Cp.dT kJ ANALISA EKONOMI

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