Menentukan Tenaga Yang Diperlukan Untuk Memutar rotary Dryer Menentukan Putaran pada Reducer Corong Pemasukan Hopper Sudu – sudu Flight Roda Gigi Gear Gigi Penggerak Pinion

= 25,8048 lb  Berat gear W 3 W 3 = π4 x Dg 2 – D 2 x b x ρ Dimana : Dg = Diameter gear = 10 ft = 120 in Do = Diameter luas gear = 3,312 ft b = lebar permukaan gear = 7,9618 in = 0,6635 ft ρ = densitas cast iron = 450 lbft 3 perry, ed.6 tabel 3-118, hal.3-95 W 3 = π4 x 10 2 – 3,312 2 ft 2 x 0,6635 ft x 450 lbft 3 = 20867,1276 lb  Berat umpan W 4 W 4 = Berat umpan masuk rotary dryer = 4366,7028 lb  Berat material W 5 W 5 = 2 x π4 x Dr 2 – D 2 x b x ρ Dimana : Dr = Dg = Diameter dinding ring = 10 ft W 5 = 2 x π4 x 10 2 – 3,312 2 ft 2 x 0,6635 ft x 450 lbft 3 = 41734,2551 lb Maka W total = W total = W 1 + W 2 + W 3 + W 4 + W 5 W total = 1036,1980 + 25,8048 + 20867,1276 + 4366,7028 + 41734,2551 lb W total = 68030,0883 lb

g. Menentukan Tenaga Yang Diperlukan Untuk Memutar rotary Dryer

Hp = [ ] 100.000 Wt 0,33 Wt D 0,1925 W Do 4,75 N × + × × + × × × Dimana : N = putaran rotary dryer = 3,8828 rpm W = berat umpan = 4366,7028 lb D = diameter riding ring = 5 ft Wt = berat total = 68030,0883 lb Do = diameter luar shell = 6,5616 ft Universitas Sumatera Utara Maka : [ ] 100.000 0883 , 8030 6 0,33 0883 , 8030 6 ft 5 0,1925 7028 , 4366 ft 6,5616 4,75 3,8828 Hp × + × × + × × × = Hp = 8,6986 Hp ≈ 9 Hp

h. Menentukan Putaran pada Reducer

Putaran gear drive = 38,5076 rpm Dipilih motor dengan putaran = 200 rpm Untuk menghitung putaran reducer, digunakan persamaan : i = 3 1 2 1 N N N N = Dimana : i = perbandingan putaran N 1 = putaran motor N 2 = putaran reducer N 3 = putaran gear drive Sehingga : N 2 2 = N1 x N3 = 200 x 38,5076 = 7701,52 N 2 = 87,7583 rpm Maka : i = 7583 , 87 200 = 2,2789 rpm DIMENSI ALAT : f. Silinder Shell Jenis : silinder horisontal Diameter : 6,5616 ft Panjang : 34,8779 Tebal : 316 in Kecepatan putar : 3,8828 rpm Waktu tinggal : 0,5 jam Universitas Sumatera Utara Tenaga putar : 9 Hp Bahan konstruksi : High alloy steel SA-240 Grade O tipe 405 Jumlah : 1 buah

g. Corong Pemasukan Hopper

Bentuk : kerucut terpancung Diameter luar : 2 ft in Diameter dalam : 0,5 in Tinggi : 1,5026 ft Jumlah : 1 buah

h. Sudu – sudu Flight

Jenis : flight 90 o lip flight Jarak antar flight : 5,5833 ft Tinggi : 0,5648 ft Jumlah : 7 buah

i. Roda Gigi Gear

Jumlah gigi : 189 buah Diameter : 2,02 ft Kecepatan putar : 38,5076 rpm Bahan konstruksi : cast iron Safe strenght : 12060,3968 lb Pitch line velocity : 243,8429 ftmenit Daya motor : 90 Hp

j. Gigi Penggerak Pinion

Jumlah gigi : 38 buah Diameter : 24,2 in Bahan konstruksi : cast iron Safe strength : 10620,5396 lb Pitch line velocity : 243,8429 ftmenit Daya motor : 79 Hp Universitas Sumatera Utara

21. BELT CONVEYOR J-131

Fungsi : untuk mengangkut produk dari centrifuge ke rotary dryer Perhitungan : Kapasitas = 3961,4468 kgjam = 8733,4056 lbjam = 3,9614 tonjam Kapasitas belt yang ditetapkan = 14 tonjam Lebar = 3,3 ft Panjang = 32 ft Slope = 20 ° Menentukan power motor : HP = 990 Z x T Ws 03 , T L L F o ∆ + + + Brown, G.G, hal : 57 Dimana : F = faktor friksi = 0,05 untuk plan bearing L = panjang conveyor ft L o = 100 ft untuk plan bearing S = kecepatan bucket T = rate material tonjam ∆Z = kenaikan elevasi material = 6m = 20ft W = berat bagian yang bergerak = 1 lbin lebar = 39,6 lbin lebar Sehingga : HP = 990 20 14 6 , 39 100 03 , 14 100 32 05 , × + × × + + HP = 1,1682 HP Digunakan efisiensi motor = 80, maka : Power motor = 80 1,1682 = 1,4602 HP ≈ 2 HP Spesifikasi alat :  Nama : Belt Conveyor  Fungsi : Untuk mengangkut produk dari centrifuge ke Rotary Dryer  Type : Flat belt 20 ° idler  Bahan Konstruksi : reinforced rubber  Panjang L : 32 ft = 384 in  Lebar : 3,3 ft = 39,6 in Universitas Sumatera Utara  Kecepatan : 100 ftmenit  Power motor : 2 Hp  Jumlah : 1 buah

22. FILTER UDARA H-132

Fungsi : Menyaring debu yang terdapat dalam udara Tipe : dry filter Perhitungan : Udara kering yang dibutuhkan = 1007,0983 kgjam Suhu udara masuk = 30 °C ρ udara 30°C = 1,1676 kgm 3 = 0,07289 lbft 3 Geankoplis, App.3-3 Rate volume udara = udara dibutuhkan yang ing ker udara ρ = 3 kgm 1,1676 kgjam 1007,0983 = 862,9805 m 3 jam = 507,9072 ft 3 menit Berat debu dalam udara = 1 gr1000 ft 3 Perry’s edisi 6, Tabel 20-39 Berat debu dalam udara proses = menit ft 9072 , 507 ft 1000 gr 1 3 3 × = 0,5079 grainsmenit Dari Perry’s edisi 6 tabel 20 – 38, hal 20-43 didapat : Ukuran dry filter = 24 x 24 ft Kapasitas 1 filter = 5000 ft 3 menit, sehingga : N = menit ft 5000 menit ft 507,9072 3 3 = 0,1016 ≈ 1 buah Sehingga dibutuhkan 1 buah dry filter. Spesifikasi Peralatan :  Nama : Filter udara  Fungsi : Menyaring debu yang terdapat dalam udara  Type : Dry filter  Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-135 grade M  Kapasitas : 5000 ft 3 menit Universitas Sumatera Utara  Rate volume udara : 507,9072 ft 3 menit  Ukuran : 24 x 24 ft  Jumlah : 1 buah

23. BLOWER G-133

Fungsi : Menghembuskan udara menuju rotary dyer Tipe : Centrifugal blower Perhitungan : Rate udara = 1007,0983 kgjam = 2220,2489 lbjam = 37,0041 lbmenit Suhu udara masuk = 30 °C = 86°F ρ udara 30°C = 1,1676 kgm 3 = 0,07289 lbft 3 Geankoplis, App.3-3 Rate volumetrik udara = udara ρ dibutuhkan yang kering Udara = 3 lbft 0,07289 lbjam 2220,2489 = 30458,7721 ft 3 jam = 507,6462 ft 3 menit Menentukan daya blower : Hp = 33000 P P x Q x 144 2 1 − Perry,s edisi 6, hal 14-13 Dimana : Hp = daya blower yang dibangkitkan Hp Q = rate volumetric udara masuk ft 3 menit P 1 – P 2 = beda tekanan dalam blower = 0,5 – 10 lbin 2 Perry,s edisi 5, hal 6-20 Maka : Daya blower = 33000 lbin 0,5 x menit ft 507,6462 x 144 2 3 = 1,3291 Hp η motor = 85 Peter and Timmerhaus, hal 521 Daya motor = 85 , 1,3291 = 1,5637 Hp ≈ 2 Hp Spesifikasi Peralatan :  Nama : Blower Universitas Sumatera Utara  Fungsi : Menghembuskan udara menuju Rotary Dryer  Type : Centrifugal blower  Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-240 grade M Type 316  Power motor : 2 Hp  Jumlah : 1 buah

24. HEATER UDARA E-134

Fungsi : memanaskan udara sebelum masuk Rotary Dryer Type : Shell and Tube Faktor kekotoran Rd gabungan minimal = 0,003 Btujam.ºF ΔPmaks. aliran udara = 2 psi ΔPmaks. aliran steam = 2 psi  Neraca massa dan neraca panas Rate udara = 1007,0983 kgjam = 2220,2489 lbjam Rate steam = 46,7347 kgjam = 103,0314 lbjam Panas yang dibawa steam Q = 25139,3009 kkaljam = 99695,8316 Btujam  Menghitung Δt Δt 1 = 302ºF – 248ºF = 54ºF Δt 2 = 302ºF – 86ºF = 216ºF 2 1 2 1 LMTD Δt Δt ln Δt Δt Δt − = = 216 54 ln 216 54 − = 116,8583 °F Dari Kern, fig 18 hal 828 didapatkan : tipe HE = 1 : 2 ∆t = Ft x ∆t LMTD Untuk steam, Ft = 1, sehingga : ∆t = 1 x 116,8583 = 116,8583°F  Menghitung suhu kalorik T 1 = 150 o C = 302 o F T 2 = 150 o C = 302 o F t 1 = 30 o C = 86 o F t 2 = 120 o C = 248 o F Universitas Sumatera Utara Tc = ½ 302 + 302 °F = 302°F tc = ½ 248 + 86 °F = 167°F  Trial U D Range U D yang digunakan = 5 – 50 Btuj.ft 2 . °F Kern, tabel 8 hal 840 Trial Ud = 9 Btuj.ft 2 . °F A = LMTD D Δt x U Q = F 8583 , 116 x F btujft 9 Btujam 99695,8316 o o 2 = 94,7927 ft 2 Nt = l x a A = x16 1963 , 94,7927 = 30,1811 Dari Kern, tabel 9 hal 842 didapatkan Nt standart = 30 buah U D koreksi = trial U x standart Nt Nt D U D koreksi = 9 30 30,1811× = 9,0543 Btuj.ft 2 . °F U D koreksi memenuhi karena masih dalam range = 5-50 Btuj.ft 2 . °F Kesimpulan sementara perancangan : Type HE : 1 – 2 Bagian Shell Udara Bagian Tube Steam IDs = 8 in n’ = 1 de = 0,73 in B = 8 B = 15 – 1 IDs N+1 = n B 12 l × × = 1 8 12 16 × × = 24 do = ¾ in di = 0,62 in a’ = 0,3020 in 2 a’’ = 0,1963 ft 2 ft l = 16 ft n = 2 P T = 1 in C’ = P T – do = 1 - ¾ = 0,25 in Nt standar = 30 buah Susunan = segitiga BWG = 16 Universitas Sumatera Utara  Evaluasi perpindahan panas Bagian Shell udara Bagian Tube steam 1. a s = 144 x xP n c x B x IDS T = 144 x 1 x 1 0,25 8x x 8 = 0,1111 ft 2 2. Gs = as m = ft 0,1111 lbjam 2220,2489 2 = 19982,2402 lbjam.ft 2 NRe s = 42 , 2 x Gs x de µ = 2,42 x 0,025 19982,2402 0,7312 = 241108,0224 3. JH = 350 Kern, fig. 28 hal 838 4. ho = 0,14 W 13 μ μ k Cp. μ de k JH             μ = 0,022 Kern, fig 15, hal 823 Cp = 0,25 Kern, fig 3, hal 805 k = 0,0186 Btuj.ft 2 . °Fft Kern, hal 801 ho = 1 x 0,0186 0,022 0,25x 0,7312 0,0186 350 13             = 81,4794 Btuj.ft 2 . °F 1’. a t = 144 x n a x Nt = 144 x 2 0,3020 x 30 = 0,0315 ft 2 Gt = t a M = 0,0315 103,0314 = 3275,1702 lbj.ft 2 NRe t = 42 , 2 x Gt x di µ = 2,42 x 0,02 3275,1702 0,6212 = 41954,6591 2’. JH = - 3’. Untuk steam hio =1500 Btujam.ft 2 . °F Uc = ho hio ho x hio + Uc = 4794 , 81 1500 4794 , 81 1500 + x = 77,2815 Btuj.ft 2 . °F Rd = koreksi U x Uc koreksi U Uc D D − = 9,0543 x 77,2815 9,0543 77,2815 − = 0,0975 j.ft 2 . °FBtu Harga Rd Rd tetapan, maka memenuhi  Evaluasi Penurunan panas ∆P Universitas Sumatera Utara Bagian Shell udara Bagian tube steam 1. N Re s = 241108,0224 f = 0,00014 Kern, fig.26 hal 836 2. φs Sg de 10 5,22 1 n IDS Gs f ΔPs 10 2 × × × × + × × = = 1 98 , 12 73 , 10 22 , 5 3 8 6173 , 19581 00014 , 10 2 × × × × × × = 0,0033 2 psi memadai 1’. N Ret = 41954,6591 f = 0,00018 Kern, fig.26 hal 836 2’. φs Sg di 10 5,22 n I Gt f ΔP 10 2 2 1 1 × × × × × × × × = 1 1 12 62 , 10 22 , 5 2 16 5065 , 209 3 00018 , 10 2 2 1 × × × × × × × × = = 0,000011 3’. ∆Pn = 2 g . 2 v x Sg 4 = 0,001 x 1 4 x 4 = 0,016 psi ∆Pt = ∆Pn + ∆P1 = 0,000011 + 0,016 = 0,0160 psi 2 psi memenuhi Spesifikasi alat :  Nama : Heater  Fungsi : Memanaskan udara sebelum masuk Rotary Dryer  Type : Shell and tube 1-2  Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-240 grade M Type 316  Jumlah : 1 buah  Kapasitas : 2220,2489 lbjam  Steam yang digunakan : 103,0314 lbjam  Bagian Shell : IDS = 8 n ’ = 1 B = 8 de = 0,73 in  Bagian tube : do = ¾ in di = 0,62 in a’ = 0,3020 in 2 Universitas Sumatera Utara a’’ = 0,1963 ft 2 ft l = 16 ft n = 2 P T = 1 in C’ = 0,25 in Nt standar = 30 buah Susunan = segitiga BWG = 16  Jumlah : 1 buah

25. CYCLONE H-136

Fungsi : Untuk memisahkan debu atau partikel CuSO 4 .5H 2 O yang terikut udara dari Rotary Dryer Tipe : Duclone collector Perhitungan : Rate udara = 1007,0983 kgjam = 2220,2489 lbjam ρ udaragas = 0,049 lbft 3 Kecepatan udara cyclone = 50 ftdetik Perry’s edisi 6 hal 20-28 Menghitung dimensi cyclone : Kecepatan volumetrik udara = udara ρ udara Rate = 3 lbft 0,049 lbjam 2220,2489 = 45311,2023 ft 3 jam = 12,5864 ft 3 detik Luas aliran Ac = cyclone udara kecepatan udara volumetrik Rate = ftdetik 50 ft3detik 12,5864 = 0,2517 ft 2 Dari Perry edisi 6 fig 20-106 hal 20-84 diketahui : − Ac = Bc x Hc Universitas Sumatera Utara − Bc = Jc = ¼ Dc − Hc = Dc2 − Zc = Lc = 2 Dc − De = Dc2 − Sc = Dc8 Maka : Ac = Bc x Hc = Bc x Dc2 = Bc x 4 Bc2 = 2 Bc 2 0,2517 = 2 Bc 2 Bc = 0,3548 ft Dc = 4 Bc = 4 x 0,3548 = 1,4191 ft Jc = Bc = 0,3548 ft Hc = Dc2 = 1,41912 = 0,7095 ft Zc = 2 Dc = 2 x 1,4191 = 2,8382 ft Lc = Zc = 2,8382 ft De = Dc2 = 1,41912 = 0,7095 ft Sc = Dc8 = 1,41918 = 0,1774 ft Diameter partikel minimum pada cyclone : Dp min = ρ ρs Vc Ne π 2 Bc μ 9 − × × × × × × Perry’s edisi 6 hal 20-28 Dimana : Dp min = ukuran partikel minimum yang bisa lolos dari saringan Dp = ukuran partikel yang diijinkan lolos dari saringan Bc = lebar inlet dust ft Vc = kecepatan gas masuk cyclone µ = viscositas gas lbft.det ρ = densitas gas lbft 3 ρs = densitas material lbft 3 Dc = diameter cyclone ft Dari perry’s edisi 7 hal 17-30 : Universitas Sumatera Utara Ne = 3,5 Vc = 50 ftdetik Dp = 0,0003 ft η = 98 Dp min = ρ ρs Vc Ne π 2 Bc μ 9 − × × × × × × = 049 , 7208 , 98 50 5 , 3 14 , 3 2 3548 , 036 , 9 − × × × × × × = 0,0000341 ft Karena Dp min Dp partikel = memenuhi Spesifikasi alat :  Nama : Cyclone  Fungsi : Untuk memisahkan debu atau partikel CuSO 4 .5H 2 O yang terikut udara dari Rotary Dryer  Type : Duclone collector  Bahan Konstruksi : Carbon Steel 240 grade M type 316  Jumlah : 1 buah  Dimensi : Dc = 1,4191 ft De = 0,7095 ft Hc = 0,7095 ft Lc = 2,8382 ft Sc = 0,1774 ft Zc = 2,8382 ft Jc = 0,3548 ft Bc = 0,3548 ft

26. MESIN PENGEMAS J-138

Fungsi : Untuk mengemas produk CuSO 4 .5H 2 O dari bin produk kedalam plastic bag Kapasitas bahan masuk = 3787,8788 kgjam = 8350,7576 lbjam Kapasitas mesin = 8350,7576 lbjam x 2 jam = 16701,5152 lb Densitas bahan = 98,7208 lbft 3 Universitas Sumatera Utara Volume mesin = 3 lbft 7208 , 8 9 lb 16701,5152 = 169,1793 ft 3 Spesifikasi Peralatan :  Nama : Mesin pengemas  Fungsi : Untuk mengemas produk CuSO 4 .5H 2 O dari bin produk kedalam plastik bag  Bahan konstruksi : Carbon steel  Kapasitas bahan masuk : 8350,7576 lbjam  Kapasitas mesin : 16701,5152 lb  Jumlah : 1 buah

27. GUDANG F-139

Fungsi : untuk menyimpan produk CuSO 4 .5H 2 O Dasar perancangan : Suhu gudang : 30 °C Tekanan : 1 atm Waktu tinggal : 30 hari Massa produk : 3787,8788 kgjam = 8350,7576 lbjam = 200418,1818 lbhari Densitas produk : 98,7208 lbft 3 Volume produk mengisi gudang diasumsikan : 80 dari volume gudang Perhitungan : Volume produk = produk tinggal waktu x produk massa ρ = 3 lbft 98,7208 har 30 x lbhari 18 200418,18 i = 60904,5455 ft 3 = 1724,6340 m 3 Produk mengisi 40 volume gudang 0,4 x Volume gedung =1724,6340 m 3 Volume gudang = 4311,5851 m 3 Ditetapkan : Panjang = 2 x lebar gudang Tinggi = 7 m Maka : 4311,5851 = p x l x t Universitas Sumatera Utara 4311,5851 = 2l x l x 7 l 2 = 307,9704 l = 17,5491 m p = 17,5491 m x 2 = 35,0982 m Spesifikasi alat :  Fungsi : Untuk menyimpan produk CuSO 4 .5H 2 O  Bahan : Beton  Ukuran : Panjang = 35,0982 m Lebar = 17,5491 m Tinggi = 7 m  Jumlah : 1 buah Universitas Sumatera Utara LAMPIRAN D PERHITUNGAN UTILITAS Unit utilitas pada suatu pabrik adalah salah satu bagian yang sangat penting untuk menunjang jalannya proses produksi dalam suatu industri kimia, sehingga kapasitas produksi semaksimal mungkin dapat dicapai. Unit utilitas yang diperlukan pada Pra Rencana Pabrik Kuprisulfatpentahidrat ini yaitu :  Air yang berfungsi sebagai air proses, air pendingin, air umpan boiler, air sanitasi dan air untuk pemadam kebakaran.  Steam sebagai media pemanas dalam proses produksi.  Listrik yang berfungsi untuk menjalankan alat-alat produksi, utilitas dan untuk penerangan.  Bahan bakar untuk mengoperasikan boiler.  Refrigerant digunakan untuk menjaga suhu dan mendinginkan suhu dalam proses produksi. Dari kebutuhan unit utilitas yang diperlukan, maka utilitas tersebut dibagi menjadi 5 unit, yaitu : 6. Unit penyediaan steam 7. Unit penyediaan air 8. Unit penyediaan tenaga listrik 9. Unit penyediaan bahan bakar 10. Unit Penyediaan Refrigerant LD.1. Unit Penyediaan Steam Pada Pra Rencana Pabrik Kuprisulfatpentahidrat ini, kebutuhan air pengisi boiler atau air umpan boiler berdasarkan pada kebutuhan steam. Adapun kebutuhan steam tersebut digunakan sebagai media pada peralatan sebagai berikut: Universitas Sumatera Utara Tabel LD.1. Total Kebutuhan Steam Nama Alat Kebutuhan kgjam Heater E-118 Heater E-122 Evaporator V-120 Jet Ejector G-124 Heater Udara E-134 1113,8276 786,2857 4638,5713 2,9012 46,7347 Total 6588,3205 Direncanakan banyaknya steam yang disupply adalah 20 excess. Kebutuhan steam = 1,2 x 6588,3205 kgjam = 7905,985 kgjam Massa steam m s dalam boiler = 7905,985 kgjam = 17429,4193 lbjam Direncanakan steam yang digunakan adalah saturated steam dengan kondisi : - Suhu T = 150 °C = 302 o F - TekananP = 1 atm = 14,7 Psia = 101,325 kPa - Air umpan boiler masuk pada suhu 30 ˚C = 86 o F Dasar Perhitungan : Hp = 5 , 34 H H H m fg f g s × − × Savern, pers. 172, hal 140 Dimana : m s = massa steam yang dihasilkan H g = enthalpi steam pada 302 o F H f = enthalpi air masuk pada 86 o F H fg = enthalpi uap air pada 86 o F 34,5 = angka penyesuaian pada penguapan 34,5 Hp lb air jam pada 86 o F menjadi uap kering. Dari Kern, tabel 7 hal 816 didapatkan : H g pada 302 o F , 69,07 psia = 1180,26 Btu lb H f pada 86 o F , 14,7 psia = 180,07 Btu lb H fg pada 86 o F , 14,7 psia = 970,3 Btu lb Sehingga : Universitas Sumatera Utara Hp = 34,5 Btulb 970,3 Btulb 180,07 1180,26 lbjam 4193 , 17429 × − × = 520,7632 Btu jam = 8,6793Btu menit = 2,0483 Hp Untuk kapasitas boiler Q : Q = 1000 H H m f g s − × Savern, pers 171, hal 140 Q = 1000 Btulb 180,07 1180,26 lbjam 4193 , 17429 − × = 17432,7309 kbtu jam = 17432730,9 Btu jam Panas yang dipindahkan oleh permukaan air = 6.10 5 W m 2 = 190198,44 Btu j.ft 2 Perry’s, edisi 6, tabel6.49 Luas permukaan panas A = 2 j.ft Btu 190198,44 jam Btu 9 , 17432730 = 91,6554 ft 2 Faktor evaporasi = 970,3 H H f g − Savern, pers. 173 hal. 140 = Btujam 970,3 Btujam 180,07 1180,26 − Faktor evaporasi = 1,0308 Jumlah air yang dibutuhkan = faktor evaporasi x rate steam = 1,0308 x 17432730,9 Btu jam = 17969745 Btu jam Bahan bakar yang digunakan fuel oil 33 °API dengan Heating Value = 132000 Btulb = 8583,2358 kkalkg Perry’s ed. 7 fig. 27-3, hal 27-10 Diperkirakan efisiensi boiler 85, maka kebutuhan bahan bakar boiler : Kebutuhan bahan bakar = v f g s H effisiensi H H m × − × = Btulb 132000 0,85 Btulb 180,07 1180,26 lbjam 17429,4193 × − × = 155,3719 lbjam = 70,4767 kgjam Jumlah perpindahan panas boiler dan jumlah tube dapat dihitung sebagai berikut : Universitas Sumatera Utara Heating value surface = 10 ft 2 Hp boiler Direncanakan panjang pipa = 10 ft Ukuran pipa yang digunakan = 2 in Luas permukaan linear feed = 0,622 ft 2 ft Kern, tabel 10 hal. 844 Heating surface boiler = HV surface x Hp boiler = 10 ft 2 Hp x 2,0483 Hp = 20,4833 ft 2 Jumlah tube yang dibutuhkan : N t = L at A × = ft 10 ft ft 0,622 ft 91,6554 2 2 × = 14,7356 tube ≈ 15 tube Spesifikasi boiler :  Type : Fire tube boiler  Kapasitas boiler : 17432,7309 kBtujam  Rate steam : 17429,4193 lbjam pada P=1atm=14,7 Psia  Bahan bakar : fuel oil 33 °API  Efisiensi : 85  Heating surface : 20,4833 ft 2  Jumlah tube N t : 15 buah  Ukuran tube : 2 in  Panjang tube L : 10 ft  Jumlah boiler : 1 buah LD.2. Unit Penyediaan Air Untuk memenuhi kebutuhan air pada pabrik, maka direncanakan diambil dari air sungai. Pengambilan air sungai ditampung dalam bak penampung air sungai untuk mengalami pengolahan selanjutnya yang dipergunakan sebagai air sanitasi. Sedangkan untuk air proses, air pendingin dan air umpan boiler akan diolah lebih lanjut sesuai dengan kebutuhan masing-masing. LD.2.1. Air Sanitasi Air sanitasi digunakan untuk memenuhi kebutuhan karyawan, laboratorium, perkantoran, taman dan kebutuhan yang lain. Air sanitasi yang dipergunakan harus memenuhi syarat kualitas air sebagai berikut : a. Syarat fisik Universitas Sumatera Utara - Suhu : berada di bawah suhu kamar - Warna : tidak berwarna jernih - Rasa : tidak berasa - Bau : tidak berbau - Kekeruhan : 1 mg SiO 2 liter - pH : netral b. Syarat kimia - Tidak mengandung logam berat seperti Pb, As, Cr, Cd, Hg - Tidak mengandung zat-zat kimia beracun c. Syarat mikrobiologis - Tidak mengandung kuman maupun bakteri, terutama bakteri patogen yang dapat merubah sifat-sifat fisik air. Kebutuhan air sanitasi pada Pra Rencana Pabrik Kuprisulfatpentahidrat ini adalah: 1. Untuk kebutuhan karyawan Menurut standar WHO kebutuhan air untuk tiap orang = 120 kghari. Jumlah karyawan pada pabrik = 187 orang Jam kerja untuk tiap karyawan = 8 jam hari Pemakaian air sanitasi untuk 187 karyawan adalah : = 120 kg 3 187 × = 7480 kg hari = 311,7 kg jam 2. Untuk laboratorium, taman dan keperluan lain Direncanakan kebutuhan air untuk laboratorium, taman dan pemadam kebakaran adalah sebesar 50 dari kebutuhan karyawan. Sehingga kebutuhan air untuk laboratorium dan taman : = 50 x 7480 kg hari = 3740 kg hari = 155,8 kg jam Jadi kebutuhan air untuk karyawan , laboratorium, taman adalah: = 7480 + 3740 kg hari = 11200 kg hari = 467.5 kg jam Untuk pemadam kebakaran dan cadangan air diperkirakan 40 excess, sehingga total kebutuhan air sanitasi : = 1,4 x 467,5 kg jam Universitas Sumatera Utara = 654,5 kg jam LD.2.2. Air Umpan Boiler Air umpan boiler adalah air yang dibutuhkan untuk bahan baku steam yang berfungsi sebagai pemanas. Air umpan boiler disediakan 20 dari kebutuhan steam : Kebutuhan steam = 1,2 x 6588,3205 kgjam = 7905,985 kgjam Make up kebutuhan air umpan boiler 20 dari kebutuhan : = 0,2 x 7905,985 = 1581,197 kgjam Sehingga air untuk kebutuhan steam = 7905,985 + 1581,197 = 9487,182 kgjam LD.2.3. Air Pendingin Air berfungsi sebagai media pendingin pada alat perpindahan panas. Hal ini disebabkan karena : - Air merupakan materi yang banyak didapat - Mudah dikendalikan dan dikerjakan - Dapat menyerap panas - Tidak mudah menyusut karena pendinginan - Tidak mudah terkondensasi Air pendingin yang dibutuhkan digunakan pada alat-alat sebagai berikut : Tabel LD.2. Total Kebutuhan Air Pendingin Nama Alat Kebutuhan kgjam Kondensor Barometrik E-123 8069,5933 Total 8069,5993 Direncanakan banyaknya air pendingin yang disupply dengan excess 20. Kebutuhan air pendingin = 1,2 x 8069,5993 kgjam = 9683,512 kgjam Make up kebutuhan air pendingin 20 = 0,2 x 9683,512 = 1936,702 kgjam Sehingga kebutuhan air pendingin = 9683,512 + 1936,702 = 11620,214 kgjam LD.2.4. Air Proses Air proses yang dibutuhkan digunakan pada alat-alat sebagai berikut : Tabel LD.3.Total Kebutuhan Air Proses Universitas Sumatera Utara Nama Alat Kebutuhan kgjam Tangki Pengencer H 2 SO 4 M-116 Rotary Vacuum Filter H-121 Centrifuge H-126 9388,178 25,3197 159,9123 Total 9573,41 Total Kebutuhan air yang perlu disupply pada Pra Rencana Pabrik Kuprisulfatpentahidrat ini adalah : Tabel LD.4. Total kebutuhan air yang perlu disupply Keterangan Kebutuhan kgjam Air sanitasi Steam Air pendingin Air Proses 654,5 9487,182 11620,21 9573,41 Total 31335,31 Untuk memenuhi kebutuhan air, maka pada Pra Rencana Pabrik Kuprisulfatpentahidrat ini menggunakan air sungai. Sebelum digunakan, air sungai tersebut masih perlu diproses water treatment untuk memenuhi air sanitasi, air pemanas, air pendingin dan juga air proses. Peralatan yang digunakan dalam pengolahan air sebagai berikut : 1. Pompa Air Sungai P-211 Fungsi : Untuk memompa air sungai ke bak sedimentasi Type : Centrifugal pump Bahan : Cast iron Dasar perhitungan : Rate aliran = 31335,31 kgjam = 69081,36lbjam = 19,1892 lbdetik Densitas air = 1 gcm 3 = 62,428 lbft 3 Viskositas μ air = 0,8007 cp = 0,8007 x 10 -3 kgm.s = 0,00054 lbft.dt Universitas Sumatera Utara Rate volumetrik Q f = 3 lbft 62,428 lbdt 19,1892 = 0,30738 ft 3 dt Diasumsikan aliran fluida turbulen, maka diperoleh : ID opt = 3,9 Q f 0,45 x ρ 0,13 Peter Timmerhaus, pers. 15, hlm 892 ID opt = 3,9 0,30738 0,45 x 62,428 0,13 = 3,9257 in = 0,3271 ft Standarisasi ID = 4 in Sch. 40 Geankoplis, App.A-5 hal. 892 Diperoleh : - OD = 4,5 in - ID = 4,026 in - A = 0,0884 ft 2 Laju aliran fluida V A area luas Q volumetrik rate V f = = 2 3 ft 0,0884 dt ft 0,30738 = 3,4771 ftdt Cek jenis aliran fluida dt lbft 0,000538 lbft 62,428 ftdt 3,4771 ft 12 4,026 μ ρ V D N 3 Re ⋅ × × = ⋅ ⋅ = = Re N 134866,8 2100 Karena N Re 2100, maka jenis aliran fluida adalah turbulen. Mc. Cabe jilid II, hal. 47 Ditentukan bahan pipa cast iron ε = 2,6 x 10 -4 m Geankoplis 6 th , hal 88 Sehinggga : 002542 , ft 4,02612 ftm 3,2808 x m 10 2,6 D ε 4 = ⋅ = − Dari Geankoplis 6 th , gb. 2.10.3 hlm 88 , didapat f Fanning friction factor f = 0,007 Menentukan panjang pipa : - Pipa lurus = 150 ft - Elbow, 90 o = 2 buah K f = 2 x 0,75 = 1,5Geankoplis 6 th tabel 2.10.1,hal 93 - Gate valve = 1 buah half open K f = 1 x 4,5 = 4,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Globe valve = 1 buah wide open Universitas Sumatera Utara K f = 1 x 6 = 6 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93       − = 1 2 c A A 1 55 , K Geankoplis 6 th pers. 2.10.16 hal 93 = 55 , 3474 , 1 55 , =       − 2 2 1 ex A A 1 K       − = Geankoplis 6 th pers. 2.10.15 hal 93 = 1 3474 , 1 2 =       − ∑     + + + ∆ = 2 v K K K D L f 4 F 2 f c x Geankoplis 6 th pers. 2.10.18 hal 94 ∑       + + + + + = 2 3,4771 6 4,5 1,5 0,55 1 4,02612 150 0,007 4 F 2 = ∑ F 157,59 lb f ftlb m Menentukan tenaga penggerak pompa. Berdasarkan pers. Bernoulli pers. 2.7.28, Geankoplis 6 th hlm 64 : W F P P z z g v v 2 1 S 1 2 1 2 2 av 1 2 av 2 = + ∑ + ρ − + − + − α W F P g g z g 2 v S c c 2 = + ∑ + ρ ∆ + ⋅ ∆ + ⋅ α ⋅ ∆ Direncanakan : - ∆z = 20 ft - ∆P = - ∆v = 3,4771 ftdt - α = 1 Maka : -W S = [ ] 157,5947 428 , 62 2 , 32 8 , 9 20 2 , 32 1 2 4771 , 3 2 +       +       × +       × × W S = 163,86 Tenaga penggerak Universitas Sumatera Utara WHP = 550 Q W f S ρ ⋅ ⋅ = 550 428 , 62 0,30738 163,86 × × = 5,7173 Hp Kapasitas = 137,9802 gallonmenit η effisiensi pompa = 45 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 η = WHP BHP 0,45 Hp 5,7173 BHP = = 12,7051 Hp η effisiensi motor = 82 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 Daya motor = η BHP = 82 , 12,7051 = 14,9472 Hp ≈ 15 Hp Spesifikasi pompa :  Type : Centrifugal pump  Daya pompa : 15 Hp  Bahan konstruksi : Cast iron  Jumlah : 1 buah

2. Bak Sedimentasi F-212

Fungsi : Untuk mengendapkan lumpur yang terikut Bahan konstruksi : Beton bertulang Dasar perhitungan : Rate aliran = 31335,31 kgjam = 69081,36 lbjam = 19,1892 lbdetik ρ air pada 30 o C = 995,68 kg m 3 Rate volumetrik = 3 kgm 995,68 kgjam 31335,31 = 31,4712 m 3 jam Waktu pengendapan = 12 jam Volume air = Rate volumetrik x waktu pengendapan = 31,4712 m 3 jam x 12 jam = 377,6551 m 3 Direncanakan volume liquid = 80 volume bak, sehingga : Universitas Sumatera Utara Volume bak = 0,8 m 6551 , 377 3 = 472,0689 m 3 Bak berbentuk empat persegi panjang dengan ratio : Panjang : lebar : tinggi = 5 : 3 : 2 Volume bak = 5 x x 3 x x 2 x = 30 x 3 Sehingga : Volume bak = 30 x 3 472,0689 m 3 = 30 x 3 x = 2,5058 m Jadi ukuran bak sedimentasi : Panjang = 5 x 2,5058 m = 12,5294 m Lebar = 3 x 2,5058 m = 7,5176 m Tinggi = 2 x 2,5058 m = 5,0117 m Spesifikasi bak sedimentasi :  Bentuk : persegi panjang  Panjang P : 12,5294 m  Lebar L : 7,5176 m  Tinggi T : 5,0117 m  Bahan : Beton Bertulang  Jumlah : 1 buah

3. Pompa Bak Sedimentasi P-213

Fungsi : Untuk memompa air dari bak sedimentasi ke skimmer Type : Centrifugal pump Bahan : Cast iron Dasar perhitungan : Rate aliran = 31335,31 kgjam = 69081,36 lbjam = 19,1892 lbdetik Densitas air = 1 gcm 3 = 62,428 lbft 3 Viskositas μ air = 0,8007 cp = 0,8007 x 10 -3 kgm.s = 0,00054 lbft.dt Universitas Sumatera Utara Rate volumetrik Q f = 3 lbft 62,428 lbdt 19,1892 = 0,30738 ft 3 dt Diasumsikan aliran fluida turbulen, maka diperoleh : ID opt = 3,9 Q f 0,45 x ρ 0,13 Peter Timmerhaus, pers. 15, hlm 892 ID opt = 3,9 0,30738 0,45 x 62,428 0,13 = 3,9257 in = 0,37214 ft Standarisasi ID = 4 in Sch. 40 Geankoplis, App.A-5 hal. 892 Diperoleh : - OD = 4,5 in - ID = 4,026 in - A = 0,0884 ft 2 Laju aliran fluida V A area luas Q volumetrik rate V f = = 2 3 ft 0,0884 dt ft 0,30378 = 3,4771 ftdt Cek jenis aliran fluida dt lbft 0,000538 lbft 62,428 ftdt 3,4771 ft 12 4,026 μ ρ V D N 3 Re ⋅ × × = ⋅ ⋅ = = Re N 134866,8 2100 Karena N Re 2100, maka jenis aliran fluida adalah turbulen. Mc. Cabe jilid II, hal. 47 Ditentukan bahan pipa cast iron ε = 2,6 x 10 -4 m Geankoplis 6 th , hal 88 Sehinggga : 00254 , ft 4,02612 ftm 3,2808 x m 10 2,6 D ε 4 = ⋅ = − Dari Geankoplis 6 th , gb. 2.10.3 hlm 88 , didapat f Fanning friction factor f = 0,007 Menentukan panjang pipa : - Pipa lurus = 20 ft - Elbow, 90 o = 3 buah K f = 3 x 0,75 = 2,25 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1hal 93 - Gate valve = 1 buah half open K f = 1 x 4,5 = 4,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Globe valve = 1 buah wide open Universitas Sumatera Utara K f = 1 x 6 = 6 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93       − = 1 2 c A A 1 0,55 K Geankoplis 6 th pers. 2.10.16 hal 93 = 55 , 3474 , 1 55 , =       − 2 2 1 ex A A 1 K       − = Geankoplis 6 th pers. 2.10.15 hal 93 = 1 3474 , 1 2 =       − ∑     + + + ∆ = 2 v K K K D L f 4 F 2 f c x Geankoplis 6 th pers. 2.10.18 hal 94 ∑       + + + + + = 2 3,4771 6 4,5 2,25 0,55 1 4,02612 20 0,007 4 F 2 = ∑ F 96,5396 lb f ftlb m Menentukan tenaga penggerak pompa. Berdasarkan pers. Bernoulli pers. 2.7.28, Geankoplis 6 th hlm 64 : W F P P z z g v v 2 1 S 1 2 1 2 2 av 1 2 av 2 = + ∑ + ρ − + − + − α W F P g g z g 2 v S c c 2 = + ∑ + ρ ∆ + ⋅ ∆ + ⋅ α ⋅ ∆ Direncanakan : - ∆z = 15 ft - ∆P = - ∆v = 3,4771 ftdt - α = 1 Maka : -W S = [ ] 96,5394 428 , 62 2 , 32 8 , 9 15 2 , 32 1 2 4771 , 3 2 +       +       × +       × × -W S = 101,2925 Tenaga penggerak Universitas Sumatera Utara WHP = 550 Q W f S ρ ⋅ ⋅ = 550 428 , 62 0,30738 101,2925 × × = 3,53405 Hp Kapasitas = 137,9802 gallonmenit η effisiensi pompa = 45 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 η = WHP BHP 0,45 Hp 3,53405 BHP = = 7,85345 Hp η effisiensi motor = 80 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 Daya motor = η BHP = 8 , 7,85345 = 9,2393 Hp ≈ 10 Hp Spesifikasi pompa :  Type : Centrifugal pump  Daya pompa : 10 Hp  Bahan konstruksi : Cast iron  Jumlah : 1 buah

4. Bak Skimmer F-214

Fungsi : Untuk memisahkan kotoran yang mengapung Bahan konstruksi : Beton bertulang Dasar perhitungan : Rate aliran = 31335,31 kgjam = 69081,36 lbjam = 19,1892 lbdetik ρ air pada 30 o C = 995,68 kg m 3 Rate volumetrik = 3 kgm 995,68 kgjam 31335,31 = 31,4712 m 3 jam Waktu pengendapan = 30 menit = 0,5 jam Volume air = Rate volumetrik x waktu pengendapan = 31,4712 m 3 jam x 0,5 jam = 15,7356 m 3 Direncanakan volume liquid = 80 volume bak, sehingga : Universitas Sumatera Utara Volume bak = 0,8 m 7356 , 15 3 = 19,6695 m 3 Bak berbentuk empat persegi panjang dengan ratio : Panjang : lebar : tinggi = 5 : 3 : 2 Volume bak = 5 x x 3 x x 2 x = 30 x 3 Sehingga : Volume bak = 30 x 3 19,66995 m 3 = 30 x 3 x = 0,8687 m Jadi ukuran bak skimer : Panjang = 5 x 0,8687 m = 4,3437 m Lebar = 3 x 0,8687 m = 2,6062 m Tinggi = 2 x 0,8687 m = 1,7374 m Spesifikasi bak skimmer :  Bentuk : Persegi panjang  Panjang P : 4,3437 m  Lebar L : 2,6062 m  Tinggi T : 1,7374 m  Bahan : Beton Bertulang  Jumlah : 1 buah

5. Pompa Skimmer P-215

Fungsi : Untuk memompa air dari bak skimer ke tangki clarifier Type : Centrifugal pump Bahan : Cast iron Dasar perhitungan : Rate aliran = 31335,31 kgjam = 69081,36 lbjam = 19,18927 lbdetik Densitas air = 1 gcm 3 = 62,428 lbft 3 Viskositas μ air = 0,8007 cp = 0,8007 x 10 -3 kgm.s = 0,00054 lbft.dt Universitas Sumatera Utara Rate volumetrik Q f = 3 lbft 62,428 lbdt 19,1892 = 0,30738 ft 3 dt Diasumsikan aliran fluida turbulen, maka diperoleh : ID opt = 3,9 Q f 0,45 x ρ 0,13 Peter Timmerhaus, pers. 15, hlm 892 ID opt = 3,9 0,30738 0,45 x 62,428 0,13 = 3,9257 in = 0,3271 ft Standarisasi ID = 4 in Sch. 40 Geankoplis, App.A-5 hal. 892 Diperoleh : - OD = 4,5 in - ID = 4,026 in - A = 0,0884 ft 2 Laju aliran fluida V A area luas Q volumetrik rate V f = = 2 3 ft 0,0884 dt ft 0,30738 = 3,4771 ftdt Cek jenis aliran fluida dt lbft 0,000538 lbft 62,428 ftdt 3,4771 ft 12 4,026 μ ρ V D N 3 Re ⋅ × × = ⋅ ⋅ = = Re N 134866,8 2100 Karena N Re 2100, maka jenis aliran fluida adalah turbulen. Mc. Cabe jilid II, hal. 47 Ditentukan bahan pipa cast iron ε = 2,6 x 10 -4 m Geankoplis 6 th , hal 88 Sehinggga : 00254 , ft 4,02612 ftm 3,2808 x m 10 2,6 D ε 4 = ⋅ = − Dari Geankoplis 6 th , gb. 2.10.3 hlm 88 , didapat f Fanning friction factor f = 0,007 Menentukan panjang pipa : - Pipa lurus = 35 ft - Elbow, 90 o = 3 buah K f = 3 x 0,75 = 2,25Geankoplis 6 th tabel 2.10.1 hal 93 - Gate valve = 1 buah half open K f = 1 x 4,5 = 4,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Globe valve = 1 buah wide open Universitas Sumatera Utara K f = 1 x 6 = 6 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93       − = 1 2 c A A 1 0,55 K Geankoplis 6 th pers. 2.10.16 hal 93 = 55 , 3474 , 1 55 , =       − 2 2 1 ex A A 1 K       − = Geankoplis 6 th pers. 2.10.15 hal 93 = 1 3474 , 1 2 =       − ∑     + + + ∆ = 2 v K K K D L f 4 F 2 f c x Geankoplis 6 th pers. 2.10.18 hal 94 ∑       + + + + + = 2 3,4771 6 4,5 2,25 0,55 1 4,02612 35 0,007 4 F 2 = ∑ F 100,7826 lb f ftlb m Menentukan tenaga penggerak pompa. Berdasarkan pers. Bernoulli pers. 2.7.28, Geankoplis 6 th hlm 64 : W F P P z z g v v 2 1 S 1 2 1 2 2 av 1 2 av 2 = + ∑ + ρ − + − + − α W F P g g z g 2 v S c c 2 = + ∑ + ρ ∆ + ⋅ ∆ + ⋅ α ⋅ ∆ Direncanakan : - ∆z = 30 ft - ∆P = - ∆v = 3,4771 ftdt - α = 1 Maka : -W S = [ ] 100,7826 428 , 62 2 , 32 8 , 9 30 2 , 32 1 2 4771 , 3 2 +       +       × +       × × W S = 110,1007 Tenaga penggerak Universitas Sumatera Utara WHP = 550 Q W f S ρ ⋅ ⋅ = 550 428 , 62 ,30738 110,1007 × × = 3,4813 Hp Kapasitas = 137,9802 gallonmenit η effisiensi pompa = 45 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 η = WHP BHP 0,45 Hp 3,4813 BHP = = 8,5363Hp η effisiensi motor = 85 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 Daya motor = η BHP = 85 , 8,5363 = 10,0427Hp ≈ 10 Hp Spesifikasi pompa :  Type : Centrifugal pump  Daya pompa : 10 Hp  Bahan konstruksi : Cast iron  Jumlah : 1 buah

6. Tangki Clarifier P-216

Fungsi : Untuk tempat terjadinya koagulasi dan flokulasi dengan penambahan koagulan alum Al 2 SO 4 3 . 18 H 2 O Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-240 Grade M type 316 Dasar perhitungan : Rate aliran = 31335,31 kgjam = 69081,36 lbjam = 19,1892 lbdetik ρ air pada 30 o C = 995,68 kg m 3 Rate volumetrik = 3 kgm 995,68 kgjam 31335,31 = 31,4712 m 3 jam Waktu tinggal = 2 jam Volume air = Rate volumetrik x waktu pengendapan = 31,4712 m 3 jam x 2 jam = 62,9425 m 3 Direncanakan volume liquid = 80 volume tangki, sehingga : Universitas Sumatera Utara Volume tangki = 0,8 m 62,9425 3 = 78,6781 m 3 Kebutuhan alum = 30 dari volume air total dengan konsentrasi 80 ppm atau 80 mg tiap 1 L air 0,08 kg m 3 . Jadi kebutuhan alum = 30 x 62,9425 m 3 x 0,08 kg m 3 = 1,5106 kgjam Kebutuhan alum tiap hari = hari 1 jam 24 x 1,5106 kgjam = 36,2548 kg hari Tangki berbentuk silinder dengan tutup bawah berbentuk conical : Volume tangki = Ls D 4 2 1 tan 24 D 2 3 × π + α × × π diasumsikan L =1,5 D Tutup membentuk sudut α = 60° Direncanakan tangki clarifier berjumlah 1 buah, sehingga : 78,6781 m 3 = D 5 , 1 D 4 2 1 tan 24 D 2 3 × π + α × × π 78,6781 m 3 = 0,2267 D 3 + 1,1775 D 3 D = 3,8265 m Menentukan tinggi clarifier : Tinggi shell = Ls = 1,5 x D = 1,5 x 3,8265 m = 5,7397 m Tinggi tutup bawah berbentuk conis : tg 12 α = h Di . 2 1 h = α 12 tg D . 2 1 = o 30 tg 123,8265 = 5,9781 m Tinggi tangki = tinggi shell + tinggi tutup bawah = 5,7397 m + 5,9781 m = 4,5521 m Perencanaan pengaduk : Digunakan pengaduk jenis turbine with 6 blades at 45 ° angle G.G. Brown, hal 507 Universitas Sumatera Utara Data – data jenis pengaduk : DtDi = 3,0 ZiDi = 0,75 – 1,3 ZlDi = 2,7 – 3,9 WDi = 0,17 G.G. Brown, hal 507 Dimana : Dt = diameter dalam tangki Di = diameter impeller Zi = tinggi impeller dari dasar tangki Zl = tinggi zat cair dalam silinder W = lebar baffle impeller Menentukan diameter impeller DtDi = 3 Di = 3 m 3,8265 3 Dt = = 1,2755 m = 4,1849 ft Menentukan tinggi impeller dari dasar tangki ZiDi = 0,75 – 1,3 diambil 0,9 Zi = 0,9 Di = 0,9 x 1,2755 m = 1,1479 m Menentukan panjang impeller 3 1 Di L = L = 13 Di = 13 x 1,2755 m = 1,3949 ft Menentukan lebar impeller 17 , Di W = W = 0,17 x 1,2755 m = 0,2168 m Menentukan daya pengaduk Motor pengerak = 200 – 250 diambil V = 220 V = π x Di x n G.G. Brown, hal 507 N Re = µ ρ x Di x n 2 P = gc Di x n x x 5 3 ρ Φ Universitas Sumatera Utara Dimana : n = putaran pengaduk rpm Di = diameter impeller ft P = daya motor Hp V = motor penggerak ρ = 1 g cm 3 = 62,43 lb ft 3 µ = viscositas 0,03228 lb ft.menit gc = 32,2 lb.ft det 2 .lbf = 115920 lb.ft menit 2 .lbf Φ = 7 G.G. Brown, hal 507 Sehingga : n = Di V × π = 4,1849 π 220 × = 16,7419 ≈ 17 rpm N Re = 0,03228 43 , 2 6 1849 , 4 17 2 × × N Re = 575816,1 aliran turbulen P = 115920 4,1849 x 17 x 62,43 x 7 5 3 P = 23774,83 lb.ft menit = 0,72045 Hp Ditetapkan : η motor = 80 , η pengaduk = 60 Maka : P = 0,6 x 0,8 Hp 0,72045 = 1,5009 Hp ≈ 2 Hp Spesifikasi tangki clarifier :  Bentuk : Tangki silinder tutup bawah berbentuk conical  Diameter tangki D : 3,8265 m  Tinggi H : 11,7179 m  Diameter impeller Di: 1,2755 m  Lebar impeller W : 0,2168 m  Daya motor : 2 Hp  Bahan : Carbon Steel SA-240 Grade M type 316  Jumlah : 1 buah Universitas Sumatera Utara

7. Sand Filter F-217

Fungsi : Tempat untuk menyaring zat-zat yang terikut setelah dari tangki Clarifier Type : Tangki mendatar Dasar perhitungan : Rate aliran = 31335,31 kgjam = 69081,36 lbjam = 19,1892 lbdetik ρ air pada 30 o C = 995,68 kg m 3 Rate volumetrik = 3 kgm 995,68 kgjam 31335,31 = 31,4712 m 3 jam Waktu pengendapan = 30 menit = 0,5 jam Volume air = Rate volumetrik x waktu pengendapan = 31,4712 m 3 jam x 0,5 jam = 15,7356 m 3 Direncanakan volume liquid = 80 volume bak, sehingga : Volume tangki = 0,8 m 7356 , 15 3 = 19,6695 m 3 Volume ruang kosong = 20 volume tangki. Volume ruang kosong = 20 x 19,6695 m 3 = 3,9339 m 3 Porositas = padatan V kosong ruang V kosong ruang V + Diasumsikan porositas bad sebesar 0,4, maka 0,4 = padatan V m 9339 , 3 m 9339 , 3 3 3 + 0,4 3,9339 m 3 + V padatan = 3,9339 m 3 0,4 V padatan = 2,3603 m 3 Volume padatan = 5,9008 m 3 Volume total tangki = Volume padatan + Volume air = 5,9008 m 3 + 15,7356 m 3 = 21,6364 m 3 Menentukan dimensi tangki Volume silinder = ¼ π . D i 2 . L s Diasumsikan L s = 1,5 D i Universitas Sumatera Utara 21,6364 m 3 = ¼ π . D i 2 . 1,5 D i 21,6364 m 3 = 1,179 D i 3 D i = 2,6376 m Jadi tinggi silinder L s = 1,5 x 2,6376 m = 3,9565 m Menentukan tinggi tutup atas dan bawah h h = 0,0756 D i 3 = 0,0756 2,6367 m 3 = 0,1994 m Jadi tinggi total tangki = L s + 2h = 3,9565 m + 20,1994 m = 4,3553 m Spesifikasi sand filter :  Type : Silinder mendatar  Tinggi H : 4,3553 m  Diameter Di : 2,6376  Tutup : conical  Jumlah : 1 buah

8. Bak Air Bersih F-218

Fungsi : Untuk menampung air dari tangki sand filter Bahan konstruksi : Beton bertulang Dasar perhitungan : Rate aliran = 31335,31 kgjam = 69081,36 lbjam = 19,18297 lbdetik ρ air pada 30 o C = 995,68 kg m 3 Rate volumetrik = 3 kgm 995,68 kgjam 31335,31 = 31,4712 m 3 jam Waktu tinggal = 24 jam Volume air = Rate volumetrik x waktu pengendapan = 31,4712 m 3 jam x 24 jam = 755,3103 m 3 Direncanakan volume liquid = 80 volume bak, sehingga : Volume bak = 0,8 m 3103 , 755 3 = 944,1379 m 3 Bak berbentuk empat persegi panjang dengan ratio : Universitas Sumatera Utara Panjang : lebar : tinggi = 5 : 4 : 2 Volume bak = 5 x x 4 x x 2 x = 40 x 3 Maka : Volume bak = 40 x 3 944,1379 m 3 = 40 x 3 x = 2,8685 m Jadi ukuran bak air bersih : Panjang = 5 x 2,8685 m = 14,3436 m Lebar = 4 x 2,8685 m = 11,47408 m Tinggi = 2 x 2,8685 m = 5,7370 m Spesifikasi bak air bersih:  Bentuk : persegi panjang  Panjang P : 14,3436 m  Lebar L : 11,47408 m  Tinggi T : 5,7370 m  Bahan : Beton Bertulang  Jumlah : 1 buah

9. Pompa Air Bersih P-219

Fungsi : Untuk memompa air dari bak bersih ke kation dan anion exchanger Type : Centrifugal pump Bahan : Cast iron Dasar perhitungan : Rate aliran = 21107,4 kgjam = 46533,06 lbjam = 12,9258 lbdetik Densitas air = 1 gcm 3 = 62,428 lbft 3 Viskositas μ air = 0,8007 cp = 0,8007 x 10 -3 kgm.s = 0,00054 lbft.dt Rate volumetrik Q f = 3 lbft 62,428 lbdt 12,9258 = 0,2070 ft 3 dt Diasumsikan aliran fluida turbulen, maka diperoleh : ID opt = 3,9 Q f 0,45 x ρ 0,13 Peter Timmerhaus, pers. 15, hlm 892 ID opt = 3,9 0,2070 0,45 x 62,428 0,13 Universitas Sumatera Utara = 3,2862 in Standarisasi ID = 3,5 in Sch. 40 Geankoplis, App.A-5 hal. 892 Diperoleh : - OD = 4,0 in - ID = 3,548 in - A = 0,0687 ft 2 Laju aliran fluida V A area luas Q volumetrik rate V f = = 2 3 ft 0,0687 dt ft 0,2070 = 3,0138 ftdt Cek jenis aliran fluida dt lbft 0,000538 lbft 62,428 ftdt 3,0138 ft 12 3,548 μ ρ V D N 3 Re ⋅ × × = ⋅ ⋅ = = Re N 103017,5 2100 Karena N Re 2100, maka jenis aliran fluida adalah turbulen. Mc. Cabe jilid II, hal. 47 Ditentukan bahan pipa cast iron ε = 2,6 x 10 -4 m Geankoplis 6 th , hal 88 Sehinggga : 0,002885 ft 3,54812 ftm 3,2808 x m 10 2,6 D ε 4 = ⋅ = − Dari Geankoplis 6 th , gb. 2.10.3 hlm 88 , didapat f Fanning friction factor f = 0,007 Menentukan panjang pipa : - Pipa lurus = 30 ft - Elbow, 90 o = 3 buah K f = 3 x 0,75 = 2,25 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Gate valve = 1 buah half open K f = 1 x 4,5 = 4,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Globe valve = 1 buah wide open K f = 1 x 6 = 6 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93       − = 1 2 c A A 1 55 , K Geankoplis 6 th pers. 2.10.16 hal 93 = 55 , 3474 , 1 55 , =       − Universitas Sumatera Utara 2 2 1 ex A A 1 K       − = Geankoplis 6 th pers. 2.10.15 hal 93 = 1 3474 , 1 2 =       − ∑     + + + ∆ = 2 v K K K D L f 4 F 2 f c x Geankoplis 6 th pers. 2.10.18 hal 94 ∑       + + + + + = 2 3,0138 6 4,5 2,25 0,55 1 3,54812 30 0,007 4 F 2 = ∑ F 77,8489 lb f ftlb m Menentukan tenaga penggerak pompa. Berdasarkan pers. Bernoulli pers. 2.7.28, Geankoplis 6 th hlm 64 : W F P P z z g v v 2 1 S 1 2 1 2 2 av 1 2 av 2 = + ∑ + ρ − + − + − α W F P g g z g 2 v S c c 2 = + ∑ + ρ ∆ + ⋅ ∆ + ⋅ α ⋅ ∆ Direncanakan : - ∆z = 15 ft - ∆P = - ∆v = 3,0138 ftdt - α = 1 Maka : -W S = [ ] 77,8489 428 , 62 2 , 32 8 , 9 15 2 , 32 1 2 3,0138 2 +       +       × +       × × W S = 82,5552 Tenaga penggerak WHP = 550 Q W f S ρ ⋅ ⋅ = 550 428 , 62 2070 , 82,5552 × × = 1,9401Hp Kapasitas = 92,9431 gallonmenit η effisiensi pompa = 45 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 Universitas Sumatera Utara η = WHP BHP 0,45 Hp 1,9401 BHP = = 4,3115 Hp η effisiensi motor = 80 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 Daya motor = η BHP = 8 , Hp 4,3115 = 5,3893 Hp ≈ 6 Hp Spesifikasi pompa :  Type : Centrifugal pump  Daya pompa : 6 Hp  Bahan konstruksi : Cast iron  Jumlah : 1 buah

10. Kation Exchanger D-210A

Fungsi : Untuk menghilangkan ion-ion positif yang dapat menyebabkan kesadahan air. Resin yang digunakan adalah Hidrogen exchanger H 2 Z. Dimana tiap 1 m 3 H 2 Z dapat menghilangkan 6500 – 9000 gram hardness. Direncanakan H 2 Z yang digunakan sebanyak 8000 gm 3 . Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-240 Grade M type 316 Dasar perhitungan : Rate aliran = 21107,4 kgjam = 46533,06 lbjam = 12,9258 lbdetik Densitas air = 1 gcm 3 = 62,428 lbft 3 Rate volumetrik Q f = 3 lbft 62,428 lbjam 06 , 46533 = 745,3876 ft 3 jam = 92,9431 gpm Direncanakan : - Tangki berbentuk silinder - Kecepatan air = 8 gpm ft 2 - Tinggi bad = 4 m = 13,124 Universitas Sumatera Utara Luas penampang tangki = air tan Kecepa volumetrik Rate = 2 gpmft 8 gpm 9431 , 92 =11,6178 ft 2 Volume bad = Luas x tinggi = 11,6178 ft 2 x 2 x 13,124ft = 152,4733 ft 3 Mencari diameter bad : Luas = π4 . d 2 11,6178 ft 2 = π4 x d 2 d = 3,8470 ft = 1,1725 m Direncanakan : HD = 3 H = 3 x D = 3 x 3,847 ft = 11,5411 ft = 3,5715 m Volume tangki : V = H x A = 11,5411 ft x 14,7998 ft 2 = 170,8079 ft 3 = 4,8338 m 3 Diasumsikan : tiap galon air mengandung 10 grain hardness, maka : Kandungan kation = 92,9431 gal min x 10 graingal = 929,4318 grain menit = 55765,91 grain jam Dalam 4,8338 m 3 H 2 Z dapat menghilangkan hardness sebanyak : = 4,8338 x 8000 = 38670,92 gram = 38670,92 x 2,20461000 lb gram x 8000 = 682031,3 grain Umur resin = injam 5765,91gra 5 grain 682031,3 = 12,2302 jam Jadi setelah 12,2302 jam resin harus segera diregenerasi dengan menambahkan asam sulfat atau asam klorida. Spesifikasi kation exchanger :  Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-240 Grade M type 316  Diameter D : 1,1725 m  Tinggi H : 3,5175 m Universitas Sumatera Utara

11. Anion Exchanger D-210B

Fungsi : Untuk menghilangkan ion-ion negatif yang dapat menyebabkan kesadahan air. Direncanakan anion exchanger yang digunakan sebanyak 8000 g m 3 . Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-240 Grade M type 316 Dasar perhitungan : Rate aliran = 21107,4 kgjam = 46533,06 lbjam = 12,9258 lbdetik Densitas air = 1 gcm 3 = 62,428 lbft 3 Rate volumetrik Q f = 3 lbft 62,428 lbjam 06 , 46533 = 745,3876 ft 3 jam = 92,9431 gpm Direncanakan : - Tangki berbentuk silinder - Kecepatan air = 8 gpm ft 2 - Tinggi bad = 4 m Luas penampang tangki = air tan Kecepa volumetrik Rate = 2 gpmft 8 gpm 9431 , 92 = 11,6178 ft 2 Volume bad = Luas x tinggi = 11,6178 ft 2 x 2 x 13,124ft = 152,4732 ft 3 Mencari diameter bad : Luas = π4 . d 2 11,6178 ft 2 = π4 x d 2 d = 3,8470 ft = 1,1725 m Direncanakan : HD = 3 Universitas Sumatera Utara H = 3 x D = 3 x 3,847 ft = 3,7707 ft = 11,5411 m Volume tangki : V = H x A = 11,5411 ft x 14,7998 ft 2 = 170,8079 ft 3 = 4,8338 m 3 Diasumsikan : tiap galon air mengandung 20 grain hardness, maka : Kandungan anion = 92,9431 gal min x 20 graingal = 1858,864 grain menit = 111531,8 grain jam Dalam 4,8338 m 3 DOH dapat menghilangkan hardness sebanyak : = 4,8338 x 8000 = 38670,92 gram = 38670,92 x 2,20461000 lb gram x 8000 = 682031,3grain Umur resin = grainjam 8 , 111531 grain 682031,3 = 6,1151 jam Jadi setelah 6,1151 jam resin harus segera diregenerasi dengan menambahkan NaOH. Spesifikasi anion exchanger :  Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-240 Grade M type 316  Diameter D : 1,1725 m  Tinggi H : 11,5411 m

12. Bak Air Lunak F-221

Fungsi : Untuk menampung air bersih untuk umpan boiler dan air pendingin Bahan konstruksi : Beton bertulang Waktu tinggal : 8 jam Dasar perhitungan : Rate aliran = 21107,4 kgjam = 46533,06 lbjam = 12,9258 lbdetik ρ air pada 30 o C = 995,68 kg m 3 Rate volumetrik Q f = 3 kgm 995,68 kgjam 21107,4 = 21,1989 m 3 jam Waktu pengendapan = 8 jam Volume air = Rate volumetrik x waktu pengendapan Universitas Sumatera Utara = 21,1989 m 3 jam x 8 jam = 169,5918 m 3 Direncanakan volume liquid = 80 volume bak, sehingga : Volume bak = 0,8 m 169,5918 3 = 211,9898 m 3 Bak berbentuk empat persegi panjang dengan ratio : Panjang : lebar : tinggi = 5 : 3 : 2 Volume bak = 5 x x 3 x x 2 x = 30 x 3 Sehingga : Volume bak = 30 x 3 211,9898 m 3 = 30 x 3 x = 1,9189 m Jadi ukuran bak air lunak : Panjang = 5 x 1,9189 m = 9,5947 m Lebar = 3 x 1,9189m = 5,7568 m Tinggi = 2 x 1,9189 m = 3,8379 m Spesifikasi bak air lunak :  Bentuk : Persegi panjang  Panjang P : 9,5947 m  Lebar L : 5,7568 m  Tinggi T : 3,8379 m  Bahan : Beton Bertulang  Jumlah : 1 buah

13. Pompa ke Deaerator P-222

Fungsi : Untuk memompa air dari bak air lunak ke deaerator Type : Centrifugal pump Bahan : Cast iron Dasar perhitungan : Rate aliran = 9487,182 kgjam = 20915,3 lbjam = 5,8098 lbdetik Densitas air = 1 gcm 3 = 62,428 lbft 3 Viskositas μ air = 0,8007 cp = 0,8007 x 10 -3 kgm.s = 0,00054 lbft.dt Universitas Sumatera Utara Rate volumetrik Q f = 3 lbft 62,428 lbdt 8098 , 5 = 0,09306 ft 3 dt Diasumsikan aliran fluida turbulen, maka diperoleh : ID opt = 3,9 Q f 0,45 x ρ 0,13 Peter Timmerhaus, pers. 15, hlm 892 ID opt = 3,9 0,09306 0,45 x 62,428 0,13 = 2,2930 in = 0,1910 ft Standarisasi ID = 2,5 in Sch. 40 Geankoplis, App.A-5 hal. 892 Diperoleh : - OD = 2,875 in - ID = 2,469 in - A = 0,03322 ft 2 Laju aliran fluida V A area luas Q volumetrik rate V f = = 2 3 ft 0,03322 dt ft 0,09306 = 2,8014 ftdt Cek jenis aliran fluida dt lbft 0,000538 lbft 62,428 ftdt 2,8014 ft 12 2,469 μ ρ V D N 3 Re ⋅ × × = ⋅ ⋅ = = Re N 66635,88 2100 Karena N Re 2100, maka jenis aliran fluida adalah turbulen. Mc. Cabe jilid II, hal. 47 Ditentukan bahan pipa cast iron ε = 2,6 x 10 -4 m Geankoplis 6 th , hal 88 Sehinggga : 0,0097 ft 2,46912 ftm 3,2808 x m 10 2,6 D ε 4 = ⋅ = − Dari Geankoplis 6 th , gb. 2.10.3 hlm 88 , didapat f Fanning friction factor f = 0,007 Menentukan panjang pipa : - Pipa lurus = 30 ft - Elbow, 90 o = 2 buah K f = 2 x 0,75 = 1,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Gate valve = 1 buah half open K f = 1 x 4,5 = 4,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Globe valve = 1 buah wide open Universitas Sumatera Utara K f = 1 x 6 = 6 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93       − = 1 2 c A A 1 55 , K Geankoplis 6 th pers. 2.10.16 hal 93 = 55 , 3474 , 1 55 , =       − 2 2 1 ex A A 1 K       − = Geankoplis 6 th pers. 2.10.15 hal 93 = 1 3474 , 1 2 =       − ∑     + + + ∆ = 2 v K K K D L f 4 F 2 f c x Geankoplis 6 th pers. 2.10.18 hal 94 ∑       + + + + + = 2 2,8014 6 4,5 1,5 0,55 1 2,46912 30 0,007 4 F 2 = ∑ F 69,1914 lb f ftlb m Menentukan tenaga penggerak pompa. Berdasarkan pers. Bernoulli pers. 2.7.28, Geankoplis 6 th hlm 64 : W F P P z z g v v 2 1 S 1 2 1 2 2 av 1 2 av 2 = + ∑ + ρ − + − + − α W F P g g z g 2 v S c c 2 = + ∑ + ρ ∆ + ⋅ ∆ + ⋅ α ⋅ ∆ Direncanakan : - ∆z = 10 ft - ∆P = - ∆v = 2,8014 ftdt - α = 1 Maka : -W S = [ ] 69,1914 428 , 62 2 , 32 8 , 9 10 2 , 32 1 2 2,8014 2 +       +       × +       × × W S = 72,3567 Tenaga penggerak Universitas Sumatera Utara WHP = 550 Q W f S ρ ⋅ ⋅ = 550 428 , 62 0,0930 72,3567 × × = 0,7643 Hp Kapasitas = 41,7753 gallonmenit η effisiensi pompa = 45 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 η = WHP BHP 0,45 Hp 0,7643 BHP = = 1,6985 Hp η effisiensi motor = 80 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 Daya motor = η BHP = 80 , Hp 1,6985 = 2,1231 Hp ≈ 2 Hp Spesifikasi pompa :  Type : Centrifugal pump  Daya pompa : 2 Hp  Bahan konstruksi : Cast iron  Jumlah : 1 buah

14. Deaerator D-223

Fungsi : Untuk menghilangkan gas impurities dalam air umpan boiler dengan injeksi steam Bahan konstruksi : Carbon steel SA-240 Grade M type 316 Type : Silinder horisontal Dasar perhitungan : Rate aliran = 9487,182 kgjam = 20915,3 lbjam = 5,8098 lbdetik ρ air pada 30 o C = 995,68 kg m 3 Rate volumetrik Q f = 3 kgm 995,68 kgjam 182 , 9487 = 9,5283 m 3 jam Waktu pengendapan = 1 jam Volume air = Rate volumetrik x waktu pengendapan = 9,5283 m 3 jam x 1 jam = 9,5283 m 3 Universitas Sumatera Utara Direncanakan volume liquid = 80 volume tangki, sehingga : Volume tangki = 0,8 m 5283 , 9 3 = 11,9104 m 3 Menentukan dimensi tangki Diasumsikan L s = 1,5 D i Volume tangki = ¼ π . D i 2 . L s 11,9104 m 3 = ¼ π . D i 2 . 1,5 D i 11,9104 m 3 = 1,179D i 3 D i = 2,1617 m Jadi tinggi tangki L s = 1,5 x 2,1617 m = 3,2426 m Menentukan tinggi tutup atas dan bawah h h = 0,0756 D i 3 h = 0,0756 x 2,1617 m 3 = 0,7673 m Jadi tinggi total tangki = L s + h = 3,2426 m + 0,7673 m = 4,0063 m Spesifikasi deaerator :  Type : Silinder horisontal  Tinggi H : 4,0063 m  Diameter Di : 2,1617 m  Tutup : standard dishead  Jumlah : 1 buah

15. Pompa ke Boiler P-224

Fungsi : Untuk memompa air deaerator ke boiler Type : Centrifugal pump Bahan : Cast iron Dasar perhitungan : Rate aliran = 9847,182 kgjam = 20915,3 lbjam = 5,8098 lbdetik Densitas air = 1 gcm 3 = 62,428 lbft 3 Viskositas μ air = 0,8007 cp = 0,8007 x 10 -3 kgm.s = 0,00054 lbft.dt Universitas Sumatera Utara Rate volumetrik Q f = 3 lbft 62,428 lbdt 8098 , 5 = 0,09306 ft 3 dt Diasumsikan aliran fluida turbulen, maka diperoleh : ID opt = 3,9 Q f 0,45 x ρ 0,13 Peter Timmerhaus, pers. 15, hlm 892 ID opt = 3,9 0,09306 0,45 x 62,428 0,13 = 2,2930 in = 0,191 ft Standarisasi ID = 2,5 in Sch. 40 Geankoplis, App.A-5 hal. 892 Diperoleh : - OD = 2,875 in - ID = 2,469 in - A = 0,03322 ft 2 Laju aliran fluida V A area luas Q volumetrik rate V f = = 2 3 ft 0,03322 dt ft 0,09306 = 2,8014 ftdt Cek jenis aliran fluida dt lbft 0,000538 lbft 62,428 ftdt 2,8014 ft 12 2,469 μ ρ V D N 3 Re ⋅ × × = ⋅ ⋅ = = Re N 66635,88 2100 Karena N Re 2100, maka jenis aliran fluida adalah turbulen. Mc. Cabe jilid II, hal. 47 Ditentukan bahan pipa cast iron ε = 2,6 x 10 -4 m Geankoplis 6 th , hal 88 Sehinggga : 0,004146 ft 2,46912 ftm 3,2808 x m 10 2,6 D ε 4 = ⋅ = − Dari Geankoplis 6 th , gb. 2.10.3 hlm 88 , didapat f Fanning friction factor f = 0,007 Menentukan panjang pipa : - Pipa lurus = 50 ft - Elbow, 90 o = 2 buah K f = 2 x 0,75 = 1,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Gate valve = 1 buah half open K f = 1 x 4,5 = 4,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Globe valve = 1 buah wide open Universitas Sumatera Utara K f = 1 x 6 = 6 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93       − = 1 2 c A A 1 55 , K Geankoplis 6 th pers. 2.10.16 hal 93 = 55 , 3474 , 1 55 , =       − 2 2 1 ex A A 1 K       − = Geankoplis 6 th pers. 2.10.15 hal 93 = 1 3474 , 1 2 =       − ∑     + + + ∆ = 2 v K K K D L f 4 F 2 f c x Geankoplis 6 th pers. 2.10.18 hal 94 ∑       + + + + + = 2 2,8014 6 4,5 1,5 0,55 1 2,46912 50 0,007 4 F 2 = ∑ F 79,8717 lb f ftlb m Menentukan tenaga penggerak pompa. Berdasarkan pers. Bernoulli pers. 2.7.28, Geankoplis 6 th hlm 64 : W F P P z z g v v 2 1 S 1 2 1 2 2 av 1 2 av 2 = + ∑ + ρ − + − + − α W F P g g z g 2 v S c c 2 = + ∑ + ρ ∆ + ⋅ ∆ + ⋅ α ⋅ ∆ Direncanakan : - ∆z = 20 ft - ∆P = - ∆v = 2,8014 ftdt - α = 1 Maka : -W S = [ ] 79,8717 428 , 62 2 , 32 8 , 9 20 2 , 32 1 2 2,8014 2 +       +       × +       × × W S = 86,0805 Tenaga penggerak Universitas Sumatera Utara WHP = 550 Q W f S ρ ⋅ ⋅ = 550 428 , 62 0,09306 86,0805 × × = 0,9092 Hp Kapasitas = 5,4360 gallonmenit η effisiensi pompa = 45 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 η = WHP BHP 0,45 Hp 0,9092 BHP = = 2,0206 Hp η effisiensi motor = 80 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 Daya motor = η BHP = 80 , Hp 2,0206 = 2,5281 Hp ≈ 3 Hp Spesifikasi pompa :  Type : Centrifugal pump  Daya pompa : 3 Hp  Bahan konstruksi : Cast iron  Jumlah : 1 buah

16. Pompa ke Bak Air Pendingin P-225

Fungsi : Untuk memompa air lunak ke bak air pendingin Type : Centrifugal pump Bahan konstruksi : Cast Iron Dasar perhitungan : Rate aliran = 11620,21 kgjam = 25617,76 lbjam = 7,1160 lbdetik Densitas air = 1 gcm 3 = 62,428 lbft 3 Viskositas μ air = 0,8007 cp = 0,8007 x 10 -3 kgm.s = 0,00054 lbft.dt Rate volumetrik Q f = 3 lbft 62,428 lbdt 7,1160 = 0,1139 ft 3 dt Diasumsikan aliran fluida turbulen, maka diperoleh : ID opt = 3,9 Q f 0,45 x ρ 0,13 Peter Timmerhaus, pers. 15, hlm 892 Universitas Sumatera Utara ID opt = 3,9 0,1139 0,45 x 62,428 0,13 = 2,5121 in = 0,2093 ft Standarisasi ID = 2,5 in Sch. 40 Geankoplis, App.A-5 hal. 892 Diperoleh : - OD = 2,875 in - ID = 2,469 in - A = 0,03322 ft 2 Laju aliran fluida V A area luas Q volumetrik rate V f = = 2 3 ft 0,03322 dt ft 0,1139 = 3,4131 ftdt Cek jenis aliran fluida dt lbft 0,000538 lbft 62,428 ftdt 3,4131 ft 12 2,469 μ ρ V D N 3 Re ⋅ × × = ⋅ ⋅ = = Re N 81617,83 2100 Karena N Re 2100, maka jenis aliran fluida adalah turbulen. Mc. Cabe jilid II, hal. 47 Ditentukan bahan pipa cast iron ε = 2,6 x 10 -4 m Geankoplis 6 th , hal 88 Sehinggga : 0,004146 ft 12 2,469 ftm 3,2808 x m 10 2,6 D ε 4 = ⋅ = − Dari Geankoplis 6 th , gb. 2.10.3 hlm 88 , didapat f Fanning friction factor f = 0,007 Menentukan panjang pipa : - Pipa lurus = 25 ft - Elbow, 90 o = 3 buah K f = 3 x 0,75 = 2,25 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Gate valve = 1 buah half open K f = 1 x 4,5 = 4,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Globe valve = 1 buah wide open K f = 1 x 6 = 6 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93       − = 1 2 c A A 1 55 , K Geankoplis 6 th pers. 2.10.16 hal 93 Universitas Sumatera Utara = 55 , 3474 , 1 55 , =       − 2 2 1 ex A A 1 K       − = Geankoplis 6 th pers. 2.10.15 hal 93 = 1 3474 , 1 2 =       − ∑     + + + ∆ = 2 v K K K D L f 4 F 2 f c x Geankoplis 6 th pers. 2.10.18 hal 94 ∑       + + + + + = 2 3,4313 6 4,5 2,25 0,55 1 2,46912 25 0,007 4 F 2 = ∑ F 104,2116 lb f ftlb m Menentukan tenaga penggerak pompa. Berdasarkan pers. Bernoulli pers. 2.7.28, Geankoplis 6 th hlm 64 : W F P P z z g v v 2 1 S 1 2 1 2 2 av 1 2 av 2 = + ∑ + ρ − + − + − α W F P g g z g 2 v S c c 2 = + ∑ + ρ ∆ + ⋅ ∆ + ⋅ α ⋅ ∆ Direncanakan : - ∆z = 8 ft - ∆P = - ∆v = 3,4313 ftdt - α = 1 Maka : -W S = [ ] 104,2116 428 , 62 2 , 32 8 , 9 8 2 , 32 1 2 3,4313 2 +       +       × +       × × W S = 106,8292 Tenaga penggerak WHP = 550 Q W f S ρ ⋅ ⋅ = 550 428 , 62 0,113988 106,8292 × × = 1,3821Hp Kapasitas = 51,1678 gallonmenit Universitas Sumatera Utara η effisiensi pompa = 45 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 η WHP BHP = 0,45 Hp 1,3821 BHP = = 3,07152 Hp η effisiensi motor = 80 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 Daya motor = η BHP = 82 , Hp 07152 , 3 = 3,8394 Hp ≈ 4 Hp Spesifikasi pompa : a. Type : Centrifugal pump b. Daya pompa : 4 Hp c. Bahan konstruksi : Cast iron d. Jumlah : 1 buah

17. Bak Air Pendingin F-226

Fungsi : Sebagai tempat penampungan air pendingin Bahan konstruksi : Beton bertulang Dasar perhitungan : Rate aliran = 11620,21 kgjam = 25617,76 lbjam = 7,1160 lbdetik ρ air pada 30 o C = 995,68 kg m 3 Rate volumetrik = 3 kgm 995,68 kgjam 21 , 11620 = 11,6706 m 3 jam Waktu tinggal = 7 jam Volume air = Rate volumetrik x waktu pengendapan = 11,6706 m 3 jam x 7 jam = 81,6944 m 3 Direncanakan volume liquid = 80 volume bak, sehingga : Volume bak = 0,8 m 6944 , 81 3 = 102,118 m 3 Bak berbentuk empat persegi panjang dengan ratio : Panjang : lebar : tinggi = 5 : 3 : 2 Volume bak = 5 x x 3 x x 2 x = 30 x 3 Universitas Sumatera Utara Sehingga : Volume bak = 30 x 3 102,118 m 3 = 30 x 3 x = 1,5042 m Jadi ukuran bak : Panjang P = 5 x 1,5042 m = 7,5213 m Lebar L = 3 x 1,5042 m = 4,5128 m Tinggi T = 2 x 1,5042 m = 3,0085 m Spesifikasi bak air pendingin :  Bentuk : Persegi panjang  Panjang P : 7,5213 m  Lebar L : 4,5128 m  Tinggi T : 3,0085 m  Bahan : Beton Bertulang  Jumlah : 1 buah

18. Pompa ke Peralatan P-227

Fungsi : Untuk memompa air dari bak air pendingin ke peralatan proses Type : Centrifugal pump Bahan : Cast Iron Dasar perhitungan : Rate aliran = 11620,21 kgjam = 25617,76 lbjam = 7,1160 lbdetik Densitas air = 1 gcm 3 = 62,428 lbft 3 Viskositas μ air = 0,8007 cp = 0,8007 x 10 -3 kgm.s = 0,00054 lbft.dt Rate volumetrik Q f = 3 lbft 62,428 lbdt 7,1160 = 0,11398 ft 3 dt Diasumsikan aliran fluida turbulen, maka diperoleh : ID opt = 3,9 Q f 0,45 x ρ 0,13 Peter Timmerhaus, pers. 15, hlm 892 ID opt = 3,9 0,11398 0,45 x 62,428 0,13 = 2,5121 in Universitas Sumatera Utara Standarisasi ID = 2,5 in Sch. 40 Geankoplis, App.A-5 hal. 892 Diperoleh : - OD = 2,875 in - ID = 2,469 in - A = 0,03322 ft 2 Laju aliran fluida V A area luas Q volumetrik rate V f = = 2 3 ft 0,03322 dt 0,11398ft = 3,4313 ftdt Cek jenis aliran fluida dt lbft 0,000538 lbft 62,428 ftdt 3,4313 ft 12 2,469 μ ρ V D N 3 Re ⋅ × × = ⋅ ⋅ = = Re N 81617,83 2100 Karena N Re 2100, maka jenis aliran fluida adalah turbulen. Mc. Cabe jilid II, hal. 47 Ditentukan bahan pipa cast iron ε = 2,6 x 10 -4 m Geankoplis 6 th , hal 88 Sehinggga : 0,004146 ft 12 2,469 ftm 3,2808 x m 10 2,6 D ε 4 = ⋅ = − Dari Geankoplis 6 th , gb. 2.10.3 hlm 88 , didapat f Fanning friction factor f = 0,007 Menentukan panjang pipa : - Pipa lurus = 80 ft - Elbow, 90 o = 3 buah K f = 3 x 0,75 = 2,25 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Gate valve = 1 buah half open K f = 1 x 4,5 = 4,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Globe valve = 1 buah wide open K f = 1 x 6 = 6 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93       − = 1 2 c A A 1 55 , K Geankoplis 6 th pers. 2.10.16 hal 93 = 55 , 3474 , 1 55 , =       − Universitas Sumatera Utara 2 2 1 ex A A 1 K       − = Geankoplis 6 th pers. 2.10.15 hal 93 = 1 3474 , 1 2 =       − ∑     + + + ∆ = 2 v K K K D L f 4 F 2 f c x Geankoplis 6 th pers. 2.10.18 hal 94 ∑       + + + + + = 2 3,43130 6 4,5 2,25 0,55 1 2,46912 80 0,007 4 F 2 = ∑ F 148,2742 lb f ftlb m Menentukan tenaga penggerak pompa. Berdasarkan pers. Bernoulli pers. 2.7.28, Geankoplis 6 th hlm 64 : W F P P z z g v v 2 1 S 1 2 1 2 2 av 1 2 av 2 = + ∑ + ρ − + − + − α W F P g g z g 2 v S c c 2 = + ∑ + ρ ∆ + ⋅ ∆ + ⋅ α ⋅ ∆ Direncanakan : - ∆z = 12 ft - ∆P = - ∆v = 3,4313 ftdt - α = 1 Maka : -W S = [ ] 148,2742 428 , 62 2 , 32 8 , 9 12 2 , 32 1 2 3,4313 2 +       +       × +       × × W S = 152,1092 Tenaga penggerak WHP = 550 Q W f S ρ ⋅ ⋅ = 550 428 , 62 0,11398 152,1092 × × = 1,9680 Hp Kapasitas = 51,1678 gallonmenit η effisiensi pompa = 45 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 Universitas Sumatera Utara η = WHP BHP 0,45 Hp 1,9680 BHP = = 4,3733 Hp η effisiensi motor = 80 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 Daya motor = η BHP = 8 , Hp 3733 , 4 = 5,4667 Hp ≈ 6 Hp Spesifikasi pompa :  Type : Centrifugal pump  Daya pompa : 6 Hp  Bahan konstruksi : Cast iron  Jumlah : 1 buah

19. Cooling Tower P-240

Fungsi : Untuk mendinginkan air yang akan digunakan sebagai air pendingin. Dasar perhitungan : Rate aliran = 11620,21 kgjam = 25617,76 lbjam = 7,1160 lbdetik ρ air pada 30 o C = 995,68 kg m 3 Rate volumetrik = 3 kgm 995,68 kgjam 21 , 11620 = 11,6706 m 3 jam = 51,1678 gpm Suhu wet bulb udara = 25 o C = 77 F Suhu air masuk menara = 45 o C = 113 F Suhu air pendingin = 30 o C = 86 F Digunakan counter flow encluced draft tower, dari Perry’s fig 12-14 hal. 12-17 maka didapatkan konsentrasi air = 2,5 gpm ft 2 Sehingga luas yang dibutuhkan : A = 2 gpmft 2,5 gpm 1678 , 51 = 20,4671 ft 2 Menghitung diameter Luas = π4 . d 2 20,4671 ft 2 = π4 . d 2 Universitas Sumatera Utara d = 5,1061 ft = 1,5562 m Menghitung volume Direncanakan tinggi tower L = 3 d L = 3 x 1,5562 m = 4,6688 m Volume = π4 . d 2 . L = π4 x 1,5562 m 2 x 4,6688 m = 8,8767 m 3 = 313,473 ft 3 Dari Perry’s edisi 7, gambar 12-15 hal. 12-17, didapatkan : Standard power performance adalah 100 , maka : Hp fanluas tower area ft 2 = 0,041 Hpft 2 Hp fan = 0,041 Hpft 2 x luas tower ft 2 = 0,041 Hpft 2 x 20,4671 ft 2 = 0,8391 Hp ≈ 1 Hp Spesifikasi cooling tower :  Diameter D : 1,5562 m  Tinggi L : 4,6688 m  Type : Induced Draft  Daya fan : 1 Hp  Jumlah : 1 buah

20. Pompa ke Bak Klorinasi P-228

Fungsi : Untuk memompa air dari bak air bersih ke bak klorinasi Type : Centrifugal pump Bahan konstruksi : Cast Iron Dasar perhitungan : Rate aliran = 654,5000 kgjam = 1442,9107 lbjam = 0,4008 lbdetik Densitas air = 1 gcm 3 = 62,428 lbft 3 Viskositas μ air = 0,8007 cp = 0,8007 x 10 -3 kgm.s = 0,00054 lbft.dt Rate volumetrik Q f = 3 lbft 62,428 lbdt 0,4008 = 0,0064 ft 3 dt Diasumsikan aliran fluida turbulen, maka diperoleh : Universitas Sumatera Utara ID opt = 3,9 Q f 0,45 x ρ 0,13 Peter Timmerhaus, pers. 15, hlm 892 ID opt = 3,9 0,0064 0,45 x 62,428 0,13 = 0,6884 in = 0,0574 ft Standarisasi ID = ¾ in Sch. 40 Geankoplis, App.A-5 hal. 892 Diperoleh : - OD = 1,05 in - ID = 0,824 in - A = 0,00371 ft 2 Laju aliran fluida V A area luas Q volumetrik rate V f = = 2 3 ft 0,00371 dt ft 0,0064 = 1,7305 ftdt Cek jenis aliran fluida dt lbft 0,000538 lbft 62,428 ftdt 1,7305 ft 12 0,824 μ ρ V D N 3 Re ⋅ × × = ⋅ ⋅ = = Re N 13737,7386 2100 Karena N Re 2100, maka jenis aliran fluida adalah turbulen. Mc. Cabe jilid II, hal. 47 Ditentukan bahan pipa cast iron ε = 2,6 x 10 -4 m Geankoplis 6 th , hal 88 Sehinggga : 0,0124 ft 0,82412 ftm 3,2808 x m 10 2,6 D ε 4 = ⋅ = − Dari Geankoplis 6 th , gb. 2.10.3 hlm 88 , didapat f Fanning friction factor f = 0,014 Menentukan panjang pipa : - Pipa lurus = 20 ft - Elbow, 90 o = 3 buah K f = 3 x 0,75 = 2,25 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Gate valve = 1 buah half open K f = 1 x 4,5 = 4,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Globe valve = 1 buah wide open K f = 1 x 6 = 6 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 Universitas Sumatera Utara       − = 1 2 c A A 1 55 , K Geankoplis 6 th pers. 2.10.16 hal 93 = 55 , 3474 , 1 55 , =       − 2 2 1 ex A A 1 K       − = Geankoplis 6 th pers. 2.10.15 hal 93 = 1 3474 , 1 2 =       − ∑     + + + ∆ = 2 v K K K D L f 4 F 2 f c x Geankoplis 6 th pers. 2.10.18 hal 94 ∑       + + + + + = 2 1,7305 6 4,5 2,25 0,55 1 0,82412 20 0,014 4 F 2 = ∑ F 45,8364 lb f ftlb m Menentukan tenaga penggerak pompa. Berdasarkan pers. Bernoulli pers. 2.7.28, Geankoplis 6 th hlm 64 : W F P P z z g v v 2 1 S 1 2 1 2 2 av 1 2 av 2 = + ∑ + ρ − + − + − α W F P g g z g 2 v S c c 2 = + ∑ + ρ ∆ + ⋅ ∆ + ⋅ α ⋅ ∆ Direncanakan : - ∆z = 5 ft - ∆P = - ∆v = 1,7305 ftdt - α = 1 Maka : -W S = [ ] 45,8364 428 , 62 2 , 32 8 , 9 5 2 , 32 1 2 1,7305 2 +       +       × +       × × W S = 47,4046 Tenaga penggerak WHP = 550 Q W f S ρ ⋅ ⋅ Universitas Sumatera Utara = 550 428 , 62 ,0064 47,4046 × × = 0,0345 Hp Kapasitas = 2,8589 gallonmenit η effisiensi pompa = 45 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 η = WHP BHP 0,45 Hp 0,0345 BHP = = 0,0768 Hp η effisiensi motor = 80 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 Daya motor = η BHP = 80 , Hp 0768 , = 0,0960 Hp ≈ 1 Hp Spesifikasi pompa :  Type : Centrifugal pump  Daya pompa : 1Hp  Bahan konstruksi : Cast iron  Jumlah : 1 buah

21. Bak Klorinasi F-230

Fungsi : Untuk menampung air yang akan dinetralkan dengan reaksi klorinasi. Bahan konstruksi : Beton bertulang Dasar perhitungan : Rate aliran = 654,5000 kgjam = 1442,9107 lbjam = 0,4008 lbdetik ρ air pada 30 o C = 995,68 kg m 3 Rate volumetrik = 3 kgm 995,68 kgjam 5 , 654 = 0,6573 m 3 jam Waktu tinggal = 12 jam Volume air = Rate volumetrik x waktu pengendapan = 0,6573 m 3 jam x 12 jam = 7,8876 m 3 Direncanakan volume liquid = 80 volume bak, sehingga : Universitas Sumatera Utara Volume bak = 0,8 m 8876 , 7 3 = 9,8595 m 3 Bak berbentuk empat persegi panjang dengan ratio : Panjang : lebar : tinggi = 5 : 3 : 2 Volume bak = 5 x x 3 x x 2 x = 30 x 3 Sehingga : Volume bak = 30 x 3 9,8595 m 3 = 30 x 3 x = 0,69 m Jadi ukuran bak klorinasi : Panjang = 5 x 0,69 m = 3,45 m Lebar = 3 x 0,69 m = 2,07 m Tinggi = 2 x 0,69 m = 1,38 m Spesifikasi bak klorinasi :  Bentuk : persegi panjang  Panjang P : 3,45 m = 135,8265 in  Lebar L : 2,07 m = 81,4959 in  Tinggi T : 1,38 m = 54,3306 in  Bahan : Beton Bertulang  Jumlah : 1 buah

22. Pompa ke Bak Air Sanitasi P-229

Fungsi : Untuk memompa air dari bak klorinasi ke bak air sanitasi Type : Centrifugal pump Bahan konstruksi : Cast Iron Dasar perhitungan : Rate aliran = 654,5000 kgjam = 1442,9107 lbjam = 0,4008 lbdetik Densitas air = 1 gcm 3 = 62,428 lbft 3 Viskositas μ air = 0,8007 cp = 0,8007 x 10 -3 kgm.s = 0,00054 lbft.dt Universitas Sumatera Utara Rate volumetrik Q f = 3 lbft 62,428 lbdt 0,4008 = 0,0064 ft 3 dt Diasumsikan aliran fluida turbulen, maka diperoleh : ID opt = 3,9 Q f 0,45 x ρ 0,13 Peter Timmerhaus, pers. 15, hlm 892 ID opt = 3,9 0,0064 0,45 x 62,428 0,13 = 0,6884 in = 0,0574 ft Standarisasi ID = ¾ in Sch. 40 Geankoplis, App.A-5 hal. 892 Diperoleh : - OD = 1,05 in - ID = 0,824 in - A = 0,00371 ft 2 Laju aliran fluida V A area luas Q volumetrik rate V f = = 2 3 ft 0,00371 dt ft 0,0064 = 1,7305 ftdt Cek jenis aliran fluida dt lbft 0,000538 lbft 62,428 ftdt 1,7305 ft 12 0,824 μ ρ V D N 3 Re ⋅ × × = ⋅ ⋅ = = Re N 13737,7386 2100 Karena N Re 2100, maka jenis aliran fluida adalah turbulen. Mc. Cabe jilid II, hal. 47 Ditentukan bahan pipa cast iron ε = 2,6 x 10 -4 m Geankoplis 6 th , hal 88 Sehinggga : 0,0124 ft 0,82412 ftm 3,2808 x m 10 2,6 D ε 4 = ⋅ = − Dari Geankoplis 6 th , gb. 2.10.3 hlm 88 , didapat f Fanning friction factor f = 0,014 Menentukan panjang pipa : - Pipa lurus = 25 ft - Elbow, 90 o = 2 buah K f = 2 x 0,75 = 1,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Gate valve = 1 buah half open K f = 1 x 4,5 = 4,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Globe valve = 1 buah wide open Universitas Sumatera Utara K f = 1 x 6 = 6 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93       − = 1 2 c A A 1 55 , K Geankoplis 6 th pers. 2.10.16 hal 93 = 55 , 3474 , 1 55 , =       − 2 2 1 ex A A 1 K       − = Geankoplis 6 th pers. 2.10.15 hal 93 = 1 3474 , 1 2 =       − ∑     + + + ∆ = 2 v K K K D L f 4 F 2 f c x Geankoplis 6 th pers. 2.10.18 hal 94 ∑       + + + + + = 2 1,7305 6 4,5 5 , 1 0,55 1 0,82412 25 0,014 4 F 2 = ∑ F 50,8192 lb f ftlb m Menentukan tenaga penggerak pompa. Berdasarkan pers. Bernoulli pers. 2.7.28, Geankoplis 6 th hlm 64 : W F P P z z g v v 2 1 S 1 2 1 2 2 av 1 2 av 2 = + ∑ + ρ − + − + − α W F P g g z g 2 v S c c 2 = + ∑ + ρ ∆ + ⋅ ∆ + ⋅ α ⋅ ∆ Direncanakan : - ∆z = 10 ft - ∆P = - ∆v = 1,7305 ftdt - α = 1 Maka : -W S = [ ] 50,8192 428 , 62 2 , 32 8 , 9 10 2 , 32 1 2 1,7305 2 +       +       × +       × × W S = 53,9092 Tenaga penggerak Universitas Sumatera Utara WHP = 550 Q W f S ρ ⋅ ⋅ = 550 428 , 62 ,0064 53,9092 × × = 0,0393 Hp Kapasitas = 2,8589 gallonmenit η effisiensi pompa = 45 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 η = WHP BHP 0,45 Hp 0,0393 BHP = = 0,0873 Hp η effisiensi motor = 80 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 Daya motor = η BHP = 80 , Hp 0873 , = 0,1091 Hp ≈ 1 Hp Spesifikasi pompa :  Type : Centrifugal pump  Daya pompa : 1Hp  Bahan konstruksi : Cast iron  Jumlah : 1 buah

23. Bak Air Sanitasi F-231

Fungsi : Sebagai tempat penampungan air sanitasi Bahan konstruksi : Beton bertulang Dasar perhitungan : Rate aliran = 654,5000 kgjam = 1442,9107 lbjam = 0,4008 lbdetik ρ air pada 30 o C = 995,68 kg m 3 Rate volumetrik = 3 kgm 995,68 kgjam 5 , 654 = 0,6573 m 3 jam Waktu tinggal = 12 jam Volume air = Rate volumetrik x waktu pengendapan = 0,6573 m 3 jam x 12 jam = 7,8876 m 3 Direncanakan volume liquid = 80 volume bak, sehingga : Universitas Sumatera Utara Volume bak = 0,8 m 8876 , 7 3 = 9,8595 m 3 Bak berbentuk empat persegi panjang dengan ratio : Panjang : lebar : tinggi = 5 : 3 : 2 Volume bak = 5 x x 3 x x 2 x = 30 m 3 Sehingga : Volume bak = 30 x 3 9,8595 m 3 = 30 x 3 x = 0,69 m Jadi ukuran bak air sanitasi : Panjang = 5 x 0,69 m = 3,45 m Lebar = 3 x 0,69 m = 2,07 m Tinggi = 2 x 0,69 m = 1,38 m Spesifikasi bak air sanitasi :  Bentuk : persegi panjang  Panjang P : 3,45 m  Lebar L : 2,07 m  Tinggi T : 1,38 m  Bahan : Beton Bertulang  Jumlah : 1 buah

24. Pompa Air Proses P-241

Fungsi : Untuk memompa air bersih ke peralatan Type : Centrifugal pump Bahan konstruksi : Cast Iron Dasar Perhitungan : Rate aliran = 9573,41 kgjam = 21105,4 lbjam = 5,8626 lbdetik Densitas air = 1 gcm 3 = 62,428 lbft 3 Viskositas μ air = 0,8007 cp = 0,8007 x 10 -3 kgm.s = 0,00054 lbft.dt Universitas Sumatera Utara Rate volumetrik Q f = 3 lbft 62,428 lbdt 8626 , 5 = 0,09391 ft 3 dt Diasumsikan aliran fluida turbulen, maka diperoleh : ID opt = 3,9 Q f 0,45 x ρ 0,13 Peter Timmerhaus, pers. 15, hlm 892 ID opt = 3,9 0,09391 0,45 x 62,428 0,13 = 2,3024 in = 0,1918 ft Standarisasi ID = 2,5 in Sch. 40 Geankoplis App. 5 hlm 892 Diperoleh : - OD = 2,875 in - ID = 2,469 in - A = 0,03322 ft 2 Laju aliran fluida V A area luas Q volumetrik rate V f = = 2 3 ft 0,03322 dt ft 0,09391 = 2,8269 ftdt Cek jenis aliran fluida dt lbft 0,000538 lbft 62,428 ftdt 2,8269 ft 12 2,469 μ ρ V D N 3 Re ⋅ × × = ⋅ ⋅ = = Re N 6524,889 2100 Karena N Re 2100, maka jenis aliran fluida adalah turbulen. Mc. Cabe jilid II, hal. 47 Ditentukan bahan pipa cast iron ε = 2,6 x 10 -4 m Geankoplis 6 th , hal 88 Sehinggga : 0,004272 ft 2,46912 ftm 3,2808 x m 10 2,6 D ε 4 = ⋅ = − Dari Geankoplis 6 th , gb. 2.10.3 hlm 88 , didapat f Fanning friction factor f = 0,018 Menentukan panjang pipa : - Pipa lurus = 80 ft - Elbow, 90 o = 2 buah K f = 2 x 0,75 = 1,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Gate valve = 1 buah half open K f = 1 x 4,5 = 4,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Globe valve = 1 buah wide open Universitas Sumatera Utara K f = 1 x 6 = 6 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 K C =       − 1 2 A A 1 55 , Geankoplis 6 th pers. 2.10.16 hal 93 = 55 , 006 , 1 55 , =       − K ex = 2 2 1 A A 1       − Geankoplis 6 th pers. 2.10.15 hal 93 = 1 006 , 1 2 =       − ∑     + + + ∆ = 2 v K K K D L f 4 F 2 f c x Geankoplis 6 th pers. 2.10.18 hal 94 ∑       + + + + + = 2 2,8269 6 4,5 5 , 1 0,55 1 2,46912 80 0,018 4 F 2 = ∑ F 1190,726 lb f ftlb m Menentukan tenaga penggerak pompa. Berdasarkan pers. Bernoulli pers. 2.7.28, Geankoplis 6 th hlm 64 : W F P P z z g v v 2 1 S 1 2 1 2 2 av 1 2 av 2 = + ∑ + ρ − + − + − α W F P g g z g 2 v S c c 2 = + ∑ + ρ ∆ + ⋅ ∆ + ⋅ α ⋅ ∆ Direncanakan : - ∆z = 10 ft - ∆P =0 - ∆v = 2,8269 ftdt - α =1 Maka : -W S = 726 , 1190 428 , 62 2 , 32 8 , 9 10 2 , 32 1 2 2869 , 2 2 +       +       × +       × × W S = 1193,893 Tenaga penggerak Universitas Sumatera Utara WHP = 550 Q W f S ρ ⋅ ⋅ = 550 428 , 62 0,09391 1193,893 × × = 12,7260 Hp η effisiensi pompa = 45 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 η WHP BHP = 0,45 Hp 12,7260 BHP = = 28,2801 Hp η effisiensi motor = 80 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 Daya motor = η BHP = 8 , Hp 28,2801 = 35,35 Hp ≈ 35 Hp Spesifikasi pompa :  Tipe : Centrifugal pump  Daya pompa : 35 Hp  Bahan konstruksi : Cast iron  Jumlah : 1 buah LD.3. Unit Penyediaan Listrik Kebutuhan tenaga listrik pada Pra Rencana Pabrik Kuprisulfatpentahidrat ini direncanakan dan disediakan oleh PLN dan generator set. Tenaga listrik yang disediakan digunakan untuk menggerakkan motor, penerangan, instrumentasi dan lainnya. Kebutuhan listrik terbagi menjadi : a. Peralatan proses produksi b. Penerangan pabrik c. Listrik untuk penerangan LD.3.1. Peralatan proses produksi Pemakaian listrik untuk peralatan proses produksi dapat dilihat dalam tabel berikut : Tabel LD.5 Kebutuhan listrik pada proses produksi Universitas Sumatera Utara No Kode Nama Alat DayaHp 1 R-110 Reaktor 296 2 J-112 Belt conveyor 2 3 P-115 Pompa storage H2SO4 3 4 M-116 Tangki Pengencer H2SO4 1 5 P-117 Pompa 6 6 P-127A Pompa 23 7 H-121 Rotary Vacuum filter 1 8 P-127-B Pompa 21 9 P-127-C Pompa 7 10 H-126 Centrifuge 26,4 11 J-131 Belt conveyor 2 12 B-130 Rotary Dryer 18 13 G-133 Blower 2 Tota l 408,4 LD 3.2. Daerah pengolahan air Unit Utilitas Pemakaian listrik untuk daerah pengolahan air water treatment dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel LD.6. Pemakaian listrik pada daerah pengolahan air No Kode Nama Alat DayaHp 1 P-211 Pompa Air Sungai 15 2 P-213 Pompa Sedimentasi 10 3 P-215 Pompa Skimer 10 4 F-216 Clarifier 2 5 P-219 Pompa Air Bersih 6 6 P-222 Pompa Ke Deaerator 2 7 P-224 Pompa Ke Boiler 3 8 P-225 Pompa Ke Bak Air Pendingin 4 9 P-227 Pompa Ke Peralatan 6 10 Q-220 Boiler 2 Universitas Sumatera Utara 11 F-240 Cooling Tower 1 12 P-228 Pompa Ke Bak Klorinasi 1 13 P-229 Pompa Ke Bak Air Sanitasi 1 14 P-241 Pompa Air Proses 35 Total 98 Pemakaian listrik untuk daerah pengolahan Refrigerant dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel LD.7. Pemakaian listrik pada daerah pengolahan Refrigerant No Kode Nama Alat DayaHp 1 P-252 Pompa ke penampungan sementara 1 2 P-254 Pompa ke referigerator 1 3 P-255 Pompa Ke peralatan 2 Total 4 Jadi kebutuhan listrik untuk proses, unit utilitas dan refrigerant adalah: = 408,4 + 98 + 4 Hp = 510,4 Hp = 510,4 Hp x 0,7457 kWHp = 380,6 kW LD.3.3. Listrik untuk penerangan Pemakaian listrik untuk penerangan dapat diperoleh dengan mengetahui luas bangunan dan areal lahan yang dipergunakan, dengan menggunakan rumus : L = D U F A ⋅ ⋅ Dimana : - L = lumen outlet - A = luas daerah - F = foot candle - U = koefisien utilitas = 0,8 - D = efisiensi penerangan rata-rata = 0,75 Universitas Sumatera Utara Tabel LD.8. Pemakaian listrik untuk penerangan No Bangunan Luas Candle ft Lumen m 2 ft 2 1. Pos keamanan 12 129,167 10 2152,783 2. Taman 200 2152,782 5 17939,85 3. Tempat Parkir 400 4305,564 5 35879,7 4. Kantor Umum 450 4843,76 10 80729,33 5. Kantor bagian Proses 200 2152,782 5 17939,85 6. Musholla 50 538,1955 5 4484,963 7. Poliklinik 40 430,5564 5 3587,97 8. Kantin 64 688,8903 5 5740,753 9. Toilet 30 322,9173 5 2690,978 10. Sarana Olahraga 200 2152,782 10 35879,7 11. Unit PMK 24 258,334 10 4305,567 12. Bengkel 150 1614,587 10 26909,78 13. Gudang 150 1614,587 10 26909,78 14. Ruang control 80 861,1128 10 14351,88 15. Laboratorium 120 1291,669 10 21527,82 16. Daerah proses 2100 22604,21 20 753473,7 17. Daerah Utilitas 300 3229,173 10 53819,55 18. Unit pengolahan air 700 7534,737 10 125579 19. Unit Pengolahan limbah 300 3229,173 10 53819,55 20. Area Penyimpanan bahan 450 4843,76 5 40364,67 21. Daerah perluasan pabrik 1000 10763,91 5 89699,31 22. Jalan 2674 28782,7 5 239855,8 23. Area penyimpanan produk 200 2152,782 10 35879,7 J u m l a h 9894 106498,1313 190 1693521,934 Kebutuhan Listrik untuk penerangan = 12.000 0,75 0,8 Lumen × = 000 . 12 75 , 8 , 934 , 1693521 × = 235,2114 Kw LD.3.4. Kebutuhan listrik untuk lain-lain Kebutuhan listrik untuk keperluan seperti peralatan kantor, lemari Es, Ac dan lain-lain, ditetapkan 10 kW Universitas Sumatera Utara LD.3.5. Total kebutuhan listrik Kebutuhan listrik = 380,6053 + 235,2114 + 10 = 625,8166 kW Ditetapkan faktor keamanan : 10 Kebutuhan listrik total = 625,8166+ 10 x 625,8166 = 688,3983 kW Direncanakan pemenuhan kebutuhan listrik berasal dari PLN 100 dan unit generator digunakan sebagai emergensi jika suplai listrik dari PLN mati. Kapsitas generator = 688,3983 kW Effisiensi : 80 Kapsitas total generator = 8 , 688,3983 = 860,4979 kW Spesifikasi Generator :  Type : AC generator 3 phase  Kapasitas : 860,4979 kW, 380220 Volt  Frekwensi : 5060 Hz  Jumlah : 2 buah 1 cadangan LD.4. Unit Penyediaan Bahan Bakar Unit bahan bakar bertugas menyediakan bahan bakar untuk kebutuhan bahan bakar untuk keperluan utilitas. Kebutuhan bahan bakar untuk boiler = 155,3719 lb jam Tangki Bahan Bakar Fungsi : Untuk menyimpan bahan bakar yang akan digunakan. Type : Fixed roof Bahan : High Alloy Steel SA 240 Grade A Kondisi : P = 14,7 psia T = 30 o C Dasar Perhitungan Waktu penyimpanan = 15 hari Massa bahan bakar = 15 hari x 3728,926 lb hari = 55933,9 lb Universitas Sumatera Utara Volume bahan bakar = 3 lbft 55 lb 9 , 55933 = 1016,98 ft 3 Volume bahan bakar dianggap menempati 80 volume tangki Volume tangki = 0,8 ft 1016,98 3 = 1271,225 ft 3 Mencari diameter tangki: Ls = 1,5 di Volume tangki = Ls di 4 2 1 tg . 24 di . 2 3 π + α π 1271,225 ft 3 = di 5 , 1 di 4 30 tg . 24 di . 2 o 3 π + π 1271,225 ft 3 = 0,2266di 3 + 1,1775di 3 1271,225 ft 3 = 1,4041di 3 di = 9,6740ft = 116,0885 in Menentukan tekanan design Pi : Volume bahan dalam shell = volume bahan – volume conis = 1016,98 - o 2 30 24.tg π9,6740 = 1015,068 ft 3 Tinggi bahan bakar dalam shell = 2 d 14 shell dalam bahan Volume ⋅ π = 2 6740 , 9 . . 4 1 1015,068 π = 13,8168 ft Tekanan hidrostatik Ph = 144 1 13,8168 lbft 55 144 1 H ρ 3 − = − = 4,8953 psi Tekanan design Pi = 4,8953 + 14,7 = 19,5953 psia = 19,5953 – 14,7 = 19,5953 psig Menentukan tebal silinder ts: Bahan : Carbon steel SA 240 Grade M Type 316 Universitas Sumatera Utara f allowble : 18750 psi Brownell and Young, hal : 254 Faktor korosi C : 116 in Type pengelasan : double welded butt jointE = 0,8 Tekanan design Pi = 11,1178 psig ts = C pi 0,6. 2f.E di . pi + − ts = 16 1 8953 , 4 . 6 , 8 , 18750 2 0885 , 116 8953 , 4 + − ts = 16 0,4416 ≈ 16 3 in Standarisasi do : do = di + 2.ts do = 116,0885 + 2316 do = 116,4635 in Dari tabel 5-7 Brownell and Young, hal : 90 didapat harga : do = 120 Menentukan harga di baru : di = do - 2.ts di = 120 – 2 316 di = 119,625 in = 5,9687 ft Cek hubungan Ls dengan di Volume tangki = Ls di 4 π 30 24.tg π.di 2 o 3 + 1271,225 ft 3 = Ls 9,6740 4 π 30 24.tg π.9,6740 2 o 3 + 1271,225 ft 3 = 18,4927+ 73,4659 Ls Ls = 17,0158 ft di Ls = 9,6740 17,0518 = 1,7626 1,5 memenuhi Menentukan tebal tutup atas berbentuk conis Universitas Sumatera Utara thb = C 30 cos pi . 6 , E . f 2 di . pi o + − thb = 16 1 30 cos 8953 , 4 6 , 8 , 18750 2 0885 , 116 8953 , 4 + − o thb = 16 4912 , ≈ 16 3 in Menentukan tinggi storage : Tinggi shell = Ls = 17,0518ft = 204,6226 in Tinggi tutup atas berbentuk conis : tg 12 α = h 12.di h = α 12 tg d . 2 1 = o 30 tg 129,6740 h = 0,7551 ft = 9,0618 in Tinggi tangki = tinggi shell + tinggi tutup atas = 204,6226 + 9,0618 = 213,6845 in LD.5. Unit Penyediaan Refrigerant Refrigerant yang dipakai pada Pra rencana pabrik Kuprisulfatpentahidrat ini adalah brine, dengan perincian kebutuhan: Tabel D.5.1. Total Kebutuhan Refrigerant Nama Alat Kebutuhan kgjam Reaktor R-110 Kristalizer X-125 3506,6536 1295,03 Total 4801,684 Refrigerant yang dibutuhkan 4801,684 kgjam, make up refrigerant 5. Maka kebutuhan refrigerant sebesar = 1,05 x 4801,684 = 5041,768 kgjam. Peralatan yang dipakai dalam pengolahan refrigerant adalah:

1. Refrigerator F-250

Universitas Sumatera Utara Fungsi : Mendinginkan kembali refrigerant Brine Total Brine masuk : 3850,1943 kgjam Dari Perry 7 ed halaman 11.98 – 11.102 didapatkan bahwa untuk mendinginkan Brine dipakai Refrigerator jenis Joule Thompson-Cycle. Mechanical expander : 4 Mpa Type valve : Needle valve

2. Storage Brine F-251

Fungsi : Menyimpan Refrigerant Brine Type : Fixed roof Bahan : Stainless Steel SA-240 Grade M Type 316 Dasar perhitungan : Rate aliran = 5041,768 kgjam = 11115,01 lbjam = 266760,2 lbhari ρ = 0,947 gcm 3 = 59,1193 lbft 3 Waktu penyimpanan = 1 hari Massa Brine = 1 hari x 266760,2 lb hari = 266760,2 lb Volume Brine = 3 lbft 1193 , 9 5 lb 2 , 266760 = 4512,235 ft 3 Volume Brine dianggap menempati 80 volume tangki Volume tangki = 0,8 ft 4512,235 3 = 5640,294 ft 3 Mencari diameter tangki: Ls = 1,5 di Volume tangki = Ls di 4 2 1 tg . 24 di . 2 3 π + α π 5640,294 ft 3 = di 5 , 1 di 4 30 tg . 24 di . 2 o 3 π + π 5640,294 ft 3 = 0,2266di 3 + 1,1775di 3 5640,294 ft 3 = 1,4041di 3 di = 15,8964 ft = 191 in Universitas Sumatera Utara Menentukan tekanan design Pi : Volume Brine dalam shell = volume brine – volume conis = 4512,235 - o 2 30 24.tg π15,8964 = 4517,397 ft 3 Tinggi Brine dalam shell = 2 d 14 π shell dalam brine Volume ⋅ = 2 8964 , 15 . . 4 1 4517,397 π = 22,7727 ft Tekanan hidrostatik Ph = 144 1 22,7727 lbft 59,1212 144 1 H ρ 3 − = − = 8,9388 psi Tekanan design Pi = 8,9388 + 14,7 = 23,6388 psia = 23,6388 – 14,7 = 8,9388 psig Menentukan tebal silinder ts: Bahan : Stainless Steel SA-240 Grade M Type 316 f allowble : 18750 psi Brownell and Young, hal : 254 Faktor korosi C : 116 in Type pengelasan : double welded butt jointE = 0,8 Tekanan design Pi = 8,9388psig ts = C pi 0,6. 2f.E di . pi + − ts = 16 1 9388 , 8 . 6 , 8 , 18750 2 7579 , 190 9388 , 8 + − ts = 0,0466 x 16 16 ts = 0,11935 in ≈ 16 3 in Standarisasi do : do = di + 2.ts do = 191 + 2316 do = 191,375 in Dari tabel 5-7 Brownell and Young, hal : 90 didapat harga : Universitas Sumatera Utara do = 192 icr = 11,5 r = 170 Menentukan harga di baru : di = do - 2.ts di = 192 – 2 316 di = 191,625 in = 15,9687 ft Cek hubungan Ls dengan di Volume tangki = Ls di 4 π 30 24.tg π.di 2 o 3 + 5640,294 ft 3 = Ls 15,9687 4 π 30 24.tg π.15,9687 2 o 3 + 5640,294 ft 3 = -83,1744 + 200,1758 Ls Ls = 28,5922 ft di Ls = 15,9687 28,5922 = 1,7905 1,5 memenuhi Menentukan tebal tutup atas berbentuk conis thb = C 30 cos pi . 6 , E . f 2 di . pi o + − thb = 16 1 30 cos 9388 , 8 6 , 8 , 18750 2 625 , 167 9388 , 8 + − o thb = 0,11962 ≈ 16 3 in Menentukan tinggi storage : Tinggi shell = Ls = 28,83874 ft = 343,1066 in Tinggi tutup atas berbentuk conis : tg 12 α = h 12.di h = α 12 tg d . 2 1 = o 30 tg 4 1215,896 h = 1,2465 ft = 14,9582 in Universitas Sumatera Utara Tinggi storage = tinggi shell + tinggi tutup atas = 28,8387 + 1,2465 = 29,8387 ft = 358,0648 in Spesifikasi storage :  Type : Fixed roof  Tinggi H : 358,0648 in  Bahan konstruksi : Stainless Steel SA-240 Grade M Type 316  Jumlah : 1 buah

3. Pompa Ke Tangki Penampung Sementara P-252

Fungsi : Untuk memompa Brine ke penampung sementara Type : Centrifugal pump Bahan konstruksi : Cast Iron Dasar Perhitungan : Rate aliran = 5041,768 kgjam = 11115,01 lbjam = 3,0875 lbdetik Densitas Brine = 0,947 gcm 3 = 59,1193 lbft 3 Viskositas μ Brine = 6,2 cp = 6,2 x 10 -3 kgm.s = 0,0042 lbft.dt Rate volumetrik Q f = 3 lbft 1193 , 9 5 lbdt 0875 , 3 = 0,052225 ft 3 dt Diasumsikan aliran fluida turbulen, maka diperoleh : ID opt = 3,9 Q f 0,45 x ρ 0,13 Peter Timmerhaus, pers. 15, hlm 892 ID opt = 3,9 0,05222 0,45 x 59,1193 0,13 = 1,7556 in = 0,1463 ft Standarisasi ID = 2 in Sch. 40 Geankoplis App. 5 hlm 892 Diperoleh : - OD = 2,375 in - ID = 2,067 in - A = 0,0233 ft 2 Laju aliran fluida V A area luas Q volumetrik rate V f = = 2 3 ft 0,0233 dt ft 0,05222 = 2,2414 ftdt Universitas Sumatera Utara Cek jenis aliran fluida dt lbft 0,0042 lbft 59,1193 ftdt 2,2414 ft 12 2,067 μ ρ V D N 3 Re ⋅ × × = ⋅ ⋅ = = Re N 5434,521 2100 Karena N Re 2100, maka jenis aliran fluida adalah turbulen. Mc. Cabe jilid II, hal. 47 Ditentukan bahan pipa cast iron ε = 2,6 x 10 -4 m Geankoplis 6 th , hal 88 Sehinggga : 0,004952 ft 2,06712 ftm 3,2808 x m 10 2,6 D ε 4 = ⋅ = − Dari Geankoplis 6 th , gb. 2.10.3 hlm 88 , didapat f Fanning friction factor f = 0,01 Menentukan panjang pipa : - Pipa lurus = 20 ft - Elbow, 90 o = 2 buah K f = 2 x 0,75 = 1,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Gate valve = 1 buah half open K f = 1 x 4,5 = 4,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Globe valve = 1 buah wide open K f = 1 x 6 = 6 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 K C =       − 1 2 A A 1 55 , Geankoplis 6 th pers. 2.10.16 hal 93 = 55 , 006 , 1 55 , =       − K ex = 2 2 1 A A 1       − Geankoplis 6 th pers. 2.10.15 hal 93 = 1 006 , 1 2 =       − ∑     + + + ∆ = 2 v K K K D L f 4 F 2 f c x Geankoplis 6 th pers. 2.10.18 hal 94 Universitas Sumatera Utara ∑       + + + + + = 2 2,2414 6 4,5 5 , 1 0,55 1 2,06712 20 0,01 4 F 2 = ∑ F 45,7037 lb f ftlb m Menentukan tenaga penggerak pompa. Berdasarkan pers. Bernoulli pers. 2.7.28, Geankoplis 6 th hlm 64 : W F P P z z g v v 2 1 S 1 2 1 2 2 av 1 2 av 2 = + ∑ + ρ − + − + − α W F P g g z g 2 v S c c 2 = + ∑ + ρ ∆ + ⋅ ∆ + ⋅ α ⋅ ∆ Direncanakan : - ∆z = 10 ft - ∆P =0 - ∆v = 2,2414 ftdt - α =1 Maka : -W S = 7037 , 45 428 , 62 2 , 32 8 , 9 10 2 , 32 1 2 2414 , 2 2 +       +       × +       × × W S = 48,8252 WHP = Tenaga penggerak 550 Q W f S ρ ⋅ ⋅ = 550 1193 , 59 0,05222 48,8252 × × = 0,274 Hp Kapasitas = 22,2 gallonmenit η effisiensi pompa = 45 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 η = WHP BHP 0,45 Hp 0,274 BHP = = 0,609 Hp η effisiensi motor = 80 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 Daya motor = η BHP = 8 , Hp 0,609 = 0,7613Hp ≈ 1 Hp Universitas Sumatera Utara Spesifikasi pompa :  Type : Centrifugal pump  Daya pompa : 1 Hp  Bahan konstruksi : Cast iron  Jumlah : 1 buah

4. Tangki Penampung Sementara F-253

Fungsi : Menampung Brine selama 1 hari Type : Silinder tegak dengan tutup bawah conis dan tutup atas datar. Bahan : Stainless Steel SA-240 Grade M Type 316 Dasar perhitungan : Rate aliran = 5041,768 kgjam = 11115,01 lbjam = 3,0875 lbdetik Densitas Brine = 0,947 gcm 3 = 59,1193 lbft 3 Viskositas μ Brine = 0,00305 lbft.dt Rate volumetrik = 3 lbft 59,1193 lbjam 11115,01 = 188,0098 ft 3 jam Waktu tinggal = 24 jam Volume Brine = Rate volumetrik x waktu tinggal = 188,0098 ft 3 jam x 24 jam = 4512,235 m 3 Direncanakan volume liquid = 80 volume tangki, sehingga : Volume tangki = 0,8 ft 4512,235 3 = 5640,294 ft 3 = 159,6203 m 3 Tangki berbentuk silinder dengan tutup bawah berbentuk conical : Volume tangki = Ls D 4 2 1 tan 24 D 2 3 × π + α × × π diasumsikan L =1,5 D Tutup membentuk sudut α = 60° Direncanakan tangki penampung berjumlah 1 buah, sehingga : 159,6203 m 3 = D 5 , 1 D 4 2 1 tan 24 D 2 3 × π + α × × π 159,6203 m 3 = 0,2267 D 3 + 1,1775 D 3 Universitas Sumatera Utara D = 4,84417 m Menentukan tinggi tangki penampung sementara : Tinggi shell = Ls = 1,5 x D = 1,5 x 4,8441 m = 7,2662 m Tinggi tutup bawah berbentuk conis : tg 12 α = h Di . 2 1 h = α 12 tg D . 2 1 = o 30 tg 124,8441 = 0,3781 m Tinggi tangki = tinggi shell + tinggi tutup bawah = 7,2662 m + 0,3781 m = 7,6443 m Spesifikasi tangki penampung sementara :  Type : Silinder tegak dengan tutup bawah conis dan tutup atas datar  Diameter D : 4,8441 m  Tinggi H : 7,6443 m  Bahan konstruksi : Stainless Steel SA-240 Grade M Type 316  Jumlah : 1 buah

5. Pompa Ke Refrigerator P-254

Fungsi : Untuk memompa Brine ke Refrigerator Type : Centrifugal pump Bahan konstruksi : Cast Iron Dasar Perhitungan : Rate aliran = 5041,768 kgjam = 11115,01 lbjam = 3,0875 lbdetik Densitas Brine = 0,947 gcm 3 = 59,1193 lbft 3 Viskositas μ Brine = 0,00305 lbft.dt Rate volumetrik Q f = 3 lbft 1193 , 9 5 lbdt 0875 , 3 = 0,05222 ft 3 dt Diasumsikan aliran fluida turbulen, maka diperoleh : Universitas Sumatera Utara ID opt = 3,9 Q f 0,45 x ρ 0,13 Peter Timmerhaus, pers. 15, hlm 892 ID opt = 3,9 0,05222 0,45 x 59,1193 0,13 = 1,7556 in = 0,1463 ft Standarisasi ID = 2 in Sch. 40 Geankoplis App. 5 hlm 892 Diperoleh : - OD = 2,375 in - ID = 2,067 in - A = 0,0233 ft 2 Laju aliran fluida V A area luas Q volumetrik rate V f = = 2 3 ft 0,0233 dt ft 0,05222 = 2,2414 ftdt Cek jenis aliran fluida dt lbft 0,00305 lbft 59,1193 ftdt 2,2414 ft 12 2,067 μ ρ V D N 3 Re ⋅ × × = ⋅ ⋅ = = Re N 7483,603 2100 Karena N Re 2100, maka jenis aliran fluida adalah turbulen. Mc. Cabe jilid II, hal. 47 Ditentukan bahan pipa cast iron ε = 2,6 x 10 -4 m Geankoplis 6 th , hal 88 Sehinggga : 0,004952 ft 2,06712 ftm 3,2808 x m 10 2,6 D ε 4 = ⋅ = − Dari Geankoplis 6 th , gb. 2.10.3 hlm 88 , didapat f Fanning friction factor f = 0,0095 Menentukan panjang pipa : - Pipa lurus = 20 ft - Elbow, 90 o = 2 buah K f = 2 x 0,75 = 1,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Gate valve = 1 buah half open K f = 1 x 4,5 = 4,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Globe valve = 1 buah wide open K f = 1 x 6 = 6 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 K C =       − 1 2 A A 1 55 , Geankoplis 6 th pers. 2.10.16 hal 93 Universitas Sumatera Utara = 55 , 006 , 1 55 , =       − K ex = 2 2 1 A A 1       − Geankoplis 6 th pers. 2.10.15 hal 93 = 1 006 , 1 2 =       − ∑     + + + ∆ = 2 v K K K D L f 4 F 2 f c x Geankoplis 6 th pers. 2.10.18 hal 94 ∑       + + + + + = 2 2,2414 6 4,5 5 , 1 0,55 1 2,06712 20 0,0095 4 F 2 = ∑ F 29,4053 lb f ftlb m Menentukan tenaga penggerak pompa. Berdasarkan pers. Bernoulli pers. 2.7.28, Geankoplis 6 th hlm 64 : W F P P z z g v v 2 1 S 1 2 1 2 2 av 1 2 av 2 = + ∑ + ρ − + − + − α W F P g g z g 2 v S c c 2 = + ∑ + ρ ∆ + ⋅ ∆ + ⋅ α ⋅ ∆ Direncanakan : - ∆z = 10 ft - ∆P =0 - ∆v = 2,2414 ftdt - α =1 Maka : -W S = 4053 , 29 428 , 62 2 , 32 8 , 9 10 2 , 32 1 2 2414 , 2 2 +       +       × +       × × W S = 32,5268 WHP = Tenaga penggerak 550 Q W f S ρ ⋅ ⋅ = 550 1193 , 59 0,05222 32,5268 × × = 0,18259 Hp Kapasitas = 22,2 gallonmenit Universitas Sumatera Utara η effisiensi pompa = 45 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 η = WHP BHP 0,45 Hp 0,18259 BHP = = 0,4057 Hp η effisiensi motor = 80 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 Daya motor = η BHP = 8 , Hp 0,4057 = 0,5072 Hp ≈ 1 Hp Spesifikasi pompa :  Type : Centrifugal pump  Daya pompa : 1 Hp  Bahan konstruksi : Cast iron  Jumlah : 1 buah

6. Pompa Ke Peralatan P-255

Fungsi : Untuk memompa Brine ke Peralatan Type : Centrifugal pump Bahan konstruksi : Cast Iron Dasar Perhitungan : Rate aliran = 5041,768 kgjam = 11115,01 lbjam = 3,0875 lbdetik Densitas Brine = 0,947 gcm 3 = 59,1193 lbft 3 Viskositas μ Brine = 0,0019 lbft.dt Rate volumetrik Q f = 3 lbft 1193 , 9 5 lbdt 0875 , 3 = 0,05222 ft 3 dt Diasumsikan aliran fluida turbulen, maka diperoleh : ID opt = 3,9 Q f 0,45 x ρ 0,13 Peter Timmerhaus, pers. 15, hlm 892 ID opt = 3,9 0,05222 0,45 x 59,1193 0,13 = 1,7556 in Standarisasi ID = 2 in Sch. 40 Geankoplis App. 5 hlm 892 Diperoleh : - OD = 2,375 in - ID = 2,067 in - A = 0,0233 ft 2 Universitas Sumatera Utara Laju aliran fluida V A area luas Q volumetrik rate V f = = 2 3 ft 0,0233 dt ft 5222 0,0 = 2,2414 ftdt Cek jenis aliran fluida dt lbft 0,0019 lbft 59,1193 ftdt 2,2414 ft 12 2,067 μ ρ V D N 3 Re ⋅ × × = ⋅ ⋅ = = Re N 12013,15 2100 Karena N Re 2100, maka jenis aliran fluida adalah turbulen. Mc. Cabe jilid II, hal. 47 Ditentukan bahan pipa cast iron ε = 2,6 x 10 -4 m Geankoplis 6 th , hal 88 Sehinggga : 0,004952 ft 2,06712 ftm 3,2808 x m 10 2,6 D ε 4 = ⋅ = − Dari Geankoplis 6 th , gb. 2.10.3 hlm 88 , didapat f Fanning friction factor f = 0,009 Menentukan panjang pipa : - Pipa lurus = 80 ft - Elbow, 90 o = 2 buah K f = 2 x 0,75 = 1,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Gate valve = 1 buah half open K f = 1 x 4,5 = 4,5 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 - Globe valve = 1 buah wide open K f = 1 x 6 = 6 Geankoplis 6 th tabel 2.10.1, hal 93 K C =       − 1 2 A A 1 55 , Geankoplis 6 th pers. 2.10.16 hal 93 = 55 , 006 , 1 55 , =       − K ex = 2 2 1 A A 1       − Geankoplis 6 th pers. 2.10.15 hal 93 = 1 006 , 1 2 =       − Universitas Sumatera Utara ∑     + + + ∆ = 2 v K K K D L f 4 F 2 f c x Geankoplis 6 th pers. 2.10.18 hal 94 ∑       + + + + + = 2 2,2414 6 4,5 5 , 1 0,55 1 2,06712 80 0,009 4 F 2 = ∑ F 76,0369 lb f ftlb m Menentukan tenaga penggerak pompa. Berdasarkan pers. Bernoulli pers. 2.7.28, Geankoplis 6 th hlm 64 : W F P P z z g v v 2 1 S 1 2 1 2 2 av 1 2 av 2 = + ∑ + ρ − + − + − α W F P g g z g 2 v S c c 2 = + ∑ + ρ ∆ + ⋅ ∆ + ⋅ α ⋅ ∆ Direncanakan : - ∆z = 10 ft - ∆P =0 - ∆v = 2,2414 ftdt - α =1 Maka : -W S = 0369 , 76 428 , 62 2 , 32 8 , 9 10 2 , 32 1 2 2414 , 2 2 +       +       × +       × × W S = 79,1584 WHP = Tenaga penggerak 550 Q W f S ρ ⋅ ⋅ = 550 1193 , 59 0,05222 79,1584 × × = 0,4443 Hp Kapasitas = 22,2 gallonmenit η effisiensi pompa = 45 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 η = WHP BHP 0,45 Hp 0,4443 BHP = = 0,9874 Hp η effisiensi motor = 80 Peter Timmerhaus, fig. 14.37 hal 520 Universitas Sumatera Utara Daya motor = η BHP = 8 , Hp 0,9874 = 1,2343 Hp ≈ 2 Hp Spesifikasi pompa :  Type : Centrifugal pump  Daya pompa : 2 Hp  Bahan konstruksi : Cast iron  Jumlah : 1 buah LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI Universitas Sumatera Utara Dalam pra rancangan pabrik kuprisulfat pentahidrat ini digunakan asumsi sebagai berikut: 1. Pabrik beroperasi selama 330 hari dalam setahun. 2. Kapasitas maksimum adalah 30.000 ton tahun 3. Perhitungan didasarkan pada harga perlatan tiba di pabrik atau purchased equipment delivered Timmerhaus et al, 2004. 4. Harga alat disesuaikan dengan nilai tukar dollar terhadap rupiah adalah : US 1 = Rp. 9500,- suara merdeka, 20 Oktober 2012

1. Modal Investasi Tetap Fixed Capital Investment

1.1 Modal Investasi Tetap Langsung MITL