ROI
45 resiko pengembalian modal tinggi. Dari hasil perhitungan diperoleh ROI sebesar 24,54 ; sehingga pabrik yang
akan didirikan ini termasuk resiko laju pengembalian modal rata – rata .
10.5.4 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 = 2454
, 1
x 1 tahun POT = 4,07 tahun
Dari hasil perhitungan, didapat bahwa seluruh modal investasi akan kembali setelah 5,33 tahun operasi.
10.5.5 Return on Network RON
Return on Network merupakan perbandingan laba setelah pajak dengan
modal sendiri.
RON = sendiri
Modal pajak
setelah Laba
100 RON =
8.530 712.626.20
2.146 291.504.60
x 100 RON = 40,90
10.5.6 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.
Universitas Sumatera Utara
Dari perhitungan Lampiran E diperoleh IRR = 46,17 sehingga pabrik akan menguntungkan karena lebih besar dari bunga bank saat ini sebesar 15 Bank
mandiri, 2009.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, Hasil Penelusuran : Pembuatan Tanin Dari Biji Pinang, LIPI, Jakarta, 2004.
Anonim, Export Indonesia, Badan Pusat Statistik, Medan, 2003. Anonim, Import Indonesia, Badan Pusat Statistik, Medan, 2003.
Anonim, Sumatera Utara, Badan Pusat Statistik Pertanian, Medan, 2003. Anonim, Indonesia, Badan Pusat Statistik, Medan, 2002
Anonim, “Manfaat Tanaman Pinang”. Balai Penelitian Kimia, Departemen Penelitian LIPTAN, Banjar Baru-Jakarta, 1992.
Banchero, “Introduction To Chemical Engenering”, Mc Graw Hill, Book, 1998. Brown, “Unit Operation” Modern Asia Edition, Jhon Willey and Soninc,New York,
1959. Brownell, L. E., Young, E. H., 1959, “Process Equipment Design”, Wilay Eastern
Ltd., New York, 1959. Foust, A. S., “Principles of Unit Operations”, 3
rd
Edition, Jhon Wiley and Sons, Inc, London, 1960.
Gaenkoplies, C.J, 1965, Process Heat Transfer, Mc Graw-Hill Book Company, New York, 1983.
George A. Burdock, “Handbook Flavor Ingredien”, Fourth Edition CRC Press, New York, 2002.
Kern, D. Q., 1965, “Process Heat Transfer”, Mc Graw-Hill Book Company, New York, 1950.
Levenspiel, Octave, 1999, Chemical Reaction Engineering, Jhon Wiley and Sons Inc, New York.
Larry and Baron. LW, “Process Chemistry for Water and Waste Water Treatment”, 1989.
Manullang, M. Alih Bahasa, 1982, Dasar-Dasar Marketing Modern, Edisi 1, Yogyakarta, Penerbit Liberty.
Masyarakat Perbaungan, Deli Serdang, 2008 McCabe Warren dkk. 1985. “Unit Operation of Chemical Engineering”.Mc.Graw-
Hill International Book Co. New York
Universitas Sumatera Utara
Metcalf and Eddy Inc, 1991, Wastewater Engineering Treatment Disposal and Reuse, Mc Graw-Hill Book Company, New York.
Mariama, manik, “Penentuan Kadar Tanin Pada Buah Pinang Muda dan Pinang tua” UNIMED, 1983.
Perda Sumatera Utara, 2000..
Perry, J.H. 1999. “Chemical Engineering Handbook”. Edisi 7, McGraw-Hill Book
Co. New York. Pinang. 2009. www.kompas.com
Rumokoi, M.M, “Pengruh Cara Ekstraksi dan Ukuran Buah Terhadap Kadar Tanin Buah Pinang”, Balai Penelitian Kelapa, Trubus, 1992.
Reklaitis, G.V., 1983, Introduction to Material and Energy Balance, Mc Graw-Hill Book Company, New York, 1983.
Rusjdi Muhammad, 2004, PPh Pajak Penghasilan, Jakarta : PT. Indeks Gramedia. SirihPinang. 2009. www. Perpustakaannegara Malaysia. com
Sybil P. Parker, “Encyclopedia of Chemintry”, McGraw Hill, New York, 1983. Tanin. 2009. www. Scienlab. Com
Tannic Acid. 2009. www. Thefreedictionary. com Timmerhaus, K. D., Peters, M.S., 2004, “Plant Design and Economics for Chemical
Engineer”, 5
th
edition, jhon Wiley and Sons Inc, New york. Thomas Brock, “ Bioetcnology o Texbook of Industries Mikrobiology”, Sinauser
Inc, Sunderland, USA, 1984. Vibriant, F.C, and C.E Dryen, “Chemichal Engeneering Plant Design”,4 Edition, Mc
Graw Hill Kogaskusha Ltd. 1959. Walas Stanley M. Chemical Process Equipment, United States of America : Butter
worth Publisher, 1988.
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA
Kapasitas Produksi : 27.775 tontahun dengan kemurnian 90
Dasar Perhitungan : 1 jam operasi
Satuan massa : kilogram
Satu tahun operasi : 300 hari
Satu hari operasi : 24 jam
Kapasitas produksi :
= jam
hari X
ton kg
X hari
tahun X
tahun ton
24 1
1000 300
1 775
. 27
= 3.857,720 kgjam
1. Ball Mill SR-103
Pada ball mill tidak ada perubahan jumlah massa pada setiap komponen F
12 tanin
= F
13 tanin
Tabel L.B-1 Neraca Massa Dalam Ball Mill SR-103 Komponen
Masuk kgjam Masuk kgjam
F
11
F
12
Tanin 3.694,420 3.694,420
Air 163,3 163,3
Total 3.857,720
3.857,720
F
12
Tanin Air
F
13
Tanin Air
Universitas Sumatera Utara
2. Rotary Cooler RC-101
Pada rotary cooler tidak ada perubahan massa F
10
= F
12
Tabel. LA-2 Neraca Masa Pada Rotary Cooler Komponen
Masuk kgjam Masuk kgjam
F
11
F
12
Tanin 3.694,420 3.694,420
Air 163,3 163,3
Total 3.857,720
3.857,720
3. Rotary Dryer DE-101
F
10
Tanin Air
F
12
Tanin Air
F
11
Air
F
10
Tanin Air
F
9
Tanin Air
Universitas Sumatera Utara
Neraca massa total : F
9
= : F
10
+ F
11
Diasumsikan efisiensi alat pada drier sebesar 90, jadi masih terdapat 10 air yang terikut pada produk utama tanin
Tanin = F
9 tanin
= 4.433,3156 kgjam F
9 tanin
= F
10 tanin
= 4.433,156 kgjam H
2
O F
9
H
2
O = 1.960 kgjam F
9
H
2
O = 0,1 X F
10
H
2
O F
10
H
2
O = 0,1 X 1.960 kgjam = 196kgjam F
11
H
2
O = 1.960 kgjam – 196 kgjam = 1.764 kgjam
Tabel. LA-3 Neraca Masa Pada Rotary Dryer Komponen
Masuk kgjam Keluar kgjam
F
8
F
10
F
11
Tanin 3.694,420 3.694,420
- Air 1.633,28
163,3 1.469,9
Total 5.327,7
5.327,7
4. Kondensor E-101
. Pada kondensor tidak ada perubahan massa
F
14
= F
15 F
14
Etanol Air
F
15
Etanol Air
Universitas Sumatera Utara
Tabel. LA-4 Neraca Masa Pada Condensor Komponen
Masuk kgjam Masuk kgjam
F
14
F
15
Etanol 39.999,74 39.999,74 Air 33,332
33,332
Total 40.033,072
40.033,072
5. Evaporator FE-101
Neraca massa total : F
8
= : F
9
+ F
14
Diasumsikan effisiensi alat adalah 98,semua etanol akan teruapkan kecuali tanin karena memiliki titik uap yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan etanol dan air.
Tanin F
8
W
tanin
= F
9
W
tanin
4.433,3156 kgjam = 4.433,3156 kgjam
Etanol F
8
W
etanol
= F
14
W
etanol
47.999,98 kgjam = F
14
W
etanol
F
14
W
etanol
= 47.999,98 kgjam
Air
F
8
Tanin Etanol
Air
F
9
Tanin Air
F
14
Etanol Air
Universitas Sumatera Utara
F
8
W
air
= 2F
14
W
air
2.000 kgjam = F
14
W
air
F
14
W
air
= 40 kgjam
Sehingga pada F
9
masih terdapat air yang terikut pada tanin F
9
W
air
= F
8
W
air
- F
14
W
air
= 2.000 kgjam – 40 kgjam = 1.960 kgjam
Tabel LA-5 Neraca massa pada evaporator
6. Tangki Pengendapan TT-103
Neraca massa total : F
7
= F
8
Tabel. LA-6 Neraca Massa pada tangki Pengendapan TP-01 Komponen
Masuk kgjam Keluar kgjam
F
8
F
14
F
9
Tanin 3.694,420 -
3.694,420 Etanol
39.999,74 39.999,74
- Air
1.666,6 33,332
1.633,268
Total 45.360,76
45.360,76
F
7
Tanin Etanol
Air F
8
Tanin Etanol
Air
Universitas Sumatera Utara
Komponen Masuk Kgjam
Keluar Kgjam F
7
F
8
Tanin 3.694,420 3.694,420
Etanol 39.999,74 39.999,74
Air 1.666,6 1.666,6
Total 45.360,76
45.360,76
7. Filter Press P-101
F
5
= F
6
+ F
7
F
5
=12.233,2844 kgjam + 54433,2956 kgjam F
5
= 66.666,58 kgjam
Komposisi pada alur F
6
Impuritis F
5
W
5 impuritis
= F
6
W
6 impuritis
12.233,2844 kgjam = F
6
W
6 impuritis
F
6
W
6 impuritis
=12.233,2844 kgjam W
6 impuritis
= 1
Komposisi pada alur F
7
Tanin
F
5
Tanin Etanol
Air Impuritis
F
7
Tanin Etanol
Air
F
6
Impuritis
Universitas Sumatera Utara
F
5
W
5 tanin
= F
7
W
7 tanin
4.433,3156 kgjam = 4.433,3156 F
6
W
1 6
kgjam F
7
W
1 7
= 4.433,3156 kgjam W
1 7
= 0,0814
Etanol F
5
W
5 etanol
= F
7
W
7 etanol
47.999,980 kgjam =47.999,980 kgjam
F
7
W
7 etanol
=47.999,980 kgjam W
7 etanol
= 0,881
Air F
5
W
5 air
= F
7
W
7 air
2000 kgjam =2000 F
7
W
air 7
F
7
W
7 air
= 2000 kgjam W
7 air
= 0,0367
Tabel LA.7 Neraca Massa Pada Filter Press
Komponen Masuk
kgjam Keluar kgjam
F
5
F
6
Dibuang Kepenampungan
limbah F
7
Tanin 3.694,420 - 3.694,420
Impuritis 10.194,379 10.194,379 -
Etanol 39.999,74 - 39.999,74 Air 1.666,6
- 1.666,6
Total 55.555,13
55.555,13
7. Tangki Ekstraktor TT-102
Universitas Sumatera Utara
Perbandingan bahan baku dengan pelarut = 1: 3 Rumokoi,1992 Komposisi biji pinang
Deptan LIPTAN,1992
Tanin = 26,6
Impuritis =
73,4 Umpan mauk ekstraktor
F
3
= Laju bahan baku masuk ke ekstraktor = 16.666,6 kgjam
Tanin
= 0,266 x 16.666,6 kgjam = 4.433,3156kgjam
Impuritis
= 0,734 x 16.666,6 kgjam = 12.333,328
Umpan masuk ke ekstraktor dari tangki etanol F
4
= 3 x F
3
= 3 x 16.666,6 = 49.999,98 kgjam
F
4
W
4 etanol
= 0,96 x 49.999,98 = 47.999,98kgjam
F
4
W
4 air
= 0,04 x 49.999,98 = 2000kgjam
Neraca massa total : F
3
+ F
4
= F
5
16.666,6 kgjam + 49.999,98 kgjam = F
5
66.666,58 kgjam = F
5
Komposisi pada alur F
5
Tanin F
3
W
3 tanin
= F
5
W
5 tanin
4.433,3156 kgjam = 4.433,3156 F
5
W
1 4
kgjam F
5
W
1 5
= 4.433,3156 kgjam
F
5
Impuritis Tanin
Etanol Air
F
4
Etanol Air
F
3
Impuritis Tanin
Universitas Sumatera Utara
W
1 5
= 0,0665
Impuritis F
3
W
3 impuritis
= F
5
W
5 impuritis
12.233,2844 kgjam = F
5
W
5 impuritis
F
5
W
5 impuritis
=12.233,2844 kgjam W
5 impuritis
= 0,1835
Etanol F
4
W
4 etanol
= F
5
W
5 etanol
47.999,980 kgjam =47.999,980 kgjam
F
5
W
5 etanol
=47.999,980 kgjam W
5 etanol
= 0,72
Air F
4
W
4 air
= F
5
W
5 air
2000 kgjam =2000 F
5
W
4 5
F
5
W
5 air
= 2000kgjam W
4 air
= 0,03
Tabel LA.8 Neraca massa pada ekstraktor Komponen
Masuk kgjam Keluar kgjam
F
3
F
4
F
5
Tanin 3.694,420 - 3.694,420
Impuritis 10.194,379 -
10.194,379 Etanol -
39.999,74 39.999,74
Air - 1.666,6
1.666,6
Total 55.555,13
55.555,13
8. Ball Mill SR-102
Universitas Sumatera Utara
Pada ball mill tidak ada perubahan jumlah komponen, hanya terjadi penghancuran biji pinang menjadi serbuk pinang
F
2 tanin
= F
3 tanin
F
2 impuritis
= F
3 impuritis
9. Hammer Crusher SR-101
Pada hammer crusher tidak ada perubahan jumlah komponen, hanya terjadi pemotongan biji pinang
F
1 tanin
= F
2 tanin
F
1 impuritis
= F
2 impuritis
LAMPIRAN B
F
2
Impuritis Tanin
F
3
Impuritis Tanin
F
1
Impuritis Tanin
F
2
Impuritis Tanin
Universitas Sumatera Utara
PERHITUNGAN NERACA ENERGI
Basis Perhitungan : 1 jam operasi
Suhu referensi : 25
o
C = 298 K Suhu lingkungan
: 30
O
C = 303 K Satuan Perhitungan
: kkaljam
Diketahui :
Cp tanin jmol K = 18,4991 + 13,34458x 10
-2
– 0,8428 x10
-4
T
2
+ 2,0206 x10
-8
T
3
Perry, 1984
Kalor laten Etanol
= 201,1854 kkalkg Reklaitis, 1983
Cp etanol liquid = 0,670 kkalmol Geankoplis,1983
Cp etanol uap
= 0,505 kkalkg Geankoplis, 1983
Cp air = 1 kkalkg Geankoplis, 1983
Cp impuritis
= 0,54 kkalkg Perry, 1984
1. Hammer Crusher SR-101
Pada hammer crusher tidak ada perubahan jumlah energi pada setiap komponen, Q
1 tanin
= Q
2 tanin
Q
1 impuritis
= Q
2 impuritis
2.
Ball Mill SR-102
Pada ball mill tidak ada perubahan jumlah energi pada setiap komponen, hanya
Q
1
Impuritis Tanin
Q
2
Impuritis Tanin
Q
2
Impuritis Tanin
Q
3
Impuritis Tanin
Universitas Sumatera Utara
Q
2 tanin
= Q
3 tanin
Q
2 impuritis
= Q
3 impuritis
3. Tangki Ekstraktor TT-102
Energi Masuk
Pada Alur 3 a.
Tanin Cp
Tanin
=
K K
dT T
x T
x T
x
303 298
3 8
2 4
2
10 0206
, 2
10 8428
, 10
3458 ,
13 4991
, 18
=
18,4991 5 + 298
303 2
10 3458
, 13
2 2
2
x -
298 303
3 10
8428 ,
3 3
4
x +
298 303
4 10
0206 ,
2
4 4
8
x = 92,2455 + 200,45065 – 38,05340 + 2,74166
=257,45441Jmol =
0,061789kkalmol Q
3 Tanin
= N
3 Tanin
K K
Tanin
dT Cp
303 298
=
K K
Tanin Tanin
Tanin
dT Cp
BM F
303 298
3
= jam
kkal kmol
mol x
mol kkal
x jam
kmol 96
, 609
. 1
1 1000
061789 ,
605 ,
2
b. Impuritis
Q
3
T= 30
o
C
Tanin Impuritis
Q
4
T= 75
o
C
Tanin Impuritis
Etanol Air
Steam T= 130
o
C Q
3
T= 30
o
C
Etanol Air
Universitas Sumatera Utara
Q
3 Impuritis
= m x Cp x dT = 12.233,844 kgjam x 0,54 kkalkg
o
C 30 -25
o
C = 27.524,8233 kkaljam
Total Q
masuk
pada alur 3 = 29.134,7833 kkaljam
Pada Alur 4 a. Etanol
= 39.999,74 kgjam x0,670 kkalkg
o
C 30-25
o
C = 133.999,933 kkaljam
b. Air
Q
4 Air
= m x Cp x dT = 1.666,6 kgjam x 1 kkalkg
o
C 30 -25
o
C = 8.333 kkaljam
Total Q
masuk
pada alur 4 = 142.332,933 kkaljam
Total Q
masuk
= 29.134,7833 kkaljam +142.332,933 kkaljam = 171.476,7213 kkaljam
Energi Keluar
Pada Alur 5 a.
Tanin Cp
Tanin
=
K K
dT T
x T
x T
x
348 298
3 8
2 4
2
10 0206
, 2
10 8428
, 10
3458 ,
13 4991
, 18
=
18,4991 50 + 298
348 2
10 3458
, 13
2 2
2
x -
298 348
3 10
8428 ,
3 3
2
x +
298 348
4 10
0206 ,
2
4 4
8
x = 92,2455 + 2.155,3467 – 440,52032 + 34,24931
= 2.671,53069 Jmol =
0,064117kkalmol
Q
5 Tanin
= N
5 Tanin
K K
Tanin
dT Cp
348 298
Universitas Sumatera Utara
=
K K
Tanin Tanin
Tanin
dT Cp
BM F
348 298
5
= jam
kkal kmol
mol x
mol kkal
x jam
kmol 247
, 670
. 1
1 1000
064117 ,
605 ,
2
b. Impuritis
Q
5 Impuritis
= m x Cp x dT = 10.194,379 kgjam x 0,54 kkalkg
o
C 75 -25
o
C = 275.248,233 kkaljam
c. Etanol
Q
5 Etanol
= 39.999,74 kgjam x 0,670 kkalkg
o
C 75-25
o
C = 1.339.9991,29 kkaljam
d. Air
Q
5 Air
= m x Cp x dT = 1.666,6 kgjam 1 kkalkg
o
C 75 -25
o
C = 83.330 kkaljam
Total Q
keluar
pada alur 5 = 1.670,247 kkaljam + 275.248,233 kkaljam +
1.339.991,29 kkaljam + 8.333 kkaljam = 1.625.242,77 kkaljam
Total Q
steam
= Q
keluar
- Q
masuk
= 1.625.242,77 kkaljam – 171.476,7213 kkaljam = 1.453.766.0487 kkaljam
Jadi energi yang dihasilkan oleh steam pada alur masuk sebesar 1.453.766,049 kkaljam
Sebagai media pemanas digunakan steam pada suhu 130
o
C
C
o
130
= 2.716,484 kjkg
Reklaitis, 19760 = 2.716,484 kjkg x
kg kj
kg kkal
184 ,
4 1
= 649,255 kkalkg maka laju steam yang dibutuhkan
Universitas Sumatera Utara
Q
Steam
= kg
kkal jam
kkal 255
, 649
049 ,
766 .
453 .
1 = 2.239,1295 kgjam
Tabel LB.1 Neraca Energi Dalam Ekstraktor Komponen
Energi Masuk kkljam Energi Keluar kkljam
Alur F
3
Alur F
4
Alur F
5
Tanin Impuritis
Etanol Air
Steam 1.609,6
29.134,783 -
- 133.999,933
83.330 1.670,247
275.248,233 1.339.991,29
83.330 1.453.766,048
Total 1.700.239,77
1.700.239,77
5. Filter Press P-101
Pada filter press tidak ada perubahan energi Q
5
= Q
6
+ Q
7
Tabel LB.2 Neraca Energi Dalam Filter Press
Q
5
T=75
o
C Tanin
Etanol Air
Impuritis Q
7
Tanin Etanol
Air T=75
o
C
Q
6
T = 75
o
C Impuritis
Universitas Sumatera Utara
Komponen Energi Masuk kkljam
Energi Keluar kkljam Alur F
3
Alur F
4
Alur F
5
Tanin Impuritis
Etanol Air
Steam 1.609,6
29.134,783 -
- 133.999,933
83.330 1.670,247
275.248,233 1.339.991,29
83.330 1.453.766,048
Total 1.700.239,77
1.700.239,77
6. Tangki Pengendapan TT-102
Energi Masuk
Pada Alur 7 a.
Tanin Cp
Tanin
=
K K
dT T
x T
x T
x
348 298
3 8
2 4
2
10 0206
, 2
10 8428
, 10
3458 ,
13 4991
, 18
=
18,4991 50 + 298
348 2
10 3458
, 13
2 2
2
x -
298 348
3 10
8428 ,
3 3
2
x +
298 348
4 10
0206 ,
2
4 4
8
x = 92,2455 + 2.155,3467 – 440,52032 + 34,24931
Q
7
Tanin Etanol
Air T= 75
o
C Q
8
Tanin Etanol
Air T= 30
o
C Air
pendingin buangan
40
o
C Air Pendingin
T= 25
o
C
Universitas Sumatera Utara
= 2.671,53069 Jmol = 0,064117 kkalmol
Q
7 Tanin
= N
7 Tanin
K K
Tanin
dT Cp
348 298
=
K K
Tanin Tanin
Tanin
dT Cp
BM F
348 298
7
= jam
kkal kmol
mol x
mol kkal
x jam
kmol 247
, 670
. 1
1 1000
064117 ,
605 ,
2
b. Impuritis
Q
7 Impuritis
= m x Cp x dT = 10.194,379 kgjam x 0,54 kkalkg
o
C 75 -25
o
C = 275.248,233 kkaljam
c. Etanol
Q
7 Etanol
= 39.999,74 kgjam x 0,670 kkalkg
o
C 75-25
o
C = 1.339.991,29 kkaljam
d. Air
Q
7 Air
= m x Cp x dT = 1.666,6 kgjam 1 kkalkg
o
C 75 -25
o
C = 83.330 kkaljam
Total Q
masuk
pada alur 7 = 1.670,247 kkaljam + 275.248,233 kkaljam +
1.339.991,29 kkaljam + 83.330 kkaljam = 1.700.239,77 kkaljam
Energi Keluar
Pada Alur 8 a.
Tanin Cp
Tanin
=
K K
dT T
x T
x T
x
303 298
3 8
2 4
2
10 0206
, 2
10 8428
, 10
3458 ,
13 4991
, 18
Universitas Sumatera Utara
=
18,4991 5 + 298
303 2
10 3458
, 13
2 2
2
x -
298 303
3 10
8428 ,
3 3
4
x +
298 303
4 10
0206 ,
2
4 4
8
x = 92,2455 + 200,52065 – 38,05340 + 2,74166
= 257,45441 Jmol = 0,061789 kkalmol
Q
8 Tanin
= N
8 Tanin
K K
Tanin
dT Cp
303 298
=
K K
Tanin Tanin
Tanin
dT Cp
BM F
303 298
8
= jam
kkal kmol
mol x
mol kkal
x jam
kmol 960
, 160
1 1000
061789 ,
605 ,
2
b. Etanol
Q
8 Etanol
= m x Cp x dT = 39.999,74 kgjam x 0,670 kkalkg
o
C 30 -25
o
C =133.999,129
kkaljam c.
Air Q
8 Air
= m x Cp x dT = 1.666,6 kgjam 1 kkalkg
o
C 30 -25
o
C = 8.333 kkaljam
Total Q
keluar
pada alur 8 = 142.493,150 kkaljam
Panas yang diserap Total Q
diserap
= Q
keluar
– Q
masuk
= 142.493,150 kkaljam –1.700.239,77 kkaljam = -1.557.746,619 kkaljam
Jadi, energi yang diserap oleh air pendingin pada alur keluar sebesar -1.557.746,619 kkaljam.
Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan : Kondisi masuk air pendingin pada T= 25
o
C Kondisi air pendingin keluar T = 40
o
C
Universitas Sumatera Utara
H 25 C = 104,8 kJkg
H 40 C = 167,4 kJkg
= H 25 C – H 40
C = 104,8 – 167,4
= -62,5 kJkg Jumlah air pendingin yang diperlukan m = Q
= kg
kJ jam
kJ 5
, 62
619 ,
746 .
557 .
1
= 24.923,945
kgjam
Tabel LB- 3 Neraca Energi Dalam Tangki Pengendapan
Komponen Panas Masuk
kkaljam Panas Keluar kkaljam
Alur Q
7
Alur Q
8
Tanin Etanol
Air Q
diserap
1.670,247 1.339.991,29
83.330 -
160,960 133.999,129
8.333 1.557.746,619
Total 142.493,089
142.493,089
7. Evaporator FE-101
Q
8
T = 30
o
C Tanin
Etanol Air
Q
9
T =85
o
C Tanin
Air Q
14
T= 85
o
C Etanol
Air Steam
masuk T=130
o
C
Universitas Sumatera Utara
Energi Masuk
Pada Alur 8 a.
Tanin Cp
Tanin
=
K K
dT T
x T
x T
x
303 298
3 8
2 4
2
10 0206
, 2
10 8428
, 10
3458 ,
13 4991
, 18
=
18,4991 5 + 298
303 2
10 3458
, 13
2 2
2
x -
298 303
3 10
8428 ,
3 3
4
x +
298 303
4 10
0206 ,
2
4 4
8
x = 92,2455 + 200,52065 – 38,05340 + 2,74166
= 257,45441 Jmol = 0,061789 kkalmol
Q
8 Tanin
= N
8 Tanin
K K
Tanin
dT Cp
303 298
=
K K
Tanin Tanin
Tanin
dT Cp
BM F
303 298
8
= jam
kkal kmol
mol x
mol kkal
x jam
kmol 960
, 160
1 1000
061789 ,
605 ,
2
b. Etanol
Q
8 Etanol
= m x Cp x dT = 39.999,74 kgjam x 0,670 kkalkg
o
C 30 -25
o
C =133.999,129
kkaljam c.
Air Q
8 Air
= m x Cp x dT = 1.666,6 kgjam 1 kkalkg
o
C 30 -25
o
C = 8.333 kkaljam
Total Q
masuk
pada alur 8 = 142.493,089 kkaljam
Energi Keluar
Pada Alur 9 a.
Tanin
Universitas Sumatera Utara
Cp
Tanin
=
K K
dT T
x T
x T
x
358 298
3 8
2 4
2
10 0206
, 2
10 8428
, 10
3458 ,
13 4991
, 18
=
18,4991 60 + 298
353 2
10 3458
, 13
2 2
2
x -
298 353
3 10
8428 ,
3 3
4
x +
298 353
4 10
0206 ,
2
4 4
8
x = 1.109,946 + 2626,453 – 313,476 + 43,139
= 3.379,78 Jmol = 0,8111 kkalmol
Q
9 Tanin
= N
9 Tanin
K K
Tanin
dT Cp
358 298
=
K K
Tanin Tanin
Tanin
dT Cp
BM F
358 298
9
= jam
kkal kmol
mol x
mol kkal
x jam
kmol 915
, 112
. 2
1 1000
8111 ,
605 ,
2
b. Air
Q
9 Air
= m x Cp x dT = 1.626,6 kgjam 1 kkalkg
o
C 85 -25
o
C = 97.596 kkaljam
Total Q
keluar
pada alur 9 = 2.112,915 kkaljam + 97.596 kkaljam
= 99.708,915
kkljam Pada Alur 14
a. Etanol
Q
14 Etanol
= m x Cp x dT + m x
Etanol
= 39.999,74 kgjam x 0,505 kkalkg
o
C 85 -25
o
C + 39.999,74 kgjam x 204,26 kkalkg
= 1.211.992,122 kkaljam + 8.170.346,892 kkaljam = 9.382.339,014 kkaljam
d. Air
Q
14 Air
= m x Cp x dT + m x
Air
= 40 kgjam 1 kkalkg
o
C 85 -25
o
C + 40 kgjam 633,80 kkaljam
Universitas Sumatera Utara
= 2400 kkaljam + 25.352,04 kkalkg = 27.752,065 kkaljam
Total Q
keluar
pada alur 14 = 9.382.339,014 kkaljam + 27.752,065 kkaljam
= 9.410.090,079 kkaljam Total Q
keluar
= 99.708,915 kkaljam + 9.410.090,079 kkaljam = 9.509.799,994 kkaljam
Total Q
steam
= Q
keluar
- Q
masuk
= 9.509.799,994 kkaljam – 142.493,089 kkaljam = 9.367.306,905 kkaljam
Jadi energi yang dihasilkan oleh steam pada alur masuk sebesar 9.367.306,905 kkaljam
H130
o
C = 2.716,484 kJkg H
85
o
C = 355,856 kJkg = H 130
C – H 85 C
= 2.716,484 - 355,856 = 2.360,628 kJkg x
kg kj
kg kkal
184 ,
4 1
= 564,203 kkalkg maka laju steam yang dibutuhkan :
Q
Steam
= kg
kkal jam
kkal 203
, 564
905 ,
306 .
367 .
9
= 1.804,542 kgjam
Tabel LB- 4 Neraca Energi Dalam Evaporator
Komponen Panas Masuk
kkaljam Panas Keluar kkaljam
Alur Q
8
Alur Q
9
Alur Q
14
Tanin Etanol
Air Q
steam
160,960 133.999,129
8.333 1.475.205,979
2.112,915 -
97.596 -
1.514.990,153 3.000
Total 1.617.699,068
1.617.699,068
Universitas Sumatera Utara
8. Kondensor E-101
.
Energi Masuk
Pada Alur 14 a.
Etanol Q
14 Etanol
= m x Cp x dT + m x
Etanol
= 39.999,74 kgjam x 0,505 kkalkg
o
C 85 -25
o
C + 39.999,74 kgjam x 204,26 kkalkg
= 1.211.992,122 kkaljam + 8.170.346,892 kkaljam = 9.382.339,014 kkaljam
b. Air
Q
14 Air
= m x Cp x dT + m x
Air
= 40 kgjam 1 kkalkg
o
C 85 -25
o
C + 40 kgjam 633,80 kkaljam = 2400 kkaljam + 25.352,04 kkaljam
= 27.752,065 kkaljam Total Q
masuk
pada alur 14 = 9.382.339,014 kkaljam + 27.752,065 kkaljam
= 9.410.090,079 kkaljam
Energi Keluar
a. Etanol
Q
15 Etanol
= m x Cp x dT + m x
Etanol
= 39.999,74 kgjam x 0,505 kkalkg
o
C 30 -25
o
C + 39.999,74 kgjam x 201,1854 kkalkg
Q
14
T = 85
o
C Etanol
Air uap
Q
15
T= 30
o
C Etanol
Air cair
Air Pendingin T= 25
o
C
Air Pendingin
buangan T = 40
o
C
Universitas Sumatera Utara
= 100.999,3435 kkaljam + 8.047.363,692 kkaljam = 8.148.363,036 kkaljam
b. Air
Q
15 Air
= m x Cp x dT + m x
Air
= 40 kgjam 1 kkalkg
o
C 30 -25
o
C + 40 kgjam x 30,043 kkalkg = 200 kkaljam + 1201,7208 kkalkg
= 1.401,7208 kkalkg Total Q
keluar
pada alur 15 = 8.148.363,036 kkaljam + 1.401,7208 kkaljam
= 8.149.764,756
kkaljam Panas yang diserap
Total Q
diserap
= Q
keluar
– Q
masuk
= 8.149.764,756 kkaljam – 9.410.091,079 kkaljam = -1.260.326,323 kkaljam
Jadi, energi yang diserap oleh air pendingin pada alur keluar sebesar -1.260.326,323 kkaljam.
Jumlah air pendingin yang dibutuhkan : Kondisi masuk air pendingin pada T = 25
o
C Kondisi air pendingin keluar T = 40
o
C H 25
C = 104,8 kJkg H 40
C = 167,4 kJkg = H 25
C – H 40 C
= 104,8 – 167,4 = -62,5 kJkg
Jumlah air pendingin yang diperlukan m = Q =
kg kJ
jam kJ
5 ,
62 323
, 326
. 260
. 1
= 13.331,65
kgjam
Universitas Sumatera Utara
Tabel LB- 5 Neraca Energi Dalam Kondensor
Komponen Panas Masuk
kkaljam Panas Keluar kkaljam
Alur Q
14
Alur Q
15
Etanol Air
Q
diserap
1.514.990,153 3.000
- 100.999,343
200 1.416.790,81
Total 1.517.990,153
1.517.990,153
9. Rotary Dryer DE-101
Energi Masuk
Pada Alur 9 a.
Tanin Cp
Tanin
=
K K
dT T
x T
x T
x
358 298
3 8
2 4
2
10 0206
, 2
10 8428
, 10
3458 ,
13 4991
, 18
=
18,4991 60 + 298
353 2
10 3458
, 13
2 2
2
x -
298 353
3 10
8428 ,
3 3
4
x +
298 353
4 10
0206 ,
2
4 4
8
x = 1.109,946 + 2626,453 – 313,476 + 43,139
Universitas Sumatera Utara
= 3.379,78 Jmol = 0,8111 kkalmol
Q
9 Tanin
= N
9 Tanin
K K
Tanin
dT Cp
303 298
=
K K
Tanin Tanin
Tanin
dT Cp
BM F
303 298
9
= jam
kkal kmol
mol x
mol kkal
x jam
kmol 915
, 112
. 2
1 1000
8111 ,
605 ,
2
b. Air
Q
9 Air
= m x Cp x dT = 1.633,28 kgjam 1 kkalkg
o
C 85 -25
o
C = 97.997 kkaljam
Total Q
masuk
pada alur 9 = 2.112,915 kkaljam + 97.997 kkaljam
= 100.109,915
kkaljam
Energi Keluar
Pada Alur 10 a.
Tanin Cp
Tanin
=
K K
dT T
x T
x T
x
373 298
3 8
2 4
2
10 0206
, 2
10 8428
, 10
3458 ,
13 4991
, 18
=
18,4991 75 + 298
373 2
10 3458
, 13
2 2
2
x -
298 373
3 10
8428 ,
3 3
4
x +
298 373
4 10
0206 ,
2
4 4
8
x = 1. 387,432+ 3.358,136 – 714,456 + 57,944
= 3.973,168 Jmol = 0,953 kkalmol
Q
10 Tanin
= N
9 Tanin
K K
Tanin
dT Cp
373 298
=
K K
Tanin Tanin
Tanin
dT Cp
BM F
373 298
9
Universitas Sumatera Utara
= jam
kkal kmol
mol x
mol kkal
x jam
kmol 565
, 482
. 2
1 1000
953 ,
605 ,
2
b. Air
Q
10 Air
= m xCp x dT = 163,3 kgjam x 1 kkalkg
o
C 100-25
o
C = 12.247,5 kkaljam
Total Q
keluar
pada alur 10 = 2.482,565 kkaljam + 12.247,5 kkaljam = 14.730,065 kkaljam
Energi Keluar
Pada Alur 11 Air
= m xCp x dT = 1.469,9 kgjam x 1 kkalkg
o
C 100-25
o
C = 110.242,5 kkaljam
Total Q
keluar
= 14.730,065 kkaljam +110.242,5 kkaljam = 124.972,565 kkaljam
Entalphi udara dihitung dengan persamaan: H = 0,24 t + w 1060,8 + 0,45 t
Dimana : w = humidity udara Temperatur udara masuk ke heater udara 30
o
C 86
o
F H = 0,24 86 -77 + 0,019 1060,8 + 0,45 86-77
H = 2,16 + 20,232 H = 22,392
Temperatur udara keluar heater sebesar 100
o
C 212
o
F H = 0,24 212 – 77 + 0,019 1069,8 + 0,45 212-77
H = 67,131Btulb Misalkan : kebutuhan udara = X lb
Panas udara keluar heater = masuk drier = 67,131 X Btu Panas udara masuk heater = keluar drier = 22,392.Xbtu
Panas masuk drier = panas umpan masuk + panas udara masuk
Universitas Sumatera Utara
= 100.109,915 + 67,131 X Btu Panas keluar drier = panas umpan keluar + panas udara keluar
= 124.972,565 + 22,392 X Btu Neraca energi pada drier :
Panas masuk = panas keluar 100.109,915 + 67,131. XBtu = 124.972,565 + 22,392.XBtu
X = 1131,191 Qudara masuk Q
o
= 67,131 XBtu = 75937,98302 Btu = 18364,709 kkaljam Qudara keluar Q
i
= 22,392 XBtu = 47170,835 Btu = 11404,941 kkaljam Q
s
= Q
o
+ Qi = 24.862,65 kkaljam
Kondisi superheated steam P = 1 atm, T = 130
o
C T keluar
= 100
o
C Cp H
2
O = 1 kkalkg
o
C
= 2733,730 kJKg = 653,377 kkalkg Smith,1987 Steam yang dibutuhkan :
kg kkal
jam kkal
m 377
, 653
65 ,
862 .
24
= 38,052 kgjam
Tabel LB- 6 Neraca Energi Dalam Rotary Dryer
Komponen Panas Masuk
kkaljam Panas Keluar
kkaljam Alur Q
9
Alur Q
10
Alur Q
11
Tanin Air
Q
s
2.112,915 97.997
24.862,65 2.482,56
12.247,5 -
- 110.242,5
-
Total 124.972,565
124.972,565
Universitas Sumatera Utara
8. Rotary Cooler RC-101
Energi Masuk Pada alur 10
a.
Tanin Cp
Tanin
=
K K
dT T
x T
x T
x
373 298
3 8
2 4
2
10 0206
, 2
10 8428
, 10
3458 ,
13 4991
, 18
=
18,4991 75 + 298
373 2
10 3458
, 13
2 2
2
x -
298 373
3 10
8428 ,
3 3
4
x +
298 373
4 10
0206 ,
2
4 4
8
x = 1. 387,432+ 3.358,136 – 714,456 + 57,944
= 3.973,168 Jmol = 0,953 kkalmol
Q
10 Tanin
= N
10 Tanin
K K
Tanin
dT Cp
373 298
=
K K
Tanin Tanin
Tanin
dT Cp
BM F
373 298
10
= jam
kkal kmol
mol x
mol kkal
x jam
kmol 565
, 482
. 2
1 1000
953 ,
605 ,
2
b. Air
Q
10 Air
= m xCp x dT = 163,3 kgjam x 1 kkalkg
o
C 100-25
o
C = 12.247,5 kkaljam
Air pendingin
T= 25
o
C
Q
10
T= 100
o
C Tanin
Air Q
12
T= 30
o
C Tanin
Air
Air Pendingin
buangan T =40
o
C
Universitas Sumatera Utara
Total Q
masuk
pada alur 10 = 2.482,565 kkaljam + 12.247,5 kkaljam = 14.730,065 kkaljam
Energi Keluar
Pada Alur 12 a.
Tanin Cp
Tanin
=
dT T
x T
x T
x
K K
10 0206
, 2
10 8428
, 10
3458 ,
13 499
, 18
3 8
2 4
2 303
298
= 18,4991 303-298 +
298 303
2 10
3458 ,
13
2
x
5 4
10 0206
, 2
5 3
10 8428
,
4 8
2
x
x = 257,45441 Jmol
= 0,061789 kkalmol Q
12 Tanin
= N
12 Tanin
K K
Tanin
dT Cp
303 298
=
K K
Tanin Tanin
Tanin
dT Cp
BM F
303 298
12
= 2,605
jam kkal
kmol mol
x mol
kkal x
jam kmol
960 ,
160 1
1000 061789
,
b. Air
Q
12 Air
= m x Cp x dT = 163,3 kgjam x 1kkalkg
o
C 30-25
o
C = 816.5 kkaljam
Total Q
keluar
pada alur 12 = 160,960 kkaljam + 816.5 kkaljam = 977,46 kkaljam
Q
diserap
= Q
keluar –
Q
masuk
= 977,46 kkaljam – 14.730,065 kkaljam = -13.752,605 kkaljam
Universitas Sumatera Utara
Jadi, energi yang diserap oleh air pendingin pada alur keluar sebesar -13.752,605 kkaljam.
Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan : Kondisi masuk air pendingin pada T= 20
o
C Kondisi air pendingin keluar T = 40
o
C
H 25 C = 104,8 kJkg
H 40 C = 167,4 kJkg
= H 25 C – H 40
C = 104,8 – 167,4
= -62,5 kJkg
Jumlah air pendingin yang diperlukan m = Q =
kg kJ
jam kJ
5 ,
62 605
, 752
. 13
= 220,041
kgjam
Tabel L.B-7 Neraca Energi Dalam Rotary Cooler
Komponen Panas Masuk
kkaljam Panas Keluar
kkaljam Alur Q
10
Alur Q
12
Tanin Air
Q
diserap
2.482,565 12.247,5
- 160,960
816,5 13.752,605
Total 14.730,065
14.730,065
Universitas Sumatera Utara
9. Ball Mill SR-103
Pada ball mill tidak ada perubahan jumlah energi pada setiap komponen, hanya Q
12 tanin
= Q
13 tanin
Tabel L.B-7 Neraca Energi Dalam Ball Mill SR-103
Komponen Panas Masuk
kkaljam Panas Keluar
kkaljam Alur Q
12
Alur Q
13
Tanin Air
160,960 816,5
160,960 816,5
Total 977,46
977,46
Q
12
Tanin Air
Q
13
Tanin Air
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT
L.C.1 Gudang Bahan Baku GBB
Fungsi : sebagai tempat persediaan bahan baku. Laju alir masuk biji pinang G = 13.888,8 kgjam
Lampiran A Densitas biji pinang
= 0,32656 kgliter
Effendi, dkk = 326,56 kgm
3
Lama penyimpanan
= 7 hari = 168 jam
Faktor kelonggaran, fk = 20
Perry,1984
Jumlah gudang yang akan direncanakan sebanyak 1 unit dengan desain sebagai berikut :
Tinggi h
= 15 m
Panjang = 2 XL
Volume gudang V =
h L
V
= 2 x L x L x 15 V
= 30L
2
Volume bahan, Vb =
G
= 56
, 326
8 ,
888 .
13 = 425,306 m
3
jam Volume bahan dalam gudang untuk 7 hari
V =
1 fk
Vb
= 425,306 x 168 x 1 + 0,2
= 85.741,689
m
3
Sehingga diperoleh : 85.741,689
= 30 L
2
Universitas Sumatera Utara
L
2
= 2.858,056
L = 53,460 meter
Maka, P
= 2 xL = 2 x 53,460
= 106,920
Diperoleh spesifikasi gudang bahan baku :
Konstruksi yang diinginkan pondasi beton dengan dinding batu dan atap seng
Tinggi gudang = 15 m
Panjang gudang
= 106,92 m = 107 m
Lebar gudang = 53,460 m = 54 m
L.C.2 Tangki Etanol 96 TE-101
Fungsi : untuk menampung etanol selama 2 hari operasi Jumlah tangki yang ingin dirancang sebanyak 1 buah
Tekanan pada tangki = 1 atm
Temperatur tangki = 30
o
C Laju alir masuk G
= 39.999,74 kgjam Lampiran A
= 88.183,426 lbjam Densitas etanol 96
= 792,71 kgm
3
= 1.747,6355 lbft
3
Waktu tinggal
= 48 jam
Universitas Sumatera Utara
D H
h
H
s
Tangki dirancang berbentuk silinder tegak dengan tutup bawah datar dan tutup atas ellipsoidal.
Gambar LC-1 . Rancangan tangki etanol
Perhitungan: Menentukan ukuran tangki
a. Volume Tangki, V