Cp.dTr Biaya Start - Up Pajak Penghasilan Laba Setelah Pajak Profit Margin PM

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 = + - = kkaljam Reaksi IV : CaOH 2 + H 2 SO 4 CaSO 4 + 2H 2 O ΔHf CaOH 2 = ΔHf o 25 = kkalkg x kgjam = kkaljam ΔHf H 2 SO 4 = ΔHf o 25 = kkalkg x kgjam = kkaljam Komponen ΔHr o 80 = ΔHr o 25 + m.Cp.dTp - m.Cp.dTr ΔHr o 25 = ΔHfp -ΔHfr m.Cp.dTp

m.Cp.dTr

6,905 kkaljam Reaktan CaHCOO 2 H 2 SO 4 -1976,327 1,128 Produk CaSO 4 -1755,539 9,781 0,255 0,371 5,208 6,905 3,464 10,443 -1750,258 10,370 -1750,258 10,370 15,651 Σ 3,464 HCOOH -2712,613 -2230,151 15,651 5,208 -3183,514 0,852 0,240 0,524 0,354 Universitas Sumatera Utara ΔHf CaSO 4 = ΔHf o 25 = kkalkg x kgjam = kkaljam ΔHf 2H 2 O = ΔHf o 25 = kkalkg x kgjam = kkaljam ΔHr o 25 = ΔHf produk - ΔHf reaktan = {-3900,346 + -1331,041} - {-2712,613 + 2230,151} = kkaljam m.ʃCp.dT = x CaOH 2 = kkaljam m.Cp.dT = x x 55 H 2 SO 4 = kkaljam m.ʃCp.dT = x CaSO 4 = kkaljam m.Cp.dT = x x 55 2H 2 O = kkaljam ΔHr o 80 IV = ΔHf o 25 + m.Cp.dTp - m.Cp.dTr = + - = kkaljam -288,623 38,779 CaSO 4 23,462 1,566 -2490,662 -3210,994 0,415 36,578 Komponen ΔHr o 80 = ΔHr o 25 + m.Cp.dTp - m.Cp.dTr ΔHr o 25 = ΔHfp -ΔHfr Reaktan m.Cp.dTp m.Cp.dTr kkaljam -288,623 0,852 1,566 9,781 0,415 1,029 15,905 1,128 0,371 13,553 H 2 SO 4 Produk -3900,346 -1331,041 13,553 15,317 23,026 23,462 23,026 CaOH 2 -286,422 Universitas Sumatera Utara ΔHr total = ΔHr o 25I + ΔHr o 25II + ΔHr o 25III + ΔHr o 25IV = + + + kkaljam = kkaljam Karena reaksi terjadi eksoterm maka diperlukan air pendingin Air pendingin yang masuk pada suhu 25 o C = K dan keluar pada 45 o C = K Neraca Panas Q pendingin = ΔHp + ΔHr o25 total -ΔHr = 9697,034 + -27335,827 -97635,412 = kkaljam Q air pendingin = m.Cp.dT = m x x - m = x 20 m = kgjam Neraca Panas di Reaktor Asam Oksalat -343,063 36,578 2H 2 O 15,317 Jumlah -24953,883 Σ -288,623 -1750,258 298,15 Jumlah 974,835 H umpan H H 2 SO4 -27335,827 -60602,552 8164,624 9697,034 H H 2 O Q air pendingin 97635,412 -60602,552 -60602,552 1,002 318,15 557,575 ΔH reaksi H produk 9697,034 -288,623 -60602,552 38,779 3008,654 1,007 Panas masuk Jumlah kkaljam Panas keluar Jumlah kkaljam 298,15 -27335,827 318,15 Universitas Sumatera Utara

5.COOLER

Entalpi bahan masuk = Entalpi bahan keluar dari reaktor asam oksalat = kkaljam Entalpi bahan keluar suhu bahan keluar = 55 o C = K Neraca Panas Q loss = 5 x H bahan masuk = 5 x = kkaljam H bahan masuk = H bahan keluar + Q media pendingin = + Q media pendingin + Q media pendingin = kkalkg 0,360 30 97635,412 3990,832 40,262 49728,252 Q = m.Cp.dT 3,766 4,905 H 2 SO 4 30 HCOOH 0,240 0,524 Q = m.ʃCp.dT 53,255 369,521 H 2 O 1632,510 97635,412 ΔT ʃCp dT kkalkgK kkalkg 30 0,166 38410,475 4881,771 CaSO4 Jumlah 4881,771 30 C 2 H 2 O 4 243,031 1,015 0,360 30 2298,869 54343,167 54343,167 kkaljam 575,149 CH 3 COOH 0,313 0,522 97635,412 328,15 Komponen m kgjam Cp H air pendingin in T = 25 o C H produk T = 55 o C H air pendingin out T = 45 o C H feed T = 80 o C Universitas Sumatera Utara Kebutuhan media pendingin Digunakan air pendingin untuk mendinginkan bahan masuk dengan suhu T in = 25 o C = K T out = 45 o C = K Q media Pendingin = m.Cp.ΔT = m massa media pendingin = = kgjam

6.FILTER PRESS

Entalpi bahan masuk = Entalpi bahan keluar dari Cooler I = kkaljam Entalpi bahan keluar = Suhu bahan keluar = T o C = T+273,15 K C 2 H 2 O 4 242,565 242,565 54343,167 Komponen m kgjam Cp ΔT ʃCp dT Q = m.Cp.dT kkalkgK kkalkg Q = m.ʃCp.dT ʃCp.dT 298,15 318,15 Jumlah 97635,412 Filtrat Q loss Jumlah 97635,412 38410,475 38410,475 1,007 x 45-25 2542,552 1,007 x 45-25 Panas masuk Jumlah kkaljam Panas keluar Jumlah kkaljam H umpan 97635,412 H produk 54343,167 Q media pendingin 38410,475 1654,088 H 2 O 4881,771 ʃCp.dT T-25 1629,383 1,015 T-25 kkaljam H feed T = 55 o C H produk T Universitas Sumatera Utara T-25 + T-25 + Q loss = x H bahan masuk = x = kkaljam Neraca Panas = + H filtrat + H Cake = kkaljam H filtrat = T-25 + ʃCp dT H cake = T-25 + ʃCp dT + ʃCp dT H filtrat + H cake = T-25 + + ʃCp dT Suhu bahan keluar dari Filter Press dihitung dengan trial and error T = o C = K H Filtrat = T-25 + ʃCp dT = x + [ x 0,259 x 298,15 + 0,0008 x 298,15] = + = kkaljam CaSO 4 369,521 54343,167 5 5 369,521 ʃCp dT 1674,096 242,565 3,213 0,465 ʃCp.dT 1674,096 327,66-298,15 369,521 54,614 327,76 49576,815 39,656 0,000 369,52 0,259 x 327,76 + 0,0008 x 327,76 - 1674,096 242,565 ʃCp dT 0,239 T-25 T-25 H 2 SO 4 HCOOH 242,565 ʃCp dT + H bahan masuk = H bahan keluar + Q loss 243,0 T-25 0,465 ʃCp.dT 54343,167 369,521 0,522 T-25 Cake Jumlah 3,213 H 2 SO 4 0,102 0,371 T-25 0,038 T-25 0,001 T-25 ʃCp.dT 0,465 HCOOH 1674,096 CH 3 COOH 0,001 0,522 0,524 0,465 T-25 3,127 1,015 3,174 T-25 19,720 T-25 0,0002 242,565 Jumlah ʃCp.dT C 2 H 2 O 4 0,125 T-25 T-25 T-25 H filtrat + H cake 2717,158 H 2 O 53,153 0,371 CH 3 COOH 0,313 ʃCp.dT 0,163 T-25 2717,158 51626,008 49616,471 1677,309 0,524 Universitas Sumatera Utara H cake = T-25 + ʃCp dT + ʃCp dT = x + x + = + + = kkaljam Neraca Panas pada Filter Press

7. EVAPORATOR

H bahan masuk = Entlapi bahan keluar dari filter press = kkaljam Panas masuk 0,465 18,52 x 327,76+0,022 x 327,76+-156800 x 327,76- 18,52 x 298,15+0,022 x 298,15+-156800 x 298,15x 567,093 0,259 x 327,76+0,0008 x327,76-0,259 x 298,15+0,0008x298,15 H umpan 54343,167 H produk H Cake 2009,537 0,076 54343,167 49616,471 3,213 0,465 Q loss 2717,158 Jumlah 54343,167 Jumlah Jumlah kkaljam 95,144 1914,318 369,521 3,213 327,66-298,15 Panas keluar Jumlah kkaljam 49616,471 2009,537 H vapour T = 100 o C H feed T = 54,61 o C H Condensat T = 148 o C P = 4,7 bar H saturated steam in T = 148 o C P = 4,7 bar H produk T = 100 o C Universitas Sumatera Utara Entalpi bahan keluar : Suhu bahan keluar : o C = K Hv air pada 100 o C = kkalkg Entalpi air yang menguap = m x Hv = x = kkaljam Neraca Panas Q = Hproduk - H umpan = 830473,421 +20571,982 -49616,471 = kkaljam Q suplai = 1,05 x Q Q Suplai = 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 Q loss = x Q = x = kkaljam 801428,931 5 5 149,037 841500,378 841500,378 1506,875 9,398 12,240 98,085 18945,384 kkaljam Q = m.ʃCp.dT Q = m.Cp.dT Jumlah 2744,0 623,6 655,837 149,037 801428,931 830473,421 1660,422 655,837 Komponen m kgjam HCOOH 0,239 75 kkalkg 0,524 C 2 H 2 O 4 H 2 O 243,384 0,404 539,653 20571,982 1386,000 599,187 H 2 SO 4 53,153 0,378 75 - CH 3 COOH 0,313 0,522 75 Cp ΔT ʃCp dT 242,565 kkalkgK 100 373,150 1,038 75 599,187 40071,447 Universitas Sumatera Utara Neraca Panas di Evaporator

8.COOLER II

Entalpi bahan masuk = Entalpi bahan keluar dari evaporator = kkaljam Entalpi bahan keluar suhu bahan keluar = 55 o C = K Neraca Panas kkaljam 0,000 7413,761 830473,421 Panas masuk Jumlah kkaljam Panas keluar Jumlah kkaljam H umpan 49616,471 H produk 20571,982 Q Steam 841500,378 H Vapour kkalkg Q = m.ʃCp.dT Q loss 40071,447 0,522 30 0,524 30 H 2 SO 4 53,153 0,360 30 Jumlah 539,653 HCOOH 0,239 Jumlah 891116,849 Jumlah 891116,849 328,15 Komponen m kgjam Cp ΔT ʃCp dT Q = m.Cp.dT kkalkgK 4,896 574,048 3,759 H 2 O 243,384 1,015 30 C 2 H 2 O 4 242,565 0,166 CH 3 COOH 0,313 20571,982 7996,464 H air pendingin in T = 25 o C H produk T = 55 o C H air pendingin out T = 45 o C H feed T = 100 o C Universitas Sumatera Utara H bahan masuk = H bahan keluar + Q media pendingin = + Q media pendingin Q media pendingin = kkalkg Kebutuhan media pendingin Digunakan air pendigin untuk mendinginkan bahan masuk dengan suhu T in = 25 o C = K T out = 45 o C = K Q media Pendingin = m.Cp.ΔT = m massa media pendingin = = kgjam 9.CRYSTALIZER Entalpi bahan masuk = Entalpi bahan keluar dari cooler = kkaljam 7996,464 H umpan 20571,982 H produk 7996,464 12575,518 298,15 318,15 12575,518 1,007 x 45-30 Panas masuk Jumlah kkaljam Panas keluar Jumlah kkaljam 12575,518 1,007 x 45-30 Q media pendingin 12575,518 Jumlah 20571,982 Jumlah 20571,982 20571,982 7996,464 832,427 H feed T = 55 o C H air pendingin in T = 25 o C H air pendingin out T = 45 o C H produk T = 30 o C Universitas Sumatera Utara Entalpi bahan Pada 30 o C Panas pendinginan sampai 30 o C = H bahan pada 55 o C - H bahan pada 30 o C = - = kkaljam H pengkristalan = Berat kristal x Panas Pengkristalan C 2 H 2 O 4 .2H 2 O = Berat kristal x -1 x Heat Solution C 2 H 2 O 4. 2H 2 O Perry = x -1x-67,3413 = kkaljam Q Kristalisasi = Panas untuk mendinginkan + Panas untuk mengkristalkan = + = kkaljam Q loss = x H bahan masuk = x = kkaljam Entalpi bahan keluar Suhu bahan keluar = 30 o C = K 7996,464 5 5 399,823 - kkaljam Q = m.ʃCp.dT Q = m.Cp.dT 6683,561 30043,163 303,15 0,366 5 570,949 Komponen m kgjam Cp ΔT ʃCp dT kkalkgK kkalkg H 2 O - - Kristal C 2 H 2 O 4 - 0,350 5 93,983 0,000 Komponen m kgjam Cp ΔT ʃCp dT kkalkgK kkalkg 446,133 C 2 H 2 O 4 242,565 0,027 1312,903 6683,561 Impurities 53,704 1312,903 H 2 O 243,384 1,002 5 Impurities 0,537 0,350 C 2 H 2 O 4 .2H 2 O 5 C 2 H 2 O 4 .2H 2 O 311,994 Jumlah 539,653 7996,464 30043,163 36726,724 - 1218,920 kkaljam Q = m.ʃCp.dT Q = m.Cp.dT 0,940 Universitas Sumatera Utara Neraca Panas H bahan masuk + Q kristalisasi = Q bahan keluar + Q loss + Q media pendingin + = + + Q media pendingin Q media Pendingin = kkaljam Kebutuhan media Pendingin Digunakan air pendingin untuk mendinginkan dengan suhu masuk 25 o C dan keluar 45 o C Q media pendingin = m.Cp.dT = x x massa air pendingin = = kgjam Neraca panas pada kristalizer

10. CENTRIFUGE 42885,418

42885,418 Jumlah kkaljam 1,007 x 15 2838,767 Q media pendingin 42885,418 Jumlah 44723,188 Jumlah 44723,188 1437,947 Q kristalisasi 36726,724 Q loss 399,823 7996,464 H produk massa air 1,007 45-30 H umpan Panas masuk Jumlah kkaljam Panas keluar 19,712 42885,418 772,481 Jumlah 539,653 7996,464 C 2 H 2 O 4 36726,724 1437,947 Impurities 53,167 0,350 5 0,027 399,823 1437,947 93,043 0,534 154,242 1,002 5 Larutan H 2 O Universitas Sumatera Utara Entalpi bahan masuk = Panas yang keluar dari kristalizer = kkaljam Entalpi Bahan keluar Suhu bahan keluar = 30 o C = K Neraca Panas di Centrifuge Q = m.ʃCp.dT kkaljam 0,015 565,240 21,259 0,027 C 2 H 2 O 4 0,542 90,492 0,519 5,709 751,221 590,005 3,491 Jumlah 539,653 1437,947 H umpan 1437,947 H cake 590,005 Q larutan 847,942 Jumlah 1437,947 Jumlah 1437,947 Panas masuk Jumlah kkaljam Panas keluar Jumlah kkaljam ʃCp dT Q = m.Cp.dT kkalkgK kkalkg C 2 H 2 O 4 .2H 2 O 3,120 0,366 5 Impurities 51,709 0,350 5 C 2 H 2 O 4 19,170 0,027 315,657 Larutan H 2 O 149,997 1,002 5 Kristal H 2 O 4,245 1,002 5 C 2 H 2 O 4 .2H 2 O 308,874 0,366 5 Impurities 1,995 0,350 5 1437,947 303,15 Komponen m kgjam Cp ΔT H feed T = 30 o C H filtrat T = 30 o C H cake T = 30 o C Universitas Sumatera Utara

1. GUDANG BAHAN BAKU ALANG-ALANG GB-01

Fungsi : Untuk menyimpan bahan baku alang-alang. Lama persediaan : 3 hari Densitas alang-alang : fraksi Abu Silika Lignin Pentosan Selulosa Maka densitas alang-alang = kgm 3 Laju bahan masuk = kgjam Faktor keloggaran = 2 Kapasitas penyediaan untuk 3 hari : = kgjam x 24 jam x 3 hari = kg Volume alang-alang : Vgudang bahan baku = 2 x = m 3 Asumsi 1 karung memiliki p : 1 m;l : 0,5m; t : 0,3 m. jumlah karung yang dibutuhkan = 572 karung LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT Komponen Massa ρ ρc kgjam massa kgm 3 kgm 3 360,045 0,181 1600,000 289,920 567,886 0,286 1840,000 525,872 1667,6 1987,006 107,696 0,054 1150,000 62,330 71,532 0,036 2250,000 81,000 1987,006 1 hari 143064,399 879,846 0,443 1600,000 85,790 m 3 Densitas 1667,602 171,581 V = Kapasitas = 143064,399 = 708,480 Jumlah 1987,006 1,000 8440,000 1667,602 571,937 85,790 0,150 = = Universitas Sumatera Utara Gudang direncanakan : P = 1,5 l t = 8 m V = p x l x t = 1,5 l x l x 3 m = 1,5 l 2 X 3 = 1,5 l 2 l = m p = m Maka design gudang p = 8,0 m l = 6 m t = 8 m

2. ROTARY CUTTER KNIFE RC-01

Fungsi : Memotong alang-alang yang berasal dari gudang. Kapasitas : kgjam x 1 jam 3600 detik : kgs Spesifikasi Alat : Ulrich.1984 tabel 4-5 Nama : Rotary Cutter Fungsi : Memotong alang-alang Tipe : Rotary Cutter Knife Kapasitas maksimum : 50 kgs Maks diameter feed masuk : 1 m Max reduction ratio : 50 Bahan konstruksi : Carbon steel Jumlah : 1 buah Temperatur design : 30 o C Power : 2,2 kW = 2,5 hp 1987,006 0,552 57,194 5,042 7,563 171,581 Universitas Sumatera Utara

3. TANGKI PENAMPUNG ALANG-ALANG BP-01

Fungsi : Menampung alang alang setelah dipotong-potong Bentuk : Horizontal Silinder Material : Carbon steel SA-283 Grade C Jumlah : 1 buah Menentukan Volume Bin m = kgjam = lbjam ρ = kgm 3 = lbft 3 Laju padatan = ft 3 jam Dengan waktu tinggal 4 jam dimana volume solid mengisi 80 volume bin digunakan 1 buah bin Volume solid dalam bin = rate massa masuk x waktu tinggal = x 4 = ft 3 Volume solid = 80 volume bin Volume bin = Volume solid dalam bin = = ft 3 Menentukan dimensi tangki Dirancang tangki berbentuk silinder tegak dengan volume HD = Volume silinder VS = 14 π.D 2 .H = 0,25 π.D 2 .1,5D = 0,25π 1,5 D 3 = D 3 V tutup bawah Ve = 1 24 1987,006 4380,552 168,334 0,800 168,334 104,092 42,084 ρ solid 4380,552 104,092 1,178 πD 3 1667,602 0,800 210,418 1,5 Universitas Sumatera Utara Volume total Vt = Vs + Ve = = D 3 D = ft = in H = ft = in Volume Silinder Vs = ft 3 Volume tutup Ve = ft 3 Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = ft Rasio axis = 2:1 tinggi tutup = Menentukan tekanan design Pd Pd = 1,05 x P hidrostatik = 1,05 x ρ x ggc x Hs = x 105,334 x 1 x 14,041144 = psia = kPa Menentukan tebal tangki 1. Tebal bagian silinder Dipergunakan bahan konstruksi Carbon steel SA-283 grade C Efesiensi las , E = f allowable = Brownell Young, 1959 Faktor korosi = in untuk 10 tahun 8,351 100,218 203,227 7,191 210,418 1,178 D 3 + 0,042 D 3 210,418 1,219 5,568 5,568 = 1,392 ft 2 x 2 ts = Pd x ri + C fE - 0,6 Pd 1,050 6,339 43,706 0,85 12.650 0,125 5,568 66,812 Universitas Sumatera Utara dimana : ts : tebal bagian silinder in Pd : tekanan dalam bejana lbin 2 ri : jari-jari dalam shell f : allowable strees lbin 2 E : faktor pengelasan C : Faktor korosi in x 12650 x 0,85-0,6 x 6,339 distandarisasi menjadi 14 in OD = ID + 2ts = + = in = OD Standart = in = ft 2.Tebal tutup Tutup tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell maka tebal tutup tangki standart yang digunakan adalah 14 Total tinggi tangki = Tinggi tangki +tebal tutup = 100,218 + 14 = in = ft

4. BELT CONVEYER BC-01

Fungsi : Mengangkut alang-alang dari bin-01 ke reaktor kalsium oksalat Laju massa : kgjam = tonjam Dari Perry Green.1997, edisi 7. tabel 21-7, hlm 21-11 Untuk kapasitas 1,987 tonjam, maka dipilih belt conyever : 67,437 72 6,00 100,468 8,372 + 0,125 ts = 0,127 in 66,812 0,625 ts = 6,339 2,784 1.987,006 1,987 Universitas Sumatera Utara Lebar belt = m Kecepatan belt = 61 mmenit untuk 32 tonjam Jadi kecepatan belt = x = mmenit Luas permukaan beban = m Belt plies = 3 min = 5 maks Maksimum lump size = 2 in sized material, 80 under = 3 in unsized material, not over 20 m = kgjam = tonjam = lb m s r = kgm 3 = lbft 3 Rate Volumetrik = ft 3 s Alat yang direncanakan : Jarak horizontal = 10 m = ft Tinggi alat = 2 m = ft Kemiringan : tg a = a = Panjang belt L = Jarak 2 + tinggi 2 0,5 = 10 2 + 2 2 0,5 = m = ft Power : Power vertikal P 1 = 0,34 hp10 ft untuk 100 lbft 3 material Untuk lbmft 3 material P 1 = hp Power horizontal P 2 = 0,44 hp10 ft untuk 100 lbft 3 material P 2 = hp Power tambahan untuk tripped P 3 = 2 hp Total Power P= P 1 + P 2 + P 3 = hp Efisiensi motor, h m = P h m 3,79 32 0,01 1.987,006 1,99 1,22 0,35 1,987 61 10,198 33,452 104,108 104,108 0,012 32,808 6,5617 0,2 0,301 0,232 2,533 85 1.667,602 Power motor = = 2,533 = 11,3 2,98 hp 0,85 Universitas Sumatera Utara Digunakan power motor = hp

5. TANGKI PENAMPUNG CaOH

2 TK-01 Fungsi : Menampung larutan CaOH 2 50 Material : Carbon Steel SA 283 Grade C Jumlah : 1 buah Tipe alat : Silinder tegak dengan tutup atas dan tutup bawah standard dished head Kondisi operasi : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 o C Menentukan volume tangki m = kgjam = lbjam r = kgm 3 = lbft 3 Rate larutan = ft 3 jam dengan waktu tinggal 1 ja 4 jam Volume larutan dalam tangki = x 4 = = Jumlah tangki penampung = 1 buah larutan akan menempati 80 volume tangki, maka volume tangki Vt = Vt = = ft 3 Menentukan dimensi tangki Tangki berupa Silinder tegak dengan tutup atas dan tutup bawah standard dished head Digunakan dimensi HD = 1,5 Volume silinder Vs = 14 p D 2 H = 0.25 p D 2 1.5 D = 0.25 p 1.5 D 3 = D 3 Volume tutup atas Va = D 3 2211,000 138,033 47,6034 6570,829 190,4136 ft 3 138,033 3,0 2980,508 6570,829 190,4136 238,0170 0,8 1,1775 0,0847 Universitas Sumatera Utara Volume tutup bawah Vb = D 3 Volume total Vt = Vs + Va + Vb = D 3 + 2 D 3 = D 3 D = ft = in H = ft = in Volume silinder Vs = D 3 = ft Volume tutup atas Va = D 3 = ft Volume tutup bawah Vb = = D 3 = ft Menentukan tekanan design Pd Pd = 1,05 x P hidrostatik = 1,05 x ρ x ggc x Hs = x 138,033 x 1 x 8,417144 = psia = kPa Menentukan tebal tangki 1. Tebal bagian silinder Dipergunakan bahan konstruksi Carbon steel SA-283 grade C dipilih sambungan las single welded but joint Efesiensi las , E = f allowable = Brownell Young, 1959 Faktor korosi = in untuk 10 tahun dimana : ts : tebal bagian silinder in Pd : tekanan dalam bejana lbin2 ri : jari-jari dalam shell f : allowable strees lbin2 E : faktor pengelasan C : Faktor korosi in 238,0170 1,3469 0,0847 5,612 67,340 8,417 101,010 1,1775 208,08 238,0170 1,1775 0,0847 0,85 12.650 0,125 ts = Pd x ri + 0,0847 14,968 0,0847 14,968 1,050 8,472 58,415 C fE - 0,6 Pd Universitas Sumatera Utara x distandarisasi menjadi 14 in OD = ID + 2ts = + = in = OD Standart = in = ft Tebal tutup atas dimana r C = ID f head = 0,885 Pd.r C = x x = in diambil standar 14 in Menentukan tinggi tutup Tutup atas berbentuk dished heads r radius of dish = 72 in Tabel 5.7Brownell Young, hal 90 icr inside corner radius = in BC = r - icr = 72 - = in = ft AB = ID2 - icr = - = in = ft 0,125 12650 x 0,85-0,6 x 8,472 ts = 0,152 in 67,340 0,500 ts = 8,472 33,670 + 0,885 8,472 67,340 + C 12650 x 0,85 - 0,1 x 9,003 67,840 72 6,000 + C f.E - 0,1Pd 29,295 0,047 4 38 67,63 5,635 33,670 4 38 4 38 2,4412 Universitas Sumatera Utara b = = r- BC 2 - AB 2 0,5 = 72-67,63 - 29,295 0,5 = in = ft Tinggi dish = b = in = ft Tinggi dish  ft = m Tinggi tutup atas = = in = ft Menentukan tinggi larutan dalam tangki Jumlah larutan yang ada = ft 3 Volume larutan yang menempati tutup bawah tanpa flange : Vd = D 3 = ft 3 Volume yang menempati silinder = - = ft 3 Dengan demikian tinggi larutan dalam shell : Hls = 4 V p D 2 = ft Jadi tinggi liquid total dalam tangki adalah : Hl = Hls + b = + = ft Tinggi total = Tinggi tutup x 2 + tinggi silinder = + tinggi silinder = x 2 + = in = ft

6. TANGKI OKSIGEN TK-02

Fungsi : untuk menyimpan oksigen Material : Stainless steel SA-240 Grade M Jumlah : 1 buah Tipe alat : Silinder tegak dengan tutup atas dan tutup bawah dished head 11,050 0,9208 11,050 0,9208 0,0847 14,968 238,017 14,968 223,049 0,0627 0,9208 0,0234 VO 11,050 0,9208 238,0170 0,9208 101,0098 102,8514 0,0627 0,9208 0,9835 VO x 2 8,5709 Universitas Sumatera Utara Menentukan volume tangki m = kgjam = lbjam r = kgm 3 = lbft 3 Rate larutan = ft 3 jam dengan waktu tinggal 1 ja 6 jam Volume larutan dalam tangki = x 6 = = Jumlah tangki penampung = 1 buah larutan akan menempati 80 volume tangki, maka volume tangki Vt = Vt = = ft 3

A. Menetukan dimensi bejana

Dirancang tangki berbentuk silinder, dengan volume : HD = 1,5 V silinder = p D 2 H4 V Silinder = 1,1775 D 3 V. Dish = 0,000049 x D 3 Brownell Young.1959 = 0,000049 x D 3 ft 3 dengan D dalam inci, V dish = 0,0847D 3 ft 3 Maka Volume Total : Vt = Volume Silinder + Volume Tutup = p4 x D 2 x H + 2 x 0,0847D 3 = 1,1775D 3 + 0,1694D 3 = D 3 D = ft = in Maka digunakan Hs = ft = in 564,839 1245,245 1175,000 73,355 16,9755 1245,245 101,8532 ft 3 73,355 101,8532 127,3166 0,8 127,317 1,347 4,555 54,664 6,833 81,995 Universitas Sumatera Utara B.Menentukan Tekanan dalam Bejana Pi P total = P hidrostatik = ρ x ggc x Hs = x 1,0 x 7,261144 = psi P design = 1,05 x P Total = 1,05 x 3,481 = psi C.Menetukan dimensi Bejana C.1 tebal bagian silinder ts Dari App.D,Brownell and Young, Hal 342 untuk bahan konstruksi carbon steel SA - 340 grade M, diperoleh : f = psi Faktor korosi, C = in Untuk 10 tahun Sambungan las tipe double welded but joint Efesiensi Las, E = dimana : ts : tebal bagian silinder in Pd : tekanan dalam bejana lbin2 ri : jari-jari dalam shell f : allowable strees lbin2 E : faktor pengelasan C : Faktor korosi in x distandarisasi menjadi 14 in 0,125 18750 x 0,85-0,6 x 3,481 ts = 0,131 in fE - 0,6 Pd ts = 3,655 27,332 + 3,655 18.750 73,355 ts = 3,481 0,125 0,85 Pd x ri + C Universitas Sumatera Utara OD = ID + 2ts = + = in = OD Standart = in = ft Koreksi : ID = in = ft H = in = ft

C. tebal tutup atas dan tutup bawah

tutup atas dan tutp bawah berbentuk torispherical dished heads jari-jari dished : r = 30 in f = psi E = C = in Pd = psi 0,889 x Pd x r f.E - 0,1 x Pd x x x 0,8 - 0,1 x Dipakai tebal tutup standart = 14 in

D. Menentukan tinggi tutup atas

Tutup atas berbentuk torispherical dished heads r radius of dish = in icr inside corner radius = in BC = r - Icr = 60 -3 58 = in = ft 4,698 t = 0,889 3,655 3 58 56,375 30,000 + 0,125 18.750 3,655 t = 0,131 in 54,664 0,625 55,289 60 60 18.750 0,850 0,125 3,655 t = + C 5,00 59,50 4,958 90,00 7,500 Universitas Sumatera Utara AB = ID2 - icr = - = in = ft b = r - BC 2 - AB 2 0,5 = 60 - 56,375 - 26,125 0,5 = in = ft Tinggi dish =b = m Jadi tinggi tutup atas, VO = b + t = 0,837 + 0,131 = ft

E. Perkiraan tinggi bejana

Tinggi total = Tinggi tutup x 2 + tinggi silinder = 0,968 x 2 + 7,500 = ft

7. REAKTOR KALSIUM OKSALAT R-01

Fungsi : untuk mereaksikan antara alang-alang dengan larutan CaOH 2 50 Bahan masuk pada = 30 o C fraksi Alang-alang CaOH 2 H 2 O O 2 Laju bahan = kgjam = lbjam ρ campuran = kgm 3 = lbft 3 Laju padatan = ft 3 jam 29,75 3 58 0,255 0,968 9,437 26,125 2,177 10,044 0,837 Komponen Massa ρ μ ρc μ kgjam massa kgm 3 cp kgm 3 cp 1490,254 0,269 2211,000 0,476 595,579 0,128 1987,006 0,359 0,000 0,000 0,000 0,000 564,839 0,102 1429,000 0,383 145,897 0,039 1490,254 0,269 944,500 0,311 254,421 0,084 0,251 5.532,353 12.196,626 995,897 62,174 196,170 Jumlah 5532,353 1,000 4584,500 1,169 995,897 Universitas Sumatera Utara Dengan waktu tinggal 1 jam dimana volume solid mengisi 80 volume reaktor dan digunakan 1 buah reaktor Laju massa masuk x waktu tinggal x 1 = ft 3 Volume bahan = 80 volume bahan dalam reaktor Volume reaktor = Volume bahan yang masuk ke reaktor = = ft 3

A. Menetukan dimensi bejana

Dirancang tangki berbentuk silinder, dengan volume : HD = 1,5 V silinder = π D 2 H4 V Silinder = 1,1775 D 3 V. Dish = 0,000049 x D 3 Brownell Young.1959 = 0,000049 x D 3 ft 3 dengan D dalam inci, V dish = 0,0847D 3 ft 3 Maka Volume Total : Vt = Volume Silinder + Volume Tutup = p4 x D 2 x H + 2 x 0,0847D 3 = 1,1775D 3 + 0,1694D 3 = D 3 D = ft = in Maka digunakan Hs = ft = in 196,170 0,800 196,170 0,800 245,212 245,212 1,347 Volume bahan yang masuk ke reaktor = ρ campuran = 12.196,626 62,174 5,668 68,012 8,501 102,018 Universitas Sumatera Utara B.Menentukan Tekanan dalam Bejana Pi P total = P hidrostatik = ρ x ggc x Hs = x 1,0 x 9,034144 = psi P design = 1,05 x P Total = 1,05 x 3,671 = psi C.Menetukan dimensi Bejana C.1 tebal bagian silinder ts Dari App.D,Brownell and Young, Hal 342 untuk bahan konstruksi carbon steel SA - 340 grade M, diperoleh : f = psi Faktor korosi, C = in Untuk 10 tahun Sambungan las tipe double welded but joint Efesiensi Las, E = dimana : ts : tebal bagian silinder in Pd : tekanan dalam bejana lbin2 ri : jari-jari dalam shell f : allowable strees lbin2 E : faktor pengelasan C : Faktor korosi in x 3,854 18.750 0,125 0,85 ts = Pd x ri 62,174 3,671 + 0,125 18750 x 0,85 - 0,6 x 3,854 ts = 0,133 in + C fE - 0,6 Pd ts = 3,854 34,006 Universitas Sumatera Utara distandarisasi menjadi 14 in OD = ID + 2ts = + = in = OD Standart = in = ft Koreksi : ID = in = ft H = in = ft C.2 tebal tutup atas dan tutup bawah tutup atas dan tutp bawah berbentuk torispherical dished heads jari-jari dished : r = 36 in f = psi E = C = in Pd = psi 0,889 x Pd x r f.E - 0,1 x Pd x x x 0,8 - 0,1 x Dipakai tebal tutup standart = 14 in = ft

D. Menentukan tinggi tutup atas

Tutup atas berbentuk torispherical dished heads r radius of dish = in icr inside corner radius = in BC = r - Icr = 72 - 4 38 = in 108,00 9,000 18.750 0,850 0,125 3,854 68,012 0,625 68,637 72 6,00 71,50 5,958 18.750 3,854 t = 0,133 in t = + C t = 0,889 3,854 72 4 38 67,625 36,000 + 0,125 0,021 Universitas Sumatera Utara = ft AB = ID2 - icr = - = in = ft b = r - BC 2 - AB 2 0,5 = 72 - 67,625 2 - 31,375 2 0,5 = in = ft Tinggi dish =b = m Jadi tinggi tutup atas, VO = b + t = 1,008 + 0,021 = ft

E. Perkiraan tinggi bejana

Tinggi total = Tinggi tutup x 2 + tinggi silinder = 1,029 x 2 + 9,000 = ft

F. Perhitungan pengaduk

Viskositas campuran = cp = lbftsec Densitas campuran = kgm 3 = lbft 3 Digunakan jenis pengaduk disc turbine dengan 6 buah blade dengan 4 baffle dengan DaW = 5 dan DtJ = 12 Untuk pengaduk secara umum: DaDt = 0,3 - 0,5 DdDa = LDa = Geankoplis,1983 Dengan: Da = Diameter pengaduk W = Lebar blade J = Lebar baffle 5,635 35,75 4 38 11,057 1,169 0,001 995,897 62,172 23 31,375 2,615 12,094 1,008 0,307 1,029 14 Universitas Sumatera Utara C = Tinggi pengaduk dari dasar tangki Dd = Panjang tangkai pengaduk L = Panjang baffle DaDt digunakan 0,3 Da = 0,3 Dt Da = 0,3 x 71,50 = in = ft Lebar blade = 15 Da = in ft Panjang blade = 14 Da = in ft Tinggi pengaduk dari dasar tangki = 13 x diameter dalam tangki = 13 x 71,50 = in = ft Panjang tangkai pengaduk = 23 x diameter pengaduk = 23 x 23,250 = in = ft H.Kecepatan putar pengaduk Range kecepatan putar pengaduk 20-150 rpm Mc.Cabe.1993 Kecepatan putar N = 20 rpm = rps Daya Pengaduk = G.Perhitungan Jaket Pemanas Jumlah steam 148 o C = kgjam densitas steam = kgm 3 laju alir steam Qs = diameter dalam jacket d = diameter dalam + 2 x tebal dinding = 71,50+ 2 x 14 = ft tinggi jaket = tinggi reaktor = ft = m Asumsi tebal jaket = 5 in = ft Diameter luar jaket = + 2x0,417 1.460,829 918,40 1.460,829 = 1,591 m 3 jam 918,400 9,000 2,743 0,417 6,0 6,000 23,833 1,986 14,300 1,192 0,333 21,450 1,788 4,290 0,358 5,363 0,447 14 Universitas Sumatera Utara = ft luas yang dilalui steam A = A = ft 2 Kecepatan steam V V = mjam Tebal dinding jaket tj Bahan Stainless Steel Plate tipe SA-340 P hidrostatik = ρ x g x h = 918,4 x 9,8 x 2,743 = pa = psi P design =1,05 x P hidrostatik = psi tj = in 8.SCREW CONVEYER SC-01 Fungsi : Mengangkut produk dari reaktor kalsium oksalat ke bucket elevator jumlah : 1 buah 6,833 0,189 24.689,678 3,605 3,785 1,250 8,395 A = π 4 D 2−d2 A = π 4 , 2− 2 V = Qs A V = , , tj= PD 2SE−0,6PD +nC tj= 3,785 2x18750 x 0,8−0,6 x3,785 +10 tahun x 0,125 intahun Universitas Sumatera Utara Rate massa = kgjam = lbjam Diperoleh speksifikasi screw conveyer Spesifikasi : Screw Conveyor Tabel 21-6.Perry Tipe : Plain spouts or chuter Diameter pipa : Diameter shaft : 2 in Diameter flights : 10 in Ukuran lumps : Kecepatan : 55 rpm Power : 6,6 hp = 7 hp

9. BUCKET ELEVATOR BE-01

Fungsi : Mengangkut bahan dari screw conveyer ke tangki pendingin Kapasitas : kgjam Dari Perrys, edisi 7, tabel 21-9: Ukuran bucket = in head shaft = 28 r min Kapasitas maksimum = tonjam = kgjam Elevasi center = 25 ft Diameter shaft : Head = in Tail = in Diameter spoker : Head = in Tail = 14 in Power yang dibutuhkan pada head shaft = 1 hp

10. TANGKI PENDINGIN TP-01

Fungsi : Mendinginkan produk dari reaktor kalsium oksalat Bentuk : Horizontal Silinder Material : Carbon steel SA-283 Grade C Jumlah : 1 buah Menentukan Volume Bin m = kgjam = lbjam 5.054,412 2 12 11.142,957 35000 1 1516 1 1116 20 12 5054,412 11142,957 1 12 5054,412 8 x 5 12 x 7 34 35 Universitas Sumatera Utara ρ = kgm 3 = lbft 3 Laju padatan = ft 3 jam Dengan waktu tinggal1 jam dimana volume solid mengisi 80 volume bin digunakan 1 buah bin Volume solid dalam bin = rate massa masuk x waktu tinggal = x 1,0 = ft 3 Volume solid = 80 volume bin Volume bin = Volume solid dalam bin = = ft 3 Menentukan dimensi tangki Dirancang tangki berbentuk silinder tegak dengan volume HD = Volume silinder VS = 14 π.D 2 .H = 0,25 π.D 2 .1,5D = 0,25π 1,5 D 3 = D 3 V tutup bawah Ve = 1 24 Volume total Vt = Vs + Ve = 1,178 D 3 + 0,042 D 3 = D 3 D = ft = in H = ft = in 163,044 0,800 163,044 0,800 203,805 1,5 68,343 163,044 ρ solid 11142,957 68,343 8,263 99,157 1,178 πD 3 203,805 203,805 1,219 1094,895 5,509 66,105 Universitas Sumatera Utara Volume Silinder Vs = ft 3 Volume tutup Ve = ft 3 Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = ft Rasio axis = 2:1 tinggi tutup = Menentukan tekanan design Pd Pd = 1,05 x P hidrostatik = 1,05 x ρ x ggc x Hs = x 68,343 x 1 x 8,516144 = psia = kPa Menentukan tebal tangki 1. Tebal bagian silinder Dipergunakan bahan konstruksi Carbon steel SA-283 grade C Efesiensi las , E = f allowable = Brownell Young, 1959 Faktor korosi = in untuk 10 tahun dimana : ts : tebal bagian silinder in Pd : tekanan dalam bejana lbin2 ri : jari-jari dalam shell f : allowable strees lbin2 E : faktor pengelasan C : Faktor korosi in 196,839 6,965 5,509 5,509 = 1,377 ft 2 x 2 ts = Pd x ri + C fE - 0,6 Pd 1,050 4,118 28,392 0,85 12.650 0,125 Universitas Sumatera Utara x 12650 x 0,85-0,6 x 4,118 distandarisasi menjadi 14 in OD = ID + 2ts = + = in = OD Standart = in = ft 2.Tebal tutup Tutup tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell maka tebal tutup tangki standart yang digunakan adalah 14 Total tinggi tangki = Tinggi tangki +tebal tutup = 99,157 + 14 = in = ft 3.Perhitungan Jaket Pemanas Jumlah air pendingin 25 o C = kgjam densitas air pendingin = kgm3 laju alir steam Qs = diameter dalam jacket d = diameter dalam + 2 x tebal dinding = 66,791 + 2 x 0,5 = ft tinggi jaket = tinggi reaktor = ft = m Asumsi tebal jaket = 5 in = ft Diameter luar jaket = + 2x0,417 = ft luas yang dilalui steam A = 3.242,567 996,6 3.242,567 = 996,600 5,602 8,263 0,417 6,0 6,833 3,254 m3jam 2,519 66,730 72 6,00 99,407 8,284 66,105 0,625 + 0,125 ts = 0,126 in ts = 4,118 2,754 Universitas Sumatera Utara A = ft 2 Kecepatan steam V V = mjam Tebal dinding jaket tj Bahan Stainless Stell Plate tipe SA-340 P hidrostatik = ρ x g x h = 996,6 x 9,8 x 2,519 = pa = psi P design =1,05 x P hidrostatik = psi tj = in

11. SCREW CONVEYER SC-02

Fungsi : Mengangkut produk dari tangki pendingin ke vibrating screen Rate massa = kgjam = lbjam Diperoleh speksifikasi screw conveyer 12,016 0,271 24.598,210 3,591 3,771 1,250 5.054,412 11.140,935 A = π 4 D 2−d2 A = π 4 6,833 2− 5,602 V = Qs A V = , , tj= PD 2SE−0,6PD +nC tj= 3, 2x18750 x 0,8−0,6 x 3, +10 tahun x 0,125 intahun Universitas Sumatera Utara Spesifikasi : Screw Conveyor Tabel 21-6.Perry Tipe : Plain spouts or chuter Diameter pipa : Diameter shaft : 2 in Diameter flights : 10 in Ukuran lumps : Kecepatan : 55 rpm Power : 6,6 hp = 7 hp

12. VIBRATING SCREEN VS-01

Fungsi : Memisahkan hasil reaksi dari reaktor kalsium oksalat dengan Humus Jumlah : 1 buah Tipe alat : High Speed Vibrating Screen Kapasitas : m = kgjam = tonjam Ukuran yang diinginkan = 35 mesh a : in d : in dimana A = luas screen C t = laju alir massa = ton C u = unit kapasitas Pers.21-3 Perry 6ed F oa = faktor open-area F s = faktor slotted area Asumsi : tipe screen adalah square slightly rectangular opening, maka F oa = 100 a 2 m 2 dimana m = 1 a + d = x 2 x 1 + = F s = C u = tonjam ft 2 maka: x x x Ukuran screen : ft x ft : in x in 0,1 1,0 34,9751 A = 0.4 C t C u F oa F s ft 2 0,1 34,9751 1,0 A = 0,4 5,054 sieve opening wire diameter 2 12 2 12 in 5054,412 5,0544 1,0752 1,0752 12,903 12,903 = 1,1561 5,054 100 0,0165 0,0165 0,0114 0,0165 0,0114 Universitas Sumatera Utara

13. SCREW CONVEYER SC-03

Fungsi : Mengangkut cake dari vibrating screen ke rotary vacuum Filter jumlah : 1 buah Rate massa = kgjam = lbjam Diperoleh speksifikasi screw conveyer Spesifikasi : Screw Conveyor Tabel 21-6.Perry Tipe : Plain spouts or chuter Diameter pipa : 2 12 in Diameter shaft : 2 in Diameter flights : 9 in Ukuran lumps : Kecepatan : 40 rpm Power : 4,8 hp = 5 hp

14. ROTARY VAKUM FILTER RV-01

Fungsi : Untuk memisahkan antara CaC 2 O 4 dengan filtrat CH 3 COO 2 Ca, HCOO 2 Ca, CaOH 2 , H 2 O, Kondisi Operasi : Temperatur : 30 o C Tekanan : 0,6 atm Komposisi filtrat Fraksi massa CaOH 2 H2O CaCH 3 COO 2 CaHCOO 2 3662,451 6670,500 1,000 mc cp 0,11453 0,17016 0,04566 0,04344 0,374 881,567 2211,000 0,2407 532,196 0,4758 2003,907 944,500 0,5471 516,782 0,3110 Komposisi m r rc m kgjam kgm 3 kgm 3 cp 0,3919 350,279 2015,000 0,0956 192,716 0,4542 2 14 3.925,140 8.651,794 1416,454 1,6330 426,698 1500,000 0,1165 174,759 Universitas Sumatera Utara Komposisi Cake Fraksi massa CaOH 2 H2O CaC 2 O 4 CaCH 3 COO 2 CaHCOO 2 Dari Geankoplis pers.14.2-24, didapat : Dimana : Vtc : Laju Volumetrik filtrat, m 3 det A : Luas Permukaan flter , m 2 t C : waktu siklus time cycle filter, det C s : Konsentrasi padatan dalam umpan masuk, kg padatan m 3 filtrat - DP : perbedaan tekanan, Pa a : tahanan cake, m kg padatan f : fraksi bagian filter terbenam m : viskositas filtrat, Pa.det Laju Filtrasi Rate Filtrat = kgjam = kgs r camp filtrat = Vtc = m 3 filtrat s Perbedaan tekanan, - DP Dari Hugot 474, diambil DP untuk kondisi vacumm tertinggi - DP = inHg = atm = Pa 0,6684269 20 A.tc V Komposisi 349,100 = 0,412 0,339 0,0010 677283,51 mc cp 0,00116 0,00165 0,43672 0,00046 0,00044 0,44044 3662,4509 1,0173 1416,4541 kgm 3 0,00072 8570,500 1,00 1895,325 2,0741 1500,000 0,0012 1,772 0,3919 2015,000 1,954 0,4542 1,853 944,500 0,0053 5,014 0,3110 345,644 1900,000 0,9901 1881,188 0,4411 kgjam kgm 3 kgm 3 cp 0,852 2211,000 0,0024 5,397 0,4758 m r rc m � Δ� �. μα. � Universitas Sumatera Utara = bar Waktu Siklus Filter, tc - DP = 100L 2 wallas , pers 11.28 0.67t C Dimana : L = tebal filter, m = 1 cm Wallas, hal 318 = m tc = t C = menit = detik Dari Perry edisi VII , range tc = 0.1 - 10 menit Tahanan cake , a = 4,37x10 9 x - DP 0,3 Geankoplis, hal 912 = mkg Fraksi bagian filter yang terbenamkan f = Geankoplis,hal 918 Cs = 1 - m Cx c x = Fraksi massa solid dalam slurry = m = Rasio massa wet cake dan dry cake, ditetapkan = 1 lbft 3 r f = Densitas filtrat = kg m 3 = lb ft 3 c x . r f = PERHITUNGAN VA tc = m 2 = ft 2 Ukuran drum = LD = 2 A = p x D x L cx.rf 0,6772835 cs = 1402,4298 = 141645,41 1 - m.c x 0,0099 0,0005984 A = 1,2004 12,916 kg solid m 3 filtrat 3,888E+09 0,33 0,9901 1416,45 88,4292 0,01 -DP = 0,677 100 x L 2 x 0,67 100 x 0,01 2 x 0,67 1,011 60,652255 a Universitas Sumatera Utara = 2 x p x D 2 D = ft ; L = ft

15. BUCKET ELEVATOR BE-02

Fungsi : Mengangkut cake dari rotary vacuum filter ke reaktor asam oksalat Kapasitas : kgjam Dari Perrys, edisi 7, tabel 21-9: Ukuran bucket = in head shaft = 28 r min Kapasitas maksimum = tonjam = kgjam Elevasi center = 25 ft Diameter shaft : Head = in Tail = in Diameter spoker : Head = in Tail = 14 in Power yang dibutuhkan pada head shaft = 1 hp

16. TANGKI PENAMPUNG H

2 SO 4 TK-03 Fungsi : Menampung larutan H 2 SO 4 Material : Stainless Steel SA 240 Grade M tipe 316 Jumlah : 1 buah Tipe alat : Silinder tegak dengan tutup atas dan tutup bawah standard dished head Pengelasan : Single-welded butt joint Kondisi operasi : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 o C Menentukan volume tangki m = kgjam = lbjam r = kgm 3 = lbft 3 Rate larutan = ft 3 jam 1949,769 4298,461 1130,188 70,558 60,9213 1 1116 20 12 12,92 1,43 2,87 349,100 8 x 5 12 x 7 34 35 35000 1 1516 Universitas Sumatera Utara dengan waktu tinggal 1 ja 6 jam x 1 Jumlah tangki penampung = 1 buah Larutan akan menempati 80 volume tangki, maka volume tangki Vt = Vt = = ft 3 Menentukan dimensi tangki Tangki berupa Silinder tegak dengan tutup atas dan tutup bawah standard dished head Digunakan dimensi HD = 1,5 Volume silinder Vs = 14 p D 2 H = 0.25 p D 2 1.5 D = 0.25 p 1.5 D 3 = D 3 Volume tutup atas Va = D 3 Volume tutup bawah Vb = D 3 Volume total Vt = Vs + Va + Vb + V sf = D 3 + 2 D 3 = D 3 D = ft = in H = ft = in Volume silinder Vs = D 3 = ft Volume tutup atas Va = D 3 = ft Volume tutup bawah Vb = = D 3 = ft Menentukan Tekanan Desain Pd P total = P hidrostatis = [ r x Hs 144 x gg c ] = x = Psi 70,558 144 1,881 1,1775 66,57 0,0847 4,789 0,0847 4,789 3,8381 76,1516 1,1775 0,0847 76,1516 1,3469 3,838 46,057 5,7571 69,086 60,9213 ft 3 70,558 60,9213 76,1516 0,8 1,1775 0,0847 0,0847 Volume larutan dalam tangki = 4298,461 = Universitas Sumatera Utara P desain = P total x = x = Psi Menentukan tebal tangki 1. Tebal bagian silinder Dipergunakan bahan konstruksi Stainless Steel SA 240 Grade M tipe 316 dipilih sambungan las single welded but joint Efesiensi las , E = f allowable = Brownell Young, 1959 Faktor korosi = in untuk 10 tahun dimana : ts : tebal bagian silinder in Pd : tekanan dalam bejana lbin2 ri : jari-jari dalam shell f : allowable strees lbin2 E : faktor pengelasan C : Faktor korosi in x distandarisasi menjadi 14 in OD = ID + 2ts = + = in 0,125 12650 x 0,85-0,6 x 1,975 ts = 0,129 in 46,057 0,500 46,557 ts = Pd x ri + C fE - 0,6 Pd ts = 1,975 23,029 + 1,05 1,881 1,050 1,975 0,85 12.650 0,125 Universitas Sumatera Utara = OD Standart = in = ft dimana r C = ID f head = 0,885 Pd.r C = x x = in diambil standar 14 in Menentukan tinggi tutup Tutup atas berbentuk dished heads r radius of dish = 48 in Tabel 5.7Brownell Young, hal 90 icr inside corner radius = in BC = r - icr = 48 - = in = ft AB = ID2 - icr = - = in = ft b = = r- BC 2 - AB 2 0,5 = 48 - 3,781 2 - 1,700 2 0,5 = in = ft Tinggi dish = b = in = ft Tinggi dish  ft = m Tinggi tutup atas = = in = ft Menentukan tinggi larutan dalam tangki Jumlah larutan yang ada = ft 3 Volume larutan yang menempati tutup bawah : Vd = D 3 = ft 3 0,0847 76,1516 4,789 7,471 0,6226 7,471 0,6226 0,6226 0,0158 VO 7,471 0,6226 1,7003 4,000 + C f.E - 0,1Pd 0,885 1,975 46,057 + C 12650 x 0,85 - 0,1 x 0,885 48 0,007 2 58 2,63 45,38 3,781 23,029 2,6 20,404 Universitas Sumatera Utara Volume yang menempati silinder = - = ft 3 Dengan demikian tinggi larutan dalam shell : Hls = 4 V p D 2 = ft Jadi tinggi liquid total dalam tangki adalah : Hl = Hls + b = + = ft Tinggi total = Tinggi tutup x 2 + tinggi silinder = + tinggi silinder = x 2 + = in = ft

17. REAKTOR ASAM OKSALAT R-02

Fungsi : untuk mereaksikan antara CaC 2 O 4 dengan larutan H 2 SO 4 4 N Tipe : Silinder tegak berpengaduk serta tutp atas dan bawah berbentuk dished head Bahan : Carbon Stell SA-167grade 3 type 204 Jumlah : 1 buah Kondisi : P op = 1 atm Basis : 1 jam Bahan masuk pada o C fraksi CaOH 2 CaC 2 O 4 CaCH 3 COO 2 CaHCOO 2 H 2 O H 2 SO 4 Jumlah 0,0429 319,527 0,139 1840,000 0,434 255,748 0,060 2298,869 1,000 17636,000 3,085 1655,503 0,410 0,339 0,000 2015,000 0,454 0,297 0,000 1632,095 0,710 1500,000 0,392 1064,933 0,278 345,644 0,150 2211,000 0,476 332,432 0,072 0,412 0,000 8570,000 0,937 1,537 0,000 μ kgjam massa kgm 3 cp kgm 3 cp 0,852 0,000 1500,000 0,392 0,556 0,000 0,6655 VO x 2 0,6226 69,0855 70,3307 5,8609 34,41 Komponen Massa ρ μ ρc 76,152 4,789 71,363 0,0429 0,6226 Universitas Sumatera Utara Bahan keluar pada o C fraksi H 2 O C 2 H 2 O 4 CH 3 COOH HCOOH H 2 SO 4 CaSO 4 Laju bahan = kgjam = lbjam ρ campuran = kgm 3 = lbft 3 Laju padatan = ft 3 jam Dengan waktu tinggal 1 jam dimana volume solid mengisi 80 volume reaktor dan digunakan 1 buah reaktor Laju massa masuk x waktu tinggal x 1 = ft 3 Volume bahan = 80 volume bahan dalam reaktor Volume reaktor = Volume bahan yang masuk ke reaktor = = ft 3

A. Menetukan dimensi bejana

Dirancang tangki berbentuk silinder, dengan volume : HD = 1,5 V silinder = p D 2 H4 Komponen 0,800 147,110 0,800 183,887 1.655,503 103,353 49,037 Volume bahan yang masuk ke reaktor = = 5.068,087 103,353 147,110 ρ campuran Jumlah 2298,869 1,000 9418,500 2,369 1314,562 0,359 2.298,869 5.068,087 53,255 0,023 1840,000 0,434 42,625 0,010 369,521 0,161 2489,000 0,505 400,083 0,081 0,313 0,000 1038,000 0,326 0,141 0,000 0,240 0,000 1207,000 0,352 0,126 0,000 1632,510 0,710 944,500 0,311 670,723 0,221 243,031 0,106 1900,000 0,441 200,863 0,047 80 Massa ρ μ ρc μc kgjam massa kgm 3 cp kgm 3 cp Universitas Sumatera Utara V Silinder = 1,1775 D 3 V. Dish = 0,000049 x D 3 Pers.5.11 Brownell Young.1959, hal 88 = 0,000049 x D 3 ft 3 dengan D dalam inci, V dish = 0,0847D 3 ft 3 Maka Volume Total : Vt = Volume Silinder + Volume Tutup = p4 x D 2 x H + 2 x 0,0847D 3 = 1,1775D 3 + 0,1694D 3 = 1,3469D 3 D = ft = in Maka digunakan Hs = ft = in B.Menentukan Tekanan dalam Bejana Pi P total = P hidrostatik = ρ x ggc x Hs = x 1,0 x 12,985144 = psi P design = 1,05 x P Total = 1,05 x 24,020 = psi C.Menetukan dimensi Bejana C.1 tebal bagian silinder ts Dari App.D,Brownell and Young, Hal 342 untuk bahan konstruksi carbon stell SA- 340 grade M, diperoleh : f = psi Faktor korosi, C = in Untuk 10 tahun Sambungan las tipe double welded but joint Efesiensi Las, E = 103,353 20,244 21,256 18.750 0,125 0,85 ts = Pd x ri + C fE - 0,6 Pd 183,887 5,149 61,790 7,724 92,685 Universitas Sumatera Utara dimana : ts : tebal bagian silinder in Pd : tekanan dalam bejana lbin2 ri : jari-jari dalam shell f : allowable strees lbin2 E : faktor pengelasan C : Faktor korosi in x 18750 x 0,85-0,6 x 21,256 distandarisasi menjadi 14 in OD = ID + 2ts = + = in = OD Standart = in = ft Koreksi : ID = in = ft H = in = ft C.2 tebal tutup atas dan tutup bawah tutup atas dan tutp bawah berbentuk torispherical dished heads jari-jari dished : r = 33 in f = psi E = C = in Pd = psi 0,125 21,256 62,415 66 5,50 65,50 5,458 99,00 8,250 18.750 0,850 ts = 21,256 30,895 + 0,125 ts = 0,166 in 61,790 0,625 Universitas Sumatera Utara 0,889 x Pd x r f.E - 0,1 x Pd x x x 0,8 - 0,1 x Dipakai tebal tutup standart = 14 in = ft

D. Menentukan tinggi tutup atas

Tutup atas berbentuk torispherical dished heads r radius of dish = in icr inside corner radius = in BC = r - Icr = 66 - 4 38 = in = ft AB = ID2 - icr = - = in = ft b = r - BC 2 - AB 2 0,5 = 66 - 61,6 2 - 28,38 2 0,5 = in = ft Tinggi dish =b = m Jadi tinggi tutup atas, VO = b + t = 2,901 + 0,021 = ft

F. Perkiraan tinggi bejana

Tinggi total = Tinggi tutup x 2 + tinggi silinder = 3,343 x 2 + 23,516 = ft + 0,125 18.750 0,941 10,133 61,6 5,135 32,75 4,4 28,38 2,365 11,296 0,941 0,287 21,256 t = 0,167 in 66 4 38 t = + C t = 0,889 21,256 33,000 0,021 Universitas Sumatera Utara

G. Perhitungan pengaduk

Viskositas campuran = cp = lbftsec Densitas campuran = kgm 3 = lbft 3 Digunakan jenis pengaduk disc turbine dengan 6 buah blade dengan 4 baffle dengan DaW = 5 dan DtJ = 12 Untuk pengaduk secara umum: DaDt = 0,3 - 0,5 HDt = CDt = DdDa = LDa = Geankoplis,1983 Dengan: Da = Diameter pengaduk W = Lebar blade Dt = Diameter tangki J = Lebar baffle H = Tinggi cairan dalam tangki C = Tinggi pengaduk dari dasar tangki Dd = Panjang tangkai pengaduk L = Panjang baffle DaDt digunakan 0,3 Da = 0,3 Da = 0,3 x 65,50 = in = ft Lebar blade = 15 Da = in ft Panjang blade = 14 Da = in ft Tinggi pengaduk dari dasar tangki = 13 x diameter dalam tangki = 13 x 65,50 = in = ft Panjang tankai pengaduk = 23 x diameter pengaduk 19,650 14 1,638 3,930 0,328 4,913 0,409 21,833 1,819 3,085 0,002 1.655,503 103,350 1,000 13 23 Universitas Sumatera Utara = 23 x 19,650 = in = ft H.Kecepatan putar pengaduk Range kecepatan putar pengaduk 20-150 rpm Mc.Cabe.1993 Kecepatan putar N = 20 rpm = rps Daya Pengaduk = I.Perhitungan Jaket Pemanas Jumlah air pendingin 25 o C = kgjam densitas air = kgm3 laju alir air Qs = diameter dalam jacket d = diameter dalam + 2 x tebal dinding = 65,50 + 2 x 0,5 = ft tinggi jaket = tinggi reaktor = ft = m Asumsi tebal jaket = 5 in = ft Diameter luar jaket = + 2x0,417 = ft luas yang dilalui air A = A = ft2 Kecepatan steam V V = mjam Tebal dinding jaket tj Bahan Stainless Stell Plate tipe SA-340 14 3.008,654 5,500 7,724 2,354 0,417 5,5 6,333 7,741 0,390 13,100 1,092 0,333 996,6 3.008,654 = 3,019 m3jam 996,600 A = π 4 D 2−d2 A = π 4 , 2− , 2 V = Qs A V = , , Universitas Sumatera Utara P hidrostatik = ρ x g x h = 996,6 x 9,8 x 2,354 = pa = psi P design =1,05 x P hidrostatik = psi tj = in

18. COOLER C-01

Fungsi : Untuk mendinginkan produk dari reaktor asam oksalat type : Shell and tube heat exchanger bahan : Stell pipe IPS Temperatur fluida panas masuk T 2 = 80 o C = o F Temperatur flluida panas keluar T 1 = 55 o C = o F Temperatur fluida dingin masuk t 1 = 25 o C = o F Temperatur fluida dingin keluar t 2 = 45 o C = o F Dirt factor Rd fluida panas = Dirt factor Rd fluida dingin = Total Rd = ΔP yang diizinkan = 10 psi Rate massa fluida yang masuk Wl = kgjam = lbjam Q media pendingin = kkaljam = btujam Rate massa air dingin masuk W 1 = kgjam 38.410,475 152.297,53 2.542,552 176,0 131 77 113 0,001 0,001 0,002 2.298,869 5.068,087 3,357 3,525 1,250 22.992,809 tj= PD 2SE−0,6PD +nC tj= , 2x18750 x 0,8−0,6 x , +10 tahun x 0,125 intahun Universitas Sumatera Utara = lbjam Direncanakan dipakai Heat Exchanger dengan ukuran Bagian tube : OD,BWG : in Pitch : 1 in triangular pitch panjang tube : 16 ft Dari tabel at : in a : ft2 Passed : 2 1.Neraca Massa dan Energi W larutan : kgjam = lbjam Cp larutan : kkalkg o C = btulb o F Q larutan : 5068,087 x 0,517 x 176 - 131 = btujam 2.Dt Untuk aliran counter - current ; Ft = Kern,1983 Δt = FT x LMTD = 3 Temperatur kalorik Tc = o F tc = o F 0,940 54,881 153,500 104,000 S = t 2 - t 1 = 36 = 0,571 T 2 - t 1 63 o F ln Δt 2 Δt 1 0,154 R = T 2 - T 1 = 45 = 1,250 t 2 - t 1 36 131,0 suhu rendah 77,0 54,0 LMTD = Δt 2 - Δt 1 = 9,000 = 58,384 0,517 0,517 118.000,274 Panas Dingin Beda 176,0 suhu tinggi 113,0 63,0 5.605,310 1 12 0,063 0,131 2.298,869 5.068,087 Universitas Sumatera Utara Trial U D Dari Kern,1983 diketaui overall design coeffecient U D untuk sistem cooler Light organik -air = 75 -150 btuj.ft 2 . o F Kern,1983 tabel 8 Diambil harga UD = 112,5 btuj.ft 2 . o F Check Up Q = U D x Dt x A = ft 2 Nt = a x L = = x 16 Digunakan 4 lewatan pada tube n-4 Standarisasi harga Nt Kern, tabel 9 : Untuk OD = 1 in, 8 BWG NT standart = A = NT x a x L = 20 x 0,131 x 16 = ft 2 = btuj.ft 2 . o F Jadi digunakan spesifikasi cooler : Bagian Shell : IDs = 1 in n = 2 buah B = 1 x IDs = in Bagian Tube : OD, BWG Nt = buah ID = in Pt = in L = ft a = ft 2 ft n = buah at = in 2 C = in 0,063 0,50 51,330 8 12 12 20 0,282 1 16 0,1309 2 28,67 A 28,67 13,69 0,131 20 41,888 U D koreksi = Q = 118.000,274 A x Δ t 41,888 x 54,881 A = 118000,274 75 54,88 Universitas Sumatera Utara EVALUASI PERPINDAHAN PANAS Fluida panas ; Shell size, solution Fluida dingin : tube size, water 1 1 at = in at = Nt x at = = ft 2 = ft 2 2 W 2 Gt = wat as = lbjam.ft 2 = lbjamft 2 3 Pada Tc = o F 3 Pada tc = o F μ = 0,765 Cp μ = 0,0251 Cp = 1,855 lbft jam = 0,0608 lbft jam De = 0,73 in De = 0,654 in De = 0,061 in De = 0,055 in De x Gs De x Gs = = 4 jH = 20 4 v = 5 Pada Tc = o F 3600 x r k = Wm o C = btujft 2 . o F = btujam ft o F c = 0,32 btulb o F hi = btuj.ft 2 . o F cμk 13 = hio = hi.ID 280 x 0,282 6 ho = jH.kDecμk 13 .Փs = = 7 Փs = 1 dan Փt =1 9.787,049 0,061 160.971,194 177.946,338 = 0,500 119,438 157,920 5.744,014 Gt 153,50 0,155 812,986 0,084 280 2,350 153,50 104,00 Re,s = = 10.655,146 Re,t = = m 1,855 m 0,347 0,032 Gs = = 5.068,087 0,347 = 5.605,310 14.596,091 0,032 as = IDs x CB 0,063 144.Pt.n = 100 1,260 288,000 20 x 4 Universitas Sumatera Utara 8 Koefesien clean overall Uc h io x h o h io + h o 9 Dirt factor, R d : R d = U C - U D = = U C x U D Preasure Drop 1 Untuk Res = 684,842 1 Untuk Ret = f = ft 2 in 2 f = ft 2 in 2 s = 2 ft 2 Menghitung Dp karena panjang = pipa DP t = 5.22 x 10 10 x D x s x f t = ft DP t = 3 = psi = 3 Menghitung Dp karena tube passes = psi Untuk Gt = DP s yang diijinkan = psi V 2 Kern Gb. 27 memenuhi syarat 2g 4n x V 2 s 2g = psi DP T = DP t + DP r DP T = psi DP s yang diijinkan = memenuhi syarat DP r = 0,184 0,695 10 177946,338 DP s = f x G s 2 x D s x N+1 0,511 5.22 x 10 10 x D e x s x f s 12271442,36 3184200000 0,0039 10 = 0,023 7,680 Ds = 25 f x G t 2 x L x n 12 2,083 1621242845 3173760000 16,7 0,0027 6120 29.522,439 0,004 0,002 1 N+ 1 = 12L = 192 B 8 U C = = 18862 = 68,00 Btujamft 2 o F 277 Universitas Sumatera Utara

19. FILTER PRESS FP-01

Fungsi : Memisahkan antara gypsum cake dengan filtrat Tipe : Horizontal Plate aand Frame Filter Press Jumlah : 1 buah Kondisi : P = 1 atm Komposisi filtrat : fraksi C 2 H 2 O 4 CH 3 COOH HCOOH H 2 O H 2 SO 4 Komposisi cake : fraksi H 2 O C 2 H 2 O 4 CH 3 COOH HCOOH H 2 SO 4 CaSO 4 Laju filtrat keluar : kgjam : lbjam ρ filtrat : kgm 3 lbft 3 1 cycle = jam = detik Filtrat per cycle = x 0,5 = lb Volume filtrat = ft 3 = m 3 μ cp 0,056 0,000 0,000 0,263 0,012 0,331 μ cp 0,003 0,001 0,000 0,000 0,000 0,500 0,503 68,025 0,5 1800 4245,294 2122,647 31,20378 0,88360 Jumlah 373,217 1,000 9418,500 2,369 2475,145 1.925,653 4.245,294 1.089,625 0,102 0,000 1840,000 0,434 0,503 369,521 0,990 2489,000 0,505 2464,356 0,001 0,000 1038,000 0,326 0,002 0,000 0,000 1207,000 0,352 0,001 3,127 0,008 944,500 0,311 7,913 0,465 0,001 1900,000 0,441 2,370 Komponen Massa ρ μ ρc kgjam massa kgm 3 cp kgm 3 53,153 0,028 1840,000 0,434 50,788 Jumlah 1925,653 1,000 6929,500 1,864 1089,625 0,239 0,000 1207,000 0,352 0,150 1629,383 0,846 944,500 0,311 799,185 242,565 0,126 1900,000 0,441 239,334 0,313 0,000 1038,000 0,326 0,169 Komponen Massa ρ μ ρc kgjam massa kgm 3 cp kgm 3 Universitas Sumatera Utara Trial harga A yang memberikan waktu filtrasi yang sama dengan waktu filtrasi yang telah ditetapkan. Trial : luas filter A = ft 2 = m 2 Filter press beroperasi pada tekanan konstan. Mencari harga Kp Kp = m.a.cs Geankoplis, pers 14.2-14 Dimana : m : Viskositas filtrat = cp = kgm.s cs : kg solid m 3 filtrat A : m 2 - DP : Tekanan filtrasi Nm 2 = 65 - 75 psi Perry, 5 th ed. 19-67 a = k 1 SpVp 2 1 - e Geankoplis, pers. 14.2-6 e 3 r p Dimana : a = Specific cake resistance mkg k1 = konstanta = S p = Luas permukaan partikel tunggal m 2 V p = Volume permukaan partikel tunggal m 3 e = Porositas, diambil = r p = densitas partikel solid dalam cake = kg m 3 = lb ft 3 fs = shape factor = Geankoplis Tabel 3.1-1 D p = 4 mm = m S p = = = V p fs. Dp a = k 1 SpVp 2 1 - e = = mkg e 3 r p c x . r f 6 6 1851,9 0,00324 8294238,683 45428,159 182,579 cs = 1 - m.c x A 2 .- DP 0,00033079 4,17 0,42 2464,35644 153,850 0,81 0,0040 0,33079 0,323 0,030 0,030 Universitas Sumatera Utara Dimana : c x = Fraksi massa solid dalam slurry = m = Rasio massa wet cake dan dry cake, ditetapkan = 1 r f = Densitas filtrat = kg m 3 = lb ft 3 c x . r f = filtrat maka ; Diambil, - DP = 65 psi = Nm 2 Mencari harga B : Geankoplis, pers. 14.2 - 15 Dimana : R m = Tahanan filter medium R m untuk cloth = m -1 Wallas, hal 314 Mencari waktu filtrasi, t f : Kp.V 2 Waktu filtrasi sama dengan waktu yang ditetapkan A = ft 2 = m 2 Waktu pencucian dicari dengan menggunakan hubungan ; t w = V w rate pencucian dimana ; V w = volume air pencucian Sedangkan rate pencucian dicari dengan menggunakan rumus 14.2-20 Geankoplis ; dt Vf = volume filtrat 4052,7760 sm 6 0,9901 1089,6254 68,0253 0,323 0,030 Kp Vf + B = 245,828 sm 3 A.- DP 13455,95058 t f = + BV = 1799,30 detik 2 B = m.R m A.- DP 10000000000 B = m.R m = 3307855,171 448159,4 Kp = m.a.cs = 1637377,627 = A 2 .- DP 404,0 cs = 1078,8371 = 108962,54 kg solid m 3 1 - m.c x 0,0099 Universitas Sumatera Utara = m 3 Diperoleh ; dV dt = m 3 detik V w = Vf = m 3 Jadi, t w = detik Jadi waktu total = t f + t w = detik = menit

20. BAK PENAMPUNG BP-01

Fungsi : Untuk menampung filtart dari Filter press Type : Persegi panjang Bahan : Beton Total umpan masuk = kgjam = lbjam r larutan = kgm 3 = lbft 3 Rate volumetrik = Waktu tinggal = jam Volume air kondensat = ft 3 Volume air kondensat = volume bak Volume bak = = ft 3 Bak penampung berbentuk persegi panjang dengan perbandingan ukuran : p : l : t = 3 : 2 : 1 Volume bak = 6 t 3 ft 3 = 6 t 3 t = 1 ft Maka : panjang p = ft lebar l = ft tinggi t = ft

21. POMPA P-01

Fungsi : Memompa larutan dari bak penampung Filter Press ke Evaporator Jumlah : 1 buah ditambah 1 pompa cadangan 12,4815 15,6019 80 15,60189 4,13 2,75 1,38 1925,653 4245,294 1089,625 680,25 6,241 ft 3 jam 2 12,482 80 30 0,884 0,2541 20 0,177 0,6956 1800,00 Universitas Sumatera Utara Tipe : Centrifugal Pump Suhu bahan = o C = o K fraksi C 2 H 2 O 4 CH 3 COOH HCOOH H 2 O H 2 SO 4 Massa larutan = kgjam = lbmjam = kgm 3 = lbft 3 = cp = lbmft.s Rate volumetrik larutan = ft 3 jam Rate volumetrik = ft 3 jam = galmin = cfs Untuk bagian perpipaan akan direncanakan : Panjang pipa lurus = m = 60 ft Beda ketinggian = m = 32 ft Elbow 90 o = 2 buah Globe valve = 1 buah wide open P 1 = atm = psia P 2 = atm = psia Perhitungan diameter pipa : Asumsi :Aliran turbulen N Re 4000 Dari Peter and Timmerhaus edisi IV, hal 496 pers. 15 didapatkan persamaan : Di, opt = [3,9 x qf 0,45 x ρ 0,13 ] Dimana : Di,opt = diameter dalam optimal, in qf = flow rate larutan, ft 3 s ρ = densitas larutan, lbft3 µ = vikositas larutan, cp Di, opt = x 0.45 x 0.13 = in μ cp 0,056 0,000 0,000 0,263 0,012 0,331 3,9 0,01736 67,927 1,089 62,4986 7,793 0,017 14 9,763 1 14,696 1 14,696 1925,653 4245,36 densitas 1089,625 67,927 µ liquid 0,3308 0,0002223 62,4986 53,153 0,028 1840,000 0,434 50,788 Jumlah 1925,653 1,000 6929,500 1,864 1089,625 0,239 0,000 1207,000 0,352 0,150 1629,383 0,846 944,500 0,311 799,185 242,565 0,126 1900,000 0,441 239,334 0,313 0,000 1038,000 0,326 0,169 Komponen Massa ρ μ ρc kgjam massa kgm 3 cp kgm 3 80 353,15 Universitas Sumatera Utara Dipakai diameter standard in sch 80 App. A. 5-1, Geankoplis ID = in = ft = m A = ft 2 OD = in = ft = m Kecepatan aliran = Q = ft 3 s = A ft 2 N Re = ID x ρ x v = x x = aliran turbulen Perlengkapan pompa : Discharge 55 2 Perhitungan Friksi : 1. Sudden Konstraksi h c = K c x v 2 Pers. 2.10-16 Geankoplis 2 x α k c x = 0,55 x 1 - A 2 2 A 1 A 2 , A 2 A 1 = 0 A 1 k c = x 2 2 x = ft.lb f lb m 2. Karena faktor gesekan pipa lurus Panjang pipa lurus = ft Bahan pipa : commercial steel N Re = ε = m = ft Commercial steel Fig 2.10.3 Geankoplis εD = dari fig 2.10.3 Geankoplish didapat : 34909,279 0,000046 0,00015092 0,0007796 elbow 90 0,75 2 0,55 32,174 0,0030 30 0,5901 µ 0,0002223 34909,279 Jenis kf Jumlah Suction Pipa lurus ft 5 2,875 0,23958 0,07303 0,017 0,5901 0,02942 0,1936 67,927 0,5900995 2 12 2,323 0,19 0,05900492 0,02942 Universitas Sumatera Utara f = F f = 4 x f x ∆L x v 2 = 4 x x x 2 = 3. Karena valve dan fitting Elbow 90 o K f = Table 2.10-1 Geankoplis h f1 = 2 K f1 = 2 x x 2 2 x = Globe valve wide open K f = Table 2.10-1 Geankoplis h f2 = 1 K f2 = 1 x x 2 2 x = h f = h f1 + h f2 = 4. Sudden Expansi K ex = 1 x 1 - A 1 2 A 2 A 1 , A 1 A 2 = 0 = 1 h ex = K ex x v 2 2 x g c = 1 x 2 2 x 32,164 0,0032 ft lb f lb m 0,0114 ft lb f lb m A 2 0,5901 32,164 32,164 0,0081 ft lb f lb m 0,6 v 2 2g c 0,6 0,5901 0,5901 0,19 64,348 0,0117 ft lb f lb m 0,75 v 2 2g c 0,75 0,5901 0,0035 D 2g c 0,0035 30 Universitas Sumatera Utara = ∑F = h c + F f + h f + h ex = + + + = Menghitung Power Pompa Dari pers. 2.7-28 Geankoplis : Datum : Z 2 = Discharge = ft Z 1 = Tinggi liquid dalam tangki penampung datum = P 1 = 1 atm = psia = lb f ft 2 P 2 = 1 atm = psia = lb f ft 2 v 1 = 0 fts karena tangki sangat besar maka v 1 =0 v 2 = fts g = ft 2 s g c = ft 2 s - W s = + + + = ft lb f lb m Efisiensi pompa, h p  merhauss, Gb. 14-37 hlm 520 mass flow rate,m= lb ft 3 = lb s lb m ft lb f s lb m = ft lbf s = hp Efisiensi motor, h m = = Peters Timmerhauss, Gb. 14-38 hlm 521 Konsumsi power = BHP = hp h m Jadi digunakan power pompa hp 0,1011 50 0,10 0,20 0,50 14 32,0678 68 0,017 ft 3 s 67,9272 1,1793 0,0054 ft lb f lb m 0,0030 0,0117 0,0114 0,0054 0,0315 ft lb f lb m 32 BHP = m x -W s = 37,816 55,6124 h 0,68 14,696 2116,282 14,696 2116,282 0,590 32,174 32,174 32 0,005 0,03150 Universitas Sumatera Utara

22. EVAPORATOR EV-01

Fungsi : Memekatkan filtrat asam oksalat dari pompa Type : Short tube Evaporator dengan tutup atas dan tutup bawah berbentuk Dished Head Kapasitas : kgjam = lbjam r : kg m 3 = lbft 3 Suhu operasi : o C = o F Suhu larutan keluar : o C = o F Tekanan operasi : inHg = psia Suhu steam pemanas : o C = o K Komponen kgm 3 C 2 H 2 O 4 CH 3 COOH HCOOH H 2 O H 2 SO 4 Jumlah C 2 H 2 O 4 CH 3 COOH HCOOH H 2 O H 2 SO 4 m larutan : cp = Pa.s massa steam : kghari = lbjam Faktor kekotoran yang diijinkan : untuk organik liquid 0,385 0,00038489 2348,40 5177,27 0,002 799,185 0,2664 0,878 0,54839 50,788 0,0621 0,028 0,0043 Jumlah 1089,63 0,385 0,95 0,5739 239,334 0,0563 0,046 0,0213 0,169 0,0001 0,000 0,0000 0,150 0,0000 0,000 0,00000 Komponen ρc μc Cpc kc kgm 3 cp kcalkg o C Wm o C 53,153 0,028 1840,0 2,250 1,029 0,155 1925,653 1,000 6929,5 3,698 3,469 1,150 0,239 0,000 1207,0 0,356 1,038 0,014 1629,383 0,846 944,5 0,315 1,038 0,648 242,565 0,126 1900,0 0,447 0,364 0,169 0,313 0,000 1038,0 0,330 0,000 0,164 148 421,15 Massa fraksi ρ μ Cp k kgjam massa cp kcalkg o C Wm o C 1925,65 4245,29 1089,625 68,03 100 212 100 212 25,96 3,8 Universitas Sumatera Utara

1. Perencanaan Shell and Tube

ft T 1 = o C t 2 = 100 o C = o F = o F T 2 = o C t1 = 55 o C = o F = o F Δt2 = - Δt 1 = - o F o F DP yang diijinkan untuk masing-masing aliran = 10 psia 1 . Neraca Energi Data dari neraca energi : Q = kcaljam = Btujam 2 . LMTD = = o F Ln Dt 2 Dt 1 3. Temperatur kalorik Tc = 2 = o F tc = 2 = o F 4 . Trial U D Dari kern, 1983 diketahui overall design coeffecient UD untuk sistem heater steam - light organik = 100-200 Kern,1983 tabel 8 Diambil harga UD = Direncanakan tipe HE 1-2, dengan bagian tube Kern,tabel 10 : 12 OD, 20 BWG, dan l = 12 ft Square Pitch OD, 20 BWG, dan l = 12 Sequare Pitch ID = in a = in ft 2 ft a = in 2 Pt = Square pitch Check U D A = = 150 Q 3337168,38 U D x Dt LMTD 150 x 127,2 298,4 + 298,4 298,4 130,3 + 204,8 171,15 12 0,430 0,1309 0,145 1 86,4 168,1 841500,38 3337168,38 Dt 2 - Dt 1 122,752 148 298,4 130,3 298,4 212 298,4 130,3 148 298,4 212 Universitas Sumatera Utara A = ft 2 Nt = a x l = = x 12 digunakan 1 lewatan pada tube n = 1. Standarisasi harga Nt Kern, tabel 9 : 1 square pitch Untuk OD = in, BWG, square pitch Nt standard = buah A = = x x 12 = ft 2 U D koreksi = = A x DT x = btuj.ft 2 . o F Perencanaan shell and tube : - Tipe HE 1-2 Bagian Shell : IDs = in n = buah B = = in Bagian Tube : OD, BWG Nt = buah ID = in Pt = in L = ft a = ft 2 ft n = buah at = in 2 C = in Fluida panas : steam, tube Fluida dingin: larutan, shell 4 Nt x at 4 = ft 2 = 5 Gc = was 5 Gt = Wat = ft 2 6 Re,s = De.Gsm μ = 20 0,138 0,162 26.286,365 = 5.177,27 = 37.529,697 0,138 0,931 1 12 0,131 1 0,145 0,50 at = as = ID.C.B.l 144.n 144. Pt.n 215,20 122,8 126 15 14 1 0,2 x IDS 3,05 12 137 0,430 0,1309 12 20 137 Nt x a x 1 137 0,1309 215,200 Q 3337168,38 181,24 A 181,24 115 Universitas Sumatera Utara De = in 6 Re,t = D.Gtm = lbj.ft 2 D = ft Re, s = = T = o F 7 jH = μ = lbft j 8 . k = Re, t = = btuj.ft 2 . o Fft Ft = 1 c = kcalkg.K = btulb. o F 7 hio = btuj.ft 2 . o F m = lbj.ft c mk 13 = 9 ho = jH.kDe.cμk13FsՓs = Perhitungan Uc : Uc = hio x ho = btuj.ft 2 . o F hio + ho Perhitungan Rd : = Uc - U D = Uc x U D memenuhi dingin : larutan, shell 1 . Nre,t = 1 . Nre,s = f = ft 2 in 2 fig. 26 f = ft 2 in 2 v = ft 3 lb tabel. 7 Kern fig 29 ρ = n = 1 s = = lbft 3 N+1 = 12 x L = 12 x 12 s = B = = 2 . DPt = f x Gt 2 x L x n 2 . DPs = Gs 2 IDs x N+1 5,22 x 10 10 x Dex s x Fs = psi = psi memenuhi syarat memenuhi syarat 0,0372 0,022 0,02 6,449 1 v 1,0884 2,3261 ρ 62,5 47 15 3 5.22. x10 10 x D x s x Ft x Rd 0,0027 0,0027 0,002 Fluida panas : steam, tube 34731,770 1938,340 0,0002 0,0018 34.731,8 0,953 0,953 0,953 1500 0,931 1,165 217,815 190,20 0,95 0,0792 0,0358 1938,3 298,40 35 0,0387 0,5739 WmK Universitas Sumatera Utara 2. Perhitungan dimensi evaporator a. Luas yang dibutuhkan,At Sistem penyusunan tube secara square pitch, maka Pt = 1 At = Nt x Ay x L = in 2 b. Luas total A total = A center well + A tube π4D2 = π4D42 + 17856 D = in c. Center Down take Diameter center well = D4 = in

A. Menentukan volume tangki

rate larutan = kghari = lbjam r larutan = kg m 3 = lb ft 3 Rate larutan = ft 3 jam Dengan waktu tinggal 1 jam dimana volume larutan mengisi 80 volume tangki digunakan 1 buah tangki Volume larutan dalam tangki = rate massa masuk x waktu tinggal r solid campuran = = ft 3 Jadi volume larutan dalam tangki = ft 3 Volume larutan = volume tangki Volume tangki = Volume larutan dalam tangki Volume tangki = ft 3

B. Dimensi Tangki

78,009 1089,625 68,025 62,4076 20190,096 x 1 68,025 62,408 80 0,8 62,41 19.728 163,727 40,932 1925,65 4245,294 Universitas Sumatera Utara Bentuk tangki : silinder tegak, dengan tutup atas dan tutup bawah berbentuk dished head H D = 1,5 Vsilinder = p D 2 H 4 V silinder = D 3 Volume Dish V dish = = D 3 in 3 dengan D dalam inchi, V dish = D 3 ft 3 Maka Volume total ; Vt = = p 4 x D 2 x H + 2 x 0,0847D 3 Vt = 1,117 D 3 + 0,1694 D 3 = 1,3469D 3 D = ft = in Maka digunakan Hs = ft = in

C. Menentukan Tekanan Desain P

d P total = P hidrostatik + P dalam tangki = r x gg c x Hs + 3,8 = 68,025 x 1 x 5,8036144 + 3,8 = psi P desain = x P total = x = psi

D. Menentukan Dimensi Tangki Tebal bagian silinder ts

Dari App. D, Brownell Young , hal 342 untuk bahan konstruksi stainless steels SA-240 Grade M Type 316, diperoleh; f = psi Faktor korosi, C = in 6,87 18750 0,125 5,8036 69,64 6,54 1,05 1,05 6,54 1,1775 0,000049 x D 3 0,000049 0,0847 Volume silinder + Volume tutup atas 78,009 3,869 46,429 Universitas Sumatera Utara Sambungan las tipe double welded butt joint Efisiensi las, E = 0,8 Table 13.2 Brownell and Young dimana : t ts = tebal bagian silinder in Pd = tekanan dalam bejana lb in 2 ri = jari - jari dalam shell in f = allowable strees lbin 2 E = faktor pengelasan C = faktor korosi in = = in tebal shell standart, ts = in = in Check : OD = ID + 2 t s = + 2 x = in Diambil OD standard = 54 in = 4,5 ft Table 5.7 Brownell and young Koreksi : ID = in = ft H = in = ft Tebal tutup atas dan tutup bawah Tutup atas dan tutup bawah berbentuk dished heads jari - jari dished = r = 27 in Table 5.7 Brownell and Young f = E = C = Pd = psi t = Pers13.12 Brownell Young, hal 258 f x E - 0.1 x Pd = = in Dipakai tebal tutup standar = in = 14 in 0,125 = 164 + 18750 x 0,8 -0,1 x 6,87 14999,31 0,136 0,25 18750 0,8 0,125 6,87 0.885 x Pd x r + C 0,885 x 6,87 x 27 + 0,250 14 46,43 14 46,929 53,5 4,458 80,25 6,688 6,87 x 46,4292 + 0,0125 18750 x 0.8 - 0.6 x 6,87 0,136 0,125 Universitas Sumatera Utara Tinggi tutup Tutup atas berbentuk torispherical dished heads r radius of dish = in icr inside corner radius = = in BC = r - icr = 84 - = in = ft AB = ID2 - icr = - = in = ft b = r - BC 2 - AB 2 0.5 = in = ft Tinggi dish = b ft = in = Tinggi dish  ft = m Tinggi tutup atas = VO = in

E. Menentukan tinggi larutan dalam tangki

Jumlah larutan yang ada = ft 3 Volume larutan yang menempati tutup bawah tanpa flange : Vd = D 3 = Volume yang menempati silinder = - = ft 3 Dengan demikian tinggi larutan dalam shell : = 4 V p D 2 = ft Jadi tinggi liquid total dalam tangki adalah : Hl = = + = ft Tinggi total = Tinggi tutup x 2 + tinggi silinder = x 2 + = in = ft 8,397 80,25 97,0447 8,0871 4,9056 57,50 Hls 4,00 Hls + b 4,0 0,679 4,7 8,1473 0,679 0,68 0,0172 8,40 0,0847 62,41 62,408 4,906 5 18 5 79 6,57 26,75 5,13 21,625 1,802 8,147 0,67895 84 Universitas Sumatera Utara F.Perhitungan Jaket Pemanas Jumlah steam 148oC = kgjam densitas steam = kgm3 laju alir steam Qs = diameter dalam jacket d = diameter dalam + 2 x tebal dinding = 4,45812 + 2 x 1412 = ft tinggi jaket = tinggi reaktor = ft = m Asumsi tebal jaket = 5 in = ft Diameter luar jaket = + 2x0,417 = ft luas yang dilalui steam A = A = ft 2 Kecepatan steam V V = mjam Tebal dinding jaket tj Bahal Stainless Stell Plate tipe SA-340 P hidrostatik = ρ x g x h = 918,4 x 9,8 x 2,038 = pa = psi 18.345,802 2,678 1.660,422 m3jam 918,400 0,413 6,688 2,038 0,417 4,5 5,333 22,195 918,4 1.660,42 = 1,808 0,081 A = π 4 D 2−d2 A = π 4 5,333 2−0,4132 V = Qs A V = , , Universitas Sumatera Utara P design =1,05 x P hidrostatik = psi tj = in

23. COOLER C-02

Fungsi : Untuk mendinginkan larutan dari 100 o C menjadi 55 o C sebelum masuk ke crystallizer type : Shell and tube heat exchanger bahan : Stell pipe IPS Temperatur fluida panas masuk T 2 = 100 o C = o F Temperatur flluida panas keluar T 1 = 55 o C = o F Temperatur fluida dingin masuk t 1 = 25 o C = o F Temperatur fluida dingin keluar t 2 = 45 o C = o F Dirt factor Rd fluida panas = Dirt factor Rd fluida dingin = Total Rd = ΔP yang diizinkan = 10 psi Rate massa fluida yang masuk Wl = kgjam = lbjam Q media pendingin = kkaljam = btujam Rate massa air dingin masuk W 1 = kgjam = lbjam Direncanakan dipakai Heat Exchanger dengan ukuran Bagian tube : OD,BWG : in Pitch : 1 in triangular pitch 59.758,87 832,427 1.835,168 12 12 131 77 113 0,001 0,001 0,002 539,653 1.189,719 12.575,518 2,812 1,250 212,0 tj= PD 2SE−0,6PD +nC tj= , 2x18750 x 0,8−0,6 x , +10 tahun x 0,125 intahun Universitas Sumatera Utara panjang tube : 16 ft Dari tabel at : in a : ft2 Passed : 2 1.Neraca Massa dan Energi W larutan : kgjam = lbjam Cp larutan : kkalkg o C = btulb o F Q larutan : 1189,719 x 0,517 x 204,8 - 131 = btujam 2.Dt Untuk aliran counter - current ; Ft = Kern,1983 Δt = FT x LMTD = 3 Temperatur kalorik Tc = o F tc = o F Trial U D Dari Kern,1983 diketaui overall design coeffecient U D untuk sistem cooler Light organik -air = 75 -150 btuj.ft 2 . o F Kern,1983 tabel 8 Diambil harga UD = 75 btuj.ft 2 . o F = Δt 2 - Δt 1 = 45,000 = 74,241 0,517 0,517 104,000 S = t 2 - t 1 T 2 - t 1 R = = 2,250 t 2 - t 1 36 131,0 suhu rendah 77,0 54,0 LMTD T 2 - T 1 = 81 0,940 171,50 69,786 = 36 = 0,364 99 o F ln Δt 2 Δt 1 0,606 49.860,414 Panas Dingin Beda 212,0 suhu tinggi 113,0 99,0 0,063 0,131 539,653 1.189,719 Universitas Sumatera Utara Check Up Q = U D x Dt x A = ft 2 Nt = a x L = = x 16 Digunakan 4 lewatan pada tube n-4 Standarisasi harga Nt Kern, tabel 9 : Untuk OD = 34 in, 18 BWG 18 NT standart = A = NT x a x L = 20 x 0,1963 x 16 = ft 2 = btuj.ft 2 . o F Jadi digunakan spesifikasi cooler : Bagian Shell : IDs = 15 14 in n = 2 buah B = 1 x IDs = in Bagian Tube : OD, BWG Nt = buah ID = in Pt = in L = ft a = ft 2 ft n = buah at = in 2 C = in Fluida panas ; Shell size, solution Fluida dingin : tube size, water 1 1 at = in at = Nt x at EVALUASI PERPINDAHAN PANAS 9,53 A 9,53 4,55 0,131 20 41,888 U D koreksi = A = Q = 49.860,414 A x Δ t 1325,418 x 66,962 49860,414 75 69,79 as = IDs x CB 0,334 144.Pt.n 17,057 15 14 12 12 20 0,282 1 16 0,1309 2 0,063 0,50 Universitas Sumatera Utara = = ft 2 = ft 2 2 W 2 Gt = wat as = lbjam.ft 2 = lbjamft 2 3 Pada Tc = o F 3 Pada tc = o F μ = 0,765 Cp μ = 0,0251 Cp = 1,855 lbft jam = 0,0608 lbft jam De = 0,73 in De = 0,654 in De = 0,061 in De = 0,055 in De x Gs De x Gs = = 4 jH = 30 4 v = 5 Pada Tc = o F 3600 x r k = Wm o C = btujft 2 . o F = btujam ft o F c = 0,32 btulb o F hi = btuj.ft 2 . o F cμk 13 = hio = hi.ID 580 x 0,654 6 ho = jH.kDecμk 13 .Փs = = 7 Փs = 1 dan Փt =1 8 Koefesien clean overall Uc h io x h o h io + h o 9 Dirt factor, R d : 4.351,656 0,061 = 0,750 167,830 28,200 U C = = 4733 = 24,14 Btujamft 2 o F 196 431,485 71.573,282 Gt 171,50 0,145 361,481 0,084 50 2,350 79.121,010 171,50 104,00 Re,s = = 800,405 Re,t = = m 1,855 m 1,085 0,023 Gs = = 1.189,719 1,085 = 1.835,168 1.096,445 0,023 = 312,5 6,680 288,000 114 x 4 Universitas Sumatera Utara R d = U C - U D = = U C x U D Preasure Drop 1 Untuk Res = 684,842 1 Untuk Ret = f = ft 2 in 2 f = ft 2 in 2 s = 2 ft 2 Menghitung Dp karena panjang = pipa DP t = 5.22 x 10 10 x D x s x f t = ft DP t = 3 = psi = 3 Menghitung Dp karena tube passes = psi Untuk Gt = lbjamft 2 DP s yang diijinkan = psi V 2 Kern Gb. 27 memenuhi syarat 2g 4n x V 2 s 2g = psi DP T = DP t + DP r DP T = psi DP s yang diijinkan = memenuhi syarat

24. KRISTALIZER K-01

Fungsi : untuk mengkristalkan larutan asam oksalat Bahan keluar pada o C fraksi H 2 O μ cp 0,089 154,242 0,286 955,400 0,313 273,070 DP r = 0,184 0,285 10 55 Komponen Massa ρ μ ρc kgjam massa kgm 3 cp kgm 3 DP s = f x G s 2 x D s x N+1 0,101 5.22 x 10 10 x D e x s x f s 69246,25 3184200000 0,00002 79121,010 10 = 0,023 7,680 Ds = 25 f x G t 2 x L x n 12 2,083 320518873,9 3173760000 7,1 0,0033 2173 29.522,439 0,004 0,002 1 N+ 1 = 12L = 192 B 15 Universitas Sumatera Utara C 2 H 2 O 4 impurities C 2 H 2 O 4 . 2 H 2 O Laju bahan = kgjam = lbjam ρ campuran = kgm 3 = lbft 3 Laju padatan = ft 3 jam Dengan waktu tinggal 12 jam dimana volume solid mengisi 80 volume reaktor dan digunakan 1 buah reaktor Laju massa masuk x waktu tinggal ρ campuran x 12 = ft 3 Volume bahan = 80 volume bahan dalam reaktor Volume reaktor = Volume bahan yang masuk ke reaktor = = ft 3 Menentukan dimensi tangki Dirancang tangki berbentuk silinder tegak dengan volume HD = Volume silinder VS = 14 π.D 2 .H = 0,25 π.D 2 .1,5D = 0,25π 1,5 D 3 = D 3 V tutup bawah Ve = 1 24 0,016 0,043 0,238 0,000 0,800 193,162 1,5 1,178 πD 3 12,877 Volume bahan yang masuk ke reaktor = = 1.189,719 92,388 154,529 154,529 0,800 Jumlah 539,653 1,000 6334,500 1,598 1479,862 539,653 1.189,719 1.479,862 92,388 53,704 0,100 1826,100 0,432 181,727 311,994 0,578 1653,000 0,411 955,663 19,712 0,037 1900,000 0,441 69,402 Universitas Sumatera Utara Volume total Vt = Vs + Ve = 1,178 D 3 + 0,042 D 3 = D 3 D = ft = in H = ft = in Volume Silinder Vs = ft 3 Volume tutup Ve = ft 3 Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = ft Rasio axis = 2:1 tinggi tutup = Menentukan tekanan design Pd Pd = 1,05 x P hidrostatik = 1,05 x ρ x ggc x Hs = x 92,388 x 1 x 8,117144 = psia = Kpa Menentukan tebal tangki 1. Tebal bagian silinder Dipergunakan bahan konstruksi Carbon steel SA-283 grade C Efesiensi las , E = f allowable = Brownell Young, 1959 Faktor korosi = in untuk 10 tahun dimana : ts : tebal bagian silinder in 1,050 5,468 37,701 0,85 12.650 0,125 ts = Pd x ri + C fE - 0,6 Pd 8,117 97,400 186,560 6,602 5,411 5,411 = 1,353 ft 2 x 2 193,162 193,162 1,219 5,411 64,933 Universitas Sumatera Utara Pd : tekanan dalam bejana lbin2 ri : jari-jari dalam shell f : allowable strees lbin2 E : faktor pengelasan C : Faktor korosi in x 12650 x 0,85-0,6 x 5,468 distandarisasi menjadi 14 in OD = ID + 2ts = + = in = OD Standart = in = ft

F. Perkiraan tinggi bejana

Tinggi total = Tinggi tutup x 2 + tinggi silinder = 1,353 x 2 + 8,117 = ft G.Perhitungan Jaket Pemanas Jumlah air pendingin 25 o C = kgjam densitas air pendingin = kgm3 laju alir air pendingin Qs = diameter dalam jacket d = diameter dalam + 2 x tebal dinding = 114,343 + 2 x 0,5 = ft tinggi jaket = tinggi reaktor = ft = m Asumsi tebal jaket = 5 in = ft 0,417 2.838,767 997,1 2.838,767 = 2,847 m3jam 997,108 0,052 10,822 3,299 65,558 72 6,00 10,822 ts = 5,468 2,706 + 0,125 ts = 0,126 in 64,933 0,625 Universitas Sumatera Utara Diameter luar jaket = + 2x0,417 = ft luas yang dilalui air pendingin A = A = ft 2 Kecepatan steam V V = mjam Tebal dinding jaket tj Bahan Stainless Stell Plate tipe SA-340 P hidrostatik = ρ x g x h = 997,1 x 9,8 x 3,299 = pa = psi P design =1,05 x P hidrostatik = psi tj = in

25. CENTRIFUGE CF-01

Fungsi : memisahkan kristal asam oksalat dengan filtratnya kondisi : 1 atm 6,0 6,833 36,653 0,078 32.232,901 4,706 4,941 1,250 A = π 4 D 2−d2 A = π 4 6,833 2− , 2 V = Qs A V = 2,847 36,653 tj= PD 2SE−0,6PD +nC tj= 4,706 2x18750 x 0,8−0,6 x 4,706 +10 tahun x 0,125 intahun Universitas Sumatera Utara Rate Massa Centrifuge = kgjam = lbjam r campuran = kgm 3 = lbft 3 Rate volumetrik feed = = ft 3 jam = galmin Dipakai disk centrifuges dengan metode pemisahan sedimentasi. Untuk rate volumetrik = 0,1 - 10 galmin, dari Perry tabel 18-12, edisi 7 hal 18-112: Diameter bowl = in Perry 7th ed Kec. Putar = rpm Perry 7th ed Power motor = hp Perry 7th ed Diameter disk = in Perry 7th ed Jumlah disk = buah

26. BAK PENAMPUNG BP-02

Fungsi : Untuk menampung filtrat centrifuge Type : Persegi panjang Bahan : Beton Total umpan masuk = kgjam = lbjam r larutan = kgm 3 = lbft 3 Rate volumetrik = Waktu tinggal = 2 jam Volume air = ft 3 Volume air = volume bak Volume bak = = ft 3 Bak penampung berbentuk persegi panjang dengan perbandingan ukuran : p : l : t = 3 : 2 : 1 Volume bak = 6 t 3 ft 3 = 6 t 3 t = 1 ft Maka : panjang p = ft lebar l = ft 1,269 80 1,26871 1,58588 80 1,585884 1,93 1,28 7500 0,333 9,5 107 223,996 493,823 1246,942 778,47 0,634 ft 3 jam 539,6530 1189,7191 1479,8622 92,3846 1189,7191 92,3846 12,8779 1,6057 13 Universitas Sumatera Utara tinggi t = ft

27. SCREW CONVEYER SC-04

Fungsi : Mengangkut kristal asam oksalat ke ball mill jumlah : 1 buah Rate massa = kgjam = lbjam Diperoleh speksifikasi screw conveyer Spesifikasi : Screw Conveyor Tabel 21-6.Perry Tipe : Plain spouts or chuter Diameter pipa : 2 12 in Diameter shaft : 2 in Diameter flights : 9 in Ukuran lumps : Kecepatan : 40 rpm Power : 4,8 hp = 5 hp

28. BALL MILL BM-01

Fungsi = untuk menghaluskan kristal asam oksalat dengan ukuran 200 mesh Kapasitas = kgjam = tonjam = tonhari Spesifikasi Alat : Dari tabel 20.16 perry ed 7th, dipilih sebagai berikut : Type : Continuous Ball Mill no 200 Kapasitas max : tonjam Kecepatan putaran : 35 rpm Ukuran : 4 x 3 ft Power : hp

29. VIBRATING SCREEN VS-02

Fugsi : Memisahkan asam oksalat yang sesuai spesifikasi dengan yang tidak 318,85 0,32 7,652 14 20-24 315,657 695,770 1 12 0,64 Universitas Sumatera Utara Jumlah : 1 buah Tipe alat : High Speed Vibrating Screen Kapasitas : m = kgjam = tonjam Ukuran yang diinginkan = 200 mesh a : in d : in dimana A = luas screen C t = laju alir massa = C u = unit kapasitas Pers.21-3 Perry 6ed F oa = faktor open-area F s = faktor slotted area Asumsi : tipe screen adalah square slightly rectangular opening, maka F oa = 100 a 2 m 2 dimana m = 1 a + d = x 2 x 1 + = F s = C u = tonjam ft 2 maka: x x x Ukuran screen : ft x ft : in x in

30. BAK PENAMPUNG BP-03

Fungsi : Untuk menampung kristal asam oksalat Type : Persegi panjang Bahan : Beton Total umpan masuk = kgjam = lbjam r larutan = kgm 3 = lbft 3 Rate volumetrik = Waktu tinggal = 2 jam Volume = ft 3 1032 0,674 ft 3 jam 1,349 1653,000 34,9751 1,0 0,1 A wire diameter 0,0114 A = 0.4 C t C u F oa F s ft 2 0,1 34,9751 1,0 0,2701 0,2701 3,241 3,2407 315,657 695,896 = 0,4 0,319 = 0,0729 0,319 100 0,0165 0,0165 0,0114 318,845 0,3188 sieve opening 0,0165 Universitas Sumatera Utara Volume air = volume bak Volume bak = = ft 3 Bak penampung berbentuk persegi panjang dengan perbandingan ukuran : p : l : t = 3 : 2 : 1 Volume bak = 6 t 3 ft 3 = 6 t 3 t = 1 ft Maka : panjang p = ft lebar l = ft tinggi t = ft

31. SCREW CONVEYER

Fungsi : Mengangkut kristal asam oksalat ke jumlah : 1 buah Rate massa = kgjam = lbjam Table 21-7 Perry 6ed Diperoleh speksifikasi screw conveyer Fig.21-15 Perry 6ed Spesifikasi : Screw Conveyor Perry Tipe : Plain spouts or chuter Diameter pipa : 2 1.2 in Diameter shaft : 2 in Diameter flights : 9 in Ukuran lumps : Kecepatan : 40 rpm Power : 4,8 hp = 5 hp 315,657 695,770 1,500 80 1,349 1,68585 80 1,685848 1,96 1,31 0,65 Universitas Sumatera Utara LD-1 Pompa Air Sungai Fungsi : Mengalirkan air sungai ke bak penampung air sungai. Kode : PU-01 Tipe : Pompa sentrifugal aliran radial Laju air m = kgjam x lb1 kg = lb Densitas ρ = lbft3 jam Viskositas μ = lbft.jam = lbft.detik Laju volumetrik air Q : m ρ lbjam lbft3 = ft3jam = ft3detik Diameter optimum pipa Di Diameter optimum pipa dihitung dengan persamaan 15 hal 496 Peters, untuk asumsi aliran turbulen Nre2100. Di = 3,9 qf 0,45 . Ρ 0,13 = 3,9 x 0,077 0,45 x 62,43 0,13 = in Dipilih pipa nominal dengan spesifikasi : NPS : 2,5 in Schedule : 40 Diameter dalam Di : in = ft = m Luas penampang A : in 2 = ft 2 Uji bilangan Renold Dimana Q A ft3detik ft2 = ftdetik Q = = 17229,333 62,430 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT UTILITAS 7815,174 62,430 1,905 2,205 17229,333 0,001 N Re = μ ρ v D 275,978 0,077 2,101 0,063 2,469 4,790 v = 0,077 0,033 0,206 0,033 v = 2,305 Universitas Sumatera Utara Maka, 62,43 lbft3 x 2,398 ftdetik x 0,336 ft = Nre 4100, maka asumsi aliran turbulen benar. instalasi perpipaan yang digunakan : a. Panjang pipa lurus L = = ft b. Tinggi pemompaan Z = 10 m = ft c. 3 buah standar ellbow 90 o dan 2 buah gate valve Panjang ekivalen sambungan; Le: a. Elbow 90 o standart radius Le = 1 x 30 x 0,5054 = ft b. Gate valve open Le = 1 x 13 x 0,5054 = ft Total = ft Total panjang ekivalen Le = ft Panjang total pipa ΣL = L + LE = + = ft Konstraksi yang terjadi : Friksi karena gesekan dalam pipa F f x ΣL x V 2 2 x gc x D Dipilih pipa komersial steel dengan ɛ = 0,000046 m Untuk ɛD = 0,00045 dan Nre = 55942,299 diperoleh dari Appendix C-3 Alan Foust 1978 hal 721, faktor friksi = maka: x ft x ftdetik 2 x ft-lbmlbf.detik2 x ft = ft-lbflbm Energi mekanik pompa -Ws ΔP g Δv 2 ρ gc 2gc dimana ΔP ρ 0,0120 ΣF = 0,0120 1662,152 2,305 32,174 0,206 8,002 = ; karena P1 = P2 = 1 atm 1640,42 32,808 15,162 6,570 Ws ΣF + ΔZ - = ΣF = 21,732 21,732 500 m + + 1640,42 21,732 1662,152 Nre = 0,0001 lbft.detik 55942,299 Universitas Sumatera Utara Δv 2 2gc g gc maka - Ws = 0 + + 0 + = ft-lbflbm Kerja pompa : - Ws x Q x ρ x ft3detik x lbft3 x = Hp Power Motor P dari fig 14-38 Peter and Timmerhauss, 2004 hal 521 didapat ƞ = 80 = Hp LD-2. Bak Penampung Air Sungai Fungsi : untuk memampung air yang dipompakan dari sungai dan juga sebagai tempat pengendapan pendahuluan Kode : BP-01 Tipe : Persegi panjang Rate m: kgjam densitas ρ : kgm 3 Waktu : 3 jam Volume air yang ditampung V x 3 32,835 = ΔZ 32,808 ft 32,2 ftdetik2 = = 40,837 ft-lbflbm 0,077 ƞ x 550 62,430 0,800 550 ft-lbflbm = ; karena tidak ada perubahan ukuran pipa sepanjang aliran. 32,174ft-lbmlbf.det2 = 32,835 P = 0,444 0,800 = P = WHP ƞ 0,444 V = 1000,000 7815,174 0,555 Hp 7815,174 1000 V = m x t ρ 8,002 40,837 WHP 1 Universitas Sumatera Utara dirancang 90 dari volume bak terisi air. Volume bak : V = m 3 dirancang bak dengan ketentuan : panjang = 2X lebar = X tinggi = 1,5X maka volume bak V V = p.l.t V = = 3X 3 X = m Maka diperoleh ukuran bak penampung air sungai panjang : m = 6,0 m lebar : m = 3,0 m tinggi : m = 4,5 m LD-3 Pompa Bak Air Sungai Fungsi : Mengalirkan air dari bak penampung air sungai ke Clarifier. Kode : PU-02 Tipe : Pompa sentrifugal aliran radial Laju air m = kgjam x lb1 kg = lb Densitas ρ = lbft3 jam Viskositas μ = lbft.jam = lbft.detik Laju volumetrik air Q : m ρ lbjam lbft3 = ft3jam = ft3detik V = 23,446 m 3 26,051 2,895 5,789 2,895 4,342 V = 23,446 0,900 26,051 Q = = 17229,333 62,430 7815,174 2,205 17229,333 62,430 1,905 0,001 275,978 0,077 Universitas Sumatera Utara Diameter optimum pipa Di Diameter optimum pipa dihitung dengan persamaan 15 hal 496 Peters, untuk asumsi aliran turbulen Nre2100. Di = 3,9 qf 0,45 . Ρ 0,13 = 3,9 x 0,208 0,45 x 62,43 0,13 = in Dipilih pipa nominal dengan spesifikasi : NPS : 2,5 in Schedule : 40 Diameter dalam Di : in = ft = m Luas penampang A : in 2 = ft 2 Uji bilangan Renold Dimana Q A ft3detik ft2 = ftdetik Maka, 62,43 lbft3 x 2,398 ftdetik x 0,505 ft = Nre 4100, maka asumsi aliran turbulen benar. instalasi perpipaan yang digunakan : a. Panjang pipa lurus L = = ft b. Tinggi pemompaan Z = 5 m = ft c. 1 buah standar ellbow 90o dan 1 buah gate valve Panjang ekivalen sambungan; Le: a. Elbow 90o standart radius Le = 1 x 30 x 0,5054 = ft b. Gate valve open Le = 1 x 13 x 0,5054 = ft Total = ft Total panjang ekivalen Le = ft Panjang total pipa ΣL = L + LE = + = ft 0,063 4,790 0,033 N Re = ρ v D μ 2,101 2,469 0,206 2,305 Nre = 0,00053 lbft.detik 55942,299 v = v = 0,077 0,033 52,056 52,056 49,21 52,056 101,269 15 m 49,21 16,404 45,486 6,570 Universitas Sumatera Utara Konstraksi yang terjadi : Friksi karena gesekan dalam pipa F f x ΣL x V 2 2 x gc x D Dipilih pipa komersial steel dengan ɛ = 0,000046 m Untuk ɛD = 0,00045 dan Nre = 55942,299 diperoleh dari Appendix C-3 Alan Foust 1978 hal 721, faktor friksi = maka: x ft x ftdetik 2 x ft-lbmlbf.detik2 x ft = ft-lbflbm Energi mekanik pompa -Ws ΔP g Δv 2 ρ gc 2gc dimana ΔP ρ Δv 2 2gc g gc maka - Ws = 0 + + 0 + = ft-lbflbm Kerja pompa : - Ws x Q x ρ x ft3detik x lbft3 x = Hp Power Motor P dari fig 14-38 Peter and Timmerhauss, 2004 hal 521 didapat ƞ = 80 = Hp - = karena P1 = P2 = 1 atm = karena tidak ada perubahan ukuran pipa sepanjang aliran. ΔZ = 16,404 ft 32,2 ftdetik2 = 16,417 ft-lbflbm Ws = + ΔZ + + ΣF 0,0120 ΣF 0,0120 101,269 2,305 32,174 0,206 0,488 16,417 0,488 0,184 ; ; 16,905 = ƞ x 550 = 16,905 ft-lbflbm 0,800 0,230 Hp 14 ƞ 0,077 550 = P P = = = 0,800 32,174ft-lbmlbf.det2 62,430 ΣF WHP WHP 0,184 = Universitas Sumatera Utara LD-4 Tangki Pelarutan Alum, Al 2 SO 4 3 Fungsi : Membuat larutan alum Al 2 SO 4 3 Kode : TP-01 Bahan : High Density Poliethylene HDPE Kondisi : Temperatur : 30 o C Tekanan : 1 atm Alum yang digunakan : 50 ppm Alum yang digunakan berupa larutan 30 ww Laju massa alum : kgjam Laju massa larutan alum : kgjam densitas alum 30 : kgm 3 = lbmft 3 Kebutuhan perancangan : 30 hari Faktor keamanan : Perhitungan Ukuran tangki Volume larutan kgjam x 24 jam x 30 hari V = m 3 Vt = m 3 direncanakan perbadingan antara D:H adalah 2:3 1 4 1 4 3 8 Maka : D = m H = m Tinggi cairan dalam tangki volume cairan x tinggi silinder x = m 0,069 0,275 = 85,089 20,00 V = πD 2 H 1363 = volume silinder = 0,069 0,083 0,039 0,130 0,275 0,083 V 0,083 = πD 2 32D 0,083 = πD 3 0,130 1363,000 0,412 0,229 Universitas Sumatera Utara LD-5 Tangki Pelarutan Soda, Na 2 CO 3 Fungsi : Membuat larutan soda Na 2 CO 3 30 ww Kode : TP-02 Bahan : Carbon steel SA-283 grade C Kondisi : Temperatur : 30 o C Tekanan : 1 atm Soda yang digunakan : 27 ppm Soda yang digunakan berupa larutan 30 ww Laju massa soda : kgjam Laju massa larutan soda : kgjam densitas alum 30 : kgm 3 = lbmft 3 Kebutuhan perancangan : 30 hari Faktor keamanan : Perhitungan Ukuran tangki Volume larutan kgjam x 24 jam.hari x 30 hari V = m 3 Vt = m 3 direncanakan perbadingan antara D:H adalah 2:3 1 4 1 4 3 8 Maka : D = m H = m Tinggi cairan dalam tangki volume cairan x tinggi silinder x = m 0,021 0,070 1327 V = πD 2 H 0,046 82,842 20,00 V = 0,070 = = 0,046 = πD 2 32D 1327,000 0,038 0,046 0,188 volume silinder 0,038 0,226 0,046 = πD 3 0,339 0,226 Universitas Sumatera Utara LD-6 Clarifier Fungsi : untuk mengendapkan kotoran yang tersuspensi dalam air dengan menambahkan alum dan soda abu Kode : CL tipe : Tangki silinder vertikal dengan tutup bawah konis laju air m : kgjam densitas ρ : kgm 3 Waktu tinggal t : jam laju massa Alum : kgjam laju massa soda : kgjam densitas alum : kgm 3 Perry,1999 densitas soda : kgm 3 Perry,1999 reaksi koagulasi : Al 2 SO 4 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O 2AlOH3 + 3Na2SO4 + 3CO2 Perhitungan : terminal setling velocity dan hukum Stokes : ulrich, 1984 dimana μt : kecepatan terminal pengendapan cms D : diameter partikel = 0,002 cm Perry,1999 ρs : densitas partikel campuran ρ : densitas air = 1grml μ : viskositas campuran = 0,00836 grcm.s g : perceparan gravitasi = 980 cms 2 Kecepatan terminal pengendapan Densitas larutan , + + = kgm 3 = 1,0 grcm 3 x lbmft 3 = lbmft 3 ρ = 7815,174 0,039 0,021 7815,174 1000,000 + 0,039 1363 + 0,021 1327 7815,174 1000,0 12 0,039 0,021 1363,0 1327,0 ρ = 7815,234 7,815 1000,002 62,430 62,430 Ut = � 2 ρ � −ρ � 18μ Universitas Sumatera Utara Kecepatan terminal pengendapan densitas partikel + = kgm 3 = grcm 3 x lbmft 3 = lbmft 3 sehingga x - x = = cms kgjam kgm 3 = m3jam dirancang tangki 90 dari volume tangki berisi air dan dililih perbandigan tinggi H dan diameter D = 1:3 dengan sudut konis 45 o dan digunakan 1 buah tangki pengendap. m 3 jam x jam = m 3 volume clarifier V = Volume silinder Vs + Volume konis Vc Volume silinder Vs = 1 H =3D 4 = 3 4 = D 3 Volume konis Vc 1 h= tinggi konis = 12D tg45 o =12D 12 π 24 = D 3 0,131 ρ 0,005 0,150 = Volume clarifier V 0,034 = 7815,174 1000,000 1363,000 1327 0,0022 1,350 0,039 7,815 Laju volumetrik air Q 62,430 Ut = 980 18 x 0,00836 ρ = 0,060 0,0000 1350,156 1,350 84,290 = 0,039 0,021 0,039 + 0,021 12 0,900 4,342 πD 2 H πD3 2,355 πD 2 h = = D 3 7,815 Universitas Sumatera Utara maka V = Vs + Vc V = D 3 + D 3 = D 3 diameter silinder 13 13 = m = m tinggi silinder H = 3D = 3,0 x = m 1 1,0 2 2,0 = m Daya Clarifier P = 0,006 D 2 P = 0,006 x 1,5 2 P = Hp digunakan motor pengaduk 14 Hp LD-7 Pompa clarifier Fungsi : Mengalirkan air dari clarifier ke sand filter. Kode : PU-03 Tipe : Pompa sentrifugal aliran radial Laju air m = kgjam x lb1 kg = lb Densitas ρ = lbft3 jam Viskositas μ = lbft.jam = lbft.detik Laju volumetrik air Q : m ρ lbjam lbft3 = ft3jam = ft3detik Diameter optimum pipa Di = 17229,333 62,430 275,978 0,077 1,500 0,014 7815,174 2,205 17229,333 62,430 1,905 0,001 Q = 1,500 4,500 tinggi konis h = D = x 0,750 1,204 2,355 0,131 2,486 D = V 2,486 = 4,342 2,486 1,500 Universitas Sumatera Utara Diameter optimum pipa dihitung dengan persamaan 15 hal 496 Peters, untuk asumsi aliran turbulen Nre2100. Di = 3,9 qf 0,45 . Ρ 0,13 = 3,9 x 0,077 0,45 x 62,43 0,13 = in Dipilih pipa nominal dengan spesifikasi : NPS : 2,5 in Schedule : 40 Diameter dalam Di : in = ft = m Luas penampang A : in 2 = ft 2 Uji bilangan Renold Dimana Q A ft3detik ft2 = ftdetik Maka, 62,43 lbft3 x 2,398 ftdetik x 0,336 ft = Nre 4100, maka asumsi aliran turbulen benar. instalasi perpipaan yang digunakan : a. Panjang pipa lurus L = = ft b. Tinggi pemompaan Z = 5 m = ft c. 3 buah standar ellbow 90 o dan 1 buah gate valve Panjang ekivalen sambungan; Le: a. Elbow 90o standart radius Le = 3 x 30 x 0,5054 = ft b. Gate valve open Le = 1 x 13 x 0,5054 = ft Total = ft Total panjang ekivalen Le = ft Panjang total pipa ΣL = L + LE = + = ft 2,305 Nre = 0,00053 lbft.detik 55942,299 10,000 32,81 16,404 45,486 0,077 0,033 2,101 2,469 0,206 6,570 52,056 52,056 32,81 52,056 84,865 0,063 4,790 0,033 N Re = ρ v D μ v = v = Universitas Sumatera Utara Konstraksi yang terjadi : Friksi karena gesekan dalam pipa F f x ΣL x V 2 2 x gc x D Dipilih pipa komersial steel dengan ɛ = 0,000046 m Untuk ɛD = 0,00045 dan Nre = 55942,299 diperoleh dari Appendix C-3 Alan Foust 1978 hal 721, faktor friksi = maka: x ft x ftdetik 2 x ft-lbmlbf.detik2 x ft = ft-lbflbm Energi mekanik pompa -Ws ΔP g Δv 2 ρ gc 2gc dimana ΔP ρ Δv 2 2gc g gc maka - Ws = 0 + + 0 + = ft-lbflbm Kerja pompa : - Ws x Q x ρ x ft3detik x lbft3 x = Hp Power Motor P dari fig 14-38 Peter and Timmerhauss, 2004 hal 521 didapat ƞ = 80 = Hp ƞ 0,800 P = WHP P = 0,183 = 0,229 Hp 14 16,417 0,409 16,826 WHP = ƞ x 550 = 0,183 = ; karena tidak ada perubahan ukuran pipa sepanjang aliran. ΔZ = 16,404 ft 32,2 ftdetik2 = 16,417 ft-lbflbm 32,174ft-lbmlbf.det2 62,430 0,800 550 16,826 ft-lbflbm 0,077 + + ΣF = ; karena P1 = P2 = 1 atm 0,409 - Ws = + ΔZ ΣF = 0,0120 0,0120 84,865 2,305 32,174 0,206 ΣF = Universitas Sumatera Utara LD-8 Saringan Pasir Sand Filter Fungsi : Untuk menyaring partikel yang belum terendapkan yang terdapat dalam air yang keluar pada aliran overflow clarifier. kode : SF ttipe : Gravity sand filter laju alir masuk m : kgjam densitas ρ : kgm 3 laju volumetrik air masuk Q : m ρ kgjam kgm 3 = m 3 jam = m 3 menit filter yang digunakan dengan spesifikasi : kirk othmer Vol 25 tabel 2 hal 277 kapasitas penyaringan Qf : m 3 m 2 .menit tinggi pasir atas : cm diambil 60 cm = 0,6 m tinggi kerikil bawah : 30 - 45 cm diambil 30 cm=0,3 m maka luas penampang tangki A Q Qf m 3 m m 3 m 2 .menit = m 2 tangki saringan pasir dirancang berbentuk silinder vertikal : maka diameter bet filter ;D : A = 14 πD 2 D = m tinggi bed H = tinggi pasir + tinggi kerikil = + = m 0,600 0,300 0,900 0,113 D = 4 x A π 12 D = 4 x 0,113 12 3,140 7,815 0,130 1,150 60-75 A = A = 0,130 1,150 0,380 7815,174 1000 Q = Q = 7815,174 1000,000 Universitas Sumatera Utara tinggi tangki total = 2 x tinggi bed = 2,0 x = m LD-9 Pompa sand filter Fungsi : Mengalirkan air dari bak sand filter ke menara air Kode : PU-04 Tipe : Pompa sentrifugal aliran radial Laju air m = kgjam x lb1 kg = lb Densitas ρ = lbft3 jam Viskositas μ = lbft.jam = lbft.detik Laju volumetrik air Q : m ρ lbjam lbft3 = ft3jam = ft3detik Diameter optimum pipa Di Diameter optimum pipa dihitung dengan persamaan 15 hal 496 Peters, untuk asumsi aliran turbulen Nre2100. Di = 3,9 qf 0,45 . Ρ 0,13 = 3,9 x 0,077 0,45 x 62,43 0,13 = in Dipilih pipa nominal dengan spesifikasi : NPS : 2,5 in Schedule : 40 Diameter dalam Di : in = ft = m Luas penampang A : in 2 = ft 2 Uji bilangan Renold Dimana Q A ft3detik ft2 = ftdetik v = v = 0,077 0,033 2,305 2,101 2,469 0,206 0,063 4,790 0,033 N Re = ρ v D μ 62,430 1,905 0,001 Q = = 17229,333 62,430 275,978 0,077 0,900 1,800 7815,174 2,205 17229,333 Universitas Sumatera Utara Maka, 62,43 lbft3 x 2,398 ftdetik x 0,336 ft = Nre 4100, maka asumsi aliran turbulen benar. instalasi perpipaan yang digunakan : a. Panjang pipa lurus L = 5 m = ft b. Tinggi pemompaan Z = 10 m = ft c. 3 buah standar ellbow 90o dan 1 buah gate valve Panjang ekivalen sambungan; Le: a. Elbow 90o standart radius Le = 3 x 30 x 0,5054 = ft b. Gate valve open Le = 1 x 13 x 0,5054 = ft Total = ft Total panjang ekivalen Le = ft Panjang total pipa ΣL = L + LE = + = ft Konstraksi yang terjadi : Friksi karena gesekan dalam pipa F f x ΣL x V 2 2 x gc x D Dipilih pipa komersial steel dengan ɛ = 0,000046 m Untuk ɛD = 0,00045 dan Nre = 55942,299 diperoleh dari Appendix C-3 Alan Foust 1978 hal 721, faktor friksi = maka: x ft x ftdetik 2 x ft-lbmlbf.detik2 x ft = ft-lbflbm Energi mekanik pompa -Ws ΔP g Δv 2 ρ gc 2gc dimana ΔP ρ = ; karena P1 = P2 = 1 atm + ΔZ + + ΣF = ΣF = 0,330 - Ws = 55942,299 16,40 32,808 45,486 6,570 52,056 52,056 16,40 52,056 68,460 ΣF 0,0120 0,0120 68,460 2,305 32,174 0,206 Nre = 0,00053 lbft.detik Universitas Sumatera Utara Δv 2 2gc g gc maka - Ws = 0 + + 0 + = ft-lbflbm Kerja pompa : - Ws x Q x ρ x ft3detik x lbft3 x = Hp Power Motor P dari fig 14-38 Peter and Timmerhauss, 2004 hal 521 didapat ƞ = 80 = Hp LD-10 Menara air Fungsi : menampung air sementara untuk didistibusikan ke unit lain, dan sebagian dipakai sebagai air domestik. jenis : silinder tegak dengan alas dan tutup datar bahan kostruksi : carbon steel SA-283 grade C jumlah : 1 unit Laju air m = kgjam x lb1 kg = lb Densitas ρ = lbft3 jam Viskositas μ = lbft.jam = lbft.detik Laju volumetrik air Q : m ρ lbjam lbft3 = ft3jam = ft3detik Q = = 17229,333 62,430 275,978 0,077 Hp 0,800 7815,174 2,205 17229,333 62,430 1,905 0,00053 P = WHP ƞ P = 0,361 = 0,451 12 32,835 0,330 33,164 WHP = ƞ x 550 = 0,361 ΔZ = 32,808 ft 32,2 ftdetik2 = 32,835 ft-lbflbm 32,174ft-lbmlbf.det2 33,164 ft-lbflbm 0,077 62,430 0,800 550 = ; karena tidak ada perubahan ukuran pipa sepanjang aliran. Universitas Sumatera Utara faktor keamanaan = 20 kebutuhan perancangan 3 jam Perhitungan : a. Volume tangki Volume air Va kgjam x 3 jam kgm 3 = m 3 volume tangki Vt = 1+0,2x23,446 = m 3 b. Spesifikasi tangki Silinder shell direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi, D :H = 2:3 brownell and young 1959 maka, 3 2 maka, D = m H = m = m Tebal tangki: Tekanan hidrostatik Pair = ρ x g x Hs = kgm 3 x 9,8 mdetik 2 x m = kPa Tekanan operasi = 1 atm = kPa P = + = kPa 136,608 x 4,320 m 3,600 1 3,600 35,28 101,325 35,283 101,325 tinggi air dalam tangki Hs = v1 v tot x H = 23,446 28,135 28,1 m 3 Vs = 3πD 3 8,000 2,880 4,320 Vs = πD 2 4,000 D Vs = 3πD 3 8,000 23,446 28,135 Vs = πD 2 4,000 H = 7815,174 1000,000 Universitas Sumatera Utara Faktor kelonggaran 20 maka, P design = 1 x kPa = kPa = Psi Joint effisience = Allowable stress S = Psi = kPa Peters, 2004 Tebal Shell Peters, 2004 maka tebal shell kPa x m 2 x 87209,100 kPa x 0,85 - 1,2 x 163,929 kPa = m = in Faktor korosi = 12 in untuk 10 tahun maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,012 + 12 in = 0,512 in maka shell standart yang digunakan = in Brownell Young Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup 58 in. LD-11 Tangki Pelarutan Asam Sulfat Fungsi : Membuat larutan asam sulfat. Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Kode : TP-03 : Low alloy steel SA-203 Grade A Kondisi Pelarutan : Temperatur : 30 o C Tekanan : 1 atm H 2 SO 4 yang digunakan mempunyai konsentrasi 5 ww Laju massa H 2 SO 4 = kgjam = kghari Densitas H 2 SO 4 = kgm3 = lbmft3 Kebutuhan Perancangan = 30 hari Faktor Keamanan = 1061,7 65,825 20 0,003 0,012 58 Bahan Konstruksi 5,549 133,183 t = P D 2SE - 1,2P t = 163,929 2,880 136,608 163,929 23,779 0,850 12650 87209,100 Universitas Sumatera Utara Perhitungan Ukuran tangki Volume larutan kgjam 24 jam.hari x 30 hari V = m 3 Vt = m 3 direncanakan perbadingan antara D:H adalah 2:3 1 4 1 4 3 8 Maka : D = m H = m Tinggi cairan dalam tangki volume cairan x tinggi silinder x = m Tebal tangki: Tekanan hidrostatik Pair = ρ x g x Hs = kgm 3 x 9,8 mdetik 2 x m = kPa Tekanan operasi = 1 atm = kPa P = + = kPa Faktor kelonggaran 20 maka, P design = 1 x kPa = kPa = Psi 3,314 34,48 101,325 34,484 101,325 135,809 162,970 23,639 135,809 90,32 = πD 3 2,209 3,314 = volume silinder = 75,27 3,314 90,319 75,266 90,319 V = πD 2 H 90,32 = πD 2 32D 2,762 1062 V = 5,549 53,085 Universitas Sumatera Utara Joint effisience = Peters, 2004 Allowable stress S = Psi = kPa Brownell Young Tebal Shell Peters, 2004 maka tebal shell kPa x m 2 x 94447,800 kPa x 0,85 - 1,2 x 162,970 kPa = m = in maka tebal shell standart yang digunakan = 14 LD-12 Pompa Menara Air I Fungsi : Mengalirkan air dari Menara air ke Kation Exchanger. Kode : PU-05 Tipe : Pompa sentrifugal aliran radial Laju air m = kgjam x lb1 kg = lb Densitas ρ = lbft3 jam Viskositas μ = lbft.jam = lbft.detik Laju volumetrik air Q : m ρ lbjam lbft3 = ft 3 jam = ft 3 detik Diameter optimum pipa Di Diameter optimum pipa dihitung dengan persamaan 15 hal 496 Peters, untuk asumsi aliran turbulen Nre2100. Di = 3,9 qf 0,45 . Ρ 0,13 = 3,9 x 0,022 0,45 x 62,43 0,13 = in Dipilih pipa nominal dengan spesifikasi : NPS : in Schedule : 40 Diameter dalam Di : in = ft = m Luas penampang A : in 2 = ft 2 1 14 t = 162,970 2,209 0,002 0,088 5013,857 62,430 1,905 0,00053 Q = = 5013,857 62,430 80,312 0,022 0,035 1,500 0,010 0,850 13700 94447,800 t = P D 2SE - 1,2P 2274,271 2,205 1,206 1,380 0,115 Universitas Sumatera Utara Uji bilangan Renold Dimana Q A ft3detik ft2 = ftdetik Maka, 62,43 lbft3 x 2,398 ftdetik x 0,336 ft = Nre 4100, maka asumsi aliran turbulen benar. instalasi perpipaan yang digunakan : a. Panjang pipa lurus L = 5 m = ft b. Tinggi pemompaan Z = 5 m = ft c. 4 buah standar ellbow 90o dan 1 buah gate valve Panjang ekivalen sambungan; Le: a. Elbow 90o standart radius Le = 4 x 30 x 0,5054 = ft b. Gate valve open Le = 1 x 13 x 0,5054 = ft Total = ft Total panjang ekivalen Le = ft Panjang total pipa ΣL = L + LE = + = ft Konstraksi yang terjadi : Friksi karena gesekan dalam pipa F f x ΣL x V 2 2 x gc x D Dipilih pipa komersial steel dengan ɛ = 0,000046 m Untuk ɛD = 0,00045 dan Nre = 29056,685 diperoleh dari Appendix C-3 Alan Foust 1978 hal 721, faktor friksi = maka: x ft x ftdetik 2 x ft-lbmlbf.detik2 x ft = ft-lbflbm 83,622 2,142 32,174 0,115 6,570 67,218 67,218 16,40 67,218 83,622 ΣF = ΣF = 0,570 0,0110 0,0110 16,40 16,404 60,648 N Re = ρ v D μ v = v = 0,022 0,010 2,142 Nre = 0,00053 lbft.detik 29056,685 Universitas Sumatera Utara Energi mekanik pompa -Ws ΔP g Δv 2 ρ gc 2gc dimana ΔP ρ Δv 2 2gc g gc maka - Ws = 0 + + 0 + = ft-lbflbm Kerja pompa : - Ws x Q x ρ x ft3detik x lbft3 x = Hp Power Motor P dari fig 14-38 Peter and Timmerhauss, 2004 hal 521 didapat ƞ = 80 = Hp LD-13 Penukar Kation Cation Exchanger Fungsi : Untuk mengurangi kesadahan air. Tipe : Silinder tegak dengan tutup dan alas elipsoidal Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C Kondisi Penyipanan Temperatur = 28 o C Tekanan = 1 atm Laju alir massa = kgjam = lbjam Densitas campuran = 1 kgl = lbmft3 Viskositas bahan = cP = lbmft.s P = WHP ƞ P 16,988 ft-lbflbm 0,022 62,430 0,800 550 14 ΣF Hp 0,800 = ; karena tidak ada perubahan ukuran pipa sepanjang aliran. ΔZ = 16,404 ft 32,2 ftdetik2 = 16,417 ft-lbflbm 32,174ft-lbmlbf.det2 ƞ x 550 = 0,054 - Ws = + ΔZ + + 16,417 0,570 16,988 WHP = = ; karena P1 = P2 = 1 atm = 0,054 = 0,803 0,0005399 2274,271 5013,857 0,067 62,430 Universitas Sumatera Utara Laju alir volume Q = m ρ = ft 3 jam Kebutuhan perancangan = 1 jam Faktor keamanan = Ukuran Cation Exchanger Dari Tabel 12-4 Nalco Water Handbook, diperoleh: Diameter penukar kation = 2 ft = m Luas penampang = ft2 Tinggi resin dalan cation Exchanger = 2,5 ft Tinggi silinder = 1,2 x 2,5 = 3 ft = m Diameter tutup = Diameter tangki = m Rasio aksis = 0,1 1,0 2,0 = m Tinggi total tangki = + = m Tebal tangki: Tekanan operasi = 1 atm = kPa P = + = kPa Faktor kelonggaran 20 maka, P design = 1,2 x kPa = kPa = Psi Joint effisience = Allowable stress S = Psi = kPa Peters, 2004 Tebal Shell Peters, 2004 maka tebal shell kPa x m 2 x 87209,100 kPa x 0,85 - 1,2 x 243,180 kPa = m = in t = P D 2SE - 1,2P t = 243,180 0,610 0,001 0,039 101,3 101,325 202,7 0,850 12650 87209,100 202,650 243,180 35,274 Tinggi tutup 0,152 0,914 0,152 1,067 0,914 0,610 2,000 = = 5013,857 62,430 80,312 20 0,610 0,610 3,140 101,325 Universitas Sumatera Utara Faktor korosi = 0,42 in maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,039 +0,42 = 0,459 in Tebal shell standart yang digunakan 12 in. LD-14 Pompa Kation Exchanger Fungsi : Mengalirkan air dari cation exchanger ke anion exchanger. Kode : PU-06 Tipe : Pompa sentrifugal aliran radial Laju air m = kgjam x lb1 kg = lb Densitas ρ = lbft3 jam Viskositas μ = lbft.jam = lbft.detik Laju volumetrik air Q : m ρ lbjam lbft3 = ft3jam = ft3detik Diameter optimum pipa Di Diameter optimum pipa dihitung dengan persamaan 15 hal 496 Peters, untuk asumsi aliran turbulen Nre2100. Di = 3,9 qf 0,45 . Ρ 0,13 = 3,9 x 0,022 0,45 x 62,43 0,13 = in Dipilih pipa nominal dengan spesifikasi : NPS : in Schedule : 40 Diameter dalam Di : in = ft = m Luas penampang A : in 2 = ft 2 Uji bilangan Renold Dimana Q A ft 3 detik ft 2 = ftdetik 1 14 2,142 1,500 0,010 N Re = ρ v D μ v = v = 0,022 0,010 = 5013,857 62,430 80,312 0,022 1,206 1,380 0,115 0,035 2274,271 2,205 5013,857 62,430 1,905 0,001 Q = Universitas Sumatera Utara Maka, 62,43 lbft3 x 1,595 ftdetik x 0,052 ft = Nre 4100, maka asumsi aliran turbulen benar. instalasi perpipaan yang digunakan : a. Panjang pipa lurus L = 5 m = ft b. Tinggi pemompaan Z = 4 m = ft c. 4 buah standar ellbow 90 o dan 1 buah gate valve Panjang ekivalen sambungan; Le: a. Elbow 90o standart radius Le = 4 x 30 x 0,5054 = ft b. Gate valve open Le = 1 x 13 x 0,5054 = ft Total = ft Total panjang ekivalen Le = ft Panjang total pipa ΣL = L + LE = + = ft Konstraksi yang terjadi : Friksi karena gesekan dalam pipa F f x ΣL x V 2 2 x gc x D Dipilih pipa komersial steel dengan ɛ = 0,000046 m Untuk ɛD = 0,00045 dan Nre = 29056,685 diperoleh dari Appendix C-3 Alan Foust 1978 hal 721, faktor friksi = maka: x ft x ftdetik 2 x ft-lbmlbf.detik2 x ft = ft-lbflbm Energi mekanik pompa -Ws ΔP g Δv 2 ρ gc 2gc dimana ΔP ρ + + ΣF = ; karena P1 = P2 = 1 atm 0,570 - Ws = + ΔZ 67,218 67,218 16,40 67,218 83,622 ΣF = ΣF = 2,142 32,174 0,115 0,0110 0,0110 83,622 Nre = 0,00053 lbft.detik 29056,685 16,40 13,123 60,648 6,570 Universitas Sumatera Utara Δv 2 2gc g gc maka - Ws = 0 + + 0 + = ft-lbflbm Kerja pompa : - Ws x Q x ρ x ft3detik x lbft3 x = Hp Power Motor P dari fig 14-38 Peter and Timmerhauss, 2004 hal 521 didapat ƞ = 80 = Hp LD-15 Tangki Pelarutan NaOH Fungsi : Membuat larutan natrium hidroksida. Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Kode : TP-04 : Carbon Steel SA-283 Grade C Kondisi Pelarutan : NaOH yang digunakan mempunyai konsentrasi 4 ww Laju massa NaOH = kgjam = kghari Densitas NaOH = kgm 3 = lbmft 3 Kebutuhan Perancangan = 30 hari Faktor Keamanan = Perhitungan Ukuran Tangki Volume larutan kgjam X 24 jam x 30 hari 62,430 0,800 550 75,900 Hp 0,800 Bahan Konstruksi 1,887 45,282 1518,0 94,116 20 V = 1,887 14 P = WHP ƞ P = 0,043 = 0,054 13,134 0,570 13,704 WHP = ƞ x 550 = 0,043 13,704 ft-lbflbm 0,022 = ; karena tidak ada perubahan ukuran pipa sepanjang aliran. ΔZ = 13,123 ft 32,2 ftdetik2 = 13,134 ft-lbflbm 32,174ft-lbmlbf.det2 Universitas Sumatera Utara V = m 3 Vt = m 3 direncanakan perbadingan antara D:H adalah 2:3 1 4 1 4 3 8 Maka : D = m H = m Tinggi cairan dalam tangki volume cairan x tinggi silinder x = m LD-16 Anion Exchanger Fungsi : Untuk mengikat anion dalam air dengan menggunakan resin basah. Kode : AE Tipe : Silinder tegak dengan tutup dan alas elipsoidal Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C Kondisi Penyipanan Temperatur = 25 o C Tekanan = 1 atm Laju alir massa = kgjam = lbjam Densitas campuran = kgl = lbmft3 Laju alir volume Q = m ρ = ft3jam Kebutuhan perancangan = 1 jam Faktor keamanan = 5013,857 62,430 21,48 = πD 3 1,369 2,053 = volume silinder = 17,90 2,053 21,478 62,430 1000 80,312 20 1,711 2274,271 5013,857 = 17,898 21,478 V = πD 2 H 21,48 = πD 2 32D Universitas Sumatera Utara Ukuran Anion Exchanger Dari Tabel 12-4 Nalco Water Handbook, diperoleh: Diameter penukar kation = 2 ft = m Luas penampang = ft 2 Tinggi resin dalan cation Exchanger= 2,5 ft Tinggi silinder = 1,2 x 2,5 = 3 ft = m Diameter tutp = Diameter tangki = m Rasio aksis = 2 : 1 1,0 2,0 = m Tinggi total tangki = + = m Tebal tangki: Tekanan operasi = 1 atm = kPa P = + = kPa Faktor kelonggaran 20 maka, P design = 1,2 x kPa = kPa = Psi Joint effisience = Peters, 2004 Allowable stress S = Psi = kPa Brownell Young Tebal Shell Peters, 2004 maka tebal shell kPa x m 2 x 87209,100 kPa x 0,85 - 1,2 x 243,180 kPa = m = in Faktor korosi = 0,42 in maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,039 +0,42 = 0,459 in Tebal shell standart yang digunakan 12 in. t = 243,180 0,610 0,001 0,039 Tinggi tutup = 0,610 2,000 243,180 35,274 0,850 12650 87209,100 t = P D 2SE - 1,2P 0,152 0,914 0,152 1,067 101,325 101,3 101,325 202,7 202,650 0,914 0,610 0,610 3,140 Universitas Sumatera Utara LD-17 Pompa Anion Exchanger Fungsi : Mengalirkan air dari ation exchanger ke dearator. Kode : PU-07 Tipe : Pompa sentrifugal aliran radial Laju air m = kgjam x lb1 kg = lb Densitas ρ = lbft 3 jam Viskositas μ = lbft.jam = lbft.detik Laju volumetrik air Q : m ρ lbjam lbft 3 = ft 3 jam = ft 3 detik Diameter optimum pipa Di Diameter optimum pipa dihitung dengan persamaan 15 hal 496 Peters, untuk asumsi aliran turbulen Nre2100. Di = 3,9 qf 0,45 . Ρ 0,13 = 3,9 x 0,022 0,45 x 62,43 0,13 = in Dipilih pipa nominal dengan spesifikasi : NPS : in Schedule : 40 Diameter dalam Di : in = ft = m Luas penampang A : in 2 = ft 2 Uji bilangan Renold Dimana Q A ft 3 detik ft 2 = ftdetik Maka, 62,43 lbft3 x 1,595 ftdetik x 0,336 ft = Nre 4100, maka asumsi aliran turbulen benar. 1 14 29056,685 2,142 Nre = 0,00053 lbft.detik 80,312 0,022 1,206 1,380 0,115 0,035 1,500 0,010 N Re = ρ v D μ Q = = 5013,857 62,430 v = v = 0,022 0,010 2274,271 2,205 5013,857 62,430 1,905 0,001 Universitas Sumatera Utara instalasi perpipaan yang digunakan : a. Panjang pipa lurus L = 5 m = ft b. Tinggi pemompaan Z = 1 m = ft c. 4 buah standar ellbow 90o dan 1 buah gate valve Panjang ekivalen sambungan; Le: a. Elbow 90o standart radius Le = 4 x 30 x 0,5054 = ft b. Gate valve open Le = 1 x 13 x 0,5054 = ft Total = ft Total panjang ekivalen Le = ft Panjang total pipa ΣL = L + LE = + = ft Konstraksi yang terjadi : Friksi karena gesekan dalam pipa F f x ΣL x V 2 2 x gc x D Dipilih pipa komersial steel dengan ɛ = 0,000046 m Untuk ɛD = 0,00045 dan Nre = 29056,685 diperoleh dari Appendix C-3 Alan Foust 1978 hal 721, faktor friksi = maka: x ft x ftdetik 2 x ft-lbmlbf.detik2 x ft = ft-lbflbm Energi mekanik pompa -Ws ΔP g Δv 2 ρ gc 2gc dimana ΔP ρ Δv 2 2gc g gc maka - Ws = 0 + + 0 + = ft-lbflbm 0,0110 0,0110 83,622 2,142 32,174 0,115 3,612 0,570 4,182 ΔZ = 3,609 ft 32,2 ftdetik 2 = 3,612 ft-lbflbm 32,174ft-lbmlbf.det 2 = ; karena P1 = P2 = 1 atm = ; karena tidak ada perubahan ukuran pipa sepanjang aliran. + ΔZ + + ΣF = 0,570 - Ws = 16,40 3,609 60,648 6,570 67,218 67,218 16,40 67,218 83,622 ΣF ΣF = Universitas Sumatera Utara Kerja pompa : - Ws x Q x ρ x ft3detik x lbft3 x = Hp Power Motor P dari fig 14-38 Peter and Timmerhauss, 2004 hal 521 didapat ƞ = 80 = Hp LD-18 Dearator Fungsi : Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air umpan ketel. Bentuk : Silinder horizontal dengan tutup atas dan bawah elipsoidal. Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-183 Grade C Jumlah : 1 buah Kondisi operasi: Temperatur = 25 o C Tekanan = 1 atm Kebutuhan perancangan 24 jam Laju air m = kgjam x lb1 kg = lb Densitas ρ = lbft 3 jam Viskositas μ = lbft.jam = lbft.detik Faktor keamanan 20 Perhitungan ukuran tangki: a. Volume tangki Volume air Va kgjam x 24 jam kgm 3 = m 3 volume tangki Vt = 1+0,2x54,582 = m 3 4,182 ft-lbflbm 0,022 1,905 54,582 65,499 Hp 0,800 2274,271 2,205 5013,857 62,430 1,905 0,001 = 2274,271 1000,000 P = WHP ƞ P = 0,0004 = 0,001 14 WHP = ƞ x 550 = 0,0004 0,800 550 Universitas Sumatera Utara b. Diameter dan Panjang dinding Volume dinding tangki Vs π 4 Dengan L banding Di direncanakan 3 : 1 3π 4 Volume tutp tangki Ve π 24 Volume tangki V 5π 6 Di = m H = m c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = Diameter tangki = m Rasio axis = 2 : 1 Tinggi tutup = m volume cairan x tinggi x = m Tebal tangki: Tekanan hidrostatik Pair = ρ x g x Hs = kgm 3 x 9,8 mdetik 2 x m = kPa Tekanan operasi = 1 atm = kPa P = + = kPa 101,325 86,002 101,325 187,327 = 65,499 54,582 1,463 1,219 1000 8,776 86,00 = 2,925 2,000 1,463 = volume silinder Tinggi cairan dalam tangki = Di3 65,499 2,925 8,776 2,925 Vs = Di2.L Vs = Di3 Ve = Di3 Universitas Sumatera Utara Faktor kelonggaran 20 maka, P design = 1,2 x kPa = kPa = Psi Joint effisience = Peters, 2004 Allowable stress S = Psi = kPa Brownell Young Tebal Shell Peters, 2004 maka tebal shell kPa x m 2 x 87209,100 kPa x 0,85 - 1,2 x 224,793 kPa = m = in Faktor korosi = 0,42 in untuk 10 tahun maka tebal shell yang dibutuhkan = 0.016 + 0,42 in = 0,436 in maka shell standart yang digunakan = in Brownell Young Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup 12 in. LD-19 Pompa Dearator Fungsi : Mengalirkan air dari dearator ke ketel uap. Kode : PU-08 Tipe : Pompa sentrifugal aliran radial Laju air m = kgjam x lb1 kg = lb Densitas ρ = lbft3 jam Viskositas μ = lbft.jam = lbft.detik Laju volumetrik air Q : m ρ lbjam lbft 3 = ft 3 jam = ft 3 detik Diameter optimum pipa Di Diameter optimum pipa dihitung dengan persamaan 15 hal 496 Peters, untuk asumsi aliran turbulen Nre2100. = 5013,857 62,430 80,312 0,022 12 2274,271 2,205 5013,857 62,430 1,905 0,001 Q = t = P D 2SE - 1,2P t = 224,793 2,925 0,004 0,016 187,327 224,793 32,607 0,850 12650 87209,100 Universitas Sumatera Utara Di = 3,9 qf 0,45 . Ρ 0,13 = 3,9 x 0,022 0,45 x 62,43 0,13 = in Dipilih pipa nominal dengan spesifikasi : NPS : Schedule : 40 Diameter dalam Di : in = ft = m Luas penampang A : in 2 = ft 2 Uji bilangan Renold Dimana Q A ft3detik ft2 = ftdetik Maka, 62,43 lbft3 x 1,595 ftdetik x 0,336 ft = Nre 4100, maka asumsi aliran turbulen benar. instalasi perpipaan yang digunakan : a. Panjang pipa lurus L = 5 m = ft b. Tinggi pemompaan Z = 5 m = ft c. 3 buah standar ellbow 90o dan 1 buah gate valve Panjang ekivalen sambungan; Le: a. Elbow 90 o standart radius Le = 3 x 30 x 0,5054 = ft b. Gate valve open Le = 1 x 13 x 0,5054 = ft Total = ft Total panjang ekivalen Le = ft Panjang total pipa ΣL = L + LE = + = ft 1 14 52,056 52,056 16,40 52,056 68,460 2,142 Nre = 0,00053 lbft.detik 29056,685 16,40 16,404 45,486 6,570 1,500 0,010 N Re = ρ v D μ v = v = 0,022 0,010 1,206 1,380 0,115 0,035 Universitas Sumatera Utara Konstraksi yang terjadi : Friksi karena gesekan dalam pipa F f x ΣL x V 2 2 x gc x D Dipilih pipa komersial steel dengan ɛ = 0,000046 m Untuk ɛD = 0,00045 dan Nre = 29056,685 diperoleh dari Appendix C-3 Alan Foust 1978 hal 721, faktor friksi = maka: x ft x ftdetik 2 x ft-lbmlbf.detik2 x ft = ft-lbflbm Energi mekanik pompa -Ws ΔP g Δv 2 ρ gc 2gc dimana ΔP ρ Δv 2 2gc g gc maka - Ws = 0 + + 0 + = ft-lbflbm Kerja pompa : - Ws x Q x ρ x ft3detik x lbft3 x = Hp Power Motor P dari fig 14-38 Peter and Timmerhauss, 2004 hal 521 didapat ƞ = 80 = Hp 1,905 0,800 550 0,0110 0,0110 68,460 2,142 Hp 0,800 14 P = WHP ƞ P = 0,002 = 0,002 16,417 0,467 16,884 WHP = ƞ x 550 = 0,002 0,022 16,884 ft-lbflbm = ; karena tidak ada perubahan ukuran pipa sepanjang aliran. ΔZ = 16,404 ft 32,2 ftdetik2 = 16,417 ft-lbflbm 32,174ft-lbmlbf.det2 + + ΣF = ; karena P1 = P2 = 1 atm 0,467 - Ws = + ΔZ ΣF = ΣF = 32,174 0,115 Universitas Sumatera Utara LD-20 Ketel Uap Fungsi : Untuk menghasilkan steam. Power boiler dihitung dengan persamaan: Dimana : m = Massa steam yang dihasilkan lbjam HS = Entalpi uap jenuh steam Btulb Hs = Entalpi liquid jenuh steam Btulb Maka: 1148,107-577,600 = HP Digunakan power bolier 65 HP Perpindahan Panas Boiler Boiler yang dipakai tipe water tube boiler. Heating survce boiler : 10 ft2 tiap 1 HP Jadi heating surface boiler A: A = HP x ft2HP A = 65 HP x 10 ft2HP = ft2 Ditetapkan tube boiler: 1. Nominal Pipe Size NPS = 3 in 2. Luas Permukaan Perpanjangan Tube a = 0,917 ft2ft 3. Panjang Tube L = 30 ft maka jumlah tube oiler Nt : = = 25 23,628 61,165 650 Nt = A a x L Nt = 650,000 0,917 x 30 HP = mHS-Hs 33480 HP = 3589,438 33480 10,000 Universitas Sumatera Utara LD-21 Pompa Ketel uap Fungsi : untuk memompakan uap air dari ketel uap ke unit lainnya Kode : PU-09 Tipe : Pompa sentrifugal aliran radial Laju air m = kgjam x lb1 kg = lb Densitas ρ = lbft3 jam Viskositas μ = lbft.jam = lbft.detik Laju volumetrik air Q : m ρ lbjam lbft3 = ft3jam = ft3detik Diameter optimum pipa Di Diameter optimum pipa dihitung dengan persamaan 15 hal 496 Peters, untuk asumsi aliran turbulen Nre2100. Di = 3,9 qf 0,45 . Ρ 0,13 = 3,9 x 0,014 0,45 x 62,43 0,13 = in Dipilih pipa nominal dengan spesifikasi : NPS : 1,0 in Schedule : 40 Diameter dalam Di : in = ft = m Luas penampang A : in 2 = ft 2 Uji bilangan Renold Dimana Q A ft 3 detik ft 2 = ftdetik Maka, 62,43 lbft3 x 2,105 ftdetik x 0,336 ft 5,262 Nre = 0,00053 lbft.detik 0,864 0,006 N Re = ρ v D μ v = v = 0,032 0,006 = 7913,275 69,620 113,664 0,032 0,978 1,049 0,087 0,027 3589,438 2,205 7913,275 69,620 1,905 0,001 Q = Universitas Sumatera Utara = Nre 4100, maka asumsi aliran turbulen benar. instalasi perpipaan yang digunakan : a. Panjang pipa lurus L = 5 m = ft b. Tinggi pemompaan Z = 10 m = ft c. 1 buah standar ellbow 90o dan 1 buah gate valve Panjang ekivalen sambungan; Le: a. Elbow 90o standart radius Le = 1 x 30 x 0,5054 = ft b. Gate valve open Le = 1 x 13 x 0,5054 = ft Total = ft Total panjang ekivalen Le = ft Panjang total pipa ΣL = L + LE = + = ft Konstraksi yang terjadi : Friksi karena gesekan dalam pipa F f x ΣL x V 2 2 x gc x D Dipilih pipa komersial steel dengan ɛ = 0,000046 m Untuk ɛD = 0,00045 dan Nre = 60520,749 diperoleh dari Appendix C-3 Alan Foust 1978 hal 721, faktor friksi = maka: x ft x ftdetik 2 x ft-lbmlbf.detik2 x ft = ft-lbflbm Energi mekanik pompa -Ws ΔP g Δv 2 ρ gc 2gc dimana ΔP ρ Δv 2 2gc g gc 0,010 ΣF = 0,0100 38,136 5,262 32,174 0,087 1,877 - Ws = + ΔZ + + ΣF 16,40 21,732 38,136 ΣF = 21,732 21,732 32,174ft-lbmlbf.det 2 = ; karena P1 = P2 = 1 atm = ; karena tidak ada perubahan ukuran pipa sepanjang aliran. ΔZ = 32,808 ft 32,2 ftdetik 2 = 32,835 ft-lbflbm 60520,749 16,40 32,808 15,162 6,570 Universitas Sumatera Utara maka - Ws = 0 + + 0 + = ft-lbflbm Kerja pompa : - Ws x Q x ρ x ft3detik x lbft3 x = Hp Power Motor P dari fig 14-38 Peter and Timmerhauss, 2004 hal 521 didapat ƞ = 80 = Hp LD-22 Tangki Bahan Bakar Fungsi : Menampung bahan bakar boiler dan cadangan generator. Kode : TBB Tipe : Silinder vertikal Volume tangki Vt Dari perhitungan unit penyediaan steam boiler diketahui laju alir massa abahan bakar m = literjam = kgjam = lbjam Volume bahan bakar untuk 1 bulan persediaan V = x jam = liter = m 3 Tangki dirancang dengan ketentuan a. 90 dari volume tangki terisi bahan bakar dan digunakan 1 tangki. b. H : D = 1,5 Maka volume tangki ƞ x 550 = 34,712 ft-lbflbm 0,032 1,905 0,800 550 144,059 ƞ 0,800 0,005 143,571 168 24119,894 24,120 V = 316,516 24,120 0,900 143,571 P = WHP P = 0,005 = 0,006 Hp 14 32,835 1,877 34,712 WHP = Universitas Sumatera Utara = m3 Dimensi Tangki Volume tangki = Volume silinder + Volume tutup Volume silinder Vs= = 14 π D2 1,5 D = 0,375 π D3 Volume Tutup Vh = 0,000049 D3 D dalam satuan inci atau = 0,08467 D3 D dalam satuan meter maka, Vt = Vs + Vh = 0,375 π D3 +0,08467 D3 = 1,26217 D3 Diameter tangki = m H = m LD-23 Pompa Bahan Bakar I Fungsi : untuk memompakan bahan bakar ke ketel uap Kode : PU-10 Tipe : Pompa sentrifugal aliran radial Laju air m = kgjam x lb1 kg = lb Densitas ρ = lbft3 jam Viskositas μ = lbft.jam = lbft.detik Laju volumetrik air Q : m ρ lbjam lbft3 = ft3jam = ft3detik 2,769 4,154 14 π D2 H D = 26,800 1,262 13 26,800 140,100 2,205 308,865 58,240 0,069 0,00002 Q = = 308,865 58,240 5,303 0,001 Universitas Sumatera Utara Diameter optimum pipa Di Diameter optimum pipa dihitung dengan persamaan 15 hal 496 Peters, untuk asumsi aliran turbulen Nre2100. Di = 3,9 qf 0,45 . Ρ 0,13 = 3,9 x 0,001 0,45 x 62,43 0,13 = in Dipilih pipa nominal dengan spesifikasi : NPS : in Schedule : 40 Diameter dalam Di : in = ft = m Luas penampang A : in 2 = ft 2 Uji bilangan Renold Dimana Q A ft3detik ft2 = ftdetik Maka, 62,43 lbft3 x 2,034 ftdetik x 0,336 ft = Nre 4100, maka asumsi aliran turbulen benar. instalasi perpipaan yang digunakan : a. Panjang pipa lurus L = 5 m = ft b. Tinggi pemompaan Z = 10 m = ft c. 1 buah standar ellbow 90o dan 1 buah gate valve Panjang ekivalen sambungan; Le: a. Elbow 90o standart radius Le = 1 x 30 x 0,5054 = ft b. Gate valve open Le = 1 x 13 x 0,5054 = ft Total = ft Total panjang ekivalen Le = ft 16,40 32,808 15,162 6,570 21,732 21,732 38 0,493 0,041 0,013 0,192 0,001 N Re = ρ v D 0,298 μ v = v = 0,001 0,001 1,105 Nre = 0,00053 lbft.detik 137926,058 Universitas Sumatera Utara Panjang total pipa ΣL = L + LE = + = ft Konstraksi yang terjadi : Friksi karena gesekan dalam pipa F f x ΣL x V 2 2 x gc x D Dipilih pipa komersial steel dengan ɛ = 0,000046 m Untuk ɛD = 0,00045 dan Nre = 62562,850 diperoleh dari Appendix C-3 Alan Foust 1978 hal 721, faktor friksi = maka: x ft x ftdetik 2 x ft-lbmlbf.detik2 x ft = ft-lbflbm Energi mekanik pompa -Ws ΔP g Δv 2 ρ gc 2gc dimana ΔP ρ Δv 2 2gc g gc maka - Ws = 0 + + 0 + = ft-lbflbm Kerja pompa : - Ws x Q x ρ x ft3detik x lbft3 x = Hp Power Motor P dari fig 14-38 Peter and Timmerhauss, 2004 hal 521 didapat ƞ = 80 0,247 0,000 ft-lbflbm 32,174ft-lbmlbf.det2 0,000 0,247 0,247 WHP = ƞ x 550 P = WHP ƞ = 0,247 ft-lbflbm 0,001 0,000 0,041 - Ws = + ΔZ + + ΣF 16,40 21,732 = 0,0140 = 0,0140 ΣF ΣF 38,136 1,105 32,174 38,136 58,240 0,800 550 = ; karena P1 = P2 = 1 atm = ; karena tidak ada perubahan ukuran pipa sepanjang aliran. ΔZ = 0,000 ft 32,2 ftdetik2 = Universitas Sumatera Utara = Hp LD-24 Pompa Bahan Bakar II Fungsi : untuk memompakan bahan bakar ke generator Kode : PU-11 Tipe : Pompa sentrifugal aliran radial Laju air m = kgjam x lb1 kg = lb Densitas ρ = lbft3 jam Viskositas μ = lbft.jam = lbft.detik Laju volumetrik air Q : m ρ lbjam lbft3 = ft3jam = ft3detik Diameter optimum pipa Di Diameter optimum pipa dihitung dengan persamaan 15 hal 496 Peters, untuk asumsi aliran turbulen Nre2100. Di = 3,9 qf 0,45 . Ρ 0,13 = 3,9 x 0,00002 0,45 x 62,43 0,13 = in Dipilih pipa nominal dengan spesifikasi : NPS : in Schedule : 40 Diameter dalam Di : in = ft = m Luas penampang A : in 2 = ft 2 Uji bilangan Renold Dimana Q A ft3detik ft2 = ftdetik P = 0,000 = 0,000 Hp 0,800 3,959 2,205 8,727 58,240 0,069 0,000 Q = = 3,959 58,240 14 0,068 0,00002 0,051 18 0,269 0,022 0,007 0,106 0,001 N Re = ρ v D μ v = v = 0,000 0,001 0,026 Universitas Sumatera Utara Maka, 62,43 lbft3 x 2,034 ftdetik x 0,336 ft = instalasi perpipaan yang digunakan : a. Panjang pipa lurus L = 5 m = ft b. Tinggi pemompaan Z = 5 m = ft c. 1 buah standar ellbow 90o dan 1 buah gate valve Panjang ekivalen sambungan; Le: a. Elbow 90o standart radius Le = 1 x 30 x 0,5054 = ft b. Gate valve open Le = 1 x 13 x 0,5054 = ft Total = ft Total panjang ekivalen Le = ft Panjang total pipa ΣL = L + LE = + = ft Konstraksi yang terjadi : Friksi karena gesekan dalam pipa F f x ΣL x V 2 2 x gc x D Dipilih pipa komersial steel dengan ɛ = 0,000046 m Untuk ɛD = 0,00045 dan Nre = 1455,984 diperoleh dari Appendix C-3 Alan Foust 1978 hal 721, faktor friksi = maka: x ft x ftdetik 2 x ft-lbmlbf.detik2 x ft = ft-lbflbm Energi mekanik pompa -Ws ΔP g Δv 2 ρ gc 2gc dimana ΔP ρ Δv 2 2gc ; karena P1 = P2 = 1 atm - Ws = + ΔZ ΣF = ΣF = 0,026 0,022 + 0,0100 0,0100 Nre = 0,00053 lbft.detik 1747,181 16,40 16,404 15,162 6,570 21,732 21,732 16,40 21,732 38,136 0,0002 = ; karena tidak ada perubahan ukuran pipa sepanjang aliran. ΣF + 38,136 32,174 = Universitas Sumatera Utara g gc maka - Ws = 0 + + 0 + = ft-lbflbm Kerja pompa : - Ws x Q x ρ x ft3detik x lbft3 x = Hp Power Motor P dari fig 14-38 Peter and Timmerhauss, 2004 hal 521 didapat ƞ = 80 = Hp LD-25 Pompa Menara Air II Fungsi : untuk memompakan air dari menara air ke coolong tower water . Kode : PU-12 Tipe : Pompa sentrifugal aliran radial Laju air m = kgjam x lb1 kg = lb Densitas ρ = lbft3 jam Viskositas μ = lbft.jam = lbft.detik Laju volumetrik air Q : m ρ lbjam lbft 3 = ft3jam = ft3detik Diameter optimum pipa Di Diameter optimum pipa dihitung dengan persamaan 15 hal 496 Peters, untuk asumsi aliran turbulen Nre2100. 0,000 0,800 550 1246,497 14 P = WHP ƞ P = 0,000 = 0,000 16,417 0,000 16,418 WHP = ƞ x 550 = 0,000 Hp 0,800 0,000 16,418 ft-lbflbm ΔZ 2,205 2748,027 62,430 = 16,404 ft 32,2 ftdetik2 = 16,417 ft-lbflbm 32,174ft-lbmlbf.det2 1,905 0,001 Q = = 2748,027 62,430 44,018 0,012 Universitas Sumatera Utara Di = 3,9 qf 0,45 . Ρ 0,13 = 3,9 x 0,012 0,45 x 62,43 0,13 = in Dipilih pipa nominal dengan spesifikasi : NPS : 1,0 in Schedule : 40 Diameter dalam Di : in = ft = m Luas penampang A : in 2 = ft 2 Uji bilangan Renold Dimana Q A ft 3 detik ft 2 = ftdetik Maka, 62,43 lbft3 x 2,008 ftdetik x 0,336 ft = Nre 4100, maka asumsi aliran turbulen benar. instalasi perpipaan yang digunakan : a. Panjang pipa lurus L = 5 m = ft b. Tinggi pemompaan Z = 5 m = ft c. 1 buah gate valve Panjang ekivalen sambungan; Le: a. Gate valve open Le = 1 x 13 x 0,5054 = ft Total = ft Total panjang ekivalen Le = ft Panjang total pipa ΣL = L + LE = + = ft Konstraksi yang terjadi : Friksi karena gesekan dalam pipa F = ρ v D μ 21016,913 16,40 16,404 13,140 13,140 13,140 16,40 13,140 29,545 0,920 1,049 0,087 0,027 0,864 0,006 = 0,00053 lbft.detik = v = 0,012 0,006 2,038 Nre N Re v Universitas Sumatera Utara f x ΣL x V 2 2 x gc x D Dipilih pipa komersial steel dengan ɛ = 0,000046 m Untuk ɛD = 0,00045 dan Nre = 21016,913 diperoleh dari Appendix C-3 Alan Foust 1978 hal 721, faktor friksi = maka: x ft x ftdetik 2 x ft-lbmlbf.detik2 x ft = ft-lbflbm Energi mekanik pompa -Ws ΔP g Δv 2 ρ gc 2gc dimana ΔP ρ Δv 2 2gc g gc maka - Ws = 0 + + 0 + = ft-lbflbm Kerja pompa : - Ws x Q x ρ x ft3detik x lbft3 x = Hp Power Motor P dari fig 14-38 Peter and Timmerhauss, 2004 hal 521 didapat ƞ = 80 = Hp P = WHP P = 0,029 = 0,036 Hp 14 ΣF = 0,0110 29,545 2,038 32,174 0,087 0,240 - Ws = + ΔZ + 0,0110 + ΣF 550 0,800 0,029 ΣF = 32,174ft-lbmlbf.det2 = 16,417 ft-lbflbm 0,240 62,430 ƞ ΔZ = 16,404 ft 32,2 ftdetik2 16,417 16,657 WHP = ƞ x 550 = 16,657 ft-lbflbm 0,012 0,800 = ; karena P1 = P2 = 1 atm = ; karena tidak ada perubahan ukuran pipa sepanjang aliran. Universitas Sumatera Utara LD-26 Cooling Tower Water menara pendingin Fungsi : mendinginkan air pendingin sebelum disirkulasi Kode alat : CT tipe : induced draft cooling tower rete air masuk : kgjam densitas : kgm 3 laju volumetrik : m ρ = ft3jam = suhu air masuk CT = 45 oC = oF suhu air keluar CT = 25 oC = oF suhu wet bulb = 70 oF suhu approach = 77 - 70 = 7 oF suhu range = - 77 = 36 oF Konsentrasi air 2 gpmft2 Maka diapat luas permukaan teoritis tower A gpm 2 gpmft2 Power teoritis fan = 0,04 HPft2 luas tower Power fan = x = HP Efisiensi motor = HP Power standar 14 HP LD-27 Pompa Cooling Tower Water Fungsi : untuk memompakan air cooling towe ke unit lainnya. Kode : PU-13 Tipe : Pompa sentrifugal aliran radial 3,400 Power motor; BPH 0,000 1,700 0,040 0,068 = P = 0,068 0,800 0,085 ft 3 s 113 77 1000,000 113 A = = 1,700 ft2 1246,497 1000,000 = 1246,497 1,246 Universitas Sumatera Utara Laju air m = kgjam x lb1 kg = lb Densitas ρ = lbft3 jam Viskositas μ = lbft.jam = lbft.detik Laju volumetrik air Q : m ρ lbjam lbft3 = ft3jam = ft3detik Diameter optimum pipa Di Diameter optimum pipa dihitung dengan persamaan 15 hal 496 Peters, untuk asumsi aliran turbulen Nre2100. Di = 3,9 qf 0,45 . Ρ 0,13 = 3,9 x 0,012 0,45 x 62,43 0,13 = in Dipilih pipa nominal dengan spesifikasi : NPS : 1,0 in Schedule : 40 Diameter dalam Di : in = ft = m Luas penampang A : in 2 = ft 2 Uji bilangan Renold Dimana Q A ft3detik ft2 = ftdetik Maka, 62,43 lbft3 x 2,008 ftdetik x 0,336 ft = Nre 4100, maka asumsi aliran turbulen benar. 0,027 = 0,012 0,006 2,038 Nre = 0,00053 lbft.detik 44,018 0,012 0,920 1,049 0,087 0,864 0,006 21016,913 2748,027 62,430 1,905 0,001 = = 2748,027 62,430 1246,497 Q 2,205 v = v N Re = ρ v D μ Universitas Sumatera Utara instalasi perpipaan yang digunakan : a. Panjang pipa lurus L = 5 m = ft b. Tinggi pemompaan Z = 5 m = ft c. 1 buah gate valve Panjang ekivalen sambungan; Le: a. Gate valve open Le = 1 x 13 x 0,5054 = ft Total = ft Total panjang ekivalen Le = ft Panjang total pipa ΣL = L + LE = + = ft Konstraksi yang terjadi : Friksi karena gesekan dalam pipa F f x ΣL x V 2 2 x gc x D Dipilih pipa komersial steel dengan ɛ = 0,000046 m Untuk ɛD = 0,00045 dan Nre = 21016,913 diperoleh dari Appendix C-3 Alan Foust 1978 hal 721, faktor friksi = maka: x ft x ftdetik 2 x ft-lbmlbf.detik2 x ft = ft-lbflbm Energi mekanik pompa -Ws ΔP g Δv 2 ρ gc 2gc dimana ΔP ρ Δv 2 2gc g gc maka - Ws = 0 + + 0 + = ft-lbflbm Kerja pompa : - Ws x Q x ρ ; WHP = ƞ x 550 = ; = ΔZ 13,140 16,40 13,140 29,545 16,417 karena tidak ada perubahan ukuran pipa sepanjang aliran. 16,404 ft 32,2 ftdetik2 = 16,417 ft-lbflbm 32,174ft-lbmlbf.det2 0,240 16,657 16,40 16,404 13,140 + ΣF = karena P1 = P2 = 1 atm ΣF = 0,0110 ΣF = 0,0110 29,545 2,038 32,174 0,087 0,240 = + ΔZ + - Ws 13,140 Universitas Sumatera Utara x ft3detik x lbft3 x = Hp Power Motor P dari fig 14-38 Peter and Timmerhauss, 2004 hal 521 didapat ƞ = 80 = Hp LD-28 Tangki Pelarutan Kaporit Fungsi : Membuat larutan kaporit Kode : TP-05 Bahan : Carbon steel SA-283 grade C Kondisi : Temperatur : 30 o C Tekanan : 1 atm Alum yang digunakan : 27 ppm Alum yang digunakan berupa larutan 30 ww Laju massa kaporit : kgjam Laju massa larutan kaporit: kgjam densitas kaporit 30 : kgm 3 = lbmft 3 Kebutuhan perancangan : 30 hari Faktor keamanan : Perhitungan Ukuran tangki Volume larutan kgjam 24 jam.hari x 30 hari V = m 3 Vt = m 3 direncanakan perbadingan antara D:H adalah 2:3 1 4 1 4 62,430 0,800 550 0,029 0,800 = 16,657 ft-lbflbm 0,012 P = WHP P = 0,029 = 0,036 Hp 14 ƞ V 0,003 0,001 0,005 1327 82,842 20,00 V = 0,005 1327,000 0,003 0,003 = πD 2 H = πD 2 32D Universitas Sumatera Utara 3 8 Maka : D = m H = m Tinggi cairan dalam tangki volume cairan x tinggi silinder volume silinder x = m LD-29. Bak Penampung Air Fungsi : untuk memampung air keperluan karyawan, laboratorium dan lain-lain. Kode : BP-02 Tipe : Persegi panjang Rate m: kgjam densitas ρ : kgm 3 Waktu : jam Volume air yang ditampung V x dirancang 90 dari volume bak terisi air. Volume bak : V = m 3 dirancang bak dengan ketentuan : panjang = 2X lebar = X tinggi = 1,5X 1,208 0,076 V = 1087,500 V = 1,088 m 3 V = 1,088 0,900 1087,500 1000,000 V = 1000 m x t ρ 168 168 0,003 = = 0,003 = πD 3 0,137 0,091 0,003 0,091 Universitas Sumatera Utara maka volume bak V V = p.l.t = 3X 3 X = m Maka diperoleh ukuran bak penampung air sungai panjang : m = 0,3 m lebar : m = 0,2 m tinggi : m = 0,3 m LD-30 Pompa Bak Penampung II Fungsi : untuk memompakan air dari bak penampung II ke domestik Kode : PU-14 Tipe : Pompa sentrifugal aliran radial Laju air m = kgjam x lb1 kg = lb Densitas ρ = lbft3 jam Viskositas μ = lbft.jam = lbft.detik Laju volumetrik air Q : m ρ lbjam lbft 3 = ft 3 jam = ft 3 detik Diameter optimum pipa Di Diameter optimum pipa dihitung dengan persamaan 15 hal 496 Peters, untuk asumsi aliran turbulen Nre2100. Di = 3,9 qf 0,45 . Ρ 0,13 = 3,9 x 0,011 0,45 x 62,43 0,13 = in Dipilih pipa nominal dengan spesifikasi : NPS : 1,0 in Schedule : 40 Diameter dalam Di : in = ft = m Luas penampang A : in 2 = ft 2 Uji bilangan Renold 1087,500 2,205 62,430 1,208 0,201 0,134 0,269 0,134 2397,503 1,905 0,001 Q = = 2397,503 62,430 38,403 0,011 0,865 1,049 0,087 0,027 0,864 0,006 N Re = ρ v D μ Universitas Sumatera Utara Dimana Q A ft3detik ft2 = ftdetik Maka, 62,43 lbft3 x 2,008 ftdetik x 0,336 ft = Nre 4100, maka asumsi aliran turbulen benar. instalasi perpipaan yang digunakan : a. Panjang pipa lurus L = 5 m = ft b. Tinggi pemompaan Z = 5 m = ft c. 1 buah gate valve Panjang ekivalen sambungan; Le: a. Gate valve open Le = 1 x 13 x 0,5054 = ft Total = ft Total panjang ekivalen Le = ft Panjang total pipa ΣL = L + LE = + = ft Konstraksi yang terjadi : Friksi karena gesekan dalam pipa F f x ΣL x V 2 2 x gc x D Dipilih pipa komersial steel dengan ɛ = 0,000046 m Untuk ɛD = 0,00045 dan Nre = 18336,105 diperoleh dari Appendix C-3 Alan Foust 1978 hal 721, faktor friksi = maka: x ft x ftdetik 2 x ft-lbmlbf.detik2 x ft = ft-lbflbm 13,140 32,174 0,087 0,149 v = v = 0,011 0,006 1,778 Nre = 0,00053 lbft.detik 18336,105 16,40 16,404 13,140 13,140 16,40 13,140 29,545 1,778 ΣF = 0,0090 ΣF = 0,0090 29,545 Universitas Sumatera Utara Energi mekanik pompa -Ws ΔP g Δv 2 ρ gc 2gc dimana ΔP ρ Δv 2 2gc g gc maka - Ws = 0 + + 0 + = ft-lbflbm Kerja pompa : - Ws x Q x ρ x ft3detik x lbft3 x = Hp Power Motor P dari fig 14-38 Peter and Timmerhauss, 2004 hal 521 didapat ƞ = 80 = Hp LD-31 Pompa Menara Air III Fungsi : untuk memompakan air dari menara air ke proses Kode : PU-15 Tipe : Pompa sentrifugal aliran radial Laju air m = kgjam x lb1 kg = lb Densitas ρ = lbft3 jam Viskositas μ = lbft.jam = lbft.detik Laju volumetrik air Q : 62,430 0,800 550 0,025 P = P = = 0,031 Hp 14 0,011 3206,907 2,205 7069,947 62,430 1,905 0,001 - Ws = + ΔZ + ft-lbflbm karena tidak ada perubahan ukuran pipa sepanjang aliran. ΔZ + ΣF = karena P1 = P2 = 1 atm ƞ x 550 16,404 ft 32,2 ftdetik2 = 16,417 ft-lbflbm 32,174ft-lbmlbf.det2 16,417 0,149 16,567 = ; = ; = WHP = WHP ƞ 0,025 0,800 16,567 Universitas Sumatera Utara m ρ lbjam lbft3 = ft3jam = ft3detik Diameter optimum pipa Di Diameter optimum pipa dihitung dengan persamaan 15 hal 496 Peters, untuk asumsi aliran turbulen Nre2100. Di = 3,9 qf 0,45 . Ρ 0,13 = 3,9 x 0,031 0,45 x 62,43 0,13 = in Dipilih pipa nominal dengan spesifikasi : NPS : 1,5 in Schedule : 40 Diameter dalam Di : in = ft = m Luas penampang A : in 2 = ft 2 Uji bilangan Renold Dimana Q A ft3detik ft2 = ftdetik Maka, 62,43 lbft3 x 2,008 ftdetik x 0,336 ft = Nre 4100, maka asumsi aliran turbulen benar. instalasi perpipaan yang digunakan : a. Panjang pipa lurus L = 5 m = ft b. Tinggi pemompaan Z = 5 m = ft c. 1 buah standar ellbow 90 o dan 1 buah gate valve Q = = 7069,947 62,430 113,246 0,031 1,407 1,610 0,134 35147,799 N Re = ρ v D μ v = v = 0,031 0,014 2,221 Nre = 0,00053 lbft.detik 16,40 16,404 0,041 2,040 0,014 Universitas Sumatera Utara Panjang ekivalen sambungan; Le: a. Ellbow 90 o standar radius Le = 1 x 30 x 0,5054 = a. Gate valve open Le = 1 x 13 x 0,5054 = ft Total = ft Total panjang ekivalen Le = ft Panjang total pipa ΣL = L + LE = + = ft Konstraksi yang terjadi : Friksi karena gesekan dalam pipa F f x ΣL x V 2 2 x gc x D Dipilih pipa komersial steel dengan ɛ = 0,000046 m Untuk ɛD = 0,00045 dan Nre = 3514,799 diperoleh dari Appendix C-3 Alan Foust 1978 hal 721, faktor friksi = maka: x ft x ftdetik 2 x ft-lbmlbf.detik2 x ft = ft-lbflbm Energi mekanik pompa -Ws ΔP g Δv 2 ρ gc 2gc dimana ΔP ρ Δv 2 2gc g gc maka - Ws = 0 + + 0 + = ft-lbflbm Kerja pompa : - Ws x Q x ρ 15,162 + ΣF = karena P1 = P2 = 1 atm karena tidak ada perubahan ukuran pipa sepanjang aliran. ΔZ 16,404 ft 32,2 ftdetik2 = 16,417 ft-lbflbm 32,174ft-lbmlbf.det2 16,417 0,026 16,444 = ƞ x 550 - Ws = + ΔZ + 21,732 16,40 21,732 38,136 2,221 32,174 0,134 0,026 ΣF = 6,570 21,732 ; 0,0012 ΣF = 0,0012 = ; 38,136 = WHP Universitas Sumatera Utara x ft3detik x lbft3 x = Hp Power Motor P dari fig 14-38 Peter and Timmerhauss, 2004 hal 521 didapat ƞ = 80 = Hp 62,430 0,800 550 0,073 P = P = = 0,092 Hp 14 = WHP ƞ 0,073 0,800 16,444 ft-lbflbm 0,031 Universitas Sumatera Utara Dalam Prarancangan Pabrik Asam Oksalat dari Alang-alang dengan Metode Peleburan Alkali ini digunakan asumsi sebagai berikut : 1. Pabrik beroperasi selama 330 haritahun 2. Kapasitas maksimum adalah 2500 tontahun 3. Harga peralatan diperoleh dari harga peralatan untuk tahun 2014 yang diperoleh dari http:www.matche.com dimana harga alat dalam US USA, yang jika dalam rupiah US 1 = Rp. ,- Akses tanggal 12 Januari 2015 4. Harga akan berubah tergantung perubahan ekonomi. Jika harga peralatan pada tahun yang lalu diketahui maka harga alat peralatan setiap saat pada saat ini dapat ditaksir dengan menggunakan Chemical Engineering Plant Cost Indeks. Berdasarkan rumus : Harga peralatan berdasarkan Marshall and Swift Equiment Cost Indeks. LE-1 Modal Investasi Tetap Fixed Capital Invesment LE-1.1 Modal Investasi Tetap Langsung MITL LE-1.1.1 Modal Untuk Pembelian Tanah Lokasi Pabrik dan Perumahan Luas Tanah Pabrik = m 2 Luas Tanah Perumahan = m 2 Total Luas Tanah = m 2 Harga tanah seluruhnya = m 2 x Rp. = Rp. Biaya Perataan tanah diperkirakan 5 Biaya Perataan tanah = x Rp. = Rp. Maka modal untuk pembelian tanah A adalah = Rp + Rp = Rp 200.000,00 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI Harga saat ini = indeks harga saat ini indeks harga tahun n x harga tahun n 12.543 8.774 2.000 10.774,00 10.774,00 2.154.800.000,00 0,05 2.154.800.000,00 107.740.000,00 2.154.800.000,00 107.740.000,00 2.262.540.000,00 Universitas Sumatera Utara LE-1.1.2 Harga Bangunan dan Sarana Tabel LE-1 Perincian Harga Bangunan dan Sarana Bangunan No 1 Pos Keamanaan 2 Parkir 3 Taman 4 Areal Bahan Baku 5 Ruang Kontrol 6 Areal Proses 7 Areal Produk 8 Perkantoran 9 Laboratorium 10 Poliklinik 11 Kantin 12 Mushallah 13 Gudang Peralatan 14 Bengkel 15 Perpustakaan 16 PMK 17 Unit Pengolahan Air 18 Pembangkit Listrik 19 Pengolahan Limbah 20 Areal Perluasan 21 Perumahan 22 Jalan Lahan Kosong Total biaya bangunan dan sarana B = Rp LE-1.1.3 Perincian Harga Peralatan Harga peralatan yang diimpor dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut: X 2 m Ix X 1 Iy Peter dan Timmerhauss, 2004 Dimana: Cx = Harga alat pada 2015 Cy = Harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia X 1 = Kapasitas alat yang tersedia X 2 = Kapasitas alat yang diinginkan Ix = Indeks harga pada tahun 2015 Cx = Cy Total 4 240 300 300 Lokasi Luas Harga Rpm 2 Jumlah Rp 120 320 320 100 1.500 300 300 150 100 120 100 60 100 100 200.000 200.000 200.000 250.000 5.000.000 800.000,00 48.000.000,00 60.000.000,00 75.000.000,00 500.000.000,00 3.750.000.000,00 75.000.000,00 300.000.000,00 150.000.000,00 100.000.000,00 12.000.000,00 20.000.000,00 15.000.000,00 50.000.000,00 2.500.000 250.000 1.000.000 1.000.000 1.000.000 100.000 200.000 250.000 500.000 500.000 200.000 50.000 1.000.000 100.000 15.000.000,00 24.000.000,00 64.000.000,00 160.000.000,00 200.000 150.000 200.000 10.774 7.824.800.000,00 64.000.000,00 50.000.000,00 2.000.000.000,00 292.000.000,00 7.824.800.000,00 320 1.000 2.000 2.920 Universitas Sumatera Utara Iy = Indeks harga pada tahun yang tersedia m = Faktor eksponensal untuk kapasitas tergantung jenis alat Untuk menentukan indeks haga pada tahun 2015 digunakan metode regresi koefisian korelasi: n.Σx 2 -Σx 2 x n.Σy 2 -Σy 2 0,5 Tabel LE-2 Penaksiran Indeks Harga dengan Least Square No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Σ Data : n = 14 Σx 2 = Σxy = Σy 2 = Σx = Σy = n.Σx 2 -Σx 2 x n.Σy 2 -Σy 2 0,5 14 x 55748511 - 27397 2 x 14 x 14436786 - 14184 2 12 = Persamaan umum regesi linear, Y= a+bX Dengan: Y = Indeks harga apada tahun X r = n.Σxy-Σx.Σy r = 14 x 28307996 - 27937 x 14184 28.307.996 27937 14184 986.049 1.056.784 1.079.521 1.117.249 1.127.844 1.140.624 1.185.921 1.196.836 1.216.609 14.436.786 55.748.511 14.436.786 55.748.511 2.134.932 2.178.000 2.189.094 2.208.206 28.307.996 1.980.042 2.050.860 2.073.844 801.025 837.225 866.761 889.249 935.089 3.996.001 4.000.000 4.004.001 4.008.004 3.976.036 3.980.025 3.984.016 3.988.009 3.992.004 3.956.121 3.960.100 3.964.081 3.968.064 3.972.049 2.110.829 2.121.876 1.780.155 1.820.850 1.853.621 1.878.456 1.927.231 1068 1089 895 915 931 943 967 1094 1103 14184 0,98 993 1028 1039 1057 1062 1999 2000 2001 2002 27937 1994 1995 1996 1997 1998 1989 1990 1991 1992 1993 x y xy x 2 y 2 r = n.Σxy-Σx.Σy Universitas Sumatera Utara X = Variabel tahun ke-n a,b = Tetapan persamaan regresi maka: Sehingga diperoleh persamaan regresi linearnya adalah sebagai berikut: Y = a + bX Y = -32528,8 + 16,809X Dengan demikian harga indeks pada tahun 2015 adalah Y = -32528,8 + 16,8092015 Y = 1341,335 Contoh Perhitungan Harga Peralaan Reaktor Asam Oksalat R-02 Bentuk : Silinder berpengaduk dengan tutup alas dan bawah dished heads. Volume tangki = ft 3 = m 3 Perlengkapan: Pengaduk disc tubin dengan 6 buah blade Jumlah pengaduk = 1 Harga pengaduk = Harga total pengaduk = Harga reaktor = Harga tangki total = Harga reaktor asam oksalat pada tahun 2015 adalah: = 183,89 7.700 7.700 75.661 5,21 67.961 = 75.661 x 5,21 10,00 x 1.341,335 1.324,11 0,54 53.875,64         2 i 2 i i i i i ΣX ΣX n ΣY ΣX Y ΣX n b       2 2 2 Xi Xi n. Xi.Yi Xi. Xi Yi.          a 809 , 16 3185 53536 27937 55748511 14 14184 27937 28307996 14 2      b 8 , 32528 3185 103604228 27937 55748511 14 28307996 27937 55748511 14184 2        a Universitas Sumatera Utara Dengan cara yang sama diperoleh perkiraan harga alat lainnya yang dapat dilihat pada tabe LE-3 untuk perkiraan peralatan proses dan Tabel LE-4 untuk perkiraan alat utilitas Tabel LE-3. Estimasi Harga Peralatan Proses No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Tabel LE-4. Estimasi Harga Peralatan Utilitas Total Non Impor Total 9.936.000,00 7.961.480.525,19 79.058.529 79.058.529 1 Unit Ket Hargaunit Rp Total Rp 1 I 97.082.820 97.082.820 133.507.692 133.507.692 SC-02 VS-01 SC-03 RVF-01 BE-02 TP-05 R-02 C-01 FP-01 RCK-01 TP-01 BL-01 TP-02 TP-03 R-01 SC-01 BE-01 TP-04 1 1 1 2 1 1 I I VS-02 SC-04 BM-01 P-01 1 1 I 1.298.238.129 1.298.238.129 1 I 67.606.770 67.606.770 1 I 611.019.702 70.667.262 70.667.262 221.208.348 221.208.348 I I 1 1 I 79.058.529 79.058.529 1 I 245.090.220 245.090.220 399.833.211 399.833.211 1 92.755.485 92.755.485 1 I 59.102.616 59.102.616 70.667.262 70.667.262 1 I 92.755.485 92.755.485 1 I 67.606.770 67.606.770 964.544.157 964.544.157 Kode I I I I 1 1 K-01 CF-01 I EV-01 C-02 1 1 1 I I I NI I I 1 I 1 675.762.200 20.946.810 40.401.003 4.968.000 484.674.063 20.946.810 601.223.619 1.303.292.958 611.019.702 675.762.200 20.946.810 40.401.003 9.936.000 484.674.063 20.946.810 601.223.619 1.303.292.958 73.890.813 70.667.262 7.951.544.525,19 Total Impor I I 73.890.813 70.667.262 1 SC-05 Universitas Sumatera Utara No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Keterangan : I untuk peralatan impor, dan NI untuk peralatan non impor Untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut Biaya transportasi = Biaya asuransi = Bea masuk = AE 1 I 14.700.396 SF CL 1 I 192.321.819 192.321.819 1 I 183.880.380 183.880.380 TP-03 1 I 426.261.312 426.261.312 CE 169.317.957 TU-05 1 I 9.871.341 9.871.341,000 1 15 Total Non Impor Total 3.921.285.475 81.030.500 814.279.017 BR 1 I 687.356.400 687.356.400 Total Impor 3.840.254.975 5 TBB 1 1 169.317.957 CTW 1 1 1.070.447.000 1.070.447.000 14.700.396 DE 1 I 814.279.017 TP-02 1 I 9.369.621 9.369.621 MA 1 I 168.690.807 168.690.807 1 I 14.700.396 14.700.396 TP-04 1 I 79.058.529 79.058.529 PU-15 1 NI 4.968.000 4.968.000 TP-01 1 NI 734.500 734.500 PU-13 1 NI 4.968.000 4.968.000 PU-14 1 NI 4.968.000 4.968.000 PU-11 1 NI 4.968.000 4.968.000 PU-12 1 NI 4.968.000 4.968.000 PU-09 1 NI 4.968.000 4.968.000 PU-10 1 NI 4.968.000 4.968.000 PU-07 1 NI 4.968.000 4.968.000 PU-08 1 NI 4.968.000 4.968.000 PU-05 1 NI 4.968.000 4.968.000 PU-06 1 NI 4.968.000 4.968.000 PU-03 1 NI 5.900.000 5.900.000 PU-04 1 NI 4.968.000 4.968.000 Ket Hargaunit Rp Total Rp PU-01 1 NI 8.880.000 8.880.000 PU-02 1 NI 5.900.000 5.900.000 Kode Unit Universitas Sumatera Utara PPn = PPh = Biaya gudang dipelabuhan = Biaya administrasi pelabuhan = Transportasi lokal = Biaya tak terduga = = Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut PPn = PPh = Transportasi lokal = Biaya tak terduga = = Total harga peralatan tiba di lokasi pabrik purchased-quiment delivered adalah A: = 1,43 x 7.951.544.525,19 + 3.840.254.975,00 + 1,21 x 9.936.000,00 + 81.030.500,00 = Rp. Biaya pemasangan diperkirakan 10 dari total harga peralatan Timmerhaus,2004 Biaya Pemasangan B = x Rp = Rp. Total C = Harga peralatan + biaya pemasangan = Rp. LE-1.1.4 Intrumentasi dan Alat Kontrol Diperkiran biaya intrumentasi dan alat kontrol 13 dari total harga peralatan Timmerhus,2004 Biaya instumentasi dan alat kontrol D = x = Rp LE-1.1.5 Biaya Perpipaan Diperkiran biaya Perpipaan 50 dari total harga peralatan Timmerhus,2004 Biaya instumentasi dan alat kontrol E = x = Rp LE-1.1.6 Biaya Instalasi Listrik Diperkiran biaya Intalasi listrik 10 dari total harga peralatan Timmerhus,2004 16.972.342.750,27 1.697.234.275,03 18.669.577.025,30 0,13 16.972.342.750,27 2.206.404.557,54 0,50 16.972.342.750,27 8.486.171.375,14 0,10 16.972.342.750,27 0,5 Total 21 10 10 0,5 0,5 0,5 0,5 Total 43 10 10 0,5 Universitas Sumatera Utara Biaya instumentasi dan alat kontrol F = x = Rp LE-1.1.7 Biaya Insulasi Diperkiran biaya Insulasi 8 dari total harga peralatan Timmerhus,2004 Biaya instumentasi dan alat kontrol G = x = Rp LE-1.1.8 Biaya Inventaris Kantor Diperkiran biaya inventaris kantor 1 dari total harga peralatan Timmerhus,2004 Biaya instumentasi dan alat kontrol H = x = Rp LE-1.1.9 Biaya Perlengkapan Kebakaran dan Keamanaan Diperkiran biaya perlengkapan kebakaran dan keamanaan 1 dari total harga peralatan Timmerhus,2004 Biaya instumentasi dan alat kontrol I = x = Rp LE-1.1.10 Sarana Transportasi Tabel LE-5. Biaya Sarana Transportasi No 1 2 3 4 5 6 7 Total Modal Investasi Tetap Langsung = A + B + C + D + E + F + G + H + I + J = Rp. 0,10 16.972.342.750,27 1.697.234.275,03 0,08 Kepala Bus Karyawan Truk Mobil pemasaran Mobil pemadam 1 1 4 3 2 16.972.342.750,27 0,01 16.972.342.750,27 0,01 16.972.342.750,27 Direktur Wakil Direktur 897.500.000 431.500.000 321.500.000 1.357.787.420,02 169.723.427,50 169.723.427,50 3 2 New X-trail 2,5 L New Inovva V Hino 130 mdbl Dyna 130 PS New Avanza 1,3G Fire Truck G-type 180.100.000 759.000.000 Total 897.500.000 431.500.000 1.286.000.000 847.200.000 555.100.000 540.300.000 5.316.600.000,00 Total 38.073.221.508,03 759.000.000 Camry 2,4 G 282.400.000 277.550.000 Jabatan Unit Tipe HargaUnit Rp Universitas Sumatera Utara LE 1.2. Modal Investasi Tetap Tidak Langsung MITTL 1.2.1 Pra Investasi Diperkirakan 7 dari total MITL a Timmerhaus,2004 = 0,07 x Rp 38.073.221.508,03 = Rp

1.2.2 Biaya Engineering dan Supervisi

Diperkirakan 8 dari total MITL b Timmerhaus,2004 = 0,08 x Rp 38.073.221.508,03 = Rp

1.2.3 Biaya Kontraktor

Diperkirakan 2 dari total MITL c Timmerhaus,2004 = 0,02 x Rp 38.073.221.508,03 = Rp

1.2.4 Biaya Tak Terduga

Diperkirakan 10 dari total MITL d Timmerhaus,2004 = 0,1 x Rp 38.073.221.508,03 = Rp Total MITTL = a + b + c + d = Rp. Total MIT = MITL + MITTL = Rp + Rp = Rp Modal Kerja Modal kerja didasarkan pada perhitungan pengoperasian pabrik selama 3 bulan 90 hari 2.1 Persediaan Bahan Baku 2.1.1 Bahan Baku Proses 1. Alang-Alang Kebutuhan = kgjam Hargakg = Rp Harga Total = Rp 3.807.322.150,80 10.279.769.807,17 48.352.991.315,20 1.987,006 1.500 10.279.769.807,17 38.073.221.508,03 6.437.897.956,23 2.665.125.505,56 3.045.857.720,64 761.464.430,16 Universitas Sumatera Utara 2. Calsium Hidroksida Kebutuhan = kgjam Hargakg = Rp Harga Total = Rp 3. Asam Sulfat Kebutuhan = kgjam Hargakg = Rp Harga Total = Rp 4. Oksigen Kebutuhan = kgjam Hargakg = Rp Harga Total = Rp

2.1.2 Bahan Baku Utilitas

1. Alum Kebutuhan = kgjam Hargakg = Rp Harga Total = Rp 2. Soda Abu Kebutuhan = kgjam Hargakg = Rp Harga Total = Rp 3. Asam Sulfat Kebutuhan = kgjam Hargakg = Rp Harga Total = Rp 4. Kaporit Kebutuhan = kgjam Hargakg = Rp Harga Total = Rp 5. NaOH Kebutuhan = kgjam Hargakg = Rp 0,039 5.750 87.201.032,09 1.490,254 4.500 319,527 7.275 5.021.012.171,48 564,839 12.000 485.322,32 0,021 3.680 14.485.270.401,51 14.640.638.338,86 167.727,40 5,549 7.275 0,001 17.250 52.164,00 1,887 4.500 Universitas Sumatera Utara Harga Total = Rp 6 Solar Kebutuhan = kgjam Hargakg = Rp Harga Total = Rp Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan adalah = Rp 2.2 Kas 2.2.1 Gaji Pegawai Tabel LE-6. Perincian Gaji Pegawai Jabatan Komisaris Direktur Wakil Direktur Sekretaris Perusahaan Staf Sekretaris Perusahaan Kepala Litbang Kepala Devisi Teknik Produksi Kasi Maintenance dan Teknik Kasi Proses dan Lab Kepala Devisi Administrasi Kasi Diklat dan Personalia Kasi Kesehatan dan KK Kasi Anggaran Keuangan Staf Devisi Administrasi Kepala Devisi Pemasaran Kasi Pemasaran dan Gudang Kasi Distributor dan Transportasi Kasi Keamanaan Staf Devisi Pemasaran Perawat dan K3 Karyawan Proses dan Produksi Karyawan Lab Karyawan QC 5.000.000 4.000.000 8.000.000 5.000.000 5.000.000 5.000.000 4.000.000 3.500.000 3.500.000 3.500.000 3.500.000 1 1 1 9 1 8 34 9 9 1 1 1 8 1 1 1 8 1 8.000.000 20.000.000 10.000.000 44.072.830.685,83 Gajibulan Rp Total 3 1 1 1 1 1 1 Jumlah 32.000.000 8.000.000 Kasi Utilitas Staf Devisi Teknik dan Produksi 32.000.000 8.000.000 5.000.000 5.000.000 5.000.000 36.000.000 28.000.000 119.000.000 31.500.000 31.500.000 5.000.000 5.000.000 5.000.000 8.000.000 20.000.000 10.000.000 10.000.000 5.000.000 10.000.000 8.000.000 5.000.000 5.000.000 5.000.000 4.000.000 8.000.000 5.000.000 5.000.000 10.000.000 15.000.000 10.000.000 8.000.000 5.000.000 5.000.000 5.000.000 18.339.337,38 144,059 10.868 3.381.766.234,57 Universitas Sumatera Utara Petugas Keamanaan PMK Supir Petugas Kebersihan Biaya untuk 1 bulan gaji = Rp Biaya untuk 3 bulan gaji = Rp

2.2.2 Biaya Administrasi Umum

Diperkirakan 10 dari total gaji pegawai : Biaya Administrasi Umum = 0,1 x 1.589.400.000 = Rp

2.2.3 Biaya Pemasaran

Diperkirakan 10 dari total gaji pegawai : BiayaPemasaran = 0,1 x 1.589.400.000 = Rp

2.2.4 Pajak Bumi Bangunan

Dasar perhitungan Pajak Bumi dan Bangunan PBB mengacu kepada Undang-undang RI No.20 Tahun 2000 dan UU No.21 Tahun 1997 tentang Bea Perolehan Hak atas Tanah dan Bangunan sebagai berikut Rusjdi,2004 : 1. Yang menjadi objek pajak adalah perolehan hak atas tanah dan atas bang nan Pasal 2 2 ayat 1 UU.No202000 2. Dasar pengenaan pajak adalah nilai Perolehan Objek Pajak Pasal 6 ayat 1 UU No.202000 3. Tarif pajak ditetapkan sebesar 0,5 Pasal 5 UU No.211997 4. Nilai perolehan objek pajak tidak kena pajak ditetapkan sebesar Rp.10.000.000,- Pasal 7 ayat 1 UU No.211997 5. Besarnya pajak yang terutang dihitung dengan cara mengalikan tarif pajak dengan Nilai Perolehan Objek Kena Pajak Pasal 8 ayat 2 UU No.211997 Maka berdasarkan penjelasan di atas, perhitungan PBB ditetapkan sebagai berikut : Wajib Pajak Pabrik Pembuatan Asam Oksalat Nilai Perolehan Objek Pajak - Tanah = Rp - Bangunan = Rp 12 6 10 8 141 2.500.000 2.500.000 2.000.000 1.600.000 20.000.000 12.800.000 529.800.000,00 158.940.000,00 2.154.800.000,00 7.824.800.000,00 Jumlah 529.800.000,00 1.589.400.000,00 158.940.000,00 30.000.000 15.000.000 Universitas Sumatera Utara Total NJOP = Rp Nilai perolehan Objek tidak kena pajak = Rp. Nilai Perolehan Objek Pajak kena pajak = Rp. Pajak yang terutang 0,5 x NPOPKP = Rp. Pajak bumi dan Bangunan per 3 bulan = Rp. Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas Selama 3 Bulan No 1 2 3 4

2.3 Biaya Start - Up

Diperkirakan 8 dari modal investasi tetap Timmerhaus,2004 Biaya Start Up = 0,08 x Rp. 48.452.991.315,20 = Rp

2.4 Piutang Dagang

IP 12 Dimana PD = Piutang dagang IP = Jangka Waktu kredit yang diberikan 3 bulan HPT = Hasil Penjualan Tahunan Penjualan Harga Asam Oksalat = Rp Produsi Asam Oksalat = kgjam Hasil penjualan tahunan asam oksalat yaitu : = 378,79 kgjam x 24 jamhari x 330 haritahun x Rp. 112.887,00 = Rp Harga Asam Oksalat Second Grade = Rp Produsi Asam Oksalat = kgjam Hasil penjualan tahunan asam oksalat second grade yaitu : = 268 kgjam x 24 jamhari x 330 haritahun x Rp.2000 = Rp 3.548.104.225,91 2.000,00 3.868.239.305,22 PD x = HPT 112.887,00 282.217.499.992,41 Administrasi Umum Pemasaran 1.589.400.000,00 158.940.000,00 158.940.000,00 149.694.000,00 Pajak Bumi dan Bangunan Jumlah 2.056.974.000,00 9.979.600.000,00 49.898.000,00 149.694.000,00 315,66 Jenis Biaya Jumlah Gaji Pegawai 224 40.000.000,00 9.979.600.000,00 Universitas Sumatera Utara Harga Calsium Oksalat dan Calsium Ase= Rp Produsi Asam Oksalat = kgjam Hasil penjualan tahunan Ca Asetat dan Ca Formiat yaitu : = 349,1 kgjam x 24 jamhari x 330 haritahun x Rp.1000 = Rp Total Penjualan = Hasil Penjualan Asam Oksalat + Asam Oksalat SG + Ca.Asetat = Rp 3 12 = Rp Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja No 1 2 3 4 Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp. + Rp. = Rp. Modal ini berasal dari : Modal sendiri = 60 dari total modal investasi = 0,6 x Rp. 170.468.165.821,72 = Rp Pinjaman dari bank = 0,4 dari total modal investasi = 40 x Rp. 170.468.165.821,72 = Rp

3. Biaya Produksi Total

3.1 Biaya Tetap Fixed Cost = FC 3.1.1 Gaji Tetap Karyawan Gaji tetap karyawan dari gaji tetap tiap bulan ditambah 2 bulan gaji yang diberikan sebagai tunjangan, sehingga Bahan Baku Proses dan Utilitas Biaya Kas Biaya Start up Piutang dagang 44.072.830.686 2.056.974.000 3.868.239.305 72.132.619.091 Total 122.130.663.081,63 48.352.991.315,2 122.130.663.081,63 170.483.654.396,83 102.483.654.396,83 68.000.000.000,00 Jumlah Rp 1.000,00 2.764.872.144,01 349,1 288.530.476.362 72.132.619.091 Jenis Biaya PD = x Rp 288.530.476.362 Universitas Sumatera Utara Gaji Total = 12+3 x Rp.529.800.000 = Rp

3.1.2 Bunga Pinjaman Bank

Bunga Pinjaman bank adalah 12,5 dari total pinjaman Bank Mandiri = Rp

3.1.3 Depresiasi dan Amortisasi

Depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol Diimana D = Depresiasi per tahun P = Harga awal peralatan L = harga akhir peralatan n = Umur peralatan tahun Semua modal investasi tetap langsung MITL kecuali tanah mengalami penyusutan yang disebut depresiasi, sedangkan modal investasi tetap tidak langsung MITTL juga mengalami penyusutan yang disebut amortisasi Biaya Amortisasi diperkirakan 20 dari MITTL sehingga = 0,2 x Rp. 10.279.807,17 = Rp Tabel LE-9 . Perhitungan Biaya Depresiasi No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Total biaya Depresiasi dan Amortisasi = = Rp + = Rp.5.438.054.771,88 + 135.778.742 16.972.343 169.723.428 531.660.000 10 10 10 10 10 10 10 Umur 20 10 Depresiasi Rp 391.240.000 1.866.957.703 220.640.456 848.617.138 169.723.428 D = P - L n Komponen 2.055.953.961,43 Biaya 7.824.800.000 18.669.577.025 Total 4.351.313.235,56 2.055.953.961,43 4.351.313.235,56 6.407.267.196,99 8.486.171.375 1.697.234.275 1.357.787.420 169.723.428 169.723.428 5.316.600.000 Bangunan Peralatan Proses U Instrumentasi Perpipaan Instalasi Listrik Insulasi Inventaris kantor Perlengkapan keamanan Transportasi 2.206.404.558 7.947.000.000,00 8.500.000.000,00 Universitas Sumatera Utara

3.1.4 Biaya Perawatan

Biaya perawatan terbagi menjadi 1. Perawatan bangunan Diperkirakan 10 dari harga bangunan Biaya perawatan bangunan = = Rp. 2 Perawatan mesin dan alat proses Diperkirakan 10 dar harga mesin dan alat proses Biaya perawatan mesin = 0,1 x = Rp. 3 Perawatan Instrumentasi dan alat kontrol Diperkirakan 10 dari harga instrumentasi dan alat kontrol Biaya perawatan instrument = 0,1 x = Rp. 4 Perawatan Perpipaan Diperkirakan 10 dar perpipaan Biaya perawatan perpipaan = 0,1 x = Rp. 5 Perawatan Intalasi Listrik Diperkirakan 10 dari Instalasi listrik Biaya perawatan instalasi = 0,1 x = Rp. 6 Perawatan insulasi Diperkirakan 10 dari insulasi Biaya perawataninsulasi = 0,1 x = Rp. 7 Perawatan inventaris kantor Diperkirakan 10 dari inventaris kantor Biaya perawatan inventaris = 0,1 x = Rp. 8 Perawatan perlengkapan kebakaran Diperkirakan 10 dari perlengkapan kebakaran 169.723.427,50 16.972.342,75 782.480.000,00 1.866.957.702,53 220.640.455,75 848.617.137,51 169.723.427,50 135.778.742,00 0,1 x 7.824.800.000,00 18.669.577.025,30 2.206.404.557,54 8.486.171.375,14 1.697.234.275,03 1.357.787.420,02 Universitas Sumatera Utara Biaya perawatan Pemadam = 0,1 x Rp.192.615.352 = Rp. 9 Perawatan Kendaraan Diperkirakan 10 dariKendaraan Biaya perawatan Kendaraan = 0,1 x = Rp. Total biaya perawatan Rp.

3.1.5 Biaya Tambahan Industri Plant Overhead Cost

Diperkirakan 10 dari modal investasi tetap Biaya Tambahan industri = 0,1 x 53.964.030.990,08 = Rp

3.1.6 Biaya Administrasi Umum

Diperkirakan 10 dari biaya tambahan Biaya Administrasi umum = 0,1 x = Rp

3.1.7 Biaya Pemasaran dan distribusi

Diperkirakan 20 dari biaya tambahan Biaya Pemasaran = 0,2 x = Rp

3.1.8 Biaya Laboratorium, Penelitian , dan Pengembangan

Diperkirakan 10 dari biaya tambahan Biaya Pemasaran = 0,1 x = Rp

3.1.9 Biaya Asuransi

1. Biaya asuramsi pabrik adlah 3,1 dari MIT Biaya asuransi = 0,031 x = Rp. 2. Biaya Asuramsi karyawan Asuransi karyawan 1,54 dari total gaji karyawan biaya untuk asuramsi tenaga kerja adalah 2,54 dari gaji perusahaan, dimana 1 ditanggung oleh karyawan dan 1,54 ditanggung oleh perusahaan = 0,0154 x 483.529.913,15 967.059.826,30 48.352.991,32 5.316.600.000,00 4.835.299.131,52 4.835.299.131,52 4.835.299.131,52 16.972.342,75 531.660.000,00 4.589.802.150,80 4.835.299.131,52 48.352.991.315,20 529.800.000,00 149.894.273,08 Universitas Sumatera Utara = Rp

3.1.10 Pajak Bumi dan Bangunan

Pajak Bumi dan Bangunan adalah Rp. Total biaya tetap adalah Rp. 3.2 Biaya Variabel 3.2.1 Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per Tahun Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 90 hari Rp. Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun adalah : = Rp. x = Rp.

3.2.2 Biaya Variabel Tambahan

Biaya Variabel terbagi menjadi 1. Biaya Perawatan Diperkirakan 15 dari biaya tetap perawatan Biaya perawatan = 0,15 x = Rp 2. Biaya Variabel Pemasaran dan distribusi Diperkirakan 10 dari biaya tetap pemasaran Biaya pemasaran = 0,10 x = Rp Total biaya variabel tambahan = Rp.

3.2.3 Biaya Variabel Lainnya

Diperkirakan 20 dari biaya variabel tambahan Biaya Variabel lainnya = 0,2 x Rp = Rp. Total biaya variabel = Rp. total biaya produski = Biaya tetap + Biaya variabel Rp. 8.158.920,00 19.341.196,53 162.404.896.683,17 196.341.261.086,33 44.072.830.685,83 3,67 785.176.305,25 49.898.000,00 33.936.364.403,16 44.072.830.685,83 4.589.802.150,80 967.059.826,30 161.600.379.181,39 688.470.322,62 96.705.982,63 96.705.982,63 Universitas Sumatera Utara 4. Perkiraan LabaRugi Perusahaan 4.1 Laba Sebelum Pajak bruto Laba atas penjualan = total penjualan - total biaya produksi = Rp. - Rp = Rp.

4.2 Pajak Penghasilan

Berdasarkan UURI Nomor 17 ayat 1 tahun 2012, tentang perubahan keempat atas Undang-Undang Nomor 7 Tahun 1983 Tentang Pajak Penghasilan adalah www.pajak.go.id,2012: a. Penghasilan sampai dengan Rp.50.000.000,-dikenakan pajak sebesar 10. b. Penghasilan Rp.50.000.000,- sampai dengan Rp.250.000.000,- dikenakan pajak sebesar 15 c. Penghasilan Rp.250.000.000,- sampai dengan Rp.500.000.000,- dikenakan pajak sebesar 25 d. Penghasilan diatas Rp.500.000.000 dikenakan pajak 30 Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah : - 10 x Rp.50.000.0000 = Rp. - 15 x Rp.250.000.000 - 50.000.000 = Rp. - 25 x Rp.500.000.000-250.000.000 = Rp. - 30 x Rp. 85.933.030.348,17 - Rp. 500.000.000 = Rp. Rp.

4.3 Laba Setelah Pajak

Laba Setelah Pajak = Laba Sebelum Pajak - PPh = Rp - Rp = Rp.

5. Analisa Aspek Ekonomi

5.1 Profit Margin PM

Rp. PM= 30 x 100 25.612.871.671,83 25.710.371.671,83 Total PPh 85.876.238.906,09 25.710.371.671,83 282.217.499.992,41 196.341.261.086,33 85.876.238.906,09 PM = Laba Sebelum Pajak Total Penjualan PM = 85.876.238.906,09 282.217.499.992,41 5.000.000,00 30.000.000,00 62.500.000,00 60.165.867.234,26 Universitas Sumatera Utara

5.2 Break Even Point BEP