LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Transkripsi

1 LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Kapasitas produksi : 2000 ton/tahun Waktu kerja per tahun : 330 hari Basis perhitungan : 000 ton/tahun bahan baku RBDPs. Kapasitas produksi per jam 2000 ton tahun hari 000 kg x x x tahun 330 hari 24 jam ton 55,555 kg.jam Keterangan dari singkatansingkatan yang digunakan: RBDPs Refined Bleaching Deodorized Palm Stearin DEA dietanolamida DEN dietanolamina

2 No Tabel A. Tabel BM Senyawa senyawa Kimia yang digunakan BM (kg.kmol Senyawa Rumus Molekul ) Dietanolamina NH(C2H4OH)2 05,4 2 Natrium Metoksida NaOCH3 54,03 3 Metanol CH3OH 32,043 4 Dietil Eter (C2H5)2O 72,2 5 Gliserol C3H8O3 92,09 6 Tri Laurat C39H74O Tri Miristat C45H86O Tri Palmitat C5H98O Tri Stearat C57H0O Tri Arachidat C63H22O6 974 Tri Oleat C48H4O Tri Linoleat C48H98O Asam Laurat Dietanolamida C2H23ON(C2H4OH) Asam Miristat Dietanolamida C4H27ON(C2H4OH) Asam Palmitat Dietanolamida C6H3ON(C2H4OH) Asam Stearat Dietanolamida C8H35ON(C2H4OH) Asam Arachidat Dietanolamida C20H39ON(C2H4OH) Asam Oleat Dietanolamida C8H33ON(C2H4OH) Asam Linoleat Dietanolamida C8H3ON(C2H4OH)2 367

3 Tabel A.2 Menghitung BM ratarata RBDPs Panjang Persentase Senyawa Rantai BM ratarata (%) Karbon TriLaurat C TriMiristat C TriPalmitat C TriStearat C TriArachidat C TriOlein C8: TriLinolein C8: Trigliserida(RBDPs) Total Jadi, berat molekul ratarata RBDPs adalah 835,92929 kg.kmol Tabel A.3 Menghitung BM ratarata Dietanolamida Persentase Senyawa BM ratarata (%) Laurat Dea Miristat Dea Palmitat Dea Stearat Dea Arachidat Dea Oleat Dea Linoleat Dea Total 0,0000, , , , , , , , , , , , , , Jadi, berat molekul ratarata dietanolamida adalah 352, kg.kmol

4 Diketahui data :. Perbandingan mol dietanolamina dan RBDPs adalah 3 : 2. Jumlah katalis natrium hikdroksida yang digunakan (NaOCH3) sebanyak 0,3% dari total berat reaktan 3. Konversi RBDPs adalah 95 %. 4. Perbandingan NaOCH3 : Metanol : 3 (Bailey, 2005). Cara perhitungan yang digunakan adalah cara perhitungan alur maju. Basis perhitungan 000 ton/tahun (26, kg.jam) bahan baku, produksi yang diperoleh 5, kg.jam. Jadi untuk memperoleh produksi 55,555 kg.jam(2000 ton/tahun), maka bahan baku yang dibutuhkan 4773, kg / jam x26, kg / jam 5, kg / jam 55,555 kg/jam Berikut ini adalah perhitungan neraca massa pada setiap peralatan proses.. Mixer I (M40) Perhitungan : Alur 7 : Jumlah katalis natrium hikdroksida yang digunakan natrium metoksida sebanyak 0,3% dari total berat reaktan: F7NaOCH3 0,003 x (F2RBDPs + F9DEN) 0,003 x (55, , ) kg.jam 6, kg.jam N7NaOCH3 F7NaOCH3/ BM NaOCH3 6, kg.jam/ 54,03 kg.kmol 0, kmol.jam

5 Alur 6 : Dari data diketahui bahwa perbandingan berat NaOCH3 : Metanol : 3, dengan demikian : F6CH3OH 3 x F7 NaOCH3 6, kg.jam 8, kg.jam N6 CH3OH F6CH3OH / BM CH3OH 8, kg.jam/ 32,043kg.kmol 0, kmol.jam Neraca Massa Mixer (M40) Masuk Alur 7 Keluar Alur 8 (kg.jam ) (kg.jam) (kg.jam) NaOCH CH3OH Komponen Alur 6 F (kg.jam ) Total

6 2. Mixer I (M50) Alur 8 F8NaOCH3 6, kg.jam N7NaOCH3 0, kmol.jam F8CH3OH 8, kg.jam N8 CH3OH 0, kmol.jam Alur 4 N4DEN 3 x N2RBDPs 3 x, kmol.jam 5, kmol.jam F4DEN N4DEN x BM DEN 5, kmol.jamx 05 kg.kmol 570, kg.jam Alur 9 F8NaOCH3 6, kg.jam N7NaOCH3 0, kmol.jam F8CH3OH 8, kg.jam N8 CH3OH 0, kmol.jam F4DEN 570, kg.jam N4DEN 5, kmol.jam

7 3. Reaktor Amidasi (R0) Reaksi yang terjadi di dalam reaktor (R20) adalah : O O C R O OH CH2 CH2 OH CH2 CH2 OH O + HO 3RC N CH2 CH2 OH O +3HN R2 C O CH2 CH2 OH OH O C R 3 Trigliserida dietanolamin Dietanolamida Perhitungan : Alur 2 F2RBDPs 55,555 kg.jam N2RBDPs F2RBDPs /BM RBDPs 55,.555 kg.jam/835,92929.kmol, kmol.jam Alur 9 N9DEN 3 x N2RBDPs 3 x, kmol.jam 5, kmol.jam F9DEN N9DEN x BM DEN 5, kmol.jamx 05 kg.kmol 570, kg.jam N9NaOCH3 N2NaOCH3 0, kmol.jam Gliserol

8 F9NaOCH3 F2NaOCH3 6, kg.jam N9 CH3OH N2 CH3OH 0, kmol.jam F9 CH3OH F2 CH3OH 8, kg.jam Laju reaksi (r) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan di bawah ini : (Reklaitis, 983) Karena RBDPs merupakan reaktan pembatas (limiting reactant) dengan jumlah mol paling sedikit, maka laju reaksi dapat dihitung : r, x 0,95 ( ) r, kmol.jam N2RBDPs sisa N2RBDPs σrbdps., kmol.jam (, kmol.jam) 0, kmol.jam F2RBDPs sisa N2RBDPs x BM RBDPs 0, kmol.jam x 835,92929.kmol 75, kg.jam N2DEN sisa N9DEN σden. r 5, kmol.jam 3(, kmol.jam) 0, kmol.jam F2DENsisa N2DEN x BM DEN 0, kmol.jamx 05,4 kg.kmol 28, kg.jam NDENbereaksi 3 (, kmol.jam) 5, kmol.jam FDENbereaksi 5, kmol.jam x 05,4 kg.kmol 542, kg.jam N2DEA N9DEA +σdea. r

9 0 +3 (, kmol.jam) 5, kmol.jam F2DEA N2DEA x BM DEA (5, kmol.jamx 352, kg.kmol) 823,38297 kg.jam N2Gliserol σgliserol. r (, kmol.jam), kmol.jam F2Gliserol N2Gliserol x BM Gliserol, kmol.jamx 92 kg.kmol 58, kg.jam Neraca Massa Reaktor (R20) Komponen Masuk Alur 2 Alur 8 Keluar Alur 0 Alur 2 (kg.jam ) (kg.jam) (kg.jam) (kg.jam) RBDPs Dietanolamin Dietanolamida Gliserol NaOCH CH3OH F (kg.jam ) Total

10 4. Separator (H30) Disini terjadi pemisahan berdasarkan perbedaan massa jenis dari gliserol dan natrium metoksida. Gliserol yang keluar sebagai hasil samping 8 2 % dari bahan baku. (Bailey, 2005). Sehingga yang keluar sekitar 95 % dari jumlah total gliserol Perhitungan : Alur 2 F2DEA 823,38297 kg.jam F2DENsisa 28, kg.jam F2Gliserol 58, kg.jam F2NaOCH3 6, kg.jam F2RBDPs 75, kg.jam sisa Alur 3 F3Gliserol 58, kg.jamx , kg.jam N3Gliserol, kmol.jam Alur 4 F4DEA 823,38297 kg.jam F4DENsisa 28, kg.jam F4NaOCH3 6, kg.jam F4RBDPs 75, kg.jam F4Gliserol sisa F2Gliserol F3Gliserol (58, ,496492) kg.jam 7, kg.jam N4Gliserol 0, kmol.jam

11 Neraca Massa Separator (H30) Masuk Keluar Komponen Alur 2 Alur 3 Alur 4 (kg.jam ) (kg.jam ) (kg.jam) Dietanolamin Dietanolamida Gliserol RBDPs NaOCH3 F (kg.jam) Total Ekstraktor ( H330) Dietil eter DEA 4 DEN sisa Gliserol Natrium Metoksida RBDPs sisa 6 H330 7 DEA DEN sisa Gliserol Dietil eter Natrium Metoksida RBDPs sisa Kelarutan dietil eter sangat tinggi tetapi tidak mencapai 00 %. Oleh sebab itu ditambahkan dietil eter berlebih sebanyak,5 kali dari produk amida dan RBDPs sisa Perhitungan : Alur 4 F4DEA 823,38297 kg.jam F4DENsisa 28, kg.jam F4NaOCH3 6, kg.jam F4RBDPs 75, kg.jam sisa F4Gliserol 7, kg.jam Alur 6 F6Dietil eter,5 x (823, , ) kg.jam 2848,7089 kg.jam

12 N6Dietil eter F6Dietil eter / 72,2 kg.kmol 2848,7089 kg.jam / 72 kg.kmol 39, kmol.jam Alur 7 F7DEA 823,38297 kg.jam F7DENsisa 28, kg.jam F7NaOCH3 6, kg.jam F7RBDPs 75, kg.jam sisa F7Gliserol 7, kg.jam F6Dietil eter 2848,7089 kg.jam Neraca Massa Mixer (M 330) Masuk Alur 6 Keluar Alur 7 Dietanolamin (kg.jam ) (kg.jam) (kg.jam) Dietanolamida Gliserol Dietil eter RBDPs NaOCH3 F (kg.jam) Total Komponen Alur 4

13 6. Dekanter H340 Penggunaan dietil eter untuk mengikat senyawa non polar yaitu Dietanolamida dan RBDPs. Oleh karena itu dilakukan pemisahan karena didalam dekanter memiliki 2 sifat yaitu polar dan non polar. Diasumsikan dietanolamin yang keluar ke alur 9 sebesar 0 % dari jumlah dietanolamin yang masuk Perhitungan : Alur 7 F7DEA 823,38297 kg.jam F7DENsisa 28, kg.jam F7NaOCH3 6, kg.jam F7RBDPs 75, kg.jam sisa F7Gliserol 7, kg.jam F6Dietil eter 2848,7089 kg.jam Alur 8 F8NaOCH3, kg.jam F8Gliserol 2, kg.jam F8DENsisa 28, kg.jam x 0. 2, kg.jam Alur 9 F9DEA F9RBDPs 823,38297 kg.jam sisa 75, kg.jam

14 F9Dietil eter 2848,7089 kg.jam F9DENsisa 28, kg.jam x , kg.jam Neraca Massa Decanter (H340) Komponen Dietanolamin Dietanolamida Gliserol Dietil eter RBDPs NaOCH3 F (kg.jam) Total Masuk Alur 7 Alur 8 (kg.jam ) Keluar (kg.jam ) (kg.jam) Vaporizer (V350) Perhitungan : Alur 9 F9DEA F9RBDPs 823,38297 kg.jam sisa 75, kg.jam F9Dietil eter 2848,7089 kg.jam F9DENsisa 25, kg.jam Alur 20 F20DEA F20RBDPs 823,38297 kg.jam sisa F20DENsisa Alur 9 75, kg.jam 25, kg.jam

15 Alur 2 F2Dietil eter 2848,7089 kg.jam Neraca Massa Vaporizer (V350) Komponen Dietanolamida Dietil eter RBDPs Dietanolamin F (kg.jam) Total Masuk Alur 9 Alur 2 (kg.jam ) Keluar Alur 20 (kg.jam ) (kg.jam)

16 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS Basis Perhitungan : jam operasi Suhu Referensi : 25oC atau 298oK L.B.. Kapasitas Panas (Cp) L.B... Kapasitas Panas (Cp) Padatan Dari Perry,997 tabel 2393 halaman 2453 diketahui kontribusi elemen atom untuk estimasi kapasitas panas (Cp) bahan berupa padatan, Tabel B. Kontribusi Estimasi Kapasitas Panas Elemen atom berupa padatan Elemen atom ΔE (J/mol.K) C 0.89 H 7.56 O 3.42 Na 26.9 Besarnya harga kapasitas panas (Cp) padatan, Dimana, Cps kapasitas panas padatan pada suhu 298oK (J/mol.K) n jumlah perbedaan elemen atom pada senyawa Ni jumlah elemen atom i pada senyawa kapasitas panas padatan pada tabel 2393 halaman 2453

17 L.B..2 Kapasitas Panas (Cp) Cairan Untuk estimasi kapasitas panas bahan berupa cairan dapat dilihat berdasarkan konstribusi gugus atom, (Perry,997) Tabel B.2 Kontribusi Estimasi Kapasitas Panas berupa Cairan Ikatan Cpi (J/mol.K) CH CH CH 2.34 CH OH 44.7 NH CO O 35.5 N 3.38 Besarnya harga kapasitas panas (Cp) padatan, Dimana, Cpl kapasitas panas padatan pada suhu 298oK (J/mol.K) n jumlah perbedaan elemen atom pada senyawa Ni jumlah elemen atom i pada senyawa kapasitas panas padatan pada tabel 2393 halaman 2453

18 Tabel B.3 Data Cp Beberapa Senyawa(J/mol.K) Senyawa a b c d e Metanol (l) E05 Air (l) E06 Metanol (g) E07.0E0 Dietileter (g) E E0 (Sumber : Reklaitis, 983) L.B..3 Perhitungan Kapasitas Panas (Cp) masingmasing bahan Cp NaOCH3 Na + O+ C + 3(H) 73,8 J/mol.K Cp C2H5OC2H5 2(CH3)+2(CH2)+O 69,55 J/mol.K Cp NH(CH2CH2OH)2 NH + 2(CH2 )+ 2(CH2)+2(OH) 254,85 J/mol.K Cp C3H8O3 2(CH2)+CH+3(OH) 25,78 J/mol.K Cp C3H25O6 (Tri Laurat) (3(CH3) + 32(CH2) + CH + 3(CO) + 3(O)) x %, J/mol.K Cp C45H86O6 (Tri Miristat) (3(CH3) + 38(CH2) + CH + 3(CO) + 3(O)) x.20202% 8, J/mol.K Cp C5H98O6 (Tri Palmitat) (3(CH3) + 44(CH2) + CH + 3(CO) + 3(O)) x % 024, J/mol.K Cp C57H0O6 (Tri Stearat) (3(CH3) + 50(CH2) + CH + 3(CO) + 3(O)) x % 88, J/mol.K Cp C63H22O6 (Tri Arachidat) (3(CH3)+56(CH2)+CH+3(CO)+3(O)) x % 8, J/mol.K Cp C48H4O6 (Tri Oleat) (3(CH3)+44(CH2)+4(CH)+3(CH)+3(CO)+3(O)) x %

19 524, J/mol.K Cp C48H98O6 (Tri Linoleat) (3(CH3)+38(CH2)+7(CH)+6(CH)+3(CO)+3(O)) x % 3, J/mol.K Jumlah Cp RBDPs Cp C3H25O2 (Tri Laurat)+ Cp C45H86O6 (Tri Miristat)+Cp C5H98O6 (Tri Palmitat)+ Cp C57H0O6 (Tri Stearat)+ Cp C63H22O6 (Tri Arachidat)+ Cp C48H4O6 (Tri Oleat)+ Cp C48H98O6 (Tri Linoleat) 780,0438 J/mol.K Cp C2H23ON(C2H4OH)2 CH3+4(CH2)+CO+2(OH)+N x % 0, J/mol.K Cp C4H27ON(C2H4OH)2 CH3+6(CH2)+CO+2(OH)+N x.20202% 8, J/mol.K Cp C6H3ON(C2H4OH)2 CH3+8(CH2)+CO+2(OH)+N x % 448, J/mol.K Cp C8H35ON(C2H4OH)2 CH3+20(CH2)+CO+2(OH)+N x % 37, J/mol.K Cp C20H39ON(C2H4OH)2 CH3+22(CH2)+CO+2(OH)+N x % 3, J/mol.K Cp C8H33ON(C2H4OH)2 CH3+32(CH2)+CH+CH+CO+2(OH) + N x % 345, J/mol.K Cp C8H3ON(C2H4OH)2 CH3+27(CH2)+2(CH)+2(CH)+CO+2(OH)+N x % 70, J/mol.K Jumlah Cp Dietanolamida o Cp H2O 25 C 94, J/mol.K 8, ,72 x 0(298) + (,339 x 03(2982)) + (,34 x 06(2983)) 74,85 J/mol.K Cp CH3OH 258,25 + 3,3582(298) + 0,06388(2982) + (,4056 x 05 (2983)) 80,78 J/mol.K

20 L.B.2 Panas Pembentukan Standar H0f(298) Dari Perry,997 tabel 2388 halaman 2349 diperoleh estimasi H0f(298) untuk ikatan (J/mol.K) Tabel B.4 Kontribusi Estimasi Panas Pembentukan Standar (ΔH0f298 ) Ikatan ΔH (J/mol) CH CH CH CH OH NH CO O N Na Besarnya harga pembentukkan standar, Dimana, ΔHof298 Panas pembentukan standar pada suhu 298oK(kJ/mol.K) n jumlah perbedaan elemen atom pada senyawa Ni Jumlah elemen atom i pada senyawa L.B.2. Perhitungan Estimasi H0f(298) masing masing Senyawa, ΔHof298C2H5OC2H5 2(CH3)+2(CH2)+O 258, kj/mol o ΔH o ΔH f298 NaOCH3 f298 H2O ΔHof298 NH(CH2CH2OH)2 45,903 kj/mol 24,8352 kj/mol NH + 4(CH2) +2(OH) 376,88 kj/mol ΔHof298 C3H8O3 2(CH2)+CH+3(OH) (Geankoplis,C.J,2003) (Reklaitis, 983)

21 567,22 kj/mol ΔHof298 CH3OH 20,6672 kj/mol ΔHof298 C3H25O2 (Tri Laurat) 3(CH3) + 32(CH2) + CH + 3(CO) + 3(O) (Reklaitis, 983) x %, kj/mol o ΔH f298 C45H86O6 (Tri Miristat) 3(CH3) + 38(CH2) + CH + 3(CO)+ 3(O) x.20202% 20, kj/mol ΔHof298 C5H98O6 (Tri Palmitat) 3(CH3) + 44(CH2) + CH + 3(CO) + 3(O) x % 085,95505 kj/mol o ΔH f298 C57H0O6 (Tri Stearat) 3(CH3) + 50(CH2) + CH + 3(CO) + 3(O) x % 90, kj/mol ΔHof298 C63H22O6 (Tri Arachidat) 3(CH3)+56(CH2)+CH+3(CO)+3(O) x % 8, kj/mol o ΔH f298 C48H4O6 (Tri Oleat) 3(CH3)+86(CH2)+4(CH )+3(CH)+3(CO)+3(O) x % 705, kj/mol ΔHof298 C48H98O6 (Tri Linoleat) 3(CH3)+7(CH2)+7(CH)+6(CH)+3(CO)+3(O) x % 25, kj/mol Jumlah ΔHof298RBDPs ΔHof298 C3H25O2 + ΔHof298 C45H86O6 + ΔHof298 C5H98O6+ ΔHof298 C57H0O6 + ΔHof298 C63H22O6 + ΔHof298 C48H4O6 + ΔHof298 C48H98O6 2037,33423 kj/mol ΔHof298 C2H23ON(C2H4OH)2 CH3+4(CH2)+CO+2(OH)+N 0, kj/mol o ΔH f298 C4H27ON(C2H4OH)2 CH3+6(CH2)+CO+2(OH)+N

22 0,00808 kj/mol ΔHof298 C6H3ON(C2H4OH)2 CH3+8(CH2)+CO+2(OH)+N 57, kj/mol o ΔH f298 C8H35ON(C2H4OH)2 CH3+20(CH2)+CO+2(OH)+N 42,4808 kj/mol o ΔH f298c20h39on(c2h4oh)2 CH3+22(CH2)+CO+2(OH)+N 3, kj/mol ΔHof298 C8H33ON(C2H4OH)2 CH3+32(CH2)+CH+CH+CO+2(OH) + N 309, kj/mol ΔHof298C8H3ON(C2H4OH)2 CH3+27(CH2)+2(CH)+2(CH)+CO+2(OH)+N 58, kj/mol Jumlah ΔHof298Dietanolamida ΔHof298 C2H23ON(C2H4OH)2+ ΔHof298 C4H27ON(C2H4OH)2 + ΔHof298 C6H3ON(C2H4OH)2 + ΔHof298 o ΔH o ΔH o ΔH C8H35ON(C2H4OH)2 + f298c20h39on(c2h4oh)2 + C8H33ON(C2H4OH)2 f298 + f298c8h3on(c2h4oh)2 94,542 kj/mol Tabel B.5 Panas Penguapan (J/mol) Komponen ΔHvl CH3OH H2O Dietil eter L.B.3 Perhitungan Neraca Energi Persamaan persamaan neraca panas yang digunakan dalam perhitungan ini sebagai berikut : Perhitungan panas yang masuk dan keluar

23 (Smith,dkk. 2005) Perhitungan panas penguapan (Smith,dkk. 2005) Perhitungan energi untuk sistem yang melibatkan reaksi : T T 2 2 dq r H r (T ) N CpdT out N CpdT out dt T T (Reklaitis, 983) Perhitungan Estimasi Kapasitas Panas (Cp) Perhitungan estimasi Cp (J.mol.K) dengan menggunakan persamaan Cp a + bt + ct2 + dt3,... Jika Cp adalah fungsi dari temperatur maka persamaan menjadi : T2 CpdT T a (T2 T ) b c 3 d (T2 T ) (T2 T ) (T2 T ) (Reklaitis, 983) Air pendingin yang digunakan dalam pabrik ini merupakan air yang memiliki suhu 20oC (293oK) dan selanjutnya keluar pada suhu 50oC (323oK) dengan tekanan atm. 8,296(293298) + (0,4728/2) x ( ) (,336 x 03/3) x ( ) + (,3424 x 06/4) x ( ) kj/mol kj / kg 8,296(320298) + (0,4728/2) x ( ) (,336 x 03/3) x ( ) + (,3424 x 06/4) x ( ) 879,024 kj/mol 04,3902 kj/kg

24 . Tangki Pemanas RBDPs (F0) Panas masuk ke tangki pemanas RBDPs Komponen m (kg) BM (kmol/kg) RBDPs Cp Δt Q n.cp.dt (kj/kmol.k) (K) (kj) n (kmol) Total Panas keluar ke Tangki Pemanas RBDPs BM Komponen m (kg) RBDPs Cp Δt Q n.cp.dt (kj/kmol.k) (K) (kj) (kmol/kg) n (kmol) Total dq Qkeluar Qmasuk (99692, ,46) kj 99846,46 kj Jadi untuk memanaskan RBDPs dibutuhkan panas sebesar 99846,46 kj, untuk memenuhi panas ini digunakan steam yang masuk pada suhu 20oC ; 2 bar dengan besar entalpi H (20oC) 2706 kj/kg. Kondensat yang keluar pada suhu 85 oc ; 0,59 bar dengan besar entalpi H(85oC) 2652 kj/kg

25 99846,46 kj ( ) kj/kg 849,00854 kg 2. Reaktor Dietanolamida (R20) Steam P 2 bar T 20oC RBDPs P,0325 bar T 75oC 2 Natrium Metoksida 9 Metanol DEN P,0325 bar T 30oC Metanol P,0325 bar T 75oC DEA 0 DEN sisa 2 RBDPs sisa R20 Gliserol Natrium Metoksida P 0,59 bar P,0325 bar T 85oC T 75oC Kondensat Reaksi yang terjadi, O O C R OH CH2 CH2 OH O CH2 CH2 OH O + HO 3RC N CH2 CH2 OH O + 3HN R2 C O CH2 CH2 OH OH O C R 3 Trigliserida dietanolamin Persamaan neraca energi : Panas masuk panas keluar + akumulasi Asumsi : keadaan steady state, sehingga akumulasi 0 Sehingga : panas masuk panas keluar Perhitungan panas reaksi pada keadaan standar : Dietanolamida Gliserol

26 Hr (298) [(3 x H0f, Dietanolamida + H0f, Gliserol) ( H0f, RBDPs+ 3 x H0f, Dietanolamina)] [((3 x 94,542) + 567,22 ) kj/mol) (2037, (3 x 376,88 kj/mol))] 222,72 kj/mol Dari Lampiran A, diperoleh harga laju reaksi, r, kmol/jam Panas masuk pada reaktor Cp Δt ΔH (kj/kmol.k) (K) n.cp.dt (kj) Komponen m (kg) BM (kmol/kg) n (kmol) RBDPs Dietanolamin N. Metoksida Metanol Total Panas masuk pada reaktor BM Cp Δt ΔH n.cp.dt (kj/kmol.k) (K) (kj) Komponen m (kg) (kmol/kg) Dietanolamida Gliserol N. Metoksida Dietanolamin sisa RBDPs sisa n (kmol) Total Panas masuk pada reactor Cp Komponen n (kmol) (kj/kmol) ΔHvl (kj/kmol) ΔH n.(cp.δt +ΔHvl) Metanol Total Total ΔHkeluar (73478, ,95) kj

27 34209,2 kj dq/dt Hr (298). r + Hout total Hin total 222,72 kj/kmol x, kmol + (34209,2 kj ,596) kj kj Jadi untuk memanaskan RBDPs dibutuhkan panas sebesar 34829,544 kj, untuk memenuhi panas ini digunakan steam yang masuk pada suhu 20oC ; 2 bar dengan besar entalpi H (20oC) 2706 kj/kg. Kondensat yang keluar pada suhu 85 oc ; 0,59 bar dengan besar entalpi H(85oC) 2652 kj/kg kj ( ) kj/kg kj 3. Vaporizer (V360) Panas masuk Evaporizer BM Cp Δt Q n.cp.dt (kj/kmol.k) (K) (kj) Komponen m (kg) (kmol/kg) Dietanolamida Dietil Eter RBDPs sisa Dietanolamin sisa 05 n (kmol)

28 Total Panas keluar Evaporizer BM Cp Δt Q n.cp.dt (kj/kmol.k) (K) (kj) Komponen m (kg) (kmol/kg) Dietanolamida RBDPs sisa Dietanolamin sisa 05 n (kmol) Total Panas keluar Evaporizer Cp Komponen n (kmol) (kj/kmol) ΔHvl (kj/kmol) ΔH n.(cp.δt +ΔHvl ) Dietil Eter Total Total ΔHkeluar (09684, ,853) kj ,3725 kj dq Qkeluar Qmasuk (258076, ,09043) kj 99662,282 kj Jadi untuk memanaskan RBDPs dibutuhkan panas sebesar 99662,282 kj, untuk memenuhi panas ini digunakan steam yang masuk pada suhu 20oC ; 2 bar dengan besar entalpi H (20oC) 2706 kj/kg. Kondensat yang keluar pada suhu 85 oc ; 0,59 bar dengan besar entalpi H(85oC) 2652 kj/kg 99662,282 kj ( ) kj/kg 3697,44967 kj

29 4. Heat Exchanger (cooler ) (E 2) Air dingin masuk pada Heat Changer (cooler ) Cp Komponen n (kmol) (kj/kmol) ΔHvl (kj/kmol) ΔH n.(cp.δt +ΔHvl ) Metanol Total Air dingin keluar pada Heat Changer (cooler ) BM Cp Δt Q n.cp.dt Komponen m (kg) (kmol/kg) n (kmol) (kj/kmol.k) (K) (kj) Metanol Total dq Qkeluar Qmasuk 23, kj 2339,49524 kj 207,5676 kj Jadi panas yang diserap oleh air pendingin sebesar 207,5676 kj, maka digunakan air pendingin dengan termperatur masuk 20oC(293oK) ;,0325 bar dan keluar pada 50oC (323oK) ;,0325 bar. H(20oC) kj/mol; H(50oC ) 879,024 kj/kmol Jumlah air pendingin yang dibutuhkan, n Qair pendingin / H(323oK) H(293oK) 207,5676 kj / (879,024 (374.4)) kj/kmol kmol

30 m n x BM kmol x 8 kg/kmol kg 5. Heat Exchanger (cooler 2) (E 3) Air dingin masuk pada Heat Changer (cooler 2) BM Cp Δt Q n.cp.dt (kj/kmol.k) (K) (kj) Komponen m (kg) (kmol/kg) n (kmol) Dietanolamida Gliserol Dietanolamin sisa RBDPs sisa N.Metoksida Total

31 Air dingin keluar pada Heat Changer (cooler 2) BM Cp Δt Q n.cp.dt (kj/kmol.k) (K) (kj) Komponen m (kg) (kmol/kg) n (kmol) Dietanolamida Gliserol Dietanolamin sisa RBDPs sisa N.Metoksida Total dq Qkeluar Qmasuk (26863, ,94) kj 24768,0723 kj Jadi panas yang diserap oleh air pendingin sebesar 24768,0723 kj, maka digunakan air pendingin dengan termperatur masuk 20oC(293oK) ;,0325 bar dan keluar pada 50oC (323oK) ;,0325 bar. H(20oC) kj/mol; H(50oC ) 879,024 kj/kmol Jumlah air pendingin yang dibutuhkan, n Qair pendingin / H(323oK) H(283oK) 24768,0723 kj / (879,024 (374.4)) kj/kmol kmol m n x BM kmol x 8 kg/kmol kg.

32 6. Heat Exchanger (cooler 3) (E 36) Air dingin masuk pada Heat Changer (cooler 3) Cp Komponen n (kmol) (kj/kmol) ΔHvl (kj/kmol) ΔH n.(cp.δt +ΔHvl ) Dietil Eter Total Air dingin keluar pada Heat Changer (cooler 3) BM Cp Komponen m (kg) (kmol/kg) N (kmol) Dietil Eter Total dq Δt (kj/kmol.k) (K) Q n.cp.dt (kj) Qkeluar Qmasuk (33485, ,853) kj 4906,03 kj Jadi panas yang diserap oleh air pendingin sebesar 4906,03 kj, maka digunakan air pendingin dengan termperatur masuk 20oC(293oK) ;,0325 bar dan keluar pada 50oC (323oK) ;,0325 bar. H(20oC) kj/mol; H(50oC ) 879,024 kj/kmol Jumlah air pendingin yang dibutuhkan, n Qair pendingin / H(323oK) H(283oK) 4906,03 / (879,024 (374.4)) kj/kmol

33 kmol m n x BM kmol x 8 kg/kmol kg.

34 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN. Tangki Penyimpanan bentuk silinder tegak, tutup dan alas datar Ada 4 buah tangki penyimpanan yang digunakan dalam pabrik dietanolamida, yaitu :. F0 : Menyimpan RBDPs untuk kebutuhan 5 hari 2. F20 : Menyimpan dietanolamin untuk kebutuhan 30 hari 3. F320 : Menyimpan gliserol untuk kebutuhan 0 hari 4. F360 : Menyimpan dietanolamida untuk kebutuhan 0 hari Bahan konstruksi : Carbon Steel SA285 Grade C Perhitungan untuk Tangki Bahan Baku RBDPs (F0) Kondisi operasi : Temperatur (T) Tekanan (P) : 75oC (348 K) : atm Laju alir massa (F) 55,555 kg/jam Densitas RBDPs 96,5 kg/m3 Waktu tinggal (t) 5 hari Faktor kelonggaran (fk) 20% a). Volume tangki (VT) Kebutuhan RBDPs 55,555 kg/jam Kebutuhan untuk hari 36363,63636 kg /hari Kebutuhan untuk 5 hari 888,88 kg /5 hari Volume larutan (Vc ) m

35 kg 888,88 jam 96,5 kg / m 3 98,38377 m3 b). Tinggi tangki (HT) dan tinggi cairan dalam tangki (HC) Volume silinder (VS) VT Dt2 H S 4 Direncanakan : Tinggi silinder (HS) : Diameter (Dt) 4:3 Sehingga : 4 VT Dt2 H S Dt2 Dt Dt3,0467 Dt Volume tangki (VT ) VT ( + 20 %) (98,38377 m3) 238, m3 Diameter tangki (Dt) VT,0467 Dt3 Dt VT, ,059825,0467 / 3 / 3 6, m 240, in Jari jari tangki (R) R Dt 2 (6, m) 2 3, m 20,59 in Tinggi silinder (Hs),

36 Ht Hs Hs 4 Dt 3 4 (6, m) 3 8, m 320, in Tinggi cairan (Hc), Hc (0,2) Hs 0,8 (8, m) 6, m c). Tekanan desain (Pdesain) Po 4,696 psia atm Phidrostatik g Hc kg m 96,5 3 9,8 2 (6, m) m s 58480,6055 Pa 8, psia Poperasi Po + Phidrostatik (4, , ) Psia 23, psia Pdesign ( + fk) Poperasi ( + 0,2) (23, Psia) 27, psia, atm d). Tebal shell tangki (d) Direncanakan tebal silinder tangki menggunakan bahan konstruksi Carbon steel, SA285, Grade C, sebagai berikut Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 2004) Allowable working stress (S) 959) psia (Brownell dan Young.

37 Faktor korosi (C) 0,25 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) d 0 tahun PR + (CA) (Timmerhaus, dkk. 2004) SE 0,6 P Dimana : d tebal tangki bagian silinder (in) P tekanan desain (psia) R Jari jari dalam tangki (in) / D/2 S Stress yang diizinkan 27, psia 20,59 in in 0,25 (0tahun) 3,750 psia 0,85 0,6 27, psia tahun d d, in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah ¾ in atau,75 in. e). Tebal tutup tangki (d) Direncanakan tebal tutup tangki menggunakan bahan konstruksi Carbon steel, SA285, Grade C, sebagai berikut : Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 2004) Allowable working stress (S) psia (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,25 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) dh 0 tahun PDt + (CA) (Timmerhaus, dkk. 2004) 2 SE 0,2 P Dimana : dh tebal head tangki (in) P tekanan desain (psia) Dt diameter tangki (in) S Stress yang diizinkan

38 d 27, psia 240, in in 0,25 (0tahun) 2 x 3,750 psia 0,85 0,2 27, psia tahun d, in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah,75 in. e). Tebal Jaket Pemanas Diameter dalam, Dij Dt + 2 (tebal tangki) 240, in + 2 (,75 in) 243, in Jari jari (R) d 2,909 in 27, psia 2, in 0,25 in (0tahun) 3,750 psia 0,85 0,6 27, psia tahun, in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah,75 in. Diameter luar jacket, Doj 2 x tebal jaket + Dij 2 x, , in 247, in

39 Tabel LC. Analog perhitungan untuk tiap tangki untuk tutup datar sehingga diperoleh spesifikasi seperti pada tabel berikut: Tangki Waktu simpan (hari) F0 5 F20 Volume tangki (m3) Diameter tangki (m) Tinggi tangki Jumlah 238, , , , , , F , , , F , ,2303 0, Tangki Penyimpanan bentuk silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Ada 4 buah tangki penyimpanan yang digunakan dalam pabrik dietanolamida, yaitu :. F30 : Menyimpan dietil eter sementara untuk kebutuhan hari 2. F40 : Menyimpan dietil eter untuk kebutuhan 0 hari 3. F60 : Menyimpan metanol sementara untuk kebutuhan hari 4. F70 : Menyimpan metanol untuk kebutuhan 0 hari Bahan konstruksi : Carbon Steel SA285 Grade C Perhitungan untuk Tangki Bahan Baku RBDPs (F0) Kondisi operasi : Temperatur (T) Tekanan (P) : 30oC (303 K) : atm Laju alir massa (F) 2848,7089 kg/jam Densitas dietil eter 73,4 kg/m3 Waktu tinggal (t) 0 hari Faktor kelonggaran (fk) 20%

40 a). Volume tangki (VT) Kebutuhan Dietileter 2848,7089 kg/jam Kebutuhan untuk hari 68369,05965 kg /hari Kebutuhan untuk 0 hari ,5965 kg /0 hari Volume larutan (Vc ) m Volume tangki (VT ) kg ,5965 jam 73,4 kg / m 3 958, m3 ( + 20 %) (958, m3) 50, m3 b). Tinggi tangki (HT) dan tinggi cairan dalam tangki (HC) Volume silinder (VS) VT Dt2 H S 4 Direncanakan : Tinggi silinder (HS) : Diameter (Dt) 4:3 Tinggi head : Diameter (Dt) :4 Sehingga : 4 VS Dt2 H S Dt2 Dt Dt3,0467 Dt Volume head ellipsoidal (Vh) Vh R 3 x Dt2 x Dt Dt3 0,308 Dt Volume tangki (VT ) VT VS + Vh 50, m3,0467 Dt3 + 0,308 Dt3 Dt 50,026235,775 9, m Sehingga desain tangki yang digunakan / 3

41 Diameter tangki (Dt) 9, m x 39,73 in m 390, in Jari jari tangki (R) Dt 2 (9, m) 2 4, m x 39,73 in m 95, in Tinggi silinder (Hs), 4 Dt 3 4 (9, m) 3 3, m x 39,73 in m 520,88535 in Tinggi head ellipsoidal (Hh) Dt 4 (9, m) 4 2, m x 97, in Tinggi tangki (HT) HT HS + Hh (3, , ) m 5, m 68, in Tinggi cairan (Hc), Hc (0,2) Hs 0,8 (3, m) 0, m 39,73 in m

42 46, in c). Tekanan desain (Pdesain) Po 4,696 psia atm Phidrostatik g Hc kg m 73,4 9,8 2 (0, m) 3 m s 73989,558 Pa 0, psia Poperasi Po + Phidrostatik (4,696 +0, ) Psia 9, psia Pdesign ( + fk) Poperasi ( + 0,2) ( Psia) 30, psia 2, atm d). Tebal silinder tangki (d) Direncanakan tebal silinder tangki menggunakan bahan konstruksi Carbon steel, SA285, Grade C, sebagai berikut Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 2004) Allowable working stress (S) psia (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,25 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) d PR + (CA) (Timmerhaus, dkk. 2004) SE 0,6 P Dimana : d 0 tahun tebal tangki bagian silinder (in) P tekanan desain (psia) R Jari jari dalam tangki (in) / D/2 S Stress yang diizinkan

43 30, psia 95, ,750 psia 0,85 0,6 30, d d, in in in 0,25 (0tahun) psia tahun Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah 2 in. e). Tebal tutup tangki (d) Direncanakan tebal tutup tangki menggunakan bahan konstruksi Carbon steel, SA285, Grade C, sebagai berikut : Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 2004) Allowable working stress (S) psia (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,25 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) dh 0 tahun PDt + (CA) (Timmerhaus, dkk. 2004) 2 SE 0,2 P Dimana : dh tebal head tangki (in) P tekanan desain (psia) Dt diameter tangki (in) S Stress yang diizinkan d 30, psia 390, in 2 x 3,750 psia 0,85 0,2 30, d in 0,25 (0tahun) psia tahun, in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah 2 in.

44 Tabel LC.2 Analog perhitungan untuk tiap tangki untuk tutup ellipsoidal sehingga diperoleh spesifikasi seperti pada tabel berikut: F30 Waktu simpan (hari) 0, , , F40 0 5, , , F60 5, , , F , , , Tangki Volume tangki (m3) Diameter tangki (m) Tinggi tangki Jumlah 3. Cooler Ada 3 buah cooler yang digunakan dalam pabrik dietanolamida, yaitu :. E2 : menurunkan temperatur metanol sebelum masuk ke F30 2. E33 : menurunkan temperatur R20 sebelum masuk ke H30 3. E35 : menurunkan temperatur dietil eter sebelum masuk ke H60 Jenis : Double Pipe Heat Exchander Dipakai : pipa 2 x in IPS, 2 ft hairpin 4 Jumlah : unit Perhitungan untuk cooler (E2) Fluida panas Laju alir fluida masuk 8,3994 kg/jam 40,564 lbm/jam Temperatur awal (T) 75 C 67 F Temperatur akhir (T2) 30 C 86 F Q fluida panas masuk 2387, kj/jam 2262,5687 btu/jam Fluida dingin Laju alir fluida dingin 25,3825 kg/jam 55,959 lbm/jam Temperatur awal (t) 20 C 68 F Temperatur akhir (t2) 50 C 22 F Panas yang diserap (Q) 250,5792 kj/jam 2038,2705 btu/jam () t beda suhu sebenarnya

45 Fluida Panas Fluida Dingin Selisih T 67 F Temperatur yang lebih tinggi t2 22 F t 45 F T2 86 F Temperatur yang lebih rendah t 68 F t2 8 F T T2 8 F Selisih t2 t 54 F t2 t 27 F Δt Δt 2 2,3 log Δt Δt LMTD ,3 log 45 29, 4666 F (2) Tc dan tc Tc T T ,5 F 2 2 tc t t F 2 2 Fluida panas Anulus Fluida dingin Inner Pipe 3) flow area anulus D2 2,067 0,723 ft 2 D,66 0,383 ft 2 aa De D 2 D D 2 4 D D D (3 ) 2 0,0083 ft,38 0,5 ft 2 (Tabel, kern) ap D 2 4 0,004 ft 2 2 0,076 (4) kecepatan massa Ga W aa Ga 40,564 lbm 4905,4670 0,0083 jam. ft 2 (5) Pada Tc 26,5 0F Dari Gambar 5 (Kern,950,hal.825) μ 0,020 cp μ 0,020 x 2,42 0,0290 lbm/ft.jam (4 ) kecepatan massa Gp W ap Gp 55,959 lbm 5390,2064 0,004 jam. ft 2 (5 ) Pada Tc 95 0F Dari Gambar 4 (Kern, 950, hal.823) μ 0,0095 cp μ 0,0095 x 2,42 0,0230 lbm/ft.jam Re p Re p Dp G p 0,5 5390, ,7547 0,0230

46 Re a Re a Da G a (6 ) Dari Gambar 24 (Kern, 950, 0, , ,76 0,0290 (6) Dari Gambar 24 (Kern,950,hal.834) JH 72 (7) Pada Tc 26,5 F c 0,620 Btu/lbm. 0,620. 0,0290 0,028 3,2 h (8) 3,5676 Btu/(jam)( h i 0, 4 k c. 3 JH D e k W 0,028 72,2 0,076 o c 0,6 Btu/lbm.0F 3 0,6. 0,0230 0,0099 3,23 (8 ) k 0,028 Btu/(jam)(ft2)(0F/ft) 3 Dari Gambar 2 (Kern,950,hal.804) c. k Dari Gambar 3 (Kern,950,hal.805) c. k (7 ) Pada Tc 95 0F k 0,0099 Btu/(jam)(ft2)(0F/ft) 0 hal.834) JH 60 k c. JH De k 0, ,5 5, W,23 Btu/(jam)( 0, 4 ft 2 )( 0 F ) (9 ) Koreksi hio ke permukaan pada OD ft 2 )( 0 F ) h io h i ID 0,5 5,4692 OD 0,383 2,8600 Btu/(jam)(ft 2 )( 0 F ) (0) clean averall coefficient, Uc UC h io h o 2,8600 x 3,5676 h io h o 2,8600 3,5676 6,5778 Btu/(jam)(ft 2 )( 0 F ) () UD Rd ketentuan 0,002 RD 0,002 UD UC 6,5778 U D 6,4924 btu/jam ft 2 F (2) luas permukaan yang diperlukan Q UD x A x Δ t A Q 2262,5687,8267 ft 2 U D t 6,4924 x 29,4666 L yang diperlukan, ,879 ft 0,435

47 27,879,328 hairpain 24 Berarti dibutuhkan 2 hairpain (48 ft) (3) A x 48 x 0,435 20,8800 ft2 (4) Menghitung Ud dan Rd sebenarnya, Q 2262,5687 A t 20, ,466 Ud 3,6774 Btu/(hr)(ft 2 )( 0 F ) Uc Ud 6,5778 3,6774 UcxUd 6,5778 x 3,6774 Rd 0,99 (hr)(ft 2 )( 0 F ) / Btu () De Pressure drop (D2 D) 0,0339 ft Rea De' Ga 0, ,4670 0, ,2386 f 0,0035 0,264 0, ,2386 0,42 s ; ρ x 62,5 62,5 lb/ft3 (2) 2 Fa 4 fg a L 2 g 2 D e 4 0,005 x4905, ,5 2 0,0339 0,0006 ft (3) Pressure drop ( ) Rep 26962,7547 f 0,0035 0,264 0, ,7547 0,42 s 0,7900, ρ x 62,5 49,3750 lb/ft3 (2 ) V Ga 4905, ,5 Fp 0,028 Fps V 2 0, Fi 2 2g' 2 32,2 0,02296 ft 4 fgp 2 L 2 g 2 D 4 0,0045 x 5390, , ,5 0,00070 ft (3 )

48 (0,0006 0,02296) 62,5 44 0,0002 psi Pa 0, , , psi Pp P yang diperbolehkan <0 psi Pp yang diperbolehkan < 0 psi Maka spesifikasi dapat diterima Maka spesifikasi dapat diterima Tabel LC.3 Analog perhitungan untuk tiap cooler sehingga diperoleh spesifikasi seperti pada tabel berikut: Cooler Jumlah Panjang Hairpin Hairpin E2 E33 E Fluida Panas (Anulus) Δpa Ga lbm/jam.ft2 (Psia) 4.905, , , Fluida Dingin (Inner Pipa) ΔP diizinkan ΔPp GP lbm/jam.ft2 (Psia) 5.390, < , < , < 0 4. Pompa Ada 3 buah pompa dengan jenis sentrifugal yang digunakan dalam pabrik dietanolamida, yaitu :. P : memompa fluida dari F0 menuju R20 2. P2 : memompa fluida dari F20 menuju R20 3. P3 : memompa fluida dari F30 menuju F40 4. P4 : memompa fluida dari F40 menuju M50 5. P5 : memompa fluida dari M50 menuju R20 6. P6 : memompa fluida dari F60 menuju F70 7. P7 : memompa fluida dari F70 menuju M P22 : memompa fluida dari R20 menuju H30 9. P3 : memompa fluida dari H30 menuju M P32 : memompa fluida dari H30 menuju F320. P33 : memompa fluida dari M330 menuju H P34 : memompa fluida dari H34 0 menuju V P36 : memompa fluida dari V350 menuju F360 Bahan : commercial steel

49 Perhitungan untuk Pompa F : 55,52 kg/jam 3 0, lbm/s 57,2823 lbm/ft3 ρ : 96,5 kg/m Q : (0, /57,2823) ft3/s 0,0626 ft3/s 0, m3/det μ :,6786 cp 0,0028 lbm/ft.s Perhitungan perencanaan pompa, ). Diameter pipa ekonomis Diopt 3,63 (Q)0,45 (ρ)0,3 (Pers 25,Peters,2004) 3,63 (0,000459)0,45 (96,5)0,3 0, m,09567 ft Dipilih material pipa commercial steel in Schedule 40 (App.A.5, Geankoplis (2003) dengan spesifikasi sebagai berikut : Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) :,049 in 0,08747 ft 0, m Diameter Luar (OD) :,35 in 0,09583 ft Inside sectional area : 0,006 ft x 005 m2 2).Kecepatan ratarata fluida dalam pipa Kecepatan linier, v Q A 0,0626 ft 3 / s 0,006 ft 2 2,70274 ft/s 0, m/s Sehingga, NRe v D 757,2823 lbm/ft 3 2,70274 ft/s 0,08747 ft 0,0028 lbm/ft.s 984,94 (aliran turbulen) 3). Faktor gesekan (f) Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε 4,6 x 05 (Geankoplis. 2003) Maka ε/d 4,6 x 05/ 0, ,00726

50 Maka harga f 0,007 4). Friction loss Contraction loss pada keluaran tangki 0,55 (0, ) 2 x 2 0,86626 J/kg Friction pada pipa lurus Panjang pipa lurus 0 m 4(0,007) 0 x (0, ) 2 x 0, , J/kg Friction pada buah elbow 90o (0,75) (0, ) 2 2 x 0, ,00678 J/kg Friction pada buah check valve (2) (0, ) 2 2 x 0, ,08082 J/kg Expansion loss pada tank entrance (0, ) 2 0,33932 J/kg 2 Friksi (ΣF), ΣF (0, , , , ,33932) J/kg 4,657 J/kg

51 4,657 J/kg x ft.lb f / lbm 2,9890 J / kg,37724 ft.lb f / lbm Energi mekanik yang diterima fluida, Ws ; Persamaan Bernoulli 2 P P (v2 v2 ) g ( z2 z ) 2 F Ws 0... (Geankoplis. 2003) 2 Dimana : v v2 ; Δv2 0 ; P P2 ; ΔP 0 Tinggi pemompaan ΔZ 6 ft Ws v 2 g P P + z ΣF , g c gc 2, ft.lb f / lbm efisiensi pompa, η 80 % Ws η x Wp Wp 2, /0,8 Wp 5, ft.lb f / lbm Daya pompa (P), P (Wp) (Q) (ρ) / 550 (5,475505) (0,0626) (57,2823) / 550 0, hp

52 Tabel LC.4 Analog perhitungan untuk tiap pompa sehingga diperoleh spesifikasi seperti pada tabel berikut: Laju alir (kg/jam) Doptimum(in) ID (in) V(ft/s) L /4 L / / /4 L L L L L /4 /4 /4 /4 /4 L L /2 /4 L L L /2 3/4 /4 L 22 L F Daya(hp) (ft.lbf/lbm) Daya standart (hp) Laju alir (kg/hari) Pompa LC9 Mixer Ada 2 buah mixer yang digunakan dalam pabrik dietanolamida, yaitu :. M 40 : Untuk mencampur metanol dan natrium metoksida 2. M 50 : Untuk mencampur dietanol amin dengan campuran natrium metoksida dan metanol Bentuk : silinder tegak, alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan : Carbon steel, SA285 Grade. C Jumlah : 2 unit Kondisi operasi : Temperatur (T) Tekanan (P) Faktor kelonggaran (fk) 20% : 30oC (303 K) : atm

53 Perhitungan Mixer (M40) Komposisi umpan masuk ke Mixer (M40) Komponen Metanol N. Metoksida Total F(kg/jam) Berat,xi % F 25, kg/jam Q 0, m3/jam ρ F Q ρ (kg/m3) , kg/jam 3 0, m / jam 020, kg/m3 x lb / ft kg/m 3 63, lb / ft 3 μcampuran xi. μmetanol + xi. μn.metoksida (0.75 x 0.68 cp) + (0.25 x 0.7cP) 0,6875 cp x 6,797 x 0 4 lb / ft. det cp 0, lb / ft. det Desain tangki, μ (Cp) Q (m3/jam)

54 a). Volume tangki (VT) Kebutuhan umpan 25, kg/jam Volume bahan (Vc ) F xt kg 25, jam x jam 020, kg / m 3 0, m3 Volume tangki (VT ) VT ( + 20 %) (0, m3) 0, m3 b). Tinggi tangki (HT) dan tinggi cairan dalam tangki (HC) Volume silinder (VS) VT Dt2 H S 4 Direncanakan : Tinggi silinder (HS) : Diameter (Dt) 4:3 Tinggi head : Diameter (Dt) :4 Sehingga : 4 VS Dt2 H S Dt2 Dt Dt3,0467 Dt Volume 2 head ellipsoidal (Vh) Vh R 3 x Dt2 x Dt ( Dt3 ) 0,2667 Dt Volume tangki (VT ) VT VS 0, m3 Dt + Vh,0467 Dt3 0, ,3083 0, m x / 3 39,73 in m + 0,2667 Dt3

55 ,48082 in 0, ft Jari jari tangki (R) R Dt 2 (0, m) 2 0, m x 39,73 in m 5, in Tinggi silinder (Hs), Hs 4 Dt 3 4 (0, m) 3 0, m x 39,73 in m 4, in Tinggi head ellipsoidal (Hh) Dt 4 (0, m) 4 0, m x 2, in Tinggi tangki (HT) HT HS + Hh (0, , ) m 0, m 7, in 39,73 in m

56 Tinggi cairan (Hc), HC VC. H T VT 0, m3 x 0, m 0, m3 0, m x 39,73 in m 4, in c). Tekanan desain (Pdesain) Po 4,696 psia atm Phidrostatik g Hc kg m 020, ,8 2 (0, m) 3 m s 3725,0785 Pa 0, psia Poperasi Po + Phidrostatik (4, , ) Psia 5, psia Pdesign ( + fk) Poperasi ( + 0,2) (5, psia) 8, psia, atm d). Tebal silinder tangki (d) Direncanakan tebal silinder tangki menggunakan bahan konstruksi Carbon steel, SA285, Grade C, sebagai berikut : Efisiensi sambungan (E) Allowable working stress (S) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 2004) psia (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,25 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) d 0 tahun PR + (CA) (Timmerhaus, dkk. 2004) SE 0,6 P

57 Dimana : d tebal tangki bagian silinder (in) P tekanan desain (psia) R Jari jari dalam tangki (in) / D/2 S Stress yang diizinkan 8, psia,48082 in 0,25 in (0tahun) 3,750 psia 0,85 0,6 8, psia tahun d d, in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah,5 in. e). Tebal tutup tangki (d) Direncanakan tebal tutup tangki menggunakan bahan konstruksi Carbon steel, SA285, Grade C, sebagai berikut : Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 2004) Allowable working stress (S) psia (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,25 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) dh 0 tahun PDt + (CA) (Timmerhaus, dkk. 2004) 2 SE 0,2 P Dimana : dh tebal head tangki (in) P tekanan desain (psia) Dt diameter tangki (in) S Stress yang diizinkan d 8, psia,48082 in in 0,25 (0tahun) 2 x 3,750 psia 0,85 0,2 8, psia tahun d, in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah,5 in. f). Perhitungan perencanaan ukuran pengaduk

58 Datadata perencanaan ukuran pengaduk, (Geankoplis,2003) Jenis pengaduk Flat six blade turbine Jumlah buffle (R) 4 Dimana: Hc tinggi cairan dalam tangki (ft) Da diameter pengaduk (ft) Dt diameter tangki (ft) J lebar buffle (ft) E tinggi daun pengaduk dari dasar tangki (ft) Adapun datadata pengaduk standar sebagai berikut, (McCabe,dkk,999) Da /3 (Dt) /3 (0, ft) E (Da) 0, ft L ¼ (Da) 0,25(0, ft) 0, ft 0, ft Adapun datadata pengaduk jenis Flat six blade turbine, sebagai berikut (Geankoplis,2003) W /5 (Da) /5 (0, ft) 0, ft J /2 (0, ft) 0, ft /2 (Dt) Dimana: W Lebar blade (daun) pengaduk (ft) L panjang blade(daun) pengaduk (ft) n 60 putaran per menit putaran per detik Bilangan Reynold (Nre)

59 / det x (0, ft) 2 x 63, lb / ft 3 0, lb / ft. det 80564,4427 Bilangan daya (Np) Untuk Nre 80564,4427, Np 4,5 Daya pengaduk (P) 4,5 x 63, lb / ft 3 x 3 x (0, ft) 32,74 lb. ft / lbf. det ,86772 ft.lbf/det Dimana hp 550 ft.lbf/det Sehingga : P 39,86772 ft.lbf/det x hp 550 ft / lbf. det 0, hp Efisiensi 80 % P 0, hp 0.8 0, hp Tabel LC.5 Analog perhitungan untuk tiap mixer sehingga diperoleh spesifikasi seperti pada tabel berikut: Mixer F (kg/jam) M Volume tangki (m3) Diameter tangki (m) Tinggi tangki (m) Tinggi cairan (m) P desain (Psia) Tebal silinder (in) Daya (hp)

60 LC Dekanter (M340) Fungsi :Untuk memisahkan produk amida dari pengotornya Bentuk : silinder horizontal Jenis : Horizontal continuous cleaning decanter centrifuge Bahan : Carbon steel, SA285 Grade. C Jumlah : unit Kondisi operasi : Temperatur (T) Tekanan (P) Faktor kelonggaran (fk) : 30oC (303 K) : atm 20% Komposisi umpan masuk Dekanter (M340) Komponen RBDPs F(kg/jam) Berat,xi % ρ (kg/m3) 96.5 Μ (Cp).6786 Q (m3/jam) ln Cp ln Cp x % berat Dietanolamida Dietanolamin Dietil eter Gliserol N.Metoksida Total F 4790,57826 kg/jam Q 5, m3/jam ρ F Q

61 4790,57826 kg/jam 3 5, m / jam 804, kg/m3 x lb / ft kg/m 3 50, lb / ft 3 μ exp (,302686) 3, cp x 6,797 x 0 4 lb / ft. det cp 0, lb / ft. det Lapisan bawah (A), terdiri dari : Komponen Dietanolamin Gliserol N.Metoksida Total Berat,xi F(kg/jam) % F 7,03393 kg/jam Q 0,04642 m3/jam ρa F Q ρ (kg/m3) μ (Cp) Q (m3/jam) ,03393 kg/jam 3 0,04642 m / jam 65,58 kg/m3 x lb / ft kg/m 3 72,76463 lb / ft 3 Lapisan atas (B), terdiri dari : Komponen F(kg/jam) Berat,xi % ρ (kg/m3) μ (Cp) Q (m3/jam) RBDPs Dietanolamida Dietanolamin

62 Dietil eter F Total ,544 kg/jam Q 5, m3/jam ρb F Q ,544 kg/jam 3 5, m / jam lb / ft 3 803,4748 kg/m x kg/m ,598 lb / ft 3 Perhitungan waktu pemisahan : Dimana t : waktu pisah (jam) ρb ρa densitas zat cair A dan B (kg/m3) t 00 x 3, ,58 803,4748, jam 6,4269 menit Desain tangki decanter a). Volume tangki Volume cairan F xt 4790,57826 kg / jam x, jam 804, kg/m 3 6, m3 Faktor kelonggaran 20 %, maka untuk isi penuh Volume tangki 6, m3 0,8 7, m

63 b). Diameter dan panjang shell Volume shell tangki, Vs Di2 L 4 Direncanakan L : Di 3 : Vs 3 Di3 4 2,355 Di3 Volume tutup tangki, Ve Di3 4 Volume tangki, V Vs+2Ve 3 7, m 2, Di3 Di, m 56,22554 in R 28,277 in L 4, m Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup diameter tangki Rasio axis 2:, m Tinggi tutup Di x 2 2, x 2 2 0, m c). Tebal shell tangki 6, m 3 Tinggi cairan dlm tangki x, m 3 7, m, m d). Tekanan desain (Pdesain) Po 4,696 psia atm Phidrostatik g Hc 804, kg m 9,8 2 (, m) 3 m s

64 9006,096007Pa, psia Poperasi Po + Phidrostatik (4,696 +, ) Psia 6, psia Pdesign ( + fk) Poperasi ( + 0,2) (6, psia) 9, psia, atm d). Tebal silinder tangki (d) Direncanakan tebal silinder tangki menggunakan bahan konstruksi Carbon steel, SA285, Grade C, sebagai berikut : Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 2004) Allowable working stress (S) psia (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,25 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) d 0 tahun PR + (CA) (Timmerhaus, dkk. 2004) SE 0,6 P Dimana : d tebal tangki bagian silinder (in) P tekanan desain (psia) R Jari jari dalam tangki (in) / D/2 S Stress yang diizinkan d d 9, psia 28,277 in 3,750 psia 0,85 0,6 9, in 0,25 (0tahun) psia tahun, in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah,5 in. Perhitungan lubang keluaran zat cair Tinggi zat cair (ZT), m

65 4773,544 Tinggi zat cair berat (ZA) (, ), m 4790,57826 Z A 2 ZT B A ZA B A Maka ketinggian limpahan zat cair berat dari lantai tangki, ZA B + ZT A ZA2 B A 803, ,4748, , ,58 65,58, m LC2 Sentrifusi (F30) Fungsi :Untuk mendapatkan gliserol menuju ke tangki gliserol (F320) Jenis : tubular bowl centrifuge Bahan : Carbon steel, SA285 Grade. C Jumlah : unit Kondisi operasi : Temperatur (T) Tekanan (P) : 75oC (348 K) : atm Tabel LC.8 Komposisi umpan masuk sentrifusi ρ (kg/m3) Q (m3/jam) Dietanolamida Dietanolamin Komponen RBDPs F(kg/jam) Berat,xi % Gliserol N.Metoksida Total F 2092, kg/jam Q 2, m3/jam 0, L/s

66 F Q ρ 2092, kg/jam 3 2, m / jam 004,72948 kg/m3 Sg Sg sampel campuran densitas densitas sampel densitas (laboratorium Operasi Teknik kimia,200) water densitas campuran water 004,72948 kg/m 3 kg/m 3 004,72948 kg/m3 Perhitungan, Daya Sentrifusi (P) 5,984 (00) Sg Q (N. rp)2 (Perry dan Green. 999) Dimana, Sg specific gravity campuran Q laju alir volumetrik campuran (m3/jam) N laju putar rotor (rpm) rp radius bucket (m) Dengan, Diamater Bucket 30 in Radius Bucket (rp) 5 in (0,389 m) Laju putaran (N) 600 rpm Maka, P (5,984) (00) (004,72948) (0,578476) [(.200) (0,389)]2 0, hp Maka dipilih sentrifusi dengan daya ¼ hp. LC3 Ekstraktor Bentuk : silinder tegak, alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan : Carbon steel, SA285 Grade. C

67 Jumlah : unit Kondisi operasi : Temperatur (T) Tekanan (P) Faktor kelonggaran (fk) 20% : 30oC (303 K) : atm

68 Perhitungan Ekstraktor (H330) Tabel LC.5 Komposisi umpan masuk ke Mixer (M40) Komponen Metanol N. Metoksida Dietanolamin Total F(kg/jam) F kg/jam Q m3/jam ρ F Q Berat,xi % ρ (kg/m3) μ (Cp) kg/jam m / jam kg/m3 x lb / ft kg/m lb / ft 3 μcampuran cp lb / ft. det Desain tangki, a). Volume tangki (VT) Kebutuhan umpan kg/jam Volume bahan (Vc ) F xt kg jam x jam kg / m m3 Volume tangki (VT ) VT ( + 20 %) ( m3) m3 Q (m3/jam)

69 b). Tinggi tangki (HT) dan tinggi cairan dalam tangki (HC) Volume silinder (VS) VT Dt2 H S 4 Direncanakan : Tinggi silinder (HS) : Diameter (Dt) 4:3 Tinggi head : Diameter (Dt) :4 Sehingga : 4 VS Dt2 H S Dt2 Dt Dt3,0467 Dt Volume 2 head ellipsoidal (Vh) Vh R 3 x Dt2 x Dt ( Dt3 ) 0,2667 Dt Volume tangki (VT ) VT VS m3 Dt + Vh,0467 Dt , m x in ft Jari jari tangki (R) R Dt 2 ( m) m x in Tinggi silinder (Hs), 39,73 in m / 3 39,73 in m + 0,2667 Dt3

70 Hs 4 Dt 3 4 ( m) m x 39,73 in m in Tinggi head ellipsoidal (Hh) Dt 4 ( m) m x in Tinggi tangki (HT) HT HS + Hh ( ) m m in Tinggi cairan (Hc), HC VC. H T VT m3 x m m m x 39,73 in m in c). Tekanan desain (Pdesain) Po 4,696 psia atm Phidrostatik g Hc 39,73 in m

71 kg m ,8 2 ( m) 3 m s Pa psia Poperasi Po + Phidrostatik (4, ) Psia psia Pdesign ( + fk) Poperasi ( + 0,2) ( psia) psia atm d). Tebal silinder tangki (d) Direncanakan tebal silinder tangki menggunakan bahan konstruksi Carbon steel, SA285, Grade C, sebagai berikut : Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 2004) Allowable working stress (S) psia (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,25 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) d 0 tahun PR + (CA) (Timmerhaus, dkk. 2004) SE 0,6 P Dimana : d tebal tangki bagian silinder (in) P tekanan desain (psia) R Jari jari dalam tangki (in) / D/2 S Stress yang diizinkan d psia in 0,25 in (0tahun) 3,750 psia 0,85 0, psia tahun d in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah,5 in.

72 e). Tebal tutup tangki (d) Direncanakan tebal tutup tangki menggunakan bahan konstruksi Carbon steel, SA285, Grade C, sebagai berikut : Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 2004) Allowable working stress (S) psia (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,25 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) dh 0 tahun PDt + (CA) (Timmerhaus, dkk. 2004) 2 SE 0,2 P Dimana : dh tebal head tangki (in) P tekanan desain (psia) Dt diameter tangki (in) S Stress yang diizinkan d psia in in 0,25 (0tahun) 2 x 3,750 psia 0,85 0, psia tahun d in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah,5 in. f). Perhitungan perencanaan ukuran pengaduk

73 Datadata perencanaan ukuran pengaduk, (Geankoplis,2003) Jenis pengaduk Flat six blade turbine Jumlah buffle (R) 4 Dimana: Hc tinggi cairan dalam tangki (ft) Da diameter pengaduk (ft) Dt diameter tangki (ft) J lebar buffle (ft) E tinggi daun pengaduk dari dasar tangki (ft) Adapun datadata pengaduk standar sebagai berikut, (McCabe,dkk,999) Da /3 (Dt) E (Da) L ¼ (Da) /3 ( ft) ft ft 0,25( ft) ft Adapun datadata pengaduk jenis Flat six blade turbine, sebagai berikut (Geankoplis,2003) W /5 (Da) /5 ( ft) ft J /2 (Dt) /2 ( ft) Dimana: W Lebar blade (daun) pengaduk (ft) L panjang blade(daun) pengaduk (ft) n 60 putaran per menit putaran per detik Bilangan Reynold (Nre) ft

74 / det x (0, ft) 2 x lb / ft lb / ft. det Bilangan daya (Np) Untuk Nre , Np 4,5 Daya pengaduk (P) 4,5 x lb / ft 3 x 3 x (0, ft) 32,74 lb. ft / lbf. det ft.lbf/det Dimana hp 550 ft.lbf/det Sehingga : P ft.lbf/det x hp Efisiensi 80 % P hp hp hp 550 ft / lbf. det 2

75 LC2 Reaktor (R20) Fungsi :Tempat terjadinya reaksi antara RBDPs dan dietanolamin yang menghasilkan dietanolamida dan gliserol Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup Ellipsoidal Bahan : Carbon steel, SA285 Grade. C Jumlah : 5 unit Waktu tinggal : 5 jam Kondisi operasi : Temperatur (T) Tekanan (P) : 75oC (348 K) : atm Tabel LC.9 Komposisi umpan masuk (R20) Komponen RBDPs Dietanolamin Methanol N.Metoksida Total F(kg/jam) Berat,xi % F 2,38494 kg/jam Q 2, m3/jam ρ (kg/m3) μ (Cp) Q (m3/jam) ln Cp ln Cp x % berat

76 ρ F Q 2,38494 kg/jam 3 2, m / jam 959, kg/m3 x lb / ft kg/m 3 59,89707 lb / ft 3 μ exp (, ) 7, cp x 6,797 x 0 4 lb / ft. det cp 0, lb / ft. det a). Perhitungan desain reactor F Volume reaktan,(vo) 2,38494 kg/jam 3 959, kg/m 2, m3 / jam Volume minimum reaktor, Vm Vo x τ (Levenspiel, 2003) 2, m3 / jam x 5 jam, m3 Ruang bebas direncanakan 20 % volume minimum reactor Volume reaktor, Vr (+0,2) x, , m3 Jadi volume tiap unit, 3, m 3 Vr 5 2, m3 Spesifikasi reaktor Perbandingan tinggi tangki diameter tangki (Hs : D) Volume silinder,

77 Vs Di2 H 4 Di2 x D 4 3 Di 4 Perbandingan D : Hh : 6 D Hh 6 (Brownell dkk, 979) Volume 2 tutup Vh π/4 x D2Hh x 2 π/4 x D2(/6 x D) x 2 π/2 x D3 Sehingga, Vr Vs + Vh (π/4 x D3) + (π/2 x D3),0467 D3 Diameter tangki (Dr) (Vr /,0467)/3 2, ,0467 / 3, m 53, in 4,46608 ft Jari jari (R) 0, m 26, in Tinggi silinder, Hs D, m 53, in Tinggi tutup, Hh, /6 0, m Tinggi tangki, HT Hs + (Hh x 2), m + (0, m x 2), m 62, in

78 Tinggi cairan (Hc), HC VC. H T VT, m 3 x, m 3, m 3, m c). Tekanan desain (Pdesain) Po 4,696 psia atm Phidrostatik g Hc 959, kg m 9,8 2 (, m) 3 m s 7066,39097 Pa 2, psia Poperasi Po + Phidrostatik (4, , ) Psia 7, psia Pdesign ( + fk) Poperasi ( + 0,2) (7, psia) 20, psia, atm d). Tebal shell tangki (d) Direncanakan tebal silinder tangki menggunakan bahan konstruksi Carbon steel, SA285, Grade C, sebagai berikut : Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 2004) Allowable working stress (S) psia (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,25 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) d 0 tahun PR + (CA) (Timmerhaus, dkk. 2004) SE 0,6 P

79 Dimana : d tebal tangki bagian silinder (in) P tekanan desain (psia) R Jari jari dalam tangki (in) / D/2 S Stress yang diizinkan d 20, psia 26, in 0,25 in (0tahun) 3,750 psia 0,85 0,6 20, psia tahun d, in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah,5 in. e). Tebal tutup tangki (d) Direncanakan tebal tutup tangki menggunakan bahan konstruksi Carbon steel, SA285, Grade C, sebagai berikut : Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 2004) Allowable working stress (S) psia (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,25 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) dh 0 tahun PDt + (CA) (Timmerhaus, dkk. 2004) 2 SE 0,2 P Dimana : dh tebal head tangki (in) P tekanan desain (psia) Dt diameter tangki (in) S Stress yang diizinkan d 20, psia 53, in in 0,25 (0tahun) 2 x 3,750 psia 0,85 0,2 20, psia tahun d, in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah,5 in.

80 f). Perhitungan perencanaan ukuran pengaduk Datadata perencanaan ukuran pengaduk, (Geankoplis,2003) Jenis pengaduk Flat six blade turbine Jumlah buffle (R) 4 Dimana: Hc tinggi cairan dalam tangki (ft) Da diameter pengaduk (ft) Dt diameter tangki (ft) J lebar buffle (ft) E tinggi daun pengaduk dari dasar tangki (ft) Adapun datadata pengaduk standar sebagai berikut, (McCabe,dkk,999) Da /3 (Dt) /3 (4,46608 ft), ft E (Da), ft L ¼ (Da) 0,25(, ft) 0, ft Adapun datadata pengaduk jenis Flat six blade turbine, sebagai berikut (Geankoplis,2003) W /5 (Da) /5 (, ft) 0, ft J /2 (4,46608 ft) 0, ft /2 (Dt) Dimana: W Lebar blade (daun) pengaduk (ft) L panjang blade(daun) pengaduk (ft)

81 n 60 putaran per menit putaran per detik Bilangan Reynold (Nre) / det x (4,46608 ft) 2 x 59,89707 lb / ft 3 0, lb / ft. det 6567,7690 Bilangan daya (Np) Untuk Nre 6567,7690 ; Np 4 Daya pengaduk (P) 4 x 59,89707 lb / ft 3 x 3 x (4,46608 ft) 32,74 lb. ft / lbf. det , ft.lbf/det Dimana hp 550 ft.lbf/det Sehingga : P 872, ft.lbf/det x hp 550 ft / lbf. det 3, hp Efisiensi 80 % P 3, hp 0.8 4, hp g). Jaket Pemanas Diameter dalam jacket,dij Dt + 2 T 53, in + 2 x,5 56,59384 in Tinggi jaket d tinggi silinder 53, , psia 56,59384 / 2 in in 0,25 (0tahun) 3,750 psia 0,85 0,6 20, psia tahun,29994 in

82 Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah,5 in. Diameter luar jacket, Doj 2 x tebal jaket + Dij 2 x,5 + 56,59384 in 59,59384 in LC3 Vaporizer (V350) Fungsi : Untuk menguapkan dietil eter agar didapat produk yang murni Bentuk : tangki dengan tutup dan alas ellipsoidal Bahan : Carbon steel, SA285 Grade. C Jumlah : unit Kondisi operasi : Temperatur (T) Tekanan (P) Faktor kelonggaran (fk) : 47oC (320 K) : atm 20% Tabel LC.0 Komposisi umpan Vaporizer (V350) ρ Komponen F(kg/jam) Berat,xi % (kg/m3) RBDPs Dietanolamida Dietanolamin Dietil eter Total F 784,90960 kg/jam Q 0, m3/jam ρ F Q 784,90960 kg/jam 3 0, m / jam 803, kg/m3 μcampuran exp (, ) 3, cp μ (Cp) Q (m3/jam) ln Cp ln Cp x % berat

83 Perhitungan desain tangki, a). Volume tangki (VT) Volume bahan (Vc ) F kg 784,90960 jam 803, kg / m 3 0, m3 Volume tangki (VT ) VT ( + 20 %) (0, m3), m3 b). Tinggi tangki (HT) dan tinggi cairan dalam tangki (HC) Perbandingan tinggi tangki diameter tangki (Hs : D) Volume silinder (Vs) Vs Di2 H 4 Di2 x D 4 3 Di 4 Perbandingan D : Hh : 6 D Hh 6 (Brownell dkk, 979) Volume 2 tutup Vh π/4 x D2Hh x 2 π/4 x D2(/6 x D) x 2 π/2 x D3 Sehingga, VT Vs + Vh (π/4 x D3) + (π/2 x D3),0467 D3 Diameter tangki (DT) (VT /,0467)/3

84 , ,0467 / 3, m 40, in 3, ft Jari jari (R) 0, m 20, in Tinggi silinder, Hs D, m Tinggi tutup, Hh, / m Tinggi tangki, HT Hs + Hh (, ) m, m 47, in Tinggi cairan (Hc), HC VC. H T VT 0, m 3 x, m, m 3, m c). Tekanan desain (Pdesain) Po 4,696 psia atm Phidrostatik g Hc kg m 803, ,8 2 (, m) m s 9537, Pa, psia Poperasi Po + Phidrostatik (4,696 +, ) Psia 6, psia Pdesign ( + fk) Poperasi ( + 0,2) (6, psia) 9, psia

85 , atm d). Tebal silinder tangki (d) Direncanakan tebal silinder tangki menggunakan bahan konstruksi Carbon steel, SA285, Grade C, sebagai berikut : Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 2004) Allowable working stress (S) psia (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,25 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) d 0 tahun PR + (CA) (Timmerhaus, dkk. 2004) SE 0,6 P Dimana : d tebal tangki bagian silinder (in) P tekanan desain (psia) R Jari jari dalam tangki (in) / D/2 S Stress yang diizinkan d 9, psia 20, in in 0,25 (0tahun) 3,750 psia 0,85 0,6 9, psia tahun d,284 in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah,5 in. e). Tebal tutup tangki (d) Direncanakan tebal tutup tangki menggunakan bahan konstruksi Carbon steel, SA285, Grade C, sebagai berikut : Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 2004) Allowable working stress (S) psia (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,25 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) 0 tahun

86 dh PDt + (CA) (Timmerhaus, dkk. 2004) 2 SE 0,2 P Dimana : dh tebal head tangki (in) P tekanan desain (psia) Dt diameter tangki (in) S Stress yang diizinkan d 9, psia 40, in 2 x 3,750 psia 0,85 0,2 9, d in 0,25 (0tahun) psia tahun, in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah,5 in. f). Double Pipe Heat Exchander Fungsi : menguapkan dietil eter dari Vaporizer (V350) Dipakai : pipa 2 x in IPS, 2 ft hairpin 4 Jumlah : unit Fluida panas Laju alir fluida masuk 3697,4497 kg/jam 85,5238 lbm/jam Temperatur awal (T) 20 C 248 F Temperatur akhir (T2) 85 C 8 F Q fluida panas masuk 5844,09043 kj/jam 55363,5584 btu/jam Fluida dingin Laju alir fluida dingin 4773,5443 kg/jam 0523,987 lbm/jam Temperatur awal (t) 30 C 86 F Temperatur akhir (t2) 47 C 6.6 F Panas yang diserap (Q) 24768,072 kj/jam 22942,3299 btu/jam () t beda suhu sebenarnya

87 Fluida Panas Fluida Dingin Selisih T 248 F Temperatur yang lebih tinggi t2 6.6 F t 3,4 F T2 85 F Temperatur yang lebih rendah t 86 F t2 99 F T T2 63 F Selisih t2 t 30,6 F t2 t 32,4 F LMTD Δt Δt 2 2,3 log Δt Δt 2 32,4 4, 4366 F 99 2,3 log 3,4 (2) Tc dan tc Tc T T ,5 F 2 2 tc t t ,3 F 2 2 Fluida panas Anulus Fluida dingin Inner Pipe 3) flow area anulus (3 ) D2 2,067 0,723 ft 2 D,66 0,383 ft 2 aa De D 2 D D 2 4 D D ,0083 ft D,38 0,5 ft 2 (Tabel, kern) ap 2 0,076 (4) kecepatan massa D 2 4 0,004 ft 2 (4 ) kecepatan massa Gp W ap Gp 0523,987 0, ,3029 lbm jam. ft 2 (5 ) Pada Tc 0,3 0F Ga W aa 85,5238 Ga 0,0083 Dari Gambar 4 (Kern, 950, hal.823) lbm ,0744 jam. ft 2 (5) Pada Tc 26,5 0F Dari Gambar 5 (Kern,950,hal.825) μ 0,8 cp μ 0,36 cp μ 0,36 x 2,42 0,872 lbm/ft.jam

88 μ 0,8 x 2,42,9602 lbm/ft.jam Re a Re a Da G a Re p Re p 0, , ,986,9602 (6) Dari Gambar 24 (Kern,950,hal.834) Dp G p 0, , ,0937 0,872 (6 ) Dari Gambar 24 (Kern, 950, hal.834) JH 220 (7 ) Pada Tc 0,3 0F JH 3 Dari Gambar 2 (Kern,950,hal.804) (7) Pada Tc 26,5 0F Dari Gambar 3 (Kern,950,hal.805) c 0,6370 Btu/lbm.0F c 0,72 Btu/lbm. k 0,030 Btu/(jam)(ft2)(0F/ft) k 0,8 Btu/(jam)(ft2)(0F/ft) c. k 3 0,72.,9602 0,8 3 c. k, ,637. 0,872 0, ,6447 (8 ) (8) h h o k c. De k 0,8 3 0,076 J H 6, W, 9876 Btu/(jam)( 0, 4 ft 2 )( 0 F ) i k c. 3 H D e k W 0, , ,5 5,7836 (0) clean averall coefficient, Uc h io h o 26,85 x 6,0763 h io h o 26,85 6,0763 4,555 Btu/(jam)(ft 2 )( 0 F ) () UD Rd ketentuan 0,002 RD 0,002 UD UC 4,555 U D 38,0256 btu/jam ft 2 F (2) luas permukaan yang diperlukan Q UD x A x Δ t A Btu/(jam)( 0, 4 ft 2 )( 0 F ) (9 ) Koreksi hio ke permukaan pada OD h io h i UC J Q 85,5238 2,7228 ft 2 U D t 38,0256 x4,4366 ID 0,5 5,7836 OD 0,383 26,85 Btu/(jam)(ft 2 )( 0 F )

89 L yang diperlukan 2, ,2478 ft 0,435 29,2478,287 hairpain 24 Berarti dibutuhkan 2 hairpain (48 ft) (3) A x 48 x 0,435 20,88 ft2 (4) Menghitung Ud dan Rd sebenarnya, Q 85,5238 A t 20,88 4,4366 Ud 23,70 Btu/(hr)(ft 2 )( 0 F ) Uc Ud 4,555 23,70 Rd UcxUd 4,555 x 23,70 0,0089 (hr)(ft 2 )( 0 F ) / Btu () De Pressure drop (D2 D) 0,0339 ft Re a De' G a 0, ,0744 0, ,5272 f 0,0035 0,264 0, ,5272 0,42 s ; ρ x 62,5 62,5 lb/ft3 (2) 2 Fa 4 fg a L 2 g 2 D e 4 0,0079 x , ,5 2 0,0339,5808 ft (3) V Ga , ,5 4,382 Fps Pressure drop ( ) Rep 338,0937 f 0,0035 0,264 0, ,0937 0,42

90 V 2 4, Fi 3 2g' 2 32,2 0, ft (,5808 0, ) 62,5 44,07394 psi s 0,79, ρ 0,79 x 62,5 49,3750 lb/ft3 (2 ) Fp Pa 4 0,0054 x 03706, , ,5 4,5083 ft P yang diperbolehkan <0 psi Maka spesifikasi dapat diterima 4 fgp 2 L 2 g 2 D (3 ) 4, , ,54585 psi Pp Pp yang diperbolehkan < 0 psi Maka spesifikasi dapat diterima

91 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS. Screening (SC) Fungsi : menyaring partikelpartikel padat yang besar Jenis : bar screen Jumlah : unit Bahan konstruksi : stainless steel Ukuran bar: Lebar 5 mm Tebal 20 mm Bar clear spacing 20 mm Slope 30 Kondisi operasi: Temperatur 30 C Densitas air ( ) 995,68 kg/m3 Laju alir massa (F) kg/jam Laju alir volume (Q) (Perry dkk, 997) kg/jam 3 995,68 kg/m x 3600 det ik / jam Direncanakan ukuran screening: Panjang 2m Lebar 2m 2m 20 mm 2m 20 mm Misalkan, jumlah bar x Maka, 20x + 20 (x + ) ,0090 m3/s

92 40x 980 x 49,5 50 buah Luas bukaan (A2) 20(50 + ) (2000) mm2 2,04 m2 Asumsi, Cd 0,6 dan 30% screen tersumbat Q2 ( kg/jam) 2 2 g C d2 Ad2 2 9,8 m/s (2,04 m 2 ) 2 Head loss ( h) x 07 m dari air 2. Bak Sedimentasi (BS) Fungsi Jumlah : untuk mengendapkan lumpur yang terikut dengan air. : unit Jenis : Grift Chamber Sedimentation Aliran : Horizontal sepanjang bak sedimentasi Bahan kontruksi : beton kedap air Kondisi operasi Temperatur 30 oc Tekanan atm Laju massa air kg/jam Densitas air 995,68 kg/m3 Laju air volumetrik, kg/jam 0,390 m3/min 995,68 kg/m 3 (3600 detik) ft3/min Desain Perancangan : Bak dibuat dua persegi panjang untuk desain efektif (Kawamura, 99) Perhitungan ukuran tiap bak Kecepatan pengendapan 0, mm pasir adalah (Kawamura, 99) :

93 0,57 ft/min atau 8 mm/s Desain diperkirakan menggunakan spesifikasi : Kedalaman bak 7 ft Lebar bak ft Kecepatan aliran,v Q ft 3 / min 7 ft ft At 0,57473 ft/min Desain panjang ideal bak : h L K v 0 (Kawamura, 99) dengan : K fakto keamanan,5 h kedalaman air efektif ( 0 6 ft); diambil 0ft. Maka : L,5 (0/,57) x 0, ft Diambil panjang bak 5.5 ft Uji desain : Waktu retensi (t) : t Va panjang x lebar x ti nggi Q laju volum etrik Va 7 ft ft 5.5 ft menit Q ft 3 / menit Desain diterima,dimana t diizinkan 6 5 menit Surface loading : (Kawamura, 99) Q laju volum etrik A luas permukaan masukan air Q ft 3 /menit 7,48 gpm/ft gpm/ft2 At ft 5.5 ft Desain diterima, dimana surface loading diizinkan diantara 4 0 gpm/ft2 Headloss ( h); bak menggunakan gate valve, full open (6 in) : h K v2 2g

94 0,2 x [ ft 3 /min x ( min/60 s) x ( m/3,28 ft)] ft 2 2 x (9,8 m/s ) 3. Klarifier (CL) Fungsi : Memisahkan endapan (flokflok) yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu Tipe : External Solid Recirculation Clarifier Jumlah : unit Bentuk : Circular desain Bahan konstruksi : Carbon steel SA283, Grade C Kondisi operasi Temperatur 30 oc Tekanan atm Laju massa air (F) kg/jam Laju massa Al2(SO4)3 (F2) kg/jam Laju massa Na2CO3 (F3) kg/jam Laju massa total, m kg/jam Densitas Al2(SO4)3 2,7 gr/ml 270 kg/m3 (Perry dkk, 999) Densitas Na2CO3 2,533 gr/ml 2533 kg/m3 (Perry dkk, 999) Densitas air 0,995 gr/ml 995,68 kg/m3 (Perry dkk, 999) Reaksi koagulasi: Al2(SO4)3 + 3 Na2CO3 + 3 H2O 2 Al(OH)3 + 3 Na2SO4 + 3CO2 Perhitungan: Dari Metcalf & Eddy, 984, diperoleh : Untuk clarifier tipe upflow (radial): Kedalaman air 35 m Settling time 3 jam Dipilih : kedalaman air (H) 5 m, Settling time jam Diameter dan Tinggi clarifier

95 Densitas larutan, ρ , , , kg/m3 Volume cairan, V kg / jam jam m Faktor kelonggaran 20% Volume clarifier,2 x m m3 Perbandingan tinggi silinder dengan diameter tangki (Hs : D) 4:3 V /3 D3 Perbandingan tinggi kerucut dengan diameter kerucut (Hc : D) :2 V /2 D2Hc, dimana Hc ½ D V /24 D3 Maka volume clarifier Vsilinder + Vtutup 3/8 D D,78097 D3,90974 Maka, diameter clarifier,90974 m, Hs (4/3) x D m Perbandingan tinggi kerucut dengan diameter clarifier (Hh : D) : 2 Diameter tutup diameter tangki,90974 m,90974 m Tinggi tutup 0,95487 m 2 Tinggi total clarifier,90974 m + 0,95487 m m Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik Phid x g x h kg/m3 x 9,8 m/det2 x 5 m 48,79066 kpa Tekanan operasi atm 0,325 kpa P 48,79066 kpa + 0,325 kpa 50,566 kpa Faktor kelonggaran 5 %

96 Maka, Pdesign (,05) (50,566) kpa 57,6245 kpa Joint efficiency 0,8 (Brownell dkk, 959) Jenis sambungan Single welded butt joints (Brownell dkk, 959) Allowable stress psia 87.28,74 kpa (Brownell dkk, 959) Faktor korosi 0,25 in/tahun (Brownell dkk, 959) Tebal shell tangki: t PD x Cn 2SE,2P (57,6245 kpa) (,90974 m)( in/m) x (0,25 x 0) in 2(87.28,74 kpa)(0,8),2(57,6245 kpa) Maka tebal shell yang dibutuhkan in + /8 in in Tebal shell standar yang digunakan,5 in (Brownell dkk,959) Daya Clarifier P 0,006 D2 dimana: (Ulrich, 984) P daya yang dibutuhkan, kw Sehingga, P 0,006 (,90974) kw0,02935 hp Digunakan daya motor /4 hp 4. Sand Filter (SF) Fungsi : Menyaring partikelpartikel yang masih terbawa dalam air yang keluar dari klarifier Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Jumlah : unit Bahan konstruksi : Carbon steel SA283 grade C Kondisi operasi : Temperatur 30 C Tekanan atm Laju massa air kg/jam Densitas air 995,68 kg/m3 Faktor keamanan 20 (Perry dkk, 997) Sand filter dirancang untuk penampungan /4 jam operasi. Sand filter dirancang untuk volume bahan penyaring /3 volume tangki

97 Perhitungan: a. Volume tangki kg/jam 0,25 jam m ,68 kg/m Volume air, Va Volume tangki, m m3 b. Diameter tangki Volume silinder tangki (Vs) Hs ½D Vs... (Brownell, 959) Perbandingan tinggi silinder dengan diameter tangki (Hs : D) 4 : 3 Vs Volume ellipsoidal (Ve) Perbandingan tinggi ellipsoidal dengan diameter tangki (He : D) :4 Ve... (Perry, 2008) Volume tangki (V) V Vs + 2Ve 0,89968 m3,309 D3 D 2V m in

98 Hs (4/3) D.5487 m in c. Diameter ellipsoidal diameter tangki.653 m Tinggi tutup m 0,29038 m Tinggi total tangki (2 0,29038 m) m Tinggi penyaring / m 0,53237 m Tinggi air dalam tangki 3/ m,597 m d. Tebal tangki Tekanan hidrostatik : P g h 995,68 kg/m3 9,8 m/det2, kpa Tekanan operasi : Poperasi 0,325 kpa Ptotal 0,325 kpa kpa kpa Faktor keamanan : 5 % Pdesign (,05) ( kpa) kpa Joint efficiency 0,8 (Brownell Single welded butt joints (Brownell psia 87.28,74 kpa (Brownell dkk,959) Jenis sambungan dkk,959) Allowable stress dkk,959) Umur tangk (n) 0 tahun Faktor korosi (C) 0,25 in/tahun (Brownell dkk,959) Tebal shell tangki: t PD Cn 2SE,2P ( kpa) (0,88265 m)( in/m) (0,25)(0),29027 in 2(87.28,74 kpa)(0,8),2( kpa) Tebal shell standar yang digunakan,5 in Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup,5 in.

99 5. Tangki Utilitas Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA283 grade C Kondisi operasi : Temperatur 30 C Tekanan atm Tangki Utilitas 0 (TU0) Fungsi : menampung air sementara untuk didistribusikan ke unit lain Jumlah : unit Laju massa air kg/jam Densitas air 995,68 kg/m3 (Perry dkk, 997) Kebutuhan perancangan 6 jam 20 Faktor keamanan Perhitungan: a. Volume tangki Volume air, Va kg/jam 6 jam m ,68 kg/m Volume tangki, Vt, m m3 b. Diameter tangki Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H 2 : 3 D 2 H m 3 D 2 D m 3 πd 3 8 V Maka, D m H m Tinggi air dalam tangki c. Tebal tangki Tekanan hidrostatik P xgxh m 3 x m m m 3

100 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det2 x m 42,3263 kpa Tekanan operasi atm 0,325 kpa P 42,3263 kpa+ 0,325 kpa kpa Faktor kelonggaran 5 % Maka, Pdesign (,05) (43.653) kpa Joint efficiency 0,8 Jenis sambungan Single welded butt joints (Brownell dkk, 959) Allowable stress 2,650 psia 87.28,74 kpa (Brownell dkk,959) (Brownell dkk,959) Faktor korosi (n) 0.25 in/tahun Umur tangki 0 tahun Tebal shell tangki: t PD Cn 2SE,2P ( kpa) (2,63702 m)( in/m) (0,25)(0) in 2(87.28,74 kpa)(0,8),2( kpa) Tebal shell standar yang digunakan /4 in (Brownell dkk,959) Tangki Utilitas 02 (TU02) Fungsi : menampung air untuk didistribusikan ke domestik Jumlah : unit Kebutuhan perancangan : 24 jam LD. Analog perhitungan Tangki Utilitas (TU02) diperoleh: Tebal shell Nama Volume tangki Diameter tangki Tinggi tangki Tangki (m3) (m) (m) TU tangki ( in ) Penukar Kation/Cation Exchanger (CE) Fungsi : Mengurangi kesadahan air Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Tebal shell tangki tang digunakan /4

101 Jumlah : unit Bahan konstruksi : Carbon steel SA283 grade C Kondisi operasi : Temperatur 30 C Tekanan atm Laju massa air.930,3735 kg/jam Densitas air 995,68 kg/m3 (Perry dkk, 997) Kebutuhan perancangan jam Faktor keamanan 20 Perhitungan: a. Ukuran Cation Exchanger Dari Tabel 2.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh: a. Diameter penukar kation 2 ft 0,60960 m o Luas penampang penukar kation 3,4 ft2 o Tinggi resin dalam cation exchanger 2,5 ft 0,76200 m Tinggi silinder,2 2,5 ft 3,0 ft 0,9440 m Diameter tutup diameter tangki 0,60960 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tutup D : H 4: x (0,60960 m) 0,5240 m 4 Tinggi tutup Tinggi tangki total 0, ( 0,5240 ),2920 m b. Tebal tangki Tekanan hidrostatis P xgxh 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 0,76200 m 7,43534 kpa Tekanan operasi atm 0,325 kpa P 7,43534 kpa+ 0,325 kpa 08,76034 kpa Faktor kelonggaran 5 % Maka, Pdesign (,05) (08,76034) 4,9836 kpa Joint efficiency 0,8 (Brownell dkk,959) Jenis sambungan Single welded butt joints (Brownell dkk, 959) Allowable stress 2,650 psia 87.28,74 kpa (Brownell dkk,959)

102 Faktor korosi 0,25 in/tahun Umur tangki 0 tahun

103 Tebal shell tangki: t PD Cn 2SE,2P (4,9836 kpa) (0,60960 m)(39,37in/m) (0,25)(0),26966 in 2(87.28,74 kpa)(0,8),2(4,9836 kpa) Tebal shell standar yang digunakan,5 in Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup,5 in. 7. Penukar Anion/Anion Exchanger (AE) Fungsi : Mengurangi kesadahan air Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Jumlah : unit Bahan konstruksi : Carbon steel SA283 grade C Kondisi operasi : Temperatur 30 C Tekanan atm Laju massa air.930,3735 kg/jam Densitas air 995,68 kg/m3 Kebutuhan perancangan Faktor keamanan (Perry dkk, 997) jam 20 Perhitungan a. Ukuran Anion Exchanger Dari Tabel 2.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh: a. Diameter penukar kation 2 ft 0,60960 m Luas penampang penukar kation 3,4 ft2 Tinggi resin dalam cation exchanger 2,5 ft 0,76200 m Tinggi silinder,2 2,5 ft 3,0 ft 0,9440 m Diameter tutup diameter tangki 0,60960 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tutup D : H x (0,60960 m) 0,5240 m 4 Tinggi tutup Tinggi tangki total 0, ( 0,5240 ),2920 m 4:

104 b. Tebal tangki Tekanan hidrostatis xgxh P 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 0,76200 m 7,43534 kpa Tekanan operasi atm 0,325 kpa P 7,43534 kpa+ 0,325 kpa 08,76034 kpa Faktor kelonggaran 5 % Maka, Pdesign (,05) (08,76034) 4,9836 kpa Joint efficiency 0,8 (Brownell dkk,959) Jenis sambungan Single welded butt joints (Brownell dkk, 959) Allowable stress 2,650 psia 87.28,74 kpa (Brownell dkk,959) Faktor korosi 0,25 in/tahun Umur tangki 0 tahun Tebal shell tangki: t PD Cn 2SE,2P (4,9836 kpa) (0,60960 m)(39,37in/m) (0,25)(0) in 2(87.28,74 kpa)(0,8),2(4,9836 kpa) Tebal shell standar yang digunakan /4 in Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup /4 in. 8. Tangki Pelarutan Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 grade C Kondisi operasi : Temperatur 30 C Tekanan atm Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar (McCabe, 999), diperoleh:

105 Da/Dt /3 ; E/Da ; L/Da /4; Da /5 ; J/Dt /2 dengan : Dt diameter tangki Da diameter impeller E tinggi turbin dari dasar tangki L panjang blade pada turbin W lebar blade pada turbin J lebar baffle Kecepatan pengadukan, N putaran/det Tangki Pelarutan Alum [Al2(SO4)3] (TP0) Fungsi : Membuat larutan alum [Al2(SO4)3] Al2(SO4)3 yang digunakan 50 ppm Al2(SO4)3 yang digunakan berupa larutan 30 ( berat) Laju massa Al2(SO4)3 0,34024 kg/jam Densitas Al2(SO4) kg/m3 85,0898 lbm/ft3 (Perry dkk, 999) Kebutuhan perancangan 5 hari Faktor keamanan 20 Perhitungan: a. Ukuran Tangki Volume larutan, Vl 0,34024 kg/jam 24 jam/hari 5 hari 0,09985 m3 0,3 363 kg/m 3 Volume tangki, Vt,2 0,09985 m3 0,982 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tangki, D : H πd 2 H 4 0,982 m 3 πd 2 D 4 0,982 m 3 πd 3 4 V Maka: D 0,53442 m ; H 0,53442 m Tinggi cairan dalam tangki 0,09985 x 0, ,982 0,44535 m

106 b. Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik P x g x h 363 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 0,44535 m kpa Tekanan operasi P atm 0,325 kpa kpa + 0,325 kpa kpa Faktor kelonggaran 5 % Maka, Pdesign (,05) ( kpa ) kpa Joint efficiency 0,8 (Brownell dkk,959) Jenis sambungan Single welded butt joints (Brownell dkk, 959) Allowable stress 2650 psia 87.28,74 kpa (Brownell dkk,959) Faktor korosi 0,25 in/tahun Umur tangki 0 tahun Tebal shell tangki: t PD Cn 2SE,2P ( kpa) (0,53442 m)(39,37in/m) (0,25)(0) in 2(87.28,74 kpa)(0,8),2( kpa) Tebal shell standar yang digunakan,5 in (Brownell dkk,959) c. Daya pengaduk Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar (McCabe, 999), diperoleh: Da/Dt /3 ; Da /3 x 0,53442 m 0,784 m 0,58445 ft E/Da 0,58445 m ; E L/Da /4 ; L /4 x 0,58445 m 0,04454 m W/Da /5 ; W /5 x 0,58445 m 0,03563 m J/Dt /2 x 0,53442 m 0,04454 m /2 ; J dengan : Dt diameter tangki Da diameter impeller

107 E tinggi turbin dari dasar tangki L panjang blade pada turbin W lebar blade pada turbin J lebar baffle Kecepatan pengadukan, N putaran/det Viskositas Al2(SO4)3 30 6,72 04 lbm/ft detik ( Othmer, 967) Bilangan Reynold, N Re N Re ρ N D a μ 2 (Geankoplis, 2003) 85,0898 0, , Pada tangki bersekat dengan NRe > 0.000, angka daya tidak bergantung pada angka Reynolds, (McCabe, 985). 5 P K T.n 3.D a ρ gc (McCabe, 985) K T 6,30 6,3 ( put/det) 3.(0,4442 ft) 5 (85,0898 lbm/ft 3 ) hp x ft lbf/det 32,74 lbm.ft/lbf.det hp P Efisiensi motor penggerak 80 Daya motor penggerak 0, ,00258 hp 0,8 Maka daya motor yang dipilih 0,005 hp Tangki Pelarutan Soda Abu (Na2CO3) (TP02) Fungsi : Membuat larutan soda abu (Na2CO3) Na2CO3 yang digunakan 27 ppm Na2CO3 yang digunakan berupa larutan 30 ( berat) Laju massa Na2CO3 0,8373 kg/jam Densitas Na2CO kg/m3 82,8423 lbm/ft3 (Perry dkk, 999) Viskositas Na2CO3 30 3,69 04 lbm/ft detik (Othmer, 967)

108 Kebutuhan perancangan 5 hari Analog perhitungan TP0, ukuran turbin standart yang digunakan; Da 0,4637 m 0,4809 ft E 0,4637 m L 0,03659 m W 0,02927 m J 0,03659m Tangki Pelarutan Asam Sulfat [H2SO4] (TP03) Fungsi : Membuat larutan Asam Sulfat [H2SO4] H2SO4 yang digunakan mempunyai konsentrasi 5 ( berat) Laju massa H2SO kg/jam Densitas H2SO4 5 06,7 kg/m3 66,280 lbm/ft3 (Perry dkk, 997) Viskositas H2SO4 5 0,0200 lbm/ft detik 7,85797 Cp (Othmer, 967) Kebutuhan perancangan 30 hari Analog perhitungan TP0, ukuran turbin standart yang digunakan; Da.624 m ft E.624 m L m W m J 0,2903 m Tangki Pelarutan NaOH (TP04) Fungsi : Tempat membuat larutan NaOH NaOH yang dipakai berupa larutan 50 % (% berat) (Perry dkk, 999) Laju alir massa NaOH 0,58083 kg/jam Densitas larutan NaOH 4% 58 kg/m3 94,7662 lbm/ft3 Viskositas NaOH 4% 4, lbm/ft.det (Othmer, 967) Kebutuhan perancangan 30 hari Analog perhitungan TP0, ukuran turbin standart yang digunakan; Da 0,3480 m,03278 ft E 0,3480 m L 0,07870 m W 0,06296 m J 0,07870 m

109 Tangki Pelarutan Kaporit [Ca(ClO)2] (TP05) Fungsi : Membuat larutan kaporit [Ca(ClO)2] Ca(ClO)2 yang digunakan 2 ppm Ca(ClO)2 yang digunakan berupa larutan 70 ( berat) Laju massa Ca(ClO) kg/jam Densitas Ca(ClO) kg/m3 79,4088 lbm/ft3 (Perry 6, lbm/ft detik (Othmer, dkk, 997) Viskositas kalporit 967) Kebutuhan perancangan 90 hari Analog perhitungan TP0, ukuran turbin standart yang digunakan; Da m ft E m L m W m J m LD.2 Analog perhitungan untuk tangki pelarut Diameter Nama Volume Tinggi Tebal Tangki tangki (m3) tangki ( in ) Tebal Daya digunakan N Re (hp) (m) Daya yang digunakan (hp) TP ,25496, ,00075 /20 TP ,38590, TP04 0,668 0,94439,2865, ,04955 /20 TP05 0,0393 0,3680,27650, ,00027 /20 9. Deaerator (DE) Fungsi umpan : Menghilangkan gasgas yang terlarut dalam air ketel dan kondensat bekas Bentuk : Silinder horizontal dengan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon SteelSA 285GradeC Laju massa air 9.65,85677 kg/jam Densitas air 995,68 kg/m3 (Perry dkk, 997)

110 Kebutuhan perancangan jam 20 Faktor keamanan Perhitungan: a. Ukuran tangki Volume air, Vl 9.65,85677 kg / jam jam 9,69373 m ,68 kg / m Volume tangki, Vt,2 9,69373 m3,63248 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tangki, D : H 2 : 3 πd 2 H 4 3,63248 m 3 πd 2 D 4 2 3,63248 m 3 πd 3 8 V Maka: D 2,457 m ; H 3,2856 m Tinggi cairan dalam tangki 9,69373 x3,2856 2,6823 m,63248 b. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup diameter tangki 2,457 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tutup, D : H 4 : Tinggi tutup x 2,457 m 0,53643 m 4 (Brownell dkk,959) Tinggi tangki total (0,53643) 3,755 m c. Tebal tangki Tekanan hidrostatik P xgxh 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 2,6823 m 26,736 kpa Tekanan operasi atm 0,325 kpa P 26,736 kpa + 0,325 kpa 27,49636 kpa Faktor kelonggaran 5% Maka, Pdesign (,05) (27,49636 kpa) 33,878 kpa Joint efficiency 0,8 Jenis sambungan Single welded butt joints (Brownell dkk,959) (Brownell dkk, 959)

111 Allowable stress psia ,74 kp (Brownell dkk,959) Faktor korosi 0,25 in/tahun Umur tangki 0 tahun

112 Tebal shell tangki: t PD Cn 2SE,2P (33,878 kpa) (2.457 m)(39,37in/m) (0,25)(0),333 in 2(87.28,74 kpa)(0,8),2(33,878 kpa) Tebal shell standar yang digunakan,5 in 0. (Brownell dkk,959) Ketel Uap (KU0) Fungsi : menyediakan uap untuk keperluan proses Jenis : water tube boiler Bahan konstruksi : carbon steel Jumlah : unit Kondisi operasi : Saturated steam yang digunakan bersuhu 20 C tekanan,943 bar Panas laten steam kj/kg Btu/lbm 63, ,326 kj/kg Bbtu/lbm (Reklaitis, 983) Total kebutuhan uap 965,85677 kg/jam lbm/jam Menghitung Daya Ketel Uap W 34,5 P 970,3 H dimana: P daya boiler, hp W kebutuhan uap, lbm/jam H kalor laten steam, Btu/lbm Maka, P 63, , ,66765 hp 34,5 970,3 Menghitung Jumlah Tube Luas permukaan perpindahan panas, A P 0 ft2/hp 739,66765 hp 0 ft2/hp

113 ft2 Direncanakan menggunakan tube dengan spesifikasi: Panjang tube, L 30 ft Diameter tube 6 in Luas permukaan pipa, a,734 ft2/ft (Kern, 965) Sehingga jumlah tube, Nt A buah ' 30,734 L a. Pompa Jenis : pompa sentrifugal Jenis pipa : commercial steel Schedule number : 40 Kondisi operasi : P atm T 30 oc Pompa Screening (PU0) Fungsi : memompa air dari sungai ke bak pengendapan Jumlah : unit Laju alir massa (F) kg/jam Densitas air ( ) 955,68 kg/m Viskositas air ( ) 0,8007 cp Laju alir volumetrik (Q) lbm/s 3 62,586 lbm/ft3 0,0005 lbm/ft.s kg / jam 955,68 kg / m ,0090 m3/s lbm / s 62,586 lbm / ft 3 0,06705 ft3/s Desain pompa : Di,opt 0,363 (Q)0,45( )0,3 (Turbulen) (Timmerhaus, 2004) 0,33 (Q)0,36 (ρ)0,8 (Laminar) (Timmerhaus, 2004) 0,363 (0,0090 m3/s)0,45 ( 955,68 kg/m3)0,3 0,05308 m in Dari Appendiks A.5 (Geankoplis, 2003), dipilih pipa commercial steel :

114 in 2 Ukuran nominal : Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) :,6 in 0,342 ft Diameter Luar (OD) :,9 in 0,583 ft Inside sectional area : 0,043 ft2 Kecepatan linear, v Q/A 0,06705 ft 3 / s ft/s 0,043 ft 2 Bilangan Reynold : NRe v ID (62,586 lbm / ft 3 )( ft / s)(0,342 ft ) 0,0005 lbm/ft.s (Turbulen) Untuk pipa commercial steel diperoleh harga 4,6 x 05, /D 0,00034: f 0,004 diperoleh melalui Fig (Geankoplis,2003) Friction loss : A2 v 2 Sharp edge entranee, hc 0,5 A 2 0,5 0 2 elbow 90, hf n.kf. v2 2. g c 2(0,75) check valve, hf n.kf. Ff 4f (32,74) 0,9245 ft.lbf/lbm v2 2. g c (2,0) Pipa lurus 70 ft, ,34992 ft.lbf/lbm 2 32, ,69983 ft.lbf/lbm 2(32,74) L.v 2 D.2.g c

115 4(0,004) ft.lbf/lbm 0, ,74 2 Sharp edge exit, A v2 A2 2..g c hex 0 Total friction loss : F ,74 0,34992 ft.lbf/lbm ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli : P P 2 2 v 2 v g z 2 z 2 F Ws 0 2 (Geankoplis,2003) dimana : v v2 P P2 Z 50 ft maka : 0 32,74 ft / s 2 50 ft ft.lbf / lbm Ws 0 32,74 ft.lbm / lbf.s 2 Ws ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, 80 % x Wp Ws ,8 x Wp Wp ft.lbf/lbm Daya pompa : P W p Q 550 ft.lbf / s 63,3604 0,06705 x 62,773 x hp 550 ft.lbf / s 0,588 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 3/4 hp Pompa Sedimentasi (PU02) Fungsi memompa air dari bak pengendapan ke klarifier Laju alir massa (F) kg/jam Densitas air ( ) 955,68 kg/m lbm/s 62,586 lbm/ft3

116 Viskositasair ( ) 0,8007cP 0,0005 lbm/ft.s Pompa Klarifier (PU03) Fungsi : memompa air dari klarfier ke tangki filtrasi Laju alir massa (F) kg/jam lbm/s Densitas air ( ) 955,68 kg/m3 62,586 lbm/ft3 Viskositasair ( ) 0,8007cP 0,0005 lbm/ft.s Pompa Sand Fiter (PU04) Fungsi : memompa air dari tangki filtrasi ke tangki utilitas TU0 Laju alir massa (F) kg/jam lbm/s Densitas air ( ) 955,68 kg/m3 62,586 lbm/ft3 Viskositas air ( ) 0,8007cP 0,0005 lbm/ft.s Pompa Utilitas (PU05) Fungsi : memompa air dari tangki utilitas TU0 ke tangki kation Laju alir massa (F).930,3735 kg/jam,09924 lbm/s Densitas air ( ) 955,68 kg/m3 62,586 lbm/ft3 Viskositasair ( ) 0,8007cP 0,0005 lbm/ft.s Pompa H2SO4 (PU06) Fungsi : memompa air dari tangki pelarutan H2SO4 ke tangki kation Laju alir massa (F) kg/jam lbm/s Densitas H2SO4 ( ) 06,7 kg/m3 66,29987lbm/ft3 ViskositasH2SO4 ( ) 7,86 cp 0.02 lbm/ft.s Pompa cation exchanger (PU07) Fungsi : memompa air dari tangki kation ke tangki anion Laju alir massa (F).930,3735 kg/jam,09924 lbm/s Densitas air ( ) 955,68 kg/m3 62,586 lbm/ft3 Viskositasair ( ) 0,8007cP 0,0005 lbm/ft.s Pompa Anion Exchanger (PU08) Fungsi : memompa air dari tangki anion ke deaerator

117 Laju alir massa (F).930,3735 kg/jam,09924 lbm/s Densitas air ( ) 955,68 kg/m3 62,586 lbm/ft3 Viskositasair ( ) 0,8007cP 0,0005 lbm/ft.s Pompa Utilitas (PU09) Fungsi : memompa air dari tangki Utilitas (TU0) ke Unit Refrigrator Laju alir massa (F) 25,4274 kg/jam Densitas air ( ) 955,68 kg/m Viskositasair ( ) 0,8007cP lbm/s 62,586 lbm/ft3 0,0005 lbm/ft.s Pompa Utilitas (PU0) Fungsi : memompa air dari tangki Utilitas (TU0) ke tangki Utilitas (TU02) Laju alir massa (F) 804,6667 kg/jam 0,45793 lbm/s Densitas air ( ) 955,68 kg/m3 62,586 lbm/ft3 Viskositasair ( ) 0,8007cP 0,0005 lbm/ft.s Pompa Utilitas (PU) Fungsi : memompa air dari tangki Utilitas (TU02) ke Domestik Laju alir massa (F) 804,6667 kg/jam 0,45793 lbm/s Densitas air ( ) 955,68 kg/m3 62,586 lbm/ft3 Viskositasair ( ) 0,8007cP 0,0005 lbm/ft.s Pompa Utilitas (PU2) Fungsi : memompa air dari Unit Refrigarator sebagai Air Pendingin Laju alir massa (F) 4.234,56698 kg/jam lbm/s Densitas air ( ) 955,68 kg/m3 62,586 lbm/ft3 Viskositasair ( ) 0,8007cP 0,0005 lbm/ft.s Pompa Deaerator (PU3) Fungsi : memompa air dari Deaerator Menuju ketel Uap Laju alir massa (F) 9.65,85677 kg/jam Densitas air ( ) 955,68 kg/m3 62,586 lbm/ft3 Viskositas air ( ) 0,8007cP 0,0005 lbm/s lbm/ft.s

118 Pompa Kaporit (PU4) Fungsi : memompa Kaporit dari Tangki kaporit Menuju Tangki Utilitas (TU2) Laju alir massa (F) 0,0344 kg/jam x 06 lbm/s Densitas ( ) 272 kg/m lbm/ft3 Viskositas ( ) 6,797 x 04 cp 0, lbm/ft.s Pompa Alum (PU5) Fungsi : memompa alum dari tangki Alum ke Clarifier Laju alir massa (F) 0,34024 kg/jam 0,0009 lbm/s Densitas air ( ) 363 kg/m3 83,0898 lbm/ft3 Viskositasair ( ) cp 0,00067 lbm/ft.s Pompa Soda Abu (PU6) Fungsi : memompa soda abu dari tangki ke Clarifier Laju alir massa (F) 0,8373 kg/jam 0,0000 lbm/s Densitas air ( ) 327 kg/m3 82,8423 lbm/ft3 Viskositasair ( ) 3,69 x 04 cp 2,47 x 07 lbm/ft.s Pompa NaOH (PU7) Fungsi : memompa air dari tangki pelarutan H2SO4 ke tangki kation Laju alir massa (F) 0,58083 kg/jam 0,00033 lbm/s Densitas NaOH ( ) 58 kg/m lbm/ft3 Viskositas NaOH ( ) 0,64 cp 0,00043 lbm/ft.s Pompa Bahan Bakar (PU8) Fungsi : memompa bahan bakar solar menuju Generator Laju alir massa (F) kg/jam 0,05655 lbm/s Densitas NaOH ( ) 58 kg/m lbm/ft3 Viskositas NaOH ( ) 0,64 cp 0,00043 lbm/ft.s Pompa Bahan Bakar (PU9) Fungsi : memompa bahan bakar solar menuju Ketel Uap Laju alir massa (F) kg/jam 0,429 lbm/s Densitas NaOH ( ) 58 kg/m lbm/ft3 Viskositas NaOH ( ) 0,64 cp 0,00043 lbm/ft.s

119 LD.3 Analog perhitungan untuk pompa utilitas Laju Alir Pompa (kg/jam) D Daya optimum ID (in) 3 Q (ft /s) Daya (hp) standar (in) (hp) PU /2 PU /2 PU /2 PU /4 PU x /20 PU /0 PU /0 PU /0 PU /0 PU /0 PU /2 PU PU x E07 / / E06 / /20 PU x 0 PU x 07 6 PU x 0 PU /20 PU /0 2. Unit Refigerasi (UR) Fungsi : Menurunkan suhu air dari 30oC menjadi 20oC Jenis : Single stage mechanical refrigeration cycle Bahan konstruksi : carbon steel Data : Suhu air masuk unit pendingin 300C 860F Suhu air keluar unit pendingin 20 C 68 F Refrigerant yang dipakai :,,,2tetrafluoroetana (CH2FCF3) (R34a)

120 Kondensor expansion valve Kompresor Chiller Gambar LD. Siklus unit pendinginan Asumsi: kondensor dan evaporator (chiller) memungkinkan Δt minimum 0oF Laju air : 9.35,3 kg/jam Entalpi air pada atm : 293 Hair (20oC) Cp Air dt 4,85 (283298) 62,775 kj/kg (Geankoplis, ) 303 Hair (30oC) Cp Air dt 4,8 (303298) kj/kg (Geankoplis, ) Qc m. ΔH ( kg/jam) (20,907 kj/kg (62,925) kj/kg) kj/jam Qc btu/jam,05506 kj/jam btu/jam Asumsi : kondensor dan chiller memungkinkan ΔT minimum 00F untuk perpindahan panas. Air pendingin pada kondensor tersedia pada 86oF. Suhu keluar chiller (T2) oF Tekanan keluar chiller (P2) 72,087 lbf/in2 (Smith dkk, 2005) Entalpi uap (H2),376 btu/lbm (Smith dkk, 2005) Entropi uap (S2) 0,22054 btu/lbm.r (Smith dkk, 2005) T keluar kondensor (T4) oF P keluar kondensor (P4) 30,67 lbf/in2 (Smith dkk, 2005) Entalpi cair (H4) 43,538 btu/lbm (Smith dkk, 2005) Net Refrigerant Effect :

121 RE H2 H4 (,376 43,538) btu/lbm 67,8442 btu/lbm Apabila tahap kompresi bersifat isentropis, S3 S2 0,22054 btu/lbm.r pada entropi ini dan P 30,67lbf/in2, diperoleh harga H3 8 btu/lbm (Smith dkk, 2005). Sehingga, (ΔH)S H3 H2 (8,376) btu/lbm 6,624 btu/lbm Untuk efisiensi kompresor 80% maka, H3 H2 ( H)s 6,624 8,280 btu/lbm η 0,8 Karena proses ekspansi bersifat isentalpi (H H4), maka cycle coefficient of performance (COP) dapat dihitung sebagai berikut : COP H 2 H,376 43,538 8,937 H3 H2 8,280 Laju sirkulasi refrigerant : laju sirkulasi refrigrant Qc btu/jam lbm/jam H 2 H 67,8442 btu/lbm kg/jam 3. Tangki Bahan Bakar (TB) Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA283 grade C Kondisi operasi : Temperatur 30 C Tekanan atm Tangki Bahan Bakar Ketel Uap (TB0) Fungsi : menampung bahan bakar solar Jumlah : unit

122 Laju massa solar 753,55683 kg/jam Densitas solar 890,0720 kg/m3 (Perry dkk, 997) Kebutuhan perancangan 5 hari 360 jam 20 Faktor keamanan Perhitungan: a. Volume tangki Volume air, Va 753,55683 kg/jam 360 jam 304,7852 m kg/m Volume tangki, Vt,2 304,7852 m3 365,7425 m3 c. Diameter tangki Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H 2 : 3 V D 2 H ,7425 m 3 D 2 D ,7425 m 3 πd 3 8 Maka, D 6,77233 m ; H 0,5849 m Tinggi solar dalam tangki 304,7852 m 3 x 0,5853 m 8,4654 m 365,7425 m 3 d. Tebal tangki Tekanan hidrostatik P xgxh 890,072 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 8,4654 m 73,8422 kpa Tekanan operasi atm P 73,8422 kpa+ 0,325 kpa 0,325 kpa 75,6622 kpa Faktor kelonggaran 5 % Maka, Pdesign (,05) (75,6622) 83,92453 kpa Joint efficiency 0,8 Jenis sambungan Single welded butt joints (Brownell dkk, 959) Allowable stress 2,650 psia 87.28,74 kpa (Brownell dkk,959) Faktor korosi 0,25 in/tahun Umur tangki 0 tahun (Brownell dkk,959)

123 Tebal shell tangki t : PD Cn 2SE,2P (75,6622 kpa) (6,77233 m)(39,37in/m) (0,25)(0),6097 in 2(87.28,74 kpa)(0,8),2(75,6622 kpa) Tebal shell standar yang digunakan 3/4 in (Brownell dkk,959) Tangki Bahan bakar Generator (TB02) Fungsi : menampung bahan bakar generator Jumlah : unit Laju massa solar 99,3327 kg/jam Densitas solar 890,0720 kg/m3 (Perry dkk, 997) Kebutuhan perancangan 5 hari 360 jam LD.4 Analog perhitungan pada tangki bahan bakar ketel uap Tebal shell Nama Volume tangki Diameter tangki Tinggi tangki Tangki (m3) (m) (m) TB02 48,2023 3, ,6963 tangki ( in ),3999 Tebal shell tangki tang digunakan,5

124

125 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI Dalam rencana pra rancangan pabrik Dietanolamida digunakan asumsi sebagai berikut: Pabrik beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Kapasitas maksimum adalah ton/tahun. Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau purchasedequipment delivered (Peters et,al., 2004). Harga alat disesuaikan dengan nilai tukar dolar terhadap rupiah adalah : US$Rp 9.325,(www. kurs dollar.htm).. Modal Investasi Tetap (Fixed Capital Investment). Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) Biaya Tanah Lokasi Pabrik Luas tanah seluruhnya m2 Menurut keterangan masyarakat setempat, biaya tanah pada lokasi pabrik berkisar Rp /m2. Harga tanah seluruhnya m2 Rp /m2 Rp , Biaya perataan tanah diperkirakan 5% Biaya perataan tanah 0,05 x Rp , Rp ,Maka total biaya tanah (A) adalah Rp ,

126 Harga Bangunan dan Sarana Tabel LE. Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya No Nama Bangunan Luas (m2) Harga(Rp/m2) Jumlah (Rp) Pos keamanan ,000 5,000,000 2 Areal bahan baku ,000 65,000,000 3 Parkir ,000 8,750,000 4 Taman ,000 57,500,000 5 Perumahan karyawan 6200,500,000 9,300,000,000 6 Ruang kontrol 00 2,500, ,000,000 7 Areal proses ,500,000 2,250,000,000 8 Areal produk 00 2,500, ,000,000 9 Perkantoran 250,500, ,000,000 0 Laboratorium 80,500,000 20,000,000 Poliklinik 80,000,000 80,000,000 2 Kantin 50,500,000 75,000,000 3 Tempat ibadah 50,000,000 50,000,000 4 Gudang peralatan 80,500,000 20,000,000 5 Bengkel 80,000,000 80,000,000 6 Unit pemadam kebakaran 50,000,000 50,000,000 7 Unit pengolahan air 300 3,500,000,050,000,000 8 Ruang boiler 00 5,000, ,000,000 9 Unit pembangkit listrik 50 3,500,000 75,000, Unit pengolahan limbah 300 2,500, ,000,000 2 Areal perluasan , ,000, Jalan , ,000, Areal antar bangunan ,000 70,000, ,50,250,000 Total Harga bangunan saja Rp , Harga sarana*) Rp Total biaya bangunan dan sarana(b) Rp , ,

127 Perincian Harga Peralatan Harga peralatan yang diimpor dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut (Peters et.al., 2004) : dimana: Cx harga alat pada tahun 202 Cy harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia X kapasitas alat yang tersedia X2 kapasitas alat yang diinginkan Ix indeks harga pada tahun 202 Iy indeks harga pada tahun yang tersedia m faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat) Untuk menentukan indeks harga pada tahun 202 digunakan metode regresi koefisien korelasi (Montgomery, 992)

128 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift Indeks (Yi) Xi.Yi Xi² Yi² Tahun (Xi) Total No. Sumber: Tabel 62, Peters et,al., 2004 Data : n 4 Xi Yi 484 XiYi Xi² Yi² Dengan memasukkan hargaharga pada Tabel LE 2, maka diperoleh harga koefisien korelasi: r (4). ( ) (27937)(484) [(4). (557485) (27937)²] x [(4)( ) (484)² ]½ 0,98 Harga koefisien yang mendekati + menyatakan bahwa terdapat hubungan linier antar variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah persamaan regresi linier. Persamaan umum regresi linier, Y a + b X dengan: Y X indeks harga pada tahun yang dicari (2009) variabel tahun ken

129 a,b tetapan persamaan regresi Tetapan regresi ditentukan oleh : (Montgomery, 992) b n ΣXi Yi ΣXi ΣYi n ΣXi 2 ΣXi 2 a Yi. Xi 2 Xi. Xi.Yi n. Xi 2 ( Xi) 2 Maka : b 4.( ) (27937)(484) (557485) (27937)² 385 6,8088 a (484)( ) (27937)( ) (557485) (27937)² ,8 Sehingga persamaan regresi liniernya adalah: Y a + b X Y 6,809X 32528,8 Dengan demikian, harga indeks pada tahun 202 adalah: Y 6,809(202) 32528,8 Y.290,4879 Perhitungan harga peralatan menggunakan harga faktor eksponsial (m)marshall & Swift. Harga faktor eksponen ini beracuan pada Tabel 64,Peters et.al., Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya dianggap 0,6 (Peters et.al., 2004).

130 Contoh perhitungan harga peralatan: a. Tangki Penyimpanan RBDPs, (F0) Kapasitas tangki, X2 98,38377 m3. Dari Gambar LE. berikut, diperoleh untuk harga kapasitas tangki (X) m³ adalah (Cy) US$ Dari tabel 64, Peters et.al., 2004, faktor eksponen untuk tangki adalah (m) 0,57. Indeks harga pada tahun 2002 (Iy) 03. Gambar LE. Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage)dan Tangki Pelarutan(Peters et.al., 2004) Indeks harga tahun 202 (Ix) adalah.290,4879. Maka estimasi harga tangki untuk (X2) 98,38377 m3 adalah : 98,38377 Cx US$ 6850 x Cx US$ 6,087/unit 0.57 x Cx Rp /unit Dengan cara yang sama diperoleh perkiraan harga alat lainnya yang dapat dilihat pada Tabel LE 3 untuk perkiraan peralatan proses dan Tabel LE 4 untuk perkiraan peralatan utilitas. Untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut: Biaya transportasi 5 (Peters et,al., 2004). Biaya asuransi (Peters et,al., 2004).

131 Bea masuk 5 (Rusjdi, 2004) PPn 0 (Rusjdi, 2004) PPh 0 (Rusjdi, 2004) Biaya gudang di pelabuhan 0,5 (Rusjdi, 2004) Biaya administrasi pelabuhan 0,5 (Rusjdi, 2004) Transportasi lokal 0,5 (Peters et,al., 2004). Biaya tak terduga 0,5 (Peters et,al., 2004). Total 43 Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut: PPn 0 (Rusjdi, 2004) PPh 0 (Rusjdi, 2004) Transportasi lokal 0,5 (Peters et,al., 2004). Biaya tak terduga 0,5 (Peters et,al., 2004). Total 2

132 Tabel LE. 3 Estimasi Harga Peralatan Proses No. Kode Unit Ket*) Harga / Unit Harga Total F0 I,502,34,432,502,34,432 2 F20 I 2,400,524,628 2,400,524,628 3 F220 I 66,223,494 66,223,494 4 F30 I 246,043,60 246,043,60 5 F360 I,402,584,827,402,584,827 6 F60 I 5,2,096,749 5,2,096,749 7 F320 I 554,57,08 554,57,08 8 F370 I 2,76,737,578 2,76,737,578 9 M40 I 4,332,965 4,332,965 0 M50 I 84,2,054 84,2,054 H330 I 328,09, ,09,738 2 R20 5 I,02,366,459 5,06,832,294 3 H30 I 0,985,62 0,985,62 4 H340 I 97,746,72 97,746,72 5 E2 I 2,306,842 2,306,842 6 E33 I 63,774,053 63,774,053 7 E35 I 3,700,356 3,700,356 8 V350 I 84,435,76 84,435,76 20,034,7,39 Sub Total Impor 9 L NI 452,0 452,0 20 L2 NI,353,433,353,433 2 L22 NI 452,0 452,0 22 L3 NI 452,0 452,0 23 L4 NI 493,23 493,23 24 L5 NI 493,23 493,23 25 L36 NI 2,647,77 2,647,77 26 L6 NI 2,647,77 2,647,77 27 L22 NI 2,48,909 2,48, L3 NI 2,096,95 2,096,95 29 L32 NI 832, ,672

133 30 L33 NI 3,02,78 3,02,78 3 L34 NI 3,09,445 3,09, L37 NI 2,090,953 2,090,953 Sub Total Non Impor Total 22,202,343 20,056,373,482

134 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah Kode Unit Ket*) Harga / Unit SC I CL I SF I CE I AE I DE I TU0 I TU02 I TP0 I TP02 I TP03 I TP04 I TP05 I KU0 I TB0 I TB02 I UR0 I A.Sludge I TS I Sub Total Impor Harga Total BS NI PU0 NI PU02 NI PU03 NI PU04 NI PU05 NI PU06 NI PU07 NI PU08 NI PU09 NI

135 PU0 NI PU NI PU2 NI PU3 NI PU4 NI PU5 NI PU6 NI PU7 NI PU8 NI PU9 NI Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah (Lanjutan) BP NI BSA NI BN NI PL0 NI PL02 NI PL03 NI PL04 NI PL05 NI Generator 2 NI Sub Total Non Impor Total Keterangan*) : I untuk peralatan impor, sedangkan NI untuk peralatan non impor. Total harga peralatan tiba di lokasi pabrik (purchasedequipment delivered) adalah:,43 x (Rp Rp ) +,2 x (Rp Rp ) Rp ,Biaya pemasangan diperkirakan 39 dari total harga peralatan (Peters et.al., 2004). Biaya pemasangan 0,39 Rp , Rp ,

136 Harga peralatan + biaya pemasangan (C) : Rp , + Rp , Rp ,..4 Instrumentasi dan Alat Kontrol Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 26 dari total harga peralatan (Peters et,al., 2004). Biaya instrumentasi dan alat kontrol (D) 0,26 Rp , Rp ,..5 Biaya Perpipaan Diperkirakan biaya perpipaan 3 dari total harga peralatan (Peters et,al., 2004). Biaya perpipaan (E) 0,3 Rp , Rp ,..6 Biaya Instalasi Listrik Diperkirakan biaya instalasi listrik 0 dari total harga peralatan (Peters et,al., 2004). Biaya instalasi listrik (F) 0, Rp , Rp ,..7 Biaya Insulasi Diperkirakan biaya insulasi 9 dari total harga peralatan (Peters et,al., 2004). Biaya insulasi (G) 0,09 Rp , Rp ,..8 Biaya Inventaris Kantor Diperkirakan biaya inventaris kantor 5 dari total harga peralatan (Peters et,al., 2004). Biaya inventaris kantor (H) 0,05 Rp ,

137 Rp ,..9 Biaya Perlengkapan Kebakaran dan Keamanan Diperkirakan biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan dari total harga peralatan (Peters et,al., 2004). Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan ( I ) 0,0 Rp , Rp ,..0 Sarana Transportasi ( J ) Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi Jenis Kenderaan Unit Tipe Harga/unit No Total Dewan Komisaris 3 Fortuner Direktur Pajero Manajer 4 Strada Bus Karyawan 2 Bus Truk 4 Truk Mobil Tangki 4 Truck Tangki Mobil Pemasaran 3 Pick up Mobil Pemadam Kebakaran 2 Fire Truck Total ( Total MITL A + B + C + D + E + F + G + H + I + J Rp ,.2 Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL).2. Pra Investasi Diperkirakan 7 dari total harga peralatan (Peters et,al., 2004). Pra Investasi (A) 0,07 x Rp , Rp ,.2.2 Biaya Engineering dan Supervisi Diperkirakan 32 dari total harga peralatan (Peters et,al., 2004)

138 Biaya Engineering dan Supervisi (B) 0,32 Rp , Rp ,.2.3 Biaya Legalitas Diperkirakan 4 dari total harga peralatan (Peters et,al., 2004). Biaya Legalitas (C) 0,04 Rp , Rp ,.2.4 Biaya Kontraktor Diperkirakan 9 dari total harga peralatan (Peters et,al., 2004). Biaya Kontraktor (D) 0,39 Rp , Rp ,.2.5 Biaya Tak Terduga Diperkirakan 37 dari total harga peralatan (Peters et,al., 2004). Biaya Tak Terduga (E) 0,37 Rp , Rp , Total MITTL A + B + C + D + E Rp ,Total MIT MITL + MITTL Rp , + Rp , Rp , 2. Modal Kerja Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 3 bulan (90 hari). 2. Persediaan Bahan Baku 2.. Bahan baku Proses. RBDPs Kebutuhan 55,5 kg/jam Harga Rp 5000,/kg Harga total 90 hari 24 jam/hari 55,5 kg/jam x Rp 5000, (PT Flora sawita) Rp ,2. Dietanolamina Kebutuhan 570,95 kg/jam Harga Rp 3.326,/kg Harga total 90 hari 24 jam/hari 570,95 kg/jam x Rp , ( 202)

139 Rp ,3. Metanol Kebutuhan 8,77 kg/jam Harga Rp. 6.0,/kg ( 202) Harga total 24 jam/hari 8,77 kg/jam x Rp. 6.0,4. Natrium Metoksida Kebutuhan 6,2583 kg/jam Harga Rp ,/kg ( 202) Harga total 90 hari 24 jam/hari 6,2583 kg/jam x Rp , Rp ,5. Dietil Eter Kebutuhan 2.848,7 kg/jam Harga Rp 5.595,/kg ( 202) Harga total 24 jam/hari 2.848,7 kg/jam x Rp , Rp , Total kebutuhan bahan baku proses Rp , 2..2 Persediaan Bahan Baku Utilitas. Alum, Al2(SO4)3 Kebutuhan 0,493 kg/jam Harga Rp 3.233,/kg ( 202) Harga total 90 hari 24 jam/hari 0,493 kg/jam Rp3.233,/kg Rp ,2. Soda abu, Na2CO3 Kebutuhan 0,0806 kg/jam Harga Rp 4.582,/kg ( 202) Harga total 90 hari 24 jam/hari 0,0806 kg/jam Rp 4.582,/kg Rp ,3. Kaporit Kebutuhan 0,0023 kg/jam Harga Rp 5.000,/kg ( 202) Harga total 90 hari 24 jam/hari 0,0023 kg/jam Rp 5.000,/kg Rp 2.749

140 Rp ,4. H2SO4 Kebutuhan 0,3428 kg/jam Harga Rp.200,/kg ( 202) Harga total 90 hari 0,3428 kg/jam x 24 jam/hari Rp.200,/kg Rp ,5. NaOH Kebutuhan 0,6207 kg/jam Harga Rp 7.290,/kg ( 202) Harga total 90 hari 0,6207 kg/jam x 24 jam/hari Rp 7.290,/kg Rp ,6. Solar Kebutuhan,5879 ltr/jam Harga solar untuk industri Rp 9.350,/liter (PT. Pertamina, 202) Harga total 90 hari 24 jam/hari,5879 liter/jam Rp ,/liter Rp ,Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan (90 hari) adalah Rp ,

141 2.2 Kas 2.2. Gaji Pegawai Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai Jabatan Jumlah Gaji/bulan Total Gaji/bulan Dewan Komisaris Direktur Staf Ahli Sekretaris Manajer Produksi Manajer Teknik Manajer Umum dan Keuangan Manajer Pembelian dan Pemasaran Kepala Seksi Proses Kepala Seksi Laboratorium R&D Kepala Seksi Utilitas Kepala Seksi Listrik Kepala Seksi Instrumentasi Kepala Seksi Pemeliharaan Pabrik Kepala Seksi Keuangan Kepala Seksi Administrasi Kepala Seksi Personalia Kepala Seksi Humas Kepala Seksi Keamanan Kepala Seksi Pembelian Kepala Seksi Penjualan Kepala Seksi Gudang / Logistik Karyawan Proses Karyawan Laboratorium, R&D Karyawan Utilitas Karyawan Unit Pembangkit Listrik Karyawan Instrumentasi Pabrik Karyawan Pemeliharaan Pabrik

142 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai (Lanjutan) Karyawan Umum dan Keuangan Karyawan Pembelian dan Pemasaran Petugas Keamanan Karyawan Gudang / Logistik Dokter Perawat Petugas Kebersihan Supir Total Total gaji pegawai selama bulan Rp ,Total gaji pegawai selama 3 bulan Rp , 2.2. Biaya Administrasi Umum Diperkirakan 20 dari gaji pegawai 0,2 Rp , (Peters et,al., 2004) Rp , Biaya Pemasaran Diperkirakan 20 dari gaji pegawai 0,2 Rp , (Peters et,al., 2004) Rp , Pajak Bumi dan Bangunan Dasar perhitungan Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) mengacu kepada UndangUndang RI No. 20 Tahun 2000 Jo UU No. 2 Tahun 997 tentang Bea Perolehan Hak atas Tanah dan Bangunan sebagai berikut: Yang menjadi objek pajak adalah perolehan hak atas tanah dan atas bangunan (Pasal 2 ayat UU No.20/00). Dasar pengenaan pajak adalah Nilai Perolehan Objek Pajak (Pasal 6 ayat UU No.20/00). Tarif pajak ditetapkan sebesar 5% (Pasal 5 UU No.2/97).

143 Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak ditetapkan sebesar Rp , (Pasal 7 ayat UU No.2/97). Besarnya pajak yang terutang dihitung dengan cara mengalikkan tarif pajak dengan Nilai Perolehan Objek Kena Pajak (Pasal 8 ayat 2 UU No.2/97). Maka berdasarkan penjelasan di atas, perhitungan PBB ditetapkan sebagai berikut : Wajib Pajak Pabrik Pembuatan Dietanolamida 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% x NPOPKP) Rp , Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas No Jenis Biaya Gaji Pegawai Administrasi Umum Pemasaran Pajak Bumi dan Bangunan Total Jumlah (Rp) Rp Biaya Start Up Diperkirakan 2 dari Modal Investasi Tetap (Peters, et,al., 2004). 0,2 Rp , Rp , 2.4 Piutang Dagang PD dimana: IP HPT 2 PD piutang dagang IP jangka waktu kredit yang diberikan (3 bulan) HPT hasil penjualan tahunan

144 Penjualan : Hasil penjualan Dietanolamida tahunan Kapasitas 924,83 kg/jam Harga Rp 23.4/kg ( 202) 924,83 kg/jam 24 jam/hari 330 hari/tahun x Rp 23.4/kg Rp , Hasil penjualan Gliserol tahunan Kapasitas 50,50 kg/jam Harga 3.730/kg ( 202) 50,50 kg/jam 24 jam/hari 330 hari/tahun x Rp 3.730/kg Rp , Hasil penjualan total tahunan Rp , Piutang Dagang 3 Rp ,2 Rp , Perincian modal kerja dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja No. Jenis Biaya Jumlah (Rp). Bahan baku proses dan utilitas Kas 3. Start up Piutang Dagang Total Rp Total Modal Investasi Modal Investasi Tetap + Modal Kerja Rp , + Rp , Rp , Modal ini berasal dari:

145 60 dari total modal investasi Modal sendiri 0,6 Rp , Rp ,Pinjaman dari Bank 40 dari total modal investasi 0,4 x Rp , Rp , 3. Biaya Produksi Total 3. Biaya Tetap (Fixed Cost FC) 3.. Gaji Tetap Karyawan Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah 2 bulan gaji yang diberikan sebagai tunjangan, sehingga Gaji total (2 + 2) Rp , Rp , 3..2 Bunga Pinjaman Bank Bunga pinjaman bank adalah,68% dari total pinjaman (Bank Mandiri, 202). 0,68 Rp , Rp , 3..3 Depresiasi dan Amortisasi Pengeluaran untuk memperoleh harta berwujud yang mempunyai masa manfaat lebih dari (satu) tahun harus dibebankan sebagai biaya untuk mendapatkan, menagih, dan memelihara penghasilan melalui penyusutan (Rusdji,2004). Pada perancangan pabrik ini, dipakai metode garis lurus atau straight line method. Dasar penyusutan menggunakan masa manfaat dan tarif penyusutan sesuai dengan UndangUndang Republik Indonesia No. 7 Tahun 2000 Pasal ayat 6 dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel LE.9 Aturan Depresiasi Sesuai UU Republik Indonesia No. 7 Tahun 2000

146 Masa Tarif (tahun) (%). Kelompok 4 2 Mesin kantor, perlengkapan, alat perangkat/ tools industri 2. Kelompok 2 8 2,5 Mobil, truk kerja 3. Kelompok 3 6 6,25 Mesin industri kimia, mesin industri 20 5 Bangunan sarana dan penunjang Kelompok Harta Berwujud Beberapa Jenis Harta I.Bukan Bangunan II. Bangunan Permanen Sumber : Waluyo, 2000 dan Rusdji,2004 Depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol. D P L n dimana: D depresiasi per tahun P harga awal peralatan L harga akhir peralatan n umur peralatan (tahun) Tabel LE.0 Perhitungan Biaya Depresiasi Sesuai UURI No. 7 Tahun 2000 No Komponen Umur Depresiasi (tahun) (Rp) Biaya (Rp) Bangunan Peralatan proses dan 2 utilitas Instrumentrasi 3 pengendalian proses dan

147 4 Perpipaan Instalasi listrik Insulasi Inventaris kantor Perlengkapan keamanan dan 8 kebakaran 9 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 (satu) tahun untuk mendapatkan, menagih, dan memelihara penghasilan dapat dihitung dengan amortisasi dengan menerapkan taat azas (UU RI Pasal ayat No. Tahun 2000). Para Wajib Pajak menggunakan tarif amortisasi untuk harta tidak berwujud dengan menggunakan masa manfaat kelompok masa 4 (empat) tahun sesuai pendekatan prakiraan harta tak berwujud yang dimaksud (Rusdji, 2004). Untuk masa 4 tahun, maka biaya amortisasi adalah 25 dari MITTL. sehingga : Biaya amortisasi 0,25 Rp , Rp , Total biaya depresiasi dan amortisasi Rp , + Rp , Rp , 3..4 Biaya Tetap Perawatan. Perawatan mesin dan alatalat proses

148 Perawatan mesin dan peralatan dalam industri proses berkisar 2 sampai 20%, diambil 5% dari harga peralatan terpasang di pabrik (Peters et,al., 2004). Biaya perawatan mesin 0,5 Rp , Rp ,2. Perawatan bangunan Diperkirakan 0 dari harga bangunan (Peters et,al., 2004). 0, Rp , Rp ,3. Perawatan kendaraan Diperkirakan 0 dari harga kendaraan (Peters et,al., 2004). 0, Rp , Rp , 4. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol Diperkirakan 0 dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Peters et,al., 2004). 0, Rp , Rp ,5. Perawatan perpipaan Diperkirakan 0 dari harga perpipaan (Peters et,al., 2004). 0, Rp , Rp ,6. Perawatan instalasi listrik Diperkirakan 0 dari harga instalasi listrik (Peters et,al., 2004). 0, Rp , Rp ,7. Perawatan insulasi Diperkirakan 0 dari harga insulasi(peters et,al., 2004). 0, Rp , Rp , 8. Perawatan inventaris kantor Diperkirakan 0 dari harga inventaris kantor (Peters et,al., 2004). 0, Rp ,

149 Rp ,9. Perawatan perlengkapan kebakaran Diperkirakan 0 dari harga perlengkapan kebakaran (Peters et,al., 2004). 0, Rp , Rp ,Total biaya perawatan Rp , 3..5 Biaya Tambahan Industri (Plant Overhead Cost) Biaya tambahan industri ini diperkirakan 20 dari modal investasi tetap (Peters et,al., 2004). Plant Overhead Cost 0,2 x Rp , Rp ,3..6 Biaya Administrasi Umum Biaya administrasi umum selama 3 bulan adalah Rp ,Biaya administrasi umum selama tahun 4 Rp , Rp , 3..7 Biaya Pemasaran dan Distribusi Biaya pemasaran selama 3 bulan adalah Rp ,Biaya pemasaran selama tahun 4 Rp , Rp ,Biaya distribusi diperkirakan 50% dari biaya pemasaran, sehingga : Biaya distribusi 0,5 x Rp , Rp ,Biaya pemasaran dan distribusi Rp , 3..8 Biaya Laboratorium, Penelitan dan Pengembangan Diperkirakan 5 dari biaya tambahan industri (Peters et,al., 2004). 0,05 x Rp , Rp , 3..9 Hak Paten dan Royalti Diperkirakan % dari modal investasi tetap (Peters et,al., 2004).

150 0,0 x Rp , Rp , 3..0 Biaya Asuransi. Biaya asuransi pabrik adalah 3, persen dari modal investasi tetap langsung (Asosiasi Asuransi Jiwa IndonesiaAAJI, 2007). 0,003 Rp Rp , Rp ,2. Biaya asuransi karyawan. Premi asuransi Rp ,/tenaga kerja (PT. Prudential Life Assurance, 202) Maka biaya asuransi karyawan 56 orang x Rp ,/orang Rp ,Total biaya asuransi Rp , 3.. Pajak Bumi dan Bangunan Pajak Bumi dan Bangunan adalah Rp ,Total Biaya Tetap (Fixed Cost) Rp ,3.2 Biaya Variabel 3.2. 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 tahun Rp ,x 330 /90 Rp , Biaya Variabel Tambahan. Biaya Variabel Pemasaran dan Distribusi Diperkirakan 0 dari biaya variabel bahan baku 0, Rp , Rp ,2. Perawatan dan Penanganan Lingkungan Diperkirakan dari biaya variabel bahan baku

151 0,0 Rp , Rp ,Total biaya variabel tambahan Rp ,3.2.3 Biaya Variabel Lainnya Diperkirakan 5 dari biaya variabel tambahan 0,05 Rp , Rp , Total biaya variabel Rp , Total biaya produksi Biaya Tetap + Biaya Variabel Rp , + Rp , Rp , 4. Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan 4. 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 x Rp , Rp ,Pengurangan bonus atas penghasilan bruto sesuai dengan UURI No. 7/00 Pasal 6 ayat sehingga : Laba sebelum pajak (bruto) Rp ,Rp , Rp , 4.2 Pajak Penghasilan Berdasarkan UURI Nomor 36 Pasal 7 ayat btahun 2008, Tentang Perubahan Keempat Tentang Pajak Penghasilan (UndangUndang Nomor 7 Tahun 983),wajib Pajak badan dalam negeri dan bentuk usaha tetap adalah sebesar 28%. Undangundang ini mulai berlaku terhitung tanggal Januari 2009.

152 Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah: 28 ( Rp ,) 4.3 Rp , Laba setelah pajak Laba setelah pajak laba sebelum pajak PPh Rp , Rp , Rp , 5. Analisa Aspek Ekonomi 5. Profit Margin (PM) PM Laba sebelum pajak 00 total penjualan PM Rp , x 00% Rp , 48.74% 5.2 Break Even Point (BEP) BEP BEP BiayaTetap 00 Total Penjualan BiayaVariabel Rp , x 00% Rp , Rp , % Kapasitas produksi pada titik BEP 34.37% ton/tahun Rp 4.25 ton/tahun Nilai penjualan pada titik BEP % x Rp , Rp , 5.3 Return on Investment (ROI) ROI ROI Laba setelah pajak 00 Total Modal Investasi Rp , x 00% Rp , %

153 5.4 Pay Out Time (POT) POT x tahun ROI x tahun 0,4262 2,35 tahun 2.5 tahun 5.5 Returnon Network (RON) 4,366 tahun RON Laba setelah pajak 00 Modal sendiri RON Rp , x 00% Rp , 7.04 % 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 0 tiap tahun Masa pembangunan disebut tahun ke nol Jangka waktu cash flow dipilih 0 tahun Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke 0 Cash flow adalah laba sesudah pajak ditambah penyusutan. Dari Tabel LE., diperoleh nilai IRR 56.4

154 Gambar LE.2 Grafik Break Event Point (BEP) Pabrik Dietanolamida dari RBDPs dan Dietanolamina

155 Tabel LE. Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) Thn Laba sebelum pajak Pajak P/F Laba Sesudah Depresiasi pajak Net Cash Flow pada i P/F PV pada i 57% 57% pada i 58% PV pada i 58% IRR 57 % 56.4% x ( 58 % 57 %) ( )

156