Jam kerja bergiliran berlaku bagi karyawan. Untuk memenuhi kebutuhan pabrik, setiap karyawan shift dibagi menjadi empat regu dimana tiga regu
kerja dan satu regu istirahat. Pada hari minggu dan libur nasional karyawan shift tetap bekerja dan libur 1 hari setelah tiga kali shift. Jadwal kerja
karyawan shift dapat dilihat pada tabel 9.2 dibawah ini. Tabel 9.2 Jadwal Kerja Shift
Regu Hari
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
11 12
A I
I -
II II
II -
III III
III -
I B
III -
I I
I -
II II
II -
III III
C -
III III
III -
I I
I -
II II
II D
II II
II -
III III
III -
I I
I -
9.6 Kesejahteraan Tenaga Kerja
Besarnya gaji dan fasilitas kesejahteraan tenaga kerja tergantung pada tingkat pendidikan, jumlah jam kerja dan resiko kerja. Untuk mendapatkan hasil kerja yang
maksimal dari setiap tenaga kerja diperlukan dukungan fasilitas yang memadai. Fasilitas yang tersedia pada Pabrik Magnesium Sulfat Heptahydrat Garam Epsom
ini adalah sebagai berikut : 1.
Fasilitas cuti tahunan 2.
Tunjangan hari raya dan bonus 3.
Tunjangan kecelakaan kerja 4.
Tunjangan kematian, yang diberikan kepada keluarga tenaga kerja yang meninggal dunia baik karena kecelakaan bekerja maupun di luar pekerjaan
5. Penyediaan sarana transportasibus karyawan
6. Penyediaan tempat ibadah, balai pertemuan dan sarana olahraga
7. Pelayanan kesehatan secara cuma-cuma
8. Penyedian seragam dan alat-alat pengaman sepatu, seragam, helm, kaca
mata dan sarung tangan. 9.
Beasiswa kepada anak-anak karyawan yang berprestasi.
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 1999. “Pedoman Pengoperasian, Pengolahan Kelapa Sawit PTPN III”. PKS Sei Daun.
Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia, AAJI. 2006. Brownell, L.E and Young E.H. 1959. “Process Equipment Design”. Wiley Eastern
Ltd : New Delhi. Considine, Douglas M. 1974. “Instruments and Controls Handbook”. 2
nd
Edition. McGraw Hill Book Company : New York, USA.
Crities, Ron George Tchobanoglous. 2004. “Small and Decentralized Wastemanagement System”. McGraw Hill Book Company : Singapore.
Esposito, Anthony. 1994. “Fluid Power With Application”. Prentice Hall International Inc : Ohio.
Foust, A.S., L.A. Wenzel, C.W. Clump, L. Mais L.B. Anderson. 1980. “Principles of Unit Operations”. 2
nd
Edition. Wiley : New York, USA. Geankoplis, C.J. 1997. “Transport Processes and Unit Operations”. 2
nd
Edition. Allyn and Bacon Inc : New York, USA.
Gordon, M. Fair. 1968. “Water and Waste Water Engineering”. Vol 2. John Wiley and Sons Inc. New York.
Jacob, K.D. 1953. “Fertilizer Technology and Recources”. Academic Press Inc : New York.
Kern, D.Q. 1965. “Process Heat Transfer”. International Edition. McGraw Hill Book Company : New York, USA.
McCabe, Warren L Smith, J.C. 1999. “Operasi Teknik Kimia”. Alih Bahasa Jasiji, E.Ir. Edisi ke-4. Penerbit Erlangga : Jakarta.
Metcalf Eddy. 1991. “Waste Water Engineering Treatment, Dispsosal, Reuse”. McGraw Hill Book Company : New Delhi.
Nalco. 1988. “The Nalco Water Handbook”. 2
nd
Edition. McGraw Hill Book Company : New York, USA.
Perry, Robert H., Don W. Green James O. Maloney. 1999. “Perry’s Chemical Engineers’ Handbook”. 7
th
Edition. McGraw Hill Book Company : New York, USA.
Universitas Sumatera Utara
Peters, M.S., Klaus D Timmerhaus Ronald E West. 2004. “Plant Design and Economics for Chemical Engineer”. 5
th
Edition. International Edition. McGraw Hill Book Company : Singapore.
PT. Bratachem, 2007. Price Product List. Jakarta. PT. Juma Purba, 2007. Price Product List. Jakarta.
PT. Pertamina, 2007. Price Product List. Jakarta. PT. Prudential Life Assurance. 2006. Price Product List. Jakarta
PT. SOCI, Februari 2006 Reklaitis, G.V. 1983. “Introduction to Material and Energy Balance”. McGraw Hill
Book Company : New York, USA Rusjdi, M. 2004. “PPh Pajak Penghasilan”. Penerbit PT Indeks Gramedia : Jakarta.
Rusdji, M. 2004. “PPN dan PPnBM : Pajak Pertambahan Nilai dan Pajak Atas
Barang Mewah”. Penerbit PT Indeks Gramedia : Jakarta. Siagian, Sondang P. 1992. “Fungsi – fungsi Manajerial”. Penerbit Offset Radar Jaya:
Jakarta. Sianturi, E.B Suhaimi Simatupang T.M.H.L. Tobing Hasan Basri Siregar
Sukaria Sinulingga Sabar Sembiring M.S.Hutasuhut Dahlan Sihombing Kerno Sinuraya. 1977. “Feasibility Study Pembangunan
Industri Pupuk di Tapanuli Utara”. Yayasan Pembina Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Medan.
Smith, J.M. 2004. “Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics”. 6
th
Edition. McGraw Hill Book Company : New York, USA. Sinnott, R.K. 1983. “Kejuruteraan Kimia”. Jilid 6. Penerbit Heading Hill Hall,
Oxford, England. Sutarto. 2002. “Dasar – dasar Organisasi”. Penerbit Gajah Mada University Press :
Yogyakarta, Indonesia. Teuku Beuna. 2007. “Belajar Merancang Pabrik Kimia dalam www.chem-ist-
try.org”. Walas, Stanley M. 1988. “Chemical Process Equipment”. Penerbit Butterworth :
New York, USA. Waluyo. 2004. “Perubahan Perundang – undangan Perpajakan Era Reformasi”.
Penerbit Salemba Empat : Jakarta.
Universitas Sumatera Utara
www.css.Cornell,educ.Fetrilizeranalisis.pdf www.deptan.go.id
www.kmit.faperta.ugm.ac.idartikel.html www.mining.lib.itb.ac.id
www.nasih.staff.ugm.ac.id www.sinarharapan.co.idiptekindex.html
www.tumoutou.net702_05123_m_fatah.htm www.wikipedia.com
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA
Neraca massa dalam perhitungan pada setiap unit peralatan proses, dasar perhitungan diambil sebagai berikut :
• Pabrik beroperasi 320 haritahun • Satuan KmolJam dan KgJam
• Waktu operasi 24 jamhari • Kapasitas bahan baku MgCO
3
10.000 10.000 tontahun = 1.302,0833 kgjam
jam hari
hari tahun
ton kg
tahun ton
24 1
320 1
1 1000
× ×
×
= 1.302,0833 kgjam
Kandungan bahan baku : www.alibaba.com
• MgCO
3
• CaCO : 96,85 x 1.302,0833 kgjam = 1.261,067 kgjam
3
• FeO : 0,02 x 1.302,0833 kgjam = 0,261 kgjam
: 0,87 x 1.302,0833 kgjam = 11,328 kgjam • Moisture
: 2,26 x 1.302,0833 kgjam = 29,427 kgjam
Data Berat Molekul kgkmol : Perry, 1999
MgCO
3
CaCO = 84,32
3
FeO = 71,85
= 100,09
H
2
H O
= 18
2
SO
4
MgSO = 98,07
4
CaSO = 120,38
4
FeSO = 136,15
4
CO = 151,92
2
MgSO = 44
4
.7H
2
MgO = 40,32
O = 246,38
Universitas Sumatera Utara
LA.1 Neraca Massa pada Tanki Pencampur T-03
2 1 3
Keterangan : 1. Bahan baku asam sulfat yang berasal dari Tanki asam sulfat
2. Air yang berasal dari Tanki Penyimpanan air 3. Produk asam sulfat 12 yang dihasilkan dari tanki pencampur
Tanki pencampur berfungsi mengencerkan asam sulfat dan air hingga menjadi asam sulfat 12 .
Total H
2
SO
4
= total yang bereaksi + total yang berlebih 0,98 yang masuk
= total yang dibutuhkan 98
= 1.478,209 kgjam + 221,731 kgjam 0,98 = 1.699,940 kgjam 0,98
=
1.734,633 kgjam Maka air yang terkandung didalam Asam sulfat 98 sebesar :
= 1.734,633 kgjam - 1.699,940 kgjam = 34,693 kgjam
Produk Asam sulfat 12 = 1.699,940 kgjam 0,12
= 14.166,167 kgjam Maka air yang dugunakan dalam pengenceran asam sulfat 12 sebesar :
= Produk Asam sulfat 12 – total asam sulfat = yang dibutuhkan
= 14.166,167 kgjam - 1.734,633 kgjam = 12.431,534 kgjam
H
2
SO
4
98 H
2
O
H
2
SO
4
12
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.1 Neraca Massa di Tanki Pencampur T-03
Komponen Aliran Masuk
kgjam Aliran Keluar
kgjam 1
2 3
H
2
SO
4
H 98
2
H O
2
SO
4
1.734,633
12 12.431,534
14.166,167
Sub Total 1.734,633
12.431,534 14.166,167
Total 14.166,167
14.166,167
Maka : F
3
F
= 14.166,167 kgjam
2
F = 12.431,534 kgjam
1
= 1.734,633 kgjam
LA.2 Neraca Massa pada Reaktor R
3 4 5
Keterangan : 3. Asam sulfat 12 yang berasal dari tanki pencampur TP
4. Bahan baku magnesium karbonat yang berasal dari gudang bahan baku 5. Produk yang dihasilkan dari reaktor
Reaktor berfungsi mereaksikan bahan baku dengan asam sulfat dengan konversi 100 .
Reaksi yang terjadi pada reaktor : 1. MgCO
3
+ H
2
SO
4
MgSO
4
+ CO
2
+ H
2
2. CaCO O
3
+ H
2
SO
4
CaSO
4
+ CO
2
+ H
2
3. FeO + H O
2
SO
4
FeSO
4
+ H
2
O MgCO
3
CaCO
3
FeO H
2
O MgSO
4
CaSO
4
FeSO
4
H
2
O H
2
SO
4
CO
2
H
2
SO
4
12 H
2
O
Universitas Sumatera Utara
Pada reaksi pertama :
Mol MgCO
3
3 3
MgCO BM
MgCO Berat
=
=
jam kg
jam kg
32 ,
84 067
, 261
. 1
= 14,956 kmoljam
Konversi 100 MgCO
3
= 14,956 kmoljam = 1,00 x 14,956 kmoljam
Untuk H
2
SO H
4 2
SO
4
= 1 x 14,956 kmoljam x 98,07 kgkmol yang terpakai dalam reaksi :
= 1.466,735 kgjam Untuk MgSO
MgSO
4 4
= 1 x 14,956 kmoljam x 120,38 kgkmol yang terbentuk dari reaksi :
= 1.800,403 kgjam Untuk H
2
H O
2
= 1 x 14,956 kmoljam x 18 kgkmol O yang terbentuk dari reaksi :
= 269,208 kgjam Untuk CO
CO
2 2
= 1 x 14,956 kmoljam x 44 kgkmol yang terbentuk dari reaksi :
= 658,064 kgjam
Universitas Sumatera Utara
Asam sulfat yang digunakan berlebih 15 H
2
SO
4
= 15 x 14,956 kmoljam x 98,07 kgkmol Sisa berlebih
= 220,,010 kgjam Asam sulfat yang digunakan memiliki konsentrasi 12
Total H
2
SO
4
12 ,
010 ,
220 735
, 466
. 1
+ =
= 14.056, 208 kgjam H
2
= 12.369,463 kgjam O = 14.056,208 – 1.466,735 + 220,010
Pada reaksi kedua :
Mol CaCO
3
3 3
CaCO BM
CaCO Berat
=
= kg
Kmol jam
kg 09
, 100
328 ,
11 = 0,113 kmoljam
Konversi 100 CaCO
3
= 0,113 kmoljam = 1,00 x 0,113 kmoljam
Untuk H
2
SO H
4 2
SO
4
= 1 x 0,113 kmol jam x 98,07 kgkmol yang terpakai dalam reaksi :
= 11,082 kgjam Untuk CaSO
CaSO
4 4
= 1 x 0,113 kmoljam x 136,15 kgkmol yang terbentuk dari reaksi :
= 15,385 kgjam
Universitas Sumatera Utara
Untuk H
2
H O
2
= 1 x 0,113 kmoljam x 18 kgkmol O yang terbentuk dari reaksi :
= 2,034 kg jam Untuk CO
CO
2 2
= 1 x 0,113 kmoljam x 44 kgjam yang terbentuk dari reaksi :
= 4,972 kgjam Asam sulfat yang digunakan berlebih 15
H
2
SO
4
= 15 x 0,113 kmoljam x 98,07 kgkmol Sisa berlebih
= 1,662 kgjam Asam sulfat yang digunakan memiliki konsentrasi 12
Total H
2
SO
4
12 ,
662 ,
1 082
, 11
+ =
= 106,200 kgjam H
2
= 93,456 kgjam O = 106,200 – 11,082+1,662
Pada reaksi ketiga :
FeO BM
FeO berat
FeO mol
=
= kg
Kmol jam
kg 85
, 71
261 ,
= 0,004 kmoljam
Konversi 100 FeO = 1,00 x 0,004 kmoljam = 0,004 kmoljam
Universitas Sumatera Utara
Untuk H
2
SO H
4 2
SO
4
= 1 x 0,004 kmoljam x 98,07 kgkmol yang terpakai dalam reaksi :
= 0,392 kgjam Untuk FeSO
FeSO
4 4
= 1 x 0,004 kmoljam x 151,92 kgkmol yang terbentuk dari reaksi :
= 0,608 kgjam Untuk H
2
H O
2
= 1 x 0,004 kgjam x 18 kgkmol O yang terbentuk dari reaksi :
= 0,072 kg jam Asam sulfat yang digunakan berlebih 15
H
2
SO
4
= 15 x 0,004 kmoljam x 98,07 kgkmol Sisa berlebih
= 0,059 kgjam Asam sulfat yang digunakan memiliki konsentrasi 12
Total H
2
SO
4
12 ,
059 ,
392 ,
+ =
= 3,758 kgjam H
2
= 3,307 kgjam O = 3,758 – 0,392+ 0,059
Total H
2
SO
4
= 1.478,209 kgjam + 221,731 kgjam yang dibutuhkan
= total yang bereaksi + total yang berlebih
= 1.699,940 kgjam Total H
2
O yang dibutuhkan = total H
2
= 12.466,226 kgjam O dengan konsentrasi 88
Universitas Sumatera Utara
MgSO
4
CaSO
4
FeSO
4
H
2
O H
2
SO
4
CO
2
Tabel LA.2 Neraca Massa di Reaktor R
Komponen Aliran Masuk
kgjam Aliran Keluar
kgjam 3
4 5
MgCO CaCO
3
FeO
3
H
2
SO
4
H 12
2
MgSO O
4
CaSO FeSO
4
CO
4 2
1.699,940 12.466,226
1.261,067 11,328
0,261
29,427 221,731
12.767,086 1.800,403
15,385 0,608
663,036
Sub Total 14.166,167
1.302,083 15.468,249
Total 15.468,249
15.468,249
Maka : F
3
F = 14.166,167 kgjam
4
F = 1.302,083 kgjam
5
= 15.468,249 kgjam
LA.3 Neraca Massa pada Filter Press FP
5 7
Produk dari R 6 Produk dari FP Cake
MgSO
4
FeSO
4
H
2
O H
2
SO
4
CO
2
CaSO
4
100 MgSO
4
FeSO
4
H
2
O H
2
SO
4
Universitas Sumatera Utara
Keterangan : 5. Umpan yang keluar dari Reaktor R
6. Cake hasil dari FP 7. Produk yang dihasilkan Filter Press FP
Filter Press FP berfungsi memisahkan padatan dan larutan yang akan dipompakan ke tangki Evaporator dimana tidak ada reaksi yang terjadi pada Filter
Press FP. Asumsi 5 filtrat terikat ke endapan
Neraca massa pada filter Press: Massa bahan yang masuk = massa endapan + massa larutan
Massa Bahan yang masuk H
2
H O
= 12.767,086 kgjam
2
SO
4
MgSO = 221,731 kgjam
4
CaSO = 1.800,403 kgjam
4
FeSO = 15,385 kgjam
4
CO = 0,608 kgjam
2
Endapan = 663,036 kgjam
CaSO
4
FeSO = 15,385 kgjam 100
4
MgSO = 0,05 x 0,608 kgjam = 0,030 kgjam
4
H = 0,05 x 1.800,403 kgjam = 90,020 kgjam
2
SO
4
H = 0,05 x 221,731 kgjam = 11,087 kgjam
2
Filtrat O
= 0,05 x 12.767,086 kgjam = 638,354 kgjam FeSO
4
MgSO = 0,95 x 0,608 kgjam = 0,578 kgjam
4
H = 0,95 x 1.800,403 kgjam = 1.710,383 kgjam
2
SO
4
H = 0,95 x 221,731 kgjam = 210,644 kgjam
2
CO O
= 0,95 x 12.767,086 kgjam = 12.128,732 kgjam
2
= 663,036 kgjam
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.3 Neraca Massa di Filter Press FP
Komponen Aliran Masuk
kgjam Aliran Keluar kgjam
5 6
7
MgSO
4
CaSO FeSO
4
H
4 2
H O
2
SO
4
CO 12
1.800,403
2
15,385 0,608
12.767,086 221,731
663,036 90,020
15,385 0,030
638,354 11,087
1.710,383
0,578 12.128, 732
210,644 663,036
Sub Total 15.468,249
754,876 14.713,373
Total 15.468,249
15.468,249
Maka : F
5
F = 15.468,249 kgjam
6
F
= 754,876 kgjam
7
= 14.713,373 kgjam
LA.4 Neraca Massa pada Tanki Penetral T-05
8 7 9
Keterangan : 7. Umpan yang keluar dari Filter Press FP
8. Bahan penetral Berupa MgO yang bersasal dari T-04 yang berfungsi untuk mengikat Asam Sulfat sisa.
9. Produk yang dihasilkan dari Tanki Penetral T-05. Fungsi Tanki Penetral adalah : untuk mengikat asam sulfat sisa yang keluar dari
Filter Press FP MgSO
4
FeSO
4
H
2
O H
2
SO
4
CO
2
MgSO
4
FeSO
4
H
2
O H
2
SO
4
CO
2
MgO
Universitas Sumatera Utara
Komponen yang masuk Tanki Penetral sama dengan komponen yang keluar dari filter press FP yaitu sebesar:
Air = 12.128,732 kgjam
MgSO
4
FeSO = 1.710,383 kgjam
4
H = 0,578 kgjam
2
SO
4
CO = 210,644 kgjam
2
Reaksi : = 663,036 kgjam
MgO + H
2
SO
4
MgSO
4
+ H
2
O
Basis perhitungan : Mol Asam sulfat =
mol gr
jam kg
07 ,
98 644
, 210
= 2,148 Kmoljam
Maka untuk MgO yang dibutuhkan : = 1 x 2,148 Kmoljam
= 2,148 Kmoljam x 40,31 grmol = 86,586 kgjam
Untuk MgSO
4
= 1 x 2,148 Kmoljam yang terbentuk:
= 2,148 Kmoljam x 120,38grmol = 258,576 kgjam
Untuk H
2
= 1 x 2,148 Kmoljam O yang dihasilkan:
= 2,148 Kmoljam x 18 grmol = 38,664 kgjam
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA.4 Neraca Massa di Tanki Penetral TP-02
Komponen Aliran Masuk kgjam
Aliran Keluar kgjam
7 8
9
MgSO
4
FeSO H
4 2
H O
2
SO
4
CO MgO
1.710,383
2
0,578 12.128, 732
210,644
663,036 86,586
1.968,959 0,578
12.167,386
663,036
Sub total 14.713,373
86,586 14.799,959
Total 14.799,959
14.799,959
Maka : F
7
F = 14.713,373 kgjam
8
F = 86,586 kgjam
9
= 14.799,959 kgjam
LA.5 Neraca Massa pada Evaporator EV
10
9 11
Produk dari TP-02 Produk dari EV
Keterangan : 9. Umpan yang keluar dari Tanki Penetral TP-02
10. Uap air yang menguap dari Evaporator EV MgSO
4
.7H
2
O FeSO
4
H
2
O MgSO
4
FeSO
4
H
2
O H
2
O
Universitas Sumatera Utara
11. Produk yang dihasilkan dari Evaporator EV berupa larutan Pekat MgSO
4
.7H
2
O, dan sebagian kecil FeSO
4.
Evaporator EV berfungsi menguapkan air yang akan membentuk larutan pekat MgSO
4
.7H
2
Komponen yang masuk evaporator sama dengan komponen yang keluar dari dari Tanki Penetral TP-02.
O.
yaitu sebesar: Air
= 12.167,386 kgjam MgSO
4
FeSO = 1.968,959 kgjam
4
= 0,578 kgjam
Asumsi pada Evaporator Air yang menguap sebesar 83,06 , Maka: Banyak H
2
= 10.106,505 kgjam O yang menguap = 12.167,386 kgjam x 0,83
Jadi H
2
= 2.060,881 kgjam O Sisa
= 12.167,386 kgjam –10.106,505 kgjam
Tabel LA.5 Neraca Massa di Evaporator EV
Komponen Aliran Masuk
kgjam Aliran Keluar kgjam
9 10
11
MgSO
4
FeSO H
4 2
CO O
1.968,959
2
0,578 12.167,386
663,030 10.106,505
663,030 1.968,959
0,578 2.060,881
Sub Total 14.799,959
10.769,541 4.030,418
Total 14.799,959
14.799,959
Maka : F
9
F
= 14.799,959 kgjam
10
F
= 10.769,541 kgjam
11
= 4.030,418 kgjam
Universitas Sumatera Utara
LA.6 Neraca Massa pada Crystalizer CR
11 13 14 12
Produk dari EV Produk CR
Keterangan : 11. Umpan yang keluar dari Evaporator EV
12. Produk Dari Sentrifuse S yang akan di recycle 13. Umpan Gabungan antara alur 11 dan 12 yang akan masuk ke CR
14. Produk yang dihasilkan dari crystalizer CR berupa MgSO
4
.7H
2
Cristalizer CR berfungsi untuk membuat produk dengan bentuk padatan kristal MgSO
O
4
.7H
2
Komponen yang masuk crystalizer sama dengan komponen yang keluar dari alur 11 atau evaporator EV yaitu sebesar:
O.
H
2
MgSO O
= 2.060,881 kgjam
4
FeSO = 1.968,959 kgjam
4
Dan komponen yang keluar dari alur 12 atau Recycle dari Sentrifuse S yaitu sebesar :
= 0,578 kgjam
MgSO
4
H = 713,642 kgjam
2
O = 2.650,727 kgjam
Asumsi tidak ada air yang diuapkan dan kelarutan MgSO
4
Neraca H = 24,5 kgkg air.
2
O : 38
, 246
126 5
, 24
100 100
608 ,
711 .
4 +
+ +
= C
S Neraca MgSO
4
: 38
, 246
38 ,
120 5
, 24
100 5
, 24
601 ,
682 .
2 +
+ +
= C
S MgSO
4
FeSO
4
H
2
O MgSO
4
.7H
2
O FeSO
4
H
2
O
Universitas Sumatera Utara
S = 3.364,369 kgjam larutan C = 4.029,840 kgjam kristal MgSO
4
.7H
2
O
MgSO
4
jam kg
x 959
, 968
. 1
38 ,
246 840
, 029
. 4
38 ,
120 =
yang ada dalam Kristal = MgSO
4
H yang di recycle = 2.682,601 – 1969,959 = 713,642 kgjam
2
O yang di recycle = 3.364,369 – 713,642 = 2.650,727 kgjam
Tabel LA.6 Neraca Massa di Crystallizer CR
Komponen Aliran Masuk
kgjam Aliran Keluar
kgjam 11
12 14
MgSO MgSO
4 4
. 7H
2
FeSO O
4
H
2
1.968,959
O 0,578
2.060,881 713,642
2.650,727 713,642
4.029,840 0,578
2.650,727
Sub Total 4.032,360
3.364,369 7.394,729
Total 7.394,729
7.394,729
Maka : F
11
F = 4.032,360 kgjam
12
F = 3.364,369 kgjam
14
= 7.394,729 kgjam
Universitas Sumatera Utara
LA.7 Neraca Massa pada Sentrifusi S
14 15
12
Keterangan : 14. Produk yang keluar dari Crystalizer CR
12 .Larutan dari Sentrifusi S berupa larutan garam yang masih mengandung kristal yang terlarut
15. Produk akhir dari Sentrifusi S berupa MgSO
4
. 7H
2
O dan FeSO Sentrifusi S Berfungsi untuk memisahkan antara larutan berupa H
4 2
SO
4
dan H
2
dan padatan berupa MgSO O
4
. 7H
2
O dan FeSO
4
Massa Yang masuk = Massa Padatan + Massa Larutan sebagai produk akhir.
Tabel LA.7 Neraca Massa di Sentrifusi S
Komponen Aliran Masuk
kgjam Aliran Keluar kgjam
14 15
12
MgSO MgSO
4 4
. 7H
2
FeSO O
4
H
2
713,642
O 4.029,840
0,578 2.650,727
4.029,840 0,578
713,642
2.650,727
Sub Total 7.394,729
4.030,418 3.364,369
Total 7.394,729
7.394,729
Maka : F
14
F
= 7.394,729 kgjam
15
F
= 4.030,418 kgjam
12
= 3.364,369 kgjam MgSO
4
FeSO
4
H
2
O MgSO
4
.7H
2
O FeSO
4
H
2
O
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS
Basis perhitungan : 1 jam operasi
Satuan operasi : kJjam atau kkaljam
Temperatur referensi : 25
o
C
Perhitungan neraca panas ini menggunakan rumus-rumus perhitungan dan data-data sebagai berikut :
Perhitungan Panas Bahan Masuk Q
in
dan keluar Q
out
∫
= dT
Cp m
Q
i i
. .
…………………………………………………..1
+ ∆
+ =
∫ ∫
BP T
BP i
g vl
i l
i
dT Cp
H dT
Cp N
Q
298
……………………….…2 Keterangan : Persamaan 2 di atas merupakan perhitungan panas bahan yang
disertaiperubahan fasa phase transition Reklaitis,1983. Dimana :
Q : Jumlah panas kJjam
m
i
= N
i
Cp : Jumlah bahan yang masuk kgjam
i
: Kapasitas panas masuk kJkg
o
Cp K
li
: Kapasitas panas cairan masuk kJkg
o
Cp K
gi
: Kapasitas panas gas masuk kJkg
o
dT : Perubahan suhu
K
o
∆ H K
VL
: Panas Laten kJkg
Perhitungan Panas Reaksi
Q = ∆H = ∆H
P
+ ∆H
298
– ∆H
R
.....................3 Smith, 2001
Data Panas Reaksi Pembentukan ∆H
f
∆H :
f
MgCO
3
∆H = -261,7 kkalg mol
Perry, 1999
f
CaCO
3
∆H = -289,5 kkalg mol
Perry, 1999
f
FeO = -64,62 kkalg mol
Perry, 1999
Universitas Sumatera Utara
∆H
f
H
2
SO
4
∆H = -193,91 kkalg mol
Geankoplis, 1983
f
MgSO
4
∆H = -304,94 kkalg mol
Perry, 1999
f
CaSO
4
∆H = -338,73 kkalg mol
Perry, 1999
f
FeSO
4
∆H = -221,3 kkalg mol
Perry, 1999
f
H
2
∆H O
= -57,7979 kkalg mol Geankoplis, 1983
f
CO
2
= -94,0518 kkalg mol Geankoplis, 1983
Data Kapasitas Panas Cp :
Cp MgCO
3
Cp CaCO = 16,9 kkal kmol K
Perry, 1999
3
Cp FeO = 12,21 kkal kmol K
Perry, 1999 = 19,76 kkal kmol K
Perry, 1999
Cp H
2
SO
4
Cp MgSO = 88,42 kkal kmol K
Perry, 1999
4
Cp CaSO = 26,7 kkal kmol K
Perry, 1999
4
Cp FeSO = 23,30 kkal kmol K
Perry, 1999
4
Cp H = 22 kkal kmol K
Perry, 1999
2
Cp CO O
= 18,02 kkal kmol K Perry, 1999
2
Cp MgSO = 8,96 kkal kmol K
Perry, 1999
4
.7H
2
Cp MgO = 40,32 kkal kmol K
Perry, 1999 O
= 89 kkal kmol K Perry, 1999
Perhitungan Kebutuhan Steam
Q
s
= Q
out
– Q
in
s s
s
Q m
λ
=
..........................................4
Data Steam yang digunakan :
Geankoplis, 1983 Media pemanas
: Saturated steam H
s
Tekanan atm : 1
h kJkg
: 2706,3 kJkg
sat.liq
Suhu : 503,71 kJkg
C : 120
λs : 2202,59 kJkg
Universitas Sumatera Utara
LB.1 Neraca Panas pada Reaktor R
Perhitungan panas bahan masuk dapat dilihat pada tabel berikut : Menghitung panas bahan masuk :
Tabel LB.1 Panas Bahan Masuk Reaktor R pada T = 30
Komponen
C
Laju alir masuk
kgjam Laju alir
masuk kmoljam
Cp kkal kmol K
∆T K
H kkaljam
MgCO CaCO
3
FeO
3
H
2
SO H
4 2
1.261,067
O 11,328
0,261 1.699,940
12.466,226 14,956
0,113 0,004
17,334 692,568
16,9 19,76
12,21 88,42
18,02 5
5 5
5 5
1.263,782 11,164
0,244 7.663,361
62.400,377 ∑
71.338,928
Reaksi : Menghitung panas reaksi :
1. MgCO
3
+ H
2
SO
4
MgSO
4
+ CO
2
+ H
2
2. CaCO O
3
+ H
2
SO
4
CaSO
4
+ CO
2
+ H
2
3. FeO + H
O
2
SO
4
FeSO
4
+ H
2
Reaksi berlangsung pada 90 O
C
Perhitungan panas reaksi dapat dilihat pada tabel di bawah ini :
Tabel LB.2 Perhitungan ∆Hr
1
Komponen
Reaksi 1
∆Hfp kkalmol
∆Hfr kkalmol
∆Hr
1
= ∑∆Hfp – ∆Hfr
MgCO H
3 2
SO MgSO
4
CO
4
H
2 2
O -304,94
-94,0518 -57,7979
-261,7 -193,91
∑ -456,7897
-455,61 -1,1797 kkalmol
-26.465,390 kkaljam
Universitas Sumatera Utara
Tabel LB.3 Perhitungan ∆Hr
2
Komponen
Reaksi 2
∆Hfp kkalmol
∆Hfr kkalmol
∆Hr
2
= ∑∆Hfp – ∆Hfr
CaCO H
3 2
SO CaSO
4
CO
4
H
2 2
O -338,73
-94,0518 -57,7979
-289,5 -193,91
∑ -490,5797
-483,41 -7,1697 kkalmol
-1218,849 kkaljam
Tabel LB.4 Perhitungan ∆Hr
3
Komponen
Reaksi 3
∆Hfp kkalmol
∆Hfr kkalmol
∆Hr
3
= ∑∆Hfp – ∆Hfr
FeO H
2
SO FeSO
4
H
4 2
O -221,3
-57,7979 -64,62
-193,91
∑ -279,0979
-258,53 -20,5679 kkalmol
-102,840 kkaljam
∆H
r 1,2,3
= ∆Hr
1
+ ∆Hr
2
+ ∆Hr
= -26.465,390 + -1218,849 + -102,840
3
= -27.787,079 kkaljam
Universitas Sumatera Utara
Perhitungan panas bahan keluar dapat dilihat pada tabel berikut : Menghitung panas bahan keluar :
Tabel LB.5 Panas Bahan Keluar Reaktor R pada T = 90
Komponen
C
Laju alir keluar
kgjam Laju alir
keluar kmoljam
Cp kkal kmol K
∆T K
H kkaljam
MgSO CaSO
4
FeSO
4
H
4 2
H O
2
SO CO
4
1800,403
2
15,385 0,608
12.767,086 221,731
663,036 14,956
0,113 0,004
675,950 2,261
15,070 26,7
23,30 22
18,02 88,42
8,96 65
65 65
65 65
65 25.956,138
171,139 5,720
791.740,235 12.994,645
8.776,768 ∑
839.644,645
Q = H
keluar
+ ∆H
r 1,2,3
– H =
839.644,645 kkaljam + -27.787,079 kkaljam - 71.338,928 kkaljam
masuk
= 740.518,638 kkaljam = 3.098.329,981 kJjam m
s
. λ
s
m = Q
s =
Q λ
s
jam kg
678 ,
406 .
1 kJkg
2.202,59 kJjam
981 3.098.329,
=
=
LB.2 Neraca Panas pada Filter Press FP
Pada filter press tidak ada perubahan panas, sehingga panas yang masuk sama dengan panas yang keluar.
H
out
reaktor = H
in
filter press = H
out
filter press = 839.644,645 kkaljam
Universitas Sumatera Utara
LB.3 Neraca Panas pada Evaporator EV
\F MgSO Menentukan Titik Didih dalam Evaporator :
4
F H = 1.968,959 kgjam
2
T O
= 12.167,386 kgjam
b
larutan = T
b
pelarut + ΔT
b
Dimana, ΔT Syukri. S, 1999
b
b
k P
BM G
×
1000
.
= Keterangan : G = massa zat terlarut
P = massa pelarut k
b
ΔT = konstanta air = 0,52
b
C 69
, 52
, 386
, 167
. 12
1000 .
38 ,
120 959
, 968
. 1
= ×
=
T
b
larutan = 100 + 0,69 = 100,69 Panas bahan yang masuk = 839.644,645 kkaljam
C
Menghitung Panas Uap H
2
F H O :
2
Cp O
= 10.106,505 kgjam = 561,473 kmoljam
L
λ = 40656,2 Jmol = 9757,488 kkalkmol
Reklaitis, 1983 = 18,02 kkal kmol K
Perry, 1999
Cp
V
= 1,888 kJkg K = 8,156 kkalkmol K Geankoplis, 1983
∆H H
2
= n . Cp O =
L
. dT + n . λ + n . Cp
V
= 561,473 x 18,02 373-298 + 561,473 x 9757,488 + 561,473 x 8,156 373,69-373 . dT
= 758.830,084 + 5.478.566,060 + 3.159,768
= 6.240.555,912 kkaljam Menghitung Panas CO
2
F CO :
2
Cp = 10,34 kkal kmol K
= 663,030 kgjam = 15,069 kmoljam
Q
CO2
= 15,069 x 10,34 x 373,69-298 = n. .Cp . dT
= 11.793,521 kkaljam
Universitas Sumatera Utara
Total panas keluar sebagai uap =
∆H H
2
O + Q = 6.252.349,433 kkaljam
CO2
Perhitungan panas dapat dilihat pada tabel berikut : Menghitung Panas Bahan Keluar :
Tabel LB.6 Panas Bahan Keluar Evaporator EV pada T = 100,69
Komponen
C
F kgjam F
kmoljam Cp kkalkmol
K ∆T K
H kkaljam
MgSO FeSO
4
H
4 2
1.968,959
O 0,578
2.060,881 16,356
0,004 114,493
89 22
18,02 75,69
75,69 75,69
110.180,722 6,661
156.160,873 Σ
266.348,256
λ Menghitung Kebutuhan Steam :
s
H = 2202,59 kJkg
keluar
= H
1
+ H = 266.348,256 + 6.252.349,433
uap
= 6.518.697,689 kkaljam
Q = H
keluar
– H = 6.518.697,689 – 839.644,645
= 5.679.053,044 kkaljam
masuk
= 23.761.157,930 kJjam
Q = m
s
x λ
m
s s
=
Q λ
jam kg
826 ,
787 .
10 kJkg
2.202,59 kJjam
,930 23.761.157
=
=
s
Universitas Sumatera Utara
LB.4 Neraca Panas Crystallizer CR
Panas bahan yang masuk H
1
: 266.348,256 kkaljam
Tabel LB.7 Panas Bahan Recycle pada T = 20
Panas bahan recycle
Komponen
C
F kgjam F
kmoljam Cp kkalkmol
K ∆T K
H
rec
kkaljam MgSO
H
4 2
713,642 O
2.650,727 5,928
147,263 26,7
18,02 -5
-5 -707,283
-13.268,396 Σ
-13.975,680
H
masuk
= H
1
+ H = 266.348,256 + -13.975,680
rec
= 252.372,576 kkaljam
Perhitungan panas dapat dilihat pada tabel berikut : Menghitung panas bahan keluar :
Tabel LB.9 Panas Bahan Keluar Crystallizer K pada T = 20
Komponen
C
F kgjam F
kmoljam Cp kkalkmol
K ∆T K H kkaljam
MgSO
4
.7H
2
FeSO O
MgSO
4
H
4 2
4.029,840
O 0,578
713,642 2.650,727
16,356 0,004
5,928 147,263
89 22
26,7 18,02
-5 -5
-5 -5
-7.278,420 -0.440
-791.388 -13.268,396
Σ -21.338,644
Q = H
keluar
– H = -21.338,644 – 252.372,576
masuk
= -273.711,22 kkaljam
Universitas Sumatera Utara
Kondisi masuk air pendingin pada T = 5 C = 278
Kondisi keluar air pendingin bekas pada T = 10 K
C = 283 Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan :
K
Q = n . Cp
L
273.711,22 = n x 18,02 283-278 .
∆T
273.711,22 = 90,1 n n = 3.037,860 kmoljam
m = 54.681,487 kgjam
Air pendingin yang digunakan ke dalam crystalizer sebanyak 54.681,487 kgjam
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN
LC.1 Gudang Bahan Baku MgCO
3
Fungsi : Sebagai tempat penyimpanan bahan baku yang akan digunakan untuk proses.
GB
• Laju bahan masuk, m = 1.302,083 kgjam
• Lama persediaan, θ = 30 hari
• Faktor kelonggaran, F
K
Jumlah gudang yang direncanakan 1 unit dengan design sebagai berikut : = 20
Perry, 1999
Direncanakan kapasitas penyediaan selama 1 bulan 30 hari kerja = 1.302,083 kgjam x 24 jamhari x 30 haribulan
= 937.499,760 kgbulan Densitas MgCO
3
= 3037 kgm
3
Perry, 1999
a Volume MgCO
3
V = kapasitasdensitas V
3
693 ,
308 3037
760 ,
499 .
937 m
= =
V = 1 + 0,2 x
693 ,
308
= 370,431 m Panjang = 32 Lebar
3
Maka, Luas gudang = P x L = 32 L x L = 1,5 L 1,5 L
2 2
= 370,431 m L = 15,71 m atau = 16 m
3
P = 32 x 16 = 23,5 m = 24 m Dan tinggi pabrik standard adalah
T = 12 m
Universitas Sumatera Utara
Spesifikasi a. Panjang gudang
= 24 m :
b. Lebar gudang = 16 m
c. Tinggi gudang = 12 m
d. Tipe gudang = tertutup
e. Bahan konstruksi = pondasi beton, dinding batu, dan atap seng
LC.2 Bucket Elevator BE
Fungsi : Mengangkut bahan baku MgCO
3
Jenis : Spaced – Bucket Centrifugal – Discharge Elevator
untuk diproses dimasukkan ke dalam tangki Reaktor R
Bahan : Malleable – iron
Kondisi Operasi : Temperatur T
: 30
o
Tekanan P : 1 atm 14,696 psi
C
Laju bahan yang diangkut : 1.302,083 kgjam
Faktor kelonggaran, f
k
Kapasitas : 1,12 x 1.302,083 kgjam = 1.458,333 kgjam = 1,458 tonjam : 12
Tabel 28-8, Perry,1999
Untuk bucket elevator kapasitas 14 ton jam, spesifikasinya adalah sebagai berikut:
Tabel 21-8, Perry,1999 1.
Tinggi Elevator = 25 ft = 7,62 m
2. Ukuran Bucket
= 6 x 4 x 4
1 4
3. Jarak antar Bucket = 12 in = 0,305 m
in
4. Kecepatan Bucket = 225 ftmenit = 68,6 mmenit = 1,143 ms
5. Kecepatan Putaran = 43 rpm
6. Lebar Belt
= 7 in = 0,1778 m = 17,78 cm Perhitungan daya yang dibutuhkan P
P = 0,07 m
0,63
Dimana : P = daya KW ∆z
m = laju alir massa kgs
∆z = tinggi elevator m m = 1.302,083 kg jam = 0,362 kgs
Universitas Sumatera Utara
∆z = 25 ft = 7,62 m Maka :
P = 0,07 x 0,362
0,63
Daya Standard yang digunakan = 0,5 hp x 7,62 = 0,281 kW = 0,377 hp
LC.3 Tangki Asam Sulfat 98 T-01
Fungsi : Menyimpan asam sulfat 98 guna kebutuhan proses
Bahan konstruksi : glass lined steel
Bentuk : silider vertikal dengan tutup elipsoidal dan alas datar.
Jenis sambungan : double welded butt joints
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi : Tekanan
: 1 atm Suhu
: 30 Laju alir massa
: 1.734,633 kgjam C
ρ bahan : 1,8261 kgliter
Perry, 1999 113,99 lbmft
Kebutuhan rancangan : 30 hari
3
Faktor kelonggaran : 20
Perhitungan :
a. Volume Tangki
