- Biaya laboratorium serta penelitian dan pengembangan litbang
- Biaya pemeliharaan
- Biaya tambahan
Dari hasil perhitungan pada lampiran E diperoleh biaya variabel, BV sebesar Rp 170.615.364.122
Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel = Rp 70.911.312.307+ Rp 170.615.364.122
= Rp 241.526.676.429
10.3 Total Penjualan Total Sales
Penjualan diperoleh dari hasil penjualan produk yaitu Rp 382.500.000.-
10.4 Perkiraan RugiLaba Usaha
Dari hasil perhitungan pada lampiran E, diperoleh: 1.
Laba sebelum pajak Rp 140.973.323.570
2. Pajak penghasilan
Rp 42.274.497.071 3.
Laba setelah pajak Rp 98.698.826.499
10.5 Analisa Aspek Ekonomi 10.5.1 Profit Margin PM
Profit Margin adalah presentase perbandingan antara keuntungan sebelum pajak penghasilan PPH terhadap total penjualan.
PM =
100 penjualan.
total pajak
sebelum Laba
x PM =
100 0.000
382.500.00 3.570,-
140.973.32 x
= 36,86
Dari hasil perhitungan diperoleh profit margin sebesar 36,86 maka perancangan pabrik ini memberikan keuntungan.
Universitas Sumatera Utara
10.5.2 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. BEP =
100 Variabel
Biaya -
Penjualan Total
Tetap Biaya
x BEP =
100 4.122
170.615.36 -
0.000 382.500.00
.307 70.911.312
x = 33,47
10.5.3 Return On Investement ROI
Return on Investment adalah besarnya presentase pengembalian modal setiap tahun dari penghasilan bersih.
ROI = 100
investasi modal
Total pajak
setelah Laba
x ROI =
100 -
4.993. 236.561.79
- .499.
98.698.826 x
= 41,72
Analisa ini dilakukan untuk mengetahui laju pengembalian modal investasi
total dalam pendirian pabrik. Katagori 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 41,72 sehingga pabrik yang akan
didirikan termasuk resiko laju pengembalian modal rata - rata.
10.5.4 Pay Out Time POT
Pay out of 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.
Universitas Sumatera Utara
POT =
100 1
x ROI
POT =
100 41,72
1 x
= 2,40 tahun Dari perhitungan diatas dapat dilihat bahwa seluruh modal investasi akan
kembali setelah 2,40 tahun operasi.
10.5.5 Internal Rate of Return IRR
Internal rate of return merupakan presentase yang menggambarkan keuntungan rata – rata bunga pertahun dari semua pengeluaran dan pemasukan.
Apabila IRR ternyata lebih besar dari bunga rill yang berlaku, maka pabrik akan menguntungkan, tetapi bila IRR lebih kecil dari bunga rill yang berlaku
maka pabrik dianggap rugi. Dari perhitungan lampiran E diperoleh IRR = 54,99 sehingga pabrik
akan menguntungkan karena lebih besar dari bunga pinjaman bank saat ini yaitu sebesar 20 Bank Indonesia,2008.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA
Anonim1. 2008. www.google.com Bailey’s, Alton E.,1951.Industrial Oil and Fat Product. 4
th
edition. Intersince
Publisher. New York.
Barus, Pina. 2006. Studi Reaksi Interesterifikasi Antara RBDPS Dengan Minyak Kelapa Atau Minyak Kemiri Menjadi CBS atau Margarin Yang
Mengandung Asam Omega 3 Dan Omega 6. Program Doktoral Ilmu Kimia Sekolah Pasca Sarjana. USU. Medan.
Bernasconi, G. 1995. Teknologi kimia. Bagian 1 dan 2. PT. Pradnya Paramita. Jakarta.
BPS.2006. Data Impor Indonesia. Badan Pusat Statistik. Brownell, L.E.,Young E.H.1959. Process Equipment Design.Wiley Eastern Ltd.
New Delhi. Considine, Douglas M. 1974. Instruments and Controls Handbook. 2
rd
Edition. Mc. Graw Hill. USA.
F.G. Winarno.1991.Kimia Pangan dan Gizi. P.T Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.
Foust, A.S., 1980. Principles of Unit Operation. Edisi Kedua. Gulf Publishing Company. Houstan. Texas.
Geankoplis, C.J.,1997. Transport Procesess and Unit Operations. Edisi Ketiga. Prentice-Hall of India. New Delhi.
Ketaren. 1986.Minyak dan Lemak Pangan.UI-Press. Jakarta. Kern, D.Q.,1965. Process Heat Transfers. Mc Graw Hill Book Company : New
York, USA. Kirk, R.E. dan Orthmer, DF. 1967. Encyclopedia Of Chemical Engineering
Technology. John Wiley and sons Inc. New York. Labban.1971.Equipment Motors Design Of Industries.Gulf Publishing
Company.Texas. Levenspiel .O.1999. Chemical Reaction Engineering. Edisi ketiga. John Wiley
And Sons. Singapore.
Universitas Sumatera Utara
Lyman, W.J., 1982. Handbook Of Chemical Property Estimation Methods. John Wiley and sons Inc. New York.
Manulang, M. 1982. Dasar – dasar Marketing Modern. Edisi 1. Yogyakarta. Penerbit Liberty.
Metcalf dan Eddy.1991.Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse. Mc-Graw Hill Book Company. New Delhi.
McCabe, W.L, Smith, J.M.,1993. Operasi Teknik Kimia. Jilid 1. Edisi Keempat. Penerbit Erlangga. Jakarta.
Perry, Robert .H., Don W. Green and James O. Maloney, 1999. Perry’s chemical engineers handbook. Edisi Ketujuh. Mc- Graw Hill Book Company : New
York, USA. Peters, M.S; Klaus D. Timmerhaus dan Ronald E. West. 2004. Plant Design And
Economics For Chemical Engineers Edisi Kelima. Mc Graw Hill Book Company : New York, USA.
PT.Bratachem Chemical. 2008. Price Product. List. Jakarta Ramayana,2003.Pembuatan Lemak Margarin Dari Minyak Kelapa. Minyak
Kelapa Sawit dan Stearin Kelapa Sawit Melalui Proses Interesterifikasi dan Blending Berkecepatan Tinggi Pada Suhu Kamar. Program Pasca
Sarjana. USU. Medan. Reklaitis.G.V.,1983. Introduction To Material And Energy Balance .Mc-Graw
Hill Book Company.New York. Smith, J.M., Van Ness, H.C. 2001. Chemical Engineering Thermodinamics. Edisi
Keenam. Mc Graw Hill Book Company : New York, USA. Sandler, J.H., 1987. Practical Process Engineering. Edisi kedua. Mc Graw Hill
Book Company : New York, USA. Walas, Stanley M. 1998. Cemical Process Equipment. United states Of America :
Butterworth Publisher.
Winarno. 1992. Kimia Pangan Dan Gizi. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta Yermi, D.A, dan Nurul, M.,2006.Pembuatan Margarin Dari Minyak Kacang
Tanah Dengan Proses Hidrogenasi. ITS. Surabaya.
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA
Kapasitas produksi = 22.500 tontahun
= 22.500.000
kgtahun Operasi pabrik
= 300 haritahun, 24 jamhari Produksi pabrik
= 22.500.000 x 1300 x 124 =
3.125 kgjam
Basis perhitungan = 1 jam operasi
1. Tangki Bleaching
Fungsi : menghilangkan zat – zat yang tidak disukai pada minyak.
F
2 minyak
= 2517,1227 kgjam F
3 Bleaching Earth
= 1 x F
2 Minyak
Ketaren, 1986 = 1 x 2517,1227 kgjam
= 2517,1227 kgjam Tangki
pemucat TP-01
Bleaching Earth
F
5
F
2
Minyak Minyak
Bleaching Earth F
4
P = 1 atm T = 90
o
C
Universitas Sumatera Utara
Tabel L.A.1 Neraca Massa pada Tangki Bleaching
Masuk Keluar Komponen
F
2
F
3
F
4
Minyak 2517,1227 -
2517,1227 Bleaching Earth
- 25,1712
25,1712 Jumlah 2517,1227
25,1712 2509,5939
Total 2509,5939 2509,5939
2. Filter Press
Fungsi : Untuk memfilter produk dari Tangki Pemucat ke Kolom Hidrogenasi
F
4 Minyak
= 2517,1227 kgjam F
4 Bleaching Earth
= 25,1712 kgjam F
5 Bleaching Earth
= 25,1712 kgjam F
5 Minyak
= 0,3 x F
4 Minyak
Ketaren, 1986
= 0,3 x 2517,1227 kgjam = 7,5288 kgjam
F
6 Minyak
= F
4 Minyak
– F
5 Minyak
= 2517,1227 kgjam – 7,5288 kgjam = 2509,5939 kgjam
P = 1 atm T = 90
o
C F
4
Filter Press FP
Tangki Penampungan
F
6
F
5
Minyak
Minyak Bleaching Earth
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.2 Neraca massa pada Filter Press
Masuk Keluar Komposisi
F
4
F
5
F
6
Minyak 2517,1227 7,5288
2509,5939 Bleaching Earth
25,1712 25,1712
- Jumlah 2542,2939
32,7000 2509,5939
Total 2542,2939
2542,2939
3. Reaktor Hidrogenasi
Fungsi : Untuk menjenuhkan ikatan rangkap dari rantai asam lemak pada minyak menggunakan H
2
.
steam F
7
T = 200 C
F
6
F
9
Minyak Minyak
Asam palmitat Asam palmitat
Asam Stearat Asam Stearat
Asam Behenat kondensat F
8
Asam Behenat Asam Oleat Asam Oleat
Asam Linoleat Asam Linoleat H
2
F
6 Minyak
= 2509,5939 kgjam Konversi
= 98
Komponen Berat
Berat kg BM
Kmol
Asam Palmitat 6.3000
158.1044 256
0.6176 Asam Stearat
4.9000 122.9701
284 0.4330
Asam Behenat 5.9000
148.0660 340
0.4355 Asam Oleat
61.1000 1533.3619
282 5.4375
Asam Linoleat 21.8000
547.0915 280
1.9539 Total 100.0000
2509.5939 8.8774
H
2
Kolom Hidrogensasi
KH-01 Ni
Universitas Sumatera Utara
C
17
H
33
COOH + H
2
C
17
H
35
COOH Asam oleat Asam stearat
Asam oleat yang bereaksi = 5,4375 kmol x 0,98 = 5,3287 kmol
Asam oleat yang sisa = 5,4375 kmol – 5,3287kmol
= 0,1087 kmol = 30,6534 kgjam H
2
yang bereaksi = 5,3287 kmol
Asam stearat yang terbentuk = 5,3287 kmol
C
17
H
33
COOH + 2H
2
C
17
H
35
COOH Asam linoleat Asam Stearat
Asam linoleat yang bereaksi = 1,9539 kmol x 0,98 = 1,9148 kmol Asam linoleat yang sisa
= 1,9539 kmol – 1,9148 kmol =
0,0391 kmol
= 10,948
kgjam H
2
yang bereaksi = 2 x 1,9148 kmol = 3,8296 kmol
Asam stearat yang dihasilkan = 1,9148 kmol
Maka Asam stearat yang terbentuk = 0,4330 + 5,3287 + 1,9148 kmol
= 7,6765 kmol = 2.180,1260 kgjam Total H
2
yang bereaksi = 5,3287 + 1,9148 = 9,1583 kmol
H
2
berlebih = 1 x 9,1583 kmol = 0,0916 kmol
Total H
2
yang dibutuhkan = 9,1583 + 0,0916 = 9,2499 kmol
Digunakan Ni sebagai katalis, dimana jumlah Ni yang digunakan adalah = 0,05 x F
6
= 0,05 x 2509,5939 = 1,2548 kg Perry’s, 1999
Universitas Sumatera Utara
Tabel L.A.3 Neraca Massa pada Reaktor Hidrogenasi
Masuk Keluar Komponen
F
6
F
7
F
9
Asam Palmitat
158,1044 -
158,1044
Asam Stearat
122,9701 -
2180,1311
Asam Behenat
148,0660 -
148,0660
Asam Oleat 1533,3619
- 30,6672
Asam Linoleat 547,0915
- 10,9418
H
2
- 18,4999
0,1832
Jumlah
2509,5939 18,4999
2528,0938
Total 2528,0939 2528,0938
4. Blending Tank
Fungsi : untuk mengemulsikan minyak dengan cara penambahan emulsi fase cair dan fase minyak.
P = 1 atm T = 45
o
C
F
11
Tangki Emulsifikasi
T.pencampur 1 Leshitin, Vit A, B- Carothen
T.Pencampur 2 Garam,TBHQ,
Na-Benzoat, Skim milk F
13
F
10
Minyak Minyak
Lesitin Vitamin A
B-Caroten Garam
TBHQ Na-Benzoat
Skim Milk
P = 1 atm T = 30
o
C
F
12
Universitas Sumatera Utara
Komponen Berat
Berat kg
Minyak 80.8990 2528.0938
Lechitin 0.5000 15.6250
Garam 3.0000 93.7500
TBHQ 0.0050 0.1563
Na-Benzoat 0.1000 3.1250
Carotene 0.0030 0.0938
Vit. A D 0.0020
0.0625 Skim Milk
15.4910 484.0938
Total 100.0000 3125.0000
F
11
= F
11
. X
lechitin
+ F
11
. X
B-carothene
+ F
11
. X
Vit.A
= 3.125 x 0,5 + 3.125 x 0,003 + 3.125 x 0,002 = 15,6250 + 0,0938 + 0,0625 kgjam
= 15,7813
kgjam
F
12
= F
12
. X
garam
+ F
12
. X
TBHQ
+ F
12
. X
Na-Benzoat
+ F
12
. X
skim milk
= 3.125 x 3 + 3.125 x 0,005 + 3.125 x 0,1 + 3.125 x 15,491
= 93,75 + 0,1563 + 3,125 + 484,0938 kgjam = 581,1251 kgjam
F
10
= F
13
– F
11
– F
12
= 3.125 – 15,7813 – 581,1251 kgjam = 2.528,0938 kgjam
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI
Basis Perhitungan = 1 jam operasi
Suhu Referensi = 25
C = 298 K
Satuan Operasi = kkal jam
Kapasitas produksi = 25.000 ton tahun
Data – data Kapasitas Panas Cp diambil dari Reid, 1986 ; Geankoplis, 1983; dan Lange, 1978.
Cp Asam Palmitat = 129,5 kkal kmol
K Cp Asam Stearat
= 144,1 kkal kmol K
Cp Asam Behenat = 173,1 kkal kmol
K Cp Asam Oleat
= 140 kkal kmol K
Cp Asam Linoleat = 135,7 kkal kmol
K Cp Lechitin
= 314,5 kkal kmol K
Cp Garam = 12,1095 kkal kmol
K Cp TBHQ
= 160,9 kkal kmol K
Cp Vitamin A = 151,24 kkal kmol
K Cp B-Carothen
= 240,4 kkal kmol K
Cp Na-Benzoat = 36,542 kkal kmol
K Cp Skim Milk
= 1117,2 kkal kmol K
Cp H
2
= 1041,75 kkal kmol K
Cp Ni = 1032,80 kkal kmol
K
Universitas Sumatera Utara
2. Heater
Fungsi : memanaskan suhu minyak kacang tanah dari suhu 30 C menjadi
90 C
steam T = 200 C
F
1
F
2
minyak minyak P = 1 atm
Kondensat T = 90 C
Panas masuk pada 30 C
dQdT 1 =
N
303 298
Cp
. dT =
1,7456722,45 =
6305,1072 kkal jam
Tabel LB.1 Neraca panas masuk heater pada 30 C
Komponen F kgjam BM N kmoljam
Cp kkal kmol
K dT
K dQdt kkaljam
minyak 2517,1227 1442
1,7456 722,4
5 6305,1072
Total 2517,1227 1442
1,7456 722,4 5 6305,1072
Panas keluar pada 90 C
dQdT 2 =
N
363 298
Cp
. dT =
1,7456722,465 =
81966,3936 kkal jam Heater
Universitas Sumatera Utara
Tabel LB.2 Neraca panas keluar heater pada 90 C
Komponen F kgjam BM
N kmoljam
Cp kkal kmol
K dT
K dQdt kkaljam
minyak 2517,1227
1442 1,7456 722,4 65 81966,3936
Total 2517,1227
1442 1,7456 722,4 65 81966,3936
dQ dt = dQ dt 2 – dQ dt 1 = 81966,3936 – 6305,1072
= 75661,2864 kkaljam Digunakan steam pada 200
C, = 463,3365 kkalkg Mc Cabe, 1994
Jumlah steam yang dibutuhkan, m = kgjam
163,2966 kkalkg
463,3365 kkaljam
75611,2864
3. Reaktor Hidrogenasi
Fungsi : Untuk mereaksikan asam oleat dan linoleat dengan gas hidrogen untuk menghasilkan asam stearat.
steam F
7
T = 30 C
T = 200 C
F
6
F
8
Minyak Minyak Asam palmitat
asam palmitat Asam Stearat
Asam Stearat Asam Behenat
Asam Behenat Asam Oleat kondensat Asam Oleat
Asam Linoleat Asam Linoleat H
2
Ni Reaktor
Hidrogensasi
Katalis Ni
Tangki gas H
2
Universitas Sumatera Utara
Panas masuk pada 90 C
dQdT = N
363 298
Cp
. dT
= N
minyak
363 298
Cp
minyak.
dT = 1,7404722,465 = 81722,2224 kkaljam
Panas masuk pada 30 C
dQdT =
N
303 298
Cp
. dT
= N
H2
303 298
Cp
H2.
dT = 9,24991041,755 = 48180,4166 kkaljam
Tabel LB.3 Neraca panas masuk reaktor hidrogenasi pada 90 C
Komponen F kgjam
BM N
kmoljam Cp kkal
kmol K
dT K dQdt
kkaljam Minyak 2509,5939
1442 1,7404 722,4 65 81722,2224
Total 81722,2224
Tabel LB.4 Neraca panas masuk reaktor hidrogenasi pada 30 C
Komponen F kgjam
BM N kmoljam
Cp kkal kmol
K dT
K dQdt kkaljam
H
2
18,4999 2 9,2499 1041,75 5 48180,4166
Total
48180,4166
Panas keluar pada 180 C alur 8
dQdT 8 = N
453 298
Cp
. dT
= N
minyak
453 298
Cp
minyak.
dT + N
H2
453 298
Cp
H2.
dT + N
Ni
453 298
Cp
Ni
dT = 1,7404722,4155+ 9,24991041,75155
Universitas Sumatera Utara
= 194.876,0688 + 1.493.592,9150 = 1.688.468,9840 kkal jam
Tabel LB.5 Neraca panas keluar reaktor hidrogenasi pada 180 C
Komponen F kgjam
BM N
kmoljam Cp kkal
kmol K
dT K dQdt
kkaljam Minyak 2509,5939
1442 1,7404 722,4 155 194876,0688 H
2
18,4999 2 9,2499 1041,75
155 1493592,9150
Total 1688468,9840
Panas Reaksi 1. Asam Oleat + H
2 Ni
Asam Stearat C
17
H
33
COOH + H
2 Ni
C
17
H
35
COOH 2. Asam Linoleat + H
2 Ni
Asam Stearat C
17
H
31
COOH + 2H
2 Ni
C
17
H
35
COOH
Panas reaksi Standar : AH
R
=
n. H
f produk
- n. H
f realtan
Reaksi 1 Asam Oleat yang bereaksi
= 5,3287 kmol H
2
yang bereaksi = 5,3287 kmol
Asam Stearat yang terbentuk = 5,3287 kmol
H
R1
= [5,3287 x -183,97x10
3
] – [5,3287 x -156,26x10
3
+ 5,3287 x 0] = -980.320,939 - -832.662,662
= -147.658,277 kkal Reaksi 2
Asam Linoleat yang bereaksi = 1,9148 kmol
H
2
yang bereaksi = 3,8296 kmol
Asam Stearat yang terbentuk = 1,9148 kmol
H
R2
= [1,9148 x -183,97x10
3
] – [ 1,9148 x -128,55.10
3
+ 3,8296 x 0] = -352.265,756 – -246.147,54
= -106.118,216 kkal
Universitas Sumatera Utara
Panas Reaksi Standar H
f 298
= -147.658,277 – 106.118,216 = -253.776,493 H
R
= - H
reaktan
- H
f 298
+ H
p
=– 129.902,639 - -253.776,493 + 1.688.468,9840 = 1.812.342,838 kkal
Digunakan steam pada 200 C,
= 463,3365 kkalkg Mc Cabe, 1994 Jumlah steam yang dibutuhkan,
m = kgjam
3911,5046 kkalkg
463,3365 kkaljam
838 1.812.342,
3. Cooler
Fungsi:untuk mendinginkan produk dari tangki penampungan dari 180 C menjadi
50 C
T = 30 C
Air pendingin
F
9
F
10
minyak minyak P = 1 atm
T = 50 C
Air pendingin
bekas
Panas masuk pada 180 C
dQdT 9 =
N
453 298
Cp
. dT =
1,7535722,4155 =
196.309,3104 kkal jam Cooler
Universitas Sumatera Utara
Tabel LB.6 Neraca panas masuk cooler pada 180 C
Komponen F kgjam BM
N kmoljam
Cp kkal kmol
K dT
K dQdt kkaljam
minyak 2528,0938 1442 1,7535 722,4
155 196309,3104
Total 2528,0938
1442 1,7535
722,4 155 196309,3104
Panas keluar pada 50 C alur 10
dQdT 10 =
N
323 298
Cp
. dT =
1,7535722,425 =
31662,792 kkal jam
Tabel LB.7 Neraca panas keluar cooler pada 50 C
Komponen F kgjam BM
N kmoljam
Cp kkal kmol
K dT
K dQdt kkaljam
minyak 2528,0938 1442 1,7535 722,4
25 31662,792
Total 2528,0938
1442 1,7535
722,4 25 31662,792
Panas yang diserap air pendingin, Q = Q
m
– Q
k
= 196.309,3104 – 31.662,792 = 164.646,5184 kkaljam
Digunakan air pendingin pada 30 C dan keluar pada suhu 50
C, Cp=1 kkalkg C
Maka banyaknya air pendingin = dT
Cp Q
. =
30C 40
1kkalkgC 84
164.646,51
= 16.464,6518 kkal jam
Universitas Sumatera Utara
4. Tangki Blending
Fungsi : tempat menghomogenkan campuran dengan minyak kacang tanah
F
11
F
10
F
12
T = 45 C
Panas masuk pada 50 C
dQdT 10 =
N
323 298
Cp
. dT =
1,7532722,425 =
31.662,792 kkal jam
Tabel LB.8 Neraca panas masuk tangki blending pada 50 C
Komponen F kgjam BM
N kmoljam
Cp kkal kmol
K dT
K dQdt kkaljam
minyak 2528,0938 1442 1,7532 722,4 25
31662,792
Total 2528,0938
1442 1,7532 722,4 25 31662,792
Panas masuk pada 30 C
dQdT 11 =
N
303 298
Cp
. dT
= N
Vitamin A
303 298
Cp
.
dT + N
B-Carothen
303 298
Cp
.
dT + N
Lechitin
303 298
Cp dT
N
garam
303 298
Cp
.
dT + N
TBHQ
303 298
Cp
.
dT + N
Na-Benzoat
303 298
Cp dT+
N
Skim Milk
303 298
Cp dT Blending
Tank Lechitin, Garam, TBHQ
Vitamin A, B-Carothen, Na-Benzoat Skim milk
Universitas Sumatera Utara
= 0,0003151,245 + 0,0002240,45 + 0,0207314,55
1,602612,10955+ 0,0005160,95 +0,025836,5425 + 0,41161117,25
= 0,22686 + 0,2404 + 32,5507 + 97,0334 + 0,40225 + 4,7139 + 2299,1976
= 2434,2039 kkal jam
Tabel LB.9 Neraca panas masuk tangki blending pada 30 C
Komponen F kgjam
BM N kmoljam
Cp kkal kmol
K dT
K dQdt
kkaljam Vitamin A
0,0625 3,1250
0,0003 151,24
5 0,22686
BCarothen 0,0938 537 0,0002 240,4 5 0,2404
Lechitin 15,6250 753 0,0207 314,5 5 32,5507 Garam 93,7500
58,5 1,6026 12,1095
5 97,0334 TBHQ 0,1563
334 0,0005
160,9 5 0,40225
NaBenzoat 3,1250 121
0,0258 36,542 5
4,7139 Skim Milk 484,0938
1176 0,4116
1117,2 5
2299,1976
Total 2434,2039
Panas keluar pada 45 C alur 12
dQdT 12 = N
318 298
Cp
. dT
= N
minyak
318 298
Cp
. dT N
Vitamin A
318 298
Cp
.
dT + N
B-Carothen
318 298
Cp
.
dT +
N
Lechitin
318 298
Cp dT + N
garam
318 298
Cp
.
dT + N
TBHQ
318 298
Cp
.
dT + N
Na-
Benzoat
318 298
Cp.dT + N
Skim Milk
318 298
Cp dT = 1,7532722,420 + 0,0003151,2420 +
0,0002240,420 + 0,0207314,520 +
Universitas Sumatera Utara
1,602612,109520+ 0,0005160,920 + 0,025836,54220 + 0,41161117,220
= 35067,6944 kkal jam
Tabel LB.10 Neraca panas keluar tangki blending pada 45 C
Komponen F kgjam BM
N kmoljam
Cp kkal kmol
K dT
K dQdt
kkaljam Minyak 2528,0938
1442 1,7532 722,4 20 25330,2336
Vitamin A 0,0625
753 0,0003
314,5 20
0,9074
BCarothen 0,0938 58,5 0,0002 12,1095 20 0,9616
Lechitin 15,6250 334 0,0207 160,9 20 130,203
Garam 93,7500 199
1,6026 151,24
20
388,1337 TBHQ 0,1563
537 0,0005
240,4 20 1,609
NaBenzoat 3,1250 121 0,0258 36,542 20 18,8557
Skim Milk 484,0938
1176 0,4116
1117,2 20
9196,7904 Total
35067,6944
dQ dt = dQ dt 13 – [dQ dt 11 + dQ dt 12] = 35067,6944 – [31662,792 +2434,2039]
= 970,6985 kkal jam
5. Votator 1
Fungsi : Membentuk produk menjadi margarin yang berbentuk kristal.
T=9 C
R134a
F
13
F
14
margarin margarin T = 10
C R134a
Votator I V-01
Universitas Sumatera Utara
Panas yang masuk pada T = 45 C :
Panas bahan yang dibawa pada temperatur 45 C adalah jumlah panas total yang
dibawa bahan keluar dari Blanding Tank = 35067,6944 kkaljam
Tabel LB.11 Neraca panas yang keluar pada T = 10 C
Komponen F kgjam BM
N kmoljam
Cp kkal kmol
K dT
K dQdt kkaljam
Minyak 2528,0938 1442 1,7532 722,4 -15 -18997,6752
Vitamin A 0,0625
753 0,0003
314,5 -15
-0,6806 BCarothen
0,0938 58,5 0,0002 12,1095 -15 -0,7212 Lechitin 15,6250 334 0,0207 160,9 -15 -97,6522
Garam 93,7500 199 1,6026 151,24
-15 -291,1003
TBHQ 0,1563 537 0,0005 240,4
-15 -1,2067 NaBenzoat 3,1250 121
0,0258 36,542 -15
-14,1417 Skim Milk
484,0938 1176
0,4116 1117,2
-15 -6897,5928
Total -26300,7707
Panas yang diserap pendingin = Q
m
- Q
k
= 35067,6944– -26300,7707
= 61368,4651 kkaljam Panas perubahan fase margarin dari cair ke padat= 1271,38 kkalkg
C Sebagai pendingin digunakan NH
3
cair pada suhu -15 C
Perry,1978 H R134a9
C = 60,999 kkalkg Maka jumlah R134a yang dibutuhkan =
C R134a,9
k m
o
H 1271,38
Q -
Q
kgjam 1026,8995
kkalkg 60,999
1271,38 kkaljam
1 61368,465
Universitas Sumatera Utara
6. Worker I
F
14
F
15
margarin margarin
Panas bahan yang dibawa pada temperatur 10 C adalah jumlah panas total yang
dibawa bahan keluar dari Votator 1 = -26300,7707 kkaljam
Tabel LB.12 Neraca panas yang keluar pada T = 20 C
Komponen F kgjam BM
N kmoljam
Cp kkal kmol
K dT
K dQdt kkaljam
Minyak 2528,0938 1442 1,7532 722,4 -5 -6332,5584
Vitamin A 0,0625
753 0,0003
314,5 -5
-0,2269 BCarothen
0,0938 58,5 0,0002 12,1095 -5 -0,2404
Lechitin 15,6250 334 0,0207 160,9 -5 -32,5507 Garam 93,7500
199 1,6026 151,24 -5 -97,0334 TBHQ 0,1563
537 0,0005 240,4 -5 -0,4023 NaBenzoat 3,1250 121
0,0258 36,542
-5 -47,1392
Skim Milk 484,0938
1176 0,4116
1117,2 -5
-2299,1976
Total -8809,3489
dQ dt = dQ dt 16 – dQ dt 15 = -8809,3489 – -26300,7707
= 17491,4281 kkal jam Worker 1
Universitas Sumatera Utara
7. Votator II
Fungsi : Membentuk produk menjadi margarin yang bertekstur halus T = 9
C
R134a
F
15
F
16
margarin margarin P = 1 atm
Kondensat T = 15 C
Panas bahan yang dibawa pada temperatur 20 C adalah jumlah panas total yang
dibawa bahan keluar dari Worker 1 = -8809,3489 kkaljam
Tabel LB.13 Neraca panas yang keluar pada T = 15 C
Komponen F kgjam BM
N kmoljam
Cp kkal kmol
K dT
K dQdt
kkaljam Minyak 2528,0938
1442 1,7532
722,4 -10 -212665,1168
Vitamin A 0,0625
753 0,0003
314,5 -10
-0,45372 BCarothen
0,0938 58,5 0,0002
12,1095 -10
-0,4808 Lechitin 15,6250
334 0,0207
160,9 -10 -651,015
Garam 93,7500 199
1,6026 151,24
-10 -194,06685
TBHQ 0,1563 537
0,0005 240,4
-10 -0,8045 NaBenzoat 3,1250 121
0,0258 36,542
-10 -9,4278
Skim Milk 484,0938
1176 0,4116
1117,2 -10
-4598,3952
Total -17533,8471
Panas yang diserap pendingin = Q
m
- Q
k
= -8809,3489
– -17533,8471 =
8724,4982 kkaljam
Sebagai pendingin digunakan R134a pada suhu 9
o
C Perry,1978 H R134a 9
C = 60,999 kkalkg Maka jumlah R134a yang dibutuhkan =
C 9
R134a, k
m
o
H Q
- Q
Votator II
Universitas Sumatera Utara
kgjam 143,0269
kkalkg 60,999
kkaljam 8724,4982
8. Worker II
F
16
F
17
margarin margarin
Panas bahan yang dibawa pada temperatur 15 C adalah jumlah panas total yang
dibawa bahan keluar dari Votator 2 = -17533,8471kkaljam
Tabel LB.14 Neraca panas yang keluar pada T = 20 C
Komponen F kgjam BM
N kmoljam
Cp kkal kmol
K dT
K dQdt kkaljam
Minyak 2528,0938 1442 1,7532 722,4 -5 -6332,5584
Vitamin A 0,0625
753 0,0003
314,5 -5
-0,2269 BCarothen
0,0938 58,5 0,0002 12,1095 -5 -0,2404
Lechitin 15,6250 334 0,0207 160,9 -5 -32,5507 Garam 93,7500
199 1,6026 151,24 -5 -97,0334 TBHQ 0,1563
537 0,0005 240,4 -5 -0,4023 NaBenzoat 3,1250 121
0,0258 36,542
-5 -47,1392
Skim Milk 484,0938
1176 0,4116
1117,2 -5
-2299,1976
Total -8809,3489
dQ dt = dQ dt 16 – dQ dt 15 = -8809,3489 – -17533,8471 kkal
= 8724,4982 kkal jam Worker 1
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN
1. Tangki Minyak Kacang Tanah
T-01
Fungsi :
Tempat penyimpanan minyak selama 30 hari Jumlah :
1 buah
Tipe :
Tangki berbentuk silinder, bagian bawah datar dan tutup datar
Bahan : Carbonsteel
SA-304 Brownell Young,1959 Kondisi operasi
: 30
o
C, 1atm Perhitungan :
Laju alir bahan masuk = 2796,6240 kgjam Densitas bahan;
= 896,063 kgm3 = 55,8137 lbft3 Perry dkk,1999 Kebutuhan =
30 hari
Faktor keamanan = 20
Volume tangki =
3
063 ,
896 30
24 1227
, 517
2 2
, 1
m kg
hari x
hari jam
x jam
kg x
= 2427,0548
m3 Diambil tinggi silinder; H
S
3 4
Dt Volume tangki; Vt
= Hs
Dt
2
4 1
2427,0548 m3 =
Dt Dt
3 4
14 ,
3 4
1
2
2427,0548 m3 = 1,0467 Dt3
Diameter tangki; D = 13,2359 m
Jari – jari tangki, R =
2 m
13,7087 = 6,6179 m = 260,5472 in
Tinggi tangki; Hs =
3 4
x 13,2359 m = 17,6477 m = 57,8993 ft Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
McCabe dkk,1993
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 4,7 psi
Universitas Sumatera Utara
P
h
= 14,7 psi +
144 1
8993 ,
7 5
8137 ,
55
3
ft
ft lb
= 36,7539 Psi Faktor keamanan ; Fk
= 20 Tekanan disain; Pd
= 1,2 x 36,7539 Psi = 44,1047 Psi Tebal silinder, t
s
= nc
P SE
R x
P
6 ,
Dimana; P =
Tekanan disain
S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi
E = Efesiensi sambungan; 80
n = Umur alat 10 tahun
c = Laju kecepatan korosi 0,01 intahun
ts = tahun
in x
tahun x
x 01
, 10
psi 1047
, 4
4 6
, 0,8
x psi
18.750 in
5472 ,
60 2
Psi 44,1047
= 0,8674 in Digunakan silinder dengan ketebalan 1 in
Tebal tutup dianggap sama karena terbuat dari bahan yang sama. Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; D
t
= 13,2359
m
Tinggi Tangki; HT = 17,6477 m
Tebal silinder; ts
= 1 in
Bahan konstruksi = Carbonsteel SAX - 304
Faktor korosi
= 0,01 intahun
2. Pompa Minyak P-01
Fungsi :
Untuk mengalirkan minyak kacang ke Heater Tipe :
Pompa sentrifugal
Jumlah : 1
buah Bahan konnstruksi
: Carbonsteel
Kondisi operasi :
30
o
C, 1atm Perhitungan :
Laju alir bahan masuk; F = 2517,1227 kgjam = 1,5415 lbdetik
Densitas bahan; =
896,063 kgm
3
= 55,8137 lbft
3
Universitas Sumatera Utara
Viskositas; = 69,75 cp = 0,0469 lbmft.detik
Laju alir volumetrik; Q =
F =
3
lbft 55,8137
lbdetik 1,5415
= 0,0276 ft3detik Diameter optimum, ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 = 3,9 0,0276
0,45
55,8137
0,13
= 1,3078
in Dipilih pipa 1 ½ in schedule 40 dengan data – data sebagai berikut : Kern,1950
Diameter Luar; OD = 1,9 in
Diameter dalam; ID = 1,610 in = 0,1342 ft
Luas penampang; A = 2,04 in2 = 0,0142 ft2
Kecepatan laju alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,0142
detik ft
0,0276
= 1,9437 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
0,0469 det
9437 ,
1 1342
, lbft
55,8137
3
ik ft
ftx x
= 310,4200 2100 aliran laminer Dari grafik 7.1 Sandler 1987 diperoleh
F =
1987 Sandler,
0,2062 310,4200
64 64
Re
N
Kelengkapan pipa : Panjang pipa lurus
L1 = 10 ft
1 buah gate valve fully open LD = 13 L2
= 1 x 13 x 0,1342 ft = 1,7446 ft 2 buah elbow standar 90o
LD = 30 L3
= 2 x 30 x 0,1342 ft = 8,052 ft Penyempitan mendadak,
K = 0,5; LD = 27
L4 = 1 x 27 x 0,1342 = 3,6234 ft
Pembesaran mendadak, K
= 1,0; LD = 51 L5 = 1 x 51 x 0,1342 ft = 6,8442 ft +
L = 30,2642 ft
Universitas Sumatera Utara
Faktor kerugian karena kehilangan energi; F
F
= gcD
L fv
2 4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
1342 ,
det .
. 174
, 32
2 2642
, 30
ftdetik 9457
, 1
2062 ,
4
2 2
=10,9431 lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 10 ft Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf =
F gc
g Z
= 10 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 10,9431 ft lbflbm = 20,9431 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,0276 ft3detik x 55,8137 lbft3 x 20,9431 ft lbflbm = 32,262 lb ftdetik550
= 0,0587
hp Efesiensi pompa
= 80 Daya pompa; P
= 0,8
hp 0,0587
= 0,0734 hp = 110 hp
Universitas Sumatera Utara
3. Heater H
Fungsi :
Mengkondensasikan uap etanol dari kolom destilasi Jenis
: Double pipe exchanger
Jumlah : 1
unit Digunakan :
Double pipe hairpins 20 ft, diameter 4 x 3 inc
Fluida panas Steam Laju alir massa, W = 163,3128kgjam = 360,04497 lbmjam Lampiran B
Temperatur masuk, T1 = 2000C = 3920F Temperature kaluar, T
2
= 200 C = 392
F
Fluida dingin Peanut Oil Laju alir massa, W = 2517,1227 kgjam = 5549,33464 lbmjam Lampiran B
Temperatur masuk, T1 = 300C = 860F Temperatur keluar, T
2
= 90 C = 194
F
1. Dari Neraca panas; Q = 75661,2864 Kkaljam = 71712,78069 Btujam
Lampiran B 2.
t Fluida panas
Fluida dingin
392 Temp. tinggi
F 194 198
392 Temp. rendah
F 86 306
t = LMTD =
1 2
1
1 2
t t
n t
t
=
F n
0945 ,
248 6471
, 1
306 198
3. Tc dan tc
Tc = F
392 2
392 392
tc = F
140 2
86 194
Universitas Sumatera Utara
Fluida dingin : Minyak Kacang Tanah Anulus side
4. Flow area
D
2
= 4,026 inc 12 = 0,3355 ft tabel
10 Kern,
1965 D
1
= 3,50 inc 12 = 0,2917 ft tabel
10 Kern,
1965
2 0,0216ft
2 0,2917
2 0,3355
4 3,14
2 1
D 2
2 D
4 π
aa
De = 1965
Kern, 7.2
Pers 1
2 1
2 2
D xD
D
= ft
0934 ,
2917 ,
2 2917
, 2
3355 ,
x
5. Kecepatan massa
Kern,1965 7.2
Pers a
a W
Ga
2 ft
lbjam 3796
, 257148
0216 ,
33464 ,
5549
Ga
6. Bilangan Reynold
Pada Tc = 140 F
jam lbmft
6610 ,
2 1
, 1
cP
Gbr 14
Kern, 1965
3131 ,
9108 3796
, 257148
0943 ,
Re Re
6610 ,
2
x
a Ga
x De
a
7. JH fig.28 = 52
Gbr 28 Kern, 1965 8.
pada Tc = 140 F
C = 0,86 Btulbm F
Gbr 2 Kern, 1965 K = 0,95 Btujam.ft.
F tabel 5 Kern, 1965
3405 ,
1 3
1 6610
, 2
86 ,
3 1
95 ,
x k
c
9. Fluida panas : Steam
Pipe shell 4’. Flow area
D = 4,0260 inc 12 = 0,3355 ft
2 0884
, 2
3355 ,
4 14
, 3
2 4
ft
D a
p
5’. Kecepatan massa
2 7601
, 4074
0884 ,
392 ft
jam lb
Gp p
a w
Gp
6’. Bilangan Reynold Pada tc = 392
F
jam ft
lbm cP
0339 ,
01405 ,
Gbr 14
Kern, 1965
7211 ,
40365 0339
, 7601
, 4074
3355 ,
Re Re
x
p Gp
x D
p
7’. JH fig.24 = 128 Gbr 24 Kern, 1965 8’. Pada tc = 392
F C = 1,05 Btulbm
F Gbr 2 Kern, 1965
K = 0,0135 Btujam.ft.F Tabel 5 Kern, 165
3811 ,
1 3
1 0135
, 0339
, 05
, 1
3 1
x k
c
9’.
10’. Ho = hox
OD ID
= 7,1132 x
5 ,
3 0260
, 4
= 202,8275 Btujam ft
2 0
F Hio = 8,1822 x 1 Btujam ft
2
F = 8,1822 Btujam ft
2 0
F
1132 ,
7 3811
, 1
3355 ,
0135 ,
128 3
1
x x
k c
x De
k x
JH s
ho
1
S
F ft
jam Btu
x x
k c
x De
k x
JH s
ho
. 2
. 5869
, 702
3405 ,
1 52
9756 ,
1 3
1
0943 ,
95 ,
Universitas Sumatera Utara
11. Koefisien keseluruhan bersih
. .
0880 ,
8 5869
, 702
1822 ,
8 5869
, 702
1822 ,
8 .
2
F ft
jam Btu
x ho
hio ho
hio Uc
12. Faktor pengotor
Faktor pengotor, Rd = 0,003
F ft
jam Btu
Ud Ud
Rd Uc
Ud
2
. .
8964 ,
7 1266
, 003
, 0880
, 8
1 1
1 1
13. Luas permukaan yang dibutuhkan
2
6058 ,
36 0945
, 248
8964 ,
7 78069
, 71712
ft x
t U
Q A
D
Luas permukaan luar a’’ = 0,917 ft
2
ft Tabel 11 Kern, 1965
Panjang yang dibutuhkan = ft
ft ft
ft 9151
, 40
6058 ,
36
2 2
Berarti dapat digunakan 5x 20 ft hairpin dengan panjang total = 1 x 2 x 20 = 40 ft
14. Luas permukaan baru
A = 40 ft x 0,9170 ft
2
ft = 36,68 ft
2
2
8804 ,
7 0945
, 248
68 ,
36 78069
, 71712
ft x
t x
A Q
Ud
0033 ,
8804 ,
7 0880
, 8
8804 ,
7 0880
, 8
. diterima
dapat Rancangan
x U
U U
U Rd
D C
D C
Universitas Sumatera Utara
psi D
g L
Gp f
Fp
0010 ,
3355 ,
5 ,
62 10
. 18
, 4
2 40
7601 ,
4074 0066
, 4
. .
. 2
. .
. 4
8 2
2 2
Pressure Drop
1’. De’ = D
2
– D
1
= 0,3355 -0,2917 = 0,0438 ft
3131 ,
9108 3796
, 257148
0943 ,
Re
6610 ,
2
x
Ga x
De a
2 2
42 ,
42 ,
0092 ,
3131 ,
9108 264
, 0035
, Re
264 ,
0035 ,
in ft
a f
Tc = 140 F
s.g = 0,9670 Tabel 6 Kern, 1965
3 4375
, 60
5 ,
62 9670
, ft
lb x
2’.
De g
L Ga
f Fa
. 2
. .
2 2
. .
4
psi 7301
, 0438
, 2
4375 ,
60 8
10 .
18 ,
4 2
40 2
3796 ,
257148 0092
, 4
3’.
ft x
g V
F 0651
, 2
, 32
2 2
1819 ,
1 3
2 2
3 1
Psi x
x F
Fa Pa
3337 ,
144 4375
, 60
0651 ,
7301 ,
144 1
P yang diizinkan = 10 psi
P hitung lebih besar sedikit dari 10 psi Rancangan annulus dapat diterima
1. Untuk Re
p
= 40365,7211
2 2
42 ,
42 ,
0066 ,
7211 ,
40365 264
, 0035
, laminar
aliran Re
264 ,
0035 ,
in ft
p f
s.g = 1,0 tabel 6 Kern, 1965
3
5 ,
62 5
, 62
, 1
ft lb
x
2.
3.
P yang diizinkan = 10 psi
P hitung 10 psi Rancangan pipa dapat diterima
fps Ga
V
1819 ,
1 4375
, 60
. 3600
. 3600
3796 ,
257148
Psi x
x Fp
PP 0004
, 144
5 ,
62 0010
, 144
Universitas Sumatera Utara
4.
Pompa Heater P-02
Fungsi :Untuk
mengalirkan minyak dari Heater ke T.Pemucat
Tipe :
Pompa sentrifugal
Jumlah :
1 buah
Bahan konnstruksi
: Carbonsteel
Kondisi operasi : 90
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk; F = 2517,1227 kgjam = 1,5415 lbdetik
Densitas bahan;
= 896,063 kgm
3
= 55,8137 lbft
3
Viskositas;
= 69,75 cp = 0,0469 lbmft.detik
Laju alir volumetrik; Q =
F =
3
lbft 55,8137
lbdetik 1,5415
= 0,0276 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,0276
0,45
55,8137
0,13
= 1,3078
in Dipilih pipa 1 ½ in schedule 40 dengan data – data sebagai berikut:
Kern,1950 Diameter Luar; OD
= 1,9 in Diameter dalam; ID
= 1,610 in = 0,1342 ft Luas penampang; A
= 2,04 in
2
= 0,0142 ft
2
Kecepatan laju alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,0142
detik ft
0,0276
= 1,9437 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
0,0469 det
9437 ,
1 1342
, lbft
55,8137
3
ik ft
ftx x
= 310,4200 2100 aliran laminer Dari grafik 7.1 Sandler 1987 diperoleh f
2062 ,
4200 ,
310 64
64
Re
N
Universitas Sumatera Utara
Kelengkapan pipa: Panjang pipa lurus
L
1
= 10 ft 1
buah gate valve fully open LD = 13
L
2
= 1 x 13 x 0,1342 ft = 1,7446 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,1342 ft = 8,052 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,1342 = 3,6234 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,1342 ft = 6,8442 ft + L
= 30,2642 ft Faktor kerugian karena kehilangan energi;
F
F =
gcD L
fv 2
4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
1342 ,
det .
. 174
, 32
2 2642
, 30
ftdetik 9437
, 1
2062 ,
4
2 2
= 10,9431 lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 10 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
= 10 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+10,9431 ft lbflbm
Universitas Sumatera Utara
= 20,9431 ft lbflbm Daya pompa; P = Q x
x Wf = 0,0276 ft
3
detik x 55,8137 lbft
3
x 20,9431 ft lbflbm = 32,262 lb ftdetik550
= 0,0587 hp Efesiensi pompa = 80
Daya pompa; P = 0,8
hp 0,0587
= 0,0734 hp = 110 hp
5. Tangki Penyimpan Bleaching Earth T-02
Fungsi :
Tempat penyimpanan bleaching earth sebelum di masukkan
ke Tangki
Bleaching Jumlah
: 1 buah
Tipe :
Tangki berbentuk silinder, bagian bawah bentuk Kerucut, tutup datar
Bahan : Carbon steel SA - 304
Brownell Young,1959 Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 25,1712 kgjam
Densitas campuran;
camp
= 2100 kgm
3
= 130,8041 lbft
3
Kebutuhan =
30 hari
Faktor keamanan
= 20
Volume tangki =
3
2100 30
24 1712
, 5
2 2
, 1
m kg
hari harix
jam x
jam kg
x =
10,3561 m
3
Diambil tinggi silinder; Hs 3
4 Dt
Volume tangki; Vt =
Hs Dt
2
4 1
10,3561 m
3
= Dt
Dt 3
4 14
, 3
4 1
2
10,3561 m
3
= 1,0467 Dt
3
Diameter tangki; Dt = 2,1468 m
Universitas Sumatera Utara
Jari – jari tangki, R =
2 m
2,1468 = 1,0733 m = 42,2559 in
Tinggi tangki; Hs =
3 4
x 2,1468 m = 2,7291 m = 8,9537 ft Panjang sisi miring kerucut 30
L
smc
, Sehingga L
smc
; =
30 cos
R
= 866
, 1118
, 1
= 1,2838 m Tinggi kerucut;Hk
=
2 2
R L
smc
=
2 2
1118 ,
1 2838
, 1
= 0,6420 m
Tinggi tangki total; H
T
= 2,7291 m + 0,6420 m = 3,3711 m Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
McCabe dkk,1993
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
ft 8,9537
130,8041
3
ft
ft lb
= 21,9248 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 21,9248Psi = 26,3098 Psi
Tebal silinder, ts =
nc P
SE R
x P
6
, Dimana;
P = Tekanan disain S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi
E = Efesiensi sambungan; 80 n = Umur alat 10 tahun
c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun ts =
tahun in
x tahun
x x
01 ,
10 Psi
26,3098 6
, 0,8
x psi
18.750 in
2559 ,
2 4
Psi 26,3098
= 0,1742 in = 0,0044 m Digunakan silinder dengan ketebalan ¼ in
Tebal tutup dianggap sama karena terbuat dari bahan yang sama.
Universitas Sumatera Utara
Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt = 2,1468 m
Tinggi Tangki; H
T
= 3,3711 m
Tebal silinder; ts = ¼ in
Bahan konstruksi = Carbonsteel
Faktor korosi = 0,01 intahun
6. Belt Conveyor -01
Fungsi : Untuk mengangkut karbon aktif dari Tangki Penyimpan
Bleaching earth ke tangki Bleaching Laju alir bahan masuk = 25,1712 kgjam
Faktor keamanan 20 Laju alir bahan
= 1,2 x 25,1712 kgjam = 30,2054 kgjam = 0,0302 tonjam
Dari buku Perry 1992 untuk kapasitas dibawah 5 tonjam diambil conveyor dengan spesifikasi sebagai berikut;
Panjang belt, P = 20 ft Tinggi belt, Z = 3 ft
Lebar belt, L = 14 in Kecepatan, V = 200 ftmenit
Luas belt, A = 0,11 ft
2
Daya, P = 2 HP
7. Tangki Bleaching T-03
Fungsi :
Tempat pemucatan minyak dengan penambahan Bleaching
earth Jumlah
: 1 buah
Tipe :
Tangki berbentuk silinder, bagian bawah datar dan tutup elipsoidal, dilengkapi dengan pengaduk.
Bahan : Carbonsteel
Brownell Young,1959
Universitas Sumatera Utara
Kondisi operasi : 90
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 2542,2939 kgjam
Densitas campuran;
camp
= 901,0434 kgm
3
= 56,1239 lbft
3
Kebutuhan =
1 jam
Faktor keamanan
= 20
Volume tangki =
3
0434 ,
901 1
2939 ,
542 2
2 ,
1 m
kg jam
x jam
kg x
= 3,3858
m
3
Diambil tinggi silinder; H = D Volume tangki; Vt
= D
Dt
2
4 1
3,3858 m
3
=
3
14 ,
3 4
1 Dt
3,3858 m
3
= 0,785 Dt
3
Diameter tangki; Dt = 1,6278 m = 5,3405 ft Jari – jari tangki, R
= 2
m 1,6278
= 0,8139 m = 32,0433 in H
s
= D
t
= 5,3405 ft Tinggi elipsoidal; He =
4 1
x 1,6278 m = 0,4069 m Tinggi tangki total; H
T
= 1,6278 m + 0,4069 m = 2,0347 m Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
McCabe dkk,
1993 Dimana Po
= Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi Ph
= 14,7 Psi +
144 1
5,3405 56,1239
3
ft
ft lb
= 16,3917 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 16,3917 Psi = 19,6700 Psi
Tebal silinder, ts =
nc P
SE R
x P
6
,
Universitas Sumatera Utara
Dimana; P = Tekanan disain
S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi E = Efesiensi sambungan; 80
n = Umur alat 10 tahun c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun
ts = tahun
in x
tahun x
x 01
, 10
Psi 6700
, 19
6 ,
0,8 x
psi 18.750
in 32,0433
Psi 19,6700
= 0,14205 in Digunakan silinder dengan ketebalan ¼ in
Tebal tutup dianggap sama karena terbuat dari bahan yang sama. Tangki ini menggunakan pengaduk untuk mempercepat proses pencampuran,
jenis pengaduk yang digunakan adalah propeler, dengan ketentuan; 4
, 4
1 ,
5 1
, 3
,
E
D Da
L Da
W Dt
Da Dimana:
Dt = diameter tangki ft
Da = diameter pengaduk
= 0,3 x 5,3405 ft = 1,60215 ft
W = lebar pengaduk
= 15 x 1,60215 ft = 0,3204 ft
L = panjang daun pengaduk
= ¼ x 1,60215 ft = 0,4005 ft
E = jarak pengaduk dari dasar = ¼ x 5,3405 ft
= 1,3351 ft Daya yang dibutuhkan untuk melakukan pengadukan;
P =
550
5 3
gc m
Da n
K
T
Dimana; K
T
= konstanta pengadukkan 6,3 n
= kecepatan pengadukan 60 rpm = 1 rps gc
= konstanta gravitasi 32,174 lbm ftlbf detik
2
Sehingga daya; P =
550 det
174 ,
32 1239
, 56
1,60215 1
3 ,
6
2 3
5 3
ik lbf
ft lbm
ft lb
ft rps
= 0,2109 HP Efesiensi motor 80;
P =
0,8 0,2109
= 0,2636 hp = ½ hp
Universitas Sumatera Utara
Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt = 1,6278 m
Tinggi Tangki; H
T
= 2,0347 m
Tebal silinder; ts = ¼ in
Bahan konstruksi = Carbonsteel
Faktor korosi = 0,01 intahun
Diameter pengaduk
= 1,60215 ft
Daya motor = ¼ hp
Tipe pengaduk
= propeler
8. Pompa Bleaching P-03
Fungsi :Untuk mengalirkan minyak dari Tangki Bleaching
Ke Filter Press Tipe
: Pompa
sentrifugal Jumlah
: 1
buah Bahan
konnstruksi :
Carbonsteel Kondisi operasi
: 90
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk; F = 2542,2939 kgjam = 1,5569 lbdetik
Densitas bahan;
= 901,0434 kgm
3
= 56,1239 lbft
3
Viskositas;
= 69,75 cp = 0,0469 lbmft.detik
Laju alir volumetrik; Q =
F =
3
lbft 56,1239
lbdetik 1,5569
= 0,0277 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,0277
0,45
56,1239
0,13
= 1,3109 in Dipilih pipa 1 ½ in schedule 40 dengan data-data sebagai berikut: Kern,1950
Diameter Luar; OD = 1,9 in
Diameter dalam; ID = 1,610 in = 0,1342 ft
Luas penampang; A = 2,04 in
2
= 0,0142 ft
2
Kecepatan laju alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,0142
detik ft
0,0277
= 1,9507 ftdetik
Universitas Sumatera Utara
Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
0,0469 det
9507 ,
1 1342
, lbft
56,1239
3
ik ft
ftx x
= 313,2694 2100 aliran laminer Dari grafik 7.1 Sandler 1987 diperoleh f
2043 ,
2694 ,
313 64
64
Re
N
Kelengkapan pipa: Panjang pipa lurus
L
1
= 10 ft 1
buah gate valve fully open LD = 13
L
2
= 1 x 13 x 0,1342 ft = 1,7446 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,1342 ft = 8,052 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,1342 = 3,6234 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,1342 ft = 6,8442 ft + L
= 30,2642 ft Faktor kerugian karena kehilangan energi;
F
F =
gcD L
fv 2
4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
1342 ,
det .
. 174
, 32
2 2642
, 30
ftdetik 9507
, 1
2043 ,
4
2 2
= 10,8981 lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 10 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0
Universitas Sumatera Utara
Sehingga persamaan Bernauli menjadi; Wf =
F gc
g Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
= 10 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 10,8981 ft lbflbm = 20,8981 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,0277 ft
3
detik x 56,1239 lbft
3
x 20,8981 ft lbflbm = 32,4888 lb ftdetik550
= 0,0591 hp Efesiensi pompa = 80
Daya pompa; P = 0,8
0,0591hp
= 0,0739 hp = 110 hp
9. Filter Press
Fungsi :
Tempat pemisahan produk dan produk samping Jumlah
: 2 buah
Tipe :
Plate and Frame Perhitungan:
Laju alir bahan umpan, mf = 2542,2939 kgjam = 5604,7983 lbmjam
Densitas bahan;
f = 901,0434 kgm
3
= 56,1239 lbft
3
Viskositas,
= 69 cp = 0,0469 lbmft detik
Padatan yang dipisahkan,mp = 32,7 kgjam = 72,0911 lbmjam =
0,0200 lbmdetik
Densitas bahan;
p = 1607,5664 kgm
3
= 100,1315 lbft
3
Viskositas,
= 85 cp = 0,0571 lbmft detik
Kondisi operasi =
90
o
C., 20 bar Perubahan
tekanan; P
= 1 bar = 2088,1333 lbfft
2
Direncanakan fraksi tercelup;f= 60
Universitas Sumatera Utara
Waktu siklus, = 5 menit
= 300 detik Kecepatan trombol, n
= 13600 detik Laju alir volumetrik padatan, Qp
= lbft
100,1315 lbjam
72,0911
3
= 0,71996 ft
3
jam Konsentrasi padatan,
Cs =
jam ft
0,71996 lbjam
72,0911
3
=100,1321 lbft
3
mf mp
= lbjam
5604,7983 lbjam
72,0911 =
0,0129
Konsentrasi zat padatan, C =
f Cs
1 mf
mp -
1 Cs
Konsentrasi zat padatan, C =
56,1239 100,1321
1 0129
, -
1 100,1321
= 36,2653 lbft
3
Luas Filter, A
= f
gc P
2C x
mp
n s
- 1
12
Dari grafik 30-13 MC Cabe 1989; Pada perubahan tekanan;
P = 1 bar; = 210 x 10
11
s = 0,8 Luas
Filter, A
= 0,6
32,174 x
2088,1336 x
2653 ,
6 3
x 2
0571 ,
x 10
210 0,02
13600 0,8
- 1
12 11
x =
2,0349 ft
2
10. Bak Penampung BP
Fungsi : Menampung produk samping dari Niagara Filter
Jumlah :
1 buah
Bentuk : Prisma segi empat beraturan
Bahan konnstruksi : Beton
Kondisi operasi : 90
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 32,7 kgjam
Densitas campuran;
camp
= 1607,5664 kgm
3
Universitas Sumatera Utara
Kebutuhan =
30 hari
Faktor keamanan
= 20
Volume penampung =
3
1607,5664 30
24 32,7
2 ,
1 m
kg hari
x hari
jam x
jam kg
x
= 17,5749
m
3
Direncanakan, Panjang, P = 2 x lebar bak, tinggi bak = lebar bak
Volume bak = 2l x l x l
17,5749 m
3
= 2l
3
Lebar bak, l = 2,0636 m
Panjang bak, P = 2 x 2,0636 = 4,1272 m
Tinggi bak,
t =
2,0636 m
Luas bak, A = 4,1272 x 2,0636 = 8,5169 m
2
11. Pompa Filter P-04
Fungsi :Untuk mengalirkan minyak dari Niagara Filter ke
Reaktor hidrogenasi Tipe
: Pompa
sentrifugal Jumlah
: 1
buah Bahan konnstruksi
: Carbonsteel Kondisi operasi
: 90
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk; F = 2509,5939 kgjam = 1,5369 lbdetik
Densitas bahan;
= 896,063 kgm
3
= 55,8137 lbft
3
Viskositas;
= 69,75 cp = 0,0469 lbmft.detik
Laju alir volumetrik; Q =
F =
3
lbft 55,8137
lbdetik 1,5369
= 0,0275 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,0275
0,45
55,8137
0,13
= 1,3057
in Dipilih pipa 1 ½ in schedule 40 dengan data – data sebagai berikut:Kern,1950
Diameter Luar; OD = 1,9 in
Diameter dalam; ID = 1,610 in = 0,1342 ft
Luas penampang; A = 2,04 in
2
= 0,0142 ft
2
Universitas Sumatera Utara
Kecepatan laju alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,0142
detik ft
0,0275
= 1,9366 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
0,0469 det
9366 ,
1 1342
, lbft
55,8137
3
ik ft
ftx x
= 309,2861 2100 aliran laminer Dari grafik 7.1 Sandler 1987 diperoleh f
2069 ,
2861 ,
309 64
64
Re
N
Kelengkapan pipa: Panjang pipa lurus
L
1
= 10 ft 1
buah gate valve fully open LD = 13
L
2
= 1 x 13 x 0,1342 ft = 1,7446 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,1342 ft = 8,052 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,1342 = 3,6234 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,1342 ft = 6,8442 ft + L
= 30,2642 ft Faktor kerugian karena kehilangan energi;
F
F =
gcD L
fv 2
4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
1342 ,
det .
. 174
, 32
2 2642
, 30
ftdetik 9366
, 1
2069 ,
4
2 2
= 10,8778 lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 15 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0
Universitas Sumatera Utara
Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
= 15 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 10,8778 ft lbflbm = 25,8778 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,0275 ft
3
detik x 55,8137 lbft
3
x 25,8778 ft lbflbm = 39,7192 lb ftdetik550
= 0,0722 hp Efesiensi pompa = 80
Daya pompa; P = 0,8
hp 0,0722
= 0,09025 hp = 110 hp
12. Tangki Penyimpan Hidrogen
T-04
Fungsi :
Tempat penyimpanan H
2
selama 7 hari Jumlah
: 1 buah
Tipe : Tangki
berbentuk bola
Bahan :
Carbonsteel Brownell Young,1959
Kondisi operasi : 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 18,4999 kgjam
Densitas bahan;
= 70 kgm
3
= 4,36 lbft
3
Perry dkk,1999 Kebutuhan
= 7
hari Faktor
keamanan =
20 Volume tangki =
3
70 7
24 4999
, 8
1 2
, 1
m kg
hari x
hari jam
x jam
kg x
= 53,2797
m
3
Universitas Sumatera Utara
Diambil tinggi silinder; Hs = Dt Volume tangki; Vt
=
3
6 1
Dt
53,2797 m
3
= Dt
Dt 3
4 14
, 3
4 1
2
53,2797 m
3
= 0,5233Dt
3
Diameter tangki; Dt = 4,6695 m Jari – jari tangki, R
= 2
m 4,6695
= 2,33475 m = 91,9193 in Tinggi tangki; Hs
= 4,6695 m = 15,3199 ft
Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
15,3199 36
, 4
3
ft
ft lb
= 15,1336 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 15,1336 Psi = 18,1603 Psi
Tebal silinder, ts =
nc P
SE R
x P
6
, Dimana;
P = Tekanan disain
S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi
E = Efesiensi sambungan; 80
n = Umur alat 10 tahun
c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun
ts =
tahun in
x tahun
x x
01 ,
10 Psi
18,1603 6
, 0,8
x psi
18.750 in
91,9193 Psi
18,1603
= 0,2115 in
Digunakan silinder dengan ketebalan ¼ in Tebal tutup dianggap sama karena terbuat dari bahan yang sama.
Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt = 4,6695 m
Tinggi Tangki; HT
= 4,6695 m
Universitas Sumatera Utara
Tebal silinder; ts = ¼ in
Bahan konstruksi = Carbonsteel
Faktor korosi
= 0,01 intahun
13. Blower B
Fungsi :
Untuk mengalirkan H
2
ke Reaktor Hidrogenasi Jumlah
: 1 buah
Tipe : Blower
Sentrifugal Bahan
: Carbonsteel
Kondisi operasi : 303
o
K1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 18,4999 kgjam = 0,67975 lbmenit
= 9,2499
kmoljam Daya yang diperlukan blower untuk mengalirkan hidrogen :
Hp = W h 33.000 E Perry dkk, 1999
Dimana : W
= laju alir masa gas, lb menit h
= head gas, ft E
= efisiensi blower, 80 Dimana :
h =
1
k k
R.T
1 2
P P
k k 1
- 1 Perry dkk,1999
k = 1,39
Perry dkk,1999
R = 1545 ft lbf lbmol
R T
1
= 25
C = 537 R
T
2
= 30
C = 546 R
1 2
P P
=
1 2
T T
1 1
k
=
1 39
, 1
1
537 546
=
5676 ,
2
537 546
=
1,1826
Universitas Sumatera Utara
h = 1
39 ,
1 39
, 1
1545 5461,1826
39 ,
1 1
39 ,
1
1 = 144874,1356 ft
Hp = 0,67975 144874,1356
= 3,7302 Hp 33000 0,8
14. Reaktor Hidrogenasi R
Fungsi :
Untuk mereaksikan asam oleat dan linoleat dengan gas hidrogen untuk menghasilkan asam stearat.
Jumlah : 1
buah Tipe
: Tangki berbentuk silinder vertikal, bagian bawah
dan tutup elipsoidal Bahan
: Carbonsteel Brownell Young,1959
Kondisi operasi : 180
o
C.3atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 2509,5939 kgjam
Densitas campuran;
camp
= 1033,81 kgm
3
= 64,3936 lbft
3
Reaksi yang terjadi: C
17
H
33
COOH + H
2
C
17
H
35
COOH Oleat A B
Stearat C Diketahui
Konversi reaksi, x
A
= 98
Waktu tinggal,
= 45 menit = 0,75 jam Q
=
3
81 ,
1033 5939
, 2509
m kg
jam kg
= 2,4275 m
3
jam F
Ao
= 5,3287 kmoljam
Lampiran A C
Ao
= jam
m jam
kmol 4275
, 2
5,3287
3
= 2,1951 kmolm
3
F
Bo
= 5,3287 kmoljam
Lampiran A F
Ao
= F
Bo
= 5,3287 kmoljam Untuk
F
Ao
= F
Bo
maka laju reaksi adalah sebagai berikut:
-r
A
= k C
Ao 2
1-x
A 2
Universitas Sumatera Utara
k = 1 molliter.detik
Levenspiel, 1999 =
3600 kmolm
3
jam -r
A
= 3600 2,1951 kmolm
3 2
1-0,98
2
= 6,9386
kmolm
3
jam
Waktu tinggal;
= C
A0
XA A
A
r dX
= 2,1951
kmolm
3
98 ,
3
jam kmolm
9386 ,
6 98
,
= 0,3100
jam =
18,6 menit
Volume reaktor, V = F
Ao
A A
r x
= 5,3287
kmoljam jam
kmolm 9386
, 6
98 ,
3
= 0,7526
m
3
Karena selain asam oleat, masih ada lagi komponen lain yang tidak ikut bereaksi sehingga volumenya turut diperhitungkan, yaitu;
Volume = jam
x 3100
, kgm
1033,81 kgjam
1,9539 547,0915
1533,3619 2509,5939
3
= 0,1287 m
3
Total volume Reaktor = 0,7526 + 0,1287
= 0,8813 m
3
Faktor keamanan = 20 Volume reaktor
= 1,2 x 0,8813 m
3
= 1,0576 m
3
Diambil tinggi silinder; Hs = Dt Volume tangki; Vt =
Hs Dt
2
4 1
1,0576 m
3
=
3
14 ,
3 4
1 Dt
1,0576 m
3
= 0,785 Dt
3
Diameter tangki; Dt = 1,1045 m = 3,6237 ft
Jari – jari tangki, R = 2
m 1,1045
= 0,5522 m = 21,7402 in Tinggi tangki; Hs = 3,6237 ft
Universitas Sumatera Utara
Tinggi elipsoidal; He = 2
4 1
x 1,1045 m = 0,5522 m Tinggi tangki total; H
T
= 1,1045 m + 0,5522 m = 1,6567 m Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
McCabe
dkk,1993 Dimana Po = Tekanan awal 3 atm = 44,1 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
6237 ,
3 64,3936
3
ft
ft lb
= 45,2733 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 45,2733 Psi = 54,3280 Psi Tebal silinder, ts
= nc
P SE
R x
P
6 ,
Dimana; P = Tekanan disain
S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi E = Efesiensi sambungan; 80
n = Umur alat 10 tahun c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun
ts = tahun
in x
tahun x
x 01
, 10
Psi 54,3280
6 ,
0,8 x
psi 18.750
in 7402
, 21
Psi 54,3280
= 0,1789 in Digunakan silinder dengan ketebalan ¼ in
Tebal tutup dianggap sama karena terbuat dari bahan yang sama. Tangki ini menggunakan pengaduk untuk mempercepat proses pencampuran,
jenis pengaduk yang digunakan adalah propeler, dengan ketentuan; 4
, 4
1 ,
5 1
, 3
,
E
D Da
L Da
W Dt
Da Dimana:
Dt = diameter tangki ft
Da = diameter pengaduk
= 0,3 x 3,6237 ft = 1,0871 ft
W = lebar pengaduk
= 15 x 1,0871 ft = 0,2174 ft
L = panjang daun pengaduk
= ¼ x 1,0871 ft = 0,2718 ft
E = jarak pengaduk dari dasar = ¼ x 3,6237 ft
= 0,9059 ft
Universitas Sumatera Utara
Daya yang dibutuhkan untuk melakukan pengadukan; P =
550
5 3
gc m
Da n
K
T
Dimana; K
T
= konstanta pengadukkan 6,3 n
= kecepatan pengadukan 60 rpm = 1 rps gc
= konstanta gravitasi 32,174 lbm ftlbf detik
2
Sehingga daya; P =
550 det
174 ,
32 3936
, 64
1,0871 1
3 ,
6
2 3
5 3
ik lbf
ft lbm
ft lb
ft rps
= 0,0348 hp Efesiensi motor 80;
P =
0,8 0,0348
= 0,0435 hp = 110 hp
Perancangan jaket pemanas
Desain jaket yang diinginkan sesuai dengan bentuk tangki yang diletakkan disekeliling tangki
Massa steam pemanas yang dibutuhkan; m = 3911,5046 kgjam Specifik volume steam;
pada T = 200
o
C = 0,1237 m
3
kg Perry dkk,1999 Waktu tinggal pemanas = ½ menit
Penentutuan volume jaket, Vj Vj
= 3911,5046 kgjam x 0,1237 m
3
kg 60
5 ,
x = 4,0321 m
3
Penentuan R
1
Vj = [
R
1 2
}- R
2
+ t
p 2
] x Hs
R
2
R
1
Universitas Sumatera Utara
Dimana: R
2
= jari – jari votator; m Tp
= tebal shell ; m Hs
= tinggi shell ; m 4,0321 = [
R
1 2
}- 0,5509 + 0,0033
2
x 1,4691 4,0321 = [
R
1 2
}- 0,3071] x 1,4691
R
1 2
=
3071
, 0491
, 3
= 3,3562 m
R
1
= 1,832 m
Penentuan tebal jaket, t
j
R
1
= R
2
+ t
p
+ t
j
t
j
= R
1
– R
2
+ t
P
= 1,832 – 0,5509+ 0,0033 = 1,2778 m
Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt = 1,1018 m
Tinggi Tangki; HT
= 2,02 m
Tebal silinder; ts = ¼ in
Bahan konstruksi = Carbonsteel
Faktor korosi = 0,01 intahun
Diameter pengaduk
= 1,0845 ft
Daya motor = 110 hp
Tipe pengaduk
= propeler
Tebal jaket = 1,2778 m
15. Pompa Reaktor P-05
Fungsi :Untuk mengalirkan minyak dari Reaktor ke Tangki
Penampungan Tipe
: Pompa
sentrifugal Jumlah
: 1
buah Bahan
konnstruksi :
Carbonsteel
Universitas Sumatera Utara
Kondisi operasi : 180
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk; F = 2528,0938 kgjam = 1,5482 lbdetik
Densitas bahan;
= 1033,81 kgm
3
= 64,3936 lbft
3
Viskositas;
= 69,75 cp = 0,0469 lbmft.detik
Laju alir volumetrik; Q =
F =
3
lbft 64,3936
lbdetik 1,5482
= 0,02404 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,02404
0,45
64,3936
0,13
= 1,2521
in Dipilih pipa 1 ½ in schedule 40 dengan data – data sebagai berikut:Kern,1950
Diameter Luar; OD = 1,9 in
Diameter dalam; ID = 1,610 in = 0,1342 ft
Luas penampang; A = 2,04 in
2
= 0,0142 ft
2
Kecepatan laju alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,0142
detik ft
0,02404
= 1,69296 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
0,0469 det
1,69296 1342
, lbft
64,3936
3
ik ft
ftx x
= 311,9386 2100 aliran laminer Dari grafik 7.1 Sandler 1987 diperoleh f
2052 ,
9386 ,
311 64
64
Re
N
Kelengkapan pipa: Panjang pipa lurus
L
1
= 10 ft 1
buah gate valve fully open LD = 13
L
2
= 1 x 13 x 0,1342 ft = 1,7446 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,1342 ft = 8,052 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,1342 = 3,6234 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,1342 ft = 6,8442 ft +
Universitas Sumatera Utara
L = 30,2642 ft
Faktor kerugian karena kehilangan energi; F
F
= gcD
L fv
2 4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
1342 ,
det .
. 174
, 32
2 2642
, 30
ftdetik 1,69296
2052 ,
4
2 2
= 8,2446 lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 8 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
= 8 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 8,2446 ft lbflbm = 16,2446 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,02404 ft
3
detik x 64,3936 lbft
3
x 16,2446 ft lbflbm = 25,1470 lb ftdetik550
= 0,0457 hp Efesiensi pompa = 80
Daya pompa; P = 0,8
hp 0,0457
= 0,0571 hp = 110 hp
Universitas Sumatera Utara
16. Tangki Penampungan Minyak T-05
Fungsi :
Tempat penyimpanan minyak sebelum masuk Cooler
Jumlah : 1
buah Tipe
: Tangki berbentuk silinder, bagian bawah datar dan
tutup tutup elipsoidal Bahan
: Carbonsteel Brownell Young,1959
Kondisi operasi : 180
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 2528,0938 kgjam
Densitas bahan;
= 1033,81 kgm
3
= 64,3936 lbft
3
Kebutuhan =
1 jam
Faktor keamanan
= 20
Volume tangki =
3
81 ,
1033 1
0938 ,
528 2
2 ,
1 m
kg jam
x jam
kg x
= 2,9345
m
3
Diambil tinggi silinder; Hs 3
4 Dt
Volume tangki; Vt =
Hs Dt
2
4 1
2,9345 m
3
= Dt
Dt 3
4 14
, 3
4 1
2
2,9345 m
3
= 1,0467 Dt
3
Diameter tangki; Dt = 1,4101 m Jari – jari tangki, R
= 2
m 1,4101
= 0,70505 m = 27,7575 in Tinggi tangki; Hs
= 3
4 x 1,4101 m
= 1,8801 m = 6,1683 ft Tinggi elipsoidal;He = ¼ Dt = ¼ 1,4101 m = 0,3525 m
Tinggi tangki H
T
= 1,8801 + 0,3525 = 2,2326 m
Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
McCabe dkk,1993
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Universitas Sumatera Utara
Ph = 14,7 Psi +
144 1
6,1683 3936
, 64
3
ft
ft lb
= 17,0111 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 17,0111 Psi = 20,4133 Psi
Tebal silinder, t
s
= nc
P SE
R x
P
6 ,
Dimana; P
= Tekanan disain S
= Tegangan yang diizinkan 18.750 psi E
= Efesiensi sambungan; 80 n
= Umur alat 10 tahun c
= laju kecepatan korosi 0,01 intahun t
s
= tahun
in x
tahun x
x 01
, 10
Psi 20,4133
6 ,
0,8 x
psi 18.750
in ,7575
7 2
Psi 20,4133
= 0,1378
in Digunakan silinder dengan ketebalan ¼ in
Tebal tutup dianggap sama karena terbuat dari bahan yang sama. Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt
= 1,4101 m
Tinggi Tangki; HT = 2,2326 m
Tebal silinder; ts = ¼ in
Bahan konstruksi = Carbonsteel
Faktor korosi
= 0,01 intahun
17. Pompa Tangki Penampungan P-06
Fungsi :Untuk mengalirkan minyak dari Tangki Penampungan
Tipe :
Pompa sentrifugal
Jumlah :
1 buah
Bahan konnstruksi
: Carbonsteel
Kondisi operasi : 180
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk; F = 2528,0938 kgjam = 1,5482 lbdetik
Densitas bahan;
= 1033,81 kgm
3
= 64,3936 lbft
3
Universitas Sumatera Utara
Viskositas;
= 69,75 cp = 0,0469 lbmft.detik
Laju alir volumetrik; Q =
F =
3
lbft 64,3936
lbdetik 1,5482
= 0,02404 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,02404
0,45
64,3936
0,13
= 1,2521
in Dipilih pipa 1 ½ in schedule 40 dengan data – data sebagai berikut: Kern,1950
Diameter Luar; OD = 1,9 in
Diameter dalam; ID = 1,610 in = 0,1342 ft
Luas penampang; A = 2,04 in
2
= 0,0142 ft
2
Kecepatan laju alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,0142
detik ft
0,02404
= 1,69296 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
0,0469 det
1,69296 1342
, lbft
64,3936
3
ik ft
ftx x
= 311,9386 2100 aliran laminer Dari grafik 7.1 Sandler 1987 diperoleh f
2052 ,
9386 ,
311 64
64
Re
N
Kelengkapan pipa: Panjang pipa lurus
L
1
= 10 ft 1
buah gate valve fully open LD = 13
L
2
= 1 x 13 x 0,1342 ft = 1,7446 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,1342 ft = 8,052 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,1342 = 3,6234 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,1342 ft = 6,8442 ft + L
= 30,2642 ft Faktor kerugian karena kehilangan energi;
F
F =
gcD L
fv 2
4
2
Universitas Sumatera Utara
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
1342 ,
det .
. 174
, 32
2 2642
, 30
ftdetik 69296
, 1
2052 ,
4
2 2
= 8,2446 lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 8 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0
Sehingga persamaan Bernauli menjadi; Wf =
F gc
g Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
= 8 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 8,2446 ft lbflbm = 16,2446 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,02404 ft
3
detik x 64,3936 lbft
3
x 16,2446 ft lbflbm = 25,1470 lb ftdetik550
= 0,0467 hp Efesiensi pompa = 80
Daya pompa; P = 0,8
hp 0,0467
= 0,0584 hp = 110 hp
Universitas Sumatera Utara
18. Cooler C
Fungsi : Mengkondensasikan uap etanol dari kolom destilasi
Jenis :
Double pipe exchanger Jumlah
: 1
unit Digunakan :
Double pipe hairpins 12 ft, diameter 3 x 2 inc
Fluida panas Steam Laju alir massa, W = 16464,6518 kgjam = 36298,53348lbmjam Lampiran B
Temperatur masuk, T
1
= 30 C = 86
F Temperature kaluar, T
2
= 40 C = 104
F
Fluida dingin Peanut Oil Laju alir massa, W = 2528,0938 kgjam = 5573,52190 lbmjam Lampiran B
Temperatur masuk, T
1
= 180 C = 356
F Temperatur keluar, T
2
= 50 C = 122
F
1. Dari Neraca panas; Q = 164646,5184 Kkaljam = 156054,17550 Btujam
Lampiran B 2.
t Fluida panas
Fluida dingin
356 Temp. tinggi
F 104 252
122 Temp. rendah
F 86 36
t = LMTD =
1 2
1
1 2
t t
n t
t
=
F n
0020 ,
111 00
, 7
1 36
2528
3. Tc dan tc
Tc = F
239 2
122 356
tc = F
95 2
86 104
Universitas Sumatera Utara
Fluida dingin : Air Pendingin Anulus side
4. Flow area
D
2
= 3,0680 inc 12 = 0,2557 ft tabel
10 Kern,
1965 D
1
= 2,38 inc 12 = 0,1983 ft tabel
10 Kern,
1965
2 ft
0204 ,
2 0,1983
2 2557
, 4
3,14 2
1 D
2 2
D 4
π aa
De = 1965
Kern, 7.2
Pers 1
2 1
2 2
D xD
D
= ft
1312 ,
1983 ,
2 1983
, 2
2557 ,
x
5. Kecepatan massa
Kern,1965 7.2
Pers a
a W
Ga
2 ft
lbjam 8626
, 1776463
0204 ,
53348 ,
36298
Ga
6. Bilangan Reynold
Pada Tc = 95 F
jam lbmft
8627 ,
1 77
,
cP
Gbr 14
Kern, 1965
9224 ,
125163 8626
, 1776463
1312 ,
Re Re
8627 ,
1
x
a Ga
x De
a
7. JH fig.28 = 190
Gbr 28 Kern, 1965 8.
pada Tc = 95 F
C 1 Btulbm F
Gbr 2 Kern, 1965 K = 0,0135 Btujam.ft.
F tabel 5 Kern, 1965
1674 ,
5 3
1 8627
, 1
1 3
1
0135 ,
x k
c
9. Fluida panas : Minyak Kacang Tanah
Pipe shell 4’. Flow area
D = 3,0680 inc 12 = 0,2557 ft
2 0513
, 2
2557 ,
4 14
, 3
2 4
ft
D a
p
5’. Kecepatan massa
2 5098
, 108620
0513 ,
52190 ,
5573 ft
jam lb
Gp p
a w
Gp
6’. Bilangan Reynold Pada tc = 239
F
jam ft
lbm cP
3387 ,
14 ,
Gbr 14
Kern, 1965
1566 ,
81998 3387
, 5098
, 108620
2557 ,
Re Re
x
p Gp
x D
p
7’. JH fig.24 = 180 Gbr 24 Kern, 1965 8’. Pada tc = 239
F C = 0,15 Btulbm
F Gbr 2 Kern, 1965
K = 0,95 Btujam.ft.F Tabel 5 Kern, 165
3767 ,
3 1
95 ,
3387 ,
15 ,
3 1
x k
c
9’.
10’. Ho = hox
OD ID
= 251,9833 x
38 ,
2 0680
, 3
= 324,8256 Btujam ft
2 0
F Hio = 324,8256 x 1 Btujam ft
2
F = 324,8256 Btujam ft
2 0
F
1
S
9833
, 251
3767 ,
2557 ,
95 ,
180 3
1
x x
k c
x De
k x
JH s
ho
9928 ,
100 1674
, 5
1312 ,
0135 ,
190 3
1
x x
k c
x De
k x
JH s
ho
Universitas Sumatera Utara
11. Koefisien keseluruhan bersih
. .
0400 ,
77 9928
, 100
8256 ,
324 9928
, 100
8256 ,
324 .
2
F ft
jam Btu
x ho
hio ho
hio Uc
12. Faktor pengotor
Faktor pengotor, Rd = 0,003
F ft
jam Btu
Ud Ud
Rd Uc
Ud
2
. .
5772 ,
62 0160
, 003
, 0400
, 77
1 1
1 1
13. Luas permukaan yang dibutuhkan
2
4661 ,
22 0020
, 111
5772 ,
62 17550
, 156054
ft x
t U
Q A
D
Luas permukaan luar a’’ = 0,917 ft
2
ft Tabel 11 Kern, 1965
Panjang yang dibutuhkan = ft
ft ft
ft 9361
, 24
4661 ,
22
2 2
Berarti dapat digunakan 5x 20 ft hairpin dengan panjang total = 1 x 2 x 12 = 24 ft
14. Luas permukaan baru
A = 24 ft x 0,9170 ft
2
ft = 22,0080 ft
2
2
8798 ,
63 0020
, 111
0080 ,
22 17550
, 156054
ft x
t x
A Q
Ud
0027 ,
8798 ,
63 0400
, 77
8798 ,
63 0400
, 77
. diterima
dapat Rancangan
x U
U U
U Rd
D C
D C
Universitas Sumatera Utara
psi D
g L
Gp f
Fp
2119 ,
0513 ,
4375 ,
60 10
. 18
, 4
2 40
5098 ,
108620 00145
, 4
. .
. 2
. .
. 4
8 2
2 2
Pressure Drop
1’. De’ = D
2
– D
1
= 0,2557 -0,1983 = 0,0573 ft
9224 ,
125163 8626
, 1776463
1312 ,
Re
8627 ,
1
x
Ga x
De a
2 2
42 ,
42 ,
0092 ,
3131 ,
9108 264
, 0035
, Re
264 ,
0035 ,
in ft
a f
Tc = 95 F
s.g = 1 Tabel 6 Kern, 1965
3 5
, 62
5 ,
62 1
ft lb
x
2’.
De g
L Ga
f Fa
. 2
. .
2 2
. .
4
psi 3236
, 0573
, 2
5 ,
62 8
10 .
18 ,
4 2
40 2
8626 ,
1776463 00012
, 4
3’.
Psi x
x F
Fa Pa
4008 ,
1 144
5 ,
62 9039
, 2
3236 ,
144 1
P yang diizinkan = 10 psi
P hitung lebih besar sedikit dari 10 psi Rancangan annulus dapat diterima
1. Untuk Re
p
= 62486,4243
2 2
42 ,
42 ,
0066 ,
7211 ,
40365 264
, 0035
, laminar
aliran Re
264 ,
0035 ,
in ft
p f
s.g = 0,9670 tabel 6 Kern,
1965
3
4375 ,
60 5
, 62
9670 ,
ft lb
x
2.
3.
P yang diizinkan = 10 psi
P hitung 10 psi Rancangan pipa dapat diterima
fps Ga
V
8954 ,
7 5
, 62
. 3600
. 3600
8626 ,
1776463
Psi x
x Fp
PP 0889
, 144
4375 ,
60 2119
, 144
ft x
g V
F 9039
, 2
2 ,
32 2
2 8954
, 7
3 2
2 3
1
Universitas Sumatera Utara
19. Pompa Cooler P-07
Fungsi :Untuk mengalirkan campuran minyak dari Cooler ke
Tangki Blending Tipe
: Pompa sentrifugal Jumlah
: 1
buah Bahan konnstruksi
: Carbonsteel Kondisi operasi
: 50
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk; F = 2528,0938 kgjam = 1,5482 lbdetik
Densitas bahan;
= 1033,81 kgm
3
= 64,3936 lbft
3
Viskositas;
= 69,75 cp = 0,0469 lbmft.detik
Laju alir volumetrik; Q =
F =
3
lbft 64,3936
lbdetik 1,5482
= 0,02404 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,02404
0,45
64,3936
0,13
= 1,2521
in Dipilih pipa 1 ½ in schedule 40 dengan data – data sebagai berikut:
Kern,1950 Diameter Luar; OD
= 1,9 in Diameter dalam; ID
= 1,610 in = 0,1342 ft Luas penampang; A
= 2,04 in
2
= 0,0142 ft
2
Kecepatan laju alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,0142
detik ft
0,02404
= 1,69296 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
0,0469 det
1,69296 1342
, lbft
64,3936
3
ik ft
ftx x
= 311,9386 2100 aliran laminer Dari grafik 7.1 Sandler 1987 diperoleh f=
2052 ,
9386 ,
311 6962
, 64
64
Re
N
Universitas Sumatera Utara
Kelengkapan pipa: Panjang pipa lurus
L
1
= 10 ft 1
buah gate valve fully open LD = 13
L
2
= 1 x 13 x 0,1342 ft = 1,7446 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,1342 ft = 8,052 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,1342 = 3,6234 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,1342 ft = 6,8442 ft + L
= 30,2642 ft Faktor kerugian karena kehilangan energi;
F
F =
gcD L
fv 2
4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
1342 ,
det .
. 174
, 32
2 2642
, 30
ftdetik 1,69296
2052 ,
4
2 2
= 8,2446 lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 8 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
Universitas Sumatera Utara
= 8 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 8,2446 ft lbflbm = 16,2446 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,02404 ft
3
detik x 64,3936 lbft
3
x 16,2446 ft lbflbm = 25,147 lb ftdetik550
= 0,0457 Efesiensi pompa = 80
Daya pompa; P = 0,8
hp 0,0457
= 0,0571 hp = 110 hp
20. Tangki Vitamin T-06
Fungsi :
Tempat penampungan Lechitin, Garam, TBHQ, Vitamin
A, B-Carothen,
Na-Benzoat, Skim
milk kedalam campuran bahan baku
Jumlah : 1
buah Tipe
: Tangki berbentuk silinder, bagian bawah datar dan
tutup elipsoidal menggunakan pengaduk Bahan
: Carbonsteel Brownell Young,1959
Kondisi operasi : 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 596,9063 kgjam
Densitas campuran;
camp
= 919 kgm
3
= 57,2424 lbft
3
Kebutuhan =
1 hari
Faktor keamanan
= 20
Volume tangki =
3
919 24
24 1
9063 ,
96 5
2 ,
1 m
kg jam
x jam
hari x
jam kg
x
= 0,7794
m
3
Diambil tinggi silinder; Hs = 3
4 Dt
Volume tangki; Vt =
Hs Dt
2
4 1
Universitas Sumatera Utara
0,7794 m
3
= Dt
Dt 3
4 14
, 3
4 1
2
0,7794 m
3
= 1,0467 Dt
3
Diameter tangki; Dt = 2,7079 m = 8,8846 ft Jari – jari tangki, R
= 2
m 2,7079
= 1,3540 m = 53,3070 in Tinggi tangki; Hs
= 3
4 x 2,7079 m = 3,6105 m = 11,8461 ft
Tinggi elipsoidal; He = 4
1 x 2,7079 m = 0,6770 m
Tinggi tangki total; H
T
= 3,6105 m + 0,6770 m = 4,2875 m Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
McCabe dkk,1993
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
11,8461 2424
, 7
5
3
ft
ft lb
= 19,0115 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 19,0115 Psi = 22,8139 Psi
Tebal silinder, ts =
nc P
SE R
x P
6
, Dimana;
P = Tekanan disain S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi
E = Efesiensi sambungan; 80 n = Umur alat 10 tahun
c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun ts
= tahun
in x
tahun x
x 01
, 10
Psi 22,8139
6 ,
0,8 x
psi 18.750
in 3070
, 53
Psi 22,8139
= 0,1812
in Digunakan silinder dengan ketebalan ¼ in
Tebal tutup dianggap sama karena terbuat dari bahan yang sama. Tangki ini menggunakan pengaduk untuk mempercepat proses pencampuran,
jenis pengaduk yang digunakan adalah propeler, dengan ketentuan;
Universitas Sumatera Utara
4 ,
4 1
, 5
1 ,
3 ,
E D
Da L
Da W
Dt Da
Dimana: Dt
= diameter tangki ft Da
= diameter pengaduk = 0,3 x 8,8846 ft
= 2,6654 ft W
= lebar pengaduk = 15 x 2,6654 ft
= 0,5331 ft L
= panjang daun pengaduk = ¼ x 2,6654 ft
= 0,6663 ft E
= jarak pengaduk dari dasar = ¼ x 8,8846 ft = 2,2212 ft
Daya yang dibutuhkan untuk melakukan pengadukan; P
= 550
5 3
gc m
Da n
K
T
Dimana; K
T
= konstanta pengadukkan 6,3 n
= kecepatan pengadukan 60 rpm = 1 rps gc
= konstanta
gravitasi 32,174 lbm ftlbf detik
2
Sehingga daya; P =
550 det
174 ,
32 2424
, 57
2,6654 1
3 ,
6
2 3
5 3
ik lbf
ft lbm
ft lb
ft rps
= 2,7416 hp Efesiensi motor 80;
P =
0,8 2,7416
= 3,427 hp = 3 ½ hp Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt = 2,7079 m
Tinggi Tangki; H
T
= 4,2875 m
Tebal silinder; ts = ¼ in
Bahan konstruksi
= Carbonsteel
Faktor korosi = 0,01 intahun
Diameter pengaduk = 2,6654 ft
Daya motor
= 3 ½ HP
Tipe pengaduk = propeler
Universitas Sumatera Utara
21. Pompa Vitamin P-08
Fungsi :Untuk mengalirkan vitamin dari tangki penampungan
vitamin ke tangki Blending Tipe
: Pompa
sentrifugal Jumlah
: 1
buah Bahan
konnstruksi :
Carbonsteel Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk; F = 596,9063 kgjam = 0,3655 lbdetik
Densitas bahan;
= 919 kgm
3
= 57,2424 lbft
3
Viskositas;
= 35 cp = 0,0235 lbmft.detik
Laju alir volumetrik; Q =
F =
3
lbft 57,2424
lbdetik 0,3655
= 0,0064 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,0064
0,45
57,2424
0,13
= 0,6797
in Dipilih pipa 1 in schedule 40 dengan data – data sebagai berikut:
Kern,1950 Diameter Luar; OD
= 1,32 in Diameter dalam; ID
= 1,049 in = 0,0874 ft Luas penampang; A
= 0,864 in
2
= 0,006 ft
2
Kecepatan laju alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,006
detik ft
0,0064
= 1,0667 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
0,0235 det
1,0667 0874
, lbft
57,2424
3
ik ft
ftx x
= 227,09297 2100 aliran laminer Dari grafik 7.1 Sandler 1987 diperoleh f
2818 ,
09297 ,
227 64
64
Re
N
Universitas Sumatera Utara
Kelengkapan pipa: Panjang pipa lurus
L
1
= 10 ft 1
buah gate valve fully open LD = 13
L
2
= 1 x 13 x 0,0874 ft = 1,1362 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,0874 ft = 5,244 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,0874 = 2,3598 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,0874 ft = 4,4574 ft + L
= 23,1974 ft Faktor kerugian karena kehilangan energi;
F
F =
gcD L
fv 2
4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
0874 ,
det .
. 174
, 32
2 23,1974
ftdetik 1,0667
2818 ,
4
2 2
= 5,2903
ft lbflbm
Tinggi pemompaan Z
= 10 ft Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
Universitas Sumatera Utara
= 10 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 5,2903 ft lbflbm = 15,2903 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,0064 ft
3
detik x 57,2424 lbft
3
x 15,2903 ft lbflbm = 5,6016 lb ftdetik550
= 0,0102 hp Efesiensi pompa = 80
Daya pompa; P = 0,8
hp 0,0102
= 0,01275 hp = 110 hp
22. Tangki Blending-1 T-07
Fungsi :
Tempat pencampuran minyak kacang tanah dengan vitamin dan zat aditif lainnya
Jumlah : 1
buah Tipe
: Tangki berbentuk silinder, bagian bawah datar dan
tutup elipsoidal menggunakan pengaduk Bahan
: Carbonsteel Brownell Young,1959
Kondisi operasi : 45
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 3125 kgjam
Densitas campuran;
camp
= 1011,9961 kgm
3
= 63,0349 lbft
3
Kebutuhan =
1 jam
Faktor keamanan
= 20
Volume tangki =
3
1011,9961 1
25 1
3 2
, 1
m kg
jam x
jam kg
x =
3,7055 m
3
Diambil tinggi silinder; Hs = 3
4 Dt
Volume tangki; Vt =
Hs Dt
2
4 1
3,7055 m
3
= Dt
Dt 3
4 14
, 3
4 1
2
Universitas Sumatera Utara
3,7055 m
3
= 1,0467 Dt
3
Diameter tangki; Dt = 1,5241 m = 5,0003 ft Jari – jari tangki, R
= 2
m 1,5241
= 0,76205 m = 30,00197 in Tinggi tangki; Hs
= 3
4 x 1,5241 m = 2,0321 m = 6,66699 ft
Tinggi elipsoidal; He = 4
1 x 1,5241 m = 0,3810 m
Tinggi tangki total; H
T
= 2,0321 m + 0,3810 m = 2,4131 m Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
McCabe dkk,1993
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
6,66699 0349
, 63
3
ft
ft lb
= 17,1807 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 17,1807 Psi = 20,6168 Psi
Tebal silinder, ts =
nc P
SE R
x P
6
, Dimana;
P = Tekanan disain S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi
E = Efesiensi sambungan; 80 n = Umur alat 10 tahun
c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun ts
= tahun
in x
tahun x
x 01
, 10
Psi 20,6168
6 ,
0,8 x
psi 18.750
in 30,00197
Psi 20,6168
= 0,1413
in Digunakan silinder dengan ketebalan ¼ in
Tebal tutup dianggap sama karena terbuat dari bahan yang sama. Tangki ini menggunakan pengaduk untuk mempercepat proses pencampuran,
jenis pengaduk yang digunakan adalah propeler, dengan ketentuan; 4
, 4
1 ,
5 1
, 3
,
E
D Da
L Da
W Dt
Da
Universitas Sumatera Utara
Dimana: Dt
= diameter tangki ft Da
= diameter pengaduk = 0,3 x 5,0003 ft
= 1,5001 ft W
= lebar pengaduk = 15 x 1,5001 ft
= 0,3 ft L
= panjang daun pengaduk = ¼ x 1,5001 ft
= 0,375 ft E
= jarak pengaduk dari dasar = ¼ x 5,0003 ft = 1,2501 ft
Daya yang dibutuhkan untuk melakukan pengadukan; P
= 550
5 3
gc m
Da n
K
T
Dimana; K
T
= konstanta pengadukkan 6,3 n
= kecepatan pengadukan 60 rpm = 1 rps gc
= konstanta
gravitasi 32,174 lbm ftlbf detik
2
Sehingga daya; P =
550 det
174 ,
32 0349
, 63
1,5001 1
3 ,
6
2 3
5 3
ik lbf
ft lbm
ft lb
ft rps
= 0,1705 hp Efesiensi motor 80;
P =
0,8 0,1705
= 0,2131 hp = ¼ hp Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt = 1,5241 m
Tinggi Tangki; H
T
= 2,4131 m
Tebal silinder; ts = ¼ in
Bahan konstruksi
= Carbonsteel
Faktor korosi = 0,01 intahun
Diameter pengaduk = 1,5537 ft
Daya motor
= ¼ hp
Tipe pengaduk = propeler
Universitas Sumatera Utara
23. Pompa Tangki Blending-1 P-09
Fungsi :Untuk mengalirkan campuran minyak dari Tangki
Blending ke tangki penampungan Tipe
: Pompa
sentrifugal Jumlah
: 1
buah Bahan
konnstruksi :
Carbonsteel Kondisi operasi
: 45
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk; F = 3125 kgjam
= 1,9137 lbdetik Densitas
bahan;
= 1011,9961 kgm
3
= 63,0349 lbft
3
Viskositas;
= 63 cp = 0,0424 lbmft.detik
Laju alir volumetrik; Q =
F =
3
lbft 63,0349
lbdetik 1,9137
= 0,0304 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,0304
0,45
63,0349
0,13
= 1,3877
in Dipilih pipa 1 ½ in schedule 40 dengan data – data sebagai berikut:
Kern,1950 Diameter Luar; OD
= 1,9 in Diameter dalam; ID
= 1,610 in = 0,1342 ft Luas penampang; A
= 2,04 in
2
= 0,0142 ft
2
Kecepatan laju alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,0142
detik ft
0,0304
= 2,1408 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
0,0424 det
1408 ,
2 1342
, lbft
63,0349
3
ik ft
ftx x
= 427,1140 2100 aliran laminer Dari grafik 7.1 Sandler 1987 diperoleh f
1498 ,
1140 ,
427 64
64
Re
N
Universitas Sumatera Utara
Kelengkapan pipa: Panjang pipa lurus
L
1
= 10 ft 1
buah gate valve fully open LD = 13
L
2
= 1 x 13 x 0,1342 ft = 1,7446 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,1342 ft = 8,052 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,1342 = 3,6234 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,1342 ft = 6,8442 ft + L
= 30,2642 ft Faktor kerugian karena kehilangan energi;
F
F =
gcD L
fv 2
4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
1342 ,
det .
. 174
, 32
2 2642
, 30
ftdetik 2,1408
1498 ,
4
2 2
= 9,6242 lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 10 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
Universitas Sumatera Utara
= 10 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 9,6242 ft lbflbm = 19,4262 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,0304 ft
3
detik x 63,0349 lbft
3
x 19,4262 ft lbflbm = 37,2257 lb ftdetik550
= 0,0677 hp Efesiensi pompa = 80
Daya pompa; P = 0,8
hp 0,0677
= 0,0846 hp = 110 hp
24. Tangki Blending-2 T-08
Fungsi :
Tempat penampungan sebelum di alirkan ke Votator Jumlah
: 1 buah
Tipe :
Tangki berbentuk silinder, bagian bawah datar dan tutup elipsoidal
Bahan : Carbon steel
Brownell Young,1959 Kondisi operasi
: 45
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 3125 kgjam
Densitas campuran;
camp
= 1011,9961 kgm
3
= 63,0349 lbft
3
Kebutuhan =
1 jam
Faktor keamanan
= 20
Volume tangki =
3
1011,9961 1
25 1
3 2
, 1
m kg
jam x
jam kg
x =
3,70555 m
3
Diambil tinggi silinder; Hs = 3
4 Dt
Volume tangki; Vt =
Hs Dt
2
4 1
3,70555 m
3
= Dt
Dt 3
4 14
, 3
4 1
2
3,70555 m
3
= 1,0467 Dt
3
Universitas Sumatera Utara
Diameter tangki; Dt = 1,5241 m = 5,0003 ft Jari – jari tangki, R
= 2
m 1,5241
= 0,76205 m = 30,00197 in Tinggi tangki; Hs
= 3
4 x 1,5241 m = 2,0321 m = 6,66699 ft
Tinggi elipsoidal; He = 4
1 x 1,5241 m = 0,3810 m
Tinggi tangki total; H
T
= 2,0321 m + 0,3810 m = 2,4131 m Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
McCabe dkk,1993
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
6,66699 0349
, 63
3
ft
ft lb
= 17,1807 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 17,1807 Psi = 20,6168 Psi
Tebal silinder, ts =
nc P
SE R
x P
6
, Dimana;
P = Tekanan disain S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi
E = Efesiensi sambungan; 80 n = Umur alat 10 tahun
c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun ts
= tahun
in x
tahun x
x 01
, 10
Psi 20,6168
6 ,
0,8 x
psi 18.750
in 30,00197
Psi 20,6168
= 0,1413
in Digunakan silinder dengan ketebalan ¼ in
Tebal tutup dianggap sama karena terbuat dari bahan yang sama. Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt = 1,5241 m
Tinggi Tangki; H
T
= 2,4131 m
Tebal silinder; ts = ¼ in
Bahan konstruksi
= Carbonsteel
Universitas Sumatera Utara
Faktor korosi
= 0,01 intahun
25. Pompa Tangki Blending-2 P-10
Fungsi :Untuk mengalirkan margarin dari Feed Tank ke Votator
Tipe :
Pompa sentrifugal
Jumlah :
1 buah
Bahan konnstruksi
: Carbonsteel
Kondisi operasi : 45
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk; F = 3125 kgjam
= 1,9137 lbdetik Densitas
bahan;
= 1011,9961 kgm
3
= 63,0349 lbft
3
Viskositas;
= 63 cp = 0,0424 lbmft.detik
Laju alir volumetrik; Q =
F =
3
lbft 63,0349
lbdetik 1,9137
= 0,0304 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,0304
0,45
63,0349
0,13
= 1,3877
in Dipilih pipa 1 ½ in schedule 40 dengan data – data sebagai berikut:
Kern,1950 Diameter Luar; OD
= 1,9 in Diameter dalam; ID
= 1,610 in = 0,1342 ft Luas penampang; A
= 2,04 in
2
= 0,0142 ft
2
Kecepatan laju alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,0142
detik ft
0,0304
= 2,1408 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
0,0424 det
1408 ,
2 1342
, lbft
63,0349
3
ik ft
ftx x
= 427,1140 2100 aliran laminer Dari grafik 7.1 Sandler 1987 diperoleh f
1498 ,
1140 ,
427 64
64
Re
N
Universitas Sumatera Utara
Kelengkapan pipa: Panjang pipa lurus
L
1
= 10 ft 1
buah gate valve fully open LD = 13
L
2
= 1 x 13 x 0,1342 ft = 1,7446 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,1342 ft = 8,052 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,1342 = 3,6234 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,1342 ft = 6,8442 ft + L
= 30,2642 ft Faktor kerugian karena kehilangan energi;
F
F =
gcD L
fv 2
4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
1342 ,
det .
. 174
, 32
2 2642
, 30
ftdetik 2,1408
1498 ,
4
2 2
= 9,6242 lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 10 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
Universitas Sumatera Utara
= 10 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 9,6242 ft lbflbm = 19,6242 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,0304 ft
3
detik x 63,0349 lbft
3
x 19,6242 ft lbflbm = 37,2257 lb ftdetik550
= 0,0677 hp Efesiensi pompa = 80
Daya pompa; P = 0,8
hp 0,0677
= 0,0846 hp = 110 hp
26. Votator I V-01
Fungsi :
Tempat pengkristalan margarin Jumlah
: 1 buah
Tipe : Tangki
silinder vertikal bagian bawah dan tutup
elipsoidal dan dilengkapi oleh jaket pendingin dan pengaduk
Bahan : Carbonsteel
Brownell Young,1959 Kondisi operasi
: 45
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 3125 kgjam
Densitas campuran;
camp
= 1011,9961 kgm
3
= 63,0349 lbft
3
Kebutuhan =
1 jam
Faktor keamanan
= 20
Volume tangki =
3
1011,9961 1
25 1
3 2
, 1
m kg
jam x
jam kg
x =
3,70555 m
3
Diambil tinggi silinder; Hs = 3
4 Dt
Volume tangki; Vt =
Hs Dt
2
4 1
3,70555 m
3
= Dt
Dt 3
4 14
, 3
4 1
2
Universitas Sumatera Utara
3,70555 m
3
= 1,0467 Dt
3
Diameter tangki; Dt = 1,5241 m = 5,0003 ft Jari – jari tangki, R
= 2
m 1,5241
= 0,76205 m = 30,00197 in Tinggi tangki; Hs
= 3
4 x 1,5241 m = 2,0321 m = 6,66699 ft
Tinggi elipsoidal; He = 2 4
1 x 1,5241 m = 0,76205 m
Tinggi tangki total; H
T
= 2,0321 m + 0,76205 m = 2,79415 m Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
6,66699 0349
, 63
3
ft
ft lb
= 17,1807 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 17,1807 Psi = 20,6168 Psi
Tebal silinder, ts =
nc P
SE R
x P
6
, Dimana;
P = Tekanan disain S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi
E = Efesiensi sambungan; 80 n = Umur alat 10 tahun
c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun ts
= tahun
in x
tahun x
x 01
, 10
Psi 20,6168
6 ,
0,8 x
psi 18.750
in 00197
, 3
Psi 20,6168
= 0,1413
in Digunakan silinder dengan ketebalan ¼ in
Tebal tutup dianggap sama karena terbuat dari bahan yang sama. Tangki ini menggunakan pengaduk untuk mempercepat proses pencampuran,
jenis pengaduk yang digunakan adalah propeler, dengan ketentuan; 4
, 4
1 ,
5 1
, 3
,
E
D Da
L Da
W Dt
Da
Universitas Sumatera Utara
Dimana: Dt
= diameter tangki ft Da
= diameter pengaduk = 0,3 x 5,0003 ft
= 1,5001 ft W
= lebar pengaduk = 15 x 1,5001 ft
= 0,30002 ft L
= panjang daun pengaduk = ¼ x 1,5001 ft
= 0,375 ft E
= jarak pengaduk dari dasar = ¼ x 5,0003 ft = 1,2501 ft
Daya yang dibutuhkan untuk melakukan pengadukan; P
= 550
5 3
gc m
Da n
K
T
Dimana; K
T
= konstanta pengadukkan 6,3 n
= kecepatan pengadukan 60 rpm = 1 rps gc
= konstanta
gravitasi 32,174 lbm ftlbf detik
2
Sehingga daya; P =
550 det
174 ,
32 0349
, 63
1,5001 1
3 ,
6
2 3
5 3
ik lbf
ft lbm
ft lb
ft rps
= 0,1705 hp Efesiensi motor 80;
P =
0,8 0,1705
= 0,2131 hp = ½ hp
Perancangan jaket pendingin
Desain jaket yang diinginkan sesuai dengan bentuk tangki yang diletakkan disekeliling tangki
Massa R134a pendingin yang dibutuhkan; m = 1026,8995 kgjam Specifik volume R134a;
pada T = 9
o
C = 0,0512 m
3
kg Perry dkk,1999
R
2
R
1
Universitas Sumatera Utara
Waktu tinggal pendingin = 5 menit Penentutuan volume jaket, Vj
Vj = 1026,8995 kgjam x 0,0512 m
3
kg 60
5 x
= 4,3814
m
3
Penentuan R
1
Vj = [
R
1 2
}- R
2
+ t
p 2
] x Hs
Dimana: R
2
= jari – jari votator; m Tp
= tebal shell ; m Hs
= tinggi shell ; m 4,3814 = [
R
1 2
}- 0,76205 + 0,0036
2
x 2,0321 4,3814 = [
R
1 2
}- 0,5862] x 2,0321
R
1 2
=
58624
, 1561
, 2
= 1,2729 m
R
1
= 1,1282 m = 2m
Penentuan tebal jaket, t
j
R
1
= R
2
+ t
p
+ t
j
t
j
= R
1
– R
2
+ t
P
= 1,1282 – 0,76205+ 0,0036 = 0,3625 m
Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt = 1,5241 m
Tinggi Tangki; H
T
= 2,79415 m
Tebal silinder; ts = ¼ in
Bahan konstruksi
= Carbonsteel
Faktor korosi = 0,01 intahun
Diameter pengaduk = 1,5001 ft
Universitas Sumatera Utara
Daya motor
= ½ HP
Tipe pengaduk = propeler
Tebal jaket
= 0,3625 m
27. Belt Conveyor BC-02
Fungsi : Untuk mengangkut margarine dari Votator -01 ke
mesin penghancurworker
Laju alir bahan masuk = 3472 kgjam Faktor keamanan 20
Laju alir bahan = 1,2 x 3125 kgjam = 3750 kgjam
= 3,75 tonjam
Dari buku Perry 1992 untuk kapasitas dibawah 5 tonjam diambil conveyor dengan spesifikasi sebagai berikut;
Panjang belt, P = 20 ft Tinggi belt, Z = 3 ft
Lebar belt, L = 14 in Kecepatan, V = 200 ftmenit
Luas belt, A = 0,11 ft
2
Daya, P =
2 hp
28. Mesin PenghancurWorker I W-01
Fungsi : Untuk menghancurkan margarine sebelum diumpankan ke Votator -02
Jenis : Ball Mill Laju alir bahan masuk = 3472 kgjam
Faktor keamanan 20 Laju alir bahan
= 1,2 x 3125 kgjam = 3750 kgjam = 3,75 tonjam
Dari tabel Perry, 1992 diperoleh Luas mesin penghancur, A
= 3 ft x 2 ft Kecepatan
V = 3 rpm
Universitas Sumatera Utara
Berat bola W
= 0,85 ton Daya,
P = 7 Hp
29. Belt Conveyor BC-03
Fungsi : Untuk mengangkut margarine dari W-01 ke Votator - 02
Laju alir bahan masuk = 3472 kgjam Faktor keamanan 20
Laju alir bahan = 1,2 x 3125 kgjam = 3750 kgjam
= 3,75 tonjam
Dari buku Perry 1992 untuk kapasitas dibawah 5 tonjam diambil conveyor dengan spesifikasi sebagai berikut;
Panjang belt, P = 20 ft Tinggi belt, Z = 3 ft
Lebar belt, L = 14 in Kecepatan, V = 200 ftmenit
Luas belt, A = 0,11 ft
2
Daya, P = 2 hp
30. Votator II V-02
Fungsi :
Tempat pengkristalan margarin Jumlah
: 1 buah
Tipe : Tangki
silinder vertikal bagian bawah dan tutup
elipsoidal dan dilengkapi oleh jaket pendingin dan pengaduk
Bahan : Carbonsteel
Brownell Young,1959 Kondisi operasi
: 20
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 3125 kgjam
Densitas campuran;
camp
= 1011,9961 kgm
3
= 63,0349 lbft
3
Kebutuhan =
1 jam
Universitas Sumatera Utara
Faktor keamanan = 20
Volume tangki =
3
1011,9961 1
25 1
3 2
, 1
m kg
jam x
jam kg
x =
3,7055 m
3
Diambil tinggi silinder; Hs = 3
4 Dt
Volume tangki; Vt =
Hs Dt
2
4 1
3,7055 m
3
= Dt
Dt 3
4 14
, 3
4 1
2
3,7055 m
3
= 1,0467 Dt
3
Diameter tangki; Dt = 1,5241 m = 5,0003 ft Jari – jari tangki, R
= 2
m 1,5241
= 0,76205 m = 30,0019 in Tinggi tangki; Hs
= 3
4 x 1,5241 m = 2,0321 m = 6,6669 ft
Tinggi elipsoidal; He = 2 4
1 x 1,5241 m = 0,76205 m
Tinggi tangki total; H
T
= 2,0321 m + 0,76205 m = 2,7941 m Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
6,6669 0349
, 63
3
ft
ft lb
= 17,1806 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 17,1806 Psi = 20,6167 Psi
Tebal silinder, ts =
nc P
SE R
x P
6
, Dimana;
P = Tekanan disain S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi
E = Efesiensi sambungan; 80 n = Umur alat 10 tahun
c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun
Universitas Sumatera Utara
ts =
tahun in
x tahun
x x
01 ,
10 Psi
20,6167 6
, 0,8
x psi
18.750 in
30,0019 Psi
20,6167
=
0,1033 in
Digunakan silinder dengan ketebalan ¼ in Tebal tutup dianggap sama karena terbuat dari bahan yang sama.
Tangki ini menggunakan pengaduk untuk mempercepat proses pencampuran, jenis pengaduk yang digunakan adalah propeler, dengan ketentuan;
4 ,
4 1
, 5
1 ,
3 ,
E D
Da L
Da W
Dt Da
Dimana: Dt
= diameter tangki ft Da
= diameter pengaduk = 0,3 x 5,0003 ft
= 1,5001 ft W
= lebar pengaduk = 15 x 1,5001 ft
= 0,30002 ft L
= panjang daun pengaduk = ¼ x 1,5001 ft
= 0,375 ft E
= jarak pengaduk dari dasar = ¼ x 5,0003 ft = 1,2501 ft
Daya yang dibutuhkan untuk melakukan pengadukan; P
= 550
5 3
gc m
Da n
K
T
Dimana; K
T
= konstanta pengadukkan 6,3 n
= kecepatan pengadukan 60 rpm = 1 rps gc
= konstanta
gravitasi 32,174 lbm ftlbf detik
2
Sehingga daya; P =
550 det
174 ,
32 0349
, 63
1,5001 1
3 ,
6
2 3
5 3
ik lbf
ft lbm
ft lb
ft rps
= 0,1705 hp Efesiensi motor 80;
P =
0,8 0,1705
= 0,2131 hp = ¼ hp
Universitas Sumatera Utara
Perancangan jaket pendingin
Desain jaket yang diinginkan sesuai dengan bentuk tangki yang diletakkan disekeliling tangki
Massa amoniak pendingin yang dibutuhkan; m = 143,0269 kgjam Specifik volume R134a;
pada T = 9
o
C = 0,0512 m
3
kg Perry dkk,1999 Waktu tinggal pendingin = 5 menit
Penentutuan volume jaket, Vj Vj
= 143,0269 kgjam x 0,0512 m
3
kg 60
5 x
= 0,6102
m
3
Penentuan R
1
Vj = [
R
1 2
}- R
2
+ t
p 2
] x Hs Dimana:
R
2
= jari – jari votator; m Tp
= tebal shell ; m Hs
= tinggi shell ; m 0,6102 = [
R
1 2
}- 0,76205 + 0,0026
2
x 2,0321 0,6102 = [
R
1 2
}- 0,7646] x 2,0321
R
1 2
=
7646
, 3003
,
= 0,8602 m R
1
= 0,9275 m
Penentuan tebal jaket, t
j
R
2
R
1
Universitas Sumatera Utara
R
1
= R
2
+ t
p
+ t
j
t
j
= R
1
– R
2
+ t
P
= 0,9275 – 0,76205+ 0,0026 = 0,16285 m
Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt = 1,5785 m
Tinggi Tangki; H
T
= 2,4993 m
Tebal silinder; ts = ¼ in
Bahan konstruksi = Carbonsteel
Faktor korosi = 0,01 intahun
Diameter pengaduk
= 1,5537 ft
Daya motor = ½ hp
Tipe pengaduk
= propeler
Tebal jaket = 0,16285 m
31. Belt Conveyor -04
Fungsi : Untuk mengangkut margarine dari V-02 ke Worker - 02
Laju alir bahan masuk = 3472 kgjam Faktor keamanan 20
Laju alir bahan = 1,2 x 3125 kgjam = 3750 kgjam
= 3,75 tonjam Dari buku Perry 1992 untuk kapasitas dibawah 5 tonjam diambil conveyor
dengan spesifikasi sebagai berikut; Panjang belt, P = 20 ft
Tinggi belt, Z = 3 ft Lebar belt, L = 14 in
Kecepatan, V = 200 ftmenit Luas belt, A = 0,11 ft
2
Daya, P = 2 hp
Universitas Sumatera Utara
32. Mesin PenghancurWorker II W-02
Fungsi : Untuk menghancurkan margarine sebelum dimasukkan ke gudang Jenis : Ball Mill
Laju alir bahan masuk = 3125 kgjam Faktor keamanan 20
Laju alir bahan = 1,2 x 3125 kgjam = 3750 kgjam
= 3,75 tonjam Dari tabel Perry, 1992 diperoleh
Luas mesin penghancur, A = 3 ft x 2 ft
Kecepatan V
= 3 rpm Berat bola
W = 0,85 ton
Daya, P
= 7 Hp
33. Belt Conveyor -05
Fungsi : Untuk mengangkut margarine darie Worker – 02 ke gudang
Laju alir bahan masuk = 3472 kgjam Faktor keamanan 20
Laju alir bahan = 1,2 x 3125 kgjam = 3750 kgjam
= 3,75 tonjam Dari buku Perry 1992 untuk kapasitas dibawah 5 tonjam diambil conveyor
dengan spesifikasi sebagai berikut; Panjang belt, P = 20 ft
Tinggi belt, Z = 3 ft Lebar belt, L = 14 in
Kecepatan, V = 200 ftmenit Luas belt, A = 0,11 ft
2
Daya, P = 2 hp
Universitas Sumatera Utara
34. Gudang Produk
Fungsi :Tempat menyimpan produk selama 2 minggu Bentuk : Prisma segi empat beraturan
Perhitungan: Laju alir bahan masuk
= 3125 kgjam Densitas bahan,
= 1011,9961 kgm
3
Faktor keamanan 20 Volume gudang
= kgm
1011,9961 14
24 3125
2 ,
1
3
hari x
hari jam
x jam
kg x
= 1245,0641 m
3
Direncanakan Volume
= Panjang x lebar x tinggi Dimana; P = 2 x l, t = ½ l
1245,0641 m
3
= 2l x l x ½ l = l
3
L =
10,7579 m
P = 2 x 10,7579 = 21,5158 m
t = ½ x 10,7579 m = 5,3789 m
Luas gudang, A = 21,5158 m x 10,7579 m = 231,4648 m
2
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI UTILITAS
1. Pompa Air Sungai PU-01
Fungsi : Untuk mengalirkan air dari sungai
Tipe :
Pompa sentrifugal
Jumlah :
1 buah
Bahan konnstruksi : Carbon steel
Kondisi operasi : 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 4841,4265 kgjam = 2,9649 lbdetik
Densitas ;
=
998,23 kgm
3
= 62,189 lbft
3
Viskositas,
= 1,005 cp = 6,756 x 10
-4
lbmft detik Laju alir volumetrik; Q
= F
=
3
lbft 62,189
lbdetik 2,9649
= 0,0477 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,0477
0,45
62,189
0,13
= 1,6962
in Dipilih pipa 2 in schedule 40 dengan data – data sebagai berikut:
Kern,1950 Diameter Luar; OD
= 2,38 in Diameter dalam; ID
= 2,067 in = 0,1723 ft Luas penampang; A
= 3,35 in
2
= 0,0233 ft
2
Kecepatan laju alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,0233
detik ft
0,0477
= 2,0462 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
10 x
6,756 det
0462 ,
2 1723
, lbft
62,189
4 -
3
ik ft
ftx x
= 32452,6201 2100 aliran turbulen f = 0,0245
Hammer,1987
Universitas Sumatera Utara
Kelengkapan pipa: Panjang pipa lurus
L
1
= 10 ft = 120 in
1 buah
gate valve fully open LD = 13 L
2
= 1 x 13 x 0,1723 = 2,2399 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,1723 = 10,338 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,1723 = 4,6521 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,1723 ft = 8,7873 ft + L
= 36,0173 ft Faktor kerugian karena kehilangan energi;
F
F =
gcD L
fv 2
4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
1723 ,
det .
. 174
, 32
2 0173
, 36
ftdetik 0462
, 2
0245 ,
4
2 2
= 1,3329 ft lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 10 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
Universitas Sumatera Utara
= 10 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 1,3329 ft lbflbm = 11,3329 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,0477 ft
3
detik x 62,189 lbft
3
x 11,3329 ft lbflbm = 33,6009 lb ftdetik550 = 0,0611 Hp
Efesiensi pompa = 80 Daya pompa; P =
0,8 hp
0,0611 = 0,0764 hp = 110 hp
2. Bak Penampung BPU
Fungsi : Untuk menampung air sungai sementara
Jumlah :
1 buah
Bentuk : Prisma segi empat beraturan
Bahan konnstruksi : Beton
Kondisi operasi : 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 4841,4265 kgjam
Densitas campuran;
camp
= 998,23 kgm
3
Kebutuhan =
6 jam
Faktor keamanan
= 20
Volume bak penampung =
3
23 ,
998 6
4265 ,
4841 2
, 1
m kg
jam x
jam kg
x =
34,9201 m
3
Direncanakan, Panjang, P = 2 x lebar bak, l = tinggi bak, t
Volume bak = 2l x l x l
34,9201 m
3
= 2l
3
Lebar bak, l = 2,5943 m
Panjang bak, P = 2 x 2,7385 = 5,1886 m
Tinggi bak,
t =
2,7385 m
Luas bak, A = 5,477 x 2,7385 = 13,4608 m
2
Universitas Sumatera Utara
3. Pompa Bak Penampung PU-02
Fungsi : Untuk mengalirkan air dari bak penampung ke CL
Tipe :
Pompa sentrifugal
Jumlah :
1 buah
Bahan konnstruksi : Carbon steel
Kondisi operasi : 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 4841,4265 kgjam = 2,9649 lbdetik
Densitas ;
=
998,23 kgm
3
= 62,189 lbft
3
Viskositas,
= 1,005 cp = 6,756 x 10
-4
lbmft detik Laju alir volumetrik; Q
= F
=
3
lbft 62,189
lbdetik 2,9649
= 0,0477 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,0477
0,45
62,189
0,13
= 1,6962
in Dipilih pipa 12 in schedule 30 dengan data – data sebagai berikut:
Kern,1950 Diameter Luar; OD
= 2,38 in Diameter dalam; ID
= 2,067 in = 0,1723 ft Luas penampang; A
= 3,35 in
2
= 0,0233 ft
2
Kecepatan laju alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,0233
detik 0,0477ft
= 2,0462 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
10 x
6,756 det
0462 ,
2 1723
, lbft
62,189
4 -
3
ik ft
ftx x
= 32452,6201 2100 aliran turbulen f
= 0,0245 Hammer,1987
Universitas Sumatera Utara
Kelengkapan pipa: Panjang pipa lurus
L
1
= 10 ft = 120 in
1 buah
gate valve fully open LD = 13 L
2
= 1 x 13 x 0,1723 = 2,2399 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,1723 = 10,338 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,1723 = 4,6521 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,1723 ft = 8,7873 ft + L
= 36,0173 ft Faktor kerugian karena kehilangan energi;
F
F =
gcD L
fv 2
4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
1723 ,
det .
. 174
, 32
2 0173
, 36
ftdetik 4077
, 2
0245 ,
4
2 2
= 1,8455 ft lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 10 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Universitas Sumatera Utara
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
= 10 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 1,8455 ft lbflbm = 11,8455 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,0477 ft
3
detik x 62,189 lbft
3
x 11,8455 ft lbflbm = 35,1387 lb ftdetik550 = 0,0639 hp
Efesiensi pompa = 80 Daya pompa; P =
0,8 hp
0,0639 = 0,0799 hp = 110 hp
4. Tangki Pelarutan Alum TPU-01
Fungsi :
Tempat pelarutan aluminium sulfat Jumlah
: 1 buah
Tipe :
Tangki berbentuk silinder, bagian bawah datar dan tutup elipsoidal dan menggunakan pengaduk
Bahan :
Carbon steel Brownell Young,1959 Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 0,2421 kgjam
Densitas alum 30;
= 1363 kgm
3
= 84,9139 lbft
3
Kebutuhan =
30 hari
Faktor keamanan
= 20
Volume tangki =
3
1316 3
, 30
24 2421
, 2
, 1
m kg
x hari
x hari
jam x
jam kg
x =
0,5298 m
3
Diambil tinggi silinder; Hs Dt = 1 Volume tangki; Vt
= Hs
Dt
2
4 1
Universitas Sumatera Utara
0,5298 m
3
= 14
, 3
4 1
2
Dt Dt
0,5298 m
3
= 0,785 Dt
3
Diameter tangki; Dt = 0,8772 m = 2,8779 ft Jari – jari tangki, R
= 2
m 0,8772
= 0,4386 m = 17,2677 in Tinggi tangki; Hs
= 0,8772 m = 2,8779 ft Tinggi elipsoidal; He =
4 1
x 0,8772 m = 0,2193 m Tinggi tangki total; H
T
= 0,8772 m + 0,2193 m = 1,0965 m Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
8779 ,
2 84,9139
3
ft
ft lb
= 15,8074 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 15,8074 Psi = 18,9689 Psi
Tebal silinder, ts =
nc P
SE R
x P
6
, Dimana;
P = Tekanan disain S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi
E = Efesiensi sambungan; 80 n = Umur alat 10 tahun
c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun ts
= tahun
in x
tahun x
x 01
, 10
Psi 9689
, 18
6 ,
0,8 x
psi 18.750
in 2677
, 17
Psi 18,9689
= 0,1218
in Digunakan silinder dengan ketebalan ¼ in
Tebal tutup dianggap sama karena terbuat dari bahan yang sama. Tangki ini menggunakan pengaduk untuk mempercepat proses pencampuran,
jenis pengaduk yang digunakan adalah propeler, dengan ketentuan;
Universitas Sumatera Utara
4 ,
4 1
, 5
1 ,
3 ,
E D
Da L
Da W
Dt Da
Dimana: Dt
= diameter tangki ft Da
= diameter pengaduk = 0,3 x 2,8779 ft
= 0,8634 ft W
= lebar pengaduk = 15 x 0,8634 ft
= 0,1727 ft L
= panjang daun pengaduk = ¼ x 0,8634 ft
= 0,2159 ft E
= jarak pengaduk dari dasar = ¼ x 2,8779 ft = 0,7195 ft
Daya yang dibutuhkan untuk melakukan pengadukan; P
= 550
5 3
gc m
Da n
K
T
Dimana; K
T
= konstanta pengadukkan 6,3 n
= kecepatan pengadukan 60 rpm = 1 rps gc
= konstanta
gravitasi 32,174 lbm ftlbf detik
2
Sehingga daya; P =
550 det
174 ,
32 9139
, 84
8634 ,
1 3
, 6
2 3
5 3
ik lbf
ft lbm
ft lb
ft rps
= 0,0145 HP Efesiensi motor 80;
P =
0,8 0,0145
= 0,0181 Hp = 110 HP Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt = 0,8772 m
Tinggi Tangki; H
T
= 1,0965m
Tebal silinder; ts
= ¼ in Bahan konstruksi
= Carbon steel
Faktor korosi = 0,01 intahun
Diameter pengaduk = 0,8634 ft
Daya motor
= 110 HP
Tipe pengaduk = propeler
Universitas Sumatera Utara
5. Pompa Larutan Alum PU-03
Fungsi : Untuk mengalirkan larutan alum ke CL
Tipe :
Pompa injeksi
Jumlah :
1 buah
Bahan konnstruksi : Carbon steel
Kondisi operasi : 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 0,2421 kgjam = 1,48x 10
-4
lbdetik Densitas
campuran;
= 1363 kgm
3
= 84,9139 lbft
3
Viskositas,
= 1 cp = 6,72 x 10
-4
lbmft detik Laju alir volumetrik; Q
= F
=
3 -4
lbft 84,9139
lbdetik 1,48x10
=1,72x10
-6
ft
3
det Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
Peter Timmerhaus,2004
ID
op
= 3,9 1,48x10
-6 0,45
84,9139
0,13
= 0,0165
in Dipilih pipa 18 in schedule 30 dengan data – data sebagai berikut:
Kern,1950 Diameter Luar; OD
= 0,4051 in Diameter dalam; ID
= 0,269 in = 0,0224 ft Luas penampang; A
= 0,058 in
2
= 0,0004 ft
2
Kecepatan laju alir; v = A
Q =
2 3
6
ft 0,0004
detik ft
1,48x10
= 0,00037 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
10 x
6,72 det
0,00037 0224
, lbft
84,9139
4 -
3
ik ft
ftx x
= 1,0473
2100 aliran
laminer Dari grafik 7.1 Sandler 1987 diperoleh f = 61,1095 Hammer,1987
Universitas Sumatera Utara
Kelengkapan pipa: Panjang pipa lurus
L
1
= 10 ft 1
buah gate valve fully open LD = 13
L
2
= 1 x 13 x 0,0224 = 0,2912 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,0224 = 1,344 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,0224 = 0,6048 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,0224 ft = 1,1424 ft + L
= 13,3824 ft Faktor kerugian karena kehilangan energi;
F
F =
gcD L
fv 2
4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
0224 ,
det .
. 174
, 32
2 3824
, 13
ftdetik 0,00037
1095 ,
61 4
2 2
= 0,0003 ft lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 15 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
Universitas Sumatera Utara
= 15 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 0,0003 ft lbflbm = 15,0003 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 1,72x10
-6
ft
3
detik x 84,9139 lbft
3
x 15,0003 ft lbflbm = 0,0022lb ftdetik550 = 4,4x10
-6
HP Efesiensi pompa = 80
Daya pompa; P =
0,8 HP
10 4
, 4
6
x
= 5x10
-6
hp = 110 hp
6. Tangki Pelarutan Soda Abu TPU-02
Fungsi :
Tempat pelarutan Natrium Karbonat Jumlah
: 1 buah
Tipe :
Tangki berbentuk silinder, bagian bawah datar dan tutup elipsoidal dan menggunakan pengaduk
Bahan :
Carbon steel Brownell Young,1959 Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 0,1307kgjam
Densitas soda abu 30; = 1327 kgm
3
= 82,0712 lbft
3
Kebutuhan =
30 hari
Faktor keamanan
= 20
Volume tangki; Vt =
3
1327 3
, 30
24 1307
, 2
, 1
m kg
x hari
x hari
jam x
jam kg
x =
0,2836 m
3
Diambil tinggi silinder; Hs Dt = 1 Volume tangki; Vt
= Hs
Dt
2
4 1
0,2836 m
3
= Dt
Dt
2
14 ,
3 4
1 0,2836 m
3
= 0,785 Dt
3
Universitas Sumatera Utara
Diameter tangki; Dt = 0,7122 m = 2,3366 ft Jari – jari tangki, R
= 2
m 0,7122
= 0,3561 m = 14,0197 in
Tinggi tangki; Hs = 0,7122 m = 2,3366 ft
Tinggi elipsoidal; He = 4
1 x 0,7122 m = 0,1781 m
Tinggi tangki total; H
T
= 0,7122 m + 0, 1781 m = 0,8903 m Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
2,3366 82,6712
3
ft
ft lb
= 15,4673 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 15,4673 Psi = 18,5608 Psi
Tebal silinder, ts =
nc P
SE R
x P
6
, Dimana;
P = Tekanan disain S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi
E = Efesiensi sambungan; 80 n = Umur alat 10 tahun
c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun ts
= tahun
in x
tahun x
x 01
, 10
Psi 5608
, 18
6 ,
0,8 x
psi 18.750
in 0197
, 14
Psi 18,5608
= 0,1174
in Digunakan silinder dengan ketebalan ¼ in
Tebal tutup dianggap sama karena terbuat dari bahan yang sama. Tangki ini menggunakan pengaduk untuk mempercepat proses pencampuran,
jenis pengaduk yang digunakan adalah propeler, dengan ketentuan; 4
, 4
1 ,
5 1
, 3
,
E
D Da
L Da
W Dt
Da Dimana:
Dt = diameter tangki ft
Universitas Sumatera Utara
Da = diameter pengaduk
= 0,3 x 2,3366ft = 0,7010 ft
W = lebar pengaduk
= 15 x 0,7010 ft = 0,1402 ft
L = panjang daun pengaduk
= ¼ x 0,7010 ft = 0,1753 ft
E = jarak pengaduk dari dasar = ¼ x 2,3366 ft
= 0,5842 ft Daya yang dibutuhkan untuk melakukan pengadukan;
P =
550
5 3
gc m
Da n
K
T
Dimana; K
T
= konstanta pengadukkan 6,3 n
= kecepatan pengadukan 60 rpm = 1 rps gc
= konstanta gravitasi 32,174 lbm ftlbf detik
2
Sehingga daya; P =
550 det
174 ,
32 6712
, 82
7010 ,
1 3
, 6
2 3
5 3
ik lbf
ft lbm
ft lb
ft rps
= 0,0050HP Efesiensi motor 80;
P =
0,8 0,0050
= 0,0063 Hp = 110 HP Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt
= 0,7122 m
Tinggi Tangki; H
T
= 0,8903 m
Tebal silinder; ts = ¼ in
Bahan konstruksi = Carbon steel
Faktor korosi
= 0,01 intahun
Diameter pengaduk = 0,7010 ft
Daya motor
= 110 HP
Tipe pengaduk = propeler
7. Pompa Larutan Soda Abu PU-04
Fungsi : Untuk mengalirkan soda abu ke CL
Tipe :
Pompa injeksi
Jumlah :
1 buah
Bahan konnstruksi : Carbon steel
Universitas Sumatera Utara
Kondisi operasi : 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 0,1307 kgjam
= 0,8x10
4
lbdetik Densitas
campuran;
= 1327 kgm
3
= 82,6712 lbft
3
Viskositas,
= 0,5489 cp = 3,69 x 10
-4
lbmft detik Laju alir volumetrik; Q =
F =
3 -4
lbft 82,6712
lbdetik 0,8x10
= 0,97x10
-6
ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,97x10
-6 0,45
82,6712
0,13
= 0,0136
in Dipilih pipa 18 in schedule 30 dengan data – data sebagai berikut:
Kern,1950 Diameter Luar; OD
= 0,4051 in Diameter dalam; ID
= 0,269 in = 0,0224 ft Luas penampang; A
= 0,058 in
2
= 0,0004 ft
2
Kecepatan laju alir; v = A
Q =
2 3
-6
ft 0,0004
detik ft
0,97x10
= 0,0024 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
10 x
3,69 det
0,0024 0224
, lbft
82,6712
4 -
3
ik ft
ftx x
= 12,1469
2100 aliran
laminer Dari grafik 7.1 Sandler 1987 diperoleh f =
2688 ,
5 1464
, 12
64 64
Re
N Hammer,1987
Kelengkapan pipa: Panjang pipa lurus
L
1
= 10 ft 1
buah gate valve fully open LD = 13
L
2
= 1 x 13 x 0,0224 = 0,2912 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,0224 = 1,344 ft
Universitas Sumatera Utara
Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27 L
4
= 1 x 27 x 0,0224 = 0,6048 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,0224 ft = 1,1424 ft + L
= 13,3824 ft Faktor kerugian karena kehilangan energi;
F
F =
gcD L
fv 2
4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
0224 ,
det .
. 174
, 32
2 3824
, 13
ftdetik 0,0024
2688 ,
5 4
2 2
= 0,0011 ft lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 15 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
= 15 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 0,0011 ft lbflbm = 15,0011ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,97x10
-6
ft
3
detik x 82,6712 lbft
3
x 15,0011 ft lbflbm = 0.0012 lb ftdetik550 = 2,18 x 10
-6
HP
Universitas Sumatera Utara
Efesiensi pompa = 80 Daya pompa; P =
0,8 HP
2,18x10
-6
= 2,73x10
-6
HP = 110 HP
8. Tangki Klarifikasi CL
Fungsi :
Tempat pembentukan koagulan Jumlah
: 1 buah
Tipe :
Tangki berbentuk silinder, bagian bawah bentuk konis dan tutup datar dan menggunakan pengaduk
Bahan :
Carbon steel Brownell Young,1959 Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir air masuk = 4841,4265 kgjam
Densitas;
= 998,23
kgm
3
= 62,189 lbft
3
Laju alir volumetrik air =
kgm 998,23
kgjam 4841,4265
3
= 4,85 m
3
jam
Laju alir alum masuk = 0,2421 kgjam
Densitas alum 30;
= 1363 kgm
3
= 84,9139 lbft
3
Laju alir volumetrik alum =
kgm 1363
kgjam 0,2421
3
=1,78x10
-4
m
3
jam
Laju alir soda abu masuk = 0,1307 kgjam
Densitas soda abu 30; = 1327 kgm
3
= 82,0712 lbft
3
Laju alir volumetrik soda abu = kgm
1327 kgjam
0,1307
3
= 0,98x10
-4
m
3
jam Total laju alir bahan masuk = 4841,4265+ 0,2421 + 0,1307 kgjam
= 4841,7993 kgjam Laju alir volumetrik total
= 4,85 +1,78x10
-4
+ 0,98x10
-4
m
3
jam
Universitas Sumatera Utara
= 5,8303
m
3
jam Densitas campuran;
camp
= jam
5,8303m kgjam
4841,7993
3
= 830,4546
kgm
3
= 62,3187
lbft
3
Kebutuhan =
1 jam
Faktor keamanan
= 20
Volume tangki; Vt =
3
2504 ,
998 1
4265 ,
4841 2
, 1
m kg
jam x
jam kg
x
= 5,8199
m
3
Diambil tinggi silinder; Hs Dt = 1 Volume tangki; Vt
= Hs
Dt
2
4 1
5,8199 m
3
= Dt
Dt
2
14 ,
3 4
1 5,8199 m
3
= 0,785 Dt
3
Diameter tangki; Dt = 1,9894 m = 6,3968 ft
Jari – jari tangki, R =
2 m
1,9894 = 0,9749 m
= 38,3815 in Tinggi tangki; Hs
= 1,9894 m = 6,3968 ft Panjang sudut kerucut =
o
R 30
cos =
866 ,
9749 ,
= 1,1256 m Tinggi Konis; H
C
=
2 2
9749 ,
1256 ,
1
= 0,5626
m Tinggi tangki total; H
T
= 1,1256 m + 0,5626 m = 1,6882 m Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
6,3968 62,1781
3
ft
ft lb
= 17,0303Psi
Universitas Sumatera Utara
Faktor keamanan ; Fk = 20 Tekanan disain; Pd
= 1,2 x 17,0303 Psi = 20,4364 Psi Tebal silinder, ts
= nc
P SE
R x
P
6 ,
Dimana; P = Tekanan disain
S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi E = Efesiensi sambungan; 80
n = Umur alat 10 tahun c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun
ts =
tahun in
x tahun
x x
01 ,
10 Psi
4364 ,
20 6
, 0,8
x psi
18.750 in
3815 ,
38 Psi
20,4364
=
0,1523 in
Digunakan silinder dengan ketebalan 14 in
Tebal tutup dianggap sama karena terbuat dari bahan yang sama. Tangki ini menggunakan pengaduk untuk mempercepat proses pencampuran,
jenis pengaduk yang digunakan adalah propeler, dengan ketentuan; 4
, 4
1 ,
5 1
, 3
,
E
D Da
L Da
W Dt
Da
Dimana: Dt
= diameter tangki ft Da
= diameter pengaduk = 0,3 x 6,3968 ft
= 1,9190 ft W
= lebar pengaduk = 15 x 1,9190 ft
= 0,3838 ft L
= panjang daun pengaduk = ¼ x 1,9190 ft
= 0,4798 ft E
= jarak pengaduk dari dasar = ¼ x 6,3968 ft = 1,5992 ft
Daya yang dibutuhkan untuk melakukan pengadukan; P
= 550
5 3
gc m
Da n
K
T
Universitas Sumatera Utara
Dimana; K
T
= konstanta pengadukkan 0,32 n
= kecepatan pengadukan 60 rpm = 1 rps gc
= konstanta gravitasi 32,174 lbm ftlbf detik
2
Sehingga daya; P =
550 det
174 ,
32 1781
, 62
9190 ,
1 1
32 ,
2 3
5 3
ik lbf
ft lbm
ft lb
ft rps
= 0,0293 hp Efesiensi motor 80;
P =
0,8 0,0293
= 0,03663 hp =110 hp
Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt = 2,0196 m
Tinggi Tangki; H
T
= 1,7493 m
Tebal silinder; ts = ¼ in Bahan konstruksi
= Carbon steel
Faktor korosi = 0,01 intahun
Diameter pengaduk
= 1,9878 ft
Daya motor = 110 hp
Tipe pengaduk
= propeler
9. Pompa Tangki Klarifikasi PU-05
Fungsi : Untuk mengalirkan air dari tangki klarifikasi ke
Sand Filter Tipe
: Pompa
sentrifugal Jumlah
: 1
buah Bahan konnstruksi
: Carbon steel Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 4841,4265 kgjam = 2,9649 lbdetik
Densitas ;
=
998,23 kgm
3
= 62,189 lbft
3
Viskositas,
= 1,005 cp = 6,756 x 10
-4
lbmft detik
Universitas Sumatera Utara
Laju alir volumetrik; Q =
F =
3
lbft 62,189
lbdetik 2,9649
= 0,0477 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,0477
0,45
62,189
0,13
= 1,6962in
Dipilih pipa 12 in schedule 30 dengan data – data sebagai berikut: Kern,1950 Diameter Luar; OD
= 2,38 in Diameter dalam; ID
= 2,067 in = 0,1723 ft Luas penampang; A
= 3,35 in
2
= 0,0233 ft
2
Kecepatan laju
alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,0233
detik ft
0,0477
= 2,0462 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
10 x
6,756 det
0462 ,
2 1723
, lbft
62,189
4 -
3
ik ft
ftx x
= 32452,6201 2100 aliran turbulen f = 0,0245
Hammer,1987 Kelengkapan pipa:
Panjang pipa lurus L
1
= 10 ft = 120 in
1 buah
gate valve fully open LD = 13 L
2
= 1 x 13 x 0,1723 = 2,2399 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,1723 = 10,338 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,1723 = 4,6521 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,1723 ft = 8,7873 ft + L
= 36,0173 ft Faktor kerugian karena kehilangan energi;
F
F =
gcD L
fv 2
4
2
Universitas Sumatera Utara
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
1723 ,
det .
. 174
, 32
2 0173
, 36
ftdetik 0462
, 2
0245 ,
4
2 2
= 1,6076 ft lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 10 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
= 10 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 1,3329 ft lbflbm = 11,3329 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,0529 ft
3
detik x 62,189 lbft
3
x 11,3329 ft lbflbm = 33,6009 lb ftdetik550 = 0,0611 hp
Efesiensi pompa = 80 Daya pompa; P =
0,8 0,0611 hp
= 0,0764 hp = 110 hp
Universitas Sumatera Utara
10. Tangki Sand Filter SF
Fungsi :
Tempat penyaringan air menggunakan pasir Jumlah
: 1 buah
Tipe :
Tangki berbentuk silinder, bagian bawah dan tutup elipsoidal
Bahan :
Carbon steel Brownell Young,1959 Kondisi
operasi: 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir air masuk = 4841,4265 kgjam
Densitas;
= 998,23
kgm
3
= 62,189 lbft
3
Kebutuhan =
1 jam
Faktor keamanan = 40 ruang untuk pasir
Volume tangki; Vt =
3
23 ,
998 1
4265 ,
4841 4
, 1
m kg
jam x
jam kg
x =
6,7900 m
3
Diambil tinggi silinder; Hs 3
4 Dt
Volume tangki; Vt =
Hs Dt
2
4 1
6,7900 m
3
= Dt
Dt 3
4 14
, 3
4 1
2
6,7900 m
3
= 1,0467 Dt
3
Diameter tangki; Dt = 1,5204 m Jari – jari tangki, R
= 2
m 1,5204
= 0,7602 m = 38,0236 in
Tinggi tangki; Hs =
3 4
x 1,5204 m = 2,0272 m = 6,6510 ft
Tinggi tutup; He = 2 x
4 1
x 1,5204 m = 0,7602 m Tinggi tangki total; H
T
= 1,5204 m + 0,7602 m = 2,2806 m Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Universitas Sumatera Utara
Ph = 14,7 Psi +
144 1
6510 ,
6 62,189
3
ft
ft lb
= 17,1405 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 17,1405 Psi = 20,5086 Psi
Tebal silinder, ts =
nc P
SE R
x P
6
, Dimana;
P = Tekanan disain S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi
E = Efesiensi sambungan; 80 n = Umur alat 10 tahun
c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun ts
= tahun
in x
tahun x
x 01
, 10
Psi 5686
, 20
6 ,
0,8 x
psi 18.750
in 0236
, 38
Psi 20,5686
= 0,1522
in Digunakan silinder dengan ketebalan ¼ in
Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt = 1,9316 m
Tinggi Tangki; H
T
= 2,8974 m
Tebal silinder; ts = ¼ in
Bahan konstruksi = Carbon steel
Faktor korosi
= 0,01 intahun
11. Pompa Tangki Sand Filtter PU-06
Fungsi : Mengalirkan air dari Sand Filter ke tangki
penampungan Tipe
: Pompa
sentrifugal Jumlah
: 1
buah Bahan konnstruksi
: Carbon steel Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm
Universitas Sumatera Utara
Perhitungan: Laju alir bahan masuk
= 4841,4265 kgjam = 2,9649 lbdetik Densitas
;
= 998,23
kgm
3
= 62,189 lbft
3
Viskositas,
= 1,005 cp = 6,756 x 10
-4
lbmft detik Laju alir volumetrik; Q
= F
=
3
lbft 62,189
lbdetik 2,9649
= 0,0477 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,0477
0,45
62,189
0,13
= 1,6962
in Dipilih pipa 12 in schedule 30 dengan data – data sebagai berikut: Kern,1950
Diameter Luar; OD = 2,38 in
Diameter dalam; ID = 2,067 in = 0,1723 ft
Luas penampang; A = 3,35 in
2
= 0,0233 ft
2
Kecepatan laju
alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,0233
detik ft
0,0477
= 2,0462 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
10 x
6,756 det
0462 ,
2 1723
, lbft
62,189
4 -
3
ik ft
ftx x
= 32452,6201 2100 aliran turbulen f = 0,0245
Hammer,1987 Kelengkapan pipa:
Panjang pipa lurus L
1
= 10 ft = 120 in
1 buah
gate valve fully open LD = 13 L
2
= 1 x 13 x 0,1723 = 2,2399 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,1723 = 10,338 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,1723 = 4,6521 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,1723 ft = 8,7873 ft + L
= 36,0173 ft
Universitas Sumatera Utara
Faktor kerugian karena kehilangan energi; F
F
= gcD
L fv
2 4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
1723 ,
det .
. 174
, 32
2 0173
, 36
ftdetik 0462
, 2
0245 ,
4
2 2
= 1,3329 ft lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 10 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
= 10 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 1,3329 ft lbflbm = 11,3329 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,0477 ft
3
detik x 62,189 lbft
3
x 11,3329 ft lbflbm = 33,6009 lb ftdetik550 = 0,0611 hp
Efesiensi pompa = 80 Daya pompa; P =
0,8 0,0611 hp
= 0,0764 hp = 110 hp
Universitas Sumatera Utara
12. Tangki Penampungan TU-01
Fungsi
: Menampung air sementara sebelum di proses lebih
lanjut Jumlah
: 1 buah
Tipe :
Tangki berbentuk silinder, bagian bawah dan tutup datar yang diletakkan diatas menara tinggi 10 m
Bahan :
Carbon steel Brownell Young,1959 Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir air masuk = 4841,4265 kgjam
Densitas;
= 998,23
kgm
3
= 62,189 lbft
3
Kebutuhan =
2 jam
Faktor keamanan = 20
Volume tangki; Vt =
3
23 ,
998 2
4265 ,
4841 2
, 1
m kg
jam x
jam kg
x =
11,6400 m
3
Diambil tinggi silinder; Hs Dt = 1 Volume tangki; Vt
= Hs
Dt
2
4 1
11,6400 m
3
= Dt
Dt
2
14 ,
3 4
1 11,6400 m
3
= 0,785 Dt
3
Diameter tangki; Dt = 2,4565 m Jari – jari tangki, R
= 2
m 2,4565
= 1,22283 m = 48,3583 in Tinggi tangki; Hs
= 2,4565 m = 8,0594 ft Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
8,0594 62,1903
3
ft
ft lb
= 17,7488 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 17,7488 Psi = 21,2986 Psi
Universitas Sumatera Utara
Tebal silinder, ts =
nc P
SE R
x P
6
, Dimana;
P = Tekanan disain S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi
E = Efesiensi sambungan; 80 n = Umur alat 10 tahun
c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun ts
= tahun
in x
tahun x
x 01
, 10
Psi 2986
, 21
6 ,
0,8 x
psi 18.750
in 3583
, 48
Psi 21,2986
= 0,1687 in = 14 in Spesifikasi
Tangki
Diameter tangki; Dt = 2,4565 m
Tinggi Tangki; H
T
= 2,4565 m
Tebal silinder; ts = 14 in
Bahan konstruksi = Carbon steel
Faktor korosi
= 0,01 intahun
13. Pompa Utilitas-1 PU-07
Fungsi : Mengalirkan air dari Tangki Penampungan ke
Cation Exchanger Tipe
: Pompa
sentrifugal Jumlah
: 1
buah Bahan konnstruksi
: Carbon steel Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 4841,4265 kgjam = 2,9649 lbdetik
Densitas ;
=
998,23 kgm
3
= 62,189 lbft
3
Viskositas,
= 1,005 cp = 6,756 x 10
-4
lbmft detik Laju alir volumetrik; Q
= F
=
3
lbft 62,189
lbdetik 2,9649
= 0,0477 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004
Universitas Sumatera Utara
ID
op
= 3,9 0,0477
0,45
62,189
0,13
= 1,6962
in Dipilih pipa 12 in schedule 30 dengan data – data sebagai berikut: Kern,1950
Diameter Luar; OD = 2,38 in
Diameter dalam; ID = 2,067 in = 0,1723 ft
Luas penampang; A = 3,35 in
2
= 0,0233 ft
2
Kecepatan laju
alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,0233
detik ft
0,0477
= 2,0462 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
10 x
6,756 det
0462 ,
2 1723
, lbft
62,189
4 -
3
ik ft
ftx x
= 32452,6201 2100 aliran turbulen f = 0,0245
Hammer,1987 Kelengkapan pipa:
Panjang pipa lurus L
1
= 10 ft = 120 in
1 buah
gate valve fully open LD = 13 L
2
= 1 x 13 x 0,1723 = 2,2399 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,1723 = 10,338 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,1723 = 4,6521 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,1723 ft = 8,7873 ft + L
= 36,0173 ft Faktor kerugian karena kehilangan energi;
F
F =
gcD L
fv 2
4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
1723 ,
det .
. 174
, 32
2 0173
, 36
ftdetik 0462
, 2
0245 ,
4
2 2
= 1,3329 ft lbflbm
Universitas Sumatera Utara
Tinggi pemompaan Z
= 10 ft Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
= 10 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 1,3329 ft lbflbm = 11,3329 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,0477 ft
3
detik x 62,189 lbft
3
x 11,3329 ft lbflbm = 33,6009 lb ftdetik550 = 0,0611 hp
Efesiensi pompa = 80 Daya pompa; P =
0,8 0,0611 hp
= 0,0764 hp = 110 hp
14. Tangki Pelarutan Asam Sulfat TPU-03
Fungsi :
Tempat pelarutan Asam Sulfat Jumlah
: 1 buah
Tipe :
Tangki berbentuk silinder, bagian bawah datar dan tutup elipsoidal dan menggunakan pengaduk
Bahan :
Carbon steel Brownell Young,1959 Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm
Universitas Sumatera Utara
Perhitungan: Laju alir bahan masuk
= 93,6977kgjam Densitas NaCl 50;
= 1575 kgm
3
= 98,1214 lbft
3
Kebutuhan =
30 hari
Faktor keamanan
= 20
Volume tangki; Vt =
3
1575 5
, 7
6977 ,
93 2
, 1
m kg
x hari
x jam
kg x
= 0,9994
m
3
Diambil tinggi silinder; Hs Dt = 1 Volume tangki; Vt
= Hs
Dt
2
4 1
0,9994 m
3
= Dt
Dt
2
14 ,
3 4
1 0,9994 m
3
= 0,785 Dt
3
Diameter tangki; Dt = 1,0838 m = 3,5558 ft Jari – jari tangki, R
= 2
m 1,0838
= 0,5419 m = 21,3346 in
Tinggi tangki; Hs = 1,0838 m = 3,5558 ft
Tinggi elipsoidal; He = 4
1 x 1,0838 m = 0,2710 m
Tinggi tangki total; H
T
= 1,0838 m + 0,2710 m = 1,3548 m Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
5558 ,
3 1214
, 8
9
3
ft
ft lb
= 16,4415 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 16,4415 Psi = 19,7298 Psi
Tebal silinder, ts =
nc P
SE R
x P
6
, Dimana;
P = Tekanan disain S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi
Universitas Sumatera Utara
E = Efesiensi sambungan; 80 n = Umur alat 10 tahun
c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun ts
= tahun
in x
tahun x
x 01
, 10
Psi 7298
, 19
6 ,
0,8 x
psi 18.750
in 3346
, 21
Psi 19,7298
= 0,1281
in Digunakan silinder dengan ketebalan ¼ in
Tebal tutup dianggap sama karena terbuat dari bahan yang sama. Tangki ini menggunakan pengaduk untuk mempercepat proses pencampuran,
jenis pengaduk yang digunakan adalah propeler, dengan ketentuan; 4
, 4
1 ,
5 1
, 3
,
E
D Da
L Da
W Dt
Da Dimana:
Dt = diameter tangki ft
Da = diameter pengaduk
= 0,3 x 3,5558ft = 1,0667 ft
W = lebar pengaduk
= 15 x 1,0667 ft = 0,2133 ft
L = panjang daun pengaduk
= ¼ x 1,0667 ft = 0,2667 ft
E = jarak pengaduk dari dasar = ¼ x 3,5558 ft
= 0,8881 ft Daya yang dibutuhkan untuk melakukan pengadukan;
P =
550
5 3
gc m
Da n
K
T
Dimana; K
T
= konstanta pengadukkan 0,32 n
= kecepatan pengadukan 60 rpm = 1 rps gc
= konstanta
gravitasi 32,174 lbm ftlbf detik
2
Sehingga daya; P =
550 det
174 ,
32 1214
, 98
0667 ,
1 1
32 ,
2 3
5 3
ik lbf
ft lbm
ft lb
ft rps
= 0,0025 hp Efesiensi motor 80;
P =
0,8 0,0025
= 0,0031 hp = 110 hp
Universitas Sumatera Utara
Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt = 1,0838 m
Tinggi Tangki; H
T
= 1,3548 m
Tebal silinder; ts = 14 in
Bahan konstruksi = Carbon steel
Faktor korosi
= 0,01 intahun
Diameter pengaduk = 1,0667 ft
Daya motor = 110 hp
Tipe pengaduk
= propeler
15. Pompa Larutan Asam Sulfat PU-08
Fungsi : Untuk mengalirkan asam sulfat ke Cation
Exchanger Tipe
: Pompa
sentrifugal Jumlah
: 1
buah Bahan konnstruksi
: Carbon steel Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 93,6977 kghari = 0,0024 lbdet
Densitas bahan;
= 1575 kgm
3
= 98,1241 lbft
3
Viskositas,
= 6,2144 cp = 4,1775 x 10
-3
lbmft detik Laju alir volumetrik; Q
= F
=
3
lbft 98,1241
lbdetik 0,0024
= 2,4459x10
-5
ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 2,4459x10
-5 0,45
98,1241
0,13
= 0,0595
in Dipilih pipa 18 in schedule 40 dengan data – data sebagai berikut: Kern,1950
Diameter Luar; OD = 0,4051 in
Diameter dalam; ID = 0,269 in = 0,0224 ft
Luas penampang; A = 0,058 in
2
= 0,0004 ft
2
Universitas Sumatera Utara
Kecepatan laju
alir; v =
A Q
=
2 3
-5
ft 0,0004
detik ft
2,4459x10
= 0,0612 ftdetik
Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
10 x
4,1775 det
0612 ,
0303 ,
lbft 98,1241
3 -
3
ik ft
ftx x
= 43,5565
2100 aliran
laminer Dari grafik 7.1 Sandler 1987 diperoleh f =
4048 ,
1 5565
, 45
64 64
Re
N Hammer,1987
Kelengkapan pipa: Panjang pipa lurus
L
1
= 10 ft 1
buah gate valve fully open LD = 13
L
2
= 1 x 13 x 0,0303 = 0,3939 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,0303 = 1,818 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,0303 = 0,8181 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,0303 ft = 1,5453 ft + L
= 14,5753 ft Faktor kerugian karena kehilangan energi;
F
F =
gcD L
fv 2
4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
0224 ,
det .
. 174
, 32
2 13,3824
ftdetik 0612
, 4048
, 1
4
2 2
= 0,1954 ft lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 15 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Foust,1980
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
Universitas Sumatera Utara
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
= 15 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 0,1954 ft lbflbm = 15,1954 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 2,4459x10
-5
ft
3
detik x 98,1214 lbft
3
x15,1954 ft lbflbm = 0.0365 lb ftdetik550 = 6,6364x10
-5
hp Efesiensi pompa = 80
Daya pompa; P =
0,8 6,6364x10
5
hp
= 8,2955x10
-5
hp = 110 hp
16. Cation Exchanger CE
Fungsi :
Tempat penghilangan kesadahan kation Jumlah
: 1 buah
Tipe :
Tangki berbentuk silinder, bagian bawah dan tutup elipsoidal
Bahan :
Carbon steel Brownell Young,1959 Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir air masuk = 4631,4265 kgjam
Densitas;
= 998,23
kgm
3
= 62,189 lbft
3
Kebutuhan =
1 jam
Faktor keamanan = 20
Universitas Sumatera Utara
Volume tangki; Vt =
3
23 ,
998 1
4265 ,
4631 2
, 1
m kg
jam x
jam kg
x =
5,5676 m
3
Diambil tinggi silinder; Hs 3
5 Dt dibutuhkan kolom yang lebih tinggi untuk
memperlama kontak antara resin dan air Volume tangki; Vt
= Hs
Dt
2
4 1
5,5676m
3
= Dt
Dt 3
5 14
, 3
4 1
2
5,5676 m
3
= 1,3083 Dt
3
Diameter tangki; Dt = 1,6205 m Jari – jari tangki, R
= 2
m 1,6205
= 0,8103 m = 31,9016 in
Tinggi tangki; Hs =
3 5
x 1,6205 m = 2,7008 m = 8,8609 ft
Tinggi tutup; He = 2 x
4 1
x 1,6205m = 0,8103 m
Tinggi tangki total; H
T
= 2,7008 m + 0,8103 m = 3,5111 m Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
8609 ,
8 62,1903
3
ft
ft lb
= 18,0949 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 18,0949 Psi = 21,7139 Psi
Tebal silinder, ts =
nc P
SE R
x P
6
, Dimana;
P = Tekanan disain S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi
E = Efesiensi sambungan; 80 n = Umur alat 10 tahun
c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun
Universitas Sumatera Utara
ts =
tahun in
x tahun
x x
01 ,
10 Psi
7139 ,
21 6
, 0,8
x psi
18.750 in
9016 ,
31 Psi
21,7139
=
0,1462 in
Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt = 1,6205 m
Tinggi Tangki; H
T
= 3,5111 m
Tebal silinder; ts = ¼ in
Bahan konstruksi
= Carbon steel
Faktor korosi = 0,01 intahun
17. Pompa
Cation Exchanger PU-09
Fungsi : Mengalirkan air dari CE ke Anion Exchanger
Tipe :
Pompa sentrifugal
Jumlah :
1 buah
Bahan konnstruksi : Carbon steel
Kondisi operasi : 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 4631,4265 kgjam = 2,8363 lbdetik
Densitas ;
=
998,23 kgm
3
= 62,189 lbft
3
Viskositas,
= 1,005 cp = 6,756 x 10
-4
lbmft detik Laju alir volumetrik; Q
= F
=
3
lbft 62,189
etik 2,8363lbd
= 0,0456 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,0456
0,45
62,189
0,13
=1,6626 in
Dipilih pipa 2 in schedule 40 dengan data – data sebagai berikut: Kern,1950 Diameter Luar; OD
= 2,38 in Diameter dalam; ID
= 2,067 in = 0,1723 ft Luas penampang; A
= 3,35 in
2
= 0,0233 ft
2
Kecepatan laju
alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,0233
detik ft
0,0456
= 1,9571 ftdetik
Universitas Sumatera Utara
Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
10 x
6,756 det
9517 ,
1 1723
, lbft
62,189
4 -
3
ik ft
ftx x
= 30954,3916 2100 aliran turbulen f = 0,024
Hammer,1987 Kelengkapan pipa:
Panjang pipa lurus L
1
= 10 ft = 120 in
1 buah
gate valve fully open LD = 13 L
2
= 1 x 13 x 0,1723 = 2,2399 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,1723 = 10,338 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,1723 = 4,6521 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,1723 ft = 8,7873 ft + L
= 36,0173 ft
Faktor kerugian karena kehilangan energi; F
F
= gcD
L fv
2 4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
1723 ,
det .
. 174
, 32
2 0173
, 36
ftdetik 9571
, 1
024 ,
4
2 2
= 1,1945 ft lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 15 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
Universitas Sumatera Utara
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
= 15 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 1,1945 ft lbflbm = 16,1945 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,0456ft
3
detik x 62,189 lbft
3
x 16,1945 ft lbflbm = 45,9247 lb ftdetik550 = 0,0835 hp
Efesiensi pompa = 80 Daya pompa; P =
0,8 0835
, hp
= 0,1044 hp = 18 hp
18. Tangki Pelarutan Natrium Hidroksida TPU-04
Fungsi :
Tempat pelarutan Natrium Hidroksida Jumlah
: 1 buah
Tipe :
Tangki berbentuk silinder, bagian bawah datar dan tutup elipsoidal dan menggunakan pengaduk
Bahan :
Carbon steel Brownell Young,1959 Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 33,1972 kgjam
Densitas NaOH 50;
= 1518 kgm
3
= 94,5703 lbft
3
Kebutuhan =
30 hari
Faktor keamanan
= 20
Volume tangki; Vt =
3
1518 5
, 7
1972 ,
33 2
, 1
m kg
x hari
x jam
kg x
= 0,3674
m
3
Universitas Sumatera Utara
Diambil tinggi silinder; Hs Dt = 1 Volume tangki; Vt
= Hs
Dt
2
4 1
0,3674 m
3
= Dt
Dt
2
14 ,
3 4
1 0,3674 m
3
= 0,7850 Dt
3
Diameter tangki; Dt = 0,7764 m = 2,5472 ft Jari – jari tangki, R
= 2
0,7764m = 0,3882 m
= 15,2835 in Tinggi tangki; Hs
= 0,7764 m = 2,5472 ft Tinggi elipsoidal; He =
4 1
x 0,7764 m = 0,1941 m Tinggi tangki total; H
T
= 0,7764 m + 0,1941 m = 0,9705 m Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
5472 ,
2 4163
, 94
3
ft
ft lb
= 16,3701 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 16,3701 Psi = 19,6441 Psi
Tebal silinder, ts =
nc P
SE R
x P
6
, Dimana;
P = Tekanan disain S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi
E = Efesiensi sambungan; 80 n = Umur alat 10 tahun
c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun ts
= tahun
in x
tahun x
x 01
, 10
Psi 6441
, 19
6 ,
0,8 x
psi 18.750
in 2835
, 15
Psi 19,6441
= 0,1253
in Digunakan silinder dengan ketebalan ¼ in
Universitas Sumatera Utara
Tebal tutup dianggap sama karena terbuat dari bahan yang sama. Tangki ini menggunakan pengaduk untuk mempercepat proses pencampuran,
jenis pengaduk yang digunakan adalah propeler, dengan ketentuan; 4
, 4
1 ,
5 1
, 3
,
E
D Da
L Da
W Dt
Da Dimana:
Dt = diameter tangki ft
Da = diameter pengaduk
= 0,3 x 2,5472 ft = 0,7642 ft
W = lebar pengaduk
= 15 x 0,7642 ft = 0,1528 ft
L = panjang daun pengaduk
= ¼ x 0,7642 ft = 0,1911 ft
E = jarak pengaduk dari dasar = ¼ x 2,5472 ft
= 0,6368 ft
Daya yang dibutuhkan untuk melakukan pengadukan; P
= 550
5 3
gc m
Da n
K
T
Dimana; K
T
= konstanta pengadukkan 6,3 n
= kecepatan pengadukan 60 rpm = 1 rps gc
= konstanta
gravitasi 32,174 lbm ftlbf detik
2
Sehingga daya; P =
550 det
174 ,
32 5703
, 94
7642 ,
1 3
, 6
2 3
5 3
ik lbf
ft lbm
ft lb
ft rps
= 0,0088 hp Efesiensi motor 80;
P =
0,8 0,0088
= 0,011 hp = 110 hp Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt = 0,7764 m
Tinggi Tangki; H
T
= 0,9705 m
Tebal silinder; ts = ¼ in
Bahan konstruksi = Carbon steel
Faktor korosi
= 0,01 intahun
Diameter pengaduk = 0,76429 ft
Universitas Sumatera Utara
Daya motor
= 110 hp
Tipe pengaduk = propeler
19. Pompa Larutan Natrium Hidroksida PU-10
Fungsi : Untuk mengalirkan natium hidroksida ke Anion
Exchanger Tipe
: Pompa
injeksi Jumlah
: 1
buah Bahan konnstruksi
: Carbon steel Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 33,1972 kghari
= 8,471x10
-4
lb det Densitas
bahan;
= 1518 kgm
3
= 94,5703 lbft
3
Viskositas,
= 0,64 cp = 4,302 x 10
-4
lbmft detik Laju alir volumetrik; Q =
F =
3 4
lbft 94,5703
lbdetik 8,471x10
= 8,9574x10
-6
ft3det Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 8,9574x10
-6 0,45
94,5703
0,13
= 0,0377
in Dipilih pipa 18 in schedule 30 dengan data – data sebagai berikut: Kern,1950
Diameter Luar; OD = 0,540 in
Diameter dalam; ID = 0,364 in = 0,0303 ft
Luas penampang; A = 0,104 in
2
= 0,0007 ft
2
Kecepatan laju alir; v = A
Q =
2 3
-6
ft 0,0004
detik ft
8,9574x10
= 0,0224 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
10 x
4,302 det
0,0224 0303
, lbft
94,5703
4 -
3
ik ft
ftx x
= 149,2021
2100 aliran
laminer
Universitas Sumatera Utara
Dari grafik 7.1 Sandler 1987 diperoleh f = 4289
, 2021
, 149
64 64
Re
N Hammer,1987
Kelengkapan pipa: Panjang pipa lurus
L
1
= 10 ft 1
buah gate valve fully open LD = 13
L
2
= 1 x 13 x 0,0303 = 0,3939 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,0303 = 1,818 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,0303 = 0,8181 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,0303 ft = 1,5453 ft + L
= 14,5753 ft Faktor kerugian karena kehilangan energi;
F
F =
gcD L
fv 2
4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
0303 ,
det .
. 174
, 32
2 14,5753
ftdetik 0,0224
4289 ,
4
2 2
= 0,0064 ft lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 15 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Universitas Sumatera Utara
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
= 15 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 0,0064 ft lbflbm = 15,0064 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 8,9574x10
-6
ft
3
detik x 94,5703 lbft
3
x 15,0064 ft lbflbm = 0,0127 lb ftdetik550 = 2,3091x10
-5
HP Efesiensi pompa = 80
Daya pompa; P =
0,8 HP
2,3091x10
-5
= 2,8864x10
-5
HP = 110 HP
20. Anion Exchanger AE
Fungsi :
Tempat penghilangan kesadahan Anion Jumlah
: 1 buah
Tipe :
Tangki berbentuk silinder, bagian bawah dan tutup elipsoidal
Bahan :
Carbon steel Brownell Young,1959 Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir air masuk = 4631,4265 kgjam
Densitas;
= 998,23
kgm
3
= 62,189 lbft
3
Kebutuhan =
1 jam
Faktor keamanan = 20
Volume tangki; Vt =
3
23 ,
998 1
4265 ,
4631 2
, 1
m kg
jam x
jam kg
x =
5,5676 m
3
Diambil tinggi silinder; Hs 3
5 Dt dibutuhkan kolom yang lebih tinggi untuk
memperlama kontak antara resin dan air Volume tangki; Vt
= Hs
Dt
2
4 1
Universitas Sumatera Utara
5,5676 m
3
= Dt
Dt 3
5 14
, 3
4 1
2
5,5676 m
3
= 1,3083 Dt
3
Diameter tangki; Dt = 1,6205 m Jari – jari tangki, R
= 2
m 1,6205
= 0,8103 m = 31,9016 in
Tinggi tangki; Hs =
3 5
x 1,6205 m = 2,7008 m = 8,8609 ft
Tinggi tutup; He = 2 x
4 1
x 1,6205m = 0,8103 m
Tinggi tangki total; H
T
= 2,7008 m + 0,8103 m = 3,5111 m Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
8609 ,
8 62,1903
3
ft
ft lb
= 18,0949 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 18,0949 Psi = 21,7139 Psi
Tebal silinder, ts =
nc P
SE R
x P
6
, Dimana;
P = Tekanan disain S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi
E = Efesiensi sambungan; 80 n = Umur alat 10 tahun
c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun ts
= tahun
in x
tahun x
x 01
, 10
Psi 7139
, 21
6 ,
0,8 x
psi 18.750
in 9016
, 31
Psi 21,7139
= 0,1462
in Spesifikasi
Tangki
Diameter tangki; Dt = 1,6205 m
Tinggi Tangki; H
T
= 3,5111 m
Tebal silinder; ts = ¼ in
Universitas Sumatera Utara
Bahan konstruksi
= Carbon steel
Faktor korosi = 0,01 intahun
21. Pompa Anion Exchanger 1 PU-11
Fungsi : Mengalirkan air dari Anion Exchanger ke Daerator
proses Tipe
: Pompa
sentrifugal Jumlah
: 1
buah Bahan konnstruksi
: Carbon steel Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 1152,1237 kgjam = 0,7056 lbdetik
Densitas ;
=
998,23 kgm
3
= 62,189 lbft
3
Viskositas,
= 1,005 cp = 6,756 x 10
-4
lbmft detik Laju alir volumetrik; Q
= F
=
3
lbft 62,189
lbdetik 0,7056
= 0,0114 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,0114
0,45
62,189
0,13
=0,8910 in
Dipilih pipa 12 in schedule 30 dengan data – data sebagai berikut: Kern,1950 Diameter Luar; OD
= 1,32 in Diameter dalam; ID
= 1,049 in = 0,0874 ft Luas penampang; A
= 0,08641 in
2
= 0,006 ft
2
Kecepatan laju
alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,006
detik ft
0,0114
= 1,9 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
10 x
6,756 det
9 ,
1 0874
, lbft
62,189
4 -
3
ik ft
ftx x
= 15285,8279 2100 aliran turbulen f = 0,0285
Hammer,1987 Kelengkapan pipa:
Universitas Sumatera Utara
Panjang pipa lurus L
1
= 10 ft 1
buah gate valve fully open LD = 13
L
2
= 1 x 13 x 0,0874 ft = 1,1362 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,0874 ft = 5,244 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,0874 = 2,3598 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,0874 ft = 4,4574 ft + L
= 23,1974 ft
Faktor kerugian karena kehilangan energi; F
F
= gcD
L fv
2 4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
0874 ,
det .
. 174
, 32
2 1974
, 23
ftdetik 9
, 1
0285 ,
4
2 2
= 1,6975 ft lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 8 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
Universitas Sumatera Utara
= 8 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 1,6975 ft lbflbm = 9,2882 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,0114 ft
3
detik x 62,189 lbft
3
x 9,6975 ft lbflbm = 6,8751 lb ftdetik550 = 0,0125 hp
Efesiensi pompa = 80 Daya pompa; P =
0,8 0125
, hp
= 0,0156 hp =110 hp
22. Deaerator DA
Fungsi :
Menghilangkan gas dalam air proses Jumlah
: 1 buah
Tipe : Tangki
silinder horizontal, tutup elipsoidal
Bahan :
Carbon steel Brownell Young,1959 Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir air masuk = 1152,1237 kgjam
Densitas;
= 998,23
kgm
3
= 62,189 lbft
3
Kebutuhan =
1 jam
Faktor keamanan = 20
Volume tangki; Vt =
3
23 ,
998 1
1237 ,
1152 2
, 1
m kg
jam x
jam kg
x =
1,3850 m
3
Diambil panjang silinder; L= 3 Dt Volume tangki; Vt
= Hs
Dt
2
4 1
1,3850 m
3
= Dt
Dt 3 14
, 3
4 1
2
1,3850 m
3
= 2,355 Dt
3
Diameter tangki; Dt = 0,8378 m Jari – jari tangki, R
= 2
m 0,8378
= 0,4189 m = 16,4921 in
Universitas Sumatera Utara
Panjang tangki; L = 3 x 0,8378 m
= 2,5134 m = 8,2461ft Tinggi tutup He
= 2 x 4
1 0,8378 m
= 0,4189 m Panjang total, L
T
= 2,5134 m + 0,4189 m = 2,9323 m
Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
2461 ,
8 62,1903
3
ft
ft lb
= 17,8294Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 17,8294 Psi = 21,3953 Psi
Tebal silinder, ts =
nc P
SE R
x P
6
, Dimana;
P = Tekanan disain S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi
E = Efesiensi sambungan; 80 n = Umur alat 10 tahun
c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun ts
= tahun
in x
tahun x
x 01
, 10
Psi 3953
, 21
6 ,
0,8 x
psi 18.750
in 4921
, 16
21,3953Psi
= 0,1235 in = 18 in
Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt = 0,8378 m
Tinggi Tangki; H
T
= 2,9323 m
Tebal silinder; ts = 18 in
Bahan konstruksi = Carbon steel
Faktor korosi
= 0,01 intahun
Universitas Sumatera Utara
23. Pompa Daerator PU-12
Fungsi : Mengalirkan air dari Deaerator ke ketel Uap KU
Tipe :
Pompa sentrifugal
Jumlah :
1 buah
Bahan konnstruksi : Carbon steel
Kondisi operasi : 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 1152,1237 kgjam = 0,7056 lbdetik
Densitas ;
=
998,23 kgm
3
= 62,189 lbft
3
Viskositas,
= 1,005 cp = 6,756 x 10
-4
lbmft detik Laju alir volumetrik; Q
= F
=
3
lbft 62,189
lbdetik 0,7056
= 0,0114 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,0114
0,45
62,189
0,13
=0,8910 in
Dipilih pipa 12 in schedule 30 dengan data – data sebagai berikut: Kern,1950 Diameter Luar; OD
= 1,32 in Diameter dalam; ID
= 1,049 in = 0,0874 ft Luas penampang; A
= 0,08641 in
2
= 0,006 ft
2
Kecepatan laju
alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,006
detik ft
0,0114
= 1,9 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
10 x
6,756 det
9 ,
1 0874
, lbft
62,189
4 -
3
ik ft
ftx x
= 15285,8279 2100 aliran turbulen f = 0,0285
Hammer,1987 Kelengkapan pipa:
Panjang pipa lurus L
1
= 10 ft 1
buah gate valve fully open LD = 13
L
2
= 1 x 13 x 0,0874 ft = 1,1362 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30
Universitas Sumatera Utara
L
3
= 2 x 30 x 0,0874 ft = 5,244 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,0874 = 2,3598 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,0874 ft = 4,4574 ft + L
= 23,1974 ft
Faktor kerugian karena kehilangan energi; F
F
= gcD
L fv
2 4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
0874 ,
det .
. 174
, 32
2 1974
, 23
ftdetik 9
, 1
0285 ,
4
2 2
= 1,6975 ft lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 8 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
= 8 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 1,6975 ft lbflbm = 9,2882 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
Universitas Sumatera Utara
= 0,0114 ft
3
detik x 62,189 lbft
3
x 9,6975 ft lbflbm = 6,8751 lb ftdetik550 = 0,0125 hp
Efesiensi pompa = 80 Daya pompa; P =
0,8 0125
, hp
= 0,0156 hp =110 hp
24. Ketel Uap KU
Fungsi : Untuk menghasilkan steam untuk keperluan proses
Jumlah :
1 buah
Jenis :
Fire tube boiler Perhitungan
Uap yang digunakan = 200
o
C Panas
laten;
= 463,3365 kkalkg =
835,7440 Btujam
Kebutuhan uap = 4889,7808 kgjam =10780,1206 Ibmjam
Daya ketel uap; P =
3 ,
970 5
, 34 x
WxH
= 3
, 970
5 ,
34 7440
, 835
1206 ,
10780 x
x = 269,1360 hp
Luas permukaan ;A = hp x 10 =
269,1360x 10
=2691,360 hp
Diambil; L
= 12 ft D
= 3 in ,a
= 0,917 ft
2
ft Jumlah tube; Nt
= 917
, 12
360 ,
2691 x
= 244,5802 tube
Universitas Sumatera Utara
25. Pompa Tangki Utilitas 2 PU-13
Fungsi : Mengalirkan air dari Tangki Penampungan ke
tangki penampungan air domestik Tipe
: Pompa
sentrifugal Jumlah
: 1
buah Bahan konnstruksi
: Carbon steel Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 210 kgjam
Densitas ;
=
998,23 kgm
3
= 62,189 lbft
3
Viskositas,
= 1,005 cp = 6,756 x 10
-4
lbmft detik Laju alir volumetrik; Q
= F
=
3
lbft 62,189
lbdetik 0,6624
= 0,0107 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,0107
0,45
62,189
0,13
=0,8641 in
Dipilih pipa 12 in schedule 30 dengan data – data sebagai berikut: Kern,1950 Diameter Luar; OD
= 1,32 in Diameter dalam; ID
= 1,049 in = 0,0874 ft Luas penampang; A
= 0,08641 in
2
= 0,006 ft
2
Kecepatan laju
alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,006
detik ft
0,0107
= 1,7833 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
10 x
6,756 det
7833 ,
1 0874
, lbft
61,8143
4 -
3
ik ft
ftx x
= 14347,2245 2100 aliran turbulen f = 0,029
Hammer,1987 Kelengkapan pipa:
Panjang pipa lurus L
1
= 10 ft 1
buah gate valve fully open LD = 13
L
2
= 1 x 13 x 0,0874 ft = 1,1362 ft
Universitas Sumatera Utara
2 buah
elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,0874 ft = 5,244 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,0874 = 2,3598 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,0874 ft = 4,4574 ft + L
= 23,1974 ft
Faktor kerugian karena kehilangan energi; F
F
= gcD
L fv
2 4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
0874 ,
det .
. 174
, 32
2 1974
, 23
ftdetik 7833
, 1
029 ,
4
2 2
= 1,5216 ft lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 8 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
= 8 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 1,5216 ft lbflbm = 9,5216 ft lbflbm
Universitas Sumatera Utara
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,0107 ft
3
detik x 62,189 lbft
3
x 9,5216 ft lbflbm = 6,3359 lb ftdetik550 = 0,0115 hp
Efesiensi pompa = 80 Daya pompa; P =
0,8 0115
, hp
= 0,0144 hp =110 hp
26. Tangki Pelarutan kaporit TPU-05
Fungsi :
Tempat pelarutan kaporit Jumlah
: 1 buah
Tipe :
Tangki berbentuk silinder, bagian bawah datar dan tutup elipsoidal dan menggunakan pengaduk
Bahan :
Carbon steel Brownell Young,1959 Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 0,006 kgjam
Densitas soda abu 70; = 1272 kgm
3
= 79,2447 lbft
3
Kebutuhan =
90 hari
Faktor keamanan
= 20
Volume tangki; Vt =
3
1272 7
, 90
24 0,006
2 ,
1 m
kg x
hari x
hari jam
x jam
kg x
= 0,0175
m
3
Diambil tinggi silinder; Hs 3
4 Dt
Volume tangki; Vt =
Hs Dt
2
4 1
0,0175 m
3
= Dt
Dt 3
4 14
, 3
4 1
2
0,0175 m
3
= 1,0467 Dt
3
Diameter tangki; Dt = 0,2555 m = 0,8382 ft Jari – jari tangki, R
= 2
m 0,2555
= 0,1278 m = 5,03 in
Universitas Sumatera Utara
Tinggi tangki; Hs =
3 4
x 0,2555 m = 0,3407 m = 1,1177 ft Tinggi elipsoidal; He =
4 1
x 0,2555 m = 0,0639 m Tinggi tangki total; H
T
= 0,3407 m + 0,0639 m = 0,4046 m Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
1,1177 79,244
3
ft
ft lb
= 14,7648 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 x 14,7648 Psi = 17,7177 Psi
Tebal silinder, ts =
nc P
SE R
x P
6
, Dimana;
P = Tekanan disain S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi
E = Efesiensi sambungan; 80 n = Umur alat 10 tahun
c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun ts
= tahun
in x
tahun x
x 01
, 10
Psi 17,7177
6 ,
0,8 x
psi 18.750
in 03
, 5
Psi 17,7177
= 0,1059
in Digunakan silinder dengan ketebalan ¼ in
Tebal tutup dianggap sama karena terbuat dari bahan yang sama. Tangki ini menggunakan pengaduk untuk mempercepat proses pencampuran,
jenis pengaduk yang digunakan adalah propeler, dengan ketentuan; 4
, 4
1 ,
5 1
, 3
,
E
D Da
L Da
W Dt
Da
Dimana: Dt
= diameter tangki ft
Universitas Sumatera Utara
Da = diameter pengaduk
= 0,3 x 0,8382 ft = 0,2515 ft
W = lebar pengaduk
= 15 x 0,2515 ft = 0,0513 ft
L = panjang daun pengaduk
= ¼ x 0,2515 ft = 0,0629 ft
E = jarak pengaduk dari dasar = ¼ x 0,8382 ft
= 2,1431 ft
Daya yang dibutuhkan untuk melakukan pengadukan; P
= 550
5 3
gc m
Da n
K
T
Dimana; K
T
= konstanta pengadukkan 6,3 n
= kecepatan pengadukan 60 rpm = 1 rps gc
= konstanta
gravitasi 32,174 lbm ftlbf detik
2
Sehingga daya; P =
550 det
174 ,
32 2447
, 79
0,2515 1
3 ,
6
2 3
5 3
ik lbf
ft lbm
ft lb
ft rps
= 1x10
-7
HP = 110 hp Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt = 0,2555 m
Tinggi Tangki; H
T
= 0,4046 m
Tebal silinder; ts = ¼ in
Bahan konstruksi = Carbon steel
Faktor korosi
= 0,01 intahun
Diameter pengaduk = 0,2515
Daya motor = 110 hp
Tipe pengaduk
= propeler
27. Pompa Larutan Kaporit PU-14
Fungsi : Untuk mengalirkan kaporit ke Tangki Domestik
Tipe :
Pompa injeksi
Jumlah :
1 buah
Bahan konnstruksi : Carbon steel
Kondisi operasi : 30
o
C.1atm Perhitungan:
Universitas Sumatera Utara
Laju alir bahan masuk = 0,006 kgjam
= 3,67x10
-6
lbdetik Densitas
campuran;
= 1272 kgm
3
= 79,2447 lbft
3
Viskositas,
= 6,72 x 10
-4
lbmft detik Laju alir volumetrik; Q
=
3 -6
lbft 79,2447
lbdetik 3,67x10
= 4,6 x10
-8
ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 4,6 x10
-8 0,45
79,2447
0,13
= 0,00345
in Dipilih pipa 18 in schedule 30 dengan data – data sebagai berikut: Kern,1950
Diameter Luar; OD = 0,4051 in
Diameter dalam; ID = 0,269 in = 0,0224 ft
Luas penampang; A = 0,058 in
2
= 0,0004 ft
2
Kecepatan laju
alir; v =
2 3
-8
ft 0,0004
detik ft
x10 4,6
= 1,15x10
-4
ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
10 x
6,72 det
1.15x10 0224
, lbft
79,247
4 -
-4 3
ik ft
ftx x
= 0,304 2100 aliran laminer f = 640,304 = 210
Hammer,1987 Kelengkapan pipa:
Panjang pipa lurus L
1
= 10 ft 1
buah gate valve fully open LD = 13
L
2
= 1 x 13 x 0,0224 = 0,2912 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,0224 = 1,344 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,0224 = 0,6048 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,0224 ft = 1,1424 ft + L
= 13,3824 ft Faktor kerugian karena kehilangan energi;
F
Universitas Sumatera Utara
F =
gcD L
fv 2
4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
0224 ,
det .
. 174
, 32
2 3824
, 13
ftdetik 1,15x10
210 4
2 2
-4
= 1,03x10
-4
ft lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 15 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
= 15 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 1,03x10
-4
ft lbflbm = 40,06478 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 4,6x10
-8
ft
3
detik x 79,2447 lbft
3
x 15 ft lbflbm = 0,2107 lb ftdetik550 = 0,0004 hp
Efesiensi pompa = 80 Daya pompa; P =
0,8 hp
0,0004
= 0,00048 hp = 110 hp
Universitas Sumatera Utara
28. Tangki Penampungan Air Domestik TU-02
Fungsi :
Menampung air domestik sementara Jumlah
: 1 buah
Tipe :
Tangki berbentuk silinder, bagian bawah dan tutup datar
Bahan :
Carbon steel Brownell Young,1959 Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir air masuk = 210 kgjam
Densitas;
= 998,23
kgm
3
= 62,189 lbft
3
Kebutuhan =
7 hari
Faktor keamanan = 20
Volume tangki; Vt =
3
23 ,
998 7
24 10
2 2
, 1
m kg
hari harix
jam x
jam kg
x =
42,4111 m
3
Diambil tinggi silinder; Hs 3
4 Dt
Volume tangki; Vt =
Hs Dt
2
4 1
42,4111 m
3
= Dt
Dt 3
4 14
, 3
4 1
2
42,4111 m
3
= 1,0467 Dt
3
Diameter tangki; Dt = 3,4347 m Jari – jari tangki, R
= 2
m 3,4347
= 1,7173 m = 6,61177 in Tinggi tangki; Hs
= 3
4 x 3,4347 m
= 4,5796 m = 15,0248 ft Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
Hs
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
15,0248 62,189
3
ft
ft lb
= 20,7568 Psi
Universitas Sumatera Utara
Faktor keamanan ; Fk = 20 Tekanan disain; Pd
= 1,2 x 20,7568 Psi = 24,9082 Psi Tebal silinder, ts
= nc
P SE
R x
P
6 ,
Dimana; P = Tekanan disain
S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi E = Efesiensi sambungan; 80
n = Umur alat 10 tahun c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun
ts =
tahun in
x tahun
x x
01 ,
10 Psi
24,9082 6
, 0,8
x psi
18.750 in
67,6117 Psi
24,9082
= 0,2123 in = ¼ in
Spesifikasi Tangki
Diameter tangki; Dt = 3,4347 m
Tinggi Tangki; H
T
= 4,5796 m
Tebal silinder; ts = ¼ in
Bahan konstruksi = Carbon steel
Faktor korosi
= 0,01 intahun
29. Pompa Penampungan air domestik PU-15
Fungsi : Mengalirkan air pendingin bekas ke menara pendingin
Tipe :
Pompa sentrifugal
Jumlah :
1 buah
Bahan konnstruksi : Carbon steel
Kondisi operasi : 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 210 kgjam
Densitas ;
=
998,23 kgm
3
= 62,189 lbft
3
Viskositas,
= 1,005 cp = 6,756 x 10
-4
lbmft detik
Universitas Sumatera Utara
Laju alir volumetrik; Q =
F =
3
lbft 62,189
lbdetik 0,6624
= 0,0107 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,0107
0,45
62,189
0,13
=0,8641 in
Dipilih pipa 12 in schedule 30 dengan data – data sebagai berikut: Kern,1950 Diameter Luar; OD
= 1,32 in Diameter dalam; ID
= 1,049 in = 0,0874 ft Luas penampang; A
= 0,08641 in
2
= 0,006 ft
2
Kecepatan laju
alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,006
detik ft
0,0107
= 1,7833 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
10 x
6,756 det
7833 ,
1 0874
, lbft
61,8143
4 -
3
ik ft
ftx x
= 14347,2245 2100 aliran turbulen f = 0,029
Hammer,1987 Kelengkapan pipa:
Panjang pipa lurus L
1
= 10 ft 1
buah gate valve fully open LD = 13
L
2
= 1 x 13 x 0,0874 ft = 1,1362 ft 2
buah elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,0874 ft = 5,244 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,0874 = 2,3598 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,0874 ft = 4,4574 ft + L
= 23,1974 ft
Faktor kerugian karena kehilangan energi; F
F
= gcD
L fv
2 4
2
Universitas Sumatera Utara
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
0874 ,
det .
. 174
, 32
2 1974
, 23
ftdetik 7833
, 1
029 ,
4
2 2
= 1,5216 ft lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 8 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
= 8 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 1,5216 ft lbflbm = 9,5216 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,0107 ft
3
detik x 62,189 lbft
3
x 9,5216 ft lbflbm = 6,3359 lb ftdetik550 = 0,0115 hp
Efesiensi pompa = 80 Daya pompa; P =
0,8 0115
, hp
= 0,0144 hp =110 hp
Universitas Sumatera Utara
30. Pompa Anion Exchanger 2 PU-16
Fungsi : Mengalirkan air dari Anion Exchanger ke menara
pendingin Tipe
: Pompa
sentrifugal Jumlah
: 1
buah Bahan konnstruksi
: Carbon steel Kondisi operasi
: 30
o
C.1atm Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 18293,1185 kgjam = 0,6624 lbdet
Densitas ;
=
992,215 kgm
3
= 61,8143 lbft
3
Viskositas,
= 1,005 cp = 6,756 x 10
-4
lbmft detik Laju alir volumetrik; Q
= F
=
3
lbft 61,8143
lbdetik 0,6624
= 0,0107 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,0107
0,45
62,189
0,13
=0,8641 in
Dipilih pipa 12 in schedule 30 dengan data – data sebagai berikut: Kern,1950 Diameter Luar; OD
= 1,32 in Diameter dalam; ID
= 1,049 in = 0,0874 ft Luas penampang; A
= 0,08641 in
2
= 0,006 ft
2
Kecepatan laju
alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,006
detik ft
0,0107
= 1,7833 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
10 x
6,756 det
7833 ,
1 0874
, lbft
61,8143
4 -
3
ik ft
ftx x
= 14347,2245 2100 aliran turbulen f = 0,029
Hammer,1987 Kelengkapan pipa:
Panjang pipa lurus L
1
= 10 ft 1
buah gate valve fully open LD = 13
L
2
= 1 x 13 x 0,0874 ft = 1,1362 ft
Universitas Sumatera Utara
2 buah
elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,0874 ft = 5,244 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,0874 = 2,3598 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,0874 ft = 4,4574 ft + L
= 23,1974 ft
Faktor kerugian karena kehilangan energi; F
F
= gcD
L fv
2 4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
0874 ,
det .
. 174
, 32
2 1974
, 23
ftdetik 7833
, 1
029 ,
4
2 2
= 1,5216 ft lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 8 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
= 8 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 1,5216 ft lbflbm = 9,5216 ft lbflbm
Universitas Sumatera Utara
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,0107 ft
3
detik x 61,8143 lbft
3
x 9,5216 ft lbflbm = 6,3359 lb ftdetik550 = 0,0115 hp
Efesiensi pompa = 80 Daya pompa; P =
0,8 0115
, hp
= 0,0144 hp =110 hp
32. Menara Air Pendingin MP
Fungsi : Untuk menurunkan temperatur air pendingin dari 40
C menjadi
30 C
Jenis :
Mechanical Draft Cooling Tower Perhitungan:
Laju alir bahan masuk = 16464,6518 kgjam
Densitas;
= 992,215
kgm
3
Faktor keamanan
= 20
Laju volumetrik
air =
215 ,
992 6518
, 16464
2 ,
1 x =
19,9126 m
3
jam x 264,17 galm
3
= 5260,3115 galjam =
87,6719 galmenit
T air pendingin bekas masuk = 40 C = 104
C T air pendingin keluar
= 30 C = 86
C Dari gambar 12-14 Perry, 1992 diperoleh :
Suhu bola basah = 60
F Konsentrasi
air = 1,25
galft
2
menit Luas menara; A
= menit
ft gal
menit gal
2
25 ,
1 6719
, 87
= 70,1375
ft
2
Diambil performance 90 dari Gambar 12-15 Perry dkk, 2004 diperoleh: Tenaga
kipas; =
0,03 hpft
2
Daya; P = 0,03 x 70,1375
= 2,1041 hp
= 2 ¼ hp
Universitas Sumatera Utara
32. Pompa Menara Pendingin PU-17
Fungsi : Mengalirkan air pendingin ke Cooler
Tipe :
Pompa sentrifugal
Jumlah :
1 buah
Bahan konnstruksi : Carbon steel
Kondisi operasi : 30
o
C.1atm
Perhitungan: Laju alir bahan masuk
= 18293,1185 kgjam = 0,6624 lbdet Densitas
;
= 992,215
kgm
3
= 61,8143 lbft
3
Viskositas,
= 1,005 cp = 6,756 x 10
-4
lbmft detik Laju alir volumetrik; Q
= F
=
3
lbft 61,8143
lbdetik 0,6624
= 0,0107 ft
3
detik Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 0,0107
0,45
62,189
0,13
=0,8641 in
Dipilih pipa 12 in schedule 30 dengan data – data sebagai berikut: Kern,1950 Diameter Luar; OD
= 1,32 in Diameter dalam; ID
= 1,049 in = 0,0874 ft Luas penampang; A
= 0,08641 in
2
= 0,006 ft
2
Kecepatan laju
alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,006
detik ft
0,0107
= 1,7833 ftdetik Bilangan Reynold, N
Re
=
v
x ID
x
=
ik lbmft.det
10 x
6,756 det
7833 ,
1 0874
, lbft
61,8143
4 -
3
ik ft
ftx x
= 14347,2245 2100 aliran turbulen f = 0,029
Hammer,1987 Kelengkapan pipa:
Panjang pipa lurus L
1
= 10 ft 1
buah gate valve fully open LD = 13
L
2
= 1 x 13 x 0,0874 ft = 1,1362 ft
Universitas Sumatera Utara
2 buah
elbow standar 90
o
LD = 30 L
3
= 2 x 30 x 0,0874 ft = 5,244 ft Penyempitan mendadak, K = 0,5; LD = 27
L
4
= 1 x 27 x 0,0874 = 2,3598 ft Pembesaran mendadak,K = 1,0; LD = 51
L
5
= 1 x 51 x 0,0874 ft = 4,4574 ft + L
= 23,1974 ft
Faktor kerugian karena kehilangan energi; F
F
= gcD
L fv
2 4
2
= ft
x ik
lbf ft
lbm x
ft x
0874 ,
det .
. 174
, 32
2 1974
, 23
ftdetik 7833
, 1
029 ,
4
2 2
= 1,5216 ft lbflbm Tinggi pemompaan
Z = 8 ft
Dari persamaan Bernauli;
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernauli menjadi;
Wf = F
gc g
Z
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z
= 8 ft x
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 1,5216 ft lbflbm = 9,5216 ft lbflbm
Universitas Sumatera Utara
Daya pompa; P = Q x x Wf
= 0,0107 ft
3
detik x 61,8143 lbft
3
x 9,5216 ft lbflbm = 6,3359 lb ftdetik550 = 0,0115 hp
Efesiensi pompa = 80 Daya pompa; P =
0,8 0115
, hp
= 0,0144 hp =110 hp
33. Unit Refigerasi UR
Fungsi : mendinginkan air dari menara pendingin dari temperatur
50 C menjadi 10
C Jenis
: Singlestage mechanical refrigeration cycle
Bahan konstruksi : carbon steel
Data : Suhu air masuk unit pendingin = 50
C = 122 F
Suhu air keluar unit pendingin = 10°C = 50°F Refrigerant yang dipakai
: 1,1,1,2-tetrafluoroetana CH
2
FCF
3
R-134a Kondensor
Kompresor
Chiller expansion valve
Gambar LD.4 Siklus unit pendinginan Suhu pendinginan
= 9°C Perry, 1997, hal 2-289
Tekanan pendinginan = 4 bar Perry,
1997, hal
2-289 Suhu kondensasi
= 40°C Perry, 1997, hal 2-289
Tekanan kondensasi = 10 bar Perry, 1997, hal 2-289
Perhitungan: a. Net refrigerating effect
RE = h
g
- h
f
Pers. 12.21, Perry, 1973 Dimana:
RE = refrigerating effect, Btulb
Universitas Sumatera Utara
h
g
= Entalpi uap yang keluar dari chiller = 190,7214 Btulb h
f
= Entalpi cairan yang keluar dari kondensor = 63,50 kjkg = 27,2992 Btulb Perry, 1997, hal 2-289
RE = 190,72149 – 27,2992 = 163,4222 Btulb b. Massa refrigerant yang disirkulasi
Btulb RE
ton Btumenit.
200 m
Pers. 12.22, Perry, 1973
Btulb 163,4222
ton Btumenit.
200 m
m = 1,2238 lbmenit.ton
c. Volume uap teoritis C.F.M.ton = m x V
g
Pers. 12.23,
Perry, 1973
Dimana: V
g
= volume spesifik uap yang masuk ke kompresor = 0,8 ft
3
lb Perry, 1973
C.F.M.ton = 1,2238 lbmenit.ton x 0,8 ft
3
lb = 0,979 ft
3
menit.ton d. Panas kompresor Q
Q = h
d
- h
g
Pers.12.24, Perry,
1973 Dimana:
h
d
= entalpi uap yang keluar dari kompresor : 262,09 kJkg = 112,68 Btulb h
g
= entalpi uap yang masuk ke kompresor : 258,99 kJkg Btulb = 111,35 Btulb
Perry, 1997, hal2-289 Q = 112,68 – 111,35 = 1,33 Btulb
e. Kerja kompresor W W = Q x m
Pers. 12.25, Perry, 1973 W = 1,33 Btulb x 1,2238 lbmenit.ton = 1,6276 Btumenit.ton
f. Daya kompresor P P = W 42,4 Btumenit
P = 1,6276 42,4 = 0,03841 hpton g. Panas kondensor
Panas kondensor = RE + Q Perry, 1973
= 163,4222 Btulb + 1,33 Btulb = 164,7522 Btulb
Universitas Sumatera Utara
h. Cycle coefficient of performance COP Q
RE COP
Pers.
12.27, Perry,
1973
1,33 163,4222
COP
COP = 122,8738
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI
Dalam rencana pra perancangan pabrik Margarin digunakan asumsi sebagai berikut:
1. Pabrik beroperasi selama 300 hari dalam setahun
2. Kapasitas maksimum adalah 22.500 tontahun
3. Perhitungan didasarkan pada harga alat terpasang
4. Harga alat disesuaikan November 2008. Dimana nilai tukar dolar terhadap
5. rupiah adalah US 1 = Rp 10800
Harian Analisa.2008
1. Modal Investasi Tetap
1.1 Modal Investasi Tetap Langsung MITL
A. Biaya Tanah Lokasi Pabrik
Biaya tanah pada lokasi pabrik diperkirakan Rp. 700.000.-m
2
Luas tanah seluruhnya = 9.000 m
2
Harga tanah seluruhnya = 9.000m
2
x Rp 700.000.-m
2
= Rp 6.300.000.000.-
Harga perataan tanah diperkirakan 5 dari harga tanah seluruhnya
Biaya perataan tanah = 0,05 x Rp 6.300.000.000.-
= Rp 315.000.000.- Total biaya tanah
= Rp 6.300.000.000.- + Rp 315.000.000.-
= Rp 6.615.000.000
B. Harga Bangunan
Tabel LE-1 Perincian harga bangunan
No Jenis areal
Luas m
2
Hargam
2
Rp
Harga total
Rp
1 Areal proses
2900 3.500.000 Rp 10.150.000.000
Universitas Sumatera Utara
2 Areal produk
70 2.700.000 Rp 189.000.000
3 Bengkel
200 1.500.000 Rp 300.000.000
4 Areal bahan baku
200 1.400.000 Rp 280.000.000
5 Pengolahan limbah
200 2.500.000 Rp 500.000.000
6 Laboratorium
100 1.500.000 Rp 150.000.000
7 Stasiun operator
100 1.500.000 Rp 150.000.000
8 Pengolahan air
1000 1.700.000 Rp 1.700.000.000
9 Ruang boiler
100 3.200.000 Rp 320.000.000
10 Pembangkit listrik
100 2.800.000 Rp 280.000.000
11 Unit pemadam kebakaran
80 1.200.000 Rp 96.000.000
12 Kantin
120 1.500.000 Rp 180.000.000
13 Perpustakaan
80 1.500.000 Rp 120.000.000
14 Parkir
200 800.000 Rp 160.000.000
15 Perkantoran
300 1.500.000 Rp 450.000.000
16 Daerah perluasan
1000 500.000 Rp 500.000.000
17 Pos keamanan
40 1.500.000 Rp 60.000.000
18 Tempat ibadah
80 1.500.000 Rp 120.000.000
19 Poliklinik
50 1.500.000 Rp 75.000.000
20 Mess karyawan
1000 1.500.000 Rp 1.500.000.000
21 Taman
200 500.000 Rp 100.000.000
22 Jalan
800 1.000.000 Rp 800.000.000
23 Aula
80 1.500.000 Rp 120.000.000
Total 9000 38.300.000 Rp 18.300.000.000
C. Perincian Harga Peralatan Harga peralatan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:
C
x
= C
y
y x
m
I I
X X
1 2
PeterTimmerhaus. 2004
Dimana C
x
= Harga peralatan pada tahun 2008 C
y
= Harga peralatan pada tahun dan kapasitas yang tersedia X
1
= Kapasitas alat yang tersedia
Universitas Sumatera Utara
X
2
= Kapasitas alat yang diinginkan I
x=
= Indeks harga pada tahun 2008 I
y
= Indeks harga pada tahun yang tersedia m = faktor eksponensial
Tabel LE – 2 Harga Indeks Marshall dan Swift
Tahun X
1
Indeks Y
1
.n X
1 2
Y
1 2
X
1
Y
1
1987 814 1 3948169 662596 1617418
1988 852 2 3952144 725904 1693776
1989 895 3 3956121 801025 1780155
1990 915.1 4 3960100 837403 1821049
1991 930.6 5 3964081 866016 1852824.6
1992 943.1 6 3968064 889438 1878655.2
1993 964.2 7 3972049 929682 1921650.6
1994 993.4 8 3976036 986844 1980839.6
1995 1027.5 9 3980025 1055756 2049862.5
1996 1039.1 10 3984016 1079729 2074043.6
1997 1056.8 11 3988009 1116826 2110429.6
1998 1061.9 12 3992004 1127632 2121676.2
1999 1068.3 13 3996001 1141265 2135531.7
2000 1089.0 14 4000000 1185921 2178000.0
2001 1095.9 15 4004001 1196617 2188893.9
2002 1102.5 16 4008004 1215506 2207205.0
Total 11573 63.648.824
15.818.164 31612010.5
Sumber: PetersTimmerhaus. 2004
Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2008. digunakan metode regresi koefisien korelasi sebagai berikut:
] .
[ .
. .
2 2
2 2
i i
i i
i i
i i
Y Y
n x
X X
n Y
X Y
X n
r
Universitas Sumatera Utara
Dengan memasukkan harga pada tabel LE-2 . maka diperoleh harga koefisien korelasi:
] 4
, 15846
15818164 16
[ ]
31912 63648824
16 [
] 4
, 15846
31912 31612010,5
16 [
2 2
x r
= 1 Harga koefisien 1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linear antara
variabel X dan Y. sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah persamaan regresi linier.
Persamaan regresi linier. Y = a + b X Dengan Y = indeks harga pada tahun yang dicari 2008
X = variabel tahun ke n – 1 a.b = tetapan persamaan regresi
Untuk mengetahui harga indeks tahun yang diinginkan. lebih dahulu dicari tetapan a dan b.
a =
2 2
1 1
1 1
2 1
. .
i i
X X
n Y
X x
X Y
x X
b =
2 2
. .
i i
i i
i i
X X
n Y
X Y
X n
Jika disubtitusikan harga pada tabel L-E 2. diperoleh harga a =
2
31912 63.648.824
16 31612010,5
31912 4
, 15846
63.648.824
x
x x
=-36351.92
b =
2
31912 63.648.824
16 4
, 5846
1 31912
0,5 16x3161201
x x
=18.7226 Sehingga persamaan regresi linier adalah:
Y = a + b.X Y = -36351.92 + 18.7226X
Dengan demikian harga indeks pada tahun 2008X = 2008 adalah Y
2008
= -36351.92 + 18.72262008 Y
= 1243.0608
Universitas Sumatera Utara
Contoh perhitungan estimasi harga peralatan
Tangki Penyimpan Minyak Kacang Tanah T-01 X
2
= 2696,5555 m
3
Lampiran C X
1
= 3,8 m
3
C
y=
= US 3.300.- Perry dkk.1999
I
x 2008
= 1243,0608 I
y 2002
= 1102,5 m = 0,3
C
x
= US 3.300.- x
5 ,
1102 1243,0608
8 ,
3 2696,5555
3 ,
x
x Rp 10.800US = Rp 250.649.042.-
Tabel LE-3 Perkiraan Harga Peralatan Lokal Untuk Proses
No Kode Alat
Kapasitas Jlh Total
Harga
1
Tangki minyak kacang tanah T-01 2427,0548
1 Rp 279.023.167
2
Pompa minyak P-01 0,1000
1 Rp 5.335.058
3
Heater H 24,1997
1 Rp 119.409.866
4
Pompa Heater P-02 0,1000
1 Rp 5.335.058
5
Tangki Penyimpanan B. Earth T-02 10,3561
1 Rp 54.284.427
6
Belt Conveyer BC-01 0,1100
1 Rp 8.872.933
7
Tangki Bleaching T-03 3,3858
1 Rp 141.377.889
8
Pompa Bleaching P-03 0,1000
1 Rp 5.335.058
9
Filter Press FP 2,0349
2 Rp 60.183.244
10
Pompa Filter P-04 0,1000
1 Rp 5.335.058
11
Tangki Hidrogen T-04 3,8053
1 Rp 76.780.930
12
Blower B 0,6798
1 Rp 25.506.840
13
Reaktor hidrogenasi R 1,0576
1 Rp 194.816.410
14
Pompa Reaktor P-05 0,1000
1 Rp 5.335.058
15
Tangki Penampungan Minyak T-05 2,9345
1 Rp 37.185.757
Universitas Sumatera Utara
16
Pompa Tangki Penyimpanan P-06 0,1000
1 Rp 5.335.058
17
Cooler C 103,1993
1 Rp 280.971.070
18
Pompa Cooler P-07 0,1000
1 Rp 5.335.058
19
Tangki Penampungan T-06 18,7061
1 Rp 56.417.711
20
Pompa P-08 0,1000
1 Rp 5.335.058
21
Tangki Blending-1 T-07 3,7055
1 Rp 128.729.579
22
Pompa Tangki Blending-1 P-09 0,1000
1 Rp 5.335.058
23
Tangki Blending-2 T-08 3,7055
1 Rp 128.729.579
24
Pompa P-10 0,1000
1 Rp 5.335.058
25
Votator I V-01 3,7055
1 Rp 128.729.579
26
Belt Conveyer BC-02 0,1100
1 Rp 8.872.933
27
Worker I W-01 6,0000
1 Rp 163.806.287
28
Belt Conveyer BC-03 0,1100
1 Rp 8.872.933
29
Votator II V-02 3,7055
1 Rp 128.729.579
30
Belt Conveyer BC-04 0,1100
1 Rp 8.872.933
31
Worker II W-02 6,0000
1 Rp 163.806.287
32
Belt Conveyer BC-05 0,1100
1 Rp 8.872.933
Rp 2.822.1420746
Tabel LE-4 Perkiraan Harga Peralatan Lokal Untuk Utilitas No Kode
Alat
Kapasitas Jlh Total
Harga 1
Pompa air sungai PU-01 0,1
1 Rp 5.335.058
2
Pompa bak penampung PU-02 0,1
1 Rp 5.335.058
3
T. pelarut alum TPU-01 0,5298
1 Rp 59.762.284
4
Pompa larutan alum PU-03 0,1
1 Rp 5.335.058
5
T. pelarut soda abuTPU-02 0,2836
1 Rp 43.998.552
6
pompa lar soda abu PU-04 0,1
1 Rp 5.335.058
7
Tangki klarifikasi CL 5,82E+00
1 Rp 185.356.834
8
Pompa tangki klarifikasi PU-05 0,1
1 Rp 5.335.058
9
Sand filter SF 6,79
1 Rp 47.827.460
10
Pompa sand filter PU-06 0,1
1 Rp 5.335.058
Universitas Sumatera Utara
11
Tangki Penampungan TU-01 11,64
1 Rp 56.221.481
12
Pompa Tangki Penampungan-1 PU-07 0,1
Rp 5.335.058
13
Tangki pelarutan H2SO4 TPU-03 0,9994 1
Rp 81.561.388
14
Pompa larutan H2SO4 PU-08 0,1
1 Rp 5.335.058
15
Cation Exchanger CE 5,5676
1 Rp 45.062.657
16
Pompa CE PU-09 0,1
1 Rp 5.335.058
17
Tangki larutan NaOH TPU-04 0,3674
1 Rp 49.949.428
18
Pompa larutan NaOH PU-10 0,1
1 Rp 5.335.058
19
Anion exchanger AE 5,5676
1 Rp 45.062.657
20
Pompa AE-1 PU-11 0,1
1 Rp 5.335.058
21
deaerator DA 1,39E+00
1 Rp 59.235.253
22
Pompa Deaerator PU-12 0,1
1 Rp 5.335.058
23
Ketel uap KU 1552,1237
1 Rp 298.644.548
24
Pompa Tangki Penampungan-2 PU-13 0,1
1 Rp 5.335.058
25
Tangki larutan kaporit TPU-06 0,0175
1 Rp 11.238.309
26
Pompa larutan kaporit PU-13 0,1
1 Rp 5.335.058
27
T. penampungan air domestik TU-02 19,9126
1 Rp 98.580.237
28
Pompa tangki air domestik PU-15 0,1
1 Rp 5.335.058
29
Pompa anion exchanger-2 PU-16 0,1
1 Rp 5.335.058
30
Menara air pendingin MP 70,1375
1 Rp 96.361.039
31
Pompa menara pendingin PU-17 0,1
1 Rp 5.335.058
32
Unit refrigerant 1,2238
1 Rp 187.226.487
Rp 1.875.312.342
Total harga peralatan proses dan utilitas = Rp 3.051.704.308 + Rp 1.875.312.342
= Rp 4.927.016.650
Universitas Sumatera Utara
Untuk harga alat sampai dilokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut - Biaya transportasi
= 5 - Biaya asuransi
= 1 - Beaya masuk
= 15 - PPn
= 10 - PPh
= 10 - Biaya gudang di pelabuhan
= 0.5 - Biaya administrasi pelabuhan
= 0.5 - Transportasi lokal
= 0.5 - Biaya tak terduga
= 0.5 Total
= 43 Total harga peralatan proses.dan utilitas
= Rp 4.927.016.650.- x 1,43 = Rp 7.045.633.809.-
Biaya pemasangan diperkirakan 50 dari harga peralatan PetersTimmerhaus.2004
Biaya pemasangan = 0,5 x 4.927.016.650
= Rp 2.463.508.325
Harga peralatan terpasang HPT = Rp 7.045.633.809 + Rp 2.463.508.325
=
Rp 9.509.142.134
A. Instrumentasi dan Alat Kontrol
Diperkirakan instrumentasi dan alat control 10 dari HPT PetersTimmerhaus.
2004 Biaya instrumentasi dan alat control = 0,1 x Rp 9.509.142.134
= Rp 950.914.213
Universitas Sumatera Utara
B. Biaya Perpipaan
Diperkirakan biaya perpipaan 35 dari HPT PetersTimmerhaus.2004 Biaya perpipaan
= 0,35 x Rp 9.509.142.134 =
Rp 3.328.199.746
C. Biaya Instalasi Listrik
Diperkirakan biaya instalasi listrik 10 dari HPT PetersTimmerhaus.2004
Biaya instalasi listrik = 0,1 x Rp 9.509.142.134 = Rp 950.914.213
D. Biaya Insulasi
Diperkirakan biaya insulasi 10 dari HPT PetersTimmerhaus.2004
Biaya insulasi = 0,1 x Rp 9.509.142.134 = Rp 950.914.213
E. Biaya Inventaris Kantor dan Gudang
Diperkirakan biaya inventaris kantor 10 dari HPT PetersTimmerhaus.2004
Biaya inventaris kantor = 0,1 x Rp 9.509.142.134.- = Rp 950.914.213
F. Biaya Sarana Pemadam Kebakaran
Diperkirakan biaya inventaris kantor 10 dari HPT PetersTimmerhaus. 2004
Biaya inventaris kantor = 0,1 x Rp 9.509.142.134 = Rp 950.914.213
Universitas Sumatera Utara
G. Sarana Transportasi
Tabel LE-5 Sarana Tranportasi
No Jenis
kendaraan Jlh
Jenis Harga
Rp Total Harga
Rp
1 Direktur 1
Isuzu Panther Grand Touring
Rp 240000000 Rp 240.000.000 2 Manager
5 Isuzu Panther Smart Rp 190000000 Rp 950.000.000
3 Bus Karyawan 1 Isuzu ELF NKR Mikrobus
Rp 202.000.000 Rp 202.000.000 4 Bus Karyawan
2 Mitsubishi L-300 minibus Rp 149.000.000 Rp 298.000.000
5 Truk 3 Mitsubishi FM 517 HS 4x2
Rp 340.000.000 Rp 1.020.000.000 6 Mobil pemasaran
3 Grand Max Rp 95.000.000 Rp 285.000.000
Total Rp
2.995.000.000
H. Biaya Pondasi
Diperkirakan biaya pondasi 10 dari HPT Biaya untuk pondasi
= 0,1 x Rp 9.509.142.134 = Rp 950.914.213
I. Biaya Perluasan Pabrik
Diperkirakan biaya perluasan pabrik 20 dari HPT Biaya untuk perluasan pabrik = 0,2 x Rp 9.509.142.134
= Rp 1.901.828.426
J. Biaya Lingkungan
Diperkirakan biaya lingkungan 10 dari HPT Biaya untuk lingkungan
= 0,1x Rp 9.509.142.134 = Rp 950.914.213
K. Biaya Kontruksi
Diperkirakan biaya kontruksi 25 dari HPT Biaya untuk kontruksi = 0,25 x Rp 9.509.142.134
= Rp 2.377.285.533
Universitas Sumatera Utara
L. Biaya Kontingency
Diperkirakan biaya kontigency 25 dari HPT Biaya untuk kontigency
= 0,25 x Rp 9.509.142.134 = Rp 2.377.285.533
Total MITL = A + B + C + D + E + F + G + H + I + J + K + L + M + N + O
= Rp 54.060.140.868
1.2. Modal Investasi Tetap Tak Langsung MITTL
