Total Penjualan Total Sales Perkiraan RugiLaba Usaha Modal Investasi Tetap Langsung MITL

Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009.

10.2 Total Penjualan Total Sales

Penjualan diperoleh dari hasil penjualan produk listrik yaitu sebesar Rp. 196.911.000.000,-

10.3 Perkiraan RugiLaba Usaha

Dari hasil perhitungan pada Lampiran D diperoleh: 1. Laba sebelum pajak = Rp 63.544.278.417,- 2. Pajak penghasilan = Rp. 17.792.397.957,- 3. Laba setelah pajak = Rp 45.751.880.460,-

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 x 0.000 196.911.00 Rp .417 63.544.278 Rp = 32 Dari hasil perhitungan diperoleh profit margin sebesar = 32 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 = 100 x .632 54.619.276 Rp - 0.000 196.111.00 Rp .640 79.063.585 Rp = 55,56 X-6 Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Kapasitas produksi pada titik BEP = 132.021 Mwtahun Nilai penjualan pada titik BEP = Rp 109.412.475.606,- Dari data feasibilities, Timmerhaus, 2004 - BEP ≤ 50 , pabrik layak feasible - BEP ≥ 70 , pabrik kurang layak infeasible. Dari perhitungan diperoleh BEP = 55,56 , 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 = 100 x 2.601 171.141.02 Rp .460 45.751.880 Rp = 26,73 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 26,73 , sehingga pabrik yang akan didirikan ini termasuk resiko laju pengembalian modal rata-rata.

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 = tahun 1 x 0,2673 1 X-7 Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. POT = 3,74 tahun Dari harga di atas dapat dilihat bahwa seluruh modal investasi akan kembali setelah 3,74 tahun operasi.

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 = 100 x 3.560 102.684.61 Rp .460 45.751.880 Rp RON = 44,57

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. Dari perhitungan Lampiran D diperoleh IRR = 50,24 , sehingga pabrik akan menguntungkan karena, IRR yang diperoleh lebih besar dari bunga pinjaman bank saat ini, sebesar 15 Bank Mandiri, 2009. Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. KESIMPULAN Pembuatan biogas dari limbah cair kelapa sawit sebagai sumber energi listrik diperoleh melalui reaksi fermentasi di dalam reaktor tangki berpengaduk. Pabrik pembuatan biogas dari limbah cair kelapa sawit sebagai sumber energi listrik ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 237.600 MWhtahun dan beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di Kotamadya Tebing Tinggi, Kecamatan Rambutan, Sumatera Utara dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 14.427 m 2 . Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 155 orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas PT yang dipimpin oleh seorang direktur dan bentuk organisasinya adalah organisasi sistem garis. Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik pembuatan biogas dari limbah cair kelapa sawit sebagai sumber energi listrik, adalah : Modal Investasi : Rp 171.141.022.601,- Biaya Produksi per tahun : Rp 133.682.862.272,- Hasil Jual Produk per tahun : Rp 196.911.000.000,- Laba Bersih per tahun : Rp 45.751.880.460,- Profit Margin : 32 Break Event Point : 55,56 Return of Investment : 26,73 Pay Out Time : 3,74 tahun Return on Network : 44,56 Internal Rate of Return : 50,24 Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan biogas dari limbah cair kelapa sawit sebagai sumber energi listrik ini layak untuk didirikan. Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2009. Fermentasi Biogas. http:www.wikipedia.comFermentasiBiogas. 1 Maret 2009. Antara. 2008. Listrik di Indonesia. Berita Antara. 1 Maret 2009. Amaru. 2004. Teknologi Perancangan Digester. Tugas Akhir Mahasiswa. Asosiasi Asuransi jiwa Indonesia-AAJI.2007. Autoblitz. 2009. Harga Mobil. http:www.autoblitz.com. 27 Mei 2009. Asian Palm Oil. 2007. Palm Oil Mill Effluent. Journal Asian Palm Oil. 2007. Bank Indonesia. 2009. Penguatan Nilai Rupiah. 1 Mei 2009. Bank Mandiri. 2009. Cicilan Ringan KPR dan Kredit Usaha. Jakarta. Beritasumut. 2009. Jual Tanah Tebing Sumatera Utara. http:www.beritasumut.com. 27 Mei 2009. Bernasconi, G. 1995. Teknologi Kimia. Bagian 1 dan 2. PT. Pradnya Paramita. Jakarta. Brownell, L.E., Young E.H.. 1959. Process Equipment Design. Wiley Eastern Ltd. New Delhi. Can. 2008. Manfaat Biogas. Http:www.wordpress.Reallife.com. 1 Maret 2009. Considine, Douglas M. 1985. Instruments and Controls Handbook. 3 rd Edition. USA: Mc.Graw-Hill, Inc. Crities, Ron dan George Tchobanoglous. 2004. Small and Decentralized Wastemanagement Systems. Singapore: Mc.Graw-Hill, Inc. Degremont. 1991. Water Treatment Hadbook. 5 th Edition, New York: John Wiley Sons. Gasencylopaedia 1 . 2009. Methane. http:www.gasencylopaedia.comCH 4 . 1 Maret 2009. Gasencylopaedia 2 . 2009. Carbondioxide. http:www.gasencylopaedia.comCO 2 . 1 Maret 2009. Gasencylopaedia 3 . 2009. Hydrogen. http:www.gasencylopaedia.comH 2 . 1 Maret 2009. xi Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Gasencylopaedia 4 . 2009. Hydrogen Sulfide. http:www.gasencylopaedia.comH 2 S. 1 Maret 2009. Gasencylopaedia 5 . 2009. Oxygen. http:www.gasencylopaedia.comO 2 . 1 Maret 2009. Geankoplis, C.J.. 1997. Transport Processes and Unit Operations. 3 rd editions. Prentice-Hall of India. New Delhi. Geankoplis, C.J.. 2003. Transport Processes and Unit Operations. 4 rd editions. Prentice-Hall of India. New Delhi. Green Indonesia. 2009. Konversi Listrik. http:www.greenindonesia.com. 1 Maret 2009. Hermawan, Beni dkk. 2007. Teknologi Biogas. Tugas Akhir Mahasiswa. Universitas Lampung. Indonesia Green Watch. 2009. Kebutuhan Bahan Bakar. http:www.indonesiangreenwatch. 27 Mei 2009. Jagatmobil. 2009. Daftar Harga Mobil. http:www.jagatmobil.com. 27 Mei 2009. Karo-karo. Tanpa Tahun. Sejarah Biogas. http:www.blogspot.Biogas.com. 1 Maret 2009. Kawamura. 1991. An Integrated Calculation of Wastewater Engeneering. John Willey and Sons. Inc. New York. Manulang, M. 1982. Dasar-dasar Marketing Modern. Edisi 1. Yogyakarta : Penerbit Liberty. Mc Cabe, W.L, Smith, J.M., 1983. Operasi Teknik Kimia. Jilid I, Edisi Keempat. Penerbit Erlangga, Jakarta. McCabe, W.L., Smith, J.M. 1999. Operasi Teknik Kimia. Edisi Keempat. Penerbit Erlangga. Jakarta. Metcalf dan Eddy, 1984. Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse. McGraw-HillBook Company, New Delhi. Metcalf dan Eddy, 1991. Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse. McGraw-HillBook Company, New Delhi. Montgomery, Douglas C. 1992. Reka Bentuk dan Analisis Uji Kaji Terjemahan. Kuala Lumpur: Penerbit Universiti Sains Malaysia Pulau Pinang. xii Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Pajakonline. 2009. Pembagian Hasil. http:www.pajakonline.com. 27 Mei 2009 Perry, Jhon H. Ed. 1997. Perry’s Chemical Engeneers’ Handbook. Edisi Keenam, McGraw-Hill Book Company, New York. Perry, Jhon H. Ed. 1999. Perry’s Chemical Engeneers’ Handbook. Edisi Ketujuh, McGraw-Hill Book Company, New York. PT. Prudential Life Assurance. 2007. Price Product List. Jakarta. PT. Bratachem chemical. 2007. Price Product List. Jakarta. 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. Turton, dkk, 2003. Analysis, Systhesis, and Design of Chemical Processes. 2 nd edition. Pearson Education, Inc. Timmerhaus dan Ronald E.West. 1991. Plant Design and Economics for Chemical Engineer. 4th Edition. International Edition. Mc.Graw-Hill. Singapore. Timmerhaus dan Ronald E.West. 2003. Plant Design and Economics for Chemical Engineer. 5th Edition. International Edition. Mc.Graw-Hill. Singapore. Timmerhaus dan Ronald E.West. 2004. Plant Design and Economics for Chemical Engineer. 5th Edition. International Edition. Mc.Graw-Hill. Singapore. Ulrich, Gael D.. 1984. A Guide to Chemical Engineering Process Design Economics. Jhon Wiley and Sons Inc, USA. New York. Walas, Stanley M. 1988. Chemical Process Equipment. United States of America : Butterworth Publisher. Waluyo. 2000. Perubahan Perundangan-undangan Perpajakan Era Reformasi. Penerbit Salemba Empat. Jakarta. Wikipedia 1 . 2009. Natrium Bicarbonate. http:www.wikipedia.comNaHCO 3 . 1 Maret 2009. Wikipedia 2 . 2009. Urea. http:www.wikipedia.comUrea. 1 Maret 2009. Wikipedia 3 . 2009. FeCl 2 . hhtp:www.wikipedia.comFeCl 2 . 1 Maret 2009. Yoshimassa, Tomiuchi. 2008. Methane Fermenter. Fuji Electric Ltd. Co xiii Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Basis perhitungan : 1 hari operasi Jumlah POME : 6.000 m 3 hari Kapasitas produksi listrik : 720 MWhhari Waktu kerja per tahun : 330 hari Satuan operasi : kghari A.1 Penentuan Komposisi Bahan Baku A.1.1 Komposisi POME Air = 94 x 6.000 m 3 hari Asian Palm Oil, 2007 = 5.640 m 3 hari Volatil Solid = 5 x 6.000 m 3 hari Asian Palm Oil, 2007 = 300 m 3 hari Abu = 1 x 6.000 m 3 hari Asian Palm Oil, 2007 = 60 m 3 hari A.1.2 Komposisi Senyawa Tambahan Rasio POME : NaHCO 3 : FeCl 2 : Urea = 6.000.000 : 7.500 : 1.680 : 900 NaHCO 3 : 7.500 kghari Nutrisi : - FeCl 2 : 900 kghari - Urea : 1.680 kghari LA-1 Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. A.2 Perhitungan Neraca Massa A.2.1 Mix 10 2 8 9 POME POME POME POME NaHCO 3 Urea FeCl 2 NaHCO 3 Urea FeCl 2 1 POME Neraca Massa Komponen: • POME : F 10 POME = F 1 POME + F 2 POME + F 8 POME +F 9 POME = 6.000.000 kghari • NaHCO 3 : F 10 NaHCO3 = F 8 NaHCO3 = 7.500 kghari • Urea : F 10 Urea = F 9 Urea = 1.680 kghari • FeCl 2 : F 10 FeCl2 = F 9 FeCl2 = 900 kghari Neraca Massa Total: F 10 = F 2 + F 8 + F 9 = F 1 POME + F 2 POME + F 8 POME + F 8 NaHCO3 + F 9 POME + F 9 Urea + F 9 FeCl2 = 2.926.500 kghari + 2.926.500 kghari + 135.000 kghari + 7.500 kghari + 12.000 kghari + 1.680 kghari + 900 kghari = 6.010.080 kghari LA-2 Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. A.2.2 Tangki Pencampuran NaHCO 3 M-101 3 5 8 POME NaHCO 3 POME NaHCO 3 Neraca Massa Komponen: • POME : F 3 POME = F 8 POME = 135.000 kghari • NaHCO 3 : F 5 NaHCO3 = F 8 NaHCO3 = 7.500 kghari Neraca Massa Total: F 8 = F 3 POME + F 5 NaHCO3 = 135.000 kghari + 7.500 kghari = 142.500 kghari. A.2.4 Tangki Pencampuran Nutrisi M-102 4 6 7 9 Urea FeCl 2 POME POME Urea FeCl 2 Neraca Massa Komponen: LA-3 Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. • POME : F 9 POME = F 4 POME = 12.000 kghari • Urea : F 9 Urea = F 6 Urea = 1.680 kghari • FeCl 2 : F 9 FeCl2 = F 7 FeCl2 = 900 kghari Neraca Massa Total : F 9 = F 4 POME + F 6 Urea + F 7 FeCl2 = 12.000 kghari + 1.680 kghari + 900 kghari = 14.580 kghari A.2.5 Reaktor Fermentasi Kesetimbangan reaksi yang terjadi di dalam reaktor fermentasi : Reaksi: POME CH 4g + CO 2g + H 2 S g + O 2g + H 2g 6.000.000 kghari Biogas Dari literatur, persen biogas yang terbentuk adalah sebesar 2,35 dari POME yaitu 141.989,16 kghari dan dari 1 m 3 POME dapat dihasilkan 20 m 3 biogas Asian Palm Oil Ltd, 2006. Diasumsikan komposisi biogas yaitu CH 4 60, CO 2 37,5, H 2 1 , H 2 S 1 dan O 2 0,5 Wetan, 2008 Data : Densitas CH 4 = 0,71 kgm 3 1 atm, 28 C Gas Encyclopaedia 1 , 2009 Reaktor Fermentasi 10 39 41 POME NaHCO 3 Urea FeCl 2 Ampas NaHCO 3 Urea FeCl 2 CH 4 CO 2 H 2 S O 2 H 2 Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Densitas CO 2 = 1,96 kgm 3 1 atm, 28 C Gas Encyclopaedia 2 , 2009 Densitas H 2 = 0,0893 kgm 3 1 atm, 28 C Gas Encyclopaedia 3 , 2009 Densitas H 2 S = 1,42 kgm 3 1 atm, 28 C Gas Encyclopaedia 4 , 2009 Densitas O 2 = 1,43 kgm 3 1 atm, 28 C Gas Encyclopaedia 5 , 2009 Neraca Massa Komponen: • Ampas : F 39 Ampas = F 10 Ampas – r = 6.000.000 kghari – 141.989,16 kghari = 5.858.010,84 kghari • FeCl 2 : F 39 FeCl2 = F 10 FeCl2 = 900 kghari • NaHCO 3 : F 39 NaHCO3 = F 10 NaHCO3 = 7.500 kghari • Urea : F 39 urea = F 10 urea = 1.680 kghari • CH 4 : F 39 CH4 = 0,6 x 120.000 m 3 hari = 72.000 m 3 hari = 51.120 kghari • CO 2 : F 41 CO2 = 0,375 x 120.000 m 3 hari = 450.000 m 3 hari = 88.200 kghari • H 2 : F 41 H2 = 0,01 x 120.000 m 3 hari = 1.200 m 3 hari = 107,16 kghari • H 2 S : F 41 H2S = 0,01 x 120.000 m 3 hari = 1.200 m 3 hari = 1.704 kghari • O 2 : F 41 O2 = 0,005 x 120.000 m 3 hari = 600 m 3 hari = 858 kghari Neraca Massa Total: F 39 + F 41 = F 10 = F 10 POME + F 10 NaHCO3 + F 10 Urea + F 10 FeCl2 + F 10 POME = 6.000.000 kghari + 7.500 kghari + 1.680 kghari +900 kghari = 6.010.080 kghari LA-5 Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. A.2.6 Generator 43 42 44 45 O 2 N 2 CH 4 CO 2 H 2 S O 2 H 2 O 2 N 2 CO 2 Listrik SO 2 H 2 O Kesetimbangan reaksi yang terjadi di dalam generator Reaksi: CH 4g + 2O 2g CO 2g + 2H 2 O g H 2 S g + 1,5O 2g H 2 O g + SO 2g 2H 2g + O 2g 2H 2 O H 2 O yang dihasilkan dalam bentuk steam. Data : Berat molekul BM CH 4 = 16 kgkmol Perry, 1997 Berat molekul BM CO 2 = 44 kgkmol Perry, 1997 Berat molekul BM O 2 = 32 kgkmol Perry, 1997 Berat molekul BM H 2 S = 34 kgkmol Perry, 1997 Berat molekul BM H 2 = 2 kgkmol Perry, 1997 Berat molekul BM H 2 O = 18 kgkmol Perry, 1997 Berat molekul BM SO 2 = 64 kgkmol Perry, 1997 Dari literatur, di dapat bahwa 1 m 3 biogas dapat menghasilkan 6 KWh listrik. Dalam hal ini berarti gas metana yang mengalami reaksi dengan oksigen akan menghasilkan energi listrik, sehingga dapat disimpulkan bahwa dari 60 gas metana dalam biogas dapat menghasilkan 6 KWh listrik Biogas Support Program, Tanpa Tahun. Neraca Massa Komponen : Satuan dalam kmolhari. kmolhari 195 . 3 kgkmol 16 kghari 51.120 bereaksi yang mula mula CH 4 = = − LA-6 Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. bereaksi yang mula mula CH 2 bereaksi yang mula mula O 4 2 − × = − = 2 x 3.195 kmolhari = 6.390 kmolhari Seterusnya dapat dilihat pada kesetimbangan reaksi, Kesetimbangan reaksi I : CH 4g + 2O 2g CO 2g + 2H 2 O g Mula-mula : 3.195 6.390 - - Bereaksi : 3.195 6.390 3.195 6.390 Sisa : 0 0 3.195 6.390 Kesetimbangan reaksi II : H 2 S g + 1,5O 2g H 2 O g + SO 2g Mula-mula : 50,12 75,17 - - Bereaksi : 50,12 75,17 50,12 50,12 Sisa : 0 0 50,12 50,12 Kesetimbangan reaksi III : 2H 2g + O 2g 2H 2 O Mula-mula : 53,58 26,79 - Bereaksi : 53,58 26,79 53,58 Sisa : - - 53,58 • CH 4 : F 44 CH4 = F 42 CH4 – 3.195 kmolhari x 16 kgkmol = 51.120 kghari – 51.120 kghari = 0 kghari • CO 2 : F 44 CO2 = F 42 CO2 + 3.195 kmolhari x 44 kgkmol = 88.200 kghari + 140.580 kghari = 228.780 kghari • O 2 : F 44 O2 = F 43 O2 + F 42 O2 –6.390 + 75,17 +26,79 kmolhari x 32 kgkmol = 249.291,51 kghari+ 858 kghari – 206.884,95 kghari = 42.406,64 kghari • H 2 S : F 44 H2S = F 42 H2S – 50,12 kmolhari x 34 kgkmol = 1.704 kghari – 1.704 kghari Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. = 0 kghari • H 2 : F 44 H2 = F 42 H2 – 53,58 kmolhari x 2 kgkmol = 0 kghari • N 2 : F 44 N2 = F 43 N2 = 937.810,93 kghari • H 2 O : F 44 H2O = 6.390 + 50,12+ 53,58 kmolhari x 18 kgkmol = 116.886,53kghari • SO 2 : F 44 SO2 = 50,12 kmolhari x 64 kgkmol = 3.207,53kghari Neraca Komponen Total F 44 = F 42 + F 43 = F 42 CH4 + F 42 CO2 + F 42 H2S + F 42 O2 + F 42 H2 + F 43 O2 + F 43 N2 = 51.120 kghari+ 88.200 kghari + 1.704 kghari + 858 kghari + 107,16 kghari +249.291,51 kghari + 937.810,93 kghari = 1.329.091,6 kghari Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN LC.1 Screening SC Fungsi : Menyaring partikel-partikel padat yang besar Jenis : Bar screen Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Stainless steel Kondisi operasi : - Temperatur = 28°C - Densitas air ρ = 1000 kgm 3 Geankoplis, 1997 Laju alir massa F = 6.000.000 kghari = 250.000 kgjam Laju alir volume Q = 3 kgm 000 1. detik jam3600 1 kgjam 250.000 × = 0,0694m 3 detik 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° Direncanakan ukuran screening: Panjang screen = 2 m = 2000 mm Lebar screen = 2 m = 2000 mm Misalkan, jumlah bar = x Maka, 20x + 20 x + 1 = 2000 40x = 1980 x = 49,5 ≈ 50 buah Luas bukaan A 2 = 2050 + 1 2000 = 2.040.000 mm 2 = 2,04 m 2 Untuk pemurnian air limbah cair kelapa sawit 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 0,0694 A C g 2 Q = = 1,64.10 -4 m dari air = 0,00000164 mm dari air LC-1 Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. LC.2 Pompa Screening J-102 Fungsi : Memompa POME dari screening menuju bak penampung Bentuk : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 3 unit Laju alir massa F : 6.000.000 kghari. Jumlah pompa yang digunakan 3 unit, maka masing-masing laju alir massanya 2.000.000 kghari Kondisi operasi • Tekanan P : 1 atm • Temperatur T : 28 C • Laju alir massa : 2.000.000 kghari = 51,032 lbmdetik • Densitas : 1.000 kgm 3 = 62,43 lbmft 3 • Viskositas : 0,87 cP = 0,58.10 -3 lbmft.det Perhitungan hari ft 0,817 lbmft 62,43 lbmdet 51,032 Q volumetrik alir Laju 3 3 = = Perencanaan Diameter Pipa pompa : Untuk aliran turbulen Nre 2100, De = 3,9 × Q 0,45 × ρ 0,13 Walas, 1988 Untuk aliran laminar , De = 3,0 × Q 0,36 × µ 0,18 Walas, 1988 dengan : D = diameter optimum in ρ = densitas lbmft 3 Q = laju volumetrik ft 3 s µ = viskositas cP Asumsi aliran turbulen, maka diameter pipa pompa : Desain pompa : Di ,opt = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 = 3,9 0,817 ft 3 s 0,45 62,43 lbmft 3 0,13 = 6,10 in Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Dari Appendiks A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 8 in Schedule number : 40 Diameter Dalam ID : 7,981 in = 0,665 ft Diameter Luar OD : 8,6250 in = 0,719 ft Inside sectional area : 0,3474 ft 2 fts 352 , 2 ft 0,3474 s ft 0,3817 A Q v linear, Kecepatan 2 3 = = = Bilangan Reynold : N Re = µ ρ D v × × = lbmft.s 0,00058 ft 665 , ftdet 352 , 2 lbmft 43 , 2 6 3 = 1,67. 10 5 Turbulen Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 4,6.10 -5 Geankoplis, 1997 Pada N Re = 1,67. 10 5 dan εD = 0,000359 Dari Gambar 2.10-3, maka harga f = 0,007 Geankoplis, 1997 Friction loss : 1 Sharp edge entrance= h c = 0,5 c 2 1 2 g 2 v A A 1 × ×     − = 0,5 174 , 32 1 2 352 , 2 1 2 − = 0,0473 ft.lbflbm 2 elbow 90° = h f = n.Kf. c 2 g 2 v × = 20,75 174 , 32 2 352 , 2 2 = 0,129 ft.lbflbm 1 check valve = h f = n.Kf. c 2 g 2 v × = 12,0 174 , 32 2 352 , 2 2 = 0,172 ft.lbflbm Pipa lurus 30 ft = F f = 4f c 2 g 2 D v L × × × = 40,007 174 , 32 . 2 . 0,665 2,352 . 30 2 = 0,1087 ft.lbflbm 1 Sharp edge exit = h ex = c 2 2 2 1 g 2 v A A 1 × ×     − Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. = 174 , 32 1 2 352 , 2 1 2 − = 0,0473 ft.lbflbm Total friction loss : ∑ F = 0,5045 ft.lbflbm Dari persamaan Bernoulli : W F P P z z g v v 2 1 s 1 2 1 2 2 1 2 2 = + ∑ + − + − + − Geankoplis, 1997 dimana : v 1 = v 2 P 1 ≈ P 2 = 101,325 kPa ρ P ∆ = 0 ft.lb f lb m ∆Z = 10 ft Maka : Ws ft.lbflbm 5045 , ft 10 det . lbf lbm . ft 174 , 32 ftdet 174 , 32 2 2 = + + + + Ws = -10,594 ft.lbflbm Effisiensi pompa , η= 75 Ws = - η x Wp -10,505 = -0,75 x Wp Wp = 14,006 ft.lbflbm Daya pompa : P = m x Wp = ft.lbflbm 006 , 14 lbmdet 032 , 51 × x det 550ft.lbf hp 1 = 4,735 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor untuk ke -3 unit = 6,3135 hp LC. 3 Bak Penampung BP-101 Fungsi : Menampung limbah cair kelapa sawit Bentuk : Persegi panjang Bahan konstruksi : Beton kedap air Jumlah : 1 unit Kondisi Penyimpanan Temperatur T = 28 C Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Tekanan operasi P = 1 atm 101,325 kPa Kebutuhan perancangan t = 1 hari 3 sawit kelapa cair limbah kgm 1000 = Laju alir massa = 6.000.000 kghari hari m 6.000 kgm 1000 kghari 6.000.000 volumetrik alir Laju 3 3 = = Perhitungan ukuran bangunan Faktor kelonggaran = 20 Perry dan Green, 1999 Volume bak V b = 1+0,2 x 6.000 m 3 = 7.200 m 3 Ukuran bak : Panjang bak p = 2 x lebar bak l maka p = 2l Tinggi bak t = ½ x lebar bak l maka t = ½ l Maka : Volume bak V = p x l x t 7.200 m 3 = 2l x l x ½ l Lebar bak l = 19,309 m Dengan demikian, Panjang bak p = 38,619 m Tinggi bak t = 10,625 m Lebar bak l = 9,6545 m LC. 4 Gudang Penyimpanan NaHCO 3 G-111 Fungsi : Menyimpan bahan baku NaHCO 3 Bentuk : Prisma siku-siku dengan tutup limas sisi empat Bahan : Beton Jumlah : 1 unit Lama penyimpanan : 7 hari Kondisi operasi : - Temperatur T = 28 C - Tekanan P = 1 atm Densitas NaHCO 3 : 2.159 kgm 3 Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Laju alir massa : 7.500 kghari Faktor kelonggaran : 20 Perry dan Green, 1999 A. Volume tangki Total massa bahan dalam tangki = 7.500 kghari x 7 hari = 52.500 kg Total volume dalam tangki = = 3 kgm 2159 kg 52.500 24,3168 m 3 Volume tangki, V T = 1+0,2 x 24,3168 m 3 = 29,180 m 3 Gudang direncanakan berukuran : panjang p = lebar l = 2 × tinggi t 3 4t t 2t 2t t l p V gudang Volume = × × = × × = m 9394 , 1 4 29,180 4 V t gudang Tinggi 3 3 = = = Panjang gudang p = lebar gudang l = 2 x 1,9394 m = 3,8788 m LC. 5 Gudang Penyimpanan Urea G-112 Fungsi : Menyimpan bahan baku urea Bentuk : Prisma siku-siku dengan tutup limas sisi empat Bahan : Beton Jumlah : 1 unit Lama penyimpanan : 7 hari Kondisi operasi : - Temperatur T = 28 C - Tekanan P = 1 atm Densitas urea : 1.323 kgm 3 Laju alir massa : 1.680 kghari Faktor kelonggaran : 20 Perry dan Green, 1999 A. Volume tangki Total massa bahan dalam tangki = 1.680 kghari x 7 hari = 11.760 kg Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Total volume dalam tangki = = 3 kgm 1.323 kg 760 . 11 8,8889 m 3 Volume tangki, V T = 1+0,2 x 8,8889 m 3 = 10,667 m 3 Gudang direncanakan berukuran : panjang p = lebar l = 2 × tinggi t 3 4t t 2t 2t t l p V gudang Volume = × × = × × = m 387 , 1 4 10,667 4 V t gudang Tinggi 3 3 = = = Panjang gudang p = lebar gudang l = 2 x 1,387 = 2,774 m LC. 6 Gudang Penyimpanan FeCl 2 G-113 Fungsi : Menyimpan bahan baku FeCl 2 Bentuk : Prisma siku-siku dengan tutup limas sisi empat Bahan : Beton Jumlah : 1 unit Lama penyimpanan : 7 hari Kondisi operasi : - Temperatur T = 28 C - Tekanan P = 1 atm Densitas FeCl 2 : 3.160 kgm 3 Laju alir massa : 900 kghari Faktor kelonggaran : 20 Perry dan Green, 1999 A. Volume tangki Total massa bahan dalam tangki = 900 kghari x 7 hari = 6.300 kg Total volume dalam tangki = = 3 kgm 3.160 kg 300 . 6 4,7619 m 3 Volume tangki, V T = 1+0,2 x 4,7619 m 3 = 5,714 m 3 Gudang direncanakan berukuran : panjang p = lebar l = 2 × tinggi t Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. 3 4t t 2t 2t t l p V gudang Volume = × × = × × = m 126 , 1 4 5,714 4 V t gudang Tinggi 3 3 = = = Panjang gudang p = lebar gudang l = 2 x 1,126 m = 2,252 m LC. 7 Bucket Elevator NaHCO 3 B-101 Fungsi : Mengangkut NaHCO 3 dari gudang penyimpanan ke tangki pencampuran NaHCO 3 Jenis : Spaced-Bucket Centrifugal-Discharge Elevator Bahan : Malleable-iron Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : - Temperatur T : 28 C - Tekanan P : 1 atm Laju bahan yang diangkut = 312,5 kgjam Faktor kelonggaran, fk = 12 Tabel 28-8, Perry, 1999 Massa bahan yang digunakan = 7.500 kghari = 312,5 kgjam Kapasitas = 1,12 x 312,5 kgjam = 350 kgjam = 0,35 tonjam Untuk bucket elevator kapasitas 14 tonjam, spesifikasi : Tabel 21-8, Perry, 1999 - Tinggi elevator = 25 ft = 7,62 m - Ukuran bucket = 6 x 4 x 4¼ in - Jarak antar bucket = 12 in = 0,305 m - Kecepatan bucket = 225 ftmnt = 68,6 mmnt = 1,143 ms - Kecepatan putaran = 43 rpm - Lebar belt = 7 in = 0,1778 m =17,78 cm Perhitungan daya yang dibutuhkan P: Z m 0,07 P 0,63 = Timmerhaus, 2003 Dimana: P = daya kW m = laju alir massa kgs ∆Z = tinggi elevator m m = 312,5 kgjam = 0,0868 kgs Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. ∆Z = 25 ft = 7,62 m Maka : P = 0,07 x 0,0868 0,63 x 7,62 = 0,1144 kW = 0,14872 hp LC.8 Bucket Elevator Urea B-102 Fungsi : Mengangkut urea dari gudang penyimpanan ke tangki pencampuran nutrisi Jenis : Spaced-Bucket Centrifugal-Discharge Elevator Bahan : Malleable-iron Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : - Temperatur T : 28 C - Tekanan P : 1 atm Laju bahan yang diangkut = 70 kgjam Faktor kelonggaran, fk = 12 Tabel 28-8, Perry, 1999 Massa bahan yang digunakan = 1.680 kghari = 70 kgjam Kapasitas = 1,12 x 70 kgjam = 78,4 kgjam = 0,0784 tonjam Untuk bucket elevator kapasitas 14 tonjam, spesifikasi : Tabel 21-8, Perry, 1999 - Tinggi elevator = 25 ft = 7,62 m - Ukuran bucket = 6 x 4 x 4¼ in - Jarak antar bucket = 12 in = 0,305 m - Kecepatan bucket = 225 ftmnt = 68,6 mmnt = 1,143 ms - Kecepatan putaran = 43 rpm - Lebar belt = 7 in = 0,1778 m =17,78 cm Perhitungan daya yang dibutuhkan P: Z m 0,07 P 0,63 = Timmerhaus, 2003 Dimana: P = daya kW m = laju alir massa kgs ∆Z = tinggi elevator m m = 70 kg jam = 0,0194 kgs Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. ∆Z = 25 ft = 7,62 m Maka : P = 0,07 x 0,0194 0,63 x 7,62 = 0,0445 kW = 0,05785 hp LC.9 Bucket Elevator FeCl 2 B-103 Fungsi : Mengangkut FeCl 2 dari gudang penyimpanan ke tangki pencampuran nutrisi Jenis : Spaced-Bucket Centrifugal-Discharge Elevator Bahan : Malleable-iron Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : - Temperatur T : 28 C - Tekanan P : 1 atm Laju bahan yang diangkut = 37,5 kgjam Faktor kelonggaran, fk = 12 Tabel 28-8, Perry, 1999 Massa bahan yang digunakan = 900 kghari = 37,5 kgjam Kapasitas = 1,12 x 37,5 kgjam = 42 kgjam = 0,042 tonjam Untuk bucket elevator kapasitas 14 tonjam, spesifikasi : Tabel 21-8, Perry, 1999 - Tinggi elevator = 25 ft = 7,62 m - Ukuran bucket = 6 x 4 x 4¼ in - Jarak antar bucket = 12 in = 0,305 m - Kecepatan bucket = 225 ftmnt = 68,6 mmnt = 1,143 ms - Kecepatan putaran = 43 rpm - Lebar belt = 7 in = 0,1778 m =17,78 cm Perhitungan daya yang dibutuhkan P: Z m 0,07 P 0,63 = Timmerhaus, 2003 Dimana: P = daya kW m = laju alir massa kgs ∆Z = tinggi elevator m m = 37,5 kgjam = 0,01042 kgs Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. ∆Z = 25 ft = 7,62 m Maka : P = 0,07 x 0,01042 0,63 x 7,62 = 0,03008 kW = 0,039104 hp LC. 10 Tangki Pencampuran NaHCO 3 M-101 Fungsi : Mencampur POME dan NaHCO 3 Tipe : Tangki berpengaduk Bentuk : Silinder vertikal Bahan : Beton Waktu tinggal : 1 hari Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : - Temperatur T = 28 C - Tekanan P = 1 atm Densitas campuran : 1.061 kgm 3 Viskositas campuran : 0,824 cP Laju alir massa : 142.500 kghari Faktor kelonggaran : 20 Perry dan Green, 1999 A. Volume tangki Laju alir volumetrik = = 3 kgm 1061 kghari 42.500 1 134,307 m 3 hari Volume bahan = x laju alir volumetrik = 1 hari x 134,307 m 3 hari = 134,307 m 3 Volume tangki, V T = 1+0,2 x 134,307 m 3 = 161,169 m 3 Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki H s : D t = 3: 2 Volume silinder V s = s 2 t H D 4 1 H s : D t = 3 : 2 V s = 3 t D 8 3 D t = 5,154 m Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Tinggi silinder H s = t D 2 3 = 32 x 5,154 m = 7,731 m B. Perancangan sistem pengaduk Jenis : flat 6 blade turbin impeller Baffle : 4 buah Kecepatan putaran N = 0,5 rps Geankoplis, 1997 Efisiensi motor = 80 Pengaduk didesain dengan standar sebagai berikut : Mc Cabe, 1994 D a : D t = 1 : 3 J : D t = 1 : 12 W : D a = 1: 5 L : D a = 1 : 4 E : D a = 1 : 1 Jadi: 1. Diameter impeller D a = 13 × D t = 13 × 5,154 = 1,718 m 2. Lebar baffle J = 112 x D t = 112 x 5,154 = 0,430 m 3. Lebar daun impeller W = 15 × D a = 15 × 1,718= 0,344 m 4. Panjang daun impeller L = 14 x D a = 14 x 1,718 = 0,430 m 5. Tinggi pengaduk dari dasar E = D a = 1,718 m Daya untuk pengaduk Bilangan Reynold N Re N Re = 223 . 900 . 1 001 , 061 1. 1,718 5 , D N 2 2 a = × × = × × µ ρ Dari tabel 3.4-5 Geankoplis, 2003 diperoleh Np = 6. c 5 3 p g Da N N P ρ × × × = Mc Cabe, 1994 2 3 5 5 3 3 .det lbm.ftlbf 32,147 lbmft 66,238 ft 636 , 5 det 0,5 6 P × × × = = 8.791,118 ft ⋅lb f det = 15,984 hp Karena efisiensi motor, η = 80 Jadi, daya motor adalah = 19,980 hp Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. LC. 11 Tangki Pencampuran Nutrisi M-101 Fungsi : Mencampur POME dan nutrisi yaitu FeCl 2 dan urea Tipe : Tangki berpengaduk Bentuk : Silinder vertikal Bahan : Beton Waktu tinggal : 1 hari Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : - Temperatur T = 28 C - Tekanan P = 1 atm Densitas campuran : 1.170,551 kgm 3 Viskositas campuran : 0,716 cP Laju alir massa : 14.580 kghari Faktor kelonggaran : 20 Perry dan Green, 1999 A. Volume tangki Laju alir volumetrik = = 3 kgm 1.170,551 kghari 4.580 1 12,456 m 3 hari Volume bahan = x laju alir volumetrik = 1 hari x 12,456 m 3 hari = 12,456 m 3 Volume tangki, V T = 1+0,2 x 12,456 m 3 = 14,947 m 3 Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki H s : D t = 3: 2 Volume silinder V s = s 2 t H D 4 1 H s : D t = 3 : 2 V s = 3 t D 8 3 D t = 2,333 m Tinggi silinder H s = t D 2 3 = 32 x 2,333 m = 3,4995 m B. Perancangan sistem pengaduk Jenis : flat 6 blade turbin impeller Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Baffle : 4 buah Kecepatan putaran N = 0,5 rps Geankoplis, 1997 Efisiensi motor = 80 Pengaduk didesain dengan standar sebagai berikut : Mc Cabe, 1994 D a : D t = 1 : 3 J : D t = 1 : 12 W : D a = 1: 5 L : D a = 1 : 4 E : D a = 1 : 1 Jadi: 6. Diameter impeller D a = 13 × D t = 13 × 2,333 = 0,778 m 7. Lebar baffle J = 112 x D t = 112 x 2,333 = 0,194 m 8. Lebar daun impeller W = 15 × D a = 15 × 0,778 = 0,156 m 9. Panjang daun impeller L = 14 x D a = 14 x 0,778 = 0,194 m 10. Tinggi pengaduk dari dasar E = D a = 0,778 m Daya untuk pengaduk Bilangan Reynold N Re N Re = 811 , 315 . 494 001 , 1.170,551 778 , 5 , D N 2 2 a = × × = × × µ ρ Dari tabel 3.4-5 Geankoplis, 2003 diperoleh Np = 6. c 5 3 p g Da N N P ρ × × × = Mc Cabe, 1994 2 3 5 5 3 3 .det lbm.ftlbf 32,147 lbmft 078 , 3 7 ft 551 , 2 det 0,5 6 P × × × = = 184,319 ft ⋅lb f det = 0,335 hp Karena efisiensi motor, η = 80 Jadi, daya motor adalah = 0,419 hp LC.12 Pompa Reaktor J-105 Fungsi : Memompa POME dari bak penampung BP-101 menuju splitter Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Bentuk : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 2 unit Laju alir massa F : 5.853.000 kghari. Jumlah pompa yang digunakan 2 unit, maka masing-masing laju alir massanya 2.926.500 kghari Kondisi operasi • Tekanan P : 1 atm • Temperatur T : 28 C • Laju alir massa : 2.926.500 kghari = 74,67731 lbmdetik • Densitas : 1.000 kgm 3 = 62,43 lbmft 3 • Viskositas : 0,87 cP = 0,58.10 -3 lbmft.det Perhitungan detik ft 196 , 1 lbmft 62,43 lbmdet 74,67731 Q volumetrik alir Laju 3 3 = = Perencanaan Diameter Pipa pompa : Untuk aliran turbulen Nre 2100, De = 3,9 × Q 0,45 × ρ 0,13 Walas, 1988 Untuk aliran laminar , De = 3,0 × Q 0,36 × µ 0,18 Walas, 1988 dengan : D = diameter optimum in ρ = densitas lbmft 3 Q = laju volumetrik ft 3 s µ = viskositas cP Asumsi aliran turbulen, maka diameter pipa pompa : Desain pompa : Di ,opt = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 = 3,9 1,196 ft 3 s 0,45 62,43 lbmft 3 0,13 = 7,24 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 8 in Schedule number : 40 Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Diameter Dalam ID : 7,981 in = 0,665 ft Diameter Luar OD : 8,6250 in = 0,719 ft Inside sectional area : 0,3474 ft 2 fts 4432 , 3 ft 0,3474 s ft 196 , 1 A Q v linear, Kecepatan 2 3 = = = Bilangan Reynold : N Re = µ ρ D v × × = lbmft.s 0,00058 ft 665 , ftdet 4432 , 3 lbmft 43 , 2 6 3 = 2,44. 10 5 Turbulen Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 4,6.10 -5 Geankoplis, 1997 Pada N Re = 2,44. 10 5 dan εD = 0,000226916 Dari Gambar 2.10-3 Geankoplis, maka harga f = 0,0058 Geankoplis, 1997 Friction loss : 1 Sharp edge entrance= h c = 0,5 c 2 1 2 g 2 v A A 1 × ×     − = 0,5 174 , 32 1 2 4432 , 3 1 2 − = 0,0921 ft.lbflbm 2 elbow 90° = h f = n.Kf. c 2 g 2 v × = 20,75 174 , 32 2 4432 , 3 2 = 0,2764 ft.lbflbm 1 check valve = h f = n.Kf. c 2 g 2 v × = 12,0 174 , 32 2 4432 , 3 2 = 0,3685 ft.lbflbm Pipa lurus 80 ft = F f = 4f c 2 g 2 D v L × × × = 40,0058 174 , 32 . 2 . 0,665 3,4432 . 80 2 = 0,5141 ft.lbflbm 1 Sharp edge exit = h ex = c 2 2 2 1 g 2 v A A 1 × ×     − = 174 , 32 1 2 4432 , 3 1 2 − = 0,1842ft.lbflbm Total friction loss : ∑ F = 1,4353 ft.lbflbm Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Dari persamaan Bernoulli : W F P P z z g v v 2 1 s 1 2 1 2 2 1 2 2 = + ∑ + − + − + − Geankoplis, 1997 dimana : v 1 = v 2 P 1 ≈ P 2 = 101,325 kPa ρ P ∆ = 0 ft.lb f lb m ∆Z = 40 ft Maka : Ws ft.lbflbm 4353 , 1 ft 40 det . lbf lbm . ft 174 , 32 ftdet 174 , 32 2 2 = + + + + Ws = -41,435 ft.lbflbm Effisiensi pompa , η= 75 Ws = - η x Wp -41,435 = -0,75 x Wp Wp = 55,247 ft.lbflbm Daya pompa : P = m x Wp = ft.lbflbm 247 , 55 lbmdet 6731 , 74 × x ft.lbfdet 550 hp 1 = 7,500 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor untuk ke -2 unit = 7,500 hp LC.13 Pompa Mixer J-107 Fungsi : Memompa POME dari bak penampung BP-101 menuju tangki pencampuran. Bentuk : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 2 unit Laju alir massa F : 147.000 kghari Bab III, alur 3 dan 4 Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. • Tekanan P : 1 atm • Temperatur T : 28 C • Laju alir massa : 147.000 kghari = 3,7594 lbmdetik • Densitas : 1.000 kgm 3 = 62,43 lbmft 3 • Viskositas : 0,87 cP = 0,58.10 -3 lbmft.det Perhitungan detik ft 06008 , lbmft 62,43 lbmdet 3,7594 Q volumetrik alir Laju 3 3 = = Perencanaan Diameter Pipa pompa : Untuk aliran turbulen Nre 2100, De = 3,9 × Q 0,45 × ρ 0,13 Walas, 1988 Untuk aliran laminar , De = 3,0 × Q 0,36 × µ 0,18 Walas, 1988 dengan : D = diameter optimum in ρ = densitas lbmft 3 Q = laju volumetrik ft 3 s µ = viskositas cP Asumsi aliran turbulen, maka diameter pipa pompa : Desain pompa : Di ,opt = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 = 3,9 0,06008 ft 3 s 0,45 62,43 lbmft 3 0,13 = 1,88 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 1 12 in Schedule number : 40 Diameter Dalam ID : 1,61 in = 0,13416 ft Diameter Luar OD : 1,9 in = 0,158 ft Inside sectional area : 0,01414 ft 2 fts 2491 , 4 ft 0,01414 s ft 06008 , A Q v linear, Kecepatan 2 3 = = = Bilangan Reynold : N Re = µ ρ D v × × = lbmft.s 0,00058 ft 665 , ftdet 2491 , 4 lbmft 43 , 2 6 3 Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. = 6,0878. 10 4 Turbulen Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 4,6.10 -5 Geankoplis, 1997 Pada N Re = 6,0878. 10 4 dan εD = 0,0011248 Dari Gambar 2.10-3 Geankoplis, maka harga f = 0,0088 Geankoplis, 1997 Friction loss : 1 Sharp edge entrance= h c = 0,5 c 2 1 2 g 2 v A A 1 × ×     − = 0,5 174 , 32 1 2 2491 , 4 1 2 − = 0,1403 ft.lbflbm 2 elbow 90° = h f = n.Kf. c 2 g 2 v × = 20,75 174 , 32 2 2491 , 4 2 = 0,4209 ft.lbflbm 1 check valve = h f = n.Kf. c 2 g 2 v × = 12,0 174 , 32 2 2491 , 4 2 = 0,5612 ft.lbflbm Pipa lurus 80 ft = F f = 4f c 2 g 2 D v L × × × = 40,0088 174 , 32 . 2 . 0,134 4,2491 . 80 2 = 5,8891 ft.lbflbm 1 Sharp edge exit = h ex = c 2 2 2 1 g 2 v A A 1 × ×     − = 174 , 32 1 2 2491 , 4 1 2 − = 0,2806 ft.lbflbm Total friction loss : ∑ F = 7,2921 ft.lbflbm Dari persamaan Bernoulli : W F P P z z g v v 2 1 s 1 2 1 2 2 1 2 2 = + ∑ + − + − + − Geankoplis, 1997 dimana : v 1 = v 2 P 1 ≈ P 2 = 101,325 kPa ρ P ∆ = 0 ft.lb f lb m ∆Z = 40 ft Maka : Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Ws ft.lbflbm 2921 , 7 ft 40 det . lbf lbm . ft 174 , 32 ftdet 174 , 32 2 2 = + + + + Ws = -47,292 ft.lbflbm Effisiensi pompa , η= 75 Ws = - η x Wp -47,292 = -0,75 x Wp Wp = 63,056 ft.lbflbm Daya pompa : P = m x Wp = ft.lbflbm 056 , 63 lbmdet 75094 , 3 × x ft.lbfdet 550 hp 1 = 0,43 hp Daya pompa adalah 0,43 hp. LC. 14 Pompa Pencampuran NaHCO 3 J-108 Fungsi : Memompa campuran POME dan NaHCO 3 M-101 dari tangki pencampuran NaHCO 3 menuju splitter Bentuk : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi • Tekanan P : 1 atm • Temperatur T : 28 C • Laju alir massa F : 142.500 kghari = 3,6361 lbmdet • Densitas campuran : 1061 kgm 3 = 66,24 lbmft 3 • Viskositas campuran : 0,824 cP = 0,6.10 - 3 lbmft.det Perhitungan hari ft 0549 , lbmft 66,24 lbmdet 3,6361 Q volumetrik alir Laju 3 3 = = Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Perencanaan Diameter Pipa pompa : Untuk aliran turbulen Nre 2100, De = 3,9 × Q 0,45 × ρ 0,13 Walas, 1988 Untuk aliran laminar , De = 3,0 × Q 0,36 × µ 0,18 Walas, 1988 dengan : D = diameter optimum in ρ = densitas lbmft 3 Q = laju volumetrik ft 3 s µ = viskositas cP Asumsi aliran turbulen, maka diameter pipa pompa : Desain pompa : Di ,opt = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 = 3,9 0,0549 ft 3 s 0,45 66,24 lbmft 3 0,13 = 1,822 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 2 in Schedule number : 40 Diameter Dalam ID : 2,067 in = 0,1722 ft Diameter Luar OD : 2,375 in = 0,1979 ft Inside sectional area : 0,02330 ft 2 fts 3560 , 2 ft 0,02330 s ft 0,0549 A Q v linear, Kecepatan 2 3 = = = Bilangan Reynold : N Re = D v × × = lbmft.s 0,00055 ft 0,1722 ftdet 3560 , 2 lbmft ,24 6 6 3 = 48.545,9188 Turbulen Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 4,6.10 -5 Geankoplis, 1997 Pada N Re = 48.545,9188 dan εD = 0,00088 Dari Gambar 2.10-3, maka harga f = 0,0092 Geankoplis, 1997 Friction loss : 1 Sharp edge entrance= h c = 0,5 c 2 1 2 g 2 v A A 1 × ×     − Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. = 0,5 174 , 32 1 2 3560 , 2 1 2 − = 0,0474 ft.lbflbm 2 elbow 90° = h f = n.Kf. c 2 g 2 v × = 20,75 174 , 32 2 3560 , 2 2 = 0,1294 ft.lbflbm 1 check valve = h f = n.Kf. c 2 g 2 v × = 12,0 174 , 32 2 3560 , 2 2 = 0,1725 ft.lbflbm Pipa lurus 40 ft = F f = 4f c 2 g 2 D v L × × × = 40,0092 174 , 32 . 2 . 0,1722 2,3560 . 40 2 = 0,7372 ft.lbflbm 1 Sharp edge exit = h ex = c 2 2 2 1 g 2 v A A 1 × ×     − = 174 , 32 1 2 3560 , 2 1 2 − = 0,0474 ft.lbflbm Total friction loss : ∑ F = 1,1340 ft.lbflbm Dari persamaan Bernoulli : W F P P z z g v v 2 1 s 1 2 1 2 2 1 2 2 = + ∑ + − + − + − Geankoplis, 1997 dimana : v 1 = v 2 P 1 ≈ P 2 = 101,325 kPa ρ P ∆ = 0 ft.lb f lb m ∆Z = 10 ft Maka : Ws ft.lbflbm 1340 , 1 ft 10 det . lbf lbm . ft 174 , 32 ftdet 174 , 32 2 2 = + + + + Ws = -11,134 ft.lbflbm Effisiensi pompa , η= 75 Ws = - η x Wp -11,134 = -0,75 x Wp Wp = 14,845 ft.lbflbm Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Daya pompa : P = m x Wp = ft.lbflbm 845 , 14 lbmdet 6361 , 3 × x s 550ft.lbf hp 1 = 0,0240 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 0,0240 hp LC. 15 Pompa Pencampuran Nutrisi J-108 Fungsi : Memompa campuran POME dan nutrisi M-102 dari tangki pencampuran adiktif menuju splitter Bentuk : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi • Tekanan P : 1 atm • Temperatur T : 28 C • Laju alir massa F : 14.580 kghari = 0,37 lbmdet • Densitas campuran : 1170,55 kgm 3 = 73,0749 lbmft 3 • Viskositas campuran : 0,716 cP = 0,48.10 -3 lbmft.det Perhitungan hari ft 0051 , lbmft 73,0749 lbmdet 0,37 Q volumetrik alir Laju 3 3 = = Perencanaan Diameter Pipa pompa : Untuk aliran turbulen Nre 2100, De = 3,9 × Q 0,45 × ρ 0,13 Walas, 1988 Untuk aliran laminar , De = 3,0 × Q 0,36 × µ 0,18 Walas, 1988 dengan : D = diameter optimum in ρ = densitas lbmft 3 Q = laju volumetrik ft 3 s µ = viskositas cP Asumsi aliran turbulen, maka diameter pipa pompa : Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Desain pompa : Di ,opt = 3 Q 0,45 ρ 0,13 = 3 0,0051 ft 3 s 0,45 73,07488 lbmft 3 0,13 = 0,487 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 38 in Schedule number : 40 Diameter Dalam ID : 0,493 in = 0,0411 ft Diameter Luar OD : 0,675 in = 0,0562 ft Inside sectional area : 0,00133 ft 2 fts 828 , 3 ft 0,00133 s ft 0,0051 A Q v linear, Kecepatan 2 3 = = = Bilangan Reynold : N Re = D v × × = lbmft.s 0,000481 ft 0,0411 ftdet 828 , 3 lbmft 0748 , 73 3 = 23.884,73 Turbulen Pada N Re = = 23.884,73 Dari Gambar 2.10-3, maka harga f = 0,0087 Geankoplis, 1997 Friction loss : 1 Sharp edge entrance= h c = 0,5 c 2 1 2 g 2 v A A 1 × ×     − = 0,5 174 , 32 1 2 828 , 3 1 2 − = 0,125 ft.lbflbm 2 elbow 90° = h f = n.Kf. c 2 g 2 v × = 20,0087 174 , 32 2 828 , 3 2 = 0,342 ft.lbflbm 1 check valve = h f = n.Kf. c 2 g 2 v × = 12,0 174 , 32 2 828 , 3 2 = 0,455 ft.lbflbm Pipa lurus 50 ft = F f = 4f c 2 g 2 D L.v × × = 40,0087 174 , 32 . 2 . 0,0411 3,828 . 50 2 = 9,644 ft.lbflbm Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. 1 Sharp edge exit = h ex = c 2 2 2 1 g 2 v A A 1 × ×     − = 174 , 32 1 2 828 , 3 1 2 − = 0,125 ft.lbflbm Total friction loss : ∑ F = 10,692 ft.lbflbm Dari persamaan Bernoulli : W F P P z z g v v 2 1 s 1 2 1 2 2 1 2 2 = + ∑ + − + − + − Geankoplis, 1997 dimana : v 1 = v 2s P 1 ≈ P 2 = 101,325 kPa ρ P ∆ = 0 ft.lb f lb m ∆Z = 10 ft Maka : Ws ft.lbflbm 692 , 10 ft 10 det . lbf lbm . ft 174 , 32 ftdet 174 , 32 2 2 = + + + + Ws = -10,10 ft.lbflbm Effisiensi pompa , η= 75 Ws = - η x Wp -10,692 = -0,75 x Wp Wp = 27,589 ft.lbflbm Daya pompa : P = m x Wp = ft.lbflbm 589 , 27 lbmdet 0,37 × x ft.lbfs 550 hp 1 = 0,014 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 0,014 hp LC.16 Reaktor Fermentasi R-101 Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi fermentasi Tipe : Tangki berpengaduk dengan flat 6 blade turbin impeller Bentuk : Silinder tegak vertikal dengan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Beton kedap air Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Waktu tinggal : 7 hari Jumlah : 15 buah Kondisi operasi : - Temperatur T = 37 C - Tekanan P = 1 atm Laju alir massa : 6.010.080 kghari Densitas campuran : 1001,86 kgm 3 Viskositas campuran : 0,87 cP = 0,9.10 -3 kgm.s Faktor kelonggaran : 20 Perry dan Green, 1999 A. Volume tangki Total massa bahan dalam tangki = 6.010.080 kghari x 7 hari = 42.070.560 kg Total volume dalam tangki = = 3 kgm 1001,86 kg 2.070.560 4 41.992 m 3 Volume tangki, V T = 1+0,2 x 41.992 m 3 = 50.391 m 3 Tangki berjumlah 15 unit, maka volume masing-masing tangki = 3.359 m 3 Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki H s : D t = 3: 2 Volume silinder V s = s 2 t H D 4 1 H s : D t = 3 : 2 V s = 3 t D 8 3 Tutup tangki berbentuk ellipsoidal dengan rasio axis major terhadap minor 2 : 1, sehingga : Tinggi head H h = t D 6 1 Brownell dan Young, 1959 Volume tutup V h ellipsoidal = h 2 t H D 4 = D 6 1 D 4 t 2 t = 3 t D 24 V t = V s + V h Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. V t = 3 t D 8 3 + 3 t D 24 V t = 3 t D 24 10 D t = 13,691 m = 539,022 in Tinggi silinder H s = t D 2 3 = 32 x 13,691 m = 20,537 m Tinggi tutup ellipsoidal H h = t D 6 1 = 16 x 3,098 m = 2,282 m Tinggi tangki H T = H s + H h = 22,819 m Tinggi bahan dalam tangki = tangki volume tangki tinggi tangki dalam bahan volume × = 67.188 819 , 22 990 . 55 × = 19,016 m B. Perancangan sistem pengaduk Jenis : flat 6 blade turbin impeller Baffle : 4 buah Kecepatan putaran N = 110 putarandetik Efisiensi motor = 80 Pengaduk didesain dengan standar sebagai berikut : Mc Cabe, 1994 D a : D t = 1 : 3 J : D t = 1 : 12 W : D a = 1: 5 L : D a = 1 : 4 E : D a = 1 : 1 Jadi: 1. Diameter impeller D a = 13 × D t = 13 x 13,691 = 4,564 m 2. Lebar baffle J = 112 x D t = 112 x 13,691 = 1,141 m 3. Lebar daun impeller W = 15 × D a = 15 × 4,564 = 0,193 m 4. Panjang daun impeller L = 14 x D a = 14 x 4,564 = 1,141 m 5. Tinggi pengaduk dari dasar E = D a = 4,564 m Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Daya untuk pengaduk Bilangan Reynold N Re N Re = 354 . 597 . 1 001 , 1.001,86 4,564 066 , D N 2 2 a = × × = × × µ ρ Dari tabel 3.4-5 Geankoplis, 2003 diperoleh Np = 6. c 5 3 p g Da N N P ρ × × × = Mc Cabe, 1994 2 3 5 5 3 3 .det lbm.ftlbf 32,147 lbmft 546 , 63 ft 973 , 14 det 0,066 6 P × × × = = 2.549,960 ft ⋅lb f det = 4,718 hp Karena efisiensi motor, η = 80 Jadi, daya motor adalah = 5,898 hp LC.17 Blower JB-101 Fungsi : Memompa biogas dari reaktor fermentasi R-101 menuju generator GG-101 Jenis : Blower sentrifugal Bahan konstruksi : Carbon steel Kondisi operasi : 28 ºC dan 101,325 kPa Laju alir gas = 676,2825 kmoljam Laju alir volum gas Q = kPa 01,325 1 K 301,15 K x .kPakmol m 8,314 x kmoljam 676,2825 3 = 16.711,07822 m 3 jam Daya blower dapat dihitung dengan persamaan, 33000 Q efisiensi 144 P × × = Perry, 1997 Efisiensi blower, η = 80 33000 0822 , 711 . 16 0,8 144 P × × = = 54,69 hp LC. 18 Generator GG-101 Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi pembakaran untuk menghasilkan listrik Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Jenis : Biogas generator Bahan : Low alloy steel Generator terdiri dari : - Kompresor - Combusition chamber - Turbin Kompresor Fungsi : Menaikkan tekanan udara luar menuju ruang bakar Jenis : Centrifugal compressor Jumlah : 1 unit Data: Laju alir massa udara = 1.187.102 kghari 1 atm, 28 C Densitas udara = 1126 kgm 3 = 70,294 lbmft 3 1 atm, 28 C Laju alir volumetrik Q = jam m 9279 , 43 kgm 1126 kgjam 58 , 49462 3 3 = = 0,4309 ft 3 detik = 37,231 ft 3 hari = 25,854 ft 3 menit Diameter pipa ekonomis De dihitung dengan persamaan : De = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 Timmerhaus,1991 = 3,9 0,4309 ft 3 detik 0,45 70,294 lbmft 3 0,13 = 4,64 in Dipilih material pipa commercial steel 5 inchi Sch 120 : Diameter dalam ID = 3,6240 in Diameter luar OD = 5,5630 in Luas penampang A = 0,9490 ft 2 Tekanan masuk P1 =1 atm = 2116,224 lbft 2 = 14,696 psia Tekanan keluar P2 = 10 atm = 12.679,344 lbft 2 = 88,716 psia Temperatur masuk = 28 C Rasio spesifik k = 1,4 Daya P = 1 1,4 1 1,4 1 1,4 9270 , 3 4 x 716 , 88 x 1,4 1 k 1 k 1 k 1 P 2 P Q x 2 P x k 14,696 88,716 − − − = − − −                                     Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. P = 19.310.714 hp Jika efisiensi motor adalah 80 , maka : 24.138.393 hp Turbin Gas Fungsi : Menurunkan tekanan gas dari ruang pembakaran Jenis : Centrifugal expander Jumlah : 1 unit Data: Laju alir massa udara = 1.187.102 kghari 1 atm, 28 C Laju alir massa biogas = 141.989,16 kghari 1 atm, 28 C Laju alir massa total = laju alir massa udara +laju alir massa biogas = 1.329.091,6 kghari = 55.378,82 kgjam Densitas gas = 1.006,71 kgm 3 = 62,8473 lbmft 3 1 atm, 28 C Laju alir volumetrik Q = jam m 0094 , 55 kgm 1006,71 kgjam 82 , 378 . 55 3 3 = = 0,5396 ft 3 detik = 46.623,69 ft 3 hari = 32,37757 ft 3 menit Diameter pipa ekonomis De dihitung dengan persamaan : De = 3,9 Q 0,45 ρ 0,13 Timmerhaus, 1991 = 3,9 0,5396 ft 3 detik 0,45 62,8473 lbmft 3 0,13 = 5,06 in Dipilih material pipa commercial steel 5 inchi Sch 120 : Diameter dalam ID = 3,6240 in Diameter luar OD = 5,5630 in Luas penampang A = 0,9490 ft 2 Tekanan masuk P1 = 10 atm = 12.679,344 lbft 2 = 88,716 psia Tekanan keluar P2 = 1 atm = 2116,224 lbft 2 = 14,696 psia Temperatur keluar = 207,9 C Rasio spesifik k = 1,4 Daya P = 1 1,4 1 1,4 1 1,4 88,716 0094 , 5 5 x 696 , 14 1,4 1 k 1 k 1 k 1 P 2 P Q x 2 P x k 14,696 − − − × = − − −                                     P = -28.966.091 hp Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Jika efisiensi motor adalah 80 , maka : -36.027.613 hp LC.19 Seeding Pond BP-102 Fungsi : Menampung limbah cair kelapa sawit Bentuk : Persegi panjang Bahan konstruksi : Beton kedap air Jumlah : 1 unit Kondisi Penyimpanan Temperatur T = 37 C Tekanan operasi P = 1 atm 101,325 kPa Kebutuhan perancangan t = 1 hari Densitas campuran = 1001,86 kgm 3 Laju alir massa = 5.868.094,84 kghari Bab III, alur 39 hari m 20 , 857 . 5 kgm 1000 kghari 84 , 094 . 868 . 5 volumetrik alir Laju 3 3 = = Perhitungan ukuran bangunan Faktor kelonggaran = 20 Perry dan Green, 1999 Volume bak V b = 1+0,2 x 5.857,20 m 3 = 7.028,64 m 3 Ukuran bak : Panjang bak p = 2 x lebar bak l maka p = 2l Tinggi bak t = ½ x lebar bak l maka t = ½ l Maka : Volume bak V = p x l x t 7.028,64 m 3 = 2l x l x ½ l Lebar bak l = 19,155 m Dengan demikian, Panjang bak p = 38,31 m Tinggi bak t = 9,5775 m Lebar bak l = 19,155 m Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. LAMPIRAN D PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI Dalam rencana pra rancangan pabrik pembuatan biogas dari limbah cair kelapa sawit sebagai sumber kebutuhan listrik digunakan asumsi sebagai berikut: Pabrik beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Kapasitas maksimum adalah 237.600 Mwtahun. Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau purchased- equipment delivered Timmerhaus et al, 2004. Harga alat disesuaikan dengan nilai tukar dollar terhadap rupiah adalah : US 1 = Rp 10.370,- Bank Indonesia, Mei 2009.

1. Modal Investasi Tetap Fixed Capital Investment

1.1 Modal Investasi Tetap Langsung MITL

1.1.1 Modal untuk Pembelian Tanah Lokasi Pabrik

Luas tanah seluruhnya = 14.427 m 2 Harga tanah pada lokasi pabrik berkisar Rp 150.000m 2 Beritasumut, 2009 Harga tanah seluruhnya =14.427 m 2 × Rp 150.000m 2 = Rp. 2.163.975.000 ,- Biaya perataan tanah diperkirakan 5 Biaya perataan tanah = 0,05 x Rp. 2.163.975.000,- = Rp. 108.198.750 ,- Biaya administrasi pembelian tanah diperkirakan 5 Biaya administrasi pembelian tanah = 0,05 x Rp. 2.313.975.000,- = Rp. 108.198.750 ,- Maka modal untuk pembelian tanah A adalah Rp. 2.380.372.500 ,- LD-1 Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009.

1.1.2 Harga Bangunan dan Sarana

Tabel LD.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya No Nama Bangunan Luas m 2 Harga Rpm 2 Jumlah Rp 1 Perkantoran 500 750.000 375.000.000 2 Laboratorium 150 1.000.000 150.000.000 3 Stasiun operator 100 400.000 40.000.000 4 Daerah Proses 5.500 1.000.000 5.500.000.000 5 Pembangkit listrik 400 750.000 300.000.000 6 Unit Pengolahan air 1.000 1.000.000 1.000.000.000 7 Unit Pengolahan limbah 200 500.000 100.000.000 8 Bengkel 300 300.000 90.000.000 9 Gudang bahan dan pelengkap 500 700.000 350.000.000 10 Kantin 75 300.000 22.500.000 11 Poliklinik 80 500.000 40.000.000 12 Perpustakaan 100 300.000 30.000.000 13 Tempat Ibadah 80 200.000 16.000.000 14 Taman 300 200.000 60.000.000 15 Perumahan Karyawan 750 750.000 562.500.000 16 Jalan 800 400.000 320.000.000 17 Pos keamanan 150 200.000 30.000.000 18 Pemadam Kebakaran 100 400.000 40.000.000 19 Parkir 250 1.000.000 500.000.000 20 Aula 200 150.000 37.500.000 21 Areal perluasan 1000 300.000 60.000.000 22 Areal antar bangunan 1312 200.000 16.000.000 TOTAL 14.427 - 10.101.900.000 Harga bangunan saja = Rp. 8.636.129.838,- Harga sarana = Rp. 1.465.670.162 ,- Total biaya bangunan dan sarana B = Rp. 10.101.900.000,- Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009.

1.1.3 Perincian Harga Peralatan

Harga peralatan yang di impor ditentukan dengan Timmerhaus et al, 2004 :               = y x m 1 2 y x I I X X C C dimana: C x = harga alat pada tahun 2009 C y = harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia X 1 = kapasitas alat yang tersedia X 2 = kapasitas alat yang diinginkan I x = indeks harga pada tahun 2009 I y = indeks harga pada tahun yang tersedia m = faktor eksponensial untuk kapasitas tergantung jenis alat Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2009 digunakan metode regresi koefisien korelasi: [ ] 2 i 2 i 2 i 2 i i i i i Y Y n X X n Y X Y X n r − ⋅ × − ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅ = Montgomery, 1992 Tabel LD.2 Harga Indeks Marshall dan Swift No. Tahun Xi Indeks Yi Xi.Yi Xi² Yi² 1 1989 895 1780155 3956121 801025 2 1990 915 1820850 3960100 837225 3 1991 931 1853621 3964081 866761 4 1992 943 1878456 3968064 889249 5 1993 967 1927231 3972049 935089 6 1994 993 1980042 3976036 986049 7 1995 1028 2050860 3980025 1056784 8 1996 1039 2073844 3984016 1079521 9 1997 1057 2110829 3988009 1117249 10 1998 1062 2121876 3992004 1127844 11 1999 1068 2134932 3996001 1140624 12 2000 1089 2178000 4000000 1185921 13 2001 1094 2189094 4004001 1196836 14 2002 1103 2208206 4008004 1216609 Total 27937 14184 28307996 55748511 14436786 Sumber: Tabel 6-2, Timmerhaus et al, 2004 Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Data : n = 14 ∑Xi = 27937 ∑Yi = 14184 ∑XiYi = 28307996 ∑Xi² = 55748511 ∑Yi² = 14436786 Dengan memasukkan harga-harga pada Tabel LE – 2, maka diperoleh harga koefisien korelasi: r = 14 . 28307996 – 2793714184 [14. 55748511 – 27937²] x [1414436786 – 14184² ] ½ ≈ 0,98 = 1 Harga koefisien yang mendekati +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linier antar variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah persamaan regresi linier. Persamaan umum regresi linier, Y = a + b ⋅ X dengan: Y = indeks harga pada tahun yang dicari 2009 X = variabel tahun ke n – 1 a, b = tetapan persamaan regresi Tetapan regresi ditentukan oleh : Montgomery, 1992 2 i 2 i i i i i X X n Y X Y X n b − ⋅ ⋅ − ⋅ = a 2 2 2 Xi Xi n. Xi.Yi Xi. Xi Yi. Σ − Σ Σ Σ − Σ Σ = Maka : 8088 , 16 3185 53536 27937 55748511 14 14184 27937 28307996 14 b 2 = = − − = 8 , 32528 3185 103604228 27937 55748511 14 28307996 27937 55748511 14184 a 2 − = − = − − = Sehingga persamaan regresi liniernya adalah: Y = a + b ⋅ X Y = 16,809X – 32528,8 Dengan demikian, harga indeks pada tahun 2009 adalah: Y = 16,8092009 – 32528,8 Y = 1240,06154 Fitri Meidina Harahap : Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 MwhTahun, 2009. Perhitungan harga peralatan menggunakan adalah harga faktor eksponsial m Marshall Swift. Harga faktor eksponen ini beracuan pada Tabel 6-4, Timmerhaus et al, 2004. Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya dianggap 0,6 Timmerhaus et al, 2004 Contoh perhitungan harga peralatan:

a. Blower JB-101