perhitungan neraca massa pabrik gula

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Basis Perhitungan

: 1 jam operasi.

Waktu Operasi

: 330 hari.

Satuan Operasi

: kg/jam.

Kapasitas Produksi

: 5000 ton / hari = 208.333,33 kg/jam

Pra Rancangan Pembuatan Molases Pada Pabrik Gula dengan kapasitas bahan baku 5000 ton / hari mempunyai komposisi bahan baku dan produk dengan persentase sebagai berikut : •

•

Komposisi Nira Kental :

Nira

: 85 %

Air

: 15 %

Komposisi Molases/Produk :

Nira

: 89,16 %

Air

: 10,84 %

(Pabrik Gula Sei Semayang, 2007)

(Pabrik Gula Sei Semayang, Sema yang, 2007)

Misal : Nira

:A

Air

:B

Universitas Sumatera Utara

LA-1. Neraca Massa Pada Vacuum Pan 01 01 (VP-01) B

2 A= 85 % B= 15%

1

VP-01

3

A = ... B=…

Gambar LA.1. Neraca Massa Pada Vacuum Pan 01 Pan 01 Neraca Massa Total : F1 F2

= F2 + F3………………….(1) +

F2 B

F3

= 208.333,33 kg/jam = 5 % x F1 B

Neraca Massa Komponen : F1 X 1 A = 208.333,33 kg/jam x 0,85 = 177.083,33 kg/jam F1 X1 B = 208.333,33 kg/jam x 0,15 = 31.249,99 kg/jam F2 B

= 5 % x F1 B

F2 B

= 5 % x 31.249,99 31.249,99 kg/jam kg/jam = 1.562,49 kg/jam

F3 X3 A

= F1 X1 A = 177.083,33 kg/jam

F3 X3 B

= F1X1 B – F2X2 B = 31.249,99 kg/jam – 1.562,49 kg/jam = 29.687,5 kg/jam



2 A= 85 % B= 15%

1

VP-01

3

A = ... B=…

Gambar LA.1. Neraca Massa Pada Vacuum Pan 01 Pan 01 Neraca Massa Total : F1 F2

= F2 + F3………………….(1) +

F2 B

F3

= 208.333,33 kg/jam = 5 % x F1 B

Neraca Massa Komponen : F1 X 1 A = 208.333,33 kg/jam x 0,85 = 177.083,33 kg/jam F1 X1 B = 208.333,33 kg/jam x 0,15 = 31.249,99 kg/jam F2 B

= 5 % x F1 B

F2 B

= 5 % x 31.249,99 31.249,99 kg/jam kg/jam = 1.562,49 kg/jam

F3 X3 A

= F1 X1 A = 177.083,33 kg/jam

F3 X3 B

= F1X1 B – F2X2 B = 31.249,99 kg/jam – 1.562,49 kg/jam = 29.687,5 kg/jam


Tabel LA-1. Neraca Massa Pada Vacuum Pan 01 Pan 01 (VP-01) Komponen

Masuk (kg/jam)

Keluar (kg/jam)

1

2

3

A

177.083,33

-

177.083,33

B

31.249,99

1.562,49

29.687,5

TOTAL

208.333,33

208.333,33

LA-2. Neraca Massa Pada Centrifugal 01 01 (C-01)

A= 85,64 % B= 14,36%

3

C-01

5

A = ... B=…

4

A

Gambar LA.2. Neraca Massa Pada Centrifugal 01 01 Neraca Massa Total : F3 F4

= F4 + F5 ………………….(2) +

F4 A

F5

= 206.770,84 kg/jam = 3 % x F3 A

Neraca Massa Komponen : F4 A

= 3 % x F3 A

F4 A

= 3 % x 177.083,33 kg/jam =.5,312,49 kg/jam

F5 X5 B

= F3 X3 B = 29.687,5 kg/jam


F5 X5 A

= F3X3 A – F4X4 A = 177.083,33 kg/jam – 5.312,49 kg/jam = 171.770,84 kg/jam Tabel LA-2. Neraca Massa Pada Centrifugal 01 01 (C-01) Komponen

Masuk (kg/jam)

Keluar (kg/jam)

3

4

5

A

177.083,33

5.312,49

171.770,84

B

29.678,5

-

29.678,5

TOTAL

206.770,84

206.770,84


10 A= 85,26 % B= 14,74%

6

VP-02

8

A = ... B=…

Gambar LA.3. Neraca Massa Pada Vacuum Pan 02 Pan 02 Neraca Massa Total : F6 F8 F10 B

= F8 + F10 ………………….(3) +

F10 = 201.458,35 kg/jam = 5 % x F6 B

Neraca massa komponen : F10 B

= 5 % x F6 B

F10 B

= 5 % x 29.687,5 kg/jam = 1.484,37 kg/jam


F8 X8 A

= F6 X6 A = 137.416,67 kg/jam

F8 X8 B

= F6X6 B – F10X10 B = 29.687,5 kg/jam – 1.483,37 kg/jam = 28.203,13 kg/jam Tabel LA-3. Neraca Massa Pada Vacuum Pan 02 (VP-02) Komponen

Masuk (kg/jam)

Keluar (kg/jam)

6

8

10

A

171.770,84

171.770,84

-

B

29.687,5

28.203,13

1.484,37

TOTAL

201.458,35

201.458,35

LA-4. Neraca Massa Pada Centrifugal 02 (C-02)

A= 85,89 % B= 14,11%

8

C-01

11

A = ... B=…

9

A

Gambar LA.4. Neraca Massa Pada Centrifugal 02 Neraca Massa Total : F8

= F9 + F11 ………………….(4)

F9 + F11

= 199.997,98 kg/jam

F9 A

= 3 % x F8 A



= 3 % x F8 A

F9 A

= 3 % x 171.770,84 kg/jam = 5.153,12 kg/jam

F11 X11 B

= F8 X8 B = 28.203,13 kg/jam

F11 X11 A

= F8X8 A – F9X9 A = 171.770,84 kg/jam – 5.153,12 kg/jam = 166.617,71 kg/jam Tabel LA-4. Neraca Massa Pada Centrifugal 02 (C-02) Komponen

Masuk (kg/jam)

Keluar (kg/jam)

8

9

11

A

171.770,84

5.153,12

166.617,71

B

28.203,13

-

28.203,13

TOTAL

199.997,98

199.997,98

LA-5. Neraca Massa Pada Mixer 01 (M-01) B 19 5

M-01

9

A

A 7 A = 95 % B=…

Gambar LA.5. Neraca Massa Pada Mixer 01


Neraca Massa Total : F5 + F9 + F19

= F7 ………………….(5)

5.213,49 kg/jam + 5.153,12 kg/jam + F 19

= F7

10.366,61 kg/jam + F 19

= F7

F19

= 10% x (F5 + F9)

Neraca Massa Komponen : 10.366,61 kg/jam

= F 7 + F19

10.366,61 kg/jam

= F 7 + 10% x (F5 + F9)

10.366,61 kg/jam+10%x(10.366,61 kg/jam) = F7 F7

= 11.403,27 kg/jam

F19

= 10% x (10.366,61 kg/jam) = 1.036,66 kg/jam

F7 X7 A = 11.403,27 kg/jam x 0,95 = 10.833,11 kg/jam F7

= F7X7 A + F7X7 B

F7 X7 B = 11.403,27 kg/jam – 10.833,11 kg/jam = 570,16 kg/jam Tabel LA-5. Neraca Massa Pada Mixer 01 (M-01) Komponen

Masuk (kg/jam) 5

9

Keluar (kg/jam) 19

7

A

5.213,49

5.153,12

-

10.833,11

B

-

-

1.036,66

570,16

11.403,27

11.403,2

TOTAL

7


LA-6. Neraca Massa Pada Mixer 02 (M-02)

A= 95 %

7 M-02

B= 5%

A = ...

13

B = …

14

A

Gambar LA.6. Neraca Massa Pada Mixer 02 Neraca Massa Total : F7

= F13 + F14 ………………….(6)

F13 + F14

= 11.403,27 kg/jam

F14 A

= 0,01 % x F7 A


= 0,01 % x F7 A

F14 A

= 0,01 % x 10.833,11 kg/jam = 1.08 kg/jam

F13 X13 B

= F7 X7 B = 570,16 kg/jam

F13 X13 A

= F7X7 A – F14X14 A = 10.833,11 kg/jam – 1,08 kg/jam = 10.832,03 kg/jam


Tabel LA-6. Neraca Massa Pada Mixer 02 (M-02) Komponen

Masuk (kg/jam)

Keluar (kg/jam)

7

13

14

A

10.833,11

10.832,03

1,08

B

570,16

570,16

-

TOTAL

11.403,27

11.403,27

LA-7. Neraca Massa Pada Vacuum Pan 03 (VP-03) B

16 A= 85,52 % B= 14,47%

12

VP-03

15

A = ... B=…

Gambar LA.7. Neraca Massa Pada Vacuum Pan 03 Neraca Massa Total : F12

= F15 + F16 ………………….(3)

F15 + F16

= 194.844,86 kg/jam

F16 B

= 5 % x F12 B

Neraca Massa Komponen : F16 B

= 5 % x F12 B

F16 B

= 5 % x 28.203,13 kg/jam = 1.410,15 kg/jam

F15 X15 A

= F12 X12 A = 166.617,71 kg/jam


F15 X15 B

= F12X12 B – F16X16 B = 28.203,13 kg/jam – 1.410,15 kg/jam = 26.792,97 kg/jam Tabel LA-7. Neraca Massa Pada Vacuum Pan 03 (VP-03) Komponen

Masuk (kg/jam) 12

Keluar (kg/jam) 15

16

A

166.617,71

166.617,71

-

B

28.203,13

26.792,97

1.410,15

TOTAL

194.844,86

194.844,86

LA-8. Neraca Massa Pada Centrifugal 03 (C-03)

A= 94,99 % B= 5,01%

13

C-03

15

A = 88,81% B = 11,19 %

17 A = ... B=…

Gambar LA.8. Neraca Massa Pada Centrifugal 03 Neraca Massa Total : F17

= F13 + F15 ………………….(8)

F17

= 193.434,71 kg/jam + 11.402,19 kg/jam = 204.836,9 kg/jam


Neraca Massa Komponen : F17 X17 A

= F13X13 A + F15X15 A = 10.832,03 kg/jam + 166.617,71 kg/jam = 177.449,74 kg/jam

F17 X17 B

= F13X13 B + F15X15 B = 570 16 kg/jam + 26.792,97 kg/jam = 27.363,13 kg/jam Tabel LA-8. Neraca Massa Pada Centrifugal 03 (C-03) Komponen

Masuk (kg/jam) 13

15

Keluar (kg/jam) 17

A

10.832,03

166.617,71

177.449,74

B

570,16

26.792,97

27.363,13

204.836,97

204.836,19

TOTAL


LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI

Basis Perhitungan

= 1 Jam Operasi

Suhu Referensi

= 25 C (298 K)

Satuan Perhitungan

= kJ/jam

B.1.

0

Sifat Fisik Bahan

B.1.1. Kapasitas Panas/Cp

Harga kapasitas panas (Cp) untuk masing-masing bahan yang digunakan adalah (Perrys, 1997): Cp Nira / A

= 602,81 J/mol.K

Cp Air (H 2 O) / B

= 75,24 J/mol.K

BM Nira / A

= 180 kg/kmol

BM Air (H 2 O) / B

= 18 kg/kmol

LB-1. Neraca Energi Pada

Vacuum Pan 01 (VP-01)

Steam P = 1,013 bar 0 T = 98 C

A 1 B P = 1,013 bar 0 T = 30 C

VP-01

2

B P = 1,013 bar T = 700C

3

Kondensat A P = 1,013 bar B 0 P = 1,013 bar T = 70 C 0 T = 70 C

Gambar LB-1. Neraca Energi Pada Vacuum Pan 01 (VP-01)


Tabel LB-1. Komponen

∆H

M (kg)

Bahan Masuk Pada Vacuum Pan 01 (VP-01) n (kmol)

Cp

∆T

(kJ/kmol.K)

(K)

A

177.083.33

983.79

602,81

5

2.965.192,25

B

31.249.99

1.736.11

75,24

5

653.124,58

TOTAL


∆H

M (kg)

3.618.316,83

Bahan Keluar Dari Vacuum Pan 01 (VP-01) n (kmol)

Cp

∆T

(kJ/kmol.K)

(K)

n.Cp.dT (kJ)

A

177.083,33

983,79

602,81

45

26.686.730,25

B

29.687,50

1.649,30

75,24

45

5.584.199,94

B

1.562,49

86,80

75,24

45

293.887,44

TOTAL

dQ

n.Cp.dT (kJ)

32.564.817,63

= Q out – Q in = (32.564.817,63 – 3.618.316,83) kJ = 28.946.500,80 kJ/jam

Maka panas yang dilepas steam sebesar 28.946.500,80 kJ/jam. Vacuum Pan (VP-01) membutuhkan panas sebesar 28.946.500,80 kJ/jam. Untuk mencapai kondisi Vacuum Pan (VP-01) digunakan saturated steam yang masuk pada suhu 98 0C; 1,013 bar. Dari Appendix steam tabel 8, Reklaitis (1983) −

0

diperoleh bahwa pada suhu 98 C; 1,013 bar besar entalpi ( H ) steam adalah 2.673 0

kJ/kg. Steam keluar sebagai kondensat pada suhu 70 C; 1,013 bar. Dari Appendix 0

steam tabel 8, Reklaitis (1983) diperoleh uap air pada suhu 70 C; 1,013 bar mempunyai besar entalpi sebesar 293 kJ/kg.


Sehingga jumlah steam yang dibutuhkan adalah : m

=

dQ −

H steam − H L

=

28.946.500 ,80 2.673 − 293

= 12.162,39 kg/jam LB-2. Neraca Energi Pada

(VP-02) Vacuum Pan 02 Steam P = 1,013 bar 0 T = 98 C

A 12 B P = 1,013 bar 0 T = 65 C

16

VP-02

B P = 1,013 bar 0 T = 80 C

15


Gambar LB-2. Neraca Energi Pada Vacuum Pan 02 (VP-02) Tabel LB-3. Komponen

∆H

M (kg)


Cp

∆T

(kJ/kmol.K)

(K)

n.Cp.dT (kJ)

A

171.770,84

954,28

602,81

40

23.009.981,07

B

29.687,50

1.649,30

75,24

40

4.963.733,28

TOTAL


∆H

M (kg)

27.973.714,35

Bahan Keluar Dari Vacuum Pan 02 (VP-02) n (kmol)

Cp

∆T

(kJ/kmol.K)

(K)

n.Cp.dT (kJ)

A

171.770,84

954,28

602,81

55

31.638,97

B

28.203,13

1.566,84

75,24

55

6.483.897,29

B

1.484,37

82,46

75,24

55

341.235,97

TOTAL

38.463,857,23


dQ

= Q out – Q in = (38.463.857,23 – 27.973.714,35) kJ = 10.490.142,88 kJ/jam

Maka panas yang dilepas steam sebesar 10.490.142,88 kJ/jam. Vacuum Pan 02 (VP-02) membutuhkan panas sebesar 10.490.142,88 kJ/jam. Untuk mencapai kondisi Vacuum Pan 02 (VP-02) digunakan saturated 0

steam yang masuk pada suhu 98 C; 1,013 bar. Dari Appendix steam tabel 8, −

0

Reklaitis (1983) diperoleh bahwa pada suhu 98 C; 1,013 bar besar entalpi ( H ) 0

steam adalah 2.673 kJ/kg. Steam keluar sebagai kondensat pada suhu 80 C; 1,013 bar. Dari Appendix steam tabel 8, Reklaitis (1983) diperoleh uap air pada suhu 0

80 C; 1,013 bar mempunyai besar entalpi sebesar 334,90 kJ/kg. Sehingga jumlah steam yang dibutuhkan adalah : m

=

dQ −

H steam − H L

=

10.490.142 ,88 2.673 − 334,90

= 4.486,61 kg/jam

LB-3. Neraca Energi Pada

Vacuum Pan 03 (VP-03)

Steam P = 1,013 bar 0 T = 98 C

A 12 B P = 1,013 bar 0 T = 75 C

VP-03

15

B P = 1,013 bar 0 T = 90 C

16


Gambar LB-3. Neraca Energi Pada Vacuum Pan 03 (VP-03)



∆H

M (kg)


Cp

∆T

(kJ/kmol.K)

(K)

A

166.617,71

925,65

602,81

50

27.899.553,83

B

28.203,13

1.566,84

75,24

50

5.894.452,08

TOTAL


∆H

33.794.005,91

Bahan Keluar Dari Vacuum Pan 03 (VP-03)

M (kg)

n (kmol)

Cp

∆T

(kJ/kmol.K)

(K)

n.Cp.dT (kJ)

A

166.617,71

925,65

602,81

65

36.269.419,97

B

26.762,97

1.488,49

75,24

65

7.279.609,19

B

1.410,15

78,34

75,24

65

383.129,60

TOTAL

dQ

n.Cp.dT (kJ)

43.932.159,47

= Q out – Q in = (43.932.159,47 – 33.794.005,91) kJ = 10.138.153,56 kJ/jam

Maka panas yang dilepas steam sebesar 10.138.153,56 kJ/jam. Vacuum Pan 03 (VP-03) membutuhkan panas sebesar 10.138.153,56 kJ/jam. Untuk mencapai kondisi Vacuum Pan 03 (VP-03) digunakan saturated 0

steam yang masuk pada suhu 98 C; 1,013 bar. Dari Appendix steam tabel 8, −

0

Reklaitis (1983) diperoleh bahwa pada suhu 98 C; 1,013 bar besar entalpi ( H ) 0

steam adalah 2.673 kJ/kg. Steam keluar sebagai kondensat pada suhu 90 C; 1,013 bar. Dari Appendix steam tabel 8, Reklaitis (1983) diperoleh uap air pada suhu 0

90 C; 1,013 bar mempunyai besar entalpi sebesar 377 kJ/kg. Sehingga jumlah steam yang dibutuhkan adalah : m

=

dQ −

H steam − H L

=

10.138.153 ,56 2.673 − 377

= 4.415,57 kg/jam


LB-4. Neraca Energi Pada Kondenser (K-01)

Air Pendingin P = 1,013 bar 0 T = 25 C A 17 B P = 1,013 bar 0 T = 90 C

18

K-01

A B P = 1,013 bar 0 T = 30 C

Air Pendingin Bekas P = 1,013 bar 0 T = 30 C Gambar LB-4. Neraca Energi Pada Kondenser (K-01)

Tabel LB-7 Komponen

∆H

M (kg)

Bahan Masuk Pada Kondenser (K-01)

n (kmol)

Cp

∆T

(kJ/kmol.K)

(K)

A

177.449,74

985,83

602,81

60

35.656.090,94

B

27.363,13

1.520,17

75,24

60

6.862.655,45

TOTAL


∆H

M (kg)

42.518.746,39

Bahan Keluar Dari Kondenser (K-01)

n (kmol)

Cp

∆T

(kJ/kmol.K)

(K)

n.Cp.dT (kJ)

A

177.449,74

985,83

602,81

5

2.971.340,91

B

27.363,13

1.520,17

75,24

5

571.887,95

TOTAL

dQ

n.Cp.dT (kJ)

3.543.228,86

= Q out – Q in = (3.543.228,86 – 42.518.746,39) kJ = -38.975.517,53 kJ/jam

Maka panas yang diserap air pendingin sebesar -38.975.517,53 kJ/jam.


0

Digunakan air pendingin dengan temperatur masuk 25 C (298 K), 1 atm 0

dan keluar pada temperatur 30 C (303 K), 1 atm. Cp air = 75,24 Joule/mol.K (Perry, 1997). Q = n x Cp x dT n

=

Q Cp.dT

=

- 38.975.517,53 75,24 x (298 − 303)

= 103.603,18 kmol

Maka jumlah air pendingin yang digunakan adalah : m

= n x BM = 103.603,18 kmol x 18 kg/kmol = 1.864.857,29 kg/jam


LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

LC-1. Tangki Nira Kental

Fungsi

: untuk menampung nira kental selama 30 hari

Jumlah

: 10 unit

Spesifikasi

:

1. Tipe

: Silinder tegak dengan tutup berbentuk ellipsoidal, alas datar.

2. Bahan Konstruksi : carbon steel grade B 3. Volume

:

Tabel LC-1. Komponen Bahan Yang Terdapat Pada Tangki Komponen

M (kg/jam)

Nira Kental

177.083,33

Total

177.083,33

V (liter/jam)

ρ (kg/liter)

0,85

208.333,33 208.333,33

(Sumber : Neraca Massa) ρ = 0,85 kg/liter x 2,2046 lb/kg x 28,317 liter/ft 3 = 53,0947 lb/ft 3 (Perry, 1997) Direncanakan dibuat tangki sebanyak 10 unit untuk persediaan 30 hari maka : t = 30 hari = 30 hari x 24 jam/hari = 720 jam Faktor keamanan, fk = 20% = 0,2 Volume bahan masuk, Vt

=(

m

)xt

ρ

= 208.333,33 liter x 720 = 149.999.997,20 liter = 149.999,99 m 3


Kapasitas volume tangki, Vt

= Vt (1 + fk) 3

= 149.999,99 (1 + 0,2 ) = 179.999,99 m Masing-masing tangki memiliki volume sebesar =

179.999,99 10

= 17.999,99 m 3

4. Diameter : Tangki didesain berbentuk silinder tegak dengan tutup berbentuk ellipsoidal, alas datar. Direncanakan perbandingan antara tinggi tangki dan tinggi head dengan diameter tangki : Hs D

=

3 Hh , 2 D

=

1 4

Volume silinder, Vs =

1 4

π . D

2

. Hs =

1

π . D

4

2

 3  3 3 . D  = π . D 3 = 1,1775 D  2  8

Volume tutup tangki : Vh =

π

24

D 3 = 0,1309 D

3

(Brownell, 1959)

Volume tangki = Vs + Vh 17.999,99 m 3 = 1,1775 D 3 + 0,1309 D3 17.999,99 m 3 = 1,3084 D 3 D3

=

D

=

17.999,99 1,3084 3

= 13.757,25 m 3

13.757,25 m 3 = 23,96 m

= 23,96 m x 3,2808 ft/m = 78,61 ft


5. Tinggi

:

Tinggi tangki, Hs =

3

3

xD=

2

2

x 23,96 = 35,94 m

Tinggi tutup, Hh =

1 4

xD=

Tinggi total tangki

1 4

x 23,96 = 5,99 m

= Hs + Hh = 35,94 m + 5,99 m = 41,93 m

Tinggi cairan dalam tangki, Hc =

4 xVc π xD

2

=

4 x17.999,99 3,14 x 23,96 2

= 39,94 m

= 39,94 m x 3,2808 ft/m = 131,04 ft

6. Tekanan

:

Tekanan Operasi, P operasi = 1 atm = 14,696 psi Tekanan desain, P desain = P operasi

+

ρ ( Hc − 1)

144

=14,696 +

53,0947 (131,04 − 1) 144

= 14,696 + 47,95

= 62,61 psi Faktor keamanan 20%, maka Tekanan desain alat = 62,61 x (1,2) = 75,13 psi

7. Tebal Dinding

:

Bahan konstruksi tangki carbon steel grade B Maksimum allowed stress, f = 12.650 psi

(Brownell,1959)


Effisiensi sambungan, E = 85%

(Brownell,1959)

Faktor korosi, C = 0,0125 in/tahun Umur alat, n = 10 tahun Tebal dinding tangki : t=

t=

PxD fxE − 0,6 P

+

(Cxn)

75,13 x 23,96 x12 12.650 x0,85 − 0,6 x 75,13

(Brownell,1959)

+ (0,0125x10)

t = 2,02 in + 0,125 in = 2,14 in (dipilih tebal dinding standar 2,15 inchi) LC-2. Vacuum Pan

Fungsi

: untuk mengurangi kandungan air pada nira

Jumlah

: 3 unit

Spesifikasi

:

1. Tipe

: Silinder tegak dengan tutup berbentuk datar, alas kerucut.


:

Tabel LC-2. Komponen Bahan Yang Terdapat Pada Vacuum Pan Komponen

M (kg/jam)

Nira Kental

177.083,33

Total

177.083,33

V (liter/jam)

ρ (kg/liter)

0,85

208.333,33 208.333,33

(Sumber : Neraca Massa) ρ = 0,85 kg/liter x 2,2046 lb/kg x 28,317 liter/ft 3 = 53,0947 lb/ft 3 (Perry, 1997) Waktu tinggal nira dalam vacuum pan (t) = 1 jam Faktor keamanan, fk = 20% = 0,2


Volume bahan masuk, Vt

=(

m

)xt

ρ

= 208.333,33 liter x 1 = 208.333,33 liter = 208,33 m 3 Kapasitas volume tangki, Vt

= Vt (1 + fk) 3

= 208,33 (1 + 0,2 ) = 249,99 m

4. Diameter

:

Tangki didesain berbentuk silinder tegak dengan tutup datar, alas kerucut. Direncanakan perbandingan antara tinggi tangki dan tinggi head dengan diameter tangki : Hs D

=

3 Hh , 2 D

=

1 4


1 4

π . D

2

. Hs =

1

π . D

4

2

 3  3 . D  = π . D 3 = 1,1775 D 3  2  8

Volume alas tangki : Va =

π

24

D 3 = 0,1309 D 3

(Brownell, 1959)

Volume tangki = Vs + Va 249,99 m 3

= 1,1775 D 3 + 0,1309 D3

249,99 m 3

= 1,3084 D 3

D3

=

249,99 1,3084

= 191,07 m3


D

=

191,07 m 3 = 5,76 m

3

= 5,76 m x 3,2808 ft/m = 18,94 ft

5. Tinggi

:

Tinggi tangki, Hs =

3 2

xD=

3 2

x 5,76 = 8,64 m

Tinggi alas, Ha =

1 4

xD=

Tinggi total tangki

1 4

x 5,76 = 1,44 m

= Hs + Ha = 8,64 m + 1,44 m = 10,08 m


4 xVc xD π

2

=

4 x 249,99 3,14 x5,76 2

= 9,59 m

= 9,59 m x 3,2808 ft/m = 31,49 ft

6. Tekanan

:


+

ρ ( Hc − 1)

144

=14,696 +

53,0947(31,49 − 1) 144

= 14,696 + 11,24



7. Tebal Dinding

:


(Brownell,1959)


(Brownell,1959)


t=

PxD fxE − 0,6 P

+

(Cxn)

31,12 x5,76 x12 12.650 x0,85 − 0,6 x31,12

(Brownell,1959)

+ (0,0125x10)

t = 0,75 in + 0,125 in = 0,87 in (dipilih tebal dinding standar 0,90 inchi) Jacket steam, Kebutuhan steam = 12.162,39 kg/jam Panas steam = 28.946.500,80 kJ/jam

(Neraca Energi)

Temperatur steam masuk = 98 0C = 176,40 0F Temperatur steam keluar = 700C = 126 0F Diameter luar vacuum pan

= diameter dalam + 2x tebal dinding = 18,94 x 12 in + 2 x 2 in = 231,28 in

Asumsi jarak jaket = 5 in Diameter dalam jaket = 231,28 in + 2 x 5 in = 241,28 in


Luas permukaan perpindahan panas, A =

dQ U D x∆T

Dimana : dQ

= panas yang yang dibawa oleh air pendingin, BTU/jam = 28.946.500,80 kJ/jam = 27.499.175,76 BTU/jam

∆T

= perbedaan temperatur fluida masuk dan keluar = T 1 = 176,40 0F, T 2 = 126 0F, ΔT = 50,4 = koefisien perpindahan panas, BTU/jam.0F.ft2

UD

Besar U D berada antara 50 – 150 BTU/jam. 0F.ft2

(Perry, 1997)

U D yang diambil adalah 50 BTU/jam. 0F.ft2 Sehingga, A

27.499.175,76

=

= 10.912,37 ft 2

50 x50,4

Tinggi jaket steam, H

=

A π xD

=

10.912,37

= 172,89 ft

3,14 x 20,10

Tekanan jaket steam, P

desain =

P

operasi +

ρ ( Hc − 1)

144

Dimana : ρ = 62,2 lb/ft 3, tekanan operasi 14,696 psi P

desain

= 14,696 +

62,2(172,89 − 1) 144

= 88,95 psi

Tebal jaket pendingin, t=

t=

PxDx12 12.650 x 0,85 − 0,6 P

+

(Cxn)

88,95 x 20,10 x12 12.650 x0,85 − 0,6 x88,95

+ (0,0125 x10)


t = 2,00 in + 0,125 in = 2,12 in (dipilih tebal dinding standar 2,15 inchi) Ejektor, P ob = tekanan operasi dalam tangki = 0,5 bar P oa = tekanan steam yang masuk ke ejektor = 16 bar P 03 = tekanan yang keluar dari ejektor = 1 atm = 1,01325 bar P 03 Pob

=

1,01325 0,5

= 2,0265 ,

Pob Poa

=

0,5 16

=

0,03125

Dari figure 10-102 Perrys (1997) diperoleh : A2 A1

= 50 ,

wb wa

= 15

wb = jumlah uap air yang dikeluarkan = 1.562,49 kg/jam

(Neraca Energi)

Sehingga jumlah steam yang diperlukan adalah : wa =

wb 3,8

=

1.562,49 15

= 104,17 kg/jam

Gambar LC-1. Ejektor dan bagian-bagiannya


LC-3. Centrifugal (C-01)

Fungsi

: untuk mencampur nira dengan air sehingga memperkecil gumpalan nira

Jumlah

: 3 unit

Spesifikasi

:

1. Tipe

: Silinder tegak dengan tutup berbentuk datar, alas kerucut.


:

Tabel LC-3. Komponen Bahan Yang Terdapat Pada Centrifugal Komponen

M (kg/jam)

ρ (kg/liter)

V (liter/jam)

Nira

177.083,33

0,850

208.333,33

Air

29.687,50

0,995

31.250,00

Total

206.770,84

219.298,24

(Sumber : Neraca Massa) ρ =

206.770,84 219.298,24

= 0,94 kg/liter x 2,2046 lb/kg x 28,317 liter/ft 3 = 58,86 lb/ft3

Waktu tinggal dalam centrifugal (t) = 1 jam Faktor keamanan, fk = 20% = 0,2 Volume bahan masuk, Vt

=(

m

)xt

ρ


= Vt (1 + fk) 3

= 219,97 (1 + 0,2 ) = 263,96 m


4. Diameter

:

Tangki didesain berbentuk silinder tegak dengan tutup datar, alas kerucut. Direncanakan perbandingan antara tinggi tangki dan tinggi head dengan diameter tangki : Hs D

=

3 Hh , 2 D

=

1 4

Volume silinder, 1

Vs =

4

π . D

2

. Hs =

1

π . D

4

2

 3  3 . D  = π . D 3 = 1,1775 D 3  2  8


π

24

D 3 = 0,1309 D

3

(Brownell, 1959)

Volume tangki = Vs + Va 263,96 m 3 = 1,1775 D 3 + 0,1309 D3 263,96 m 3 = 1,3084 D 3 D3

=

D

=

263,96 1,3084 3

= 201,74 m3

201,74 m 3 = 14,20 m

= 14,20 m x 3,2808 ft/m = 46,59 ft

5. Tinggi

:

Tinggi tangki, Hs =

3 2

xD=

3 2

x 14,20 = 21,30 m


Tinggi alas, Ha =

1 4

xD=

Tinggi total tangki

1 4

x 14,20 = 3,55 m

= Hs + Ha = 21,30 m + 3,55 m = 24,85 m


4 xVc π xD

2

=

4 x 263,96 3,14 x14,20 2

= 23,68 m

= 23,68 m x 3,2808 ft/m = 77,69 ft

6. Tekanan

:


+

ρ ( Hc − 1)

144

=14,696 +

71,79(77,69 − 1) 144

= 14,696 + 31,35


7. Tebal Dinding

:


(Brownell,1959)


(Brownell,1959)

Faktor korosi, C = 0,0125 in/tahun Umur alat, n = 10 tahun


Tebal dinding tangki : t=

t=

PxD fxE − 0,6 P

+

(Cxn)

(Brownell,1959)

55,25 x14,20 x12 12.650 x 0,85 − 0,6 x55,25

+ (0,0125x10)

t = 0,88 in + 0,125 in = 1,03 in (dipilih tebal dinding standar 1,10 inchi)

LC-4. Mixer

Fungsi

: untuk mencampur nira dengan air sehingga memperkecil gumpalan nira yang tidak terproses di centrifugal

Jumlah

: 2 unit

Spesifikasi

:

1. Tipe

: Silinder tegak dengan tutup berbentuk datar, alas ellipsoidal.


: Tabel LC-4. Komponen Bahan Yang Terdapat Pada Mixer

Komponen

M (kg/jam)

ρ (kg/liter)

V (liter/jam)

Nira

10.833,11

0,850

12.744,83

Air

570,16

0,995

573,02

Total

11.403,27

13.317,85


11.403,27 13.317,85

= 0,85 kg/liter x 2,2046 lb/kg x 28,317 liter/ft 3 = 53,45 lb/ft3


Waktu tinggal dalam mixer (t) = 1 jam Faktor keamanan, fk = 20% = 0,2 Volume bahan masuk, Vt

=(

m

)xt

ρ


= Vt (1 + fk) 3

= 13,41 (1 + 0,2 ) = 16,09 m

4. Diameter

:

Tangki didesain berbentuk silinder tegak dengan tutup datar, alas ellipsoidal. Direncanakan perbandingan antara tinggi tangki dan tinggi head dengan diameter tangki : Hs D

=

3 Hh , 2 D

=

1 4


1 4

π . D

2

. Hs =

1

π . D

4

2

 3  3 . D  = π . D 3 = 1,1775 D 3  2  8


π

24

D 3 = 0,1309 D

3

(Brownell, 1959)


Volume tangki = Vs + Va 16,09 m 3

= 1,1775 D 3 + 0,1309 D 3

16,09 m 3

= 1,3084 D 3

D3

=

D

=

16,09 1,3084 3

= 12,30 m3

12,30 m 3 = 2,30 m

= 2,30 m x 3,2808 ft/m = 7,57 ft

5. Tinggi

:

Tinggi tangki, Hs =

3 2

xD=

3 2

x 2,30 = 3,45 m

Tinggi alas, Ha =

1 4

xD=

Tinggi total tangki

1 4

x 2,30 = 0,57 m

= Hs + Ha = 3,45 m + 0,57 m = 4,02 m


4 xVc π xD

2

=

4 x16,09 3,14 x 2,30 2

= 3,87 m

= 3,87 m x 3,2808 ft/m = 12,71 ft

6. Tekanan

:

Tekanan Operasi, P operasi = 1 atm = 14,696 psi


Tekanan desain, P desain = P operasi

+

ρ ( Hc − 1)

144

=14,696 +

53,45(12,71 − 1) 144

= 14,696 + 4,35


7. Tebal Dinding

:


(Brownell,1959)


(Brownell,1959)


t=

PxD fxE − 0,6 P

+

(Cxn)

22,81 x16,09 x12 12.650 x0,85 − 0,6 x 22,81

(Brownell,1959)

+ (0,0125x10)

t = 0,41 in + 0,125 in = 0,53 in (dipilih tebal dinding standar 0,55 inchi) Pengaduk (agitator ), Fungsi

: untuk menghomogenkan campuran

Tipe

: helical ribbon


Pengaduk didesain dengan standar sebagai berikut : •

•

Diameter pengaduk, Da =x Dt =

Lebar efektif, J =

1 12

x Dt =

1 12

1 3

x 7,57 ft = 2,52 ft

x 7,57 ft = 0,63 ft

•

Tinggi pengaduk dari dasar, E = Da = 2,52 ft

•

Kecepatan putaran: 500 rpm

→

500 60

= 8,3333 rps

Daya Pengaduk, Sifat-sifat bahan campuran dalam mixer : Densitas, ρ = 53,45 lb/ft 3 Viscositas, μ = 4,6 cp x 6,7197 x 10 -4 lb/ft.s = 0,0031 lb/ft.s

(Kern, 1965)

Bilangan Reynold, N Re

=

Da 2 xNx ρ µ

=

2,52 2 x8,3333 x53,45 0,0031

= 912.078,25

Dari figure 8.3 N.Harnby, 1992 diperoleh nilai Np = 0,8 Maka daya pengadukan, P

=

=

Da 5 xNpxN 3 xρ 32,17 x550 2,52 5 x 0,8 x8,33333 x53,45 32,17 x550

= 8,77 hp

Daya motor, (diasumsikan efisiensi motor 80%) P motor =

P η

=

8,77 0,8

= 10,97 hp

Untuk desain dipilih motor dengan daya 11,00 hp


LC-5. Tangki Produk

Fungsi

: untuk menampung produk selama 15 hari

Jumlah

: 10 unit

Spesifikasi

:

1. Tipe

: Silinder tegak dengan tutup berbentuk ellipsoidal, alas datar.


:

Tabel LC-5. Komponen Bahan Yang Terdapat Pada Tangki Produk Komponen

M (kg/jam)

V (liter/jam)

ρ (kg/liter)

A

177.449,74

0,850

208.764,40

B

27.363,13

0,995

27.500,63

Total

204.836,90

236.265,03


204.836,90 236.265,03

= 0,87 kg/liter x 2,2046 lb/kg x 28,317 liter/ft 3 = 54,12 lb/ft 3

Direncanakan dibuat tangki sebanyak 10 unit untuk persediaan 15 hari maka : t = 30 hari = 15 hari x 24 jam/hari = 360 jam Faktor keamanan, fk = 20% = 0,2 Volume bahan masuk, Vt

=(

m

)xt

ρ

= 235.444,71 liter x 360 = 84.760.096,55 liter = 84.760,09 m 3 Kapasitas volume tangki, Vt

= Vt (1 + fk) 3

= 84.760,09 (1 + 0,2 ) = 101.712,11 m


Masing-masing tangki memiliki volume sebesar =

101.712,11 10

= 1.017,12 m 3


=

3 Hh , 2 D

=

1 4


1 4

π . D

2

. Hs =

1

π . D

4

2

 3  3 3 . D  = π . D 3 = 1,1775 D  2  8


π

24

D 3 = 0,1309 D 3

(Brownell, 1959)

Volume tangki = Vs + Vh 1.017,12 m 3 = 1,1775 D3 + 0,1309 D 3 1.017,12 m 3 = 1,3084 D 3 D3

=

D

=

1.017,12 1,3084 3

= 7.773,78 m 3

7.773,78 m 3 = 19,81 m

= 19,81 m x 3,2808 ft/m = 64,99 ft


5. Tinggi

:

Tinggi tangki, Hs =

3

3

xD=

2

2

x 19,81 = 29,71 m

Tinggi tutup, Hh =

1 4

xD=

Tinggi total tangki

1 4

x 19,81 = 4,95 m

= Hs + Hh = 29,71 m + 4,95 m = 34,66 m


4 xVc π xD

2

=

4 x7.773,78 3,14 x19,812

= 25,23 m

= 25,23 m x 3,2808 ft/m = 82,79 ft

6. Tekanan

:


+

ρ ( Hc − 1)

144

=14,696 +

54,12(82,79 − 1) 144

= 14,696 + 30,74


7. Tebal Dinding

:


(Brownell,1959)



(Brownell,1959)

Faktor korosi, C = 0,0125 in/tahun Umur alat, n = 10 tahun Tebal dinding tangki : PxD

t=

t=

fxE − 0,6 P

+

(Cxn)

54,52 x19,81 x12 12.650 x0,85 − 0,6 x54,52

(Brownell,1959)

+ (0,0125x10)


LC-6. Kondenser

Fungsi

: untuk menampung mendinginkan produk menjadi suhu kamar

Jumlah

: 1 unit

Spesifikasi

:

1. Tipe

: Silinder horizontal dengan tutup berbentuk ellipsoidal.


:

Tabel LC-6. Komponen Bahan Yang Terdapat Pada Kondenser Komponen

M (kg/jam)

V (liter/jam)

ρ (kg/liter)

A

177.449,74

0,850

208.764,40

B

27.363,13

0,995

27.500,63

Total

204.836,90

236.265,03

(Sumber : Neraca Massa)


ρ =

204.836,90 236.265,03

= 0,87 kg/liter x 2,2046 lb/kg x 28,317 liter/ft 3 = 54,12 lb/ft 3

Waktu tinggal dalam kondenser/t = 1 jam Faktor keamanan, fk = 20% = 0,2 Volume bahan masuk, Vt

=(

m

)xt

ρ


= Vt (1 + fk) = 236,26 (1 + 0,2 ) = 283,51 m3


=

3 Hh , 2 D

=

1 4


1 4

π . D

2

. Hs =

1

π . D

4

2

 3  3 . D  = π . D 3 = 1,1775 D 3  2  8


π

24

D 3 = 0,1309 D

3

(Brownell, 1959)


Volume tangki = Vs + Vh 283,51 m 3

= 1,1775 D 3 + 0,1309 D3

283,51 m 3

= 1,3084 D 3

D3

=

D

=

283,51 1,3084 3

= 216,68 m3

216,68 m 3 = 14,72 m

= 14,72 m x 3,2808 ft/m = 48,29 ft

5. Tinggi

:

Tinggi tangki, Hs =

3

xD=

2

3 2

x 14,72 = 22,08 m

Tinggi tutup, Hh =

1 4

xD=

Tinggi total tangki

1 4

x 14,72 = 3,68 m

= Hs + Hh = 22,08 m + 3,68 m = 25,76 m


4 xVc π xD

2

=

4 x 283,51 3,14 x14,72 2

= 24,53 m

= 24,53 m x 3,2808 ft/m = 80,49 ft

6. Tekanan

:

Tekanan Operasi, P operasi = 1 atm = 14,696 psi


Tekanan desain, P desain = P operasi

+

ρ ( Hc − 1)

144

=14,696 +

54,12(80,49 − 1) 144

= 14,696 + 29,88


7. Tebal Dinding

:


(Brownell,1959)


(Brownell,1959)


t=

PxD fxE − 0,6 P

+

(Cxn)

53,49 x14,72 x12 12.650 x 0,85 − 0,6 x53,49

(Brownell,1959)

+ (0,0125x10)


LC-7. Pompa

Fungsi

: Mengalirkan bahan

Type

: Pompa sentrifugal


Laju alir massa, F

= 177.083,33 kg/jam x 2,2046 lb/kg x 2,7778 x 10 -4 jam/s = 10,84 lb/s

Densitas, ρ

= 71,79 lb/ft 3

(Perhitungan Sebelumnya)

Viskositas, µ

= 9,0 cp x 6,7197 x 10 -4 lb/ft.s = 0,00605 lb/ft.s

(Kern, 1965)

Kecepatan aliran, Q

=

F

=

ρ

10,84 lb / s 71,79 lb / ft 3

= 0,15 ft3/s Perencanaan pompa : Diameter pipa ekonomis (De) dihitung dengan persamaan : De

= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13

(Foust,1979)

= 3,9 (0,15)0,45(71,79)0,13 = 2,90 in Dipilih material pipa comercial steel 3 in schedule 40, dengan : •

Diameter dalam (ID)

= 3,50 in = 0,29 ft

•

Diameter luar (OD)

= 3,068 in = 0,25 ft

•

Luas Penampang pipa (A)

= 7,68 in 2 = 0,05 ft2

Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa, V

=

Q A

=

0,15 ft 3 / s 0,05 ft 2

= 3,00 ft/s


Sehingga, Bilangan Reynold, N Re

=

ρ VD

=

71,79 x3,00 x 0,25

µ

0,00605

= 8.899,59 Material pipa merupakan bahan comercial steel maka diperoleh harga-harga sebagai berikut : ε = 4,6 x 10 -5 m = 1,5092 x 10 -4 ft ε/D = 1,5092 x 10 -4 ft/0,25 ft = 0,0006 dari grafik 5-9. Mc.Cabe, 1999 diperoleh f = 0,015 Panjang eqivalen total perpipaan (ΣL) •

Pipa lurus (L 1 )

= 35,00 ft

•

1 buah gate valve fully open (L/D = 13), L 2 = 1 x 13 x 0,25 ft

•

= 3,25 ft

2 buah elbow 900 (L/D = 30), L 3 L 3 = 2 x 30 x 0,25 ft

•

= 15,00 ft

1 buah sharp edge entrance (K = 0,5) (L/D = 25), L 4 = 1 x 25 x 0,25 ft

•

= 6,25 ft

1 buah sharp edge exit (K = 1; L/D = 47) L 5 = 1 x 47 x 0,25 ft

Total panjang ekuivalen (ΣL)

= 11,75 ft = L 1 + L 2 + L 3 + L 4 + L 5 = 71,25 ft


Friksi (Σf), Σf

=

fxV 2 xΣ L 2 xgcxD

=

0,015 x3,00 2 x 71,25 2 x32,17 x0,25

= 5,97 ft.lb f /lb m Kerja Pompa (W), Persamaan Bernouli ( P 1 − P 2 ) + ( Z 1 − Z 2 ) +

V 1

− V 2

2 xgc

+ W = Σ f

P 1 = P 2 , V 1 = V2 = 0, Z 1 = 0 dan Z 2 = 35,00 -35,00 + W = 5,97 W f = 5,97 + 35,00 = 40,97 lb.ft/jam Daya, W s =

WfxQx ρ 550

=

40,97 x 0,15 x 71,79 550

= 0,80 hp Jika efisiensi pompa, η = 80% dan efisiensi motor, η m = 75% P=

Ws η xη m

=

0,80 0,8 x 0,75

= 1,33 hp

Jadi digunakan pompa dengan daya 1,35 hp.


LAMPIRAN D PERHITUNGAN PERALATAN UTILITAS

LD-01. Bak Penampungan (BP-01)

Fungsi

: Tempat menampung air dari sumur pompa

Jumlah

: 1 unit

Spesifikasi

:

1. Tipe

: Bak beton

2. Bahan Konstruksi : Beton Massa air yang dibutuhkan untuk 1 hari, = 1.291.015,67 kg/hari Volume, =

m

=

1.291.015,67 kg/hari

ρ

996,53 kg / m

3

3

= 1.295,51 m /hari

Faktor keamanan, 20% = (1+0,2) x 1.295,51 m 3/hari 3

= 1.554,61 m /hari Direncanakan :

Panjang bak

= 3 x lebar bak

Tinggi bak

= 2 x lebar bak

Sehingga, volume : = p x l x t = l3 1.554,61 = l 3

⇒ l

= 11,58 m


Maka, Panjang bak

= 3 x 11,58 m = 34,75 m

Lebar bak

= 11,58 m

Tinggi bak

= 2 x 11,58 m = 23,16 m

LD-02. Klarifier (KL-01)

Fungsi

: Sebagai tempat untuk memisahkan kontaminan-kontaminan terlarut dan tersuspensi dari air dengan menambahkan alum yang menyebabkan flokulasi dan penambahan soda abu agar reaksi alum dengan lumpur dapat terjadi dengan sempurna.

Jumlah

: 1 buah

Spesifikasi

:

1. Tipe

: continous thickener

2. Bahan Konstruksi : carbon steel grade B Jumlah air yang diklarifikasi = 1.291.015,67 kg/hari Reaksi : Al 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O → 2Al(OH) 3 + 3H 2 SO 4 Jumlah Al 2 (SO 4 ) 3 yang tersedia = 2,9691 kg/hari BM Al 2 (SO 4 ) 3 = 342 kg/kmol Jumlah Al 2 (SO 4 ) 3 adalah, 2,9691 342

= 0,0086 kmol/hari

Jumlah Al(OH) 3 yang terbentuk, 2 x 0,0086 kmol/hari = 0,0172 kmol/hari BM Al(OH) 3 = 78 kg/kmol


Jumlah Al(OH) 3 adalah, 0,0172 78

= 0,0002 kg/hari

Sifat-sifat bahan (Perry, 1997):

•

Densitas Al(OH) 3

= 2.420 kg/m3 (pada suhu 300C, tekanan 1 atm)

•

Denssitas Na 2 CO 3

= 2.710 kg/m3

Jumlah Na 2 CO 3 diperkirakan sama dengan jumlah Al(OH) 3 yang terbentuk.

•

Massa Na 2 CO 3

= 0,0002 kg/hari

•

Massa Al(OH) 3

= 0,0002 kg/hari

Total massa

= 0,0004 kg/hari

•

Volume Na 2 CO 3

=

•

Volume Al(OH) 3

=

Volume total

= 1,56 x 10-7 m3

Denssitas partikel

=

•

0,0002 2.420 0,0002 2.710

= 8,2 x 10-8 m3

= 7,3 x 10-8 m3

0,0004 1,56 x10

−7

= 2.564,1025 kg/m 3 = 2,5641 gr/liter

3. Terminal Setting Velocity dari Hk. Stokes Ut

=

D 2 x( ρ s − ρ ) g

(Ulrich, 1984)

18µ

Dimana, D

= diameter partikel = 20 mikron = 0,002 cm

ρ

= densitas air = 0,999 gr/liter

ρs

= densitas partikel = 2,5641 gr/liter

μ

= viscositas air = 0,007 gr/cm.s

g

= percepatan gravitasi = 980 gr/cm2

(Perry, 1997)

(Kern, 1950)


Sehingga setting velocity, Ut

=

0,002 2 x( 2,5641 − 0,999)980 18 x 0,007

= 0,04869 m/sek

4. Diameter Klarifier

D

 CxKxm    2   =

0, 25

(Brown, 1978)

12

Dimana, C

= kapasitas klarifier = 1.291.015,67 kg/hari (2.843.646,85 lb/hari)

K

= konstanta pengendapan = 995

m

= putaran motor direncanakan 1,5 rpm

D

= diameter klarifier, ft

Maka diameter klarifier,

 2.843.646,85 x995 x1,5    2   =

D

0, 25

12

= 17,88 ft

Tinggi klarifier = 1,5 x D H

= 1,5 x 17,88 ft = 26,83 ft

Tinggi konis, h

= 0,33 x 26,83 ft = 8,85 ft

5. Waktu Pengendapan t

=

Hx30,48 U t x3600

=

26,83 x30,48 0,0487 x3600

= 4,66 jam


6. Daya Klarifier Wk

=

D 4 xHx(27 + D 2 xm 2 ) 415 xt

=

17,72 4 x 26,83 x ( 27 + 17,88 2 x1,5 2 ) 415 x 4,66

= 36,73 hp

7. Tebal dinding klarifier Tekanan cairan dalam klarifier, P

= P operasi + ρgh = 14,696 psi + 0,995 gr/cm 3 x 980 cm/s 2 x 364,5727 cm = 14,696 psi + 3.554,948 dyne/cm 2 = 14,7473 psi

Maka, t=

t=

PxD fxE − 0,6 P

+

(Cxn)

14,7473 x7,9739 x12 12.650 x0,85 − 0,6 x14,7473

(Brownell,1959)

+ (0,0125x10)


LD-03. Sand F il ter (SF-01)

Fungsi

: menyaring kotoran-kotoran air dari klarifier

Jumlah

: 1 buah


Spesifikasi

:

1. Tipe

: silinder tegak dengan tutup segmen bola

2. Bahan Konstruksi : carbon steel grade B Direncanakan volume bahan penyaring 0,3 dari volume tangki. Media penyaring adalah : o

Lapisan I pasir halus

o

Lapisan II antrasit

o

Lapisan batu grafel Laju alir massa = 1.291.015,67 kg/hari = 2.843.646,85 lb/hari

Sand filter yang dirancang untuk penampungan 1 hari operasi 3. Volume tangki Volume air, 2.843.646,85

=

62,2

= 45.717,79 ft 3

Faktor keamanan 10%, Volume tangki, = 1,1 x 45.717,79 ft 3 = 50.289,57 ft 3 Sand filter dirancang sebanyak 2 unit dengan kapasitas 25.144,79 ft 3 Direncanakan tinggi tangki, H = 2 x D Volume

= ¼ π x D2 x H = ½ π x D 3

25.144,79

= ½ π x D3 2 x 25.144,79

D

=

H

= 2 x 7,68 m = 15,37 m = 50,41 ft

3

3,14

= 25,21 ft = 7,68 m


Tinggi total tangki, = 37,87 ft + 50,41 ft = 88,28 ft

4. Tekanan P

= P operasi + ρgh = 14,696 psi + 0,995 gr/cm 3 x 980 cm/s 2 x 523,99 cm = 14,696 psi + 7,3686 psi = 22,0646 psi

5. Tebal Dinding t=

t=

PxD fxE − 0,6 P

+

(Cxn)

22,0646 x37,87 x12 12.650 x0,85 − 0,6 x 22,0646

(Brownell,1959)

+ (0,0125x10)


LD-04. Menara Air (MA-01)

Fungsi

: Menampung air untuk didistribusikan sebagai air domestik dan air umpan ketel

Jumlah

: 1 buah

Spesifikasi

:

1. Tipe

: silinder tegak dengan tutup segmen bola

2. Bahan Konstruksi : fiber glass


Laju alir massa = 1.291.015,67 kg/hari = 2.843.646,85 lb/hari Direncanakan untuk menampung air selama 1 hari. Banyak air yang ditampung, =

1.291.015,67 995,9

= 1.296,33 m 3

Faktor keamanan 10% Maka volume menara, = 1,1 x 1.296,33 m 3 = 1.425,96 m 3 Didesain 4 tangki menara air dengan volume 356,49 m 3 Diambil tinggi tangki, H =

3 2

xD

Volume

= ¼ π x D2 x H = 1,1775 x D 3

356,49

= 1,1775 x D 3

D

=

H

=

3

3 2

356,49 1,1775

= 6,71 m = 22,03 ft

x 6,71 m = 10,06 m = 33,02 ft

LD-05. Kation Exchanger (KE-01)

Fungsi

: mengurangi kation dalam air

Bentuk

: silinder tegak dengan tutup ellipsoidal

Bahan

: carbon steel grade B

Jumlah air yang masuk KE = 126.387,34 kg/hari Volume air, Vair

=

126.387,34 995,9

=126,91m 3 / hari = 4.481,54 ft 3 / hari


Dari tabel 12-4. Nalco, 1958 diperoleh ukuran tangki sebagai berikut : a. Diameter tangki

: 5 ft

b. Luas penampang

: 19,6 ft 2

c. Jumlah penukar kation

: 1 unit

Resin 

Total kesadahan

: 3,3125 kg grain/hari



Kapasitas resin

: 20 kg grain/ft3



Kapasitas regeneran

: 2,3838 lb/ft3



Tinggi resin, h

: 2,1 ft

Regenerasi 

Volume resin, V

: h x A = 2,1 ft x 19,6 ft 2 = 41,16 ft3



Siklus regenerasi, t

: 30,1887 hari



Kebutuhan regeneran

: 0,3948 kg/regenerasi

Volume tangki, = Vair + Vresin = (4.481,54 + 41,16) ft 3 = 4.522,69 ft 3 Faktor keamanan 20% maka : Volume tangki, Vt

= 1,2 x 4.522,69 = 5.427,24 ft 3

Vt = ¼ π D2Hs Hs =

5.427,24 x 4 3,14 x 5 2

= 276,55 ft


Tinggi tutup ellipsoidal : Diameter = 1 : 4 Hh = ¼ D Hh = ¼ (5) = 1,25 ft H T = Hs + Hh = (276,55+ 1,25) ft = 277,79 ft (84,67 m) Tekanan operasi, P = 14,696 psi P hidrostatik = ρ g h 995,9 x 9,8 x 276,55

=

6.894,745

= 39,15 psi

Tekanan desain, P desain = (14,696 + 39,15) psi = 53,84 psi Penentuan tebal dinding tangki

•

Bahan


•

Diameter tangki

: 5 ft = 1,5 m

Maksimum allowed stress, f = 12.750 psi

(Brownell,1959)


(Brownell,1959)

Faktor korosi, C = 0,0125 in/tahun Umur alat, n = 10 tahun t=

t=

PxD fxE − 0,6 P

+

(Cxn)

53,84 x5 x12 12.650 x 0,85 − 0,6 x53,84

(Brownell,1959)

+ (0,0125x10)



LD-06. Anion Exchanger (AE-01)

Fungsi

: Mengurangi anion dalam air

Bentuk

: silinder tegak dengan tutup ellipsoidal

Bahan


Jumlah air yang masuk AE = 126.387,34 kg/hari Volume air, Vair

=

126.387,34 995,9

=126,91m 3 / hari = 4.481,54 ft 3 / hari

Dari tabel 12-4 Nalco, 1958 diperoleh ukuran tangki sebagai berikut : a. Diameter tangki

: 5 ft

b. Luas penampang

: 19,6 ft 2

c. Jumlah penukar kation

: 1 unit

Resin 

Total kesadahan

: 0,0636 kg grain/hari



Kapasitas resin

: 20 kg grain/ft3



Kapasitas regeneran

: 4,5 lb/ft3



Tinggi resin, h

: 0,6 ft

Regenerasi 

Volume resin, V

: h x A = 0,6 ft x 19,6 ft 2 = 11,76 ft3



Siklus regenerasi, t

: 1.572,3270 hari



Kebutuhan regeneran

: 6,4967 kg/regenerasi

Volume tangki, = Vair + Vresin = (4.481,54 + 11,76) ft 3 = 4.493,30 ft 3 Faktor keamanan 20% maka :


Volume tangki, = 1,2 x 4.493,30 = 5.391,96 ft 3

Vt Vt = ¼ π D2Hs Hs =

5.391,96 x 4 3,14 x 5 2

= 274,75 ft

Tinggi tutup ellipsoidal : Diameter = 1 : 4 Hh = ¼ D Hh = ¼ (5) = 1,25 ft H T = Hs + Hh = (274,75 + 1,25) ft = 276 ft (84,12 m) Tekanan operasi, P = 14,696 psi P hidrostatik = ρ g h =

995,9 x 9,8 x 276 6894,745

= 39,87 psi

Tekanan desain, P desain = (14,696 + 39,87) psi = 54,56 psi Penentuan tebal dinding tangki

•

Bahan


•

Diameter tangki

: 5 ft = 1,5 m

Maksimum allowed stress, f = 12.650 psi

(Brownell,1959)


(Brownell,1959)

Faktor korosi, C = 0,0125 in/tahun Umur alat, n = 10 tahun t=

PxD fxE − 0,6 P

+ (Cxn)

(Brownell,1959)


t=

54,56 x5 x12 12.650 x 0,85 − 0,6 x54,56

+ (0,0125x10)


LD-07. Cooli ng Tower (CT-01)

Fungsi

: mendinginkan air pendingin bekas

Jumlah

: 1 unit

Jenis

: mechanical induced draft

Laju alir massa air pendingin bekas = 1.864.857,29 kg/hari = 4.107.615,17 lb/hari Suhu air pendingin masuk = 30 0C = 111,6 0F Suhu air pendingin keluar = 25 0C = 102,6 0F) Wet bulb temperatur udara = 80 0F Dari fig. 12-14. Perry, 1997 diperoleh konsentrasi air 0,75 gpm/ft 2 Laju alir air pendingin, =

1.864.857, 29 995,9

= 1.872,53 m 3/hari = 0,52 m 3/menit

= 0,52 m3/menit x 264,17 gallon/m 3 = 137,41 gpm Factor keamanan 20% Laju air pendingin, = 1,2 x 137,41 gpm = 164,89 gpm Luas menara yang dibutuhkan,


=

164,89 0,75

= 219,85 ft 2

Diambil performance menara pendingin 90%, dari fig. 12-15. Perry, 1997 diperoleh tenaga kipas 0,03 hp/ft 2 Daya yang diperlukan untuk menggerakkan kipas, = 0,03 hp/ft 2 x 219,85 ft 2 = 6,59 hp Dimensi menara, Panjang

= 2 x lebar,

Lebar

= tinggi

Maka, V

=pxlxt = 2 x l3

1.872,53 = 2 x l 3

l

=

3

1.872,53 2

= 9,78 m

Sehingga, Panjang

= 19,56 m

Tinggi

= 9,78 m

LD-08. Dearator (DE-01)

Fungsi

: memanaskan air yang dipergunakan untuk air umpan boiler dan menghilangkan gas CO 2 dan O 2

Jumlah

: 1 unit

Bentuk tangki : silinder horizontal dengan tutup berbentuk ellipsoidal Temperatur air masuk : 25 0C


Temperatur air keluar : 900C Banyak air yang dipanaskan : 126.387,42 kg/hari Densitas air : 995,9 kg/m 3

(Perry, 1997)

Laju volumetrik, Q

=

126.387,42 995,9

= 126,91 m 3/hari

Panas yang dibutuhkan = m.c.∆T = 126,91 x 1 x (90-25) = 8.249,00 kkal Silinder berisi 75% air Volume silinder, = 1,75 x 126,91 = 222,09 m 3 Silinder dirancang dengan ketentuan H = 2,5 x D = ¼ π x D2 x H = ¼ π x D2 x 2,5 x D = 1,9625 D 3

Vs

π D

3

Vh

=

VD

= V s + V h

=

12

0,2616 D 3

222,09 = (1,9625 + 0,2616 ) D 3

D=

3

222,09 2,2241

= 4,64 m

H = 4,64 (1,6398 m) = 7,61 m

LD-09. Boiler (B-01)

Fungsi

: memanaskan air hingga menjadi steam sebagai media pemanas

Tipe

: ketel pipa api


Diagram alir proses

Diagram alir proses secara keseluruhan dapat dilihat pada gambar :

Uap Asap Ketel Uap Bahan Bakar

Air

Blow Down

Gambar LD.1. Diagram Alir Proses Pada Ketel Uap Luas Perpindahan Panas

A=

Q U D x ∆T

A = Ni x a” x L Dimana : A

= Luas perpindahan panas (ft2)

Q

= Jumlah panas yang ditransfer = 7.686,23 Btu/jam

U D = Koefisien perpindahan panas overall = 350 Btu/jam.ft2.0F (Kern, 1965) ∆T = Perbedaan temperatur (∆T = T2 – T 1 ) Uap air keluar boiler ( steam), T 2 = 980C (208,4 0F) Air masuk boiler, T 1 = 900C (1940F) Ni

= jumlah tube

A” = luas permukaan tube per in ft (ft2/ft) L

= Panjang tube (ft)


A

=

7.686,23 Btu / jam 2 0

2

0

350 Btu / jam. ft . F x ( 208,4 − 194) F

=1,52 ft

Digunakan OD tube = 1 in L = 20 ft A” = 0,2618 ft 2/ft Jumlah tube, Ni =

1,52 ft 2 0,2618 ft 2 / ft x 20 ft

=1

Dari ASTM Boiler Code, permukaan bidang pemanas = 10 ft 2/1hp Daya boiler , = 1,52 ft2 x 1 hp/10 ft 2 = 0,15 hp Dipilih boiler dengan daya 0,15 hp

LD-09. Pompa

Fungsi

: Mengalirkan air ke bak penampungan

Type

: Pompa sentrifugal

Laju alir massa, F

= 1.291.015,67 kg/jam x 2,2046 lb/kg x 2,7778 x 10 -4 jam/s = 31,2336 lb/s

Densitas, ρ

= 62,2 lb/ft3

(Perry, 1997)

Viskositas, µ

= 8,9 cp x 6,7197 x 10 -4 lb/ft.s = 0,0059 lb/ft.s

(Kern, 1965)

Kecepatan aliran,


Q

=

F

=

ρ

31,2336 lb / s 62,2 lb / ft 3

= 0,502 ft 3/s Perencanaan pompa : Diameter pipa ekonomis (De) dihitung dengan persamaan : De

= 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13

(Foust,1979)

= 3,9 (0,502)0,45(62,2)0,13 = 4,8936 in Dipilih material pipa commercial steel 6 in schedule 40, dengan :

•

Diameter dalam (ID)

= 6,065 in = 0,5054 ft

•

Diameter luar (OD)

= 6,625 in = 0,5521 ft

•

Luas Penampang pipa (A)

= 28,9 in 2 = 0,2007 ft 2

Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa, V

=

Q A

=

0,502 0,2007

= 2,5012 ft/s Sehingga, Bilangan Reynold, N Re

=

ρ VD

=

62,2 x 2,5012 x0,5054

µ

0,0059

= 14.040,6113 Material pipa merupakan bahan commercial steel maka diperoleh harga-harga sebagai berikut : ε = 4,6 x 10 -5 m = 1,5092 x 10 -4 ft


ε/D = 1,5092 x 10 -4 ft/0,5054 ft = 0,0002 dari grafik 5-9. Mc.Cabe, 1999 diperoleh f = 0,017 Panjang eqivalen total perpipaan (ΣL)

•

Pipa lurus (L 1 )

•

1 buah gate valve fully open (L/D = 13),

= 25,888 ft

L 2 = 1 x 13 x 0,5054 ft

•

= 6,5702 ft

3 buah elbow 900 (L/D = 30), L 3 L 3 = 3 x 30 x 0,5054 ft

•

= 30,324 ft

1 buah sharp edge entrance (K = 0,5) (L/D = 25), L 4 = 1 x 25 x 0,5054 ft

•

= 12,635 ft

1 buah sharp edge exit (K = 1; L/D = 47) L 5 = 1 x 47 x 0,5054 ft

= 23,754 ft

Total panjang ekuivalen (ΣL) = L 1 + L 2 + L 3 + L 4 + L 5 = (25,888 + 6,5702 + 30,324 + 12,635 + 23,754) ft = 99,1712 ft Friksi (Σf), Σf

=

fxV 2 xΣ L 2 xgcxD

=

0,017 x 2,5012 2 x99,1712 2 x32,17 x0,5054

= 0,3243 ft.lb f /lb m Kerja Pompa (W), Persamaan Bernouli ( P 1 − P 2 ) + ( Z 1 − Z 2 ) +

V 1 − V 2 2 xgc

+ W = Σ f

P 1 = P 2 , V 1 = V2 = 0, Z 1 = 0 dan Z 2 = 25,888 -25,888 + W = 0,3243


W f = 0,3243 + 25,888 = 26,2123 lb.ft/jam Daya, W s =

WfxQx ρ 550

=

26,2123 x 0,502 x62,2 550

= 1,4881 hp Jika efisiensi pompa, η = 80% dan efisiensi motor, η m = 75% P=

Ws η xη m

=

1,4881 0,8 x 0,75

= 2,4802 hp

Jadi digunakan pompa dengan daya 2,5 hp.


LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI

LE-1. Modal Investasi Tetap 1.

Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)

1.1.

Biaya Tanah Lokasi Pabrik

Harga tanah untuk lokasi pabrik diperkirakan Rp. 350.000 /m 2

(KIM, 2007)

Luas tanah seluruhnya 11.050 m 2 Harga tanah seluruhnya

= 11.050 m 2 x Rp. 350.000/m2 = Rp. 3.867.500.000,-

Biaya perataan tanah diperkirakan 5 % dari harga tanah seluruhnya (Timmerhaus, 1991). = 0,05 x Rp. 3.867.500.000,= Rp. 193.375.000,Total biaya tanah

= Rp. 3.867.500.000,- + Rp. 193.375.000,= Rp. 4.068.875.000,-


1.2. Perincian Harga Bangunan

Tabel LE-1. Perincian Harga Bangunan No

Nama Bangunan

Luas (m )

Harga

Jumlah (Rp)

2

(Rp/m )

1

Daerah proses dan kontrol

3.000

550.000

1.650.000.000,-

2

Laboratorium

250

500.000

125.000.000,-

3

Pengolahan air

2.500

200.000

500.000.000,-

4

Perkantoran

200

500.000

100.000.000,-

5

Bengkel

300

500.000

150.000.000,-

6

Pemadam Kebakaran

100

500.000

50.000.000,-

7

Pembangkit listrik

100

500.000

50.000.000,-

8

Tempat ibadah

100

500.000

50.000.000,-

9

Poliklinik

100

500.000

50.000.000,-

10

Kantin

100

500.000

50.000.000,-

11

Gudang bahan baku

150

500.000

75.000.000,-

12

Gudang produk

800

500.000

400.000.000,-

13

Pos keamanan

50

500.000

20.000.000,-

14

Parkir dan taman

400

100.000

40.000.000,-

15

Jalan

500

100.000

50.000.000,-

16

Rencana perluasan

17

Unit pembangkit uap

200

300.000

60.000.000,-

18

Ruang diklat

200

200.000

40.000.000,-

TOTAL

2.000

11.050

-

-

-

3.460.000.000,-


1.3. Perincian Harga Peralatan

Tabel LE-2. Perkiraan Harga Peralatan Proses No

Nama Alat

Jumlah

Harga/unit (Rp)

Total Harga (Rp)

1

Tangki Nira Kental

10

400.000.000,00

4.000.000.000,00

2

Tangki Molases

1

350.000.000,00

350.000.000,00

3

Vacumm Pan

3

150.000.000,00

750.000.000,00

4

Centrifugal

3

35.000.000,00

105.000.000,00

5

Mixer

2

89.000.000,00

178.000.000,00

6

Kondenser

1

25.000.000,00

25.000.000,00

7

Pompa 1,22 Hp

2

12.000.000,00

24.000.000,00

SUB TOTAL

5.432.000.000,00

Tabel LE-3. Perkiraan Harga Peralatan Utilitas No

Nama Alat

Jumlah

Harga/unit (Rp)

Total Harga (Rp)

1

Sumur Pompa

1

55.000.000,00

55.000.000,00

2

Bak Pengendapan

1

29.000.000,00

29.000.000,00

3

Klarifier

1

78.000.000,00

78.000.000,00

4

Sand filter

1

289.000.000,00

289.000.000,00

5

Menara air

1

67.000.000,00

67.000.000,00

6

Kation Exchanger

1

183.000.000,00

183.000.000,00

7

Anion Exchanger

1

183.000.000,00

183.000.000,00

8

Pompa

7

12.000.000,00

84.000.000,00

9

Cooling tower

1

68.000.000,00

68.000.000,00

10 Boiler + Dearator

1

6.500.000.000,00

6.500.000.000,00

TOTAL

7.468.000.000,00

Jumlah harga peralatan = Rp. 12.900.000.000,Biaya pemasangan diperkirakan 15 % dari harga peralatan (Timmerhaus 1991). = 0,15 x Rp 12.900.000.000,- = Rp. 1.935.000.000,-


Harga alat terpasang, = Rp 12.900.000.000,- + Rp. 1.935.000.000,= Rp 14.835.000.000,-

1.4.

Instrumentasi dan Alat control

Diperkirakan biaya alat instrumentasi dan alat control serta biaya pemasangannya sebesar 10 % dari harga alat terpasang (Timmerhaus, 1991). = 0,1 x Rp 14.835.000.000,= Rp 1.483.500.000,-

1.5.

Biaya Perpipaan

Diperkirakan biaya perpipaan sebesar 55 % dari harga alat terpasang (Timmerhaus, 1991). = 0,55 x Rp 14.835.000.000,= Rp 8.159.250.000,-

1.6.

Biaya Insulasi

Diperkirakan biaya insulasi sebesar 10 % dari harga alat terpasang (Timmerhaus, 1991). = 0,1 x Rp 14.835.000.000,= Rp 1.483.500.000,-


1.7.

Biaya Instalasi Listrik

Diperkirakan biaya instalasi listrik sebesar 20% dari harga alat terpasang (Timmerhaus, 1991). = 0,2 x Rp 14.835.000.000,= Rp 2.967.000.000,-

1.8.

Biaya Inventaris Kantor

Diperkirakan biaya inventaris kantor sebesar 45 % dari harga alat terpasang (Timmerhaus, 1991). = 0,45 x Rp 14.835.000.000,= Rp 6.675.750.000,-

1.9.

Biaya Perlengkapan dan Keamanan

Diperkirakan biaya perlengkapan dan keamanan sebesar 40% dar harga alat terpasang (Timmerhaus, 1991). = 0,4 x Rp 14.835.000.000,= Rp 5.934.000.000,-


1.10.

Sarana Transportasi

Tabel LE-4. Perkiraan Biaya Sarana Transportasi Kenderaan

Jumlah

Harga @

Total Harga

(Rp)

(Rp)

Direktur Utama

1

300.000.000,-

300.000.000,-

Staf Ahli

2

200.000.000,-

400.000.000,-

Manajer

2

200.000.000,-

400.000.000,-

Karyawan

2

150.000.000,-

300.000.000,-

Truk Bahan Baku Dan Produk

4

200.000.000,-

800.000.000,-

Mobil Bahan Bakar

1

200.000.000,-

200.000.000,-

Mobil Pemadam Kebakaran

1

250.000.000,-

250.000.000,-

Ambulans

1

100.000.000,-

100.000.000,-

14

-

2.750.000.000,-

TOTAL

Total Modal Investasi Tetap (MITL), = Rp 51.816.875.000,-

2.

Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL)

2.1.1. Pra Investasi

Pra investasi diperkirakan sebesar 10% dari MITL (Timmerhaus1991). = 0,1 x Rp 51.816.875.000,= Rp 5.181.687.500,-

2.2.

Engineering

Meliputi

meja

gambar

dan

alat–alatnya,

inspeksi,

pengawasan

pembangunan pabrik. Engineering diperkirakan sebesar 10% dari MITL (Timmerhaus 1991).


= 0,1 x Rp 51.816.875.000,= Rp 5.181.687.500,-

2.3.

Supervisi

Meliputi survei lokasi, perizinan dan studi lingkungan. Supervisi diperkirakan sebesar 10% dari MITL (Timmerhaus 1991). = 0,1 x Rp 51.816.875.000,= Rp 5.181.687.500,-

2.4.

Biaya Kontraktor

Diperkirakan sebesar 10% dari MITL (Timmerhaus 1991). = 0,1 x Rp 51.816.875.000,= Rp 5.181.687.500,-

2.5.

Biaya Tak Terduga

Diperkirakan sebesar 10% dari MITL (Timmerhaus 1991). = 0,1 x Rp 51.816.875.000,= Rp 5.181.687.500,Total Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL), = Rp 25.908.437.500,Total Modal Investasi Tetap (MIT), = MITL + MITTL = Rp 51.816.875.000,- + Rp 25.908.437.500,= Rp 77.725.312.500,-


LE-2. Modal Kerja

Modal kerja untuk 3 bulan pertama operasi pabrik. 1.

Bahan Baku Untuk Proses dan Utilitas

1.1.

Bahan-bahan Proses





Nira Kental Kebutuhan

: 208.333,33 kg/jam

Lampiran A

Harga

: Rp. 500,00/kg

(PG Sei Semayang, 2007)

Biaya 3 bulan, = 90 hari x 24 jam/hari x 208.333,33 kg/jam x Rp. 500,00/kg = Rp. 224.999.996.400,-

1.2. Bahan – bahan Utilitas 

Alum, Al 2 (SO 4 ) 2 Kebutuhan

: 74,88 kg/hari

Lampiran C

Harga

: Rp 8.000 /kg

(CV. Rudang Jaya, 2007)

Biaya 3 bulan, = 90 hari x 74,88 kg/hari x Rp 8.000,-/kg = Rp 53.913.600,

Soda abu Kebutuhan

: 39,68 kg/hari

Lampiran C

Harga

: Rp 6.000 /kg


Biaya 3 bulan, = 90 hari x 39,68 kg/jam x Rp 6.000,-/kg = Rp 20.887.200,-




Asam Sulfat (H 2 SO 4 ) Kebutuhan

: 8,96 kg/hari = 4,84 l/hari

Harga

: Rp 22.000,-/liter

Lampiran C (CV. Rudang Jaya, 2007)

Biaya 3 bulan, = 90 hari x 4,84 l/hari x Rp 22.000/liter = Rp 9.583.200,

NaOH Kebutuhan

: 944,96 kg/hari

Lampiran C

Harga

: Rp 8.000,-/kg


Biaya 3 bulan, = 90 hari x 944,96 kg/hari x Rp 8.000,-/kg = Rp 680.371.200,

Kaporit Kebutuhan

: 0,16 kg/hari

Lampiran C

Harga

: Rp 8.000,-/kg


Biaya 3 bulan, = 90 hari x 0,16 kg/hari x Rp 8.000,-/kg = Rp 115.200,

Solar Kebutuhan

: 292,78 l/jam

Lampiran D

Harga

: Rp 4.300,-/lit


Biaya 3 bulan, = 90 hari x 24 jam/hari x 292,78 l/jam x Rp 4.300,-/lt = Rp 2.719.340.640,-


Total biaya persediaan bahan baku dan utilitas selama 3 bulan = Rp 228.784.134.240,Total biaya pesediaan bahan baku dan utilitas selama 1 tahun = Rp 915.136.536.960,-

LE-3. Biaya Kas 1.

Gaji Pegawai

Tabel. LE-5. Perincian Gaji Pegawai Untuk 1 bulan Jabatan

Jumlah

Gaji/orang (Rp)

Total

Direktur

1

15.000.000

15.000.000

Sekretaris

1

2.000.000

2.000.000

Manajer

5

6.000.000

30.000.000

Kepala seksi

6

2.500.000

15.000.000

Karyawan proses

15

1.800.000

27.000.000

Karyawan Lab.

6

1.800.000

10.800.000

Karyawan utilitas

12

1.800.000

21.600.000

Karyawan Pemasaran

6

1.800.000

10.800.000

Karyawan gudang

6

1.800.000

10.800.000

Karyawan administrasi dan

17

1.800.000

30.600.000

Karyawan transportasi

7

1.000.000

7.000.000

Karyawan kebersihan

10

900.000

9.000.000

Karyawan keamanan

12

1.500.000

18.000.000

Karyawan kesehatan

2

1.800.000

3.600.000

keuangan

TOTAL

Gaji pegawai untuk 3 (tiga) bulan

106

211.200.000

= 3 x Rp 211.200.000,= Rp 633.600.000,-


2.

Biaya Administrasi Umum

Biaya administrasi umum diperkirakan sebesar 5% dari gaji pegawai = 0, 5 x Rp 633.600.000,- = Rp 31.680.000,-

3.

Biaya Pemasaran

Biaya pemasaran diperkirakan sebesar 5 % dari persediaan bahan baku selama 3 bulan yaitu, = 0,5 x Rp 228.784.134.240,- = Rp 11.439.206.712,-

4.

Pajak Bumi dan Bangunan

Menurut undang-undang No. 20 Tahun 2000 dan undang-undang No. 21 Tahun 1997 : Objek pajak

2

Luas (m )

NJPO (Rp) 2

Per m

Jumlah

Bumi

11.050

150.000

1.657.500.000

Bangunan

11.050

200.000

2.210.000.000

Nilai jual Objek Pajak (NJOP) sebagai dasar pengenaan PBB = Rp 1.657.500.000,- + Rp 2.210.000.000,= Rp 3.867.500.000, NJOP tidak kena pajak : Rp 8.100.000,- (PerDa SuMut, 2000) NJOP untuk perhitungan PBB = (Rp 3.867.500.000,-) – (Rp 8.100.000,-) = Rp 3.859.400.000,-


Nilai Jual Kena Pajak (NJKP) Nilai jual kena pajak 20 % x NJOP = 0,2 x Rp 3.859.400.000,- = Rp 771.880.000,Pajak Bumi dan Bangunan terutang 0,5 % NKJP = 0,5 % x Rp 771.880.000,- = Rp 385.940.000,(Berdasarkan UU No. 21 tahun 1997 pasal 6 ayat 3, PP No. 48 tahun 1994 dan Peraturan Pemerintah No. 27 tahun 1996). Total biaya kas : = gaji pegawai + gaji administrasi + biaya pemasaran + PBB = Rp. 12.490.426.712,-

LE-4. Biaya Start Up

Biaya satart up diperkirakan 10 % dari Modal Investasi Tetap (MIT) = 0,1 x Rp 77.725.312.500,= Rp 777.253.125,-

LE-5. Piutang Dagang

Piutang dagang = (IP/12) x HPT Dimana IP = jangka waktu kredit yang diberikan (3 bulan) HPT = hasil penjualan produk tahun Produksi Molases

: 208.333,33 kg/jam

Lampiran A

Harga jual

: Rp. 1.500,00/kg

(PG Sei Semayang, 2007)

Produksi Molases setahun : 208.333,33 kg/jam x 330 x 24 = 1.678.017.290 kg/thn


Hasil penjualan Molases per tahun = 1.678.017.290 kg x Rp. 1.500,00/kg = Rp 369.163.803.000,Piutang dagang = 3 / 12 x Rp 369.163.803.000,= Rp 92.290.950.950,Sehingga Total Modal Kerja (MK) = Rp 334.342.765.027,Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap (MIT) + Modal Kerja (MK) = Rp 77.725.312.500,- + Rp 334.342.762.027,= Rp 412.068.077.527,Modal ini berasal dari : 1. Modal sendiri 60 % dari total modal investasi

= 0,6 x Rp 412.068.077.527,= Rp 247.240.846.516,-

2. Modal pinjaman Bank 40% dari total modal investasi = 0,4 x Rp 412.068.077.527,= Rp 164.827.231.011,-

LE-6. Biaya Produksi Total (Total Cost) 1.

Biaya Tetap (F i xed Cost )

A. Gaji Tetap Karyawan Gaji tetap karyawan = gaji tetap tiap bulan + 3 bulan gaji tunjangan. = Rp. 633.600.000,- + Rp. 1.900.800.000 = Rp. 2.534.400.000,-


B. Bunga Pinjaman Bank Bunga pinjaman bank diperkirakan 19 % dari pinjaman bank (Bank BNI Cab. USU Medan, 2007) = 0,19 x Rp 164.827.231.011,- = Rp 31.317.173.892,-

C. Depresiasi dan Amortisasi Depresiais dihitung dengan garis lurus dengan harga akhir nol. D = (P – L) / n Dimana : D = Depresiasi per tahun P = Harga awal peralatan L = Harga akhir peralatan n = Usia peralatan Semua modal investasi langsung kecuali tanah, mengalami penyusutan yang disebut depresiasi sedangkan modal investasi tidak langsung juga mengalami penyusutan yang disebut amortisasi. Biaya amortisasi diperkirakan 10 % dari MITTL : = 0,1 x Rp 51.816.875.000,- = Rp 5.181.687.500,-


Tabel. LE-6. Perkiraan Depresiasi Komponen

Biaya (Rp)

Umur

Depresiasi (Rp)

(tahun)

Bangunan

3.460.875.000

15

230.666.667

Peralatan Proses + Utilitas

14.835.000.000

15

989.000.000

Instrumentasi dan Kontrol

1.483.500.000

10

148.350.000

Perpipaan

8.159.250.000

10

815.925.000

Instalasi Listrik

2.967.000.000

10

296.700.000

Inventaris Kantor

6.675.750.000

5

667.575.000

Sarana Transportasi

2.750.000.000

10

275.000.000

Sarana Insulasi

1.483.500.000

10

148.350.000

Perlengkapan Pemadam

5.934.000.000

10

593.400.000

Kebakaran dan Keamanan TOTAL

Depresiasi dan amortisasi

4.164.966.667

= Rp 5.181.687.500,- + 4.164.966.667,= Rp 9.346.659.167,-

D. Biaya Tetap Perawatan ( Maintenance) 

Perawatan mesin dan alat-alat proses Diperkirakan 10 % dari harga alat terpasang 0,1 x Rp 14.835.000.000,- = Rp. 1.483.500.000,-



Perawatan bangunan Diperkirakan 10 % dari harga bangunan = 0,1 x Rp 3.460.000.000,- = Rp 346.000.000,-




Perawatan kendaraan Diperkirakan 10 % dari harga kendaraan = 0,1 x Rp 2.750.000.000,- = Rp 275.000.000,-



Perawatan Instrumentasi dan Alat Kontrol Diperkirakan 10 % dari instrumentasi dan alat kontrol = 0,1 x Rp 1.483.500.000,- = Rp 148.350.000,-



Perawatan Perpipaan Diperkirakan 10 % dari harga perpipaan = 0,1 x Rp 8.159.250.000,- = Rp 815.925.000,-



Perawatan Instalasi Listrik Diperkirakan 10 % dari harga instalasi listrik = 0,1 x Rp 2.967.000.000,- = Rp 296.700.000,-



Perwatan Insulasi Diperkirakan 10 % dari harga insulasi = 0,1 x Rp 1.483.500.000,- = Rp 148.350.000,-



Perawatan Inventaris Kantor Diperkirakan 10 % dari harga inventaris kantor = 0,1 x Rp 6.675.750.000,- = Rp 667.575.000,-




Perawatan Perlengkapan Pemadam Kebakaran dan Keamanan Diperkirakan 10 % dari harga perlengkapan pe rlengkapan pemadam kebakaran dan keamanan = 0,1 x Rp 5.934.000.000,5.934.000.000,- = Rp 593.400.000,Total biaya tetap perawatan = Rp 4.774.800.000,Biaya tambahan ( Plant Overhead Cost ) Diperkirakan 10% dari modal investasi tetap (MIT)

(Timmerhaus,

1991). = 0,1 x Rp 77.725.312.500,77.725.312.500,- = Rp 7.772.531.250,-

E. Biaya Tetap Administrasi Umum Diperkirakan 10 % dari biaya gaji karyawan = 0,1 x Rp 211.200.000,211.200.000,- = Rp 21.120.000,-

F. Biaya Tetap Pemasaran dan Distributor Diperkirakan 10 % dari biaya tetap tambahan = 0,1 x Rp 7.772.531.250,7.772.531.250,- = Rp 777.253.125,-

G. Biaya Tetap Laboratorium, Penelitian dan Pengembangan Diperkirakan 10 % dari biaya tetap tambahan = 0,1x Rp 7.772.531.250,7.772.531.250,- = Rp 777.253.125,-


H. Biaya Asuransi 

Asuransi pabrik diperkirakan 10 % dari modal investasi tetap = 0,1 x Rp 77.725.312.500,77.725.312.500,- = Rp 7.772.531.250,-



Asuransi karyawan diperkirakan 10 % dari gaji total kar yawan Diperkirakan 10 % dari biaya gaji karyawan = 0,1 x Rp 211.200.000,- = Rp 21.120.000,Total asuransi = Rp. 7.793.651.250,-

I. Pajak Bumi dan Bangunan Pajak bumi dan bangunan = Rp 385.940.000,385.940.000,Total Biaya Tetap ( Fixed Cost) adalah Cost) adalah : Rp 65.500.776.809,-

LD-7. Biaya Variabel (Var i able Cos ) Cost

A. Biaya Variabel Bahan Baku dan Utilitas Diperkirakan 20 % dari biaya bahan baku utilitas = 0,2 x Rp. 915.136.536.960 = Rp 183.027.307.392,-

B. Biaya Variabel Pemasaran Diperkirakan 10 % dari biaya tetap pemasaran = 0,1 x Rp 777.253.125,777.253.125,- = Rp 77.725.312,-

C. Biaya Variabel Perawatan Diperkirakan 10 % dari biaya perawatan = 0,1x Rp 4.774.800.000,4.774.800.000,- = Rp 477.480.000,-


D. Biaya Variabel Lainnya Diperkirakan 20 % dari biaya tetap tambahan = 0,2 x Rp 7.772.531.250,7.772.531.250,- = Rp 1.554.506.250,Total Biaya Variabel (Variable Cost) = Cost) = Rp 185.137.018.955,Total Biaya Produksi (Total Cost) = Biaya Tetap ( Fixed Cost) + Cost) + Biaya Variabel (Variable (Variable Cost) = (Rp 65.500.776.809,-) 65.500.776.809,-) + (Rp 185.137.018.955,-) = Rp 250.637.795.763,-

LE-8. Perkiraan Laba / Rugi Usaha

A.

Laba sebelum pajak = total penjualan - total biaya produksi = (Rp 369.163.803.800,-) 369.163.803.800,-) – (Rp 250.637.795.763,-) = Rp 118.526.008.037,-

B.

Pajak Penghasilan Berdasarkan Keputusan Menteri Keuangan RI Tahun 2000, tarif pajak

penghasilan adalah : 

Penghasilan s/d Rp 50.000.000,-



Penghasilan Rp 50.000.000,- s/d Rp 100.000.000,100.000.000,- : 15 %



Penghasilan diatas Rp 100.000.000

: 10 %

: 30 %


Perincian pajak penghasilan (PPh) : 

10 % x Rp 50.000.000,-

= Rp.



15 % x (Rp 100.000.000 – Rp 50.000.000)

= Rp. 7.500.000,-



30 % x (Rp 158.550.819.293 158.550.819.293 – Rp 100.000.000)

5.000.000,-

= Rp 35.445.402.411,35.445.402.411,= Rp 35.445.302.411,-

Total Pajak Penghasilan (PPh) adalah

C. Laba Setelah Pajak 

Laba setelah pajak

= Laba sebelum pajak – pajak penghasilan = (Rp 118.526.008.037,-) 118.526.008.037,-) – (Rp 35.445.302.411,-) = Rp 83.080.705.626,-

LE-9. Analisa Aspek Ekonomi A.

(PM) (PM) Profit Margin

PM

laba sebelum pajak =

Rp 118.526.008.037, =

B.

x 100 %

total penjualan

−

Rp 369.163.803.800,

x 100 %

=

32,11%

−

Br eak Even Even Poin Poin t (BEP) (BEP)

BEP

Biaya tetap =

( total penjualan

−

biaya var iabel

Rp 65.500.776.809, =

[( Rp 369.163.803.800, ) −

−

x 100 %

−

( Rp185.137.018.955, )

x 100 %

−

= 35,59 %


Kapasitas produksi pada saat BEP : 

Molases

= 0,359 x 1.678.017.290 kg/thn = 602.408.207,1 kg/tahun

Total penjualan pada saat BEP : 

Molases

= 602.408.207,1 kg/tahun x Rp 1500/kg = Rp 903.612.310.650,-

C.

(RoI) Retur n on I nvestment

laba setelah pajak

RoI

=

total mod al investasi Rp 83.080.705.626, =

−

Rp 412.068.077.527,

x 100 %

x 100 %

−

= 20,16 %

D.

(POT) Pay Out Ti me

POT

1 =

RoI 1 =

0,2016

= 4,96 tahun

E.

I nter nal Rate of Retur n (IRR)

Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut Cash Flow. Untuk memperoleh cash flow diambil ketentuan sebagai berikut :


perhitungan neraca massa pabrik gula

Recommend Documents