- Biaya pemasaran dan distribusi
- Biaya laboratorium, penelitian dan pengembangan
- Biaya hak paten dan royalti
- Biaya asuransi
- Pajak Bumi dan Bangunan PBB
Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh biaya tetap fixed cost adalah sebesar Rp 33.936.364.403,16 ,-
10.2.2 Biaya Variabel BV Variable Cost VC
Biaya variabel adalah biaya yang jumlahnya tergantung pada jumlah produksi, meliputi :
- Biaya bahan baku proses dan utilitas
- Biaya variabel tambahan, meliputi biaya perawatan dan penanganan lingkungan,
pemasaran dan distribusi -
Biaya variabel lainnya
Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh biaya variabel variable cost adalah sebesar Rp 162.348.105.241,08 ,-
Total Biaya Produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel = Rp 33.936.364.403,16,- + Rp 162.348.105.241,08,-
= Rp 196.284.469.644,24 ,-
10.3 Perkiraan Rugi Laba Usaha
Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh : 1.
Laba sebelum pajak bruto = Rp 85.933.030.348,17,-
Universitas Sumatera Utara
2. Pajak penghasilan PPh
= Rp 25.727.409.104,45,- 3.
Laba setelah pajak netto = Rp 60.205.621.243,72,-
10.4 Analisa Aspek Ekonomi
10.4.1 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
9.992,41,- 282.217.49
Rp .348,17,-
85.933.030 Rp
x PM = 30,4
Dari hasil perhitungan diperoleh profit margin sebesar 30,4 maka pra rancangan pabrik ini memberikan keuntungan.
10.4.2 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 = 5.241,08,-
162.348.10 Rp
9.991,41,- 282.217.49
Rp .403,16,-
33.936.364 Rp
100
BEP = 28,3
Kapasitas produksi pada titik BEP = 28,3 2500 tontahun
= 853,60 tontahun
Universitas Sumatera Utara
Nilai penjualan pada titik BEP = 28,3 × Rp 282.217.499.992,41,-
= 79.898.926.165,10,-
Dari data feasibilities, Timmerhaus, 1991 : -
BEP 50 , pabrik layak feasible -
BEP 70 , pabrik kurang layak infeasible. Dari perhitungan diperoleh BEP = 28,3 maka pra rancangan pabrik ini layak.
10.4.3 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 = 5.821,72,-
170.468.16 Rp
,- .243,72
60.205.621 Rp
100
ROI = 35,3 Analisa ini dilakukan untuk mengetahui laju pengembalian modal investasi
total dalam pendirian pabrik. Kategori resiko pengembalian modal tersebut adalah : 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 35,3 sehingga pabrik yang akan didirikan ini termasuk resiko laju pengembalian modal rata-rata.
Universitas Sumatera Utara
10.4.4 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 =
0,35 1 1 tahun
POT = 2,83 tahun
Dari hasil perhitungan, didapat bahwa seluruh modal investasi akan kembali setelah 2,83 tahun pabrik beroperasi.
10.4.5 Return on Network RON
Return on Network merupakan perbandingan laba setelah pajak dengan
modal sendiri.
RON = sendiri
Modal pajak
setelah Laba
100
RON = 5.821,72,-
102.468.16 Rp.
.243,72,- 60.205.621
Rp 100
RON = 58,8
10.4.6 Internal Rate of Return IRR
Internal Rate of Return merupakan persentase yang menggambarkan
keuntungan rata – rata bunga pertahunnya 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 dianggap rugi.
Universitas Sumatera Utara
Dari perhitungan Lampiran E diperoleh IRR = 46,59 sehingga pabrik akan menguntungkan karena lebih besar dari bunga bank saat ini sebesar 5,25 Bank
Mandiri, 2014.
Universitas Sumatera Utara
BAB XI KESIMPULAN
Dari hasil analisa pada Pra Rancangan Pabrik Asam Oksalat dari Alang-alang dengan Metode Peleburan Alkali ini diperoleh beberapa kesimpulan, yaitu:
1. Pabrik direncanakan akan beroperasi selama 330 hari dalam setahun, 24 jam
sehari dengan kapasitas produksi 2.500 ton tahun atau 315.657 kgjam. 2.
Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah Kuala Tanjung, Kabupaten Batubara, Sumatera Utara.
3. Bentuk badan usaha yang direncakan adalah Perseroan Terbatas dan bentuk
organisasinya adalah organisasi garis dan staff dengan tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 141 orang.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik asam oksalat ini adalah: -
Modal Inversatasi = Rp 170.468.165.821,-
- Biaya Produksi Per Tahun
= Rp 196.284.469.644,- -
Harga Jual Produk Per tahun = Rp. 288.530.476.532,-
- Laba Bersih Per Tahun
= Rp. 60.205621.243,- -
Profit Margin PM = 30,4
- Break Even Point BEP
= 28,3 -
Return on Investment ROI = 35,3
- Pay Out Time POT
= 2,83 tahun -
Return on Network RON = 58,8
- Internal Rate of Return IRR
= 46,59 4.
Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan asam oksalat ini layak untuk didirikan.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, a. 2014. http:www.alibaba.com, 10 Desember 2014 Anonim, b. 2014. http:www.bank_mandiri.com, 10 Desember 2014
Anonim, c. 2014. http:www.beacukai.go.id, 10 Desember 2014 Anonim, d. 2014. http:www.sentralpompa.com, 10 Desember 2014
Anonim, e. 2014. http:www.mhhe.com, 13 Desember 2014 Anonim, f. 2014. http:www.seputarforex.com, 24 April 2014
Anonim, g. 2014. Laporan Baku Mutu Air Asahan: BAPEDAL SUMUT. Brownell, L.E., Young E.H.. 1959. Process Equipment Design. Wiley Eastern Ltd.
New Delhi. Considine, Douglas M. 1985. Instruments and Control Handbook. 3
rd
Edition. USA : Mc Graw-Hill, Inc
Crities, Ron dan George Tchobanoglous, 1998. Small and Decentralized
Wastemanagement System.
Singapore: Mc.Graw-Hill, Inc.
Degremont. 1991. Water Treatment Hadbook. 5th Edition, New York: John Wiley Sons.
Hammer.1998. Kandungan – Kandungan Limbah Industri terjemahan :
www.google-translate.com. Geankoplis, C.J.. 1997, 2003. Transport Processes and Unit Operations. 3rd
editions. Prentice-Hall of India. New Delhi. Kawamura. 1991. An Integrated Calculation of Wastewater Engineering. New York:
John Wiley and Sons Inc. Kern, D.Q.. 1965. Process Heat Transfer. McGraw-Hill Book Company. New York
xvii Kirk, R.E. dan Othmer, D.F. 2007. Encyclopedia of Chemical Engineering
Technology . New York: John Wiley and Sons Inc.
. Levenspiel, Octave. 2001. Chemical Reaction Engineering. New York: John Wiley
Sons.
Universitas Sumatera Utara
Metcalf dan Eddy, 1991. Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse. McGraw-HillBook Company, New Delhi.
Nalco. 1988. The Nalco Water Handbook. 2nd Edition. McGraw-Hill Book Company. New York.
Perry, Jhon H. Ed. 1997. Perry’s Chemical Engeneers’ Handbook. Edisi Ketujuh,
McGraw-Hill Book Company, New York. Peters, M.S; Klaus D. Timmerhaus dan Ronald E.West. 2004. Plant Design and
Economics for Chemical Engineer . 5th Edition. International Edition.
Mc.Graw-Hill. Singapore.Reklaitis, G.V., 1983. Introduction to Material and Energy Balance. McGraw-Hill Book
Company, New York. Rusjdi, Muhammad. 1999. PPh Pajak Penghasilan. PT. Indeks Gramedia. Jakarta.
Rusjdi, Muhammad. 2004. PPN dan PPnBM. PT. Indeks Gramedia. Jakarta. Siagian, Sondang P. 1992. Fungsi-fungsi Manajerial. Jakarta.
Smith, J.M., Van Ness, H.C.. 2001. Chemical Engineering Thermodynamics. Edisi Keenam, McGraw-Hill Book Company, New York.
Sutarto, 2002. Unsur – unsur Organisasi. Jakarta
Timmerhaus, K.D dan Peters, M.S. Plant Design and Economics for Chemical Engineer.
New York: John Wiley and Sons. 1991 Walas, Stanley M. 1988. Chemical Process Equipment. United States of America :
Butterworth Publisher..
Universitas Sumatera Utara
Kapasitas produksi =
tontahun =
Waktu Operasi =
hari Basis Perhitungan
= 1 hari produksi 24 jam
Tabel LA-1 Tabel LA-2
Data Nilai Berat Molekul Kgmol Komposisi Alang-alang
No Rumus Molekul BM
1 162
2 158
3 130
4 128
5 C
2
H
2
O
4
.2H
2
O 126
6 H
2
O 18
7 CaOH
2
74 8 O
2
32 9 CaSO
4
136 10 H
2
SO
4
98 11 CO
2
44 12 C
2
H
2
O
4
90 13 CH
3
COOH 60
14 46
Satuan dalam kgjam
1. Gudang Penyimpanan Alang-Alang
Fungsi : Menyimpan persediaan alang-alang.
Adapun komponen alang-alang yang digunakan sebagai bahan baku adalah: a.
Selulosa =
x =
kgjam b.
= x
= kgjam
c. =
x =
kgjam d.
= x
= kgjam
e. =
x =
kgjam 879,846
107,696 71,532
360,045 567,886
1.987,006 1.987,006
1.987,006 1.987,006
1.987,006 44,28
18,12 Abu
Silika Lignin
CHOOH
5,42 3,60
28,58 Pentosan
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA
Persentasi
0,054 0,036
0,181 0,285
600-1500 0,443
kgjam
Komposisi
Abu Silika
Lignin Pentosan
Derajat polimerisasi Selulosa
C
6
H
10
O
5 n
CaCH
3
COO
2
CaHCOO
2
CaC
2
O
4
1987,006 15737,084
330
Alang-alang
1
Alang-alang
Universitas Sumatera Utara
2. Rotary Cutter Knife
Fungsi :
3. Tangki Penyimpan Alang-alang
Fungsi :
4. Reaktor Kalsium Oksalat
Fungsi : Tempat terjadinya reaksi peleburan antara alang-alang dengan
Menyimpan alang-alang.
Komponen Masuk kgjam
Keluar kgjam F
2
F
3
Alang-alang 1.987,006
1.987,006 Alang-alang
Keluar kgjam F
1
1.987,006
Memotong-motong alang-alang.
F Masuk kgjam
Masukkgjam Keluarkgjam
Komponen
Komponen
Alang-alang 1.987,006
1.987,006
F
1
F
2
1.987,006
larutan CaOH
2
CaOH
2
CaC
2
O
4
CaCH3COO
2
CaHCOO
2
H
2
O CO
2
5
Alang-alang CaOH
2
50 Alang-alang
2
Alang-alang
1
4 7
H
2
O
O
2
6
Alang-alang
3
Alang-alang
2
Universitas Sumatera Utara
: =
98
o
C =
1 atm
Reaksi yang terjadi adalah : 2C
6
H
10
O
5 1050
+ 3150CaOH
2
+ 6825O
2
1050CaC
2
O
4
+ 1050CaCH
3
COO
2
+ 1050CaHCOO
2
+ 9450H
2
O+ 4200CO
2
Komposisi bahan masuk: alang-alang
= kgjam
CaOH
2
50 : alang-alang = 1,5 : 1
CaOH
2
50 = 1,5 x
= kgjam
CaOH
2
yang dibutuhkan =
x larutan CaOH
2
= kgjam
Derajat polimerisasi : 1050 Asumsi : Konversi 100
F
1 4
= x
= x
= kgjam
F
1 4
= x
= x
= kgjam
= kgmol
F
2 5
yang bereaksi =
mol bereaksi x x
BM =
x x 74
= kgjam
Kondisi Operasi Temperatur
Tekanan
50 1.987,006
CaOH
2
O
2
879,846 879,846
879,846 konversi
879,846 100
1 2
3 4
6 7
8 9
H
2
O CaHCOO
2
2.980,508
0,443 1987,006
Kadar selulosa Laju
1.987,006 5
komponen C
6
H
10
O
5 1050
CaC2O
4
CaCH
3
COO
2
Indeks
CO
2
Humus
0,003 1490,254
0,003
3150 3150
602,857
Universitas Sumatera Utara
F
3 6
= mol bereaksi
x x
BM =
x x
32 =
kgjam F
4 7
= mol bereaksi
x x
BM =
x x
= kgjam
F
5 7
= mol bereaksi
x x
BM =
x x
= kgjam
F
6 7
= mol bereaksi
x x
BM =
x x
= kgjam
F
7 6
= mol bereaksi
x x
BM =
x x
18 =
kgjam F
8 7
= mol bereaksi
x x
BM =
x x
44 =
kgjam F
9 7
= =
+ +
+ =
kgjam
CaOH
2
Selulosa
- -
- 1490,254
Silika
Komponen
Abu + Silika + lignin + Pentosan
360,045 F
4
- 1107,159
0,003
0,003
0,003 4200
4200
F
5
107,696 0,003
0,003
0,003
1050
9450 6825
6825
- -
- 1050
1050
1050 1050
1050
-
Keluar kg F
7
- -
- -
887,397 -
Lignin Pentosan
Abu -
879,846 107,696
567,886 71,532
9450 128
158
F
6
- 130
564,839
347,594
429,061
353,025
439,923
477,941
71,532
360,045 567,886
Masuk kgjam
- -
Universitas Sumatera Utara
5. TANGKI PENDINGIN
Fungsi : Mendinginkan produk dari reaktor kalsium oksalat
6. Vibrating Screen
Fungsi :
HCOO
2
Ca dan H
2
O 887,397
347,594 1930,177
429,061 353,025
1107,159 5054,412
Humus
Total
1107,159 5054,412
887,397 F
10
H
2
O CaHCOO
2
347,594 1930,177
429,061 353,025
- O
2
CaC
2
O
4
CaC
2
O
4
CO
2
Humus
Komponen
CaCH
3
COO
2
564,839 -
- -
- -
347,594 -
- -
- H
2
O CaCH
3
COO
2
CaHCOO
2
1930,177 429,061
2980,508 5532,353
1490,254 -
- 353,025
477,941 1107,159
Memisahkan humus dengan CaC
2
O
4
, CaOH
2
, CH
3
COO
2
Ca,
Masuk kgjam F
9
keluar kgjam
-
5532,353 5532,353
1987,006
Total
CaOH
2
- -
- -
- -
- 564,839
Alang-alang
10
Alang-alang
9
Universitas Sumatera Utara
CaOH
2
CaC
2
O
4
H
2
O
CaOH
2
= kg =
CaC
2
O
4
=
kg =
=
kg =
= kg =
H
2
O =
kg =
=
kg = Jumlah Humus
=
Cake yang terikut pada humus = =
2
x =
CaOH
2
yang terikut di dalam humus = Filtrat yang terikut x
F
2 11
= x
= CaC
2
O
4
yang terikut di dalam humus = Filtrat yang terikut x
F
4 11
= x
= CaCH
3
COO
2
CaCH
3
COO
2
Indeks 2
4 5
6
kgjam
kgjam
kgjam
kgjam CaHCOO
2
7 9
Humus
Komposisi Bahan Masuk:
1107,159 2 dari Humus
429,061 8,944
48,90 100,0
22,48 8,806
10,870
3947,253 887,397
1,950 1930,177
22,14
22,14 8,81
1107,159
22,48 4,978
22,143 347,594
353,025 Komponen
Humus
CaHCOO
2
Total
13 11
12
COO
2
Ca CaCH
3
COO CaHCOO
2
H
2
O CaOH
2
Humus COO
2
Ca CaCH
3
COO CaHCOO
2
H
2
O CaOH
2
Universitas Sumatera Utara
CaCH
3
COO
2
yang terikut di dalam humus = x
F
5 11
= x
= CaHCOO
2
yang terikut di dalam humus =Filtrat yang terikut x F
6 11
= x
= H
2
O yang terikut di dalam cake = Filtrat yang terikut x
F
7 11
= x
= CaOH
2
di dalam cake =
F
2 11
- CaOH
2
yang tinggal dalam cake =
- =
CaC
2
O
4
di dalam cake =
F4
11
- =
- =
CaCH
3
COO
2
di dalam cake =
F
5 11
- CH
3
COO
2
Ca dalam cake =
- =
CaHCOO
2
di dalam filtrat =
F
6 11
- =
- =
H
2
O di dalam filtrat =
F
7 11
- H
2
O dalam cake =
- =
kgjam
kgjam
kgjam kgjam
kgjam
kgjam
CaC
2
O
4
yang tinggal dalam cake
Ca HCOO
2
dalam cake kgjam
kgjam 10,828
887,397 4,978
882,419
429,061 1,950
1.930,177 427,111
353,025 2,407
347,594 1,950
10,87 22,14
8,81 1,95
22,14
2,41
350,618 Filtrat yang terikut
345,644
1.919,349 48,90
10,83 22,14
Universitas Sumatera Utara
7. Rotary Vacuum Filter
Fungsi : Memisahkan CaC
2
O
4
dengan CaOH
2
, CaCH
3
COO
2
, CaHCOO
2
dan H
2
O
CaOH
2
CaC
2
O
4
H
2
O H
2
O pencuci = x
Jumlah solid masuk =
x CaCH
3
COO
2
CaHCOO
2
0,250 0,250
5 6
Indeks
7 CaCH
3
COO
2
4 2
Humus 1107,159
1107,159
882,419
345,644 1919,349
427,111 350,618
429,061 353,025
347,594 1930,177
1,950 10,828
1,950 2,407
3925,140 5054,412
Masuk kg
Total
5054,412 1129,272
5054,412 Keluar kgjam
F
12
F
13
CaHCOO
2
Komponen 4,978
CaC
2
O
4
H
2
O
345,644
Komponen
CaOH
2
- F
11
887,397
15
17 14
16
CaC
2
O
4
CaCH
3
COO
2
CaHCOO
2
H
2
O CaOH
2
H
2
O
CaC
2
O
4
CaCH
3
COO
2
CaHCOO
2
H
2
O CaOH
2
CaC
2
O
4
CaCH
3
COO
2
CaHCOO
2
H
2
O CaOH
2
Universitas Sumatera Utara
= kgjam
H
2
O total =
F
7
= F
7 14
+ F
7 16
= +
= kgjam
Komposisi Bahan Masuk
Cake: CaC
2
O
4
= kgjam
Filtrat :
= kgjam =
= kgjam =
H
2
O =
kgjam = CaOH
2
= kgjam =
kgjam Jumlah Cake=
CaC
2
O
4
= kgjam
Jumlah Filtra= F
2 14
+ F
5 14
+ F
6 14
+ F
7 14
= +
+ +
= kg =
Filtrat yang terikut pada cake = 1 dari Cake
= 1 x
= kgjam
CaOH
2
yang terikut di dalam cake = Filtrat yang terikut x
F
2 14
= x
= kgjam
CaCH
3
COO
2
yang terikut di dalam cake =Filtrat yang terikut x F
5 14
= x
= kgjam
CaHCOO
2
yang terikut di dalam cake= Filtrat yang terikut x
F
6 14
= x
= kgjam
CaCH
3
COO
2
24,65 3579,496
345,64 882,419
CaHCOO
2
345,644 427,111
350,618 1919,349
86,411 86,411
2016,588
100,0
3,46 11,93
0,41 1930,177
345,644
3,46 0,85
0,34 11,93
9,80 53,62
24,65
3,46 9,80
3,456 3579,496
100,00 882,419
427,111 350,618
1919,349
Universitas Sumatera Utara
H
2
O yang terikut di dalam cake =
Filtrat yang terikut x F
7 14
= x
= kgjam
CaOH
2
di dalam filtrat =
F
2 14
- CaOH
2
yang tinggal dalam cake =
- =
kgjam
Ca CH
3
COO
2
di dalam filtrat = F
5 14
- CaCH
3
COO
2
dalam cake =
- =
kgjam CaHCOO
2
di dalam filtrat =
F
6 14
- Ca HCOO
2
dalam cake =
- =
kgjam H
2
O di dalam filtrat =
F
7 14
- H
2
O dalam cake =
- =
kgjam
8. Reaktor Asam Oksalat
Fungsi : Untuk mereaksikan CaC
2
O
4
dengan H
2
SO
4
. Reaksi yang terjadi adalah:
CaC
2
O
4
+ H
2
SO
4
C
2
H
2
O
4
+ CaSO
4
350,618
3662,451 -
427,111 0,412
F
17
F
16
Komponen
426,698
- 345,644
1919,349 86,411
2003,907 1,853
350,618 -
350,279 0,339
- 426,698
CaCH
3
COO
2
427,111 0,412
CaHCOO
2
CaOH
2
882,419 345,644
1.919,349 1,85
F
15
882,419
Masuk kgjam
0,85208
3925,140 350,279
1.917,496 3,46
881,567
881,567 0,852
53,62
0,339
1,853
- H
2
O
Total
CaC
2
O
4
Keluar kgjam F
14
86,411 349,100
4011,551 4011,551
Universitas Sumatera Utara
CaCH
3
COO
2
+ H
2
SO
4
2CH
3
COOH + CaSO
4
CaHCOO
2
+ H
2
SO
4
2HCOOH + CaSO
4
CaOH
2
+ H
2
SO
4
CaSO
4
+ 2H
2
O
CaOH
2
CaC
2
O
4
CaHCOO
2
H
2
O C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
CaSO
4
H
2
SO
4
Komposisi Bahan Masuk CaC
2
O
4
= kgjam
= kgjam
CaHCOO2 =
kgjam H
2
O =
kgjam CaOH
2
= kgjam
Asumsi: Konversi 100
Reaksi 1
= kgjam
= kgmol
F
18
bereaksi =
mol H
2
SO
4
x BM H
2
SO
4
= x
= kgjam
7 10
F
4 17
14 Komponen
11 13
CaCH
3
COO
2
264,633 0,339
12
345,644 2,700
2,700 2
4 5
6
345,644 0,412
CaCH
3
COO
2
Index
1,853 0,852
98
18 17
19
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
CaSO
4
H
2
O H
2
SO
4
CaC
2
O
4
CaCH
3
COO CaHCOO
2
H
2
O CaOH
2
Universitas Sumatera Utara
F
10 19
= mol bereaksi x BM C
2
H
2
O
4
= x
90 =
kgjam F
19
terbentuk =
mol bereaksi x BM CaSO
4
= x
= kgjam
Reaksi 2
= kgjam
= kgmol
F
18
bereaksi =
mol H
2
SO
4
x BM H
2
SO
4
= x
98 =
kgjam F
11 19
= mol bereaksi x BM CH
3
COOH =
x 2 x
60 =
kgjam F
19
terbentuk =
mol bereaksi x BM CaSO
4
= x
= kgjam
Reaksi 3
= kgjam
= kgmol
F
18
bereaksi =
mol H
2
SO
4
x BM H
2
SO
4
= x
98 =
kgjam F
12 19
= mol bereaksi x BM HCOOH
= x
2 x 46
= kgjam
2,700 136
136 0,003
0,003 F
5 17
0,412 2,700
F
6 17
0,003
0,240 0,339
0,003
0,003 0,255
0,003 0,003
0,256
0,313
0,355 367,246
243,031
Universitas Sumatera Utara
F
19
terbentuk =
mol bereaksi x BM CaSO
4
= x
= kgjam
Reaksi 4
= kgjam
= kgmol
F
18
bereaksi =
mol H
2
SO
4
x BM H
2
SO
4
= x
98 =
kgjam F
19
terbentuk =
mol bereaksi x BM CaSO
4
= x
= kgjam
F
7 19
terbentuk =
mol CaOH
2
x BM H
2
O =
x 36
= kgjam
H
2
SO
4
yang dibutuhkan : H
2
SO
4
untuk reaksi =
Reaksi 1+2+3+4 =
+ +
+ =
kgjam H
2
SO
4
yang disuplai =
x H
2
SO
4
yang dibutuhkan =
kgjam H
2
O pada H
2
SO
4
= 4 N = 2M
= 2
x 98 =
= =
kg =
kgjam kg
0,012 0,415
1,200 136
136 1,566
0,012 F
2 17
0,003 0,354
0,012
0,012
0,255 0,852
1,128
264,633 0,256
196 gr H
2
SO
4
kg air 196
1,128
319,527 266,273
1630,242 319,527
0,196
Universitas Sumatera Utara
9. Press Filter
Fungsi : Memisahkan CaSO
4
dengan C
2
H
2
O
4
, CH
3
COOH, HCOOH, H
2
O dan H
2
SO
4.
Kondisi operasi :
Temperatur = 30
o
C Tekanan
= 1 atm
Komposisi bahan yang masuk : - Bahan yang keluar dari reaktor
H
2
O C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
SO
4
Filtrat
-
Komponen Masuk kgjam
F
17
Total
1632,510 243,031
0,313 -
- H
2
O
HCOOH H
2
SO
4
0,240 -
-
- -
- -
CaC
2
O
4
- CaCH
3
COO
2
CaHCOO
2
- -
- 319,527
C
2
H
2
O
4
- F
18
0,412 0,339
1,853 1630,242
CH
3
COOH 345,644
CaOH
2
0,852 -
-
Keluar kg F
19
0,01 2,76
CaSO
4
53,255 84,61
12,60 0,02
2298,869 349,100
1949,769 -
2298,869 53,255
369,521
Komponen Persentase
Kgjam
1632,510 243,031
0,313 0,240
Laju
21
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O
20
22
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
CaSO
4
H
2
O CaSO
4
Universitas Sumatera Utara
Cake = CaSO
4
= kg =
Filtrat Jumlah filtra = F
21
- CaSO
4
= -
= kgjam
Filtrat yang terikut pada cake= 1 dari Cake
= 1 x
= kgjam
C
2
H
2
O
4
keluar
= Filtrat yang terikut x
F
10 20
= x
= kgjam
= F
10 20
- F
10 22
= -
= kgjam
CH
3
COOH keluar
= Filtrat yang terikut x
F
11 22
= x
= kgjam
= F
11 20
- F
11 22
= -
= kgjam
HCOOH keluar
= Filtrat yang terikut x
F
12 22
= x
= kgjam
Total
369,521 3,695
0,001 242,565
100,000
0,313 Di dalam filtrat
19,2
Di dalam cake 12,60
3,695 0,465
1929,348
0,001 2298,869
Di dalam cake 0,313
Komponen Cake: 369,521
Di dalam cake
Di dalam filtrat
3,695 0,01
0,000 243,031
0,465
3,695 0,02
369,521 1929,348
Universitas Sumatera Utara
= F
12 20
- F
12 22
= -
= kgjam
H
2
O keluar
= Filtrat yang terikut x
F
7 20
= x
= kgjam
= F
7 20
- F
7 22
= -
= kgjam
H
2
SO
4
keluar
= Filtrat yang terikut x
F
14 20
= x
= kgjam
= F
14 20
- F
14 22
= -
= kgjam
373,217 53,153
1.629,383 Di dalam cake
Di dalam filtrat 0,240
369,521
Komponen F
20
3,127
0,102 53,255
Di dalam filtrat
0,102 0,465
1629,383 242,565
0,102 1.632,510
H
2
SO
4
3,127
CH
3
COOH H
2
O 0,313
Di dalam filtrat 3,695
C
2
H
2
O
4
HCOOH
Masuk kg
1632,510 3,127
2,76
Total 2.298,869
F
22
F
21
369,521 243,031
Keluar kgjam
2.298,869
Di dalam cake
0,313 0,001
0,240 0,000
0,239 0,000
3,695 84,6
CaSO
4
1925,653 0,239
53,153 -
53,255
Universitas Sumatera Utara
10. Evaporator
Fungsi : Mengurangi kandungan H
2
O hingga konsentrasi larutan menjadi 30
o
Be
Menghitung larutan yang dipekatkan: Berdasarkan literatur :
Diketahui :
30
o
Be =
54,9
o
Brix Diuapkan sampai 54,9
o
Brix =
54,9 Solute =
40,6 air Komposisi bahan masuk :
Air =
Solute = =
+ =
+ Dimana :
Xf = Total filtrat dalam feed total feedx100
Xl = Filtrat dalam liquid
V =
Vapor L
= Umpan ke evaporator
Neraca massa untuk Solute =
+ =
+ Neraca Massa Komponen untuk Solute
= +
……..2 =
x L + =
L L
= kgjam
Substitusi ke persamaan 1 =
+ F
…………1
0,549 539,653
V F.Xf
L.Xl
1925,653 ………….2
F L
V F.Xf
L
1925,653 L.Xl
296,270 …………1
539,653 V
54,90 15,39
V.Xf V
1.925,653 V.Xv
84,61 15,39
L
26
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
24 25
H
2
O
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
Universitas Sumatera Utara
V =
kg H
2
O sisa= H
2
O masuk -
H
2
O uap =
- =
kg
10. Kristalizer
Fungsi : Mengkristalkan asam oksalat anhidrat menjadi asam oksalat dihidrat Kondisi Operasi :
Temperatur = 30
o
C Tekanan
= 1 atm
Untuk mempermudah hitungan maka CH
3
COOH, HCOOH, H
2
SO
4
disebut sebagai impurities.
Dasar Perhitungan : 1 . Kelarutan asam oksalat pada suhu 0-60
o
C ditunjukkan dengan persamaan : 3,42 + 0,168 t
+ 0,0048 t
2
2 . Range suhu kristalisasi adalah 24-32
o
C 3 . Jenis kristalizer asam oksalat yang digunakan adalah Cooling Crystalization,
Kirk Othmer vol 16 edisi 3 Kelarutan asam oksalat pada 30
o
C adalah = kg100 kg larutan
Keluar kgjam F
26
Masuk kg
1629,383 242,565
0,313 F
24
53,153 1386,000
- -
Total
539,653 1.925,653
12,78 0,313
0,239
1.925,653 0,239
CH
3
COOH 242,565
HCOOH 1386,000
1.386,000
F
25
243,384
53,153 H
2
O
H
2
SO
4
- -
Komponen
243,384 C
2
H
2
O
4
1629,383 1.386,000
C
2
H
2
O
4
H
2
O C
2
H
2
O
4
H
2
O impurities
27 28
Universitas Sumatera Utara
Neraca Massa di kristalizer : Feed masuk
= +
= +
Neraca massa basis air : X
air
F =
+ BM H
2
C
2
O
4
.2H
2
O Geankoplis
x =
S +
C =
S +
C ..1 Neraca massa basis asam oksalat :
X
asam oksalat
F =
S +
C =
mpelarut + massaasam oksalat
+ Geankoplis
x =
S +
C =
S +
C ..2 Eliminasi persamaan 1 dan 2
= S
+ C
x 0.113 =
S +
C x 0.887
= S
+ C
= S
+ C
= C
C =
kgjam kristal Substitusi C ke pers 1
= S
+ C
= S
+ x
= S
+ =
S S
= kgjam larutan
0,286 126
100 0,451
Larutan Kristal
0,887 0,714
-0,601 311,994
100 + 12,780
m
asam oksalat
539,653 12,780
0,449 m
pelarut
S BM dihidrat C
m
pelarut
+ massa
asam oksalat
243,384 36
F S
C
243,384 0,032
0,887 539,653
0,113 BM C
2
H
2
O
4
-187,498
173,954 242,565
0,714 BM H
2
C
2
O
4
.2H
2
O
0,286 311,994
243,384 90
126
243,384 0,887
100 + 12,780
0,887 0,286
243,384 89,141
154,242 0,887
215,078 0,100
0,633 27,580
0,100 0,887
0,286 242,565
0,113
Universitas Sumatera Utara
Total kristal = kgjam
Impurities didalam krist = 1 x
impurities masuk =
1 x =
kgjam Larutan terdiri dari :
H
2
O =
S =
x =
kgjam C
2
H
2
O
4
= S
= x
= kgjam
Impurities = impurities yang masuk
= 0.99 x =
kgjam
11. Centrifuge
Fungsi : Memisahkan kristal C
2
H
2
O
4
.2H
2
O dari filtratnya H
2
O 243,384
F
27
Kristal F
28
Larutan F
28
0,887 173,954
53,704 0,53704
311,994
Masuk kg
0,887
154,242 154,242
Impurities 0,537
53,704
Komponen Keluar kgjam
311,994 C
2
H
2
O
4
.
2
H2O 0,113
173,954 19,712
53,704 53,167
0,113
C
2
H
2
O
4
539,653 Total
- -
- -
539,653 312,531
227,122 242,565
19,712
539,653 53,167
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O
28 30
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O
29
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O
Universitas Sumatera Utara
Komposisi Bahan Masuk: H
2
O l =
kgjam C
2
H
2
O
4.2
H
2
O =
kgjam C
2
H
2
O
4
l =
kgjam Impuritis s
= kgjam
Impuritis l =
kgjam Total Solid
= kgjam
Total Liquid =
kgjam kgjam
Jumlah kristal = Kristal
= kgjam
Jumlah filtrat = larutan
= kgjam
Filtrat yang terikut kristal = 2 x cake
= 0.02 x =
kgjam Kristal yang lolos
= 1 x cake
= 0.01 x =
kgjam
dalam kristal = H
2
C
2
O
4
kristal yang masuk - 1 x H
2
C
2
O
4
kristal masuk =
- 0.01 x =
kgjam dalam filtrat
= C
2
H
2
O
4
kristal yang masuk - C
2
H
2
O
4
kristal dalam cake =
- =
kgjam Impurities
dalam kristal yang keluar dalam kristal = impurities kristal yang masuk -
1 x H
2
C
2
O
4
kristal masuk =
- 0.01 x =
kgjam dalam filtrat = Impurities
kristal yang masuk - Impurities
kristal dalam cake =
- 311,994
19,712 0,537
312,531 227,122
539,653
C
2
H
2
O
4.
2H
2
O dalam kristal yang keluar
311,994 154,242
3,120 311,994
308,874
0,532 0,532
312,531 227,122
8,68 0,17
23,41
3,125
311,994 308,874
0,537 0,537
0,537 53,167
67,91 99,83
6,251 312,531
312,531
Universitas Sumatera Utara
= kgjam
H
2
O dalam larutan yang keluar dalam kristal
= Filtrat yang terikut kristal x H
2
O dalam larutan =
x =
kgjam dalam filtrat
= H
2
O larutan yang masuk - H
2
O larutan dalam kristal =
- =
kgjam C
2
H
2
O
4
dalam larutan yang keluar dalam kristal
= Filtrat yang terikut kristal x C
2
H
2
O
4
dalam larutan =
x =
kgjam dalam filtrat
= C
2
H
2
O
4
lautan yang masuk -
C
2
H
2
O
4
larutan dalam kristal =
- =
kgjam Impurities dalam larutan yang keluar
dalam kristal = Filtrat yang terikut kristal x
Impurities dalam larutan
= x
= kgjam
dalam filtrat = Impurities kristal yang masuk -
Impurities larutan dalam kristal
= -
= kgjam
Kristal Larutan
H
2
O C
2
H
2
O
4
Impurities 149,997
311,994 0,005
0,537
Total
6,251 19,712
53,167
227,122
539,653 0,532
C
2
H
2
O
4
.2H
2
O
Masuk kgjam F
28
Komponen
0,542
1,463
312,531 19,170
154,242 53,167
1,463
Larutan
6,251 6,251
0,005
4,245
0,542 1,463
- -
- -
- 51,704
19,712 8,68
149,997
309,406
51,704
220,871
4,245
3,120 -
308,874
3,125 539,653
- -
- 67,91
Kristal
6,251 23,41
19,170
Kristal Keluar kgjam
F
29
kristal F
30
larutan Larutan
154,242 4,245
0,542
Universitas Sumatera Utara
12. Ball Mill
Fungsi : Untuk menghaluskan kristal asam oksalat menjadi berukuran 200 mesh.
Komposisi bahan keluar dari centrifuse : C
2
H
2
O
4
.2H
2
O = kgjam
C
2
H
2
O
4
= kgjam
H
2
O =
kgjam impurities
= kgjam
Recycle
=
kgjam Total
= kgjam
Neraca Massa Overall di Ball Mill : P
= B
P produk =
kg Neraca massa di Vibrating Screen :
C =
P +
A …………..1
Asam Oksalat yang ukurannya tidak sesuai spesifikasi dikembalikan ke ball mill = 1 A
= 1 C
= C
…………..2 P
= 99 C =
C …………..3
Substitusi P =
ke pers 3 didapat P
= C
= C
C =
kgjam A
= C
A =
kgjam B
+ A
= C
B +
= B
= kgjam
3,221
318,845 3,221
322,066 318,845
0,990
0,010 0,010
318,845 0,990
0,990
322,066 3,188
4,245 1,463
318,845 309,406
318,845 0,542
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O
31 33
32
Universitas Sumatera Utara
C
2
H
2
O
4
.2H
2
O : - Dari centrifuse
= - Recycle dari Vibrating Screen
= 1 C = 1 x P0.99
= 1 x =
kgjam - Ke Vibrating Screen
= C = P0.99
= =
kgjam C
2
H
2
O
4
: - Dari Centrifuse
= - Recycle dari Vibrating Screen
= 1 C = 1 x P0.99
= 1 x =
kgjam
- Ke Vibrating Screen = C
= P0.99 =
= kgjam
H
2
O : - Dari centrifuse
= - Recycle dari Vibrating Screen
= 1 C = 1 x P0.99
= 1 x =
kgjam 0,043
309,406
0,542
0,542 0,990
0,542 0,990
309,406 0,990
0,990
4,245
4,245 0,990
309,406 3,125
312,531
0,548 0,005
Universitas Sumatera Utara
- Ke Vibrating Screen = C
= P0.99 =
= kgjam
Impurities : - Dari centrifuse
= - Recycle dari Vibrating Screen
= 1 C = 1 x P0.99
= 1 x =
kgjam - Ke Vibrating Screen
= C = P0.99
= =
kgjam
13. Vibrating Screen
Fungsi : Untuk memisahkan antara C
2
H
2
O
4
.2H
2
O sesuai ukuran dengan C
2
H
2
O
4
.2H
2
O yang tidak sesuai ukuran. 4,288
0,015
1,478
Total
315,657 3,188
318,845 318,845
4,245 0,990
0,005 1,463
1,463 0,990
1,463 0,990
Komponen Masuk kgjam
Keluar kg F
31
F
33
F
32
C
2
H
2
O
4
.2H
2
O 309,406
3,125 312,531
H
2
O 4,245
4,288 Impurities
1,463 C
2
H
2
O
4
0,542 0,548
0,015 1,478
0,043
Universitas Sumatera Utara
Komposisi feed masuk : C
2
H
2
O
4
.2H
2
O =
kgjam C
2
H
2
O
4
= kgjam
Impurities =
kgjam H
2
O =
kgjam Feed yang tidak normal =
1 dari feed masuk =
0.01 x =
kgjam H
2
C
2
O
4
.2H
2
O yang keluar : - Ke Ball Mill =
1 x H
2
C
2
O
4
dalam H
2
C
2
O
4
.2H
2
O yang masuk =
0.01 x =
kgjam - Ke storage
= H
2
C
2
O
4
dalam H
2
C
2
O
4
.2H
2
O yang masuk - H
2
C
2
O
4
dalam H
2
C
2
O
4
.2H
2
O ke ball mill =
- =
kgjam Impurities dalam H
2
C
2
O
4
.2H
2
O yang keluar : - Ke Ball Mill =
1 x Impurities dalam H
2
C
2
O
4
.2H
2
O yang masuk =
0.01 x =
kgjam 3,125
309,406 3,188
0,548 1,478
318,845
312,531 312,531
4,288
312,531 3,125
1,478 0,015
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O
Recycle ke BM
1 tidak normal
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH BP-03
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O
3
34 33
Universitas Sumatera Utara
- Ke Storage =
Impurities dalam H
2
C
2
O
4
.2H
2
O yang masuk - Impurities dalam H
2
C
2
O
4
.2H
2
O ke ball mill =
- =
kgjam H
2
C
2
O
4
yang keluar : - Ke Ball Mill =
1 x H
2
C
2
O
4
yang masuk =
0.01 x =
kg - Ke Storage
= H
2
C
2
O
4
yang masuk - H
2
C
2
O
4
d ke ball mill =
- =
kgjam H
2
O yang keluar : - Ke Ball Mill =
1 x H
2
O yang masuk =
0.01 x =
kgjam - Ke storage
= H
2
O yang masuk - H
2
O ke ball mill =
- =
kgjam Impurities yang keluar :
- Ke Ball Mill = 1 x impurities yang masuk
= x
= kgjam
- Ke Storage =
Impurities yang masuk - Impurities ke ball mill
= -
= kgjam
Spesifikasi produk yang dihasilkan : Total impurities dalam proses = Dalam kristal
+ yang ikut kristal
= +
= kgjam
0,548
4,2878
0,01 1,478
1,463
0,005
0,542
0,043 1,478
0,015
0,548 0,005
4,288 0,043
4,245
0,015 1,478
0,015 1,463
2,926 1,463
1,463
Universitas Sumatera Utara
Impurities pada produk yang dihasilkan =
Total 318,845
315,657 3,188
318,845 1,836
Komponen Masuk kg
Keluar kgjam F
32
F
34
F
33
C
2
H
2
O
4
.2H
2
O 312,531
309,406 3,125
H
2
O 4,288
4,245 0,043
Impurities 1,478
1,463 0,015
C
2
H
2
O
4
0,548 0,542
0,005
Universitas Sumatera Utara
Data Konstanta kapasitas panas Cp = A + BT + CT
2
Dimana :Cp =
Kapasitas Panas KcalKmol K A,B,C
= Konstanta
T =
Suhu K Suhu reference =
25
o
C = K
Robert H PerryCecil H Chilton,Fifth Edition Cp = A + BT + CT
2
A,B,C =
Konstanta T
= Suhu K
Kapasitas panas H
2
O
l
Cp T
Cp T
Cp T
Robert H PerryCecil H Chilton,Fifth Edition Selulosa
C
6
H
10
O
5
x Asam Sulfat
H
2
SO
4 o
C K
25
o
C K
30
o
C K
50
o
C K
80
o
C K
PERHITUNGAN NERACA ENERGI
0,349 298,15
0,35 303,15
0,36 323,15
Senyawa Rumus
Cp kcalkg K 0,32
0,34 273,15
373,150 1,040
473,15 1,095
298,15 0,999
303,150 1,002
318,150 1,010
K kcalkgK
K kcalkgK
K kcalkgK
K kcalkgK
0,00076
T Cp
NaCl 58,5
10,79 0,0042
H
2
2 4,97
CaOH
2
44 21,4
CaSO
4
98 18,52
H
2
C
2
O
4
136 0,259
LAMPIRAN B
298,15 Komponen
BM A
O
2
16 8,27
0,000258 -187700
H
2
O
g
18 8,22
0,00015 0,00000134 0,02197
-156800 CO
2
32 10,34
0,00274 -195500
Cp
0,371 353,15
B C
T
Universitas Sumatera Utara
o
C Asam Asetat
CH
3
COOH 26-95
o
C Asam Formiat
CHOOH
o
C K
o
C K
20-100
o
C Asam Oksalat
H
2
C
2
O
4. o
C K
Dihidrat 2H2O
o
C K
o
C K
50
o
C K
o
C K
Robert H PerryCecil H Chilton,Fifth Edition BM
Calsium Oksalat CaC
2
O
4
Langes,1999
Robert H PerryCecil H Chilton,Fifth Edition AHf
o
Beberapa komponen :
Selulosa C
6
H
10
O
5
x Oksigen
O
2
Perry 5
ed
,1973
Karbon Dioksida CO
2
Perry 5
ed
,1973
Ca Hidroksida CaOH
2
Perry 5
ed
,1973
Calcium Oksalat CaC
2
O
4
Langes,1999
Calsium Asetat
CaCH3COO
2
Langes,1999
Calcium Formiat
CaCOOH
2
Langes,1999
Ca Karbonat
CaCO
3
Langes,1999
Asam Sulfat H
2
SO
4
Perry 5
ed
,1973
Calsium Sulfat CaSO
4
Perry 5
ed
,1973
Asam Oksalat H
2
C
2
O
4
Langes,1999
Asam Asetat CH
3
COOH
Langes,1999
Asam Formiat CHOOH
Perry 5
ed
,1973
0,7690 0,5608
46 -97,8 -2126,1
90 -821,7
-2182,1 60
-486 -1935,9
98 -194
-1976,3 136
-339 -2490,7
130 1386,6
2549,27 100
-1207,6 -2886,2
128 -1360,6 -332
-2595,3 158
-1029 -1556,6
44 -94,1 -2137,5
74 -236
-3183,5 32
AHf
o
kJmol kcalm kcalkg 15
9 10,53
14,44 Kalsium Asetat
Kalsium Format
CH3COO2Ca
HCOO2Ca 158
130 Senyawa
Rumus Cp kkalkg K
BM AR rata-rata
Σ atom Senyawa
Rumus Cp kcakg K
128 152,8
0,285313 0,338
273,15 0,385
323,15 0,416
373,15 100
0,117 -200
73,15 0,239
-100 173,15
100 0,436
273,15 0,509
15,5 288,7
0,524 0,38
373,15 0,522
162x -4431,7
Rumus Senyawa
BM
Cp Jmol K
Universitas Sumatera Utara
Asam Karbonat H
2
CO
3
Perry 5
ed
,1973
Air H
2
O
Perry 5
ed
,1973
Steam yang digunakan adalah saturated steam dengan dengan temperatur dan tekanan 148
C dan P= 4.7 bar H
s
= kjkg
o
C = kcalkgK
h
s
= kjkg
o
C = kcalkgGeankoplis
Air pendingin yang digunakan adalah air cooling tower dengan suhu masuk25
o
C dan keluar 45
o
C Cp H
2
O pada 25
o
C =
kcalkg
o
C Geankoplis Cp H
2
O pada45
o
C =
kcalkg
o
C Geankoplis Air pencuci yang digunakan adalah air proses dengan suhu masuk = 25
o
C Cp H
2
O pada 25
o
C =
kcalkg
o
C Geankoplis
Langes.1999 Langes.1999
Langes.1999 Perry dan Green.1997
Cp Komponen humus :
Perry dan Green.1997 Kirk Othmer.1954
Langes.1999
Cp Komponen Humus : Cp = A+BT-CT
2
Senyawa Rumus
B Abu
0,00333 A
BM 40
5,31 Silika
0,316 Lignin
0,32 Pentosan
0,479
Ca -2860,743
-466,823 -18,95
Senyawa Cp kkalkg K
0,999 1,010
0,9989 ΔHf
o
komponen humus : Senyawa
ΔHf
o
kkalkg 18
-57,8 -3211
2744,02 655,8365
623,572 149,0373
Silika Lignin
Pentosan Abu
62 -167
-2696,6
Universitas Sumatera Utara
1. Reaktor Kalsium Oksalat
Neraca Panas
H masuk = Panas yang terkandung dalam reaktan masuk H Keluar = Panas yang terkandung dalam produk
Alang-alang masuk C
6
H
10
O
5
= x
= kgjam
= kgjam
x =
kkaljam Lignin
= x
= kgjam
= kgjam x
= kkaljam
Pentosan =
x =
kgjam =
kgjam x kkalkg K x
= kkaljam
Silika =
x =
kgjam =
kgjam x =
kkaljam Abu
= x
= kgjam
= kgjam x
kkalkg 303,15-298,15
303,15-298,15
1360,087
113,021 1987,006
5,42 107,696
107,696 1987,006
44,28 879,846
879,846 0,32
1987,006 28,58
567,886 567,886
1987,006 18,12
360,045 360,045404
0,32
1987,006 3,60
71,532 71,532
303,15-298,15
0,48
kkalkg K x kkalkg K x
kkalkg K x
303,15-298,15 0,32
1407,7537
576,0726
0,789
H feed T = 30
o
C H CaOH
2
T = 30
o
C
H produk T = 98
o
C
Universitas Sumatera Utara
= kkaljam
Maka H alang-alang masuk =
C
6
H
10
O
5
+ Lignin + Pentosan + Silika + Abu =
+ +
+ +
= kkaljam
Data m ʃCp dT dan m Cp dT tiap komponen yang masuk :
Total massa bahan masuk = kgjam
Total H bahan masuk =
kkaljam Entalpi bahan keluar
Suhu bahan keluar = 98
o
C =
K Suhu referensi = 25
o
C =
K ΔT = T
bahan keluar
- T
referensi
84,961
576,073 1360,087
5532,353 13713,699
2154,827 O
2
564,839 0,980
553,444
371,15 298,15
Komponen
887,397
Q = m x ʃCp dT kgjam
kkalkg kkaljam
CaOH
2
1490,254 1,446
ʃCp dT
21,1108 CaOH
2
m
18733,663 1407,754
H
2
O l 1490,254
5 1,002
7463,533
Komponen m
ʃCp dT Q = m x ʃCp dT
Komponen m
T K Cp
Q= m Cp dT Kgjam
kkalkg K Q= m ʃCp dT
kgjam kkalkg
kkaljam
113,021 84,961
3541,895
ʃCp dT =
�
ℎ ��
+
2
× �
2
⬚
ℎ ��
− ×�
ℎ
+
2
× �
2
⬚
ℎ
�
Universitas Sumatera Utara
Entalpi Humus : Silika
= m
x Cp x
dT =
x x
73 K =
Lignin = m
x Cp x
dT =
x x
73 K =
Abu =
m x
= x
= Pentosan = m
x Cp x
dT =
x x
73 K =
Maka Entalpi humus = CaCH
3
COO
2
146396,377
Q= m ʃCp dT Q= m Cp dT
477,941
1262,678
19857,276
Komponen m
T K Cp
Kkalkg K Komponen
1930,177 73
m ʃCp dT
73
1650,105
Kgjam kkalkg K
ʃCp dT
31180,72004 kkaljam
kkalkg kkaljam
567,886 kgjam
0,479 kkalkg
kkaljam 107,696
kgjam 11,724502
kkaljam H
2
O l 15,745
1,039
kkaljam
Q = m x ʃCp dT kgjam
Q = m.Cp.ΔT
kkalkg kkaljam
0,316 kkaljam
CaHCOO
2
kkalkg 71,532
kgjam
8410,661 360,045
kgjam 0,32
kkalkg CO
2
7525,230 429,061
0,769 73
Komponen
7239,627 24086,182
CaC
2
O
4
347,594 0,285
m Cp
ΔT kgjam
K
353,025 0,561
73 14452,264
ʃCp dT =
�
ℎ ��
+
2
× �
2
⬚
ℎ ��
−
� ℎ �
− ×�
ℎ
+
2
× �
2
⬚
ℎ
−
�
�
Universitas Sumatera Utara
Total massa bahan keluar = kg
Total H bahan keluar =
kkaljam Reaksi yang terjadi dalam reaktor Kalsium Oksalat
2C
6
H
10
O
5 1050
+ 3150 CaOH
2
+ 6825 O
2
1050COO
2
Ca + 1050 CH
3
COO
2
Ca + 1050 HCOO
2
Ca + 9450 H
2
O + 4200 CO
2
ΔHf C
6
H
10
O
5
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x
kgjam =
kkaljam ΔHf CaOH
2
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x
kgjam =
kkaljam ΔHf O
2
= ΔHf
o
25 =
0 kkalkg x kgjam
= 0 kkaljam
ΔHf CaC
2
O
4
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x
kgjam =
kkaljam ΔHf CaCH
3
COO
2
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x kgjam
= kkaljam
ΔHf CaHCOO
2
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x
kgjam =
kkaljam ΔHf H
2
O =
ΔHf
o
25 =
kkalkg x
kgjam =
kkaljam ΔHf CO
2
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x
kgjam 899955,842
564,839
439,923 -3210,994
-1412590,396
-2137,545 5532,353
249614,065
477,941 -4431,719
879,846 -3899230,387
-3183,514 602,857
-1919204,939
-2595,313 347,594
-902113,763
-1556,563 429,061
-667859,917
2549,272 353,025
Universitas Sumatera Utara
= kkaljam
= =
-902113,763 + -667859,917 + 899955,842 + -1412590,396 + -1021620,754 - -3899230,387 +
-1919204,939 + 0 =
- =
kkaljam
Perhitungan ΔHr
o
25
Q = ΔHr + ΔHr
o
25 + ΔHp =
ΔHp+ ΔHr
o
25 - ΔHr =
+ -
=
kkaljam 2714206,338
7463,533
84,961 1360,087
576,073
13713,699 553,444
H
2
O 146396,377
Produk
-1021620,754
ΔHr
o
25=ΔHfp- ΔHfr
m.Cp.dTp m.Cp.dTr
ΔHp = ΔHr
o
25 + m.Cp.dTp - m.Cp.dTr kkaljam
Abu CaC
2
O
4
CaCH
3
COO
2
CaHCOO
2
Jumlah Reaktan
2714206,338
19857,276 113,021
7239,627
Lignin 18733,663
CO
2
ΔHr
o
25 ΔHf produk - ΔHf reaktan
Komponen
ΔHr
o
98 2950106,703
Pentosan 14452,264
1407,754 2154,827
8410,661 1262,678
2950106,703 Σ
2714206,338 249614,065
CaOH
2
O
2
24086,182 C
6
H
10
O
5
H
2
O
Silika
249614,065 13713,699
-3104228,988 -5818435,326
2714206,338 7525,230
1650,105
Universitas Sumatera Utara
Q suplai = x
Q =
x =
kkaljam Q loss =
5 x Q dibutuhkan
= 5 x
= kkaljam
Steam yang digunakan adalah saturated steam dengan T = 148
o
C , P= 4,7 bar Hs =
kJkg
o
C = kkaljam
hs = kJkg
o
C = kkaljam
Q steam =
m x Hs - hs massa steam =
kkaljam -
kkalkg =
kgjam
Neraca Panas di reaktor 1
Q yang disuplai H
2
O
Q loss
3111325,738 Jumlah
Humus
Panas Keluar
1,050 1,050
2950106,703
steam 146396,377
14452,264 24086,182
249614,065 31180,720
7525,230 18733,663
CaOH
2
CO
2
ΔHr
o
25 147505,335
3097612,038
3111325,738 147505,335
Jumlah Jumlah
2714206,338 3541,895
2154,827 553,444
7463,533
Panas Masuk Jumlah
kkaljam
2744,02 655,837
623,572 149,037
3097612,038
Jumlah
2950106,703
H
2
O
13713,699 3097612,038
Alang-Alang CaHCOO
2
CaC
2
O
4
2744,020 623,572
1460,829
7239,627 CaOH
2
O
2
Jumlah
CaCH
3
COO
2
kkaljam
Universitas Sumatera Utara
2. Tangki Pendingin
Entalpi bahan masuk Suhu Bahan Masuk
= 98
o
C = K
Suhu Reference =
25
o
C = K
ΔT =
Suhu Bahan Masuk - Suhu Referensi =
- =
K
kkaljam
Humus =
kkaljam Total massa bahan masuk =
kgjam Total H bahan masuk
= kkaljam
Entalpi bahan keluar
Cp
7239,627 24086,182
kkalkg K kkaljam
Q= m ʃCp dT
Q = m.Cp.ΔT
371,15 298,15
371,15
73 73
Komponen m
HCOO
2
Ca 353,025
73 CaOH
2
18733,663
0,285313 429,061
0,7690 73
14452,264
Q= m Cp dT T K
Cp
Komponen kgjam
kkalkg
887,397 21,1108
Kkalkg K m
Kgjam
298,15
ΔT
31180,720
Komponen
H
2
O l 1930,177
73 1,0390
m
0,5608 CaC
2
O
4
146396,377
CH
3
COO
2
Ca
242088,835 347,594
5054,412 K
ʃCp dT Q = m x ʃCp dT
kgjam
H feed T = 98
o
C H Pendingin
out T =85
o
C H Air
pendingin in T = 25
o
C H produk
T = 35
o
C
Universitas Sumatera Utara
Suhu bahan keluar =
35
o
C =
K =
25
o
C =
K ΔT
= Suhu Bahan keluar - Suhu Referensi
= -
= 10 K
Entalpi Humus : Silika
= m
x Cp x
dT =
x x
10 K
= Lignin =
m x
Cp x dT
= x
x 10
K =
kkaljam Abu
= m
x =
x =
kkaljam Pentosan=
m x
Cp x dT
= x
x 10
K =
298,15
3299,477 1979,762
kkalkg K
298,15
2566,255 308,15
Cp ΔT
ʃCp dT 107,696
kgjam 1,580
kgjam
kgjam
Kkalkg K K
H
2
O l 1930,177
Kgjam
308,15
Komponen m
m ʃCp dT
Q = m x ʃCp dT kgjam
Komponen
Komponen m
kgjam
kkalkg
kkalkg kkaljam
CaOH
2
887,397
226,042 0,7690
360,045 CH
3
COO
2
Ca 429,061
kkaljam HCOO
2
Ca 353,025
0,5608 10
991,730
kkaljam Q = m.Cp.ΔT
19333,537 2,8919
1152,145
170,145
Cp
CaC
2
O
4
347,594 0,285313
10
kkalkg 2720,175
567,886 kkaljam
T K Q= m ʃCp dT
0,479 kkalkg
Q= m Cp dT
0,32 10
10 1,0016
71,532 kgjam
0,316 kkalkg
Universitas Sumatera Utara
Maka Entalpi humus = Total massa bahan keluar =
kgjam Total H bahan keluar
= kkaljam
Total H bahan masuk =
kkaljam Q loss
= 5 x
H bahan masuk =
5 x =
kkaljam H bahan masuk - Q loss - H bahan keluar
= -
- =
kkaljam Kebutuhan media pendingin
Digunakan air untuk mendinginkan bahan dengan suhu masuk =
25
o
C dan suhu keluar 85
o
C Cp air pada 25
o
C =
kkalkgK Cp air pada 85
o
C =
kkalkgK CP rata - rata
= kkalkgK
Q media pendingin Q1 =
m x Cp x Tout-Tin massa air
= Q media pendingin Q1
= =
= kgjam
Neraca Panas di Tangki Pendingin
4268,507 19333,537
Humus 1,015
18733,663 CaOH
2
32439,269
Humus 12104,442
197545,124 197545,124
5054,412 32439,269
H
2
O 3242,567
kkaljam
1979,762 242088,835
242088,835
CaC
2
O
4
7239,627 CaC
2
O
4
CaCH
3
COO
2
24086,182 CaCH
3
COO
2
14452,264 CaHCOO2
3299,477 991,730
kkaljam Jumlah
CaHCOO
2
kkaljam 4268,507327
H
2
O 31180,720
2566,255 146396,377
60,922
CaOH
2
Panas Masuk Jumlah
Panas Keluar
Q media pendingin = 242088,835
12104,442 197545,124
0,999 1,032
Cp x Tout-Tin 1,015 x 85-25
Universitas Sumatera Utara
3.Rotary Vacuum Filter
Entalpi bahan masuk Suhu bahan masuk = 35
o
C = K
Total H bahan masuk = kkaljam
Entalpi bahan keluar Suhu bahan keluar
= T
o
C = T + 273,15 K
2551,859 12104,442
197545,124 Q loss
303,15
Cp ʃCp dT
Q yang diserap pendingin
242088,835
350,618 882,419
2005,760 0,999
4011,551 28824,311
20035,539 3284,482
986,166 0,769
Komponen m kgjam
kkalkgK
ΔT kkalkg
0,285
Jumlah
kkaljam Q = m.ʃCp.dT
28824,311 10
CaHCOO
2
CaOH
2
H
2
O CaC
2
O
4
CaCH
3
COO
2
345,644 427,111
Jumlah
0,561 1966,264
Q = m.Cp.dT 242088,835
Jumlah
10 10
10 2,892
H-215 H air pencuci
T = 25
o
C H filtrat
T
H cake T
H feed T = 35
o
C
Universitas Sumatera Utara
T-25 +
T-25 +
Q loss =
x H bahan masuk
= x
= kkaljam
Suhu air pencuci = 25
o
C = K
H air pencuci =
m.Cp.dT =
25 x jumlah solid masuk.Cp.dT =
x x 303.15-298,15
K =
kkaljam Neraca panas
: H bahan masuk =
H cake +
H filtrat - air pencuci +
Q loss =
{100,985 + 2536,868 T-25} + {0,852 + 881,567 ʃCp.dT} - 431,579 + 1441,216
= T-25
+ ʃCp.dT
Perhitungan T-25 dengan menggunakan trial and error T =
C =
K H bahan masuk =
29,997-25 +
x =
+
kkaljam
T-25 T-25
ʃCp dT T-25
0,339 0,561
0,852 0,190
0,317
1,853 1,004 T-25
328,131
2536,868
25403,111 2411,563
27814,674 2637,852
882,419
34,630 307,780
CaOH
2
T-25 196,437
2003,907
Q = m.ʃCp.dT
T-25
100,985 0,852
0,999 86,411
ʃCp dT
28824,311
882,419 2,733
Jumlah
1,861 T-25
T-25 T-25
ʃCp dT T-25
CaCH
3
COO
2
T-25
Jumlah
0,05 0,769
ʃCp dT
28824,311
298,15 H
2
O
431,579 0,852
H
2
O T-25
Q = m.Cp.dT
CaC
2
O
4
Komponen
98,617
Cake
2012,300
2637,852 HCOO2
0,05
Filtrat
CaCH
3
COO
2
426,698 0,769 T-25
T-25 CaHCOO
2
350,279 0,561
0,412
ʃCp dT
881,567 881,567
ʃCp dT m kgjam
ΔT
kkalkgK
kkalkg
CaOH
2
881,567
ʃCp dT 1,004
345,644 0,285
1441,216
Cp
Universitas Sumatera Utara
= kkaljam
Jadi suhu bahan keluar rotary vacuum filter =
o
C = K
H filtrat ke tangki =
= kkaljam
H cake ke reaktor =
298,15 x 0,852} =
kkaljam
4. Reaktor Asam Oksalat
Entalpi bahan masuk
Cake yang kelur dari rotary vacuum filter = kkaljam
H
2
SO
4
4 N pada suhu 30
o
C = 303,15 K -
H
2
SO
4
= kgjam
x kkalkgK
x 5 K
= kkaljam
maka H
2
SO4 4 N adalah =
kkaljam 1441,216
974,835 - 298,15 x 881,567}
kkaljam kkaljam
974,835 28824,311
H filtrat 26839,840
34,63
26839,83952
974,8348855
Panas Masuk Jumlah
Panas Keluar Jumlah
H umpan
29255,890 307,780
Q loss 27814,674
{2536,868 x 307,780 - 298,15} + {0,284 x 307,780
H air pencuci 431,579
H cake
Jumlah 29255,890
Jumlah
557,575 319,527
0,349 557,575
{100,985 x 307,780 - 298,15} + {0,284 x 307,780 -
Q air pendingin
T out = 45
o
C T In = 25
o
C H feed
T =34,630
o
C H H
2
SO
4
T = 30
o
C
H produk T = 80
o
C
Universitas Sumatera Utara
- H
2
O =
kgjam x
kkalkgK x
5 K =
kkaljam maka H H
2
Oadalah =
kkaljam Total entalpi bahan masuk =
Cake yang keluar dari rotary vacuum filter + larutan H
2
SO
4
4N =
+ +
= kkaljam
Entalpi bahan keluar Suhu Bahan Keluar
= 80
o
C = K
Reaksi- reaksi yang terjadi pada reaktor asam oksalat : Temperatur =
80
o
C = K
Reaksi I : CaC
2
O4 + H
2
SO
4
C
2
H
2
O
4
+ CaSO
4
ΔHf CaC
2
O
4
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x kgjam
= kkaljam
ΔHf H
2
SO
4
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x kgjam
= kkaljam
ΔHf C
2
H
2
O
4
= =
kkalkg x kgjam
= kkaljam
8164,624
8,993 75,224
92401,124
Jumlah
53,255 3614,228
kkalkg Q= m.Cp.dT =
m.ʃCp.dT kkaljam
H
2
O
0,240
2298,869 353,15
Komponen m
kgjam Cp
kkalkgK ΔT
ʃCp.dT
6,905 C
2
H
2
O
4
0,522 8164,624
8164,624 1630,242
1,002
557,575
1,029 0,522
0,524 1528,939
55 55
974,835
9,781 55
264,633 97635,412
9697,034
243,031 1632,510
0,310
ΔHf
o
25 55
CH
3
COOH
-1976,327 -523001,946
-2182,122 243,031
-530322,605 0,313
HCOOH H
2
SO
4
CaSO
4
345,644 369,521
353,15
-2595,313 -897053,110
Universitas Sumatera Utara
ΔHf CaSO
4
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x kgjam
= kkaljam
ΔHr
o
25 =
ΔHf produk - ΔHf reaktan
= -523001,946}
= kkaljam
m.Cp.dT =
x x
55 CaC
2
O
4
= kkaljam
m.Cp.dT =
x x
55 H
2
SO
4
= kkaljam
m.ʃCp.dT =
x C
2
H
2
O
4
= kkaljam
m.ʃCp.dT =
x CaSO
4
= kkaljam
ΔHr
o
80 I =
+ m.Cp.dTp -
m.Cp.dTr =
+ -
= kkaljam
75,224
3591,975
3591,975 0,310
5423,915
5399,844
m.Cp.dTr
Σ H2SO4
Produk
CaSO
4
C
2
H
2
O
4
ΔHr
o
80 = ΔHr
o
25 + m.Cp.dTp - m.Cp.dTr
-2490,662 367,246
-914686,333
kkaljam ΔHr
o
25 = ΔHfp -ΔHfr Reaktan
CaC
2
O
4
m.Cp.dTp
ΔHf
o
25 0,285
10823,759 3667,199
9,781
-32110,443
Komponen
75,224 3667,199
{-530322,605 + -914686,333} - {-897053,110 +
5423,915 5399,844
10823,759 345,644
264,633
243,031
367,246
-24953,883 0,371
-24953,883 -24953,883
Universitas Sumatera Utara
Reaksi II CaCH
3
COO
2
+ H
2
SO
4
2CH
3
COOH + CaSO
4
ΔHf CaCH
3
COO
2
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x kgjam
= kkaljam
ΔHf H
2
SO
4
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x kgjam
= kkaljam
ΔHf CH
3
COOH =
ΔHf
o
25 kkalkg x
kgjam =
kkaljam ΔHf CaSO
4
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x kgjam
= kkaljam
ΔHr
o
25 =
ΔHf produk - ΔHf reaktan
= {-606,408 + -884,186} - {-641,969 + -505,562}
= kkaljam
m.Cp.dT =
x x
55 CaCH
3
COO
2
= kkaljam
m.Cp.dT =
x x
55 H
2
SO
4
= kkaljam
mCp.dT =
x x
55 CH
3
COOH =
kkaljam m.ʃCp.dT
= x
CaSO
4
= kkaljam
ΔHr
o
80 II =
ΔHf
o
25 +
m.Cp.dTp - m.Cp.dTr
= +
- =
kkaljam 0,412
0,256 0,371
0,313 0,522
-343,063 -641,969
8,993
3,472
-353,261 -343,063
12,465 22,663
-505,562
0,355 9,781
17,444 -1556,563
0,412
-1976,327 0,256
-1935,946
0,355
0,769 -606,408
-884,186
5,220 0,313
-2490,662
Universitas Sumatera Utara
Reaksi III : CaHCOO
2
+ H
2
SO
4
2HCOOH + CaSO
4
ΔHf CaHCOO
2
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x kgjam
= kkaljam
ΔHf H
2
SO
4
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x kgjam
= kkaljam
ΔHf HCOOH =
= kkalkg x
kgjam =
kkaljam ΔHf CaSO
4
= =
kkalkg x kgjam
= kkaljam
ΔHr
o
25 =
ΔHf produk - ΔHf reaktan
= {-509,408 + -882,167} - {863,091 + -504,408}
= kkaljam
m.Cp.dT =
x x
55 CaHCOO
2
= 0,339
Σ 22,663
2549,272 -343,063
Komponen m.Cp.dTr
kkaljam Reaktan
CaCH
3
COO
2
H
2
SO
4
ΔHr
o
80 = ΔHr
o
25 + m.Cp.dTp - m.Cp.dTr ΔHr
o
25 = ΔHfp -ΔHfr m.Cp.dTp
Produk
CaSO
4
CH
3
COOH
-1976,327 5,220
0,255
-2126,087 0,240
-2490,662 0,354
ΔHf
o
25 ΔHf
o
25
12,465 17,444
863,091
-504,408
-509,408
-882,167
0,339 0,561
kkaljam -1750,258
8,993 3,472
10,443
Universitas Sumatera Utara
m.Cp.dT =
x x
55 H
2
SO
4
= kkaljam
mCp.dT =
x x
55 HCOOH
= kkaljam
m.ʃCp.dT =
x CaSO
4
= kkaljam
ΔHr
o
80 III =
ΔHf
o
25 +
m.Cp.dTp - m.Cp.dTr