada titik BEP 0,0 % kl/tahun 7.70,11 kl/tahun Nilai penjualan pada titik BEP 0,0 % Rp ,- Rp ,- LE.5. Return on Investment (ROI) ROI ROI Laba setelah pajak 100 % Total Modal Investasi Rp ,- 100 % Rp ,- ROI 18,1 %

158 LE.5.4 Pay Out Time (POT) 1 POT 1 tahun 0,181 POT 5,4 tahun LE.5.5 Return on Network (RON) RON RON Laba setelah pajak 100 % Modalsendiri Rp ,- 100 % Rp ,- RON 0,5 % LE.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. - ari Tabel LE.1. diperoleh nilai IRR 1,88 %

159 Gambar LE. Skema Break Even Chart Pabrik Etanol ari Ubi Kayu engan Kapasitas kl/tahun LE-5

160 Tabel L.E 1 ata Perhitungan Internal Rate Of Return (IRR) Tahun Laba Kotor PPh Laba Bersih epresiasi Net Cash Flow P/F (i%,n) PV P/F (i%,n) PV Rp Rp Rp Rp ,00 Rp ,00 Rp Rp Rp ,877 Rp ,81008 Rp Rp ,40 Rp ,8 Rp Rp Rp ,7695 Rp ,66098 Rp Rp ,4 Rp ,0 Rp Rp Rp ,6750 Rp ,5784 Rp Rp ,77 Rp ,0 Rp Rp Rp ,591 Rp ,46897 Rp Rp ,45 Rp ,84 Rp Rp Rp ,5194 Rp ,5501 Rp Rp ,40 Rp ,7 Rp Rp Rp ,4556 Rp ,88781 Rp Rp ,64 Rp ,69 Rp Rp Rp ,996 Rp ,478 Rp Rp ,0 Rp ,06 Rp Rp Rp ,506 Rp , Rp Rp , Rp ,67 Rp Rp Rp ,075 Rp , Rp Rp ,44 Rp ,8 Rp Rp Rp ,697 Rp ,16168 Rp Total Rp Rp IRR 14% x (% 14%) ( ) 1,88 %