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