Total Penjualan Total Sales Bonus Perusahaan Perkiraan RugiLaba Usaha Kesimpulan Saran

- Biaya variabel lainnya Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh biaya variabel VC adalah sebesar Rp 1.342.529.540.001,- Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel = Rp 517.715.693.141,- + Rp 1.342.529.540.001,- = Rp 1.860.245.233.143,-

10.2 Total Penjualan Total Sales

Penjualan diperoleh dari hasil penjualan produk asam akrilat dan asam asetat sebesar Rp 2.303.556.965.721,-

10.3 Bonus Perusahaan

Sesuai fasilitas tenaga kerja dalam pabrik pembuatan asam akrilat, maka perusahaan memberikan bonus 0,5 dari keuntungan perusahaan yaitu sebesar Rp 2.216.558.662,-

10.4 Perkiraan RugiLaba Usaha

Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh: 1. Laba sebelum pajak bruto = Rp 443.311.732.577,- 2. Pajak penghasilan PPh = Rp 132.276.052.175,- 3. Laba setelah pajak netto = Rp 308.819.121.740,-

10.5 Analisa Aspek Ekonomi

10.5.1 Profit Margin PM

Profit Margin adalah persentase perbandingan antara keuntungan sebelum pajak penghasilan PPh terhadap total penjualan. PM = penjualan total pajak sebelum Laba  100  PM = 100 x 965.721,- 2.303.556. Rp ,- 915 . 173 . 095 . 441 Rp = 19,1484 Universitas Sumatera Utara Dari hasil perhitungan diperoleh profit margin sebesar 19,1484 , maka pra rancangan pabrik ini memberikan keuntungan.

10.5.2 Break Even Point BEP

Break Even Point adalah keadaan kapasitas produksi pabrik pada saat hasil penjualan hanya dapat menutupi biaya produksi. Dalam keadaan ini pabrik tidak untung dan tidak rugi. BEP = Variabel Biaya Penjualan Total Tetap Biaya   100  BEP = 100 x 540.001,- 1.342.529. Rp 965.721,- 2.303.556. Rp 3.141,- 517.715.69 Rp  BEP = 53,8710 Kapasitas produksi pada titik BEP = 53,8710  100.000 tontahun = 53.871,06 tontahun Nilai penjualan pada titik BEP = 53,8710 x Rp 2.303.556.965.721,- = Rp 1.240.950.631.878,- Dari data feasibilities, Peters, 2004: - BEP  50 , pabrik layak feasible - BEP  70 , pabrik kurang layak infeasible. Dari perhitungan diperoleh BEP = 54,0631 , maka pra rancangan pabrik ini layak.

10.5.3 Return on Investment ROI

Return on Investment adalah besarnya persentase pengembalian modal tiap tahun dari penghasilan bersih. ROI = investasi modal Total pajak setelah Laba  100  ROI = 100 x 8.501,- 906.449.81 Rp 1.740,- 308.819.12 Rp = 34,0690 Analisa ini dilakukan untuk mengetahui laju pengembalian modal investasi total dalam pendirian pabrik. Kategori resiko pengembalian modal tersebut adalah: Universitas Sumatera Utara  ROI  15  resiko pengembalian modal rendah.  15  ROI  45  resiko pengembalian modal rata-rata.  ROI  45  resiko pengembalian modal tinggi. Dari hasil perhitungan diperoleh ROI sebesar 33,8953 , sehingga pabrik yang akan didirikan ini termasuk resiko laju pengembalian modal rata-rata.

10.5.4 Pay Out Time POT

Pay Out Time adalah angka yang menunjukkan berapa lama waktu pengembalian modal dengan membandingkan besar total modal investasi dengan penghasilan bersih setiap tahun. Untuk itu, pabrik dianggap beroperasi pada kapasitas penuh setiap tahun. POT = tahun 1 x 0,3406 1 POT = 2,935212 tahun Dari hasil perhitungan, didapat bahwa seluruh modal investasi akan kembali setelah 2,93 tahun.

10.5.5 Return on Network RON

Return on Network merupakan perbandingan laba setelah pajak dengan modal sendiri. RON = sendiri Modal pajak setelah Laba  100  RON = 100 x 1.100,- 543.869.89 Rp 1.740,- 308.819.12 Rp = 56,7818

10.5.6 Internal Rate of Return IRR

Internal Rate of Return IRR merupakan persentase yang menggambarkan keuntungan rata-rata bunga per tahunnya dari semua pengeluaran dan pemasukan besarnya sama. Apabila IRR ternyata lebih besar dari bunga riil yang berlaku, maka pabrik akan menguntungkan tetapi bila IRR lebih kecil dari bunga riil yang berlaku maka pabrik Universitas Sumatera Utara dianggap rugi. Dari perhitungan Lampiran E diperoleh IRR = 37,493 , sehingga pabrik akan menguntungkan karena lebih besar dari bunga bank saat ini sebesar 25. Universitas Sumatera Utara

 Fluida panas Superheated steam Laju alir umpan masuk = 685,9862 kgjam = 1512,325 lbjam Temperatur awal T 1 = 400 o C = 752 o F Temperatur akhir T 2 = 151,84 o C = 305,312 o F  Fluida dingin campuran gas Laju alir umpan masuk = 3184,2438 kgjam = 7019,9839 lbjam Temperatur awal t 1 = 95,200 o C =203,36 o F Temperatur akhir t 2 = 118,65 o C = 245,57 o F Panas yang diserap Q = 1805447,0572 kJjam = 1711258,6897 Btujam

2. ∆T = beda suhu sebenarnya

Fluida panas Fluida dingin selisih T 1 = 752 o F Temperatur lebih tinggi t 2 = 245,57 o F ∆t 1 = 506,43 o F T 2 = 305,312 o F Temperatur lebih rendah t 1 = 203,36 o F ∆t 2 = 101,952 o F Universitas Sumatera Utara T 1 -T 2 =446,6 o F Selisih t 2 –t 1 = 42,21 o F ∆t 2 - ∆t 1 = 404,47 o F LMTD =                    952 , 101 43 , 506 ln 101,952 - 506,43 ln 1 2 1 2 t t t t 252,3439 o F R = 1 2 2 1 t t T T   = 225 , 9 21 , 42 6 , 446  S = 07 , 36 , 203 752 21 , 42 1 1 1 2      t T t t Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai F T = 0,98 dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965 F T merupakan faktor koreksi LMTD. Maka ∆t = F T × LMTD = 247,297 o F

3. Suhu kaloric T

c dan t c T c =     2 312 , 305 00 , 752 2 2 1 T T 528,656 o F t c =   2 2 1 t t   2 36 , 203 57 , 245 224,465 o F dalam rancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi: pitch = triangular 1 516 diameter luar tube OD = 1,25 in diameter dalam ID = 1,12 in jenis tube = 16 BWG panjang = 16 ft at’ = 3270 ft 2 Trial 1. 1. Dari tabel 8 Kern, diharapkan U D = 100 – 200 Btuj.ft 2 . o F Coba U D = 110 Btuj.ft 2 . o F Ditempatkan aliran yang kecil di dalam shell dan ditempatkan aliran yang besar dalam pipa tube. Luas perpindahan panas, A =     297 , 247 110 97 1711258,68 . t U Q D 62,907ft 2 . Universitas Sumatera Utara Luas permukaan per ft panjang pipa 1 ¼ “ OD = 0,3270 ft [Tabel 10, Kern] Jumlah tube =  16 3270 , 62,907 x 12,0237 buah 2. Coba tube passes = 2 n=2 Dari tabel 9, untuk 1 ¼ OD dan 1 916 ” triangular pitch, maka tube counts tube sheet lay out yang terdekat adalah 12 tubes dengan ID shell = 10 in. 3. Pembetulan harga U D A = 12 × 16 × 0,3270 = 62,784 ft 2 U D =      297 , 247 784 , 62 97 1711258,68 t A Q 110,2168 Btuj.ft 2 . o F Fluida panas – Shell Side 4. luas aliran a s B = 2 5 10 5   ID in C’ = P T – OD C’ = 1,5625 – 1,25= 0,3125 a s = 144 n P B C ID T     = 1 5625 , 1 144 2 3125 , 10     = 0,0278g ft 2 5. Kecepatan Massa G s G s = as W = 0,0278 1512,3252 = 54443,7057 lbmft 2 .jam 6. Bilangan Reynold Res De = 1,23 in [fig. 28] = 0,1025 ft μ = 0,55 cP Fluida dingin – Tube Side 4. a t = n at Nt   144 = 2 144 985 , 12   = 0,0410 ft 2 5. Kecepatan massa G t G t = at w = 0,041 7019,9839 = 171045,2925 ft 2 .jam 6. Bilangan Reynold Ret Dari Tabel 10 Kern,1950,hal.843 untuk 34 in 16 BWG Dt = 1,12 in = 0,0933 ft μ = 0,2705cP = 0,6546 lb m ft.jam Ret =  Gt Dt x = 6546 , 45 ,0933x1710 0, = 24387,3868 7. Dari Gambar 24 Kern,1950,hal.834 diperoleh jH =65 Universitas Sumatera Utara = 1,331 lb m ft.jam Res=  Gs De  = 1,331 54443,7057 0,1025  = 4192,6971 7. Dari Gambar 28 Kern,1950,hal.838 Res=4192,69711diperoleh jH =32 8. Pada Tc = 528,656 F Cp = 9,519 btulbm. F k = 0,039 btujam.ft. F u = 0,55 btujam.ft. F Yaws, 1996 3 1        k Cp  = 3 1 0,039 0,03 x 9,519       = 5,314 9. 3 1           k Cp Ds k jH s ho  314 , 5 1,23 039 , 32    s ho = 5,168 btujam.ft. F 10. untuk trial dianggap Φs = 1 11. h o = 5,168 btujam.ft. F Pressure drop 12. untuk Res = 4192,6971 Dari Gambar 29, hal. 839 diperoleh f = 0,0025 ft 2 in 2 Spesifik gravity s = 0,77 8. Pada tc = 224,465 F Cp = 36,02 btulbm. F k = 0,0846 btujam.ft. F Yaws, 1996 = 3 1 0.0846 0,6546 36,02        = 6.5311 9. 3 1           k Cp Dt k jH t hio  5311 . 6 0.0933 0.0846 000 . 65    t hio = 344.9402btujam.ft. F Pressure drop 10. untuk Ret = 24,387 Dari Gambar 26, hal. 836 diperoleh f = 0,000240 ft 2 in 2 Spesifik gravity s = 0,760 Φt = 1 11. ∆Pt = 1 0,76 0933 , 10 . 22 , 5 2 16 5 171045,292 0,000240 10 2       = 0,0607 psi 12. Gt = 171045,2925ft 2 .jam Dari Gambar 27 hal. 837 didapatkan : v 2 2g = 0,0043 ∆Pr = g v s n 2 4 2  = 0,0043 0,76 2 4   = 0,00455 psi ∆Pf = ∆Pt + ∆Pr 3 1        k Cp  t s Dt n L Gt f        10 2 10 . 22 , 5 Universitas Sumatera Utara Ds = 0,833 ft Φs = 1 13. jumlah crosses N + 1 = 12 L B N + 1 = 12 . 16 2 = 96 14. ∆Ps=   s s De N Ds Gs f         10 2 10 . 22 , 5 1 1 0,77 0,1025 10 . 22 , 5 96 833 , 7057 , 54443 0,0025 10 2       ∆Ps = 0,1439 psi Pressure Drop 10 psi Maka spesifikasi dapat diterima. = 0,0607 +0 ,00455 = 0,1062psi Pressure Drop 10 psi Maka spesifikasi dapat diterima. LC.32 Pompa P-108 Fungsi : Memompa campuran dari D-102 menuju ke TT- 102 Tipe : Centrifugal Pump Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Cadangan : 1 unit Data Perhitungan: Temperatur : 30 o C Laju alir campuran : 3184,248 kgjam Densitas campuran : 1060 kgm 3 = 66,1761 lbmft 3 Viskositas campuran : Tabel LC.14 Viskositas Bahan Keluar Destilasi D-102 Komponen F kgjam N kmol X i μ cP ln μ X i . ln μ Asam akrilat 140.3064 1.9487 0.0370 1.3360 0.2897 0.0107 Asam asetat 3043.8480 50.7308 0.9629 1.1240 0.1169 0.1126 Air 0.0936 0.0052 0.0001 0.8900 -0.1165 0.0000 Total 3184,248 52,6847 1.0000 0.1233 Universitas Sumatera Utara Viskositas campuran dapat dihitung dengan persamaan Heric-Brewer Perry, 2008 ln μ = Σ X i ln μ ln μ = 0,1233 μ = exp 0,1233 μ = 1,1312 cP = 0,0008 lbmft.s Laju alir volumetrik : m v =  3 1060 3184,248 m kg jam kg 3,0044 m 3 jam = 0,0008 m 3 s = 0,0250 ft 3 s Desain Pompa : Untuk aliran turbulen NRe 4100 Di, opt = 0,363 m v 0,45 ρ 0,13 Peters, 2004 = 0,363 × 0,0250 m 3 s 0,45 × 1060 0,13 = 0,0370 m = 1,4554 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 4 in Schedule number : 40 Diameter dalam ID : 0,1023 m = 0,3355 ft Diameter luar OD : 0,1143 m = 0,3749 ft Inside sectional area , A : 0,0884 ft 2 Kecepatan linier, V = 2832 , 0884 , 0250 , 2 3   ft s ft A m v fts Bilangan Reynold: N Re =       0008 , 3355 . 6143 , 1 1761 , 66   D V 8272,4903 aliran turbulen Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,00015 ft Peters, 1984 pada N Re = 8272,4903 dan εD = 0004 , 3355 , 00015 ,  ft ft diperoleh harga factor fanning Gambar 2.10-3 , f = 0,008 Geankoplis, 2003. Universitas Sumatera Utara Friction loss : 1 sharp edge entrance h c = 0,5         gc V A A  2 1 2 1 2 0,51-0 174 , 32 1 2 2832 , 2 h c = 0,0202 ft lbflbm 3 elbow 90 o h f = nKf  gc V 2 2 30,75  174 , 32 2 2832 , 2 0,0911 ft.lbflbm 1 check valve h f = nKf  gc V 2 2 12  174 , 32 2 2832 , 2 0,0810 ft.lbflbm Pipa lurus 50 ft F f = gc D Lv f 2 4 2  = 4 0,006 174 , 32 2 3355 , 2832 , 50 2 F f = 0,137 ft.lbflbm 1 sharp edge exict h ex = n         gc v A A  2 1 2 2 2 1 11-0 2 174 , 32 1 2 2832 , 2 h ex = 0,0012 ft.lbflbm Total friction loss Σ F = 0,0187 ft.lbflbm Dari persamaan Bernoulli :     2 1 1 2 1 2 2 1 2 2          s W F P P z z gc g v v gc  Geankoplis, 2003 Dimana : V 1 =V 2 ∆v 2 = 0 P 1 =P 2 ∆P = 0 Tinggi pemompaan, ∆z = 14,35 = 47,0795 ft   0187 , 0795 , 47 174 , 32 174 , 32      s W -W s = 58,8728 ft.lbflbm Efisiensi pompa, = 80 Peters, 1984 W p = -W s = 58,8728 ft.lbflbm Daya pompa, P =  550  v p m W 0,1773 hp Universitas Sumatera Utara Digunakan daya motor standar ¼ hp. LC.33 Cooler E-107 Fungsi : mengkondisikan produk yang akan disimpan pada tangki penyimpanan TT-102 Type : 2-4 shell and tube heat exchanger Jumlah : 1 buah heat exchanger disusun parallel Kondisi Proses : - Fluida Panas campuran gas : T masuk T 1 : 118,65 C : 245,57 F : 391,8K T keluar T 2 : 30 C : 86 F : 303,15 K P masuk : 1 atm : 14,87 psia P keluar : 1 atm : 14,87 psia Fluida Dingin air T masuk t 1 : 28 C : 82,4 F : 301,15 K T keluar t 2 : 40 C : 104 F :313,15 K P masuk : 1 atm : 14,87 psia P keluar : 1 atm : 14,87 psia Fluida dingin F Fluida panas F T masuk 82,4 245,57 T keluar 104 86 Digunakan Heat Exchanger shell and tubes Kern, appendiks tabel 10 dengan data-data sebagai berikut : Panjang tube, L : 16 ft BWG : 16 Pitch : 1,5625 in triangular kern, appendiks tabel 9 Rd gab : 0,002 jft 2 0 FBtu ∆P gas : 10 psi OD tube : 1,25 in triangular, ID : 1,12 in Universitas Sumatera Utara Neraca Massa dan Neraca Panas Dari neraca massa lampiran A Massa fluida panas M = 3184,248 kg = 7020,1018 lb Aliran gas dari R-101 Massa fluida dingin m = 12201,071 kg = 26898,898 lb Q yang diserap fluida dingin = m x Cp fluida dingin x ∆t = 611761,723 Btu Mencari LMTD LMTD             2 1 2 1 ln T T T T Dimana : ∆T 1 = ∆T panas = T 1 – t 2 ∆T 2 = ∆T dingin = T 2 – t 1 LMTD        82,4 - 86 104 - 245,57 ln 82,4 - 86 - 104 - 245,57 = 37,575 F R = 1 2 2 1 t t T T   = 388 , 7 4 , 82 104 86 57 , 245    S =       4 , 82 57 , 245 4 , 82 , 104 1 1 1 2 t T t t 0,132 Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai F T = 0.989 dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965 F T merupakan faktor koreksi LMTD. Maka ∆t = F T × LMTD = 0,989 x37,575 = 37,162 F Menghitung Tc Caloric Temperature Tc = T 2 +T 1 2 = 86 + 245,572 = 165,785 F tc = t 2 +t 1 2 = 82,4 + 1042 Universitas Sumatera Utara = 93,2 F a. Trial Ud Ud = 50 Appendiks Tabel 8, Kern Tersedia Ud = 2-50 A = QUd x ∆t = 611761,723 50x 37,162 =329 ft 2 a” t = 0,1963 ft 2 lin ft table 10, Kern b. Nt = AL x a” t =329 16 x 0,1963 = 26,209 Coba untuk tube passes, n = 4-P Nt standard = 26 Appendiks table 9, Kern IDs = 8 in Appendiks table 9, Kern c. Koreksi Ud Ud = NtNt standar × Ud = 26,206926 × 50 = 50,3 Btuhr. ft 2 . F Kesimpulan Sementara Rancangan Shell and Tube Bagian Shell : IDs = 8 in diameter dalam shell B = 1,6 in baffle spacing N +1 = 24 jumlah baffle n = 2 passes jumlah passes pada shell de = 0,91 in diameter ekivalen Appendiks fig.28, Kern Bagian Tube : di = 0,62 in diameter dalam tube Appendiks tabel 10, Kern do = 0,75 in diameter luar tube Appendiks tabel 10, Kern l = 16 ft panjang tube n = 4 jumlah passes pada tube Appendiks tabel 9, Kern Nt = 26 jumlah tube Appendiks tabel 9, Kern Universitas Sumatera Utara Pt = 1,3125 in jarak antara sumbu tube C = 0,3125 in jarak antara diameter luar tube at = 0,3271 ft 2 luas permukaan panjang Appendiks tabel 10, Kern at = 0,302 in 2 luas penampang aliran Appendiks tabel 10, Kern Bagian shell gas 1. as = ID S × B × c’n’×Pt×144 = , , , = 0,019 ft 2 2. Gs = M as = 7020 0,019 = 368555,3473 3. Re = de × Gs µ = 0,91 × 368555,34730,70580 = 16363,1097 Bagian tube gas alam 1. at’ = 0,302 ft 2 = Nt×at’144n = , = 0,01363 ft 2 2. Gt = m at = 26898,899 0,0136319 = 1973225,374 V = Gt3600 ρ = 1973225,374 3600.564,3 = 0,916 ftsec 3. Re = ID × Gt µ = , , , = 35194,728 Universitas Sumatera Utara 4. J H = 780 fig. 24, kern 5. hi dapat dilihat pada Kern fig 25 = 1500 6. hi0 = hi × IDOD = 1500× 0,75 0,62 = 1240 Btuhr.ft 2 . F 7. Evaluasi Uc Uc = hio × ho hio + ho = 1240 × 463,5069 1240 + 463,5069 = 337,39141 Btuhr.ft 2 . F 8. a= 0,1963 ft 2 linft A = Nt x l x a x 3 = 26 x 16 x 0,1963 x 2 = 81,661 ft 2 Ud = Q A t = 6,12E+05 81,66 x 37,612 = 11,2 Btuhrft 2 o F Pressure drop 6. untuk Res = 16363,1079 Dari Gambar 29, hal. 839 diperoleh f = 0,002 ft 2 in 2 Spesifik gravity s = 0,74 Ds = 0,66687 ft Φs = 1 7. jumlah crosses N + 1 = 12 L B N + 1 = 12 . 16.2 1,6 = 240 8. ∆Ps=   s s De N Ds Gs f         10 2 10 . 22 , 5 1 1 74 , 0,91 10 . 22 , 5 240 667 , 368555,347 0,002 10 2       Pressure drop 10. untuk Ret = 35194,728 Dari Gambar 26, hal. 836 diperoleh f = 0,00012 ft 2 in 2 Spesifik gravity s = 1 Φt = 1 11. ∆Pt = 1 1 62 , 10 . 22 , 5 4 16 4 1973225,37 0,00012 10 2       = 0,0000 psi 12. Gt = 1973225,374 ft 2 .jam Dari Gambar 27 hal. 837 didapatkan : v 2 2g = 0.6 t s Dt n L Gt f        10 2 10 . 22 , 5 Universitas Sumatera Utara ∆Ps = 0,275 psi Pressure Drop 10 psi Maka spesifikasi dapat diterima. ∆Pr = g v s n 2 4 2  = 6 , 1 4 4   = 0,865 psi ∆Pf = ∆Pt + ∆Pr = 0,0000 0,865 = 0,865 psi Pressure Drop 2 psi Maka spesifikasi dapat diterima. LC.34 Cooler E-108 Fungsi : mengkondisikan feed sesuai Type : shell and tube heat exchanger umlah : 1 buah heat exchanger disusun paralel Kondisi Proses : - Fluida Panas campuran gas : T masuk T 1 : 774 C : 1425,9 F : 1047,55 K T keluar T 2 : 152 C : 305,2 F : 424,95K P masuk : 5 atm : 73,119 psia P keluar : 5 atm : 73,119 psia Fluida Dingin air T masuk t 1 : 30 C : 82,4 F : 301,15 K T keluar t 2 : 60 C : 140 F :333,15 K P masuk : 1 atm : 14,696 psia P keluar : 1 atm : 14,696 psia Fluida dingin F Fluida panas F T masuk 82,4 323,24 T keluar 104 86 Digunakan Heat Exchanger shell and tubes Kern, appendiks tabel 10 dengan data-data sebagai berikut : Panjang tube, L : 16 ft BWG : 16 Universitas Sumatera Utara Pitch : 1,5625 in triangular kern, appendiks tabel 9 Rd gab : 0,002 jft 2 0 FBtu ∆P gas : 2 psi OD tube : 1,25 in triangular, ID : 1,12 in Neraca Massa dan Neraca Panas Dari neraca massa lampiran A Massa fluida panas M = 3303 kg = 7282,1 lb Aliran gas dari R-101 Massa fluida dingin m = 30929 kg = 68187,13 lb Q yang diserap fluida dingin = m x Cp fluida dingin x ∆t = 9,85 E+5 Btu Mencari LMTD LMTD             2 1 2 1 ln T T T T Dimana : ∆T 1 = ∆T panas = T 1 – t 2 ∆T 2 = ∆T dingin = T 2 – t 1 LMTD        82,4 - 86 104 - 323,24 ln 82,4 - 86 - 104 - 323,24 = 606,51 F R = 1 2 2 1 t t T T   = 46 , 19 4 , 82 350 140 1425    S = 043 . 4 , 82 1426 4 , 82 140 1 1 1 2       t T t t Dengan nilai R dan S di atas, diperoleh nilai F T = 1 dari Fig. 18, hal 828, Kern, 1965 F T merupakan faktor koreksi LMTD. Maka ∆t = F T × LMTD = 606,51 x 1,00 = 576,19 F Menghitung Tc Caloric Temperature Universitas Sumatera Utara Tc = T 2 +T 1 2 = 305.24 + 1425.92 = 865,58 F tc = t 2 +t 1 2 = 82,4 + 1402 = 111,2 F d. Trial Ud Ud = 3 Appendiks Tabel 8, Kern Tersedia Ud = 2-50 A = QUd x ∆t = 985495 50 x 576,2 = 570,13 ft 2 a” t = 0,3271 ft 2 lin ft table 10, Kern e. Nt = AL x a” t =570 16 x 0,33 = 36,31 Coba untuk tube passes, n = 4-P Nt standard = 36 Appendiks table 9, Kern IDs = 13,3 in Appendiks table 9, Kern f. Koreksi Ud Ud = NtNt standar × Ud = 9,85E+05+565,229× 576,19 =3,03 Btuhr. ft 2 . F Kesimpulan Sementara Rancangan Shell and Tube Bagian Shell : IDs = 13,25 in diameter dalam shell B = 24 in baffle spacing N +1 = 36 jumlah baffle n = 2 passes jumlah passes pada shell de = 0,91 in diameter ekivalen Appendiks fig.28, Kern Bagian Tube : Universitas Sumatera Utara di = 1,12 in diameter dalam tube Appendiks tabel 10, Kern do = 1,25 in diameter luar tube Appendiks tabel 10, Kern l = 12 ft panjang tube n = 4 jumlah passes pada tube Appendiks tabel 9, Kern Nt = 36 jumlah tube Appendiks tabel 9, Kern Pt = 1,5625 in jarak antara sumbu tube C = 0,3125 in jarak antara diameter luar tube at = 0,3271 ft 2 luas permukaan panjang Appendiks tabel 10, Kern at = 0,985 in 2 luas penampang aliran Appendiks tabel 10, Kern Bagian shell gas 1. as = ID S × B × c’n’×Pt×144 = , , = 0,221 ft 2 2. Gs = M as = 3641,052 0,221 = 16487,784 3. Re = de × Gs µ = 0,91 × 16487,7840,572,42 = 906,4257 4. J H = 195 fig. 28, kern 5. ho = J H × kd e × c p µ k 13 = 195 × 0,020,91x12 × 0,58× 0,570 0,02 13 = 154,926 Btuhr.ft 2 . F Bagian tube air 1. at’ = 0,985 ft 2 = Nt×at’144n = = 0,061525 ft 2 2. Gt = m at = 34093,565 0,062 Universitas Sumatera Utara = 553804,10 3. Re = ID × Gt µ = , , , = 119323,1043 4. J H = 700 fig. 24, kern 5. hi dapat dilihat pada Kern fig 25 = 1500 6. hi0 = hi × IDOD = 1649,46 × 1,12 1,25 = 1477,92 Btuhr.ft 2 . F 7. Evaluasi Uc Uc = hio × ho hio + ho = 1344 × 382,4648 1344 + 382,464797 = 297,7371 Btuhr.ft 2 . F 8. a= 0,3271 ft 2 linft A = Nt x l x a x 3 = 297 x 16 x 0,3271 x 2 = 1554,379 ft 2 Ud = Q A t = 1,36E+08 1554,379 x 52,477 = 92,42 Btuhrft 2 o F 9. Evaluasi Rd Rd = Uc-UdUc×Ud = 1477,2262-3,026140,226 ×3,026 = 0,007746 hr.ft 2 . FBtu Rd ditetapkan memenuhi syarat Pressure drop 6. untuk Res = 906,425 Dari Gambar 29, hal. 839 diperoleh f = 0,001 ft 2 in 2 Spesifik gravity s = 1 Pressure drop 10. untuk Ret = 119323,1 Dari Gambar 26, hal. 836 diperoleh f = 0,00019 ft 2 in 2 Spesifik gravity s = 1 Universitas Sumatera Utara Ds = 1,1041 ft Φs = 1 7. jumlah crosses N + 1 = 12 L B N + 1 = 12 . 16.2 12 = 32 8. ∆Ps=   s s De N Ds Gs f         10 2 10 . 22 , 5 1 1 1 , 0,91 10 . 22 , 5 64 75 , 2 05 1338196,76 0,002 10 2       ∆Ps = 0,0000 psi Pressure Drop psi Maka spesifikasi dapat diterima. Φt = 1 11. ∆Pt = = 0,000 psi 12. Gt = 553804,1 ft 2 .jam Dari Gambar 27 hal. 837 didapatkan : v 2 2g = 0,03 ∆Pn = g v s n 2 4 2  = 0,03 1 4 4   = 1,0 psi ∆P t = ∆Pt + ∆Pr = 0,003 + 1,0 = 0,963 psi Pressure Drop 2 psi Maka spesifikasi dapat diterima. t s Dt n L Gt f        10 2 10 . 22 , 5 Universitas Sumatera Utara LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS LD.1 Screening SC-01 Fungsi : Menyaring partikel-partikel padat yang besar. Jenis : Bar screen Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Stainless steel Data Perhitungan : Temperatur = 28 o C Densitas air  = 996,24 kgm 3 Geankoplis, 2003 Laju alir massa F = 504642,8898 kgjam Laju alir volumetrik Q = sjam 3600 x kgm 996,24 kgjam 8 504642,889 3 = 0,1407 m 3 s Dari Tabel 5.1 Physical Chemical Treatment of Water and Wastewater. Ukuran bar : lebar bar = 5 mm ; tebal bar = 20 mm ; bar clear spacing = 20 mm ; slope = 30 o Direncanakan ukuran screening: Panjang screen = 2 m ; Lebar screen = 2 m Universitas Sumatera Utara Misalkan, jumlah bar = x Maka, 20x + 20 x + 1 = 2000 40x = 1980 x = 49,5  50 buah Luas bukaan A 2 = 2050 + 1 2000 = 2040000 mm 2 = 2,04 m 2 Untuk pemurnian air sungai menggunakan bar screen, diperkirakan C d = 0,6 dan 30 screen tersumbat. Head loss h = 2 2 2 2 2 2 d 2 2,04 0,6 9,8 2 0,0035 A C g 2 Q  = 0,000674243 m dari air 20 mm 20 mm 2 m 2 m Gambar LD.1 Sketsa Sebagian Bar Screen dilihat dari atas LD.2 Pompa Screening PU-101 Fungsi : Memompa air dari sungai ke bak pengendapan BS-101 Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Cadangan : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : Temperatur = 28 o C Densitas air  = 996,24 kgm 3 = 62,1939 lb m ft 3 Geankoplis, 2003 Viskositas air  = 0,836 cP = 0,000562 lb m ft s Geankoplis, 2003 Universitas Sumatera Utara Laju alir massa F = 504642,88 kgjam = 309,042 lbmsec Laju alir volumetrik Q = 3 lbmft 62,1939 lbmsec 309,042 = 4,969 ft 3 s = 0,1407 m 3 s Desain pompa : untuk aliran turbulen N Re 2100 Di ,opt = 0,363 Q 0,45  0,13 Peters, 2004 = 0,363 0,0059 m 3 s 0,45 996,24 kgm 3 0,13 = 0,3685 m = 14,5 in Dari Tabel 11 Kern, 1965, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 16 in Schedule number : 30 Diameter Dalam ID : 15,25 in = 0,3847 m = 1,2708 ft Diameter Luar OD : 16 in = 1,0625 ft Luas penampang dalam A : 1,2621 ft 2 Kecepatan linier, v = A Q = 2 3 2621 , 1 4,969 ft s ft = 3,9372 fts Bilangan Reynold : N Re =    D v ρ Peters, 2004 = s lbmft 0,000562 0075 , 1 9372 , 3 f 1939 , 62 3 ft s ft t lbm = 578341,8169 aliran turbulen Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga  = 0,000046 ; D = 0,0001 pada N Re = 578341,8169 aliran turbulen diperoleh harga faktor fanning f = 0,0035 Geankoplis, 2003. Friction loss : Universitas Sumatera Utara 1 sharp edge entrance h c = 0,55 c 2 1 2 g 2 v A A 1         = 174 , 32 1 2 93 , 3 1 55 , 2  = 0,1325 ft lbflbm 2 elbow 90° h f = n.Kf. c 2 g 2 v = 20,75 174 , 32 1 2 93 , 3 2 = 0,1807 ft lbflbm 1 gate valve h f = n Kf c 2 g 2 v = 10,17 174 , 32 1 2 93 , 3 2 = 0,4818 ft lbflbm Pipa lurus 20 ft F f = 4f c 2 g 2 D v L  = 40,0035        174 , 32 2 0075 , 1 3,93 . 20 2 = 0,0531 ft lbflbm 1 sharp edge exit h ex = n c 2 2 2 1 g 2 v A A 1         = 1   174 , 32 1 2 93 , 3 1 2 2  = 0,2409 ft lbflbm Total friction loss  F = 1,089 ft lbflbm Dari persamaan Bernoulli:     W F P P z z g g v v g 2 1 s 1 2 1 2 c 2 1 2 2 c           Geankoplis, 1997 dimana : v 1 = v 2 ; ∆v 2 = 0 ; P 1 = P 2 ; ∆P = 0 tinggi pemompaan z = 20 ft   089 , 1 20 174 , 32 174 , 32      s W Efisiensi pompa, = 80 Wp = ‐Ws  = 34,8714 ft lbflbm Daya pompa :     550 62,1939 4,96 21,089 550 W P   ρ Q p =14,8 hp Digunakan daya motor standar 15 hp. LD.3 Bak Sedimentasi BS-101 Fungsi : Tempat penampungan air sementara untuk mengendapkan lumpur Universitas Sumatera Utara Jumlah : 1 unit Jenis : Grift Chamber Sedimentation Aliran : Horizontal sepanjang bak sedimentasi Kondisi operasi : Temperatur = 28 o C Densitas air  = 996,24 kgm 3 = 62,1939 lb m ft 3 Geankoplis, 1997 Laju alir massa F = 504642,889 kgjam Laju alir volumetrik Q = 3 lbmft 62,1939 lbmsec 309,042 = 4,969 ft 3 s = 0,1407 m 3 s Desain Perancangan : Bak dibuat persegi panjang Perhitungan ukuran bak : Waktu tinggal air = 2 jam = 7200 s Perry, 1997 Volume air diolah = 0,1407 m 3 hari × 7200 = 1013,095 m 3 Bak terisi 90  maka volume bak = 9 , 1013,095 = 1125,6611 m 3 Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : panjang bak p = 2 × lebar bak l ; p = 2l tinggi bak t = lebar bak l : t = l Volume bak V = p × l × t 1125,6611 m 3 = 2l × l × l l = 8,2564 m Jadi, panjang bak p = 16,5129 m lebar bak l = 8,25 m tinggi bak t = 8,25 m luas bak A =136,337 m 2 tinggi air h = 0,9 8,25 m = 7,4308 m LD.4 Pompa Bak Sedimentasi PU-102 Universitas Sumatera Utara Fungsi : Memompa air dari water reservoir ke bak sedimentasi Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Cadangan : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : Temperatur = 28 o C Densitas air  = 996,24 kgm 3 = 62,1939 lb m ft 3 Geankoplis, 1997 Viskositas air  = 0,836 cP = 0,000562 lb m ft s Geankoplis, 1997 Laju alir massa F = 504642,88 kgjam Laju alir volumetrik Q = sjam 3600 x kgm 996,24 kgjam 504642,88 3 = 0,0059 m 3 s = 4,969 ft 3 s Desain pompa : untuk aliran turbulen N Re 2100 Di ,opt = 0,363 Q 0,45  0,13 Peters, 2004 = 0,363 0,0035 m 3 s 0,45 996,24 kgm 3 0,13 = 0,36852 m = 14,5078 in Dari Tabel 11 Kern, 1965, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 16 in Schedule number : 30 Diameter Dalam ID : 15,25 in = 0,3874 m = 1,2708 ft Diameter Luar OD : 16 in = 1,33 ft Luas penampang dalam A : 1,2621 ft 2 Kecepatan linier, v = A Q = 2 3 2621 , 1 4,96 ft s ft = 3,9372 fts Bilangan Reynold : N Re =    D v ρ Peters, 2004 Universitas Sumatera Utara = s lbmft 0,000562 2708 , 1 93 , 3 f 1939 , 62 3 ft s ft t lbm = 578341,89 aliran turbulen Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga  = 0,000046 ; D = 0,0001, pada N Re = 578341,89 diperoleh harga faktor fanning f = 0,0035 Geankoplis, 2003. Friction loss : 1 sharp edge entrance h c = 0,55 c 2 1 2 g 2 v A A 1         = 174 , 32 1 2 93 , 3 1 55 , 2  = 0,1325 ft lbflbm 2 elbow 90° h f = n.Kf. c 2 g 2 v = 20,75 174 , 32 1 2 93 , 3 2 = 0,1807 ft lbflbm 1 gate valve h f = n Kf c 2 g 2 v = 10,17 174 , 32 1 2 93 , 3 2 = 0,4818 ft lbflbm Pipa lurus 20 ft F f = 4f c 2 g 2 D v L  = 40,0035        174 , 32 2 0075 , 1 3,93 . 20 2 = 0,0531 ft lbflbm 1 sharp edge exit h ex = n c 2 2 2 1 g 2 v A A 1         = 1   174 , 32 1 2 93 , 3 1 2 2  = 0,2409 ft lbflbm Total friction loss  F = 1,089 ft lbflbm Dari persamaan Bernoulli:     W F P P z z g g v v g 2 1 s 1 2 1 2 c 2 1 2 2 c           Geankoplis, 1997 dimana : v 1 = v 2 ; ∆v 2 = 0 ; P 1 = P 2 ; ∆P = 0 tinggi pemompaan z = 0 ft   089 , 1 174 , 32 174 , 32      s W Universitas Sumatera Utara Efisiensi pompa, = 80 Wp = ‐Ws  = 1,3612 ft lbflbm Daya pompa :     550 62,1939 4,96 1,3612 550 W P   ρ Q p = 0,7649 hp Digunakan daya motor standar 1 hp. LD.5 Tangki Pelarutan Alum TP-101 Fungsi : Membuat larutan alum Al 2 SO 4 3 Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212, Grade B Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur = 28 o C Tekanan = 1,01325 bar = 1,01325 kPa Al 2 SO 4 3 yang digunakan = 50 ppm Al 2 SO 4 3 yang digunakan berupa larutan 30   berat Laju massa Al 2 SO 4 3 F = 25,2321 kgjam Densitas Al 2 SO 4 3 30  ρ = 1363 kgm 3 = 85,090216 lb m ft 3 Perry, 1997 Viskositas Al 2 SO 4 3 30  μ = 6,72 10 -4 lb m ft s = 1 cP Othmer, 1968 Kebutuhan perancangan = 15 hari Perhitungan ukuran tangki : 1. Volume tangki V larutan = 3 kgm 63 3 1 0,3 jamhari 24 hari 15 kgjam 23 , 25    = 14,808 3 Faktor kelonggaran : 20 Volume tangki, V t = 1,2 × 14,808 m 3 = 17,77 m 3 2. Diameter dan tinggi tangki Universitas Sumatera Utara Direncanakan : Tinggi tangki : diameter tangki H s : D = 1: 1 Volume tangki V t V t = ¼ π D 2 H s V t = 3 D π 4 1 17,77 = 3 D π 4 1 Maka, diameter tangki D =2,8289 m = 9,28 ft tinggi tangki H t = H s = D D H s        = 2,8289 m 3. Tebal shell tangki Tinggi cairan dalam tangki, h = 3 3 m 77 , 7 1 m 14,809 × 2,8289 m = 2,3574 m Tekanan hidrostatik : P =  × g × h = 1363 kgm 3 × 9,8 mdet 2 × 4,903 = 65,5 kPa Tekanan operasi : P operasi = 101,325 kPa P total = 101,325 kPa + 65,5 kPa = 166,825 kPa Faktor keamanan : 20 P design = 1,2 166,825 kPa = 200,19 kPa Joint efficiency : E = 0,8 Brownell, 1959 Allowable stress : S = 12650 psia = 87218,714 kPa Brownell, 1959 Faktor korosi : C = 0,002in Peters, 2004 Umur alat : n = 10 tahun Tebal shell tangki : n 0,1474 002 , 10 kPa 1,2200,19 4kPa0,8 287218,71 3,9229 kPa 200,19 C n 1,2P 2SE PD t i in        Tebal shell standar yang digunakan = 3 16 in Brownell, 1959 Universitas Sumatera Utara Perancangan Sistem Pengaduk Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar Geankoplis, 1997, diperoleh : DaDt = 13 ; Da = 13 × 2,8289 m = 0,943 m EDa = 1 ; E = 0,943 m LDa = 14 ; L = 14 × 0,943 m = 0,2357m WDa = 15 ; W = 15 × 0,3481 m = 0,1886 m JDt = 112 ; J = 112 × 2,8289 m = 0,2357 m dimana : Dt = D = diameter tangki m Da = Diameter impeller m E = tinggi turbin dari dasar tangki m L = panjang blade pada turbin m W = lebar blade pada turbin m J = lebar baffle m Kecepatan pengadukan, N = 0,5 putarandetik Bilangan Reynold, N Re = 4768 , 605947 10 943 , 5 , 1363 ρ 3 - 2 2    Da N N Re 10.000, maka perhitungan dengan daya pengaduk menggunakan rumus: P = gc Da KN  5 3 Badger, 1950 Dari Tabel 13-1 Badger 1950 untuk impeller jenis turbin, 6 blades, flat blade diperoleh: K = 5,75 P = 8 , 9 1363 943 , 5 , 75 , 5 5 3 = 3,9178 hp. Efisiensi motor = 80 Peters, 1983 Daya motor = 4,8972 hp. Digunakan daya motor standar 5 hp. Universitas Sumatera Utara LD.6 Pompa Alum PU-103 Fungsi : Memompa larutan alum dari Tangki Pelarutan Alum TP-101 ke Clarifier CL-101 Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Cadangan : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : Temperatur = 28 o C Densitas alum  = 1363 kgm 3 = 85,090216 lb m ft 3 Perry, 1997 Viskositas alum μ = 6,72 10 -4 lb m ft s = 1 cP Othmer, 1968 Laju alir massa F = 25,232 kgjam = 0,01556 lbmsec Debit airlaju alir volumetrik,   ρ F Q sec 0001816 , 0898 , 85 01556 , 3 ft  Q = 2,1426. 10- 7 m 3 sec Desain pompa : untuk aliran viscous N Re 2100 Di ,opt = 0,133 Q 0,4 μ 0,2 Peters, 2004 = 0,133 2,146 . 10 -7 0,4 11000 0,2 = 0,0001 m = 0,0028 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 18 in Schedule number : 40 Diameter Dalam ID : 0,269 in = 0,0068 m = 0,022416 ft Diameter Luar OD : 0,405 in = 0,0103 m = 0,033750 ft Luas penampang dalam A : 0,0004 ft 2 Kecepatan linier, v = A Q = 2 3 ft 0,0004 s ft 0,0001816 = 0,454 fts Universitas Sumatera Utara Bilangan Reynold : N Re =    D v ρ = s lbmft 0,000672 022416 , 454 , f 090216 , 85 3 ft s ft t lbm = 1288,57 aliran laminar Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga  = 0,000046 ; D = 0,0067, pada N Re = 1288,57 diperoleh harga faktor fanning f = 0,01 Geankoplis, 2003. Friction loss : 1 sharp edge entrance h c = 0,55 c 2 1 2 g 2 v A A 1         = 174 , 32 1 2 0,454 1 55 , 2  = 0,0032 ft lbflbm 2 elbow 90° h f = n.Kf. c 2 g 2 v =20,75 174 , 32 1 2 0,45 2 = 0,0048 ft lbflbm 1 check valve h f = n Kf c 2 g 2 v = 12 174 , 32 1 2 0,45 2 = 0,0064 ft lbflbm Pipa lurus 20 ft F f = 4f c 2 g 2 D v L  = 4 0,01        174 , 32 2 022416 , 0,45 . 20 2 = 0,1419 ft lbflbm 1 sharp edge exit h ex = n c 2 2 2 1 g 2 v A A 1         = 1   174 , 32 1 2 0,01114 1 2 2  = 0,0032 ft lbflbm Total friction loss  F = 0,1595 ft lbflbm Dari persamaan Bernoulli:     W F P P z z g g v v g 2 1 s 1 2 1 2 c 2 1 2 2 c           Geankoplis, 2003 dimana : v 1 = v 2 ; ∆v 2 = 0 ; P 1 = P 2 ; ∆P = 0 dimana ∆z = 25 ft Universitas Sumatera Utara   1595 , 25 174 , 32 174 , 32      s W Efisiensi pompa, = 80 Wp = ‐Ws  = 31,449 ft lbflbm Daya pompa :     550 62,1939 0,0000046 31,449 550 W P   ρ Q p = 0,00088 hp Digunakan daya motor standar 164 hp. LD.7 Tangki Pelarutan Soda Abu TP- 102 Fungsi : Membuat larutan soda abu Na 2 CO 3 Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212, Grade B Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur = 28 o C Tekanan = 1,01325 bar Na 2 CO 3 yang digunakan = 27 ppm Na 2 CO 3 yang digunakan berupa larutan 30   berat Laju massa Na 2 CO 3 F = 13,62 kgjam Densitas Na 2 CO 3 30  ρ = 1327 kgm 3 = 82,8428 lb m ft 3 Perry, 1997 Viskositas Na 2 CO 3 30  μ = 3,69 10 -4 lb m ft s = 0,549 cP Othmer, 1968 Kebutuhan perancangan = 10 hari Perhitungan ukuran tangki : 1. Volume tangki V larutan = 3 kgm 27 3 1 0,3 jamhari 24 hari 10 kgjam 62 , 13    = 8,2142 m 3 Universitas Sumatera Utara Faktor kelonggaran : 20 Volume tangki, V t = 1,2 × 8,2142 m 3 = 9,8571 m 3 2. Diameter dan tinggi tangki Direncanakan : Tinggi tangki : diameter tangki H s : D = 1 : 1 Volume tangki V t V t = ¼ π D 2 H s V t = 3 D π 4 1 9,8571= 3 D π 4 1 Maka, diameter tangki D = 2,3243 m = 91,5081 in tinggi tangki H t = H s = D D H s        = 2,3243 m 3. Tebal shell tangki Tinggi cairan dalam tangki, h = 3 3 m 8571 , 9 m 8,2142 × 2,3243 m = 1,9369 m Tekanan hidrostatik : P =  × g × h = 1327 kgm 3 × 9,8 mdet 2 × 1,9369 = 25,1889 kPa Tekanan operasi : P operasi = 101,325 kPa P total = 101,325 kPa + 25,1889 kPa = 126,5139 kPa Faktor keamanan : 20 P design = 1,2 126,5139 kPa = 151,8166 kPa Joint efficiency : E = 0,8 Brownell, 1959 Allowable stress : S = 87218,714 kPa = 12.650 psia Brownell, 1959 Faktor korosi : C = 0,002 in Peters, 2004 Umur alat : n = 10 tahun Tebal shell tangki : Universitas Sumatera Utara n 0,1197 002 , 10 66kPa 1,2151,81 4kPa0,8 287218,71 m 2,3243 kPa 151,8166 C n 1,2P 2SE PD t i in        Tebal shell standar yang digunakan = 1 8 in Brownell, 1959 Perancangan Sistem Pengaduk : Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar Geankoplis, 1997, diperoleh : DaDt = 13 ; Da = 13 × 2,3243 m = 0,7748 m EDa = 1 ; E = 0,7748 m LDa = 14 ; L = 14 × 0,7748 m = 0,1937 m WDa = 15 ; W = 15 × 0,7748 m = 0,1550 m JDt = 112 ; J = 112 × 2,3243 m = 0,1937 m dimana : Dt = D = diameter tangki m Da = Diameter impeller m E = tinggi turbin dari dasar tangki m L = panjang blade pada turbin m W = lebar blade pada turbin m J = lebar baffle m Kecepatan pengadukan, N = 0,5 putarandetik Bilangan Reynold, N Re = 998 , 275 .. 398 10 7748 , 5 , 1327 ρ 3 - 2 2    Da N N Re 10.000, maka perhitungan dengan daya pengaduk menggunakan rumus: P = gc Da KN  5 3 Badger, 1950 Dari Tabel 13-1 Badger 1950 untuk impeller jenis turbin, 6 blades, flat blade diperoleh: K = 5,75 P = 8 , 9 1327 7748 , 5 , 75 , 5 5 3 = 1,428 hp. Universitas Sumatera Utara Efisiensi motor = 80 Peters, 1983 Daya motor = 1,7852 hp. Digunakan daya motor standar 2 hp. LD.8 Pompa Soda Abu PU-104 Fungsi : Memompa larutan soda abu dari Tangki Pelarutan Soda Abu TP-102 ke Clarifier CL-101 Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Cadangan : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : Temperatur = 28 o C Densitas soda abu  = 1327 kgm 3 = 82,8423 lb m ft 3 Perry, 1997 Viskositas soda abu μ = 3,69 10 -4 lb m ft s = 0,549 cP Othmer, 1968 Laju alir massa F = 327,00 kgjam Debit airlaju alir volumetrik, jam s jam kg ρ 3600 kgm 1327 327 F Q 3    = 2,85.10 -6 m 3 s = 1.10 -4 ft 3 s Desain pompa : untuk aliran viscous N Re 2100 Di ,opt = 0,133 Q 0,4  0,2 Peters, 2004 = 0,133 2,85.10 -6 m 3 s 0,4 0,5491000 Pa s 0,2 = 0,0002 m = 0,0071 in Dari Tabel A.5-1 Geankoplis, 2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 1 8 in Schedule number : 40 Diameter Dalam ID : 0,269 in = 0,0224 ft = 0,0068 m Diameter Luar OD : 0,405 in = 0,0338 ft Inside sectional area A : 0,0004 ft 2 Universitas Sumatera Utara Kecepatan linier, v = A Q = 2 3 -4 0004 , 1.10 ft s ft = 0,2518 fts Bilangan Reynold : N Re =    D v ρ = s lbmft 0,000369 0224 , 2518 , f 8423 , 82 3 ft s ft t lbm = 1267,2041 aliran laminar Untuk pipa Commercial Steel pada N Re = 1267,204 diperoleh harga faktor fanning f = 0,0126 Geankoplis, 2003. Friction loss : 1 sharp edge entrance h c = 0,5 c 2 1 2 g 2 v A A 1         = 174 , 32 1 2 0,2518 1 5 , 2  = 4,9.10 -4 ft lbflbm 2 elbow 90° h f =n.Kf. c 2 g 2 v =20,75 174 , 32 2 0,2518 2 = 1,48.10 -3 ft lbflbm 1 check valve h f =n.Kf. c 2 g 2 v = 12 174 , 32 2 0,006331 2 = 1,97.10 -3 ft lbflbm Pipa lurus 20 ft F f = 4f c 2 g 2 D v L  = 40,0126        174 , 32 2 0224 , 0,2518 . 20 2 = 0,044 ft lbflbm 1 sharp edge exit h ex = n c 2 2 2 1 g 2 v A A 1         = 1      174 , 32 1 2 0,2518 1 2 2  = 6 . 10 -7 ft lbflbm Total friction loss  F = 0,0493 ft lbflbm Dari persamaan Bernoulli :     W F P P z z g g v v g 2 1 s 1 2 1 2 c 2 1 2 2 c           Geankoplis, 2003 dimana : v 1 = v 2 ; ∆v 2 = 0 ; P 1 = P 2 ; ∆P = 0 Universitas Sumatera Utara tinggi pemompaan z = 15 ft   0493 , 15 174 , 32 174 , 32      s W Efisiensi pompa, = 80 Wp = ‐Ws  = 18,817 ft lbflbm Daya pompa :     hp 10 . 02 , 1 550 82,8423 0,0001 18,817 550 W P 5     ρ Q p Digunakan daya motor standar 164 hp LD.9 Clarifier CL-101 Fungsi : Memisahkan endapan flok-flok yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu Jenis : External Solid Recirculation Clarifier Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212, Grade B Data Perhitungan : Laju massa air F 1 = 504642,889 kgjam Laju massa Al 2 SO4 3 F 2 = 25,232 kgjam Laju massa Na 2 CO 3 F 3 = 13,6254 kgjam Laju massa total, m = 504681,7473 kgjam = 140,1894 kgs Densitas Al 2 SO 4 3 = 1363 kgm 3 Perry, 1999 Densitas Na 2 CO 3 = 1327 kgm 3 Perry, 1999 Densitas air = 996,24 kgm 3 Geankoplis,1997 Reaksi koagulasi : Al 2 SO 4 3 + 3 Na 2 CO 3 + 3 H 2 O  2 AlOH 3 + 3 Na 2 SO 4 + 3CO 2 Dari Metcalf, 1984, untuk clarifier tipe upflow diperoleh : Kedalaman air = 3-10 m Settling time = 1-3 jam Dipilih : kedalaman air h = 4 m, waktu pengendapan = 2 jam Universitas Sumatera Utara Diameter dan Tinggi clarifier Densitas larutan, 2533 6254 , 113 1363 2321 , 25 24 , 996 3 504681,747 3 504681,747     = 996,26 kgm 3 Volume cairan, V = 3 3 m 2147 , 42 kgm 996,28782 jam 1 kgjam 504681,747   Faktor kelonggaran = 20 Volume clarifier = 1,2 x 42,2147 m 3 = 50,6576 m 3 a. Diameter dan tinggi clarifier  Volume silinder clarifier V s = Vs = πD 2 4 Brownell Young, 1959 Perbandingan tinggi silinder dengan diameter tangki H s : D = 4:3 Vs = πD 3 3  Volume alas clarifier kerucut V c Vs = πD 2 H c 12 ...................................................................................... Perry, 1999 Perbandingan tinggi kerucut dengan diameter kerucut H c : D = 1:2 V c = πD 3 24 ............................................................................................ Perry, 1999  Volume clarifier V V = V s + V e = 3 πD 3 8 50,6576 m 3 = 1,178097 D 3 D = 3,50 m = 137,92 in ; H s = 43 x D = 4,67 m H s ½ D Universitas Sumatera Utara b. Diameter dan tinggi kerucut Perbandingan tinggi kerucut dengan diameter clarifier H h : D = 1: 2 Diameter tutup = diameter tangki = 3,5 m Tinggi tutup =       2 m 3,5 = 1,75 m Tinggi total clarifier = 4,67 m + 1,75 m = 6,422 m Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik: P =  × g × h = 996,24 kgm 3 × 9,8 mdet 2 × 4 m1000 = 39,0534 kPa Tekanan total = 39,0534 kPa + 101,325 kPa = 140,3784 kPa Faktor kelonggaran = 5 Maka, P design = 1,05 × 140,3784 kPa = 147,3973 kPa Jenis sambungan = Double welded butt joint Joint Efficiency = 0,8 Brownell dan Young, 1959 Allowable Stress = 87218,71 kPa Brownell dan Young, 1959 Korosi yang diizinkan c = 0,002 intahun Tebal shell tangki t, c SE    2 D P t silinder Tebal t Brownell dan Young, 1959 dimana : t = tebal dinding tangki bagian silinder in P = tekanan desain = 87218,71 kPa = 12650,027 psia Dt = diameter dalam tangki in = 90,0650 in S = allowable working stress lbin 2 E = efisiensi pengelasan c = korosi yang diizinkan in in 0,1477 002 , 8 , 87218,71 2 5034 , 3 147,39 d       in Universitas Sumatera Utara Dipilih tebal silinder standar = 0,15 in c. Daya Pengaduk Daya Clarifier P = 0,006 D 2 ............................................................................... Ulrich, 1984 Dimana : P = daya yang dibutuhkan, kW Sehingga, P = 0,006 x 3,5034 2 = 0,0736 kW = 0,0988 hp Bila efisiensi motor = 80, maka : hp 1235 , 0,8 hp 0,0988 P   Maka dipilih motor dengan daya ¼ hp. LD.10 Tangki Utilitas I TU-101 Fungsi : menampung air sementara dari Clarifier CL-101 Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur = 28 C Tekanan = 1 atm = 101,325 kPa Laju massa air = 504642,889 kgjam Densitas air = 996,24 kgm 3 Kebutuhan perancangan = 2 jam Faktor keamanan = 20  Desain Tangki a. Volume tangki Volume air, 3 a kgm 24 , 96 9 jam 2 kgjam 504642,889 V   = 1013,095 m 3 Volume tangki, V t = 1,2  1013,095 m 3 = 1215,714 m 3 b. Diameter tangki Universitas Sumatera Utara Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = 2 : 3 3 3 2 3 2 8 3 m 1215,714 2 3 πD 4 1 m 1215,714 4 1 D D H D V      Maka, D = 10,107 m = 401,754 in H = 15,1605 m c. Tebal tangki Tinggi air dalam tangki = m 10,107 1215,714m m 1013,095 3 3  = 12,633 m Tekanan hidrostatik: P =  × g × h = 996,24 kgm 3 × 9,8 mdet 2 × 12,633 m = 123,3456kPa P total = 123,3456 kPa + 101,325 kPa = 224,67 kPa Faktor kelonggaran = 5 Maka, P design = 1,05 × 224,67 kPa = 235,9041 kPa Jenis sambungan = Double welded butt joint Joint Efficiency = 0,8 Brownell dan Young, 1959 Allowable Stress = 87218,71 kPa Brownell dan Young, 1959 Korosi yang diizinkan c = 0,002 intahun Tebal shell tangki t, c SE    2 D P t silinder Tebal t Brownell dan Young, 1959 dimana : t = tebal dinding tangki bagian silinder in P = tekanan desain lbin 2 = 24,0744 lbin 2 Dt = diameter dalam tangki in = 119,4207 in S = allowable working stress lbin 2 E = efisiensi pengelasan Universitas Sumatera Utara c = korosi yang diizinkan in in 0,6812 002 , 8 , 71 , 87218 2 10,107 224,67 d       Dipilih tebal silinder standar = ¾ in LD.11 Tangki Filtrasi SF-101 Fungsi : Menyaring endapan flok-flok yang masih terikut dengan air yang keluar dari Clarifier CL-101 Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212, Grade B Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Temperatur = 28 o C Laju massa air F = 504642,8898 kgjam = lb m s Densitas air  = 996,24 kgm 3 = 62,19389 lb m ft 3 Geankoplis, 2003 Tangki Filtrasi dirancang untuk penampungan 1 jam operasi. Direncanakan Volume bahan penyaring = 1 3 Volume tangki Faktor keamanan = 20  Tangki filtrasi dirancang untuk volume bahan penyaring 13 volume tangki Perhitungan: a. Volume tangki Volume air, 3 a kgm 996,24 jam 1 kgjam 504642,889 V   = 506,5475 m 3 Volume total 3 3 t m 3967 , 675 kgm 996,24 5475 , 506 33 , 1 V    x Volume tangki = 1,2  675,3967 m 3 = 810,4760 m 3 b. Diameter tangki Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi, D : H = 3 : 4 Universitas Sumatera Utara 3 3 2 3 2 πD 3 1 m 476 , 810 D 3 4 πD 4 1 m 810,476 H πD 4 1 V          Maka: D = 7,0066 m = 275,85 in H = 9,34 m

Total Penjualan Total Sales Bonus Perusahaan Perkiraan RugiLaba Usaha Kesimpulan Saran

10.2 Total Penjualan Total Sales

10.3 Bonus Perusahaan

10.4 Perkiraan RugiLaba Usaha

10.5 Analisa Aspek Ekonomi

10.5.1 Profit Margin PM

10.5.2 Break Even Point BEP

10.5.3 Return on Investment ROI

10.5.4 Pay Out Time POT

10.5.5 Return on Network RON

10.5.6 Internal Rate of Return IRR

BAB XI KESIMPULAN DAN SARAN

11.1 Kesimpulan

11.2 Saran

2. Diameter dan tinggi shell

3. Tebal shell tangki dan tutup tangki

2. Diameter dan tinggi shell

4. Tebal shell tangki dan tutup tangki

2. Diameter dan tinggi shell

3. Tebal shell tangki dan tutup tangki

4. Tebal shell tangki :

5. Tebal tutup tangki bawah :

6. Tebal tutup tangki atas :

1. Kondisi Operasi :

2. Kapasitas Power BHP

3. Menghitung kapasitas inlet gas alam

1. Neraca Energi

2. ∆T = beda suhu sebenarnya

3. Suhu kaloric T

1. Neraca Energi

1. Neraca Energi

2. ∆T = beda suhu sebenarnya

3. Suhu kaloric T

1. Neraca Energi

2. ∆T = beda suhu sebenarnya

3. Suhu kaloric T

1. Neraca Energi

2. ∆T = beda suhu sebenarnya

3. Suhu kaloric T

1. Neraca Energi

2. ∆T = beda suhu sebenarnya

1. Neraca Energi

2. ∆T = beda suhu sebenarnya

3. Suhu kaloric T

c. Diameter dan tinggi tutup

Parts

Dokumen yang terkait

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butyl Asetat dari Asam Asetat dan Butadiene dengan Kapasitas Produksi 7.000 ton/tahun

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Isopropil Asetat dari Asam Asetat dan Propilen dengan Kapasitas 17.000 Ton/Tahun

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Akrilat dengan Oksidasi Propilen dengan kapasitas 100.000 ton/tahun

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Fenil Asetat dari Benzil Sianida dan Asam Sulfat dengan Kapasitas Produksi 2.000 ton/tahun

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Kalsium Magnesium Asetat Dari Asam Asetat Dan Batu Dolomit dengan kapasitas 15000 ton/tahun

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Metil Ester dari Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) dengan proses Esterifikasi dengan kapasitas 150.000 ton/tahun

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Stearamida dari Asam Stearat dan Urea dengan kapasitas 5.000 ton/tahun

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Gliserol dari Pati Jagung dengan Proses Hidrolisis-hidrogenasi dengan kapasitas 4.500 ton/tahun

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Karbon Disulfida dari Arang Kayu dan Belerang dengan kapasitas 15.000 ton/tahun

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Fenil Asetat dari Benzil Sianida dan Asam Sulfat dengan Kapasitas Produksi 2.000 ton/tahun

Dokumen yang Anda mencari sudah siap untuk unduhkan