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
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 C39H74O6 638 7 Tri Miristat C45H86O6 722 8 Tri Palmitat C5H98O6 806 9 Tri Stearat C57H0O6 890 0 Tri Arachidat C63H22O6 974 Tri Oleat C48H4O6 884 2 Tri Linoleat C48H98O6 806 3 Asam Laurat Dietanolamida C2H23ON(C2H4OH)2 287 4 Asam Miristat Dietanolamida C4H27ON(C2H4OH)2 35 5 Asam Palmitat Dietanolamida C6H3ON(C2H4OH)2 343 6 Asam Stearat Dietanolamida C8H35ON(C2H4OH)2 37 7 Asam Arachidat Dietanolamida C20H39ON(C2H4OH)2 399 8 Asam Oleat Dietanolamida C8H33ON(C2H4OH)2 369 9 Asam Linoleat Dietanolamida C8H3ON(C2H4OH)2 367
Tabel A.2 Menghitung BM ratarata RBDPs Panjang Persentase Senyawa Rantai BM ratarata (%) Karbon TriLaurat C2 0.0000 0.638638639 TriMiristat C4.202020 8.672672673 TriPalmitat C6 59.59596 476.8228228 TriStearat C8 4.604604605 40.98098098 TriArachidat C20 0.4004004 3.8998999 TriOlein C8: 28.22822823 249.5375375 TriLinolein C8:2 6.306306306 55.36936937 00 Trigliserida(RBDPs) Total 835.92929 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 0,0000,202020 59,59596 4,604604605 0,4004004 28,22822823 6,306306306 00 0,287287287 3,783783784 202,95959 7,08308308,597597598 04,62622 23,44444 352,973974 Jadi, berat molekul ratarata dietanolamida adalah 352,973974 kg.kmol
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 (26,2626263 kg.jam) bahan baku, produksi yang diperoleh 5,9409834 kg.jam. Jadi untuk memperoleh produksi 55,555 kg.jam(2000 ton/tahun), maka bahan baku yang dibutuhkan 4773,544282 kg / jam x26,2626263 kg / jam 5,9409834 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 (55,555 + 570,953756 ) kg.jam 6,25835692 kg.jam N7NaOCH3 F7NaOCH3/ BM NaOCH3 6,25835692 kg.jam/ 54,03 kg.kmol 0,5830385 kmol.jam
Alur 6 : Dari data diketahui bahwa perbandingan berat NaOCH3 : Metanol : 3, dengan demikian : F6CH3OH 3 x F7 NaOCH3 6,25835692 kg.jam 8,77494708 kg.jam N6 CH3OH F6CH3OH / BM CH3OH 8,77494708 kg.jam/ 32,043kg.kmol 0,585929753 kmol.jam Neraca Massa Mixer (M40) Masuk Alur 7 Keluar Alur 8 (kg.jam ) (kg.jam) (kg.jam) NaOCH3 6.25835692 6.25835692 CH3OH 8.77494708 8.77494708 Komponen Alur 6 F (kg.jam ) Total 8.77494708 6.25835692 25.03326277 25.03326277 25.03326277
2. Mixer I (M50) Alur 8 F8NaOCH3 6,25835692 kg.jam N7NaOCH3 0,5830385 kmol.jam F8CH3OH 8,77494708 kg.jam N8 CH3OH 0,585929753 kmol.jam Alur 4 N4DEN 3 x N2RBDPs 3 x,8255478 kmol.jam 5,437654434 kmol.jam F4DEN N4DEN x BM DEN 5,437654434 kmol.jamx 05 kg.kmol 570,953756 kg.jam Alur 9 F8NaOCH3 6,25835692 kg.jam N7NaOCH3 0,5830385 kmol.jam F8CH3OH 8,77494708 kg.jam N8 CH3OH 0,585929753 kmol.jam F4DEN 570,953756 kg.jam N4DEN 5,437654434 kmol.jam
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,8255478 kmol.jam Alur 9 N9DEN 3 x N2RBDPs 3 x,8255478 kmol.jam 5,437654434 kmol.jam F9DEN N9DEN x BM DEN 5,437654434 kmol.jamx 05 kg.kmol 570,953756 kg.jam N9NaOCH3 N2NaOCH3 0,5830385 kmol.jam Gliserol
F9NaOCH3 F2NaOCH3 6,25835692 kg.jam N9 CH3OH N2 CH3OH 0,585929753 kmol.jam F9 CH3OH F2 CH3OH 8,77494708 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,8255478 x 0,95 ( ) r,7292390 4 kmol.jam N2RBDPs sisa N2RBDPs σrbdps.,8255478 kmol.jam (,72923904 kmol.jam) 0,090627574 kmol.jam F2RBDPs sisa N2RBDPs x BM RBDPs 0,090627574 kmol.jam x 835,92929.kmol 75,75757576 kg.jam N2DEN sisa N9DEN σden. r 5,437654434 kmol.jam 3(,72923904 kmol.jam) 0,27882722 kmol.jam F2DENsisa N2DEN x BM DEN 0,27882722 kmol.jamx 05,4 kg.kmol 28,54768578 kg.jam NDENbereaksi 3 (,7292390 4 kmol.jam) 5,657773 kmol.jam FDENbereaksi 5,657773 kmol.jam x 05,4 kg.kmol 542,4060298 kg.jam N2DEA N9DEA +σdea. r
0 +3 (,7292390 4 kmol.jam) 5,657773 kmol.jam F2DEA N2DEA x BM DEA (5,657773 kmol.jamx 352,973974 kg.kmol) 823,38297 kg.jam N2Gliserol σgliserol. r (,72923904 kmol.jam),72923904 kmol.jam F2Gliserol N2Gliserol x BM Gliserol,72923904 kmol.jamx 92 kg.kmol 58,469992 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 55.555 75.75757576 Dietanolamin 570.95376 28.54768578 Dietanolamida Gliserol 823.38297 58.469992 NaOCH3 6.2583569 6.25835692 CH3OH 8.774947 8.77494708 F (kg.jam ) Total 55.555 595.986978 8.77494708 2092.363546 2.38494 2.38494
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 28,54768578 kg.jam F2Gliserol 58,469992 kg.jam F2NaOCH3 6,25835692 kg.jam F2RBDPs 75,75757576 kg.jam sisa Alur 3 F3Gliserol 58,469992 kg.jamx 0.95 50,496492 kg.jam N3Gliserol,635827709 kmol.jam Alur 4 F4DEA 823,38297 kg.jam F4DENsisa 28,54768578 kg.jam F4NaOCH3 6,25835692 kg.jam F4RBDPs 75,75757576 kg.jam F4Gliserol sisa F2Gliserol F3Gliserol (58,469992 50,496492) kg.jam 7,.920849959 kg.jam N4Gliserol 0,08609695 kmol.jam
Neraca Massa Separator (H30) Masuk Keluar Komponen Alur 2 Alur 3 Alur 4 (kg.jam ) (kg.jam ) (kg.jam) Dietanolamin 28.54768578 28.54768578 Dietanolamida 823.38297 823.38297 Gliserol 58.469992 50.49649 7.920849959 RBDPs 75.75757576 75.75757576 NaOCH3 F (kg.jam) Total 6.25835692 6.25835692 2092.363546 50.49649 94.867397 2092.363546 2092.363546 5. 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 28,54768578 kg.jam F4NaOCH3 6,25835692 kg.jam F4RBDPs 75,75757576 kg.jam sisa F4Gliserol 7,.920849959 kg.jam Alur 6 F6Dietil eter,5 x (823,38297 + 75,75757576) kg.jam 2848,7089 kg.jam
N6Dietil eter F6Dietil eter / 72,2 kg.kmol 2848,7089 kg.jam / 72 kg.kmol 39,56542804 kmol.jam Alur 7 F7DEA 823,38297 kg.jam F7DENsisa 28,54768578 kg.jam F7NaOCH3 6,25835692 kg.jam F7RBDPs 75,75757576 kg.jam sisa F7Gliserol 7,920849959 kg.jam F6Dietil eter 2848,7089 kg.jam Neraca Massa Mixer (M 330) Masuk Alur 6 Keluar Alur 7 Dietanolamin (kg.jam ) 28.54768578 (kg.jam) (kg.jam) 28.54768578 Dietanolamida Gliserol Dietil eter RBDPs 823.38297 7.920849959 75.75757576 2848.7089 823.38297 7.920849959 2848.7089 75.75757576 NaOCH3 F (kg.jam) Total 6.25835692 94.867397 4790.57826 6.25835692 2848.7089 4790.57826 4790.57826 Komponen Alur 4
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 28,54768578 kg.jam F7NaOCH3 6,25835692 kg.jam F7RBDPs 75,75757576 kg.jam sisa F7Gliserol 7,920849959 kg.jam F6Dietil eter 2848,7089 kg.jam Alur 8 F8NaOCH3,025095079 kg.jam F8Gliserol 2,594827335 kg.jam F8DENsisa 28,54768578 kg.jam x 0. 2,854768578 kg.jam Alur 9 F9DEA F9RBDPs 823,38297 kg.jam sisa 75,75757576 kg.jam
F9Dietil eter 2848,7089 kg.jam F9DENsisa 28,54768578 kg.jam x 0.9 25,692972 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 ) 28.54768578 823.38297 7.920849959 2848.7089 75.75757576 6.25835692 4790.57826 4790.57826 Keluar (kg.jam ) (kg.jam) 2.854768578 25.692972 823.38297 7.920849959 2848.7089 75.75757576 6.25835692 7.03393423 4773.544282 4790.57826 7. Vaporizer (V350) Perhitungan : Alur 9 F9DEA F9RBDPs 823,38297 kg.jam sisa 75,75757576 kg.jam F9Dietil eter 2848,7089 kg.jam F9DENsisa 25,692972 kg.jam Alur 20 F20DEA F20RBDPs 823,38297 kg.jam sisa F20DENsisa Alur 9 75,75757576 kg.jam 25,692972 kg.jam
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 ) 823.38297 2848.7089 75.75757576 25.692972 4773.544282 4773.544282 Keluar Alur 20 (kg.jam ) (kg.jam) 823.38297 2848.7089 75.75757576 25.692972 2848.7089 924.833463 4773.544282
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
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) CH3 36.82 CH2 30.38 CH 2.34 CH 20.92 OH 44.7 NH 43.93 CO 52.97 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
Tabel B.3 Data Cp Beberapa Senyawa(J/mol.K) Senyawa a b c d e Metanol (l) 258.25 3.3582 0.06388.4E05 Air (l) 8.2964 0.4728 0.003387.3E06 Metanol (g) 34.4925 0.029887 0.000286844 3.3E07.0E0 Dietileter (g) 46.7637 0.00949 0.00056905 7.74E07 3.03E0 (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 0.0000%,369269268J/mol.K Cp C45H86O6 (Tri Miristat) (3(CH3) + 38(CH2) + CH + 3(CO) + 3(O)) x.20202% 8,62078078 J/mol.K Cp C5H98O6 (Tri Palmitat) (3(CH3) + 44(CH2) + CH + 3(CO) + 3(O)) x 59.5959% 024,908769 J/mol.K Cp C57H0O6 (Tri Stearat) (3(CH3) + 50(CH2) + CH + 3(CO) + 3(O)) x 4.6046046% 88,662062 J/mol.K Cp C63H22O6 (Tri Arachidat) (3(CH3)+56(CH2)+CH+3(CO)+3(O)) x 0.4004004 % 8,396476468 J/mol.K Cp C48H4O6 (Tri Oleat) (3(CH3)+44(CH2)+4(CH)+3(CH)+3(CO)+3(O)) x 28.228228 %
524,830505 J/mol.K Cp C48H98O6 (Tri Linoleat) (3(CH3)+38(CH2)+7(CH)+6(CH)+3(CO)+3(O)) x 6.3063063 % 3,7493694 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 0.0000% 0,636526526 J/mol.K Cp C4H27ON(C2H4OH)2 CH3+6(CH2)+CO+2(OH)+N x.20202% 8,3686867 J/mol.K Cp C6H3ON(C2H4OH)2 CH3+8(CH2)+CO+2(OH)+N x 59.5959% 448,0773874 J/mol.K Cp C8H35ON(C2H4OH)2 CH3+20(CH2)+CO+2(OH)+N x 4.6046046% 37,6734935 J/mol.K Cp C20H39ON(C2H4OH)2 CH3+22(CH2)+CO+2(OH)+N x 0.4004004 % 3,59239236 J/mol.K Cp C8H33ON(C2H4OH)2 CH3+32(CH2)+CH+CH+CO+2(OH) + N x 28.228228 % 345,792973 J/mol.K Cp C8H3ON(C2H4OH)2 CH3+27(CH2)+2(CH)+2(CH)+CO+2(OH)+N x 6.3063063 % 70,33738738 J/mol.K Jumlah Cp Dietanolamida o Cp H2O 25 C 94,405752 J/mol.K 8,296 + 4,72 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
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) CH3 76.45 CH2 20.64 CH 37.97 CH 29.89 OH 208.04 NH 53.47 CO 33.22 O 32.22 N 23.34 Na 407.743 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)
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 0.0000%,589559558 kj/mol o ΔH f298 C45H86O6 (Tri Miristat) 3(CH3) + 38(CH2) + CH + 3(CO)+ 3(O) x.20202% 20,56228228 kj/mol ΔHof298 C5H98O6 (Tri Palmitat) 3(CH3) + 44(CH2) + CH + 3(CO) + 3(O) x 59.5959% 085,95505 kj/mol o ΔH f298 C57H0O6 (Tri Stearat) 3(CH3) + 50(CH2) + CH + 3(CO) + 3(O) x 4.6046046% 90,22676677 kj/mol ΔHof298 C63H22O6 (Tri Arachidat) 3(CH3)+56(CH2)+CH+3(CO)+3(O) x 0.4004004 % 8,3466653 kj/mol o ΔH f298 C48H4O6 (Tri Oleat) 3(CH3)+86(CH2)+4(CH )+3(CH)+3(CO)+3(O) x 28.228228 % 705,4093094 kj/mol ΔHof298 C48H98O6 (Tri Linoleat) 3(CH3)+7(CH2)+7(CH)+6(CH)+3(CO)+3(O) x 6.3063063 % 25,2287387 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 0,792626 kj/mol o ΔH f298 C4H27ON(C2H4OH)2 CH3+6(CH2)+CO+2(OH)+N
0,00808 kj/mol ΔHof298 C6H3ON(C2H4OH)2 CH3+8(CH2)+CO+2(OH)+N 57,0096396 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 3,829789786 kj/mol ΔHof298 C8H33ON(C2H4OH)2 CH3+32(CH2)+CH+CH+CO+2(OH) + N 309,075676 kj/mol ΔHof298C8H3ON(C2H4OH)2 CH3+27(CH2)+2(CH)+2(CH)+CO+2(OH)+N 58,26837838 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 35270.4 H2O 40656.2 Dietil eter 26693.3 L.B.3 Perhitungan Neraca Energi Persamaan persamaan neraca panas yang digunakan dalam perhitungan ini sebagai berikut : Perhitungan panas yang masuk dan keluar
(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 2 2 3 4 4 (T2 T ) (T2 T ) (T2 T ) 2 3 4 (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 (29322982) (,336 x 03/3) x (29332983) + (,3424 x 06/4) x (29342984) 374.4 kj/mol 20.784 kj / kg 8,296(320298) + (0,4728/2) x (32022982) (,336 x 03/3) x (32032983) + (,3424 x 06/4) x (32042984) 879,024 kj/mol 04,3902 kj/kg
. Tangki Pemanas RBDPs (F0) Panas masuk ke tangki pemanas RBDPs Komponen m (kg) BM (kmol/kg) RBDPs 55.552 835.92929 Cp Δt Q n.cp.dt (kj/kmol.k) (K) (kj).8255478 2203.445526 25 99846.46 n (kmol) Total 99846.46 Panas keluar ke Tangki Pemanas RBDPs BM Komponen m (kg) RBDPs 55.552 Cp Δt Q n.cp.dt (kj/kmol.k) (K) (kj) 835.92929.8255478 2203.445526 50 99692.9222 (kmol/kg) n (kmol) Total 99692.9222 dq Qkeluar Qmasuk (99692,9222 99846,46) 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
99846,46 kj (2706 2652) 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
Hr (298) [(3 x H0f, Dietanolamida + H0f, Gliserol) ( H0f, RBDPs+ 3 x H0f, Dietanolamina)] [((3 x 94,542) + 567,22 ) kj/mol) (2037,33423 + (3 x 376,88 kj/mol))] 222,72 kj/mol Dari Lampiran A, diperoleh harga laju reaksi, r,72923904 kmol/jam Panas masuk pada reaktor Cp Δt ΔH (kj/kmol.k) (K) n.cp.dt (kj).8255478 2203.445526 50 99692.9222 Komponen m (kg) BM (kmol/kg) n (kmol) RBDPs 55.552 835.92929 Dietanolamin 570.95376 05 5.437654434 254.85 5 6928.9363 N. Metoksida 6.2583569 54.03 0.5830385 73.8 5 42.3823378 Metanol 8.399448 32.043 0.574258 80.78 5 236.6570273 Total 206900.8927 Panas masuk pada reaktor BM Cp Δt ΔH n.cp.dt (kj/kmol.k) (K) (kj) 5.657773 94.405752 50 23680.494 Komponen m (kg) (kmol/kg) Dietanolamida 823.38297 352.973974 Gliserol 58.46999 92.72923904 25.78 50 8577.837 N. Metoksida 6.2583569 54.03 0.5830385 73.8 50 423.823378 05 0.27882722 254.85 50 3464.46558 50 9984.646 Dietanolamin sisa 28.5476858 RBDPs sisa n (kmol) 75.7575758 835.92929 0.090627574 2203.445526 Total 26863.95 Panas masuk pada reactor Cp Komponen n (kmol) (kj/kmol) ΔHvl (kj/kmol) ΔH n.(cp.δt +ΔHvl) Metanol 8.399448 80.78 35.2704 73478.0949 Total Total ΔHkeluar (73478,0949+ 26863,95) kj 73478.0949
34209,2 kj dq/dt Hr (298). r + Hout total Hin total 222,72 kj/kmol x,72923904 kmol + (34209,2 kj 206896,596) kj 34824.83 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 34824.83 kj (2706 2652) kj/kg 2496.75577 kj 3. Vaporizer (V360) Panas masuk Evaporizer BM Cp Δt Q n.cp.dt (kj/kmol.k) (K) (kj) 5.657772 94.405752 5 2368.0494 39.49959538 5 33485.7898 Komponen m (kg) (kmol/kg) Dietanolamida 823.38297 352.973974 Dietil Eter 2848.7082 72.2 RBDPs sisa 75.7575758 835.92929 0.090627574 2203.445526 5 998.4646 25.692972 5 3.809023 Dietanolamin sisa 05 n (kmol) 0.24469445 69.55 254.85
Total 5844.09043 Panas keluar Evaporizer BM Cp Δt Q n.cp.dt (kj/kmol.k) (K) (kj) 5.657772 94.405752 22 0399.3845 75.7575758 835.92929 0.090627574 2203.445526 22 4393.244289 25.692972 22 37.92837 Komponen m (kg) (kmol/kg) Dietanolamida 823.38297 352.973974 RBDPs sisa Dietanolamin sisa 05 n (kmol) 0.24469445 254.85 Total 09684.5572 Panas keluar Evaporizer Cp Komponen n (kmol) (kj/kmol) ΔHvl (kj/kmol) ΔH n.(cp.δt +ΔHvl ) Dietil Eter 39.4995954 69.55 26.6933 4839.853 Total 4839.853 Total ΔHkeluar (09684,5572+ 4839,853) kj 258076,3725 kj dq Qkeluar Qmasuk (258076,3725 5844,09043) 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 (2706 2652) kj/kg 3697,44967 kj
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 0.57426 80.78 35.2704 2339.49524 Total 2339.49524 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 8.399448 32.043 0.574258 80.78 5 23.9238867 Total dq 23.9238867 Qkeluar Qmasuk 23,9238867 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) 374.4 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 0.9544889 kmol
m n x BM 0.9544889 kmol x 8 kg/kmol 7.80674 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) 5.657772 94.405752 50 23680.494 Komponen m (kg) (kmol/kg) n (kmol) Dietanolamida 823.38297 352.973974 Gliserol 58.46999 92.72923904 25.78 50 8577.837 Dietanolamin sisa 28.5476858 05 0.27882722 254.85 50 3464.46558 RBDPs sisa 75.7575758 835.92929 0.090627574 2203.445526 50 9984.646 N.Metoksida 6.2583569 50 423.823378 54.03 Total 0.5830385 73.8 26863.94
Air dingin keluar pada Heat Changer (cooler 2) BM Cp Δt Q n.cp.dt (kj/kmol.k) (K) (kj) 5.657772 94.405752 5 2368.0494 Komponen m (kg) (kmol/kg) n (kmol) Dietanolamida 823.38297 352.973974 Gliserol 58.46999 92.72923904 25.78 5 857.7837 28.5476858 05 0.27882722 254.85 5 346.446558 Dietanolamin sisa RBDPs sisa 75.7575758 835.92929 0.090627574 2203.445526 5 998.4646 N.Metoksida 6.2583569 5 42.3823378 54.03 0.5830385 73.8 Total dq 26863.94 Qkeluar Qmasuk (26863,94 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) 374.4 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 07.302835 kmol m n x BM 07.302835 kmol x 8 kg/kmol 93.4503 kg.
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 39.4995954 69.55 26.6933 4839.853 Total 4839.853 Air dingin keluar pada Heat Changer (cooler 3) BM Cp Komponen m (kg) (kmol/kg) N (kmol) Dietil Eter 2848.7082 72.2 39.49959538 Total dq Δt (kj/kmol.k) (K) 69.55 5 Q n.cp.dt (kj) 33485.7898 33485.7898 Qkeluar Qmasuk (33485,7898 4839,853) 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) 374.4 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
50.9982273 kmol m n x BM 50.9982273 kmol x 8 kg/kmol 97.968092 kg.
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
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 Dt3 4 4 3 3 Volume tangki (VT ) VT ( + 20 %) (98,38377 m3) 238,059825 m3 Diameter tangki (Dt) VT,0467 Dt3 Dt VT,0467 238,059825,0467 / 3 / 3 6,0409505 m 240,382222 in Jari jari tangki (R) R Dt 2 (6,0409505 m) 2 3,052047526 m 20,59 in Tinggi silinder (Hs),
Ht Hs Hs 4 Dt 3 4 (6,0409505 m) 3 8,3879340 m 320,4242962 in Tinggi cairan (Hc), Hc (0,2) Hs 0,8 (8,3879340 m) 6,503472 m c). Tekanan desain (Pdesain) Po 4,696 psia atm Phidrostatik g Hc kg m 96,5 3 9,8 2 (6,503472 m) m s 58480,6055 Pa 8,48826859 psia Poperasi Po + Phidrostatik (4,696 + 8,48826859) Psia 23,7782686 psia Pdesign ( + fk) Poperasi ( + 0,2) (23,7782686 Psia) 27,8339223 psia,892582487 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) 3.750 psia (Brownell dan Young.
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 27,8339223 psia 20,59 in in 0,25 (0tahun) 3,750 psia 0,85 0,6 27,8339223 psia tahun d d,5363588 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) 3.750 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 27,8339223 psia 240,382222 in in 0,25 (0tahun) 2 x 3,750 psia 0,85 0,2 27,8339223 psia tahun d,53607369 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) 240,382222 in + 2 (,75 in) 243,882222 in Jari jari (R) d 2,909 in 27,8339223 psia 2,6954693 in 0,25 in (0tahun) 3,750 psia 0,85 0,6 27,8339223 psia tahun,540528708 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,75 + 243,882222 in 247,382222 in
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 238,059825 6,04095 8,387934 30 45,536855 7,555977 0,074629 F320 0 3,028868 5,0024365 4,27656568 F360 0 56,07762 8,2303 0,8307082 2. 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%
a). Volume tangki (VT) Kebutuhan Dietileter 2848,7089 kg/jam Kebutuhan untuk hari 68369,05965 kg /hari Kebutuhan untuk 0 hari 683690,5965 kg /0 hari Volume larutan (Vc ) m Volume tangki (VT ) kg 683690,5965 jam 73,4 kg / m 3 958,355955 m3 ( + 20 %) (958,355955 m3) 50,026235 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 Dt3 4 4 3 3 Volume head ellipsoidal (Vh) Vh R 3 x Dt2 x Dt Dt3 0,308 Dt3 3 3 2 4 4 Volume tangki (VT ) VT VS + Vh 50,026235 m3,0467 Dt3 + 0,308 Dt3 Dt 50,026235,775 9,9262869 m Sehingga desain tangki yang digunakan / 3
Diameter tangki (Dt) 9,9262869 m x 39,73 in m 390,638986 in Jari jari tangki (R) Dt 2 (9,9262869 m) 2 4,960806434 m x 39,73 in m 95,3069493 in Tinggi silinder (Hs), 4 Dt 3 4 (9,9262869 m) 3 3,228876 m x 39,73 in m 520,88535 in Tinggi head ellipsoidal (Hh) Dt 4 (9,9262869 m) 4 2,48040327 m x 97,65347466 in Tinggi tangki (HT) HT HS + Hh (3,228876 + 2,48040327) m 5,70922038 m 68,4720062 in Tinggi cairan (Hc), Hc (0,2) Hs 0,8 (3,228876 m) 0,58305373 m 39,73 in m
46,6548252 in c). Tekanan desain (Pdesain) Po 4,696 psia atm Phidrostatik g Hc kg m 73,4 9,8 2 (0,58305373 m) 3 m s 73989,558 Pa 0,7326768 psia Poperasi Po + Phidrostatik (4,696 +0,7326768) Psia 9,6770323 psia Pdesign ( + fk) Poperasi ( + 0,2) (25.42726768 Psia) 30,527222 psia 2,07626029 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) 3.750 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
30,527222 psia 95,3069493 3,750 psia 0,85 0,6 30,527222 d d,760023762 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) 3.750 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 30,527222 psia 390,638986 in 2 x 3,750 psia 0,85 0,2 30,527222 d in 0,25 (0tahun) psia tahun,760023762 in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah 2 in.
Tabel LC.2 Analog perhitungan untuk tiap tangki untuk tutup ellipsoidal sehingga diperoleh spesifikasi seperti pada tabel berikut: F30 Waktu simpan (hari) 0,542672095 0,7724295,2230339 F40 0 5,426720954,664489 2,63490248 F60 5,0026235 4,6052048 7,295749 F70 0 50,026235 9,92629 5,7092204 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 2387,236249 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
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 2 27 8 2,3 log 45 29, 4666 F (2) Tc dan tc Tc T T2 67 86 26,5 F 2 2 tc t t 2 68 22 95 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 2 2 2 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 5390,2064 26962,7547 0,0230
Re a Re a Da G a (6 ) Dari Gambar 24 (Kern, 950, 0,076 4905,4670 2863,76 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 0,435 600 0,5 5,4692 3 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,8267 27,879 ft 0,435
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 20,8800 29,466 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 0,0339 4905,4670 0,0290 5729,2386 f 0,0035 0,264 0,005 5729,2386 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 x4905,4670 2 48 2 4.8 0 8 62,5 2 0,0339 0,0006 ft (3) Pressure drop ( ) Rep 26962,7547 f 0,0035 0,264 0,007 26962,7547 0,42 s 0,7900, ρ x 62,5 49,3750 lb/ft3 (2 ) V Ga 4905,4670 3600 3600 62,5 Fp 0,028 Fps V 2 0,028 2 2 Fi 2 2g' 2 32,2 0,02296 ft 4 fgp 2 L 2 g 2 D 4 0,0045 x 5390,2064 2 48 2 4.8.0 8 49,3750 2 0,5 0,00070 ft (3 )
(0,0006 0,02296) 62,5 44 0,0002 psi Pa 0,00070 49,3750 44 0,000058 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 E35.328 0.5474 3.2899 2 4 Fluida Panas (Anulus) Δpa Ga lbm/jam.ft2 (Psia) 4.905,4670 0.000 759.493,2648 0.2782 557.843,9239 0.5942 Fluida Dingin (Inner Pipa) ΔP diizinkan ΔPp GP lbm/jam.ft2 (Psia) 5.390,2064 0.000 < 0 288.000,933 0.7888 < 0 605.966,8893.556354 < 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 M330 8. P22 : memompa fluida dari R20 menuju H30 9. P3 : memompa fluida dari H30 menuju M330 0. P32 : memompa fluida dari H30 menuju F320. P33 : memompa fluida dari M330 menuju H330 2. P34 : memompa fluida dari H34 0 menuju V350 3. P36 : memompa fluida dari V350 menuju F360 Bahan : commercial steel
Perhitungan untuk Pompa F : 55,52 kg/jam 3 0,927876 lbm/s 57,2823 lbm/ft3 ρ : 96,5 kg/m Q : (0,927876 /57,2823) ft3/s 0,0626 ft3/s 0,000459 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 0,027726 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 0,026645 m Diameter Luar (OD) :,35 in 0,09583 ft Inside sectional area : 0,006 ft2 6.95 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 0,823796 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/ 0,026645 0,00726
Maka harga f 0,007 4). Friction loss Contraction loss pada keluaran tangki 0,55 (0,823796 ) 2 x 2 0,86626 J/kg Friction pada pipa lurus Panjang pipa lurus 0 m 4(0,007) 0 x (0,823796 ) 2 x 0,026645 2 3,565762 J/kg Friction pada buah elbow 90o (0,75) (0,823796 ) 2 2 x 0,026645 0,00678 J/kg Friction pada buah check valve (2) (0,823796 ) 2 2 x 0,026645 0,08082 J/kg Expansion loss pada tank entrance (0,823796 ) 2 0,33932 J/kg 2 Friksi (ΣF), ΣF (0,86626 + 3,565762 + 0,00678 + 0,08082 + 0,33932) J/kg 4,657 J/kg
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 + 2 + ΣF 0 + 6 + 0 +,37724 2 g c gc 2,377240 ft.lb f / lbm efisiensi pompa, η 80 % Ws η x Wp Wp 2,377240 /0,8 Wp 5,475505 ft.lb f / lbm Daya pompa (P), P (Wp) (Q) (ρ) / 550 (5,475505) (0,0626) (57,2823) / 550 0,0260246 hp
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 55.52.0956748.049 2.70274.37724 0.0260 /4 L 2 570.9537 0.6652503 0.622 2.429568 02.88 0.089946 /4 450.59873 0.4734635 0.269 0.46208 0.54 0.00086 /4 0.4734635 0.269 0.46208 0.70324 0.00009 /4 L 4 25.03326 0.6643722 L 5 595.987 0.6845235 L 36 68369.0596.572776 L 6 2848.7.572776 L 22 2092.364.232892 0.269 0.269.6.6.049 0.606 0.236536 2.7706 2.7706 9.86828 0.54 0.08264 0.006 3.405983 9.275 0.00627 0.06655 0.09242 0.045223.2544 /4 /4 /4 /4 /4 L 3 94.867 L 32 50.496.9234809 0.349835.049 0.269 3.22057 2.940838.533 7.293766 0.3557 0.00577 /2 /4 L 33 4790.578 L 34 4773.544 L 37 924.833.9095892.9086425.8767972 0.269 2.067.049 2.509024 2.5035 3.92327 0.348378 0.580438 26.46964 0.464403 0.593866 0.5283 /2 3/4 /4 L 22 L 3 8.77495 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
Perhitungan Mixer (M40) Komposisi umpan masuk ke Mixer (M40) Komponen Metanol N. Metoksida Total F(kg/jam) 8.77494708 6.25835692 25.03326277 Berat,xi % 0.75 0.25 F 25,03326277 kg/jam Q 0,02453259 m3/jam ρ F Q ρ (kg/m3) 996.4 00 25,03326277 kg/jam 3 0,02453259 m / jam 020,426404 kg/m3 x lb / ft 3 6.085 kg/m 3 63,70299363 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 0,00046979 lb / ft. det Desain tangki, μ (Cp) 0.68 0.7 Q (m3/jam) 0.0884278 0.005689378 0.02453259
a). Volume tangki (VT) Kebutuhan umpan 25,03326277 kg/jam Volume bahan (Vc ) F xt kg 25,03326277 jam x jam 020,426404 kg / m 3 0,02453259 m3 Volume tangki (VT ) VT ( + 20 %) (0,02453259 m3) 0,02943859 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 Dt3 4 4 3 3 Volume 2 head ellipsoidal (Vh) Vh R 3 x Dt2 x Dt ( Dt3 ) 0,2667 Dt3 3 3 2 4 4 Volume tangki (VT ) VT VS 0,02943859 m3 Dt + Vh,0467 Dt3 0,02943859,3083 0,28236693 m x / 3 39,73 in m + 0,2667 Dt3
,48082 in 0,926225 ft Jari jari tangki (R) R Dt 2 (0,28236693 m) 2 0,458347 m x 39,73 in m 5,55740405 in Tinggi silinder (Hs), Hs 4 Dt 3 4 (0,28236693 m) 3 0, 376422258 m x 39,73 in m 4,8974428 in Tinggi head ellipsoidal (Hh) Dt 4 (0,28236693 m) 4 0,07057973 m x 2,778702053 in Tinggi tangki (HT) HT HS + Hh (0, 376422258 + 0,07057973) m 0,4470043 m 7,59844633 in 39,73 in m
Tinggi cairan (Hc), HC VC. H T VT 0,02453259 m3 x 0,4470043 m 0,02943859 m3 0,3725092 m x 39,73 in m 4,6653794 in c). Tekanan desain (Pdesain) Po 4,696 psia atm Phidrostatik g Hc kg m 020,426404 9,8 2 (0,3725092 m) 3 m s 3725,0785 Pa 0,540276748 psia Poperasi Po + Phidrostatik (4,696 + 0,540276748) Psia 5,23627675 psia Pdesign ( + fk) Poperasi ( + 0,2) (5,23627675 psia) 8,283532 psia,2446229 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) 3.750 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 8,283532 psia,48082 in 0,25 in (0tahun) 3,750 psia 0,85 0,6 8,283532 psia tahun d d,25870984 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) 3.750 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 8,283532 psia,48082 in in 0,25 (0tahun) 2 x 3,750 psia 0,85 0,2 8,283532 psia tahun d,25869576 in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah,5 in. 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 (0,926225 ft) E (Da) 0,30874536 ft L ¼ (Da) 0,25(0,30874536 ft) 0,30874536 ft 0,07785384 ft Adapun datadata pengaduk jenis Flat six blade turbine, sebagai berikut (Geankoplis,2003) W /5 (Da) /5 (0,30874536 ft) 0,06748307 ft J /2 (0,926225 ft) 0,07785384 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)
/ det x (0,30874536 ft) 2 x 63,70299363 lb / ft 3 0,00046979 lb / ft. det 80564,4427 Bilangan daya (Np) Untuk Nre 80564,4427, Np 4,5 Daya pengaduk (P) 4,5 x 63,70299363 lb / ft 3 x 3 x (0,30874536 ft) 32,74 lb. ft / lbf. det 2 2 39,86772 ft.lbf/det Dimana hp 550 ft.lbf/det Sehingga : P 39,86772 ft.lbf/det x hp 550 ft / lbf. det 0,254304947 hp Efisiensi 80 % P 0,25430494 7 hp 0.8 0,378884 hp Tabel LC.5 Analog perhitungan untuk tiap mixer sehingga diperoleh spesifikasi seperti pada tabel berikut: Mixer F (kg/jam) M 50 595.9869784 Volume tangki (m3) Diameter tangki (m) Tinggi tangki (m) Tinggi cairan (m) 0.656573 0.794679.25824.048535 P desain (Psia) Tebal silinder (in) Daya (hp) 9.5833.27624 0.33933
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) 75.75757576 Berat,xi % 0.05839 ρ (kg/m3) 96.5 Μ (Cp).6786 Q (m3/jam) ln Cp 0.082659657 0.57960 ln Cp x % berat 0.00890953 Dietanolamida Dietanolamin 823.38297 28.54768578 0.380686 0.005959 990 092.5 3.6 35.8480098 5.747203 0.02630605 5.8607862 2.85405303 0.03492596 Dietil eter Gliserol 2848.7089 7.920849959 0.5946486 0.006534 73.4 254.95 0.24 0.55 3.99346648 0.0063686.54779 0.597837 0.9686942 0.000988477 N.Metoksida Total 6.25835692 4790.57826 0.003064 00 0.7 0.005689378 5.955738953 0.34249 0.000447422.302686 F 4790,57826 kg/jam Q 5,955738953 m3/jam ρ F Q
4790,57826 kg/jam 3 5,955738953 m / jam 804,3633634 kg/m3 x lb / ft 3 6.085 kg/m 3 50,2464952 lb / ft 3 μ exp (,302686) 3,70769366 cp x 6,797 x 0 4 lb / ft. det cp 0,0024907 lb / ft. det Lapisan bawah (A), terdiri dari : Komponen Dietanolamin Gliserol N.Metoksida Total Berat,xi F(kg/jam) % 2.854769 0.67593 7.92085 0.465004 6.25836 0.367403 7.03393 F 7,03393 kg/jam Q 0,04642 m3/jam ρa F Q ρ (kg/m3) 092.5 254.95 00 μ (Cp) 35 0.55 0.7 Q (m3/jam) 0.0026306 0.006369 0.00568938 0.04642 7,03393 kg/jam 3 0,04642 m / jam 65,58 kg/m3 x lb / ft 3 6.085 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 75.75758 823.383 0.058703 0.389768 96.5 990.6786 3.6 0.08265966.8480098 Dietanolamin 25.69292 0.0053824 092.5 35 0.0235754
Dietil eter F 2848.7 0.5967706 Total 4773.544 4773,544 kg/jam Q 5,942483 m3/jam ρb F Q 73.4 0.24 4773,544 kg/jam 3 5,942483 m / jam lb / ft 3 803,4748 kg/m x 6.085 kg/m 3 3 50,598 lb / ft 3 Perhitungan waktu pemisahan : Dimana t : waktu pisah (jam) ρb ρa densitas zat cair A dan B (kg/m3) t 00 x 3,70769366 65,58 803,4748,023782 jam 6,4269 menit Desain tangki decanter a). Volume tangki Volume cairan F xt 4790,57826 kg / jam x,023782 jam 804,3633634 kg/m 3 6,097377 m3 Faktor kelonggaran 20 %, maka untuk isi penuh Volume tangki 6,097377 m3 0,8 7,6272698 m3 3.9934665 5.942483
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 7,6272698 m 2,66666667 Di3 Di,4283598 m 56,22554 in R 28,277 in L 4,284394794 m Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup diameter tangki Rasio axis 2:,4283598 m Tinggi tutup Di x 2 2,4283598 x 2 2 0,3570329 m c). Tebal shell tangki 6,097377 m 3 Tinggi cairan dlm tangki x,4283598 m 3 7,6272698 m,42505279 m d). Tekanan desain (Pdesain) Po 4,696 psia atm Phidrostatik g Hc 804,3633634 kg m 9,8 2 (,42505279 m) 3 m s
9006,096007Pa,306223278 psia Poperasi Po + Phidrostatik (4,696 +,306223278) Psia 6,00222328 psia Pdesign ( + fk) Poperasi ( + 0,2) (6,00222328 psia) 9,20266793 psia,306659495 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) 3.750 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 9,20266793 psia 28,277 in 3,750 psia 0,85 0,6 9,20266793 in 0,25 (0tahun) psia tahun,342470229 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),42505279 m
4773,544 Tinggi zat cair berat (ZA) (,42505279),38442855m 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 803,4748,38442855 +,42505279 65,58 65,58,4243224 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) 75.75757576 0.0362067 96.5 0.08265966 Dietanolamida 823.38297 0.874465 Dietanolamin 28.54768578 0.036438 990 092.5.8480098 0.026306 Komponen RBDPs F(kg/jam) Berat,xi % Gliserol 58.469992 0.07572 254.95 0.262337 N.Metoksida 6.25835692 0.00299 00 0.00568938 Total 2092.363546 2.0825433 F 2092,363546 kg/jam Q 2,0825433 m3/jam 0,578476 L/s
F Q ρ 2092,363546 kg/jam 3 2,0825433 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 0,073044587 hp Maka dipilih sentrifusi dengan daya ¼ hp. LC3 Ekstraktor Bentuk : silinder tegak, alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan : Carbon steel, SA285 Grade. C
Jumlah : unit Kondisi operasi : Temperatur (T) Tekanan (P) Faktor kelonggaran (fk) 20% : 30oC (303 K) : atm
Perhitungan Ekstraktor (H330) Tabel LC.5 Komposisi umpan masuk ke Mixer (M40) Komponen Metanol N. Metoksida Dietanolamin Total F(kg/jam) 8.774947 6.2583569 570.95376 595.986978 F 595.986978 kg/jam Q 0.547443 m3/jam ρ F Q Berat,xi % 0.03502277 0.00500759 0.957996964 ρ (kg/m3) 996.4 00 092.5 μ (Cp) 0.68 0.7 35 595.986978 kg/jam 3 0.547443 m / jam 089.268456 kg/m3 x lb / ft 3 6.085 kg/m 3 68.00065272 lb / ft 3 μcampuran 270.2093 cp 0.85362 lb / ft. det Desain tangki, a). Volume tangki (VT) Kebutuhan umpan 595.986978 kg/jam Volume bahan (Vc ) F xt kg 595.986978 jam x jam 089.268456 kg / m 3 0.54744256 m3 Volume tangki (VT ) VT ( + 20 %) (0.54744256 m3) 0.65657307 m3 Q (m3/jam) 0.088428 0.0056894 0.52262 0.547443
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 Dt3 4 4 3 3 Volume 2 head ellipsoidal (Vh) Vh R 3 x Dt2 x Dt ( Dt3 ) 0,2667 Dt3 3 3 2 4 4 Volume tangki (VT ) VT VS 0.65657307 m3 Dt + Vh,0467 Dt3 0.65657307,3083 0.794679329 m x 3.2865257 in 2.60784 ft Jari jari tangki (R) R Dt 2 (0.794679329 m) 2 0.397339664 m x 5.64326258 in Tinggi silinder (Hs), 39,73 in m / 3 39,73 in m + 0,2667 Dt3
Hs 4 Dt 3 4 (0.794679329 m) 3.059572438 m x 39,73 in m 4.7536689 in Tinggi head ellipsoidal (Hh) Dt 4 (0.794679329 m) 4 0.98669832 m x 7.8263292 in Tinggi tangki (HT) HT HS + Hh (.059572438 + 0.98669832) m.25824227 m 49.5369989 in Tinggi cairan (Hc), HC VC. H T VT 0.54744256 m3 x.25824227 m 0.65657307 m3.048535225 m x 39,73 in m 4.2808382 in c). Tekanan desain (Pdesain) Po 4,696 psia atm Phidrostatik g Hc 39,73 in m
kg m 089.268456 9,8 2 (.048535225 m) 3 m s 92.9369 Pa.623397506 psia Poperasi Po + Phidrostatik (4,696 +.623397506) Psia 6.393975 psia Pdesign ( + fk) Poperasi ( + 0,2) (6.393975 psia) 9.5832770 psia.33255836 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) 3.750 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 9.5832770 psia 5.64326258 in 0,25 in (0tahun) 3,750 psia 0,85 0,6 9.5832770 psia tahun d.27623783 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) 3.750 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 9.5832770 psia 3.2865257 in in 0,25 (0tahun) 2 x 3,750 psia 0,85 0,2 9.5832770 psia tahun d.27625845 in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah,5 in. 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) E (Da) L ¼ (Da) /3 (2.60784 ft) 0.8690634 ft 0.8690634 ft 0,25(0.8690634 ft) 0.27265328 ft Adapun datadata pengaduk jenis Flat six blade turbine, sebagai berikut (Geankoplis,2003) W /5 (Da) /5 (0.8690634 ft) 0.7382263 ft J /2 (Dt) /2 (2.60784 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) 0.27265328 ft
/ det x (0,30874536 ft) 2 x 68.00065272 lb / ft 3 0.85362 lb / ft. det 490.568837 Bilangan daya (Np) Untuk Nre 490.568837, Np 4,5 Daya pengaduk (P) 4,5 x 68.00065272 lb / ft 3 x 3 x (0,30874536 ft) 32,74 lb. ft / lbf. det 2 49.3037577 ft.lbf/det Dimana hp 550 ft.lbf/det Sehingga : P 49.3037577 ft.lbf/det x 0.2746378 hp Efisiensi 80 % P 0.2746378 hp 0.8 0.339326722 hp hp 550 ft / lbf. det 2
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) 55.555 570.953756 8.77494708 6.25835692 2.38494 Berat,xi % 0.7769404 0.27044825 0.00889328 0.00296443 F 2,38494 kg/jam Q 2,2003374 m3/jam ρ (kg/m3) 96.5 092.5 996.4 00 μ (Cp).6786 35 0.68 0.7 Q (m3/jam) ln Cp.65393 0.579603 0.52262 5.860786223 0.088428 0.38566248 0.0056894 0.3424903 2.2003374 ln Cp x % berat 0.37736886.58503939 0.003429805 0.0005287.9523384
ρ F Q 2,38494 kg/jam 3 2,2003374 m / jam 959,462605 kg/m3 x lb / ft 3 6.085 kg/m 3 59,89707 lb / ft 3 μ exp (,9523384) 7,04509859 cp x 6,797 x 0 4 lb / ft. det cp 0,00473409 lb / ft. det a). Perhitungan desain reactor F Volume reaktan,(vo) 2,38494 kg/jam 3 959,462605 kg/m 2,200337398 m3 / jam Volume minimum reaktor, Vm Vo x τ (Levenspiel, 2003) 2,200337398 m3 / jam x 5 jam,0068699 m3 Ruang bebas direncanakan 20 % volume minimum reactor Volume reaktor, Vr (+0,2) x,0068699 3,20202439 m3 Jadi volume tiap unit, 3,20202439 m 3 Vr 5 2,640404878 m3 Spesifikasi reaktor Perbandingan tinggi tangki diameter tangki (Hs : D) Volume silinder,
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 2,640404878,0467 / 3,3628675 m 53,59383673 in 4,46608 ft Jari jari (R) 0,680643088 m 26,7969836 in Tinggi silinder, Hs D,3628675 m 53,59383673 in Tinggi tutup, Hh,3628675/6 0,22688029 m Tinggi tangki, HT Hs + (Hh x 2),3628675 m + (0,22688029 m x 2),85048234 m 62,5264285 in
Tinggi cairan (Hc), HC VC. H T VT,0068699 m 3 x,85048234 m 3,20202439 m 3,5254095 m c). Tekanan desain (Pdesain) Po 4,696 psia atm Phidrostatik g Hc 959,462605 kg m 9,8 2 (,5254095 m) 3 m s 7066,39097 Pa 2,475269766 psia Poperasi Po + Phidrostatik (4,696 + 2,475269766) Psia 7,726977 psia Pdesign ( + fk) Poperasi ( + 0,2) (7,726977 psia) 20,60552372 psia,4027836 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) 3.750 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 20,60552372 psia 26,7969836 in 0,25 in (0tahun) 3,750 psia 0,85 0,6 20,60552372 psia tahun d,297294053 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) 3.750 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 20,60552372 psia 53,59383673 in in 0,25 (0tahun) 2 x 3,750 psia 0,85 0,2 20,60552372 psia tahun d,297252355 in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah,5 in.
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),488702562 ft E (Da),488702562 ft L ¼ (Da) 0,25(,488702562 ft) 0,3727564 ft Adapun datadata pengaduk jenis Flat six blade turbine, sebagai berikut (Geankoplis,2003) W /5 (Da) /5 (,488702562 ft) 0,07443528 ft J /2 (4,46608 ft) 0,3727564 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) / det x (4,46608 ft) 2 x 59,89707 lb / ft 3 0,00473409 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 2 2 872,546359 ft.lbf/det Dimana hp 550 ft.lbf/det Sehingga : P 872,546359 ft.lbf/det x hp 550 ft / lbf. det 3,404629744 hp Efisiensi 80 % P 3,40462974 4 hp 0.8 4,2557878 hp g). Jaket Pemanas Diameter dalam jacket,dij Dt + 2 T 53,59383673 in + 2 x,5 56,59384 in Tinggi jaket d tinggi silinder 53,59383673 20,60552372 psia 56,59384 / 2 in in 0,25 (0tahun) 3,750 psia 0,85 0,6 20,60552372 psia tahun,29994 in
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 75.75757576 0.058703 96.5 Dietanolamida 823.38297 0.3897676 990 Dietanolamin 25.692972 0.00538236 092.5 Dietil eter 2848.7089 0.59677059 73.4 Total 784.90960 F 784,90960 kg/jam Q 0,9773578 m3/jam ρ F Q 784,90960 kg/jam 3 0,9773578 m / jam 803,0929672 kg/m3 μcampuran exp (,65046577) 3,206072208 cp μ (Cp).6786 2.6 35 0.24 Q (m3/jam) ln Cp 0.0826597 0.579603.8480 5.3546977 0.023575 5.860786223 3.993466.5477926 0.9773578 ln Cp x % berat 0.00822082 2.045370069 0.0354484 0.92008855.65046577
Perhitungan desain tangki, a). Volume tangki (VT) Volume bahan (Vc ) F kg 784,90960 jam 803,0929672 kg / m 3 0,97735778 m3 Volume tangki (VT ) VT ( + 20 %) (0,97735778m3),72829337 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
,72829337,0467 / 3,038687002 m 40,8930725 in 3,407724 ft Jari jari (R) 0,5934350 m 20,44655363 in Tinggi silinder, Hs D,038687002 m Tinggi tutup, Hh,038687002 /6 07345 m Tinggi tangki, HT Hs + Hh (,3628675 + 07345) m,280502 m 47,7086253 in Tinggi cairan (Hc), HC VC. H T VT 0,97735778 m 3 x,280502 m,72829337 m 3,009834585 m c). Tekanan desain (Pdesain) Po 4,696 psia atm Phidrostatik g Hc kg m 803,0929672 3 9,8 2 (,009834585 m) m s 9537,254785 Pa,3832635 psia Poperasi Po + Phidrostatik (4,696 +,3832635) Psia 6,0792632 psia Pdesign ( + fk) Poperasi ( + 0,2) (6,0792632 psia) 9,295358 psia
,32950026 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) 3.750 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 9,295358 psia 20,44655363 in in 0,25 (0tahun) 3,750 psia 0,85 0,6 9,295358 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) 3.750 psia (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,25 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) 0 tahun
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 9,295358 psia 40,8930725 in 2 x 3,750 psia 0,85 0,2 9,295358 d in 0,25 (0tahun) psia tahun,2837674 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
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 T2 248 85 26,5 F 2 2 tc t t 2 86 6.6 0,3 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 2 2 2 2 0,0083 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 0,004 03706,3029 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 985775,0744 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
μ 0,8 x 2,42,9602 lbm/ft.jam Re a Re a Da G a Re p Re p 0,076 985775,0744 38294,986,9602 (6) Dari Gambar 24 (Kern,950,hal.834) Dp G p 0,5 03706,3029 338,0937 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,9876 3 0,637. 0,872 0,030 3 2,6447 (8 ) (8) h h o k c. De k 0,8 3 0,076 J H 6,0763 3 W, 9876 Btu/(jam)( 0, 4 ft 2 )( 0 F ) i k c. 3 H D e k W 0,030 220 2, 6447 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 )
L yang diperlukan 2,7228 29,2478 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 0,0339 985775,0744 0,0532 7056,5272 f 0,0035 0,264 0,0079 7056,5272 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 985775,0744 2 48 2 4.8 0 8 62,5 2 0,0339,5808 ft (3) V Ga 985775,0744 3600 3600 62,5 4,382 Fps Pressure drop ( ) Rep 338,0937 f 0,0035 0,264 0,0054 338,0937 0,42
V 2 4,382 2 3 Fi 3 2g' 2 32,2 0,8948292 ft (,5808 0,8948292) 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 03706,3029 2 48 2 4.8.0 8 49,3750 2 0,5 4,5083 ft P yang diperbolehkan <0 psi Maka spesifikasi dapat diterima 4 fgp 2 L 2 g 2 D (3 ) 4,5083 49,3750 44,54585 psi Pp Pp yang diperbolehkan < 0 psi Maka spesifikasi dapat diterima
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) 6804.74238 kg/jam Laju alir volume (Q) (Perry dkk, 997) 6804.74238 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 + ) 2000 0,0090 m3/s
40x 980 x 49,5 50 buah Luas bukaan (A2) 20(50 + ) (2000) 2.040.000 mm2 2,04 m2 Asumsi, Cd 0,6 dan 30% screen tersumbat Q2 (6804.74238 kg/jam) 2 2 g C d2 Ad2 2 9,8 m/s 2 0.6 2 (2,04 m 2 ) 2 Head loss ( h).22733 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 6804.74238 kg/jam Densitas air 995,68 kg/m3 Laju air volumetrik, 6804.74238 kg/jam 0,390 m3/min 995,68 kg/m 3 (3600 detik) 4.02309 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) :
0,57 ft/min atau 8 mm/s Desain diperkirakan menggunakan spesifikasi : Kedalaman bak 7 ft Lebar bak ft Kecepatan aliran,v Q 4.02309 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 0,57473 5.4902 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 9.56977 menit Q 4.02309 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 4.02309 ft 3 /menit 7,48 gpm/ft 3 5.4723 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
0,2 x [4.02309 ft 3 /min x ( min/60 s) x ( m/3,28 ft)] 2 2.55699.0 6 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) 6804.74238 kg/jam Laju massa Al2(SO4)3 (F2) 0.34024 kg/jam Laju massa Na2CO3 (F3) 0.8373 kg/jam Laju massa total, m 6805.26635 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
Densitas larutan, ρ 6805.26635 6805.26635 0,34024 0,8373 995,68 270 2533 995.7278 kg/m3 Volume cairan, V 6805.26635 kg / jam jam 6.83446 m 3 995.7278 Faktor kelonggaran 20% Volume clarifier,2 x 6.83446 m3 8.2036 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 D3 8.2036 D,78097 D3,90974 Maka, diameter clarifier,90974 m, Hs (4/3) x D 2.54632 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 3.5020 m Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik Phid x g x h 995.7278 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 %
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 2.650 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)(.90974 in/m) x (0,25 x 0) 0.08504 in 2(87.28,74 kpa)(0,8),2(57,6245 kpa) Maka tebal shell yang dibutuhkan 0.08504 in + /8 in 0.08504 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)2 0.0288 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 6804.74238 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
Perhitungan: a. Volume tangki 6804.74238 kg/jam 0,25 jam.70857 m3 3 995,68 kg/m Volume air, Va Volume tangki,2.70857 m3 2.05028 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 5 3.653 m 45.72956 in
Hs (4/3) D.5487 m 60.97274 in c. Diameter ellipsoidal diameter tangki.653 m Tinggi tutup.653 4 m 0,29038 m Tinggi total tangki.5487 + (2 0,29038 m) 2.2948 m Tinggi penyaring /4 2.2948 m 0,53237 m Tinggi air dalam tangki 3/4 2.2948 m,597 m d. Tebal tangki Tekanan hidrostatik : P g h 995,68 kg/m3 9,8 m/det2,597 5.58404 kpa Tekanan operasi : Poperasi 0,325 kpa Ptotal 0,325 kpa + 5.58404 kpa 6.90904 kpa Faktor keamanan : 5 % Pdesign (,05) (6.90904 kpa) 22.7545 kpa Joint efficiency 0,8 (Brownell Single welded butt joints (Brownell 2.650 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 (22.7545 kpa) (0,88265 m)(45.72956 in/m) (0,25)(0),29027 in 2(87.28,74 kpa)(0,8),2(22.7545 kpa) Tebal shell standar yang digunakan,5 in Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup,5 in.
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 6804.74238 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 6804.74238 kg/jam 6 jam 4.00560 m3 3 995,68 kg/m Volume tangki, Vt,2 4.00560 m3 49.20672 m3 b. Diameter tangki Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H 2 : 3 D 2 H 4 3 49.20672 m 3 D 2 D 4 2 3 49.20672 m 3 πd 3 8 V Maka, D 3.47020 m H 5.20530 m Tinggi air dalam tangki c. Tebal tangki Tekanan hidrostatik P xgxh 4.00560 m 3 x 5.20530 m 4.33775 m 49.20672 m 3
995,68 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 4.33775 m 42,3263 kpa Tekanan operasi atm 0,325 kpa P 42,3263 kpa+ 0,325 kpa 43.653 kpa Faktor kelonggaran 5 % Maka, Pdesign (,05) (43.653) 50.83387 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 (50.83387 kpa) (2,63702 m)(3.47020 in/m) (0,25)(0) 0.4786 in 2(87.28,74 kpa)(0,8),2(50.83387 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) TU02 36.0678 4.87078 7.3066 tangki ( in ) 0.23225 6. Penukar Kation/Cation Exchanger (CE) Fungsi : Mengurangi kesadahan air Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Tebal shell tangki tang digunakan /4
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 0,9440 + 2( 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)
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),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 0,9440 + 2( 0,5240 ),2920 m 4:
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) 0.4466 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:
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)3 30 363 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 0,53442 0,982 0,44535 m
b. Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik P x g x h 363 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 0,44535 m 5.94876 kpa Tekanan operasi P atm 0,325 kpa 5.94876 kpa + 0,325 kpa 07.27376 kpa Faktor kelonggaran 5 % Maka, Pdesign (,05) (07.27376 kpa ) 2.63745 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 (2.63745 kpa) (0,53442 m)(39,37in/m) (0,25)(0).26699 in 2(87.28,74 kpa)(0,8),2(2.63745 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
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 0,58445 2 6,72 0 4 4325.050 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 2 550 ft lbf/det 32,74 lbm.ft/lbf.det 0.00207 hp P Efisiensi motor penggerak 80 Daya motor penggerak 0,00207 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 Na2CO3 30 327 kg/m3 82,8423 lbm/ft3 (Perry dkk, 999) Viskositas Na2CO3 30 3,69 04 lbm/ft detik (Othmer, 967)
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 H2SO4 2.0392 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 3.8098 ft E.624 m L 0.2903 m W 0.23225 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% 4,302.04 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
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)2 0.00344 kg/jam Densitas Ca(ClO)2 70 272 kg/m3 79,4088 lbm/ft3 (Perry 6,797 04 lbm/ft detik (Othmer, dkk, 997) Viskositas kalporit 967) Kebutuhan perancangan 90 hari Analog perhitungan TP0, ukuran turbin standart yang digunakan; Da 0.2267 m 0.40246 ft E 0.2267 m L 0.03067 m W 0.02453 m J 0.03067 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) TP02 0.06646 0.4390,25496,5 5767.88659 0,00075 /20 TP03 33.8969 3.48373,38590,5 8069.3008 23.67452 25 TP04 0,668 0,94439,2865,5 234964.65 59 0,04955 /20 TP05 0,0393 0,3680,27650,5 94.0428 5 0,00027 /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)
Kebutuhan perancangan jam 20 Faktor keamanan Perhitungan: a. Ukuran tangki Volume air, Vl 9.65,85677 kg / jam jam 9,69373 m3 3 995,68 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 2.6823 + 2(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)
Allowable stress 2.650 psia 87.208,74 kp (Brownell dkk,959) Faktor korosi 0,25 in/tahun Umur tangki 0 tahun
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 2704.95060 kj/kg Btu/lbm 63,43544 2,326 kj/kg Bbtu/lbm (Reklaitis, 983) Total kebutuhan uap 965,85677 kg/jam 2282.3447 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 63,43544 2.282,3447 739,66765 hp 34,5 970,3 Menghitung Jumlah Tube Luas permukaan perpindahan panas, A P 0 ft2/hp 739,66765 hp 0 ft2/hp
7.396.6765 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 7.396.6765 42.8909 42 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) 6804.74238 kg/jam Densitas air ( ) 955,68 kg/m Viskositas air ( ) 0,8007 cp Laju alir volumetrik (Q) 3.87492 lbm/s 3 62,586 lbm/ft3 0,0005 lbm/ft.s 6804.74238 kg / jam 955,68 kg / m 3 3600 0,0090 m3/s 3.87492 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 2.0898 in Dari Appendiks A.5 (Geankoplis, 2003), dipilih pipa commercial steel :
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 4.7454 ft/s 0,043 ft 2 Bilangan Reynold : NRe v ID (62,586 lbm / ft 3 )(4.7454 ft / s)(0,342 ft ) 0,0005 lbm/ft.s 7968.8739 (Turbulen) Untuk pipa commercial steel diperoleh harga 4,6 x 05, /D 0,00034: f 0,004 diperoleh melalui Fig. 2.03 (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 4.7454 2 2(32,74) 0,9245 ft.lbf/lbm v2 2. g c (2,0) Pipa lurus 70 ft, 4.7454 2 0,34992 ft.lbf/lbm 2 32,74 4.7454 2 0,69983 ft.lbf/lbm 2(32,74) L.v 2 D.2.g c
4(0,004) 70. 4.7454 2 2.9203 ft.lbf/lbm 0,3.2. 32,74 2 Sharp edge exit, A v2 A2 2..g c hex 0 Total friction loss : F 4.7454 2 2 32,74 0,34992 ft.lbf/lbm 4.688 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 0 4.688 ft.lbf / lbm Ws 0 32,74 ft.lbm / lbf.s 2 Ws 54.688 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa, 80 % x Wp Ws 54.68 0,8 x Wp Wp 68.3604 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) 6804.74238 kg/jam Densitas air ( ) 955,68 kg/m 3 3.87492 lbm/s 62,586 lbm/ft3
Viskositasair ( ) 0,8007cP 0,0005 lbm/ft.s Pompa Klarifier (PU03) Fungsi : memompa air dari klarfier ke tangki filtrasi Laju alir massa (F) 6804.74238 kg/jam 3.87492 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) 6804.74238 kg/jam 3.87492 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) 2.392 kg/jam 0.006 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
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 3 0.437 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 2.435 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 5.49620 Densitas air ( ) 955,68 kg/m3 62,586 lbm/ft3 Viskositas air ( ) 0,8007cP 0,0005 lbm/s lbm/ft.s
Pompa Kaporit (PU4) Fungsi : memompa Kaporit dari Tangki kaporit Menuju Tangki Utilitas (TU2) Laju alir massa (F) 0,0344 kg/jam 7.653 x 06 lbm/s Densitas ( ) 272 kg/m3 79.43246 lbm/ft3 Viskositas ( ) 6,797 x 04 cp 0,00000045 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/m3 94.79439 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) 99.3327 kg/jam 0,05655 lbm/s Densitas NaOH ( ) 58 kg/m3 94.79439 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) 753.55683 kg/jam 0,429 lbm/s Densitas NaOH ( ) 58 kg/m3 94.79439 lbm/ft3 Viskositas NaOH ( ) 0,64 cp 0,00043 lbm/ft.s
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 02 6804.74238 2.08979.6000 0.06705 0.3535 /2 PU 03 6804.74238 2.08979.6000 0.06705 0.3535 /2 PU 04 6804.74238 2.08979.6000 0.06705 0.3535 /2 PU 05 930.3735.8543.6000 0.0902 0.3574 /4 PU 06 2.0392 0.27639 0.26900 3.6788 x 06 0.00009 /20 PU 07 930.3735.8543.6000 0.0902 0.05455 /0 PU 08 930.3735.8543.6000 0.0902 0.0869 /0 PU 09 25.4274 0.47372.6000 0.00248 0.075 /0 PU 0 804.6667 0.79936.6000 0.00792 0.05608 /0 PU 804.6667 0.79936.6000 0.00792 0.05608 /0 PU 2 4234.56698.688.6000 0.0473 0.30898 /2 PU 3 965.85677 2.44575.6000 0.095 0.7973 PU 4 0.0344 0.04388 0.26900.7728 x 08 3.74299E07 /20 6 0.0000 /20 7.67489E06 /20 0.00002 /20 PU 5 0.34024 0.3869 0.26900.07468 x 0 PU 6 0.8373 0.63 0.02242 5.96069 x 07 6 PU 7 0.58083 0.6490 0.02242 4.083 x 0 PU 8 99.3327 0.32328.6000 0.0009 0.0069 /20 PU 9 753.55683 0.80468.6000 0.0083 0.05253 /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)
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, 298 2003) 303 Hair (30oC) Cp Air dt 4,8 (303298) 20.905 kj/kg (Geankoplis, 298 2003) Qc m. ΔH (2866.59979 kg/jam) (20,907 kj/kg (62,925) kj/kg) 239877.07069 kj/jam Qc btu/jam,05506 kj/jam 227358.70063 btu/jam Asumsi : kondensor dan chiller memungkinkan ΔT minimum 00F untuk perpindahan panas. Air pendingin pada kondensor tersedia pada 86oF. Suhu keluar chiller (T2) 50 + 0 60oF 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) 86 + 0 96oF P keluar kondensor (P4) 30,67 lbf/in2 (Smith dkk, 2005) Entalpi cair (H4) 43,538 btu/lbm (Smith dkk, 2005) Net Refrigerant Effect :
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 239877.07069 btu/jam 335.8847 lbm/jam H 2 H 67,8442 btu/lbm 7389.37057 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
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 m3 3 890 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 4 3 365,7425 m 3 D 2 D 4 2 3 365,7425 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)
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 3,44642 5,6963 tangki ( in ),3999 Tebal shell tangki tang digunakan,5
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 0.000 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 20.670m2 Menurut keterangan masyarakat setempat, biaya tanah pada lokasi pabrik berkisar Rp 500.000/m2. Harga tanah seluruhnya 20.670 m2 Rp 500.000/m2 Rp 0.335.000.000, Biaya perataan tanah diperkirakan 5% Biaya perataan tanah 0,05 x Rp 0.335.000.000, Rp 56.750.000,Maka total biaya tanah (A) adalah Rp 0.85.750.000,
Harga Bangunan dan Sarana Tabel LE. Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya No Nama Bangunan Luas (m2) Harga(Rp/m2) Jumlah (Rp) Pos keamanan 30 500,000 5,000,000 2 Areal bahan baku 220 750,000 65,000,000 3 Parkir 250 75,000 8,750,000 4 Taman 200 75,000 57,500,000 5 Perumahan karyawan 6200,500,000 9,300,000,000 6 Ruang kontrol 00 2,500,000 250,000,000 7 Areal proses 3500 3,500,000 2,250,000,000 8 Areal produk 00 2,500,000 250,000,000 9 Perkantoran 250,500,000 375,000,000 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 5,000,000 500,000,000 9 Unit pembangkit listrik 50 3,500,000 75,000,000 20 Unit pengolahan limbah 300 2,500,000 750,000,000 2 Areal perluasan 3500 00,000 350,000,000 22 Jalan 2500 00,000 250,000,000 23 Areal antar bangunan 700 00,000 70,000,000 20670 36200000 26,50,250,000 Total Harga bangunan saja Rp 25.655.000.000, Harga sarana*) Rp Total biaya bangunan dan sarana(b) Rp 26.50.250.000, 846.250.000,
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)
Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift Indeks (Yi) 895 95 93 943 967 993 028 039 057 062 068 089 094 03 Xi.Yi Xi² Yi² 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 3 4 Tahun (Xi) 989 990 99 992 993 994 995 996 997 998 999 2000 200 2002 78055 820850 85362 878456 92723 980042 2050860 2073844 20829 22876 234932 278000 289094 2208206 39562 396000 396408 3968064 3972049 3976036 3980025 398406 3988009 3992004 399600 4000000 400400 4008004 80025 837225 86676 889249 935089 986049 056784 07952 7249 27844 40624 8592 96836 26609 Total 27937 484 28307996 557485 4436786 No. Sumber: Tabel 62, Peters et,al., 2004 Data : n 4 Xi 27937 Yi 484 XiYi 28307996 Xi² 557485 Yi² 4436786 Dengan memasukkan hargaharga pada Tabel LE 2, maka diperoleh harga koefisien korelasi: r (4). (28307996) (27937)(484) [(4). (557485) (27937)²] x [(4)(4436786) (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
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.( 28307996) (27937)(484) 53536 4. (557485) (27937)² 385 6,8088 a (484)( 557485) (27937)(28307996) 03604228 4. (557485) (27937)² 385 32528,8 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., 2004. Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya dianggap 0,6 (Peters et.al., 2004).
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$ 6850. 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.290.4879.03 Cx Rp..502.34.432 /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).
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
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 328,09,738 328,09,738 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 2,48,909 28 L3 NI 2,096,95 2,096,95 29 L32 NI 832,672 832,672
30 L33 NI 3,02,78 3,02,78 3 L34 NI 3,09,445 3,09,445 32 L37 NI 2,090,953 2,090,953 Sub Total Non Impor Total 22,202,343 20,056,373,482
Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah Kode Unit Ket*) Harga / Unit SC I 445.03 445.03 CL I 58.05.409 58.05.409 SF I 358.384.235 358.384.235 CE I 9.58.542 9.58.542 AE I 9.58.542 9.58.542 DE I 475.590.868 475.590.868 TU0 I 424.309.08 424.309.08 TU02 I 442.694.08 442.694.08 TP0 I 9.948.543 9.948.543 TP02 I 4.256.36 4.256.36 TP03 I 284.847.960 284.847.960 TP04 I 87.76.264 87.76.264 TP05 I 6.58.77 6.58.77 KU0 I 209.227.943 209.227.943 TB0 I 2.28.842.3 2.28.842.3 TB02 I 670.623.538 670.623.538 UR0 I 44.797.473 44.797.473 A.Sludge I 73.730.69 73.730.69 TS I 43.884.020 43.884.020 Sub Total Impor Harga Total 7.069.878.900 BS NI 0.000.000 0.000.000 PU0 NI 2.409.034 2.409.034 PU02 NI 2.409.034 2.409.034 PU03 NI 2.409.034 2.409.034 PU04 NI 2.409.034 2.409.034 PU05 NI 2.086.06 2.086.06 PU06 NI 8.49 8.49 PU07 NI 2.086.06 2.086.06 PU08 NI 2.086.06 2.086.06 PU09 NI.064.634.064.634
PU0 NI.562.529.562.529 PU NI.562.529.562.529 PU2 NI 2.703.404 2.703.404 PU3 NI 3.548.029 3.548.029 PU4 NI 2.340 2.340 PU5 NI 82.699 82.699 PU6 NI 68.08 68.08 PU7 NI 27.726 27.726 PU8 NI 83.03 83.03 PU9 NI.587023.587023 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah (Lanjutan) BP NI 25.000.000 25.000.000 BSA NI 5.000.000 5.000.000 BN NI 5.000.000 5.000.000 PL0 NI 29.966.32 29.966.32 PL02 NI 29.966.32 29.966.32 PL03 NI 29.966.32 29.966.32 PL04 NI 29.966.32 29.966.32 PL05 NI 29.966.32 29.966.32 Generator 2 NI 90.000.000 80.000.000 Sub Total Non Impor 423.985.27 Total 7.493.864.027 Keterangan*) : I untuk peralatan impor, sedangkan NI untuk peralatan non impor. Total harga peralatan tiba di lokasi pabrik (purchasedequipment delivered) adalah:,43 x (Rp 20.034.7.39 + Rp 7.069.878.900) +,2 x (Rp 22.202.343 + Rp 423.985.26) Rp 39.298.678.396,Biaya pemasangan diperkirakan 39 dari total harga peralatan (Peters et.al., 2004). Biaya pemasangan 0,39 Rp 39.298.678.396, Rp 5.326.484.574,
Harga peralatan + biaya pemasangan (C) : Rp 39.298.678.396, + Rp 5.326.484.574, Rp 54.625.62.970,..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 39.298.678.396, Rp 0.27.656.383,..5 Biaya Perpipaan Diperkirakan biaya perpipaan 3 dari total harga peralatan (Peters et,al., 2004). Biaya perpipaan (E) 0,3 Rp 39.298.678.396, Rp 2.82.590.303,..6 Biaya Instalasi Listrik Diperkirakan biaya instalasi listrik 0 dari total harga peralatan (Peters et,al., 2004). Biaya instalasi listrik (F) 0, Rp 39.298.678.396, Rp 3.929.867.840,..7 Biaya Insulasi Diperkirakan biaya insulasi 9 dari total harga peralatan (Peters et,al., 2004). Biaya insulasi (G) 0,09 Rp 39.298.678.396, Rp 3.536.88.056,..8 Biaya Inventaris Kantor Diperkirakan biaya inventaris kantor 5 dari total harga peralatan (Peters et,al., 2004). Biaya inventaris kantor (H) 0,05 Rp 39.298.678.396,
Rp.964.933.920,..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 39.298.678.396, Rp 392.986.784,..0 Sarana Transportasi ( J ) Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi Jenis Kenderaan Unit Tipe Harga/unit No Total Dewan Komisaris 3 Fortuner 40.600.000.23.800.000 2 Direktur Pajero 36.000.000 36.000.000 3 Manajer 4 Strada 266.000.000.064.000.000 4 Bus Karyawan 2 Bus 50.000.000 300.000.000 5 Truk 4 Truk 200.000.000 800.000.000 6 Mobil Tangki 4 Truck Tangki 244.800.000 979.200.000 7 Mobil Pemasaran 3 Pick up 40.000.000 420.000.000 8 Mobil Pemadam Kebakaran 2 Fire Truck 749.000.000.498.000.000 Total (www.oto.co.id) Total MITL A + B + C + D + E + F + G + H + I + J Rp 20.005.329.254,.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 39.298.678.396, Rp 2.750.907.488,.2.2 Biaya Engineering dan Supervisi Diperkirakan 32 dari total harga peralatan (Peters et,al., 2004). 6.654.000.000
Biaya Engineering dan Supervisi (B) 0,32 Rp 39.298.678.396, Rp 2.575.577.087,.2.3 Biaya Legalitas Diperkirakan 4 dari total harga peralatan (Peters et,al., 2004). Biaya Legalitas (C) 0,04 Rp 39.298.678.396, Rp.57.947.36,.2.4 Biaya Kontraktor Diperkirakan 9 dari total harga peralatan (Peters et,al., 2004). Biaya Kontraktor (D) 0,39 Rp 39.298.678.396, Rp 7.466.748.895,.2.5 Biaya Tak Terduga Diperkirakan 37 dari total harga peralatan (Peters et,al., 2004). Biaya Tak Terduga (E) 0,37 Rp 39.298.678.396, Rp 4.540.5.006, Total MITTL A + B + C + D + E Rp 38.905.69.62,Total MIT MITL + MITTL Rp 20.005.329.254, + Rp 38.905.69.62, Rp 58.9.020.866, 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 6.363.636.364,2. Dietanolamina Kebutuhan 570,95 kg/jam Harga Rp 3.326,/kg Harga total 90 hari 24 jam/hari 570,95 kg/jam x Rp. 3.326, (www.alibaba.com, 202)
Rp 4.0.428.202,3. Metanol Kebutuhan 8,77 kg/jam Harga Rp. 6.0,/kg (www.icis.com, 202) Harga total 24 jam/hari 8,77 kg/jam x Rp. 6.0,4. Natrium Metoksida Kebutuhan 6,2583 kg/jam Harga Rp. 9.325,/kg (www.alibaba.com, 202) Harga total 90 hari 24 jam/hari 6,2583 kg/jam x Rp. 9.325, Rp26.054.995,5. Dietil Eter Kebutuhan 2.848,7 kg/jam Harga Rp 5.595,/kg (www.alibaba.com, 202) Harga total 24 jam/hari 2.848,7 kg/jam x Rp. 5.595, Rp 382.524.889, Total kebutuhan bahan baku proses Rp 20.976.393.585, 2..2 Persediaan Bahan Baku Utilitas. Alum, Al2(SO4)3 Kebutuhan 0,493 kg/jam Harga Rp 3.233,/kg (www.icis.com, 202) Harga total 90 hari 24 jam/hari 0,493 kg/jam Rp3.233,/kg Rp.042.695,2. Soda abu, Na2CO3 Kebutuhan 0,0806 kg/jam Harga Rp 4.582,/kg (www.icis.com, 202) Harga total 90 hari 24 jam/hari 0,0806 kg/jam Rp 4.582,/kg Rp 797.987,3. Kaporit Kebutuhan 0,0023 kg/jam Harga Rp 5.000,/kg (www.icis.com, 202) Harga total 90 hari 24 jam/hari 0,0023 kg/jam Rp 5.000,/kg Rp 2.749
Rp 74.443,4. H2SO4 Kebutuhan 0,3428 kg/jam Harga Rp.200,/kg (www.icis.com, 202) Harga total 90 hari 0,3428 kg/jam x 24 jam/hari Rp.200,/kg Rp 888.565,5. NaOH Kebutuhan 0,6207 kg/jam Harga Rp 7.290,/kg (www.icis.com, 202) Harga total 90 hari 0,6207 kg/jam x 24 jam/hari Rp 7.290,/kg Rp 9.773.634,6. 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. 9.350,/liter Rp 2.253.630.003,Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan (90 hari) adalah Rp 23.242.600.93,
2.2 Kas 2.2. Gaji Pegawai Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai Jabatan Jumlah Gaji/bulan Total Gaji/bulan Dewan Komisaris 3 7.500.000 52.500.000 Direktur 20.000.000 20.000.000 Staf Ahli 8.000.000 8.000.000 Sekretaris 4.000.000 4.000.000 Manajer Produksi 0.000.000 0.000.000 Manajer Teknik 0.000.000 0.000.000 Manajer Umum dan Keuangan 0.000.000 0.000.000 Manajer Pembelian dan Pemasaran 0.000.000 0.000.000 Kepala Seksi Proses 5.000.000 5.000.000 Kepala Seksi Laboratorium R&D 5.000.000 5.000.000 Kepala Seksi Utilitas 5.000.000 5.000.000 Kepala Seksi Listrik 5.000.000 5.000.000 Kepala Seksi Instrumentasi 5.000.000 5.000.000 Kepala Seksi Pemeliharaan Pabrik 5.000.000 5.000.000 Kepala Seksi Keuangan 5.000.000 5.000.000 Kepala Seksi Administrasi 5.000.000 5.000.000 Kepala Seksi Personalia 5.000.000 5.000.000 Kepala Seksi Humas 5.000.000 5.000.000 Kepala Seksi Keamanan 3.000.000 3.000.000 Kepala Seksi Pembelian 5.000.000 5.000.000 Kepala Seksi Penjualan 5.000.000 5.000.000 Kepala Seksi Gudang / Logistik 5.000.000 5.000.000 Karyawan Proses 33.800.000 59400000 Karyawan Laboratorium, R&D 8.800.000 4.400.000 Karyawan Utilitas 8.800.000 4.400.000 Karyawan Unit Pembangkit Listrik 8.800.000 4.400.000 Karyawan Instrumentasi Pabrik 8.800.000 4.400.000 Karyawan Pemeliharaan Pabrik 0.800.000 8.000.000
Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai (Lanjutan) Karyawan Umum dan Keuangan.800.000 9.800.000 Karyawan Pembelian dan Pemasaran 8.800.000 4.400.000 Petugas Keamanan 6.200.000 9.200.000 Karyawan Gudang / Logistik 8.800.000 4.400.000 Dokter 4.000.000 4.000.000 Perawat 2.600.000 3.200.000 Petugas Kebersihan 6.200.000 7.200.000 Supir 5.400.000 7.000.000 Total 56 409.700.000 Total gaji pegawai selama bulan Rp 409.700.000,Total gaji pegawai selama 3 bulan Rp.229.00.000, 2.2. Biaya Administrasi Umum Diperkirakan 20 dari gaji pegawai 0,2 Rp.229.00.000, (Peters et,al., 2004) Rp 245.820.000, 2.2.3. Biaya Pemasaran Diperkirakan 20 dari gaji pegawai 0,2 Rp.229.00.000, (Peters et,al., 2004) Rp 245.820.000, 2.2.4 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).
Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak ditetapkan sebesar Rp. 30.000.000, (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 0.85.750.000 Bangunan Rp 26.50.250.000 Total NJOP Rp 37.353.000.000, Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak (Rp. 30.000.000,) Nilai Perolehan Objek Pajak Kena Pajak Rp 37.353.000.000, Pajak yang Terutang (5% x NPOPKP) Rp.866.50.000, Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas No.. 2. 3. 4. Jenis Biaya Gaji Pegawai Administrasi Umum Pemasaran Pajak Bumi dan Bangunan Total Jumlah (Rp).229.00.000 245.820.000 245.820.000 933.68.250 Rp 2.654.42.250 2.3 Biaya Start Up Diperkirakan 2 dari Modal Investasi Tetap (Peters, et,al., 2004). 0,2 Rp 58.9.020.866, Rp 9.069.322.504, 2.4 Piutang Dagang PD dimana: IP HPT 2 PD piutang dagang IP jangka waktu kredit yang diberikan (3 bulan) HPT hasil penjualan tahunan
Penjualan : Hasil penjualan Dietanolamida tahunan Kapasitas 924,83 kg/jam Harga Rp 23.4/kg (www.sigmaaldrich.com, 202) 924,83 kg/jam 24 jam/hari 330 hari/tahun x Rp 23.4/kg Rp 352.780.060.32, Hasil penjualan Gliserol tahunan Kapasitas 50,50 kg/jam Harga 3.730/kg (www.alibaba.com, 202) 50,50 kg/jam 24 jam/hari 330 hari/tahun x Rp 3.730/kg Rp 4.445.895.588, Hasil penjualan total tahunan Rp 357.225.955.720, Piutang Dagang 3 Rp 357.225.955.720,2 Rp 89.306.488.930, 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 23.242.600.92 2. Kas 3. Start up 9.069.322.503 4. Piutang Dagang 89.306.488.930 3.586.890.000 Total Rp 35.205.302.346 Total Modal Investasi Modal Investasi Tetap + Modal Kerja Rp 58.9.020.866, + Rp 35.205.302.346, Rp 294.6.323.22, Modal ini berasal dari:
60 dari total modal investasi Modal sendiri 0,6 Rp 294.6.323.22, Rp 76.469.793.928,Pinjaman dari Bank 40 dari total modal investasi 0,4 x Rp 294.6.323.22, Rp 7.646.529.285, 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 409.700.000, Rp 5.735.800.000, 3..2 Bunga Pinjaman Bank Bunga pinjaman bank adalah,68% dari total pinjaman (Bank Mandiri, 202). 0,68 Rp 7.646.529.285, Rp 3.74.4.620, 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
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) 25.655.000.000 20.282.750.000 54.625.62.970 6 3.44.072.686 0.27.656.383 4 2.554.44.096 Biaya (Rp) Bangunan Peralatan proses dan 2 utilitas Instrumentrasi 3 pengendalian proses dan
4 Perpipaan 2.82.590.30 4 3.045.647.576 5 Instalasi listrik 3.929.867.840 4 982.466.960 6 Insulasi 3.536.88.056 4 884.220.264 7 Inventaris kantor.964.933.920 4 49.233.480 392.986.784 4 98.246.696 6.654.000.000 8 83.750.000 Perlengkapan keamanan dan 8 kebakaran 9 Sarana transportasi TOTAL 3.584.80.757 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 38.905.69.62, Rp 9.726.422.903, Total biaya depresiasi dan amortisasi Rp 3.584.80.757, + Rp 9.726.422.903, Rp 23.3.224.660, 3..4 Biaya Tetap Perawatan. Perawatan mesin dan alatalat proses
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 54.625.62.970, Rp 2.73.258.48,2. Perawatan bangunan Diperkirakan 0 dari harga bangunan (Peters et,al., 2004). 0, Rp 25.655.000.000, Rp 2.565.500.000,3. Perawatan kendaraan Diperkirakan 0 dari harga kendaraan (Peters et,al., 2004). 0, Rp 6.654.000.000, Rp 665.400.000, 4. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol Diperkirakan 0 dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Peters et,al., 2004). 0, Rp 0.27.656.383, Rp.02.765.638,5. Perawatan perpipaan Diperkirakan 0 dari harga perpipaan (Peters et,al., 2004). 0, Rp 2.82.590.303, Rp.28.259.030,6. Perawatan instalasi listrik Diperkirakan 0 dari harga instalasi listrik (Peters et,al., 2004). 0, Rp 3.929.867.840, Rp 392.986.784,7. Perawatan insulasi Diperkirakan 0 dari harga insulasi(peters et,al., 2004). 0, Rp 3.536.88.056, Rp 353.688.06, 8. Perawatan inventaris kantor Diperkirakan 0 dari harga inventaris kantor (Peters et,al., 2004). 0, Rp.964.933.920,
Rp 96.493.392,9. Perawatan perlengkapan kebakaran Diperkirakan 0 dari harga perlengkapan kebakaran (Peters et,al., 2004). 0, Rp 392.986.784, Rp 39.298.678,Total biaya perawatan Rp 9.84.649.777, 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 58.9.020.866, Rp 3.782.204.73,3..6 Biaya Administrasi Umum Biaya administrasi umum selama 3 bulan adalah Rp 983.280.000,Biaya administrasi umum selama tahun 4 Rp 983.280.000, Rp 3.933.20.000, 3..7 Biaya Pemasaran dan Distribusi Biaya pemasaran selama 3 bulan adalah Rp 983.280.000,Biaya pemasaran selama tahun 4 Rp 983.280.000, Rp 3.933.20.000,Biaya distribusi diperkirakan 50% dari biaya pemasaran, sehingga : Biaya distribusi 0,5 x Rp 983.280.000, Rp 49.640.000,Biaya pemasaran dan distribusi Rp.474.920.000, 3..8 Biaya Laboratorium, Penelitan dan Pengembangan Diperkirakan 5 dari biaya tambahan industri (Peters et,al., 2004). 0,05 x Rp 3.782.204.73, Rp.589.0.209, 3..9 Hak Paten dan Royalti Diperkirakan % dari modal investasi tetap (Peters et,al., 2004).
0,0 x Rp 58.9.020.866, Rp.589.0.209, 3..0 Biaya Asuransi. Biaya asuransi pabrik adalah 3, persen dari modal investasi tetap langsung (Asosiasi Asuransi Jiwa IndonesiaAAJI, 2007). 0,003 Rp Rp 20.005.329.254, Rp 372.06.52,2. Biaya asuransi karyawan. Premi asuransi Rp. 00.000,/tenaga kerja (PT. Prudential Life Assurance, 202) Maka biaya asuransi karyawan 56 orang x Rp. 00.000,/orang Rp 5.600.000,Total biaya asuransi Rp 350.95.02, 3.. Pajak Bumi dan Bangunan Pajak Bumi dan Bangunan adalah Rp.866.50.000,Total Biaya Tetap (Fixed Cost) Rp 9.645.80.68,3.2 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 23.242.600.92,Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama tahun Rp 23.242.600.92,x 330 /90 Rp 85.222.870.02, 3.2.2 Biaya Variabel Tambahan. Biaya Variabel Pemasaran dan Distribusi Diperkirakan 0 dari biaya variabel bahan baku 0, Rp 85.222.870.02, Rp 4.26.43.500,2. Perawatan dan Penanganan Lingkungan Diperkirakan dari biaya variabel bahan baku
0,0 Rp 85.222.870.02, Rp 343.347.096,Total biaya variabel tambahan Rp 5.3.372.200,3.2.3 Biaya Variabel Lainnya Diperkirakan 5 dari biaya variabel tambahan 0,05 Rp 5.3.372.200, Rp 255.668.60, Total biaya variabel Rp 90.59.90.823, Total biaya produksi Biaya Tetap + Biaya Variabel Rp 9.645.80.68, + Rp 90.59.90.823, Rp 82.237.090.992, 4. Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan 4. Laba Sebelum Pajak (Bruto) Laba atas penjualan total penjualan total biaya produksi Rp 357.225.955.79, Rp 82.237.090.992, Rp 74.988.864.728,Bonus perusahaan untuk karyawan 0,5% dari keuntungan perusahaan : 0,005 x Rp 74.988.864.728, Rp 874.944.324,Pengurangan bonus atas penghasilan bruto sesuai dengan UURI No. 7/00 Pasal 6 ayat sehingga : Laba sebelum pajak (bruto) Rp 74.988.864.728,Rp 874.944.324, Rp 74.3.920.404, 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.
Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah: 28 ( Rp 74.988.864.728,) 4.3 Rp 48.75.897.73, Laba setelah pajak Laba setelah pajak laba sebelum pajak PPh Rp 74.988.864.728, Rp 48.75.897.73, Rp 25.362.022.69, 5. Analisa Aspek Ekonomi 5. Profit Margin (PM) PM Laba sebelum pajak 00 total penjualan PM Rp 74.3.920.404, x 00% Rp 357.225.955.79, 48.74% 5.2 Break Even Point (BEP) BEP BEP BiayaTetap 00 Total Penjualan BiayaVariabel Rp 9.645.80.68, x 00% Rp 357.225.955.79, Rp 90.59.90.823, 34.37 % Kapasitas produksi pada titik BEP 34.37% 2.000 ton/tahun Rp 4.25 ton/tahun Nilai penjualan pada titik BEP 34.37 % x Rp 357.225.955.79, Rp 22.782.659.227, 5.3 Return on Investment (ROI) ROI ROI Laba setelah pajak 00 Total Modal Investasi Rp 25.362.022.69, x 00% Rp 294.6.323.23, 42.62 %
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 25.362.022.69, x 00% Rp 76.469.793.928, 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
Gambar LE.2 Grafik Break Event Point (BEP) Pabrik Dietanolamida dari RBDPs dan Dietanolamina
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% 0 294632322.00 294632322.00 294632322 743920404.40 487589773.23 2536202269.7 233224659.67 48673247350.83 0.64 94696335892.25 0.63 9409699994.20 2 952532444.84 53627087484.55 37898224960.28 233224659.67 620944969.95 0.4 65402024268.7 0.40 64576770397.35 3 20677843689.32 58989796233.0 5688047456.3 233224659.67 749992725.98 0.26 45220700447.27 0.25 44367502397.37 4 23745628058.25 64888775856.3 6685685220.94 233224659.67 906807686.6 0.6 329965675.7 0.6 3054739.36 5 25492090864.08 737765344.94 83542537422.4 233224659.67 20685376208.80 0.0 2685286377.06 0.0 2007674955.70 6 28042209950.49 785548786.4 208967964.35 233224659.67 22520805824.02 0.07 5037856278.9 0.06 4475758280.94 7 308453430945.54 86366960664.75 222086470280.79 233224659.67 245397694940.45 0.04 0436933399.65 0.04 9983225254.32 8 339298774040.09 9500365673.23 2442957308.86 233224659.67 26760634968.53 0.03 724935905.50 0.03 689032498.89 9 37322865444.0 04504022404.35 268724629039.75 233224659.67 292035853699.42 0.02 503894333.44 0.02 4759073269.57 0 405556588.5 4954424644.78 29559709943.73 233224659.67 3890836603.39 0.0 3504849073. 0.0 3289235550.54 545557439.04 IRR 57 % 56.4% 5.455.57.439 x ( 58 % 57 %) 5.455.57.439 (55.054.739) 55054739.34