Dipilih material pipa commercial steel 10 in Schedule 40 : •
Diameter dalam ID = 10,02 in
• Diameter luar OD
= 10,75 in •
Luas penampang A = 0,547 ft
2
C.26 Tangki Penyimpanan CO
2
TT-05
Fungsi : Untuk menyimpan CO
2
cair Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-285 grade C Bentuk
: Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Jenis Sambungan
: Double welded butt joints Jumlah
: 1 unit Kondisi Operasi
: − Temperatur
= 35
o
C − Tekanan
= 15 atm − Faktor Kelonggaran
= 20 − Laju alir masuk F
= 1402,622 kgjam = 51,537 lbmenit − Densitas Campuran
= 719,6 kgm
3
− Kebutuhan perancangan = 15 hari
Perhitungan :
a. Ukuran Tangki
Volume larutan Vl = 1402,622 719,6 x 15 x 24
= 701,701 m
3
Faktor kelonggaran = 20
Volume tangki = V1 x 1,2
= 701,701 x 1,2 = 842,041 m
3
Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki Hs : D = 1 : 1 Volume Silinder
= π4 x D
2
Hs = π4 x D
3
Tutup tangki berbentuk ellipsoidal dengan rasio axis major terhadap minor 2 : 1, sehingga: tinggi head Hh = 16 x D Brownel Young, 1959
Volume tutup Vh ellipsoidal = π4 x D
2
Hh
Universitas Sumatera Utara
= π4 x D
2
16 D = π24 x D
3
Vt = Vs + Vh Vt
= π4 x D
3
+ π24 x D
3
Brownell Young, 1959 Vt
= 7π24 x D
3
�������� ������ = �
�� �
�
��
�
= �
�� � ���,��� ��
�
= 9,722 m = 382,765 in
Jari – jari R = 4,861 m
= 191,384 in Tinggi silinder Hs
= D = 9,722 m
Tinggi tutup ellipsoidal H
h
= 16 x D = 16 x 9,722 m
= 1,62 m Tinggi total tangki H
T
= H
s
+ H
h
= 11,343 m
b. Tekanan design
Tinggi bahan dalam tangki Hc = VlVt x H
T
= 701,701 842,041 x 11,343 = 9,452 m
Phidrostatik = ρ x g x Hc
= 719,6 x 9,8 x 9,452 = 66657,407 Pa = 66,657 kPa
Po = Tekanan Operasi = 15 atm = 1519,875 kPa
Faktor kelonggaran = 20
Pdesign = 1+0,2 x Phidrosatik + Po
= 1,2 x 66,657 + 101,325 = 1903,839 kPa = 18,789 atm = 272,518 psi
c. Tebal dinding tangki bagian silinder
Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon steel SA-285 grade C Peters Timmerhaus, 1991, diperoleh data :
− Joint efficiency E : 0,85
− Allowable stress S : 13700 psia
Universitas Sumatera Utara
− Corrosion Allowance CA : 0,125 intahun − Umur alat n direncanakan : 10 tahun
− Tebal silinder dt =
P x R S.E
−0,6 P
+ CA x n Peters Timmerhaus, 1991 Dimana :
d = tebal dinding tangki bagian silinder in
P = tekanan desain psi
R = jari – jari dalam tangki in = D2
S = Allowable working stress
CA = Corrosion allowance
n = umur alat yang direncanakan
E = efisiensi sambungan
�� = 272,518 × 382,7652
13700 × 0,85 − 0,6 × 272,518
+ 0,125 × 10 = 5,793 ��
Dipilih tebal dinding standar = 6 in Brownell Young, 1959
d. Tebal Dinding Head
Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon steel SA-285 grade C Peters Timmerhaus, 1991, diperoleh data :
− Joint efficiency E : 0,85
− Allowable stress S : 13700 psia
− Corrosion Allowance CA : 0,125 intahun − Umur alat n direncanakan : 10 tahun
− Tebal silinder dt =
P x D 2.S.E
−0,2 P
+ CA x n Peters Timmerhaus, 1991 Dimana :
d = tebal dinding tangki bagian silinder in
P = tekanan desain psi
R = jari – jari dalam tangki in = D2
S = Allowable working stress
CA = Corrosion allowance
n = umur alat yang direncanakan
E = efisiensi sambungan
dt = 272,518 × 382,765
2 × 13700 × 0,85 − 0,2 × 272,518
+ 0,125 × 10 = 5,793 in Dipilih tebal dinding standar
= 6 in Brownell Young, 1959
Universitas Sumatera Utara
C.24 Blower B-03
Fungsi : Mengalirkan saturated steam ke jaket pemanas pada Reaktor
Asam R-01 Jenis
: Centrifugal Blower Bahan konstruksi
: Carbon Steels SA-283, grade C Kondisi operasi
: - Temperatur
= 30
o
C - Tekanan
= 1 atm - Laju alir massa
= 32,756 kgjam Debit airlaju alir volumetrik, Q = 4,722 ft
3
menit Daya blower dapat dihitung dengan persamaan,
33000 Q
efisiensi 144
P ×
× =
Perry, 1999 Efisiensi blower,
η = 75 McCabe, 1999
Sehingga, 33000
722 ,
4 0,75
144 P
× ×
= = 0,02 hp
Digunakan daya blower standar 0,5 hp
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS
D.1 Screening SC
Fungsi : Menyaring partikel-partikel padat yang besar
Jenis : Bar screen
Bahan konstruksi : Stainless steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : - Temperatur
= 28°C - Densitas air
ρ = 996,24 kgm
3
Geankoplis, 2003 Laju alir massa F = 3075,9398 kgjam
Laju alir volume Q =
3
m kg
24 ,
996 s
3600 jam
1 kgjam
3075,9398 ×
= 0,0009 m
3
s Ukuran bar :
- Lebar bar = 5 mm - Tebal bar = 20 mm
- Bar clear spacing = 20 mm
-
Slope = 30
Direncanakan ukuran screening: Panjang screen
= 2 m Lebar screen
= 2 m Misalkan, jumlah bar = x
Maka, 20x + 20 x + 1 = 2000 40x = 1980
x = 49,5 ≈ 50 buah
Luas bukaan A
2
= 2050 + 1 2000 = 2.040.000 mm
2
= 2,04 m
2
Untuk pemurnian air sungai menggunakan bar screen, diperkirakan C
d
= 0,6 dan 30 screen
tersumbat.
Universitas Sumatera Utara
Head loss ∆h
=
2 2
2 2
2 2
d 2
2,04 0,6
9,8 2
0,0009 A
C g
2 Q
=
= 2,5.10
-8
m dari air = 0,000025 mm dari air
20 mm 20 mm
2 m
2 m
Gambar D.1 Sketsa Sebagian Bar Screen tampak atas
D.2 Pompa Screening PU-01
Fungsi : Memompa air dari sungai ke bak pengendapan BS
Jenis : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : - Temperatur
= 28°C - Densitas air
ρ = 996,24 kgm
3
= 62,1396 lb
m
ft
3
Geankoplis, 2003 - Viskositas air
µ = 0,8360 cP = 0,0006 lb
m
ft ⋅s Geankoplis, 2003
Laju alir massa F = 3075,9398 kgjam = 1,8837 lb
m
detik Debit airlaju alir volumetrik,
3 m
m
ft lb
62,1396 detik
lb 1,8837
ρ F
Q =
=
= 0,0303 ft
3
s = 0,0009 m
3
s
Desain pompa Di
,opt
= 0,363 Q
0,45
ρ
0,13
Peters Timmerhaus, 1991 = 0,363 × 0,0009 m
3
s
0,45
× 996,24 kgm
3 0,13
= 0,0371 m = 1,4617 in
Universitas Sumatera Utara
Dari buku Geankoplis App A.5, dipilih pipa commercial steel : - Ukuran nominal
: 2 in - Schedule number
: 40 - Diameter Dalam ID
: 2,067 in = 0,1723 ft = 0,0525 m - Diameter Luar OD
: 2,375 in = 0,1979 ft - Luas penampang dalam A
t
: 0,0233 ft
2
Kecepatan linier : v = A
Q =
2 3
ft 0233
, s
ft 0303
, = 1,2999 fts
Bilangan Reynold : N
Re
= µ
ρ D
v ×
×
= lbmft.s
0,0006 ft
1723 ,
s ft
2999 ,
1 ft
lbm 1936
, 62
3
= 24788,918 Karena N
Re
2.100, maka aliran dalam pipa adalah aliran turbulen. Dari Gbr. 2.10-3, Geankoplis, 2003 :
- Untuk pipa commercial steel , diperoleh: ε = 0,000046
- Untuk N
Re
= 31827,9593 dan
D ε
= 0,0009, diperoleh f = 0,006 Friction loss
: 1 Sharp edge entrance: h
c
= 0,5 α
2 1
2 1
2
v A
A
−
= 174
, 32
1 2
1,2999 1
5 ,
2
− = 0,0131 ft.lbflbm
1 elbow 90°: h
f
= n.Kf.
c
g v
. 2
2
= 10,75 174
, 32
2 1,2999
2
= 0,0197 ft.lbflbm
1 check valve: h
f
= n.Kf.
c
g v
. 2
2
= 12 174
, 32
2 1,2999
2
= 0,0525 ft.lbflbm
Pipa lurus 25 ft: F
f
= 4f
c
g D
v L
. 2
. .
2
∆ = 40,006
174 ,
32 .
2 .
1342 ,
1,2999 25
2
= 0,0915 ft.lbflbm 1 Sharp edge exit:
h
ex
= n
c
g v
A A
. .
2 1
2 2
2 1
α
−
= 1 174
, 32
1 2
1,2999 1
2 2
− = 0,0263 ft.lbflbm
Universitas Sumatera Utara
Total friction loss : ∑ F = 0,2031 ft.lbflbm
Dari persamaan Bernoulli : W
F P
P z
z g
v v
2 1
s 1
2 1
2 2
1 2
2
= +
∑ +
− +
− +
−
ρ α
Geankoplis, 2003 dimana : v
1
= v
2
P
1
= P
2
∆Z = 50 ft maka :
W lbm
lbf .
ft 0,2031
ft 50
s .
lbf lbm
. ft
174 ,
32 s
ft 174
, 32
s 2
2
= +
+ +
+ Ws = –50,2031 ft.lbflbm
Untuk efisiensi pompa 80 , maka:
Ws = -
η × Wp –50,2031 = –0,8 × Wp
Wp = 62,7538 ft.lbflbm
Daya pompa : P = m × Wp =
lbm lbf
. ft
62,7538 s
lbm 3600
45359 ,
3075,9398 ×
× s
lbf .
ft 550
hp 1
= 0,2149 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,25 hp.
D.3 Bak Sedimentasi BS
Fungsi : Untuk mengendapkan lumpur yang terikut dengan air
Jumlah : 1
Jenis : Grift Chamber Sedimentation
Aliran : Horizontal sepanjang bak sedimentasi
Bahan kontruksi : Beton kedap air
Kondisi operasi : Temperatur
= 28°C Tekanan
= 1 atm Laju massa air
= 3949,3812 kgjam Densitas air
= 996,24 kgm
3
Geankoplis, 2003
Universitas Sumatera Utara
Laju air volumetrik =
3
kgm 996,24
s jam3600
1 kgjam
3949,3812 ×
= 0,0011 m
3
s = 2,333 ft
3
min
Desain bak sedimentasi Bak dibuat dua persegi panjang untuk desain efektif.
Kawamura, 1991 Perhitungan ukuran tiap bak :
Kecepatan pengendapan 0,1 mm pasir adalah :
υ
= 1,57 ftmin = 8 mms Kawamura, 1991
Desain diperkirakan menggunakan spesifikasi : Kedalaman tangki
= 9 ft Lebar tangki
= 1 ft Kecepatan aliran
= ftmin
2593 ,
ft 1
ft 9
min ft
2,333 A
Q v
3 t
= ×
= =
Desain panjang ideal bak : L = K
υ
h
v Kawamura, 1991
dengan : K = faktor keamanan = 1,5 h = kedalaman air efektif 9-16 ft; diambil 9 ft.
Maka : L = 1,5 × 91,57 × 0,2593 = 2,2292 ft Diambil panjang bak = 2,5 ft = 0,7620 m
Uji desain Waktu retensi t :
volumetrik laju
t l
p ×
× =
= Q
Va t
min ft
2,333 ft
9 1
2,5
3 3
× ×
= = 9,643 menit
Desain diterima, dimana t diizinkan 6-15 menit. Kawamura, 1991
Surface loading :
air masukan
permukaan luas
volumetrik laju
= A
Q
2 3
3
gpmft 982
, 6
ft 2,5
ft 1
galft 7,481
min ft
2,333 =
× =
Desain diterima, dimana surface loading diizinkan diantara 4-10 gpmft
2
Headloss ∆h; bak menggunakan gate valve, full open 16 in:
Universitas Sumatera Utara
g v
K h
2
2
= ∆
ft 10
. 1
ms 9,8
2 ft]
m3,2808 1
s min60
1 ftmin
[0,2593 12
,
6 2
2 −
= ×
× ×
× =
D.4 Pompa Sedimentasi
PU-02
Fungsi : Memompa air dari bak pengendapan BS ke clarifier CL
Jenis : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : - Temperatur
= 28°C - Densitas air
ρ = 996,24 kgm
3
= 62,1396 lb
m
ft
3
Geankoplis, 2003 - Viskositas air
µ = 0,8360 cP = 0,0006 lb
m
ft ⋅s Geankoplis, 2003
Laju alir massa F = 3075,9398 kgjam = 1,8837 lb
m
detik
Hasil perhitungan spesifikasi pompa sedimentasi PU-02 sama dengan pompa screening
PU-01
D.5 Tangki Pelarutan Alum [Al
2
SO
4 3
] TP-01
Fungsi : Membuat larutan alum [Al
2
SO
4 3
] Bentuk
: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283, Grade C Jumlah
: 1 unit Kondisi operasi :
Temperatur = 28°C
Tekanan = 1 atm
Al
2
SO
4 3
yang digunakan = 50 ppm
Al
2
SO
4 3
yang digunakan berupa larutan 30 berat
Laju massa Al
2
SO
4 3
= 0,1975 kgjam
Densitas Al
2
SO
4 3
30 = 1363 kgm
3
= 85,0898 lb
m
ft
3
Perry, 1999
Universitas Sumatera Utara
Kebutuhan perancangan = 30 hari
Faktor keamanan = 20
Desain Tangki a. Ukuran Tangki
Volume larutan,
3 l
kgm 1363
0,3 hari
30 jamhari
24 kgjam
0,1975 V
× ×
× =
= 0,3477 m
3
Volume tangki, V
t
= 1,2 × 0,3477 m
3
= 0,4172 m
3
Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tangki, D : H = 2 : 3
3 3
2 3
2
πD 8
3 m
0,4172 D
2 3
πD 4
1 m
0,4172 H
πD 4
1 V
=
=
=
Maka: D = 0,7076 m; H = 1,0615 m Tinggi cairan dalam tangki =
0615 ,
1 4172
, 3477
, ×
= 0,8845 m
b. Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik: P = ρ × g × h
= 1363 kgm
3
× 9,8 mdet
2
× 0,8845 m = 11,9592 kPa
Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P
T
= 11,8845 kPa + 101,325 kPa = 113,1403 kPa Faktor kelonggaran = 5
Maka, P
design
= 1,05 × 113,1403 kPa = 118,7973 kPa Joint efficiency
= 0,8 Brownell Young,1959
Allowable stress = 12650 psia = 87.218,714 kPa Brownell Young,1959
Universitas Sumatera Utara
Tebal shell tangki:
in 0237
, m
0006 ,
kPa 118,7973
1,2 0,8
kPa 4
87.218,71 2
m 0,7076
Pa 118,7973k
1,2P 2SE
PD t
= =
× −
× ×
× =
− =
Faktor korosi = 0,125 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0237 in + 0,125 in = 0,1487 in
Tebal shell standar yang digunakan = ¼ in Brownell Young,1959
c. Daya pengaduk Jenis pengaduk
: flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle
: 4 buah Untuk turbin standar McCabe, 1999, diperoleh:
DaDt =
1 3
; Da =
1 3
× 0,7076 m = 0,2359 m = 0,7739 ft EDa = 1
; E = 0,2359 m = 0,7739 ft
LDa =
1 4
; L =
1 4
× 0,2359 m = 0,0590 m = 0,1935 ft
WDa =
1 5
; W =
1 5
× 0,2359 m = 0,0472 m = 0,1548 ft
JDt =
1 12
; J =
1 12
× 0,7076 m = 0,0590 m = 0,1935 ft
dengan : Dt = diameter tangki
Da = diameter impeller E = tinggi turbin dari dasar tangki
L = panjang blade pada turbin W = lebar blade pada turbin
J = lebar baffle
Kecepatan pengadukan, N = 1 putarandet Viskositas Al
2
SO
4 3
30 = 6,72⋅10
-4
lb
m
ft ⋅detik Kirk Othmer, 1978
Bilangan Reynold,
μ D
N ρ
N
2 a
Re
=
Geankoplis, 2003
Universitas Sumatera Utara
254 ,
75831 10
6,72 0,7739
1 85,0898
N
4 2
Re
= ⋅
=
−
N
Re
10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus:
c 5
a 3
T
g ρ
.D .n
K P
=
McCabe, 1999 K
T
= 6,3 McCabe, 1999
hp 0084
, lbfdet
ft 550
hp 1
.det lbm.ftlbf
32,174 lbmft
85,0898 0,7739ft
putdet 1
6,3 P
2 3
5 3
= ×
× ×
=
Efisiensi motor penggerak = 80 Daya motor penggerak =
8 ,
0084 ,
= 0,0105 hp Dipilih daya motor standar 0,05 hp.
D.6 Pompa Alum
PU-03
Fungsi : Memompa alum dari Tangki Pelarutan Alum TP-01 ke Clarifier CL
Jenis : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah
: 1 unit Kondisi operasi :
- Temperatur = 28°C
- Densitas alum ρ
= 1363 kgm
3
Perry, 1999 - Viskositas alum
µ = 1 cP = 0,000672 lb
m
ft.detik Kirk Othmer, 1978 - Laju alir massa F
= 0,1975 kgjam = 0,0001 lb
m
detik
Perhitungan spesifikasi pompa alum PU-03 analog dengan perhitungan spesifikasi pompa screening PU-01, diperoleh hasil :
Debit airlaju alir volumetrik, Q = 1,4212.10
-6
ft
3
s = 4,0244.10
-8
m
3
s Di
,opt
= 0,000037 m = 0,0014 in
Dari buku Geankoplis App A.5, dipilih pipa commercial steel : - Ukuran nominal
: 18 in
Universitas Sumatera Utara
- Schedule number : 40
- Diameter Dalam ID : 0,269 in = 0,0224 ft = 0,0068 m
- Diameter Luar OD : 0,405 in = 0,0338 ft
- Luas penampang dalam A
t
: 0,0004 ft
2
Kecepatan linier : v = 0,0036 fts = 0,0011 ms Bilangan Reynold : N
Re
= 363,0574 Karena N
Re
2100, maka aliran laminar. Dari Gbr. 2.10-3, Geankoplis, 2003 :
- Untuk pipa commercial steel
, diperoleh: ε = 0,000046 m -
Untuk N
Re
= 37648,899 dan
D ε
= 0,0067, diperoleh f = 0,006
Friction loss: 1 Sharp edge entrance: h
c
= 0,00000010 ft.lbflbm 2 elbow 90°:
h
f
= 0,00000029 ft.lbflbm 1 check valve:
h
f
= 0,00000039 ft.lbflbm Pipa lurus 30 ft:
F
f
= 0,000006 ft.lbflbm 1 Sharp edge exit:
h
ex
= 0,00000020 ft.lbflbm Total friction loss:
∑ F = 0,000007 ft.lbflbm
Dari persamaan Bernoulli: 2
1
1 2
1 2
2 1
2 2
= +
∑ +
− +
− +
−
s
W F
P P
z z
g v
v
ρ α
Geankoplis, 2003 dimana : v
1
= v
2
P
1
= 2484,3029 lb
f
ft² P
2
= 2727,9837 lb
f
ft² ρ
P ∆
= 2,9009 ft.lb
f
lb
m
∆Z = 30 ft maka: Ws = –32,909 ft.lbflbm
Wp = 41,1261 ft.lbflbm Daya pompa: P = 0,0000090 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 120 hp.
Universitas Sumatera Utara
D.7 Tangki Pelarutan Soda Abu Na
2
CO
3
TP-02
Fungsi : Membuat larutan soda abu Na
2
CO
3
Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : Temperatur
= 28°C Tekanan
= 1 atm Na
2
CO
3
yang digunakan = 27 ppm
Na
2
CO
3
yang digunakan berupa larutan 30 berat
Laju massa Na
2
CO
3
= 0,1066 kgjam Densitas Na
2
CO
3
30 = 1327 kgm
3
= 82,8423 lb
m
ft
3
Perry, 1999 Viskositas Na
2
CO
3
30 = 3,69⋅10
-4
lb
m
ft ⋅detik Kirk Othmer, 1978
Kebutuhan perancangan = 30 hari Faktor keamanan
= 20
Perhitungan spesifikasi Tangki pelarutan Soda Abu Na
2
CO
3
TP-02 analog dengan perhitungan spesifikasi Tangki pelarutan Alum [Al
2
SO
4 3
] TP-01
a. Ukuran tangki Volume larutan, V
l
= 0,1929 m
3
Volume tangki, V
t
= 0,2314 m
3
D = 0,5814 m ; H = 0,8721 m b. Tebal dinding tangki
Tinggi cairan dalam tangki = 0,7268 m = 2,3844 ft Tekanan hidrostatik, P
hid
= 9,4513kPa P
operasi
= 110,8914 kPa P
desain
= 116,3151 kPa Tebal shell tangki:
t = 0,0005 m = 0,0191 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0191 in + 0,125 in = 0,1441 in
Tebal shell standar yang digunakan = ¼ in Brownell Young,1959
Universitas Sumatera Utara
c. Daya pengaduk Jenis pengaduk
: flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle
: 4 buah Untuk turbin standar McCabe, 1999, diperoleh :
Da = 0,1938 m = 0,6358 ft E = 0,1938 m = 0,6358 ft
L = 0,0485 m = 0,1590 ft W = 0,0388 m = 0,1272 ft
J = 0,0485 m = 0,1590 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 putarandet
Bilangan Reynold,
Re
N = 90763,6614 K
T
= 6,3 P = 0,0031 hp
Efisiensi motor penggerak = 80 Daya motor penggerak =
8 ,
0031 ,
= 0,0038 hp Maka daya motor yang dipilih ½
hp.
D.8 Pompa Soda Abu PU-04
Fungsi : Memompa larutan soda abu dari tangki pelarutan soda abu
TP-02 ke Clarifier CL Jenis
: Pompa sentrifugal Bahan konstruksi
: Commercial steel Jumlah
: 1 unit Kondisi operasi :
- Temperatur = 28°C
- Densitas soda abu ρ
= 1327 kgm
3
Perry, 1999 - Viskositas soda abu
µ = 0,5491 cP = 0,000369 lb
m
ft.detik Kirk Othmer,
1978 Laju alir massa F
= 0,1066 kgjam = 0,000065 lb
m
detik
Universitas Sumatera Utara
Perhitungan spesifikasi pompa soda abu PU-04 analog dengan perhitungan spesifikasi pompa screening PU-01, diperoleh hasil :
Debit airlaju alir volumetrik, Q = 7,883.10
-7
ft
3
s = 2,232.10
-8
m
3
s Di
,opt
= 0,000026 m = 0,0010 in
Dari buku Geankoplis App A.5, dipilih pipa commercial steel : - Ukuran nominal
: 18 in - Schedule number
: 40 - Diameter Dalam ID
: 0,269 in = 0,0224 ft = 0,0068 m - Diameter Luar OD
: 0,405 in = 0,0338 ft - Luas penampang dalam A
t
: 0,0004 ft
2
Kecepatan linier : v = 0,0020 fts = 0,0006 ms Bilangan Reynold : N
Re
= 357,0356 Karena N
Re
2.100, maka aliran dalam pipa adalah aliran laminar. Dari Gbr. 2.10-3, Geankoplis, 2003 :
- Untuk pipa commercial steel , diperoleh: ε = 0,000046 m
- Untuk N
Re
= 370,245 dan
D ε
= 0,0067, diperoleh f = 0,006
Friction loss: 1 Sharp edge entrance: h
c
= 0,00000003 ft.lbflbm 2 elbow 90°:
h
f
= 0,0000001 ft.lbflbm 1 check valve:
h
f
= 0,0000001 ft.lbflbm Pipa lurus 30 ft:
F
f
= 0,0000019 ft.lbflbm 1 Sharp edge exit:
h
ex
= 0,000000060cft.lbflbm Total friction loss:
∑ F = 0,0000022 ft.lbflbm
Dari persamaan Bernoulli: 2
1
1 2
1 2
2 1
2 2
= +
∑ +
− +
− +
−
s
W F
P P
z z
g v
v
ρ α
Geankoplis, 2003 dimana : v
1
= v
2
P
1
= 2316,0285 lb
f
ft²; P
2
= 2727,9837 lb
f
ft²
Universitas Sumatera Utara
ρ P
∆ = 5, 0018 ft.lb
f
lb
m
∆Z = 20 ft maka: Ws = –25,0018 ft.lbflbm
Wp = 31,2522 ft.lbflbm Daya pompa: P = 0,000003 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 120 hp.
D.9 Clarifier CL
Fungsi : Memisahkan endapan flok-flok yang terbentuk karena
penambahan alum dan soda abu Tipe
: External Solid Recirculation Clarifier Bentuk
: Circular desain Bahan konstruksi
: Carbon Steel SA-283, Grade C Jumlah
: 1 unit Kondisi operasi :
Temperatur = 28°C
Tekanan = 1 atm
Laju massa air F
1
= 3949,381 kgjam Laju massa Al
2
SO4
3
F
2
= 0,1975 kgjam Laju massa Na
2
CO
3
F
3
= 0,1066 kgjam
Laju massa total, m = 3075,9398 kgjam
Densitas Al
2
SO
4 3
= 2,71 grml Perry, 1999
Densitas Na
2
CO
3
= 2,533 grml Perry, 1999
Densitas air = 0,99624 grml
Perry, 1999 Reaksi koagulasi:
Al
2
SO
4 3
+ 3 Na
2
CO
3
+ 3 H
2
O → 2 AlOH
3
+ 3 Na
2
SO
4
+ 3CO
2
Dari Metcalf Eddy 1984 diperoleh bahwa untuk clarifier tipe upflow radial:
- Kedalaman air = 3-5 m - Settling time
= 1-3 jam Dipilih : Kedalaman air H = 3 m
Settling time = 1 jam
Universitas Sumatera Utara
Diameter dan Tinggi Clarifier Densitas larutan,
2533 1066
, 2710
1975 ,
24 ,
996 3075,9398
3075,9398 +
+ =
ρ = 996,3014 kgm
3
Volume cairan, V =
3
m 0877
, 3
2878 ,
996 jam
1 jam
kg 3075,9398
= ×
V = ¼ π D
2
H D =
m 1450
, 1
3 14
, 3
0877 ,
3 4
H V
4
2 1
2 1
=
×
× =
π Maka, diameter clarifier = 1,1450 m
Tinggi clarifier = 1,5 × D =1,7176 m
Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik:
P
hid
= ρ × g × h = 996,2878 kgm
3
× 9,8 mdet
2
× 3 m = 29,2909 kPa
Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P = 29,2909 kPa + 101,325 kPa = 130,6159 kPa
Faktor kelonggaran = 5 Maka, P
design
= 1,05 × 130,6159 kPa = 137,1467 kPa Joint efficiency
= 0,8 Brownell Young, 1959
Allowable stress = 12650 psia = 87218,714 kPa Brownell Young, 1959
Tebal shell tangki :
in 0,0444
m 0,0011
kPa 137,1467
1,2 0,8
kPa 87218,714
2 m
1,1450 kPa
137,1467 1,2P
2SE PD
t
= =
× −
× ×
× =
− =
Faktor korosi = 0,125 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0444 in + 0,125 in = 0,1694 in
Tebal shell standar yang digunakan = 14 in Brownell Young, 1959
Universitas Sumatera Utara
Daya Clarifier P = 0,006 D
2
Ulrich, 1984 dimana: P = daya yang dibutuhkan, kW
Sehingga, P = 0,006 × 1,1450
2
= 0,0079 kW = 0,0106 hp Dipilih daya motor standar ¼ hp.
D.10 Sand Filter SF
Fungsi : Menyaring partikel-partikel yang masih terbawa dalam air
yang keluar dari Clarifier CL Bentuk
: Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283, Grade C Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi: Temperatur
= 28°C Tekanan
= 1 atm Laju massa air
= 3075,9398 kgjam Densitas air
= 996,24 kgm
3
= 62,1935 lbmft
3
Geankoplis, 2003
Faktor keamanan = 20
Sand filter dirancang untuk penampungan ¼ jam operasi.
Sand filter dirancang untuk volume bahan penyaring 13 volume tangki.
Desain Sand Filter a. Volume tangki
Volume air:
3 a
kgm 996,24
jam 0,25
kgjam 3075,9398
V ×
= = 0,7719 m
3
Volume air dan bahan penyaring: Vt = 1 + 13 × 0,7719 = 1,0292 m
3
Volume tangki = 1,2 × 1,0292 m
3
= 1,2350 m
3
b. Diameter tangki Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi, D : H = 3 : 4
Universitas Sumatera Utara
3 3
2 3
2
πD 3
1 m
2350 ,
1 D
3 4
πD 4
1 m
1,2350 H
πD 4
1 V
=
=
=
Maka: D = 1,0567 m H = 3,1701 m
c. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = 1,0567 m
Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tutup D : H = 4 : 1 Tinggi tutup
=
× 4
1 1,0567 = 0,2641 m
Tinggi tangki total = 3,1701 + 20,2641 = 3,6985 m d. Tebal shell dan tutup tangki
Tinggi penyaring = × 4
1 3,1701 = 0,7925 m
Tinggi cairan dalam tangki = m
3,1701 m
1,2350 m
0,7719
3 3
× = 1,9813 m
P
hidro
= ρ × g × h
= 996,24 kgm
3
× 9,8 mdet
2
× 1,9813 m = 19,344 kPa
P
penyaring
= ρ × g × l
= 2089,5 kgm
3
× 9,8 mdet
2
× 0,7925 m = 16,228 kPa
Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P
T
= 19,344 kPa + 16,228 kPa + 101,325 kPa = 136,898 kPa Faktor kelonggaran
= 5 Maka, P
design
= 1,05 × 139,898 kPa = 143,7426 kPa Joint efficiency
= 0,8 Brownell Young, 1959
Allowable stress = 12650 psia = 87218,714 kPa
Universitas Sumatera Utara
Tebal shell tangki:
in 0,0429
m 0,0011
kPa 143,7426
1,2 0,8
kPa 87218,714
2 m
1,0567 kPa
143,7426 1,2P
2SE PD
t
= =
× −
× ×
× =
− =
Faktor korosi = 0,125 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0429 in + 0,125 in = 0,1679 in
Tebal shell standar yang digunakan = 0,25 in Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal
tutup 0,25 in.
D.11 Pompa Filtrasi PU-05
Fungsi : Memompa air dari Sand Filter SF ke Tangki Utilitas 1 TU-01
Jenis : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi: Commercial steel Jumlah
: 1 unit Kondisi operasi:
- Temperatur = 28°C
- Densitas air ρ
= 996,24 kgm
3
= 62,1396 lb
m
ft
3
Geankoplis, 2003 - Viskositas air
µ = 0,8360 cP = 0,0006 lb
m
ft ⋅s Geankoplis, 2003
Laju alir massa F = 3075,9398 kgjam = 1,8837 lb
m
detik Debit airlaju alir volumetrik = 0,0303 ft
3
s = 0,0009 m
3
s Di
,opt
= 0,0371 m = 1,4617 in Dari buku Geankoplis App A.5, dipilih pipa commercial steel :
- Ukuran nominal : 2 in
- Schedule number : 40
- Diameter Dalam ID : 2,067 in = 0,1723 ft = 0,0525 m
- Diameter Luar OD : 2,375 in = 0,1979 ft
- Luas penampang dalam A
t
: 0,0233 ft
2
Kecepatan linier : v = 1,2999 fts Bilangan Reynold : N
Re
= 24788,918
Universitas Sumatera Utara
Karena N
Re
2.100, maka aliran dalam pipa adalah aliran turbulen. Dari Gbr. 2.10-3, Geankoplis, 2003 :
- Untuk pipa commercial steel , diperoleh: ε = 0,000046
- Untuk N
Re
= 31827,9593 dan
D ε
= 0,0009, diperoleh f = 0,006 Friction loss
: 1 Sharp edge entrance: h
c
= 0,0131 ft.lbflbm 1 elbow 90°:
h
f
= 0,0197 ft.lbflbm 1 check valve:
h
f
= 0,0525 ft.lbflbm Pipa lurus 25 ft:
F
f
= 0,0915 ft.lbflbm 1 Sharp edge exit:
h
ex
= 0,0263 ft.lbflbm Total friction loss :
∑ F = 0,2031 ft.lbflbm Dari persamaan Bernoulli:
2 1
1 2
1 2
2 1
2 2
= +
∑ +
− +
− +
−
s
W F
P P
z z
g v
v
ρ α
Geankoplis, 2003 dimana : v
1
= v
2
P
1
= 2933,5743 lb
f
ft² P
2
= 2768,4871 lb
f
ft² ρ
P ∆
= -2,6225 ft.lb
f
lb
m
∆Z = 30 ft maka: Ws = –27,8074 ft.lbflbm
Wp = 34,7593 ft.lbflbm Daya pompa: P = 0,1529 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,25 hp.
D.12 Tangki Utilitas 1 TU-01
Fungsi : Menampung air sementara dari Sand Filter SF
Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283, Grade C
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : Temperatur
= 28°C
Universitas Sumatera Utara
Tekanan = 1 atm
Laju massa air = 3075,9398
kgjam Densitas air
= 996,24 kgm
3
Geankoplis, 2003
Kebutuhan perancangan = 4 jam
Faktor keamanan = 20
Desain Tangki a. Volume tangki
Volume air,
3 a
kgm 996,24
jam 4
kgjam 3075,9398
V ×
= = 12,3502 m
3
Volume tangki, V
t
= 1,2 × 12,3502 m
3
= 14,8202 m
3
b. Diameter tangki Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = 2 : 3
3 3
2 3
2
πD 8
3 m
14,8202 D
2 3
D 4
1 m
14,8202 H
D 4
1 V
=
=
= π
π
Maka, D = 2,326 m H = 3,4892 m
c. Tebal tangki Tinggi air dalam tangki =
m 3,4892
m 14,8202
m 12,3502
3 3
× = 2,9076 m
Tekanan hidrostatik: P = ρ × g × h
= 996,24 kgm
3
× 9,8 mdet
2
× 2,9076 m = 28,3878 kPa
Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P = 28,3878 kPa + 101,325 kPa = 129,7128 kPa
Faktor kelonggaran = 5
Universitas Sumatera Utara
Maka, P
design
= 1,05 × 129,7128 kPa = 136,1984 kPa Joint efficiency
= 0,8 Brownell Young, 1959
Allowable stress = 12650 psia = 87218,714 kPa
Tebal shell tangki:
in 0,0895
m 0,0023
kPa 136,1984
1,2 0,8
kPa 4
87.218,71 2
m 2,559
kPa 136,1984
1,2P 2SE
PD t
= =
× −
× ×
× =
− =
Faktor korosi = 0,125 in Maka tebal shell yang dibutuhkan
= 0,0895 in + 0,125 in = 0,2145 in Tebal shell standar yang digunakan
= 0,25 in Brownell Young, 1959
D.13 Pompa ke Tangki Utilitas 2 PU-06
Fungsi : Memompa air dari Tangki Utilitas 1 TU-01 ke Tangki
Utilitas 2 TU-02 Jenis
: Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : - Temperatur
= 28 °C
- Densitas air ρ
= 996,24 kgm
3
= 62,1936 lb
m
ft
3
Geankoplis, 2003 - Viskositas air
µ = 0,8360 cP = 0,0006 lb
m
ft ⋅jam
Geankoplis, 2003 Laju alir massa F = 1200 kgjam = 0,7349 lb
m
detik
Perhitungan spesifikasi pompa ke tangki utilitas 2 PU-07 analog dengan perhitungan spesifikasi pompa screening PU-01, diperoleh hasil :
Debit airlaju alir volumetrik, Q = 0,0118 ft
3
s = 0,0003 m
3
s Di
,opt
= 0,0243 m = 0,957 in
Dari buku Geankoplis App A.5, dipilih pipa commercial steel : - Ukuran nominal
: 1 in - Schedule number
: 40
Universitas Sumatera Utara
- Diameter Dalam ID : 1,049 in = 0,0874 ft = 0,0266 m
- Diameter Luar OD : 1,315 in = 0,1096 ft
- Luas penampang dalam A
t
: 0,006 ft
2
Kecepatan linier : v = 1,9693 fts = 0,6003 ms Bilangan Reynold : N
Re
= 19059,025 Karena N
Re
2.100, maka aliran dalam pipa adalah aliran turbulen. Dari Gbr. 2.10-3, Geankoplis, 2003 :
- Untuk pipa commercial steel , diperoleh: ε = 0,000046 m
- Untuk N
Re
= 19059,025 dan
D ε
= 0,0017, diperoleh f = 0,006
Friction loss: 1 Sharp edge entrance: h
c
= 0,0301 ft.lbflbm 3 elbow 90°:
h
f
= 0,1356 ft.lbflbm 1 check valve:
h
f
= 0,1205 ft.lbflbm Pipa lurus 20 ft:
F
f
= 0,2758 ft.lbflbm 1 Sharp edge exit:
h
ex
= 0,0603 ft.lbflbm Total friction loss:
∑ F = 0,6223 ft.lbflbm
Dari persamaan Bernoulli: 2
1
1 2
1 2
2 1
2 2
= +
∑ +
− +
− +
−
s
W F
P P
z z
g v
v
ρ α
Geankoplis, 2003 dimana : v
1
= v
2
P
1
= 2768,4871 lb
f
ft² P
2
= 2903,447 lb
f
ft² ρ
P ∆
= 2,2962 ft.lb
f
lb
m
∆Z = 20 ft maka: Ws = –22,9186 ft.lbflbm
Wp = 28,6482 ft.lbflbm Daya pompa: P = 0,0383 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,05 hp.
Universitas Sumatera Utara
D.14 Pompa ke Menara Air PU-07
Fungsi : Memompa air dari Tangki Utilitas 1 TU-01 ke menara air
MA Jenis
: Pompa sentrifugal Bahan konstruksi
: Commercial Steel Jumlah
: 1 unit Kondisi operasi:
- Temperatur = 28
°C - Densitas air
ρ = 996,24 kgm
3
= 62,1936 lb
m
ft
3
Perry, 1999 - Viskositas air
µ = 0,0006 lb
m
ft ⋅detik
Perry, 1999 Laju alir massa F
= 1696,5970 kgjam = 1,0390 lb
m
detik
Perhitungan spesifikasi pompa ke menara air PU-08 analog dengan perhitungan spesifikasi pompa screening PU-01, diperoleh hasil :
Debit airlaju alir volumetrik, Q = 0,0167 ft
3
s = 0,0005 m
3
s Di
,opt
= 0,0284 m = 1,1183 in
Dari buku Geankoplis App A.5, dipilih pipa commercial steel : - Ukuran nominal
: 1,25 in - Schedule number
: 40 - Diameter Dalam ID
: 1,38 in = 0,1150 ft = 0,0351 m - Diameter Luar OD
: 1,66 in = 0,1383 ft - Luas penampang dalam A
t
: 0,1040 ft
2
Kecepatan linier : v = 0,1606 fts = 0,0490 ms Bilangan Reynold : N
Re
= 20451,2391 Karena N
Re
2.100, maka aliran dalam pipa adalah aliran turbulen. Dari Gbr. 2.10-3, Geankoplis, 2003 :
- Untuk pipa commercial steel , diperoleh: ε = 0,000046 m
- Untuk N
Re
= 73624,4606 dan
D ε
= 0,0017, diperoleh f = 0,007
Universitas Sumatera Utara
Friction loss: 1 Sharp edge entrance: h
c
= 0,02 ft.lbflbm 1 elbow 90°:
h
f
= 0,0301 ft.lbflbm 1 check valve:
h
f
= 0,0802 ft.lbflbm Pipa lurus 70 ft:
F
f
= 0,6834 ft.lbflbm 1 Sharp edge exit:
h
ex
= 0,0401 ft.lbflbm Total friction loss:
∑ F = 0,8538 ft.lbflbm
Dari persamaan Bernoulli: 2
1
1 2
1 2
2 1
2 2
= +
∑ +
− +
− +
−
s
W F
P P
z z
g v
v
ρ α
Geankoplis, 2003 dimana : v
1
= v
2
P
1
= 2768,4871 lb
f
ft² P
2
= 3067,9966 lb
f
ft² ρ
P ∆
= 4,9420 ft.lb
f
lb
m
∆Z = 40 ft maka: Ws = –45,7958 ft.lbflbm
Wp = 57,2448 ft.lbflbm Daya pompa: P = 0,1081 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,25 hp.
D.15 Pompa ke Cation Exchanger PU-08
Fungsi : Memompa air dari Tangki Utilitas 1 TU-01 ke Cation
Exchanger CE
Jenis : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi: Commercial steel Jumlah
: 1 unit Kondisi operasi :
- Temperatur = 28
°C - Densitas air
ρ = 996,24 kgm
3
= 62,1936 lb
m
ft
3
Geankoplis, 2003
Universitas Sumatera Utara
- Viskositas air µ
= 0,8360 cP = 0,0006 lb
m
ft ⋅jam
Geankoplis, 2003 Laju alir massa F
= 179,3428 kgjam = 0,1098 lb
m
detik Perhitungan spesifikasi pompa cation exchanger PU-11 analog dengan perhitungan
spesifikasi pompa screening PU-01, diperoleh hasil : Debit airlaju alir volumetrik, Q = 0,0018 ft
3
s = 0,0001 m
3
s Di
,opt
= 0,0103 m = 0,4068 in
Dari buku Geankoplis App A.5, dipilih pipa commercial steel : - Ukuran nominal
: 1 in - Schedule number
: 40 - Diameter Dalam ID
: 1,049 in = 0,0874 ft = 0,0266 m - Diameter Luar OD
: 1,315 in = 0,1096 ft - Luas penampang dalam A
t
: 0,006 ft
2
Kecepatan linier : v = 0,2943 fts = 0,0897 ms Bilangan Reynold : N
Re
= 2848,416 Karena N
Re
2.100, maka aliran dalam pipa adalah aliran turbulen. Dari Gbr. 2.10-3, Geankoplis, 2003 :
- Untuk pipa commercial steel , diperoleh: ε = 0,000046 m
- Untuk N
Re
= 2848,416 dan
D ε
= 0,0017, diperoleh f = 0,005
Friction loss: 1 Sharp edge entrance: h
c
= 0,0007 ft.lbflbm 3 elbow 90°:
h
f
= 0,0030 ft.lbflbm 1 check valve:
h
f
= 0,0027 ft.lbflbm Pipa lurus 20 ft:
F
f
= 0,0062 ft.lbflbm 1 Sharp edge exit:
h
ex
= 0,0013 ft.lbflbm Total friction loss:
∑ F = 0,0139 ft.lbflbm
Dari persamaan Bernoulli: 2
1
1 2
1 2
2 1
2 2
= +
∑ +
− +
− +
−
s
W F
P P
z z
g v
v
ρ α
Geankoplis, 2003 dimana : v
1
= v
2
Universitas Sumatera Utara
P
1
= 2760,6363 lb
f
ft² P
2
= 2271,6084 lb
f
ft² ρ
P ∆
= -7,8630 ft.lb
f
lb
m
∆Z = 20 ft maka: Ws = –12,979 ft.lbflbm
Wp = 16,224 ft.lbflbm Daya pompa: P = 0,0032 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,05 hp.
D.16 Cation Exchanger CE
Fungsi : Mengikat kation yang terdapat dalam air umpan ketel
Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : Temperatur
= 28
o
C Tekanan
= 1 atm Laju massa air
= 179,3428 kgjam Densitas air
= 996,24 kgm
3
Geankoplis, 2003 Kebutuhan perancangan
= 1 jam Faktor keamanan
= 20
Ukuran Cation Exchanger Dari Tabel 12.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh:
- Diameter penukar kation
= 2 ft = 0,6096 m -
Luas penampang penukar kation = 3,14 ft
2
Tinggi resin dalam cation exchanger = 2,5 ft
Tinggi silinder = 1 + 0,2 × 2,5 ft = 3 ft = 0,9144 m
Diameter tutup = diameter tangki = 0,6096 m Rasio axis
= 2 : 1
Universitas Sumatera Utara
Tinggi tutup = m
0,1524 2
0,6096 2
1 =
Brownell Young, 1959 Sehingga, tinggi cation exchanger = 2 × 0,1524 m + 0,9144 m = 1,2192 m
Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik: P
hid
= ρ × g × h = 996,24 kgm
3
× 9,8 mdet
2
× 0,762 m = 7,4396 kPa
Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P
T
= 7,4396 kPa + 101,325 kPa = 108,7646 kPa Faktor kelonggaran = 5
Maka, P
desain
= 1,05 108,7646 kPa = 114,2028 kPa Joint efficiency
= 0,8 Brownell Young, 1959
Allowable stress = 12650 psia = 87218,714 kPa Brownell Young, 1959
Tebal shell tangki:
in 0,0197
m 0,0005
kPa 28
1,2114,20 kPa0,8
14 287.218,7
m 0,6096
kPa 114,2028
1,2P 2SE
PD t
= =
− =
− =
Faktor korosi = 0,125 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0197 in + 0,125 in= 0,1447 in
Tebal shell standar yang digunakan = 0,25 in Brownell Young, 1959
Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup 0,25 in.
D.17 Pompa Cation Exchanger PU-09
Fungsi : Memompa air dari Cation Exchanger CE ke Anion
Exchanger AE
Jenis : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial Steel
Jumlah : 1 unit
Universitas Sumatera Utara
Kondisi operasi : - Temperatur
= 28 °C
- Densitas air ρ
= 996,24 kgm
3
= 62,1936 lb
m
ft
3
Geankoplis, 2003 - Viskositas air
µ = 0,8360 cP = 0,0006 lb
m
ft ⋅jam
Geankoplis, 2003 Laju alir massa F
= 179,3428 kgjam = 0,1098 lb
m
detik Perhitungan spesifikasi pompa cation exchanger PU-11 analog dengan perhitungan
spesifikasi pompa screening PU-01, diperoleh hasil : Debit airlaju alir volumetrik, Q = 0,0018 ft
3
s = 0,0001 m
3
s Di
,opt
= 0,0103 m = 0,4068 in
Dari buku Geankoplis App A.5, dipilih pipa commercial steel : - Ukuran nominal
: 1 in - Schedule number
: 40 - Diameter Dalam ID
: 1,049 in = 0,0874 ft = 0,0266 m - Diameter Luar OD
: 1,315 in = 0,1096 ft - Luas penampang dalam A
t
: 0,006 ft
2
Kecepatan linier : v = 0,2943 fts = 0,0897 ms Bilangan Reynold : N
Re
= 2848,416 Karena N
Re
2.100, maka aliran dalam pipa adalah aliran turbulen. Dari Gbr. 2.10-3, Geankoplis, 2003 :
- Untuk pipa commercial steel , diperoleh: ε = 0,000046 m
- Untuk N
Re
= 2848,416 dan
D ε
= 0,0017, diperoleh f = 0,005
Friction loss: 1 Sharp edge entrance: h
c
= 0,0007 ft.lbflbm 3 elbow 90°:
h
f
= 0,0030 ft.lbflbm 1 check valve:
h
f
= 0,0027 ft.lbflbm Pipa lurus 20 ft:
F
f
= 0,0062 ft.lbflbm 1 Sharp edge exit:
h
ex
= 0,0013 ft.lbflbm Total friction loss:
∑ F = 0,0139 ft.lbflbm
Dari persamaan Bernoulli:
Universitas Sumatera Utara
2 1
1 2
1 2
2 1
2 2
= +
∑ +
− +
− +
−
s
W F
P P
z z
g v
v
ρ α
Geankoplis, 2003 dimana : v
1
= v
2
P
1
= P
2
= 2271,6084 lbfft
2
∆Z = 20 ft maka: Ws = –20,014 ft.lbflbm
Wp = 25,0174 ft.lbflbm Daya pompa: P = 0,005 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,05 hp.
D.18 Anion Exchanger AE
Fungsi : Mengikat anion yang terdapat dalam air umpan ketel
Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : Temperatur
= 28°C Tekanan
= 1 atm Laju massa air
= 179,343 kgjam
Densitas air = 996,24 kgm
3
Geankoplis, 2003 Kebutuhan perancangan
= 1 jam Faktor keamanan
= 20
Desain Anion Exchanger Dari Tabel 12.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh:
- Diameter penukar anion = 2 ft = 0,6096 m
- Luas penampang penukar anion = 3,14 ft
2
- Tinggi resin dalam anion exchanger = 2,5 ft
Tinggi silinder = 1 + 0,2 × 2,5
ft = 3 ft = 0,9144 m Diameter tutup = diameter tangki = 2 ft = 0,6096 m
Rasio axis = 2 : 1
Universitas Sumatera Utara
Tinggi tutup = m
1524 ,
2 0,6096
2 1
=
Brownell Young, 1959
Sehingga, tinggi anion exchanger = 2 x 0,1524 + 0,9144 = 1,2192 m Tebal Dinding Tangki
Tekanan hidrostatik: P
hid
= ρ × g × h = 996,24 kgm
3
× 9,8 mdet
2
× 0,762 m = 7,4396 kPa
Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P
T
= 7,4396 kPa + 101,325 kPa = 108,7646 kPa Faktor kelonggaran = 5
Maka, P
desain
= 1,05 108,7646 kPa = 114,2028 kPa Joint efficiency
= 0,8 Brownell Young, 1959
Allowable stress = 12650 psia = 87218,714 kPa Brownell Young, 1959
Tebal shell tangki:
in 0,0197
m 0,0005
kPa 28
1,2114,20 kPa0,8
14 287.218,7
m 0,6096
kPa 114,2028
1,2P 2SE
PD t
= =
− =
− =
Faktor korosi = 0,125 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0197 in + 0,125 in = 0,1447 in
Tebal shell standar yang digunakan = 0,25 in Brownell Young, 1959 Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup
0,25 in.
D.19 Pompa Anion Exchanger PU-10
Fungsi : Memompa air dari Anion Exchanger AE ke Deaerator DE
Jenis : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : - Temperatur
= 28 °C
Universitas Sumatera Utara
- Densitas air ρ
= 996,24 kgm
3
= 62,1936 lb
m
ft
3
Geankoplis, 2003 - Viskositas air
µ = 0,8360 cP = 0,0006 lb
m
ft ⋅jam
Geankoplis, 2003 Laju alir massa F
= 179,3428 kgjam = 0,1098 lb
m
detik Perhitungan spesifikasi pompa cation exchanger PU-11 analog dengan perhitungan
spesifikasi pompa screening PU-01, diperoleh hasil : Debit airlaju alir volumetrik, Q = 0,0018 ft
3
s = 0,0001 m
3
s Di
,opt
= 0,0103 m = 0,4068 in
Dari buku Geankoplis App A.5, dipilih pipa commercial steel : - Ukuran nominal
: 1 in - Schedule number
: 40 - Diameter Dalam ID
: 1,049 in = 0,0874 ft = 0,0266 m - Diameter Luar OD
: 1,315 in = 0,1096 ft - Luas penampang dalam A
t
: 0,006 ft
2
Kecepatan linier : v = 0,2943 fts = 0,0897 ms Bilangan Reynold : N
Re
= 2848,416 Karena N
Re
2.100, maka aliran dalam pipa adalah aliran turbulen. Dari Gbr. 2.10-3, Geankoplis, 2003 :
- Untuk pipa commercial steel , diperoleh: ε = 0,000046 m
- Untuk N
Re
= 2848,416 dan
D ε
= 0,0017, diperoleh f = 0,005
Friction loss: 1 Sharp edge entrance: h
c
= 0,0007 ft.lbflbm 3 elbow 90°:
h
f
= 0,0030 ft.lbflbm 1 check valve:
h
f
= 0,0027 ft.lbflbm Pipa lurus 20 ft:
F
f
= 0,0062 ft.lbflbm 1 Sharp edge exit:
h
ex
= 0,0013 ft.lbflbm Total friction loss:
∑ F = 0,0139 ft.lbflbm
Dari persamaan Bernoulli: 2
1
1 2
1 2
2 1
2 2
= +
∑ +
− +
− +
−
s
W F
P P
z z
g v
v
ρ α
Geankoplis, 2003
Universitas Sumatera Utara
dimana : v
1
= v
2
P
1
= 2271,6084 lb
f
ft² P
2
= 2258,0460 lb
f
ft² ρ
P ∆
= 0,2181 ft.lb
f
lb
m
∆Z = 20 ft maka: Ws = –6,4515 ft.lbflbm
Wp = 8,0643 ft.lbflbm Daya pompa: P = 0,0016 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,25 hp.
D.20 Tangki Pelarutan Kaporit [CaClO
2
] TP-03
Fungsi : Membuat larutan kaporit untuk klorinasi air domestik
Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : Kaporit yang digunakan
= 2 ppm Kaporit yang digunakan berupa larutan 70 berat
Laju massa kaporit = 0,0034 kgjam
Densitas larutan kaporit 70 = 1272 kgm
3
= 79,4088 lbmft
3
Perry, 1999 Viskositas kaporit
= 0,0007 lbmft.det Kirk Othmer, 1978
Kebutuhan perancangan = 90 hari
Faktor keamanan = 20
Perhitungan spesifikasi Tangki Pelarutan Kaporit [CaClO
2
] TP-05 analog dengan perhitungan spesifikasi Tangki pelarutan Alum [Al
2
SO
4 3
] TP-01
a. Ukuran tangki Volume larutan, V
l
= 0,0083 m
3
Volume tangki, V
t
= 0,01 m
3
D = 0,2039 m ; H = 0,3058 m
Universitas Sumatera Utara
b. Tebal dinding tangki Tinggi cairan dalam tangki = 0,2549 m = 0,8362 ft
Tekanan hidrostatik, P
hid
= 3,177 kPa P
operasi
= 104,502 kPa P
desain
= 109,7272 kPa Tebal shell tangki:
t = 0,0002 m = 0,0063 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0063 in + 0,125 in = 0,1313 in
Tebal shell standar yang digunakan = ¼ in Brownell Young, 1959
c. Daya pengaduk Jenis pengaduk
: flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle
: 4 buah Untuk turbin standar McCabe, 1999, diperoleh :
Da = 0,068 m = 0,223 ft E = 0,068 m = 0,223 ft
L = 0,017 m = 0,0557 ft W = 0,0136 m = 0,0446 ft
J = 0,017 m = 0,0557 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 putarandet
Bilangan Reynold,
Re
N = 11750,792 K
T
= 6,3 P = 0,0003 hp
Efisiensi motor penggerak = 80 Daya motor penggerak =
8 ,
0003 ,
= 0,00037 hp Maka daya motor yang dipilih 0,05 hp.
D.21 Pompa Kaporit PU-11
Fungsi : Memompa larutan kaporit dari tangki pelarutan kaporit
TP-05 ke Tangki Utilitas 2 TU-02 Jenis
: Pompa sentrifugal Bahan konstruksi
: Commercial Steel
Universitas Sumatera Utara
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : - Temperatur
= 28 °C
- Densitas kaporit ρ = 1272 kgm
3
= 79,4088 lb
m
ft
3
Perry, 1999 - Viskositas kaporit
µ = 4,5156⋅10
-7
lb
m
ft ⋅detik
Kirk Othmer, 1978 Laju alir massa F
= 0,0034 kgjam = 2,0997.10
-6
lb
m
detik Perhitungan spesifikasi pompa kaporit PU-14 analog dengan perhitungan spesifikasi
pompa screening PU-01, diperoleh hasil : Debit airlaju alir volumetrik, Q = 2,644.10
-8
ft
3
s = 7,487.10
-10
m
3
s Di
,opt
= 0,0000017 m = 0,0000683 in
Dari buku Geankoplis App A.5, dipilih pipa commercial steel : - Ukuran nominal
: 0,125 in - Schedule number
: 40 - Diameter Dalam ID
: 0,269 in = 0,0224 ft = 0,0068 m - Diameter Luar OD
: 0,405 in = 0,0338 ft - Luas penampang dalam A
t
: 0,0004 ft
2
Kecepatan linier : v = 6,61.10
-5
fts = 2,015.10
-5
ms Bilangan Reynold : N
Re
= 260,589 Karena N
Re
2.100, maka aliran dalam pipa adalah aliran laminar. Dari Gbr. 2.10-3, Geankoplis, 2003 :
- Untuk pipa commercial steel , diperoleh: ε = 0,000046 m
- Untuk N
Re
= 938122,5335 dan D
ε = 0,0067, diperoleh f = 0,0065
Friction loss: 1 Sharp edge entrance: h
c
= 6,79.10
-11
ft.lbflbm 3 elbow 90°:
h
f
= 1,528.10
-10
ft.lbflbm 1 check valve:
h
f
= 1,358.10
-10
ft.lbflbm Pipa lurus 30 ft:
F
f
= 2,363.10
-9
ft.lbflbm 1 Sharp edge exit:
h
ex
= 1,358.10
-10
ft.lbflbm Total friction loss:
∑ F = 2,855.10
-9
ft.lbflbm
Universitas Sumatera Utara
Dari persamaan Bernoulli: 2
1
1 2
1 2
2 1
2 2
= +
∑ +
− +
− +
−
s
W F
P P
z z
g v
v
ρ α
Geankoplis, 2003 dimana : v
1
= v
2
P
1
= 2182,5825 lb
f
ft² P
2
= 2903,447 lb
f
ft² ρ
P ∆
= 9,0779 ft.lb
f
lb
m
∆Z = 20 ft maka: Ws = –29,0779 ft.lbflbm
Wp = 36,3474 ft.lbflbm Daya pompa: P = 0,000000139 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,05 hp.
D.22 Tangki Utilitas 2 TU-02
Fungsi : Menampung air untuk keperluan domestik
Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283, Grade C
Kondisi operasi : Temperatur
= 28°C Tekanan
= 1 atm Laju massa air
= 1200 kgjam Densitas air
= 996,24 kgm
3
Geankoplis, 2003 Kebutuhan perancangan = 24 jam
Faktor keamanan = 20
Desain tangki a. Volume tangki
Volume air,
3 a
kgm 996,24
jam 24
kgjam 1200
V ×
= = 28,9087 m
3
Volume tangki, V
t
= 1,2 × 28,9087 m
3
= 34,6904 m
3
Universitas Sumatera Utara
b. Diameter tangki Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = 2 : 3
3 3
2 3
2
πD 8
3 m
34,6094 D
2 3
πD 4
1 m
6904 ,
4 3
H πD
4 1
V
=
=
=
Maka, D = 3,0885 m H = 4,6328 m
Tinggi air dalam tangki = m
6328 ,
4 m
34,6904 m
9087 ,
8 2
3 3
× = 3,8606 m
c. Tebal tangki Tekanan hidrostatik: P
h
= ρ × g × h
= 996,24 kgm
3
× 9,8 mdet
2
× 3,8606 m = 37,692 kPa
Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P = 37,692 kPa + 101,325 kPa = 139,017 kPa
Faktor kelonggaran = 5 Maka, P
design
= 1,05 × 139,017 kPa = 145,9679 kPa Joint efficiency
= 0,8 Brownell Young, 1959
Allowable stress = 12650 psia = 87218,714 kP Brownell Young, 1959
Tebal shell tangki:
in 0,1273
m 0,0032
kPa 145,9679
1,2 0,8
kPa 87218,714
2 m
3,0885 kPa
145,9679 1,2P
2SE PD
t
= =
× −
× ×
× =
− =
Faktor korosi = 0,125 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,1273 in + 0,125 in = 0,2523 in
Tebal shell standar yang digunakan = 0,5 in Brownell Young, 1959
Universitas Sumatera Utara
D.23 Pompa Air Domestik PU-12
Fungsi : Memompa air dari Tangki Utilitas 2 TU-02 ke kebutuhan
domestik Jenis
: Pompa sentrifugal Bahan konstruksi
: Commercial Steel Jumlah
: 1 unit Kondisi operasi :
- Temperatur = 28
°C - Densitas air
ρ = 996,24 kgm
3
= 62,1936 lb
m
ft
3
Perry, 1999 - Viskositas air
µ = 0,0006 lb
m
ft ⋅detik
Perry, 1999 Laju alir massa F
= 1200 kgjam = 0,7349 lb
m
detik
Perhitungan spesifikasi pompa air domestik PU-15 analog dengan perhitungan spesifikasi pompa screening PU-01, diperoleh hasil :
Debit airlaju alir volumetrik, Q = 0,0118 ft
3
s = 0,0003 m
3
s Di
,opt
= 0,0243 m = 0,957 in Dari buku Geankoplis App A.5, dipilih pipa commercial steel :
- Ukuran nominal : 1 in
- Schedule number : 40
- Diameter Dalam ID : 1,049 in = 0,0874 ft = 0,0266 m
- Diameter Luar OD : 1,315 in = 0,1096 ft
- Luas penampang dalam A
t
: 0,006 ft
2
Kecepatan linier : v = 1,9693 fts = 0,600 ms Bilangan Reynold : N
Re
= 19059,0245 Karena N
Re
2.100, maka aliran dalam pipa adalah aliran turbulen. Dari Gbr. 2.10-3, Geankoplis, 2003 :
- Untuk pipa commercial steel , diperoleh: ε = 0,000046 m
- Untuk N
Re
= 19059,0245 dan D
ε = 0,0017, diperoleh f = 0,005 Friction loss:
1 Sharp edge entrance: h
c
= 0,0301 ft.lbflbm 3 elbow 90°:
h
f
= 0,1356 ft.lbflbm 1 check valve:
h
f
= 0,1205 ft.lbflbm
Universitas Sumatera Utara
Pipa lurus 40 ft: F
f
= 0,5516 ft.lbflbm 1 Sharp edge exit:
h
ex
= 0,0603 ft.lbflbm Total friction loss:
∑ F = 0,8981 ft.lbflbm
Dari persamaan Bernoulli: 2
1
1 2
1 2
2 1
2 2
= +
∑ +
− +
− +
−
s
W F
P P
z z
g v
v
ρ α
Geankoplis, 2003 dimana : v
1
= v
2
P
1
= P
2
= 2116,2281 lb
f
ft² ∆Z = 30 ft
maka: Ws = –30,898 ft.lbflbm Wp = 38,623 ft.lbflbm
Daya pompa: P = 0,05 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,25 hp.
D.24 Menara Air MA
Fungsi : Menampung air yang akan digunakan ke unit proses
Jenis : Mechanical Draft Tower
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA–53 Grade B
Kondisi operasi : Temperatur
= 30°C Laju massa air
= 1696,597 kgjam Densitas air
= 996,24 kgm
3
Geankoplis, 2003 Kebutuhan perancangan = 24 jam
Faktor keamanan = 20
Desain tangki a. Volume tangki
Volume air,
3 a
kgm 996,24
jam 24
kgjam 597
, 1696
V ×
= = 40,872 m
3
Volume tangki, V
t
= 1,2 × 40,872 m
3
= 49,0464 m
3
Universitas Sumatera Utara
b. Diameter tangki Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = 5 : 6
3 3
2 3
2
πD 10
3 m
49,0464 D
5 6
πD 4
1 m
49,0464 H
πD 4
1 V
=
=
=
Maka, D = 3,7341 m H = 5,6011 m
Tinggi air dalam tangki = m
6011 ,
5 m
49,0464 m
872 ,
4
3 3
× = 4,6676 m
c. Tebal tangki Tekanan hidrostatik: P
h
= ρ × g × h
= 996,24 kgm
3
× 9,8 mdet
2
× 4,6676 m = 45,5707 kPa
Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P = 45,5707 kPa + 101,325 kPa = 146,9857 kPa
Faktor kelonggaran = 5 Maka, P
design
= 1,05 × 146,9857 kPa = 154,2405 kPa Joint efficiency
= 0,8 Brownell Young, 1959
Allowable stress = 12650 psia = 87218,714 kP Brownell Young, 1959
Tebal shell tangki:
in 0,1627
0,0041m kPa
154,2405 1,2
0,8 kPa
87218,714 2
m 3,262
kPa 154,2405
1,2P 2SE
PD t
= =
× −
× ×
× =
− =
Faktor korosi = 0,125 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,1627 in + 0,125 in = 0,28776 in
Tebal shell standar yang digunakan = 0,5 in Brownell Young, 1959
Universitas Sumatera Utara
D.25 Pompa ke Unit Proses PU-13
Fungsi : Memompa air dari Menara Air MA ke unit-
unit proses Jenis
: Pompa sentrifugal Bahan konstruksi
: Commercial Steel Jumlah
: 1 unit Kondisi operasi :
- Temperatur = 28
°C - Densitas air
ρ = 996,24 kgm
3
= 62,1936 lb
m
ft
3
Perry, 1999 - Viskositas air
µ = 0,0006 lb
m
ft ⋅detik
Perry, 1999 Laju alir massa F
= 1696,5970 kgjam = 1,0390 lb
m
detik
Perhitungan spesifikasi pompa ke menara air PU-08 analog dengan perhitungan spesifikasi pompa screening PU-01, diperoleh hasil :
Debit airlaju alir volumetrik, Q = 0,0167 ft
3
s = 0,0005 m
3
s Di
,opt
= 0,0284 m = 1,1183 in
Dari buku Geankoplis App A.5, dipilih pipa commercial steel : - Ukuran nominal
: 1,25 in - Schedule number
: 40 - Diameter Dalam ID
: 1,38 in = 0,1150 ft = 0,0351 m - Diameter Luar OD
: 1,66 in = 0,1383 ft - Luas penampang dalam A
t
: 0,1040 ft
2
Kecepatan linier : v = 0,1606 fts = 0,0490 ms Bilangan Reynold : N
Re
= 20451,239 Karena N
Re
2.100, maka aliran dalam pipa adalah aliran turbulen. Dari Gbr. 2.10-3, Geankoplis, 2003 :
- Untuk pipa commercial steel , diperoleh: ε = 0,000046 m
- Untuk N
Re
= 20451,239 dan
D ε
= 0,0017, diperoleh f = 0,005 Friction loss:
1 Sharp edge entrance: h
c
= 0,02 ft.lbflbm 3 elbow 90°:
h
f
= 0,0902 ft.lbflbm
Universitas Sumatera Utara
1 check valve: h
f
= 0,0802 ft.lbflbm Pipa lurus 30 ft:
F
f
= 0,2092 ft.lbflbm 1 Sharp edge exit:
h
ex
= 0,0401 ft.lbflbm Total friction loss:
∑ F = 0,4398 ft.lbflbm
Dari persamaan Bernoulli: 2
1
1 2
1 2
2 1
2 2
= +
∑ +
− +
− +
−
s
W F
P P
z z
g v
v
ρ α
Geankoplis, 2003 dimana : v
1
= v
2
P
1
= P
2
= 3067,9966 lb
f
ft² ∆Z = 20 ft
maka: Ws = –20,4398 ft.lbflbm Wp = 25,5497 ft.lbflbm
Daya pompa: P = 0,0483 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,05 hp.
D.26 Deaerator DE
Fungsi : Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air umpan ketel
Bentuk : Silinder horizontal dengan tutup elipsoidal
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA–283 Grade C
Kondisi operasi : Temperatur
= 90°C Tekanan
= 1 atm Laju massa air
= 179,343 kgjam
Densitas air = 965,321 kgm
3
Perry, 1999 Kebutuhan perancangan
= 1 jam Faktor keamanan
= 20
Universitas Sumatera Utara
Perhitungan: a. Ukuran tangki
Volume air,
3 a
kgm 965,321
jam 1
kgjam 179,343
V ×
= = 0,1858 m
3
Volume tangki, V
t
= 1,2 × 0,1858 m
3
= 0,2229 m
3
Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tangki, D : H = 2 : 3
3 3
2 3
2
πD 8
3 m
0,2229 D
2 3
πD 4
1 m
0,2229 H
πD 4
1 V
=
=
=
Maka: D = 0,5742 m H = 0,8613 m
Tinggi cairan dalam tangki = ×
2229 ,
0,1858 0,8613 = 0,7178 m
b. Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = 0,5742 m
Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tutup, D : H = 4 : 1 Tinggi tutup =
m 1436
, m
0,5742 4
1 =
× Brownell Young, 1959
Tinggi tangki total = 0,8613 + 20,1436 = 1,1484 m c. Tebal tangki
Tekanan hidrostatik P =
ρ × g × h = 965,321 kgm
3
× 9,8 mdet
2
× 0,7178 m = 6,7902 kPa
Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P = 6,7902 kPa + 101,325 kPa = 108,1152 kPa
Faktor kelonggaran = 5 Maka, P
design
= 1,05 × 108,1152 kPa = 113,521 kPa Joint efficiency
= 0,8 Brownell Young, 1959
Allowable stress = 12650 psia = 87218,714 kPa Brownell Young, 1959
Universitas Sumatera Utara
Tebal shell tangki:
in 0184
, m
0005 ,
kPa 1
1,2113,52 kPa0,8
4 287218,71
m 0,5742
kPa 113,521
1,2P 2SE
PD t
= =
− =
− =
Faktor korosi = 0,125 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0184 in + 0,125 in = 0,1434 in
Tebal shell standar yang digunakan = 0,25 in Brownell Young, 1959 Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal
tutup 0,25 in.
D.27 Pompa Deaerator PU-14
Fungsi : Memompa air dari Tangki Deaerator DE ke Ketel Uap KU
Jenis : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah
: 1 unit Kondisi operasi :
- Temperatur = 28
°C - Densitas air
ρ = 996,24 kgm
3
= 62,1936 lb
m
ft
3
Geankoplis, 2003 - Viskositas air
µ = 0,8360 cP = 0,0006 lb
m
ft ⋅jam
Geankoplis, 2003 Laju alir massa F
= 179,3428 kgjam = 0,1098 lb
m
detik Perhitungan spesifikasi pompa cation exchanger PU-11 analog dengan perhitungan
spesifikasi pompa screening PU-01, diperoleh hasil : Debit airlaju alir volumetrik, Q = 0,0018 ft
3
s = 0,0001 m
3
s Di
,opt
= 0,0103 m = 0,4068 in
Dari buku Geankoplis App A.5, dipilih pipa commercial steel : - Ukuran nominal
: 1 in - Schedule number
: 40 - Diameter Dalam ID
: 1,049 in = 0,0874 ft = 0,0266 m - Diameter Luar OD
: 1,315 in = 0,1096 ft - Luas penampang dalam A
t
: 0,006 ft
2
Universitas Sumatera Utara
Kecepatan linier : v = 0,2943 fts = 0,0897 ms Bilangan Reynold : N
Re
= 2848,416 Karena N
Re
2.100, maka aliran dalam pipa adalah aliran turbulen. Dari Gbr. 2.10-3, Geankoplis, 2003 :
- Untuk pipa commercial steel , diperoleh: ε = 0,000046 m
- Untuk N
Re
= 2848,416 dan
D ε
= 0,0017, diperoleh f = 0,005
Friction loss: 1 Sharp edge entrance: h
c
= 0,0007 ft.lbflbm 3 elbow 90°:
h
f
= 0,0030 ft.lbflbm 1 check valve:
h
f
= 0,0027 ft.lbflbm Pipa lurus 20 ft:
F
f
= 0,0062 ft.lbflbm 1 Sharp edge exit:
h
ex
= 0,0013 ft.lbflbm Total friction loss:
∑ F = 0,0139 ft.lbflbm
Dari persamaan Bernoulli: 2
1
1 2
1 2
2 1
2 2
= +
∑ +
− +
− +
−
s
W F
P P
z z
g v
v
ρ α
Geankoplis, 2003 dimana : v
1
= v
2
P
1
= 2258,064 lb
f
ft² P
2
= 2116,2281 lb
f
ft² ρ
P ∆
= -2,3533 ft.lb
f
lb
m
∆Z = 40 ft maka: Ws = –37,6648 ft.lbflbm
Wp = 47,081 ft.lbflbm Daya pompa: P = 0,0094 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 0,25 hp.
Universitas Sumatera Utara
D.28 Ketel Uap KU
Fungsi : Menyediakan uap superheated steam untuk keperluan
proses Jenis
: Water tube boiler Bahan konstruksi
: Carbon steel Kondisi operasi :
Uap jenuh yang digunakan bersuhu 150°C dan tekanan 1 bar. Dari steam table, Reklaitis 1983 diperoleh nilai spesifik entalpi steam 2776,3 kJkg =
1193,6017 btulb Kebutuhan uap = 896,714
kgjam = 1976,9263 lbjam
Menghitung Daya Ketel Uap H
, P
, W
3 970
5 34
× ×
= dimana: P = Daya boiler, hp
W = Kebutuhan uap, lbjam H
= Panas laten steam, Btulb Maka,
3 ,
970 5
, 34
6017 ,
1193 9263
, 1976
P ×
× =
= 70,4896 hp Menghitung Jumlah Tube
Luas permukaan perpindahan panas, A = P × 10 ft
2
hp = 70,4896 hp
× 10 ft
2
hp = 704,896 ft
2
Direncanakan menggunakan tube dengan spesifikasi: -
Panjang tube =30 ft
- Diameter tube
= 3 in -
Luas permukaan pipa, a
’
= 0,917 ft
2
ft Kern, 1965
Sehingga jumlah tube: N
t
= a
L A
× =
ft ft
917 ,
ft 30
ft 896
, 704
2 2
× N
t
= 25,6232 N
t
= 26 buah
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI
Dalam rencana pra rancangan pabrik Kalsium Klorida digunakan asumsi sebagai berikut:
Pabrik beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Kapasitas maksimum adalah 30.000 tontahun.
Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau purchased-equipment delivered
Peters et.al., 2004. Harga alat disesuaikan dengan nilai tukar dolar terhadap rupiah adalah :
US 1 = Rp 8.685,- Analisa, 29 April 2011.
1. Modal Investasi Tetap
Fixed Capital Investment 1.1
Modal Investasi Tetap Langsung MITL 1.1.1 Biaya Tanah Lokasi Pabrik
Luas tanah seluruhnya = 13.420 m
2
Harga tanah pada lokasi pabrik berkisar Rp 250.000m
2
. Harga tanah seluruhnya
= 13.420 m
2
× Rp 250.000m
2
= Rp 3.355.000.000,- Biaya perataan tanah diperkirakan 5
dari harga tanah seluruhnya Peters et.al., 2004. Biaya perataan tanah = 0,05 x Rp 3.355.000.000,- = Rp 167.750.000,-
Maka modal untuk pembelian tanah A = Rp 3.522.750.000,-
Universitas Sumatera Utara
1.1.2 Harga Bangunan
Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya
Nama Bangunan Luas m2
harga m2 total
pos keamanan 50
Rp 1.000.000 Rp 50.000.000
parkir 200
Rp 100.000 Rp 20.000.000
taman 800
Rp 100.000 Rp 80.000.000
areal bahan baku 400
Rp 2.000.000 Rp 800.000.000
ruang kontrol 100
Rp 3.500.000 Rp 350.000.000
areal proses 2300
Rp 3.000.000 Rp 6.900.000.000
areal produk 400
Rp 2.500.000 Rp 1.000.000.000
perkantoran 300
Rp 2.000.000 Rp 600.000.000
laboratorium 100
Rp 2.000.000 Rp 200.000.000
poliklinik 50
Rp 2.000.000 Rp 100.000.000
kantin 100
Rp 2.000.000 Rp 200.000.000
ruang ibadah 50
Rp 2.000.000 Rp 100.000.000
gudang peralatan 200
Rp 1.500.000 Rp 300.000.000
bengkel 75
Rp 1.500.000 Rp 112.500.000
perpustakaan 75
Rp 2.000.000 Rp 150.000.000
unit pemadam kebakaran 100
Rp 1.500.000 Rp 150.000.000
unit pengolahan air 1200
Rp 1.500.000 Rp 1.800.000.000
unit pengolahan udara pendingin
450 Rp 2.300.000
Rp 1.035.000.000 unit pembangkit uap
450 Rp 3.000.000
Rp 1.350.000.000 pembangkit listrik
300 Rp 3.000.000
Rp 900.000.000 pengolahan limbah
1500 Rp 2.500.000
Rp 3.750.000.000 areal perluasan
1000 Rp 100.000
Rp 100.000.000 perumahan karyawan
1200 Rp 2.000.000
Rp 2.400.000.000 jalan
800 Rp 100.000
Rp 80.000.000 areal antar bangunan
1220 Rp 100.000
Rp 122.000.000 Total
13420 Rp 22.649.500.000
Total biaya bangunan dan sarana B = Rp 22,649,500,000,-
1.1.3 Perincian Harga Peralatan
Harga peralatan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:
=
y x
m 1
2 y
x
I I
X X
C C
Peters et.al., 2004 dimana: C
x
= harga alat pada tahun 2011 C
y
= harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia X
1
= kapasitas alat yang tersedia X
2
= kapasitas alat yang diinginkan I
x
= indeks harga pada tahun 2011 I
y
= indeks harga pada tahun yang tersedia m
= faktor eksponensial untuk kapasitas tergantung jenis alat
Universitas Sumatera Utara
Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2011 digunakan metode regresi koefisien korelasi:
[ ]
2 i
2 i
2 i
2 i
i i
i i
ΣY ΣY
n ΣX
ΣX n
ΣY ΣX
Y ΣX
n r
− ⋅
× −
⋅ ⋅
− ⋅
⋅ =
Montgomery, 1992
Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift No
Tahun Xi Indeks Yi
Xi.Yi Xi
2
Yi
2
1 1989
895 1780155
3956121 801025
2 1990
915 1820850
3960100 837225
3 1991
931 1853621
3964081 866761
4 1992
943 1878456
3968064 889249
5 1993
967 1927231
3972049 935089
6 1994
993 1980042
3976036 986049
7 1995
1028 2050860
3980025 1056784
8 1996
1039 2073844
3984016 1079521
9 1997
1057 2110829
3988009 1117249
10 1998
1062 2121876
3992004 1127844
11 1999
1068 2134932
3996001 1140624
12 2000
1089 2178000
4000000 1185921
13 2001
1094 2189094
4004001 1196836
14 2002
1103 2208206
4008004 1216609
Total 27937
14184 28307996
55748511 14436786
Sumber: Tabel 6-2, Peters et.al., 2004 Data:
n = 14 ∑Xi = 27937
∑Yi = 14184 ∑XiYi = 28307996 ∑Xi² = 55748511
∑Yi² = 14436786
Dengan memasukkan harga – harga pada Tabel LE-2, maka diperoleh harga koefisien korelasi :
r = 14 . 28307996 – 2793714184 [14. 55748511 – 27937²] × [1414436786 – 14184² ]
½
= 0,98 ≈ 1
Harga koefisien yang mendekati +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linier antar variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah persamaan
regresi linier.
Universitas Sumatera Utara
Persamaan umum regresi linier, Y = a + b ⋅ X
dengan : Y = indeks harga pada tahun yang dicari 2011 X = variabel tahun ke n
a, b = tetapan persamaan regresi Tetapan regresi ditentukan oleh:
2 i
2 i
i i
i i
ΣX ΣX
n ΣY
ΣX Y
ΣX n
b −
⋅ ⋅
− ⋅
=
a
2 2
2
Xi Xi
n. Xi.Yi
Xi. Xi
Yi. Σ
− Σ
Σ Σ
− Σ
Σ =
Montgomery, 1992 Maka:
b = 8089
, 16
3185 53536
27937 55748511
14 14184
27937 28307996
14
2
= =
− −
a =
8 ,
32528 3185
103604228 27937
55748511 14
28307996 27937
55748511 14184
2
− =
− =
− −
Sehingga persamaan regresi liniernya adalah: Y = a + b
⋅ X Y = 16,8089X – 32528,8
Dengan demikian, harga indeks pada tahun 2011 adalah: Y = 16,8092011 – 32528,8
Y = 1.274,099 Perhitungan harga peralatan menggunakan adalah harga faktor eksponsial m
Marshall Swift . Harga faktor eksponen ini beracuan pada Tabel 6-4, Peters et.al.,
2004. Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya dianggap 0,6 Peters et.al., 2004.
Universitas Sumatera Utara
Contoh perhitungan harga peralatan Tangki Penyimpanan Batu Kapur TT – 01
Kapasitas tangki, X
2
= 794,452 m
3
. Dari Gambar LE.1, diperoleh untuk harga kapasitas tangki X
1
1 m³ pada tahun 2002 adalah C
y
US 6.700. Dari tabel 6-4, Peters et.al., 2004, faktor eksponen untuk tangki adalah m 0,49. Indeks harga pada
tahun 2002 I
y
1103.
Capacity, m
3
Purchased cost, dollar
10
6
10
5
10
4
10
3
10
2
10
3
10
4
10
5
Capacity, gal
10
-1
1 10
10
2
10
3
P-82
Jan,2002
310 kPa 30 psig Carbon-steel tank spherical Carbon steel
304 Stainless stell Mixing tank with agitator
Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan Storage dan Tangki Pelarutan Peters et.al., 2004
Indeks harga tahun 2011 I
x
adalah 1.274,099. Maka estimasi harga tangki untuk X
2
529,644 m
3
adalah : C
x
= US 6.700 ×
49 ,
1 794,452
× 103
. 1
1.274,099 C
x
= US 204.050 × Rp 8.685,-US 1 C
x
= Rp 1.772.170.559 ,-unit Dengan cara yang sama diperoleh perkiraan harga alat lainnya yang dapat dilihat
pada Tabel LE.3 untuk perkiraan peralatan proses dan Tabel LE.4 untuk perkiraan peralatan utilitas.
Universitas Sumatera Utara
Untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut : - Biaya transportasi
= 5 - Biaya asuransi
= 1 - Bea masuk
= 15 Rusjdi, 2004
- PPn = 10
Rusjdi, 2004 - PPh
= 10 Rusjdi, 2004
- Biaya gudang di pelabuhan = 0,5
- Biaya administrasi pelabuhan = 0,5
- Transportasi lokal = 0,5
- Biaya tak terduga = 0,5
Total = 43
Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut : -
PPn = 10
Rusjdi, 2004 -
PPh = 10
Rusjdi, 2004 -
Transportasi lokal = 0,5
- Biaya tak terduga
= 0,5 -
Total = 21
Universitas Sumatera Utara
Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses
No. Kode
Unit Ket
HargaUnit Harga Total
1 TT-01
1 I
Rp 1.772.170.559 Rp 1.772.170.559 2
TT-02 2
I Rp 3.156.369.918 Rp 6.312.739.836
3 TT-03
1 I
Rp 259.602.330 Rp 259.602.330 4
TT-04 1
I Rp 1.496.472.841 Rp 1.496.472.841
5 TT-05
1 I
Rp 1.823.415.203 Rp 1.823.415.203 6
CR-01 1
I Rp 59.192.961 Rp 59.192.961
7 DT-01
1 I
Rp 1.117.442.988 Rp 1.117.442.988 8
DT-02 1
I Rp 162.958.031 Rp 162.958.031
9 R-01
3 I
Rp 378.775.514 Rp 1.136.326.541 10
R-02 4
I Rp 63.901.915 Rp 255.607.661
11 C-01
1 I
Rp 70.225.611 Rp 70.225.611 12
C-02 1
I Rp 70.225.611 Rp 70.225.611
13 C-03
1 I
Rp 70.225.611 Rp 70.225.611 14
C-04 1
I Rp 70.225.611 Rp 70.225.611
15 C-05
1 I
Rp 70.225.611 Rp 70.225.611 16
FE-01 1
I Rp 952.971.595 Rp 952.971.595
17 K-01
1 I
Rp 261.997.697 Rp 261.997.697 18
DE-01 1
I Rp 2.109.361.826 Rp 2.109.361.826
19 RC-01
1 I
Rp 3.321.285.145 Rp 3.321.285.145 20
SC-01 1
I Rp 155.147.517 Rp 155.147.517
21 BM-01
1 I
Rp 38.971.294 Rp 38.971.294 22
B-01 1
I Rp 2.053.861.950 Rp 2.053.861.950
23 B-02
1 I
Rp 7.190.912.434 Rp 7.190.912.434 24
B-03 1
I Rp 313.451.700 Rp 313.451.700
Impor Rp 30.831.566.464
24 JC-01
1 NI
Rp 186.598.238 Rp 186.598.238 25
P-01 1
NI Rp 11.892.868 Rp 11.892.868
26 P-02
1 NI
Rp 10.647.850 Rp 10.647.850 27
P-03 1
NI Rp 17.837.298 Rp 17.837.298
28 P-05
1 NI
Rp 12.845.071 Rp 12.845.071 Non Impor
Rp 239.821.324 Harga Total
Rp 31.071.387.788
Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah
No Kode
Unit Ket
HargaUnit Harga Total
1 SC 1
I Rp 30.456.460 Rp 30.456.460
2 CL 1
I Rp 769.884.695 Rp 769.884.695
3 SF 1
I Rp 526.662.659 Rp 526.662.659
4 TU-01 1
I Rp 284.696.012 Rp 284.696.012
Universitas Sumatera Utara
Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah…………Lanjutan
5 TU-02 1
I Rp 382.098.268 Rp 382.098.268
6 CE 1
I Rp 69.058.991 Rp 69.058.991
7 AE 1
I Rp 69.058.991 Rp 69.058.991
8 MA 1
I Rp 2.073.919.071 Rp 2.073.919.071
9 DE 1
I Rp 76.688.144 Rp 76.688.144
10 KU 1
I Rp 1.182.771.458 Rp 1.182.771.458
11 TP-01 1
I Rp 43.799.200 Rp 43.799.200
12 TP-02 1
I Rp 32.812.199 Rp 32.812.199
13 TP-03 1
I Rp 7.031.730 Rp 7.031.730
14 TP-04 1
I Rp 143.353.033 Rp 143.353.033
15 TP-05 1
I Rp 165.632.458 Rp 165.632.458
16 REFRIGERATOR 1
I Rp 13.783.816.411 Rp 13.783.816.411
Impor Rp 19.641.739.779
17 BS 1
NI Rp 8.000.000 Rp 8.000.000
18 PU-01 1
NI Rp 15.100.045 Rp 15.100.045
19 PU-02 1
NI Rp 15.100.045 Rp 15.100.045
20 PU-03 1
NI Rp 4.996.898 Rp 4.996.898
21 PU-04 1
NI Rp 3.724.280 Rp 3.724.280
22 PU-05 1
NI Rp 12.414.657 Rp 12.414.657
23 PU-06 1
NI Rp 7.861.381 Rp 7.861.381
24 PU-07 1
NI Rp 11.074.923 Rp 11.074.923
25 PU-08 1
NI Rp 6.182.775 Rp 6.182.775
26 PU-09 1
NI Rp 7.254.560 Rp 7.254.560
27 PU-10 1
NI Rp 13.035.045 Rp 13.035.045
28 PU-11 1
NI Rp 1.259.129 Rp 1.259.129
29 PU-12 1
NI Rp 8.675.900 Rp 8.675.900
30 PU-13 1
NI Rp 8.769.122 Rp 8.769.122
31 PU-14 1
NI Rp 8.486.435 Rp 8.486.435
32 GENERATOR 2
NI Rp 100.000.000 Rp 200.000.000
Non Impor Rp 331.935.195
Harga Total Rp 19.973.674.974
Keterangan : I untuk peralatan impor. sedangkan NI untuk peralatan non impor.
Total harga peralatan tiba di lokasi pabrik purchased – equipment delivered adalah : = 1,43 × Rp 30.831.566.464,- + Rp 19.641.739.779,- + 1,21 ×
Rp 239.821.324,- + Rp 331.935.195,- = Rp 72.868.653.616,-
Universitas Sumatera Utara
Biaya pemasangan diperkirakan 47 dari total harga peralatan Peters et.al., 2004.
Biaya pemasangan = 0,47 × Rp 72.868.653.616,-
= Rp 34.248.267.058,- Harga peralatan + biaya pemasangan C:
= Rp 72.868.653.616,- + Rp 34.248.267.058,- = Rp 107.116.920.374,-
1.1.4 Instrumentasi dan Alat Kontrol
Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 36 dari total harga peralatan
Peters et.al., 2004. Biaya instrumentasi dan alat kontrol D = 0,36
× Rp 72.868.653.616,- = Rp 26.232.715.194,-
1.1.5 Biaya Perpipaan
Diperkirakan biaya perpipaan 60 dari total harga peralatan Peters et.al., 2004.
Biaya perpipaan E = 0,6 × Rp 72.868.653.616,-
= Rp 43.721.191.989,-
1.1.6 Biaya Instalasi Listrik
Diperkirakan biaya instalasi listrik 11 dari total harga peralatan Peters et.al., 2004.
Biaya instalasi listrik F = 0,11
× Rp 72.868.653.616,- = Rp 8.015.551.865,-
1.1.7 Biaya Insulasi
Diperkirakan biaya insulasi 12 dari total harga peralatan Peters et.al., 2004.
Biaya insulasi G = 0,12 × Rp 72.868.653.616,-
= Rp 8.744.238.398,-
Universitas Sumatera Utara
1.1.8 Biaya Inventaris Kantor
Diperkirakan biaya inventaris kantor 5 dari total harga peralatan Peters et.al., 2004.
Biaya inventaris kantor H = 0,05 × Rp 72.868.653.616,-
= Rp 3.643.432.666,-
1.1.9 Biaya Perlengkapan Kebakaran dan Keamanan
Diperkirakan biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan 2 dari total harga
peralatan Peters et.al., 2004. Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan I = 0,02
× Rp 72.868.653.616,- = Rp 1.457.373.066,-
1.1.10 Sarana Transportasi Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi
No Jenis Kendaraan
Unit Tipe
Harga Unit Rp Harga Total Rp
1 Dewan
Komisaris 3
Toyota Harrier Rp 600.000.000
Rp 1.800.000.000 2
Direktur 1
Mitsubishi Pajero Rp 350.000.000 Rp 350.000.000
3 Manajer
3 Kijang Innova
Rp 220.000.000 Rp 660.000.000
4 Bus Karyawan
3 Bus
Rp 280.000.000 Rp 840.000.000
5 Truk
4 Truk
Rp 300.000.000 Rp 1.200.000.000
6 Mobil Pemasaran
3 Avanza
Rp 140.000.000 Rp 420.000.000
7 Mobil
Pemadam Kebakaran
2 Truk Tangki
Rp 350.000.000 Rp 700.000.000
Harga Total Sarana Transportasi J Rp 5.970.000.000
Total MITL = A + B + C + D + E + F + G + H + I + J = Rp 231.073.673.552,-
Universitas Sumatera Utara
1.2 Modal Investasi Tetap Tak Langsung MITTL
1.2.1 Pra Investasi
Diperkirakan 7 dari total harga peralatan Peters et.al.. 2004.
Pra Investasi A = 0.07 × Rp 72.868.653.616,- Pra Investasi A = Rp 5.100.805.732,-
1.2.2 Biaya Engineering dan Supervisi
Diperkirakan 33 dari total harga peralatan Peters et.al.. 2004.
Biaya Engineering dan Supervisi B = 0.33 × Rp 72.868.653.616,-
= Rp 24.046.655.594,-
1.2.3 Biaya Legalitas
Diperkirakan 4 dari total harga peralatan Peters et.al.. 2004.
Biaya Legalitas C = 0.04 × Rp 72.868.653.616,-
= Rp 2.914.746.133,-
1.2.4 Biaya Kontraktor
Diperkirakan 22 dari total harga peralatan Peters et.al.. 2004.
Biaya Kontraktor D = 0.22 × Rp 72.868.653.616,-
Biaya Kontraktor D = Rp 16.031.103.729,-
1.2.5 Biaya Tak Terduga
Diperkirakan 44 dari total harga peralatan Peters et.al.. 2004.
Biaya Tak Terduga E = 0.44 × Rp 72.868.653.616,-
Biaya Tak Terduga E = Rp 32.062.207.459,-
Total MITTL = A + B + C + D + E = Rp 80.155.518.647,- Total MIT
= MITL + MITTL = Rp 231.073.673.552,- + Rp 80.155.518.647,-
= Rp 311.229.192.200,-
Universitas Sumatera Utara
2. Modal Kerja
Modal kerja didasarkan pada perhitungan pengoperasian pabrik selama 3 bulan 90 hari.
2.1 Persediaan Bahan Baku
2.1.1 Bahan Baku Proses
1. Batu Kapur Kebutuhan
= 3.219,266 kgjam Harga
= Rp 2.750,-kg PT. Hadi Karya, 2011
Harga total = 90 hari x 24 jamhari x 3.219,266 kgjam x Rp 2.750,-kg
= Rp 19.122.437.350,- 2. Asam Klorida HCl
Kebutuhan = 2.348,701 kgjam
Harga = Rp 4.500-kg
PT. Bratachem, 2011 Harga total
= 90 hari x 24 jamhari x 2.348,701 kg x Rp 4.500-kg Harga total
= Rp 22.829.377.017,- 3. Kalsium Hidroksida CaOH
2
Kebutuhan = 53,858 kgjam
Harga = Rp 5.000-kg
PT. Bratachem, 2011 Harga total
= 90 hari x 24 jamhari x 53,858 kgjam x Rp 5.000-kg Harga total
= Rp 581.666.400,-
2.1.2 Bahan Baku Utilitas
1. Alum, Al
2
SO
4 3
Kebutuhan = 0,197 kgjam
Harga = Rp 3.400 ,-kg
PT. Bratachem, 2011 Harga total
= 90 hari × 24 jamhari × 0,197 kgjam × Rp 3.400,- kg
= Rp 1.450.213,- 2. Soda abu, Na
2
CO
3
Kebutuhan = 0,107 kgjam
Harga = Rp 4.600,-kg
PT. Bratachem, 2011 Harga total
= 90 hari × 24 jamhari × 0,111 kgjam × Rp 4.600,-kg
= Rp 1.059.508,-
Universitas Sumatera Utara
3. Kaporit Kebutuhan
= 0,003 kgjam Harga
= Rp 12.200,-kg PT. Bratachem, 2011
Harga total = 90 hari
× 24 jamhari × 0,003 kgjam × Rp 12.200,-kg = Rp 90.305,-
4. H
2
SO
4
Kebutuhan = 0,379 kgjam
Harga = Rp 4.900,-kg
PT. Bratachem, 2011 Harga total
= 90 hari × 24 jamhari x 0,379 kgjam × Rp 4.900,-kg
= Rp 4.012.013,- 5. NaOH
Kebutuhan = 0,582 kgjam
Harga = Rp 6.750,-kg
PT. Bratachem, 2011 Harga total
= 90 hari × 24 jamhari x 0,582 kgjam × Rp 6.750,-kg
= Rp 8.489.220,- 6. Solar
Kebutuhan = 504,292 literjam
Harga solar untuk industri = Rp. 7.155,-liter Analisa, 2011
Harga total = 90 hari
× 24 jamhari × 504,292 ltrjam × Rp 7.155,-liter = Rp 7.793.730.576,-
7. Refrigerant R-717 Kebutuhan
= 83260,5817 kjam Harga amonia untuk industri = Rp. 17.000,-liter
ICIS Pricing, 2011 Harga total
= 90 hari × 24 jamhari × 83260,5817 ltrjam × Rp 17.000,-liter
= Rp 459.061.710.965,-
Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan 90 hari adalah Rp 466.870.542.845,-
Universitas Sumatera Utara
2.2 Kas
2.2.1 Gaji Pegawai
Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai Nama Jabatan
umlah Gaji
Total Gaji General manager
1 Rp 35.000.000 Rp 35.000.000
Dewan komisaris 3
Rp 10.000.000 Rp 30.000.000 Staf ahli
2 Rp 8.500.000 Rp 17.000.000
Sekretaris 1
Rp 2.250.000 Rp 2.250.000 Manajer produksi
1 Rp 14.000.000 Rp 14.000.000
Manajer teknik 1
Rp 14.000.000 Rp 14.000.000 Manajer keuangan
Admin 1
Rp 14.000.000 Rp 14.000.000 Manajer umum
personalia 1
Rp 14.000.000 Rp 14.000.000 Kasei meininstrumen
1 Rp 6.000.000 Rp 6.000.000
Kasei listrik 1
Rp 6.000.000 Rp 6.000.000 Kasei pemeliharaan
1 Rp 6.000.000 Rp 6.000.000
Kasei proses 1
Rp 6.000.000 Rp 6.000.000 Kasei util
1 Rp 6.000.000 Rp 6.000.000
Kasei QC 1
Rp 6.000.000 Rp 6.000.000 Kasei QA
1 Rp 6.000.000 Rp 6.000.000
Kasei RD 1
Rp 4.500.000 Rp 4.500.000 Kasei keuangan
1 Rp 4.500.000 Rp 4.500.000
Kasei admin 1
Rp 4.500.000 Rp 4.500.000 Kasei pemasaran
penjualan 1
Rp 4.500.000 Rp 4.500.000 Kasei pembelian
1 Rp 4.500.000 Rp 4.500.000
Kasei humas 1
Rp 4.500.000 Rp 4.500.000 Kasei personalia
1 Rp 4.500.000 Rp 4.500.000
Kasei keamanan 1
Rp 4.500.000 Rp 4.500.000 Karyawan proses
36 Rp 2.000.000 Rp 72.000.000
Karyawan lab 12
Rp 2.000.000 Rp 24.000.000 Karyawan util
12 Rp 2.000.000 Rp 24.000.000
Karyawan unit listrik 8
Rp 2.000.000 Rp 16.000.000 Karyawan instrumen
8 Rp 2.000.000 Rp 16.000.000
Karyawan pemeliharaan 10
Rp 2.000.000 Rp 20.000.000 Karyawan keuangan
3 Rp 1.750.000 Rp 5.250.000
Karyawan admin 3
Rp 1.750.000 Rp 5.250.000 Karyawan personalia
4 Rp 1.750.000 Rp 7.000.000
Karyawan humas 4
Rp 1.750.000 Rp 7.000.000 Karyawan pembelian
5 Rp 1.750.000 Rp 8.750.000
Karyawan penjualan 5
Rp 1.750.000 Rp 8.750.000
Universitas Sumatera Utara
Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai..............................................................lanjutan Nama Jabatan
Jumlah Gaji
Total Gaji Petugas Keamanan
10 Rp 1.250.000 Rp 12.500.000
Karyawan gudang 10
Rp 1.250.000 Rp 12.500.000 Dokter
1 Rp 3.500.000 Rp 3.500.000
Perawat 2
Rp 1.500.000 Rp 3.000.000 Petugas kebersihan
10 Rp 1.000.000 Rp 10.000.000
Supir 6
Rp 1.250.000 Rp 7.500.000 Jumlah Karyawan
175 TOTAL GAJI
Rp 481.250.000 Total gaji pegawai selama 1 bulan = Rp 481.250.000,-
Total gaji pegawai selama 3 bulan = Rp 1.443.750.000,-
2.2.2 Biaya Administrasi Umum
Diperkirakan 15 dari total gaji pegawai Peters et.al., 2004.
Biaya Administrasi Umum = 0,15
× Rp 1.443.750.000,- = Rp 216.562.500,-
2.2.3 Biaya Pemasaran
Diperkirakan 15 dari total gaji pegawai Peters et.al., 2004.
Biaya Pemasaran = 0,15
× Rp 1.443.750.000,- = Rp 216.562.500,-
2.2.4 Pajak Bumi dan Bangunan
Dasar perhitungan Pajak Bumi dan Bangunan PBB mengacu kepada Undang- Undang RI No. 20 Tahun 2000 Jo UU No. 21 Tahun 1997 tentang Bea Perolehan Hak
atas Tanah dan Bangunan sebagai berikut: Yang menjadi objek pajak adalah perolehan hak atas tanah dan atas bangunan Pasal
2 ayat 1 UU No.2000. Dasar pengenaan pajak adalah Nilai Perolehan Objek Pajak Pasal 6 ayat 1 UU
No.2000. Tarif pajak ditetapkan sebesar 5 Pasal 5 UU No.2197.
Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak ditetapkan sebesar Rp. 30.000.000,- Pasal 7 ayat 1 UU No.2197.
Universitas Sumatera Utara
Besarnya pajak yang terutang dihitung dengan cara mengalikkan tarif pajak dengan Nilai Perolehan Objek Kena Pajak Pasal 8 ayat 2 UU No.2197.
Maka berdasarkan penjelasan di atas, perhitungan PBB ditetapkan sebagai berikut: Wajib Pajak Pabrik Pembuatan Kalsium Klorida
Nilai Perolehan Objek Pajak - Tanah
Rp 3.522.750.000,- - Bangunan
Rp 22.649.500.000,- Total NJOP
Rp 26.172.250.000,- Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak
Rp. 30.000.000,- Nilai Perolehan Objek Pajak Kena Pajak
Rp 26.142.250.000,- Pajak yang Terutang 5 × NPOPKP
Rp 1.307.112.500,- Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas
No Jenis Biaya
Jumlah Rp 1
Gaji Pegawai Rp 1.443.750.000,-
2 Administrasi Umum
Rp 216.562.500,- 3
Pemasaran Rp 216.562.500,-
4 Pajak Bumi dan Bangunan
Rp 1.307.112.500,- Total Biaya Kas
Rp 569.762.500,-
2.3 Biaya Start – Up
Diperkirakan 8 dari modal investasi tetap Peters et.al., 2004.
Biaya Administrasi Umum = 0,08
× Rp 311.229.192.200,- = Rp 24.898.335.376,-
2.4 Piutang Dagang