Total Biaya Produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel = Rp 39.434.948.741,72,-+ Rp 194.748.145.014,00,-
= Rp 234.183.093.755,72,-
Total Penjualan Total Sales
Penjualan yang diperoleh dari hasil penjualan produk asam oksalat adalah sebesar Rp 377.726.658.964,-.
10.3 Perkiraan Rugi Laba Usaha
Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh : 1.
Laba sebelum pajak bruto = Rp 102.964.967.251,85,-
2. Pajak penghasilan PPh
= Rp 30.836.990.175,56,- 3.
Laba setelah pajak netto = Rp 72.127.977.076,30,-
10.4 Analisa Aspek Ekonomi
10.4.1 Profit Margin PM
Profit Margin adalah persentase perbandingan antara keuntungan sebelum
pajak penghasilan PPh terhadap total penjualan. PM =
penjualan Total
pajak sebelum
Laba 100
PM = 100
0.500,20,- 338.661.00
Rp 7.251,85,-
102.964.96 Rp
x PM = 30,4
Dari hasil perhitungan diperoleh profit margin sebesar 30,4 maka pra rancangan pabrik ini memberikan keuntungan.
10.4.2 Break Even Point BEP
Break Even Point adalah keadaan kapasitas produksi pabrik pada saat hasil
penjualan hanya dapat menutupi biaya produksi. Dalam keadaan ini pabrik tidak
untung dan tidak rugi.
Universitas Sumatera Utara
BEP = Variabel
Biaya Penjualan
Total Tetap
Biaya
100
BEP = 5.014,00,-
194.748.14 Rp
.500,20 33.861.000
Rp .234,35,-
40.947.888 Rp
100
BEP = 28,5 Kapasitas produksi pada titik BEP = 28,5
3000 tontahun = 853,60 tontahun
Nilai penjualan pada titik BEP = 28,5 × Rp
0.500,20 338.661.00
,- = 96.360.069.786,43-
Dari data feasibilities, Timmerhaus, 1991 : -
BEP 50 , pabrik layak feasible -
BEP 70 , pabrik kurang layak infeasible. Dari perhitungan diperoleh BEP = 28,5 maka pra rancangan pabrik ini layak.
10.4.3 Return on Investment ROI
Return on Investment adalah besarnya persentase pengembalian modal tiap
tahun dari penghasilan bersih. ROI =
Investasi Modal
Total pajak
setelah Laba
100
ROI = 1.908,92,-
207.641.76 Rp
,- .076.30
72.127.977 Rp
100 ROI = 34,7
Analisa ini dilakukan untuk mengetahui laju pengembalian modal investasi total dalam pendirian pabrik. Kategori resiko pengembalian modal tersebut adalah :
ROI 15 resiko pengembalian modal rendah. 15 ROI 45 resiko pengembalian modal rata-rata.
ROI 45 resiko pengembalian modal tinggi.
Dari hasil perhitungan diperoleh ROI sebesar 35,2 sehingga pabrik yang akan didirikan ini termasuk resiko laju pengembalian modal rata-rata.
Universitas Sumatera Utara
10.4.4 Pay Out Time POT
Pay Out Time adalah angka yang menunjukkan berapa lama waktu
pengembalian modal dengan membandingkan besar total modal investasi dengan penghasilan bersih setiap tahun. Untuk itu, pabrik dianggap beroperasi pada
kapasitas penuh setiap tahun. POT =
0,347 1
1 tahun POT = 2,88 tahun
Dari hasil perhitungan, didapat bahwa seluruh modal investasi akan kembali setelah 2,88 tahun pabrik beroperasi.
10.4.5 Return on Network RON
Return on Network merupakan perbandingan laba setelah pajak dengan
modal sendiri.
RON = sendiri
Modal pajak
setelah Laba
100
RON = 1.908,92,-
114.641.76 Rp.
.076,30,- 72.127.977
Rp 100
RON = 62,9
10.4.6 Internal Rate of Return IRR
Internal Rate of Return merupakan persentase yang menggambarkan
keuntungan rata – rata bunga pertahunnya dari semua pengeluaran dan pemasukan
besarnya sama. Apabila IRR ternyata lebih besar dari bunga riil yang berlaku, maka pabrik
akan menguntungkan tetapi bila IRR lebih kecil dari bunga riil yang berlaku maka pabrik dianggap rugi.
Dari perhitungan Lampiran E diperoleh IRR = 45,67 sehingga pabrik akan menguntungkan karena lebih besar dari bunga bank saat ini sebesar 5,25 Bank
Mandiri, 2014.
Universitas Sumatera Utara
BAB XI KESIMPULAN
Dari hasil analisa pada Pra Rancangan Pabrik Asam Oksalat dari Alang-alang dengan Metode Peleburan Alkali ini diperoleh beberapa kesimpulan, yaitu:
1. Pabrik direncanakan akan beroperasi selama 330 hari dalam setahun, 24 jam sehari
dengan kapasitas produksi 3.000 ton tahun atau 378,788 kgjam. 2.
Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah Kuala Tanjung, Kabupaten Batubara, Sumatera Utara.
3. Bentuk badan usaha yang direncakan adalah Perseroan Terbatas dan bentuk
organisasinya adalah organisasi garis dan staff dengan tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 141 orang.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik asam oksalat ini adalah: -
Modal Inversatasi = Rp 207.641.761.908,92,-
- Biaya Produksi Per Tahun
= Rp 234.183.093.755,72,- -
Harga Jual Produk Per tahun = Rp. 377.726.658.964
- Laba Bersih Per Tahun
= Rp. 72.127.977.076,30,- -
Profit Margin PM = 30,4
- Break Even Point BEP
= 28,5 -
Return on
Investment ROI
= 34,7 -
Pay Out Time POT = 2,88 tahun
- Return
on Network
RON = 62,9
- Internal Rate of Return IRR
= 45,67 4.
Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan asam oksalat ini layak untuk didirikan.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, a. 2014. http:www.alibaba.com, 10 Desember 2014 Anonim, b. 2014. http:www.bank_mandiri.com, 10 Desember 2014
Anonim, c. 2014. http:www.beacukai.go.id, 10 Desember 2014 Anonim, d. 2014. http:www.sentralpompa.com, 10 Desember 2014
Anonim, e. 2014. http:www.mhhe.com, 13 Desember 2014 Anonim, f. 2014. http:www.seputarforex.com, 24 April 2014
Anonim, g. 2014. Laporan Baku Mutu Air Asahan: BAPEDAL SUMUT. Brownell, L.E., Young E.H.. 1959. Process Equipment Design. Wiley Eastern Ltd. New
Delhi. Considine, Douglas M. 1985. Instruments and Control Handbook. 3
rd
Edition. USA : Mc Graw-Hill, Inc
Crities, Ron dan George Tchobanoglous, 1998. Small and Decentralized
Wastemanagement System. Singapore: Mc.Graw-Hill, Inc.
Degremont. 1991. Water Treatment Hadbook. 5th Edition, New York: John Wiley Sons.
Hammer.1998. Kandungan – Kandungan Limbah Industri terjemahan : www.google-
translate.com. Geankoplis, C.J.. 1997, 2003. Transport Processes and Unit Operations. 3rd editions.
Prentice-Hall of India. New Delhi. Kawamura. 1991. An Integrated Calculation of Wastewater Engineering. New York:
John Wiley and Sons Inc. Kern, D.Q.. 1965. Process Heat Transfer. McGraw-Hill Book Company. New York xvii
Kirk, R.E. dan Othmer, D.F. 2007. Encyclopedia of Chemical Engineering Technology. New York: John Wiley and Sons Inc.
.
Universitas Sumatera Utara
Levenspiel, Octave. 2001. Chemical Reaction Engineering. New York: John Wiley Sons.
Metcalf dan Eddy, 1991. Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse. McGraw-HillBook Company, New Delhi.
Nalco. 1988. The Nalco Water Handbook. 2nd Edition. McGraw-Hill Book Company. New York.
Perry, Jhon H. Ed. 1997. Perry’s Chemical Engeneers’ Handbook. Edisi Ketujuh,
McGraw-Hill Book Company, New York. Peters, M.S; Klaus D. Timmerhaus dan Ronald E.West. 2004. Plant Design and
Economics for Chemical Engineer . 5th Edition. International Edition. Mc.Graw-
Hill. Singapore.Reklaitis, G.V., 1983. Introduction to Material and Energy Balance. McGraw-Hill Book
Company, New York. Rusjdi, Muhammad. 1999. PPh Pajak Penghasilan. PT. Indeks Gramedia. Jakarta.
Rusjdi, Muhammad. 2004. PPN dan PPnBM. PT. Indeks Gramedia. Jakarta. Siagian, Sondang P. 1992. Fungsi-fungsi Manajerial. Jakarta.
Smith, J.M., Van Ness, H.C.. 2001. Chemical Engineering Thermodynamics. Edisi Keenam, McGraw-Hill Book Company, New York.
Sutarto, 2002. Unsur – unsur Organisasi. Jakarta
Timmerhaus, K.D dan Peters, M.S. Plant Design and Economics for Chemical Engineer. New York: John Wiley and Sons. 1991
Walas, Stanley M. 1988. Chemical Process Equipment. United States of America : Butterworth Publisher..
Universitas Sumatera Utara
Kapasitas bahan baku = tontahun
= Waktu Operasi
= hari
Basis Perhitungan =
1 hari produksi 24 jam
Tabel LA-1 Tabel LA-2
Data Nilai Berat Molekul Kgmol Komposisi Alang-alang
No Rumus Molekul BM
1 162
2 158
3 130
4 128
5 C
2
H
2
O
4
.2H
2
O 126
6 H
2
O 18
7 CaOH
2
74 8 O
2
32 9 CaSO
4
136 10 H
2
SO
4
98 11 CO
2
44 12 C
2
H
2
O
4
90 13 CH
3
COOH 60
14 46
Satuan dalam kgjam
1. Gudang Penyimpanan Alang-Alang
Fungsi : Menyimpan persediaan alang-alang.
Adapun komponen alang-alang yang digunakan sebagai bahan baku adalah: a.
Selulosa =
x =
kgjam b.
= x
= kgjam
c. =
x =
kgjam d.
= x
= kgjam
1055,815 129,235
85,839 432,054
2.384,407 2.384,407
2.384,407 2.384,407
44,28
18,12 Abu
Silika Lignin
CHOOH
5,42 3,60
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA
Persentasi
0,054 0,036
0,181 0,285
600-1500 0,443
kgjam
Komposisi
Abu Silika
Lignin Pentosan
Derajat polimerisasi Selulosa
C
6
H
10
O
5 n
CaCH
3
COO
2
CaHCOO
2
CaC
2
O
4
2384,407 18884,501
330
Alang-alang
1
Alang-alang
Universitas Sumatera Utara
e. =
x =
kgjam
2. Rotary Cutter Knife
Fungsi :
3. Tangki Penyimpan Alang-alang
Fungsi :
4. Reaktor Kalsium Oksalat
Fungsi : Tempat terjadinya reaksi peleburan antara alang-alang dengan
Menyimpan alang-alang.
Komponen Masukkgjam
Keluarkgjam F
2
F
3
Alang-alang 2.384,407
2.384,407 681,463
2.384,407 28,58
Alang-alang Pentosan
Keluar kgjam F
1
2.384,407
Memotong-motong alang-alang.
F Masuk kgjam
Masukkgjam Keluarkgjam
Komponen
Komponen
Alang-alang 2.384,407
2.384,407
F
1
F
2
2.384,407
larutan CaOH
2
CaOH
2
CaC
2
O
4
CaCH3COO
2
CaHCOO
2
H
2
O CO
2
5
Alang-alang CaOH
2
50 Alang-alang
2
Alang-alang
1
4 7
H
2
O
O
2
6
Alang-alang
3
Alang-alang
2
Universitas Sumatera Utara
: =
98
o
C =
1 atm
Reaksi yang terjadi adalah : 2C
6
H
10
O
5 1050
+ 3150CaOH
2
+ 6825O
2
1050CaC
2
O
4
+ 1050CaCH
3
COO
2
+ 1050CaHCOO
2
+ 9450H
2
O+ 4200CO
2
Komposisi bahan masuk: alang-alang
= kgjam
CaOH
2
50 : alang-alang = 1,5 : 1
CaOH
2
50 = 1,5 x
= kgjam
CaOH
2
yang dibutuhkan =
x larutan CaOH
2
= kgjam
Derajat polimerisasi : 1050 Asumsi : Konversi 100
F
1 4
= x
= x
= kgjam
F
1 4
= x
= x
= kgjam
= kgmol
F
2 5
yang bereaksi =
mol bereaksi x x
BM =
x x 74
= kgjam
Kondisi Operasi Temperatur
Tekanan
50 2.384,407
1055,815 1055,815
1055,815 konversi
1055,815 100
1 2
3 4
6 7
8 9
H
2
O CaHCOO
2
3.576,610
0,443 2384,407
Kadar selulosa 2.384,407
5 komponen
C
6
H
10
O
5 1050
CaOH
2
O
2
CaC2O
4
CaCH
3
COO
2
Indeks
CO
2
Humus
0,003 1788,305
Laju
0,003
3150 3150
723,429
Universitas Sumatera Utara
F
3 6
= mol bereaksi
x x
BM =
x x
32 =
kgjam F
4 7
= mol bereaksi
x x
BM =
x x
= kgjam
F
5 7
= mol bereaksi
x x
BM =
x x
= kgjam
F
6 7
= mol bereaksi
x x
BM =
x x
= kgjam
F
7 6
= mol bereaksi
x x
BM =
x x
18 =
kgjam F
8 7
= mol bereaksi
x x
BM =
x x
44 =
kgjam F
9 7
= =
+ +
+ =
kgjam 129,235
Abu + Silika + lignin + Pentosan 0,003
0,003
1328,591 0,003
0,003
0,003 4200
0,003 1050
1050
1050 1050
1050 1050
9450 9450
6825 6825
130
4200 677,807
417,112
514,873
423,630
527,908
573,529
85,839
432,054 681,463
128
158
Universitas Sumatera Utara
5. TANGKI PENDINGIN
Fungsi : Mendinginkan produk dari reaktor kalsium oksalat
1064,876 417,112
2316,213 514,873
423,630 1328,591
6065,295
Humus
Total
1328,591 6065,295
CaC
2
O
4
CaHCOO
2
417,112 2316,213
Keluar kgjam
Selulosa
-
-
Komponen
Silika
Komponen
F
10
H
2
O CaCH
3
COO
2
CaOH
2
514,873 423,630
CaOH
2
1064,876 F
7
-
- -
-
- -
- -
2384,407 -
- F
4
- 85,839
432,054 681,463
417,112
Total
O
2
CaC
2
O
4
- -
H
2
O CaCH
3
COO
2
CaHCOO
2
CO
2
Humus -
- -
- 1064,876
Lignin Pentosan
Abu 1055,815
129,235
2316,213 514,873
3576,610 6638,824
1788,305 -
- 423,630
573,529 1328,591
Masuk kgjam F
9
keluar kgjam
-
6638,824 6638,824
F
6
-
Masuk kgjam
- -
- -
- 677,807
- -
- -
- -
677,807 F
5
- -
1788,305 -
Alang-alang
10
Alang-alang
9
Universitas Sumatera Utara
6. Vibrating Screen
Fungsi :
HCOO
2
Ca dan H
2
O
CaOH
2
CaC
2
O
4
H
2
O
CaOH
2
=
kg = CaC
2
O
4
= kg =
=
kg =
=
kg = H
2
O =
kg =
= kg =
Jumlah Humus
= kgjam
Cake yang terikut pada humus = =
2
x =
kgjam CaOH
2
yang terikut di dalam humus = Filtrat yang terikut x
F
2 11
= x
= kgjam
CaCH
3
COO
2
CaCH
3
COO
2
Komposisi Bahan Masuk:
CaHCOO
2
Total Humus
CaHCOO
2
26,57 Indeks
2 4
5 6
7 9
1328,591 2 dari Humus
514,873 8,944
48,90 100,0
1064,876 417,112
22,48 8,806
10,870
4736,703 Memisahkan humus dengan CaC
2
O
4
, CaOH
2
, CH
3
COO
2
Ca,
1328,591
22,48 5,974
26,572 423,630
2316,213 Komponen
Humus
13 11
12
COO
2
Ca CaCH
3
COO CaHCOO
2
H
2
O CaOH
2
Humus COO
2
Ca CaCH
3
COO CaHCOO
2
H
2
O CaOH
2
Universitas Sumatera Utara
CaC
2
O
4
yang terikut di dalam humus = Filtrat yang terikut x
F
4 11
= x
= kgjam
CaCH
3
COO
2
yang terikut di dalam humus = x
F
5 11
= x
= kgjam
CaHCOO
2
yang terikut di dalam humus =Filtrat yang terikut x F
6 11
= x
= kgjam
H
2
O yang terikut di dalam cake = Filtrat yang terikut x
F
7 11
= x
= kgjam
CaOH
2
di dalam cake =
F
2 11
- CaOH
2
yang tinggal dalam cake =
- =
kgjam CaC
2
O
4
di dalam cake =
F4
11
- =
- =
kgjam CaCH
3
COO
2
di dalam cake =
F
5 11
- CH
3
COO
2
Ca dalam cake =
- =
kgjam CaHCOO
2
di dalam filtrat =
F
6 11
- =
- =
kgjam H
2
O di dalam filtrat =
F
7 11
- H
2
O dalam cake =
- =
kgjam CaC
2
O
4
yang tinggal dalam cake
Ca HCOO
2
dalam cake 420,741
Filtrat yang terikut 8,81
2,34
414,772 1.064,876
5,974 1.058,902
514,873 2,340
512,533
423,630 2,888
12,993 2.303,219
417,112 2,340
2.316,213 26,57
2,89
12,99 26,57
48,90 26,57
8,81 2,340
10,87 26,57
Universitas Sumatera Utara
7. Rotary Vacuum Filter
Fungsi : Memisahkan CaC
2
O
4
dengan CaOH
2
, CaCH
3
COO
2
, CaHCOO
2
dan H
2
O
CaOH
2
CaC
2
O
4
H
2
O H
2
O pencuci = x
Jumlah solid masuk =
x =
kgjam CaCH
3
COO
2
CaHCOO
2
5 6
7 CaCH
3
COO
2
0,250 0,250
103,693 Indeks
2 Humus
514,873 423,630
417,112 2316,213
1328,591 1328,591
1.058,902
414,772 2303,219
512,533 420,741
CaHCOO
2
Komponen
414,772 4
2,340 12,993
2,340 2,888
4710,168 6065,295
Masuk kgjam
Total
6065,295 1355,127
6065,295 Keluar kgjam
F
12
F
13
5,974 CaC
2
O
4
H
2
O
Komponen
CaOH
2
- F
11
1064,876
15
17 14
16
CaC
2
O
4
CaCH
3
COO
2
CaHCOO
2
H
2
O CaOH
2
H
2
O
CaC
2
O
4
CaCH
3
COO
2
CaHCOO
2
H
2
O CaOH
2
CaC
2
O
4
CaCH
3
COO
2
CaHCOO
2
H
2
O CaOH
2
Universitas Sumatera Utara
H
2
O total =
F
7
= F
7 14
+ F
7 16
= +
= kgjam
Komposisi Bahan Masuk
Cake: CaC
2
O
4
= kgjam
Filtrat :
= kgjam =
= kgjam =
H
2
O =
kgjam = CaOH
2
= kgjam =
kgjam Jumlah Cake=
CaC
2
O
4
= kg
Jumlah Filtra= F
2 14
+ F
5 14
+ F
6 14
+ F
7 14
= +
+ +
= kg =
Filtrat yang terikut pada cake = 1 dari Cake
= 1 x
= kgjam
CaOH
2
yang terikut di dalam cake = Filtrat yang terikut x
F
2 14
= x
= kgjam
CaCH
3
COO
2
yang terikut di dalam cake =Filtrat yang terikut x F
5 14
= x
= kgjam
CaHCOO
2
yang terikut di dalam cake= Filtrat yang terikut x
F
6 14
= x
= kgjam
H
2
O yang terikut di dalam cake =
Filtrat yang terikut x F
7 14
414,77 CaCH
3
COO
2
CaHCOO
2
4,148 2316,213
414,772
24,65 4295,396
1058,902
4295,396 100,00
414,772 2303,219
103,693
4,15 9,80
2419,906
1,02
0,41 11,93
9,80 53,62
24,65 100,0
4,15 11,93
0,49 4,15
512,533 420,741
1058,902 512,533
420,741
2303,219
Universitas Sumatera Utara
= x
= kgjam
CaOH
2
di dalam filtrat =
F
2 14
- CaOH
2
yang tinggal dalam cake =
- =
kgjam
Ca CH
3
COO
2
di dalam filtrat = F
5 14
- CaCH
3
COO
2
dalam cake =
- =
kgjam CaHCOO
2
di dalam filtrat =
F
6 14
- Ca HCOO
2
dalam cake =
- =
kgjam H
2
O di dalam filtrat =
F
7 14
- H
2
O dalam cake =
- =
kgjam
8. Reaktor Asam Oksalat
Fungsi : Untuk mereaksikan CaC
2
O
4
dengan H
2
SO
4
. Reaksi yang terjadi adalah:
CaC
2
O
4
+ H
2
SO
4
C
2
H
2
O
4
+ CaSO
4
CaCH
3
COO
2
+ H
2
SO
4
2CH
3
COOH + CaSO
4
CaHCOO
2
+ H
2
SO
4
2HCOOH + CaSO
4
414,772 -
-
Total
4394,941 CaOH
2
1057,880 1,022
53,62
0,406
2,224
1058,902 -
0,495 CaHCOO
2
420,741 -
420,335 0,406
512,533 0,495
F
16
F
17
CaCH
3
COO
2
512,533 -
512,038
Komponen
512,038 2,22
1.058,902 4,15
1.057,880
H
2
O CaC
2
O
4
Keluar kgjam F
14
F
15
414,772 2303,219
103,693 418,920
4813,861 4813,861
103,693 2404,688
2,224
Masuk kgjam
1,02250 2.303,219
420,741
4710,168 420,335
2.300,995
Universitas Sumatera Utara
CaOH
2
+ H
2
SO
4
CaSO
4
+ 2H
2
O
CaOH
2
CaC
2
O
4
CaHCOO
2
H
2
O C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
CaSO
4
H
2
SO
4
Komposisi Bahan Masuk CaC
2
O
4
= kgjam
= kgjam
CaHCOO2 =
kgjam H
2
O =
kgjam CaOH
2
= kgjam
Asumsi: Konversi 100
Reaksi 1
= kgjam
= kgmol
F
18
bereaksi =
mol H
2
SO
4
x BM H
2
SO
4
= x
= kgjam
F
10 19
= mol bereaksi x BM C
2
H
2
O
4
CaCH
3
COO
2
14 Komponen
11 Index
2 4
5
414,772 3,240
3,240 12
13
F
4 17
6 7
10
317,560 0,406
2,224 1,022
414,772 0,495
CaCH
3
COO
2
98
18 17
19
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
CaSO
4
H
2
O H
2
SO
4
CaC
2
O
4
CaCH
3
COO CaHCOO
2
H
2
O CaOH
2
Universitas Sumatera Utara
= x
90 =
kgjam F
19
terbentuk =
mol bereaksi x BM CaSO
4
= x
= kgjam
Reaksi 2
= kgjam
= kgmol
F
18
bereaksi =
mol H
2
SO
4
x BM H
2
SO
4
= x
98 =
kgjam F
11 19
= mol bereaksi x BM CH
3
COOH =
x 2 x
60 =
kgjam F
19
terbentuk =
mol bereaksi x BM CaSO
4
= x
= kgjam
Reaksi 3
= kgjam
= kgmol
F
18
bereaksi =
mol H
2
SO
4
x BM H
2
SO
4
= x
98 =
kgjam F
12 19
= mol bereaksi x BM HCOOH
= x
2 x 46
= kgjam
F
19
terbentuk =
mol bereaksi x BM CaSO
4
136
136 F
5 17
0,495 0,003
0,003 3,240
0,406 0,003
0,003 0,306
0,003 0,003
0,376
F
6 17
0,307 3,240
0,003 440,696
291,637
0,426
0,288
Universitas Sumatera Utara
= x
= kgjam
Reaksi 4
= kgjam
= kgmol
F
18
bereaksi =
mol H
2
SO
4
x BM H
2
SO
4
= x
98 =
kgjam F
19
terbentuk =
mol bereaksi x BM CaSO
4
= x
= kgjam
F
7 19
terbentuk =
mol CaOH
2
x BM H
2
O =
x 36
= kgjam
H
2
SO
4
yang dibutuhkan : H
2
SO
4
untuk reaksi =
Reaksi 1+2+3+4 =
+ +
+ =
kgjam H
2
SO
4
yang disuplai =
x H
2
SO
4
yang dibutuhkan =
kgjam H
2
O pada H
2
SO
4
= 4 N = 2M
= 2
x 98 =
= =
kgja = kgjam
kgjam 136
136
0,306 1,022
0,014 1,354
0,014 1,879
0,014 0,497
1,200 317,560
0,307
196 196 gr H
2
SO
4
kg air F
2 17
0,003 0,425
0,014
1,354
383,433 319,527
1956,290 383,433
0,196
Universitas Sumatera Utara
9. Press Filter
Fungsi : Memisahkan CaSO
4
dengan C
2
H
2
O
4
, CH
3
COOH, HCOOH, H
2
O dan H
2
SO
4.
Kondisi operasi :
Temperatur = 30
o
C Tekanan
= 1 atm
Komposisi bahan yang masuk : - Bahan yang keluar dari reaktor
H
2
O C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
SO
4
Filtrat
Total
CaC
2
O
4
- -
1959,012 291,637
- -
- -
0,376 H
2
O C
2
H
2
O
4
- -
0,288 383,433
Total
CaCH
3
COO
2
CaHCOO
2
- -
- HCOOH
H
2
SO
4
CaSO
4
-
100,000 -
-
Komponen Masuk kgjam
F
17
F
18
0,495 0,406
2,224 414,772
2339,723
Keluar kgjam
F
19
CH
3
COOH CaOH
2
1,022 -
-
Laju
1956,290
2758,643 418,920
-
2758,643 63,905
443,426
Komponen Persentase
Kgjam
1959,012 291,637
0,376 0,288
63,905 2315,217
84,61 12,60
0,02 0,01
2,76
21
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O
20
22
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
CaSO
4
H
2
O CaSO
4
Universitas Sumatera Utara
Cake = CaSO
4
= kg =
Filtrat Jumlah filtra = F
21
- CaSO
4
= -
= kgjam
Filtrat yang terikut pada cake= 1 dari Cake
= 1 x
= kgjam
C
2
H
2
O
4
keluar
= Filtrat yang terikut x
F
10 20
= x
= kgjam
= F
10 20
- F
10 22
= -
= kgjam
CH
3
COOH keluar
= Filtrat yang terikut x
F
11 22
= x
= kgjam
= F
11 20
- F
11 22
= -
= kgjam
HCOOH keluar
= Filtrat yang terikut x
F
12 22
= x
= kgjam
= F
12 20
- F
12 22
= -
443,426 4,434
0,001 291,078
291,637 0,559
4,434 0,02
Di dalam filtrat 12,60
0,288 Di dalam filtrat
4,434 0,559
4,434 0,01
0,001 0,001
19,2
Di dalam cake
0,375 Di dalam filtrat
0,001 2758,643
Di dalam cake Komponen Cake:
443,426
Di dalam cake
0,376 443,426
2315,217
Universitas Sumatera Utara
= kgjam
H
2
O keluar
= Filtrat yang terikut x
F
7 20
= x
= kgjam
= F
7 20
- F
7 22
= -
= kgjam
H
2
SO
4
keluar
= Filtrat yang terikut x
F
14 20
= x
= kgjam
= F
14 20
- F
14 22
= -
= kgjam
3,752
CaSO
4
2310,783 Di dalam filtrat
63,783 1.955,260
Di dalam cake
0,122 63,905
0,287
4,434 84,6
Total Komponen
F
20
447,860 0,122
1.959,012
0,287 63,783
- 63,905
0,122 C
2
H
2
O
4
HCOOH
Masuk kgjam
1959,012 3,752
2,76
2.758,643 0,376
0,001 0,288
0,001 H
2
SO
4
3,752
CH
3
COOH H
2
O 0,375
Di dalam filtrat 4,434
291,637 0,559
1955,260 291,078
F
22
F
21
443,426 443,426
Keluar kgjam
2.758,643
Di dalam cake
Universitas Sumatera Utara
10. Evaporator
Fungsi : Mengurangi kandungan H
2
O hingga konsentrasi larutan menjadi 30
o
Be
Menghitung larutan yang dipekatkan: Berdasarkan literatur :
Diketahui :
30
o
Be =
54,9
o
Brix Diuapkan sampai 54,9
o
Brix =
54,9 Solute =
40,6 air Komposisi bahan masuk :
Air =
Solute = =
+ =
+ Dimana :
Xf = Total filtrat dalam feed total feedx100
Xl = Filtrat dalam liquid
V =
Vapor L
= Umpan ke evaporator
Neraca massa untuk Solute =
+ =
+ Neraca Massa Komponen untuk Solute
= +
……..2 =
x L + =
L L
= kgjam
Substitusi ke persamaan 1 =
+ 0,549
647,584 …………1
…………1
647,584 V.Xf
V F
V V
F.Xf 54,90
L.Xl 355,523
F.Xf L.Xl
2310,783 ………….2
2.310,783 F
L
15,39 V
L
L V.Xv
84,61 15,39
2310,783
26
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
24 25
H
2
O
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
Universitas Sumatera Utara
V =
kgjam H
2
O sisa= H
2
O masuk -
H
2
O uap =
- =
kgjam
10. Kristalizer
Fungsi : Mengkristalkan asam oksalat anhidrat menjadi asam oksalat dihidrat Kondisi Operasi :
Temperatur = 30
o
C Tekanan
= 1 atm
Untuk mempermudah hitungan maka CH
3
COOH, HCOOH, H
2
SO
4
disebut sebagai impurities.
Dasar Perhitungan : 1 . Kelarutan asam oksalat pada suhu 0-60
o
C ditunjukkan dengan persamaan : 3,42 + 0,168 t
+ 0,0048 t
2
2 . Range suhu kristalisasi adalah 24-32
o
C 3 . Jenis kristalizer asam oksalat yang digunakan adalah Cooling Crystalization,
Kirk Othmer vol 16 edisi 3 Kelarutan asam oksalat pada 30
o
C adalah = kg100 kg larutan
Neraca Massa di kristalizer : 647,584
2.310,783
12,78 C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH 0,287
-
Komponen
H
2
O
2.310,783 F
24
1955,260 291,078
0,375 0,287
63,783 1663,199
- -
Total Keluar kgjam
F
26
H
2
SO
4
63,783 0,375
Masuk kgjam
- 291,078
1955,260 1.663,199
HCOOH 1663,199
1.663,199
F
25
292,060
292,060
C
2
H
2
O
4
H
2
O C
2
H
2
O
4
H
2
O impurities
27 28
Universitas Sumatera Utara
Feed masuk =
+ =
+ Neraca massa basis air :
X
air
F =
+ BM H
2
C
2
O
4
.2H
2
O Geankoplis
x =
S +
C =
S +
C ..1 Neraca massa basis asam oksalat :
X
asam oksalat
F =
S +
C =
mpelarut + massaasam oksalat
+ Geankoplis
x =
S +
C =
S +
C ..2 Eliminasi persamaan 1 dan 2
= S
+ C
x 0.113 =
S +
C x 0.887
= S
+ C
= S
+ C
= C
C =
kg kristal
Substitusi C ke pers 1 =
S +
C =
S +
x =
S +
= S
S =
kgjam larutan Total kristal =
kgjam 0,714
BM H
2
C
2
O
4
.2H
2
O Larutan
Kristal F
S C
100
BM C
2
H
2
O
4
126 0,451
0,286 374,393
m
pelarut
S BM dihidrat C
0,887 647,584
m
pelarut
+ massa
asam oksalat
m
asam oksalat
0,449 647,584
12,780
0,887 126
292,060 36
-224,998 -0,601
374,393 292,060
100 +
90 0,286
292,060 0,887
100 + 12,780
0,887 0,286
292,060 106,969
185,091 0,887
208,745 291,078
0,113 0,714
12,780
374,393 258,094
0,100 0,633
33,096 0,100
0,032 0,887
0,286 291,078
0,113
292,060
Universitas Sumatera Utara
Impurities didalam krist = 1 x
impurities masuk =
1 x =
kgjam Larutan terdiri dari :
H
2
O =
S =
x =
kgjam C
2
H
2
O
4
= S
= x
= kgjam
Impurities = impurities yang masuk
= 0.99 x =
kgjam
11. Centrifuge
Fungsi : Memisahkan kristal C
2
H
2
O
4
.2H
2
O dari filtratnya
Komposisi Bahan Masuk: H
2
O l =
kg 0,644
F
27
Kristal F
28
Larutan F
28
185,091 0,887
208,745
Impurities H
2
O 292,060
Total
185,091 185,091
0,887
C
2
H
2
O
4
0,113
64,445
Komponen Keluar kgjam
374,393 C
2
H
2
O
4
.
2
H2O 0,113
208,745 23,655
64,445 63,801
64,445 0,64445
- -
- -
272,546 291,078
23,655
67,91 647,584
63,801
Masuk kgjam
647,584 647,584
375,038
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O
28 30
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O
29
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O
Universitas Sumatera Utara
C
2
H
2
O
4.2
H
2
O =
kg C
2
H
2
O
4
l =
kg Impuritis s
= kg
Impuritis l =
kg Total Solid
= kg
Total Liquid =
kg kg
Jumlah kristal = Kristal
= kgjam
Jumlah filtrat = larutan
= kgjam
Filtrat yang terikut kristal = 2 x cake
= 0.02 x =
kgjam Kristal yang lolos
= 1 x cake
= 0.01 x =
kgjam
dalam kristal = H
2
C
2
O
4
kristal yang masuk - 1 x H
2
C
2
O
4
kristal masuk =
- 0.01 x =
kgjam dalam filtrat
= C
2
H
2
O
4
kristal yang masuk - C
2
H
2
O
4
kristal dalam cake =
- =
kgjam Impurities
dalam kristal yang keluar dalam kristal = impurities kristal yang masuk -
1 x H
2
C
2
O
4
kristal masuk =
- 0.01 x =
kgjam dalam filtrat = Impurities
kristal yang masuk - Impurities
kristal dalam cake =
- =
kgjam 374,393
374,393 23,655
0,644 375,038
272,546
0,006 0,644
C
2
H
2
O
4.
2H
2
O dalam kristal yang keluar
3,744
0,638 3,750
63,801 99,83
7,501 375,038
375,038
374,393 370,649
374,393 370,649
0,644 0,644
375,038 272,546
647,584
0,638 8,68
0,17 23,41
Universitas Sumatera Utara
H
2
O dalam larutan yang keluar dalam kristal
= Filtrat yang terikut kristal x H
2
O dalam larutan =
x =
kgjam dalam filtrat
= H
2
O larutan yang masuk - H
2
O larutan dalam kristal =
- =
kgjam C
2
H
2
O
4
dalam larutan yang keluar dalam kristal
= Filtrat yang terikut kristal x C
2
H
2
O
4
dalam larutan =
x =
kgjam dalam filtrat
= C
2
H
2
O
4
lautan yang masuk -
C
2
H
2
O
4
larutan dalam kristal =
- =
kgjam Impurities dalam larutan yang keluar
= kg
dalam kristal = Filtrat yang terikut kristal x
Impurities dalam larutan
= x
= kgjam
dalam filtrat = Impurities kristal yang masuk -
Impurities larutan dalam kristal
= -
= kgjam
Kristal Larutan
H
2
O C
2
H
2
O
4
Impurities
647,584 0,006
0,644 62,045
265,045
23,655 63,801
0,638 5,094
7,501 23,41
Komponen
0,651
1,756 179,997
647,584 3,750
7,501
272,546
Total
0,651 1,756
- -
- -
- 62,045
370,649
374,393 3,744
- C
2
H
2
O
4
.2H
2
O 8,68
179,997
371,287
185,091 63,801
1,756
Larutan
7,501 7,501
Masuk kgjam F
28
5,094 -
- -
375,038 63,801
23,004 67,91
Kristal
23,004
Kristal Keluar kgjam
F
29
kristal F
30
larutan Larutan
185,091 5,094
0,651 23,655
Universitas Sumatera Utara
12. Ball Mill
Fungsi : Untuk menghaluskan kristal asam oksalat menjadi berukuran 200 mesh.
Komposisi bahan keluar dari centrifuse : C
2
H
2
O
4
.2H
2
O = kgjam
C
2
H
2
O
4
= kgjam
H
2
O =
kgjam impurities
= kgjam
Recycle
=
kgjam Total
= kgjam
Neraca Massa Overall di Ball Mill : P
= B
P produk =
kgjam Neraca massa di Vibrating Screen :
C =
P +
A …………..1
Asam Oksalat yang ukurannya tidak sesuai spesifikasi dikembalikan ke ball mill = 1 A
= 1 C
= C
…………..2 P
= 99 C =
C …………..3
Substitusi P =
ke pers 3 didapat P
= C
= C
C =
kgjam A
= C
A =
kgjam B
+ A
= C
B +
= B
= kgjam
3,865
382,614 0,010
0,010
382,614 0,990
0,990
386,479 3,826
5,094 1,756
382,614 371,287
382,614 0,651
382,614 0,990
3,865 386,479
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O
31 33
32
Universitas Sumatera Utara
C
2
H
2
O
4
.2H
2
O : - Dari centrifuse
= - Recycle dari Vibrating Screen
= 1 C = 1 x P0.99
= 1 x =
kgjam - Ke Vibrating Screen
= C = P0.99
= =
kgjam C
2
H
2
O
4
: - Dari Centrifuse
= - Recycle dari Vibrating Screen
= 1 C = 1 x P0.99
= 1 x =
kgjam - Ke Vibrating Screen
= C = P0.99
= =
kgjam H
2
O : - Dari centrifuse
= - Recycle dari Vibrating Screen
= 1 C = 1 x P0.99
= 1 x =
kgjam - Ke Vibrating Screen
= C = P0.99
= 3,750
375,038
0,658 0,007
0,051 371,287
0,651
0,651 0,990
0,651 0,990
371,287 0,990
0,990
5,094
5,094 0,990
371,287
5,094
Universitas Sumatera Utara
= kgjam
Impurities : - Dari centrifuse
= - Recycle dari Vibrating Screen
= 1 C = 1 x P0.99
= 1 x =
kgjam - Ke Vibrating Screen
= C = P0.99
= =
kgjam 5,145
0,018
1,774
1,774
Total
378,788 3,826
382,614 382,614
0,990
1,756
1,756 0,990
1,756 0,990
Komponen Masuk kgjam
Keluar kgjam
F
31
F
33
F
32
C
2
H
2
O
4
.2H
2
O 371,287
3,750 375,038
H
2
O 5,094
5,145 Impurities
1,756 C
2
H
2
O
4
0,651 0,051
0,007 0,658
0,018
Universitas Sumatera Utara
13. Vibrating Screen
Fungsi : Untuk memisahkan antara C
2
H
2
O
4
.2H
2
O sesuai ukuran dengan C
2
H
2
O
4
.2H
2
O yang tidak sesuai ukuran.
Komposisi feed masuk : C
2
H
2
O
4
.2H
2
O =
kgjam C
2
H
2
O
4
= kgjam
Impurities =
kgjam H
2
O =
kgjam Feed yang tidak normal =
1 dari feed masuk =
0.01 x =
kgjam H
2
C
2
O
4
.2H
2
O yang keluar : - Ke Ball Mill =
1 x H
2
C
2
O
4
dalam H
2
C
2
O
4
.2H
2
O yang masuk =
0.01 x =
kgjam - Ke storage
= H
2
C
2
O
4
dalam H
2
C
2
O
4
.2H
2
O yang masuk - H
2
C
2
O
4
dalam H
2
C
2
O
4
.2H
2
O ke ball mill =
- =
kgjam Impurities dalam H
2
C
2
O
4
.2H
2
O yang keluar : - Ke Ball Mill =
1 x Impurities dalam H
2
C
2
O
4
.2H
2
O yang masuk 3,750
371,287 3,826
0,658 1,774
382,614
375,038 375,038
5,145
375,038 3,750
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O
Recycle ke BM
1 tidak normal
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH BP-03
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH HCOOH
H
2
O
3
34 33
Universitas Sumatera Utara
= 0.01 x
= kgjam
- Ke Storage =
Impurities dalam H
2
C
2
O
4
.2H
2
O yang masuk - Impurities dalam H
2
C
2
O
4
.2H
2
O ke ball mill =
- =
kgjam H
2
C
2
O
4
yang keluar : - Ke Ball Mill =
1 x H
2
C
2
O
4
yang masuk =
0.01 x =
kgjam - Ke Storage
= H
2
C
2
O
4
yang masuk - H
2
C
2
O
4
d ke ball mill =
- =
kgjam H
2
O yang keluar : - Ke Ball Mill =
1 x H
2
O yang masuk =
0.01 x =
kgjam - Ke storage
= H
2
O yang masuk - H
2
O ke ball mill =
- =
kgjam Impurities yang keluar :
- Ke Ball Mill = 1 x impurities yang masuk
= x
= kgjam
- Ke Storage =
Impurities yang masuk - Impurities ke ball mill
= -
= kgjam
Spesifikasi produk yang dihasilkan : Total impurities dalam proses = Dalam kristal
+ yang ikut kristal
= +
= kg
Impurities pada produk yang dihasilkan = 1,836
1,774
0,658
5,1453
0,01 1,774
0,018
1,756
0,007
0,651
0,051 1,774
0,018
0,658 0,007
5,145 0,051
5,094
0,018 1,774
0,018 1,756
3,512 1,756
1,756
Universitas Sumatera Utara
Total 382,614
378,788 3,826
382,614 Komponen
Masuk kgjam
Keluar kgjam F
32
F
34
F
33
C
2
H
2
O
4
.2H
2
O 375,038
371,287 3,750
H
2
O 5,145
5,094 0,051
Impurities 1,774
1,756 0,018
C
2
H
2
O
4
0,658 0,651
0,007
Universitas Sumatera Utara
Data Konstanta kapasitas panas Cp = A + BT + CT
2
Dimana :Cp =
Kapasitas Panas KcalKmol K A,B,C
= Konstanta
T =
Suhu K Suhu reference =
25
o
C = K
Robert H PerryCecil H Chilton,Fifth Edition Cp = A + BT + CT
2
A,B,C =
Konstanta T
= Suhu K
Kapasitas panas H
2
O
l
Cp T
Cp T
Cp T
Robert H PerryCecil H Chilton,Fifth Edition Selulosa
C
6
H
10
O
5
x Asam Sulfat
H
2
SO
4 o
C K
25
o
C K
30
o
C K
50
o
C K
80
o
C K
o
C B
C
T -195500
100 Cp
CaOH
2
44 21,4
CaSO
4
98 18,52
H
2
C
2
O
4
136 0,259
T Cp
NaCl 58,5
10,79 0,0042
H
2
2 4,97
LAMPIRAN B
298,15 Komponen
BM A
O
2
16 8,27
0,000258 -187700
H
2
O
g
18 8,22
0,00015 0,00000134 0,02197
-156800 CO
2
32 10,34
0,00274
K kcalkgK
K kcalkgK
K kcalkgK
K kcalkgK
0,00076
Senyawa Rumus
Cp kcalkg K 0,32
0,34 273,15
373,150 1,040
473,15 1,095
298,15 0,999
303,150 1,002
318,150 1,010
0,349 298,15
0,35 303,15
0,36 323,15
0,371 353,15
0,38 373,15
PERHITUNGAN NERACA ENERGI
Universitas Sumatera Utara
Asam Asetat CH
3
COOH 26-95
o
C Asam Formiat
CHOOH
o
C K
o
C K
20-100
o
C Asam Oksalat
H
2
C
2
O
4. o
C K
Dihidrat 2H
2
O
o
C K
o
C K
50
o
C K
o
C K
Robert H PerryCecil H Chilton,Fifth Edition BM
Calsium Oksalat CaC
2
O
4
Langes,1999
Robert H PerryCecil H Chilton,Fifth Edition AHf
o
Beberapa komponen :
Selulosa C
6
H
10
O
5
x Oksigen
O
2
Perry 5
ed
,1973
Karbon Dioksida CO
2
Perry 5
ed
,1973
Ca Hidroksida CaOH
2
Perry 5
ed
,1973
Calcium Oksalat CaC
2
O
4
Langes,1999
Calsium Asetat
CaCH3COO
2
Langes,1999
Calcium Formiat
CaCOOH
2
Langes,1999
Ca Karbonat
CaCO
3
Langes,1999
Asam Sulfat H
2
SO
4
Perry 5
ed
,1973
Calsium Sulfat CaSO
4
Perry 5
ed
,1973
Asam Oksalat H
2
C
2
O
4
Langes,1999
Asam Asetat CH
3
COOH
Langes,1999
Asam Formiat CHOOH
Perry 5
ed
,1973
Asam Karbonat H
2
CO
3
Perry 5
ed
,1973
Air H
2
O
Perry 5
ed
,1973
Rumus
Cp Jmol K
0,436 273,15
0,509 0,522
162x -4431,7
373,15 100
0,117 -200
73,15 0,239
-100 173,15
Kalsium Asetat Kalsium Format
CH3COO2Ca HCOO2Ca
158 130
Senyawa BM
Senyawa Rumus
Cp kkalkg K BM
AR rata-rata Σ atom
Senyawa Rumus
Cp kcakg K 128
152,8 0,285313
0,338 273,15
0,385 323,15
0,416 15,5
288,7 0,524
44 -94,1 -2137,5
74 -236
-3183,5 32
AHf
o
kJmol kcalm kcalkg 15
9 10,53
14,44
98 -194
-1976,3 136
-339 -2490,7
130 1386,6
2549,27 100
-1207,6 -2886,2
128 -1360,6 -332
-2595,3 158
-1029 -1556,6
46 -97,8 -2126,1
62 -167
-2696,6 90
-821,7 -2182,1
60 -486
-1935,9
18 -57,8
-3211 0,7690
0,5608
Universitas Sumatera Utara
Steam yang digunakan adalah saturated steam dengan dengan temperatur dan tekanan 148
C dan P= 4.7 bar H
s
= kjkg
o
C = kcalkgK
h
s
= kjkg
o
C = kcalkgGeankoplis
Air pendingin yang digunakan adalah air cooling tower dengan suhu masuk25
o
C dan keluar 45
o
C Cp H
2
O pada 25
o
C =
kcalkg
o
C Geankoplis Cp H
2
O pada45
o
C =
kcalkg
o
C Geankoplis Air pencuci yang digunakan adalah air proses dengan suhu masuk = 25
o
C Cp H
2
O pada 25
o
C =
kcalkg
o
C Geankoplis
Langes.1999 Langes.1999
Langes.1999 Perry dan Green.1997
Cp Komponen humus :
Perry dan Green.1997 Kirk Othmer.1954
Langes.1999
Cp Komponen Humus : Cp = A+BT-CT
2
-2860,743 -466,823
-18,95
Senyawa Cp kkalkg K
0,999 1,010
0,9989 ΔHf
o
komponen humus : Senyawa
ΔHf
o
kkalkg 2744,02
655,8365 623,572
149,0373
Silika Lignin
Pentosan Abu
A BM
40 5,31
Silika 0,316
Lignin 0,32
Pentosan 0,479
Ca Senyawa
Rumus B
Abu 0,00333
Universitas Sumatera Utara
1. Reaktor Kalsium Oksalat
Neraca Panas
H masuk = Panas yang terkandung dalam reaktan masuk H Keluar = Panas yang terkandung dalam produk
Alang-alang masuk C
6
H
10
O
5
= x
= kgjam
= kgjam
x =
kkaljam Lignin
= x
= kgjam
= kgjam x
= kkaljam
Pentosan =
x =
kgjam =
kgjam x kkalkg K x
= kkaljam
Silika =
x =
kgjam =
kgjam x =
kkaljam Abu
= x
= kgjam
= kgjam x
kkalkg =
kkaljam 0,789
2384,407 5,42
129,235 129,235
2384,407 44,28
1055,815 1055,815
0,32
2384,407 28,58
681,463 681,463
2384,407 18,12
432,054 432,054486
0,32
2384,407 3,60
85,839 85,839
303,15-298,15
0,48
kkalkg K x kkalkg K x
kkalkg K x
303,15-298,15 0,32
1689,3044
691,2872
135,625 303,15-298,15
303,15-298,15
1632,105
101,953
H feed T = 30
o
C H CaOH
2
T = 30
o
C
H produk T = 98
o
C
Universitas Sumatera Utara
Maka H alang-alang masuk =
C
6
H
10
O
5
+ Lignin + Pentosan + Silika + Abu =
+ +
+ +
= kkaljam
Data m ʃCp dT dan m Cp dT tiap komponen yang masuk :
Total massa bahan masuk = kgjam
Total H bahan masuk =
kkaljam Entalpi bahan keluar
Suhu bahan keluar = 98
o
C =
K Suhu referensi = 25
o
C =
K ΔT = T
bahan keluar
- T
referensi
423,630 0,561
73 17342,717
ʃCp dT
4250,274 1689,304
H
2
O l 1788,305
5 1,002
8956,240
Komponen m
ʃCp dT Q = m x ʃCp dT
Komponen m
T K Cp
Q= m Cp dT Kgjam
kkalkg K Q= m ʃCp dT
kgjam kkalkg
kkaljam
135,625 101,953
1632,105
CaHCOO
2
514,873 0,769
73
Komponen m
kkaljam
CaOH
2
1788,305 1,446
2585,792 O
2
677,807
Q = m.Cp.ΔT
0,980 664,132
371,15 298,15
73 8687,553
28903,419 CaC
2
O
4
417,112 0,285
m Cp
ΔT Kkalkg K
Komponen kgjam
K 21,1108
22480,396 CaOH
2
Q = m x ʃCp dT kgjam
kkalkg
6638,824 16456,439
691,287
kkaljam
CaCH
3
COO
2
1064,876 ʃCp dT
=
�
ℎ ��
+
2
× �
2
ℎ �� − ×�
ℎ
+
2
× �
2
ℎ �
Universitas Sumatera Utara
Entalpi Humus : Silika
= m
x Cp x
dT =
x x
73 K =
Lignin = m
x Cp x
dT =
x x
73 K =
Abu =
m x
= x
= Pentosan = m
x Cp x
dT =
x x
73 K =
Maka Entalpi humus = Total massa bahan keluar =
kg Total H bahan keluar
= kkaljam
Reaksi yang terjadi dalam reaktor Kalsium Oksalat 2C
6
H
10
O
5 1050
+ 3150 CaOH
2
+ 6825 O
2
1050COO
2
Ca + 1050 CH
3
COO
2
Ca + 1050 HCOO
2
Ca + 9450 H
2
O + 4200 CO
2
ΔHf C
6
H
10
O
5
= ΔHf
o
25 0,316
kkaljam kkalkg
85,839 kgjam
10092,793 432,054
kgjam 0,32
kkalkg CO
2
9030,276
Komponen
175675,653
Q= m ʃCp dT kgjam
kkalkg kkaljam
573,529
ʃCp dT
37416,8641 kkaljam
6638,824 299536,878
kkalkg kkaljam
681,463 kgjam
0,479 kkalkg
kkaljam 129,235
kgjam 15,745
1,039
Q = m x ʃCp dT m
ʃCp dT
11,724502 1980,126
Kgjam
1515,214
23828,731
m T K
Cp
kkaljam H
2
O l
Komponen
2316,213 73
kkalkg K Q= m Cp dT
ʃCp dT =
�
ℎ ��
+
2
× �
2
ℎ �� −
� ℎ �
− ×�
ℎ
+
2
× �
2
ℎ −
�
�
Universitas Sumatera Utara
= kkalkg
x kgjam
= kkaljam
ΔHf CaOH
2
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x
kgjam =
kkaljam ΔHf O
2
= ΔHf
o
25 =
0 kkalkg x kgjam
= 0 kkaljam
ΔHf CaC
2
O
4
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x
kgjam =
kkaljam ΔHf CaCH
3
COO
2
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x kgjam
= kkaljam
ΔHf CaHCOO
2
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x
kgjam =
kkaljam ΔHf H
2
O =
ΔHf
o
25 =
kkalkg x
kgjam =
kkaljam ΔHf CO
2
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x
kgjam =
kkaljam =
= -1082536,517 + -801431,902 + 107994,01 +
-1695107,477 + -1225944,907 --4679076,471 +
-2303045,93 + 0 =
- =
kkaljam 1079947,012
-3725074,791 -6982122,401
-4679076,471
-3183,514 723,429
-2303045,930
-2595,313 417,112
-1082536,517
-1556,563 514,873
-801431,902
2549,272 423,630
-4431,7189 1055,815
573,529 677,807
527,908
3257047,610 ΔHr
o
25 ΔHf produk - ΔHf reaktan
-3210,994 -1695108,477
-2137,545 -1225944,907
Universitas Sumatera Utara
Perhitungan ΔHr
o
25
Q = ΔHr + ΔHr
o
25 + ΔHp =
ΔHp+ ΔHr
o
25 - ΔHr =
+ -
=
kkaljam Q suplai =
x Q
= x
= kkalkkaljam
Q loss = 5 x
Q dibutuhkan =
5 x =
kkaljam Steam yang digunakan adalah saturated steam dengan T = 148
o
C , P= 4,7 bar Hs =
kJkg
o
C = kkaljam
299536,878 16456,439
3540128,049 8687,553
135,625
177006,402 CaHCOO
2
Σ 3257047,610
299536,878
Pentosan 17342,717
3257047,610 9030,276
1980,126 Silika
23828,731 Lignin
H
2
O
3717134,452 CaOH
2
O
2
28903,419 C
6
H
10
O
5
H2O
Produk
22480,396
1,050 CaC
2
O
4
CaCH
3
COO
2
CO
2
Jumlah
Abu
3540128,049 16456,439
1689,304 2585,792
2744,02 655,837
10092,793 1515,214
3540128,049 175675,653
m.Cp.dTr ΔHp = ΔHr
o
25 + m.Cp.dTp - m.Cp.dTr kkaljam
Reaktan Komponen
ΔHr
o
98
ΔHr
o
25=ΔHfp- ΔHfr
m.Cp.dTp
3540128,049 664,132
3257047,610 8956,240
101,953 1632,105
691,287
1,050
Universitas Sumatera Utara
hs = kJkg
o
C = kkaljam
Q steam =
m x Hs - hs massa steam =
kkaljam -
kkalkg =
kgjam
Neraca Panas di reaktor 1
Q yang disuplai
2. Tangki Pendingin
Entalpi bahan masuk Suhu Bahan Masuk
= 98
o
C = K
Suhu Reference =
25
o
C = K
ΔT =
Suhu Bahan Masuk - Suhu Referensi
Jumlah
H
2
O
16456,439 3717134,452
Alang-Alang 2744,020
623,572 1752,995
kkaljam
8687,553
ΔHr
o
25 steam
4250,274 2585,792
664,132 8956,240
CaOH
2
O
2
Jumlah
CaOH
2
CaHCOO
2
Panas Masuk Jumlah
kkaljam
299536,878 37416,864
9030,276 175675,653
17342,717 28903,419
Jumlah Jumlah
371,15 298,15
3257047,610 3733590,891
177006,402 CaC
2
O
4
22480,396 623,572
149,037
3717134,452
CO
2
H
2
O
Q loss
3733590,891 Jumlah
Humus
Panas Keluar
CaCH
3
COO
2
H feed T = 98
o
C H Pendingin
out T =85
o
C H Air
pendingin in T = 25
o
C H produk
T = 35
o
C
Universitas Sumatera Utara
= -
= K
kkaljam
Humus =
kkaljam Total massa bahan masuk =
kgjam Total H bahan masuk
= kkaljam
Entalpi bahan keluar Suhu bahan keluar
= 35
o
C =
K =
25
o
C =
K ΔT
= Suhu Bahan keluar - Suhu Referensi
= -
= 10 K
ʃCp dT Q = m x ʃCp dT
Q= m Cp dT kgjam
Q= m ʃCp dT
23200,244 6065,295
Komponen Komponen
ʃCp dT Q = m x ʃCp dT
175675,653
m K
423,630
Cp Kkalkg K
m
T K
10 H
2
O l 2316,213
CH
3
COO
2
Ca
290506,602 73
1,0390
CaC
2
O
4
417,112 0,285313
514,873 0,7690
73
Komponen kgjam
kkalkg
2,8919 1064,876
21,1108
kkaljam
CaOH
2
T K Cp
Q= m ʃCp dT
Q = m.Cp.ΔT
17342,717
H
2
O l
Komponen m
kkalkg
22480,396
298,15
Cp ΔT
37416,864 371,15
298,15
73 73
Komponen m
CaOH
2
0,5608 8687,553
28903,419
2316,213 1064,876
kgjam
1,0016
kkalkg K
3079,506
kkalkg K
73
308,15
Q= m Cp dT
298,15
kkaljam
m Kgjam
Kgjam
HCOO
2
Ca
308,15
Universitas Sumatera Utara
Entalpi Humus : Silika
= m
x Cp x
dT =
x x
10 K
= Lignin =
m x
Cp x dT
= x
x 10
K =
kkaljam Abu
= m
x =
x =
kkaljam Pentosan=
m x
Cp x dT
= x
x 10
K =
Maka Entalpi humus = Total massa bahan keluar =
kgjam Total H bahan keluar
= kkaljam
Total H bahan masuk =
kkaljam Q loss
= 5 x
H bahan masuk =
5 x =
kkaljam H bahan masuk - Q loss - H bahan keluar
= -
- =
kkaljam Kebutuhan media pendingin
Digunakan air untuk mendinginkan bahan dengan suhu masuk 25
o
C dan suhu keluar 85
o
C kkaljam
271,250
6065,295 38927,122
1190,076
kkaljam Q = m.Cp.ΔT
kkaljam
Q media pendingin = 290506,602
14525,330 432,054
5122,2088 0,479
kkalkg kkalkg
237054,150 kkalkg
kgjam
204,175 CaC
2
O
4
417,112 0,285313
10 514,873
kkaljam HCOO
2
Ca 423,630
681,463 kgjam
kgjam 85,839
10
Cp ΔT
38927,122 0,5608
10
Kkalkg K K
290506,602
290506,602 0,316
kkalkg
3264,210
Komponen m
kgjam
14525,330 0,7690
ʃCp dT 129,235
kgjam 3959,372
2375,715
1,580 1382,574
0,32 CH
3
COO
2
Ca
Universitas Sumatera Utara
Cp air pada 25
o
C =
kkalkgK Cp air pada 85
o
C =
kkalkgK CP rata - rata
= kkalkgK
Q media pendingin Q1 =
m x Cp x Tout-Tin massa air
= Q media pendingin Q1
= =
= kgjam
Neraca Panas di Tangki Pendingin
3.Rotary Vacuum Filter
Entalpi bahan masuk Suhu bahan masuk = 35
o
C = K
8687,553 CaC
2
O
4
H2O 3891,080
kkaljam
2375,715
290506,602 Jumlah
Humus
Q yang diserap pendingin
CaC
2
O
4
CaCH
3
COO
2
28903,419 CaCH
3
COO
2
17342,717 CaHCOO2
CaOH
2
Panas Masuk Jumlah
Panas Keluar
Jumlah
37416,864 0,999
1,032
Cp x Tout-Tin 1,015 x 85-25
3079,506 60,922
Humus
303,15 H
2
O 3959,372
1190,076
kkaljam Jumlah
CaHCOO
2
237054,150
14525,330 237054,150
5122,209 23200,244
Q loss
290506,602 22480,396
CaOH
2
175675,653 1,015
237054,150
H-215 H air pencuci
T = 25
o
C H filtrat
T
H cake T
H feed T = 35
o
C
Universitas Sumatera Utara
Total H bahan masuk = kkaljam
Entalpi bahan keluar Suhu bahan keluar
= T
o
C = T + 273,15 K
T-25 +
T-25 +
Q loss =
x H bahan masuk
= x
= kkaljam
Suhu air pencuci = 25
o
C = K
H air pencuci =
m.Cp.dT =
25 x jumlah solid masuk.Cp.dT 10
10 10
2,892
Cp Q = m.Cp.dT
1729,459 CaOH
2
H
2
O
m kgjam ΔT
kkalkgK
kkalkg
ʃCp dT CaC
2
O
4
CaCH
3
COO
2
414,772 512,533
Jumlah
CaOH
2
0,561
1057,880 Filtrat
CaC
2
O
4
T-25 CaCH
3
COO
2
CaHCOO
2
1057,880
ʃCp dT
34589,173 10
Komponen
3062,231 2359,517
kkalkgK
ΔT kkalkg
512,038 0,769
414,772 0,285
0,495
kkaljam Q = m.ʃCp.dT
ʃCp dT
1057,880 0,285
0,999
1,022 0,228
0,381 118,340
34589,173 24042,647
3941,379 1183,400
Cake
2414,760
HCOO2 0,769
Komponen m kgjam
34589,173
298,15 4813,861
H
2
O
1,022 H
2
O T-25
Q = m.Cp.dT
0,05 CaOH
2
Jumlah
T-25 T-25
T-25 ʃCp dT
1,004 T-25
121,182 1,022
ʃCp dT
0,05 T-25
Jumlah
0,769
kkaljam
CaHCOO
2
3044,241
2,233 ʃCp dT
T-25
Cp ʃCp dT
2406,912
235,724 2404,688
Q = m.ʃCp.dT
T-25 ʃCp dT
T-25
CaCH
3
COO
2
T-25 T-25
420,335 0,561
420,741 1058,902
2,224 1,004 T-25
393,757
0,406 0,561
T-25
Universitas Sumatera Utara
= x
x 303.15-298,15 K
= kkaljam
Neraca panas :
H bahan masuk = H cake
+ H filtrat -
air pencuci + Q loss
= {3044,341+ 121,182 T-25} + { 1057,880 + 1,022 ʃCp.dT-}
- 517,895 + 1729,459 =
T-25 +
ʃCp.dT Perhitungan T-25 dengan menggunakan trial and error
T = C
= K
H bahan masuk = 34,639-25
+ x
= +
= kkaljam
Jadi suhu bahan keluar rotary vacuum filter =
o
C = K
H filtrat ke tangki =
= kkaljam
H cake ke reaktor =
298,15 x 1,022 =
kkaljam 33377,609
Jumlah 35107,068
1058,902
Panas Masuk Jumlah
121,182 x 307,780-298,15+0,284 x 307,780- 1058,902
Q loss
Jumlah
33377,609 3165,423
3165,425 x 307,147-298,15+0,284 x 307,780
H air pencuci 517,895
H cake
35107,068 3165,423
34589,173
32207,80747
1169,801864 517,895
2,733
307,780 0,999
34,630 307,780
103,693
1169,802 H filtrat
Panas Keluar
1729,459 34589,173
Jumlah
-298,15 x 1057,880
kkaljam kkaljam
H umpan 32207,807
30483,734 2893,876
34,63
Universitas Sumatera Utara
4. Reaktor Asam Oksalat
Entalpi bahan masuk
Cake yang kelur dari rotary vacuum filter = kkaljam
H
2
SO
4
4 N pada suhu 30
o
C = 303,15 K -
H
2
SO
4
= kgjam
x kkalkgK
x 5 K
= kkaljam
maka H
2
SO4 4 N adalah =
kkaljam -
H
2
O =
kgjam x
kkalkgK x
5 K =
kkaljam maka H H
2
Oadalah =
kkaljam Total entalpi bahan masuk =
Cake yang keluar dari rotary vacuum filter + larutan H
2
SO
4
4N =
+ +
= kkaljam
Entalpi bahan keluar Suhu Bahan Keluar
= 80
o
C = K
kkalkg
10,792 90,269
110881,349
55 55
1169,802 1169,802
9,781 0,288
0,376 H
2
SO
4
CaSO
4
Q= m.Cp.dT = m.ʃCp.dT kkaljam
383,433
9797,549 9797,549
Komponen
1956,290 1,002
669,090
H
2
O
4337,074 55
291,637 0,349
m kgjam
Cp kkalkgK
ΔT ʃCp.dT
8,286 1959,012
0,310
1834,726 0,522
HCOOH 669,090
443,426 669,090
11636,441
1,029 0,522
0,524
Jumlah
353,15
C
2
H
2
O
4
CH
3
COOH
117162,495
55
2758,643 9797,549
63,905
Q air pendingin
T out = 45
o
C T In = 25
o
C H feed
T =34,630
o
C H H
2
SO
4
T = 30
o
C
H produk T = 80
o
C
Universitas Sumatera Utara
Reaksi- reaksi yang terjadi pada reaktor asam oksalat : Temperatur =
80
o
C = K
Reaksi I: CaC
2
O4 + H
2
SO
4
C
2
H
2
O
4
+ CaSO
4
ΔHf CaC
2
O
4
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x kgjam
= kkaljam
ΔHf H
2
SO
4
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x kgjam
= kkaljam
ΔHf C
2
H
2
O
4
= =
kkalkg x kgjam
= kkaljam
ΔHf CaSO
4
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x kgjam
= kkaljam
ΔHr
o
25 =
ΔHf produk - ΔHf reaktan
= -627602,336}
= kkaljam
m.Cp.dT =
x x
55 CaC
2
O
4
= kkaljam
m.Cp.dT =
x x
55 H
2
SO
4
= kkaljam
m.ʃCp.dT =
x C
2
H
2
O
4
= kkaljam
m.ʃCp.dT =
x CaSO
4
= kkaljam
ΔHr
o
80 I =
+ m.Cp.dTp -
m.Cp.dTr =
+ -
-29944,659 -1076463,733
-1976,327 317,560
291,637 -636387,127
-2490,662 440,696
-1097623,602 ΔHf
o
25
-29944,659 {-636387,127 + -1097623,602} -{-1076463,733 +
414,772
317,560 -627602,336
4400,639 9,781
0,371
ΔHf
o
25 0,285
12988,511 0,310
6508,698
6479,813 -2182,122
353,15
-2595,313
291,637
440,696 414,772
90,269
4310,370
Universitas Sumatera Utara
= kkaljam
Reaksi II CaCH
3
COO
2
+ H
2
SO
4
2CH
3
COOH + CaSO
4
ΔHf CaCH
3
COO
2
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x kgjam
= kkaljam
ΔHf H
2
SO
4
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x kgjam
= kkaljam
ΔHf CH
3
COOH =
ΔHf
o
25 kkalkg x
kgjam =
kkaljam ΔHf CaSO
4
= ΔHf
o
25 =
kkalkg x kgjam
= kkaljam
ΔHr
o
25 =
ΔHf produk - ΔHf reaktan
= {-1061,023 + -727,689} - {-770,362+-606,675}
= kkaljam
m.Cp.dT =
x x
55 -1061,023
H2SO4
Σ
-411,675 -727,689
Reaktan
CaC
2
O
4
-1935,946 0,376
-38532,532
Komponen
-606,675
m.Cp.dTr ΔHr