Tabel LB-16.
Δ
H Bahan Keluar Dari Cooler 01 C-01
Komponen m kg
n mol Cp
kJmol.K
Δ
T K
n.Cp.dT kJ
As. Oleat 163.333,34
578,27 2,71
5 7.835,56
As. Stearat 1.666,67
5,86 2,86
5 83,79
As. Linoleat 1.666,67
5,33 3,04
5 81,01
H
2
O 16,67 0,93
0,27 5
1,25 TOTAL 8.001,61
dQ = Q
out
– Q
in
= 8.001,61 – 946.829,01 kJ = -938.827,39 kJjam
Maka panas yang diserap air pendingin sebesar -938.827,39 kJjam. Digunakan air pendingin dengan temperatur masuk 30
C 303 K, 1 atm dan keluar pada temperatur 45
C 318 K, 1 atm. Cp air = 75,24 Joulemol.K Perry, 1997.
Q = n x Cp x dT n =
dT Cp
Q .
= 318
303 24
, 75
938.827,39 -
− x
= 831,85 kmol Maka jumlah air pendingin yang digunakan adalah :
m = n x BM
= 831,85 kmol x 18 kgkmol = 14.973,32 kgjam
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN C SPESIFIKASI PERALATAN
LC-1. Tangki CPO T-01
Fungsi : untuk menampung bahan baku CPO selama 7 hari
Jumlah : 10 Unit
Spesifikasi : 1.
Tipe : Silinder tegak dengan tutup berbentuk ellipsoidal, alas
datar. 2.
Bahan Konstruksi : carbon steel grade B 3.
Volume :
Tabel LC-1. Komponen Bahan Yang Terdapat Pada Tangki T-01
Komponen M kgjam
ρ kgliter V literjam
CPO 265.369,36 0,929
285.650,55 Imp. 18.204,33
0,820 22.200,40
Total 283.573,69 307.850,95
Sumber : Neraca Massa ρ =
v m
= 0,92 kgliter x 2,2046 lbkg x 28,317 literft
3
= 57,50 lbft
3
Direncanakan dibuat tangki sebanyak 10 unit untuk persediaan 7 hari maka : t = 7 hari = 7 hari x 24 jamhari = 168 jam
Faktor keamanan, fk = 20 = 0,2 Volume bahan masuk,
Universitas Sumatera Utara
Vt = ρ
m
x t =
92 ,
69 ,
573 .
283
literjam = 308.232,27 literjam x 168 jam = 51.783.021,65 liter
= 51.783,02
m
3
Kapasitas volume tangki, Vt
= Vt 1 + fk
= 51.783,02 1 + 0,2 = 62.139,62 m
3
Maka volume masing-masing tangki adalah
10 62
, 139
. 62
m
3
= 6.213,96 m
3
. 4.
Diameter :
Tangki didesain berbentuk silinder tegak dengan tutup berbentuk ellipsoidal, alas datar.
Direncanakan perbandingan antara tinggi tangki dan tinggi head dengan diameter tangki :
2 3
= D
Hs
,
4 1
= D
Hh
Volume silinder, Vs =
Hs D .
. 4
1
2
π =
⎥⎦ ⎤
⎢⎣ ⎡
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
D D
2 3
. .
4 1
2
π =
3
. 8
3 D
π = 1,1775 D
3
Volume tutup tangki : Vh =
3
24 D
π = 0,1309 D
3
Brownell, 1959 Volume tangki = Vs + Vh
6.213,96 m
3
= 1,1775 D
3
+ 0,1309 D
3
6.213,96 m
3
= 1,3084 D
3
Universitas Sumatera Utara
D
3
=
1,3084 6.213,96
= 4.749,28 m
3
D =
3 3
m 4.749,28
= 68,91 m = 68,91 m x 3,2808 ftm = 226,09 ft
5. Tinggi
: Tinggi tangki,
Hs =
2 3
x D =
2 3
x 68,91 = 103,36 m Tinggi tutup,
Hh =
4 1
x D =
4 1
x 68,91 = 17,23 m Tinggi total tangki
= Hs + Hh
= 103,36 m + 17,23 m = 120,59 m
Tinggi cairan dalam tangki, Hc
=
2
4 xD
xVc π
=
2
91 ,
68 14
, 3
96 ,
213 .
6 4
x x
= 114,87 m
= 114,87 m x 3,2808 ftm = 376,87 ft
6. Tekanan
: Tekanan Operasi, P
operasi
= 1 atm = 14,696 psi Tekanan desain,
P
desain
=
144 1
− +
Hc P
operasi
ρ =14,696 +
144 1
87 ,
376 50
, 57
−
= 14,696 + 150,09 = 164,78 psi
Faktor keamanan 20, maka
Tekanan desain alat = 164,78 x 1,2 = 197,74 psi
7. Tebal Dinding :
Universitas Sumatera Utara
Bahan konstruksi tangki carbon steel grade B Maksimum allowed stress, f = 12.650 psi
Brownell,1959 Effisiensi sambungan, E = 85
Brownell,1959 Faktor korosi, C = 0,0125 intahun
Umur alat, n = 10 tahun Tebal dinding tangki :
t = 6
, Cxn
P fxE
PxD +
− Brownell,1959
t =
91 ,
68 6
, 85
, 650
. 12
12 91
, 68
74 ,
197 x
x x
x −
+ 0,0125x10 t = 15,26 in + 0,125 in
= 15,34 in
dipilih tebal
dinding standar 15,35 inchi
LC-2. Tangki Gliserol T-02
Fungsi : untuk menampung gliserol selama 7 hari
Jumlah : 1 Unit
Spesifikasi : 1.
Tipe : Silinder tegak dengan tutup berbentuk ellipsoidal, alas
datar. 2.
Bahan Konstruksi : carbon steel grade B 3.
Volume :
Tabel LC-2. Komponen Bahan Yang Terdapat Pada Tangki T-02
Komponen M kgjam
ρ kgliter V liter
CPO 2.647,49 0,929
2.849,83
Universitas Sumatera Utara
Gliserol 27.323,10 0,732
37.326,64
Total 29.970,59 40.176,47
Sumber : Neraca Massa ρ =
v m
= 0,74 kgliter x 2,2046 lbkg x 28,317 literft
3
= 46,57 lbft
3
Direncanakan dibuat tangki sebanyak 1 unit untuk persediaan 7 hari maka : t = 7 hari = 7 hari x 24 jamhari = 168 jam
Faktor keamanan, fk = 20 = 0,2 Volume bahan masuk,
Vt = ρ
m
x t = 38.721,69 liter x 168 = 6.505.244,34 liter
= 6.505,24
m
3
Kapasitas volume tangki, Vt
= Vt 1 + fk
= 6.505,24 1 + 0,2 = 7.806,29 m
3
4. Diameter
: Tangki didesain berbentuk silinder tegak dengan tutup berbentuk
ellipsoidal, alas datar. Direncanakan perbandingan antara tinggi tangki dan tinggi head dengan diameter
tangki :
2 3
= D
Hs
,
4 1
= D
Hh
Volume silinder, Vs =
Hs D .
. 4
1
2
π =
⎥⎦ ⎤
⎢⎣ ⎡
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
D D
2 3
. .
4 1
2
π =
3
. 8
3 D
π = 1,1775 D
3
Universitas Sumatera Utara
Volume tutup tangki : Vh =
3
24 D
π = 0,1309 D
3
Brownell, 1959 Volume tangki = Vs + Vh
7.806,29 m
3
= 1,1775 D
3
+ 0,1309 D
3
7.806,29 m
3
= 1,3084 D
3
D
3
=
1,3084 7.806,29
= 5.966,29 m
3
D =
3 3
m 5.966,29
= 77,24 m = 77,24 m x 3,2808 ftm = 253,41 ft
5. Tinggi
: Tinggi tangki,
Hs =
2 3
x D =
2 3
x 77,24 = 115,86 m Tinggi tutup,
Hh =
4 1
x D =
4 1
x 77,24 = 19,31 m Tinggi total tangki
= Hs + Hh
= 115,86 m + 19,31 m = 135,17 m
Tinggi cairan dalam tangki, Hc
=
2
4 xD
xVc π
=
2
24 ,
77 14
, 3
29 ,
806 .
7 4
x x
= 128,74 m
= 128,74 m x 3,2808 ftm = 422,39 ft
6. Tekanan
: Tekanan Operasi, P
operasi
= 1 atm = 14,696 psi Tekanan desain,
Universitas Sumatera Utara
P
desain
=
144 1
− +
Hc P
operasi
ρ =14,696 +
144 1
39 ,
422 57
, 46
−
= 14,696 + 136,28 = 150,97 psi
Faktor keamanan 20, maka
Tekanan desain alat = 150,97 x 1,2 = 181,17 psi
7. Tebal Dinding :
Bahan konstruksi tangki carbon steel grade B Maksimum allowed stress, f = 12.650 psi
Brownell,1959 Effisiensi sambungan, E = 85
Brownell,1959 Faktor korosi, C = 0,0125 intahun
Umur alat, n = 10 tahun Tebal dinding tangki :
t = 6
, Cxn
P fxE
PxD +
− Brownell,1959
t =
17 ,
181 6
, 85
, 650
. 12
12 24
, 77
17 ,
181 x
x x
x −
+ 0,0125x10 t = 15,77 in + 0,125 in
= 15,90 in
dipilih tebal
dinding standar 16,00 inchi
LC-3. Tangki Produk T-03, T-04, T-05
Fungsi : untuk menampung produk selama 7 hari
Jumlah : 6 buah T-05 = 4 buah, T-03 dan T-04 masing-masing 1 buah
Spesifikasi : 1.
Tipe : Silinder tegak dengan tutup berbentuk ellipsoidal, alas
Universitas Sumatera Utara
datar. 2.
Bahan Konstruksi : carbon steel grade B 3.
Volume :
Karena ada 3 buah tangki dengan volume yang berbeda, maka digunakan volume tangki yang paling besar yaitu volume pada tangki T-05.
Tabel LC-3. Komponen Bahan Yang Terdapat Pada Tangki T-05
Komponen M kgjam
ρ kgliter V liter
As. Oleat 163.333,34
0,850 192.156,87
As. Stearat 1.666,67
0,839 1.986,49
As. Linoleat 1.666,67
0,877 1.900,42
H
2
O 16,67 0,994
16,77
Total 166.683,35 196.060,55
Sumber : Neraca Massa ρ =
v m
= 0,85 kgliter x 2,2046 lbkg x 28,317 literft
3
= 53,07 lbft
3
Direncanakan dibuat tangki sebanyak 4 unit untuk persediaan 7 hari maka : t = 7 hari = 7 hari x 24 jamhari = 168 jam
Faktor keamanan, fk = 20 = 0,2 Volume bahan masuk,
Vt = ρ
m
x t = 196.098,05 liter x 168 = 32.944.473,88 liter
= 32.944,47
m
3
Kapasitas volume tangki, Vt
= Vt 1 + fk
= 32.944,47 1 + 0,2 = 39.533,37 m
3
Universitas Sumatera Utara
Volume masing-masing tangki adalah 9.883,34 m
3
. 4.
Diameter :
Tangki didesain berbentuk silinder tegak dengan tutup berbentuk ellipsoidal, alas datar.
Direncanakan perbandingan antara tinggi tangki dan tinggi head dengan diameter tangki :
2 3
= D
Hs
,
4 1
= D
Hh
Volume silinder, Vs =
Hs D .
. 4
1
2
π =
⎥⎦ ⎤
⎢⎣ ⎡
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
D D
2 3
. .
4 1
2
π =
3
. 8
3 D
π = 1,1775 D
3
Volume tutup tangki : Vh =
3
24 D
π = 0,1309 D
3
Brownell, 1959 Volume tangki = Vs + Vh
9.883,34 m
3
= 1,1775 D
3
+ 0,1309 D
3
9.883,34 m
3
= 1,3084 D
3
D
3
=
1,3084 9.883,34
= 7.553,76 m
3
D =
3 3
m 7.553,76
= 86,91 m = 86,91 m x 3,2808 ftm = 285,14 ft
5. Tinggi
: Tinggi tangki,
Hs =
2 3
x D =
2 3
x 86,91 = 130,36 m Tinggi tutup,
Universitas Sumatera Utara
Hh =
4 1
x D =
4 1
x 86,91 = 21,73 m Tinggi total tangki
= Hs + Hh
= 130,36 m + 21,73 m = 152,09 m
Tinggi cairan dalam tangki, Hc
=
2
4 xD
xVc π
=
2
91 ,
86 14
, 3
34 ,
883 .
9 4
x x
= 144,86m
= 144,86 m x 3,2808 ftm = 475,27 ft
6. Tekanan
: Tekanan Operasi, P
operasi
= 1 atm = 14,696 psi Tekanan desain,
P
desain
=
144 1
− +
Hc P
operasi
ρ =14,696 +
144 1
27 ,
475 07
, 53
−
= 14,696 + 174,79 = 189,48 psi
Faktor keamanan 20, maka
Tekanan desain alat = 189,48 x 1,2 = 227,38 psi
7. Tebal Dinding :
Bahan konstruksi tangki carbon steel grade B Maksimum allowed stress, f = 12.650 psi
Brownell,1959 Effisiensi sambungan, E = 85
Brownell,1959 Faktor korosi, C = 0,0125 intahun
Umur alat, n = 10 tahun Tebal dinding tangki :
t = 6
, Cxn
P fxE
PxD +
− Brownell,1959
Universitas Sumatera Utara
t =
38 ,
227 6
, 85
, 650
. 12
12 91
, 86
38 ,
227 x
x x
x −
+ 0,0125x10 t = 22,34 in + 0,125 in
= 22,46 in
dipilih tebal dinding standar 22,46 inchi
LC-4. Heat Exchanger HE-01, HE-02, HE-03
Fungsi : untuk mengurangi kadar air H
2
O Jumlah
: 4 Buah HE-01 2 buah, HE-02 dan HE-03 masing-masing 1 buah Spesifikasi :
1. Tipe
: Silinder tegak dengan tutup dan alas berbentuk Ellipsoidal, dilengkapi dengan coil pemanas.
2. Bahan Konstruksi : stainless steel 316
3. Volume
: Tabel LC-4. Komponen Bahan Yang Terdapat Pada Heat Exchanger
Komponen M kgjam
ρ kgliter V liter
CPO 265.369,36 0,929
285.650,55 Imp. 18.204,33
0,820 22.200,40
Total 283.573,69 307.850,95
Sumber : Neraca Massa ρ =
v m
= 0,92 kgliter x 2,2046 lbkg x 28,317 literft
3
= 57,50 lbft
3
Penguapan dalam heat exchanger dilakukan selama 5 menit, maka : t = 5 menit = 0,08 jam
Faktor keamanan, fk = 20 = 0,2 Volume bahan masuk,
Universitas Sumatera Utara
Vt = ρ
m
x t = 308.232,27 liter x 0,08 = 24.658,58 liter
= 24,66
m
3
Kapasitas volume tangki, Vt
= Vt 1 + fk
= 24,66 1 + 0,2 = 29,59 m
3
Maka volume masing-masing Heat Exchanger adalah 14,79 m
3
. 4. Diameter
: Tangki didesain berbentuk silinder tegak dengan alas dan tutup berbentuk
ellipsoidal. Direncanakan perbandingan antara tinggi tangki dan tinggi head dengan diameter tangki :
4 1
, 2
3 =
= D
Hh D
Hs
Volume silinder, Vs = 1,1775 D
3
Perhitungan sebelumnya Volume tutup tangki :
Vh = 0,1309 D
3
Perhitungan sebelumnya Volume tangki = Vs + 2xVh
14,79 m
3
= 1,1775 D
3
+ 2x0,1309 D
3
14,79 m
3
= 1,4393 D
3
D
3
=
4393 ,
1 14,79
= 10,27 m
3
D =
3 3
m 10,27
= 3,20 m = 3,20 m x 3,2808 ftm = 10,52 ft
Universitas Sumatera Utara
5. Tinggi :
Tinggi tangki, Hs
=
2 3
x D =
2 3
x 3,20 = 4,80 m
Tinggi alas dan tutup, Hh =2x
4 1
x D =2x
4 1
x 3,20 = 1,60 m Tinggi total tangki
= Hs + Hh
= 4,80 m + 1,60 m = 6,40 m
Tinggi cairan dalam tangki, Hc
=
2
4 xD
xVc
π =
2
20 ,
3 14
, 3
79 ,
14 4
x x
= 5,88 m = 5,88 m x 3,2808 ftm = 19,32 ft
6. Tekanan :
Tekanan Operasi, P
operasi
= 1 atm = 14,696 Psi Tekanan desain,
P
desain
=
144 1
− +
Hc P
operasi
ρ =
144 1
32 ,
19 50
, 57
696 ,
14 −
+
= 14,696 + 7,31
= 22,01 psi
Faktor keamanan 20, maka
Tekanan desain alat = 22,01 x 1,2 = 26,41 psi
7. Tebal Dinding :
Bahan konstruksi tangki stainless steel 316 Maksimum allowed stress, f = 12.750 psi
Brownell,1959 Effisiensi sambungan, E = 0,85
Brownell,1959 Faktor korosi, C = 0,0125 intahun
Universitas Sumatera Utara
Umur alat, n = 10 tahun Tebal plat minimum :
t =
6 ,
85 ,
750 .
12 12
Cxn xP
x PxDx
+ −
t =
41 ,
26 6
, 85
, 750
. 12
12 20
, 3
41 ,
26 x
x x
x −
+ 0,0125x10 t = 0,09 in + 0,125 in
= 0,22 in
dipilih tebal
dinding standar 0,22 inchi Tube,
Direncanakan pipa yang dipakai sebagai aliran steam adalah pipa dengan ukuran nominal 1¼ in schedule 40 dengan ketentuan sebagai berikut Kern,
1965 : •
OD = 1,65 in = 0,1375 ft •
ID = 1,380 in = 0,115 ft •
Luas permukaan A = 0,435 ft
2
ft Luas permukaan perpindahan panas,
A = T
x U
dQ
D
Δ Dimana :
dQ = panas yang yang dibawa oleh steam, BTUjam
= 636.691,62 kJjam = 603.464,84 BTUjam T
= perbedaan temperatur steam masuk dan keluar Δ
T
1
= 275 C = 552,60
F, T
2
= 150 C = 327,60
F, ΔT = 225,00
U
D
= koefisien perpindahan panas, BTUjam. F.ft
2
Universitas Sumatera Utara
Besar U
D
berada antara 50 – 150 BTUjam. F.ft
2
Perry, 1997 U
D
yang diambil adalah 100 BTUjam. F.ft
2
Sehingga, A
=
00 ,
225 100
603.464,84 x
= 26,82 ft
2
L =
Aft Atot
=
435 ,
82 ,
26
= 61,65 ft
Diasumsikan
7 ,
= Dt
Dc
, maka Dc = 0,7 x 10,52 ft = 7,36 ft Panjang 1 lilitan
= π x Dc = 3,14 x 7,36 ft = 23,11 ft
Jumlah lilitan pipa =
11 ,
23 65
, 61
= 2,67 lilitan ≈ 3, 00 lilitan
LC-5. Flash Tank FT-01
Fungsi : untuk mengurangi kadar air H
2
O Jumlah
: 1 Unit Spesifikasi :
1. Tipe
: Silinder tegak dengan tutup dan alas berbentuk ellipsoidal.
2. Bahan Konstruksi : carbon steel grade B
3. Volume
: Tabel LC-5. Komponen Bahan Yang Terdapat Pada Flash Tank
Komponen M kgjam
ρ kgliter V liter
As. Oleat 163.333,34
0,850 192.156,87
As. Stearat 1.666,67
0,839 1.986,49
As. Palmitat 73.838,38
0,844 87.486,23
As. Miristat 4.810,09
0,841 5.719,49
Universitas Sumatera Utara
As. Linoleat 1.666,67
0,877 1.900,42
H
2
O 27.783,33 0,994
27.951,04
Total 281.433,48 317.200,54
Sumber : Neraca Massa ρ =
v m
= 0,89 kgliter x 2,2046 lbkg x 28,317 literft
3
= 55,39 lbft
3
Penguapan dalam heat exchanger dilakukan selama 10 menit, maka : t = 10 menit = 0,16 jam
Faktor keamanan, fk = 20 = 0,2 Volume bahan masuk,
Vt = ρ
m
x t = 316.217,39 liter x 0,16 = 50.594,78 liter
= 50,59
m
3
Kapasitas volume tangki, Vt
= Vt 1 + fk
= 50,59 1 + 0,2 = 60,71 m
3
4. Diameter :
Tangki didesain berbentuk silinder tegak dengan alas dan tutup berbentuk ellipsoidal. Direncanakan perbandingan antara tinggi tangki dan tinggi head
dengan diameter tangki :
4 1
, 2
3 =
= D
Hh D
Hs
Volume silinder, Vs = 1,1775 D
3
Perhitungan sebelumnya Volume tutup tangki :
Universitas Sumatera Utara
Vh = 0,1309 D
3
Perhitungan sebelumnya Volume tangki = Vs + 2xVh
60,71 m
3
= 1,1775 D
3
+ 2x0,1309 D
3
60,71 m
3
= 1,4393 D
3
D
3
=
4393 ,
1 60,71
= 42,18 m
3
D =
3 3
m 42,18
= 6,49 m = 6,49 m x 3,2808 ftm = 21,31 ft
5. Tinggi :
Tinggi tangki, Hs
=
2 3
x D =
2 3
x 6,49 = 9,73 m
Tinggi alas dan tutup, Hh =2x
4 1
x D =2x
4 1
x 6,49 = 3,24 m Tinggi total tangki
= Hs + Hh
= 9,73 m + 3,24 m = 12,97 m
Tinggi cairan dalam tangki, Hc
=
2
4 xD
xVc
π =
2
49 ,
6 14
, 3
71 ,
60 4
x x
= 11,92 m = 11,92 m x 3,2808 ftm = 39,18 ft
6. Tekanan :
Tekanan Operasi, P
operasi
= 1 atm = 14,696 Psi Tekanan desain,
P
desain
=
144 1
− +
Hc P
operasi
ρ =
144 1
18 ,
39 39
, 55
696 ,
14 −
+
= 14,696 + 14,68
Universitas Sumatera Utara
= 29,38 psi
Faktor keamanan 20, maka
Tekanan desain alat = 29,38 x 1,2 = 35,26 psi
7. Tebal Dinding :
Bahan konstruksi tangki carbon steel grade B Maksimum allowed stress, f = 12.650 psi
Brownell,1959 Effisiensi sambungan, E = 0,85
Brownell,1959 Faktor korosi, C = 0,0125 intahun
Umur alat, n = 10 tahun Tebal plat minimum :
t =
6 ,
85 ,
650 .
12 12
Cxn xP
x PxDx
+ −
t =
26 ,
35 6
, 85
, 650
. 12
12 49
, 6
26 ,
35 x
x x
x −
+ 0,0125x10 t = 0,25 in + 0,125 in
= 0,38 in
dipilih tebal
dinding standar 0,38 inchi
LC-6. Cooler C-01
Fungsi : Mendinginkan produk kedalam suhu kamar 30
C. Spesifikasi
: 1.
Jenis :
Shell and tube Stainless Steel 316
2. Jumlah
: 1 Unit Massa yang didinginkan Wh
= 166.683,35 kgjam
Universitas Sumatera Utara
= 367.470,11 lbhr Neraca massa Cp bahan = 0,45 Btulb
F Kern, 1965
Panas yang dibutuhkan, Q
= Wh.Cp. T
Δ = 367.470,11 lbhr x 0,45 Btulb.
F x 87,6 – 317,60 F
= - 38.033.156,39 Btuhr Massa air pendingin mc yang dibutuhkan =
T Cp
Q Δ
. Dimana Cp air = 1 Btulb
F Kern, 1965
= F
Fx lb
Btu hr
Btu 6
, 102
60 ,
87 1
,39 38.033.156
- −
= 2.535.543,76
lbhr Menghitung LMTD
Fluida panas : T
1
= 260 C = 317,60
F T
2
= 30 C = 87,60
F Fluida dingin
t
1
= 30 C = 87,60
F t
2
= 45 C = 102,6
F
1 2
2 1
ln 1
2 2
1 t
T t
T t
T t
T −
− −
− −
−
Kern, 1965
=
60 ,
87 60
, 87
60 ,
87 60
, 317
ln 60
, 87
60 ,
87 6
, 102
60 ,
317 −
− −
− −
−
= 39,81 F
Menghitung Δ t : R =
33 ,
15 60
, 87
60 ,
102 60
, 87
60 ,
317 1
2 2
1 =
− −
= −
− t
t T
T
S =
065 ,
60 ,
87 60
, 317
60 ,
87 60
, 102
1 1
1 2
= −
− =
− −
t T
t t
FT = 0,6 Δ t = FT x LMTD
Universitas Sumatera Utara
= 0,6
x 39,81
t = 23,89 Δ
F Menghitung nilai Tc dan tc :
= T1 + T22 = 317,60 +87,602 = 202,6 F
= t1 + t22 = 87,60 + 102,62 = 95,10 F
Tube,air pendingin Shell,massa
Jumlah panjang = 45, 20” Kern, 1965
OD, BWG, pitch = ¾ in, 18, 1 in sq Passes = 2
a’t = 1,80 at = Nt.a’t144.n
= 45 x 1,80 144 x 2 = 0,28 ft
2
Gt = Wcat = 675,700,28
= 2.413,21 lbft
2
.hr V = Gt3600.
ρ = 2.413,213600 x 62,5
= 0,01 fps pada tc = 90,5
F μ t = 0,81 x 2,42 = 1,9602 lbft.hr
¾ in 18 BWG D = 0,62512 = 0,0543 ft
Ret = D.Gt μ t
= 0,0543 x2.413,211,9602 = 66,85
ht = 320 x 0,99 = 316,8 hio = hi x IDOD
= 316,8x0,6520,75 ID = 25 in Kern, 1965
Baffle = 6 Passes = 1
as = ID x c’ x B 144 x pt = 25 x 1- ¾ x 6144 x 1
= 0,26 ft
2
Gs = Whas = 250,4778 0,26
= 963,38 lbft
2
.hr Pada Tc = 158
F μ s = 0,43 x 2,42 = 1,0406 lbft.hr
¾ in, 1 in sq De = 0,95 12 = 0,0792 ft
Res = De.Gs μ s
= 0,0792 x 963,38 1,0406 = 73,32
jH = 21,3 Pada Tc = 158
F K158 = 0,3895 Btuhr.ft
2
. Fft
C = 0,45 Btulb F
c. μ sk
13
= 0,45 x 1,04060,35
13
= 1,1013 ho = jH.kDe.c.
μ sk
13
. θ s→θ s=1
= 21,3 x 0,350,0792 x 1,1013 x 1
Universitas Sumatera Utara
= 275,4048 Btuhr.ft. F
= 103,82 Btu hr.ft
2
. F
Pressure Drop Tube, air pendingin
Shell, massa Ret = 705,6151
F = 0,0007 ft
2
in
2
Δ Pt =
t s
D n
L Gt
f
θ
. .
. 10
. 22
, 5
. .
.
10 2
= 1
1 0543
, 10
22 ,
5 2
20 21
, 413
. 2
0007 ,
10 2
x x
x x
x x
x Δ Pt = 0,011 psi
Δ Pr = 144
5 ,
62 .
2 .
. 4
2
g v
s n
=
144 5
, 62
. 001
, .
1 2
, 4
Δ Pr = 0,0035 psi Δ PT = Pt + Pr
Δ Δ
= 0,011 + 0,0035 Δ PT = 0,015 psi
Res = 228,8577 F = 0,0044 ft
2
in
2
Jumlah cross, N + 1 = 12.LB = 12 x 166
= 32 Ds = ID12 = 812 = 0,6667 ft
Δ Ps =
s S
De N
Ds Gs
f
θ
. .
. 10
. 22
, 5
1 .
. .
10 2
+
= 1
1 0792
, 10
22 ,
5 32
6667 ,
38 ,
963 0044
,
10 2
x x
x x
x x
x Δ Ps = 0,0002 psi
Uc = koefisien clean overall
Uc =
ho hio
ho hio
+ .
=
82 ,
103 4048
, 275
82 ,
103 4048
, 275
+ x
Uc = 75,39 Btuhr.ft
2
. F
= 301,59 kkalhr.m
2
. C
UD = koefisien koreksi
Universitas Sumatera Utara
UD =
t A
Q Δ
.
A = 45 x 20 x 1,8 →
=
89 ,
23 620
. 1
76 2.535.543,
x
= 65,51 Btuhr.ft
2
. F
= 262,06 kkalhr.m
20
C Rd = Faktor pengotoran
Rd =
UcxUD UD
Uc −
=
51 ,
65 39
, 75
51 ,
65 39
, 75
x −
= 0,02 ft
2
. F.hrBtu
LC-7. Condenser CD-01 dan CD-02
Fungsi : Mendinginkan produk kedalam suhu kamar 30
C. Spesifikasi
: 1.
Jenis :
Shell and tube 2.
Jumlah : 2 Unit
Massa yang didinginkan Wh = 75.171,98 kgjam
= 165.724,15 lbhr Neraca massa Cp bahan = 0,45 Btulb
F Kern, 1965
Panas yang dibutuhkan, Q
= Wh.Cp. T
Δ = 165.724,15 lbhr x 0,45 Btulb.
F x 87,6 – 287,60 F
= -14.915.173,50 Btuhr
Universitas Sumatera Utara
Massa air pendingin mc yang dibutuhkan = T
Cp Q
Δ .
Dimana Cp air = 1 Btulb F
Kern, 1965 =
F Fx
lb Btu
hr Btu
6 ,
102 60
, 87
1 ,50
14.915.173 -
− =
994.344,90 lbhr
Menghitung LMTD Fluida panas :
T
1
= 230 C = 287,60
F T
2
= 30 C = 87,60
F Fluida dingin
t
1
= 30 C = 87,60
F t
2
= 45 C = 102,6
F
1 2
2 1
ln 1
2 2
1 t
T t
T t
T t
T −
− −
− −
−
Kern, 1965
=
60 ,
87 60
, 87
60 ,
87 60
, 287
ln 60
, 87
60 ,
87 6
, 102
60 ,
287 −
− −
− −
−
= 34,90 F
Menghitung Δ t : R =
33 ,
13 60
, 87
60 ,
102 6
, 87
60 ,
287 1
2 2
1 =
− −
= −
− t
t T
T
S =
075 ,
60 ,
87 60
, 287
60 ,
87 60
, 102
1 1
1 2
= −
− =
− −
t T
t t
FT = 0,6 Δ t = FT x LMTD
= 0,6
x 34,90
t = 20,94 Δ
F Menghitung nilai Tc dan tc :
= T1 + T22 = 287,60 +87,602 = 187,60 F
= t1 + t22 = 87,60 + 102,62 = 95,10 F
Universitas Sumatera Utara
Tube,air pendingin Shell,massa
Jumlah panjang = 45, 20” Kern, 1965
OD, BWG, pitch = ¾ in, 18, 1 in sq Passes = 2
a’t = 1,80 at = Nt.a’t144.n
= 45 x 1,80 144 x 2 = 0,28 ft
2
Gt = Wcat = 675,700,28
= 2.413,21 lbft
2
.hr V = Gt3600.
ρ = 2.413,213600 x 62,5
= 0,01 fps pada tc = 90,5
F μ t = 0,81 x 2,42 = 1,9602 lbft.hr
¾ in 18 BWG D = 0,62512 = 0,0543 ft
Ret = D.Gt μ t
= 0,0543 x2.413,211,9602 = 66,85
ht = 320 x 0,99 = 316,8 hio = hi x IDOD
= 316,8x0,6520,75 = 275,4048 Btuhr.ft.
F ID = 25 in Kern, 1965
Baffle = 6 Passes = 1
as = ID x c’ x B 144 x pt = 25 x 1- ¾ x 6144 x 1
= 0,26 ft
2
Gs = Whas = 250,4778 0,26
= 963,38 lbft
2
.hr Pada Tc = 158
F μ s = 0,43 x 2,42 = 1,0406 lbft.hr
¾ in, 1 in sq De = 0,95 12 = 0,0792 ft
Res = De.Gs μ s
= 0,0792 x 963,38 1,0406 = 73,32
jH = 21,3 Pada Tc = 158
F K158 = 0,3895 Btuhr.ft
2
. Fft
C = 0,45 Btulb F
c. μ sk
13
= 0,45 x 1,04060,35
13
= 1,1013 ho = jH.kDe.c.
μ sk
13
. θ s→θ s=1
= 21,3 x 0,350,0792 x 1,1013 x 1 = 103,82 Btu hr.ft
2
. F
Universitas Sumatera Utara
Pressure Drop Tube, air pendingin
Shell, massa Ret = 705,6151
F = 0,0007 ft
2
in
2
Δ Pt =
t s
D n
L Gt
f
θ
. .
. 10
. 22
, 5
. .
.
10 2
= 1
1 0543
, 10
22 ,
5 2
20 21
, 413
. 2
0007 ,
10 2
x x
x x
x x
x Δ Pt = 0,011 psi
Δ Pr = 144
5 ,
62 .
2 .
. 4
2
g v
s n
=
144 5
, 62
. 001
, .
1 2
, 4
Δ Pr = 0,0035 psi Δ PT = Pt + Pr
Δ Δ
= 0,011 + 0,0035 Δ PT = 0,015 psi
Res = 228,8577 F = 0,0044 ft
2
in
2
Jumlah cross, N + 1 = 12.LB = 12 x 166
= 32 Ds = ID12 = 812 = 0,6667 ft
Δ Ps =
s S
De N
Ds Gs
f
θ
. .
. 10
. 22
, 5
1 .
. .
10 2
+
= 1
1 0792
, 10
22 ,
5 32
6667 ,
38 ,
963 0044
,
10 2
x x
x x
x x
x Δ Ps = 0,0002 psi
Uc = koefisien clean overall
Uc =
ho hio
ho hio
+ .
=
82 ,
103 4048
, 275
82 ,
103 4048
, 275
+ x
Uc = 75,39 Btuhr.ft
2
. F
= 301,59 kkalhr.m
2
. C
UD = koefisien koreksi
UD =
t A
Q Δ
.
A = 45 x 20 x 1,8 →
=
89 ,
23 620
. 1
994.344,90 x
Universitas Sumatera Utara
= 25,69 Btuhr.ft
2
. F
= 102,77 kkalhr.m
20
C Rd = Faktor pengotoran
Rd =
UcxUD UD
Uc −
=
69 ,
25 39
, 75
69 ,
25 39
, 75
x −
= 0,02 ft
2
. F.hrBtu
LC-8. Separator S-01
Fungsi : untuk memisahkan Impurities dari CPO Memurnikan CPO
Jumlah : 1 buah
Spesifikasi : 1.
Tipe : Silinder tegak dengan tutup dan alas berbentuk ellipsoidal.
2. Bahan Konstruksi
: carbon steel grade B 3.
Volume : Tabel LC-6. Komponen Bahan Yang Terdapat Pada Tangki Separator
Komponen M kgjam
ρ kgliter V liter
CPO 265.369,36 0,929
285.650,55 Imp. 18.204,33
0,820 22.200,40
H
2
O 18.575,85 0,994
18.687,98
Total 302.149,54 326.538,93
Sumber : Neraca Massa ρ =
v m
= 0,92 kgliter x 2,2046 lbkg x 28,317 literft
3
= 57,50 lbft
3
Direncanakan dibuat tangki sebanyak 1 unit dan waktu tinggal 10 menit maka : t = 10 menit = 10 menit : 60 menitjam = 0,16 jam
Universitas Sumatera Utara
Faktor keamanan, fk = 20 = 0,2 Volume bahan masuk,
Vt = ρ
m
x t = 328.423,41 liter x 0,16 = 52.547,75 liter
= 52,55
m
3
Kapasitas volume tangki, Vt
= Vt 1 + fk
= 52,55 1 + 0,2 = 63,06 m
3
4. Diameter
: Tangki didesain berbentuk silinder tegak dengan alas dan tutup berbentuk
ellipsoidal. Direncanakan perbandingan antara tinggi tangki dan tinggi head dengan diameter tangki :
4 1
, 2
3 =
= D
Hh D
Hs
Volume silinder, Vs = 1,1775 D
3
Perhitungan sebelumnya Volume tutup tangki :
Vh = 0,1309 D
3
Perhitungan sebelumnya Volume tangki = Vs + 2xVh
63,06 m
3
= 1,1775 D
3
+ 2x0,1309 D
3
63,06 m
3
= 1,4393 D
3
D
3
=
4393 ,
1 63,06
= 43,81 m
3
D =
3 3
m 43,81
= 6,62 m
Universitas Sumatera Utara
= 6,62 m x 3,2808 ftm = 21,71 ft
5. Tinggi :
Tinggi tangki, Hs
=
2 3
x D =
2 3
x 6,62 = 9,93 m
Tinggi alas dan tutup, Hh =2x
4 1
x D =2x
4 1
x 6,62 = 3,31 m Tinggi total tangki
= Hs + Hh
= 9,93 m + 3,31 m = 13,24 m
Tinggi cairan dalam tangki, Hc
=
2
4 xD
xVc π
=
2
62 ,
6 14
, 3
06 ,
63 4
x x
= 12,13 m
= 12,13 m x 3,2808 ftm = 39,79 ft
5. Tekanan
: Tekanan Operasi, P
operasi
= 1 atm = 14,696 psi Tekanan desain,
P
desain
=
144 1
− +
Hc P
operasi
ρ =14,696 +
144 1
79 ,
39 50
, 57
−
= 14,696 + 15,49 = 30,19 psi
Faktor keamanan 20, maka
Tekanan desain alat = 30,19 x 1,2 = 36,22 psi
7. Tebal Dinding :
Bahan konstruksi tangki carbon steel grade B Maksimum allowed stress, f = 12.650 psi
Brownell,1959 Effisiensi sambungan, E = 85
Brownell,1959
Universitas Sumatera Utara
Faktor korosi, C = 0,0125 intahun Umur alat, n = 10 tahun
Tebal dinding tangki : t =
6 ,
Cxn P
fxE PxD
+ −
Brownell,1959
t =
22 ,
36 6
, 85
, 650
. 12
12 62
, 6
22 ,
36 x
x x
x −
+ 0,0125x10 t = 0,27 in + 0,125 in
= 0,39 in
dipilih tebal
dinding standar 0,40 inchi
LC-9. Splitting SP-01
Fungsi : tempat mereaksikan CPO dengan air menghasilkan gliserol dan
asam lemak. Jumlah
: 1 buah Spesifikasi :
1. Tipe
: Silinder tegak dengan tutup datar dan alas berbentuk ellipsoidal.
2. Bahan Konstruksi
: carbon steel grade B 3.
Volume :
Tabel LC-7. Komponen Bahan Yang Terdapat Pada Tangki Splitting
Komponen M kgjam
ρ kgliter V liter
CPO 265.369,36 0,929
285.650,55 H
2
O 28.413,33 0,994
28.584,84
Universitas Sumatera Utara
Total 303.069,07 314.235,39
Sumber : Neraca Massa ρ =
v m
= 0,96 kgliter x 2,2046 lbkg x 28,317 literft
3
= 60,21 lbft
3
Direncanakan dibuat tangki sebanyak 1 unit dan waktu tinggal 10 menit maka : t = 10 menit = 10 menit : 60 menitjam = 0,16 jam
Faktor keamanan, fk = 20 = 0,2 Volume bahan masuk,
Vt = ρ
m
x t = 315.696,95 liter x 0,16 = 50.511,51 liter
= 50,51
m
3
Kapasitas volume tangki, Vt
= Vt 1 + fk
= 50,51 1 + 0,2 = 60,61 m
3
4. Diameter
: Tangki didesain berbentuk silinder tegak dengan alas dan tutup berbentuk
ellipsoidal. Direncanakan perbandingan antara tinggi tangki dan tinggi head dengan diameter tangki :
4 1
, 2
3 =
= D
Hh D
Hs
Volume silinder, Vs = 1,1775 D
3
Perhitungan sebelumnya Volume tutup tangki :
Vh = 0,1309 D
3
Perhitungan sebelumnya Volume tangki = Vs + 2xVh
Universitas Sumatera Utara
60,61 m
3
= 1,1775 D
3
+ 2x0,1309 D
3
60,61 m
3
= 1,4393 D
3
D
3
=
4393 ,
1 60,61
= 42,11 m
3
D =
3 3
m 42,11
= 6,49 m = 6,49 m x 3,2808 ftm = 21,29 ft
5. Tinggi :
Tinggi tangki, Hs
=
2 3
x D =
2 3
x 6,49 = 9,73 m
Tinggi alas dan tutup, Hh =2x
4 1
x D =2x
4 1
x 6,49 = 3,24 m Tinggi total tangki
= Hs + Hh
= 9,73 m + 3,24 m = 12,97 m
Tinggi cairan dalam tangki, Hc
=
2
4 xD
xVc π
=
2
49 ,
6 14
, 3
61 ,
60 4
x x
= 11,89 m
= 11,89 m x 3,2808 ftm = 39,03 ft
5. Tekanan
: Tekanan Operasi, P
operasi
= 1 atm = 14,696 psi Tekanan desain,
P
desain
=
144 1
− +
Hc P
operasi
ρ =14,696 +
144 1
03 ,
39 21
, 60
−
= 14,696 + 15,90 = 30,59 psi
Faktor keamanan 20, maka
Universitas Sumatera Utara
Tekanan desain alat = 30,59 x 1,2 = 36,72 psi
7. Tebal Dinding :
Bahan konstruksi tangki carbon steel grade B Maksimum allowed stress, f = 12.650 psi
Brownell,1959 Effisiensi sambungan, E = 85
Brownell,1959 Faktor korosi, C = 0,0125 intahun
Umur alat, n = 10 tahun Tebal dinding tangki :
t = 6
, Cxn
P fxE
PxD +
− Brownell,1959
t =
72 ,
36 6
, 85
, 650
. 12
12 49
, 6
72 ,
36 x
x x
x −
+ 0,0125x10 t = 0,27 in + 0,125 in
= 0,39 in
dipilih tebal
dinding standar 0,40 inchi
LC-10. Kolom Fraksinasi KF-01
Fungsi : untuk pemisahan fraksi-fraksi asam lemak.
Jumlah : 2 buah
Spesifikasi : 1.
Tipe :
Silinder tegak
dengan tutup dan alas berbentuk ellipsoidal.
2. Bahan Konstruksi
: carbon steel grade B 3.
Volume :
Universitas Sumatera Utara
Karena ada 2 buah kolom fraksinasi, maka digunakan kolom fraksinasi dengan volume yang paling besar yaitu kolom fraksinasi 01.
Tabel LC-8. Komponen Bahan Yang Terdapat Pada Tangki Kolom Fraksinasi
Komponen M kgjam
ρ kgliter V liter
As. Oleat 163.333,34
0,850 192.156,87
As. Stearat 1.666,67
0,839 1.986,49
As. Palmitat 73.838,38
0,844 87.486,23
As. Miristat 4.810,09
0,841 5.719,49
As. Linoleat 1.666,67
0,877 1.900,42
H
2
O 8.335,00 0,994
8.385,31
Total 253.650,15 299.621,04
Sumber :
Neraca Massa
ρ =
v m
= 0,85 kgliter x 2,2046 lbkg x 28,317 literft
3
= 52,85 lbft
3
Direncanakan dibuat tangki sebanyak 1 unit dan waktu tinggal 10 menit maka : t = 10 menit = 10 menit : 60 menitjam = 0,16 jam
Faktor keamanan, fk = 20 = 0,2 Volume bahan masuk,
Vt = ρ
m
x t = 298.411,94 liter x 0,16 = 47.745,91 liter
= 47,74
m
3
Kapasitas volume tangki, Vt
= Vt 1 + fk
= 47,74 1 + 0,2 = 57,29 m
3
4. Diameter
:
Universitas Sumatera Utara
Tangki didesain berbentuk silinder tegak dengan alas dan tutup berbentuk ellipsoidal. Direncanakan perbandingan antara tinggi tangki dan tinggi head
dengan diameter tangki :
4 1
, 2
3 =
= D
Hh D
Hs
Volume silinder, Vs = 1,1775 D
3
Perhitungan sebelumnya Volume tutup tangki :
Vh = 0,1309 D
3
Perhitungan sebelumnya Volume tangki = Vs + 2xVh
57,29 m
3
= 1,1775 D
3
+ 2x0,1309 D
3
57,29 m
3
= 1,4393 D
3
D
3
=
4393 ,
1 57,29
= 39,81 m
3
D =
3 3
m 39,81
= 6,31 m = 6,31 m x 3,2808 ftm = 20,69 ft
5. Tinggi :
Tinggi tangki, Hs
=
2 3
x D =
2 3
x 6,31 = 9,46 m
Tinggi alas dan tutup, Hh =2x
4 1
x D =2x
4 1
x 6,31 = 3,15 m Tinggi total tangki
= Hs + Hh
= 9,46 m + 3,15 m = 12,61 m
Tinggi cairan dalam tangki,
Universitas Sumatera Utara
Hc =
2
4 xD
xVc π
=
2
31 ,
6 14
, 3
29 ,
57 4
x x
= 11,56 m
= 11,56 m x 3,2808 ftm = 37,94 ft
5. Tekanan
: Tekanan Operasi, P
operasi
= 1 atm = 14,696 psi Tekanan desain,
P
desain
=
144 1
− +
Hc P
operasi
ρ =14,696 +
144 1
94 ,
37 85
, 52
−
= 14,696 + 13,56 = 28,25 psi
Faktor keamanan 20, maka
Tekanan desain alat = 28,25 x 1,2 = 33,91 psi
7. Tebal Dinding :
Bahan konstruksi tangki carbon steel grade B Maksimum allowed stress, f = 12.650 psi
Brownell,1959 Effisiensi sambungan, E = 85
Brownell,1959 Faktor korosi, C = 0,0125 intahun
Umur alat, n = 10 tahun Tebal dinding tangki :
t = 6
, Cxn
P fxE
PxD +
− Brownell,1959
t =
91 ,
33 6
, 85
, 650
. 12
12 31
, 6
91 ,
33 x
x x
x −
+ 0,0125x10 t = 0,24 in + 0,125 in
= 0,36 in
dipilih tebal
dinding standar 0,36 inchi
LC-11. Pompa P-01, P-02 dan P-03
Universitas Sumatera Utara
Fungsi : Untuk pengaliran bahan baku.
Type :
Pompa sentrifugal
Laju alir massa, F
= 283.573,69 kgjam x 2,2046 lbkg x 2,7778 x 10
-4
jams = 173,66 lbs
Densitas, ρ
= 50,57 lbft
3
Perhitungan Sebelumnya Viskositas,
µ = 9,0 cp x 6,7197 x 10
-4
lbft.s = 0,00605 lbft.s Kern, 1965
Kecepatan aliran, Q
= ρ
F
=
3
57 ,
50 66
, 173
ft lb
s lb
= 3,43
ft
3
s Perencanaan pompa :
Diameter pipa ekonomis De dihitung dengan persamaan : De
= 3,9 Q
0,45
ρ
0,13
Foust,1979 = 3,9 3,43
0,45
50,57
0,13
= 11,31 in Dipilih material pipa comercial steel 12 in schedule 40, dengan :
• Diameter dalam ID
= 12,09 in = 1,01 ft •
Diameter luar OD = 12,75 in = 1,06 ft
• Luas Penampang pipa A
= 115 in
2
= 0,79 ft
2
Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa, V
=
A Q
=
2 3
79 ,
43 ,
3 ft
s ft
Universitas Sumatera Utara
= 4,34 fts Bilangan Reynold,
N
Re
= μ ρ
VD
=
00605 ,
79 ,
34 ,
4 57
, 50
x x
= 28.670,26
Material pipa merupakan bahan comercial steel maka diperoleh harga-harga sebagai berikut :
ε = 4,6 x 10
-5
m = 1,5092 x 10
-4
ft εD = 1,5092 x 10
-4
ft0,79 ft = 0,0002 dari grafik 5-9. Mc.Cabe, 1999 diperoleh f = 0,015
Panjang eqivalen total perpipaan ΣL
• Pipa lurus L
1
= 25,00
ft •
1 buah gate valve fully open LD = 13, L
2
= 1 x 13 x 0,79 ft = 10,27 ft
• 3 buah elbow 90
LD = 30, L
3
L
3
= 3 x 30 x 0,79 ft = 71,10 ft
• 1 buah sharp edge entrance K = 0,5
LD = 25, L
4
= 1 x 25 x 0,79 ft = 19,75 ft
• 1 buah sharp edge exit K = 1; LD = 47
L
5
= 1 x 47 x 0,79 ft = 37,13 ft
Total panjang ekuivalen ΣL = L
1
+ L
2
+ L
3
+ L
4
+ L
5
= 163,25
ft
Friksi Σf,
Universitas Sumatera Utara
Σf =
xgcxD L
x fxV
2
2
Σ
=
79 ,
17 ,
32 2
163,25 34
, 4
015 ,
2
x x
x x
= 0,91 ft.lb
f
lb
m
Kerja Pompa W, Persamaan Bernouli
f W
xgc V
V Z
Z P
P Σ
= +
− +
− +
− 2
2 1
2 1
2 1
P
1
= P
2
, V
1
= V
2
= 0, Z
1
= 0 dan Z
2
= 25,00 -25,00 + W = 0,91
W
f
= 0,91 + 25,00 = 25,91 lb.ftjam Daya,
W
s
=
550
ρ
WfxQx
=
550 57
, 50
43 ,
3 91
, 25
x x
= 8,17 hp Jika efisiensi pompa,
η = 80 dan efisiensi motor, η
m
= 75 P =
m
x Ws
η η
=
75 ,
8 ,
17 ,
8 x
= 13,62 hp Jadi digunakan pompa dengan daya 14,00 hp.
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS
LD-1. Tangki Pelarutan Al
2
SO
4 3
T-01
Fungsi : tempat melarutkan alum, Al
2
SO
4 3
Jumlah : 1 buah
Spesifikasi :
1. Tipe : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
2. Bahan Konstruksi : carbon steel grade B •
Jumlah air yang diolah : 803.718,41 kghari = 112.755,6319 lbhari Jumlah alum yang dibutuhkan,
= 2,9691 kghari Lama penampungan untuk persediaan = 30 hari
Banyak alum yang dilarutkan,
= 2,9691 kghari x 30 hari = 89,073 kg
Alum yang digunakan kadarnya 30 berat, dengan sifat-sifat, •
Densitas = 1.194,5 kgm
3
= 74,57 lbft
3
pada suhu 27 C, tekanan 1
atm Perry,
1997 •
Viskositas = 6,72 x 10
-4
lbft.detik Kirk Othmer, 1967 3. Volume Tangki
Tangki yang dipakai adalah silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk datar.
Volume larutan V
2
,
Universitas Sumatera Utara
= 5
, 194
. 1
3 ,
073 ,
89 x
= 0,2486 m
3
Faktor keamanan diambil 10 , Vt
= 0,2486 m
3
x 1,1 = 0,2734 m
3
Dimana, Tinggi tangki : diameter tangki H : D = 3 : 2
Maka, Vt
=
4
π x D
2
x H
0,2734 =
4
π x D
2
x
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
D 2
3
0,2734 = 1,1775 D
3
D =
3
1775 ,
1 2734
,
= 0,6146 m = 2,0165 ft
H =
2 3
x 0,6146 m = 0,9219 m = 3,0246 ft 4. Tekanan
Tekanan Operasi, P
operasi
= 14,696 psi Tekanan desain,
P
desain
= 14,696 +
144 1
0246 ,
3 57
, 74
−
= 15,7426 psi Bahan konstruksi tangki carbon steel grade B
Maksimum allowed stress, f = 12.750 psi Brownell,1959
Effisiensi sambungan, E = 85 Brownell,1959
Faktor korosi, C = 0,0125 intahun Umur alat, n = 10 tahun
Universitas Sumatera Utara
5. Tebal dinding tangki : t =
6 ,
Cxn P
fxE PxD
+ −
Brownell,1959
t = 7426
, 15
6 ,
85 ,
650 .
12 12
0165 ,
2 7426
, 15
x x
x x
− + 0,0125x10
t = 0,0354 in + 0,125 in
= 0,1604 in
dipilih tebal
dinding standar 0,2 inchi Pengaduk agitator,
Fungsi : untuk menghomogenkan campuran
Tipe : propeler berdaun tiga
Pengaduk didesain dengan standar sebagai berikut : •
Diameter pengaduk, Da = 0,22 x Dt = 0,22 x 2,0165 ft = 0,4431 ft •
Jarak propeler dari dasar tangki, E = Da = 0,4431 ft •
Kecepatan putaran: 90 rpm →
60 90
= 1,5 rps Daya Pengaduk,
Sifat-sifat bahan campuran dalam tangki : Densitas,
ρ = 74,57 lbft
3
Viscositas, μ = 6,72 x 10
-4
lbft.s Kirk Othmer, 1967
Bilangan Reynold, N
Re
= μ ρ
xNx Da
2
=
4 2
10 72
, 6
4,57 7
x x1,5
4431 ,
−
x = 32.677,6204
Dari gambar 9.14 Mc. Cabe, 1999 diperoleh nilai Np = 0,3
Universitas Sumatera Utara
Maka daya pengadukan, P
= 550
17 ,
32
3 5
x x
xNpxN Da
ρ
= 550
17 ,
32 57
, 74
5 ,
1 3
, 4431
,
3 5
x x
x x
= 0,000007 hp Daya motor, diasumsikan efisiensi motor 80
P
motor
= η P
= 80
, 0,000007
= 0,000009 hp Untuk desain dipilih motor dengan daya 0,1 hp
LD-2. Tangki Pelarutan Na
2
CO
3
T-02
Fungsi : tempat melarutkan Na
2
CO
3
Jumlah : 1 buah
Spesifikasi :
1. Tipe : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
2. Bahan Konstruksi : carbon steel grade B •
Jumlah air yang diolah : 51.191,0569 kghari = 112.755,6319 lbhari Jumlah Na
2
CO
3
yang dibutuhkan, = 1,5736 kghari
Lama penampungan untuk persediaan = 30 hari Banyak Na
2
CO
3
yang dilarutkan,
= 1,5736 kghari x 30 hari = 47,208 kg
• Densitas = 1.360,94 kgm
3
= 84,96 lbft
3
pada suhu 27 C, tekanan 1
atm Perry,
1997 •
Viskositas = 3,02 x 10
-4
lbft.detik Kirk Othmer, 1967
Universitas Sumatera Utara
3. Volume Tangki Tangki yang dipakai adalah silinder tegak dengan tutup atas dan bawah
berbentuk datar. Volume larutan V
2
, =
94 ,
360 .
1 3
, 208
, 47
x = 0,1156 m
3
Faktor keamanan diambil 10 , Vt
= 0,1156 m
3
x 1,1 = 0,1272 m
3
Dimana, Tinggi tangki : diameter tangki H : D = 3 : 2
Maka, Vt
=
4
π x D
2
x H
0,1272 =
4
π x D
2
x
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
D 2
3
0,1272 = 1,1775 D
3
D =
3
1775 ,
1 1272
,
= 0,4756 m = 1,5605 ft
H =
2 3
x 0,4756 m = 0,7134 m = 2,3405 ft 4. Tekanan
Tekanan Operasi, P
operasi
= 14,696 psi Tekanan desain,
P
desain
= 14,696 +
144 1
3405 ,
2 96
, 84
−
= 15,4869 psi
Universitas Sumatera Utara
Bahan konstruksi tangki carbon steel grade B Maksimum allowed stress, f = 12.750 psi
Brownell,1959 Effisiensi sambungan, E = 85
Brownell,1959 Faktor korosi, C = 0,0125 intahun
Umur alat, n = 10 tahun 5. Tebal dinding tangki :
t =
6 ,
Cxn P
fxE PxD
+ −
Brownell,1959
t = 4869
, 15
6 ,
85 ,
650 .
12 12
5605 ,
1 4869
, 15
x x
x x
− + 0,0125x10
t = 0,0269 in + 0,125 in
= 0,1519 in
dipilih tebal
dinding standar 0,2 inchi Pengaduk agitator,
Fungsi : untuk menghomogenkan campuran
Tipe : propeler berdaun tiga
Pengaduk didesain dengan standar sebagai berikut : •
Diameter pengaduk, Da = 0,22 x Dt = 0,22 x 1,5605 ft = 0,3433 ft •
Jarak propeler dari dasar tangki, E = Da = 0,3433 ft •
Kecepatan putaran: 90 rpm →
60 90
= 1,5 rps Daya Pengaduk,
Sifat-sifat bahan campuran dalam tangki : Densitas,
ρ = 84,96 lbft
3
Viscositas, μ = 3,02 x 10
-4
lbft.s Kirk Othmer, 1967
Universitas Sumatera Utara
Bilangan Reynold, N
Re
= μ ρ
xNx Da
2
=
4 2
10 02
, 3
4,96 8
x x1,5
3433 ,
−
x = 49.733,2026
Dari gambar 9.14 Mc. Cabe, 1999 diperoleh nilai Np = 0,3 Maka daya pengadukan,
P =
550 17
, 32
3 5
x x
xNpxN Da
ρ
= 550
17 ,
32 96
, 84
5 ,
1 3
, 3433
,
3 5
x x
x x
= 0,000023 hp Daya motor, diasumsikan efisiensi motor 80
P
motor
= η P
= 80
, 0,000032
= 0,000023 hp Untuk desain dipilih motor dengan daya 0,1 hp
LD-3. Tangki H
2
SO
4
T-03
Fungsi : tempat menampung H
2
SO
4
Jumlah : 1 buah
Spesifikasi :
1. Tipe : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
2. Bahan Konstruksi : carbon steel grade B •
Jumlah air yang diolah : 5.581,2942 kghari = 12.293,5996 lbhari Jumlah H
2
SO
4
yang dibutuhkan, = 0,3948 kghari
Universitas Sumatera Utara
Lama penampungan untuk persediaan = 30 hari Banyak H
2
SO
4
yang dilarutkan,
= 0,3948 kghari x 30 hari = 11,844 kg
• Densitas = 1.834 kgm
3
= 114,5 lbft
3
pada suhu 27 C, tekanan 1 atm
Perry, 1997
Konsentrasi H
2
SO
4
= 33 3. Volume Tangki
Tangki yang dipakai adalah silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk datar.
Volume larutan V
2
, =
834 .
1 33
, 844
, 11
x = 0,0196 m
3
Faktor keamanan diambil 25 , Vt
= 0,0196 m
3
x 1,25 = 0,0245 m
3
Dimana, Tinggi tangki : diameter tangki H : D = 3 : 2
Maka, Vt
=
4
π x D
2
x H
0,0245 =
4
π x D
2
x
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
D 2
3
0,0245 = 1,1775 D
3
D =
3
1775 ,
1 0245
,
= 0,2749 m = 0,9019 ft
H =
2 3
x 0,2749 m = 0,4123 m = 1,3528 ft
Universitas Sumatera Utara
4. Tekanan Tekanan Operasi, P
operasi
= 14,696 psi Tekanan desain,
P
desain
= 14,696 +
144 1
3528 ,
1 5
, 114
−
= 14,9765 psi Bahan konstruksi tangki carbon steel grade B
Maksimum allowed stress, f = 12.750 psi Brownell,1959
Effisiensi sambungan, E = 85 Brownell,1959
Faktor korosi, C = 0,0125 intahun Umur alat, n = 10 tahun
5. Tebal dinding tangki : t =
6 ,
Cxn P
fxE PxD
+ −
Brownell,1959
t = 9765
, 14
6 ,
85 ,
650 .
12 12
9019 ,
9765 ,
14 x
x x
x −
+ 0,0125x10 t = 0,0151 in + 0,125 in
= 0,14 in
dipilih tebal
dinding standar 0,2 inchi
LD-4. Tangki NaOH T-04
Fungsi : tempat melarutkan NaOH
Jumlah : 1 buah
Spesifikasi :
1. Tipe : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
2. Bahan Konstruksi : carbon steel grade B
Universitas Sumatera Utara
• Jumlah air yang diolah : 5.581,2942 kghari = 12.293,5996 lbhari
Jumlah NaOH yang dibutuhkan, = 6,4967 kghari
Lama penampungan untuk persediaan = 30 hari Banyak NaOH yang dilarutkan,
= 6,4967 kghari x 30 hari = 194,901 kg
• Densitas = 1.520,26 kgm
3
= 94,91 lbft
3
pada suhu 27 C, tekanan 1
atm Perry,
1997 Konsentrasi NaOH = 50
3. Volume Tangki Tangki yang dipakai adalah silinder tegak dengan tutup atas dan bawah
berbentuk datar. Volume larutan V
2
, =
26 ,
520 .
1 5
, 901
, 194
x = 0,2564 m
3
Faktor keamanan diambil 25 , Vt
= 0,2564 m
3
x 1,25 = 0,3205 m
3
Dimana, Tinggi tangki : diameter tangki H : D = 3 : 2
Maka, Vt
=
4
π x D
2
x H
0,3205 =
4
π x D
2
x
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
D 2
3
0,3205 = 1,1775 D
3
Universitas Sumatera Utara
D =
3
1775 ,
1 3205
,
= 0,6481 m = 2,1262 ft
H =
2 3
x 0,6481 m = 0,9721 m = 3,1894 ft 4. Tekanan
Tekanan Operasi, P
operasi
= 14,696 psi Tekanan desain,
P
desain
= 14,696 +
144 1
1894 ,
3 91
, 94
−
= 16,1390 psi Bahan konstruksi tangki carbon steel grade B
Maksimum allowed stress, f = 12.750 psi Brownell,1959
Effisiensi sambungan, E = 85 Brownell,1959
Faktor korosi, C = 0,0125 intahun Umur alat, n = 10 tahun
5. Tebal dinding tangki : t =
6 ,
Cxn P
fxE PxD
+ −
Brownell,1959
t = 1390
, 16
6 ,
85 ,
650 .
12 12
1262 ,
2 1390
, 16
x x
x x
− + 0,0125x10
t = 0,0383 in + 0,125 in
= 0,1633 in
dipilih tebal
dinding standar 0,2 inchi
LD-5. Tangki Pelarutan Kaporit T-05
Fungsi : tempat menyimpan kaporit
Jumlah : 1 buah
Universitas Sumatera Utara
Spesifikasi :
1. Tipe : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
2. Bahan Konstruksi : carbon steel grade B •
Jumlah air yang diolah : 33.004,08 kghari = 72.696,2114 lbhari Jumlah kaporit yang dibutuhkan,
= 0,220 kghari Lama penampungan untuk persediaan = 30 hari
Banyak kaporit yang dilarutkan,
= 0,220 kghari x 30 hari = 6,6 kg
• Densitas = 1.560 kgm
3
= 97,39 lbft
3
pada suhu 27 C, tekanan 1 atm
Perry, 1997
Kaporit dilarutkan dengan konsentrasi 30 berat 3. Volume Tangki
Tangki yang dipakai adalah silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk datar.
Volume larutan V
2
, =
560 .
1 3
, 6
, 6
x = 0,0141 m
3
Faktor keamanan diambil 20 , Vt
= 0,0141 m
3
x 1,2 = 0,0169 m
3
Dimana, Tinggi tangki : diameter tangki H : D = 3 : 2
Maka, Vt
=
4
π x D
2
x H
Universitas Sumatera Utara
0,0169 =
4
π x D
2
x
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
D 2
3
0,0169 = 1,1775 D
3
D =
3
1775 ,
1 0,0169
= 0,2431 m = 0,7977 ft
H =
2 3
x 0,2431 m = 0,3646 m = 1,1963 ft 4. Tekanan
Tekanan Operasi, P
operasi
= 14,696 psi Tekanan desain,
P
desain
= 14,696 +
144 1
1963 ,
1 39
, 97
−
= 14,8288 psi Bahan konstruksi tangki carbon steel grade B
Maksimum allowed stress, f = 12.750 psi Brownell,1959
Effisiensi sambungan, E = 85 Brownell,1959
Faktor korosi, C = 0,0125 intahun Umur alat, n = 10 tahun
5. Tebal dinding tangki : t =
6 ,
Cxn P
fxE PxD
+ −
Brownell,1959
t = 8288
, 14
6 ,
85 ,
650 .
12 12
7977 ,
8288 ,
14 x
x x
x −
+ 0,0125x10 t = 0,0132 in + 0,125 in
= 0,1382 in
dipilih tebal
dinding standar 0,15 inchi
Universitas Sumatera Utara
LD-06. Bak Penampungan BP-01
Fungsi : tempat menampung air dari sumur pompa
Jumlah : 1 buah
Spesifikasi :
1. Tipe : Bak beton
2. Bahan Konstruksi : Beton Massa air yang dibutuhkan untuk 1 hari,
= 51.191,0569 kghari Volume,
= ρ
m =
3
53 ,
996 kghari
9 51.191,056
m kg
= 51,3693 m
3
hari
Faktor keamanan, 20 = 1+0,2 x 51,3693 m
3
hari =
61,46432 m
3
hari
Direncanakan : Panjang bak = 3 x lebar bak
Tinggi bak = 2 x lebar bak
Sehingga, volume : = p x l x t = l
3
61,6432 = l
3
⇒ l = 3,9503 m Maka,
Panjang bak = 3 x 3,9503 m = 11,8508 m Lebar bak
= 3,9503 m Tinggi bak
= 2 x 3,9503 m = 7,9008 m
Universitas Sumatera Utara
LD-07. Klarifier KL-01
Fungsi : sebagai tempat untuk memisahkan kontaminan-kontaminan
terlarut dan tersuspensi dari air dengan menambahkan alum yang menyebabkan flokulasi dan penambahan soda abu agar reaksi
alum dengan lumpur dapat terjadi dengan sempurna. Jumlah
: 1 buah Spesifikasi
: 1. Tipe
: continous thickener 2. Bahan Konstruksi : carbon steel grade B
Jumlah air yang diklarifikasi = 51.191,0569 kghari Reaksi : Al
2
SO
4 3
+ 6H
2
O 2AlOH
→
3
+ 3H
2
SO
4
Jumlah Al
2
SO
4 3
yang tersedia = 2,9691 kghari BM Al
2
SO
4 3
= 342 kgkmol Jumlah Al
2
SO
4 3
adalah,
342 9691
, 2
= 0,0086 kmolhari Jumlah AlOH
3
yang terbentuk, 2 x 0,0086 kmolhari = 0,0172 kmolhari
BM AlOH
3
= 78 kgkmol Jumlah
AlOH
3
adalah,
78 0172
,
= 0,0002 kghari Sifat-sifat bahan Perry, 1997:
• Densitas AlOH
3
= 2.420 kgm
3
pada suhu 30 C, tekanan 1 atm
• Denssitas Na
2
CO
3
= 2.710 kgm
3
Universitas Sumatera Utara
Jumlah Na
2
CO
3
diperkirakan sama dengan jumlah AlOH
3
yang terbentuk. •
Massa Na
2
CO
3
= 0,0002 kghari •
Massa AlOH
3
= 0,0002 kghari Total massa
= 0,0004 kghari •
Volume Na
2
CO
3
=
420 .
2 0002
,
= 8,2 x 10
-8
m
3
• Volume AlOH
3
=
710 .
2 0002
,
= 7,3 x 10
-8
m
3
Volume total = 1,56 x 10
-7
m
3
• Denssitas partikel
=
7
10 56
, 1
0004 ,
−
x = 2.564,1025 kgm
3
= 2,5641 grliter 3. Terminal Setting Velocity dari Hk. Stokes
Ut = μ
ρ ρ
18
2
g x
D
s
− Ulrich,
1984 Dimana,
D = diameter partikel = 20 mikron = 0,002 cm Perry, 1997
ρ = densitas air = 0,999 grliter
ρ
s
= densitas partikel = 2,5641 grliter μ
= viscositas air = 0,007 grcm.s Kern, 1950 g
= percepatan gravitasi = 980 grcm
2
Sehingga setting velocity,
Ut = 007
, 18
980 999
, 5641
, 2
002 ,
2
x x
− = 0,04869 msek
Universitas Sumatera Utara
4. Diameter Klarifier
D =
12 2
25 ,
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛ CxKxm
Brown, 1978
Dimana, C
= kapasitas
klarifier = 51.002,5035 kghari 112.340,3161 lbhari
K = konstanta pengendapan = 995
m = putaran motor direncanakan 1,5 rpm
D = diameter klarifier, ft
Maka diameter klarifier,
D =
12 2
5 ,
1 995
3161 ,
340 .
112
25 ,
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
x x
= 7,9739 ft Tinggi klarifier = 1,5 x D
H = 1,5 x 7,9739 ft = 11,9609 ft
Tinggi konis,
h = 0,33 x 11,9609 ft = 3,9471 ft
5. Waktu Pengendapan t
=
3600 0487
, 48
, 30
9609 ,
11 3600
48 ,
30 x
x x
U Hx
t
=
= 2,0794 jam 6. Daya Klarifier
Wk =
xt xm
D xHx
D 415
27
2 2
4
+ =
0794 ,
2 415
5 ,
1 9739
, 7
27 9609
, 11
9739 ,
7
2 2
4
x x
x x
+
= 2,6471
hp
Universitas Sumatera Utara
7. Tebal dinding klarifier Tekanan cairan dalam klarifier,
P =
P operasi
+ ρgh
= 14,696 psi + 0,995 grcm
3
x 980 cms
2
x 364,5727 cm = 14,696 psi + 3.554,948 dynecm
2
= 14,7473
psi Maka,
t =
6 ,
Cxn P
fxE PxD
+ −
Brownell,1959
t = 7473
, 14
6 ,
85 ,
650 .
12 12
9739 ,
7 7473
, 14
x x
x x
− + 0,0125x10
t = 0,1313 in + 0,125 in
= 0,2563 in
dipilih tebal
dinding standar 0,3 inchi
LD-08. Sand Filter SF-01
Fungsi : menyaring kotoran-kotoran air dari klarifier
Jumlah : 1 buah
Spesifikasi :
1. Tipe : silinder tegak dengan tutup segmen bola
2. Bahan Konstruksi : carbon steel grade B Direncanakan volume bahan penyaring 0,3 dari volume tangki.
Media penyaring adalah : o
Lapisan I pasir halus o
Lapisan II antrasit
Universitas Sumatera Utara
o Lapisan batu grafel
Laju alir massa = 51.191,0569 kghari = 112.755,6319 lbhari Sand filter yang dirancang untuk penampungan 1 hari operasi
3. Volume tangki Volume
air, =
2 ,
62 6319
, 755
. 112
= 1.812,7915 ft
3
Faktor keamanan 10, Volume
tangki, = 1,1 x 1.812,7915 ft
3
= 1.994,0707 ft
3
Sand filter dirancang sebanyak 2 unit dengan kapasitas 997,0353 ft
3
Direncanakan tinggi tangki, H = 2 x D Volume
= ¼ π x D
2
x H = ½ π x D
3
997,0353 = ½
π x D
3
D =
3
14 ,
3 0353
, 997
2x
= 8,5955 ft = 2,6199 m H
= 2 x 2,6199 m = 5,2399 m = 17,1909 ft Tinggi total tangki,
= 3,623 ft + 17,1909 ft = 20,8139 ft 4. Tekanan
P = P operasi +
ρgh = 14,696 psi + 0,995 grcm
3
x 980 cms
2
x 523,99 cm = 14,696 psi + 7,3686 psi
= 22,0646 psi
Universitas Sumatera Utara
5. Tebal Dinding t =
6 ,
Cxn P
fxE PxD
+ −
Brownell,1959
t = 0646
, 22
6 ,
85 ,
650 .
12 12
5955 ,
8 0646
, 22
x x
x x
− + 0,0125x10
t = 0,2119 in + 0,125 in
= 0,3369 in
dipilih tebal
dinding standar 0,35 inchi
LD-09. Menara Air MA-01
Fungsi : menampung air untuk didistribusikan sebagai air domestik dan air
umpan ketel Jumlah
: 1 buah Spesifikasi
: 1. Tipe
: silinder tegak dengan tutup segmen bola 2. Bahan Konstruksi : fiber glass
Laju alir massa = 51.191,0569 kghari = 112.755,6319 lbhari Direncanakan untuk menampung air selama 1 hari.
Banyak air yang ditampung, =
9 ,
995 0569
, 191
. 51
= 51,4018 m
3
Faktor keamanan 10 Maka volume menara,
= 1,1 x 51,4018 m
3
= 56,5419 m
3
Didesain 4 tangki menara air dengan volume 14,1355 m
3
Universitas Sumatera Utara
Diambil tinggi tangki, H =
2 3
x D Volume
= ¼ π x D
2
x H = 1,1775 x D
3
14,1355 = 1,1775 x D
3
D =
3
1775 ,
1 1355
, 14
= 2,2869 m = 7,5029 ft
H =
2 3
x 2,2869 m = 3,4303 m = 11,2543 ft
LD-10. Kation Exchanger KE-01
Fungsi : mengurangi kation dalam air
Bentuk : silinder tegak dengan tutup ellipsoidal
Bahan : carbon steel grade B
Jumlah air yang masuk KE = 5.581,2942 kghari Volume air,
Vair = hari
ft hari
m 9429
, 197
6043 ,
5 9
, 995
2942 ,
581 .
5
3 3
= =
Dari tabel 12-4. NaLDo, 1958 diperoleh ukuran tangki sebagai berikut : a.
Diameter tangki : 5 ft
b. Luas penampang
: 19,6 ft
2
c. Jumlah penukar kation
: 1 unit
Resin
¾ Total kesadahan
: 3,3125 kg grainhari ¾
Kapasitas resin : 20 kg grainft
3
¾ Kapasitas regeneran
: 2,3838 lbft
3
¾ Tinggi resin, h
: 2,1 ft
Universitas Sumatera Utara
Regenerasi
¾ Volume resin, V
: h x A = 2,1 ft x 19,6 ft
2
= 41,16 ft
3
¾ Siklus regenerasi, t
: 30,1887 hari ¾
Kebutuhan regeneran : 0,3948 kgregenerasi
Volume tangki, = Vair + Vresin = 197,9429 + 41,16 ft
3
= 239,1029 ft
3
Faktor keamanan 20 maka : Volume tangki,
Vt = 1,2 x 239,1029 = 286,9235 ft
3
Vt = ¼ π D
2
Hs Hs =
ft x
x 6203
, 14
5 14
, 3
4 9235
, 286
2
=
Tinggi tutup ellipsoidal : Diameter = 1 : 4 Hh = ¼ D
Hh = ¼ 5 = 1,25 ft H
T
= Hs + Hh = 14,6203 + 1,25 ft = 15,8703 ft 4,8373 m Tekanan operasi, P = 14,696 psi
P hidrostatik = ρ g h
= psi
x x
8474 ,
6 745
, 6894
8373 ,
4 8
, 9
9 ,
995 =
Tekanan desain, P
desain
= 14,696 + 6,8474 psi = 21,5434 psi Penentuan tebal dinding tangki
• Bahan
: carbon steel grade B
Universitas Sumatera Utara
• Diameter tangki
: 5 ft = 1,5 m Maksimum allowed stress, f = 12.750 psi
Brownell,1959 Effisiensi sambungan, E = 85
Brownell,1959 Faktor korosi, C = 0,0125 intahun
Umur alat, n = 10 tahun t =
6 ,
Cxn P
fxE PxD
+ −
Brownell,1959
t = 5434
, 21
6 ,
85 ,
650 .
12 12
5 5434
, 21
x x
x x
− + 0,0125x10
t = 0,1203 in + 0,125 in
= 0,245 in
dipilih tebal
dinding standar 0,25 inchi
LD-11. Anion Exchanger AE-01
Fungsi : mengurangi anion dalam air
Bentuk : silinder tegak dengan tutup ellipsoidal
Bahan : carbon steel grade B
Jumlah air yang masuk AE = 5.581,2942 kghari Volume air,
Vair = hari
ft hari
m 9429
, 197
6043 ,
5 9
, 995
2942 ,
581 .
5
3 3
= =
Dari tabel 12-4 NaLDo, 1958 diperoleh ukuran tangki sebagai berikut : a.
Diameter tangki : 5 ft
b. Luas penampang
: 19,6 ft
2
c. Jumlah penukar kation
: 1 unit
Universitas Sumatera Utara
Resin
¾ Total kesadahan
: 0,0636 kg grainhari ¾
Kapasitas resin : 20 kg grainft
3
¾ Kapasitas regeneran
: 4,5 lbft
3
¾ Tinggi resin, h
: 0,6 ft
Regenerasi
¾ Volume resin, V
: h x A = 0,6 ft x 19,6 ft
2
= 11,76 ft
3
¾ Siklus regenerasi, t
: 1.572,3270 hari ¾
Kebutuhan regeneran : 6,4967 kgregenerasi
Volume tangki, = Vair + Vresin = 197,9429 + 11,76 ft
3
= 209,7029 ft
3
Faktor keamanan 20 maka : Volume tangki,
Vt = 1,2 x 209,7029 = 251,6435 ft
3
Vt = ¼ π D
2
Hs Hs =
ft x
x 8226
, 12
5 14
, 3
4 6435
, 251
2
=
Tinggi tutup ellipsoidal : Diameter = 1 : 4 Hh = ¼ D
Hh = ¼ 5 = 1,25 ft H
T
= Hs + Hh = 12,8226 + 1,25 ft = 14,0726 ft 4,2894 m Tekanan operasi, P = 14,696 psi
P hidrostatik = ρ g h
Universitas Sumatera Utara
= psi
x x
0718 ,
6 745
, 6894
2894 ,
4 8
, 9
9 ,
995 =
Tekanan desain, P
desain
= 14,696 + 6,0718 psi = 20,7678 psi Penentuan tebal dinding tangki
• Bahan
: carbon steel grade B
• Diameter tangki
: 5 ft = 1,5 m Maksimum allowed stress, f = 12.750 psi
Brownell,1959 Effisiensi sambungan, E = 85
Brownell,1959 Faktor korosi, C = 0,0125 intahun
Umur alat, n = 10 tahun t =
6 ,
Cxn P
fxE PxD
+ −
Brownell,1959
t = 7678
, 20
6 ,
85 ,
650 .
12 12
5 7678
, 20
x x
x x
− + 0,0125x10
t = 0,1160 in + 0,125 in
= 0,241 in
dipilih tebal
dinding standar 0,25 inchi
LD-12. Cooling Tower CT-01
Fungsi : mendinginkan air pendingin bekas
Jumlah : 1 unit
Jenis :
mechanical induced draft Laju alir massa air pendingin bekas = 89.137,401 kghari = 196.733,4267 lbhari
Suhu air pendingin masuk = 50 C = 147,6 0F
Universitas Sumatera Utara
Suhu air pendingin keluar = 25 C = 102,6
F Wet bulb temperatur udara = 80
F Dari fig. 12-14. Perry, 1997 diperoleh konsentrasi air 0,75 gpmft
2
Laju alir air pendingin, =
9 ,
995 401
, 137
. 89
= 89,6847 m
3
hari = 0,0623 m
3
menit = 0,0623 m
3
menit x 264,17 gallonm
3
= 16,4528 gpm Factor keamanan 20
Laju air pendingin, = 1,2 x 16,4528 gpm = 19,7434 gpm
Luas menara yang dibutuhkan, =
75 ,
7434 ,
19 = 26,3245 ft
2
Diambil performance menara pendingin 90, dari fig. 12-15. Perry, 1997 diperoleh tenaga kipas 0,03 hpft
2
Daya yang diperlukan untuk menggerakkan kipas, = 0,03 hpft
2
x 26,3245 ft
2
= 0,7897 hp Dimensi menara,
Panjang = 2 x lebar,
Lebar =
tinggi Maka,
V = p x l x t
= 2 x l
3
89,6847 = 2 x l
3
Universitas Sumatera Utara
l =
3
2 89,6847
= 3,5527 m Sehingga,
Panjang = 7,1055 m
Tinggi =
3,5527 m
LD-13. Dearator DE-01
Fungsi : memanaskan air yang dipergunakan untuk air umpan boiler dan
menghilangkan gas CO
2
dan O
2
Jumlah : 1 unit
Bentuk tangki : silinder horizontal dengan tutup berbentuk ellipsoidal Temperatur air masuk : 25
C Temperatur air keluar : 90
C Banyak air yang dipanaskan : 5.581,2942 kghari
Densitas air : 995,9 kgm
3
Perry, 1997 Laju volumetrik,
Q =
9 ,
995 2942
, 581
. 5
= 5,6043 m
3
hari Panas yang dibutuhkan
= m.c. ∆T
= 5,6043 x 1 x 90-25 = 364,2795 kkal Silinder berisi 75 air
Volume silinder, = 1,75 x 5,6043 = 9,8075 m
3
Silinder dirancang dengan ketentuan H = 2,5 x D
Universitas Sumatera Utara
V
s
= ¼ π x D
2
x H = ¼ π x D
2
x 2,5 x D = 1,9625 D
3
V
h
=
3 3
2616 ,
12 D
D = π
V
D
= V
s
+ V
h
9,8075 = 1,9625 + 0,2616 D
3
D =
3
2241 ,
2 8075
, 9
= 1,6398 m H = 2,5 1,6398 m = 4,0996 m
LD-14. Boiler B-01
Fungsi : memanaskan air hingga menjadi steam sebagai media pemanas
Tipe : ketel pipa api
Diagram alir proses
Diagram alir proses secara keseluruhan dapat dilihat pada gambar :
Asap
Bahan Bakar Ketel Uap
Uap
Blow Down Air
Gambar LD.1. Diagram alir proses pada ketel uap
Luas Perpindahan Panas
A=
T x
U Q
D
Δ
A = Ni x a” x L
Universitas Sumatera Utara
Dimana :
A = Luas perpindahan panas ft
2
Q = Jumlah panas yang ditransfer = 3.423.069,074 Btujam U
D
= Koefisien perpindahan panas overall = 350 Btujam.ft
2
. F
Kern, 1965 ∆T = Perbedaan temperatur ∆T = T
2
– T
1
Uap air keluar boiler steam, T
2
= 131,2 C 293,76
F Air masuk boiler, T
1
= 90 C 194
F Ni = jumlah tube
A” = luas permukaan tube per in ft ft
2
ft L = Panjang tube ft
A =
2 2
0373 ,
98 194
76 ,
293 .
. 350
074 3.423.069,
ft F
x F
ft jam
Btu jam
Btu =
−
Digunakan OD tube = 1 in L = 20 ft
A” = 0,2618 ft
2
ft Jumlah tube,
Ni =
ft x
ft ft
ft 20
2618 ,
0373 ,
98
2 2
= 18,7237 Dari ASTM Boiler Code, permukaan bidang pemanas = 10 ft
2
1hp Daya boiler,
= 98,0373 ft
2
x 1 hp10 ft
2
= 9,8037 hp Dipilih
boiler dengan daya 10 hp
Universitas Sumatera Utara
LD-15. Pompa P-01
Fungsi : Mengalirkan air ke bak penampungan
Type :
Pompa sentrifugal
Laju alir massa, F
= 51.002,5035 kgjam x 2,2046 lbkg x 2,7778 x 10
-4
jams = 31,2336 lbs
Densitas, ρ
= 62,2 lbft
3
Perry, 1997
Viskositas, µ
= 8,9 cp x 6,7197 x 10
-4
lbft.s = 0,0059 lbft.s Kern, 1965
Kecepatan aliran, Q
= ρ F
=
3
2 ,
62 2336
, 31
ft lb
s lb
= 0,502
ft
3
s Perencanaan pompa :
Diameter pipa ekonomis De dihitung dengan persamaan : De
= 3,9 Q
0,45
ρ
0,13
Foust,1979 = 3,9 0,502
0,45
62,2
0,13
= 4,8936 in Dipilih material pipa commercial steel 6 in schedule 40, dengan :
• Diameter dalam ID
= 6,065 in = 0,5054 ft •
Diameter luar OD = 6,625 in = 0,5521 ft
• Luas Penampang pipa A
= 28,9 in
2
= 0,2007 ft
2
Universitas Sumatera Utara
Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa, V
=
A Q
= 2007
, 502
,
= 2,5012 fts Sehingga,
Bilangan Reynold, N
Re
= μ ρVD
= 0059
, 5054
, 5012
, 2
2 ,
62 x
x
= 14.040,6113
Material pipa merupakan bahan commercial steel maka diperoleh harga-harga sebagai berikut :
ε = 4,6 x 10
-5
m = 1,5092 x 10
-4
ft εD = 1,5092 x 10
-4
ft0,5054 ft = 0,0002 dari grafik 5-9. Mc.Cabe, 1999 diperoleh f = 0,017
Panjang eqivalen total perpipaan ΣL
• Pipa lurus L
1
= 25,888
ft •
1 buah gate valve fully open LD = 13, L
2
= 1 x 13 x 0,5054 ft = 6,5702 ft
• 3 buah elbow 90
LD = 30, L
3
L
3
= 3 x 30 x 0,5054 ft = 30,324 ft
• 1 buah sharp edge entrance K = 0,5
LD = 25, L
4
= 1 x 25 x 0,5054 ft = 12,635 ft
• 1 buah sharp edge exit K = 1; LD = 47
L
5
= 1 x 47 x 0,5054 ft = 23,754 ft
Total panjang ekuivalen ΣL = L
1
+ L
2
+ L
3
+ L
4
+ L
5
Universitas Sumatera Utara
= 25,888 + 6,5702 + 30,324 + 12,635 + 23,754 ft =
99,1712 ft
Friksi Σf,
Σf = xgcxD
L x
fxV 2
2
Σ =
5054 ,
17 ,
32 2
1712 ,
99 5012
, 2
017 ,
2
x x
x x
= 0,3243 ft.lb
f
lb
m
Kerja Pompa W, Persamaan Bernouli
f W
xgc V
V Z
Z P
P Σ
= +
− +
− +
− 2
2 1
2 1
2 1
P
1
= P
2
, V
1
= V
2
= 0, Z
1
= 0 dan Z
2
= 25,888 -25,888 + W = 0,3243
W
f
= 0,3243 + 25,888 = 26,2123 lb.ftjam Daya,
W
s
=
550
ρ
WfxQx
=
550 2
, 62
502 ,
26,2123 x
x
= 1,4881 hp Jika efisiensi pompa,
η = 80 dan efisiensi motor, η
m
= 75 P =
m
x Ws
η η
= 75
, 8
, 1,4881
x = 2,4802 hp
Jadi digunakan pompa dengan daya 2,5 hp.
LD-16. Pompa P-02
Fungsi : Mengalirkan air dari bak penampungan ke klarifier
Type :
Pompa sentrifugal
Universitas Sumatera Utara
Laju alir massa, F
= 51.002,5035 kgjam x 2,2046 lbkg x 2,7778 x 10
-4
jams = 31,2336 lbs
Densitas, ρ
= 62,2 lbft
3
Perry, 1997
Viskositas, µ
= 8,9 cp x 6,7197 x 10
-4
lbft.s = 0,0059 lbft.s Kern, 1965
Kecepatan aliran, Q
= ρ F
=
3
2 ,
62 2336
, 31
ft lb
s lb
= 0,502
ft
3
s Perencanaan pompa :
Diameter pipa ekonomis De dihitung dengan persamaan : De
= 3,9 Q
0,45
ρ
0,13
Foust,1979 = 3,9 0,502
0,45
62,2
0,13
= 4,8936 in Dipilih material pipa commercial steel 6 in schedule 40, dengan :
• Diameter dalam ID
= 6,065 in = 0,5054 ft •
Diameter luar OD = 6,625 in = 0,5521 ft
• Luas Penampang pipa A
= 28,9 in
2
= 0,2007 ft
2
Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa, V
=
A Q
= 2007
, 502
,
= 2,5012 fts
Universitas Sumatera Utara
Sehingga, Bilangan Reynold,
N
Re
= μ ρVD
= 0059
, 5054
, 5012
, 2
2 ,
62 x
x
= 14.040,6113
Material pipa merupakan bahan comercial steel maka diperoleh harga-harga sebagai berikut :
ε = 4,6 x 10
-5
m = 1,5092 x 10
-4
ft εD = 1,5092 x 10
-4
ft0,5054 ft = 0,0002 dari grafik 5-9. Mc.Cabe, 1999 diperoleh f = 0,017
Panjang eqivalen total perpipaan ΣL
• Pipa lurus L
1
= 11,9609
ft •
1 buah gate valve fully open LD = 13, L
2
= 1 x 13 x 0,5054 ft = 6,5702 ft
• 3 buah elbow 90
LD = 30, L
3
L
3
= 3 x 30 x 0,5054 ft = 30,324 ft
• 1 buah sharp edge entrance K = 0,5
LD = 25, L
4
= 1 x 25 x 0,5054 ft = 12,635 ft
• 1 buah sharp edge exit K = 1; LD = 47
L
5
= 1 x 47 x 0,5054 ft = 23,754 ft
Total panjang ekuivalen ΣL = L
1
+ L
2
+ L
3
+ L
4
+ L
5
= 11,9609 + 6,5702 + 30,324 + 12,635 + 23,754 ft =
85,2441 ft
Universitas Sumatera Utara
Friksi Σf,
Σf = xgcxD
L x
fxV 2
2
Σ =
5054 ,
17 ,
32 2
85,2441 5012
, 2
017 ,
2
x x
x x
= 0,2788 ft.lb
f
lb
m
Kerja Pompa W, Persamaan Bernouli
f W
xgc V
V Z
Z P
P Σ
= +
− +
− +
− 2
2 1
2 1
2 1
P
1
= P
2
, V
1
= V
2
= 0, Z
1
= 0 dan Z
2
= 11,9609 -11,9609 + W = 0,2788
W
f
= 0,2788 + 11,9609 = 12,2397 lb.ftjam Daya,
W
s
=
550
ρ
WfxQx
=
550 2
, 62
502 ,
12,2397 x
x
= 0,6948 hp Jika efisiensi pompa,
η = 80 dan efisiensi motor, η
m
= 75 P =
m
x Ws
η η
= 75
, 8
, 0,6948
x = 1,158 hp
Jadi digunakan pompa dengan daya 1,5 hp.
LD-17. Pompa P-03
Fungsi : Mengalirkan air dari klarifier ke sand filter
Type :
Pompa sentrifugal
Laju alir massa, F
= 51.002,5035 kgjam x 2,2046 lbkg x 2,7778 x 10
-4
jams
Universitas Sumatera Utara
= 31,2336 lbs Densitas,
ρ = 62,2 lbft
3
Perry, 1997
Viskositas, µ
= 8,9 cp x 6,7197 x 10
-4
lbft.s = 0,0059 lbft.s Kern, 1965
Kecepatan aliran, Q
= ρ F
=
3
2 ,
62 2336
, 31
ft lb
s lb
= 0,502
ft
3
s Perencanaan pompa :
Diameter pipa ekonomis De dihitung dengan persamaan : De
= 3,9 Q
0,45
ρ
0,13
Foust,1979 = 3,9 0,502
0,45
62,2
0,13
= 4,8936 in Dipilih material pipa commercial steel 6 in schedule 40, dengan :
• Diameter dalam ID
= 6,065 in = 0,5054 ft •
Diameter luar OD = 6,625 in = 0,5521 ft
• Luas Penampang pipa A
= 28,9 in
2
= 0,2007 ft
2
Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa, V
=
A Q
= 2007
, 502
,
= 2,5012 fts Sehingga,
Bilangan Reynold,
Universitas Sumatera Utara
N
Re
= μ ρVD
= 0059
, 5054
, 5012
, 2
2 ,
62 x
x
= 14.040,6113
Material pipa merupakan bahan comercial steel maka diperoleh harga-harga sebagai berikut :
ε = 4,6 x 10
-5
m = 1,5092 x 10
-4
ft εD = 1,5092 x 10
-4
ft0,5054 ft = 0,0002 dari grafik 5-9. Mc.Cabe, 1999 diperoleh f = 0,017
Panjang eqivalen total perpipaan ΣL
• Pipa lurus L
1
= 21,6326
ft •
1 buah gate valve fully open LD = 13, L
2
= 1 x 13 x 0,5054 ft = 6,5702 ft
• 3 buah elbow 90
LD = 30, L
3
L
3
= 3 x 30 x 0,5054 ft = 30,324 ft
• 1 buah sharp edge entrance K = 0,5
LD = 25, L
4
= 1 x 25 x 0,5054 ft = 12,635 ft
• 1 buah sharp edge exit K = 1; LD = 47
L
5
= 1 x 47 x 0,5054 ft = 23,754 ft
Total panjang ekuivalen ΣL = L
1
+ L
2
+ L
3
+ L
4
+ L
5
= 21,6326 + 6,5702 + 30,324 + 12,635 + 23,754 ft =
94,9158 ft
Friksi Σf,
Σf = xgcxD
L x
fxV 2
2
Σ =
5054 ,
17 ,
32 2
94,9158 5012
, 2
017 ,
2
x x
x x
= 0,3104 ft.lb
f
lb
m
Universitas Sumatera Utara
Kerja Pompa W, Persamaan Bernouli
f W
xgc V
V Z
Z P
P Σ
= +
− +
− +
− 2
2 1
2 1
2 1
P
1
= P
2
, V
1
= V
2
= 0, Z
1
= 0 dan Z
2
= 21,6326 -21,6326 + W = 0,3104
W
f
= 0,3104 + 21,6326 = 21,9430 lb.ftjam Daya,
W
s
=
550
ρ
WfxQx
=
550 2
, 62
502 ,
21,9430 x
x
= 1,2457 hp Jika efisiensi pompa,
η = 80 dan efisiensi motor, η
m
= 75 P =
m
x Ws
η η
= 75
, 8
, 1,2457
x = 2,0762 hp
Jadi digunakan pompa dengan daya 2,5 hp.
LD-18. Pompa P-04
Fungsi :
Mengalirkan air
sand filter ke menara air Type
: Pompa
sentrifugal Laju alir massa,
F = 51.002,5035 kgjam x 2,2046 lbkg x 2,7778 x 10
-4
jams = 31,2336 lbs
Densitas, ρ
= 62,2 lbft
3
Perry, 1997
Universitas Sumatera Utara
Viskositas, µ
= 8,9 cp x 6,7197 x 10
-4
lbft.s = 0,0059 lbft.s Kern, 1965
Kecepatan aliran, Q
= ρ F
=
3
2 ,
62 2336
, 31
ft lb
s lb
= 0,502
ft
3
s Perencanaan pompa :
Diameter pipa ekonomis De dihitung dengan persamaan : De
= 3,9 Q
0,45
ρ
0,13
Foust,1979 = 3,9 0,502
0,45
62,2
0,13
= 4,8936 in Dipilih material pipa commercial steel 6 in schedule 40, dengan :
• Diameter dalam ID
= 6,065 in = 0,5054 ft •
Diameter luar OD = 6,625 in = 0,5521 ft
• Luas Penampang pipa A
= 28,9 in
2
= 0,2007 ft
2
Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa, V
=
A Q
= 2007
, 502
,
= 2,5012 fts Sehingga,
Bilangan Reynold, N
Re
= μ ρVD
= 0059
, 5054
, 5012
, 2
2 ,
62 x
x
= 14.040,6113
Universitas Sumatera Utara
Material pipa merupakan bahan comercial steel maka diperoleh harga-harga sebagai berikut :
ε = 4,6 x 10
-5
m = 1,5092 x 10
-4
ft εD = 1,5092 x 10
-4
ft0,5054 ft = 0,0002 dari grafik 5-9. Mc.Cabe, 1999 diperoleh f = 0,017
Panjang eqivalen total perpipaan ΣL
• Pipa lurus L
1
= 27,658
ft •
1 buah gate valve fully open LD = 13, L
2
= 1 x 13 x 0,5054 ft = 6,5702 ft
• 3 buah elbow 90
LD = 30, L
3
L
3
= 3 x 30 x 0,5054 ft = 30,324 ft
• 1 buah sharp edge entrance K = 0,5
LD = 25, L
4
= 1 x 25 x 0,5054 ft = 12,635 ft
• 1 buah sharp edge exit K = 1; LD = 47
L
5
= 1 x 47 x 0,5054 ft = 23,754 ft
Total panjang ekuivalen ΣL = L
1
+ L
2
+ L
3
+ L
4
+ L
5
= 27,658 + 6,5702 + 30,324 + 12,635 + 23,754 ft =
100,9412 ft
Friksi Σf,
Σf = xgcxD
L x
fxV 2
2
Σ =
5054 ,
17 ,
32 2
100,9412 5012
, 2
017 ,
2
x x
x x
= 0,3301 ft.lb
f
lb
m
Kerja Pompa W, Persamaan Bernouli
Universitas Sumatera Utara
f W
xgc V
V Z
Z P
P Σ
= +
− +
− +
− 2
2 1
2 1
2 1
P
1
= P
2
, V
1
= V
2
= 0, Z
1
= 0 dan Z
2
= 27,658 -27,658 + W = 0,3301
W
f
= 0,3301 + 27,658 = 27,9881 lb.ftjam Daya,
W
s
=
550
ρ
WfxQx
=
550 2
, 62
502 ,
27,9881 x
x
= 1,5889 hp Jika efisiensi pompa,
η = 80 dan efisiensi motor, η
m
= 75 P =
m
x Ws
η η
= 75
, 8
, 1,5889
x = 2,6482 hp
Jadi digunakan pompa dengan daya 3,0 hp.
LD-19. Pompa P-05
Fungsi : Mengalirkan air KE ke AE
Type :
Pompa sentrifugal
Laju alir massa, F
= 5.581,2942 kgjam x 2,2046 lbkg x 2,7778 x 10
-4
jams = 3,4179 lbs
Densitas, ρ
= 62,2 lbft
3
Perry, 1997
Viskositas, µ
= 8,9 cp x 6,7197 x 10
-4
lbft.s = 0,0059 lbft.s Kern, 1965
Kecepatan aliran,
Universitas Sumatera Utara
Q = ρ
F =
3
2 ,
62 3,4179
ft lb
s lb
= 0,0549
ft
3
s Perencanaan pompa :
Diameter pipa ekonomis De dihitung dengan persamaan : De
= 3,9 Q
0,45
ρ
0,13
Foust,1979 = 3,9 0,0549
0,45
62,2
0,13
= 1,8082 in Dipilih material pipa commercial steel 2 in schedule 40, dengan :
• Diameter dalam ID
= 2,067 in = 0,1722 ft •
Diameter luar OD = 2,38 in = 0,1983 ft
• Luas Penampang pipa A
= 3,35 in
2
= 0,0233 ft
2
Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa, V
=
A Q
= 0,0233
0549 ,
= 2,3562 fts Sehingga,
Bilangan Reynold, N
Re
= μ ρVD
= 0059
, 1722
, 2,3562
2 ,
62 x
x
= 4.277,4796
Material pipa merupakan bahan comercial steel maka diperoleh harga-harga sebagai berikut :
ε = 4,6 x 10
-5
m = 1,5092 x 10
-4
ft εD = 1,5092 x 10
-4
ft0,1722 ft = 0,0009
Universitas Sumatera Utara
dari grafik 5-9. Mc.Cabe, 1999 diperoleh f = 0,01 Panjang eqivalen total perpipaan
ΣL •
Pipa lurus L
1
= 14,0726
ft •
1 buah gate valve fully open LD = 13, L
2
= 1 x 13 x 0,1722 ft = 2,2386 ft
• 3 buah elbow 90
LD = 30, L
3
L
3
= 3 x 30 x 0,1722 ft = 15,498 ft
• 1 buah sharp edge entrance K = 0,5
LD = 25, L
4
= 1 x 25 x 0,1722 ft = 4,305 ft
• 1 buah sharp edge exit K = 1; LD = 47
L
5
= 1 x 47 x 0,1722 ft = 8,0934 ft
Total panjang ekuivalen ΣL = L
1
+ L
2
+ L
3
+ L
4
+ L
5
= 14,0726 + 2,2386 + 15,498 + 4,305 + 8,0934 ft =
44,2076 ft
Friksi Σf,
Σf = xgcxD
L x
fxV 2
2
Σ =
1722 ,
17 ,
32 2
44,2076 3562
, 2
01 ,
2
x x
x x
= 0,2215 ft.lb
f
lb
m
Kerja Pompa W, Persamaan Bernouli
f W
xgc V
V Z
Z P
P Σ
= +
− +
− +
− 2
2 1
2 1
2 1
P
1
= P
2
, V
1
= V
2
= 0, Z
1
= 0 dan Z
2
= 14,0726 -14,0726 + W = 0,2215
W
f
= 0,2215 + 14,0726 = 14,29401 lb.ftjam
Universitas Sumatera Utara
Daya, W
s
=
550
ρ
WfxQx
=
550 2
, 62
0549 ,
14,29401 x
x
= 0,0887 hp Jika efisiensi pompa,
η = 80 dan efisiensi motor, η
m
= 75 P =
m
x Ws
η η
= 75
, 8
, 0,0887
x = 0,1479 hp
Jadi digunakan pompa dengan daya 0,15 hp.
LD-20. Pompa P-06
Fungsi : Mengalirkan air dari AE ke dearator
Type :
Pompa sentrifugal
Laju alir massa, F
= 5.581,2942 kgjam x 2,2046 lbkg x 2,7778 x 10
-4
jams = 3,4179 lbs
Densitas, ρ
= 62,2 lbft
3
Perry, 1997
Viskositas, µ
= 8,9 cp x 6,7197 x 10
-4
lbft.s = 0,0059 lbft.s Kern, 1965
Kecepatan aliran, Q
= ρ F
=
3
2 ,
62 3,4179
ft lb
s lb
= 0,0549
ft
3
s Perencanaan pompa :
Diameter pipa ekonomis De dihitung dengan persamaan :
Universitas Sumatera Utara
De = 3,9 Q
0,45
ρ
0,13
Foust,1979 = 3,9 0,0549
0,45
62,2
0,13
= 1,8082 in Dipilih material pipa commercial steel 2 in schedule 40, dengan :
• Diameter dalam ID
= 2,067 in = 0,1722 ft •
Diameter luar OD = 2,38 in = 0,1983 ft
• Luas Penampang pipa A
= 3,35 in
2
= 0,0233 ft
2
Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa, V
=
A Q
= 0,0233
0549 ,
= 2,3562 fts Sehingga,
Bilangan Reynold, N
Re
= μ ρVD
= 0059
, 1722
, 2,3562
2 ,
62 x
x
= 4.277,4796
Material pipa merupakan bahan comercial steel maka diperoleh harga-harga sebagai berikut :
ε = 4,6 x 10
-5
m = 1,5092 x 10
-4
ft εD = 1,5092 x 10
-4
ft0,1722 ft = 0,0009 dari grafik 5-9. Mc.Cabe, 1999 diperoleh f = 0,01
Panjang eqivalen total perpipaan ΣL
• Pipa lurus L
1
= 29,8539
ft •
1 buah gate valve fully open LD = 13, L
2
= 1 x 13 x 0,1722 ft = 2,2386 ft
Universitas Sumatera Utara
• 3 buah elbow 90
LD = 30, L
3
L
3
= 3 x 30 x 0,1722 ft = 15,498 ft
• 1 buah sharp edge entrance K = 0,5
LD = 25, L
4
= 1 x 25 x 0,1722 ft = 4,305 ft
• 1 buah sharp edge exit K = 1; LD = 47
L
5
= 1 x 47 x 0,1722 ft = 8,0934 ft
Total panjang ekuivalen ΣL = L
1
+ L
2
+ L
3
+ L
4
+ L
5
= 29,8539 + 2,2386 + 15,498 + 4,305 + 8,0934 ft =
59,9889 ft
Friksi Σf,
Σf = xgcxD
L x
fxV 2
2
Σ =
1722 ,
17 ,
32 2
59,9889 3562
, 2
01 ,
2
x x
x x
= 0,3006 ft.lb
f
lb
m
Kerja Pompa W, Persamaan Bernouli
f W
xgc V
V Z
Z P
P Σ
= +
− +
− +
− 2
2 1
2 1
2 1
P
1
= P
2
, V
1
= V
2
= 0, Z
1
= 0 dan Z
2
= 29,8539 -29,8539 + W = 0,3006
W
f
= 0,3006 + 29,8539 = 30,1545 lb.ftjam Daya,
W
s
=
550
ρ
WfxQx
=
550 2
, 62
0549 ,
30,1545 x
x
= 0,1872 hp Jika efisiensi pompa,
η = 80 dan efisiensi motor, η
m
= 75
Universitas Sumatera Utara
P =
m
x Ws
η η
= 75
, 8
, 0,1872
x = 0,3120 hp
Jadi digunakan pompa dengan daya 0,5 hp.
LD-21. Pompa P-07
Fungsi : Mengalirkan air dari cooling tower ke VLS dan VSC
Type :
Pompa sentrifugal
Laju alir massa, F
= 2.441,1995 kgjam x 2,2046 lbkg x 2,7778 x 10
-4
jams = 1,4949 lbs
Densitas, ρ
= 62,2 lbft
3
Perry, 1997
Viskositas, µ
= 8,9 cp x 6,7197 x 10
-4
lbft.s = 0,0059 lbft.s Kern, 1965
Kecepatan aliran, Q
= ρ F
=
3
2 ,
62 1,4949
ft lb
s lb
= 0,024
ft
3
s Perencanaan pompa :
Diameter pipa ekonomis De dihitung dengan persamaan : De
= 3,9 Q
0,45
ρ
0,13
Foust,1979 = 3,9 0,024
0,45
62,2
0,13
= 1,2463 in Dipilih material pipa commercial steel 1½ in schedule 40, dengan :
• Diameter dalam ID
= 1,610 in = 0,1342 ft
Universitas Sumatera Utara
• Diameter luar OD
= 1,90 in = 0,1583 ft •
Luas Penampang pipa A = 2,04 in
2
= 0,0142 ft
2
Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa, V
=
A Q
= 0,0142
024 ,
= 1,6901 fts Sehingga,
Bilangan Reynold, N
Re
= μ ρVD
= 0059
, 1342
, 1,6901
2 ,
62 x
x
= 2.391,1883
Material pipa merupakan bahan comercial steel maka diperoleh harga-harga sebagai berikut :
ε = 4,6 x 10
-5
m = 1,5092 x 10
-4
ft εD = 1,5092 x 10
-4
ft0,1342 ft = 0,0011 dari grafik 5-9. Mc.Cabe, 1999 diperoleh f = 0,014
Panjang eqivalen total perpipaan ΣL
• Pipa lurus L
1
= 6,8884
ft •
1 buah gate valve fully open LD = 13, L
2
= 1 x 13 x 0,1342 ft = 1,7446 ft
• 3 buah elbow 90
LD = 30, L
3
L
3
= 3 x 30 x 0,1342 ft = 12,078 ft
• 1 buah sharp edge entrance K = 0,5
LD = 25, L
4
= 1 x 25 x 0,1342 ft = 3,355 ft
• 1 buah sharp edge exit K = 1; LD = 47
Universitas Sumatera Utara
L
5
= 1 x 47 x 0,1342 ft = 6,3074 ft
Total panjang ekuivalen ΣL = L
1
+ L
2
+ L
3
+ L
4
+ L
5
= 6,8884 + 1,7446 + 12,078 + 3,355 + 6,3074 ft =
30,3734 ft
Friksi Σf,
Σf = xgcxD
L x
fxV 2
2
Σ =
1342 ,
17 ,
32 2
30,3734 6901
, 1
014 ,
2
x x
x x
= 0,1407 ft.lb
f
lb
m
Kerja Pompa W, Persamaan Bernouli
f W
xgc V
V Z
Z P
P Σ
= +
− +
− +
− 2
2 1
2 1
2 1
P
1
= P
2
, V
1
= V
2
= 0, Z
1
= 0 dan Z
2
= 6,8884 -6,8884 + W = 0,1407
W
f
= 0,1407 + 6,8884 = 7,0291 lb.ftjam Daya,
W
s
=
550
ρ
WfxQx
=
550 2
, 62
024 ,
7,0291 x
x
= 0,0191 hp Jika efisiensi pompa,
η = 80 dan efisiensi motor, η
m
= 75 P =
m
x Ws
η η
= 75
, 8
, 0,0191
x = 0,0318 hp
Jadi digunakan pompa dengan daya 0,1 hp.
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI
LE-1. Modal Investasi Tetap 1. Modal Investasi Tetap Langsung MITL
1.1. Biaya Tanah Lokasi Pabrik