Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh biaya variabel VC adalah sebesar Rp 3.247.572.852.740,-
Maka, Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel
= Rp 319.468.156.285,- + Rp 3.247.572.852.740,-
= Rp 3.567.041.009.020,-
10.3 Total Penjualan Total Sales
Penjualan diperoleh dari hasil penjualan produk tanin adalah sebesar Rp 404.867.502.980,- .Maka laba penjualan adalah sebesar Rp 113.362.900.834,-
10.4 Perkiraan RugiLaba Usaha
Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh: 1.
Laba sebelum pajak bruto = Rp 404.867.502.980,-
2. Pajak penghasilan PPh
= Rp 113.362.900.834 ,- 3.
Laba setelah pajak netto = Rp 291.504.602.146,-
10.5 Analisa Aspek Ekonomi 10.5.1 Profit Margin PM
Profit Margin adalah persentase perbandingan antara keuntungan sebelum pajak penghasilan PPh terhadap total penjualan.
PM =
penjualan total
pajak sebelum
Laba
100 PM =
512.000 3.971.908.
2.980 404.867.50
x 100 = 10,19
Dari hasil perhitungan diperoleh profit margin sebesar 10,19 , maka pra
rancangan pabrik ini memberikan keuntungan.
Universitas Sumatera Utara
10.5.2 Break Even Point BEP
Break Even Point adalah keadaan kapasitas produksi pabrik pada saat hasil penjualan hanya dapat menutupi biaya produksi. Dalam keadaan ini pabrik tidak
untung dan tidak rugi.
BEP = Variabel
Biaya Penjualan
Total Tetap
Biaya
100
BEP = 740
. 852
. 572
. 247
. 3
512.000 3.971.908.
6.285,- 319.468.15
x
100 = 44,10
Kapasitas produksi pada titik BEP = 44,10 x 27.775,584 tontahun
= 0,44 x 27.775,584 tontahun =
12.249.032 tontahun
Nilai penjualan pada titik BEP = 44,10 x Rp 3.971.908512.000,-
= Rp 1.751.611.653.790,-
Dari data feasibilities, Timmerhaus, 1991 : -
BEP 50 , pabrik layak feasible
- BEP
70 , pabrik kurang layak infeasible. Dari perhitungan diperoleh BEP = 44,10
, maka pra rancangan pabrik ini layak.
10.5.3 Return on Investment ROI
Return on Investment adalah besarnya persentase pengembalian modal tiap tahun dari penghasilan bersih.
ROI =
investasi modal
Total pajak
setelah Laba
100 ROI =
347.550,- 1.187.710.
2.146,- 291.504.60
x 100 = 24,54
Analisa ini dilakukan untuk mengetahui laju pengembalian modal investasi total dalam pendirian pabrik. Kategori resiko pengembalian modal tersebut adalah:
ROI
15 resiko pengembalian modal rendah.
15 ROI 45 resiko pengembalian modal rata-rata.
Universitas Sumatera Utara
ROI
45 resiko pengembalian modal tinggi. Dari hasil perhitungan diperoleh ROI sebesar 24,54 ; sehingga pabrik yang
akan didirikan ini termasuk resiko laju pengembalian modal rata – rata .
10.5.4 Pay Out Time POT
Pay Out Time adalah angka yang menunjukkan berapa lama waktu pengembalian modal dengan membandingkan besar total modal investasi dengan
penghasilan bersih setiap tahun. Untuk itu, pabrik dianggap beroperasi pada kapasitas penuh setiap tahun.
POT = 2454
, 1
x 1 tahun POT = 4,07 tahun
Dari hasil perhitungan, didapat bahwa seluruh modal investasi akan kembali setelah 5,33 tahun operasi.
10.5.5 Return on Network RON
Return on Network merupakan perbandingan laba setelah pajak dengan
modal sendiri.
RON = sendiri
Modal pajak
setelah Laba
100 RON =
8.530 712.626.20
2.146 291.504.60
x 100 RON = 40,90
10.5.6 Internal Rate of Return IRR
Internal Rate of Return merupakan persentase yang menggambarkan keuntungan rata-rata bunga pertahunnya dari semua pengeluaran dan pemasukan
besarnya sama. Apabila IRR ternyata lebih besar dari bunga riil yang berlaku, maka pabrik
akan menguntungkan tetapi bila IRR lebih kecil dari bunga riil yang berlaku maka pabrik dianggap rugi.
Universitas Sumatera Utara
Dari perhitungan Lampiran E diperoleh IRR = 46,17 sehingga pabrik akan menguntungkan karena lebih besar dari bunga bank saat ini sebesar 15 Bank
mandiri, 2009.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, Hasil Penelusuran : Pembuatan Tanin Dari Biji Pinang, LIPI, Jakarta, 2004.
Anonim, Export Indonesia, Badan Pusat Statistik, Medan, 2003. Anonim, Import Indonesia, Badan Pusat Statistik, Medan, 2003.
Anonim, Sumatera Utara, Badan Pusat Statistik Pertanian, Medan, 2003. Anonim, Indonesia, Badan Pusat Statistik, Medan, 2002
Anonim, “Manfaat Tanaman Pinang”. Balai Penelitian Kimia, Departemen Penelitian LIPTAN, Banjar Baru-Jakarta, 1992.
Banchero, “Introduction To Chemical Engenering”, Mc Graw Hill, Book, 1998. Brown, “Unit Operation” Modern Asia Edition, Jhon Willey and Soninc,New York,
1959. Brownell, L. E., Young, E. H., 1959, “Process Equipment Design”, Wilay Eastern
Ltd., New York, 1959. Foust, A. S., “Principles of Unit Operations”, 3
rd
Edition, Jhon Wiley and Sons, Inc, London, 1960.
Gaenkoplies, C.J, 1965, Process Heat Transfer, Mc Graw-Hill Book Company, New York, 1983.
George A. Burdock, “Handbook Flavor Ingredien”, Fourth Edition CRC Press, New York, 2002.
Kern, D. Q., 1965, “Process Heat Transfer”, Mc Graw-Hill Book Company, New York, 1950.
Levenspiel, Octave, 1999, Chemical Reaction Engineering, Jhon Wiley and Sons Inc, New York.
Larry and Baron. LW, “Process Chemistry for Water and Waste Water Treatment”, 1989.
Manullang, M. Alih Bahasa, 1982, Dasar-Dasar Marketing Modern, Edisi 1, Yogyakarta, Penerbit Liberty.
Masyarakat Perbaungan, Deli Serdang, 2008 McCabe Warren dkk. 1985. “Unit Operation of Chemical Engineering”.Mc.Graw-
Hill International Book Co. New York
Universitas Sumatera Utara
Metcalf and Eddy Inc, 1991, Wastewater Engineering Treatment Disposal and Reuse, Mc Graw-Hill Book Company, New York.
Mariama, manik, “Penentuan Kadar Tanin Pada Buah Pinang Muda dan Pinang tua” UNIMED, 1983.
Perda Sumatera Utara, 2000..
Perry, J.H. 1999. “Chemical Engineering Handbook”. Edisi 7, McGraw-Hill Book
Co. New York. Pinang. 2009. www.kompas.com
Rumokoi, M.M, “Pengruh Cara Ekstraksi dan Ukuran Buah Terhadap Kadar Tanin Buah Pinang”, Balai Penelitian Kelapa, Trubus, 1992.
Reklaitis, G.V., 1983, Introduction to Material and Energy Balance, Mc Graw-Hill Book Company, New York, 1983.
Rusjdi Muhammad, 2004, PPh Pajak Penghasilan, Jakarta : PT. Indeks Gramedia. SirihPinang. 2009. www. Perpustakaannegara Malaysia. com
Sybil P. Parker, “Encyclopedia of Chemintry”, McGraw Hill, New York, 1983. Tanin. 2009. www. Scienlab. Com
Tannic Acid. 2009. www. Thefreedictionary. com Timmerhaus, K. D., Peters, M.S., 2004, “Plant Design and Economics for Chemical
Engineer”, 5
th
edition, jhon Wiley and Sons Inc, New york. Thomas Brock, “ Bioetcnology o Texbook of Industries Mikrobiology”, Sinauser
Inc, Sunderland, USA, 1984. Vibriant, F.C, and C.E Dryen, “Chemichal Engeneering Plant Design”,4 Edition, Mc
Graw Hill Kogaskusha Ltd. 1959. Walas Stanley M. Chemical Process Equipment, United States of America : Butter
worth Publisher, 1988.
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA
Kapasitas Produksi : 27.775 tontahun dengan kemurnian 90
Dasar Perhitungan : 1 jam operasi
Satuan massa : kilogram
Satu tahun operasi : 300 hari
Satu hari operasi : 24 jam
Kapasitas produksi :
= jam
hari X
ton kg
X hari
tahun X
tahun ton
24 1
1000 300
1 775
. 27
= 3.857,720 kgjam
1. Ball Mill SR-103
Pada ball mill tidak ada perubahan jumlah massa pada setiap komponen F
12 tanin
= F
13 tanin
Tabel L.B-1 Neraca Massa Dalam Ball Mill SR-103 Komponen
Masuk kgjam Masuk kgjam
F
11
F
12
Tanin 3.694,420 3.694,420
Air 163,3 163,3
Total 3.857,720
3.857,720
F
12
Tanin Air
F
13
Tanin Air
Universitas Sumatera Utara
2. Rotary Cooler RC-101
Pada rotary cooler tidak ada perubahan massa F
10
= F
12
Tabel. LA-2 Neraca Masa Pada Rotary Cooler Komponen
Masuk kgjam Masuk kgjam
F
11
F
12
Tanin 3.694,420 3.694,420
Air 163,3 163,3
Total 3.857,720
3.857,720
3. Rotary Dryer DE-101
F
10
Tanin Air
F
12
Tanin Air
F
11
Air
F
10
Tanin Air
F
9
Tanin Air
Universitas Sumatera Utara
Neraca massa total : F
9
= : F
10
+ F
11
Diasumsikan efisiensi alat pada drier sebesar 90, jadi masih terdapat 10 air yang terikut pada produk utama tanin
Tanin = F
9 tanin
= 4.433,3156 kgjam F
9 tanin
= F
10 tanin
= 4.433,156 kgjam H
2
O F
9
H
2
O = 1.960 kgjam F
9
H
2
O = 0,1 X F
10
H
2
O F
10
H
2
O = 0,1 X 1.960 kgjam = 196kgjam F
11
H
2
O = 1.960 kgjam – 196 kgjam = 1.764 kgjam
Tabel. LA-3 Neraca Masa Pada Rotary Dryer Komponen
Masuk kgjam Keluar kgjam
F
8
F
10
F
11
Tanin 3.694,420 3.694,420
- Air 1.633,28
163,3 1.469,9
Total 5.327,7
5.327,7
4. Kondensor E-101
. Pada kondensor tidak ada perubahan massa
F
14
= F
15 F
14
Etanol Air
F
15
Etanol Air
Universitas Sumatera Utara
Tabel. LA-4 Neraca Masa Pada Condensor Komponen
Masuk kgjam Masuk kgjam
F
14
F
15
Etanol 39.999,74 39.999,74 Air 33,332
33,332
Total 40.033,072
40.033,072
5. Evaporator FE-101
Neraca massa total : F
8
= : F
9
+ F
14
Diasumsikan effisiensi alat adalah 98,semua etanol akan teruapkan kecuali tanin karena memiliki titik uap yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan etanol dan air.
Tanin F
8
W
tanin
= F
9
W
tanin
4.433,3156 kgjam = 4.433,3156 kgjam
Etanol F
8
W
etanol
= F
14
W
etanol
47.999,98 kgjam = F
14
W
etanol
F
14
W
etanol
= 47.999,98 kgjam
Air
F
8
Tanin Etanol
Air
F
9
Tanin Air
F
14
Etanol Air
Universitas Sumatera Utara
F
8
W
air
= 2F
14
W
air
2.000 kgjam = F
14
W
air
F
14
W
air
= 40 kgjam
Sehingga pada F
9
masih terdapat air yang terikut pada tanin F
9
W
air
= F
8
W
air
- F
14
W
air
= 2.000 kgjam – 40 kgjam = 1.960 kgjam
Tabel LA-5 Neraca massa pada evaporator
6. Tangki Pengendapan TT-103
Neraca massa total : F
7
= F
8
Tabel. LA-6 Neraca Massa pada tangki Pengendapan TP-01 Komponen
Masuk kgjam Keluar kgjam
F
8
F
14
F
9
Tanin 3.694,420 -
3.694,420 Etanol
39.999,74 39.999,74
- Air
1.666,6 33,332
1.633,268
Total 45.360,76
45.360,76
F
7
Tanin Etanol
Air F
8
Tanin Etanol
Air
Universitas Sumatera Utara
Komponen Masuk Kgjam
Keluar Kgjam F
7
F
8
Tanin 3.694,420 3.694,420
Etanol 39.999,74 39.999,74
Air 1.666,6 1.666,6
Total 45.360,76
45.360,76
7. Filter Press P-101
F
5
= F
6
+ F
7
F
5
=12.233,2844 kgjam + 54433,2956 kgjam F
5
= 66.666,58 kgjam
Komposisi pada alur F
6
Impuritis F
5
W
5 impuritis
= F
6
W
6 impuritis
12.233,2844 kgjam = F
6
W
6 impuritis
F
6
W
6 impuritis
=12.233,2844 kgjam W
6 impuritis
= 1
Komposisi pada alur F
7
Tanin
F
5
Tanin Etanol
Air Impuritis
F
7
Tanin Etanol
Air
F
6
Impuritis
Universitas Sumatera Utara
F
5
W
5 tanin
= F
7
W
7 tanin
4.433,3156 kgjam = 4.433,3156 F
6
W
1 6
kgjam F
7
W
1 7
= 4.433,3156 kgjam W
1 7
= 0,0814
Etanol F
5
W
5 etanol
= F
7
W
7 etanol
47.999,980 kgjam =47.999,980 kgjam
F
7
W
7 etanol
=47.999,980 kgjam W
7 etanol
= 0,881
Air F
5
W
5 air
= F
7
W
7 air
2000 kgjam =2000 F
7
W
air 7
F
7
W
7 air
= 2000 kgjam W
7 air
= 0,0367
Tabel LA.7 Neraca Massa Pada Filter Press
Komponen Masuk
kgjam Keluar kgjam
F
5
F
6
Dibuang Kepenampungan
limbah F
7
Tanin 3.694,420 - 3.694,420
Impuritis 10.194,379 10.194,379 -
Etanol 39.999,74 - 39.999,74 Air 1.666,6
- 1.666,6
Total 55.555,13
55.555,13
7. Tangki Ekstraktor TT-102
Universitas Sumatera Utara
Perbandingan bahan baku dengan pelarut = 1: 3 Rumokoi,1992 Komposisi biji pinang
Deptan LIPTAN,1992
Tanin = 26,6
Impuritis =
73,4 Umpan mauk ekstraktor
F
3
= Laju bahan baku masuk ke ekstraktor = 16.666,6 kgjam
Tanin
= 0,266 x 16.666,6 kgjam = 4.433,3156kgjam
Impuritis
= 0,734 x 16.666,6 kgjam = 12.333,328
Umpan masuk ke ekstraktor dari tangki etanol F
4
= 3 x F
3
= 3 x 16.666,6 = 49.999,98 kgjam
F
4
W
4 etanol
= 0,96 x 49.999,98 = 47.999,98kgjam
F
4
W
4 air
= 0,04 x 49.999,98 = 2000kgjam
Neraca massa total : F
3
+ F
4
= F
5
16.666,6 kgjam + 49.999,98 kgjam = F
5
66.666,58 kgjam = F
5
Komposisi pada alur F
5
Tanin F
3
W
3 tanin
= F
5
W
5 tanin
4.433,3156 kgjam = 4.433,3156 F
5
W
1 4
kgjam F
5
W
1 5
= 4.433,3156 kgjam
F
5
Impuritis Tanin
Etanol Air
F
4
Etanol Air
F
3
Impuritis Tanin
Universitas Sumatera Utara
W
1 5
= 0,0665
Impuritis F
3
W
3 impuritis
= F
5
W
5 impuritis
12.233,2844 kgjam = F
5
W
5 impuritis
F
5
W
5 impuritis
=12.233,2844 kgjam W
5 impuritis
= 0,1835
Etanol F
4
W
4 etanol
= F
5
W
5 etanol
47.999,980 kgjam =47.999,980 kgjam
F
5
W
5 etanol
=47.999,980 kgjam W
5 etanol
= 0,72
Air F
4
W
4 air
= F
5
W
5 air
2000 kgjam =2000 F
5
W
4 5
F
5
W
5 air
= 2000kgjam W
4 air
= 0,03
Tabel LA.8 Neraca massa pada ekstraktor Komponen
Masuk kgjam Keluar kgjam
F
3
F
4
F
5
Tanin 3.694,420 - 3.694,420
Impuritis 10.194,379 -
10.194,379 Etanol -
39.999,74 39.999,74
Air - 1.666,6
1.666,6
Total 55.555,13
55.555,13
8. Ball Mill SR-102
Universitas Sumatera Utara
Pada ball mill tidak ada perubahan jumlah komponen, hanya terjadi penghancuran biji pinang menjadi serbuk pinang
F
2 tanin
= F
3 tanin
F
2 impuritis
= F
3 impuritis
9. Hammer Crusher SR-101
Pada hammer crusher tidak ada perubahan jumlah komponen, hanya terjadi pemotongan biji pinang
F
1 tanin
= F
2 tanin
F
1 impuritis
= F
2 impuritis
LAMPIRAN B
F
2
Impuritis Tanin
F
3
Impuritis Tanin
F
1
Impuritis Tanin
F
2
Impuritis Tanin
Universitas Sumatera Utara
PERHITUNGAN NERACA ENERGI
Basis Perhitungan : 1 jam operasi
Suhu referensi : 25
o
C = 298 K Suhu lingkungan
: 30
O
C = 303 K Satuan Perhitungan
: kkaljam
Diketahui :
Cp tanin jmol K = 18,4991 + 13,34458x 10
-2
– 0,8428 x10
-4
T
2
+ 2,0206 x10
-8
T
3
Perry, 1984
Kalor laten Etanol
= 201,1854 kkalkg Reklaitis, 1983
Cp etanol liquid = 0,670 kkalmol Geankoplis,1983
Cp etanol uap
= 0,505 kkalkg Geankoplis, 1983
Cp air = 1 kkalkg Geankoplis, 1983
Cp impuritis
= 0,54 kkalkg Perry, 1984
1. Hammer Crusher SR-101
Pada hammer crusher tidak ada perubahan jumlah energi pada setiap komponen, Q
1 tanin
= Q
2 tanin
Q
1 impuritis
= Q
2 impuritis
2.
Ball Mill SR-102
Pada ball mill tidak ada perubahan jumlah energi pada setiap komponen, hanya
Q
1
Impuritis Tanin
Q
2
Impuritis Tanin
Q
2
Impuritis Tanin
Q
3
Impuritis Tanin
Universitas Sumatera Utara
Q
2 tanin
= Q
3 tanin
Q
2 impuritis
= Q
3 impuritis
3. Tangki Ekstraktor TT-102
Energi Masuk
Pada Alur 3 a.
Tanin Cp
Tanin
=
K K
dT T
x T
x T
x
303 298
3 8
2 4
2
10 0206
, 2
10 8428
, 10
3458 ,
13 4991
, 18
=
18,4991 5 + 298
303 2
10 3458
, 13
2 2
2
x -
298 303
3 10
8428 ,
3 3
4
x +
298 303
4 10
0206 ,
2
4 4
8
x = 92,2455 + 200,45065 – 38,05340 + 2,74166
=257,45441Jmol =
0,061789kkalmol Q
3 Tanin
= N
3 Tanin
K K
Tanin
dT Cp
303 298
=
K K
Tanin Tanin
Tanin
dT Cp
BM F
303 298
3
= jam
kkal kmol
mol x
mol kkal
x jam
kmol 96
, 609
. 1
1 1000
061789 ,
605 ,
2
b. Impuritis
Q
3
T= 30
o
C
Tanin Impuritis
Q
4
T= 75
o
C
Tanin Impuritis
Etanol Air
Steam T= 130
o
C Q
3
T= 30
o
C
Etanol Air
Universitas Sumatera Utara
Q
3 Impuritis
= m x Cp x dT = 12.233,844 kgjam x 0,54 kkalkg
o
C 30 -25
o
C = 27.524,8233 kkaljam
Total Q
masuk
pada alur 3 = 29.134,7833 kkaljam
Pada Alur 4 a. Etanol
= 39.999,74 kgjam x0,670 kkalkg
o
C 30-25
o
C = 133.999,933 kkaljam
b. Air
Q
4 Air
= m x Cp x dT = 1.666,6 kgjam x 1 kkalkg
o
C 30 -25
o
C = 8.333 kkaljam
Total Q
masuk
pada alur 4 = 142.332,933 kkaljam
Total Q
masuk
= 29.134,7833 kkaljam +142.332,933 kkaljam = 171.476,7213 kkaljam
Energi Keluar
Pada Alur 5 a.
Tanin Cp
Tanin
=
K K
dT T
x T
x T
x
348 298
3 8
2 4
2
10 0206
, 2
10 8428
, 10
3458 ,
13 4991
, 18
=
18,4991 50 + 298
348 2
10 3458
, 13
2 2
2
x -
298 348
3 10
8428 ,
3 3
2
x +
298 348
4 10
0206 ,
2
4 4
8
x = 92,2455 + 2.155,3467 – 440,52032 + 34,24931
= 2.671,53069 Jmol =
0,064117kkalmol
Q
5 Tanin
= N
5 Tanin
K K
Tanin
dT Cp
348 298
Universitas Sumatera Utara
=
K K
Tanin Tanin
Tanin
dT Cp
BM F
348 298
5
= jam
kkal kmol
mol x
mol kkal
x jam
kmol 247
, 670
. 1
1 1000
064117 ,
605 ,
2
b. Impuritis
Q
5 Impuritis
= m x Cp x dT = 10.194,379 kgjam x 0,54 kkalkg
o
C 75 -25
o
C = 275.248,233 kkaljam
c. Etanol
Q
5 Etanol
= 39.999,74 kgjam x 0,670 kkalkg
o
C 75-25
o
C = 1.339.9991,29 kkaljam
d. Air
Q
5 Air
= m x Cp x dT = 1.666,6 kgjam 1 kkalkg
o
C 75 -25
o
C = 83.330 kkaljam
Total Q
keluar
pada alur 5 = 1.670,247 kkaljam + 275.248,233 kkaljam +
1.339.991,29 kkaljam + 8.333 kkaljam = 1.625.242,77 kkaljam
Total Q
steam
= Q
keluar
- Q
masuk
= 1.625.242,77 kkaljam – 171.476,7213 kkaljam = 1.453.766.0487 kkaljam
Jadi energi yang dihasilkan oleh steam pada alur masuk sebesar 1.453.766,049 kkaljam
Sebagai media pemanas digunakan steam pada suhu 130
o
C
C
o
130
= 2.716,484 kjkg
Reklaitis, 19760 = 2.716,484 kjkg x
kg kj
kg kkal
184 ,
4 1
= 649,255 kkalkg maka laju steam yang dibutuhkan
Universitas Sumatera Utara
Q
Steam
= kg
kkal jam
kkal 255
, 649
049 ,
766 .
453 .
1 = 2.239,1295 kgjam
Tabel LB.1 Neraca Energi Dalam Ekstraktor Komponen
Energi Masuk kkljam Energi Keluar kkljam
Alur F
3
Alur F
4
Alur F
5
Tanin Impuritis
Etanol Air
Steam 1.609,6
29.134,783 -
- 133.999,933
83.330 1.670,247
275.248,233 1.339.991,29
83.330 1.453.766,048
Total 1.700.239,77
1.700.239,77
5. Filter Press P-101
Pada filter press tidak ada perubahan energi Q
5
= Q
6
+ Q
7
Tabel LB.2 Neraca Energi Dalam Filter Press
Q
5
T=75
o
C Tanin
Etanol Air
Impuritis Q
7
Tanin Etanol
Air T=75
o
C
Q
6
T = 75
o
C Impuritis
Universitas Sumatera Utara
Komponen Energi Masuk kkljam
Energi Keluar kkljam Alur F
3
Alur F
4
Alur F
5
Tanin Impuritis
Etanol Air
Steam 1.609,6
29.134,783 -
- 133.999,933
83.330 1.670,247
275.248,233 1.339.991,29
83.330 1.453.766,048
Total 1.700.239,77
1.700.239,77
6. Tangki Pengendapan TT-102
Energi Masuk
Pada Alur 7 a.
Tanin Cp
Tanin
=
K K
dT T
x T
x T
x
348 298
3 8
2 4
2
10 0206
, 2
10 8428
, 10
3458 ,
13 4991
, 18
=
18,4991 50 + 298
348 2
10 3458
, 13
2 2
2
x -
298 348
3 10
8428 ,
3 3
2
x +
298 348
4 10
0206 ,
2
4 4
8
x = 92,2455 + 2.155,3467 – 440,52032 + 34,24931
Q
7
Tanin Etanol
Air T= 75
o
C Q
8
Tanin Etanol
Air T= 30
o
C Air
pendingin buangan
40
o
C Air Pendingin
T= 25
o
C
Universitas Sumatera Utara
= 2.671,53069 Jmol = 0,064117 kkalmol
Q
7 Tanin
= N
7 Tanin
K K
Tanin
dT Cp
348 298
=
K K
Tanin Tanin
Tanin
dT Cp
BM F
348 298
7
= jam
kkal kmol
mol x
mol kkal
x jam
kmol 247
, 670
. 1
1 1000
064117 ,
605 ,
2
b. Impuritis
Q
7 Impuritis
= m x Cp x dT = 10.194,379 kgjam x 0,54 kkalkg
o
C 75 -25
o
C = 275.248,233 kkaljam
c. Etanol
Q
7 Etanol
= 39.999,74 kgjam x 0,670 kkalkg
o
C 75-25
o
C = 1.339.991,29 kkaljam
d. Air
Q
7 Air
= m x Cp x dT = 1.666,6 kgjam 1 kkalkg
o
C 75 -25
o
C = 83.330 kkaljam
Total Q
masuk
pada alur 7 = 1.670,247 kkaljam + 275.248,233 kkaljam +
1.339.991,29 kkaljam + 83.330 kkaljam = 1.700.239,77 kkaljam
Energi Keluar
Pada Alur 8 a.
Tanin Cp
Tanin
=
K K
dT T
x T
x T
x
303 298
3 8
2 4
2
10 0206
, 2
10 8428
, 10
3458 ,
13 4991
, 18
Universitas Sumatera Utara
=
18,4991 5 + 298
303 2
10 3458
, 13
2 2
2
x -
298 303
3 10
8428 ,
3 3
4
x +
298 303
4 10
0206 ,
2
4 4
8
x = 92,2455 + 200,52065 – 38,05340 + 2,74166
= 257,45441 Jmol = 0,061789 kkalmol
Q
8 Tanin
= N
8 Tanin
K K
Tanin
dT Cp
303 298
=
K K
Tanin Tanin
Tanin
dT Cp
BM F
303 298
8
= jam
kkal kmol
mol x
mol kkal
x jam
kmol 960
, 160
1 1000
061789 ,
605 ,
2
b. Etanol
Q
8 Etanol
= m x Cp x dT = 39.999,74 kgjam x 0,670 kkalkg
o
C 30 -25
o
C =133.999,129
kkaljam c.
Air Q
8 Air
= m x Cp x dT = 1.666,6 kgjam 1 kkalkg
o
C 30 -25
o
C = 8.333 kkaljam
Total Q
keluar
pada alur 8 = 142.493,150 kkaljam
Panas yang diserap Total Q
diserap
= Q
keluar
– Q
masuk
= 142.493,150 kkaljam –1.700.239,77 kkaljam = -1.557.746,619 kkaljam
Jadi, energi yang diserap oleh air pendingin pada alur keluar sebesar -1.557.746,619 kkaljam.
Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan : Kondisi masuk air pendingin pada T= 25
o
C Kondisi air pendingin keluar T = 40
o
C
Universitas Sumatera Utara
H 25 C = 104,8 kJkg
H 40 C = 167,4 kJkg
= H 25 C – H 40
C = 104,8 – 167,4
= -62,5 kJkg Jumlah air pendingin yang diperlukan m = Q
= kg
kJ jam
kJ 5
, 62
619 ,
746 .
557 .
1
= 24.923,945
kgjam
Tabel LB- 3 Neraca Energi Dalam Tangki Pengendapan
Komponen Panas Masuk
kkaljam Panas Keluar kkaljam
Alur Q
7
Alur Q
8
Tanin Etanol
Air Q
diserap
1.670,247 1.339.991,29
83.330 -
160,960 133.999,129
8.333 1.557.746,619
Total 142.493,089
142.493,089
7. Evaporator FE-101
Q
8
T = 30
o
C Tanin
Etanol Air
Q
9
T =85
o
C Tanin
Air Q
14
T= 85
o
C Etanol
Air Steam
masuk T=130
o
C
Universitas Sumatera Utara
Energi Masuk
Pada Alur 8 a.
Tanin Cp
Tanin
=
K K
dT T
x T
x T
x
303 298
3 8
2 4
2
10 0206
, 2
10 8428
, 10
3458 ,
13 4991
, 18
=
18,4991 5 + 298
303 2
10 3458
, 13
2 2
2
x -
298 303
3 10
8428 ,
3 3
4
x +
298 303
4 10
0206 ,
2
4 4
8
x = 92,2455 + 200,52065 – 38,05340 + 2,74166
= 257,45441 Jmol = 0,061789 kkalmol
Q
8 Tanin
= N
8 Tanin
K K
Tanin
dT Cp
303 298
=
K K
Tanin Tanin
Tanin
dT Cp
BM F
303 298
8
= jam
kkal kmol
mol x
mol kkal
x jam
kmol 960
, 160
1 1000
061789 ,
605 ,
2
b. Etanol
Q
8 Etanol
= m x Cp x dT = 39.999,74 kgjam x 0,670 kkalkg
o
C 30 -25
o
C =133.999,129
kkaljam c.
Air Q
8 Air
= m x Cp x dT = 1.666,6 kgjam 1 kkalkg
o
C 30 -25
o
C = 8.333 kkaljam
Total Q
masuk
pada alur 8 = 142.493,089 kkaljam
Energi Keluar
Pada Alur 9 a.
Tanin
Universitas Sumatera Utara
Cp
Tanin
=
K K
dT T
x T
x T
x
358 298
3 8
2 4
2
10 0206
, 2
10 8428
, 10
3458 ,
13 4991
, 18
=
18,4991 60 + 298
353 2
10 3458
, 13
2 2
2
x -
298 353
3 10
8428 ,
3 3
4
x +
298 353
4 10
0206 ,
2
4 4
8
x = 1.109,946 + 2626,453 – 313,476 + 43,139
= 3.379,78 Jmol = 0,8111 kkalmol
Q
9 Tanin
= N
9 Tanin
K K
Tanin
dT Cp
358 298
=
K K
Tanin Tanin
Tanin
dT Cp
BM F
358 298
9
= jam
kkal kmol
mol x
mol kkal
x jam
kmol 915
, 112
. 2
1 1000
8111 ,
605 ,
2
b. Air
Q
9 Air
= m x Cp x dT = 1.626,6 kgjam 1 kkalkg
o
C 85 -25
o
C = 97.596 kkaljam
Total Q
keluar
pada alur 9 = 2.112,915 kkaljam + 97.596 kkaljam
= 99.708,915
kkljam Pada Alur 14
a. Etanol
Q
14 Etanol
= m x Cp x dT + m x
Etanol
= 39.999,74 kgjam x 0,505 kkalkg
o
C 85 -25
o
C + 39.999,74 kgjam x 204,26 kkalkg
= 1.211.992,122 kkaljam + 8.170.346,892 kkaljam = 9.382.339,014 kkaljam
d. Air
Q
14 Air
= m x Cp x dT + m x
Air
= 40 kgjam 1 kkalkg
o
C 85 -25
o
C + 40 kgjam 633,80 kkaljam
Universitas Sumatera Utara
= 2400 kkaljam + 25.352,04 kkalkg = 27.752,065 kkaljam
Total Q
keluar
pada alur 14 = 9.382.339,014 kkaljam + 27.752,065 kkaljam
= 9.410.090,079 kkaljam Total Q
keluar
= 99.708,915 kkaljam + 9.410.090,079 kkaljam = 9.509.799,994 kkaljam
Total Q
steam
= Q
keluar
- Q
masuk
= 9.509.799,994 kkaljam – 142.493,089 kkaljam = 9.367.306,905 kkaljam
Jadi energi yang dihasilkan oleh steam pada alur masuk sebesar 9.367.306,905 kkaljam
H130
o
C = 2.716,484 kJkg H
85
o
C = 355,856 kJkg = H 130
C – H 85 C
= 2.716,484 - 355,856 = 2.360,628 kJkg x
kg kj
kg kkal
184 ,
4 1
= 564,203 kkalkg maka laju steam yang dibutuhkan :
Q
Steam
= kg
kkal jam
kkal 203
, 564
905 ,
306 .
367 .
9
= 1.804,542 kgjam
Tabel LB- 4 Neraca Energi Dalam Evaporator
Komponen Panas Masuk
kkaljam Panas Keluar kkaljam
Alur Q
8
Alur Q
9
Alur Q
14
Tanin Etanol
Air Q
steam
160,960 133.999,129
8.333 1.475.205,979
2.112,915 -
97.596 -
1.514.990,153 3.000
Total 1.617.699,068
1.617.699,068
Universitas Sumatera Utara
8. Kondensor E-101
.
Energi Masuk
Pada Alur 14 a.
Etanol Q
14 Etanol
= m x Cp x dT + m x
Etanol
= 39.999,74 kgjam x 0,505 kkalkg
o
C 85 -25
o
C + 39.999,74 kgjam x 204,26 kkalkg
= 1.211.992,122 kkaljam + 8.170.346,892 kkaljam = 9.382.339,014 kkaljam
b. Air
Q
14 Air
= m x Cp x dT + m x
Air
= 40 kgjam 1 kkalkg
o
C 85 -25
o
C + 40 kgjam 633,80 kkaljam = 2400 kkaljam + 25.352,04 kkaljam
= 27.752,065 kkaljam Total Q
masuk
pada alur 14 = 9.382.339,014 kkaljam + 27.752,065 kkaljam
= 9.410.090,079 kkaljam
Energi Keluar
a. Etanol
Q
15 Etanol
= m x Cp x dT + m x
Etanol
= 39.999,74 kgjam x 0,505 kkalkg
o
C 30 -25
o
C + 39.999,74 kgjam x 201,1854 kkalkg
Q
14
T = 85
o
C Etanol
Air uap
Q
15
T= 30
o
C Etanol
Air cair
Air Pendingin T= 25
o
C
Air Pendingin
buangan T = 40
o
C
Universitas Sumatera Utara
= 100.999,3435 kkaljam + 8.047.363,692 kkaljam = 8.148.363,036 kkaljam
b. Air
Q
15 Air
= m x Cp x dT + m x
Air
= 40 kgjam 1 kkalkg
o
C 30 -25
o
C + 40 kgjam x 30,043 kkalkg = 200 kkaljam + 1201,7208 kkalkg
= 1.401,7208 kkalkg Total Q
keluar
pada alur 15 = 8.148.363,036 kkaljam + 1.401,7208 kkaljam
= 8.149.764,756
kkaljam Panas yang diserap
Total Q
diserap
= Q
keluar
– Q
masuk
= 8.149.764,756 kkaljam – 9.410.091,079 kkaljam = -1.260.326,323 kkaljam
Jadi, energi yang diserap oleh air pendingin pada alur keluar sebesar -1.260.326,323 kkaljam.
Jumlah air pendingin yang dibutuhkan : Kondisi masuk air pendingin pada T = 25
o
C Kondisi air pendingin keluar T = 40
o
C H 25
C = 104,8 kJkg H 40
C = 167,4 kJkg = H 25
C – H 40 C
= 104,8 – 167,4 = -62,5 kJkg
Jumlah air pendingin yang diperlukan m = Q =
kg kJ
jam kJ
5 ,
62 323
, 326
. 260
. 1
= 13.331,65
kgjam
Universitas Sumatera Utara
Tabel LB- 5 Neraca Energi Dalam Kondensor
Komponen Panas Masuk
kkaljam Panas Keluar kkaljam
Alur Q
14
Alur Q
15
Etanol Air
Q
diserap
1.514.990,153 3.000
- 100.999,343
200 1.416.790,81
Total 1.517.990,153
1.517.990,153
9. Rotary Dryer DE-101
Energi Masuk
Pada Alur 9 a.
Tanin Cp
Tanin
=
K K
dT T
x T
x T
x
358 298
3 8
2 4
2
10 0206
, 2
10 8428
, 10
3458 ,
13 4991
, 18
=
18,4991 60 + 298
353 2
10 3458
, 13
2 2
2
x -
298 353
3 10
8428 ,
3 3
4
x +
298 353
4 10
0206 ,
2
4 4
8
x = 1.109,946 + 2626,453 – 313,476 + 43,139
Universitas Sumatera Utara
= 3.379,78 Jmol = 0,8111 kkalmol
Q
9 Tanin
= N
9 Tanin
K K
Tanin
dT Cp
303 298
=
K K
Tanin Tanin
Tanin
dT Cp
BM F
303 298
9
= jam
kkal kmol
mol x
mol kkal
x jam
kmol 915
, 112
. 2
1 1000
8111 ,
605 ,
2
b. Air
Q
9 Air
= m x Cp x dT = 1.633,28 kgjam 1 kkalkg
o
C 85 -25
o
C = 97.997 kkaljam
Total Q
masuk
pada alur 9 = 2.112,915 kkaljam + 97.997 kkaljam
= 100.109,915
kkaljam
Energi Keluar
Pada Alur 10 a.
Tanin Cp
Tanin
=
K K
dT T
x T
x T
x
373 298
3 8
2 4
2
10 0206
, 2
10 8428
, 10
3458 ,
13 4991
, 18
=
18,4991 75 + 298
373 2
10 3458
, 13
2 2
2
x -
298 373
3 10
8428 ,
3 3
4
x +
298 373
4 10
0206 ,
2
4 4
8
x = 1. 387,432+ 3.358,136 – 714,456 + 57,944
= 3.973,168 Jmol = 0,953 kkalmol
Q
10 Tanin
= N
9 Tanin
K K
Tanin
dT Cp
373 298
=
K K
Tanin Tanin
Tanin
dT Cp
BM F
373 298
9
Universitas Sumatera Utara
= jam
kkal kmol
mol x
mol kkal
x jam
kmol 565
, 482
. 2
1 1000
953 ,
605 ,
2
b. Air
Q
10 Air
= m xCp x dT = 163,3 kgjam x 1 kkalkg
o
C 100-25
o
C = 12.247,5 kkaljam
Total Q
keluar
pada alur 10 = 2.482,565 kkaljam + 12.247,5 kkaljam = 14.730,065 kkaljam
Energi Keluar
Pada Alur 11 Air
= m xCp x dT = 1.469,9 kgjam x 1 kkalkg
o
C 100-25
o
C = 110.242,5 kkaljam
Total Q
keluar
= 14.730,065 kkaljam +110.242,5 kkaljam = 124.972,565 kkaljam
Entalphi udara dihitung dengan persamaan: H = 0,24 t + w 1060,8 + 0,45 t
Dimana : w = humidity udara Temperatur udara masuk ke heater udara 30
o
C 86
o
F H = 0,24 86 -77 + 0,019 1060,8 + 0,45 86-77
H = 2,16 + 20,232 H = 22,392
Temperatur udara keluar heater sebesar 100
o
C 212
o
F H = 0,24 212 – 77 + 0,019 1069,8 + 0,45 212-77
H = 67,131Btulb Misalkan : kebutuhan udara = X lb
Panas udara keluar heater = masuk drier = 67,131 X Btu Panas udara masuk heater = keluar drier = 22,392.Xbtu
Panas masuk drier = panas umpan masuk + panas udara masuk
Universitas Sumatera Utara
= 100.109,915 + 67,131 X Btu Panas keluar drier = panas umpan keluar + panas udara keluar
= 124.972,565 + 22,392 X Btu Neraca energi pada drier :
Panas masuk = panas keluar 100.109,915 + 67,131. XBtu = 124.972,565 + 22,392.XBtu
X = 1131,191 Qudara masuk Q
o
= 67,131 XBtu = 75937,98302 Btu = 18364,709 kkaljam Qudara keluar Q
i
= 22,392 XBtu = 47170,835 Btu = 11404,941 kkaljam Q
s
= Q
o
+ Qi = 24.862,65 kkaljam
Kondisi superheated steam P = 1 atm, T = 130
o
C T keluar
= 100
o
C Cp H
2
O = 1 kkalkg
o
C
= 2733,730 kJKg = 653,377 kkalkg Smith,1987 Steam yang dibutuhkan :
kg kkal
jam kkal
m 377
, 653
65 ,
862 .
24
= 38,052 kgjam
Tabel LB- 6 Neraca Energi Dalam Rotary Dryer
Komponen Panas Masuk
kkaljam Panas Keluar
kkaljam Alur Q
9
Alur Q
10
Alur Q
11
Tanin Air
Q
s
2.112,915 97.997
24.862,65 2.482,56
12.247,5 -
- 110.242,5
-
Total 124.972,565
124.972,565
Universitas Sumatera Utara
8. Rotary Cooler RC-101
Energi Masuk Pada alur 10
a.
Tanin Cp
Tanin
=
K K
dT T
x T
x T
x
373 298
3 8
2 4
2
10 0206
, 2
10 8428
, 10
3458 ,
13 4991
, 18
=
18,4991 75 + 298
373 2
10 3458
, 13
2 2
2
x -
298 373
3 10
8428 ,
3 3
4
x +
298 373
4 10
0206 ,
2
4 4
8
x = 1. 387,432+ 3.358,136 – 714,456 + 57,944
= 3.973,168 Jmol = 0,953 kkalmol
Q
10 Tanin
= N
10 Tanin
K K
Tanin
dT Cp
373 298
=
K K
Tanin Tanin
Tanin
dT Cp
BM F
373 298
10
= jam
kkal kmol
mol x
mol kkal
x jam
kmol 565
, 482
. 2
1 1000
953 ,
605 ,
2
b. Air
Q
10 Air
= m xCp x dT = 163,3 kgjam x 1 kkalkg
o
C 100-25
o
C = 12.247,5 kkaljam
Air pendingin
T= 25
o
C
Q
10
T= 100
o
C Tanin
Air Q
12
T= 30
o
C Tanin
Air
Air Pendingin
buangan T =40
o
C
Universitas Sumatera Utara
Total Q
masuk
pada alur 10 = 2.482,565 kkaljam + 12.247,5 kkaljam = 14.730,065 kkaljam
Energi Keluar
Pada Alur 12 a.
Tanin Cp
Tanin
=
dT T
x T
x T
x
K K
10 0206
, 2
10 8428
, 10
3458 ,
13 499
, 18
3 8
2 4
2 303
298
= 18,4991 303-298 +
298 303
2 10
3458 ,
13
2
x
5 4
10 0206
, 2
5 3
10 8428
,
4 8
2
x
x = 257,45441 Jmol
= 0,061789 kkalmol Q
12 Tanin
= N
12 Tanin
K K
Tanin
dT Cp
303 298
=
K K
Tanin Tanin
Tanin
dT Cp
BM F
303 298
12
= 2,605
jam kkal
kmol mol
x mol
kkal x
jam kmol
960 ,
160 1
1000 061789
,
b. Air
Q
12 Air
= m x Cp x dT = 163,3 kgjam x 1kkalkg
o
C 30-25
o
C = 816.5 kkaljam
Total Q
keluar
pada alur 12 = 160,960 kkaljam + 816.5 kkaljam = 977,46 kkaljam
Q
diserap
= Q
keluar –
Q
masuk
= 977,46 kkaljam – 14.730,065 kkaljam = -13.752,605 kkaljam
Universitas Sumatera Utara
Jadi, energi yang diserap oleh air pendingin pada alur keluar sebesar -13.752,605 kkaljam.
Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan : Kondisi masuk air pendingin pada T= 20
o
C Kondisi air pendingin keluar T = 40
o
C
H 25 C = 104,8 kJkg
H 40 C = 167,4 kJkg
= H 25 C – H 40
C = 104,8 – 167,4
= -62,5 kJkg
Jumlah air pendingin yang diperlukan m = Q =
kg kJ
jam kJ
5 ,
62 605
, 752
. 13
= 220,041
kgjam
Tabel L.B-7 Neraca Energi Dalam Rotary Cooler
Komponen Panas Masuk
kkaljam Panas Keluar
kkaljam Alur Q
10
Alur Q
12
Tanin Air
Q
diserap
2.482,565 12.247,5
- 160,960
816,5 13.752,605
Total 14.730,065
14.730,065
Universitas Sumatera Utara
9. Ball Mill SR-103
Pada ball mill tidak ada perubahan jumlah energi pada setiap komponen, hanya Q
12 tanin
= Q
13 tanin
Tabel L.B-7 Neraca Energi Dalam Ball Mill SR-103
Komponen Panas Masuk
kkaljam Panas Keluar
kkaljam Alur Q
12
Alur Q
13
Tanin Air
160,960 816,5
160,960 816,5
Total 977,46
977,46
Q
12
Tanin Air
Q
13
Tanin Air
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT
L.C.1 Gudang Bahan Baku GBB
Fungsi : sebagai tempat persediaan bahan baku. Laju alir masuk biji pinang G = 13.888,8 kgjam
Lampiran A Densitas biji pinang
= 0,32656 kgliter
Effendi, dkk = 326,56 kgm
3
Lama penyimpanan
= 7 hari = 168 jam
Faktor kelonggaran, fk = 20
Perry,1984
Jumlah gudang yang akan direncanakan sebanyak 1 unit dengan desain sebagai berikut :
Tinggi h
= 15 m
Panjang = 2 XL
Volume gudang V =
h L
V
= 2 x L x L x 15 V
= 30L
2
Volume bahan, Vb =
G
= 56
, 326
8 ,
888 .
13 = 425,306 m
3
jam Volume bahan dalam gudang untuk 7 hari
V =
1 fk
Vb
= 425,306 x 168 x 1 + 0,2
= 85.741,689
m
3
Sehingga diperoleh : 85.741,689
= 30 L
2
Universitas Sumatera Utara
L
2
= 2.858,056
L = 53,460 meter
Maka, P
= 2 xL = 2 x 53,460
= 106,920
Diperoleh spesifikasi gudang bahan baku :
Konstruksi yang diinginkan pondasi beton dengan dinding batu dan atap seng
Tinggi gudang = 15 m
Panjang gudang
= 106,92 m = 107 m
Lebar gudang = 53,460 m = 54 m
L.C.2 Tangki Etanol 96 TE-101
Fungsi : untuk menampung etanol selama 2 hari operasi Jumlah tangki yang ingin dirancang sebanyak 1 buah
Tekanan pada tangki = 1 atm
Temperatur tangki = 30
o
C Laju alir masuk G
= 39.999,74 kgjam Lampiran A
= 88.183,426 lbjam Densitas etanol 96
= 792,71 kgm
3
= 1.747,6355 lbft
3
Waktu tinggal
= 48 jam
Universitas Sumatera Utara
D H
h
H
s
Tangki dirancang berbentuk silinder tegak dengan tutup bawah datar dan tutup atas ellipsoidal.
Gambar LC-1 . Rancangan tangki etanol
Perhitungan: Menentukan ukuran tangki
a. Volume Tangki, V
T
Massa, m = 39.999,74 kgjam x 24 jamhari x 3 hari
= 2.879.981,28 kg Volume larutan, V
l
=
3 3
083 ,
633 .
3 71
, 792
28 ,
981 .
879 .
2 m
m kg
kg
Volume tangki, Vt = 1,2 x
m = 1,2 x 3.633,83 = 4.360,596 m
3
b. Diameter dan tinggi shell
Volume shell tangki Vs : Vs =
4 1
Di
2
H
s
; asumsi: Di : H
s
= 1 : 3 Vs =
4 3
Di
3
Perry dan Green, 1999 Volume tutup tangki Ve :
Ve =
24
Di
3
Brownell, 1959 Volume tangki V :
V = Vs + Ve V =
24 19
Di
3
4.360,596 m
3
=
24 19
Di
3
Universitas Sumatera Utara
Di = 7,645 m x
838 ,
446 0254
, 1
m
in
in Hs = 22,035 m = 902,964 in
c. Tebal shell tangki
t = C
n P
SE PR
. 6
,
Perry dan Green, 1999
Dimana : t = tebal shell in
P = tekanan desain psia R = jari-jari dalam tangki in
E = Joint effesiensi Brownell,
1959 S = allowable
stress Brownell,
1959 C = corrosion allowance intahun
n = umur alat Volume larutan = 3.633,083 m
3
Volume tangki = 4.360,596 m
3
Tinggi larutan dalam tangki =
Hs x
596 ,
360 .
4 083
, 633
. 3
= m
m x
362 ,
18 035
, 22
596 ,
360 .
4 083
, 633
. 3
Tekanan hidrostatik
P =
ρ x g x l = 792,71 kgm
3
x 9,8 mdet
2
x 18,362 m = 142.646,262 Pa = 20,688 psia
Faktor kelonggaran = 20 Maka, P
desain
= 1,2 P operasi = 1,2 14,696 + 20,688 = 42,46 psia
Direncanakan bahan konstruksi Stainless Steel SA-304
Allowable workinh stress S : 18.700 psia
Peters, dkk., 2004
Joint effesiensi E : 0,85
Peters, dkk., 2004
corrosion allowanceC : 0,125 intahun Perry dan Green, 1999
Umur alat
: 10 tahun
Universitas Sumatera Utara
t = C
n P
SE PR
. 6
,
=
125 ,
. 10
46 ,
42 6
, 85
, 700
. 18
2 425
, 78
46 ,
42 in
psia psia
in psia
= 1,3548in Tebal shell standar yang digunakan = 1
2 1
in Brownell dan Young, 1959 d.
Tebal tutup tangki Tebal dinding head tutup tangki
Allowable workinh stress S : 18.700 psia
Peters, dkk., 2004
Joint effesiensi E : 0,85
Peters, dkk., 2004
corrosion allowanceC : 0,125 intahun Perry dan Green, 1999
Umur alat
: 10 tahun Tebal head dh =
2 ,
2 A
x C
P SE
Di x
P
Peters, dkk., 2004
Dimana : dh = tebal dinding head tutup tangki in P = tekanan desain psi
Di = diameter tangki in S = stress yang diizinkan
E = efisiensi pengelasan dh =
10 125
, 425
, 78
2 ,
85 ,
700 .
18 2
425 ,
78 63
, 27
x x
x x
x
= 1,318 in Dipilih tebal head standar 1
2 1
in Brownell dan Young, 1959
e. Diameter dan tinggi tutup
Diameter = shell besar dari 1 in, Diameter = Di + Di24 + 2sf + 23 icr + l
Brownell dan Young, 1959 Dimana : Di = diameter tangki, in
sf = panjang straight-flange, in icr = inside – corner radius, in
l = tebal shell, in Dari tabel 5.6 Brownell diperoleh untuk tebal shell : 1
2 1
Universitas Sumatera Utara
sf =
2 1
2 1
2 1
1 4
1 dipilih
in
in icr =
4 1
5 in Tinggi head = Di x 15
Brwonell and Young,1959 = 7,645 x 15
= 1,529 m = 5,016 ft
Tinggi tutup = Hs x Hh Brwonell and Young,1959
= 22,035 x 1,529 = 23,564 m
= 77,313 ft
L.C. 3 Hammer Crusher SR-101
Fungsi : Untuk memotong – motong biji pinang untuk menjadi potongan yang lebih
kecil Jenis
: Smooth Roll crusher Bahan konstruksi
: Carbon steel Jumlah
: 1 unit Kapasitas
: 13.888,8 kgjam
Perhitungan daya : d
r
= 0,961 d
f
- d
o
0,039 Wallas, 1998
dimana ; d
r
= diameter roll
d
f
= diameter umpan
d
o
= diameter celah
roll Diperkirakan umpan cullet memiliki ukuran berkisar 1,5 in, diambil ukuran d
f
= 1,5 in Pemecahan menggunakan Smooth Roll crusher dengan diameter celah roll
dengan ukuran d
o
= 0,5 in
d
r
= 0,961 d
f
- d
o
0,039
Universitas Sumatera Utara
= 0,961 x 1,5- 0,50,039 = 23,14 in
Sesuai dengan tabel 12.8 b, Wallas,1998 maka ukuran crusher yang digunakan : Diamete Roll
= 24 in Diameter Lump Maks
= 14 in Kecepatan Roll
= 125 rpm
Untuk menghitung daya motor yang digunakan: P = 0,3 m
s
R Timmerhaus,2004
Dimana : m
s
= kapasitas umpan kgs R
= maksimum reduction ratio R
= 16 untuk smooth roll crusher Timmerhaus,2004 P = 0,3 m
s
R = 0,3 4,626 kgs16
= 22,22 kW
L.C.4 Ball Mill SR-102
Fungsi : menghaluskan biji pinang sehingga diperoleh ukuran mesh 200 mesh. Laju alir masuk biji pinang G = 13.888,8 kgjam
lampiran A =
13,888 tonjam
Efisiensi mill = 97 200 mesh
Perry,1984 Kapasitas
= 1 + fk x G = 1 + 0,2 x 13,666 tonjam
= 16,6656
tonjam Untuk kapasitas diatas maka digunakan spesifikasi mill jenis marcy ball mill
Spesifikasi
: No.200 sieve
Kapasitas : 32 tonjam
Tipe
: Marcy Ball mill
Size : 5 x 4
Ball charge
: 20,2 ton
Universitas Sumatera Utara
Power
: 44 Hp
Mill speed : 27 rpm
Jumlah
: 1 unit Sumber : tabel 20-16, Perry, 1984
L.C.5 Ekstraktor TT-102
Fungsi : Untuk mengekstrak serbuk pinang dengan etanol
Bentuk : Silinder tegak dengan alas kerucut dan tutup elipsoidal
Bahan : Stainless Steel A – 283 -54 grade C
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : 75
o
C; 1 atm Laju alir massa
= 55.555,13 kgjam = 100.001,742 lbjam lampiran A
Waktu perancangan = 1 jam
Faktor kelonggaran = 20
Densitas campuran
camp
= 2384,44 kgm
3
= 2384,44kgm
3
x
3 3
3
86 ,
148 1
06243 ,
ft lb
m kg
ft lb
1.
Menentukan ukuran tangki a.
Volume larutan V
L
= jam
x m
kg jam
kg 1
44 ,
2384 13
, 555
. 55
3
= 23,299 m
3
Volume tangki V
T
= 1 + 0,2 x 23,299 m
3
= 27,958 m
3
Volume tiap tangki =
2 958
, 27
3
m = 13,979 m
3
b. Diameter silinder dan tinggi silinder
Volume tangki
= volume silinder + volume tutup + volume kerucut
V
T
= V
s
+ V
h
+ V
k
Volume silnder dan tinggi silinder :
Volume silinder V
s
= ¼
D
2
H
1
Diambil H
1
= D V
s
= ¼
D
2
D
Universitas Sumatera Utara
V
s
=0,785 D
3
Volume tutup V
h
: Diambil
H
2
= ¼ D V
h
=
3
24 D
= 0,131 D
3
Brownel and Young,1958
Volume kerucut V
k
=
3 1
D2H
2
Diambil H
3
= ½ D Brownel and Young,1958
V
k
=
3 1
D2 ½D V
k
= 0,131 D
3
Dimaeter tangki V
T
= V
s
+ V
h
+ V
k
= 0,785 D
3
+ 0,131 D
3
+ 0,131 D
3
D =
3 k
h s
T
V V
V V
D =
3
131 ,
131 ,
785 ,
979 ,
13
= 2,372 m
= 7,7849 ft = 93,415 inc r
= 2
D =
2 372
, 2
= 1,186 m = 3,892 ft = 46,707 inc
Diameter kerucut r = 0,6 D sin
Brownel and Young,1958 Dimana :
r = jari – jari konis
D = diameter tangki
= sudut pada konis
Diambil =
50
o
Maka; r = 0,6 2,372 sin 50
o
= 1,0902 m Diameter konis
= 1,0902 m x 2 = 2,1804 m
Universitas Sumatera Utara
c. Menghitung tinggi tangki
Tinggi tangki;
H
1
= D H
1
= 2,372 m
Tinggi tutup H
2
= ¼ D = ¼ 2,372= 0,593 m
Tinggi kerucut H
3
= ½ D = ½ 2,372 = 1,186 m
Tinggi tangki
H
T
= H
1
+H
2
+H
3
= 2,372 + 0,593 + 1,186 =
4,151 m
= 13,6235 ft = 163,4707 in d.
Tinggi cairan dalam tangki Tinggi cairan H
c
=
T T
L
xH V
V
= 151
, 4
958 ,
27 299
, 23
x = 3,459 m
= 11,353 ft = 136,234 in
2. Tebal shell tutup tangki
a. Tebal shell:
t = 6
, CxN
P SE
PR
Tabel 9 Mc Cetta and Cunningham,1993
Allowable working stress S = 12.650 psia Brownel Young,1958
Effisiensi sambungan E
= 0,8 Brownel Young,1958
Faktor korosi C = 0,13-0,5mmthnPerry Green,1979
Diambil = 0,01 inctahun
Umur alat N = 15 tahun
Universitas Sumatera Utara
Tekanan operasi
= 1 atm = 14,696 psia Tekanan hidrostatik Ph
=
x H
c
144 1
=
86 ,
148 144
1 353
, 11
x
= 10,7024
psia
Tekanan opersi P = Po+ Ph
= 13,6235
+ 10,7024
psia =
24,3259 psia
Tekanan desain Pd = 1 + fk x P
= 1 + 0,2 x 24,3259 = 29,1910 psia
Maka tebal shell : t
= 15
01 ,
37 ,
31 6
, 8
, 650
. 12
707 ,
46 1910
, 29
x x
x psia
inc x
= 0,2849 inc Digunakan tebal shell standar = 25 inc
b. Tebal tutup :
Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama = 25 inc
3. Penentuan pengaduk
Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller
Jumlah baffle : 4 buah
Untuk turbin standar Mc, Cabe, 1993 diperoleh : DaDt = 13
; Da = 13 x 8,117 ft = 2,705 ft EDa = 1
; E = 2,705 ft LDa = ¼
; L = ¼ x 2,705 ft = 0,676 ft WDa = 15
; 15 x 2,705 ft = 0,541 ft JDt = 112
; J = 112 x 8,117 ft = 0,676 ft
Universitas Sumatera Utara
Dimana : Dt = Diameter tangki
Da = Diameter impeller E
= Tinggi turbin dari dasar tangki L =
panjang blade pada turbin
W = Lebar
blade pada turbin J =
lebar baffle
Kecepatan pengaduk N = 1 putarandetik Bilangan Reynold N
Re
=
2
t
D N
=
3 2
10 .
442 ,
2 117
, 8
1 484
, 128
t
= 3.466.526,153
N
Re
10.000 maka perhitungan pengadukan menggunakan rumus : P
=
gc Da
n K
T
5 3
K
T
= 6,3 P
=
2 3
5 2
det 174
, 32
484 ,
128 705
, 2
det 1
3 ,
6 lbf
lbm ft
lbm ft
put
= 3.643,517 ft lbfdet x det
550 1
lbf ft
hp = 6,6245 Hp
Effisiensi motor penggerak 80 Daya motor penggerak =
8 ,
6245 ,
6 = 8,280 Hp
Maka diplih tangki pengendapan dengan daya 9 Hp
L.C. 6 Filter Press P-101
Universitas Sumatera Utara
Fungsi : untuk memisahkan antara impuritis dengan tanin yang bercampur didalam pelarut etanol
Bahan : Carbon steel SA-333 Jenis : plate and frame
Laju alir massa G = 55.555,13 kgjam
= 122.476,839
lbjam Densitas campuran
= 2384,44 kgm
3
= 2384,44
kgm
3
x
3 3
3
86 ,
148 1
06243 ,
ft lb
m kg
ft lb
Laju alir Q =
m
=
3
86 ,
148 839
, 476
. 122
ft lb
jam lb
= 822,765 ft
3
jam Porositas bahan P
= 0,6 Brownwll,1969
Densitas cake = 1.012,4075 kgm
3
Geankoplis,1983 =1.021,4075
kgm
3
x
3 3
1 06243
, m
kg ft
lb
= 63,246 lbft
3
Massa padatan tertahan Mp Mp = 12.233,844 kgjam
=12.233,844 kgjam x kg
lb 1
20462 ,
2 =
26.970,977lbjam Tebal cake V
c
=
c p
x P
M
1
=
3
2046 ,
63 6
, 1
977 ,
970 .
26 ft
lb x
jam b
=
1.066,847ft
3
jam =
1.066,847ft
3
jam x
3 3
314 ,
35 1
ft m
= 30,21 m
3
jam Cake frame s
=
c p
V M
Universitas Sumatera Utara
= jam
ft jam
lb 847
, 066
. 1
977 ,
970 .
26
3
= 25,281 lbft
3
Jumlah frame F =
S c
10
=
3 3
281 ,
25 046
, 632
ft lb
ft lb
= 25 unit Lebar
= 1,55 ft = 0,4724 m
Panjang P = 2 x 1,55 ft
= 3.1 ft x ft
m 1
3048 ,
= 0,9449m
Luas filter = p x l
= 3,1 ft x 1,55 ft = 4,8 ft
2
Spesifikasi filter penyaringan :
Luas filter = 4,8 ft
2
Lebar = 1,55 ft
Panjang = 3,1 ft
Jumlah frame = 25 unit
Jumlah plate = 25 unit
L.C.7 Tangki Pengendapan TT-103
Fungsi : Untuk mengendapkan campuran tanin dengan etanol
Bentuk : Silinder tegak dengan alas kerucut dan tutup elipsoidal
Bahan : Stainless Steel A – 283 -54 grade C
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : 30
o
C; 1 atm Laju alir massa
= 45.360,76 kgjam = 100.002,331 lbjam lampiran A
Waktu perancangan = 1 jam
Universitas Sumatera Utara
Faktor kelonggaran = 20
Densitas campuran
camp
= 2.057,88
kgm
3
= 128,484 lbft
3
Viskositas campuran
camp
=3,6337 cP = 8,794 lbft.jam =2,442.10
-3
lbft.det 2.
Menentukan ukuran tangki e.
Volume larutan V
L
= jam
x m
kg jam
kg 1
88 ,
057 .
2 76
, 360
. 45
3
= 22,042 m
3
Volume tangki V
T
= 1 + 0,2 x 22,042 m
3
= 26,450 m
3
Volume tiap tangki =
2 450
, 26
3
m = 13,225 m
3
f. Diameter silinder dan tinggi silinder
Volume tangki
= volume silinder + volume tutup + volume kerucut
V
T
= V
s
+ V
h
+ V
k
Volume silnder dan tinggi silinder :
Volume silinder V
s
= ¼
D
2
H
1
Diambil H
1
= D V
s
= ¼
D
2
D V
s
=0,785 D
3
Volume tutup V
h
: Diambil
H
2
= ¼ D V
h
=
3
24 D
= 0,131 D
3
Brownel and Young,1958
Volume kerucut V
k
=
3 1
D2H
2
Diambil H
3
= ½ D Brownel and Young,1958
V
k
=
3 1
D2 ½D V
k
= 0,131 D
3
Dimaeter tangki V
T
= V
s
+ V
h
+ V
k
= 0,785 D
3
+ 0,131 D
3
+ 0,131 D
3
D =
3
k h
s T
V V
V V
Universitas Sumatera Utara
D =
3
131 ,
131 ,
785 ,
225 ,
13
= 2,309 m
= 7,576 ft = 90,905 inc
r =
2 D
= 2
309 ,
2 = 1,154 m = 3,7876 ft = 45,4 inc
Diameter kerucut
r = 0,6 D sin Brownel and Young,1958
Dimana : r
= jari – jari konis D
= diameter tangki
= sudut pada konis Diambil
= 50
o
Maka; r = 0,6 1,154 sin 50
o
= 0,530 m Diameter konis
= 0,530 m x 2 = 1,06 m
g. Menghitung tinggi tangki
Tinggi tangki;
H
1
= D H
1
= 2,309 m
Tinggi tutup H
2
= ¼ D = ¼ 2,309= 0,577 m
Tinggi kerucut H
3
= ½ D = ½ 2,309 = 1,154 m
Tinggi tangki
H
T
= H
1
+H
2
+H
3
= 2,309 + 0,577 + 1,154 =
4,0407 m
= 13,256 ft = 159,084 in
Universitas Sumatera Utara
h. Tinggi cairan dalam tangki
Tinggi cairan H
c
=
T T
L
xH V
V
= 0407
, 4
450 ,
26 042
, 22
x = 3,367 m
= 11,047 ft =132,5706 in
4. Tebal shell tutup tangki
b. Tebal shell:
t = 6
, CxN
P SE
PR
Tabel 9 Mc Cetta and Cunningham,1993
Allowable working stress S = 12.650 psia Brownel Young,1958
Effisiensi sambungan E
= 0,8 Brownel Young,1958
Faktor korosi C = 0,13-0,5mmthnPerry Green,1979
Diambil = 0,01 inctahun
Umur alat N = 15 tahun
Tekanan operasi
= 1 atm = 14,696 psia
Tekanan hidrostatik Ph =
x H
c
144 1
=
484 ,
128 144
1 047
, 11
x
= 8,964
psia
Tekanan opersi P
= Po+ Ph = 14,696 + 8,964 psia
Universitas Sumatera Utara
= 23,660
psia
Tekanan desain Pd = 1 + fk x P = 1 + 0,2 x 23,66
= 28,392 psia Maka tebal shell :
t =
15 01
, 392
, 28
6 ,
8 ,
650 .
12 4
, 45
392 ,
28 x
x x
psia inc
x
= 0,27 inc
Digunakan tebal shell standar = 25 inc c.
Tebal tutup : Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang
sama = 25 inc
L.C.8 Evaporator FE-101
Fungsi : untuk menguapkan etanol yang terikat pada tanin
Universitas Sumatera Utara
Jumlah : 1 unit
Tipe : Basket type vertikal tube evaporator
Bahan konstruksi : Stainless steel SA- 304 Brownell,1956
Tekanan operasi : 1 atm = 14,7 psi Suhu umpan masuk
: 30
o
C = 86
o
F Suhu produk keluar
: 85 C = 185
o
F Jumlah larutan yang diuapkan= 45.360,76 kgjam
Lampiran A Laju alir produkg
= 3.694,420 kgjam Lampiran A
Densitas campuran = 2.057,88 kgm
3
= 128,484 lbft
3
Volume produk V =
G
=
3
88 ,
057 .
2 420
, 694
. 3
m kg
jam kg
= 1,795 m
3
jam = 1,795 m
3
jam x
3 2
3
10 831
, 2
1 m
x ft
= 63,405 ft
3
jam Evaporator berisi 80 dari shell
Volume shell V
sh
=
8 ,
405 ,
63
3
jam ft
= 79,256 ft
3
jam = 79,256 ft
3
jam x
3 3
314 ,
35 1
ft m
= 2,244 m
3
jam Evaporator dirancang berbentuk silinder tegak dengan tutup atas dan bebentuk
ellipsiodal dan tutup bawah berbentuk kerucut, perbandingan tinggi silinder
Universitas Sumatera Utara
dengan diameter silinder 4:1 perbandingan antara ellipsiodal dengan diameter tangki 2:3
Faktor kelonggaran 20 Brownell, 1959
Volume silinder evaporator Vs = V 1 + fk
= 63,405 1 + 0,2 = 76,086 ft
3
= 12,1055 m
3
Vs = ¼ Dt
Dt 1
4
2
=
Dt
3
Brownell, 1959 Dt =
3
Vs
Brownell, 1959
=
3 3
14 ,
3 086
, 76
ft
= 2,8906 ft = 0,8807 m
Asumsi : U
D
overall design coeficient = 700 Btujam.ft
2
. Dari gambar 14.7 D.Q Kern diperoleh :
U
D
= 0,8 x 700 Btujam.ft
2
. = 560 Btujam.ft
2
.
o
F Q = 1.399.991,29 kkaljam
= 5.577.654,542 Btujam
Luas permukaan pemanasan A: A
= T
x U
Q
D
Kern,1965
= F
x F
ft jam
Btu
o o
86 185
560 542
, 654
. 577
. 5
2
= 100,607 ft
2
Universitas Sumatera Utara
= 30,665 m
2
Penentuan jumlah tube Nt :
Nt =
a x
L A
Kern,1965 Dimana :
A = luas permukaan pemanasan ft
2
A” = luas permukaan luar tube per ft ff
2
L = panjang tube ft Asumsi tube yang diambil :
OD = ¾ in BWG = 16
a” = 0,2618 ft
2
ft ts = 0,065 in
maka : Nt
= ft
ft x
ft ft
2618 ,
10 607
, 100
2 2
= 38,428 = 39 tubes Tinggi silinder Hs
= 41 x Dt Brownell, 1959
= 41 x 2,890 ft = 11,562 ft
= 3,522 m Tinggi head Hd = 23 x Dt
Brownell,1959 = 23 x 2,890 ft
= 1,927 ft = 0,587 m
Tinggi cones evaporator Hc = tg
Dt -1 Brownell,1959
Universitas Sumatera Utara
= tg 45 2,890 ft -1 = 1,8906 ft = 0,576 m
Panjang sisi miring cones, Lsmc Lsmc
2
= 12 Dt
2
+ Hc Brownell,1959
Lsmc =
2
890 ,
1 890
, 2
2 1
ft ft
x
= 1,8264 ft = 0,5565 m Total tinggi evaporator H
Te
= Hs + Hd + Hc = 11,562 ft + 1,927 ft + 1,8906 ft
= 15,3796
ft =
4,6860 m
Volume silinder evaporator Vs
e
= Hs
Dt
2 4
1
Brownell,1959
= ¼ 3,14 2,890 ft
2
11,562 ft =
75,8365 ft
3
= 2,146
m
3
Volume head silinder evaporator Vd
e
Vd
e
= 12 Dt
2
Hd Brownell,1959
= 3,14 x 12 x 2,890 ft
2
x 1,927 ft =
12,6394 ft
3
= 0,3577
m
3
Volume cones evaporator Vc
e
Vc
e
= ½ Hc Dt -1 Dt
2
+ Dt +1 Brownell,1959
= ½ 3,14 1,8906 ft 2,890 ft-1[ 2,890 ft
2
+ 2,890 ft +1]
= 68,677 ft
3
Universitas Sumatera Utara
= 1,944 m
3
Volume total evaporator V
Te
= Vs
e
+ Vd
e
+ Vc
e
= 75,8365 ft
3
+ 12,6394 ft
3
+ 68,677 ft
3
= 157,1529 ft
3
= 4,449 m
3
Tekanan design P
d
= H
S
– 1 Brownell,1959
= 128,484 lbft
3
11,562 ft-1 = 1.357,048 lbft
2
x
2
144 1
ft lb
psi
= 9.423 psi = 0,639 atm Tekanan total design P
T
= P
d
+ 14,7 psi Brownell,1959
= 9,23 psi + 14,7 psi = 24,123 psi
Dimana : E = effisiensi sambungan
= 80 Brownell,1959
F = allowable stress = 18.750 psi Brownell,1959
C = faktor korosi = 0,00625 intahun Brownell,1959
n = umur alat = 20 tahun
Brownell,1959
jadi,
Universitas Sumatera Utara
t =
20 00625
, 93
, 22
6 ,
8 ,
18750 {
2 04
, 22
123 ,
24 tahun
x tahun
in x
x psi
in x
psi
= 0,0177 in x
in m
1 0254
,
= 0,000449 m
Spesifikasi tangki evaporator :
Diameter tangki = 0,8807 m Tinggi tangki = 4,6860 m
Volume tangki = 5,478 m
3
Tebal plate = 0,000449 m
Bahan konstruksi = Stainless steel SA-304
L.C.9 Kondensor E-101
Universitas Sumatera Utara
Fungsi : Mengubah fasa uap etanol menjadi etanol cair Jenis : 1-2 shell and tube exchanger
Laju alir bahan masuk = 40.033,072 kgjam
Lampiran A =
88.256,91 lbjam
Densitas etanol 96 = 0,79271 kgltr
Laju alir pendingin = 13.331,65 kgjam
Lampiran B Tabel LC.2 Perhitungan LMTD untuk aliran counter current
Fluida panas Fluida dingin
Beda
o
F
85
o
C = 185
o
F Temperatur tinggi
55
o
C = 131
o
F 54 30
o
C = 86
o
F Temperatur rendah
25
o
C = 77
o
F 9
99 Selisih
54 45
Keterangan : T
1
= temperatur fluida panas masuk T
2
= temperatur fluida panas keluar t
1
= temperatur fluida dingin masuk t
2
= temperatur fluida dingin keluar
Universitas Sumatera Utara
Maka : LMTD =
1 2
2 1
1 2
2 1
ln t
T t
T t
T t
T
Kern, 1959
LMTD =
77
86 131
185 ln
77 86
131 185
= 22,026
o
F Faktor korosi untuk fluida panas:
R = T
1
- T
2
t
1
- t
2
Kern, 1959 =
99
o
F45
o
F =2,2
Faktor koreksi untuk fluida dingin S : S = t
1
- t
2
T
1
- T
2
Kern, 1959 =
45
o
F99
o
F = 0,454
Dari fig -19 Kern, 1950 diperoleh : F
T
= 0,75 Jadi,
t = F
T
x LMTD t = 0,75 x 22,026
o
F =
16,519
o
F Temperatur rata – rata
a. Untuk fluida panas Ta
= 2
86 185
= 135,5
o
F b.
Untuk fluida dingin Tb =
2 77
131
Universitas Sumatera Utara
= 104
o
F Penempatan fluida :
a. Fluida panas adalah fluida yang keluar dari evaporator berada dalam shell
b. Fluida dingin adalah air pendingin berada di dalam tube
Dari tabel 8, hal 840, Kern .1950 diperoleh harga U
D=
= 75-150 BTUjam.ft
2
.
o
F,maka diambil U
D
= 100 BTUjam.ft
2 .
o
F Sehingga diperoleh ukuran tube sebagai berikut :
OD = 1 in BWG= 10 Birmingham Wire Gaugeukuran kawat Birmingham
ID = 0,732 in At = 0,2618
L = 12 ft sumber : tabel 10 Kern 1950
Luas perpindahan panas A A =
t U
Q
D
Kern, 1950 Dimana
Q = BTU
kkal jam
kkal 252
, 122
, 392
. 214
. 1
= 4.819.016,357 BTUjam A =
F jam
F ft
BTU jam
BTU
o o
519 ,
16 .
. 100
122 ,
016 .
819 .
4
2
= 2.917,256 ft
2
Menghitung jumlah tube N
T
Universitas Sumatera Utara
N
T
= at
x L
A Kern, 1959
=
ft ft
x ft
ft 2618
, 12
256 ,
917 .
2
2 2
= 928,589 buah = 929 buah
Ukuran shell: Dari tabel 9. D.G. Kern 1950 diperoleh data sebagai berikut:
Heat exhanger 1- 8 pass, ¾ in OD tube pada 1516 triangular pitch, ID shell
=37 in A koreksi
= N
T
x L x at Kern, 1959
= 929 x 12 ft x 0,2618 ft
2
= 2.918,546 ft UD koreksi
=
t x
koreksi A
Q
. Kern, 1959
=
3806 ,
21 546
, 918
. 2
357 ,
016 .
819 .
4
2
F x
ft jam
BTU
o
= 77,227 Btujam.ft
2
.
o
F
Untuk fluida panas melalui shell side
1. Baffle spacing B’ = 1 in
C’ = P
T
– OD Kern, 1959
= 1516 in -0,75 = 0,1875 in 2.
Flow area accros bundleas as =
T
P x
B x
C x
ID 144
Kern, 1959
= 16
15 144
1 1875
, 37
x in
x in
x Kern, 1959
Universitas Sumatera Utara
= 0,0514 ft
2
3. Mass velocity Gs umpan :
Kern, 1959 Gs =
as Ws
; dimana Ws = laju alir massa panas masuk = 40.033,072 kgjam
= 88.256,91 lbjam Gs =
0514 ,
91 ,
256 .
88
= 1.717.706,506 lbft
2
.jam 4.
Diameter eqivalen De pada 1516 tringular pich De
= 0,55 in fig-28Kern, 1959
= 0,0458 ft 5.
Temperatur rata – rata fluida panas = 135,5
o
F Viskositas fluida panas
= 0,2838 Cp
Geankoplis, 1983 = 0,2838 Cp x 2,4191 lbft
2
.jam.Cp = 0,686 lbft
2
.jam Res =
Gs x
De Kern,1958
=
686 ,
506 ,
706 .
717 .
1 0458
,
. 2
jam ft
lb ftx
= 114.680,696
Diperoleh koefisien panas jH = 205 fig-28Kern, 1959
6. Pada temperatur = 135,5
o
F diperoleh C
= 0,44 BTUlb.
o
F fig-4 Kern, 1950
k = 0,066 BTUft
2
jam
o
Fft fig-2 Kern, 1950
Universitas Sumatera Utara
2 1
k x
C
=
2 1
066 ,
686 ,
44 ,
x
= 2,138
Film efficient outside hunde ho : ho
=
ss x
k Cx
x De
k x
J
H
3 1
Kern,1950
= 1
138 ,
2 0458
, 06
, 205
x x
x = 574,179 Btujam.ft
2
.
o
F Untuk fluida dingin melalui tube sidea
1. at’
= 0,2618 in Tabel – 10, Kern,1950
at’ =
xn xat
N
T
144
Kern,1950
at’ = 1
144 2618
, 929
2 2
x ft
in in
x
= 1,688 at 2.
Mass Velocity Gt fluida dingin : Gt =
at Wt
dimana Wt = laju alir massa fluida dingin
= 13.331,65
kgjam =
29.390,955 lbjam
Gt = 688
, 1
955 ,
390 .
29
= 13.329,231 lbft
2
jam 3.
Diketahui temperatur rata – rata fluida dingin = 104
o
F Viskositas
campuran= 0,4 Cp x 2,4191 lbft
2
jam.Cp = 0,968 lbft
2
.jam Geankoplis, 1983
Universitas Sumatera Utara
ID tube = 0,732 in
= 8,784 ft Ret
=
Gt x
ID Kern,1950
=
968 ,
. 231
, 329
. 13
784 ,
8
2
jam ft
lb ftx
= 120.954,512
Koefisiean panas, jH = 620
Fig-24,Kern,1950 4.
h
i
= 1
3 1
x k
x C
Di k
jH
Pada temperatur 104
o
F C
= 0,4 BTUlb.
o
F fig-4 Kern, 1950
k = 0,68 BTUft
2
.jam
o
Fft Maka :
hi = 1
68 ,
968 ,
4 ,
874 ,
8 68
, 620
3 1
x x
= 50,277 BTUjam.ft
2
.
o
F hio =
OD ID
x hi
Kern, 1950
= 75
, 874
, 8
277 ,
50 x
= 594,877 BTUlb.
o
F Cleanoverall coefficient Uc
Uc = ho
hio ho
x hio
Kern,1950
= 179
, 574
877 ,
594 179
, 574
877 ,
594
x
= 292,171
Universitas Sumatera Utara
Pressure Drop a.
Fluida panas
Res = 137.565,0197 maka diperoleh f = 0,00015 fig – 26 , Kern ,1950
N + 1 = 12 x LB = 12 x 121
= 144
D
s
= ID shell12 =
3712 =
3,083 Spesifik grafity etanol
= 0,79 tabel.6, Kern,1950
s =
14 ,
tan
air ol
e
Kern,1950
=
14 ,
85 ,
79 ,
= 0,99
= 1
Ps = 1
79 ,
458 ,
10 22
, 5
1 .
. .
10 2
x x
x x
N Ds
Gs f
Kern,1950
= 1
79 ,
458 ,
10 22
, 5
144 .
83 ,
3 .
506 ,
706 .
717 .
1 .
00015 ,
10 2
x x
x x
= 12 x10
10
psi
b. Fluida dingin