Pra Rencana Pabrik m95 Dari Minyak Jarak Dengan Proses Transterifikasi

PRA RENCANA PABRIK M95 DARI MINYAK JARAK DENGAN

PROSES TRANSTERIFIKASI

(KAPASITAS 900 TON / TAHUN)

Diajukan sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana

Teknik (Strata – 1)

Oleh :

Aquilio Doutel Conceicao (0305010001)

Yashinta Pamfilia Paul (0305010022)

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI

MALANG

2009

i

LEMBAR PERSETUJUAN

PRA RENCANA PABRIK M95 DARI MINYAK JARAK DENGAN PROSES

TRANSTERIFIKASI

(KAPASITAS 900 TON/TAHUN)

Diajukan Sebagai salah satu syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

( Strata – 1 )

Oleh



Menyetujui,

Dosen Dosen

Pembimbing I Pembimbing II

Bambang Ismuyanto, Ir. MS Zuhdi Ma’sum, ST.

Tgl. Tgl.

Mengetahui,

Dekan Ketua Program Studi

Fakultas Teknik Teknik Kimia

Nawir Rasidi, ST. MT. S.P. Abrina Anggraini,ST. MT.

Tgl. Tgl.

ii

LEMBAR PENGESAHAN

PRA RENCANA PABRIK M95 DARI MINYAK JARAK DENGAN PROSES

TRANSTERIFIKASI

(KAPASITAS 900 TON/TAHUN)

Oleh



Telah Dipertahankan Dihadapan Penguji Dan Telah Diterima Tim Penguji

Fakultas Teknik Universitas Tribhuwana Tunggadewi

Malang

Tim penguji :

1. Bambang Ismuyanto, Ir. MS :__________________________

2. Zuhdi Ma’sum, ST. :__________________________

3. Ir. Taufik Iskandar :__________________________

iii

LEMBAR PERYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini :Nama : Aquilio Doutel Conceicao / Yasinta Pamfilia PaulNIM : 0305010001 / 0305010022Fakultas : TeknikProgram Studi : Teknik KimiaJudul Skripsi : pra rencana pabrik M95 dari minyak jarak dengan

proses transterifikasi (kapasitas 900 ton/tahun)

Merupakan karya tulis yang kami buat dan menurut pengamatan serta keyakinankami sendiri. Tugas ini tidak mengandung bagian skripsi atau karya tulis yang pernahditerbitkan atau ditulis oleh orang lain, kecuali kutipan referensi yang dimuat dalamskripsi ini.

Apabila ternyata dikemudian hari peryataan kami tidak benar, kami sanggup danbersedia menerima sangsi akademi apapun dari Universitas Tribhuwana TunggadewiMalang.

Malang, 07 Oktober 2009Yang membuat peryataan

Aquilio D. Conceicao / Yasinta P. Paul

Menyetujui;

Pembimbing I Pembimbing II

Bambang Ismuyanto, Ir. MS Zuhdi Ma’sum, ST.

Tgl. Tgl.

iv

KATA PENGANTAR

Hatiku memuliakan Tuhan dan hatiku bersukacita karna Allah Juru Selamatku,

sebab Dia telah melakukan perbuatan-perbutan yang besar kepadaku dan nama-Nya

adalah Kudus. Atas Berkat dan Uluran Tangan Kasih-Nya penulis dapat menyelesaikan

skripsi ini yang berjudul: Pra Rencana Pabrik M95 Dari Minyak Jarak Dengan

Proses Transterifikasi (Kapasitas 900 Ton/thn)

Dalam pelaksanaan penelitian ini tidak lepas dari dukungan dan bantuan dari

berbagai pihak. Oleh sebab itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-

besarnya kepada:

1. Bambang Ismuyanto,Ir.MS. Selaku Pembimbing I yang telah memberikan

bimbingan, arahan dan dukungan dalam menyelesaikan skripsi ini.

2. Zuhdi Ma’sum,ST. Selaku Pembimbing II yang telah memberikan bingbingan

dan dukungan dalam menyelesaikan skripsi ini.

3. S.P. Abrina Anggraini, ST,MT. Ketua program Studi Teknik Kimia.

4. Nawir Rasidi,ST.MT. selaku DEKAN fakultas teknik.

5. Kedua orang tua kami ( Aquilio & Yasinta), yang telah mendukung kami dalam

Do’a dan membantu kami baik materi maupun moril.

6. Kakak- Adik , K’ Fina,K’ Eja,K’ Ato,Dik Adou,Dik Tina (Aquilio) & K’ Deti,

K’ Tina, K’ Yos, Dik Emen, Adi Bubu, Ade Ariel.

7. Kekasih tercinta, Agostinha Maria Da silva (Aquilio) dan My lovely Apolinaris

Ruba (Yasinta)

8. Teman teknik kimia seangkatan ( Peter Pulang, Beni SO, Ati,Filipe) dan Jhones

Artsitek.

9. Dan semua pihak yang juga telah membantu kami dalam menyelesaikan skripsi

ini.

Penyusun menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam

menyusun laporan skripsi ini, oleh karena itu penyusun sangat mengharapkan kritik dan

saran yang bersifat positif dan membangun dari para pembaca.

v

Akhir kata, penyusun berharap laporan penelitian ini dapat bermanfaat bagi

rekan-rekan mahasiswa khususnya mahasiswa jurusan Teknik Kimia Universitas

Tribhuwana tunggadewi Malang.

Malang, Agustus 2009

Penulis

vi

ABSTRAKSI

PraRencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak ini rencananya akan di dirikan di

Sayung , Semarang, Ja,va Tengah dengan lahaa seluas 14.500 m2.

Proses yang digunakan adalah dengan transesteritikasi mitnyak dengan katalis basa,

adapun kriteria produksi adalah sebagai berikut :

Kapasitas : 900 Ton / Th

Waktu Operasi : 24 Jam Hari, 330 Hari / Th

Produk. : M95

Bahan Baku : Minyak Jarak

Bahan Pembantu : 2,2 Dimethoxypropane ( sebagai pereaksi )

Na0H ( sebagai katalis )

HCI ( sebagai penetral pH basa)

Ulitilitas : Air 6557,8219 Kg /Jam

Steam = 52,1108 Kg / Jam

Listrik = 100 kWh

Bahan Bakar = 60,2839 L / Hari

Struktur Organisasi : Bentuk = Perseroan Terbatas ( PT )

Sruktur = Ciaris dan Staff

Jumlah Tenaga Kerja = 172 Orang

Atudisa Ekonorni

TCI : Rp. 25.409.301.176,-

BEP : 53,4 %

POT : 3,3289 Tahun

IRR : 23,70 %

ROI BT : 31,4862 %

ROI AT : 22,0403 %

NPV : Rp. 27.381.428.118,- (positif)

vii

DAFTAR ISI

Lembar Persetujuan ......................................................................................... i

Lembar Pengesahan ......................................................................................... ii

Lembar Pernyataan .......................................................................................... iii

Kata Pengantar .................................................................................................................... iv

Lembar Persembahan .......................................................................................................... v

Abstraksi ...................................................................................................... vi

Daftar Isi .............................................................................................................................. vii

Daftar Tabel ..................................................................................................... ix

Daftar Gambar .......................................................................................................... xi

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................... I-1

BAB II URAIAN PROSES ........................................................................... II-1

BAB IIINERACA MASSA ............................................................................ III-1

BAB IV NERACA PANAS ........................................................................... IV-1

BAB V SPESIFIKASI PERALATAN .......................................................................................V-1

BAB VI PERANCANGAN ALAT UTAMA ..............................................................VI-1

BAB VII INSTRUMFNTASI DAN KESELAMATAN KERJA .......................... VII-1

BAB VIII UTILITAS PABRIK ............................................................................... VIII-1

BAB IX LOKASI DAN TATA lETAK PABRRIK ..................................................... IX-1

BAb X STRUKTUR ORGANISAS1 PERUSAHAAN ..............................................X-1

BAB XI ANALISA EKONOMI ..............................................................................................................XI-1

BAB XII KESIMPULAN .......................................................................................... XII-1

Daftar Pustaka

viii

APPENDIKS

APPENDIKS A ................................................................................................. APP A-1

APPENDIKS B ................................................................................................. APP B-1

APPENDIKS C ................................................................................................. APP C-1

APPENDIKS D ................................................................................................. APP D-1

APPENDIKS E .................................................................................................. APP E-1

ix

DAFTAR TABEL

1.1 Komposisi gasoline .......................................................................................... 1-5

1.2 Data import dan eksport minyak mentah Indonesia ......................................... 1-8

1.3 Data produksi dan konsumsi minyak Indonesia ............................................... I-10

1.4 Perosentase pengolahan minyak mentah Indonesia .......................................... I-11

2.1 Perbandingan proses transesterifikasi ............................................................... II-2

3.1 Neraca massa pada mixer I ............................................................................... III-2

3.2 Neraca massa pada reactor I ............................................................................. III-3

3.3 Neraca massa pada decanter I ........................................................................... III-4

3.4 Neraca massa pada reactor II ............................................................................ III-5

3.5 Neraca masaa pada tangki asidulasi ................................................................. III-6

3.6 Neraca massa pada reactor II ............................................................................ III-7

3.7 Neraca massa pada reactor III .......................................................................... III-8

3.8 Neraca massa pada reactor III .......................................................................... III-9

3.9 Neraca massa pada kolom distilasi ................................................................... II-10

3.10 Neraca massa pada mixer II .............................................................................. III-11

4.1 Neraca panas pada reactor I .............................................................................. IV-1

4.2 Neraca panas pada reactor II ............................................................................ IV-2

4.3 Neraca penas pada reactor III ........................................................................... IV-3

4.4 Neraca panas pada kolom distilasi ................................................................... IV-4

4.5 Neraca panas pada cooler ................................................................................. IV-5

6.1 Perhitungan HV,HL, Cpl campuran feed ......................................................... VI-3

6.2 Data hasil kesetimbangan methanol-isopropylidene gliserol ........................... VI-5

6.3 Perhitungan beban ditilasi ................................................................................ VI-7

6.4 Perhitungan total T ........................................................................................... VI-11

6.5 Perhitungan Lw,How dan hl ............................................................................ VI-11

6.6 Perhitungan Ao ................................................................................................. VI-13

6.7 Data nozzle ....................................................................................................... VI-20

7.1 Instrumental peralatan pabrik ........................................................................... VII-4

7.2 Keselamatan kerja pada penrik M95 ................................................................ IX-10

x

9.1 Perincian luas daerah pabrik ............................................................................. X-14

10.1 Jadwal kerja karyawan pabrik .......................................................................... X-15

10.2 Jabatan dan tingkatan pendidikan tenaga kerja ............................................... X-19

10.3 Darfata gaji karyawan ....................................................................................... X-23

D.1 Total kebutuhan steam ...................................................................................... D-2

D-2 Total kebutuhan air pendingin .......................................................................... D-4

D-3 Total kebutuhan ait proses ................................................................................ D-5

D-4 Total kebutuhan air yang harus disuplay ......................................................... D-2

E.1 Index harga alat ................................................................................................ E-2

E.2 Harga peralatan proses ..................................................................................... E-4

E.3 Indeks harga utilitas ......................................................................................... E-5

E.4 Darftad gaji karyawan ...................................................................................... E-5

E-5 Cash flow untuk NPV ...................................................................................... E-17

E-6 IRR ................................................................................................................... E-17

xi

DAFTAR GAMBAR

9.1 Peta Indonesia ................................................................................................... 9-8

9.2 Peta jawa tengah ............................................................................................... 9-8

9.3 Peta satyung ...................................................................................................... 9-9

9.4 Master plot plan pra Rencana pabrik m95 ........................................................ 9-13

9.5 Tataletak alat pabrik m95 ................................................................................. E-16

E-1 Grafik gabungan antara indeks harga alat dengan tahun .................................. E-2

E-2 BEP ................................................................................................................... E-18

xii

LEMBAR PERSEMBAHAN

Persembahan

Segalah puji dan syukur kami haturkan kehadiratmu Tuhan, karma atas rahmat dan

kerkat-MU sehingga apa yang saya cita-citakan dan perjuangkan dapat saya raih……

Buat bapak dan mama yang tercinta…………

Tak ada syair yang lebih elok yang bisa kami tuliskan

Tak ada puisi yang lebih indah yang bias kuucapkan selain kata “ TRIMA KASIH” atas

semua pengorbanan, dan kasih saying yang sudah bapak dan mama berikan kepada

kami…………….

Buat kekasih kami tercinta Aris Ruba (Yasinta) dan Abatha (Aquilio), ma’kasih atas

dorongan yang kalian berikan, tanpa kalian disisi tidak mingkin ini semua bias kami

raih…..

Special to kakak dan adik kami berdua, k’ Ato, k’ Vina, k’ Eja,d’ Adou,d’ Atina dan

Anou (kel. Aquilio) dan k’ Deti, k’ Tina, k’ Yos, d’ Emen,d’Ady & Ariel,(kel. Yasinta)

ma’kasih atas dukungan dan do’a kalian…………..

Trima kasih tak terhingga buat teman-teman T-kimia angkatan 2003 dan adik-adik kos

Pink…semoga apa yang kita semua cita-citakan dapat terwujut…

Amin.

xiii

Special Persembahan

K’EJA ( Alm )

Kakakku ……………..Aku salut dan bangga padamu

Sebab kau adalah kebanggaan keluarga

Kakakku..Hidup ini bila terus diratapi akan terasa pahit

Perbanyak sabar, serta perdalam kesabaran

Niscaya makna hidup akan kita raih

Kakakku ………..Kau tinggalkan rumah dengan hati yang luka

Umpan dan makian mengiringi langkahmu

Cuman ibu sejatih yang merelakan anaknya

Pergi untuk selama-lamanya..

Kakakku………..Kau terlalu tertutup pada kami keluargamu sendiri

Seakan duka nestapa larut dalam diammu

Kakakku……..Dikehidupanmu yang baru kau tidak sendiri

Masih ada kami keluargamu yang selalu mendo’akan dan mengasihimu

Sebab kami belum mampu berbuat lebih

Jadilah kau kebanggan yang sejatih

Kakakku ….“ selamat jalan…………dan tidurlah dengan tenang”

“we love you”

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Ditengah krisis bahan bakar saat ini, bermuculan berbagai pemikirian

untuk mengembangkan sumber energi alternatif salah satunya adalah menciptakan

bahan baker bio-mass atau bahan baker dari tumbuhan menjadi salah satu bahan

baker alternatit untuk kendaraan bermotor.

Badan pengajian dan penerapan teknologi (BPPT) berharap presiden dapat

merealisasikan pengembangan bio-mass sebagai alternatif premium. Pasalnya

upaya ini dapat menghemat impor premium hingga 2,25 juta kilo liter sesuai US$

1,35 miliar dan impor methyl tertiary buthyl ether (MTBE) senilai US$ 23,14 juta.

Bio-mass yang biasa dipakai sebagai bahan bakar mobil atau kendaraan

adalah, bio-mass yang berupa gas atau cair. Sedangkan bi-mass yang berupa padat

atau bicket, hanya bisa dipakai untuk bahan bakar boiler atau pembangkit listrik

ukuran kecil. Jenis bahan bakar bio-mass untuk mobil ini, misalnya DNE ( Di-

Methyl Eter ), ethanol, atau kombinasi antara methanol dan DME, serta bio-

Diesel. Atau pencampuran antara beberapa bio-mass diatas, misalnya MTBE (

methyl Tertiary Butyl Ether ), ETBE ( Ethyl Tertiary Butyl Eter ), dan bio-diesel

fuel atau BDF.

1.2. Perkembangan Industri M95

Pertama kali methanol murni ditemukan oleh Sir. Robert Boyle pada tahun

1661 dari proses pemurnian kayu, yang belakangan dikenal “pyroxylic spirit”

pada tahun 1834, ahli kimia pracis J.B Dumas dan Eugene peligot membuat

komposisi factor dasarnya. Mereka memperkenalkan pada dunia methylene untuk

kimia organic, bentuk dari orang yunani yaitu methyl = anggur dan hyle = kayu.

Secara komersial, pertama kali methanol dihasilkan dalam jumlah yang

besar melalui proses destilasi kayu. Oleh karena itu, methanol sering disebut

sebagai alcohol kayu. Proses produksi methanol dari kayu hanya berlangsung

2

samapi dengan tahun 1923. selanjutnya methanol banyak dihasilkan dari proses

sintetik.

Pada tahun 1990, methanol banyak digunakan universitas Amerika dan

dikenalkan sebagai bahan tambahan gasoline atau MTBE (methyl – Tert – Buthyl

– Ether) campuran methanol denga bahan bakar baru dunia otomotif (M95).

Produksi methanol memegang peranan penting dalam memproduksi M95,

beberapa hal yang mendasari penggunaan M95 sebagai bahan bakar, yaitu :

1. mesin kendaraan dengan bahan bakar methanol akan sukar dihidupkan

dimusim dingin.

2. Mudah perawatannya.

3. Methanol adalah hasil bumi terutama dari batu bara atau didapatkan dari

bahan alami.

4. methanol mengadung racun sehingga kendaraan dirancang dengan

menambah bensin agar pembuatan methanol dapat dioperasikan.

1.3. Pengunaan M95

Kegunaan M95 antara lain:

Sebagai bahan bakar pengganti gasoline

1.4. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk

1.4.1 Bahan Baku Utama

A. Minyak Jarak

Sifat fisik

1. Rumus Molekul :CH3(CH2)5CH(OH)CH2CH=CH(CH2)7COOH

2. Calorific value : 9470 Kcal/kg

3. Flash point : 290oC

4. Density : 0,9181 g/ml

5. Viscosity : 50,80

Sifat Kimia

1. Minyak jarak pagar berwujud cairan bening berwarna kuning

2. Tidak menjadi keruh meski disimpan dalam waktu yang lama\

3

3. komposisi proksimat bungkil bebas minyak terdiri dari 12,9% serat

kasar dan bahan organic tak bernitrogen

B. 2,2-Dimethoxypropane

Sifat fisika

1. Rumus Kimia : C5H12O2

2. Berat Molar : 104 g/mol

3. Titik Lebur : (72-78)oC

4. Density : 1,066 g/ml

Sifat Kimia

1. Berbentuk liquid

2. Berwarna kuning

C. Gasoline

Sifat Fisika

1. Rumus kimia : C4H8

2. Berat molekul : 56 g/mol

Tabel 1.1 Komposisi Gasoline

Komposisi % Volume

Benzene 5

Toluene 35

Napthalene 1

Trimethylbenzene 7

MTBE 18

Lain-lain 10

Sifat Kimia

1. Dihasilkan dari proses destilasi langsung minyak mentah, reformasi,

alkalisasi, dan isometrisasi

2. Tersusun dari senyawa Hidrokarbon tak jenuh (olefin), hirokarbon

jenuh (paraffin) dan hidrokarbon siklik, aromatic.

3. Memiliki bilangan oktan tinggi.

4

D. Gliserol

Sifat Fisika

1. Rumus kimia : C3H8O3

2. Berat molekul : 92,09 g/mol

3. Density : 1,261 g/cm3

4. titik Lebur : 290°C

5. Titik didih : 18°C

6. Viscosity : 1,5 Pa.s

Sifat Kimia

1. Berbentuk liquid

2. Digunakan untuk sabun, kosmetik dan cream

E. Methanol

Sifat fisika

1. Rumus molekul : CH3OH

2. Berat Molekul : 32,037

3. Specific gavity / densitas : 791 g/cm

4. Viscositas : 0,55 cP pada 20°C

5. Titik didih : 64,7°C pada 760 mmHg

6. Titik Leleh : -98°C

Sifat Kimia

1. Bentuk : cair

2. Warna : tidak berwarna

A. Isopropylidine gliserol

Sifat fisika

1. Rumus molekul : C6H12O3

2. Berat molekul : 132, 16

3. Density : 4,56 g/cm

4. Titik lebur : (72-73)°C

Sifat Kimia

1. Berbentuk liquid

2. Berwarna kuning benig

5

1.4.2 Bahan Pembanta

A. Sodium Hidroksida

Sifat fisika

1. Rumus Kimia : NaOH

2. Berat molekul : 40 g/mol

3. density : 2,1 g/cm3

4. Titik Lebur : 1390°C

5. Titik didih : 323°C

Sifat Kimia

1. Berbentuk Padat

2. Berwarna putih

B. Hydrochloric acid

Sifat Fisika

1. Rumus kimia : HCl

2. Beratmolekul : 36.46 g/rnol

3. Density : 1.18 g/cm3

4. Titik lebur : -26

5. Titikdidih :110

Sifat kimia

1. Berbentuk liquid dan berbau tajam

2. Tidak herwarna atau bening kekuningan

1.4.3. Produk

A. M95

Sifat Fisika

1. Rumus kimia :C5H12O

2. Berat molar : 88,15 g/mol

3. Titik lebur : -109

4. Titikdidih :55,2

6

Sifat kimia

Secara kimiawi, M95 memiliki komponen methanol dan gasoline. Komposisi

dari M95 adalah methanol 95% volume dan gasoline 5% volume. Adapun

penambahan gasoline dilakukan untuk memenuhi kandungan butana yang tidak

dimiliki methanol dan berguna untuk membantu proses strarter mesin dan kondisi

dingin.

1.5. Perhitungan Kapasitas pabrik

Pada pembangunan suatu pabrik diperlukan perkiraan kapasitas pabrik

yang akan didirikan agar produk yang dihasilkan dapat memenuhi kebutuhan.

Khususnya didalam negeri dan juga memenuhi kebutuhan luar negeni. Perkiraan

kapasitas pabrik M95 ini dapat di tentukan menurut nilai konsumsi setiap tahun

dengan melihat perkembangn industri luar negeri

Dalam perencanaan pabrik bahan bakar M95. penentuan kapasitas

didasarkan pada data badan statistik tahun 2004 s.d 2008

Tabel 1.2 Data impor dan ekspor Minyak mentah indonesia

Tahun Impor

(barel/hari)

Kenaikanimpor

Ekspor(barel/hari)

KenaikanEkspor

2004 219,1 - 622,5

2005 326 48,79 599,2 -3,74

2006 327,7 0,5 639,9 6,79

2007 306,7 -6,41 433 -32,33

2008 330,1 7,63 412,7 -4,69

Total 50,51 -33,97

7

Dari tabel1.2 didapatkan % kenaikan rata-rata pertahun sebagai berikut:

% kenaikan import = 50,51 = 12,52 %4

% kenaikan eksport = -33,97 = -87,49%

4

Jadi untuk memperkirakan kapasitas produksi pabrik baru pada tahun 2013

dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

M1 + M2 + M3 = M +M5

Dimana:

M1 = Nilai Import pada tahun 2013

M2 = Nilai produksi pada tahun 2013

M3 = Kapasitas pabnik pada tahun 2013

M4 = Nilai Konsumsi pada tahun 2013

M5 = Nilai eksport pada tahun 2013

Dengan menggunakan tabel (1.2) diperoleh kenaikkan Impor dan ekspor

rata-rata pertahun adalah 12,52% dan -8,49%, maka perkiraan Impor dan ekspor

M95 pada tahun 2013 dapat dihitung dengan rumus:

M = P (1+i)”

Dimana:

M = jumlah yang diperkirakan

P = Nilai tahun terakhir

i = Kenaikan rata-rata

n = Selisih tahun (2013-2008)

8

Sehingga perkiraan Nilai Impor dan ekspor tahun 2013 sebesar:

Nilai Impor pada tahun 2013:

M1 = 330,1 (1+0,1252)5

= 595,3799 barel/hari

Nilai ekspor pada tahun 2013

M5 = 412,7 (1-0,0849)5

= 264,8361 barel/hari

Tabel 1.3 Data Produksi dan Konsumsi Minvak Indonesia

Tahun Produksi(barel/hari)

Kenaikan Konsumsi(barel/hari)

Kenaikan

2004 1272,5 - 996,4 -

2005 1214,2 -4,58 1026 2,97

2006 1125,4 -7,31 1075,4 4,81

2007 1139,6 1,26 1112,9 3,49

2008 1094,4 -3,97 1143,7 2,77

Total -14,59 14,04

Dari tabel 1.3 didapatkan % kenaikkan rata-rata pertahun sebagai berikut:

% Kenaikan Produksi = -14,59 = -3.65%

4

% Kenaikan Konsumsi= 14,04 = 3.5l%

4

Dengan rnenggunakan tahel (1.3) diperoleh kenaikan Produksi dan

Konsumsi rata-rata perahun adalah -3,65% dan 3,51%, maka perkiraan Produksi

dan Konsumsi M95 pada tahun 2013 dapat dihitung:

9

• Nilai Produksi pada tahun 2013

M2 = 1094,4 (1 - 0,0365)5

908,7296 baret/hari

• Nilai konsumsi pada tahun 2013

M5= 1143,7(1 +0,0351)5

= 1359,0 132 bareL/hari

Dan data diatas, kapasitas pabrik pada tahun 2013 dapat dihitung dengan

rumus:

M1+M,+M3= M4+M5

595,3799 + 264.8361 + M3= 908,7296 + 1359,0132

M3 = (908.7296 + 1359,0132) —(595.3799 +264,8361)

= 1407.5268 bareL/hari

= 162687,4 L/hari

= 153,4906 ton/hari x 335hari

1tahun

= 51.419,351 ton/th

Karena pemerintah pusat hanya mendapatkan 70% dan 100% minyak

mentah yang akan diproses. maka yang didapatkan pemerintah pusat adalah:

70% x 51.419351 ton/th = 35.993.5457 ton/th

10

Dari data diatas dapat ditentukan kapasitas pabnik baru M95 tahun 2013

adalah sebagai berikut:

Tabel 1.4 Prosentase pengolahan minyak mentah Indonesia

Jenis BBM dan peruntukkan Volume (%)

Minyak tanah rumah tangga 19,45%

Premium 24,73%

Minyak solar transportasi 20,65%

Minyak solar industri 19,49%

Minyak bakar industri 9,24%

Minyak diesel industri 1,75%

Minyak tanah industri 0,07%

Lain-lain 4,62%

Total 100%

Dari data diatas dapat ditentukan kapasitas pabrik baru M95 tahun 2013adalah sebagai berikut:

Kapasitas pabnik tahun 2013 = 24,73% x 35.993,5457 ton/th

= 8901.2039 ton /th

Dengan asumsi pabrik baru akan menggantikan 10% kebutuhan bahanbakar diperoleh kapasitas pabrik baru:

Kapasitas pabrik baru tahun 2013 =10% (890 1,2039)

=890.1204 ton/th

Sehingga Kapasitas pabnik baru tahun 2013 = 900 ton/th

11

BAB II

MACAM DAN URAIAN PROSES

1.1 Macam Proses

Proses untuk menghasilkan M95 dan minyak jarak terbagi rnenjadi dua

macam ditinjau dari jenis katalis yang digunakan dan kondisi operasinya. Kedua

macam jenis proses tersebut, antara lain:

1. Transesterifikasi dengan katalis basa

2. Transesterifikasi dengan katalis asani

2.2 Pemilihan Proses

1. Transesterifikasi dengan katalis basa Dalam proscs mi mernerlukan katalis

NaOH atau KOH dan temperatur (30- 60) dengan konversi reaksi 98%.

2. Transesterifikasi dengan katalis asam Dalam proses mi memerlukan

katalis HCl atau H2SO4 dan temperatur (30- 60) dengan konversi reaksi

94%.

Untuk mendapatkan proses terbaik dan optimum perlu menyeieksi macam-

macam proses yang ada. dengan cara niembuat perbandingan dan masingmasing

proses.

Dan uraian dan tabel 2.1 maka pra rencana pabrik bahan hakar M95 mi

dipilih proses sintetis M95 dan minvakjarak pada transesterifikasi dengan katalis

basa. I3eberapa pertimbangan yang melatarbelakangi pemilihan proses ini adalah:

1. Konversi reaksi lebih besar

2. Reaksi lebih cepat

12

Tabel 2.1 Perbandingan Proses Transesteriflkasi

Parameter Trasesterifikasi basa Transesterfikasi asam

Katalis NaOH HCl

Suhu reaksi (30-60)oC (30-60)oC

Produk Methanol 99,9% Methanol 99,9%

Konversi reaksi 98% 94%

Lama reaksi 2 Jam 4 Jam

13

2.3 Proses Flow Diagram

Minyak Jarak

NaOHMixer 1

Reaktor 1

Dekanter 1

Reaktor 2

Tangki asudilasi

Dekanter 2

Reaktor 3

Dekanter 3

Asam Lemak

KolomDistilasi

Mixer 2

M95

Sabun dan FFA

HCl

Dimethoxypropane

Isopropylidine glyserol

gasoline

14

Uraian Proses

Proses produksi M95 dan minyak jarak dengan poses transesterifikasi

terbagi meniadi 5 tahap, yaitu:

1. Tahap periakuan awal bahan baku

2. Tahap reaksi kirnia

3. Tahap Pernisahan

4. Tahap pemurnian

5. TahapM95

2.4.1. Tahap Perlakuan Awal Bahan Baku

Minyak jarak dan PT. Kirnia Farma Tbk. disimpan dalarn storage minyak

(F-10I). Penyimpanan ml juga berfungsi untuk mengendapkan kotoran yang

terikut dalarn ininyakjarak selama transportasi.

2.4.2. Tahap Reaksi Kimia

Sete!ah mendapatkan minyak jaraL minyak jarak tersebut dialirkan

kernixer I (M-103) untuk direaksikan dengan penambahan NaOH sebagni katalis.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai benikut:

C57H104O6 NaOH C57H103O6Na + H20

Output produk berupa sabun dan aquades. Sabun dan aquades tersebut

dialirkan kereaktor I (R-1 10). Dan terjadi reaksi sebagai berikut:

C57H104O6 C3H8O3 + C54H96O3

C57H103O6Na +H20O C57H104O6 + NaOH

FFA + NaOH Sabun + Air

15

Hasil keluaran berupa gliserol, asam lemak, trigliserida, NaOH, sabun dan

aquades. Kemudin hasilnya dialirkan kedekanter I (H-I 11) untuk memisahkan

asam lemak Trg!iserda yang tersisa dialirkan ke reactor 2 (R-120) untuk

direaksikan kembali menjadi gliserol dan asam lemak. Dengan reaksi sebagai

berikut:

C57H104O6 C3H8O3+ C54H96O3

Hasil dan reactor I (R-110) dan reactor 2 (R-120) kemudian dialirkan dalam

tangki asidulasi (M-130) untuk menetralkan katalis basa. Dan tangki asidulasi (M-

130) gliserol dan sisa asam lemak dialirkan kedekanter 2 (H-131) untuk

memisahkan sabun dan FFA. Dan decanter 2 (H-131) gliserol dialirkan dalam

reactor 3 (R-140) untuk direaksikan.dengan 2,2 dimethoxypropane, dengan reaksi

sebagai benikut: GAMBAR

Output yang keluar dan reactor 3 (R-140) berupa methanol dan

isopropylidine liserol.

2.4.3 Tahap Pemisahan

Methanol dan isopropylidine glycerol dialirkan kedekanter 3 (H-141)

untuk memisahkan isopropylidine gliserol dan methanol.

CH2OH CH3

CHOH +

CH2OH

C-(OCH3)2

CH3

O O + 2 CH3)2

CH3 CH3

CH2OH

H

Gliserol 2,2 Dimethoxypropane Isopropylidine Glycerol Methanol

16

2.4.4 Tahap Pemurnian Methanol

Dalam tahap terjadi proses pemurnian methanol dan komponen

impuritiesnya. Sehingga methanol dimasukkan dalam kolom distilasi (D-150).

Dan proses ini diperoleh methanol dengan kemurnian 99,9 % sebagai produk

distilan.

2.4.5 Tahap M95

Methanol yang dihasilkan dan kolom distilasi (D-150) dengan kemurnian

99,9 % dialirkan ke dalam mixer 2 (M-160) dan dicampur dengan gasoline

(bensin). Dengan reaksi kirnia sebagai berikut:

CH3OH + C4H8 C5H12O

Dengan komposisi 95 % volume methanol dan 5 % volume gasoline pada suhu

35oC. Selanjutnya produk M95 ini siap dipasarkan sebagai jenis bahan bakar baru

pengganti premium.

Bab III

Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak

- 1 -

BAB III

NERACA MASSA

Basis Perhitungan :

Jumlah hari kerja = 330 hari / tahun

Jumlah jam operasi = 24 jam / hari

Kapasitas produksi = 111,9403 kg/jam

Berat molekul :

Berat Molekul:

C57H104O6 (Trigliserida) = 884

NaOH = 40

C57H103O6Na (Sabun) = 906

H2O = 18

C3H8O3 (Gliserol) = 92

C54H96O3 (Asam Lemak) = 792

C5H12O2 (Dimethoxypropane) = 104

C6H12O3 (Isopropylidene gliserol) = 132

C4H8 (Gasoline) = 56

M95 (C5H12O) = 88

FFA minyak jarak (rata2) = 264

NaCl = 58

HCl = 36

CH3OH (Methanol) = 32

Perhitungan neraca massa ditampilkan pada appendiks A

Bab III


- 2 -

1. MIXER (M-103)

Fungsi : Untuk mereaksikan Trigliserida dengan natriumhidroksida

Reaksi yang terjadi :

C57H104O6 + NaOH C57H103O6Na + H2O

C57H104O6

2. REAKTOR I (R-110)

Fungsi : mereaksasikan trigliserida menjadi gliseroi dan asam lemak


C57H104O6 C3H8O3 + C54H96O3

C57H103O6Na + H2O C57H104O6 + NaOH


STORAGE MIXERMinyak jarak

DEKANTER

Tabel 3.2 Neraca Massa Pada Reaktor IMassa masuk (kg/jam) Massa keluar (kg/jam)

Input dari mixer 1 : Output ke dekanter I :

C57H104O6 = 1420,8686 C57H104O6 = 131,5802

C57H103O6Na = 106,7012 C3H8O3 = 144,9184

H2O = 2,1006 C54H96O3 = 1247,5584

Unsaponificable = 23,3396 Sabun = 8,4270

FFA = 7,7798 FFA = 0,7779

NaOH = 3,6079

H2O = 23,3396

Total input = 1560,7898 Total output = 1560,7898

Bab III


- 3 -

3. DEKANTER I (H-111)

Fungsi : memisahkan gliserol dari asam lemak.

REAKTOR II

REAKTOR IS

TANGKI ASAM LEMAK

Tabel 3.3 Neraca Massa Pada Dekanter IMassa masuk (kg/jam) Massa keluar (kg/jam)

Input dari reaktor 1 : Output ke dekanter I :

C57H104O6 = 131,5802 C57H104O6 = 131,5802

C3H8O3 = 144,9184 Sabun = 0,4214

C54H96O3 = 1247,5584 C3H8O3 = 144,9184

Sabun = 8,4270 C54H96O3 = 62,3779

FFA = 0,7779 FFA = 0,0187

NaOH = 3,6079 NaOH = 0,1804

H2O = 0,4770 H2O = 0,0239

Unsaponificable = 23,3396 Unsaponificable = 1,1669

Total = 340,6892

Output ke tangki asam lemak :

C54H96O3 = 1185,1804

Sabun = 8,0057

FFA = 0,7390

NaOH = 3,4275

Unsaponificable = 22,1726

Total = 1219,9785


4. REAKTOR II (R-120)

Fungsi : mereaksikan trigliserida menjadi gliserol dan asam lemak


Bab III


- 4 -

DEKANTER I

TANGKI ASIDULASI

Tabel 3.4 Neraca Massa Pada Reaktor IIMassa masuk (kg/jam) Massa keluar (kg/jam)

Input dari dekanter I : Output ke dekanter I :

C57H104O6 = 131,5802 C57H104O6 = 2,6316

Sabun = 0,4214 Sabun = 0,4214

C3H8O3 = 141,9184 C3H8O3 = 152,8949

C54H96O3 = 62,3779 C54H96O3 = 183,5693

FFA = 0,0187 FFA = 0,0187

NaOH = 0,1804 NaOH = 0,1804

H2O = 0,0239 H2O = 0,0239



5. TANGKI ASIDULASI (M-130)

Fungsi : untuk menetralkan sisa katalitas basa dan memisahkan sabun dengan

penambahan HCI.

TANGKI AIRASAM

DEKANTER II

REAKTOR II

Bab III


- 5 -

Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Tangki AsidulasiMassa masuk (kg/jam) Massa keluar (kg/jam)

Input dari REAKTOR II : Output to dekanter II :

C57H104O6 = 2,6316 C57H104O6 = 2,6316

Sabun = 0,4214 Sabun = 0,4214

C3H8O3 = 152,8949 C3H8O3 = 152,8949

C54H96O3 = 183,5693 C54H96O3 = 183,5693

FFA = 0,1804 FFA = 0,0187

NaOH = 0,1804 H2O = 0,0810

H2O = 0,0239 Unsaponificable = 1,1669

Unsaponificable = 1,1669 NaCl = 0,2610

Total = 340,6892

Input dari tangki air asam :

Larutan HCI = 0,451


6. DEKANTER II (H-131)

Fungsi : Memisahkan sabun AS lemak dan FFA dari gliserin input dari tangki

asidulasi

TANGKI SABUN

TANGKI ASDULASI

REAKTOR III

Tabel 3.6 Neraca Massa Pada Dekanter IIMassa masuk (kg/jam) Massa keluar (kg/jam)

Input dari tangki asidulasi : Output ke tangki sabun :

C57H104O6 = 2,6316 C57H104O6 = 2,5000

Sabun = 0,4214 Sabun = 0,1933

C3H8O3 = 152,8949 C54H96O3 = 174,3908

C54H96O3 = 183,5693 FFA = 0,0178

Bab III


- 6 -

FFA = 0,0187 NaCl = 0,2479

H2O = 0,0810 H2O = 0,0769


NaCl = 0,2610 Total = 178,8988

Output ke reaktor III :

C57H104O6 = 0,1316

C3H8O3 = 152,894

C54H96O3 = 9,1785

Sabun = 0,0102

FFA = 0,0009

NaCl = 0,0013

H2O = 0,0041


Total = 162,2798



Fungsi : mereaksikan gliserol dan DMP menjadi methanol dan ISP.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

STORAGE2,2 DMP

DEKANTER III

DEKANTER II

Tabel 3.7 Neraca Massa Pada Reaktor IIIMassa masuk (kg/jam) Massa keluar (kg/jam)

Input dari dekanter II : Output ke dekanter II :

C57H104O6 = 0,1316 CH3OH = 106,4472

C3H8O3 = 152,894 C6H12O3 = 214,9884

Bab III


- 7 -

C54H96O3 = 9,1785 C57H104O6 = 0,1316

Sabun = 0,0102 C3H8O3 = 1,0579

FFA = 0,0009 C54H96O3 = 9,1785

NaCl = 0,0013 Sabun = 0,0102

H2O = 0,0041 H2O = 0,0041


Total = 162,2798 Unsaponificable = 0,0583

Input dari storage 2,2 DMP : FFA = 0,0009

2,2 DMP = 169,3848


8. DEKANDER III (H-141)

Fungsi : memisahkan gliserol dan asam lemak dari methanol

KOLOM DESTILASI

REAKTOR III

TANGKI ISP & ASAMLEMAK

Tabel 3.8 Neraca Massa Pada Dekanter IIIMassa masuk (kg/jam) Massa keluar (kg/jam)

Input dari reaktor III: Output ke kolom destilasi :

CH3OH = 106,4472 CH3OH = 106,4472

C6H12O3 = 214,9884 C6H12O3 = 214,9884

C57H104O6 = 0,1316 Total = 321,4356

C3H8O3 = 0,0579 Output ke tangki isp & asam lemak :

C54H96O3 = 9,1785 C3H8O3 = 1,0579

Sabun = 0,0102 C57H104O6 = 0,1316

H2O = 0,0041 C54H96O3 = 9,1785

NaCl = 0,0013 Sabun = 0,0102


Bab III


- 8 -

FFA = 0,0009 FFA = 0,0009

H2O = 0,0041


Total = 10,229


9. KOLOM DISTILASI (D-150)

Fungsi : Memisahkan Isp dari methanol

DEKANTER III

Mixer II

Tabel 3.9 Neraca Massa Pada Kolom DistilasiMassa masuk (kg/jam) Massa keluar (kg/jam)

Input dari dekanter IV: Output ke mixer II :

CH3OH = 106,4472 CH3OH = 106,4472

C6H12O3 = 214,9884 C6H12O3 = 214,9884

Total = 321,4356

Output ke pengolahan limbah :

CH3OH = 5,3224

C6H12O3 = 209,6660

Total = 214,9884


10. MIXER II (M-160)

Fungsi: Untuk mencampur Methanol dengan Gasoline

Reaksi yang terjadi:

CH3OH + C4H8 C5H12O

Bab III


- 9 -

CH3OH C4H8

Ke STORAGE M95

Tabel 3.10 Neraca Massa Pada Mixer IIMassa masuk (kg/jam) Massa keluar (kg/jam)

Dari kolom destilasi:

CH3OH = 101,1248

C6H12O3 = 5,3224

Total = 106,4472

Dari storage Gasoline:

C4H8 = 5,4931

Output ke dtorage M95:

C5H12O = 111,9405


IV-1

BAB IV

NERACA PANAS

Suhu referensi = 250 C

Basis perhitungan : ∆H = kkal/jam

Cp = kkal/kg. 0 C

T = 0 C

1. REAKTOR I ( R-110 )

Fungsi : mereaksikan minyak jarak dengan natriummetoksida menjadi metil ester

T2 = 30 0 C ∆H2

Qloss

Qloss

∆H1

T1= 30 0 C ∆H3

T3= 30 0 C

Q steam

∆HR

IV-1

IV-2

Overall heat balance :

∆H1 = ∆H1 + ∆H2 + Q = ∆H3 + Qloss

∆H1 = panas yang dibawa minyak jarak

∆H2 = panas yang dibawa katalis (NaOH )

∆H3 = panas output produk

∆HR = panas reaksi

Q = panas yang diberikan steam

Q loss = heat loss

Panas masuk (kkal/jam) Panas keluar(kkal/jam)

∆H1 = 74225,78468

∆H2 = 15492,45821

∆HR = 12205,98364

Q = 539249,5801

∆H3 = 614211,3276

Q loss = 26962,4790

Total =641173,8066 kkal/jam Total 641173,8066 kkal/jam

IV-3

2. REAKTOR II ( R-120 )

Fungsi : mereaksikan sisa trigliserida

T2 = 30 0 C ∆H2

Qloss

Qloss

∆H1

T1= 60 0 C ∆H3

T3= 60 0 C

Q steam


∆H1 = ∆H1 + ∆H2 + Q = ∆H3 + Qloss






Q loss = heat loss

∆HR

IV-4


∆H1 = 497597,1486

∆H2 = 5768,719677

∆HR = 311,1875

Q = 2225638,5949

∆H3 = 715183,7209

Q loss = 11131,92975

Total = 726315,6507 kkal/jam Total 726315,6507 kkal/jam

3. WASHING COLUMN ( D-210 )

Fungsi : menetralkan sisa katalis basa dan memisahkan sabun dengan

penambahan HCl

Qloss

∆H1 = 70 0C ∆H3 = 240 0C

∆H4 = 60 0C

∆H2 = 60 0C

∆H1 = panas input air pencuci

∆H2 = panas feed ( crude metil ester)

∆H3 = panas output campuran ( crude metil ester + air pencuci )

∆H4 = panas yang diserap air pencuci

Q loss = heat loss

∆HR

IV-5


∆H1 = 292045,8333

∆H3 = 0

∆H2 = 72125,03569

∆H4 = 74818,5059

Q loss = 145102,2917

Total = 292045,8334 Total = 292045,8334

4. EVAPORATOR (V-320)

Fungsi : memekatkan gliserin dengan memisahkan H2O dan CH3OH

Vapor V,T1,YV,HV

96,675 0C

50 0C

Feed FTF,XF,hF

Steam steam condensate STs,Hs TshsT = 110 0C 110 0C

Concentrated liquid LT1,XL,hL

TF = suhu fedd masuk = 500C

XF = fraksi massa feed

Ts = suhu steam = 1100C

Hs = entalpi steam

hs = entalpi setam kondensat

T1= suhu uap dan liquid terkondensasi = 96,675 0C

IV-6

yv = fraksi berat uap

Hv = entalpi uap

Overral heat balance :

F.HF + S. λ = L.HL + V.HV ( Geankoplis. Pers 8.4-7 hal 497 )

F.HF = panas yang dibutuhkan feed untuk memastikan suhunya dari 50 0C menjadi

96,675 0C

S. λ = panas yang diberikan steam

L.HL = panas steam yang diambil oleh liquid

V.HV = panas steam yang diambil oleh uap


F.HF = 346589,7671

S.λ = 3417963,0970

L.Hl = 0

V.Hv = 3071373,562

Total =3071373,562 Total =3071373,562

5. COOLER ( E-322)

∆H3

∆T3 = 30 0C

∆H1 ∆H2

∆T1 = 96,675 0C ∆T2 = 40 0C

∆H4

∆T4 = 50 0C

IV-7

∆H1 = panas yang dibawa gliserin masuk, = 96,675 0C

∆H2 = panas yang dibawa gliserin keluar, = 40 0C

∆H3 = panas yang dibawa air pendingin masuk, = 30 0C

∆H4 = panas yang dibawa air pendingin keluar, = 50 0C


∆H1 + ∆H3 = ∆H2 + ∆H4

∆H1 = ∆H2 + Qc

Qc = panas yang diserap oleh air pendingin


∆H1 = 509423,6404

∆H3 = 118654,8457

∆H2 = 34507,24245

∆H4 = 593571,2416

Total = 628078,4861 Total = 628078,4861

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN

Seleksi, spesifikasi dan desain peralatanharus dilakukan terhadap tiap unit.

Operasi agar dapat melakukan proses yang telah ditetapkan dengan baik. Dasar

pemilihan, spesifikasi dan desain peralatan yang digunakan dalam pabrik M95ini

diuraikan di bawah ini.

1. STORAGE MINYAK JARAK (F-104)

Fungsi Untuk Menyimpan Minyak Jarak

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Waktu tinggal

Input massa

Densitas minyak jarak

Volume liqiut

Volume tangki

Diameter dalam (di)

Diameter luar (do)

Tinggi tangki (hl)

Tebal tangki (ts)

Tebal tutup atas (tha)

Tinggi tutup atas (ha)

Silinder tegak dengan tutup atas standart

dished dan tutup bawah datar.

2 buah

Kasrbon steel SA-240 grade M tipe 316

30 hari.

1555,9072 kg/ jam= 3430,29191b/ jam

57,3095 lb/ft¯³

359,33327 ft³

4489.166587 ft³

146, 625 in

147 in

248,71427 ft

3/16 in

3/16 in

38,77677 in

2. POMPA SENTRIFUGAL (L-102)

Fungsi Untuk mengalirkan minyak jarak dari storage

minyak jarak ke reactor

Tipe

Jumlah

Bahan kontruksi

Densitas minyak jarak

Input massa

Rate volumetrik

Power

Pompa sentrifugal

1 buah

Karbon steel

57,3095 lb/ ft¯³

1555,9702 kg/ jam = 3430,29190 lb/jam

3,5958 gal/min

10,48336 HP

3. MIXER (M-103)

Fungsi Untuk mengalirkan minyak jarak dari storage

minyak jarak ke reactor 1

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Waktu tinggal

Input massa

Densitas campur

Volume liquid

Volume tangki

Diameter dalam (di)

Diameter luar (do)

Tinggi tangki (hl)

Tebal tangki (ts)



Tebal tutup bawah (thb)

Silinder tegak dengan tutup atas berbentuk

standar dished dan tutup bawah conical,

dilengkapi pengaduk

1 buah

Carbon steel

30 menit

1524,8508 kg/jam

51,90743 lb.ft¯³

32,31398 ft³

40,392475 ft³

3,11397 ft = 37,36759 in

38 in

5,46989 ft = 65,63868 in

3/6 in

3/16 in

0,52626 ft = 65,63868 in

3/16 in

Tinggi tutup bawah (hb)

Jenis impeller

Jumlah impeller

Diameter impeller (Da)

Lebar blade (W)

Panjang blade (L)

Kecepatan rotasi (N)

Power

0,89893 ft = 10,787108 in

Turbin dengan 6 flat blade

12 buah

1,03799 ft = 12,45588 in

0,20759 ft = 2,497118 in

0,25949 ft = 3,11397 in

1,25 rps (rotasi per detik)

0,014827 HP


Fungsi Untuk mengalirkan / memompa

trigliserida dan NaOH dari mixer I ke

reactor I

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Densitas NaOH

Input massa

Rate volumetrik

Power

Pompa sentrifugal

1 buah

Carbon steel

131,103 lb/ft¯³

4,6679 kg/jam = 10,29085 lb/jam

0,04719 gal/min

0,01496 HP


Fungsi Untuk mmereaksikan minyak jarak

dengan larutan natrium metoksida.

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Waktu tinggal

Input massa

Densitas campur

Dimensi silinder :

Volume liquid

Volume tangki

Diameter dalam (di)

Diameter luar (do)

Tinggi tangki (hl)

Tebal tangki (ts)





Bagian pengaduk :

Jenis impeller

Jumlah impeller

Diameter impeller (Di)

Lebar blade (W)

Panjang blade (L)


Power

silinder tegak dengan tutup atas standar

dished dan tutup bawah conical dengan

pengaduk dan coil pemanas.

1 buah

Carbon steel

60 menit

1560,7898 kg/jam = 3440,91719 lb/jam

57,03657143 lb/ft³

60,32826

56,10276 ft³/jam

46,61748 ³/jam

47 in

106,91984 in

3/16

3/16 in

9,53277 in

3/16

23,76599 in

Turbin with 4 flat blade

2 buah

1,90104 ft= 22,125 in

0,12674 ft = 1,520833 in

0,316840 ft = 3,80208 in

1,25 rps

0,5 HP

Bagian Nozzle :

Nozzle pemasukan minyak jarak

- Diameter dalam (di)

- Diameter luar (do)

- Schedule

- Luas (A)

Nozzle pemasukan larutan gliserin



- Schedule

- Luas (A)

Nozzle pengeluaran produk



- Schedule

- Luas (A)

Flage

- Bahan konstruksi

- Tensile strength minimum

- Allowable stress (f)

- Tebal flange

- Diameter dalam (Di)

Flange

- Diameter luar (Do)

Flange

- Type flange

Bolting

- Bahan konstruksi

- Tensile strength

0,824 in

1,050 in

40

0,00371 ft²

0,824 in

1,050 in

40

0,00371 ft²

0,824 in

1,050 in

40

0,000371 ft²

High alloy stell SA 240 grade O Type 405

60000 psia

15000 psia

1 in

30 in

32,9801 in

Ring flange loose type

HAS SA 193 grade B8 Type 315

Minimum

- Allowable stress (f)

- Ukuran baut

- Jumlah baut

- Bolting circle diameter

(C)

- Edge distance (E)

- Minimum radial (R)

Gasket

- Bahan konstruksi

- Gasket factor (m)

- Min design seating

stress (y)

- Tebal gasket

Penyangga

- Jenis

- Ukuran

- Berat

- Luas penyangga (b)

- Tinggi (h)

- Lebar penyangga (b)

- Jumlah penyangga

Base Plate

- Bahan

- Panjang (P)

- Lebar (L)

- Luas (A)

- Tebal (t)

- Ukuran baut

- Root area

- Bolt spacing min

75000 psia

15000 psia

1 ¹/8 in

9 buah

1 ³/8 in

15/8 in

13/8 in

Flat metal, jacketed, asbestos filled

3,75

9000 psia

3/16

1 beam

1x23/

8

5,7

1,64 in ²

3 in

2,33 in

4 buah

Beton

5 in

4 in

20 in²

1 in

½ in

0,126 in ²

1 ¼ in

- Min radial distance

- Edge distance

- Nut dimension

- max filled radius

lug

- lebar (L)

- Tebal (t)

- Tinggi (h)

Gusset

Lebar (L)

Tebal (t)

Tinggi (h)

Pondasi

- bahan

- Luas atas (A)

- Luas bawah (A)

- Tinggi pondasi (h)

13/16 in

5/8

7/8

¼

9,5

0,5785 in

11,157 in

7,5 in

7,5 in

10 in

Cemented sand and gravel

25 in

40x40 in

20x20 in


Fungsi Untuk memisahkan asam lemak dari

gliserin

Tipe

Jumlah

Bahan kontruksi

Waktu tinggal

Input massa campuran

Massa gliserin

Massa asam lemak

Densitas campur

Densitas gliserin

Densitas asam lemak

Volume liquid

Volume tangki

Diameter dalam (di)

Diameter luar (do)

Tinggi dekanter (hl)

Tebal dekanter (ts)

Tebal tutup atas

Tinggi tutup atas

Horizontal dekanter

1 buah

Carbon steel

60 menit

1487,8715 kg/jam

1247.5584 kg/ jam

62,6779 kg/jam

917,3539044 kg/m³

1272,676254 kg/m³

886,0404301 kg/m³

57,15674 ft³

67.24322 ft³

2,38129 ft = 28,5748 in

29 in

5,16502 ft = 61,98024 in

3/16

3/16

0,403135 ft = 4,83762 in

7. STORAGE ASAM LEMAK (F-112)

Fungsi Untuk menyimpan produk As lemak

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Waktu tinggal

Input massa

Densitas campuran

Volume liquid

Volume tangki

Diameter dalam (di)

Diameter luar (do)

Tinggi tangki (hl)

Tebal tangki (ts)



Tebal tutu[ bawah (thb)


Silinder tegak dengan tutup atas standard

dished dan tutup bawah conical

2 buah

Carbon steel

30 hari

62,3779 kg/jam

55,20114286 lb/ft³

1789,937463 ft³

2237,42183 ft³

9,42149 ft = 113,05791 in

10 in

27,16932 ft = 326,03184 in

5/16 in

½ in

1,591118 ft = 32,63699873 in

9/16 in

2,719749 ft= 32,63699873 in


Fungsi Untuk mengalirkan asam lemak dari

decanter I menuju reactor II

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Densitas campur

Viskositas campuran

Input massa

Pompa sentrifugal

1 buah

Carbon steel

55,72285714 lb/ft³

11,4844 cP

69001,45 kg/jam

Rate volumetrik

Power

339,67032 gal/min

0,0127 HP


Fungsi Untuk mereaksikan trigliserida menjadi

gliserin dan As lemak

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Waktu tinggal

Input massa

Densitas campuran

Volume liquid

Volume tangki

Diameter dalam (di)

Diameter luar (do)

Tinggi tangki (hl)

Tebal tangki (ts)





Jenis impeller

Jumlah impeller


dished dan tutup bawah conical, dengan

pengaduk dan jaket pemanas.

1 buah

Carbon steel

60 menit

340,6892 kg/jam

55,68514286 lb/ft³

13,45989 ft³

16,82487 ft³

2,325581 ft = 27,90694 in

28 in

3,84156 ft = 46,09872 in

3/16 in

3/16 in

0,39302 ft = 4,71627 in

3/16 in

0,61999 ft = 7,43988 in


2 unit


Fungsi Untuk mengalirkan gliserin dan As lemak

dari reactor II menuju tangki asidulasi.

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Densitas campur

Viskositas campur

Input massa

Rate volumetrik

Power

Pompa sentrifugal

1 buah

Carbon steel

55,15084714 lb/ft³

7,2058 cP

144,9184 kg/jam

0,7161 gal/min

0,03363 HP


Fungsi Menetralkan sisa katalis basah dan

memisahkan sabun dengan penambahan

HCL

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Waktu tinggal

Input massa

Densitas campur

Volume liquid

Volume tangki

Diameter dalam (di)

Diameter luar (do)

Tinggi tangki (hl)

Tebal tangki (ts)



dished dan tutup bawah conical,

dilengkapi pengaduk

1 buah

Carbon steel

15 menit

340,6892 kg/jam

78,90457143 lb/ft³

2,3746 ft³

2,96844 ft³

1,304337 ft = 15,652045 in

16 in

6,69529 ft =80,34358 in

3/16 in

3/16 in




Impeller

Jumlah impeller


Lebar blade (W)

Panjang blade (L)


Power

0,2204329 ft = 2,64519 in

3/16 in

0,37653 ft = 4,51836 in


3 buah

0,34765 ft = 4,51836 in

0,08696 ft = 1,04347 in

0,10869 ft = 1,304337 in

1,25 rps

2,22653 10-4HP

12. DEKANTER II (H-131)

Fungsi Untuk memisahkan sabu As dan FFA dari

gliserin input dari tangki asidulasi

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Waktu tinggal

Massa campur

Mass FFA

Mass As lemak

Densitas campuran

Densitas FFA

Densitas As lemak

Volume liquid

Volume tangki

Diameter dalam (di)

Diameter luar (do)

Dekanter horizontal

1 buah

Carbon steel

60 menit

341,1786 kg/jam

0,0187 kg/jam

183,5693 kg/jam -3

891,980928 kg/m -3

1272,676254 kg/m-3

886,0404301 kg/m -3

13,47923 ft3

15,85792 ft3

2,08905 ft = 25,06861 in

26 in


Tebal dekanter (ts)

Tebal tutup atas

Tinggi tutup bawah

4,53115 ft = 54,3738 in

3/16 in

3/16 in

0,35305 ft = 4,2366 in

13. STORAGE SABUN (F-132)

Fungsi Untuk menyimpan FFA dan sabun

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Waktu tinggal

Input massa

Densitas campuran

Volume liquid

Volume tangki

Diameter dalam ( di )

Diameter luar ( do )

Tinggi tangki ( hl )

Tebal tangki ( ts )

Tebal tutup atas ( tha )

Tinggi tutup atas ( ha)

Tebal tutup bawah ( thb )




1 buah

Carbon steel

30 hari

0,0187 kg/jam

47,14914286 lb/ft3

0,628236 ft3

0,78529 ft3

0,83732 ft = 10,04784 in

48 in

1,497694 ft = 17,972328 in

3/16 in

3/16 in

0,67072 ft = 8,048625 in

3/16 in

1,14568 ft = 13,74815 in


Fungsi Untuk mengalirkan sabun FFA dari storage FFA

menuju ke reactor II

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Densitas FFA

Viskositas FFA

Input massa

Rate Volumetrik

Power

Pompa sentrifugal

1 buah

Carbon steel

47,08629 lb/ft3

0,55 cP

0,01875 kg/jam

1,092289 gal/min

9,5 . 10-3 HP

15. Storage DMP (F-134)

Fungsi Untuk menyimpan produk DMP

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Waktu tinggal

Input massa

Densitas DMP

Volume liquid

Volume tangki

Diameter dalam (di)

Diameter luar (od)

Tinggi tangki (hl)

Tebal tangki (ts)





Silinder tegak dengan tutup atas standart dished dan

tutup bawah conical

1 buah

Carbon Steel

30 hari

159,5297 kg/jam

67,00571 lb/ft3

3771,24643 ft3

2357,02902 ft3

12,07819 ft = 144,93828 in

145 in

23,64517 ft = 283,74204 in

5/16 in

5/16 in

2,041214 ft = 24,49457 in

5/16 in

3,48667 ft = 41,84008 in


Fungsi Untuk mengalirkan DMP dari storage DMP menuju

reactor III

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Densitas DMP

Viskositas DMP

Input massa

Rate Volumetrik

Power

Pompa sentrifugal

1 buah

Cast Iron

67,00571 lb/ft3

0,55 cP

159,5297kg/jam

0,65307 gal/menit

0,027935 HP

17. REAKTOR III (R-140)

Fungsi Untuk mereaksikan gliserin dan DMP menjadi

methanol

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Waktu tinggal

Input massa

Densitas campuran

Volume liquid

Volume tangki

Diameter dalam (di)

Diameter luar (do)

Tinggi tangki (hl)

Tebal tangki (ts)



Silinder tegak dengan tutup atas standard dished

dan tutup bawah conical, dengan pengaduk dan

jaket pemanas.

1 buah

Carbon Steel

60 menit

162,2798 kg/jam

55,68514286 lb/ft3

6,411325 ft3

8,014156 ft3

1,81621 ft = 21,79454 in

22 in

9,3227889 ft = 111,87348 in

3/16 in

3/16 in

0,306939 ft = 3,683273 in

bawah Tebal tutup (thb)


Jenis impeller

Jumlah impeller


Lebar blade (W)

Panjang blade (L)


Power

3/16 in

0,663254 ft = 7,95905 in


2 unit

0,605403 ft = 7,26484 in

0,102918 ft = 1,235022 in

0,201801 ft = 2,421612 in

1,25 rps

0,00963 HP

18. DEKANTER III (H-141)

Fungsi Untuk memisahkan isopropyl dari

methanol

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Waktu tinggal

Massa campuran

Massa methanol

Massa gliserin

Densitas campuran

Densitas gliserin

Densitas methanol

Volume liquid

Volume tangki

Diameter dalam (di)

Diameter luar (do)


Tebal dekanter (ts)

Tebal tutup atas

Tinggi tutup atas

Dekanter horizontal

1 buah

Carbon steel

10 menit

331,6646 kg/jam

106,4472 kg/jam

3,0579 kg/jam

189,7938876 kg/m3

1272,676254 kg/m3

886,0400301 kg/m3

10,26362 ft3

12,07485 ft3

1,907629 ft = 22,89155 in

23 in

0,32238 ft = 4,11564 in

3/16 in

3/16 in

0,32238 ft = 3,868673 in

19. STORAGE ISOPROPILIDINE (F-142)

Fungsi Menampung produk isopropilidine dan

tutup bawah conical

Jumlah

Bahan konstruksi

Waktu tinggal

Input massa

Densitas campuran

Volume liquid

Volume tangki

Diameter dalam (di)

Diameter luar (do)

Tinggi tangki (hl)

Tebal tangki (ts)




2 buah

Carbon steel

30 hari

211,7181 kg/jam

55,20114286 lb/ft3

9269,03948 ft3

3797,03948 ft3

14,16 ft = 169,906 in

204 in

33,1752 ft = 398,14224 in

5/16 in

5/16 in

2,8642 ft = 34,37038 in

4,89244 ft = 58,70932 in


Fungsi Untuk mengalirkan isopropilidine dari

storage Isp ke kolom distilasi

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Densitas campuran

Viskositas campuran

Input massa

Rate volumetrik

Power

Pompa sentrifugal

1 buah

Cast Iron

79,53942857 lb/ft3

10,1438 cP

211,7181 kg/jam

0,730 gal/min

0,0845 HP

21. KOLOM DESTILASI (D-150)

Fungsi Untuk memisahkan methanol dari

isopropylidine gliserol

Tipe

Dimensi silinder :

Bahan konsrtuksi

Diameter dalam

Diameter luar

Tinggi shell

Tinggi kolom total

Tebal shell

Tinggi tutup atas dan bawah

Crown radius

Tebal tutup atas dan bawah

Dimensi tray :

Bahan konstruksi

Jumlah tray

Tray spacing

Susunan pitch

Dimensi downcomer :

Bahan konstruksi

Lebar (Wd)

Luas

Dimensi nozzle :

Diam nozzle feed

Diam nozzle top kolom

D nozzle refkuks kondesor

Diam nozzle uap reboiler

Diam nozzle botton kolom

Sieve tray

Carbon steel SA 135grade B

15,625 in

16 in

270 in = 22,5 ft

278,112 in

1/8 in

4,056 in

15,625 in

1/8 in

Carbon steel SA 135 grade B

18 tray

15 in

Segitiga

Carbon steel SA 135 grade B

1/18 in

1,33 ft2

1,5 in

2 in

1,5 in

0,5 in

1 in

Dimensi nozzle :

Diam nozzle feed

Diam nozzle top kolom

D nozzle refluks kondesor

Diam nozzle uap reboiler

Diam nozzle bottom kolom

Dimensi flange dan gasket :

Diameter flange

Tebal flange

Bahan konstruksi flange

Diameter gasket

Lebar gasket

Bahan konstruksi gasket

Dimensi baut :

Ukuran baut

Bolting minimal

Diameter bolt circle

Bahan konstruksi

Dimensi skirt support :

Tinggi

Tebal

Bahan konstruksi

Dimensi bearing plate :

Tipe

Diameter dalam

Tebal bearing plate

Tinggi gusset

Jumlah gusset

1,5 in

2 in

1,5 in

0,5 in

1 in

19,531 in

11/4 in

High alloy steel SA 336 grade F8 tipe 304

16,0625 in

1/16 in

Solid flat metal iron

3/4 in

10 buah

18,0310 in

High alloy steel SA 193 Grade B8 304

24 in

0,1875 in

High alloy steel SA 240 Grade M tipe 316

Eksternal bolting chair

16 in

1/16

12 in

8 buah

Tebal gusset

Tebal compression plate

Bahan konstruksi

Dimensi anchor bolt :

Panjang

diameter

Jumlah

Dimensi pondasi :

Kandungan air

Luas pondasi atas

Luas pondasi bawah

Bahan konstruksi

1/16 in

1/8 in

Carbon steel SA 135 Grade B

12 in

4 in

8 buah

6 US gal/94 lb sack cement

40 x 40 = 1600 in2

24 in

Cement sand and gravel

22. COOLER (E-151)

Fungsi Umtuk mendinginkan distilat dari kolom

destilasi

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Tipe HE

Shell

IDs = 10 in

n’ = 1

B = 24”

de = 1,23

1 = 12 ft

Shell and tube

1 buah

Carbon steel

1-4

Tube

1” OD BWG 16

id = 0,870”

PT = 1 1/4 ‘ angular system

a’ = 0,594 in2

a” = 0,26 18 ft2/ft

1N 624

1212121

B

C’= Pr – OD = 11/4 -1 = 1/

4 “

1 = 12 ft

Nt = 26

n = 4

23. STORAGE GOSOLINE (F-153)

Fungsi Untuk menyimpan produk Gosoline

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Waktu tinggal

Input massa

Densitas campur

Volume liquid

Volume tangki

Diameter dalam (di)

Diameter luar (do)

Tinggi tangki (hl)

Tebal tangki (ts)






dished dan tutup bawah conical.

1 buah

Carbon Steel

30 hari

5,4931 kg/jam

55,20114286 ft3

157,62482 ft3

197,03103 ft3

4,19 ft =50,29 in

51 in

21,50761 ft = 258,09132 in

5/16

1/2

1,4277 ft = 17,13238 in

9/16

1,295488 ft = 14,5145 in


Fungsi Untuk mengalirkan gasoline dari storage

gasoline menuju mixer II

Tipe

Jumlah

Pompa sentrifugal

1 buah

Bahan konstruksi

Densitas campuran

Viskositas campuran

Input massa

Rate volumetrik

Power

Cast Iron

79,53942857 lb/ft3

10,1438 cP

5,4931 kg/jam

0,0189 gal/menit

8,45 . 10-3 HP

25. KONDESOR (E-155)

Fungsi Untuk mendinginkan distilat dari kolom

destilasi

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Tipe HE

Shell

IDs = 10 in

n’ – 1

B = 24”

de = 1,23

1 = 12 ft

624

12121211

BN

C’ = PT – OD = 1 1/4 – 1 = 1/4 “

Shell and Tube

1 buah

Carbon Stell

1-4

Tube

1” OD BWG 16

id = 0,870”

PT = 1 1/4 “ angular system

a’ = 0,594 in2

" = 0,2618 ft2/ft

Nt = 26

N = 4

26. REBOILER (E-156)

Fungsi Untuk menguapkan methanol sari Isp

(bottom)

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Tipe HE

Shell and tube

1 buah

Carbon Steel

1-4

Shell Tube

IDs = 10 in

n’ = 1

B = 24”

de = 1.23

1 = 12 ft

N + 1 = 624

12x1212x

B

I

C’ = PT - OD = 1 ¼ - 1 = ¼”

1” OD BWG 16

id = 0.870”

PT = 1 ¼ “. angular system

a’ = 0,594 in2

a” = 0,2618 ft2/ft

1 = 12 ft

Nt = 26

n = 4

27 .REBOILER (E-156)

Fungsi Untuk menguapkan methanol dari Isp

(bottom)

Tipe

Jumlah

Bahan Konstruksi

Tipe HE

Shell and tube

1 buah

Carbon steel

1 - 4

Shell Tube

IDs = 8 in

n’ = 1

1” OD BWG 16

id = 0.870”

PT = 1 ¼ “.ANGULAR SISTEM

a’ = 0,594 in2

a” = 0,2618 ft2/ft

1 = 12 ft

Nt = 14

n = 4

28. MIXER II (M-160)

Fungsi Mencampur CH3OH dan C4H8

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Waktu tinggal

Input massa

Densitas Campuran

Volume liquid

Volume tangki

Diameter dalam (di)

Diameter luar (do)

Tinggi tangki (hl)

Tebal tangki (ts)





Jenis Impeller

Jumlah Impeller

Diameter impeller

Lebar blade (W)

Panjang blade (L)


Power

Silinder tegak dengan tutup atas berbentuk

standar dished dan tutup bawah conical,

dilengkapi pengaduk

1 buah

Carbon Steel

30 menit

106,4472 kg/jam

51,90743 lb.ft-3

2,25578 ft3

2,81973 ft3

1,2818 ft = 15,3861 in

16 in

2,51009 ft = 30,12109 in

3/16 in

3/16 in

0,216688 ft = 2,60026 in

3/16 in

0.370133 ft = 4,44160 in


2 buah

0,427393 ft = 5,12872 in

0,08547 ft = 1,02574 in

0,10685 ft = 1,282179 in

1,25rps (rotasi per detik)

0,000075 HP


Fungsi Untuk mengalirkan methanol dan gasoline

ke storage M95

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Densitas Campuran

Input massa

Rate Volumetrik

Power

Pompa sentrifugal

1 buah

Cast Iron

66,16971429 lb/ft-3

106,44772 kg/jam

0,4413 gal/min

7,14286.10-4 HP

30. STORAGE M95 (F-162)

Fungsi Untuk menyimpan produk M95

Tipe

Jumlah

Bahan konstruksi

Waktu tinggal

Input massa

Densitas Campuran

Volume liquid

Volume tangki

Diameter dalam (di)

Diameter luar (do)

Tinggi tangki (hl)

Tebal tangki (ts)





Sinder Tegak dengan tutup atas standard


1 buah

Carbon Steel

30 hari

111,9403 kg/jam

80,08 ft3

2214,20374 ft3

2767,75467 ft3

12,74255 in = 152,91057 ft

154 in

24,94576 ft = 299,34918 in

5/16 in

5/16 in

2,15349 ft = 25,84189 in

5/16 in

3,67845 ft = 44,142 in

Bab VI -1-

BAB VI

PERANCANGAN ALAT UTAMA

Nama alat : Reaktor

Kode alat : R-1 10

Fungsi : Mereaksikan Trigliserida menjadi gliserin dan As lemak

Dengan reaksi sebagai berikut :

C57H104O6 C3H803 C54H9603

C57H103O6Na +H2O C571410406 NaOH


Tipe : Mixed Flow Reaktor dengan tutup atas berbentuk standard dished

dan tutup bawah berbetuk conical dengan sudut puncak 120° dan

dilengkapi dengan pengaduk 6 blade dan jaket pemanas.

Dasar Perencanaan

Reaksi yang terjadi di dalam reaktor adalah reaksi endoterm sehingga

reaktor dilengkapi dengan coil pemanas yang berfungsi untuk menjaga temperatur

operasi pada reaktor, yaitu pada suhu 60° C. Untuk mengontrol kondisi operasi,

maka perlu dipasang instrumentasi yang meliputi level indikator dan temperatur

control.

Perlengkapan : pengaduk , coil pemanas

Kondisi Operasi : temperatur = 60° C = 140 °F

tekanan = 1 atm

waktu operasi= 60 menit

Bab VI -2-

fase = liquid - liquid

camp = 57,03657143 lb/ft3

Direncanakan

- Bahan konstruksi : Carbon Steel. SA 135 grade B (f = 12750)

(Brownell & Young, App. D-1 hal 335)

- Jenis pengelasan : Single welded but joint (E = 0,85)

(Brownell & Young, App. D-1 hal 335)

- Faktor korosi : 1/16 in

- Bahan masuk : 1560,7898 kg/jam x 2,2046 = 3440,91719 lb/jam

6.1. Rancangan dimensi reaktor

a. Menentukan volume reactor

Bahan masuk : 3440,91719 lb/jam

campuran : 57,03657143 lb/ft3

Rate volumetrik :

campuran

asukmasabahanm

=

03657143,57

91719,344= 60,32826 ft3 / jam

Volume liquid : 60,32826 ft3/jam x 1 jam = 60,32826 ft3 / jam

Diasumsikan

volume ruang kosong = 20% vol. liquid

volume jaket dan pengaduk = 10% vol. liquid.

Volume ruang kosong = 20% x 60,32826 ft3 = 12,065652 ft3

Volume jaket dan pengaduk = 10% x 60,32826 ft3 = 6,032826 ft3

Jadi volume total = v. liquid + v ruang kosong + v (jaket dan pengaduk)

Bab VI -3-

= 60,32826 ft3 + 12,065652 ft3+ 6,032826 ft3

= 78,42674 ft3

6.2. Menentukan dimensi vessel

a. Menghitung diameter vessel

Diasumsikan Ls = 1,5 di

Vol. total = v. tutup bawah + v. silinder + v. tutup atas

Vol. total = 32

21

3

0847,0.4

.

24

.diLs

di

tg

di

78,42674 ft3 =4

.

6024

. 23 di

tg

di . (1,5 di) + 0,0847 di3

78,42674 ft3 = 0,0755 di3 + 1,1775 di3 + 0,0847 di3

78,42674 ft3 = 1,3377 di3

di = 3,88479 ft = 46,61748 in

b. Menghitung vol. liquid dalam shell (Vs)

V liquid dalam shell = v. liquid - v. tutup bawah

= 60,32826 -

21

3

24

.

tg

di

= 60,32826 -

6024

82333,3.3

tg

= 56,10276 ft3

c. Menghitung tinggi liquid dalam shell.

Vs =4

.di2.11s

56,10276 =4

14,3. (3,82333)2 . 11s 11,47501

Bab VI -4-

11s = 3,88913 ft = 46,66956 in

d. Menentukan P design (Pi).

P hidrostatik = 144

1H=

144

188913,332826,60

= 1,21039

P operasi = 1 atm = 14,7 psia

P design = P operasi + P hidrostatik

= (14,7 + 1,21039) psi

= 15,91039 psi

e. Menentukan tebal silinder (ts)

ts = PiEf

diPi

.6,0.2

.

+ C

= 91039,15.6,085,0.127502

87999,46.91039,15

+

161

Standardisasi do

do = di + 2 ts

= 46,87999 + 2 (3/16)

= 47,25499 in

Bab VI -5-

Dengan pendekatan ke atas diperoleh do = 46, dari tabel 5-7 Brownel & young

didapatkan harga:

do = 47

Icr = 3

r = 48

Menentukan harga di baru.

di = do - 2 ts

= 47 - 2 (3/16)

= 46,625 in = 3,80208 ft

Cek hubungan antara Ls dengan di.

Volume total =

21

3

24

.

tg

di+

4

. 2di. Ls + 0,0847 (di)3

78,42674 ft3 =

6024

80208,3.3

tg

+

4

80208,3.2

. Ls + (3,80208)3

78,42674 ft3 = 4,15166 + 11,34781 Ls + 4,65529

78,42674 ft3 = 8,80695 + 11,34781 Ls

11,34781 Ls = 69,61979

Ls = 6,13509 ft = 73,62108 in

80208,3

13509,6

di

Ls= 1,6136 > 1,5 (memenuhi)

Bab VI -6-

6.3. Menentukan dimensi tutup

a. Menentukan tebal tutup atas berbentuk standart dished

r = 48 in ( Brownell & Young label 5.7 hal. 89 )

icr = 3 in ( Brownell & Young tabel 5.6 hal. 89 )

sf= 1,5 in ( Brownell & Young tabel 5.6 hal. 88 )

tha = PiEf

Pidi

1,0.

885,0

+ C (Brownell & Young Pers 13.12 hal 256)

= 16

1

91039,15.1,085,0.12750

625,46.91039,15.885,0

= 0,06058 x 1616 + 1/16

= 163

16

9694,1 in

tinggi tutup atas (ha) (Brownel & Young hal 87)

a = di 2 =2

625,46= 23,3125 in = 1,94271 ft

AB = a – icr = (23,3125 – 3) = 20,3125 in = 1,69271 ft

BC = r – icr = ( 48 – 3) = 45 in = 3,75 ft

AC = 22ABBC = 22

3125,1245

Bab VI -7-

= 40,15473 in = 3,3462275 ft

b = r – AC = 48 – 40,15473 = 7,84527 in = 0,65377 ft

ha = tha + b + sf =

16

3+ 7,84527 + 1,5

b. Menentukan tebal tutup bawah

Tebal tutup bawah (thb) berbentuk conical dengan a = 120°

thb = 21cos..6,0.2

.

PiEf

diPi

+ C

= 16

1

60cos.91039,15.6,085,0.127502

625,46.91039,15

= 0,068509 x 16/16 + 1/16 in

=16

3

16

09615,2 in

Dan Brownell & Young, Label 5.6 hal 88 untuk ts 3/16 maka sf 1,5 – 2 diambil

harga sf– 1,5 in

tinggi tutup bawah (hb) :

b =

120.21

625,46.21

21

.21

tgtg

di

= 22,26599 in

hb = b + sf = 22,26599 + 1,5 = 23,76599 in

Bab VI -8-

Dari perhitungan diatas, maka diperoleh dimensi reaktor sebagai berikut :

do = 47 in tha = 3/16 in

di = 46,625 in ha = 9,53277 in

Ls = 73,62108 in is thb = 3/16 in

ts = 3/16 in hb = 23,76599 in

Tinggi reaktor (H) = Tinggi (tutup bawah + silinder + tutup atas)

= hb + Ls + ha

= 23,76599 + 73,62108 + 9,53277

= 106,91984in

= 8,90999 ft

6.4. Perhitungan pengaduk

Perencanaan pengaduk:

Jenis pengaduk = axial turbin 4 blades

Bahan impeller = High alloy steel SA 240 Grade M type 316

Bahan poros = Hot Roller SAE 1020

Dari G.G Brown hal 507, dan Geankoplis tabel 34.1 hal 144 diperoleh data-

data sebagai berikut:

Dt/Di = 0,3 - 0,5

Zi/Di = 0,75 - 1,3

ZI/Di = 0,25

W/Di = 0,10

Bab VI -9-

Dimana :

Dt = Diameter dalam dari silinder

Di = Diameter impeller

Zi = Tinggi impeller dari dasar tangki

Z1 = Tinggi liquid dalam silinder

W = Lebar baffle (daun) impeller

a. Menentukan diameter impeller

Di/Dt = 0,5

Di = Dt x 0,5

Di = (45,625 in) x 0,5 = 22,8125 in = 1,90104 ft

b. Menentukan tinggi impeller dari dasar tangki

Zi/Di = 0,75

Zi = 0,75 x Di

Zi = 0,75 x ( 15,20833 in) = 11,40625 in = 0,95052 ft

c. Menentukan panjang impeller

L/Di = 0,25

L = 1/4 . Di

L = (0,25) x (15,20833 in) = 3,80208 in = 0,316840 ft

d. Menentukan lebar daun impeller

W/Di = 0,10

W = 0,10 . Di

W = (0,10) x ( 15,20833 in) = 1,520833 in = 0,12674 ft

Bab VI -10-

e. Menentukan tebal blades

J/Dt = 1/12

J = Dt/12

J = (45,625 in )/12 = 3,80208 in = 0,31684 ft

f. Menentukan Jumlah pengaduk

n =22xDi

Lls

n = 2

20833,152

314395,102

ftx

ft

n = 0,221 1 buah

6.4.1. Penghitungan daya pengaduk

P =xgc

xDixnx

550

53

Dimana :

P = daya pengaduk

= power number

= densitas bahan = 57,03657143 lb/ft3

bahan= 0,0362380508 lb/ft detik

Di = diameter impeller = 15,20833 in = 1,26736 ft

gc = 32,2 lb . ft/dt2. lbf

n : Putaran pengaduk, ditetapkan n = 75 rpm = 1,25 rps

menghitung NRe

NRe =

..2 nDi(Geankoplis, pens 3.4.1 hal 144)

Bab VI -11-

NRe =

0362380508,0

03657143,57.25,1.26736,12

= 3160,8371 > 2100 (aliran laminar)

Dan Mc Cabe II hal 47, diketahui aliran liquid adalah turbulen (NRe >

2100). Dari Geankoplis fig 3.4 - 4 hal 145 diperoleh Np = 1,5

P =

.1det/.21,32550

26736,125,1/036571431,575,1

550

..2

5335.5

bfftbx

ftrpsxxftbx

xgc

Din

6.4.2.Perhitungan Poros Pengaduk

a) Diameter Poros

T =16

.. 2DS(Hesse,pers 16-1 hal. 465)

Dimana :

T = Momen punter =N

H.63025(Hesse, hal 469)

H = Daya motor pada poros = 0,5 Hp

N = Putaran pengaduk = 75 rpm

Sehingga :

T =75

,5)(63025).(0= 420, 16667 1b in

Dari Hesse tabel 16-1 hal 467, untuk bahan Hot Rolled Steal SAE 020

mengandung karbon 20% dengan batas = 36000 lb / in2

S = maksimum design shering stress yang diijikan

S = 20% x ( 36000) 1 b / in2

= 7200 lb/in2

Bab VI -12-

Maka didapatkan diameter poros pengaduk (D):

Dp =31

16

xS

xT

Dp =

31

720014,3

16667,42016

x

x = 0,66737 in

b) Panjang Poros

Rumus : L = h+ 1 —Zi

Dimana :

L = panjang poros (ft)

h = tinggi silinder + tinggi tutup atas = 83,15385 in

1 = panjang poros diatas bejana tangki = 1 ft = 12 in

Zi= jarak impeller dari dasar tangki = 7,604165 in

Jadi panjang poros pengaduk

L = (83,15385 + 12) — 7,604165 = 87,54968 in

Kesimpulan :

Type = axial turbin 4 blades sudut 450 angle

Di : Diameter impeller = 15,20833 in

J : tebal blades = 3,80208 in

Zi : Tinggi impeller dari dasar bejana = 7,604165 in

n : Jumlah pengaduk = 1 buah

W : Lebar impeller = 1,90104 in

daya = 0,5 Hp

L : Panjang impeller = 3,80208 in

Bab VI -13-

Diameter poros = 0,66737 in

Panjang poros = 87,54968 in

6.5. Perhitungan Nozzle.

Perencanaan :

Nozzle pada tutup atas standard dishead

- Nozzle untuk pemasukan minyak jarak

- Nozzle untuk pemasukan larutan gliserin

Nozzle untuk silinder reactor

- Nozzle untuk pemasukan steam

- Nozzle untuk pengeluaran steam

Nozzle pada tutup bawah conical

- Nozzle untuk pengeluaran produk

Digunakan flange standard type Welding neck pada :

- Nozzle untuk pemasukan bahan baku utama

- Nozzle untuk pemasukan dan pengeluaran steam

- Nozzle untuk pengeluaran produk

Dasar perhitungan

a) Nozzle pemasukan minyak jarak

Bahan masuk = 1555,9702 kg/jam = 3430,291903 lb/jam

minyak jarak = 57,3095 lb/ft3

Rate Volumetrik =31b/ft57,3095

1b/jam33430,29190

= 59,85555 ft3/jam = 0,16627 ft3/detik

Bab VI -14-

Di opt = 3,9 (Q)045 ( ) 13,0

= 3,9 (0,16627) 0,45 . (57,3095)0,13 = 2,94442 in

Dad Geankoplis App A5 hal 892, maka dipilih pipa 3/4 in IFS Sch 40

dengan ukuran

Di = 0,824 in

D0 = 1,050 in

A = 0,00371 ft2

b) Nozzle pemasukan Larutan Gliserin

Bahan masuk = 144,9184 kg/jam = 319,487105 lb/jam

Na-Metoksida= 49,72 lb/ft3

Rate Volumetrik =72,49

319,487105= 6,42573 ft3/jam = 0,0178 ft3/det

Di opt = 3,9 (Q)0,45 ( )0,13

= 3,9 (0,0178) 0,45. (49,72) 0,13

= 1,05755 in

Dari Geankoplis App A5 hal 892,maka dipilih pipa 3/4 in IPS Sch 40

dengan ukuran :

Di = 0,824 in

Do = 1,050 in

A = 0,00371 ft2

c) Nozzle pemasukan dan pengeluaran steam pemanas

rate steam masuk = 40,6043 kg/jam = 86,516239 lb/jam

steam = 62,16 lb/ft3

Bab VI -15-

Rate volume =3/161,62

/5162391,86

ftb

jamb

= 1,44009 ft3/jam

= 0,0040002 ft3/det

Di opt = 3,9 (Q)0,45 )( 0,13

= 3,9 (0,000121)0,45 (62,16)0,13

= 0,556106 in

Dari Geankoplis App AS hal 892,maka dipilih pipa 81 in IPS sch 40

dengan ukuran :

Di = 0,269 in

D0 = 0,405 in

A = 0,00040 ft2

d) Nozzle pengeluaran produk

bahan keluar = 3440,91719 lb/jam

campuran = 57,03657143 lb/ft3

rate volumetric =31b/ft357,0365714

1b/j3440,91719= 60,320826 ft3/jam

= 0,16758 ft3/det

Di opt = 3,9 (Q)0,45 ( )0,13

= 3,9 (0,015975)0,45 (57,03657143)0,13

= 2,97578 in

Bab VI -16-

Dari Geankoplis App AS hal 892,maka dipilih pipa 3/4 IPS sch 40 dengan

ukuran :

Di = 0,824 in

D0 = 1,050 in

A = 0,00371 ft2

Nozzle untuk handhole

Lubang handhole dibuat berdasarkan standart yang ada yaitu : 6 in

Berdasarkan fig. 12.2 brownell & Young hal 221, didapatkan dimensi pipa

Ukuran pipa nominal (NPS) : 6 in

Diameter luar pipa : 11 in V

Ketebalan flange minimum (T) : 1 in

Diameter bagian lubang menonjol (R) : 8 1/4 in

Diameter hubungan pada titik pengelasan (K): 6,63 in

Diameter hubungan pada alas (E) : 7 9/16 in

Panjang (L) : 3 21 in

Diameter dalam flange (B) : 6,07 in

Jumlah lubang baut : 8 buah

Diameter baut : 7/8 in

Dari Brownell dan Young tabel 12.2 hal 221 diperoleh dimensi flange

untuk semua nozzle, dipilih flange standard type welding neck dengan

dimensi nozzle sbb:

Nozzle A = Nozzle pemasukan minyak jarak

B = Nozzle pemasukan larutan gliserin

Bab VI -17-

C = Nozzle pemasukan dan pengeluaran steam

D = Nozzle pengeluaran produk

NPS = Ukuran pipa nominal, in

A = Diameter luar flange, in

T = Ketebalan flange minimum, i

R = Diameter luar bagian yang menonjol, in

E = Diameter hubungan atas, in

K = Diameter hubungan pada titik pengelasan, in

L = Panjang julakan, in

B = Diameter dalam flange, in

Nozzel NPS A T R E K L B

A 43 3 8

72

1 1 1611 1 2

1 1,05 2 161 0,82

B 43 3 8

72

1 1 1611 1 2

1 1,05 2 161 0,82

C 21 3 2

116

7 1 83 1 16

13 0,84 1 87 0,62

D 43 3 8

72

1 1 1611 1 2

1 1,05 2 161 0,82

E 6 11 1 8 21 7 9/16 6,63 3 1/2 6,07

6.6 Perhitungan Coil Pemanas

Dasar perancangan :

Reaksi yang terjadi di dalam reactor adalah reaksi endoterm dan beroperasi

pada suhu 600 C = 140 0F

Kebutuhan steam = 40,6043 kg/jam

Steam masuk pada suhu 30 0C dan keluar pada suhu 60 0C

Tekanan operasi = 1 atm

Bab VI -18-

Digunakan coil pemanas berbentuk spiral dengan kontruksi High Alloy Steel

SA grade C tipe 347. (Brownell & Young, tabel 13.1 hal. 251)

Menentukan ATLMID

t1 = suhu bahan masuk = 300 C = 860 F

t2 = suhu bahan keluar = 600 C = 1400 F

TLMTD =

2

1

21

1t

tn

tt

=

140

861

140860

n

F

= 110,815 °F

Menentukan suhu kaloric :

tc = 21 (t1 + t2) = 2

1 (86 + 140)°F = 113 °F

Direncanakkan ukuran pipa

Dari Pery 6th table 6-42

Ukuran pipa = 2 in sch 40

Do = 2,375 in

Di = 2,067 in

A = 0,02330 ft2

Menghitung panjang pipa :

NRe =42,2

2

NL

Dimana N = 150 putaran / menit x 1 menit / 60 detik = 2,5 putaran perdetik

L = 1/3 diameter silinder = 1/3 x 3,80208 = 0,95052 ft

NRe =42.2

det22

det.8670005213966,0

68514286,555,295052,0xlb

lbik

putaran

ft

ftft

Bab VI -19-

= 99682,34188 > 2100

Dari thimmerhause hal 525, diketahui alirannya adalah turbulen (NRe > 2100)

Didapat Jh = 8

Dimana k = 0,066 = 0,00658 lb/ft.det = 23,688 lb/ft.det

Cp = 1,0512

Diketahui :

hio steam= 1450 Btu/h.ft2.°F

(hio = koefisien perpindahan panas dari pipa luar yang dikoreksi terhadap diameter

pipa dalam, Btu/h.fi2.°F)

Ho = jh

066,0

77028072,180512,1

80208,3

066,08

.

k

cp

di

k

Ho = 860,4597955

Uc =hohio

hohio

=

4597955,8601450

4597955,8601450

= 2116,338376

Rd diasumsikkan 0,004

Rd =cDDc

Dc

UUUU

UU 11

DU

1= Rd -

DU

1= 0,004 -

338376,2116

1= 0,003527485769

UD = 283,4880324

A = 79942,0893,1144880324,283

1891,142393

.

tU D

L = 30984,3402330,0

79942,0

a

A

Bab VI -20-

Jumlah lilitan coil

N =collD

L

.

jika d pengaduk < d coil < d bejana, maka :

d pengaduk = 0,95052 ft

d bejana = 3,80208

Dirancang d coil = 1 ft

Jumlah lilitan (n) =114,3

30984,34

=10,8267 = 11 buah

Do = 1,067 in, jarak antara coil = 1,5 in

Tinggi coil = (n — 1) x ( do + jarak antara coil) + do

= (11 — 1) x (1,067 + 1,5) + 1,067

= 36,34 in = 3,028333 ft

Tinggi tangki = 5,16207

Tinggi coil < tinggi tangki

6.7 Rancangan flange dan Bolting

Untuk mempermudah perbaikan dan perawatan tangki maka tutup tangki

dihubungkan dengan bagian shell secara flange dan bolting :

1. Gasket

Gambar Gasket dan Bolting

Bab VI -21-

Bahan konstruksi : asbestos filled stainless steel

Dari Brownell & Young gb.12.11 hal 228 diperoleh

gasket faktor : 3,75

minimum design seating stress : 9000 psia

perhitungan tebal gasket

1

.

mpy

mpy

di

do………………………………B&Y pers 12.2 hal 226

dimana

y = minimum design seating stress = 9000 psia

p = internal pressure = 14,7 psia

m = gasket faktor = 3,75

do = diameter luar gasket

di = diameter dalam gasket

175,37,149000

75,3.7,149000

di

do

= 1,0008

di gasket = 46 in

do gasket = 1,0008 x 46 = 46,0368 in

Lebar gasket minimum ( A) =2

460368,46

2

dido

= 0,0368 in

Diameter gasket minimum ( G ) = di + A

= 46 + 0,0368

= 46,0368 in

Bab VI -22-

2. Bolting

Bahan konstruksi : High Alloy Steel SA 193 grade B8 type 304

Dari Brownell & Young Apendik D hal 344 didapat

tensile min : 75.000 psia

Allowable stress : 15000 psia

a. Perhitungan jumlah dan ukuran baut

- Beban gasket

Wm2 = Hy = yGb ... ………………B & Y pers 12.88 hal 240

Dimana

b = lebar efektif gasket

G = diameter rata-rata gasket = 46,0368 in

y = yield stress = 9000 psia

Dari Brownell & Young fig.12.12 hal 229

Lebar setting gasket bawah = bo = A / 2

= 0,0368 /2

= 0,0184 in

bo < 0,25 in sehingga b = bo

Sehingga didapatkan

Hy = Wm2 = ( ) x (0,006) x (46,0368) x (9000)1b/in2

Hy = 7805,99981 lb

- Beban baut agar tidak bocor (Hp) :

Hp = 2. .b.G.m.p (Brownell & Young, pers. 12.90 hal. 240)

Hp = 2 x ( ) x (0,006) x (46,0368) x (3,75) x (14,7)

Bab VI -23-

Hp = 95,62349 lb

- Beban karena tekanan dalam (H) :

H = /4.G2.p (Brownell & Young, pers. 12.89 hal. 240)

= ( /4) x (46,0368)2 x (14,7)]

= 24456,66576 lb

- Total berat beban pada kondisi operasi (Wm1) :

Wm1 = H + Hp (Brownell & Young, pers. 12.91 12(11.24)

= 24456,66576 + 95,62349 = 24552,28925 lb

Karena Wm1 > Wm2, maka yang mengontrol adalah Wm1.

b. Perhitungan lugs minimum bolting area

Am1 =fb

Wm1 (Brownell & Young, pers. 12.92 hal.240)

Am1 =15000

524552,2892

= 1,63682 in2 = 0,01137 ft2

c. Perhitungan Bolting Optimum

- Dari Brownell & Young, tabel 10.4 hal. 188, dicoba :

Ukuran taut = l in

Root area = 0,551 in2

Bolt spacing minimum (Bs) = 2 41 in

Minimum radial distance (R) = 1 83 in

Edge distance (E) = 1 85 in

- Jumlah bolting optimum =551,0

7421,41 rootarea

Am

Bab VI -24-

= 9,6063 9 buah

- Bolting circle diameter (C)

C = di shell + 2 (1,4159. g0 x R)

Dimana :

di shell = 45,625 in

go = tebal shell (ts) = 3/16 in

Sehingga bolting circle diameter (C) :

C = (45,625) + 2[(1,4159).(3/16 in).(1 3/8 in)]

= 46,35507 in

- Diameter luar flange :

OD = C+ 2E

= (46,35507 in) + (2 x 1 165 in)

OD = 48,98007 in = A

- Check lebar gasket :

Ab actual = jumlah bolt x root area

= 9 x 0,551 in

Ab actual = 4,74206 in2

- Lebar gasket minimum :

L = Ab aktual xGy

F

...2

= 4,74206 x0368,4690002

15000

L = 0,042 in < 0,05738 in(L< n maka lebar gasket memadai)

Bab VI -25-

d. Perhitungan Moment

- Untuk keadaan bolting up (tanpa tekanan dalam)

W =

2

AbAm x fa (Brownell & Young, pers. 12.94 12(11.242)

=

2

74206,463682,1 x 15000

= 47841,6 lb

- Jarak radial dari beban gasket yang bereaksi terhadap bolt circle :

hG = 21 . (C - G)

= 21 . (46,35507 - 46,0368)

= 0,31827 in

- Moment flange (Ma) :

Ma = W.hG

= (47841,6 lb) x ( 0,31827 in)

= 15226,54603 lb/in

- Dalam kondisi operasi :

W = Wm1

= 47841,6 lb

- Gaya hidrostatik pada daerah dalam flange (HD) :

HD = 0,785.B2 .p (Brownell & Young, pers. 12.96 hal.243)

Dimana :

B = do shell reaktor = 46 in

p = tekanan operasi = 14,7 lb/in2

Bab VI -26-

Maka :

HD = (0,785) x (46 in)2 x (14,7 lb/in2) = 24417,582 lb

- Jarak: radial bolt circle pada aksi (hp) :

hD = 21 . (C - B) (Brownell & Young, pers. 12.100 ha1.243)

= 21 ( 46,35507 - 46)

= 0,35507 in

- Moment komponen (MD) :

MD = HD x hD (Brownell & Young, pers. 12.96 hal.242)

= ( 24417,582 lb) x (0,35507 in)

= 8669,95084 lb.in

- Perbedaan antara beban baut flange dengan gaya hidrostatik total (HG)

HG = W - H = Wm1 — H

HG = (47841,6 lb) — (24456,66576) = 23384,93424 lb

- Moment MG :

MG = HG x hG (Brownell & Young, pers. 12.98 haL 242)

= (23384,93424 lb) x (0,35507 in) = 8303,28860 lb.in

- Perbedaan antara gaya hidrostatik total dengan gaya hidrostatik dalam area

flange :

HT = H - HD (Brownell & Young, pers. 12.97 haL 242)

= (24456,66576) — ( 24417,582 lb) = 39,08376 lb

hT = 21 (hD + hG) (Brownell & Young, pers. 12.102 haL242)

= 21 (0,35507 in + 0,31827 in) = 0,33667 in

Bab VI -27-

- Moment komponen (MT) :

MT = HT x hT (Brownell & Young, pers. 12.97 hal.242)

= (39,08376 lb) x (0,33667 in) = 13,15833 lb.in

- Moment total pada keadaan operasi (Mo) :

Mo = MD+ MG + MT

= (8669,95084 lb.in + 8303,28860 lb.in + 13,15833) lb.in

= 16986,39777 lb.in

Karena Ma < Mo, maka Mmax = Mo = 16986,39777 lb.in

3. Perhitungan Tebal Flange

Gambar Sketsa flange

Dimana :

A= Diameter luar flange

T= Tebal minimal flange

R= Diameter luar Raised Face

E= Diameter Hub pada dasar

K= Diameter Hub pada titik pengelasan

L = Panjang Hub

B= Diameter dalam dari dinding pipa standard

Bab VI -28-

Dari Brownell & Young, persamaan 12.85 hal. 239 :

fT =Bt

MoY

.

.2

Sehingga didapatkan rurnus :

t =Bf

MY

k = A/B

Dimana :

A = diameter ',liar flange (32,9801 in)

B = diameter dalam flange (46 in)

f = stress yang diijinkan untuk bahan flange (15000 psia)

Maka :

k = A/B = (32,9801 ft)/(46 ft) = 0,716958

Dari Brownell & Young, fig. 12.22 hal 238, didapatkan :

Y = 20

M = 16986,39777 lb.in

Sehingga tebal flange :

t = inpsia

inb

4615000

.397771,1698620

t =690000

9554,339727= 0,72 in 1 in

Jadi digunakan tebal flange 1 in

Bab VI -29-

Kesimpulan Perancangan

1. Flange

Bahan konstruksi : High Alloy Steel. SA 240 Grade O Type 405

Tensile Strength minimum : 60000 psia

Allowable stress (f) : 15000 psia

Tebal flange : 1 in

Diameter dalam (Di) flange : 46 in

Diameter luar (Do) flange : 32,9801 in

Type flange

2. Bolting

Bahan konstruksi : High Alloy Steel SA 193 Grade B8 Type 315

Tensile Strength minimum : 75000 psia

Allowable stress (f) : 15000 psia

Ukuran baut : 1 81 in

Jumlah baut : 9 buah

Bolting circle diameter (C) : 46,35507 in

Edge distance (E) : 1 5/8 in

Minimum radial (R) : 1 3/8 in

3. Gasket

Bahan konstruksi : flat metal, jacketed, asbestos filled

Gasket factor (m) : 3,75

Min design seating stress (y) : 9000 psia

Tebal gasket : 3/16 in

Bab VI -30-

6.8. Perhitungan Sistem Penyangga

a. Berat Shell Reaktor

Ws =4

(do2 – di2) H.

dimana :

Ws : berat shell reaktor, lb

do : diameter luar shell = 46 in = 3,8 ft

di : diameter dalam shell = 46,25496 in = 3,85458 ft

H : tinggi shell reaktor (Ls) = 5,81220 ft = 69,7464 in

: densitas dari bahan konstruksi = 489 lb/ft3

(Perry, edisi 6 tabel 3-118 hal. 3-95)

Berat shell reaktor :

WS =

4

x)3,82 – 3,854582) x 5,81220 x 489

= 23638,19204 lb

= 10722,04753 kg

b. Berat tutup atas standar dished

Wd = A.t.

A = 6,28.1.h (Hesse, persamaan 17 - 36 hal. 92)

Dimana :

Wd = berat tutup atas reaktor, lb

A = luas tutup atas standard disved, ft2

t = tebal tutup atas (tha) = 3/16 = 0,1875 in

= densitas dari bahan konstruksi = 489 lb/ft3 (steal)

Bab VI -31-

L = Crown radius (r) = 46 in = (perry's, edisi tab. 3.18 hal 3-95)

h = tinggi tutup atas reaktor (ha) = 9,284125 in

luas tutup atas :

A = 6,28 x ( 46 in) x 9,284125 in

= 2681,99803 in2

= 18,62499 ft2

Berat tutup atas :

Wd = A.t.

= 18,62499 x

12

1875,0x489

= 142,30656 lb = 64,54883 kg

c. Berat tutup bawah conical

Wd = A.t.

A = 0,785 (D + m) 22 78,04 dmDh

(Hesse, persamaan 4-16 hal. 92)

Dimana :

Wd = berat tutup bawah reaktor, lb

A = luas tutup bawah canical, ft2

t = tebal tutup bawah (thb) = 3/16 in = 0,1875 in = 0,0156 ft

= densitas dari bahan konstruksi = 489 lb/ft3

D = diameter dalam silinder = 45,625 in = 3,80208 ft

h = tinggi tutup bawah reaktor (hb) = 23,28387 in = 1,94032 ft

m = flat spot diameter = 21 D = 2

1 .45,625 = 22,8125 in 1,90104 ft

Bab VI -32-

Luas tutup bawah :

A = 0.785 ( D + m) 22 78,04 dmDh

=

0.785(3,80208+1,90104) 22)80208,3.(78,090104,180208,380676,2.4

= 19,91383 ft2 = 2867,59177 in2

Berat tutup bawah

Wd = A.t.

= 19,91383 x0,0156 x 489

= 151,91066 lb

= 68,90516 kg

d. Berat larutan dalam reaktor

W1 = m.t

Dimana :

m = berat larutan dalam reaktor = 3280,161509 lb/jam

t = waktu tinggal dalam reaktor = 1 jam

maka :

W1 = (3280,161509 lb/ jam) x 1 jam

= 3280,161509 lb

= 1487 84846 kg

e. Berat poros pengaduk dalam reaktor

W = V.

V =4

.D2L

Bab VI -33-

Dimana :

WP = berat poros pengaduk dalam reaktor, lb

V = volume poros pengaduk, ft3

= densitas dari bahan konstruksi = 489 lb/ft3

D = diameter poros pengaduk = 0,66737 in = 0,05561 ft

L = panjang poros pengaduk = 83,42637 in = 6,95219 ft

Volume poros pengaduk :

V =

4

x (0,05561 ft)2 x 6,95219 = 0,01689 ft3

Berat poros pengaduk

WP = 0,01689 x 489

= 8,25921 lb = 3,74629 kg

f. Berat Impeller dalam reaktor

Wi = V.

V = 6 (p.l.t)

= Di/2

Dimana :

Wi = berat impeller dalam reaktor, lb

V = volume dari total blades, ft3

= densitas dari nahan konstruksi = 489/lb/ft3

P = panjang 1 kupingan blade, ft2

1 = lebar 1 kupingan blade = 1,90104 in 0,15842 ft

t = tebal 1 kupingan blade = 3,80208 in = 0,31684 ft

Bab VI -34-

Di = diameter pengaduk

P =2

Di=

2

26736,1= 0,63368 ft

V = 6 (0,63368 x 0,31684 x 0,10286)

= 0,12391 ft3

Berat impeller pengaduk

Wt = 0,12391 x 489

= 60,59199 lb

= 27,48392 kg

g. Berat Atttaehment (1b)

Berat attachment merupakan berat dari seluruh perlengkapan seperti

nozzle dan sebagian dari Brownell & Young, hal 157:

wa = 18% ws

dimana :

Wa = berat attachment, lb

Ws = berat shell raktor = 23638,19204 lb = 10722,04753 kg

Wa = 18% x 23638,19204 lb

= 4254,87547 lb

= 1929,96856 kg

h. Berat Jaket pemanas dalam reaktor

Wj =4

(Do2 – di2)G

Bab VI -35-

Dimana :

Wj = berat jaket, lb

Do = diameter luar pipa jaket pemanas = 32 in= 2,6667 ft

Di = diameter dalam pipa jaket pemanas = 31,625 in = 2,63542 ft

H = panjang jaket pemanas = 5,10251 ft

densitas dari bahan konstruksi = 489 lb/ft3

Wj =4

(1.66672 – 1,635422) 4,6771 . 489

= 288,71869 lb

= 130,95991 kg

i. Berat steam pemanas

W steam = m.t

Dimana

m = berat steam pemanas yang masuk jaket pemanas = 27,05375 lb/jam

t = waktu tinggal = 1 jam.

W steam = 27,05375 lb/jam x 1 jam

= 27,05375 lb

= 12,2715 kg.

j. Berat total penyangga.

Wt = WS + Wda + Wdb + W1+ WP+ WT + Wj + Wa + W steam

= 23638,19204 + 142,30656 + 151,91066 + 3280,161509 +

8,25921 + 60,59199 + 288,71869 + 4254,87457 + 27,05375

= 31852,15375 lb

= 14447,81842 kg

Bab VI -36-

Dengan faktor keamanan adalah 10 % , maka berat total atau beban

penyangga :

= (1,1)x ( 31852,15375) lb

= 35037,36913 lb

= 15892,60026 kg

6,9. rerhitungan Kolom Penyangga Reaktor (Leg)

Perencanaan :

Menggunakan 4 buah kolom penyangga (kaki penahan)

Jenis kolom yang digunakan : I beam

Dasar perhitungan :

a. Beban tiap kolom

Dari Brownell & Young, persamaan 10.76 hal. 197 :

P =

n

W

Dn

LHP

bc

w

.

.4

Dimana :

P = beban tiap kolom, lb

Pw = total beban permukaan karena angina

H = tinggi vessel dari pondasi, ft

L = jarak antara vessel dengan dasar pondasi, ft

Dbe = diameter anchor bolt circle, ft

n = jumlah support

W = berat total, lb

P = beban kompresi total maksimum untuk tiap leg, lb

Bab VI -37-

Reaktor diletakkan didalam ruangan, sehingga tidak dipengaruhi adanya

tekanan angin (beban tekanan angin tidak dikontrol).

Maka berlaku rurnus :

PW = 0

P =n

W

P =4

369131,35037 b= 8759,34228 1b

Direncanakan :

Jarak kolom penyangga dari tanah (L) = 3 ft

Tinggi reaktor (H) = 102,314395 in = 8,526 ft

Panjang penyangga = 21 (H+L)

= 21 (8,52619 + 3 )ft

= 5,76309 ft = 69,15719 in

b. Trial ukuran I beam

Trial ukuran I beam 3” ukuran 3 x 2 3/8 dengan pemasangan memakai

beban eksentrik (terhadap sumbu).

Dari Brownell & Young, App. G-3 hal. 355, didapatkan :

Nominal size = 3 in

Berat = 5,7 lb

Area of section (Ay) =1,64 in2

Dept of beam = 3 in

Width of flange (b) = 2,33

Axis (r) = 1,23

Bab VI -38-

Analisa terhadap sumbu Y-Y

Dengan :

L/r = (102,314395/1,23)

= 83,69501

Karena L/r antara 20 — 60 maka, digunakan fc aman = 15000 psia

fc =A

P

A =fc

P=

2/150001

342281,8759

inb

b

= 0,5839 in2 < 1,64 in2 (memadai)

karena A < A yang tersedia, berarti trial I beam sudah memadai.

Kesimpulan perancangan penyangga (leg) :

Ukuran I beam = 3 x 2 3/8 in

Berat = 5,7 lb

Jumlah penyangga = 4 buah

Peletakan beban dengan beban eksentrik.

6.10. Base Plate

Perencanaan :

Dibuat base plate dengan toleransi panjang adalah 5 % dan toleransi

lebar 20 %

Digunakan besi cor sebagai bahan konstruksi dan base plate.

Bab VI -39-

Dasa perhitungan

a. Luas base plate

Rumus :

Abp = luas base plate, in2

Dimana :

Abp = luas base plate,

P = beban dari tiap-tiap base plate = 8759,34228 1b

fbp = stress yang diterima oleh pondasi (bearing capacity yang terbuat

dari beton = 600 lb/in2)

Sehingga :

Abp =2/6001

3422,8759

inb

= 14,5989 in2

b. Panjang dan lebar base plate

Abp = px1

Dimana :

Abp = luas base plate

= 14,5989 in2

P = panjang base plate, in

= 2m + 0,95h

1 = lebar base plate, in

= 2n + 0,8b

Bab VI -40-

Diasumsikan m = n

B = 2,33 in

h = 3 in

Maka :

Abp = [2m + 0,95h] x [2n + 0,8b]

14,5989 = [2m + (0,95 x 3)] x [2n + (0,8 x 2,33)]

= (2m + 2,85) x (2m + 1,864)

14,5989 = 4m2 + 9,428 m + 5,3124

0 = 4m2+ 9,428 + 9,2865

Dengan menggunakan rumus abc, didapatkan :

m1 = 0,7006

m2 = -1,6564

diambil = 0,7006

sehingga :

Panjang base plate (p) = 2m + 0,95h

= 2.(0,7006) + (0,95 x 3)

= 4,2512 in 5 in

Lebar base plate (1) = 2n + 0,8b

= 2.(0,7006) + (0,8 x 2,33)

= 3,2652 in = 4 in

Dari perhitungan didapatkan panjang base plate 5 in dan lebar base plate 4 in,

maka ditetapkan ukuran base plate yang digunakan adalah 5 x 4 in dengan luas

(A) 20 in2.

Bab VI -41-

c. Peninjauan terhadap bearing capacity

F =A

P

Dengan :

- f = bearing capacity, lb/in2

- p = beban tiap kolom = 8759,34228 lb

- A = luas base plate = 20 in2

Maka :

f =A

P

= 8759,34228

= 437,96711 lb/in2 < 600 lb/in2

Karena f < fbp , maka dimensi base plate sudah memenuhi

d. Peninjauan terhadap harga m dan n

Panjang base plate (p)

P = 2m + 0,95

5 = 2m + (0,95 x 3)

5 = 2m + 2,85

2,15 = 2m

m = 1,075

Lebar base plate (1)

1 = 2n+ 0,8 b

4 = 2n + (0,8 x 2,33)

4 = 2n + 1,864

Bab VI -42-

2n = 2,136

n = 1,068

Karena harga m > n, maka tebal base plate dihitung berdasarkan harga m.

e. Tebal base plate

t = 2..00015,0 mp

Dengan :

t = tebal base plate, in

p = actual unit pressure yang terjadi pada base plate = 445,41 psi

m = 1,075 in

Tebal base plate

T = 2

075,141,44500015,0

= 0,2097 in = 1 in

f. Ukuran Baut

Beban tiap baut :

Pbaut =bautn

P

=4

34224,8759= 2189,83557 1b

Abaut =baut

baut

f

P

Dimana fbaut = stress tiap baut max = 12000

Abaut =000.12

2189,83557

= 0,18249 in2

Bab VI -43-

Abaut =4

.db2

0,18249 in2 = 0,785 db2

db = 0,48215 in

Dari Brownell & Young, tabel 10.4 hal. 188 diperoleh ukuran baut 1/2 in

dengan dimensi baut sebagai berikut :

Ukuran baut : 1/2 in

Root area : 0,126 in2

Bolt spacing min : 1 41 in

Min radial distance : 1 163 in

Edge distance : 85 in

Nut dimension : 87 in

Max filled radius : 41 in

6.11. Perhitungan Lug dan Gusset

Perencanaan :

- Digunakan 2 buah plate horisontal (untuk lug) dan 2 buah plate vertikal

(untuk gusset).

Dasar Perhitungan :

Dari gambar 10.6, hal 191, Brownell diperoleh :

a. Lebar Lug

A = lebar lug = ukuran baut + 9 in

= 1/2 + 9 in

= 9,5 in

Bab VI -44-

B = jarak antar gusset = ukuran baut + 8 in

= 1/2 + 8 in

= 8,5 in

b. Lebar Gusset

L = lebar gusset = 2 (lebar kolom – 0,5 x ukuran baut)

= 2 (4 - 0,5 x 1/2)

= 7,5 in

Lebar lug atas = a = 0,5 (L + ukuran baut) (Brownell & Young Hal 193)

= 0,5 (7,5 + 1/2)

= 4 in

Perbandingan tebal base plate =L

B

=5,7

5,8= 1,1333 =1,2

Dari table 10.6,hal 192, Brownell didapat 1 , = 0,350

e = 0,5 x nut dimension

= 0,5 x 87

= 0,4375 in

c. Tebal Plate Horizontal (Lug)

Menentukan maksimium bending moment sepanjang sumbu radial

Dari persamaan 10.40, hal 192, Brownell :

My =4

P

11

.

211

e

Ln

Bab VI -45-

Dimana :

P = beban tiap baut = 110,6313725 lb

= posson's ratio 0,3 (untuk Baja)

L = panjang horizontal plate bawah = 7,5

e = nut dimension = 0,25 in

1 = 0,350

jadi :

My =4

8357,2189

350,01

25,0

5,7213,01

n

= 669,28214 lb

My distubtitusikan ke persamaan 10.41, hal 193, Brownell diperoleh :

thp =12000

28214,6696

= 0,5785 in

maka digunakan plate dengan tebal 0,5785 in

d. Tebal Plate Vertikal (Gusset)

Dari ftg 10.6, hal 191, Brownell dan pers 10.47 hal 194, diperoleh tebal

gusset minimal =8

3x thp

=8

3x 0,5785 = 0,21694 in

e. Tinggi Gusset

Tinggi gusset = hg = A + ukuran baut

= 9,5 + 1/2 in

Bab VI -46-

= 10 in

f. Tinggi Lug

Tinggi lug = hg + 2 thp

= 10 + 2(0,5785)

= 11,157 in

g. Kesimpulan perancangan lug dan gusset :

Lug

- Lebar = 9,5 in

- Tebal = 0,5785 in

- Tinggi =11,157 in

Gusset

- Lebar = 7,5 in

- Tebal = 7,5 in

- Tinggi = 10 in

6.12. Perhitungan Pondasi

Perencanaan :

Beban total yang harus ditahan pondasi : - Berat reaktor total

- Berat kolom penyangga

- Berat base plate

Ditentukan :

- Masing-masing penyangga diberi pondasi

- Spesifik untuk semua penyangga sama

Bab VI -47-

Dasar Perhitungan :

- W = 35037,36913 lb

a. Beban yang harus ditanggung tiap kolom Rumus :

Rumus :

Wbp = p.l.t.p

Dimana :

- p = panjang base plate = 5 in = 0,417 ft

- ! = lebar base plate = 4 in = 0,333 ft

- t = tebal base plate = 1 in = 0,083 ft

- = densitas dari bahan konstruksi = 489 lb/ft3

Bebar yang ditanggung tiap kolom :

Wbp = (0,417ft) x (0,333ft) x (0,083ft) x (4891b/ft3)

= 5,6597 lb

b. Beban tiap penyangga

Rumus :

Wp = L.A.F.

Dimana :

- L = tinggi kolom= 7 ft

- A = luas kolom I beam = 1,64 in2 =0,01139ft2

- F = faktor koreksi = 3,4

- = densitas dari bahan konstruksi = 489 lb/ft3

Beban tiap penyangga :

Wp = (7 ft) x (0,01139 ft2) x (3,4) x (489 lb/ft3)

Bab VI -48-

= 132,5590 lb

c. Behan total

Wr = W + Wbp+ Wp

= (35057,36913 + 5;6597 + 132,5590 ) lb

= 35195,58783 lb

Dianggap hanya ada gaya vertikal dan berat kolom itu sendiri bekerja pada

pondasi, maka ditetapkan :

- Luas atas = 20 x 20 in

- Luas bawah = 40 x 40 in

- Tinggi = 25 in

- Luas permukaan tanah rata-rata :

A =

2

4020

2

4020= 800 in2

- Volume pondasi :

V = A x t

= (800 in2) x (25 in)

= 20000 in3 = 11,57 ft3

- Berat pondasi

W = V x

Dimana

= densitas semen = 144 1b/ft3

maka :

W = (11,5741 ft3) x (144 lb/ft3)

Bab VI -49-

= 1666,667 lb

= 755,9950 kg

- Tekanan tanah :

Pondasi didirikan diatas seman sand dan gravel, dengan :

- Save bearing minimum = 5 ton/ft2

- Save bearing maximum = 10 ton/ft2

Kemampuan tekanan tanah sebesar :

P = 10 ton/ft2

= 22046 lb/ft2

= 153,097 lb/in2

Tekanan pada tanah :

PA

W

Dimana :

- W = berat beban total + berat pondasi

- A = luas bawah pondasi = (40 x 40) in2 = 1600 in2

Sehingga :

P =21600

6671,1666587831,35195

in

bb

= 23,041b/in2

Karena tekanan yang diberikan oleh tanah lebih kecil daripada

kemampuan tanah menahan pondasi, maka pondasi dengan ukuran (20 x

20) in luas atas dan (40 x 40) in luas bawah dengan tinggi pondasi 25 in

dapat digunakan.

Bab VI -50-

Spesifikasi alat :

Nama alat : Reaktor

Kode alat : R-110

Fungsi : Mereaksikan Trigliserida menjadi gliserin dan As lemak

Tipe : Mixed Flow Reaktor dengan tutup atas berbentuk standard dished

dan tutup bawah berbetuk conical dengan sudut puncak 120° dan

dilengkapi dengan pengaduk 4 blade dan jaket pemanas.

1. Bagian Silinder

Diameter luar (do) = 47 in

Diameter dalam (di) = 46,625 in

Tinggi silinder (Ls) = 69,7464 in

Tebal silinder (ts) = 3/16 in

Tebal tutup atas (tha) = 3/16 in

Tinggi tutup atas (ha) = 9,53277 in

Tebal tutup bawah (thb) = 3/16 in

Tinggi tutup bawah (hb) = 23,76599 in

Tinggi reaktor (H) = 106,91984 in

Bahan konstruksi = Carbon steel SA 135 grade B

2. Bagian Pengaduk

Type = Axial turbin 4 blades sudut 45°

Diameter impeller (Di) = 22,8125 in

Tinggi impeller dari dasar bejana (Zi) = 11,40625 in

Bab VI -51-

Lebar impeller (W) = 1,520833 in

Panjang impeller (L) = 3,80208 in

Tebal blades (J) = 3 80208

Jumlah pengaduk = 1 buah

Daya = 0,5 Hp

Diameter poros (D) = 0,66737 in

Panjang poros = 83,42637 in

Bahan konstruksi = High alloy steel SA 240 grade M type 316

3. Nozzle

a. Nozzle pemasukan minyak jarak


Diameter luar (do) = 1,050 in

Schedule = 40

Luas (A) = 0,00371 ft2

b. Nozzle pemasukan larutan gliserin



Schedule = 40

Luas (A) = 0,00371 ft2

c. Nozzle pemasukan dan pengeluaran steam pemanas



Schedule = 40

Bab VI -52-

Luas (A) = 0,00040 ft2

d. Nozzle pengeluaran produk



Schedule = 40

Luas (A) = 0,00371 ft2

4. Coil pemanas

Dimeter dalam = 1,067 in

Diameter luar = 1,375 in

Jumlah lilitan = 11 buah

Tinggi coil = 36,34 in

5. Flange

Bahan konstruksi = High Alloy Steel SA 240 Grade 0 Type 405

Tensile Strength minimum = 60000 psia

Allowable stress (f) = 15000 psia

Tebal flange = 1 in

Diameter dalam (Di) flange = 46 in

Diameter luar (Do) flange = 32,9801 in

Type flange = Ring flange loose type

6. Bolting

Bahan konstruksi = HAS SA 193 Grade B8 Type, 315

Tensile Strength minimum = 75000 psia

Allowable stress (f) = 15000 psia

Bab VI -53-

Ukuran baut = 1 1/8 in

Jumlah baut = 9 buah

Bolting circle diameter (C) = 46,35507 in

Edge distance (E) = 1 5/8 in

Minimum radial (R) = 1 3/8 in

7. Gasket

Bahan konstruksi = flat metal, jacketed, asbestos filled

Gasket factor (m) = 3,75

Min design seating stress(y) = 9000 psia

Tebal gasket = 3/16 in

8. Penyangga

Jenis = I beam

Ukuran = 3 x 2 3/8

Berat (W) = 5,7 lb

Luas penyangga (Ay) = 1,64 in2

Tinggi (h) = 3 in

Lebar penyangga (b) = 2,33 in

Jumlah penyangga = 4 buah

9. Base Plate

Bahan = beton

Panjang (p) = 5 in

Lebar (1) = 4 in

Luas (A) = 20 in2

Bab VI -54-

Tebal (t) = 1 in

Ukuran baut = 5/8 in

Root area = 0,202

Bolt spacing min = 1 1/2 in

Min radial distance = 1 5/16 in

Edge distance = 43 in

Nut dimension = 1 1/16 in

Max filled radius = 5/16 in

10. Lug dan Gusset

a. Lug

Lebar (L) = 9,5 in

Tebal (t) = 0,5785 in

Tinggi (h) = 11,157 in

b. Gusset

Lebar (L) = 7,5 in

Tebal (t) = 0,21694 in

Tinggi (h) = 10 in

11. Pondasi

Bahan = cemented sand and gravel

Luas atas (A) = 20 x 20 in

Luas bawah (A) = 40 x 40 in

Tinggi pondasi (h) = 25 in

1

BAB VI

PERANCANGAN ALAT UTAMA

Nama Alat : Kolom Distilasi

Tipe : Sieve tray

Kode Alat : D-150

Prinsip kerja :

Kolom Distilasi berupa bejana tegak, yang berdiri pada skirt dan pondasi

beton. Feed diumpankan ke dalam kolom yang memiliki plate yang tersusun secara

seri. Dalam operasi normal, uap bergerak keatas melalui lubang-lubang tray yang

terdispersi oleh liquida yang mengalir diatasnya. Akibat kontak tersebut, sejumlah

liquida diuapkan, kemudian uap yang terjadi akan dikondensasikan sebagai destilat.

Dari neraca massa Appendiks A dan neraca panas Appendiks B

1. Feed masuk

Rate : 321,4356 kg/jam = 4,9513 kg mol/jam

Temperatur : 67,10127 °C

2. Destilat


Temperatur : 64,75 °C

3. Bottom


Temperatur : 71,15 0C

Bab VI

2

Tahap Perancangan

1. Perancangan Kolom Distilasi

a. Jumlah plate yang dibutuhkan untuk mendapatkan hasil yang dikehendaki

b. Ukuran diameter kolom

c. Jarak antar tray (tray spacing)

d. Menentukan tipe tray

e. Konstruksi detail tray

2. Perencanaan nozzle

3. Perencanaan mekanis

4. Perencanaan skirt support dan pondasi

1. Menentukan Refulx Ratio

Reflux ratio ditentukan dengan metode grafik McCabe – Thiele :

Menghitung nilai q :

q =

LV

FBLLV

HH

TTVpHH

(Geankoplis, pers. 11.4 – 22, hal. 657)

HV = entalpi feed pada dew point

HL = entalpi feed pada bubble point

CpL = kapasitas panas feed liquid

TB = temperature bubble feed = 339,6 K

TF = temperature feed saat masuk = 340,2513 K

Bab VI

3

Tabel 6.1 Perhitungan HV, HL, CpL, Campuran feed

Komponen Fraksi HV (kJ/kmol) HL (kJ/kmol) CpL (kJ/kmol,K)CH3OH 0,67106 22534,79 22596,06 90,95297C6H12O3 0,32894 18176,8 18205,91416 34,75486

Total 1Hv campuran feed = 20010,26 kJ/kmol

HL campuran feed = 21133,84 kJ/kmol

Hv – HL = - 32,5775 kJ/kmol

CpL campuran liquid fed = 72,46707 kJ/kmol.K

q =5775,32

)6,3392513,340(4671,725775,32

= 2,45

Slope q line = 6902,11

q

q

Dari grafik diperoleh :

615,0

1

Rm

X D (terbaca)

Minimum reflux ratio = Rm = 0,6035

Jumlah plate teoritis minimum = 4 dengan sebuah reboiler parsial.

2. Menghitung jumlah plate teoritis pada kondisi operasi

Reflux ratio = Rop = 1,5 x Rm = 0,9053

Maka, XD/(R+1) = 0,9874/(0,9053+1) = 0,52

Jumlah plate teoritis = 11-1 = 10 (Reboiler parsial)

Untuk overall efficiency = 60 %

Eo = 60% =alNplateaktu

itisNplateteorx 100 %

Bab VI

4

N plate aktual = 17

Feed masuk pada plate ke : 4 / 0,6 = ke 7 plate aktual

3. Menentukan letak umpan masuk

Penentuan letak fed masuk dengan metode grafik (Geankoplis, hal. 656).

Feed masuk berupa liquid oleh karena itu dari grafik dapat dibaca :

Feed masuk pada plate ke – 4 dari atas dan ke -8 dari bawah.

4. Menentukan distribusi beban massa pada kolom

Aliran uap masuk kondensor (V)

V = (R+1) D

= (0,9053 + 1) 3,1968 kg mol/jam

= 6,3786 kg mol/jam = 14,0622 lb mol/jam

Aliran liquida masuk kondensor (L)

L = R x D

= 0,9053 x 3,1968 kg mol/jam


Aliran liquida masuk reboiler

L = L + (q x F)

= 2,8941 + (2,45 x 4,9513) kg mol/jam


Aliran uap masuk keluar reboiler

V = V x F (q – 1)

= 6,0909 x 4,9513 (2,45 – 1) kg mol/jam

Bab VI

5


Enriching

V = 6,3786 kg mol/jam = 14,0622 lb mol/jam

L = 3,1818 kg mol/jam = 7,0145 lb mol/jam

Exhausting

V = 15,3065 kg mol/jam = 33,7448 b mol/jam

L = 45,7562 kg mol/jam = 100,8741 lb mol/jam

Menentukan BM Campuran

Dari grafik kesetimbangan methanol–isopropylidene (appendiks B, neraca panas)

Tabel 6.2 Data Hasil Grafik Kesetimbangan Methanol-Isopropylidene

Komponen XF XD XW YF YD YW BMCH3OH 0,6711 0,9874 0,0947 0,68 0,98 0,0975 32,03C6H12O3 0,3289 0,0126 0,9053 0,32 0,02 0,9025 132

Total 1 1 1 1 1 1Enriching

- Bagian atas :

BM liquida = (XD.BM)CH3OH + (XD . BM) C6H12O3

= 0,9874 x 32) + (0,0126 x 132)

= 33,2978 lb/lbmol

BM = (YD.BM)CH3OH + (YD.BM) C6H12O3

= (0,98 x 32) + (0,02 x 132)

= 32,9846 lb/lbmol

Bab VI

6

- Bagian bawah :

BM liquida = (XF.BM)CH3OH + (XF . BM) C6H12O3

= (0,671006 x 32) + (0,32894 x 132)

= 64,9190 lb/lbmol

BM uap = (YF . BM)CH3OH + (YF.BM)C6H12O3

= (0,68 x 32) + (0,32 x 132)

= 59,2458 lb/lbmol

Exhausting

- Bagian atas :

BM liquida = (XF.BM)CH3OH + XF.BM) C6H12O3

= (0,67106 x 32) + (0,32894 x 132)

= 64,9190 lb/lbmol

BM uap = (YF.BM)CH3OH + (YF.BM) C6H12O3

= (0,68 x 32) + (0,32 x 132)

= 59,2458 lb/lbmol

- Bagian bawah

BM liquida = (XW.BM)CH3OH + (XW.BM) C6H12O3

= (0,0947 x 32) + (0,9053 x 132)

= 122,5347 lb/lbmol

BM uap = (YW.BM)CH3OH + (YW.BM) C6H12O3

= (0,0975 x 32) + (0,9025 x 132)

= 119,8877 lb/lbmol

Bab VI

7

Tabel 6.3 Perhitungan Beban Kolom Distilasi

Rate Uap Rate Liquidalbmol/jam BM lb/jam lbmol/jam BM lb/jam

Enriching- Atas- BawahExhausting- Atas- Bawah

14,062214,0622

33,744833,7448

32,984659,2458

59,2458119,8877

463,83655833,12647

5976,367112093,572

7,01457,0145

100,8741100,8741

33,297864,9190

64,9190122,5347

233,56889455,377

2190,6774134,9049

Perhitungan beban destilasi terletak pada exhausting bagian bawah

V = 12093,572 lb/jam BM = 119,8877

L = 4134,9049 lb/jam BM = 122,5347

Perhitungan densitas campuran

V = 12093,572 lb/jam BM = 119,8877

L = 4134,9049 lb/jam BM = 122,5347

Perhitungan densitas campuran :

Densitas uap pada T = 67,1013 0C = 340,2513 K

2681,012513,340359

115,273887,119

010

10

PTV

PTBM lb/ft3

= 0,0043 g/cm3 = 0,00003582 mol/cm3

Densitas liquida pada T = 67,1013 0C = 340,2513 K

Massa (kg/j) Massa (lb/j) (kg/m3) (lbm/ft3)

CH3OH 106,4472 234,6735 0,791 49,38213C6H12O3 214,9884 473,96343 0,456 28,4681

Total 321,4356 708,63692

1121,33

4681,28

9634,473

3821,49

6735,234

6369,708

3

3

2

2

1

1

mmm

M total lb/ft3

Bab VI

8

= 0,5304 g/cm3 = 0,0043 mol/cm3

4. Menentukan Surface Tension Bahan (σ)

Feed masuk pada temperature T = 67,1013oC = 340,2513 K

σm1/4 = ψw. σm

1/4 + ψo. σo1/4 (Perry’s 7th ed., pers 2-171, hal. 2-373)

σm = surface tension campuran, mN/m

σw = surface tension isopropylidene gliserol, mN/m

σo = surface tension bahan methanol, dyne/cm

ψo = 1- ψw

ψw diperoleh dari persamaan 2-173, “Perry’s Chemical Engineering Handbook

7th ed., hal 2-373 diperoleh :

log10

3/23/2

1

10 1,44log1

wwooq

ooww

oo

ww

w

q

w Vq

V

T

qVxVx

Vx

Vx

xw = Fraksi mol isopropylidene gliserol murni,

xo = Fraksi mol methanol murni

Vw = Volume molar isopropylidene gliserol murni, m3/kmol

Vo = Volume molar methanol murni, m3/kmol

T = Temperature, K

Q = Konstanta

Kondisi feed :

T = 340, 2513 K

xw = 0,3289

Bab VI

9

xo = 0,6711

dari “Perry’s Handbook 7th ed., hal 2-373 diperoleh data sebagai berikut :

σw = 73,6597 mN/m

σo = 21,73 mN/m

Vw = 0,02354 m3/kmol

Vo = 0,04083 m3/kmol

q = 1

log10 w

q

w

1=

3/23/2

10 02354,06597,7304083,073,212513,340

1,44

04083,06711,0

02354,03289,0log

= 0,2826 – 0,0002 = 0,2824

w

q

w

1= 1,916

ψw = 0,6571

ψo = 1- ψw

ψo = 1- 0,6571 = 0,3429

σm1/4 = ψw. σm

1/4 + ψo. σo1/4

σm1/4 = 2,6654

σm = 50,47026 mN/m = 50,47026 dyne/cm

Bab VI

10

5. Dasar perancangan kolom distilasi

V = 12093,572 lb/jam BM = 119,8877

ρv = 0,2681 lb/ft3 = 0,0043 mol/cm3 = 0,00003582 kmol/m3

L = 4134,9049 lb/jam BM = 122,5347

ρL = 33,1121 lb/ft3 = 0,5304 mol/cm3 = 0,0043 kmol/m3

surface tension = σ = 50,47026 dyne/cm

susunan lubang segitiga

a. Menentukan diameter tray dan spacing kolom destilasi

Trial : T = 15,

Didapatkan C = 500 (Ludwig. Gbr. 8.36 hal. 56)

G = C vLv

= 500 2681,01121,332681,0

= 1483,6760 lb/j.ft2

d = 1,13 ftG

VM 289,1676,1483

572,1209313,1

Misal : Lw/d = 60% didapat Ad = 5,25% At (Ludwig. Gbr. 8.36 hal. 56)

Harga Shell = (π.d.T/12)($2,8)

Harga Tray = [(1-0,5).π/4.d2]($0,5)

Harga Total = Harga Shell + Harga Tray + harga Downcomer

Bab VI

11

Dengan cara yang sama didapatkan harga untuk T = 10-36 in :

Tabel 6.4 Perhitungan Harga Total Untuk T = 10-36 in

T(in) C G(lb/j.ft2) D(ft)Harga ($) Harga

Total ($)Shell Tray Downcomer10 193 572,6989 3,04 22,25 5,43 0,76 28,4412 342 1014,8344 2,2809 20,05 3,07 0,68 23,8015 500 1483,6760 1,89 20,73 2,10 0,71 23,5418 620 1839,7582 1,69 22,34 1,69 0,76 24,7920 665 1973,2890 1,64 23,97 1,58 0,82 26,3624 700 2077,1464 1,59 28,03 1,50 0,96 30,4930 700 2077,1464 1,59 35,04 1,50 1,20 37,7436 700 2077,1464 1,59 42,05 1,50 1,43 44,98

Diambil T = 15 dengan di = 1,89 ft ≈ 2ft, karena memiliki harga yang paling

murah.

b. Menentukan tipe aliran :

L = 0,2782 gpm

Tipe aliran : Reverse Flow (Ludwig gambar 8.63 hal. 96)

c. Pengecekan terhadap liquid head (hd)

Qmax = 1,3 x L = 1,3 x 0,2782 gpm = 0,3617 gpm

Qmin = 0,7 x L = 0,7 0,2782 gpm = 0,1947 gpm

3/2

max98,2

max

Lw

Qhow

3/2

min98,2

min

Lw

Qhow

hw = 1,5 in

hL max = hw + how max hL min = hw + how min

untuk d = 2 ft = 24 in, T = 15, sieve Tray dan Cross flow :

Bab VI

12

Table 6.5 Perhitungan Lw, dan hl pada 55-80%Lw/d 55% 60% 65% 70% 75% 80%Lw(in) 10,5226 13,5823 12,4358 13,3924 14,3490 15,3055How(max) 0,0510 0,0431 0,0457 0,0435 0,0415 0,0398how (min) 0,0338 0,0285 0,0302 0,0288 0,0275 0,0263hw 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5hl(max) 1,5510 1,54 1,55 1,54 1,54 1,54hl min 1,5338 1,53 1,53 1,53 1,53 1,53

Diambil optimalisasiu diameter kolom dstilasi sesuai dengan :

Lw/d = 60%

hw – hc = ¼ in

hc = 1,5 – ¼ = 1,25 in

Ac = Lw x hc = 13,5832 in x 1,25 in = 16,9779 in2 = 0,1176 ft2

Dari gambar 8.69, Ludwig, hal 88 didapatkan :

Ad = 5,25 %At = 0,0525 (1/4.d2)

= 0,0525(1/4.(2)2) = 0,16485ft2

Ap = 0,16485 ft2 (harga terkecil dari Ac dan Ad)

hd = 0,03 inAp

QL 00001,01649,0100

3617,0

100

max22

hd = 0,00001 in < 1 in (memadai)

d. Pengecekan Harga Tray Spacing (T)

Untuk Lw/d = 60% pada gbr. 8.48 ludwig didapatkan harga Wd = 10%d

D = 2ft = 24 in

T = 15 in

how = 1,2885 in

Bab VI

13

hd = 0,3868 in

Wd = 10%d = 2,4 in

r = ½d = ½ x 2 ft = 1 ft

Ws = 3 in

x =12

WsWdr

=12

34,21

= 0,55 ft

Aa =

r

xrxrx 1222 sin2

=

1

55,0sin155,0155,02 1222

= 0,7864 ft2

Untuk bentuk (segitiga) nAa

Ao 7864,0

Table 6.6 Perhitungan Ao

N 2,25 2,5 2,75 3 3,25 3,5Aa 0,7864 0,7864 0,7864 0,7864 0,7864 0,7864Ao 0,1408 0,1141 0,0943 0,0792 0,0675 0,0582

Untuk n = 2,25 :

Uo max =Ao

V max

= ft5529,391408,0

2843,43,1

Ac = At – Ad = (1/4 d2)-(5,25%At)

Bab VI

14

= 2,9752 ft2

hp =

22

14,02

14,112Ac

Ao

Ac

Aor

gc

Uo

L

v

=

22

9752,2

1408,01

9752,2

1408,014,0

2,322

5529,3914,1

1121,33

2609,012

= 3,7363 in

hr = inL

9422,01121,33

2,312,31

hl = how + hw = 1,5431 in

ht = hp + hr + hl = 3,7363 in + 0,9422 in + 1,5431 in

= 6,2216 in

Hb = ht + hl + hd = 6,2216 in + 1,5431 in + 0,00001 in

= 7,7647 in

Pengedekan : 5,0 hwT

hb

T ≥ 2(7,7647 in) – 1,5 in

T ≥ 14,0294 in (memenuhi, Ttersedia = 15 in)

e. Stabilitas Tray dan Weeping

Syarat tray stabil : hpm ≥ hpw

Uomin = ftAo

V2977,21

1408,0

2843,47,0min

hpm =

22

14,02

14,112Ac

Ao

Ac

Aor

gc

Uo

L

v

Bab VI

15

=

22

9752,2

1408,01

9752,2

1408,014,0

2,322

2977,2114,1

1121,33

2609,012

= 1,0053 in

Hpw = 0,2 + 0,05 hl = 0,2 + 0,05 (1,5431) = 0,2772 in

Karena hpm ≥ hpw maka tray sudah stabil untuk n = 2,25

f. Pengecekan pada Entrainment

Syarat tidak terjadi entrainment : 1,0dimana,1 oo ee

e

Uc = detikftAc

V/872,1

9752,2

2843,43,1max

Tc = T – 2,5 hl = 15 – 2,5(1,5431) = 8,1423 in

Sehingga :

e = 0028,01423,8

872,1

4703,50

7322,0

7322,0

2,32,3

Tc

Uc

12526,350028,0

1,0

e

eo (memenuhi syarat / tidak terjadi entrainment)

g. Pelepasan Uap dalam Downcomer

Syarat pelepasan uap dalam downcomer : inwd

wl6,0

wl = )(8,0 hbhwThow

= in8177,0)7647,75,115(0431,08,0

Wd = 10% d (Ludwig, fig. 8.48 hal 77, dengan lw/d = 60%)

= 2,4 in

Bab VI

16

6,0340,04,2

8177,0

wd

wl(memadai)

h. Menentukan Dimensi Kolom

- Menentukan Tinggi Kolom

Jumlah tray actual = 17 tray (kondensor total)

Jumlah tray total = tray actual + 1 tray reboiler parsial

= 18 tray

Jarak antar tray (T) = 15 in

Tinggi shell = ls = 18 × 15 in = 270 in = 22,5 ft

D1 kolom distilasi = 2 ft = 24 in

- Menentukan Volume Kolom Destilasi

Umpan masuk = 321,4356 kg/jam = 708,6434 lb/jam

Densitas liquid = L = 33,1121 lb/ft3

Waktu tinggal volume selama 1 jam :

Vliquid = jamftftlb

jamjamlbF

L

/4013,21/1121,33

1/6434,708 3

3

Volume liquid = 80% volume total

Vkolom = jamftjamft

/7517,268,0

/4013,21 33

- Menentukan tinggi larutan di dalam kolom

Tutup atas dan tutup bawah berbentuk standard dished

Vdished head = 0,0847.di3 = 0,0847(2ft)3 = 0,6776 ft3

Tinggi tutup (La = Lb) = 0,169 di = 0,169(24 in) = 4,056 in

Bab VI

17

Jadi tinggi total kolom distilasi = La + Ls + Lb

= 4,056 in + 270 in + 4,056 in = 278,112 in

V liquid dlm shell = V liquid – V tutup bawah

= 21,4013 – 0,6776

= 20,7237 ft3

V liquid dlm shell = ¼ di2 hl

20,7237 ft3 = ¼ (3,14)(2ft)2(hl)

hl = 16,8958 ft

Tingi tutup bawah = 0,169 di = 4,056 in = 0,338 ft

Tinggi total liquida dalam kolom = hl + lb

= 16,8958 + 0,338 = 17,2338 ft

- Menentukan tekanan design

Pdesig = Poperasi + Phidrostatik

= Poperasi +144

hlL

= 14,7 psig + psigftftlb

144

8958,16/1121,33 3

= 18,6628 psig = 33,3628 psia

- Menentukan tebal tangki

Berdasarkan brownel & young hal 254 dan 335, maka bahan yang

digunakan carbon steel SA 135 grade B :

F = 12750 ; E = 0,85 ; C = 1/16

Bab VI

18

ts = CPiEF

diPi

)6,0(2

= inin8

1

16

2

16

5921,1

16

1

)3628,336,085,012750(2

625,153628,33

Standarisasi : do = di + 2 ts = 15,625 + 2(1/8) = 15,875 in

do = 16 in (brownell & young table 5.7 hal 89)

Di = do-2 ts

= 16 – 2(1/8) = 15,75 in = 1,3125 ft

- Menentukan tebal tutup atas (tha) standar dished

r = d = 15,75 in = 1,3125 ft

Tha = CPiFE

rpi

1,0

885,0

= inin8

1

16

2

16

6768,1

16

1

3628,331,085,012750

75,153628,33885,0

6. Perancangan Nozzle

Nozzle pada kolom destilasi dibagi menjadi 5 macam :

a. Nozzle feed masuk

b. Nozzle top kolom

c. Nozzle refluks kondensor

d. Nozzle bottom kolom

e. Nozzle uap reboiler

Uraian :

a. Nozzle feed masuk (A)

Bab VI

19

Rate massa = 321,4356 kg/jam = 0,1968 lb/detik

liquida = 33,1121 lb/ft3

detikftftlb

detiklbmQ

L

/2432,0/1121,33

/1968,0 3

3

Di optimal = 3,9 × QL0,45 × 0,13 (Peters & Timmerhaus 4th, pers 15 hal.496)

= 3,9 × (0,2432)0,45 × (33,1121)0,13 = 1,2712 in 1,5 in

b. Nozzle top kolom (B)


uap = 0,2681 lb/ft3

detikftftlb

detiklbmQ

L

/2432,0/2681,0

/0652,0 3

3


= 3,9 × (0,2432)0,45 × (0,2681)0,13 = 1,7394 in 2 in

c. Nozzle refluks kondensor (C)

Reflux ratio = 0,9953

Rate vapor = 106,4472 kg/jam = 0,0652 lb/detik

Rate reflux = detiklbVR

R/0652,0

)19953,0(

9953,0

)1(

Rate massa = 0,0325 lb/detik

reflux = 0,2681 lb/ft3

detikftftlb

detiklbmQ

L

/1213,0/2681,0

/0325,0 3

3

Bab VI

20


= 3,9 × (0,1213)0,45 × (0,2681)0,13 = 1,2719 in 1,5 in

d. Nozzle bottom kolom (D)


liquida = 33,1121 lb/ft3

detikftftlb

detiklbmQ

L

/0039,0/1121,33

/1317,0 3

3


= 3,9 × (0,0039)0,45 × (33,1121)0,13 = 0,5109 in 0,5 in

e. Nozzle reboiler (E)

Rate massa = 17,1991 kg/jam = 0,0105lb/detik

uap = 0,2681 lb/ft3

detikftftlb

detiklbmQ

L

/0393,0/1121,33

/0105,0 3

3


= 3,9 × (0,0393)0,45 × (0,2681)0,13 = 0,7659 in 1 in

Dari brownell & young, fig. 12.3 didapat dimensi flange untuk semua nozzle,

dipilih flange standart tipe slip on dengan dimensi :

Table 6.7 Data NozzleNozzle NPS A T R E L B

A 1½ 5 1611

872 16

92 1672 1,61

B 2 6 43

853 16

13 2½ 2,07

C 1½ 5 1611

872 16

92 1672 1,61

D ½ 3½ 167

831 16

31 871 0,62

Bab VI

21

E 1 4½ 169 2 16

151 1611 1,28

Keterangan :

NPS : Ukuran nominal pipa, in

A : Diameter luar flange, in

T : Tebal minimal flange, in

R : Diameter luar bagian yang menonjol, in

E : Diameter hubungan, in

L : Panjnag hubungan, in

B : Diamter dalam flange, in

7. Sambungan antar tutup dengan shell

Untuk mempermudah pemeliharaan dan perbaikan dari kolom destilasi, maka

tutup menara dihubungkan dengan bagian shel menggunakan system flange dan

bolting.

a. Flange

Bahan : High Alloy Steel SA-336 grade f8 tipe 304

(brownell & young, App. D., Hal 344)

Tensile stress minimum : 75.000 psi

Allowable stress : 18.750 psi

Tipe flange : Ring Flange Loose Tipe

b. Bolting

Bahan : High Alloy Steel SA-193 grade f8 tipe 321

(brownell & young, App. D., Hal 344)

Bab VI

22

Tensile stress minimum : 75.000 psi

Allowable stress : 15.000 psi

c. Gasket

Bahan : Solid Flat Metal Iron

Gasket factor : 5,50

Minimum design seating stress (Y) : 18.000

(brownell & young, fig. 12. 11 hal 228)

i. Menentukan lebar gasket

Penentuan lebar gasket :

)1(

.

mpy

mpy

di

do(brownell & young, fig. 12. 12 hal 226)

0004,1)15,5(7,14000.18

5,57,14000.18

di

do

Di gasket = OD shell = 16 in

Do gasket = 1,0004 × 16 in = 16,00657 in

Lebar gasket minimum =

indido

16

1

16

0525,0

2

1600657,16

2

Diameter rata-rata gasket (G) = di + lebar gasket

= 16 + 0,0625 = 16,0625 in

ii. Perhitungan jumlah dan ukuran baut

Perhitungan beban baut

1. Beban supaya gasket tidak bocor (Hy)

Bab VI

23

Wm2 = Hy = b × × G × y (brownell & young, fig. 12. 12 hal 226)

dari fig. 12.12, hal 229 didapatkan lebar seating gasket bawah :

bo = inN

03125,02

16/1

2

untuk bo < 1/4 , b = bo = 1/32 = 0,03125 in

sehingga :

Hy = Wm2 = 0,03125 × 3,14 × 16,0625 × 18000 = 28370,39063 lb

2. Beban tanpa tekanan (Hp)

Hp = 2 × b × × G × m × p (brownell & young, fig. 12. 90 hal 240)

= 2 × 0,03125 × 3,14 × 16,0625 × 5,5 × 14,7

= 254,8607 lb

3. beban baut karena internal pressure (H)

H =4

2 pG (brownell & young, fig. 12. 89 hal 240)

= lb2361,29774

7,140625,1614,3 2

Jadi total berat pada kondisi operasi :

Wm1 = H + Hp = 2977,2361 + 254,8607 = 3232,0968 lb

karena Wm2 > Wm1, maka yang mengontrol adalah Wm2

Perhitungan luas minimum bolting area

fb

WmAm 2 (brownell & young, fig. 12. 92 hal 240)

Bab VI

24

= 28914,115000

39063,28370in

Perhitungan bolt minimum

Dari brownell & young, table 10,4, hal 188 dicoba :

Ukuran baut = 5/8 in

Root are = 0,202 in2

Maka jumlah bolting minimum = buaharearoot

Am1036,9

202,0

8914,1

dari brownell & young, table 10,4, hal 188 didapat :

Bolt spacing (Bs) = 1½ in

Minimum radial distance (R) = 15/16 in

Edge distance (E) = 3/4 in

Bolting circle diameter (C) = ID shell + 2 (1,415go+R)

dengan go = tebal shell = 3/16

ID shell = 15,625 in

C = 16,625 + 2(1,4159×3/16+15/16) = 18,0310 in

diameter luar flange :

OD = C + 2E = 18,0310 + 2(3/4) = 19,531 in

cek lebar gasket :

Ab actual = jumlah bolt × root area = 10 × 0,202 = 2,02 in2

lebar gasket minimum =GY

FaktualAb

2

Bab VI

25

= )(625,00167,00625,161800014,32

1500002,2memnuhi

jadi, lebar gasket = 0,0167 in = in16

1

16

267,0

Perhitungan Moment

Untuk keadaan bolting up (tanpa tekanan dalam)

2

FaAmAbW


=

lb5,335.292

150008914,102,2

Jarak radial dari beban gasket terhadap bolt circle (hg)

2

IDChg


= in203,12

625,150310,18

moment flange (Ma) :

Ma = hg × W = 1,203 × 29.335,5 = 35.290,6065 lb.in

dalam keadaan operasi :

W = Wm2 = 28.370,39063 lb

moment & force pada daerah dalam flange (HD)

HD = 0,785 × B2 × p (brownell & young, fig. 12. 96 hal 242)

dimana :

B = diameter luar shell = 16 in

P = tekanan = (14,7) psi

Bab VI

26

HD = 0,785 × 162 ×14,7 = 2.945,112 lb

radial bolt circle pada aksi HD :

hD = inBC

0155,12

160310,18

2

moment MD :

MD = hD×HD (brownell & young, fig. 12. 96 hal 242)

= 1,0155 × 2.954,112 = 2.999,9007 lb.in

HG = W-H (brownell & young, fig. 12. 98 hal 242)

= 28.370,39063 – 2.977,2361 = 25.393,1545 lb

MG = HG×hG (brownell & young, fig. 12. 98 hal 242)

= 25.393,1545 × 1,203 = 30.547,9649 lb.in

HT = H-hG (brownell & young, fig. 12. 97 hal 242)

=2.977,2361 – 2.954,112 = 23,124 lb

hT = inhh GD 10925,1

2

203,10155,1

2

moment MT :

MT = HT × hT

= 23,1241 × 1,10925 = 25,6504 lb.in

Moment total pada keadaan operasi :

Mo = MD + MG + MT

= 2.999,9007 + 30.547,9649 + 25,6504 = 33.573,516 lb.in

M max = Ma karena Ma > Mo

Bab VI

27

iii. Perhitungan tebal flange

K =B

A

A = diameter luar flange = 19,531 in

B = diameter luar shell = 16 in

Maka :

K = 2207,116

531,19

Dari brownell & young fig. 12.22 hal 238

Dengan harga K = 1,2207 didapatkan harga y = 10

Sehingga tebal flange :

T =Bf

MY

max(brownell & young, fig. 12. 85 hal 242)

= inin 411

16

4,192126,1

16000.15

6065,3529010

iv. Perhitungan penyangga

Penyangga dirancang untuk menahan beban kolom destilasi dan

perlengkapannya. Beban-bebang yang ditahan oleh kolom penyangga terdiri

dari

a. Berat bagian sheel

- Berat shell

- Berat tutup

b. Berat kelangkapan bagian dalam

Bab VI

28

- Berat downcomer

- Berat tray

c. Berat kelengkapan bagian luar

- Berat pipa

- Berat attachment seperti nozzle, valve dan alat kontrol

1. Perhitungan beban yang harus ditahan kolom penyangga

a. Berat shell

Tebal shell = 3/16 in = 0,015625 ft

Tinggi shell = 240 in = 20 ft

Keliling shell = × do = 3,14 × 16 in = 50,24 in = 4,1867 ft

Luas shell = keliling × tebal shell = 4,1867 × 0,015625 = 0,065417 ft2

Volume shell = luas shell × tinggi = 0,065417 ft2 × 22,5 ft = 1,4719 ft3

steel = 487 lb/ft3 (perry’s 6th table 3-118 hal 3-95)

Berat shell (Ws) = volume × steel = 1,4719 × 487 = 716,8031 lb

b. Berat tutup

Wdi = A × t × steel

A = 6,28 × Rc × h

Dimana :

Wd = berat tutup standart dish (lb)

A = luas tutup standard dish (ft2)

T = tebal tutup standard dish = 1/8 in = 0,0104 ft

Bab VI

29

= densitas 487 lb/ft3

Rc = crown radius = 15,75 in = 1,3125 ft

H = tinggi tutup standard dish = 4,056 in = 0,338 ft

Maka :

A = 6,28 × 1,3125 × 0,338 = 2,7859 ft2

Sehingga berat tutup

Wdi = 8,2917 × 0,0104 × 487 = 14,1329 lb

Berat tutup total

Wtu = 2 Wdi = 2 × 14,1329 = 28,2659 lb

c. Berat downcomer

Dipakai dasar pehitungan dengan downcomer tanpa aliran uap

Luas downcomer = ¼ × × di2 = ¼ × 3,14 × (15,625/12) = 1,33 ft2

Volume = luas × tebal = 1,33 × 0,0104 = 0,0139 lb

Vat satu plate = volume × = 0,0139 × 487 = 6,7469 lb

Berat downcomer (Wd_ = jumlah plate × berat 1 plate

d. Berat tray

Ditetapkan berat tray = 25 lb/ft2

Luas tray = Ac - Ao = 2,9752 – 0,1408 = 2,8343 ft2

Jumlah tray = 18 buah

Berat tray (Wtr) = n × luas tray × berat tray

= 18 × 2,8343 ft2 × 25 lb/ft2 = 1275,4511 lb

Bab VI

30

Penyangga tray yang digunakan equal angles (Brownell, App G hal 358)

Ukuran = 1½” × 1½” × ¼“

Berat = 2,34 lb/ft

Wpt = 2,34 lb/ft × 18 × 1,5/12 ft = 5,265 lb

e. Berat larutan

Rumus : WI = m×t

Dimana :

WI = berat larutan dalam kolom destilasi

= 321,4356 kg/jam = 708,6434 lb/jam

T = waktu tinggal dalam kolom destilasi = 60 menit = 1 jam

Maka :

WI = 708,6434 lb/jam × 1 jam = 708,6434 lb

f. Berat pipa

Pipa yang ada mencakup untuk feed uap, reboiler, kondensor dan

botto, produk. Ditetapkan 2 × tinggi kolom destilasi.

= 2 × 278,112 in

= 556,224 in = 46,352 ft

Diambil rata-rata pipa 1,5 in sch 40 dengan berat 2,718 lb/ft

Berat pipa (Wp) = 46,352 ft × 2,718 lb/ft = 100,9547 lb

g. Berat attachment

Berat attachment meliputi nozzle, valve dan alat control

Bab VI

31

Rumus : Wa = 18%Ws (brownell & young, fig. 98 hal 157)

18% × 716,8013 lb = 129,0246 lb

Berat total yang harus ditopang penyangga :

Wtotal = Ws + Wtu + Wd + Wtr + Wpt + Wi + Wp + Wa

= 716,8013 + 28,2659 + 121,4456 + 1275,4511 + 5,265 +

708,6434 + 100,9547 + 129,0246

2. Perencanaan skirt support

- System penyangga yang digunakan adalah skirt support

- Kolom secara keseluruhan terbuat dari high alloy steel SA-240 Grade

M tipe 316

- Tinggi support = 2 ft = 24 in

Menentukan tebal skirt

- Stress karena angina

fwb =tDo

HDiDo

2

2

289,15


H = tinggi skirt ke top kolom = 2 + 23,176 = 25,176 ft = 302,112 in

fwb =tt

5189,296

16

112,3022

625,151689,15

2

- Stress dead weight

fdb =tdo

W

Bab VI

32

=tt

4222,61

1614,3

8534,3085

(brownell & young, fig. 9.6 hal 183)

- Stress kompresi maksimum

Fc max = 0,125 E (t/do) cos α

Dimana : E concrete = 2.106 psi (brownell & young, hal 183)

Fc max = 0,125 × 2.106 (t/do) = 15,625 t

Fc max = fwb + fdb (brownell & young, pers. 9.80 hal 183)

15,625 t =tt

4222,615189,296

t = in7863,4625,15

9412,357

diambil tebal skirt minimum yang diperbolehkan = 0,1875 in

3. Perhitungan bearing plate

Dari brownell & young, table 10.1 hal 184 diperoleh

Fc’ = 3000 psi

Fc max = 1200 psi

N – Es/Ec = (30.106 psi/3.105) = 10

Fs allowable untuk structural steel skirt = 54.000 psi

Diameter kolom = 16 in

Ditetapkan :

ID bearing plate = 16 in = 3,16667 ft

OD bearing plate = 1,25 × 16 = 20 in = 1,667 ft

Bab VI

33

Jumlah chair = 4 (brownell & young, table.10.5 hal 191)

Jumlah bolt = 8

Ukuran baut = 1 ¼ in (brownell & young, table.10.4 hal 188)

Luas bolt = 0,89 in2

pw = 0,0025 × Vw2

(brownell & young, table.9.11 hal 158)

dimana :

Mw = bending moment pada puncak kolom (lb.ft)

deff = diameter efektif vessel = (di + do)/2

H = tinggi skirt ke top kolom = 2 + 23,176 = 25,176 ft = 302,112 in

Maka :

Mw = ftlb.0545,10440122

16625,15176,2525

2

1 2

t3 =

inIDOD BP 2

2

1620

2

diperkirakan fc = 1.000 psi

K =

fcn

fs

.1

1

= 1818,0

100010

000.451

1

Fc (bolt circle) = fc max ×32

2

tDoK

DoK

Bab VI

34

= 1.200 ×2201818,02

201818,02

= 941,1562 < 1000 (memenuhi)

Dari brownell & young, table 10.2 hal 186

Untuk harga K = 0,1818 maka :

Cc = 1,1565 z = 0,4626

Ct = 2,7020 j = 0,7742

Tensile load (F) :

Ft =dj

dzWdwMw

(brownell & young, table.10.4 hal 188)

= lb9227,62477742,0

4626,08534,30850545,10440

1220

1220

Dimana :

A = root area = 0,89 in2(brownell & young, table.10.4 hal 188)

dbolt = 1 ¼ in

t1 = in814013,125,114,3

89,08

relation ship pada tension side :

Ft = fs × t1 × r × Ct (brownell & young, table.10.24 hal 186)

fs = psiCrt

F

t

t 8289,7647020,28140,1

9227,6247

1220

1

Ft + Wdw – Fc = 0 (brownell & young, table.10.27 hal 186)

Fc = Ft + Wdw = 6247,9227 + 3085,8533 = 3162,0693 lb

Bab VI

35

Kompresive stress sesungguhnya pada bolt circle (fc) :

Fc = (t2 + n.t1) × fc × Cc (brownell & young, table.10.18 hal 186)

t2 = t3 – t1 = 2 – 1,814013 = 0,185987 in

fc =Ccrntt

Fc

)( 12

= 5178,891565,18140,1101860,0(

0693,3162

1220

Pengecekan harga k

K =

fcn

fs

.1

1(brownell & young, table.10.3 hal 184)

= 5393,0

5178,8910

8289,7641

1

Untuk harga K = 0,5393 maka :

Cc = 2,113 z = 0,381

Ct = 1,884 j = 0785

Tensile load (F) :

Ft =dj

dzWdwMw

= lb9396,6481785,0

381,08534,30850545,10440

1220

1220

t1 = 1,814013 in

relation ship pada tension side :

Bab VI

36

fs = psiCrt

F

t

t 9889,1137884,18140,1

9396,6481

1220

1

Fc = Ft + Wdw = 6481,9396 + 3085,8533 = 9567,7929 lb

Kompresive stress sesungguhnya pada bolt circle (fc) :

t2 = t3 – t1 = 2 – 1,814013 = 0,185987 in

fc =Ccrntt

Fc

)( 12

= 2504,148113,2)8140,1101860,0(

7929,9567

1220

Pengecekan harga k

K =

fcn

fs

.1

1= 5657,0

2504,14810

9889,11371

1

% penyimpangan = %9092,4%1005393,0

5393,05657,0

(memenuhi)

fc max = Fc bolt circle ×dK

tdK

2

2 3

= 941,1562 ×205393,02

2205393,02

= 1028,4134 < 1200 psi (memenuhi)

Dari brownell & young, table 10.4 hal 188 didapatkan ukuran baut 1 ¼”

dengan dimensi :

Bolt circle (BC) = 2 13/16 in

Nut dimension = 2 in

Bab VI

37

Bearing plate yang digunakan tipe eksternal bolting chair, pada plate

dipasang compressing ring agar lebih kuat.

Ditetapkan tinggi gusset = 12 in

Bearing plate diperkuat dengan 8 buah gusset yang mempunyai spasi yang

sama (gusset spacing/b).

Dari gambar 10.6, brownell & young, hal 191, didapat :

Lebar gusset : A = 9+1,5 + 10,5

Jarak antara gusset : b = 8 + 1 1/4 “ = 9 ¼”

Luas area bolt ( Ab) = 0,890 in2(brownell & young, table.10.4 hal 188)

beban bolt (P) = fs × Ab = 1779,4605 × 0,89 = 1583,7198 lb

L = (ODBP - ODshell) = 20-16 = 4 in

3125,24

25,9

1

b

Dari brownell & young, table. 10.4, hal 188, didapat :

e = 12

2

µ = posison ratio = 0,3 (untuk steel)

= 0,565 (brownell & young, table.10.6 hal 192)

My =

11

211

4

ein

P(brownell & young, table.10.40 hal 192)

My = maximum bending moment

My =

565,01

114,3

21ln31

14,34

7198,1583

Bab VI

38

= 208,1513 in.lb

t5 = ininf

M y

8

1

16

6672,21667,0

000.45

1513,20866

max

Maka tebal compression plate adalah 1/8 in

t4 =

ininfbhdt

M

allow

y

8

3

16

0776,31923,0

000.4525,12

1513,2086

.

6

3

Maka tebal bearing plate = in16

3

t6 = inint16

1

16

75,0

8

1

8

3

8

35

Maka tebal gusset = in16

1

4. Dimensi anchor bolt

- Panjang = 12 in

- Diameter = 4 in

- Jumlah = 8 buah

5. Dimensi pondasi

Pondasi terdiri beban dengan kandungan air 6 US gal per 94 lb sak semen

(dari Brownell car Young, tabel 10.1, hal 184)

Beban total yang harus ditahan pondasi :

- Berat beban bejana total

- Berat kolom penyangga

- Berat base plate

Bab VI

39

Ditentukan

- Masing-masing kolom penyangga diberi pondasi

- Spesifikasi pondasi didasarkan atas berat beban setiap kolom

penyangga pada sistem pondasi

- Spesifikasi semua penyangga sama

Data :

- Beban yang ditanggung penyangga = 3085,8534 lb

- Beban tiap penyangga = berat x tinggi = 61 lb/in x 24 in = 1464 lb

Berat total : W = 3085,8534 + 1464 = 4549,853 lb

Gaya yang bekeria pada pondasi dianggap sebagai gaya vertikal berat total

kolom, sedangkan bidang kerja dianggap bujur sangkar dengan

perencanaan ukuran :

Luas tanah untuk atas pondasi = Luas pondasi atas

= 40 x 40 = 1600 in2

Luas tanah untuk dasar pondasi = luas pondasi bawah

= 60 x 60 = 3600 in2

Tinggi pondasi = 24 in

Luas rata-rata (A) = 1/2 (402+602) = 2.600 in2

Volume pondasi (Vp) = A x t = 2.600 in x 24 in = 62.400 in2

Densitas untuk gravel = 126 lb/ft3 (Perry's 6th label 3-118)

Maka :

Bab VI

40

Wpondasi =V × = 62.400 in3 × 126 lb/ft3 × 5,787.104 ft3/in3 = 4.550 lb

Asumsi :

Tanah atas pondasi berupa cement sand & garvel dengan minimum safe

bearing power = 5 ton/ft3 dan maksimum safe bearing power = 10 ton/ft3.

(Hesse, label 12.2 hal 224)

Berat total keseluruhan :

Wtotal = 4549,853 + 4550 = 9099,853 lb

Tekanan dari sistem pondasi terhadap luas tanah (P)

P = 2/5277,23600

853,9099inlb

A

Wtotal

Acuan harga safety didasarkan pada minimum bearing power yaitu : 6000

kg/ft2 = 91,8617 lb/in2

Karena tekanan pondasi terhadap tanah = 2,5277 lb/in2 < 91,8617 lb/in2

berarti pondasi dapat digunakan.

Spesitikasi Kolom Destilasi :

1. Silinder

Diameter dalam : 15,625 in

Diameter luar : 16 in

Tinggi : 22,5 ft = 270 in

Tebal : 1/8 in

Bab VI

41

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 135 Grade B

Tinggi kolom total : 278,112 in

2. Tutup Atas dan Tutup Bawah

Crown radius : 15,625 in

Tinggi : 4,056 in

Tebal : 1/8 in


3. Tray

Jumlah Tray : 18 tray

Tray spacing : 15 in

Susunan Pitch : Segitiga


4. Downcomer

Lebar : 1/8 in

Luas : 1,33 ft2


5. Nozzle

Diameter nozzle feed masuk : 1,5 in

Diameter nozzle top kolom : 2 in

Diameter nozzle refluks kondensor : 1,5 in

Diameter nozzle uap reboiler : 0,5 in

Diameter nozzle bottom kolom : 1 in

Bab VI

42

6. Flange dan Gasket

Diameter Flange : 19,531 in

Tebal Flange : 1,2126 in 11/4 in

Bahan Konstruksi : High Alloy Steel SA 336 Grade F8 tipe 304

Lebar Gasket : 1/16 in

Diameter Oaslet : 16,0625

Bahan konstruksi : Solid Flat Metal Iron

7. Baut

Ukuran Baut : 3/4 in

Bolting minimal : 10 buah

Diameter Bolt Circle : 18,0310 in

Bahan kontruksi : High Alloy Steel SA 193 Grade B8 tipe 304

8. Skirt Support

Tinggi : 24 in

Tebal : 0,1875 in

Bahan kontruksi : High Alloy Steel SA 240 Grade M tipe 316

9. Bearing Plate

Tipe : Eksternal Bolting Chair

Diameter Dalam : 16 in

Tebal bearing plate : 3/16 in

Tinggi gusset : 12 in

Jumlah gusset : 8 buah

Bab VI

43

Tebal gusset : 1/16 in

Tebal compresion plate : 1/8 in


10. Anchor Bolt

Panjang : 12 in

Diameter : 4 in

Jumlah : 8 buah

11. Pondasi

Tipe : 6 US ga1/94 lb sack cement

Luas pondasi atas : 40 x 40 = 1600 in2

Luas pondasi bawah : 60 x 60 = 3600 in2

Tinggi Pondasi : 24 in

Bahan konstruksi : Cement Sand and Gravel

- 1 -

BAB VII

ISTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

Instrumentasi dan kesemalatan kerja adalah dua factor yang penting dalam suatu

industri guna meningkatkat kualitas dan kuantitas produk. Instrumentasi digunhakan

untuk mengontrol jalannya suatu proses agar dapat dikendalikan sesuai yang diinginkan.

Sedangkan keselamatan kerja juga harus diperhatikan untuk mencegah kerugian nyawa,

materi, alat-alat, sarana, dan prasarana yang dapat timbul sewaktu-waktu. Dengan

pertimbangan tersebut perlu adanya suatu bagian yang berfungsi untuk mengontrol

peralatan proses dan manajemen tentang keselamatan kerja.

Dalam peraturan dan pengendalian kondisi operasi dan peralatan proses sangatlah

diperlukan adanya peralatan (instrumentasi) control. Di mana instrumentasi ini

merupakan suatu alat penunjuk atau indicator, suatu perekam, atau suatu pengontrol

(controller). Dalam industri kimia banyak variable yang perlu diukur dan dikontrol,

seperti tekanan, temperature, ketinggian cairan, kecepatan aliran, dan sebagainya.

7.1. Istrumentasi

Intrumentasi merupakan bagian yang penting dalam pengendalian proses suatu

pabrik industri. Dengan adanya instrumentasi yang memadai, maka bagian-bagian dari

pabrik yang penting memerlukan pengendalian operasi/proses. Pengendalian

opersi/proses meliputi keseluruhan unit pabrik maupun hanya pada beberapa unit pabrik

yang benar-benar diperlukan secara cermat dan akurat. Pengetahuan akan pemilihan alat-

alat pengendalian proses ini sendiri yang cukup mahal.

Umumnya instrumantasi dibagi berdasarkan proses kerjanya menjadi:

1. Proses manual

Untuk proses manual, peralatan yang digunakan hanya terdiri atas interumen

penunjuk dan pencatat saja.

2. Proses Otomatis

Sedangkan untuk pengaturan secara otomatis, peralatan instrumentasi dihubungkan

dengan suatu alat control. Peralatan tersebut antara lain :

a. Sensing element/Primary

Bab VII

- 2 -

Merupakan elemen yang dapat mendeteksi adanya perubahan dari variable yang

diukur.

b. Elemen pengukur

Merupakan elemen yang menirima keluaran dari elemen primer dan melakukan

pengukuran. Yang termasuk dalam elemen pengukur adalah alat-alat

penunjuk/indikator dan alat-alat pencatat.

c. Elemen pengontrol

Merupakan elemen yang menunjukan haraga perubahan dari variable yang

dirasakan oleh sensing elemen dan diukur oleh pengukur untuk mengatur sumber

tenaga yang sesuai dengan perubahan. Tenaga yang diatur dapat berupa tenaga

mekanis, elektris, maupun pneumatic.

d. Elemen proses sendiri

Merupakan elemen yang mengubah imput ke dalam proses, sehingga variable

yang diukur tetap berada pada range yang diinginkan.

Pada pra rencana pabrik ini, instreumen yang digunakan adalah alat control

manual dan alat control otomatis. Hal ini tergantung dari sistem peralatan dan factor

pertimbangan teknis maupun ekonomis. Tujuan penggunaan instrumentasi ini diharapkan

akan tercapai hal-hal berikut ini:

- Menjaga variabel proses pada batas operasi aman.

- Kualitas produksi lebih terjamin.

- Memudakan pengoperasian suatu alat.

- Kondisi berbahaya dapat diketahui lebih awal dengan menggunakan alarm

peringatan.

- Efisien kerja akan lebih meningkat.

Factor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumentasi yaitu:

- Level Indikator

- Range yang diperlukan untuk pengukuran

- Ketelitian yang diperlukan

- Bahan konstruksi

- Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses

- Factor ekonomi

Bab VII

- 3 -

Dengan adanya instrumentasi ini, diharapkan semua proses akan dapat berjalan

dengan lancer sesuai dengan apa yang diharapkan.

Pada pra rencana pabrik M95 dari minyak jarak ini dipasang beberapa alat control

sebagai berikut:

1. Level Controller (LC)

Alat ini dipasang pada peralatan proses yang bekerja secara kontinu. Alat ini

berfungsi untuk menjaga dan mengatur ketinggian fluida yang ada dalam tangki agar

tidak melebihi batas yang telah ditentukan.

2. Level Indikator (LI)

Berfungsi sebagai penunjuk untuk mengetahui tinggi dari bahan dalam alat yang

beroperasi

3. Temperatur Contriller (TC)

Alat ini dipasang pada peralatan yang perlu pengaturan dan penjagaan suhu agar

beroperasi pada temperatur konstan.

4. Flow Controller (FC)

Dipasang pada alat untuk mengendalikan laju alir fluida melalui perpipaan sehingga

aliran yang masuk keperalatan proses tetap konstan

5. Ratio controller

Dipasang pada alat untuk perbandingan rate masuk

6. Pressure Controller (PC)

Dipasang pada alat yang perlu penjagaan tekanan, agar beroperasi pada tekanan

konstan.

Secara keseluruhan, instrumentasi peralatan pabrik M95 dapat dilihat pada tabel

7.1. Instrumentasi peralatan pabrik

Tabel 7.1. Instrumentasi peralatan pabrik

No. Nama Alat Kode Alat Kode Instrumen

1 Reaktor I R-110 TC, RC, LI

2 Reaktor II R-120 TC, FC, LI

3 Reaktor III R-140 TC, RC, LI

4 Mixer I M-103 RC, LC

5 Mixer II M-160 RC, LC

Bab VII

- 4 -

6 Tangki Asidulasi M-130 RC, LC

7 Kolom Distilasi D-150 PC, FC

8 Storage minyak jarak F-101 LI

9 Storage 2,2 DMP F-134 LI

10 Storage gasoline F-153 LI

7.2. Keselamatan Kerja

Keselamatan kerja ini merupakan usaha untuk memberikan rasa aman dan tenang

pada karyawan dalam bekerja, sehingga kontinuitas dan kefektifan kerja dapat terjamin.

Bahaya-bahaya yang dapat terjadi pada pabrik, sehingga harus diperhatikan cara

untuk mengatasinya. Adapun cara untuk mengatasinya adalah sebagai berikut:

1. Keselamatan konstruksi

- Konstruksi bangunan, peralatan produksi baik langsung maupun tak langsung,

harus harus cukup kuat,serta pemilihan bahan konstruksinya harus tepat.

- Pada tempat-tempat berbahaya harus diberi peringatan yang jelas.

- Jarak antara peralatan, mesin-mesin serta alat proses harus diperhatikan.

2. Berbahaya yang disebabkan oleh adanya api, listrik dan kebekaran

- Tengki bahan bakar harus cukup jauh dari tempat yang depat menyebabkan

kebakaran.

- Untuk mencegah dan mengurangi bahaya-bahaya yang timbul, maka digunakan

isolasi-isolasi panas, isolasi listrik dan pada tempat bertekanan tinggi harus

diberipenghalau atau pagar.

3. Memberikan penjelasan-penjelasan mengenai bahaya-bahaya yang dapat terjadi dan

memberikan cara pencegahannya.

4. Memasang tanda-tanda bahaya, seperti alarm peringatan, jika terjadi bahaya.

5. Penyediaan alat-alat pencegahan kebakaran, baik akibat listrik, maupun api.

6. Ventilasi

Ruang kerja harusmendapatkan ventilasi yang cukup, sehingga pekerja dapat leluasa

untuk dapat menghirup udara segar yang berarti ikut serta menjamin kesehatan dan

keselamatan pekerja.

7. Tangki-tangki

Bab VII

- 5 -

Bahaya yang paling besar adalah tengki-tengki yang bnertekanan tinggi hal-hal yang

perlu diperhatikan untuk mencegah kecelakaan adalah:

- Perencanaan tengki harus sesuai dengan aturan yang berlaku termasuk pemilihan

bahan konstruksi, memperhitungkan factor korosi dan lain-lain

- Penempatan boiler pada tempat yang jauh dari kerumunan pekerja

- Pemasangan alat control yang baik dan sesuai yaitu pressure control, level control

dan temperatur control

8. Reaktor

Hal-hal yang perlu diperhatikan untuk mencegah kecelakaan adlah

- Perencanaan reactor harus sesuai dengankesatuan-kesatuan yang berlaku

mengenai bahan konstruksi, factor korosi dan lain-lain

- Perencanaan isolasi harus baik dengan memperhatikan perpindahan panas yang

terjadi karena reaksi bersifat eksotermis

- Pemasangan alat control yang baik dan sesuai yaitu pressure control, level control

dan temperatur control

9. Perpipaan

- Jalur proses yang terletak di atas permukaan tanah lebih baik daripada diletakan di

bawah tanah, karena hal ini menyangkut timbulnya bahaya akibat kebocoran.

- Pengaturan dari perpipaan dan valve penting untuk mengamankan operasi. Jika

terjadi kebocoran pada check valve sebaiknya diatasi dengan pemasangan block

valve di samping check valve tersebut.

- Sebelum pipa-pipa dipasang, sebaiknya dilakukan tes hidrostatik yang bertujuan

untuk mencegah terjadinya stress yang berlebihan pada bagian-bagian tertentu,

atau pada bagian fondasi.

10. Karyawan

- Para karyawan terutama operator perlu diberikan bimbingan atau pengarahan agar

karyawan dapat melaksanakan tugasnya dengan baik dan tidak membahayakan.

11. Listrik

- Pada pengoperasian peralatan listrik perlu dipasang peralatan pengaman berupa

pemutus arus, jika sewaktu-waktu terjadi hubungan singkat (konsleting) yang

Bab VII

- 6 -

dapat menyababkan kebakaran. Juga perlu diadakan pemerikasaan adanya kabel

yang terkelupas, yang dapat membahayakan pekerja jika tersentuh kabel tersebut.

12. Pencagahan dan penanggulangan kebakaran

- Bangunan seperti work shop, laboratorium, dan kantor, hendaknya diletakkan

berjauan dengan unit operasi.

- Antara unit yang satu dengan yang lain hendaknya dipisahkan dengan jalan

sehingga dapat menghambat jalannya api ketika terjadi kebakaran.

- Pengamanan bila terjadi kebakaran harus dilengkapi dengan baju tahan api dan

alat-alat Bantu pernapasan.

- Penempatan bahan-bahan yang mudah terbakar dan meledak ditempat yang

tertutup dan jauh dari sumber api.

- Larangan merokok dilingkungan pabrik, kecuali pada tempat-tempat yang telah

disediakan.

- Penempatan kabel dan kawat listrik yang diatur rapi dan jauh dari tempat yang

panas.

- Pemasangan alat pemadam kebakaran disetiap tempat yang paling rawan dan

pemasangannya harus pada tempat yang mudah dijangkau.

7.2.1. Pengamanan Alat

Untuk menghindari kerusakan alat, seperti peledakan atau kebakaran, maka pada

alat tertentu perlu dipasang suatu pengaman, seperi safety valve, isolasi, dan pemadam

kebakaran.

7.2.2. Keselamatan Kerja Karyawan

Pada karyawan, terutama operator, perlu diberikan bimbingan atau pengarahan

agar karyawan dapat melaksanakan tugasnya dengan baik dan tidak membahayakan

keselamatan jiwanya maupun jiwa orang lain. Alat prlindung yang diperlukan pada pra

rencana pabrik dapat terlihat pada tabel berikut ini:

Tabel 7.2 Peralatan Keselamatan Kerja Pabrik M95 dari minyak jarak dengan

Proses Transterifikasi

No Alat Pelindung Lokasi Pengamanan

1. Masker Gudang, bagian proses, storage

Bab VII

- 7 -

2. Helm pengaman Gudang,bagian proses, storage

3. Sarung tangan Gudang,bagian proses ,storage

4. Isolasi panas Reaktor,perpipaan,kolom destilasi

5. Pemadam Kebakaran Gudang,bagian proses, storage

Disamping itu, perusahaan juga melakukan upaya untuk menunjang dan

menjamin keselamatan kerja para karyawan dengan tindakan:

Memasang penerangan dan ventilasi yang baik, sistem pemipaan yang teratur dan

menutup motor – motor yang bergerak.

Memasang tanda – tanda bahaya dan instruksi keselamatan kerja ditempat yang

rawan .

Menyediakan sarana pemadam kebakaran yang mudah dijangkau.

Pengaturan peralatan yang baik sehingga para pekerja dapat mengoperasikan

peralattan dengan baik.

VIII- 1

BAB VIII

UTILITAS

Utilitas adalah salah satu bagian yang sangat penting dan diperlukan untuk

menunjang jalannya proses produksi dalam suatu industri kimia. Unit utilitas yang

diperlukan pada Pra Rencana Pabrik M95 dari minyak Jarak ini yaitu:

Air yang berfungsi sebagai air proses, air pendingin, air sanitasi dan air untuk

pemadam kebakaran.

Listrik yang berfungsi untuk menjalankan alat-alat produksi, utilitas dan untuk

penerangan.

Bahan bakar untuk mengoperasikan boiler.

Dari kebutuhan unit utilitas yang diperlukan, maka utilitas tersebut dibagi

menjadi 4 unit yaitu :

1. Unit penyediaan air

2. Unit penyediaan steam

3. Unit pembangkit tenaga listrik

4. Unit penyediaan bahan bakar

8.1 Unit Penyediaan Air

Unit penyediaan air bertugas untuk memenuhi kebutuhan air baik ditinjau dari

segi kuantitas maupun kualitas. Segi kuantitas air merupakan jumlah kebutuhan air

yang harus dipenuhi sedangkan segi kualitas air menyangkut syarat air yang harus

VIII- 2

dipenuhi. Di dalam Pra Rencana Pabrik M95 dari minyak Jarak keperluan air

dipergunakan untuk:

a. Air Umpan Boiler

Air umpan boiler merupakan bahan baku pembuatan steam yang berfungsi

sebagai media pemanas. Kebutuhan steam sebesar 1990.755 kg/jam. Air umpan

boiler disediakan dengan excess 20 % sebagai pengganti steam yang hilang yang

diperkirakan karena adanya kebocoran akibat dari transmisi sebesar 10 % sedangkan

faktor keamanan sebesar 15 %, sehingga kebutuhan air umpan boiler sebanyak

27387,35 kg/jam.

Air untuk keperluan ini harus memenuhi syarat-syarat agar air yang digunakan

tidak merusak ketel (boiler). Persyaratan yang harus dipenuhi adalah air tidak

mengandung kation-kataion seperti Ca2+, Mg2+ dan anion-anion seperti SO42-, Cl-,

SO32-. Untuk itu diperlukan treatment secara lebih sempurna.

Dari Perry, ed.6, Hal 976 didapat bahwa air umpan boiler tersebut

mempunyai syarat sebagai berikut:

Total padatan (total disolved solid) : 3500 ppm

Alkalinitas : 700 ppm

Padatan terlarut (suspended solid) : 300 ppm

Silika : 60-100 ppm

Besi : 0,1 ppm

Tembaga : 0,5 ppm

VIII- 3

Oksigen : 0.007 ppm

Kesadahan (hardness) : 0

Kekeruhan (turbidity) : 175 ppm

Minyak : 7 ppm

Residual fosfat : 140 ppm

Setelah memenuhi persyaratan tersebut, air umpan boiler harus bebas dari:

- Zat-zat yang menyebabkan korosi yaitu: gas-gas terlarut seperti O2, CO2,

H2S dan NH3

- Zat-zat yang dapat menyebabkan busa yaitu zat organik, anorganik dan

zat-zat yang tidak terlarut dalam jumlah yang besar.

Untuk memenuhi syarat tersebut dan untuk mencegah kerusakan pada boiler,

maka sebelum digunakan air umpan boiler harus diolah dahulu, melalui:

demineralizer, untuk menghilangkan ion-ion pengganggu dan deaerator, untuk

menghilangkan gas-gas terlarut.

Spesifikasi alat:

Nama Alat : Boiler

Type : Fire tube boiler

Fungsi : Menghasilkan steam

Rate steam : 1886,5135 lb/jam

Heating surface : 20232,169 ft2

Jumlah tube : 584 buah

Ukuran tube : 6 in ips = 20 ft,

VIII- 4

Bahan bakar : Fuel oil 33o API

Rate diesel oil : 31,5027 kg/jam

Jumlah : 1 buah.

b. Air Sanitasi

Air sanitasi digunakan untuk keperluan para karyawan di lingkungan pabrik

untuk konsumsi, cuci, mandi, masak, laboratorium, perkantoran dan lain-lain.

Syarat-syarat yang perlu dipenuhi:

1. Syarat Fisik

- Suhu : Dibawah suhu kamar

- Warna : Tidak berwarna/jernih

- Rasa : Tidak berasa

- Bau : Tidak berbau

- Kekeruhan : <1 mg SiO2 / liter

- pH : Netral

2. Syarat Kimia

- Tidak mengandung logam berat seperti Pb, As, Cr, Cd, Hg, dan

sebagainya.

- Tidak mengandung zat-zat kimia beracun.

3. Syarat Mikrobiologis

Tidak mengandung bakteri terutama bakteri patogen yang dapat merubah

sifat-sifat fisik air. Untuk memenuhi persyaratan tersebut, setelah proses

penjernihan, air harus diberi desinfektan seperti klor cair atau kaporit.

VIII- 5

Kebutuhan air sanitasi pada Pra Rencana Pabrik Sodium nitrat ini adalah :

1. Untuk kebutuhan karyawan

Menurut standar WHO kebutuhan air untuk tiap karyawan = 120 kg/hari.

2. Untuk laboratorium dan taman

Direncanakan kebutuhan air untuk taman dan laboratorium adalah sebesar

30 % dari kebutuhan karyawan.

3. Untuk pemadam kebakaran dan cadangan air

Air sanitasi untuk pemadam kebakaran dan air cadangan direncanakan sebesar

40 % dari kebutuhan air sanitasi.

c. Air pendingin

Air pendingin berfungsi sebagai media pendingin pada alat perpindahan panas.

Hal ini disebabkan karena:

- Air merupakan materi yang banyak didapat

- Mudah dikendalikan dan dikerjakan

- Dapat menyerap panas

- Tidak mudah menyusut karena pendinginan

- Tidak mudah terkondensasi

Sebagai media pendingin, air harus memenuhi persyaratan tertentu, yaitu tidak

mengandung:

- Kesadahan (hardness), yang dapat memberikan efek pembentukkan

kerak

- Besi, penyebab korosi

VIII- 6

- Silika, penyebab kerak

- Minyak, penyebab terganggunya film corrosion inhibitor yang dapat

menurunkan efisiensi perpindahan panas dan merupakan makanan

mikroba yang dapat menyebabkan terbentuknya endapan.

Mengingat kebutuhan air sebagai pendingin cukup besar dan untuk

menghemat pemakaian air, maka air pendingin yang digunakan didinginkan kembali

(disirkulasi) dalam Cooling Tower, sehingga tidak perlu dilakukan penggantian air

pendingin, kecuali bila ada kebocoran atau kehilangan karena penguapan, maka

disediakan penambahan air sebesar 20 % dari kebutuhan air pendingin.

d. Air Proses

Air proses adalah air yang digunkan dalam proses.

Proses Pengolahan Air

Proses pengolahan air pada Pra Rencana Pabrik Sodium nitrat ini dilakukan sbb:

Air dari sungai dipompa dengan pompa air sungai (L-211) ke dalam Bak

Sedimentasi (F-213) yang berfungsi sebagai bak pengendap kotoran-kotoran yang

terikut, kemudian dipompa (L-213) ke Bak Skimmer (F-215) untuk menghilangkan

kotoran yang belum hilang pada bak sedimentasi. Dengan menggunakan Pompa

Skimmer (L-215) dipompa menuju Tangki Clarifier (H-216), disini terjadi proses

koagulasi dan flokulasi dengan penambahan alum sebagai zat koagulan dan diadakan

pengadukan dengan kecepatan yang cepat dan lambat agar alum dan air dapat

tercampur secara homogen.

VIII- 7

Setelah terjadi koagulasi dan flokulasi dalam bak clarifier, kemudian dialirkan

ke Sand Filter (F-217) untuk menyaring air dari kotoran-kotoran yang masih tersisa..

Selanjutnya air yang sudah bersih ditampung dalam Bak Penampung air bersih (F-

218) dan diolah dengan fungsinya masing-masing yaitu :

a. Pengolahan air sanitasi

Air dari bak air bersih (F-218) dialirkan dengan pompa (L-240) menuju bak

Klorinasi (F-241) dan ditambahkan desinfektan klor (Cl2) sebanyak 1 ppm yang

diinjeksikan langsung ke dalam pipa. Selanjutnya dipompa ke bak air sanitasi (F-

243) dengan menggunakan pompa (L-242) dan siap untuk dipergunakan sebagai

air sanitasi.

b. Pelunakan air umpan boiler

Proses pelunakan air umpan boiler dilakukan dengan pertukaran ion dalam

demineralizer yang terdiri dari dua tangki, yaitu tangki kation exhanger (D-221A)

dan tangki anion exhanger (D-221B). Kation exhanger yang digunakan adalah

resin zeolit (H2-Z) dan anion exhanger yang digunakan adalah deacidite (DOH).

Air dari bak air bersih (F-218) dialirkan dengan pompa (L-220) menuju kation

exchanger (D-221A). Dalam tangki kation exhanger terjadi reaksi sebagai berikut

(Punmia, Hal 362) :

Ca(HCO3)2 + H2Z CaZ + 2CO2 + 2H2O

Na2(HCO3)2 + H2Z Na2Z + 2CO2 + 2H2O

Mg(HCO3)2 + H2Z MgZ + 2CO2 + 2H2O

VIII- 8

Ca SO4 + H2Z Ca Z + H2SO4

Na2SO4 + H2Z Na2Z + H2SO4

Mg SO4 + H2Z MgZ + H2SO4

CaCl + H2Z Ca Z + 2HCl

2NaCl + H2Z Na2Z + 2HCl

MgCl + H2Z Mg Z + 2HCl

Ion- ion bikarbonat, sulfat dan klor diikat dengan ion Z membentuk CO2 dan air,

H2SO4 dan HCl. Selanjutnya air yang bersifat asam ini akan dimasukkan ke dalam

anion exhanger untuk menghilangkan anion-anion yang mengganggu proses.

Resin yang digunakan De-acidite (DOH). Reaksi yang terjadi: (Punmia, Hal 362)

2DOH + H2SO4 D2SO4 + 2H2O

2DOH + 2HCl 2DCl + 2H2O

Sehingga keluaran dari tangki demineralisasi adalah garam-garam kalsium,

natrium, magnesium yang terikat pada kation exchanger dalam bentuk CaZ, Na2Z,

MgZ. Sedangkan H2SO4, HCl, dan HNO3 terikut pada anion exchanger dalam

bentuk D2SO4, DCl dan DNO3 . Setelah keluar dari demineralizer, air umpan

boiler telah bebas dari ion-ion yang mengganggu dan siap untuk digunakan.

Setelah keluar dari tangki demineralisasi, air lunak ini digunakan sebagai air

umpan boiler. Untuk memenuhi kebutuhan umpan boiler, air lunak ditampung

dalam bak air lunak (F-222) yang selanjutnya dipompa (L-232) ke Deaerator

(D-233) untuk menghilangkan gas-gas impuritis pada air umpan boiler dengan

VIII- 9

sistem pemanasan. Dari deaerator air siap diumpankan ke boiler (Q-236) dengan

pompa (L-225). Steam yang dihasilkan boiler didistribusikan ke peralatan dan

kondensat yang dihasilkan di recycle.

c. Pengolahan air pendingin

Untuk memenuhi kebutuhan air pendingin dari bak air bersih (F-218), air

dipompa (L-224) ke bak air pendingin (F-225) kemudian dialirkan ke peralatan

dengan pompa (L-226). Setelah digunakan air direcycle ke cooling tower (P-227)

dan selanjutnya dari cooling tower, air direcycle ke bak air pendingin kembali.

d. Proses regenerasi

Regenerasi hydrogen / kation exhanger dilakukan dengan menggunakan asam

klorida dengan reaksi sebagai berikut:

CaZ+ H2SO4 H2Z + CaSO4

Na2Z + H2SO4 H2Z + Na2SO4

MgZ+ H2SO4 H2Z + MgSO4

CaZ+ HCl H2Z +CaCl2

Na2Z + HCl H2Z + Na2Cl

MgZ + HCl H2Z + MgCl2

Pemakaian resin yang terus-menerus menyebabkan resin tidak aktif lagi. Hal ini

dapat diketahui dari pemeriksaan kesadahan air umpan boiler yang dilakukan

terus-menerus. Jika terdapat kenaikan kesadahan air umpan boiler, maka hal ini

menunjukkan bahwa resin sudah jenuh dan perlu diregenerasi (setelah ± 17 jam).

VIII- 10

Sedangkan regenerasi anion exchenger dengan menggunakan larutan Na2CO3

atau NaOH.


D2SO4+ Na2CO3 + H2O 2 DOH + Na2 SO4 + CO2

2 DCl + Na2CO3 + H2O 2 DOH + Na2Cl2 + CO2

2 DNO3 + Na2CO3+ H2O 2 DOH + Na2(NO3)2+ CO2

8.2 Unit Penyediaan Steam

Unit ini berfungsi untuk menyediakan kebutuhan steam yang digunakan

sebagai pemanas pada heater dan reboiler. Kebutuhan steam dipenuhi dengan jalan

menguapkan air di dalam sebuah ketel (boiler). Untuk itu maka kesadahan air pengisi

ketel (boiler feed water) harus benar-benar diperhatikan dan diperiksa dengan teliti

serta harus bebas dari kotoran yang mungkin akan mengganggu jalannya operasi

pabrik. Steam yang dibutuhkan dalam proses ini mempunyai kondisi :

Tekanan = 1 atm

Temperatur = 120o C

Zat-zat yang terkandung dalam air umpan boiler (bahan baku pembuatan

steam) yang dapat menyebabkan kerusakan pada boiler:

- Kadar zat terlarut (solute matter) yang tinggi

- Zat padat terlarut (suspended solid)

- Garam-garam kalsium dan magnesium

- Zat organik (organik matter)

VIII- 11

- Silika, sulfat, Asam Bebas dan Oksida

Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh air umpan boiler:

a. Tidak boleh membuih / berbusa

Busa disebabkan oleh adanya solid matter, suspended matter dan kebasaan yang

tinggi.

Kesulitan yang dihadapi dengan adanya busa adalah:

- Kesulitan pembacaan tinggi permukaan pada boiler

- Dapat menyebabkan percikan yang kuat yang mengakibatkan adanya solid-

solid yang menempel dan terjadinya korosi dengan adanya pemanasan lebih

lanjut

b. Tidak boleh membentuk kerak dalam boiler

Kerak dalam boiler ini disebabkan oleh garam-garam Ca2+, Mg2+, CO32+, SiO2

dan Al2O3.

Kerak yang terbentuk di dinding boiler akan menyebabkan:

- Isolasi terhadap panas sehingga proses perpindahan panas terhambat

- Kerak yang terbentuk dapat pecah sewaktu-waktu, sehingga dapat

menimbulkan kebocoran karena boiler mendapat tekanan yang kuat

c. Tidak boleh menyebabkan korosi pada pipa

VIII- 12

Korosi pada pipa boiler disebabkan oleh keasaman (pH rendah), minyak dan

lemak, bikarbonat dan bahan-bahan organik dan gas CO2, O2,. H2S, SO3, NH3

yang terlarut dalam air.

Reaksi elektrokimia antara besi dan air akan membentuk lapisan pelindung

anti korosi pada permukaan baja, yaitu:

Fe 2+ + 2H2O Fe (OH)2 + 2H+

Tetapi bila terdapat oksigen dalam air, maka lapisan hidrogen yang terbentuk akan

bereaksi dengan oksigen membentuk air, akibat hilangnya lapisan pelindung tersebut

terjadi korosi menurut reaksi:

4H+ +O2 2H2O

4Fe (OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3

Adanya bikarbonat dalam air akan menyebabkan terbentuknya CO2, karena

pemanasan dan adanya tekanan. CO2 yang terjadi bereaksi dengan air menjadi asam

karbonat. Asam karbonat akan bereaksi dengan metal dan besi membentuk gram

bikarbonat. Dengan adanya pemanasan (kalor), garam bikarbonat ini membentuk CO2

lagi.


Fe 2+ + 2H2CO3 Fe (HCO)2 + 2H

Fe (HCO)2 + H2O + panas Fe (OH)2 + 2H2O + 2CO2

8.3 Unit Penyediaan Listrik

VIII- 13

Kebutuhan listrik pabrik Sodium Nitrat ini direncanakan disediakan oleh PLN

dan generator set. Tenaga listrik yang disediakan dipergunakan untuk menggerakkan

motor, penerangan, instrumentasi dan lainnya.

Berdasarkan peraturan menteri kesehatan no 7 tahun 1964 tentang syarat-

syarat kesehatan dan kebersihan serta penerangan dalam tempat kerja, dimana untuk

area kerja yang dituntut tingkat ketelitian tinggi dalam waktu yang lama, syarat

intensif penerangan tiap m2 area kerja 500-1000 Lux atau sama dengan

500-1000 Lumen/m2.

Untuk memenuhi kebutuhan listrik direncnakan listrik dipenuhi dari PLN

sebesar 99,375 kW dan dari generator sebesar 489,10366 kW.

Jadi total kebutuhan listrik dalam Pra Rencana Pabrik Sodium Nitrat adalah

588,47866 kW dengan daya yang harus dihasilkan oleh generator adalah 250 kW

8.4 Unit Penyediaan Bahan Bakar

Bahan bakar pada Pra Rencana Pabrik Sodium nitrat digunakan sebagai bahan bakar

Boiler : 797.04 liter/hari dan Generator : 933,03 Liter /hari

Jadi kebutuhan total bahan bakar adalah 1730,07 liter/hari.

Bahan bakar yang digunakan dalam Pra Rencana Pabrik Sodium Nitrat adalah

solar (diesel oil). Pemilihan bahan bakar tersebut berdasarkan pertimbangan sebagai

berikut:

- Harga relatif murah

- Mudah didapat

VIII- 14

- Viskositas relatif rendah

- Heating valuenya relative rendah

- Tidak menyebabkan kerusakan pada alat

- 1 -

BAB IX

LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK

9.1 PENENTUAN LOKASI

Penentuan lokasi pabrik merupakan suatu hal yang penting, karena akan

mempengaruhi kedudukan dalam persaingan dan menentukan kelangsungan hidup

perusahaan tersebut.

Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi penentuan lokasi pabrik adalah sebagai

berikut:

9.1.1. Faktor-faktor Utama

a. Letak sumber bahan baku

Suatu pabrik hendaklah didirikan di daerah yang dekat dengan sumber bahan baku

sehingga pengadaan dan transportasi bahan baku mudah dilakukan.

Hal-hal yang perlu ditinjau mengenai bahan baku ini adalah sebagai berikut :

Jarak pabrik dengan sumber bahan baku

Kapasitas sumber

Cara penanganan bahan baku tersebut

Kemungkinan mendapatkan sumber bahan baku lain

b. Pemasaran

Sebaiknya lokasi pabrik dekat dengan pemasarannya. Hal-hal yang perlu diperhatikan

mengenai pemasaran ini adalah sebagai berikut :

Kebutuhan konsumen terhadap produk

Jarak daerah pemasaran dari lokasi pabrik

Berapa banyak produk sejenis yang beredar di pasaran

Sistim pemasaran yang dipakai

c. Tenaga Listrik dan Bahan Baku

Listrik dan bahan baku industri mempunyai peranan yang sangat penting terutama

sebagai motor penggerak, selain sebagai penerangan dan untuk memenuhi kebutuhan

yang lain. Ada pun hal-hal yang perlu diperhatikan sehubungan dengan pengadaan listrik

dan baku dalam penentuan lokasi pabrik adalah :

Kemungkinan pengadaan listrik di daerah lokasi yang dipilih

Bab IX

- 2 -

Berapa harga listrik dan bahan baku

Bagaimana persediaan tenaga listrik dan bahan baker dimasa mendatang

d. Sumber air

Air merupakan kebutuhan yang sangat penting dalam suatu industri kimia. Air digunakan

untuk kebutuhan media pendingin, air umpan boiler, air sanitasi dan kebutuhan lainnya.

Untuk memenuhi kebutuhanair di pabrik dapat diperoleh melalui dua sumber :

Dari sumber langsung (sungai maupun air tanah)

Dari instalasi penyediaan air

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan sumber-sumber air adalah :

Sampai seberapa lama sumber air tersebut dapat memenuhi kebutuhan pabrik

Bagaimana kualitas airnya

Bagaimana pengaruh musim terhadap kemampuan penyediaan

Polusi air tidak melebihi ambang batas yang ditetapkan

e. Iklim dan Alam Sekitarnya

Keadaan alam (topografi,menyangkut konstruksi bangunan dan peralatan)

Keadaan angin (kecepatan dan arah) pada situasi terburuk yang pernah terjadi

pada suatu tempat tersebut diperkirakan tidak akan mengganggu jalannya proses

produksi.

Kemungkinan untuk perluasan dimasa yang akan dating amat besar mengingat

luasnya lahan kosong di daerah sekitar pabrik

9.1.2. Faktor-faktor Khusus

a. Transportasi

Masalah pengangkutan ( transportasi) perlu diperhatikan agar kelancaran suplai bahan

baku dan pemasaran produk dapat terjamin dengan biaya operasi serendah mingkin dan

dalam waktu singat. Fasilitas –fasilitas yang ada untuk menunjang transportasi ini

meliputi :

Jalan raya

Adanya pelabuhan dan lapangan udara

b. Pembuangan Limbah Pabrik

Hal ini berkaitan dengan usaha pencegahan terhadap pencemaran lingkungan yang

disebabkan oleh buangan pabrik yang berupa gas,cair maupun padatan dengan

Bab IX

- 3 -

memperhatikan ketentuan-ketentuan dari pemerintah.

Apabila buangan pabrik (waste disposal) berbahaya bagi kehidupan disekitarnya, maka

yang harus diperhatikan adalah :

Masalah polusi yang akan timbul dengan adanya pabrik dan penangannya

Cara pengeluaran bentuk buangan, terutama berhubungan dengan pengaturan

setempat

Analisa mengenai dampak lingungan

c. Tenaga kerja

Kebutuhan tenaga kerja baik secara tenaga kasar maupun tenaga ahli berpengaruh

terhadap kinerja dan kelancaran dari perusahaan.

Tingkat pendidikan masyarakat dan tenaga kerja juga menjadi pendukung pendirian

pabrik ini. Pertimbangan dari segi ketenaga kerjaan dalam pemilihan lokasi :

Tenaga kerja dengan tingkat pendidikan minimal sekolah menengah mudah

didapat

Keahlian dan pendidikan tenaga kerja yang tersedia cukup tinggi dan dapat

memenuhi kebutuhan

Tingkat penghasilan tenaga kerja setempat memadai

Tingkat produktivitas tenaga kerja memadai

d. Undang-undang dan Peraturan Pemerintah ( Pusat maupun Daerah)

Hal-hal yang perlu diperhatikan :

Ketentuan-ketentuan mengenai daerah industri

Ketentuan-ketentuan jalan umum bagi industri di daerah ini

Perpajakan dan asuransi

e. Karakteristik lokasi

Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah :

Apakah lokasi berada di daerah bekas sawah, rawa, atau berair

Harga tanah dan fasilitas lainnya

f. Masalah Lingkungan

Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah :

Apakah daerah pedesaan atau perkotaan

Fasilitas rumah, sekolah dan fasilitas ibadah

Bab IX

- 4 -

Tempat rekreasi dan kesehatan

9.2 Tata Letak Pabrik ( Plant Lay Out)

Tata letak pabrik adalah suatu rencana dari pengaturan yang paling efektif dan

fasilitas-fasilitas fisik dan tenaga kerja untuk menghasilkan produk. Tata letak pabrik

memliputi perencanaan kebutuhan ruangan untuk semua aktivitas dalam suatu pabrik

yang meliputi kantor,gudang,kamar dan semua fasilitas lain yang ada hubungannya

dengan keseluruhan proses dalam rangka menghasilkan produk.

Tujuan utama perencanaan tata letak pabrik adalah untuk memperoleh laba maksimum

dengan jnalan pengaturan semua fasilitas pabrik untuk memanfaatkan yang sebesar-

besarnya dari keseluruhan perangkat produksi meliputi, manusia, bahan mesin dan modal.

Hal-hal khusus yang harus diperhatikan dalam pembuatan plant lay out adalah :

- Distribusi secara ekonomis dari kebutuhan sarana utilitas meliputi steam,

air,listrik dan bahan bakar.

- Kemungkinan timbulnya bahaya-bahaya seperti kebakaran, ledakan, timbulnya

gas/asap dan lainnya.

- Kemungkinan perlusan pabrik di masa depan

- Masalah penyaluran zat-zat buangan pabrik

- Adanya ruangan yang cukup untuk pergerakan pekerja dan pemindahan barang-

barang

- Pondasi, bentuk dan kerangka bangunan dan mesin-mesin

- Peneranagan ruangan, ventilasi pendingin ruangan dan fasilitas-fasilitas lain sperti

menara pendingin, peralatan udara tekan, sistem pengolahan air limbah, peralatan

tenaga listrik darurat, pemadam kebakaran dan lain-lain.

Tata letak Pabrik ini dibagi menjadi 2 bagian yaitu :

1. Master Plot Plant

2. Process Lay Out

1. Master Plot Plant

Master Plot Plant adalah suatu perletakan peralatan dan bangunan secara

keseluruhan yaitu meliputi areal proses,areal penyimpanan serta areal material handling

sedemikian rupa sehingga pabrik bisa beroperasi secara efektif dan efisien.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengaturan peralatan dalam pabrik :

Bab IX

- 5 -

Letak ruangan yang cukup antara peralatan yang lainnya untuk memudahkan

pengoperasian,pemeriksaan,perawatan serta dapat menjamin kerja menurut

fungsinya masing-masing.

Adanya kesinambungan antara alat yang satu dengan alat yang lain.

Diusahakan dapat menimbulkan suasana kerja yang menyenangkan.

Master plot plan pabrik minyak jarak ini dapat dilihat pada gambar

2. Process Lay Out

Dalam perencanaan process layout ada beberapa hal yang harus diperhatikan, yaitu :

Aliran bahan baku dan produksi yang tepat dapat menunjang kelancaran dan

keamanan produksi.

Aliran udara dan ventilasi di sekitar area proses harus pada alat agar tidak terjadi

stagnasi udara pada tempat yang dapat menyebabkan akumulasi bahan-bahan

kimia yang berbahaya. Terutama di sekitar aliran proses yang memerlukan

metanol, yaitu disekitar mixer II (M-160), reaktor III (R-140), dan kolam destilasi

( D-150 ).

Penerangan seluruh area pabrik terutama daerah proses harus memadai khususnya

pada tempat – tempat yang proses atau bahannya berbahaya, antara lain tangki

asidulasi (M-130) dan kolom destilasi (D-150).

Dalam perencanaan Process Lay Out perlu memperhatikan ruang gerak pekerja

agar dapat mencapai seluruh alat proses dengan mudah dan cepat sehingga

penanganan khusus seperti kerusakan peralatan alat dapat segera teratasi.

Jarak antar alat proses diatur sedemikian rupa sehingga alat proses bertekanan

tinggi atau bersuhu tinggi seperti kolom destilasi ( D-150 ) sebaiknya ditempatkan

berjauhan dari alat lainnya agar bila terjadi ledakan atau kebakaran tidak cepat

merambat pada alat proses lainnya.

9.3.Tata Letak Peralatan Proses

Tata letak peralatan proses ini secara garis besar berorientasi pada keselematan dan

kenyamanan pekerja sehingga dapat meningkatkan produktivitas kerja. Tata letak

peralatan proses dapat dilihat pada Gambar 9.5.

Bab IX

- 6 -

Gambar 9.1. Peta Nusa Tenggara Timur

Gambar 9.2. Peta Kabupaten Ende

Bab IX

- 7 -

Gambar 9.3. Peta Kecamatan Ende Selatan

Lokasi Pabrik M95

Bab IX

- 8 -

Gambar 9.4. master plot plan pra rencana pabrik M95

Keterangan :

1. Parker tamu 13. Garasi

2. Pos keamanan 14. Bengkel

3. Parker pegawai 15. Pemadam Kebakaran

24

21 2124

20

19

18

9

8

6

3

10

2323

17

16

15

14

13

12

7

23 234 12

1242 2

JALANUTAMA

Bab IX

- 9 -

4. Taman 16. Generator

5. Aula 17. Ruangan Bahan Bakar

6. Kantin 18. Laboratorium

7. Perkantoran dan tata usaha 19. Gudang produk samping

8. Poliklinik 20. Gudang produk

9. Musholla 21. Areal pengolahan air dan utilitas

10. Ruang proses produksi 22. Areal pengelohan limbah

11. Ruang kepala pabrik 23. Halaman dan jalan

12. Ruang bahan baku 24. Areal perluasan pabrik

Table 9.1. perincian luas daerah pabrik

No Daerah Ukuran (m) Luas (m3)1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

Parker tamu

Pos keamanan

Parker pegawai

Taman

Aula

kantin

Perkantoran dan TU

Poliklinik

Musholla

Ruang proses produksi

Ruang kepala pabrik

Ruang bahan baku

Garasi

Bengkel

Pemadam kebakaran

Ruang generator

Ruang bahan bakar

Laboratorium

Gudang produk samping

3 × 15

2(4 × 5)

3 × 30

15 × 40

20 × 20

4 × 10

50 × 10

5 × 10

5 × 10

40 × 60

4 × 5

15 × 15

10 × 10

10 × 15

8 × 10

15 × 15

15 × 15

10 × 15

10 × 20

45

40

90

600

400

400

500

50

50

2400

20

225

100

150

80

225

225

150

200

Bab IX

- 10 -

20.

21.

22.

23.

24.

Gudang produk

Areal pengolahan

Air & utilitas

Areal pengolahan limbah

Halaman dan jalan

Areal perluasan pabrik

15 × 30

30 × 40

10 × 50

1160

70 × 80

450

1200

500

1160

5600

Total 14.500

Tahappersiapan

Tahap reaksiutama

Tahappemisahan

Tahappemurnianproduk

Tahappenyimpanan

Gambar 9.5. Tata Letak Alat Pabrik M95

Keterangan :

1. F-101 : Storage Minyak Jarak

2. M-103 : Mixer I

3. R-110 : Reaktor I

F-101

F-134

F-153

M-103

R-110

H-111

R-120

M-130

H-131

R-140

H-141

D-150

F-112

F-132

F-142

F-162

Bab IX

- 11 -

4. H-111 : Decanter

5. R-120 : Reaktor II

6. M-130 : Tangki Asidulasi

7. H-13 : Decanter II

8. F- 134 : Storage DMP

9. R-140 : Reaktor III

10. H-141 : Dekanter III

11. D-150 : Kolom Distilasi

12. F-153 : Storage Gasoline

13. M-160 : Mixer II

14. F-112 : Storage As Lemak

15. F-132 : Storage Sabun + FFA

16. F-142 : Storage Isopropilidine

17. F-162 : Storage M95

- 1 -

BAB X

STRUKTUR DAN ORGANISASI PERUSAHAAN

Kelancaran dan kontinuitas suatu pabrik merupakan hal yang penting dan menjadi

tujuan utama setiap perusahaan. Hal tersebut dapat ditujang dengan adanya struktrur

organisasi yang baik.

Struktur organisasi dapat memberikan wewenang pada setiap perusahaan untuk

melaksanakan tugas yang dibebankan kepadanya. Juga mengatur sistem dan hubungan

strukturalantar fungsi atau orang-orang dalam hubungan satu dengan yang lainnya pada

pelaksanaan fungsi mereka.

10.1. Dasar Perusahaan

Bentuk perusahaan : Perseroan Terbatas

Lokasi pabrik : Ende – Flores - NTT

Kapasitas produksi : 900 ton/tahun

Modal : Penanaman Modal Dalam Negeri

Dalam pengolahan perusahaan agar mencapai sasaran secara efektif dan hasil

produksi yang besar, maka harus diperhitungkan elemen dasar sebagai alat

pelaksanaannya. Elemen dasar itu adalah :

- Manusia (man)

- Uang (money)

- Bahan (material)

- Masin (machine)

- Metode (method)

- Pasar (market)

Elemen dasar tersebut menjadi faktor utama untuk menjalankan suatu perusahaan

dalam mencapai tuijuannya secara bersama-sama dalam organisasi perusahaan.

10.2. Bentuk Perusahaan

Pabrik merupakan perusahaan swasta berskala nasional yang berbentuk Perseroan

Terbatas (PT), bentuk ini digunakan dengan alasan :

a. Kedudukan antara pimpinan perusahaan dan para pemegang saham terpisah satu sama

lain.

Bab X

- 2 -

b. Tanggung jawab para pemegang saham terbatas karena segala sesuatu yang

menyangkut perusahaan dipegang oleh pimpinan perusahaan.

c. Mudah mendapatkan modal, selain dari bank, modal juga diperoleh dari penjualan

saham.

d. Kehidupan PT. lebih terjamin karena tidak berpengaruh, oleh berhentinya salah

seorang pemegang saham, direktur atau karyawan.

10.3. Struktur Organisasi Perusahaan

Struktur organisasi yang digunakan adalah sistem organisasi garis dan staf, alasan

pemakaian sistem ini adalah :

1. Biasa digunakan untuk organisasi yang cukup besar dengan produksi terus-menerus

dan berproduksi secara missal.

2. Terdapat satu kesatuan pimjpinan dan perintah, sehingga disiplin kerja lebih baik.

3. Masing-masing Kepala Bagian secara langsung bertanggung jawab atas aktivitas yang

dilakukan untuk mencapai tujuan.

4. Pimpinan tertinggi pabrik dipegang oleh seorang direktur yang bertanggung jawab

kepada Dewan Komisaris. Anggota Dewan Komisaris merupakan wakil-wakil dari

pemegang saham dan melengkapi dengan staff ahli yang bertugas memberikan saran

kepada direktur.

5. Pengambilan keputusan yang sehat lebih mudah dapat diambil, karena adanya staff

ahli.

6. Perwujudan “The Right Man in The Right Place” lebih mudah dilaksanakan.

10.4. Pembagian Kerja Dalam Organisasi

Pembagian kerja dalam organisasi perusahaan merupakan pembagian tugas,

jabatan dan tanggung jawab antara satu pengurus dengan pengurus yang lain sesuai

dengan strukturnya. Penjelasan dari setiap jabatan dalam organisasi perusahaan ini

diterangkan sebagai berikut :

a. Pemegang Saham

Pemegang saham adalah beberapa orang yang ikut mengumpulkan modaluntuk

pendirian pabrik melalui pembelian saham perusahaan. Pemegang saham adalah

pemilik perusahaan dimana jumlah yang dimiliki tergantung dengan jumlah besarnya

saham yang dimilikinya, sedangkan kekayaan pribadi pemegang saham tidak

Bab X

- 3 -

dipertanggungjawabkan sebagai jaminan atas hutang-hutang perusahaan. Penanam

saham harus menanamkan sahamnya paling sedikit satu tahun. Rapat Umum

Pemegang Saham (RUPS) adalah rapat dari pemegang saham yang memiliki

kekuasaan tertinggi dalam mengambil keputusanuntuk kepentingan perusahaan.

RPUS biasanya diadakan paling sedikit dalam setahun, atau selambat-lambatnya

enam bulan sejak tahun buku yang bersangkutan berjalan (neraca telah aktif).

b. Dewan Komisaris

Dewan komosaris terdiri dari para pemegang saham perusahaan. Pemegang saham

adalah pihak-pihak yang menanamkan modalnya untuk perusahaan dengan cara

membeli saham perusahaan. Besarnya kepemilikikan pemegang saham terhadap

perusahaan tergantung dengan besarnya modal yang ditanamkan., sedangkan

kekayaan pribadi dari pemegang saham tidak dipertanggungjawabkan sebagai

jaminan atas hutang-hutang perusahaan. Pemegang saham harus menanamkan saham

paling sedikit 1 (satu) tahun.

Tugas dan wewenang dewan komisaris meliputi :

Memilih dan memberhentikan Direktur.

Mengawasi Direktur Utama dan berusaha agar tindakan direktur utama tidak

merugikan perusahaan.

Menetapkan kebijaksanaan perusahaan dan memberikan nasehat kepada Direktur

Utama.

Mengadakan evaluasi atau pengawasan tentang hasil yang diperoleh perusahaan.

Menyetujui atau menolak rancangan yang diajukan oleh Direktur Utama.

c. Direktur Utama

Direktur utama merupakan pimpinan tertinggi perusahaan secara langsung dan

penanggung jawab utama dalam perusahaan secara keseluruhan selama perusahaan

berdiri. Tugas direktur utama adalah :

Bertanggung jawab kepada Deawan Komisaris.

Menetapkan kebijaksanaan peraturan dan tata tertib baik ke luar maupun ke dalam

perusahaan.

Mengkoordinasi kerja sama antara Direktur Teknik dan produksi dengan Direktur

Keuangan dan Direktur Atministrasi.

Bab X

- 4 -

Mengatur dan mengawasi keuangan perusahaan.

Bertanggung jawab atas kelancaran perusahjaan.

d. Penelitian dan Pengembangan (Litbang)

Litbang bersifat independent, bertanggung jawab langsung kepada direktur utama.

Litbang bertugas mengembangkan secara kreatif dan inovatif segala aspek perusahaan

terutama yang berkaitan dalam peningkatan kualitas produksi. Tugas Litbang adalah :

Memberikan nasehat dan informasi mengenai masalah teknik dan ekonomi

kepada Direktur Utama.

Membantu Direktur Utama dalam bidang penelitian dan pengembangan teknik

proses, organisasi perusahaan dan sebagainya, sehingga dapat memajukan

perusahaan.

e. Direktur Teknik Produksi

Direktur Teknik dan Produksi diangkat dan diberhentikan oleh Direktur Utama.

Direktur Teknik dan Produksi bertanggung jawab kepada Direktur Utama dalam hal :

Pengawasan produksi.

Pengawasan peralatan pabrik.

Perbaikan dan pemeliharaan alat produksi dan utilitas.

Perencanaan jadwal produksi dan penyediaan sarana produksi.

f. Direktur Atministrasi dan Keuangan

Direktur Atministrasi dan Keuangan bertanggung jawab kepada Direktur Utama

dalam hal :

Biaya-biaya preoduksi

Laba rugi perusahaan

Neraca keuangan

Atministrasi perusahaan

g. Departemen Quality Control (Pengendalian Mutu)

Departemen Quality Control bertugas mengawasi mutu bahan baku yang diterima dan

produk yang dihasilkan. Selama mengawasi mutu produk, tidak hanya produk jadi

saja yang dianalisis tapi juga pada setiap tahapan preoses.

Devisi Jaminan Mutu

Bab X

- 5 -

Devisi Jaminan Mutu bertanggung jawab kepada Departemen Quality Control

yang bertugas untuk melakukan penganalisaan, pengujian dan pengawasan

terhadap bahan mentah yang dipasok dan produk yang sudah jadi agar sesuai

standar yang telah ditentukan.

Divisi Penbgendalian Proses

Divisi Pengendalian Proses bertanggunga jawab kepada Departemen Quality

Control untuk mengendalikan kualitas bahan selama proses produksi yang sedang

berlangsung, yaitu mengatur komponen bahan baku sehinhga didapat produk

dengan kualitas yang diinginkan.

h. Departemen Produksi

Kepala Departemen Produksi bertanggung jawab atas jalannya proses produksi sesuai

yang direncanakan, termasuk merencanakan kebutuhan bahan baku agar target

produksi terpenuhi.

Divisi Produksi

Divisi produksi bertanggung jawab kepada Departemen Produksi atas kelancaran

proses. Divisi ini juga mengatur shift dan kelompok kerja sesuai spesialisasinya

pada masing-masing tahap proses dan mengendalikan kondisi operasi sesuai

prosedurnya.

Devisi Bahan Baku

Bertanggung jawab kepada kepala Departemen Produksi atas ketersediaan bahan

baku yang dibutukan sesuai banyaknya produksi yang diinginkan sehingga tidak

terjadi kekurangan atau kelebihan, mengatur aliran distribusi bahan baku dari

storage ke dalam proses.

i. Departemen Teknik

Kepala Departemen Teknik bertanggung jawab atas kelancaran alat-alat proses

selama produksi berlangsung, termasuk pemeliharaan alat proses dan

instrumentasinya. Apabila ada keluhan pada alat penunjang produksi, maka

departemen teknik langsung mengatasi masalahnya.

Divisi Utilitas

Bertanggung jawab kepada kapala Departremen Teknik mengenai kelancaran

alat-alat utilitas.

Bab X

- 6 -

Divisi Bengkel dan Perawatan

Bertugas memperbaiki alat-alat atau instrumentasi yang rusak baik alat produksi

maupun peralatan utilitas. Divisi ini juga diharapkan menciptakan alat-alat yang

inovatif untuk menunjang kelancaran produksi.

j. Departemen Pemasaran

Kepala Departemen Pemasaran bertanggung jawab dalam mengatur masalah

pemasaran produksi, termasuk juga melakukan research marketing agar penentuan

harga dapat bersaing di pasaran, menganalisis strategi pemasaran perusahaan

maupun competitor, mengatur masalah distribusi penjualan produk ke daerah-daerah,

melakukan promosi pada berbagai media massa baik cetak maupun elektronik agar

produk dapat terserap konsumen.

Divisi Pembelian

Bertanggung jawab kepada Departemen Pemasaran mengenai pembelian bahan

baku, alat-alat yang menunjang.

Divisi Penjualan

Bertanggung jawab kepada Departemen Pemasaran mengenai penjualan produk

pada berbagai daerah distribusi sekaligus mensurvei kebutuhannya agar dapat

dipasok setiap saat.

Divisi Promosi dan Periklanan

Melakukan prososi keberbagai sumber tentang kelebihan produk perusahaan

minimal masyarakat konsumen mengetahui produk yang diproduksi perusahaan.

Divisi Research Marketing

Melakukan analisis pasar untuk memenangkan persaingan dengan competitor dan

selalu membuat strategi pemasaran setiap saat sesuai perkembangan di lapangan.

k. Departemen Keuangan dan Akuntansi

Kepala Departemen Keuangan dan Akuntansi bertanggung jawab mengatur neraca

perusahaan dengan melakukan pembukuan sebaik-baiknya baik pemasukan ataupun

penbelanjaan untuk kebutuhan perusahaan. Selain itu jugas membayar gaji ke

rekining bank tiap karyawan pada setiap akhir bulan. Danjuga membayarkan jaminan

sosial atas pemutusan hak kerja (PHK) karyawan.

Bab X

- 7 -

Depasrtemen Keuangan dan Akuntansi membawahi 2 divisi yaitu :

Divisi Pembukuan

Divisi Keuangan

l. Departemen Umum

Kepala Departemen Umum bewrtugas untuk merencanakan dan mengelola hal-hal

yang bersifat umum. Departemen ini mengatur mesalah administrasi, keamanan dan

keselamatan, lingkungan serta hubungan antara perusahaan dengan pihak lain, baik

dengan masyrakat, pemerintah maupun dengan perusahaan lain. Departemen ini

membawahi 4 divisi :

Divisi Humas

Divisi Humas bertugas menjalin hubungan kemasyarakatan baik di dalam

perusahaan, antar instansiataupun dengan masyarakat setempat ataupun dengan

pihak pemerintah, sehingga diharapkan dengan kerja sama yang baik

kelangsungan dan kelancaran perusahaan dapat berjalan dengan baik.

Divisi Personalia

Divisi Personalia bertugas untuk menyaring dan menyeleksi calon

pegawai/pekerja baru serta mendistribusikan pekerja sesuai dengan keahlian dan

kemampuan yang dimilikinya.

Divisi Atministrasi

Divisi ini bertugas untuk menjalankan kegiatan administrasi perusahaan, mulai

dari surat-menyurat, absensi karyawan, pendapatan sampai pendistribusian gaji.

Divisi Keamanan dan Keselamatan

Divisi keamanan bertugas untuk menjaga keamjanan perusahaan meliputi

pengontrolan setiap kendaraan yang masuk perusahaan baik kendaraan bahan

baku, produk sampai kendaraan tamu, dan juga menjagakeamanan dan ketertiban

di lingkungan kerja diseluruh area pabrik.

Divisi Kebersihan

Divisi Kebersihan bertugas menjaga kenyamanan, keindahan perusahaan dari

mulai keindahan taman, toilet sampai kebersihan gudang dan produksi.

Divisi Transportasi

Bab X

- 8 -

Divisi ini mengatur penggunaan transportasi mulai deari penyedian bahab baku

sampai ke transportasi untuk pemasaran produk-produk yang dihasilkan.

m. Departemen Sumber Daya Manusia (SDM)

Kepala Departemen SDM bertugas merencanakan, mengelola dan mendayagunakan

SDM baik yang telah bekerja ataupun yang akan dipekerjakan. Selain itu Departemen

SDM mengatur masalah jenjang karier dan masalah penempatan karyawan atau

pemindahan karyawan antar departemen atau antar divisi sesuai dengan tingkat

prestasinya.

Divisi Kesehatan

Bertugas memperhatikan kesehatan karyawan, apabila poliklinik yang tersedia

tidak dapat mengatasi masalah kesehatan karyawan, maka dapat diintensifkan ke

rumah sakit langganan perusahaan sesuai kebutuhan pengobatan.

Divisi Ketenagakerjaan

Mengatur kesejahteraan karyawan seperti pemberian fasilitas atau bonus

perusahaan untuk karyawan yang berprestasi. Divisi ketenagakerjaan juga perlu

memperhatikan prestasi-prestasi yang dibuat oleh karyawan guna meningkatkan

jenjang karier dan kebijakan lainnya.

10.5. Jaminan Sosial

Jaminan social adalah jaminan yang diterima oleh pihak karyawan jika terjadi

sesuatu hal yang bukan karena kesalahannya menyebabkan dia tidak dapat melakukan

pekerjaan.

Jaminan social yang diberikan oleh perusahaan pada karyawan adalah :

a. Tunjangan

- Tunjangan di luar gaji pokok, diberikan kepada tenaga kerja tetap berdasarkan

prestasi yang telah dilakukannya dan lama pengabdiannya kepada perusahaan

tersebut.

- Tunjangan lembur yang diberikan kepada tenaga kerja yang bekerja di luar jam

kerja yang telah ditetapkan (khusus untuk tenaga kerja shift).

b. Fasilitas

Fasilitas yang diberikan berupa seragam kerja untuk karyawan, perlengkapan

keselamatan kerja (missal : helm, sarung tangan, sepatu boot, kacamata perlindungan

Bab X

- 9 -

dan lain-lain), antar jemput bagi karyawan, kendaraan dinas, tempat tingghal dan lain-

lainnya.

c. Pengobatan

Untuk pengobatan dan perawatan pertama dapat dilakukan di pliklinik perusahaan

dan diberikan secara Cuma-Cuma kepada karyawan yang membutukan dengan

ketentuan sebagai berikut :

- Untuk pengobatan dan perawatan yang dilakukan pada rumah sakit yang telah

ditunjuk akan diberikan secara cuma-cuma.

- Karyawan yang mengalami kecelakaan atau terganggu kesehatannya dalam

menjalankan tugas perusahaan, akan mendapat penggantian ongkos pengobatan

penuh.

d. Insentif atau bonus

Insentif diberikan dengan tujuan untuk meningkat produktivitas dan merangsang

gairah kerja karyawan. Besarnya insentif ini dibagi menurut golongan dan jabatan.

Pemberian insentif untuk golongan operatif (golongan kepala seksi ke

bawah)diberikan setiap bulan, sedangkan untuk golongan di atasnya diberikan pada

akhir tahun produksi dengan melihat besarnya keuntungan dan target yang dicapai.

e. Cuti

- Cuti tahunan selama 12 hari kerja dan diatur dengan mengajukan permohonan

satu minggu sebelumnyauntuk pertimbangan ijinnya.

- Cuti sakit bagi tenaga kerja yang memerlukan istirahat total berdasarkan surat

keterangan dokter.

- Cuti untuk keperluan dinas atas perintah atasan berdasarkan kondisi tertentu

perusahaan.

10.6. Jadwal Jam Kerja

Pabrik M95 ini direncanakan beroperasi selama 330 hari dalam setahun dan 24

jam sehari, sisa harinya digunakan untuk perbaikan dan perawatan atau dikenal dengan

istilah shut down.

Sesuai dengan peraturan pemerintah dalam jumlam jam kerja untuk karyawan

adalah 40 jam dalam satu minggu, yang dibedakan atas dua bagian, yaitu :

a. Untuk pegawai non shift

Bab X

- 10 -

Bekerja selama 6 hari dalam seminggu (total kerja 40 jam per minggu), sedangkan

hari minggu dan hari besar libur. Pegawai non shift ini termasuk karyawan yang tidak

langsung menangani operasi pabrik, misalnya : direktur, kepala departemen, kepala

divisi, karyawan kantor/administrasi dan divisi-divisi di bawah tanggung jawab non

teknik atau yang bekerja di pabrik dengan jenis pekerjaan tidak kontinu.

Ketentuan jam kerja adalah sebagai berikut :

Senin – Kamis : Pkl. 08.00 – 16.00 (istirahat pkl. 12.00 – 13.00)

Jum’at : Pkl. 08.00 – 16.00 (istirahat pkl. 11.00 – 13.00)

Sabtu : Pkl. 08.00 – 12.00

Minggu : Libur, begitu juga dengan hari-hari libur yang telah ditetapkan

oleh pemerintah sebagai hari libur.

b. Untuk pegawai shift

Sehari bekarja 24 jam yang terbagi dalam 3 shift. Karyawan shift ini termasuk

karyawan yang langsung menangani proses operasi pabrik, misalnya : kepala shift,

operator, karyawan-karyawan shift, gudang serta keamanan dan keselamatan kerja.

Ketentuan jam kerja pegawai shift sebagai berikut :

- Shift I : Pkl. 07.00 – 15.00

- Shift II : Pkl. 15.00 – 23.00

- Shift III : Pkl. 23.00 – 07.00

Jadwal kerja dibagi dalam empat minggu dan empat kelompok. Setiap kelompok

kerja akan mendapatkan libur satu kali dari tiga kali shift. Jadwal kerja karyawan shift

dapat dilihat pada tabel 10.1.

Tabel 10.1. jadwal Kerja Karyawan Pabrik

Regu

Minggu

Pertama Kedua Ketiga Keempat

I

II

III

IV

Pagi

Siang

Malam

-

Siang

Malam

-

Pagi

Malam

-

Pagi

Siang

-

Pagi

Siang

Malam

10.7. Penggolongan dan Tingkat Pendidikan Karyawan

Bab X

- 11 -

Penggolongan karyawan berdasarkan tingkat kedudukan dalam struktur organisasi

pada Pra Rencana Pabrik M95 yaitu :

1. Direktur Utama : Sarjana Teknik Kimia atau min. Strata 2

2. Direktur

a. Direktur Produksi : Sarjan Teknik Kimia

b. Direktur Administrasi dan Keuangan : Sarjana Ilmu Administrasi (FIA)

3. Penelitian dan Pengembangan : Sarjana Kimia (MIPA)

4. Kepala Departemen

a. Departemen Quality Control : Sarjana Kimia (MIPA)

b. Departemen Produksi : Sarjan Teknik Kimia

c. Departemen Teknik : Sarjan Teknik Mesin

d. Departemen Pemasaran : Sarjana Ekonomi

e. Departemen Keuangan dan Akuntansi: Sarjana Ekonomi

f. Departemen Sumber Daya Manusia : Sarjan Psikologi Industri

g. Departemen Umum : Sarjan Teknik Industri

5. Kepala Divisi

a. Divisi Produksi : Sarjan Teknik Kimia

b. Divisi Bahan Baku : Sarjan Teknik Kimia

c. Divisi Utilitas : Sarjan Teknik Mesin

d. Divisi Bengkel dan Perawatan : Sarjan Teknik Mesin

e. Divisi Jaminan Mutu : Sarjana Kimia (MIPA)

f. Divisi Pengendalian Proses : Sarjan Teknik Kimia

g. Divisi Kesehatan : Sarjana Kedokteran

h. Divisi Ketenagakerjaan : Sarjan Teknik Industri

i. Divisi Pembelian : Sarjana Ekonomi

j. Divisi Penjualan : Sarjana Ekonomi

k. Divisi Promosi Periklanan : Diploma Public Relation & Promotion

l. Divisi Research Marketing : Sarjana Ekonomi

m. Divisi Keuangan : Sarjana Ekonomi

n. Divisi Akuntansi : Sarjana Ekonomi

o. Divisi Humas : Diploma Public Relation & Promotion

Bab X

- 12 -

p. Divisi Personalia : Sarjan Hukum dan Psikologi

q. Divisi Atministrasi : Sarjana Ilmu Administrasi (FIA)

r. Divisi Keamanan dan Keselamatan :Diploma/SMU/SMK

s. Divisi Kebersihan : Diploma/SMU/SMK

t. Divisi Transportasi : Sarjana/ Diploma Teknik Mesin

6. Karyawan : Diploma SMA/SMK

10.8. Perincian Jumlah Karyawan Operasional

Perhitungan jumlah tenaga kerja operasional dilakukan berdasarkanpembagian

proses yang dilakukan pada Pra Perancangan Pabrik M95 proses yang dilakukan terbagi

dalam beberapa tahap yaitu :

a. Proses Utama

1. Penyedian bahan baku terdiri dari

- Degung

- Transportasi

2. tahap reaksi

3. tahap pemisahan

4. tahap penanganan produk

- tahap penyimpanan

b. Tahap tambahan pembantu

1. laboratorium

2. Utilitas terdiri dari

- Pengolahan air

- Boiler

- Pengolahan limbah

Sehingga jumlah proses hasil keseluruhan yang membutuhkan tenaga operasional

adalah 6 tahap. Dari Peter n Timmerhaus Fig 5-8 hal 196, maka dibutuhkan karyawan 20

orang jam/hari tahap untuk kapasitas 900 ton/tahun dan beroperasi selama 330 hari/tahun.

Kerene jumlah proses keseluruhan terbagi dalam 6 tahap, maka :

Karyawan proses = 20 orang jam/hari tahapan x 6tahap = 120 orang jam/hari

Karene satu hari terdapat 3 shft kerja, maka :

Bab X

- 13 -

Karyawan Proses = 40/3

/.120

harishift

harijamorangorang jam / shift

Karena setiap karyawan shift bekerja selama 8 jam / hari, maka :

Karyawan proses = 5/8

/.40

harijam

shiftjamorangorang hari / shift

Karena karyawan shift terdiri atas 4 regubekerja dan 1 regu libur, maka :

Jumlah karyawan proses keseluruhan = 5 orang hari/shift x 4 regu = 20 orang setiap hari

(untuk 4 regu).

Jumlah karyawan haria = 20 orang

Perincian kebutuhan tenaga kerja dapat dilihat pada tabel 10.2.

Tabel 10.2. Jabatan dan tingkat pendidikan tenaga kerja.

No. Jabatan (Tugas) SLTP SMU D3 S1 S2

1. Direktur Utama 1

2. Direktur Produksi dan Teknik 1

3. Direktur Atministrasi dan Keuangan 1

4. Sekretaris 3

5. Kepala Litbang 1

6. Karyawan Litbang 32

7. Kepala Dept. Quality Control 1

8. Kepala Dept. Produksi 1

9. Kepala Dept. Teknik 1

10. Kepala Dept. Pamasaran 1

11. Kepala Dept. Keuangan dan Atministrasi 1

12. Kepala Dept. SDM 1

13. Kepala Dept. Umum 1

14. Kepala Divisi Produksi 1

15. . Karyawan Divisi Produksi 15 5

16. Kepala Divisi Bahan Baku 1

17. Karyawan Divisi Bahan Baku 8 2

18. Kepala Divisi Utilitas 1

Bab X

- 14 -

19. Karyawan Divisi Utilitas 7 3

20. Kepala Divisi Bengkel & Perawatan 1

21. Karyawan Divisi Bengkel & Perawatan 10

22. Kepala Divisi Quality Control 1

23. Karyawan Divisi Quality Control 5

24. Kepala Divisi Pengendalian Proses 1

25. Karyawan Divisi Pengendalian Proses 5

26. Kepala Divisi Kesehatan 1

27. Karyawan Divisi Kesehatan 3

28. Kepala Divisi Ketenagakerjaan 1

29. Karyawan Divisi Ketenagakerjaan 3

30. Kepala Divisi Pembelian 1

31. Karyawan Divisi Pembelian 4

32. Kepala Divisi Penjualan 1

33. Karyawan Divisi Penjualan 6

34. Kepala Divisi Promosi dan Periklanan 1

35. Staff Divisi Promosi dan Periklanan 2

36. Kepala Divisi Research Merketing 1

37. Staff Research Merketing 2

38. Kepala Divisi Keuangan 1

39. Staff Divisi Keuangan 2

40. Kepala Divisi Akuntansi 1

41. Staff Divisi Akuntansi 2

42. Kepala Divisi Humas 1

43. Staff Divisi Humas 2

44. Kepala Divisi Personalia 1

45. Staff Divisi Personalia 2

46. Kepala Divisi Atministrasi 1

47. Staff Divisi Atministrasi 4

48. Kepala Divisi Transportasi 1

Bab X

- 15 -

49. Staff Transportasi 10 2

50. Kepala Divisi Keamanan dan Keselamatan 1

51. Staff Keamanan 18

52. Kepala Divisi Kebersihan 1

53. Staff Kebersihan 10

54. Dokter 1

JUMLAH 10 45 80 36 1

TOTAL TENAGA KERJA 172

10.9. Karyawan dan Sistem Pengupahan (Gaji)

Pabrik M95 ini mempunyai sistem pembagian gaji yang berbeda-bada kepada

karyawan. Hal ini berdasarkan pada criteria sebagai berikut :

1. Tingkat pendidikan.

2. Pengelaman kerja.

3. tanggung jawab dan kedudukan.

4. keahlian.

5. pengabdian pada perusahaan (lamanya bekerja)

berdasarkan criteria di atas, karyawan akan menerima gaji sesuai dengan status

kepegawaiannya dibagi menjadi 3 bagia, yaitu :

1. Karyawan regular

Karyawan regular adalah karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan surat

keputusan (SK) dan mendapat gaji bulanan berdasarkan kedudukan, keahlian dan nasa

kerjanya.

2. Karyawan borongan

Karyawan borongan adalah pekerjaan yang dipergunakan oleh pabrik bila diperlukan

saja, misalnya bongkar muat barang dan lain-lain. Pekerja ini menerima upah

borongan untuk pekerjaan tersebut.

3. Keryawan harian

Karyawan harian adalah pekerja yang diangkat dan diberhentikan oleh manejer pabrik

berdasarkan nota persetujuan manejer pabrik atas pengajuan kepala yang

membawahinya dan menerima upah harian yang dibayarkan setiap akhir pekan.

Bab X

- 16 -

Tabel 10.3. Daftar Upah (Gaji) Karyawan

No. Jabatan (Tugas) Jumlah Gaji/bulan

(Rp)

Total

(Rp)

1 Direktur Utama 1 15.000.000 15.000.000

2 Direktur Produksi dan Teknik 1 10.000.000 10.000.000

3 Direktur Atministrasi dan Keuangan 1 10.000.000 10.000.000

4 Sekretaris 3 2.500.000 7.500.000

5 Kepala Litbang 1 4.000.000 4.000.000

6 Staff Litbang 2 3.000.000 6.000.000

7 Kepala Dept. Quality Control 1 4.000.000 4.000.000

8 Kepala Dept. Produksi 1 4.000.000 4.000.000

9 Kepala Dept. Teknik 1 4.000.000 4.000.000

10 Kepala Dept. Pamasaran 1 4.000.000 4.000.000

11 Kepala Dept. Keuangan dan Atministrasi 1 4.000.000 4.000.000

12 Kepala Dept. SDM 1 4.000.000 4.000.000

13 Kepala Dept. Umum 1 4.000.000 4.000.000

14 Kepala Divisi Produksi 1 4.000.000 4.000.000

15 . Karyawan Divisi Produksi 5 2.500.000 12.500.000

15 1.600.000 24.000.000

16 Kepala Divisi Bahan Baku 1 3.000.000 3.000.000

17 Karyawan Divisi Bahan Baku 2 2.000.000 4.000.000

8 1.250.000 10.000.000

18 Kepala Divisi Utilitas 1 3.000.000 3.000.000

19 Karyawan Divisi Utilitas 3 2.000.000 6.000.000

5 1.400.000 7.000.000

20 Kepala Divisi Bengkel & Perawatan 1 3.000.000 3.000.000

21 Karyawan Divisi Bengkel & Perawatan 4 1.400.000 5.600.000

22 Kepala Divisi Quality Control 1 3.000.000 3.000.000

23 Karyawan Divisi Quality Control 2 2.000.000 4.000.000

24 Kepala Divisi Pengendalian Proses 1 3.000.000 3.000.000

Bab X

- 17 -

25 Karyawan Divisi Pengendalian Proses 2 2.000.000 4.000.000

26 Kepala Divisi Kesehatan 1 4.000.000 4.000.000

27 Karyawan Divisi Kesehatan 2 2.000.000 4.000.000

28 Kepala Divisi Ketenagakerjaan 1 3.000.000 3.000.000

29 Karyawan Divisi Ketenagakerjaan 2 1.600.000 3.200.000

30 Kepala Divisi Pembelian 1 3.000.000 3.000.000

31 Karyawan Divisi Pembelian 2 1.600.000 3.200.000

32 Kepala Divisi Penjualan 1 3.000.000 3.000.000

33 Karyawan Divisi Penjualan 4 1.600.000 6.400.000

34 Kepala Divisi Promosi dan Periklanan 1 3.000.000 3.000.000

35 Staff Divisi Promosi dan Periklanan 2 1.600.000 3.200.000

36 Kepala Divisi Research Merketing 1 4.000.000 4.000.000

37 Staff Research Merketing 2 2.000.000 4.000.000

38 Kepala Divisi Keuangan 1 3.000.000 3.000.000

39 Staff Divisi Keuangan 2 2.000.000 4.000.000

40 Kepala Divisi Akuntansi 1 3.000.000 3.000.000

41 Staff Divisi Akuntansi 2 2.000.000 4.000.000

42 Kepala Divisi Humas 1 3.000.000 3.000.000

43 Staff Divisi Humas 2 1.600.000 3.200.000

44 Kepala Divisi Personalia 1 3.000.000 3.000.000

45 Staff Divisi Personalia 2 1.600.000 3.200.000

46 Kepala Divisi Atministrasi 1 3.000.000 3.000.000

47 Staff Divisi Atministrasi 4 1.600.000 3.000.000

48 Kepala Divisi Transportasi 1 3.000.000 3.000.000

49 Staff Transportasi 2 1.600.000 3.000.000

3 1.300.000 3.000.000

50 Kepala Divisi Keamanan dan Keselamatan 1 3.000.000 3.000.000

51 Staff Keamanan 12 1.600.000 19.200.000

52 Kepala Divisi Kebersihan 1 2.000.000 2.000.000

53 Staff Kebersihan 5 1.500.000 7.500.000

Bab X

- 18 -

54 Dokter 1 3.000.000 3.000.000

TOTAL 172 301.200.000

- 1 -

BAB XI

ANALISA EKONOMI

Perencanaan suatu pabrik perlu ditinjau dari factor-faktor ekonomi yang

menentukan apakah pabrik tersebut layak didirikan atau tidak. Factor-faktor yang perlu

dipertimbangkan dalam penentuan untuk rugi dalam mendirikan pabrik M95 adalah

sebagai berikut :

- Return on Investment (ROI)

- Pay Out Time (POT)

- Break Even Point (BEP)

- Internal Rate of Return (IRR)

Sedangkan untuk menghitung factor-faktor di atas perlu diadakan penaksiran

beberapa hal yang menyangkut administrasi perusahaan dan jalannya proses, yaitu :

11.1. Faktor-faktor penentu :

a. Total Capital Invesment (TCI)

Yaitu modal yang dipelukan untuk mendirikan pabrik sebelum berproduksi.

TCI ini terdiri atas :

1. Fixed Capital Invesment (TCI)

a. Biaya Langsung (Direct Cost), meliputi :

- Instansi Peralatan

- Instrumentasi dan alat control

- Perpipaan

- Listrik

- Bangunan dan tanah

- Pemasangan peralatan

- Servis fasilitas

b. Biaya Tak Langsung (Inderect Cost)

- Engincering

- Biaya KOnstruksi

- Kontraktor

Bab XI

- 2 -

- Biaya tak terduga

2. Working Capital Invesment (WCI)

Yaitu modal untuk menjalankanpabrik yang berhubungan dengan laju produksi,

meliputi :

a. Penyediaan bahan baku dalam waktu tertentu

b. Gaji dalam waktu tertentu

c. Pengemasan dalam waktu tertentu

d. Supervise

e. Utilitas dalam waktu tertentu

f. Laboratorium

g. Pemeliharaan

h. Patent dan royalty

i. Operating supplies

Maka: TCI = FCL + WCL

b. Biaya Total Produksi

Yaitu biaya yang digunakan untuk operasi pabrik dan biaya perjalanan produk.

Meliputi :

1. Biaya pembuatan, terdiri atas :

- Biaya Produk Langsung (DPC)

- Biaya Produk Tetap (FC)

- Biaya overhead pabrik

2. Biaya umum (general expenses)

- Administrasi

- Distribusi dan pemasaran

- Litbang

- Financing

Biaya produksi total terdiri dari :

a. Biaya variabel (VC), yaitu semua biaya yang pengeluarannya berbanding

lurus dengan laju produksi yang meliputi :

- Biaya bahan baku

Bab XI

- 3 -

- Biaya utilitas

b. Biaya semi variabel (SCV), yaitu semua biaya yang pengeluarannya yang tidak

berbanding lurus dengan laju produksi yang meliputi :

- Upah karyawan

- Pemeliharaan dan perbaikan

- Laboratarium

- Operating supplies

- Biaya umum

- Biaya overhead

- supervisi

c. biaya tetap (FC)

- Depresiasi

- Asuransi

- Pajak

- Bunga

c. Penaksiran Harga Alat

harga suatu alat setiap saat akan berubah, tergantung pada perubahan kondisi

ekonomi. Untuk itu digunakan beberapa cara konversi harga alat terhadap harga alat pada

beberapa tahun lalu, sehingga diperoleh harga yang ekivalen dengan harga sekarang.

Harga alat dalam Pra Rencana Pabrik M95 ini di dasarkan pada harga alat yang

terdapat dalam literature : Peter & Timmerhaus.

Untuk menaksir harga alat pada tahun 2012 digunakan persamaan :

VA = VB

n

B

A

CC

Di mana :

VA : Harga alat A

VB : Harga alat B

CA : Kapasitas alat A

CB : Kapasitas alat B

n : Eksponen harga alat

Bab XI

- 4 -

dari perhitugan appendiks E, diharapkan harga peralatan untuk Pra Rencana Pabrik M95

adalah $ 366960

11.2. Penentuan Total Capital Investment ( TCI )

a. Biaya langsung ( DC ) = $ 1108904

b. Biaya tak langsung ( IC ) = $ 200060

c. Fix capital Investment ( FCI ) = $ 2159790,6

d. Modal kerja ( WCI ) = $ 381139,5176

Maka TCI = $ 2540930,1176

11.3. Penentuan Total Production Cost ( TPC )

Dari perhitungan Appendiks diperoleh :

a. Biaya produksi langsung ( DPC ) = $ 2007976,8588

b. Biaya tetap ( Fixed cost/FC ) = $ 410360,2140

c. Biaya overhead = $ 452954,2516

d. Biaya umum ( General Expenses ) = $ 513721,4074

Maka TPC = $ 4529542,5162

11.4. Laba Perusahaan

Laba perusahaan yaitu keuntungan yang diperoleh dari penjualan produk.

Dari Appendiks E diperoleh :

Total penjualan = $ 5213611,48

Pajak penghasilan = $ 30% dari laba kotor

Laba kotor = $ 680036,2800

Laba bersih = $ 476025,3960

Cash flow ( CA ) = $ 648808,6440

A. Pay Out Time ( POT )

POT adalah masa tahunan pengembalian modal investasi dari laba yang dihitung di

kurangi penyusutan atau waktu yang diperlukan untuk mengembalikan modal investasi.

Bab XI

- 5 -

xtelahPajakCashFlowSe

FCIPOT 1 tahun


POT = 3,3289 tahun

B. Rate On Investment ( ROI )

ROI adalah peryataan umum yang digunakan untuk menunjukan laba tahunan

sebagai usaha untuk mengembalikan modal.

ROI sebelum pajak

ROIBT =FCI

LabaKotorx 100 %


ROIBT = 31,4862 %

ROI setelah pajak

ROIAT =FCI

LabaBersihx 100 %


ROIAT = 22,0403 %

C. Break Event Point ( BEP )

BEP adalah titik dimana jika tingkat kapasitas pabrik berada pada titik tersebut maka

pabrik tidak untung dan tidak rugi atau harga penjualan sama dengan biaya produksi.

BEP =VCSVCS

SVCFC

7,0(

)3,0(x 100 %


FC = $ 410360,2140

SVC = $ 3519763,3450

VC = $ 790600,6578

S = harga jual = $ 4982496,768

Maka nilai BEP = 53,4 %

Bab XI

- 6 -

(S) / Tahun

SVC - VC

0,3 SVC FC

0 53,4 100

Kapasitas produksi ( % )

D. Shut Down Point ( SDP )

SDP adalah suatu titik yang merupakan kapasitas minimal pabrik masih boleh

beroperasi.

SDP =VCSVCS

SVC

7,0

3,0x 100 %


SDP = 60,7532 %

Titik SDP terjadi pada kapasitas = 54677,92459 ton / tahun

E. Net Present Value ( NPV )

Metode ini digunakan untuk menghitung selisi dari nilai penerimaan kas bersih

dengan nilai investasi sekarang.

Langkah-langkah menghitung NVP :

a. Menghitung CAO(tahun ke-0) untuk masa konstruksi 2 tahun.


CA-2 = $ 1244039,3856

CA-1 = $ 1555049,2320

CA-0 = $ - 2799088,6176

s

Bab XI

- 7 -

b. Menghitung NPV tiap tahun

NPV = CA x Fd

Dimana : Fd = factor discon = 1/ ( 1+i )n

i = tingkat bunga

CA = cash flow setelah pajak

n = tahun ke – n

dari Appendiks E diperoleh :

NPV = $ 2737242,8118

Karna harga NPV = (+) maka pabrik M95 layak untuk didirikan.

F. Internal Rate Of Return ( IRR )

IRR = i1 +NPVNPV

NPV21

1

x ( i2 - i1)


IRR = 23,70 %

Karena IRR lebih besar dari bunga bank ( 20% ) maka pabrik M95 layak untuk didirikan.

- 1 -

BAB XII

KESIMPULAN

Berdasarkan seleksi proses pembuatan tata letak pabrik serta pertimbangan lainya,

maka pra rencana pabrik M95 dari minyak jarak yang direncanakan didirikan di Ende,

Flores - NTT pada tahun 2013 dengan kapasitas 900 ton/tahun dengan memperhatikan

beberapa aspek berikut :

XII. Segi Teknik

Ditinjau dari segi teknik proses pembuatan M95 ini menggunakan proses

transesterifikasi dengan katalis basa yang lebih cepat jika dibandingkan dengan proses

lain dan dapat menghasilkan produk yang berkualitas.

XII.2. Segi Sosial

Pendirian pabrik M95 ini dinilai menguntungkan karena :

- Merupakan solusi bagi kelangkaanBBMdi masa yang akan dating.

- Menciptakan lapangan kerja baru.

- Meningkatkan pendapatan per kapita daerah penduduk.

X11.3.Segi Lokasi Pabrik

Pendirian pabrik M95 di Ende Flores - NTT sangat mengutungkan karena :

- Dekat dengan bahan baku.

Bab XII

- 2 -

- Tersedianya kebutuhan air dan tenaga listrik dalam jumlah yang sangat

besar sehingga dapat mencukupi kebutuhan pabrik.

- Fasilitas sarana trasportasi yang memadai.

- Tersedianya tenaga kerja yang cukup.

X11.4. Analisa Ekonomi

- Masa kontruksi : 2 tahun

- Bunga bank : 20 %

- ROI : 22,043 %

- POT : 3,3289 tahun

- BEP : 53,4 %

- IRR : 23,70 %

Maka dapat disimpulkan bahwa pabrik M95 dari minyak jarak dengan proses

transesrifikasi dengan kapasitas 900 ton/tahun ini layak didirikan.


- 1 -Appendiks A

APPENDIKS A

NERACA MASSA

Kapasitas Produksi Gasoline = 900 ton/th

Kapasitas Produksi M95 = 900th

tonx 1000

hari

thx

ton

kg

335

= 900 x 1000 kg xjam

harix

hari 24

1

335

1

=jam

kg

8040

000.900

= 111,9403 kg/jam

= 1,2720 kg mol/jam

Berat Molekul:

C57H104O6 (Trigliserida) = 884

NaOH = 40

C57H103O6Na (Sabun) = 906

H2O = 18

C3H8O3 (Gliserol) = 92

C54H96O3 (Asam Lemak) = 792

C5H12O2 (Dimethoxypropane) = 104

C6H12O3 (Isopropylidene gliserol) = 132

C4H8 (Gasoline) = 56

M95 (C5H12O) = 88

FFA minyak jarak (rata2) = 264


- 2 -Appendiks A

NaCl = 58

HCl = 36

CH3OH (Methanol) = 32

Trigliserida Gliserol Asam lemak

Sumber: Kimia Organik edisi keenam hal 266

Kebutuhan minyak jarak = 13,9 x 111,9403 kg/jam

= 1555,9702 kg/jam

Komposisi minyak jarak:

Trigliserida 98% = 1524,8508 kg/jam

Unsoponificable 1,5% = 23,3396 kg/jam

FFA 0,5% = 7,7798 kg/jam

1555,9702 kg/jam

Basis = 1524,8508 kg/jam

1. MIXER 1 (M-103)

Fungsi: Untuk mereaksikan Trigliserida dg NaOH.

Reaksi yang terjadi:

NaOH

C57H104O6 C57H103O6Na + H2O

Input trigliserida = 1524,8508 kg / jam

= 1,7249 kL, mol/jam

Kebutuhan NaOH = 0,3% x Minyak jarak

= 4,6679 kg / jam

= 0,1167 kg mol/jam


- 3 -Appendiks A

NaOH yang dibutuhkan adalah larutan NaOH 98%

Massa larutan NaOH yang dibutuhkan = 4,6679 : 0,98 = 4,7632 kg/jam

Massa air dalam larutan NaOH = 4,7632 – 4,6679

= 0,0953 kg/jam

C57H104O6 yang bereaksi = 0,1167 x 884

= 103,1628 kg/jam

C57H104O6 yang tidak bereaksi = 1524,8508 – 103,1628

= 1420,8686 kg/jam

kg mol C57H104O6Na yang terbentuk = 0,1167 kg mol/jam

C57H104O6Na yang terbentuk = 106,7012 kg/jam

kg mol H2O yang terbentuk = 0,1167 kg mol/jam

H2O yang terbentuk = 2,1006 kg/jam

Input dari storage Minyak jarak dan NaOH

C57H104O6 = 1524,8508 kg/jam

Unsoponificable = 23,3396 kg/jam

FFA = 7,7798 kg/jam

NaOH = 4,6679 kg/jam

H2O = 0,0953 kg/jam

1560,7898 kg/jam

Komposisi setelah pencampuran

C57H104O6 = 1420,8686 kg/jam


FFA = 7,7798 kg/jam


- 4 -Appendiks A

C57H104O6Na = 106,7012 kg/jam

H2O = 2,1006 kg/jam

1560,7898 kg/jam


Fungsi: mereaksikan Trigliserida menjadi gliserin dan As. lemak

Reaksi :

C57H104O6 C3H8O3 + C54H96O3

C57H103O6Na +1420 C57H104O6 + NaOH

FFA + NaOH Sabun+ Air

Input dari mixer 1:

C57H104O6 = 1420,8686 kg/jam


FFA = 7,7798 kg/jam

C57H104O6Na = 106,7012 kg/jam

H2O = 2,1006 kg/jam

1560,7898 kg/jam

Konversi reaksi = 98%

C57H104O6 = 1420,8686 kg/jam

C57H104O6 yang bcreaksi = 0,98 x 1420,8686 kg/jam

= 1392,4512 kg / jam

= 1,5752 kg mol/jam

C57H104O6 yang tidak bereaksi = 1420,8686 - 1392,4512

= 28,4174 kg/jam


- 5 -Appendiks A

C3H8O3 yang terbentuk = 1,5752 x 92

= 144,9184 k/jam


= 1247,5584 kg/jam

Total = 1420,5942 kg/jam

NaOH diuraikan dari Trigliserida karena NaOH tidak ikut bereaksi dengan

Trigliserida

C57H103O6Na +H2O C54110406 + Na011

Input C57H103O6Na = 106,7012 kg/jam

Mol C57H103O6Na = 0,1167 kg mol/jam

Input H2O = 2,1006 kg/jam

Mol H2O = 0,1167 kg mol/jam


= 103,1628 kg/jam

NaOH yang terbentuk = 0,1167 x 40

= 4,6679 kg/jam


Terjadi reaksi samping antara FFA dan natriumhidroksida membentuk sabun

(saponifikasi / reaksi penyabunan).

FFA + natriumindroksida + sabun + air

Input FFA = 7.7798 kg/jam

= 0,0295 kg mol/jam

Input NaOH = 4,6679 kg/jam


- 6 -Appendiks A

= 0,1167 kg mol/jam

Konversi reaksi ini diasumsikan = 90%

Mol FFA yang bereaksi = 90% x 7,7798

= 7,0018 kg/jam

= 0,0265 kg mol/jam

FFA yang tidak bereaksi = 7,7798 - 7,0018

= 0,7779 kg/jam

NaOH yang bereaksi = 0,0265 kg mol/jam

= 1,06 kg/jam

NaOH yang tidak bereaksi = 4,6679 - 1,06

= 3,6079 kg/jam

Sabun yang terbentuk dari FFA minyak jarak = 318

= 0,0265 x 318

= 8,427 kg/jam

Air yang terbentuk = 0,0265 x 18

= 0,477 kg/jam


Output ke dekanter I:

C57H104O6 = 131,5802 kg/jam

C3H8O3 = 144,9184 kg/jam

C54H96O3 = 1247,5584 kg/jam

Sabun = 8,427 kg/jam



- 7 -Appendiks A

FFA = 0,7779 kg/jam

H2O = 0,477 kg / jam

Unsaponificable = 23,3396 kg/jam

Total output = 1560,7898 kg/jam


Fungsi: memisahkan As. Lemak dari gliserin

Input dari reaktor I:

C57H104O6 = 131,5802 kg/jam

C3H8O3 = 144,9184 kg/jam

C54H96O3 = 1247,5584 kg/jam



FFA = 0,7779 kg/jam

H2O = 0,477 kg/jam

Unsaponificable = 23.3396 kg/jam

Total input = 1560,7898 kg/jam

Output ke Reaktor II :

C57H104O6 = 131,5802 kg/jam

C3H8O3 = 144,9184 kg/jam

C54H96O3(5%) = 62,3792 kg/jam

Sabun (5%) = 0,4214 kg/jam

NaOH (5%) = 0,1804 kg/jam

FFA (5%) = 0,0187 kg/jam


- 8 -Appendiks A

H2O (5%) = 0,0239 kg/jam

Unsaponificable (5%) = 1,1669 kg/jam

Total = 340,6892 kg / jam

Output ke tangki Asam lemak:

C54H96O3 (95%) = 1185,1805 kg/jam

Sabun (95%) = 8,0057 kg/jam

NaOH (95%) = 3,4275 kg/jam

FFA (95%) = 0,7390 kg/jam

H2O (95%) = 0,4532 kg/jam


Total = 1219,9785 kg / jam

Total Output = 1560,7898 kg /jam


Fungsi: mereaksikan Trigliserida menjadi gliserin dan As. lemak.

Input dari Dekanter I:

C57H104O6 = 131,5802 kg/jam

C3H8O3 = 144.9184 kg/jam

C54H96O3 = 62,3792 kg/jam



FFA = 0,0187 kg/jam

H2O = 0,0239 kg/jam



- 9 -Appendiks A


C57H104O6 C3H8O3 + C54H96O3

Konversi reaksi = 98%

Input C57H104O6 = 131,5802 kg/jam

= 0,1488 kg mol/jam

C57H104O6 = 0,98 x 131,5802

= 128,9486 kg/jam

= 0,1459 kgmol/jam

Sisa C57H104O6 = 131,5802 -- 128,9486

= 2,6316 kg/jam


= 13,6896 kg/jam


= 117,8496 kg/jam

Output ke tangki asidulasi

C57H104O6 = 2,6316 kg/jam

C3H8O3 = 152,8949 kg/jam

C54H96O3 = 183,5693 kg/jam



FFA = 0,0187 kg/jam

H2O = 0,0239 kg/jam



- 10 -Appendiks A



Fungsi: untuk menetralkan sisa katalis basa dan memisahkan sabun dengan

penambahan HCl

Input dari reaktor 2:

C57H104O6 = 2,6316 kg/jam

C3H8O3 = 152,8949 kg/jam

C54H96O3 = 183,5693 kg/jam



FFA = 0,0187 kg/jam

H2O = 0,0239 kg/jam



Reaksi antara HCl dan NaOH

HCI + NaOH NaCl +H2O

Input NaOH = 0,1804 kg/jam

= 0,0045 kgmol/jam

NaOH habis bereaksi dengan HCl

HCl yang dibutuhkan = 0,0045 x 36

= 0,1624 kg/jam

HCI yang dibutuhkan adalah larutan HCl 36%

Massa larutan HCl yang dibutuhkan = 0,1624: 0,36 = 0,451 kg/jam


- 11 -Appendiks A

Massa air dalam larutan HC1 = 0,451 – 0,1624

= 0,327 kg/jam


NaCl yang terbentuk = 0,0045 x 58

= 0,261 kg/jam

H2O yang terbentuk = 0,0045 x 18

= 0,081 kg/jam

Output ke decanter 2

C57H104O6 = 2,6316 kg/jam

C3H8O3 = 152,8949 kg/jam

C54H96O3 = 183,5693 kg/jam


FFA = 0,0187 kg/jam


H2O = 0,081 kg/jam

NaCl = 0,261 kg/jam


6. DEXANTER II (H-131)

Fungsi : Memisahkan sabun AS lemak dan FFA dari gliserin input dari tangki

asidulasi

Input dari tangki Asidulasi

C57H104O6 = 2,6316 kg/jam

C3H8O3 = 152,8949 kg/jam


- 12 -Appendiks A

C54H96O3 = 183,5693 kg/jam


FFA = 0,0187 kg/jam


H2O = 0,081 kg/jam

NaCl = 0,261 kg/jam


Output ketangki sabun, As lemak dan FFA

C57H104O6 (95%) = 2,5000 kg/jam

C54H96O3 (95%) = 174,3908 kg/jam

sabun (95%) = 0,1933 kg/jam

NaCl (95%) = 0,2479 kg/jam

FFA (95%) = 0,0178 kg/jam

H2O (95%) = 0,0769 kg/jam



Output ke rektor 3

C3H803 =152,8949 kg/jam

C57H104O6 (5%) = 0,1316 kg/jam

C54H96O3 (5%) = 9,1785 kg/jam

sabun (5%) = 0,0102 kg/jam

NaCI (5%) = 0,0013 kg/jam

FFA (5%) = 0,0009 kg/jam


- 13 -Appendiks A

H2O (5%) = 0,0041 kg/jam

Unsaponificitble (5%) = 0,0583 kg/jam

Total = 162,2798kg/jam

Total Output = 341,1786 kg/jam

7. REAKTOR III (R-140)

Fungsi : Untuk mereaksikan gliserin dan DMP menjadi methanol

C3H8O3+ C5H12O2 → 2CH3O11 + C6H12O3

Input dari decanter 2

C3H803 =152,8949 kg/jam

C57H104O6 (5%) = 0,1316 kg/jam

C54H96O3 (5%) = 9,1785 kg/jam

sabun (5%) = 0,0102 kg/jam

NaCI (5%) = 0,0013 kg/jam

FFA (5%) = 0,0009 kg/jam

H2O (5%) = 0,0041 kg/jam

Unsaponificitble = 0,0583 kg/jam

Total = 162 2798 kg/jam

C3H8O3+ C5H12O2 → 2CH3O11 + C6H12O3

Konversi reaksi 98 %

Input C3H8O3 = 0,98 x 152,8949

= 151,8370 kg/jam

= 1,6287 kg moI /jam


- 14 -Appendiks A

C3H8O3 yang tidak bereaksi = 152,8949- 151,8370

= 1,0579 kg/jam

Diperkirakkan DMP Habis bereaksi dengan gliserin

DMP yang dibutuhkan = 1,6287 x 104

= 169,3848 kg/jam

Total input = 162,2798 + 169,3848

= 331,6646 kg/jam

CH3OH yang terbentuk = 1,6287 x32 x2

= 106,4472 kg/jam


= 214,9884 kg/jam

Output kedekanter 3

CH3OH = 106,4472 kg/jam

C6H12O3 = 214,9884 kg/jam

C3H8O3 = 1,0579 kg/jam

C57H104O6 = 0,1316 kg/jam

C57H96O3 = 9,1785 kg/jam


NaCl = 0,0013 kg/jam

FFA = 0,0009 kg/jam

H2O = 0,0041 kg/jam




- 15 -Appendiks A

8. DEKANTER 3 (H-141)

Fungsi : Untuk memisahkan gliserol dan asam lemak dari methanol

Input dari reactor 3

CH3OH = 106,4472 kg/jam

C6H12O3 = 214,9884 kg/jam

C3H8O3 = 1,0579 kg/jam

C57H104O6 = 0,1316 kg/jam

C57H96O3 = 9,1785 kg/jam



FFA = 0,0009 kg/jam

H2O = 0,0041 kg/jam



Output ketangki gliserol dan Asam Lemak

C3H8O3 = 1,0579 kg/jam

C57H104O6 = 0,1316 kg/jam

C57H96O3 = 9,1785 kg/jam



FFA = 0,0009 kg/jam

H2O = 0,0041 kg/jam



- 16 -Appendiks A


Output dari kolom distilasi

CH3OH = 106,4472 kg/jam

C6H12O3 = 214,9884 kg/jam



9. KOLOM DISTILASI ( D-150)

Fungsi : Memisahkan Isp dari methanol

Input dari decanter 3

CH3OH = 106,4472 kg/jam = 3,3265 kg mol/jam

C6H12O3 = 214,9884 kg/jam = 1,6287 kg mol/jam

321,4356 kg/jam 4,9513 kg mol/jam

Direncanakan prosentase destilat 95% dan bottom 5%

Massa CH3OH dalam distilat = 0,95 x 106,4472 = 101,1248 kg/jam

Mol CH3OH dalam distilat = 101,1248 : 32 = 3,1565 kamol/jam

Massa C6H12O3 dalam distilat = x 101,1248 = 5,3224 kw/jam

Mol C6H12O3 dalam distilat = 5,3224 : 132 = 0,0403 kgmol/jam

Jumlah mol distilat = 3,1968 kgmol/jam

Jumlah massa distilat = 106,4472 kg/jam

Komposisi bottom produk

CH3OH = 106,4472 - 101,1248 = 5,3224 kg/jam = 0,1663 kgmol/jam

C6H12O3 = 214,9884 - 5,3224 = 209,6660 kg/jam = 1,5884 kgmol/jam

214,9884 kg/jam 1,7545 kgmol/jam


- 17 -Appendiks A

Fraksi mol CH3OH dalam feed = 0,67106 = XF

Fraksi mol CH3OH dalam distilat = 0,9874 = XD

F = D + W

4,9513 = 3,1968 + W

W = 1,7545 kgmoL/jam

F XF = D XD +NV, Aw

4,9513 (0,67106) = 3,1968 (0,9874) + 1,7545 (Xw)

Xw = 0,09469

Output ke mixer 2

CH3OH = 101.1248 kg/jam

C6H12O3 (5%) = 5,3224 kg/jam


Output kepengolahan Iimbah

CH3OH = 5,3224 kg/jam

C6H12O3 (95%) = 209,6660 kg/jam



10. MIXER II (M-I60)

Fungsi MencaMpur CH3OH dan C4H8

Input dari kolom distilasi

CH3OH = 101,1248 kg/jam

C6H12O3 (5%) = 5,3224 kg/jam

Total = 106,4472 kg/jam!j


- 18 -Appendiks A

CH3OH + C4H8 → C5H12O

Gasoline = x 106,4472

= 5,4931 kg/jam

Jadi total produksi M95 = Massa total top distilat + Massa Gasoline

= 106,4472 + 5,4931

= 111,9403 kg/jam

B-1

APPENDIKS B

NERACA PANAS

Suhu referensi = 250 C

Basis perhitungan : ∆H = kkal/jam

Cp = kkal/kg. 0 C

T = 0 C

1. REAKTOR I ( R-110 )

Fungsi : mereaksikan minyak jarak dengan natriummetoksida menjadi metil

ester

T2 = 300 C ∆H2

Qloss

Qloss

∆H1

T1= 300 C ∆H3

T3= 300 C

Q steam


∆H1 = ∆H1 + ∆H2 + Q = ∆H3 + Qloss





∆HR

B-1

B-2


Q loss = heat loss

Asumsi : heat loss 5% dari total fluida masuk

a. Menghitung panas yang dibawa minyak jarak (∆H1 )

∆H1 dihitung dengan persamaan : ∆H1 = m .Cp. ∆T

Inlet minyak jarak pada 300 C dan ∆T = 50C

Komponen Massa (kg.jam) Cp (kkal/kg.0C) ∆H1 (kkal/ja)

Minyak jarak 28244,87816 0,5258 74255,78468

Total ∆H1 74255,78468

b. Menghitung panas yang dibawa katalis (∆H2)


Inlet katalis pada 300 C dan ∆T = 50C

Komponen Massa (kg.jam) Cp (kkal/kg.0C) ∆H2 (kkal/ja)

CH3OH 5014,7213 0,6131 15372,62827

NaOH 67,11282 0,3571 119,8299401

Total ∆H2 15492,45821

c. Menghitung panas output produk (∆H3)



Komponen Massa (kg.jam) Cp (kkal/kg.0C) ∆H3 (kkal/jam)

Metil ester 27527,52753 0,5043 485874,6246

Gliserin 2720,568993 0,6090 57988,92808

Minyak jarak 836,1602544 0,5258 15387,85716

NaOH 65,8894 0,3633 837,8166657

B-3

Sabun 135,1702337 0,5258 2487,537812

H2O 6,637268533 1,0001 267,3311291

CH3OH 2204,980776 0,6656 51367,23215

Total ∆H3 614211,3276

Konversi reaksi 90%

Panas pembentukan :

∆Hf minyak jarak = -183,2874 kkal/kgmol

∆Hf CH3OH = - 57,04 kkal/kgmol

∆Hf metil ester = -206,1811 kkal/kgmol

∆Hf gliserin = -159,16 kkal/kgmol

Dari neraca massa :

Input trigliserida = 29,53993564 kgmol

Input CH3OH = 88,61980692 kgmol

Produk metil ester = 88, 61980692 kgmol

Input gliserin = 29,53993564 kgmol

∆HR dihitung dengan persamaan ∆HR = ∆Hf produk - ∆Hf reaktan +∆H298,15

∆HR = -22973,30543-10469,17179 + 298,15

∆HR = 12205,98364 kkal


∆H1 +∆H2 + ∆HR + Q = ∆H3 + 0,05 Q

74225,78468 + 15492,45821 + 12205,98364 + Q = 614211,3276 + 0,05Q

0,95Q = 101924,2265

Q = 539249,5801 kkal

B-4

Q loss = 0,05 x (539249,5801) = 26962,4790 kkal

λ steam = 2691,5 – 461,3 = 2230,20 kJ/kg = 533,0306 kkal/kg ( steam

saturated 110 0C,143 kPa)

Massa steam =

Q=

0306,533

5801,539249= 1011,6672 kg/jam

Total heat input = ∆H1 +∆H2 + ∆HR + Q

= 74225,78468 + 15492,45821 + 12205,98364 + 539249,5801

= 641173,8066 kkal/jam

Total heat output = ∆H3 + Q loss

= 614211,3276 + 26962,4790

= 641173,8066 kkal/jam

Neraca panas total reaktor I :Panas masuk (kkal/jam) Panas keluar(kkal/jam)

∆H1 = 74225,78468

∆H2 = 15492,45821

∆HR = 12205,98364

Q = 539249,5801

∆H3 = 614211,3276

Q loss = 26962,4790

Total =641173,8066 kkal/jam Total 641173,8066 kkal/jam

B-5


Fungsi : mereaksikan sisa trigliserida

T2 = 300 C ∆H2

Qloss

Qloss

∆H1

T1= 600 C ∆H3

T3= 600 C

Q steam


∆H1 = ∆H1 + ∆H2 + Q = ∆H3 + Qloss






Q loss = heat loss

Asumsi : heat loss 5% dari total fluida masuk

a. Menghitung panas yang dibawa minyak jarak (∆H1)



∆HR

B-6


Metil ester 27777,77778 0,5043 490291,6667

Gliserin 8,030844751 0,5761 162,04698

Minyak jarak 27,68557364 0,5258 509,4976117

NaOH 21,59012166 0,835 630,9713055

Sabun 7,3292332059 0,5258 134,8798576

H2O 0,122152139 0,9987 4,269766943

CH3OH 268,47216 0,6085 5717,785828

NaCl 3209,464334 0,0013 146,030582

Total ∆H1 497597,1486

b. Menghitung panas yang dibawa katalis (∆H2)




CH3OH 268,47216 0,6131 5761,009845

NaOH 21,590122166 0,3571 93,2010

Total ∆H2 7,1709832445

c. Menghitung panas output produk (∆H3)



B-7

Komponen Massa ( kg.jam ) Cp ( kkal/kg.0C) ∆H1 ( kkal/jam )

Metil ester 27777,77778 0,7032 6833666,6667

Gliserin 8,030844751 0,006 1,687989398

Minyak jarak 27,68557364 0,9876 956,9795384

NaOH 21,59012166 0,1804 136,3200282

Sabun 7,3292332059 0,5258 134,8798576

H2O 0,122152139 1,0001 0,122164354

CH3OH 268,47216 07032 6607,636802

NaCl 3209,464334 0,2108 3679,422786

Total ∆H3 715183,7209

Konversi reaksi 99%

Panas pembentukan :

∆Hf minyak jarak = -183,2874 kkal/kgmol

∆Hf CH3OH = - 57,04 kkal/kgmol

∆Hf metil ester = -206,1811 kkal/kgmol

∆Hf gliserin = -159,16 kkal/kgmol

Dari neraca massa :

Input trigliserida = 29,53993564 kgmol

Input CH3OH = 88,61980692 kgmol

Produk metil ester = 88, 61980692 kgmol

Input gliserin = 29,53993564 kgmol

∆HR dihitung dengan persamaan ∆HR = ∆Hf produk - ∆Hf reaktan +∆H298,15

B-8

∆HR = [ ( 0,0924 x – 206,1811) + ( 0,0308 x – 159,160 ) ] - [ ( 0,00308 x -

183,2874) + ( 0,0924 x – 57,040 ) ] + 298,15

∆HR = 23,5785 + 298,15 = 321,7285 kkal/jam


∆H1 + ∆H2 + ∆HR + Q = ∆H3 + 0,05Q

497597,1486 + 5768,719677 + 311,1875 + Q = 715183,7209+ 0,05Q

0,95Q = 211506,6651

Q = 2225638,5949 kkal

Q loss = 0,05 x (2225638,5949) = 11131,92975 kkal

λ steam = 2691,5 – 461,3 = 2230,20 kJ/kg = 533,0306 kkal/kg ( steam

saturated 1100 C,143 kPa)

Massa steam =

Q= 442449,4175

0306,533

5949,225638

Total heat input = ∆H1 + ∆H2 + ∆HR + Q

= 497597,1486 + 5768,719677 + 311,1875 + 2225638,5949

= 726315,6507 kkal/jam

Total heat input = ∆H3 + Qloss

= 715183,7209 + 11131,92975

= 726315,6507 kkal/jam

B-9

Neraca panas total reaktor II :


∆H1 = 497597,1486

∆H2 = 5768,719677

∆HR = 311,1875

Q = 2225638,5949

∆H3 = 715183,7209

Q loss = 11131,92975

Total = 726315,6507 kkal/jam Total 726315,6507 kkal/jam

3. WASHING COLUMN (D-210)

Fungsi : menetralkan sisa katalis basa dan memisahkan sabun dengan

penambahan HCl

Qloss

∆H1 = 700C ∆H3 = 2400C

∆H4 = 600C

∆H2 = 600C

∆H1 = panas input air pencuci

∆H2 = panas feed ( crude metil ester)

∆H3 = panas output campuran ( crude metil ester + air pencuci )

∆H4 = panas yang diserap air pencuci

Q loss = heat loss

Asumsi : heat loss 5% dari total panas masuk

∆HR

B-10

a. Menghitung panas input air pencuci (∆H1)



Komponen Massa (kg.jam) Cp (kkal/kg.0C) ∆H1(kkal/jam)

Air pencuci 8333,333333 1,0013 292045,8333

Total ∆H1 292045,8333

b. Menghitung panas feed (∆H2)




Metil ester 27777,77778 0,5043 70041,66666

Gliserin 8,038044751 0,575 23,10937866

Minyak jarak 455,9562866 0,5258 1198,709077

CH3OH 268,47216 0,6131 823,001406

NaOH 21,59012166 0,3571 38,54916222

Total ∆H2 72125,03569

Output campuran :


Metil ester 27777,77778 0,5043 14008,33333

Gliserin 8,038044751 0,575 4,621875732

Minyak jarak 455,9562866 0,5258 239,7418155

B-11

CH3OH 268,47216 0,6131 164,6002813

NaOH 21,59012166 0,3571 7,7098322444

Air pencuci 21,59012166 1,0013 8344,166666

Total 22769,1738

c. Menghitung panas output campuran (∆H3 )

∆H3 = m x Cp x ∆T

∆H3 = m x 1,0013 x (25-25 )

d. Menghitung panas yang hilang

Q loss = 5% x ∆H1

= 0,05 x 292045,8333

= 145102,2917 kkal/jam

e. Menghitung panas yang diserap air pencuci (∆H4)

∆H1 + ∆H3 = ∆H2 + ∆H4 + Q loss

292045,8333 + 0 = 72125,03569 + ∆H4 + 145102,2917

∆H4 = 74818,5059 kkal/jam

f. Menghitung jumlah air pencuci

∆H4 = m x Cp x ∆T

74818,5059 = m x 1,0013 x 25

m = 2988,8547 kg/jam

B-12


∆H1 = 292045,8333

∆H3 = 0

∆H2 = 72125,03569

∆H4 = 74818,5059

Q loss = 145102,2917

Total = 292045,8334 Total = 292045,8334

4. EVAPORATOR (V-320)

Fungsi : memekatkan gliserin dengan memisahkan H2O dan CH3OH

Vapor V,T1,YV,HV

96,6750C

Feed FTF,XF,hF

50 0C

Steam steam condensate STs,Hs TshsT = 110 0C 110 0C

Concentrated liquid LT1,XL,hL

TF = suhu fedd masuk = 500C

XF = fraksi massa feed

Ts = suhu steam = 1100C

Hs = entalpi steam

hs = entalpi steam kondensat

T1 = suhu uap dan liquid terkondensasi = 96,6750C

yv = fraksi berat uap

Hv = entalpi uap

B-13

FEED : Dari neraca massa :

Komponen Massa (kg/j) Fraksi massa Kg mol/jam Fraksi mol

Gliserin 2600,21473 0,124 28,23312917 0,0289

CH3OH 1226,53182 0,1319 38,32911194 0,0883

NaCl 3209,464334 0,0044 54,6282503 0,0016

H2O 19,77000217 0,7397 122,288826 0,8812

Total 7055,980648 1,0000 122,288826 1,0000

Menghitung Cp feed campuran :

Komponen Fraksi mol Cp (kkal/kg.0C) Fraksi mol.Cp

Gliserin 0,0289 0,575 0,0166175

CH3OH 0,0883 0,6131 0,05413673

NaCl 0,0016 0,2079 0,00033264

H2O 0,8812 0,9987 0,88005444

Total 1,0000 2,3947 0,95114131

Dari neraca massa :

F = 7055,980648 kg/jam XF = 0,124 (Fraksi massa)

L = 10093,677 kg/jam XL = 0,8

V = 5962,303648 kg/jam

Menghitung T1 dari campuran uap (V )

Komponen Fraksi mol,x Titik didih,Tb (0C) x.Tb

CH3OH 0,094193 64,7 6,0942871

H2O 0,905807 100 90,5807

90,5807 T1 campuran 96,6749871

B-14

hf = CpF ( TF –T1)

= 96,64749871 ( 50-96,64749871)

= 4737,0744 kkal/jam

Steam yang digunakan : setam saturated 143,27 kPa

Ts = 1100C = 283,150 K

λ steam = 2691,5 – 461,3 = 2230,2 kJ/kg = 533,0306 kkal/kg

(Geankoplis app A hal 858)

Menghitung Hv campuran dalam uap :

Komponen Fraksi mol,x Hv (kkal/kg) x.Hv

CH3OH 0,094193 244,1345 22,99576096

H2O 0,905807 543,3125 492,1362657

Hv campuran 515,1320266

Overral heat balance :

F.HF + S. λ = L.HL + V.HV ( Geankoplis. Pers 8.4-7 hal 497 )

7055,9806 (-49,12) + S ( 533,0306) = 1093,677 x 0 + 5962,3036 x 515,1320

S = 6412,3206 kg

q = S.λ = 6412,3206 (533,0306) = 3417963,0970 kkal

q = 3417963,0970 x ( 418413600) = 3972432,6660 kkal

q = U.A.∆T = U.A ( TS-T1)

U = koefisien heat transfer evaporator = ( 1500 W.m-2 .K )

A = 198,7488 m2

Total heat in = F.hF + S.λ

= - 346589,7671 + 3417963,0970

= 3071373,3300 kka/jam

B-15

Total heat out = L.hL + V.Hv

= 0 + 3071373,562

= 3071373,562 kka/jam


F.HF = 346589,7671

S.λ = 3417963,0970

L.Hl = 0

V.Hv = 3071373,562

Total =3071373,562 Total =3071373,562

5. COOLER ( E-322)

∆H3

∆T3 = 300C

∆H1 ∆H2

∆T1 = 96,6750C ∆T2 = 400C

∆H4

∆T4 = 500C

∆H1 = panas yang dibawa gliserin masuk, 96,6750C

∆H2 = panas yang dibawa gliserin keluar, 400C

∆H3 = panas yang dibawa air pendingin masuk,300C

∆H4 = panas yang dibawa air pendingin keluar, 500C

B-16


∆H1 + ∆H3 = ∆H2 + ∆H4

∆H1 = ∆H2 + Qc

Qc = panas yang diserap oleh air pendingin

a. Menghitung panas yang dibawa gliserin masuk (∆H1)

∆H1 dihitung dengan persamaan : m .Cp. ∆T

Inlet gliserin pada 96,6750C dan ∆T = 71,6750C


Gliserin 2600,21473 0,6397 119211,3796

NaCl 3209,464334 0,217 49918,32328

H2O 4716,002063 1,0067 340284,1782

Total ∆H1 509423,6404

b. Menghitung panas yang dibawa gliserin keluar (∆H2)

Outlet gliserin pada 400C dan ∆T = 50C


Gliserin 2600,21473 0,575 7475,617349

NaCl 3209,464334 0,217 3482,268802

H2O 4716,002063 0,9987 23549,3563

Total ∆H2 34507,24245

c. Menghitung panas yang dibawa air pendingin masuk

Inlet air pendingin pada 300C dan ∆T = 50C

B-17


Air pencuci m 0,9987 4,9935

Total ∆H3 4,9935

d. Menghitung panas yang dibawa air pendingin keluar

Outlet air pendingin pada 500C dan ∆T = 250C


Air pencuci m 0,9992 24,98

Total ∆H4 24,98

∆H1 + ∆H3 = ∆H2 + ∆H4

509423,6404 + 4,9935m = 34507,24245 + 24,98m

m = 23761,85915 kg

Jadi massa air pendingin yang dibutuhkan adalah 23761,85915 kg/jam

Total heat in = 509423,6404 + 118654,8457 = 628078,4861

Total heat out = 34507,24245 + 593571,2416 = 628078,4861


∆H1 = 509423,6404

∆H3 = 118654,8457

∆H2 = 34507,24245

∆H4 = 593571,2416

Total = 628078,4861 Total = 628078,4861

APPENDIKS

PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

1. Storage minyak jarak (F-10)

Fungsi : Menyimpan minyak jarak selama 30 hari

Direncanakan :

- Tipe : Tangki berbentuk silinder tegak dengan tutup atas bentuk standart dished

dengan tutup bahwa datar.

- Bahan konstruksi : Carbon steel SA-240 grade M tipe 316.

- Allowable stress : 18750

- Tipe pengelasan : DWBJ (E=0.8)

- Faktor korosi :1/16 in

- L/d = 3 (Ulrich, table 4-27, hal 249)

- Waktu tinggal : 30 hari

Dasar perencana :

- Masa bahan masuk = 1555,9702 kg/jam = 3430,29190 Lb/jam

- Densitas bahan : 47.3095 Lb/ft3

- Suhu operasi : 30°C

- Tekanan operasi : 1 atm

Perhitungan :

a. Menghitung volume tangki

Volume liquid selama waktu tinggal 30 hari

3

3lb

jamlb

L

ft7182,66654

/ft57,3095

hari5xjam24x/3430,29190

liquidρ

liquidmasaV

Storage direncanakan 2 buah, maka :

VL = 3591,33327 ft3

Liquid mengisi tangki sebesar 80% dari volume total

VT = VL+ VRK

VT = 3591,3327 + 0.2 VT

0.8 VT = 3591,3327

VT = 4489,166587 ft3

b. Menentukan diameter tangki

VT = Vshell + Vdish

32 di0.0847Lsdi4

4489,16659 = 0,785 di2 (3 di) + 0,0847 di3

4489,166587 = 2.355 di3 + 0.0847 di3

Di = 12,25396 ft = 147,04752 in

c. Menentukan tinggi silinder

Ls = 1,5 di

= 1,5 x 12,25369 ft = 220,57128 in

d. Menentukan tinggi liquid (hl)

VL = 0,25 di2 Li

3591,33327 ft = 0,785 (12,25396)2 Li.

Li = 30,46724 ft

e. Menentukan tekanan design

Phidostatis = 144

1)(hlρ

=144

)146724,30(3095,57

= 11,72745 psia

Pdesign = Poperasi + Phidrostatis

= (14.7 + 11,72745) psia - 14.7

= 11, 72745 psig

f. Menentukan tebal tengki (ts)

Ts =Pi)0.62(f.E

dixpi

+ C

= in3/1616

2,92016

16

1

11,72745)x0.60.8x(187502

147,04752x11,72745

Standarisasi do

do = ts2di

= 147,04752

= 147-2 (3/16)

= 146,625 in

Bedasarkan Brownel and Young, table 5-7, hal 91 diperoleh :

do = in147

= ts2do

= )16/3(147

= in146,625

Ls = 1,5 di

= 625,1465,1 x

= in9375,219

g. Menentukan tebal tutup (tha)

in3/1616

2,62337

16

1

72746)11,x(0.10.8)x(18750

625x146,11,72745x0.885

CPi0.1f.E

rxPix0.885tha

in146,625diR

h. Menentukan tebal tutup atas (ha)

Bentuk tutup atas adalah standart dished

Dari Brownell and Young, fig 5-8, hal 87 diperoleh :

sfbthaha

)AB(BCAC

ircrBC

ircdi/2AB

)AB(BCrb

2

dia

22

22

Dimana :

in12,51750.06rradiusknuckleicr

in146,625dir

in3/16atastutuptebaltha

in3/16silindertebalts

in146,625dalamdiameterdi

Sehingga :

in27,08927119,53573146,625b

in119,53573

60,795134,1075AC

in134,107512,5175146,625BC

in60,79512,517573,3125AB

in73,31252

146,625a

22

Dari Brownell and Young, table 5-6, hal 88 untuk ts = 16/3 diperoleh harga :

in28,71427in219,9375haLstangkitinggiJadi

in28,77677

1,5)27,08927(3/16ha

:makain1.5sf

Speseifikasi Storage

Fungsi : Menyimpan minyak jarak selama 30 hari

Tipe : Tangki berbentuk silinder tegak dengan tutup atas berbentuk standart dished

dengan tutup bawah datar.

Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-240 grade M tipe 316

Volume tangki : 4489,66587 ft3

Diameter : 146,625 in

Diameter luar : in147

Tebal silinder : in16/3

Tinggi silinder : in9375,219

Tebal tutup : in16/3

Tinggi tutup : in16/3

Jumlah : 2

2. Pompa Sentrifugal

Fungsi : Memompa minyak jarak dari storage minyak jarak ke reactor I

Tipe : Centrifugal Pump

Perhitungan :

Rate minyak jarak = 1555,9702 kg/jam = 3430,29190 lb/jam

minyak jarak: 3ft57.3095lb/

a. Menentukan Rate

/menitgal3.5958

/detft0,166270/jamft59,85556

/57,3095

/3430,29190

ρ)(Q

33

ft

lb

jamlb

f

3

m

b. Menentukan dimensi pipa :

Diasumsi aliran fluida turbulen maka (Timmerhaus hal. 525) :

in2,94424

(57.3095)x(0,16627)x3,0

)52516(ρzQx3,9D

0,180,36

0,130,45opt

Timmerhaus&Peterhalpes.

Dipilih pipa standart (Geankoplis App. A.5 hal 892) :

2

43

nominal

ft0,00371a

ft0,0875in1,050Do

ft0,06867in0,824Di

40schin/D

Menentukan laju aliran-aliran fluida (v) :

ft/det44,81672ft0,00371

/0,16627

a

Qv

2

det

3ftf

Pengecekan jenis aliran :

Turbulen)(aliran21006561,52021

/l0,02688

/57,3095x/44,81672x0,06867ftxvxDN

ft.detbm

ft

lbdet

ft

Re

3

Direncanakan :

(Dari Geankoplis gambar 2.10-3 hal 88 dan hal 157 Fig 13.1 Peter & Timmerhaus)

didapatkan :

0,05ffaktorFriction

0,01240,06867

0,00085ε/D

0,00085m10x2,6ε 4

c. Tidak ada

d.

e. Menentukan panjang pipa

Direncanakan :

Panjang pipa lurus = 20 ft

2 buah elbow 90°, Kf = 0.9 (Mc.Cabe, hal 103)

ft18.19733.81.90.9613in11.536(ΔΔLpipaTotalPanjang

ft3.8L:valveExit

ft3.8L:valveEntrance

ft0,9613in11,5360,8242x7L

514)hals,(Timmerhauin7L/D

103)hal(Mc.Cabe,0.2Kvalve,gatebuah2

ft4,395in52,7360,824x32L

s)(Timmerhauin32L/D

f

f. Perhitungan friction loss( F )

- Friktion loss pada system perpipaan :

Pada elbow 90° = 2 x 0.9 = 1.8

Pada gate valve = 2 x 0.2 = 0.4

Σ 2.20.41.8K f

- Contraction loss pada tangki keluar

(Dari Geankoplis hal 93)

2.5686/x2

(2,1611)x0.55

a2

vxKch

0.550)(10.55A

A10.55K

21

22

c

1

2c

- Friksi pada pipa lurus

(Dari Geankolis hal 89)

321.7755

2

2,1611x

0,06867

18,1987x0,13x4

2

vx

D

ΔLx4fF

2

2

f

- Frikasi pada system perpipaan

5.13732

(2,1611)2.2KH

94halGeankoplis(Dari2

ff

- Expantion loss pada tangki masuk

lbf.ft/lbm331.8165

2.33512.56685.1373321.7755

94)hal18,2.10perss,(GeankoplihhhFF

lossfrictiontotalMaka

2.33512

2,1611x1

2

vKh

10)(1A

A1K

fcexf

2

exex

2

1

2

ex

g. Menentukan kerja pompa

Berdasarkan kerja pompa

ft.lbf/lbm338,85279

331,816555.999

0

32.174

32.174x7

32.174x2x2

(2.1611)Wp

ft/det32.174g.detlbm.ft/lbf32.1740gc

ft/det2.1611Δv0Δpft7Δz0,5α

:Dimana

0WFρ

ΔP

gc

Δz.g

2a.gc

Δv

2

p

2

h. Menentukan tenaga penggerak pompa

HP5,87068550

57,3095x3338,85279

550

ρxQxWpWHP

Efisiensi pompa untuk kapasitas 3.5958 gpm adalah 70%

Efisiensi pompa untuk power motor 0,2831 adalah 80%

Daya motor = HP10,483360.8x0.7

5,87068

Spesifikasi pompa

Fungsi : Mengalirkan minyak dari storage ke rektor I

Tipe : Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi : Corbon steel

Kapasitas pompa : 3.5958 gal/menit

Daya : 10,48336

Jumlah : 1 buah

3. Mixer 1 (M-103)

Fungsi : Untuk meriaksikan Trigliserida dengan NaOH

Dasar Perancangan ;

Tipe : Silinder Tegak dengan tutup atas standart dished dan tutup

bawah conial dilengkapi pengaduk

Jumlah : 1 Buah

Bahan Konstruksi : Carbon Steel

Residence Time : 30 menit

Massa masuk : 1524,8508 kg/jam

Densitas Campuran : 51,90743 lb/ft3

Menentukan Volume Tangki:

Volume liquid =ρ

m

= 3

ft

lb

Kglb

jamKg

ft32,31398/51,90743

jam30/60x/2,2x/1524,8508

3

33

Liquid

Tangki

Liquid

ft40,3924750,8

ft32,31398

0,8

VV

tangkiVolume80%V

Menetukan dimensi tangki :

in56,05146ft4,670955ft3,11397x1,5d1,5Ls

in37,367593,11397d

d1,3377ft40,39248

d0,0847VVVV

)120(αd0,0755α/tg24

diπ.V

d)1,5(Lsd1,1775Lsxdi4

πV

d0,0847V

33

3conisshelldishT

3

21

3

conis

32sheel

3dish

Tinggi larutan dalam tutup bawah (hb) :

ft0,8989360tg

3,11397x/

α/tg

d/hb 2

1

21

21

Tinggi larutan (hl) = Ls + hb

ft5,469890,898934,570955

psi1,97172144

ft5,46989x/51,9074314,7

144

hlxρP

PPP

3ft

lb

opersai

khidrostatioperasidesign

Menentukan tebal tangki (ts)

Berdasarkan Brownell & Young, App. D hal 335 bahan yang digunakan carbon steel

SA 135 Grade B dengan F = 12,750, E = 0,85, C =16

1

in16

316

1,0543916

11,971172)x0,60,85x2(12.750

37,36759x1,97172

Cpi)0,62(FE

dixPits

Standardisasi : do = di + 2 ts

in672,61662ft37,36759x1,5Ls

(memenuhi)1,51,95533,11347

1,70608

di

Ls

ft3,410914Ls

ft0,11051Ls1,012010,0847ft40,39248

d0,0755Lsxdi4

πd0,0847VVVV

ft3,13542in37,62516

3x238ts2dodi

in38dokePendekatan

in37,5439216

1x237,34759

33

323conisshelldishT

Menentukan tebal tutup atas standart dished (tha)

(tbh)conicalbawahtutuptabelmenentukan

inft0,526263,11397x0,16d.0,169ha

(ha)atastutupTinggi

in3/1616

1,0963616

11,97172)x0,10,85x(12.750

37,36757x1,97172x0,885

Cpi0,1FE

rxpix0,885tha

in37,36759ft3,11397dr

in3/1616

1,1087816

120,6x1,971785(12.750x0,602cos

x37,367571,97172

C0,6pi)α(FE/cos2

dixpithb

21


10,787108ft0,8989360tg

3,11397/

α/tg

d/hb 2

1

21

21

Tinggi Tangki (hl) = ha + Ls + hb

in689,7189ft57,476575

0,8989356,0513850,52626

Penghitungan Pengaduk

Dipakai impeller jenis turbin dengan 6 flat blade

Diameter impeller (Da) = 1/3 x diameter shell

= 1/3 x 3,11397 = 1,03799 ft = 12,45588 in

Lebar Blade (W) = 1/5 x Da = 1/5 x 1,03799 = ft = 2,49118 in

Panjang Blade (L) = 1/4 Da = 1/4 x 1,03799 = 0,25949 ft = 3,11397 in

Kecepatan = tikputaran/de1,25detik60

menit1x

menit

putaran75N

Viskositas Campuran :0,55 cP x 2,4191

0,00037/3600

1,33051

jamdet

Lb/ft.det

2182024,977

000370

9074351251037991N

det

detdet222

Re

ft.

Lb

ft.lbputaran

/,

/,x/,xft,

μ

ρxDa

Diperoleh Np = 1,2

HP0,014827550

8,15521

32,174

1,03799x1,25x2,147904

gc

pxDaxNxNP

2,147904(0,05041)x1,2)(NNkoreksiN

0,0504132,174

1,00799x1,25

gc

DaxNN

0,1065140

2182024,977loga

244hal140)b1;(ab

logam

5353p

0,10651mftpp

22

fr

Re

CabeMc.N

Menentukan jumlah impeller

buah1212,113893,11397

0,8258x45,691377N

tan

gkid

sgxhl

4. Pompa Sentrifugal (L-104)

Fungsi: Memompa Trigliserida dan NaOH dari mixer 1 ke reactor I

Tipe: Centrifugal Pump

Perhitungan:

Rate NaOH = 4,6679 kg/jam = 10,29085 lb/jam

ρ NaOH = 131,103 lb/ft3

a. Menentukan rate volumetrik

(Qf) =jam

lb

jamlb

/,

/,

ρ

m

103131

2908510

= det

3ft3 /0.000218/jamft0,07849

= 0,04719 gal/jam

b. Menentukan dimensi pipa :

Disusun aliran flurida laminar maka (Timmerhaus hal. 525) :

Dopt = 3,0 x Q0,36 x ρ0,18 (pers. 15 hal 525 Peter & Timmerhaus hal. 525)

= 3,0 x (0.000218)0,36 x (131,103)0,18

= 0,45089 in

Dipilih pada standard (Geankoplis App. A.5 hal 892) :

Dnominal = ¾ in sch 40

Di = 0,824 in = 0,06867 ft

= 1,050 in = 0,0755 ft

a = 0,00371 ft2

Menentukan laju alir-aliran fluida (v) :

ft/det0,05876003710

0002180v

2

det

3

ft,

/,

a

Q ftf

Pengecekan jenis aliran :

det

3det

Re026880

131103058760068670ρxvxDN

ft.lbm

ftlbft

/,

/x/,xft,

= 19,680322 < 2100 (aliran laminar)

c. Menentukan panjang pipa

Direncanakan :

Panjang pipa lurus = 20 ft

2 buah elbow 90°, Kf = 0.9 (Mc. Cabe, hal 103)

L/D = 32 in (Temmerhaus, hal 514)

L = 32 in x 2 x 0,824 = 52,736 in = 4.395 ft

2 buah gate valve, Kf = 0.2 (Mc. Cabe, hal 103)

L/D = 7 in (Timmerhaus, hal 514)

L = 7 x 2 0,824 = 11,536 in = 0,9613 ft

Entrance valve : L = 3.8 ft

Exit valve : L = 3.8 ft

Panjang total pipa = (ΔL) = 11,536 + 0.9613 + 1.9 + 3.8 = 18.1973 ft

d. Perhitungan friction loss (ΣF)

- Friktion loss pada system perpipaan :

Pada elbow 90° = 2 x 0.9 = 1.8

Pada gate valve = 2 x 0.2 = 0.4

ΣKf = 1.8 + 0.4 = 2.2

- Contraction loss pada tangki keluar

Kc = 0.550)(10.55A

A10.55

1

2

hc = 2.5686/x2

(2,1611)x0.55

2α

vxKc

21

22

- Friksi pada pipa lurus

Ff =2

vx

D

ΔLx4f

2

=2

2,1611x

0,06867

18,1973x0,13x4

2

= 321.7755

- Friksi pada system perpipaan

Hf = 5.13732

(2,1611)2.2K

2

f

- Expantion loss pada tangki masuk

2.33512

2,1611x1

2

vKh

10)(1A

A1K

2

exex

2

1

2ex

Maka total friction loss

ΣF = Ff + hex + hc + hf (Geankoplis, pers 2.10 - 18, hal 94)

= 321.7755 + 5.1373 + 2.5686 + 2.3351

= 331.8165 lbf.ft/lbm

e. Menentukan kerja pompa

Bedasarkan persamaan Bernouli

0WsΣFρ

ΔP

gc

Δz.g

gc.2

Δv 2

Dimana :

ft/lbf/lbm7.0363

93,6468855.999

0

32.174

32.174x7

32.174x2x2

(2.1611)Ws

ft/det32.174g.detlbm.ft/lbf32.1740gc

ft/det2.1611Δv0Δpft7Δz0,5α

2

h. Menentukan tenaga penggerak pompa

HP0,005878550

57,3095x0.00802x7,0363

550

ρxQxWpWHP

Efisiensi pompa untuk kapasitas 0,04719 gpm adalah 70%

Efisiensi pompa untuk power motor 0,005878 adalah 80%

Daya motor = HP0.0104960.8x0.7

0,005878

Spesifikasi pompa

Fungsi : Mengalirkan ,inyak dari storage ke Reaktor I

Tipe : Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi : Commersial

Kapasitas pompa : 0,010496 gal/menit

Daya : 0,010496 HP

Jumlah : 1 buah

5. Rektor I (R-110) (Aquilio Doutel Conceicao)

6. Dekanter 1 (H-111)

Fungsi: Memisahkan asam lemak dari gliserin

Dasar perancangan

Tipe: Horizontal Dekanter

Jumlah:1 buah

Bahan konstruksi: Carbon steel

Residence time: 60 menit

Massa campuran masuk: 144.9184 kg/jam

Massa gliserin:144.9184 kg/jam

Massa asam lemak: 62,3779 kg/jam

Densitas campuran =mL

ft

gramLb

mLg

/0.000035

/0.00220x/0.911113

=3

3

3

ft

m

gramlb

ft

lb

/0.028317

/0.45359x/657.2691428

= 917.3539044 kg/m3

Densitas gliserin =mL

ft

gramlb

mLg

/0.000035

/0.00220x/1.26493

=3

3

3

ft

m

gramlb

ftlb

/0.028317

/0.45359x779.4514285

= 1272,676254 kg/m3

Densitas as lemak =mL

m

gramlb

mLg

/0.028317

/0.00220x/0.883

=3

3

3

ft

m

gramlb

ft

lb

/0.02831

/0.45359x/155.3142857

= 886,0404301 kg/ 3m

in28.5748ft2,38129di

di1.7394ft67.24322

d)2(Lsd0.0847Lsxdi4

πd0.0847V

VVVV

ft67.243220.85

57.15674

0.85

VV

ft57.15674/657.2691428

jam1x/2.2x/1487.8715V

33

323T

dishshelldishT

3LT

3

ft

lb

kglb

jamkg

L3

m

Menentukan tinggi silinder

ft0,402442.38129x0.169d0.169hb

ft3,5719352,38129x1,5d1,5Ls

Tinggi larutan (hl) = Ls + hb = 4.76258 = 0,40244 = 5.16502 ft

Pdesign = Poperasi + Phidrostatik

= Poperasi +144

hlx

= 14.7 + psi75414.16144

16502.5x26914286.57

Berdasarkan Brownel & Young, App. D hal 335 bahan yang digunakan carbon steel

SA 135 Grade B dengan F = 12.750, E = 0,85, C = 1/16

Menentukan tabel tangki

in16

316

1,35416

116,55707)x0.60.85x2(12.750

28.57548x16,75414

Cpi)0.62(f.E

dixpits

Standadisasi : do = di + 2 ts

= 28.57548 + 2 x 3/16 = 28.75048 in

Pendekatan ke do = 29 in

42,93756ft3,57813ft2,38542x1,5d1,5Ls

(memenuhi)2,83932,38755

5,38755

di

Ls

ft5,38755Ls

Ls3,579611,64954ft67,24322

d0.0847Lsdi4

πd0.0847

VVVV

ft2,38542in28.625/x229ts2dodi

3

323

dishshelldishT

163

Menentukan tebal tutup standartd dished (tha)

r = d = 2,38542 ft = 28,62504 in

in16

316

2,7854116

116,75414)x010.85x(12.750

28,62504x16,75414x0.885

Cpi0.1f.E

rxpix0.885tha

Tinggi tutup atas (Ha)

Ha = 0.169 d = 0.169 x 2,38542 = 0,403135 ft = 4,83762

Tinggi heavy liquid over flow dari datum

Z3 = 1/2 Ls + tinggi tutup

= (1/2 x 3,57813) + 0,403135 = 2,1922 ft = 26m3064 in

Tinggi light liquid over flow dari datum

Z1 = Ls + tinggi tutup

= 3,57813 + 0,403135 = 3,98127 ft = 47,77518 in

Sehingga :

Z2 = 3

2

131 )(Z

ZZ

= 72708,045142857.79

0877,62)1922,298127,3(

x

= 3,59028 ft

Setling velocity pada droplet fase terdispersi

sm

m

kg

jamkg

1

2

2

min

2

/0,051186

0,72708x/1886.040430

/62,3779

Axm

Ud

m0,72708/39.37

in28,62504x

4dx

4A

3

Kecepatan fase kontinyu

Jika Uc < Ud berarti memenuhi syarat

Lc = rate Volumetrik, fase kontinyu, m3/dt

/dt2m10x3,1630283600

jam1x

/41272.67625

/144,9184mLc 5

jamkg

jamkg

Sehingga :

syarat)(memenuhiUd10x4,92

0642759602

10x3,163028

a

LcLc

5

5

Dimensi Pipa

Diambil inlet velocity = 0.8 m/dt

Flow rate 4

jamkg

jamkg

10x4,5053dt3600

jam1x

/4917.353904

/1487,8715m

Luas pipa (A) :

in0.39842m0.01012

4

10x5,63164di

dixA

m10x5,631650.8

10x4,5053

0.8

rateflowA

21

4

2

244

7. Storage As Lemak (F-112)

Fungsi : Menampung produk As lemak

Dasar perncangan :

Tipe : Silinder Tegak dengan tutup atas standard dished dan tutup bawah conial

Jumlah : 2 buah

Bahan konstruksi : Carbon Steel

Residence Time: 30 hari


Densitas Campuran : lb/ft3655,2011428/0,000035

/0,00220x/0,8782

mLft

gramlb

mLg

3

Menentukan Volume Tangki :

Volume Liquid =

m

=3ft

lb

kglb

jamkg

/655,2011428

jam24xhari30x/2,2x/62,3779

= 3937463,1789 ft

VLiquid = 80 % Volume tangki

VTangki = 33

Liquidft2237,42183

0,8

ft1789,93746

0,8

V

Volume tiap tangki = 3ft1118,710912

2237,42183

Menentukan dimensi tangki :

Vdish = 0,0847 d3

Vshell = d)1,5(Lsd1,1775Lsxdi4

32

Vconis = )120(αd0,0755/tg24

di. 3

21

3

VT = Vdish + Vshell +Vconis + 0.0847 d3 + 1,1775 d3 + 0,0755 d3

1118,71091 ft3 = 1,3377 d3

d = 9,42149 ft = 113,05791 in

Ls = 1,5 x 9,42149 ft = 14,13224 ft = 169,58682 in

Tinggi larutan dalam tutup bawah (hb)

Hb = ft2,7193260tg

9,42/

/tg

d/ 21

21

21


= 14,45 + 2,71932 = 27,16932 ft

Pdesign = Poperasi + Phisdrostatik

= Poperasi +144

hlx

= 14.7 +144

psi27,11515x/625,2011428 3ft

lb

Menentukan Tebal tangki (ts) :


SA 135 Grade B dengan F = 12.750, E = 0,85,C =1/16

Ts = pi)0.6(f.E2

dixpiC

= in16/516

4,741616/1

25,11512)x0,60,85x(12.7502

9,42149x25,11512


= 9,42149 + 2 x 5/16 10,04649 in


di = do - 2 ts = 10 - 2 x 5/16 = 9,375 in =0,78125 ft

VT = Vdish = V shell + Vconis = 0.0847 d3 +4

d2 x Ls + 0,0755 d3

1118,71091 ft3 = 412,31832 + 225,4771 Ls + 367,5328 ft3

Ls = 37,93097 ft

1,52,9646029,42149

27,93097

di

Ls (memenuhi)

Ls = 1,5 d = 1,5 x 9,42149 ft = 14,132224 ft = 169,58682 in

Menentukan tebal tutup atas standart dished (tha)

r = d = 9,42149 ft = 113,05788 in

in/in8/1616

7,8776616

125,11512)x0,10,85x(12,750

113,05788x25,11512x0,885

Cpi0.1f.E

rxpix0.885tha

21


ha = 0,169 d = 0,169 x 9,42149 = 1,591118 ft = 19,093417 in

Menentukan tebal tutup bawah conical (thb)

in16

916

8,78066

161

25,11512)x0,60,85x(12.75060cos2

113,05788x25,11512

Cpi)0,6(f.E/cos2

dixpithb

21


in332,6369987ft2,71974960tg

9,42149x/

α/tg

d/hb 2

1

21

21

Tinggi tangki (H) = ha + Ls + hb

= 2,964602 + 25,11512 + 2,719749

= 30,79947 ft = 369,5936 in


Fungsi : Mengalirkan asam lemak dari dekantar I meneju reaktor II

Dasar Perancangan :


Jumlah : 1 buah



Viskositas Campuran : 11,4844 cP x 2,4191

= lb/ft.det77890,00771719/3600

/427,7819120

jamdet

ft.jamlb

Massa masuk = 69001,45 kg/jam

Rate Volumetrik (Qr) =

m

=jam

det

jamft

ft

lb

kglb

jamkg

/3600

/2724,25369

/455,7228571

/2,2x/69001,45413

3

= 0,75674 ft3/det x 7,481 gal/ft3 x 60 det/menit

= 339,67032 gal/menit

Perhitungan diameter pipa :

Dopt = 3,0 x Q0,36 x ρ0,18 (pers. 15 hal 525 peter & Tommerhaus)

= 3,0 x (0,00376)0,36 x (55,72285714)0,18 = 0,82885 in

Direncanakan :

Ketinggian pipa (Z) = 14 ft

Panjang pipa (L) = 16,4 bft

Bedasarkan Geankoplis App.A hal 892 didapatkan

Dnominal = ¾ in sch 40

Di = 0,824 in

Do = 1,050 in

a = 0,00371 ft2

Kecepatan linier (v) = ft/det1,01348ft0,00371

/0,000376

a

Qr2

detft3

24986,50

/7890,07717197

/l455,7228571x/1,01348xft12

0,824xvxD

Nft.det

lb

ft

bdet

ft

Re

3

Dari Geankolis tabel 2.10-1 hal 93 untuk sambungan valve didapatkan :

Standart elbow = 3 x 0,75 = 2,25

Globe valve = 1 x 9,5 = 9,5

Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17

Tee = 1 x 1 = 1

ΔL = 12,92 + 16,4 = 29,32 ft

ΣF = 4 x f x ΔL/D x v2/2gc

= 4 x 0,035 x 0,2324332,174x2

1,01348x

in/120,824

29,32 2

Dimana : = 0,5 (laminar) ; Δv = 1,01348 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 14 ft

p

Δ

g

gxΔz

2.α.α.

vWs

c

2

ΣF

= lbmlb.ft

2

/14,264350,2324301x1432,174x1/2x2

1,01348

WHP = HP2,035.103600x550

283,46x14,26435

550

mxWs 3

pompa = 70 %

BHP = HP0,010,7

2,035.10

pompaη

WHP 3

motor = 80 %

Daya pompa actual = HP0,01270,80

0,01

motor

BHP

9. Reaktor II (R-120)

Fungsi : Mereaksikan Trigliserida menjadi gliserin dan as lemak

Dasar perancangan :

Tipe : Silinder Tegak dengan tutup atas standardt dished dan tutup bawah conical

dilengkapi pengaduk dan jaket pemanas

Jumlah : 1 buah




Densitas campuran : 55.68514286 lb/ft3

Menentukan volume tangki

Volume liquid = 3

3

6060

kglb

ft13,45989lb/ft655.6851428

jam/x/2.2xkg/jam340,6892

m

Vliquid = 80 % volume tangki

Vtangki = 3liquidft16,82487

0.8

13,45989

0.8

V


Vdish = 0.0847.d3

Vshell = d)1.5(Ls1.1775.dLsxdi4

32

Vconis = )120(αd0.0755/tg.24

di. 3

21

3

VT =Vdish + Vshell + Vconis = 0,0847 d3 + 1,1775 d3 + 0,0755 d3

16,82487 ft3 = 1,3377 d3

d = 2,32558 ft = 27,90694 in

Ls = 1,5 d = 1,5 x 2,14771 ft = 3,22157 ft = 38,65878 in


hb = ft0,6199960tg

ft2,14771x1/2

α/tg

d/

21

21

Tinggi larutan (hl) Ls + hb

= 3,22157 + 0,61999 = 3,841560

Pdesign + Poperasi + Phidrostatik

= Poperasi +144

hlxρ

= 14,7 + psi16,18554144

ft3,84156x/655,6851428 3ft

lb



SA 135 grade B dengan f = 12.750, E = 0,85, C = 1/16

ts =)6,0.(2 piEf

dixpi

= in3/1616

1,1295

16

1

16,18554)x0,60,85x(12.7502

27,90694x16,18554

Standarisasi : do = di + 2 ts

= 27,90694 + 2 x 3/16

= 28,28194 in


Di = do - 2 ts = 28 - 2 x 3/16 = 27,625 in = 2,30208 ft

VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0,0847 d3 +4

di2 x Ls + 0,0755 d3

16,82487 = 1,27443 + 4,78436.Ls + 1,36

Ls = 2,96601 ft

1,51,753832,32558

4,01777

di

Ls (memenuhi)

Ls = 1,5 x 2,32558 ft = 27,90696 in

tha = Cpi0,1f.E

rxpix0,885

= in/16

1,59025

16

1

16,18554)x0,10,85x(12.750

27,90696x16,8554x0,88516

3


ha = 0,169.d = 0,169 x 2,32558 = 0,39302 ft = 4,71627 in

Menetukan tebal tutup bawah conical (thb)

thb =pi)0,6(f.E/cos2

dixpi

21

= in/16

1,66745

16

1

16,18554)x0,60,85x(12.75060cos2

27,90694x16,1855416

3


hb = in8,056045ft0,67133760tg

2,32558x/

/tg

d/ 21

21

21

Tinggi tangki (H) = ha + Ls + hb

= 0,39302 + 3,22157 + 0,671337

= 4,285927 ft = 51,431124 in

Perhitungan pengaduk

Dipakai impeller jenis turbin dengan 6 flatblade


= 1/3 x 2,32558 = 0,77519 ft = 9,30232 in

Lebar blade (W) = 1/5 x 0,77519 = 0,155038 ft = 1,860456 in

Panjang blade (L) = ¼ x Da = ¼ x 0,77519 = 0,19379 ft = 2,32557 in

Dari Mc.Cabe gambar 9-13 hal 242 kurva D diperoleh

S1 0,33 ; S2 = 1 ; S3 = 0,25 ; S4 = 0,25

Kecepatan putar = N = detik/putaran1,25menit60

menit1x

menit1

putaran75

Viskositas campuran = 7,7592 cP x 2,4191

= ft.detlb

jamdet

ft.jamlb

/0,005214/3600

/18,77028

NRe =ft.det

lb

ft

lbdet

putaran2

/0,005214

/55,68514x/1,25xft20,775192ρx NxDa 3

NRe = 8022,2222106 > 2100 (aliran turbelen)

Diperoleh Np = 1,5

m = 40b;1adimanab

Nloga Re

= 072607,040

22106,8022log1

Nft = 0,07751932,174

0,77519x1,25

gc

DaxN 22

Np Koreksi = Np (Nfr)m = 1,5 x 0,77519-0,072607 = 1,52799

p =32,174

55,68514x0,77519x1,25x1,52799

gc

xDaxNxN 5353p

p = HP0,00263550

1,44586


N = buah21,73432,135416

0,8859x4,180449

d

sgxhl

tangki

Perhitungan Coil Pemanas

Dasar perancanagan :

Reaksi yang terjadi di dalam reaktor adalah reaksi endoterm dan beroperasi pada

suhu 60°C = 140°F


Steam masuk pada suhu 30°C dan keluar pada suhu 60°C

Tekanan operasi = 1 jam

Digunakan coil pemanas berbentuk spiral dengan kontruksi High Alloy Steel SA

grade C tipe 347. (Brownell & Young, tabel 13.1 hal. 251)

Menentukan ΔTLMTD :

t1 = suhu bahan masuk = 30° C = 86° F

t2 = suhu bahan keluar = 60° C = 140° F

ΔTLMTD =

140

86in

F140)(86

Δt

Δtin

ΔtΔt

2

1

21

= 110,815°F

Menetukan suhu kaloric :

tc = ½ (t1 + t2) = ½ (86 + 140)°F = 113° F

Direncanakan ukuran pipa

Dari pery 6th table 6 - 42


Do = 2,375 in

Di = 2,067 in

A = 0,02330 ft2


NRe =42,2x

xNxL 2

Dimana N = 150 putaran / menit x 1 menit / 60 detik = 2,5 putaran perdetik

L = 1/3 diameter silinder = 1/3 x 3,95052 ft

NRe =2.42x/668670,00052139

/8655,6685142x/2,5xft0,95052

ft.detlb

ftlb

detikputran22

= 99682,34188 > 2100

Dari thimmerhause hal 525, diketahui alirannya adalah turbulen (NRe > 2100)

Didapat jh = 8


Cp = 1,0512

Diketahui :

hio steam = 1450 Btu/h.ft2.°F

(hio = koefisien perpindahan panas dari pipa luar yang dikoreksi terhadap diameter

pipa dalam, Btu/h.ft2.°F)

Ho = jh

0,066

218,7702807x1,0512

80208,3

066,08

5

.

di

kx

cp

Ho = 860,4597955

Uc = 62116,33837551450,45979

5860,459795x1450

x

x

hohio

hohio

Rd diasumsikkan 0,004

Rd =CDDC

DC

U

1

U

1

UxU

UU

5690,003527482116,33876

10,004

U

1Rd

U

1

CD

UD = 283,4880324

A = 0,79942114,893x4283,488032

1142393,189

.ΔΔU

σ

D

L = 30984,3402330,0

79942,0

a

A

Jumlah lilitan coil

n =coilD

L

.

jika d pengaduk < d coil < d bejana, maka :


d bejana = 3,80208

Dirancang d coil = 1 ft

Jumlah lilitan (n) buah1110,82671x3,14

34,30984


Tinggi coil = (n-1) x (d0 + jarak antara coil) + do

= (11-1) x (1,067 + 1,5) + 1,067

= 36,34 in = 3,028333 ft


Tinggi coil < tinggi tangki (memenuhi)

10.Pompa Sentrifugal (L-121)

Fungsi : mengalirkan gliserin dan As lemak dari Reaktor II menuju tangki asidulasi

Dasar rancangan :


Jumlah : 1 buah


Densitas campuran : 55,155084714 lb/ft3

Viskositas campuran : 7,2058 cP x 2,4191

= ft.detlb

jamdet

ft.jamlb

/4740,00484209/3600

/817,4315507


Rate volumetric (Qf) =

m

=jam

det

jamft

ft

lb

kglb

jamkg

/3600

/5,74363

/455,1508571

/2,2x/144,91843

3


= 0,7161 gal/manit


Dopt = 3,0 x Q0,36 x18,0

c (pes.15 hal 525 peter & Timmerhaus)

= 3, x (0,00159)0,36 x (0,00484)0,18 = 0,11295 in

Direncanakan :

Ketinggian pipa (Z) = 16,2 ft

Panjang pipa (L) = 18,2 ft

Berdasarkan Geankoplis App.A5 892 didapatkan

Dnominal = ¼ in sch 40

Di = 0,364 in

Do = 0,540 in

a = 0,00072 ft2

Kecepatan linier (v) = detft

2

detft

f /5,23611ft0,00072

/0,00377

a

Q3

NRe =ft.det

lb

ft

lbdet

ft

/7140,00484209

/455,1508571x/5,23611xft0,364xvxD 3

= 1809,03684 < 2100 (alira laminar)

Dari Geankolis tabel 2.10-1 hal 93 untuk sembungan valve didapatkan :

Standad Elbow 90° = 1 x 0,75 = 0,75


Globe valve = 1x 0,17 = 0,17

Tee = 1x 1 = 1

ΔL = 12,17 + 18,5 = 29,62 ft


= 4 x 0,0009 x 14,9778732,174x2

5,23611x

/0,364

29,62 2

12in

Dimana : = ½ (laminar) ; Δv = 5,23611 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 16,2 ft

Ws = p

Δp

g

gxΔz

2.α.α

v2

cc

ΣF

= bmftlb lx

xx/34061,3197787,14012,16

174,32/2

236112,5 .

21

WHP = 35,38122.103600x550

339,9682x31,34061

550

mxWs

pompa = 20%

BHP = HP0,026910,2

5,38122.10

pompaη

WHP 3

motor = 80%


0,02691

motorη

BHP

11.Tangki Asidulasi (M-130)

Fungsi : Menetralkan sisa katalis basa dan memisahkan sabun dengan penambahan

HCL

Dasar perancangan :

Tipe : Silnder Tegak dengan tutup atas standard dished dan tutup bawah conical

dilengkapi pengaduk

Jumlah : 1 buah




Densitas campuran : 78,90457143 lb/ft3


Volume liquid =

m

= 3

ft

lb

6015

ft2,37476/378,9045714

jam/xlb/kg2,2xkg/jam340,6892

3

VLiquid = 80% Volume tangki

VT = 33

L ft2,968440,8

ft2,3746

0,8

V

Menentukan dimensi tangki

Vdish = 0,0847 d3


32

Vconis = )120(αd30,0755/tg24

di.

21

3

VT = Vdish +Vshell + Vconis = 0.0847 d3 + 1,1775 d3 + 0.0755 d3

2,96844 ft3 = 1,3377 d3

d = 1,304337 ft = 15,652045 in

Ls = 1,5 d = 1,5 x 1,23093 ft = 1,846395 ft = 22,15674 in


hb = ft0,3553460tg

1,23093/

α/tg

d/ 21

21

21


= 1,95651 + 0,37653 = 2,33304 ft


= Poperasi +144

hlx

= 14.7 + psi15,97839144

ft2,33304x/378,9045714 3ft

lb

Menentukan tebal tangki (ts) :

Bedasarkan Brownell & Young, App. D hal 335 bahan yang digunakan carbon steel


ts = in/16

1,16569/

15,90622)x0,60,85x2(12.750

14,1477114x15,9062216

316

1


= 14,1477114 + 2 x 3/16 = 14,52271 in


di = do - 2 ts = 15 -2 x 3/16 = 14,625 in = 1,21875 ft

VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0.847 d3 +4

d2 x Ls + 0,0755 d3

2,49492 ft3 = 0,18698 + 1,3309 Ls + 0,16667 ft3

Ls = 1,98485 ft

5,152437,121875,1

98485,1

di

Ls(memenuhi)

Ls = 1,5 d = 1,5 x 1,21875 ft = 1,828125 ft = 21,9375 in

Menentukan tebal tutup atas standard dished (tha)

r = d = 1,21875 ft = 14,625 in

tha = CpiEf

rxpix

1.0.

885.0

= in/16

1,3237416/1

15,90622)x0,10,85x(12,750

14,625x15,90622x0,88516

3


ha = 0,169 d = 0,169 x 1,21875 = 0,20596 ft = 2,471625 in


thb =pi)0,6(f.E/cos2

dixpi

21

+ C

= 16/115,90622)x0,60,85x(12,75060cos2

14,625x15,90622

= 163 /

16

36607,1 in


Hb = 4,221874ft0,35182360tg

1,21875x1/2

/tg

d/

21

21

in

Tinggi tangki (hl) = ha + Ls + hb

= 0,20596 + 1,828125 + 0,351823

= 2,385908 ft = 28,66389 in

Penghitungan Pebgaduk



= 1/3 x 1,21875 = 0,40625 ft = 4,875 in

Lebar bkade (W) = 1/5 x Da = 1/5 x 0.40625 = 0,08125 ft = 0,975 in

Panjang blade (L) = ¼ x Da = ¼ x 0,40625 = 0,10156 ft = 1,21875 in


S1 = 0,33 ;S2 = 1 ; S3 = 0,25 ; S4 = 0,25

Kecepatan putar = N = 1,25detik60

menit1x

menit1

putaran75 putaran/det

Viskositas campuran : 10,06513935 cP x 2,4191

= ft.detlb

jamdet

ft.jamlb

/0560,00676349/3600

/24,3485786

NRe =ft.det

lb

ft

lbdet

putaran222

/40560,00676349

/378,9045714x/1,25xft0,40625xNxDa 3

= 5924,26449

Diperoleh Np = 1,3

m = )40;1(log Re

ba

b

NaMc.Cabe I hal 244

= 066932,040

226449,59924log1

NFr = 0,0157832,174

0,440625x1,252

gc

DaN 2

Np = koreksi = Np (NFr)m = 1,3 x (0,01578)-0,06932 = 1,73321

P =32,174

378,9045714x0,40625x1,25x1,73321

gc

ρxdaxNxN 5353p

= HP1,67025.10550

0,09186 4


N = 2,457461,21875

1,2553x2,385908

d

sgxhl

tangki

3 buah

12.Dekanter II (H-131)

Fungsi : memisahkan sabun As lemak dan FFA dari gliserin input dari tangki

asidulasi

Dasar perancangan :

Tipe : horizontal decanter

Jumlah : 1 buah



Massa campuran masuk = 286,4222 kg/jam

Massa FFA = 0,0187 kg/jam

Massa As lemak = 131,0443 kg/jam

Densitas campuran =mL

ft

glb

mLg

/0,000035

/0,00220x/0,88593

=3

3

3

ft

m

glb

ft

lb

/0,028317

/0,45359x/655,6851428

= 891,9809284 kg/m3

Densitas FFA =mL

ft

glb

mLg

/0,000035

/0,00220x/1,26493

=3

3

3

ft

m

glb

ft

lb

/0,028317

/0,045359x/779,4514285

= 1272,676254 kg/m3

Densitas As lemak =mL

ft

glb

mLg

/0,000035

/0,00220x/0,883

=3

3

ft

m /0,028317

lb/g0,45359xlb/ft3155,3142857

= 886,0404301 kg/m3

VL = 3

ft

lb

kglb

jamkg

ft211,3159239/655,6851428

1jamx/2,2x/286,4222m

3

VT = 3L ft13,312850,85

211,3159239

0,85

V


di2 x Ls + 0,0847 d3 (Ls = 2 d)

13,31285 ft3 = 1,7394 di3

di = 1,97072 = 23,64858 in


Ls = 2 d = 2 x 1,97072 = 3,94144 ft

hb = 0,169 d = 0,169 x 1,97072 = 0,33305 = 4,27449 ft


= Poperasi +144

H1x

= 14,7 + 35296,16144

27449,468514286,55

xpsi

Berdasarkan Brownell & Young App. D hal 335 bahan yang digunakan adalah

carbon steel SA 135 grade B dengan f = 12,750, E = 0,85, C = 1/16

Menentukan tebal tangki

ts = 0,6.pi)2(f.E

dixpiC

= 1,30766/1616

1

)23,x0,60,850,85x2(12.750

23,64858x16,46666

3/16 in

Standardisasi do = di + 2 ts

= 23,64858 + 2 x 3/16

= 224,02358 ft


di = do - 2 ts = 24 - 2 x 3/16 = 23,625 in = 1,96875

VT = Vdish + Vshell +Vconis = 0,0847 d3 +4

di2 x Ls + 0,0847 d3

13,31285 ft3 = 1,64954 + 3,57961 Ls

Ls = 4,30586 ft

2,187101,96875

4,30586

di

Ls > 2 (memenuhi)

Ls = 2 d = 2 x 1,96875 ft = 3,9375 ft = 47,25 in

Menentukan tebal tutup standard dished (tha)

r = d = 1,996875 ft = 23,625 in

tha = Cpi0,1f.E

rxpix0,8885

=16

1

16,35296)x0,10,85x(12.750

23,625x16,35296x0,885

= 1,5514/16 3/16

Tinggi tutup atas (Ha)

Ha = 0,169 d = 0,169 x 1,96875 = 0,33272 ft = 3,99263 in


Z3 = ½ Ls + tinggi tutup

= (1/2 x 3,9375) + 0,33272 = 2,30147 ft = 51,24264 in

Tinggi light liquid over flow dari datum


= 3,9375 + 0,33272 = 4,27022 ft = 51,24264 in

Sehingga :

Z2 = 3

2

131 Zρ

ρ)Z(Z

Z2 = 2,30147776,4514285

155,3142857x2,30147)(4,27022

= 3,672 ft

Settling velocity pada droplet fase terdispersi

A = 2

2

min

2 m0,360091/39,37

in2,3625x

4

πdx

4

Ud = 1Axm

Ud =jam

det

jamm

2

m

kg

jamkg

/3600

/0,053257m0,360019x

/1886,040430

/131,0443

3

Ud = 1,475.10-5 m/s

Kecaptan fase kontinu


Lc = rate volumetric, fase kontinu, m3/det

Lc = detm4

m

kg

jamkg

/10.1,08899det3600

jam1x

/541.272,6762

/4,25111m 2

3

Luas pipa (A) :

A = 244

m1,36124.100,8

1,08899.10

0,8

flowrate

A = x di2

di = 0,01317/

1,6124.101/2

4π

4

m = 0,5185 in

13.Storage Sabun FFA (F-132)

Fungsi : Menampung FFA + sabun

Dasar perancangan :

Tipe : Silinder Tegak dengan tutup atas standard dished dan tutup bawah conical

Jumlah : 1 buah


Residence Time : 30 hari


Densitas Campuran : 33 ft

lb

mLft

gramlb

/647,1491428/0,000035

/0,00220xg/mL0,7501


Volume Liquid =47,1491

jam24xhari30xlb/kg2,2xkg/jam0,00187

m

= 0,628236 ft3


VTangki = 33

Liquidft0,78529

0,8

ft0,628236

0,8

V


Vdish = 0,0847 d3

Vshell =4

di2 x Ls = 0,0755 d3 ( dLs 5,1 )

Vconis = )120(d30,0755/tg24

di.

21

3

VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0.0847 d3 + 1,1775 d3 + 0,0755 d3

0,78529 ft3 = 1,3377 d3

d = 0,83732 ft = 10,0478 in

Ls = 1,5 d = 1,5 x 0,83732 ft = 1,25598 ft = 15,07175 in


hb = ft0,24171460tg

0,837321/2

/tg

d/

21

21


= 1,25598 + 0,241714 = 1,497694 ft


= Poperasi +144

hlx

= 14.7 + 15,190385144

ft1,497694x/647,1491428 3ft

lb

psi




ts = Cpi)0.6(f.E2

dixpi

= 3/1616

1,631661/16

15,19038)x0,60,85x(1.7502

45,51893x15,19038

in

Stadardisasi : do = di + 2 ts

= 45,51893 + 2 x 3/16 = 45,89393 ft

VT = Vdish + Vshell +Vconis = 0.0847 d3 + 32 0755,04

dLsxd

0,78598 ft3 = 5,29474 + 1,4976694 Ls + 4,71963 ft3

Ls = 6,05234 ft

1,51,5253,96875

6,05234

di

Ls (memenuhi)

Ls = 1,5 d = 1,5 x 3,96875 ft = 5,953125 ft = 71,4375 in


r = d = 3,96875 ft = 47,625 in

tha =pi0.1f.E

rxpix0.885

+ C

= 16/115,190385)x0,10,85x(12,750

15,190385x0,85

=16

16875,2

= 3/16 in


ha = 0,169 d = 0,169 x 3,96875 = 0,67072 ft = 8,048625 in


thb = Cpi)0,6(f.E/cos2

dixpi

21

= 16/115,190385)x0,60,85x(12.75060cos2

47,625x15,190385

= 16/316

32177,2 in

Tinggi tutp bawah (hb)

hb = 13,74815ft1,1456860tg

3,96875x/

/tg

d/ 21

21

21

in

Tinggi tangki (hl) = ha + Ls +hb

= 0,67072 + 5,953125 + 1,14568

= 7,769525 ft = 93,1343 in

14.Pompa Sebtrifugal (L-133)

Fungsi : Mengalirkan sabun FFA dari storage FFA menuju ke reaktor II

Dasar perancangan :


Jumlah : 1 buah

Bahan Konstruksi : Cast Iron

Fungsi : Mengalirkan sabun FFA dari storage FFA menuju ke reaktor II

Dasar perancangan :


Jumlah : 1 buah


Densitas FFA : 33 ft

lb

mLft

gramlb

mLg

/47,0,8629/0,000035

/0,00220x/0,7491

Viskositas FFA : 0,55 cP x 2,4191

= det./l43,69585.10/3600

/1,33051

jamdet

ft.jamlb

ftb


Rate volumetric (Qr) =

m

=jam

det

jamft

ft

lb

jamkg

/3600

/0,00087605

/47,08629

lb/kg2,2x/0,018753

3

= 2,43347.10-4 ft3/det x 7,481 gal/ft3 x 60 menit

= 1,092289.10-4 gal/menit


Dopt = 3,0 x Q0,36 x ρ0,18 (pers. 15 hal 525 Peter & Timmerhaus)

= 3,0 x (2,43347.10-4)0,36 x (47,08629)0,18 = 0,30012 in

Direncanakan :

Ketinggian pipa (Z) =15,2 ft

Panajang pipa (L) = -20,8 ft

Berdasarkan Perry’s 6 th tabel 6-6 hal 6-42 s/d 6-43 didapatkan

Dnominal = 1¼ in sch 40

Di = 0,364 in

Do = 0,540 in

a = 0,00072 ft2

Kecapatan linier (v) = det/f0,0003379ft0,00072

/2,43347.10

a

Q2

detft7

f

3

t

NRe =ft.det

lb4

ft

lbdet

ft

/3,69585.10

/47,08629x/91,0,000337xft0,364xvxD 3

= 15,673826 < 2100 (aliran laminer)

Dari Geankoplis gambar 2.10-3 hal 88 untuk bahan cast iron didapatkan

= 2,6 x 10-4

/D = 0,02812

/39,370,364

2,6.10

inm

4

f = 0,015

Dari Geankolis tabel 2.10-1 hal 93 untuk sambungan valve didapatkan standard

elbow = 2 x 0,75 = 1,5


Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17

Tee = 1 x 1 = 1

ΔL = 12,17 + 20,8 = 32,97 ft

ΣP = 4 x f x ΔL/D x v2/2gc

= 4 x 0,015 x 1,4245232,174x2

1,18556x

/0,364

32,97 2

12in

Dimana : = 1 (turbulen) ; Δv = 1,18556 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 15,2 ft

Ws = p

Δp

g

gxΔz

.gc2.

v2

cΣF

= lbmlb.ft

2

/16,646361,4245201x15,232,174x1x2

1,18556

WHP = 410.339,53600550

7696,6507347,16

550

x

xmxWs

pompa = 70%

BHP = 34

7,6.100,7

5,339.10

pompaη

WHP

Daya pompa actual = HP0,59,5.100,80

9,5.10

motor

BHP 33

15.Sorage DMP (F-134)

Fungsi : Menampung DMP

Dasar Perancangan :

Tipe : Silinder Tegak tutup atas standard dished dan tutup bawah conical.

Jumlah : 2 buah

Bahan konstruksi : Carbon steel



Densitas DMP : 33 ft

lb

mLft

gramlb

mLg

/67,00571/0,000035

/0,00220x/1,066


Volume Liquid =3

3

ft

lb

ft

lbjam

kg

/67,00571

jam24x30x/2,2x/159,5297

m

= 3771,24643 ft3

Storage direncanakan 2 buah anak

VLiquid = 1885,62322 ft3

VLiquid =80% volume tangki

VTangki = 33

Liquidft223557,0290

0,8

ft1885,62322

0,8

V


Vdish = 0,08847 d3

Vshell = 1,5)(Lsd1,1775Lsxd4

32

Vconis = )120(d0,775/tg24

. 3

21

3

d


2357,02902 ft3 = 1,33377 d3

d = 12,07819 ft = 144,93828 in

Ls = 1,5 d = 1,5 x 12,07819 ft = 18,11172 ft = 217,40742 in


hb = ft3,488667360tg

07819,12/

/tg

d/2

1

21

21


= 18,11729 + 3,486673 = 21,6033963 ft = 259,24755 in


= Poperasi +144

hlx

= 14,7 + psi24,75270144

ft221,603963x/67,00571 3ft

lb


Bedasarkan Brownell & Young, App. D hal 335 bahan yang digunakan carbon steel


ts = Cpi)0.6(f.E2

dipi

= in3/1616

2,8491216/1

24,75270)x0,60,85x(12.7502

144,93828x24,75270


= 144,93828 + 2 x 3/16=145,31328 in


di = d0 - 2 ts = 145 - 2 x 3/16 = 144,625 in = 12,05208 ft


+ d2 x Ls + 0,0755 d3

2357,02902 ft3 = 97,17799 + 86,03186 Ls + 86,662265 ft3

Ls = 18,83189 ft

1,51,5591612,07819

ft18,83189

di

Ls (Memenuhi)

Ls = 1,5 d = 1,5 x 12,07819 ft = 18,11729 ft = 217,40742 in


r = d = 12,07819 ft = 144,93828 in

tha = Cpi0.1f.E

rxpix0.885

= 16/357

1,6905716/1

24,75270)x0,10,85x(12,750

144,93828x24,75270x0,85

in


Ha = 0,169 d = 0,196 d = 12,07819 = 2,041214 ft = 24,49457 in


thb = C)pi0,6f.E(/cos2

dixpi

21

= 16/124,75270)0,60,85x(12.75060cos2

144,93828x24,75270

= 3/1616

1,78104 in

Tinggi tutup bawah (ha)

hb = 41,84008ft3,4866760tg

12,078819x/

/tg

d/ 21

21

21


= 2,04121 + 18,11729 + 3,48667

= 23,64517 ft = 283,74204 in

16. Pompa Sentrifugal

Fungsi : Melahirkan DMP dari strorage DMP menuju ke reaktor III

Dasar Perancangan :

Tipe : Centrifugal Pimp

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : Cast Iron

Densitas DMP : 33 ft

lb

mLft

gramlb

mLg

/67,00571/0,000035

/0,00220x/1,066

Viskositas DMP : 0,55 cP x 2,4191

= ft.detlb4

jamdet

ft.jamlb

/3,69585.10/3600

/1,33051



m

=jam

det

jamft

ft

lb

kglb

jamkg

/3600

/5,23784

/67,00571

/2,2x/159,52973

3

= 0,0014553ft /det x 7,481 gal/ft

3 x 60 det/menit

= 0,65307 gal/menit


Dopt = 3,0 x Q0,36 x ρ0,18 (Pers. 15 hal 525 Peter & Timmerhaus )

= 3,0 x (0,001455)0,36 x (67,00571)0,18 = 0,60877 in

Direncayanakan :



Berdasarkan Perry’s 6 th tabel 6-6 hal 6-42 s/d 6-43 didapatkan

Dnominal = 11/4 in sch 40

Di = 0,364 in

Do = 0,540 in

a = 0,00072 ft2

Kecepatan linier (v) = detft

2

detf /2,020833ft0,00072

/0,001455

a

Q3

ft

NRe =jam

lb4

ft

lbdet

ft

/3,69585.10

/67,00571x/2,020833xft0,364xvxD 3

= 33361,1358 < 2100 (aliran laminer)


= 2,6 x 10-4

/D =

inm

in/37,39

364,0

10.6,2 4

f = 0,015

Dari Geankoplis tabel 2..10-1 hal 93 untuk sambungan valve didapatkan

Standard elbow = 2 x 0,75 = 1,5


Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17

Tee = 1 x 1 = 1

ΔL = 12,17 + 20,8 = 32,97 ft

ΣF = 4 x f x ΔL/D x v2 /2gc

= 4 x 0,015 x 4,1848032,174x2

2,020833x

12in0,364

32,97 2

Dimana : = 1 (turbulen) ; Δv = 2,020833 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 15,2 ft

Ws = p

Δp

g

gxΔz

g..2

v

cc

2

ΣF

= lbmlb.ft

2

/19,416204,1848001x15,232,174x1x2

2,02833

WHP = 31.5644.103600x550

156,5297x19,41620

550

mxWs

pompa = 70%

BHP = HP0,022350,7

1,5644.10

Pompa

WHP 3

η

motor = 80%


7,8.10

motor

BHP 3

17.Reaktor III (R-140)

Fungsi : Untuk mereaksikan gliserin dan DMP menjadi methanol

Dasar perancangan :

Tipe : Silinder tegak dengan tutup standart dished dan tutup bawah conical

dilengkapi pengaduk dan jaket pemanas.

Jumlah : 1buah

Bahan kontruksi : Carbon steel


Masa masuk : 162,2798 kg/jam

Desintes campuran : 55,68514286 lb/ft3

Menentukan volume tangki :

Volume liquid = 3

ft

lb

kglb

jamkg

ft6,411325/655.6851428

jam60

60x/2.2x/162,2798

3

p

m

VLiquid = 80% volume tangki

VTangki = 3Liquidft8,01415625

0.8

12,97951

0.8

V


Vdish = 0.0847.d3

Vshell = )d1.5(Ls1.1775.d3Lsxdi4

2

Vconis = )120(d0.0755/tg.24

di. 3

21

3

VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0,0847 + 1,1755 d3 + 0,0755 d3

8,01416 ft3 = 1,3377 d3

d = 1,81681 ft = 21,79454 in

Ls = 1,5 d = 1,5 x 1,81621 ft = 2,724315 ft = 32,69178 in

Tinggi larutan dalam tutup bawah (hl)

hb = ft0,5212960tg

1,81621x1/2

/tg

d/

21

21


= 2,724315 + 0,52429 = 3,248605


= Poperasi +144

hlx

= 14,7 + 15,95624144

ft3,248005x/655,6851428 3ft

lb

psi


Berdasarkan Brownell & Young, App. D hal 335 bahan yang digunakan carbon teel

SA 135 Grade B dengan f = 12.750, E = 0,85, C = 1/16

ts = Cpi)0.6(f.E2

dixpi

= 16/316

1,25694

16

1

15,95624)x0,60,85x(12.7502

21,79454x15,95624

in

Standarisasi : do = di + 2 ts

= 21,79454 + 2 x 3/16

= 22,16954 in


Di = do - 2 ts = 22 - 2 x 3/16 = 21,625 in = 1,80208 ft

VT = Vdish + Vshell + V conis = 0,0847 d3 +4

di2 x Ls + 0,0755 d3

8,01416 = 1,27443 + 4,78436 Ls +1,36

Ls = 3,1244 ft

1,720331,81621

ft3,12441

di

Ls1,5 (memenuhi)

Ls = 1,5 d = 1,5 x 1,81621 ft = 2,7243315 ft = 32,69178 in

Menentukan tebal tutup atas standad dished (tha)

r = d = 1,81621 ft = 21,79452 in

tha = Cpi00,1f.E

rxpix0,885

= 16/316

1,71408

16

1

15,95624)x0,1x0,85x(12.750

21,79452x15,95624x0,885 in


ha = 0,169.d = 0,169 x 1,81621 = 0,306939 ft = 3,683273 in


thb = C0,6)(f.E/cos2

dixpi

21

=

1,7144516

1

15,95624)x0,60,85x(12.75060cos2

21,79452x15,956243/16 in


hb =

60tg

1,81621x1/2

/tg

d/

21

21

= 0,52429 ft = 6,29154 in


= 0,306939 + 2,724315 + 7,95905

= 9,3227889 ft = 111,8734799 in

Perhitungan pengaduk



= 1/3 x 1,81621 = 0,605403 ft = 7,26484 in

Lebar blade (W) = 0,17 x Da = 0,17 x 0,605403 = 0,102918 ft = 1,235022 in

Panjang blade (L) = 1/3 x Da = 1/3 x 0,605403 = 0,201801 ft = 2,42162 in


S1 = 0,33 ; S2 = 1 ; S3 = 0,25 ; S4 = 0,25

Kecepatan putar = N = tikputaran/de1,25detik60

menit1x

menit1

Putaran75

Viskositas campuran = 7,7592 cP x 2,4191

= 0,005214/3600

/18,77028

jamdet

ft.jamlb

= 0,005214 lb/ft.det

NRe =ft.det

lb

3det

putaran222

/005214,0

ft/68514,55/25,1605403,0xNxDa lbxxft

NRe = 8082,07489

Diperoleh NP = 1,5

m =b

Nloga Redimana a = 1 ; b = (Mc.Cabe I hal 244)

= 0726,040

07489,8082log1

Nfr = 029402,0174,32

60543,0252,1DaN 2

x

gc

x

NP = koreksi = NP (Nfr)m = 1,5 x 0,029402-0,726 = 1,6638878

P =174,32

68514,55x822925,0x253,16638878,153 x

gc

xDaxNxN P

Perhitungan Coil Pemanas

Dasar perancangan :

Reaksi yang terjadi di dalam reaktor adalah reaksi endotem dan beropersi pada suhu

60° C = °F


Steam masuk pada suhu 30 °C dan keluar pada suhu 60 °C

Tekanan operasi = 1 atm

Digunakan coil pemanas berbentuk spiral dengan konstruksi High Alloy Steel SA

grade C tipe 347 (Brownell & Young, tabel 13.1 hal. 251)

Menentukan ΔTLMDT :

t1 = suhu bahan masuk = 30° C = 86° F

t2 = suhu bahan keluar = 60° C = 140° F

ΔTLMTD =

140

861n

)14086(

1n2

1

21 F

t

t

tt

= 110,815 °F

Menentukan suhu caloric

tc = ½ (t1 + t2) = ½ (86 + 140)°F = 113 °F

Direncanakan ukuran pipa

Dari pery 6th tabel 6-42


Do = 2,375 in

Di = 2,067 in

A = 0,02330 ft2


NRe =42,2

ρNL2

x

xx

Dimana N = 150 putaran/menit x 1 menit/60detik = 2,5 putaran perdetik

L = 1/3 diameter silinder = 1/3 x 3,80208 = 0,95052 ft

NRe =42.2/8670005213966,0

/68514286,55/5,295052,0

ft.detlb

ftlb

detikputaran22

x

xxft

= 99682,34188 > 2100

Dari thimmerhaus hal 525, diketahui aliranya adanya turbulen (NRe > 2100)

Didapat = 1,0512


Cp = 1,0512

Diketahui :

hio steam = 1450 Btu/h.ft2.°F

(hio = koefisien perpindahan panas dari pipa luar yang dikoreksi terhadap dimeter

pipa dalam, Btu/h.ft2. °F)

Ho = jh

0,066

218,7702807x1,0512

3,80208

0,066x8

k

cp.μ

di

k

Ho = 860,4597955

Uc = 62116,338375860,459795x1450

5860,459795x1450

hoxhio

hoxhio

Rd = diasumsikkan 0,004

Rd =CDDC

DC

U

1

U

1

UU

UU

x

690035274857,0338376,2116

1004,0

U

1Rd

U

1

DD

UD = 283,4880324

A = 79942,0893,1144880324,283

1891,142393

.

xtU D

L = 330984,3402330,0

79942,00

a

A

Jumlah lititan coil

n =coilD.

L

Jika d pengaduk < d coil < d bejana, maka :


d bejana = 3,80208

Direncang d coil = 1 ft

Jumlah lilitan (n) = buahx

118267,10114,3

30984,34


Tinggi coil = (n - 1) x (do + jarak antara coil) + do

= (11 - 1) x (1,067 + 1,5) + 1,067

= 36,34 in = 3,028333 ft


Tinggi coil < tinggi tangki

18. Dekanter III (H-141)

Fungsi : untuk memisahkan Isopropilidine dari methanol

Dasar perancangan :

Tipe : Horisontal Dekanter

Jumlah : 1 buah



Massa campuran masuk = 331,6646 kg/jam

Massa Methonal = 106,4472

Massa Gliserin = 3,0579

Densitas Campuran = 189.7938879

Densitas Gliserin = 1272.676254 kg/m3

Desintas Menthanol = 886,0404301 kg/m3

VL = 26362,10/84857143,11

jam//2,2/6646,331m

3ft

lb

6010

kglb

jamkg

xx

ft3

VT =85,0

26362,10

85,0

VL = 12,0748489 ft3

VT = Vdish + Vshell + Vdish = 0.0847 d3 + d)2(Lsd30.0847Lsxdi24

12,0748489 ft3 = 1,7394 di3

di = 1,90762972 ft = 22,89155 in


Ls = larutan (hl) = Ls + hb = 3,81526 + 0,32238 = 4,11564 ft


= Poperasi +144

hlx

= 14.7 + 03864,15144

11564,4x84857143,11

Bedasarkan Brownell & Young, App. D hal 335 bahan yang digunakan xarbon steel


Menentukan tebal tangki

ts = Cpi)0.6-(f.E2

dixpi

= in16/316

38027,1/

15,03864)x0,6-0,85x(12.7502

22,89155x5,30864116

1


= 22,89155 + 2 x 1/16 = 23,26655 in


Di = do - 2 ts = 24 -2 x 3/16 = 23,625 in = 1,96875 ft

VT = Vdish + Vshell + Vdish = 0.0847 d3 + 32 d0.0847Lsxdi4

12,0748 ft3 = 4,43235 + 6,91858 Ls

Ls = 4,104626 ft

(memenuhi)22,15170090762,1

33264,6

di

Ls

Ls = 2d + 2 x 1,97062 ft = 3,821524 ft = 45,85829 in

Menentukan tebal tutup standartd dished (tha)

r = d = 1,9076972 ft = 22,89155 in

tha = Cpi0.1f.E

rxpix0.885

= 16/316

70168,116/1

)03864,151,085,0750,12(

89155,2203864,15885,0

xx

xx


ha = 0,169 . d = 0,169 x 1,90762972 = 0,32238 ft =3,868673 in


Z3 = ½ Ls + tinggi tutup

= (1/2 x 3,821524) + 0,322238 = 2,233142 ft = 3,26,797704 in


= 3,821524 + 0,32238 = 4,143904 ft = 49,72685 in

Sehingga :

Z2 = 3

2

131 Z)Z(Z

=45142857,79

31428571,55x)233142,2143904,4( + 3,02081

= 4,411087342 ft

Settling Velocity pada droplet fase terdispresi

A = 0,64525/39,37

in31,625

4dx

4

2

min

2

x

m2

Ud = 1Axm

Ud =jam

det

jamm

2

m

kg

jamkg

/3600

/0,077219m0,64276x

/0404301,886

/4472,106

3

Ud = 2,14499.10-5 m/s

Kecepatan fase kontinyu


Lc =dt3600

jam1x

676254,1272

510.60674255m

= 5,674255.10-7 m3/dt

Sehingga :

Uc =2,1811

060674255.1

a

Lc 7

= 2,1285.10-8 < Ud (memenuhi syarat)

Dimensi pipa

Diambil inlet velocity = 0,8 m/dt

Flow rate = 4

jamkg

jamkg

4,81391.10dt3600

jam1x

/6189,793887

/328,9145

m

Luas pipa (A) :

A = 47,95223.100,8

46,36179.10

0,8

rateflow

A = x di2

di =

4

10.01739,6 4

19. Storage Isopropilidine (F-142)

Fungsi : Menentukan produk isopropilidine

Dasar perancangan :

Tipe : Silinder tegak tutup atas standard dished dan tutup bawah conical

Jumlah : 2 buah





Menentukan Volume Tngki :

Volume Liquid =

m

=3ft

lb

jamlb

jamkg

/655,2011428

jam24xhari30x/2,2x/211,7181

= 6075,26317 ft3


VTangki = 33

Liquidft7594,07897

0,3

ft9269,74912

0,8

V

Volume tiap tangki = 3ft3797,039482

7594,07897

Mnentukan dimensi tangki

Vdish = 0,0847 d3


32

Vconis =a/tg24

di.

21

3π


3799,03948 ft3 = 1,3377 d3

d = 14,16 ft = 169,906 in

Ls = 1,5 d = 1,5 x 16,3 ft = 21,24 ft = 254,88 in


hb = ft4,0876460tg

14,16/

a/tg

d/ 21

21

21


= 21,24 + 4,08764 ft


= Poeprasi +144

hlx

= 14.7 + psi9,70913144

ft25,32764x/655,2011428 3ft

lb



SA Grade B dengan F = 12.750, E = 0,85, C = 1/16

Ts = Cpi)0.6(f.E2

dixpi

= 5/1616

4,74161/16

25,32764)x0,60,85x2(12.750

169,906x25,32764


= 169,906 + 2 x 5/16 = 170,531 in


di = do - 2 ts = 204 - 2x 5/16 = 203,375 in = 16,94792 ft

VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0.0847 d3 + 32 d0,0755Lsxd4

11587,1864 ft3 ts = 412,31832 + 225,4771 Ls+ 367,5328 ft3

Ls = 47,93097

(memenuhi)1,52,8281316,94792

47,93097

di

Ls

Ls = 1,5 d = 1,5 x 16,94792 ft = 25,42188 ft = 305,06256 in


r = d =16,94792 ft = 203,375 in

tha = Cpi0.1f.E

rxpix0.885

= in/in8/1616

7,877661/16

9,70913)x0,1690,85x(12,750

203,375x9,70913x0,8852

1

Tinggi tutup atas (La)

La = 0,169 d = 0,169 x 16,94792 = 2,8642 ft = 34,37038 in



dixpi

21

= 1/1625,87647)x0,60,85x(12.75060cos2

203,375x25,87647

= in9/1616

8,78066


hb = in58,709932ft4,8924460tg

94792,16/

/tg

d/ 21

21

21

Tinggi tangki (hl) = La + Ls + Lb

= 2,8642 + 25,42188 + 4,89244

= 33,1752 ft = 398,14224


Fungsi : Mengalir isopropilidence dari strorage Isp ke destilasi

Dasar Perancangan :


Jumlah : 1 buah




= lb/ft.det18280,00618635/3600

/824,5388665

jamdet

ft.jamlb



m

=jam

det

jamft

ft

lb

kglb

jamkg

/3600

/5,85596

/779,5394285

/2,2x/211,71813

3


= 0,730 gal/menit


Dopt = 3,0 x Q0,36 x ρ0,18 (pers. 15 hal 525 peter & Timmerhaus)

= 3,0 x (0,00163)0,36 x (79,5394857)0,18 = 0,65405 in

Direncanakan :


Panjang pipa (L) = 26,4

Berdasarkan Geankpolis App.A.5 hal 892 didapatkan

Dnominal = ½ in sch 40

Di = 0,622 in

Do = 0,840 in

a = 0,00211 ft2

Kecepatan linier (V) = ft/det0,7725ft0,00211

/0,00163

a

Q2

detft

f

3

NRe =ft.det

lb

detft

/18280,00681635

/53942857,79/0,7725xft12

0,622ρxvxD 3ft

lbx

= 552,95<2100 (aliran laminar)


f = 0,035


Globe valve = 1 x 10 = 10

Gate valve = 1 x 3,2 = 3,2

Tee = 1 x 1,4 = 1,4

ΔL = 17,15 + 26,4 = 43,55 ft


= 4 x 0,035 x 0,838632,174x2

0,7725x

12in0,622

43,55 2

Dimana : ;(laminar)2/1 Δv = 0,9147 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 20,8 ft

Ws = p

Δp

g

gxΔz

g.α.2

v

cc

2

ΣF

= lbmlb.ft

21

/21,66460,838601x20,832,174x/x2

0,91472

WHP = HP4,732.103600x550

432,51x21,6646

550

mxWs 3

pompa = 70%

BHP = HP0,06750,7

34,732.10

pompa

WHP

motor = 80%


0,024

motor

BHP

21. Kolom Dentilasi (D-150) (Pada perencanaan alat utama, Neny Zulian)

22. Cooler (E_151)

Fungsi : Untuk mendinginkan hasil bawah D-150

Jenis : Shell and Tube

1. Neraca Panas

Dari perhtungan neraca massa dan panas didapatkan :

Rate yang masuk = 328,9145 kg/jam = 725,124906 lb/jam

Pendingin yang digunakan adalah air

Rate air masuk = 276704,1227 kj/jam = 262263,8738 BTU/jam

Masa air yang dibutuhkan = 6618,1325 kg/jam = 14590,2393

2. ΔTLMTD

Δt1 = (298,9-104 °F = 194,922 °F)

Δt2 = (257-86 °F = 171 °F)

ΔTLMTD = F182,7

171

194,922in

F171)(194,922

Δt

Δtin

ΔtΔt

2

1

21

Δt = ΔTLMTD x Ft (Ft diperoleh dari Kern, hal 828 s/d 833, dengan trial harga S

dan T, Ft = 0,98)

Harga S dan T, = 0,98

Type HE = 1-2

3. Suhu Caloric

Tc = 0,5 x (t1 + t2)

= 0,5 x (104 + 86) °F = 95 °F

Tc = 0,5 x (T1 x T2)

= 0,5 x (298,9 + 257) °F = 277,961 °F

4. Menghitung UD

Karena umpan ligh organics sebagao hotfluid dan air sebagao cold fluid, maka

dari kern, hal. 840 tabel 8 didapat harga UD = (75-150) Btu/j.ft2.°F

Trial up UD = 75 Btu/j.ft2.°F

Bagian Shell (benzene) Bagian Tube (Steam)

IDS = 8 in OD = 0,75 “

n’ = 4 BWG = 16

B = 1,6 1 = 6 ft

De = 0,72 in = 0,06 ft a” = 0,1963 ft2

Tringular pitch Nt = 16 buah

PT = 1,25

n = 4

ID = 0,62 in = 0,0517 ft

a’ = 0,302 in2 = 0,0021 ft2

Nt = buah1615,5896x0,1963

19,5304

"

Lxa

A

Dari tabel 9 hal 842, kern didapat :

Nt standard = 16

Sehingga harga UD koreksi :

UD = 7516

75x16

standard

Nt

trialUxNt D

Karena UD terletak di antara (75-150) Btu/j.ft2.°F, maka kesimpulan sementara

rancangan HE type = 1-2

Trial B = (1/5) x 8 = 1,6

= (1/5) x 8 = 1,6

N + 1 = 456,1

812

x

B

I

Evaluasi RD

Bagian Shell

5. C = PT -do = (1,25 - 0,75) in

= 0,5 in

Bagian Tube (Steam)

5’. at’ = 0,302 in2 (tab. 10 hal 843, Kern)

as =144xP

CxBx

T

IDS

=14425,1

5,06,18

x

xx

= 0,0356 ft2

Gs =0356,0

121906,725

sa

M

= 20368,59287 lb/j.ft2

Pada tc = 95 0F

FBTU/lb7,0471cP0,169μ

2,42x

GSxRe

deN

=2,42x0,169

)320979,591x(0,72/12

= 46835,5402

6. Jh = 125 (Fig.28,Kern, hal 838)

7. Ho = Jh x3/1

De

k

k

cpxx

= 125 x

3/1

07,0

169,00417,7

06,0

07,0

xx

= 504,4816 BTU/jam ft2°F

at =144x4

at'xNt

=144x4

0,302x16

= 0,0084 ft2

6’. Gt =0084,0

2393,14590

1

a

m

= 788916,4651

Pada Tc = 277,961 °F

jamlb/ft0,9694μ

N Re =

Gtxdi

=9694,0

4651,7889160517,0 x

= 42047,3324

Jh = 120 (Fig 28, Kern, hal 838)

7’ hi = Jh x13/1

De

k

k

cpxx

= 120 x

13/1

3643,0

169,07983,0

06,0

3643,0

xx

= 975,6362

hio = hi x (ID/OD)

= 975,6362 x (0,62/0,75)

= 1336,6216

8.hohio

hox

hioU C

= BtuF /.j.ft2483,366504,48161336,6216

504,4816x1336,6216 2

9.D

D

Ux

U

C

CD

U

UR

= (memenuhi)0,0010,010675x366,2483

75366,2483

Bagian Shell (benzene)

1. NRe = 46835,5402

Dari fig. 29, hal. 839, Kern

Nilai f = 0,0016

2.Sgxdex5,22.10

)1(IDSxGxfΔP

10

2

ss

Nx

=0,78x(0,72/12)x5,22.10

(8/12)(45)91)(320979,560,001610

2

= 2,2688 psi < 10 psi (memenuhi)

Bagian Tube (Steam)

NRe = 42047,3324

Dari fig. 26, hal. 839. Kern

Nilai f = 0,0018

Sgxdix5,22.10

LxGxfΔP1

10

2

t nx

=1x(0,62/12)x5,22.10

46x51)(788916,46x0,001810

2 x

= 7,6972 psi

2gxS

vxnx4ΔP

2

n

=2gx1

vxnx4 2

= ),837,27.(05,02g

v 2

Kernhalgb

Pn = 0,8 psi

n1T ΔPΔPΔP

= 7,6972 + 0,8

= 8,4873 psi < 10 psi (memenuhi)

23. ….

24. Storage

Fungsi : Menampung produk Gasoline

Dasar Perancangan :


Jumlah : 2 buah






Volume Liquid =

m

=3ft

lb

kglb

jamkg

/655,2011428

jam24xhari30x/2,2x/5,4931

= 157,62482 ft3


VTangki = 33

Liquidft197,03103

0,8

ft157,62482

0,8

V

Volume tiao tangki = 3ft98,515512

197,03103


Vdish = 0,0847 d3


32

Vconis = 333

21

3

d0,0755d1,1775d0,0755/tg24

di.

98.51551 ft3 = 1,3377 d3

d = 4,19 ft = 50,29 in

Ls = 1,5 d = 1,5 x 4,19 ft = 6,285 ft = 75,42 in


hb = ft20955,160tg

19.4/

2/1tg

d/ 21

21


= 6,28 + 1,20955 = 7,48955 ft

Pdesign = Poeperasi + Phidrostatik

= Poperasi +144

hlx

= 14.7 + psi17,57105144

ft7,48955x/655,2011428 3ft

lb




ts = Cpi)0.6(f.E.2

dixpi

= in5/1616

4,744161/16

17,57105)x0,60,85x(12.7502

50,29x17,57105



di = do- 2 ts = 51 - 2 x 5/16 = 50,375 in = 4,197916 ft


d2 x Ls + 0,0755 d3

98,54511 ft3 = 412,31832 + 225,4771 Ls + 367,5328 ft3

Ls = 47,93097 ft

(memenuhi)1,52,8281316,94792

47,93097

di

Ls

Ls = 1,5 d = 1,5 x 4,19 ft = 6,285 ft = 75,42 n


r = d = 4,197916 ft = 50,37499 in

tha = Cpi0.1f.E

rxpix0.885

= in/in8/1616

7,877661/16

17,57105)x0,1x0,85x(12,750

50,374992x17,57105x0,8852

1


ha = 0,169 d = 0,169 x 4,14 = 0,70811 ft = 8,49732 in



dixpi

21

= 1/1617,57105)x0,60,85x(12.75060cos2

50,29x17,57105

= in9/1616

8,78066

Tinggi tangki (hb)

hb = in14,5145ft1,209548860tg

4,19x/

/tg

d/ 21

21

21


= 0,70811 + 6,285 + 14,5145 in

= 21,50761 ft = 258,09132


Fungsi : Mengalirkan gasoline dari storage gasoline menuju mixer II

Dasar Perancangan :


Jumlah 1 buah

Bahan konstruksi : Carbon steel



= lb/ft.det18280,00618635/3600

lb/ft.jam824,5388665

jamdet


Rate volumetrik (Qr) =

m

=jam

det

jamft

ftlb

jamkg

/3600

/0,15193

/779,5394285

lb/kg2,2x/5,49313

3

= 4,22028.10-05 ft3/det x 7,481 gal/ft3 x 60 det/menit

= 0,0189 gal/menit

Dopt = 3,0 x Q 0,36 x ρ0,18 (pers. 15 hal 525 Peter & Timmerhaus)

= 3,0 x (4,22028)0,36 x (79,53942857)0,18 = 11,07513 in

Direncanakan :



Berdasarkan Geankpolis App. A.5 hal 892 didapatkan


Di = 0,622 in

Do = 0,840 in

a = 0,00211 ft2


/4,22028

a

Q

2

detft

f

3

NRe =

ft.detlb

ft

lbdet

ft

/18280,00681635

/779,5394285x/0,021xft12

0,622xvxD 3

= 552,95 < 2100 (aliran linier)


f = 0,035


Globe valve = 1x 10 = 10

Gate valve = 1 x 3,2 = 3,2

Tee = 1 x 1,4 = 1,4

ΔL = 17,15 + 26,4 = 43,55 ft


= 4 x 0,035 x 0,838632,174x2

4,22028.10x

12in0,622

43,55 2

Dimana : = ½ (laminar) ; ΔL = 0,9147 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 20,8 ft

Ws = p

Δp

g

gxΔz

.g2.

v

cc

2

ΣF

= lbmlb.ft

2

/21,66460,838601x20,832,174x1/2x2

0,9147

WHP = HP4,732.103600x550

432,51x21,6646

550

mxWs 3

pompa =70%

BHP = HP36,76.100,7

4,732.10

pompa

WHP 3

motor = 80%

Daya pompa actual = HP8,45.100,80

36,76.10

motor

BHP 3

26.Kondensor (E-155)

Fungsi : MEndinginkan destilat dari kolom destilasi

Dasar perancangan :

Tipe : Shell and Tube

Jumlah : 1 buah


Faktor kekotoran gabungan (Rd) = 0,003 j.ft2.°F/BTU (Kern hal 840)

Suhu uap masuk = 64,65 °C = 148,37 °F

Suhu liquida keluar = 39,65 °C = 103,37°F

Suhu air pendingin keluar = 50 °C = 122 °F

Fluida panas masuk shell

Fluida dingin masuk tube

Perhitungan :

1) Neraca massa dan panas (dari Appendiks A & B)

massa uap = 106,4472 kg/jam = 234,67349 lb/jam

Cp air = 1 BTU/lb.°F

Dari :812.9.Fig.. didapatkanhalKernQD

Hv = 260

HI = 130

Q = m . Cp . Δt = M (Hv - HI)

Q = m . 1 . (122-86) = 385,91259 x (260-130)

Q = 50168,6367 Btu/jam

m = 1393,57324

2) Menghitung Δt LMTD

Δt1 = 148,37 °F - 122 °F = 26,37°F

Δt2 = 122°F - 86°F = 36 °F

ΔtLMTD = F

in

93578,30

36

37,26

3637,26

3) Menghitung suhu caloric

Tc = ½ (T1 + T2) = ½ (148,37 + 122) = 135,185 °F

tc = ½ (t1 + t2) = ½ (86 + 122) = 104 °F

4) Trial UD

Dari :memilkigasesuntuk840hal.8tabel.. KernQD

UD = 2-50 Btu/j.ft2.°F

A = 2

D

ft81,0851330,93578x20

50168,6367

.ΔΔU

Q

Dari diperoleh843hal10tabel.. KernQD

a” = 0,2618

Nt = 26:25,810142)(0,2618)(1

81,08513

1a"

A

Dari tabel 9 (Kern) didapat Nt standard = 10

UDkoreksi = F.Btu/jam.ft2020x26

23 2

Kesimpulan sementara :

Type HE : 1-4

Bagian Shell Bagian Tube

IDs = 140 in 1” OD BWG 16,di = 0,870”

n’ = 1 PT = 1 ¼ “,susunan segiempat

B = 24” a’ = 0,594

de = 1,23 a” = 0,2618 ft2/ft

1 = 12 ft 1 = 12 ft

N + 1 = 624

12x1212x

B

INt = 26

C’ = PT - OD = 1 ¼ = ¼’’ n = 4

Bagian Rd

Bagian Shell Bagian Tube

5.as =

41

41

T /1x144

24x/x10

144.P

IDs.C'.B 5’. at =

144x4

0,594x10

n.144

.a'N t

= 0,3333 ft2 = 0,0167

Gs =0,3333

234,67349

as

M Gt =

0167,0

57324,1393

at

m

= 704,09088 lb/jam.ft2 = 135.134,3748

NRes =2,42x

Gsxde

NRet =

2,42x

Gtxdi

=2,42x0,01

704,09088x/121,23

=2,42x0,75

48135.134,37x12

0,870

= 2982,20311 = 5397,92957

6. G” =

3/2

2/1

t(10)x12

234,67349

1.N

M 6’. V =

64,4x3600

48135.134,37

3600.

Gt

= 3,90196 = 0,60156

Dari gambar 25 hal. 835 Kern

didapat : hi = 350 Btu/jam.ft2.°F

hio = hi xdo

di

= 350 x 5,3041

870,0

Trial ho = 250

Tw = tc + )tcTc(hohio

ho

trial

trial

= 104 + F117,99504104)(135,041250304,5

250

tf = F126,518022

117,99504134,041

2

twTc

sf = 0,79 (table 6, hal 808, Krn)

kf = 0,01489 (table 5, hal 801, Kern)

µf = 0,012 (gambar 14, hal 823, Kern)

Dari gambar 12.9 hal 267 didapat ho = 230

Uc = 137,28584250304,5

250x304,5

hohio

hoxhio

Rd = F/BTU.J.ft0,0030,00427220x137,28584

20137,28584

UxU

UU 2

DkoreksiC

DkoreksiC

(memenuhi syarat)

Evaluasi ΔP

NRes = 2982,20311 NRet = 5397,92957

f = 0,0025 (gb.29 hal 839, Kern) f = 0,0003 (gb.26 hal 836, Kern)

N + 1 = 624

12x12

B

12.1 ΔP1 =

1x1x/x10x5,22

n.1.Gtf.

120,87010

2

BM = 32,5 =1x1x/x10x5,22

4x12x748)(135.134,3x0,0003

120,87010

2

ρ = )541,590(1545

.144. BMP= 0,06948

=(590,541)1545

32,5x144x14,7 ΔPn = 783hal27,gb.dari,

2gc

v4n 2

= 0,075 Kern didapat harga :

Sg = 0012,04,62

075,0

4,62

0,001

2gc

v2

ΔPs = ..sg..de5,22.10

1)(NIDs..Gsf..

2

1

10

2

s

ΔPn = psi0,0160,001x

1

4x4

=.1/2.15,22.10

.1.1,3210/12.,09880,0025.704.

2

1

10

2

ΔPt = ΔP1 + ΔPn = 0,06948 + 0,016

= 8,99.10-5 < 10 Psi (memenuhi) 0,08548 psi < 10 (memenuhi)

27.Reboiler (E-156)

Fungsi : Menguapkan methanol dari Isp (bottom)

Dasar Perancangan :

Tipe : Shell and Tube

Jumlah : 1 buah


Faktor kekotoran gabungan (Rd) = 0,003 J.ft2.°F/BTU (Kern hal 845)

Pressure drop pada bagian tube max = 1 psi

Suhu liquida masuk = 63,95 °C = 147,11 °F

Suhu liquisa keluar = 100 °C = 212 °F

Suhu uap keluar = 100 °C = 212 °F

Fluida dingin masuk shell

Fluid panas masuk tube

Perhitungan :

1) Neraca masa dan panas (dari App. B)

M = 10,7492 kg/jam = 23,69769 lb/jam

Q = m. Cp. Δt + M (Hv-H1)

= m . 0,6092. (212-211,018)

= 2172,07102 BTU/jam

2) Menghitung Δt LMTD

Δt1 = 358,42 °F - 212 °F = 146,42 °F

Δt2 = 358,42 °F - 147,11 °F = 211,31 °F

ΔtLMTD = F176,08974

211,31

146,42in

211,018146,42

3) Menghitung suhu caloric

TC = ½ (T1 + T2) = ½ (358,42 + 358,42) = 358,42 °F

tc = ½ (t1 + t2) = ½ (147,11 + 212) = 179,555 °F

4) A = 2ft0,18100512.000

2172,07102

12.000

Q

Dari diperoleh843hal10tabel.. KernQD

a” = 0,2618

Nt = 10,05762)(0,2618)(1

0,181005

1a"

A

Dari tabel 9 (Kern) didapat Nt satandard = 14

Kesimpulan sementara :

Type : 1-4

Bagian shell Bagian tube

IDs = 8 in 1” OD BWG 16, di = 0,870”

n’ = 1 PT = 1 ¼ “susunan segiempat

a’ = 0,594 in2

a” = 0,2618 ft2/ft

1 = 12 ft

Nt = 14

N = 4

Evaluasi Rd

Bagian shell (liquida) Bagian tube (steam)

5) - 5’) at =144x4

0,594x14

144.n

a.N 1t

= 0,0144 ft2

Gt =0,0144

127,86075

at

M

= 8879,21875 lb/jam.ft2

NRet =2,42x

Gtxdi

=2,42x0,0155

8879,21875x12

0,87

= 17161,91307

6). Trial ho = 100 6’). hio = 1500 (steam)

tw = tc + )tcT(hohio

hioC

trial

= 179,555 + F347,24094179,555)(358,421001.500

1.500

Δt = tw - tc = 347.24094 - 179,555 = 167,68594 °F

hv = 300

hs = 80

qv = 23.099,25531

qs = 173.855,4655

ho = 2,2455

3003123.099,255

8055173.855,46

5052,80245

hsqs

hvqv

Q

Uc = 2,242142,242141.500

2,2455x1.500

hohio

hoxhio

UD = 2

LMTD

ft0,65241176,0897412)0,2618(14

5052,80245

A.Δ.

Q

xxx

Rd =65241,024214,2

65241,024214,2

UU

UU

DC

DC

x

= 00,03 > 0,003 J.ft2.°F/BTU (memenuhi syarat)

Evaluasi ΔP

1. NRet = 17161,91307

f = 0,00025

2. ΔP1 =di.sg.Φi.5,22.10

n.1.Gtf.

2

1

10

2

=.0,028.15,22.10

4x12x5)(8879,2187x0,00075

2

1

12

0,8710

2

= 0,0045 psi

3. ΔPn= hal27gb.dari,2gc

v

sg

4n 2

837, Kern didapat harga :

001,0gc2

v2

4. ΔPt = ΔP1 + ΔPn = 0,0045 + 0,5714

= 0,5759 < 1 psi (memenuhi)

28. Mixer II (M-160)

Fungsi : Mencampur CH3OH dan C4H8.

Dasar Perancangan :


dilengkapi pengaduk

Jumlah : 1 buah

Bahan Konstruksi : Carbon Steell



Dnsitas Campuran : 51,90743 lb/ft3


Volume liquid =

m

=

3ft

lb

kglb

jamkg

51,90743

jam30/60/2,2/106,4472 xx

VLiquid = 80% Volume Tangki

VTangki = 33

ft81973,28,0

ft25572,2

8,0

V

Liquid


Vdish = 0,0847

Vshell = d)1,5(Lsd31,1775Lsxd4

2i

Vconis = )120(αd0,01775/tg24

di.π 3

21

3

VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0,0847 d3

2,81973 ft3 = 1,3377 d3

d = 1,28218 = 15,386179

Ls = 1,5 d x 1,28218 ft = 1,92327 ft = 23,0792 in

Tinggi larutan dalam tutup bawah (hb) :

hb = ft0,5552060tg

1,92327x/

/tg

d/ 21

21

21


= 1,92327 + 0,55520 = 2,47847 ft


= Poperasi +144

hlx

= 14,7 + psi15,59341144

ft4,47847x/51,90743 3ft

lb

Menentukan tebal tangki :



ts = Cpi)0,6(FE2

dixpi

= in3/1616

1,1498116

1)59341,156,085,0750.12(2

3861,1559341,15

xx

x


= 15,3861 + 2 x 3/16 = 15,7611


di = do - 2 ts = 16 - 2 x 3/16 = 15,625 in = 1,30208 ft


di2 x Ls + 0,0755 d3

2,81973 ft3 = 0,12398 + 1,01201 Ls + 0,11051 ft3

Ls = 1,98176 ft

(memenuhi)1,51,545621,28218

1,98176

di

Ls

Ls = 1,5 d = 1,5 x 1,2,8218 ft = 23,07924 in

Menentykan taebal tutup atas standard dished (tha)

r = d = 1,28218 ft = 15,38616 in

tha =pi0,1FE

rxpix0,885

= in3/1616

1,2741516

115,59341)x0,10,85x(12.750

15,38616x15,59341x0,885

Tinggi tutup atas (tha)

ha = 0,169 . d = 0,169 x 1,28218 = 0,216688 ft = 2,60026 in

Menentukan tebal bawah conical (thb)

thb = Cpi)0,6(FE/cos2

dixpi

21

= in3/1616

1,3099916

115,59341)x0,60,85x(12.75060cos2

15,3861x15,59341


hb = in4,44160ft0,37013360tg

1,28218/

/tg

d/ 21

21

21

Tinggi tangki (hl) = Ha + Ls +hb

= 0,216688 + 1,92327 + 0,370133

= 2,51009 ft = 30,12109 in

Perhitungan Pengaduk



= 1/3 x 1,28218 = 0,427393 ft = 5,12872 in

Lebar blade (W) = x Da = 0,17 x 0,427393 = 0,07266 ft = 0,87188 in

Panjang blade (L) = 1/3 x Da = 1/3 x 0,427393 = 0,14246 ft = 1,709572 in


S1 = 0,33 ; S2 = 1 ; S3 = 0,25 ; S4 = 0,25

Kecepatan putar = N = tikputaran/de1,25detik60

menit1x

menit1

putaran75


= Lb/ft.det0,00037/3600

/1,33051

jamdet

ft.jamlb

NRe =ft.det

Lb

detputaran2

/0,000037

/1,25xft0,4273932xNxDa2

= 32032,63208

Diperoleh Np = 1,2

m = 244hal1.)40;1(log Re CabeMcba

b

Na

= 088,040

63208,32032log1

Nfr = 0,0207632,174

0,427393x1,252

gc

DaxN2

Np = koreksi = Np (Nfr)m = 1,2 x (0,02076)-0,088 = 1,6875

P =32,174

51,90743x0,427393x1,25x1,6875

gc

ρxDaxNxN 5353p

= HP0,000075550

0,41512


N =1,28218

0,8258x2,51009

d

sgxhl

Tangki


Fungsi : Mengalirankan methanol dan gasoline ke storage M95

Dasar Perancangan :


Jumlah : 1 buah

Bahan Konstruksi : Carbon steel

Densitas Camp[uran : 66,16971 lb/ft3


= lb/ft.det0,00242091/3600

/8,71522

jamdet

ft.jamlb



m

=

jamdet

jamft

flb

kglb

jamkg

/3600

/3,53916

/966,1697142

/2,2x/106,447723

3t


= 0,4413 gal/menit


Dopt = 3,0 x Q 0,36 x ρ0,18 (pers. 15 hal 514 Peter & Timmerhaus)

= 3,0 x (0,00098)0,36 x (66,16971429)0,18 = 00,52684 in

Direncanakan :


Panjang pipa (L) = 34 ft

Berdasarkan Geankoplis App. A.5 892 didapatkan


Di = 0,622 in

Do = 0,840 in

a = 0,00211 ft2


/0,00098

a

Q

2

det

3

f ft

NRe =

det.

ft

lbdet

ft

/0024209,0

/66,169712x/2,0678xft0,6622/12xvxD 3

ftlb

= 1551,029 < 2100 (aliran laminar)


Standard elbow 90° = 3x 0,75 = 2,25


Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17

Tee = 1 x 1 = 1

ΔL = 12,17 + 18,2 = 29,62 ft

ΣF = 4x f x ΔL/D x v2/2gc

= 4 x 0,013 x 0,8767632,174x2

1,09479x

0,622

29,62 2

12

in

Dimana : = ½ (laminar) ; Δv = 1,09479 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 30,8 ft

Ws = p

Δp

gc

gxΔz

.g2.

v

c

2

ΣF

= lbmlb.ft /317140,876761x30,8

32,174x/x2

1,09479

21

2

WHP = 0,0043600x550

249,6632x31,714

550

mxWs

pompa = 70%

BHP = HP5,7149.100,7

0,004

pompaη

WHP 4

motor = 80%

Daya pompa actual = HP7,14286.100,80

5,7149.10

motor

BHP 44

30.Storage M 95/Produk (F-162)

Fungsi : Menampung produk akhir M95

Dasar Perancangan :


Jumlah : 1 buah






Volume liquid =

3ft

lb

kglb

jamkg

/80,08

jam24xhari30x/2,2x/11,9403

m


VTangki = 3Liquidft2767,75467

0,8

ft32214,20374

0,8

V


Vdish = 0,0847 d3


32

Vconis = )120(30755,0/tg24

di.

21

3

d


2767,75467 ft3 = 1,3377 d3

d = 12,74255 ft = 152,91057 in

Ls = 1,5 d = 1,5 x 12,74225 ft = 19,113825 = 229,3659 in


hb = ft3,6784660tg

12,742551/2

/tg

d/

21

21


= 19,113825 + 3,67846 = 22,79228 ft

Pdesign = Poperasi + Phidrostatis

= Poperasi +144

hlx

= 14,7 + psi27,37504144

ft22,79228x/80,088 3ft

lb




ts = Cpi)0.6(f.E2

dixpi

= 5/1616

4,394031/16

27,3750)x0,60,85x(12.7502

152,91057x27,37504


= 152,91057 + 2 x 5/16 = 153,53557 in


di = do - 2 ts = 154 - 2 x 5/16 = 12,78125 ft

VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0.0847 d3 + 32 d0,0755Lsxd4

2767,75467 ft3 = 51,066 + 56,02337 Ls + 45,51938 ft3

Ls = 14,83257 ft

(memenuhi)1,51,64012,74255

14,83257

di

Ls


r = d 12,74255 ft = 152,9106 in

tha = Cpi0.1f.E

rxpix0.885

= in5/1616

4,338941/16

27,37504)x0,10,85x(12,750

152,9706x27,37504x0,885


ha = 0,169 d = 0,169 x 12,74255 = 2,15349 ft = 25,84189 in



dixpi

21

= in5/1616

4,442751/16

27,37504)x0,60,85x(12.75060cos2

12,74255x27,37504


hb = in44,141488ft3,6784560tg

12,74255x/

/tg

d/ 21

21

21


= 2,15349 + 19,113825 + 3,67845

= 24,94576 ft = 299,34918 in

D-1

APPENDIKS D

PERHITUNGAN UTILITAS

Unit utilitas merupakan salah satu bagian yang sangat penting untuk menunjang

jalannya proses produksi dalam suatu industri kimia. Unit utilitas yang diperlukan

pada pra rencana pabrik biodiesel dari minyak jarak ini yaitu :

- Air yang berfungsi sebagai air proses,air pendingin,air umpan boiler,air

sanitasi dan air untuk pemadam kebakaran.

- Steam yang berfungsi sebagai media pemanas dalam proses produksi.

- Listrik yang berfungsi untuk menjalankan alat-alat produksi,utilitas, dan

untuk penerangan.

- Bahan bakar untuk mengoperasikan boiler dan generator.

Dari kebutuhan unit utilitas yang diperlukan, maka utilitas tersebut dibagi menjadi

4 unit, yaitu :

1. Unit penyediaan steam

2. Unit penyediaan air

3. Unit penyediaan listik

4. Unit Penyediaan bahan bakar

D.1. Unit penyediaan steam

Pada pabrik biodiesel dari minyak jarak ini, dari perhitungan bab-bab sebelumnya,

kebutuhan steam adalah sebagai berikut :

D-1

D-2

Tabel D.1 Kebutuhan Steam Pabrik Biodisel dari Minyak jarak

Nama Alat Kebutuhan steam ( kg/jam)

Reaktor I (R-110) 1011,6672

Reaktor II (R-120) 4175,4424

Evaporator Gliserin (V-320 ) 553,0306

Total 5740,1402

Untuk factor keamanan dan kebocoran direncanakan steam berlebih 20% sehingga

steam yang dihasilkan :

Kebutuhan steam = 5740,1402kg.jam x 20%

= 1148,02804 kg/jam = 0,03189 kg/detik

= 2530,9426 lb/jam

Steam yang digunakan mempunyai kondisi :

- Tekanan 143,27 kPa = 20,78 psia

- Suhu 1100 C = 2300 F

Dari Savaren hal 171 didapat :

Kapasitas Boiler =1000

)( hLhvms =

1000

)01320,515(9426,2530

= 1303,7695 lb/jam

Air umpan boiler =3,960

hLhv x 658,251943

= 692,1708lb/jam

= 313,9666 kg/jam

Air umpan boiler disirkulasi dan diperkirakan 10% hilang selama sirkulasi. Maka

make up air umpan boiler = 10% x 313,9666 = 31,3966 kg/jam

Maka kebutuhan air umpan boiler total = 1,1 x 313,9666 = 345,3622 kg/jam

D-3

D.2. Unit Penyediaan Air

D.2.1. Air Sanitasi

Air sanitasi digunakan untuk memenuhi kebutuhan karyawan, laboratorium,

taman dan kebutuhan yang lain.

Air sanitasi yang diperlukan harus memenuhi syarat kualitas air sebagai berikut :

a. Syarat fisik

- Tidak berbau

- Tidak berasa

- Berada di bawah suhu udara

- Warnanya jernih

b. Syarat kimia

- Tidak mengandung zat-zat kimia beracun

- Tidak mengandung logam berat seperti Pb,As,Cr,Cd,Hg

c. Syarat mikrobiologis

- Tidak mengandung kuman maupun bakteri, terutama bakteri pathogen

Kebutuhan air sanitasi pada Pra Rencana Pabrik Biodiesel dari Minyak jarak ini

adalah :

1. Untuk kebutuhan karyawan

Menurut standart WHO kebutuhan air untuk tiap orang = 120 L/ hari

Jumlah karyawan pabrik = 172 orang

Kebutuhan air = 120 L/hari x 172 = 20.640 L/hari

Jumlah jam kerja karyawan pabrik = 8 jam / hari

Kebutuhan air per jam = 2580 L/jam = 2580 kg/jam

D-4

2. Untuk laboratorium dan taman

Direncanakan kebutuhan air untuk taman dan laboratorium adalah sebesar

50% dari kebutuhan karyawan.

Sehingga kebutuhan air untuk laboratorium dan taman :

= 50 % x 2580 = 1290 lg/jam

Jadi kebutuhan air sanitasi adalah :

= 2580 + 1290 = 3870 kg/jam

3. Untuk pemadam kebakaran dan cadangan air

Kebutuhan air untuk pemadam kebakaran dan air cadangan direncanakan

sebesar 40 % dari kebutuhan air sanitasi.

Jadi kebutuhan air santasi total adalah :

= 1,4 x 3870 = 5418 kg/jam

D.2.2. Air Pendingin

Air pendingin yang dibutuhkan digunakan pada alat-alat sebagai berikut :

Tabel D.2 Kebutuhan Air Pendingin Pada PeralatanNama alat Laju alir (kg/jam)

Cooler ( E-322 ) 23761,85915

Total 23761,85915

Untuk menghemat pemakian air, maka air pendingin yang digunakan

didinginkan kembali (disirkulasi) dalam cooling tower. Sehingga tidak perlu

dilakukan penggantian air pendingin, kecuali ada kebocoran atau kehilangan

karena penguapan. Maka disediakan penambahan air sebesar 20% dari kebutuhan

air pendingin.

D-5

Make up untuk kebutuhan air pendingin direncanakan 20% excess, sehingga :

Direncanakan banyaknya air pendingin yang disuplay dengan excess 20%

Kebutuhan air pendingin = 1,2 x 23761,85915 kg/jam = 4752,3738 kg/jam

D.2.3. Air Proses

Air proses yang dibutuhkan untuk pabrik biodiesel dari minyak jarak ini

dipanaskan sampai 700C melalui fired heater untuk digunakan kembali pada alat-

alat sebagai berikut :

Tabel D.3 Kebutuhan Air Proses

Nama alat Laju alir (kg/jam)

Tangki air asam (M-201) 8387,96183

Washing Column ( D-210 ) 2988,8547

Total 11376,8165

Total kebutuhan air yang perlu disuplai pada pra rencana pabrik biodisel dari

minyak jarak ini adalah :

Tabel D.4 Kebutuhan Air Total

Keterangan Jumlah (kg/jam)

Air umpan boiler 5740,1402

Air sanitasi 5418,0000

Air pendingin 28514,2429

Air proses 11376,8165

Keterangan 51049,2096

Air yang disirkulasi adalah air umpan boiler ( 5740,1402 kg/jam) dan air

pendingin (28514,2429 kg/jam)

Kehilangan selama sirkulasi diperkirakan 10%

Kehilangan selama sirkulasi = 10% x (5740,1402 + 28514,2429 )

D-6

= 3425,4383kg/jam

Jadi air yang disirkulasi = 34254,3831 – 3425,4382 = 30828,9448 kg/jam

Untuk memenuhi kebutuhan air kawasan pra rencana pabrik minyak jarak ini

digunakan air kawsan. Jumlah air kawasan yang harus ditambahkan :

= air yang hilang selama sirkulasi + air sanitasi + air proses + air

= 3425,4383 + 5418 + 11376,8165

= 20220,2548 kg/jam

Untuk safety faktor (faktor keamanan) ditambahkan 20 % dari jumlah air ini,

sehingga jumlah air kawasan total yang ditambahkan :

= 20.220,2548 + (20 % x 20220,2548)

= 24.264,3057 kg/jam

Sebelum digunakan, air kawasan tersebut masih perlu diproses ( water treatment)

untuk memenuhi air sanitasi, air pendingin, air umpan boiler dan juga air proses.

SPESIFIKASI ALAT-ALAT PADA UNIT-UNIT UTILITAS

1. BAK AIR KAWASAN ( F-210)

Fungsi : Tempat menampung air kawasan

Dasar perancangan :

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : beton

Residence time : 12 jam

Massa air masuk = 4044,0509 kg/jam

Densitas air = 997,08 kg/m3

Volume air =3.08,997

12/4044,0509

mkg

jamjamxkg= 48,06707 m3

Direncankan bak akan terisi 80%

D-7

Volume bak =8,0

48,06707 3m= 60,8384m3

Bak akan dirancang dengan perbandingan :

Panjang : lebar : kedalaman = 2 : 1 : 1,5

Maka, volume bak = panjang x lebar x tinggi

102,0201 m3 = 313

1 = 3,2398n m = 3,5 m

Lebar 1 = 3,5 m

Panjang = 21 = 7 m

Kedalaman = 1,51 = 5,25 m

2. POMPA KE BAK KLORINASI ( L-211)

Fungsi : Mengalirkan air dari bak air kawasan ke bak klorinasi

Dasar perancangan :

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : cast iron

Densitas air = 0,99708 g/mL = 62,6736 lb/ft3


m

=3/6736,62

/5228,11944

ftlb

jamlb

= 190,583 ft3/jam

= 0,05294 ft3/detik x 7,431 gal/ft3 x 60 detik/menit = 23,7625 gpm


Dopt = 3,9 x Q 0,45 x ρ 0,13

= 3,9 x ( 0,05294 ) 0,45 x ( 62,6736 ) 0,13

D-8

= 1,78 in

Direncakan :

Ketinggian pipa ( Z ) = 36,8 ft

Panjang pipa ( L ) = 59,2 ft

Berdasarkan Perry’s 6 th table 6.6 hal 6-42 didapatkan

Dnominal = 2 in sch 40

Di = 2,067 in

Do = 2,375 in

a = 0,02330ft2

Kecepatan linear ( v ) =a

Qf=

2

3

02330,0

det/005294,0

ft

ft= 2,2721 ft/det

NRe =

Dxvx=

det./4100056,6

/6736,62det/2721,212/067,2 3

ftlbx

ftlbxftftx

NRe = 40,842,75 > 2100 ( aliran turbulen )


έ = 2,6 x 10-4

έ/D = inmin

x

/37,39/067,2

106,2 4

f = 0,008

Dari Genkoplis tabel 2.10-1 hal 93 untuk sambungan valve didapatkan :

Standart elbow = 4 x 0,75 =3

Glove valve = 1x 9,5 = 9,5

Gate vslve = 1 x 0,17 = 0,17

Tee = 1x 1= 1

∆L = 13,67 + 59,2 = 72,87 ft

D-9

ΣF = 4 x D

Lfx=

gc

xv

2

2

ΣF = 4 x 174,32212/067,2

)271,2(87,72008,0 2

xxin

xx= 1,0861

Dimana : ά = 1 ( aliran turbulen ) : ∆v = 2,26735 ft/det ; ∆p = 0 ; ∆z = 36,8 ft

Ws = Fp

p

gc

g

D

z

gc

v

..2

2

Ws = lbmftlbxx

/.96633,3710)81,36(174,32212

)271,2( 2

WHP = HPx

xWsxm229.0

3600500

5228,11944966633,37

500

Dari Timmerhaus 5th ed. Gambar 12-17 hal 516 diperoleh

η pompa = 25%

BHP = 916,025.0

229,0

pompa

WHP

Dari timmerhaus gambar 14.38 hal 521 diperoleh

η motor = 80%

Daya pompa actual = HPpompa

WHP5,1145,1

8,0

916,0

3. BAK KLORINASI ( F-212 )

Fungsi : tempat pembersih air sanitasi dari kuman dengan penambahan Cl2 1 ppm

Dasar peracangan :

Jumah : 1 buah


Waktu kostruksi : 5 jam

Massa air masuk : 5418 kg/jam

D-10

Volume bak = 33

9617,338,0

1693,27m

m

Densitas air : 997,08 kg/m3

Volume air : 3

31963,27

.08,997

5/5418m

mkg

jamjamxkg

Direncanakan baka kan terisi 80%

Volume bak = 33

9617,338,0

1693,27m

m




33,9617 m3 = 313

1 = 2,2454 m ≈ 2,5 m

Lebar 1 = 2,5 m

Panjang = 21 = 5 m


4. POMPA KE BAK SANITASI ( L-213 )

Fungsi : mengalirkan air dari klorinasi ke bak sanitasi

Dasar perancangan :

Tipe : pompa sentrifugal

Jumlah : 1 buah


Densitas air : 0,99708 g/mL = 62,6736 lb/ft3

Viskositas air = 0,8937 cP x 2,4191

=jamdt

ftjamlb

/3600

/1620,2= 6,0056 x 10-4 lb/ft.dt

D-11

Massa masuk = 5418 kg/jam

= 11944,5228 lb/jam

Rate volumetric ( Qf )=

m=

3/6736,62

/5228,11944

ftlb

jamlb

= 190,583 ft3/jam

= 0,05294 ft3/detik x 7,481 gal/ft3 x 60 detik/menit

= 23,7625 gpm


Dopt = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13 ( pers.15 hal 496 peter & Timmerhaus )

= 3,9 x ( 0,05294 )0,45 x ( 62,6736 )0,13

= 1,78 in


Panjang pipa (L) = 20ft

Berdasarkan Perry’s 6 th table 6-42 s/d 6-43 didapatkan


Di = 2,067 in

Do = 2,375 in

a = 0,02330 ft2

Kecepatan linear (v) =a

Qf=

2

3

02330,0

det/05294,0

ft

ft= 2,2721 ft/det

NRe =

Dxvx=

det./100056,6

/6736,62det/2721,212/067,24

3

ftlbx

ftlbxftftx

NRe = 40,842,75 > 2100 ( aliran turbulen)

Dari Geankoplis gambar 2.10-3 hal 88 untuk cast iron didapatkan

ε = 26 x 10-4

D-12

ε/D = inmin

x

/3937/067,2

106,2 4

= 0,005

f = 0,008

Dari Geankoplis table 2.10-1 hal 93 untuk sambungan valve didapatkan :



Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17

Tee = 1 x 1 =1

ΔL = 12,92 + 20 = 32,92 ft

ΣF = 4 x 0,008 x 4900645,0174,322

2721,2

12/067,2

92,322

xx

in

Dimana : α = 1 ( aliran turbulen ) ; Δv = 2, 2721 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 7,6 ft

Ws = Fp

p

gc

gz

gc

v

.

..2

2

Ws =

174,3212

2721,22

xx+ ( 76,1 x 1 ) + 0 + 0,490645 = 8,170871 lb.ft/lbm

WHP = HPx

xWsxm0493,0

3600550

5528,1194496633,37

550

Dari Timmerhaus 5 th ed. Gambar 12-17 hal 516 diperoleh

η pompa = 80%

Daya pompa actual = HPmotor

BHP5,02462,0

8,0

1971,0

5. BAK SANITASI ( F-214)

Fungsi : tempat menampung air sanitasi

Dasar perancangan :

Jumlah : 1 buah

D-13

Bahan konstrksi : beton

Waktu tinggal : 5 jam

Massa air masuk : 5418 kg/jam


Volume bak = 33

9617,338,0

1693,27m

m


Volume air : 3

31963,27

.08,997

5/5418m

mkg

jamjamxkg

Direncanakan baka kan terisi 80%

Volume bak = 33

9617,338,0

1693,27m

m




33,9617 m3 = 313

1 = 2,2454 m ≈ 2,5 m

Lebar 1 = 2,5 m

Panjang = 21 = 5 m


6. POMPA AIR SANITASI ( L-215 )

Fungsi : mengalirkan air sanitasi

Dasar perancangan :


Jumlah : 1 buah


D-14


Viskositas air = 0,8937 cP x 2,4191 =jamdt

ftjamlb

/3600

/1620,2= 6,0056 x 10-4 lb/ft.dt

Massa masuk = 5418 kg/jam = 11944,5228 lb/jam


m

=3/6736,62

/5228,11944

ftlb

jamlb

= 190,583 ft3/jam


= 23,7625 gpm


Dopt = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13 ( pers.15 hal 496 peter & Timmerhaus )

= 3,9 x ( 0,05294 )0,45 x ( 62,6736 )0,13

= 1,78 in


Panjang pipa (L) = 20ft



Di = 2,067 in

Do = 2,375 in

a = 0,02330 ft2

Kecepatan linear (v) =a

Qf=

2

3

02330,0

det/05294,0

ft

ft= 2,2721 ft/det

NRe =

Dxvx=

det./4100056,6

/6736,62det/2721,212/067,2 3

ftlbx

ftlbxftftx

D-15

NRe = 40,842,75 > 2100 ( aliran turbulen)


ε = 26 x 10-4

ε/D = inmin

x

/3937/067,2

106,2 4

= 0,005

f = 0,008




Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17

Tee = 1 x 1 =1

ΔL = 12,92 + 20 = 32,92 ft

ΣF = 4 x 0,008 x 4900645,0174,322

2721,2

12/067,2

92,322

xx

in

Dimana : α = 1 ( aliran turbulen ) ; Δv = 2, 2721 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 7,6 ft

Ws = Fp

p

gc

gz

gc

v

.

..2

2

Ws =

174,3212

2721,22

xx+ ( 76,1 x 1 ) + 0 + 0,490645 = 8,170871 lb.ft/lbm

WHP = HPx

xWsxm0493,0

3600550

5528,1194496633,37

550

Dari Timmerhaus 5 th ed. Gambar 12-17 hal 516 diperoleh

η pompa = 80%

Daya pompa actual = HPmotor

BHP5,02462,0

8,0

1971,0

D-16

7. POMPA KE KATION EXCHANGER ( L-221)

Fungsi : mengalirkan air dari bak kawasan ke kation exchanger

Dasar perancangan :


Jumlah : 1 buah




ftjamlb

/3600

/1610,2= 6,0056 x 10-4 lb/ft.dt

Massa masuk : 5418 kg/jam = 11944,5228 lb/jam


m

=3/6736,62

/5228,11944

ftlb

jamlb

= 190,583 ft3/jam

= 0,05294 ft3/detik x 7,431 gal/ft3 x 60 detik/menit = 23,7625 gpm


Dopt = 3,9 x Q 0,45 x ρ 0,13

= 3,9 x ( 0,05294 ) 0,45 x ( 62,6736 ) 0,13

= 1,78 in

Direncakan :

Ketinggian pipa ( Z ) = 36,8 ft

Panjang pipa ( L ) = 59,2 ft

Berdasarkan Perry’s 6 th table 6.6 hal 6-42 didapatkan

D-17


Di = 2,067 in

Do = 2,375 in

a = 0,02330ft2

Kecepatan linear ( v ) =a

Qf=

2

3

02330,0

det/005294,0

ft

ft= 2,2721 ft/det

NRe =

Dxvx=

det./4100056,6

/6736,62det/2721,212/067,2 3

ftlbx

ftlbxftftx

NRe = 40,842,75 > 2100 ( aliran turbulen )


έ = 2,6 x 10-4

έ/D = inmin

x

/37,39/067,2

106,2 4

f = 0,008

Dari Genkoplis tabel 2.10-1 hal 93 untuk sambungan valve didapatkan :

Standart elbow = 4 x 0,75 =3

Glove valve = 1x 9,5 = 9,5

Gate vslve = 1 x 0,17 = 0,17

Tee = 1x 1= 1

∆L = 13,67 + 59,2 = 72,87 ft

ΣF = 4 x D

Lfx=

gc

xv

2

2

ΣF = 4 x 174,32212/067,2

)271,2(87,72008,0 2

xxin

xx= 1,0861

D-18

Dimana : ά = 1 ( aliran turbulen ) : ∆v = 2,26735 ft/det ; ∆p = 0 ; ∆z = 36,8 ft

Ws = Fp

p

gc

g

D

z

gc

v

..2

2

Ws = lbmftlbxx

/.96633,3710)81,36(174,32212

)271,2( 2

WHP = HPx

xWsxm229.0

3600500

5228,11944966633,37

500


η pompa = 25%

BHP = 916,025.0

229,0

pompa

WHP

Dari timmerhaus gambar 14.38 hal 521 diperoleh

η motor = 80%

Daya pompa actual = HPpompa

WHP5,1145,1

8,0

916,0

8. KATION EXCHANGER (D-22A)

Fungsi : menghilang ion – ion positif yang menyebabkan kesadahan air

Dasar perancangan :

Bentuk : silinder tegak

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : carbon steel SA 240 grade M tipe 316

Resin yang digunakan adalah Zeolite ( H2Z). Dimana untuk tiap m3 Zeolite dapat

menghilangkan 6500-9000 gram hardness

Rate : 627,7843 kg/jam = 1384,0133 lb/jam

Densitas = 997,08 kg.m3 = 62,2455 lbm/ft3

D-19


ftjamlb

/3600

/1610,2= 6,0056 x 10-4 lb/ft.dt

Massa masuk = 627,7843 kg/jam = 1384,0133 lb/jam

Rate volumetric = jamftft

jamlb

rDensitasAi

Rateair/247,22

2455,62

/0133,1384 3

3

= 0,0018 m3/s = 27,8852 gpm

Direncanakan tangki berbentuk silinder dengan tutup atas dan tutup bawah

berbentuk standard dished, dengan :

Kecepatan air (v) = 5 gpm/ft2

Tinggi bed = 5 m = 16,404 ft

Luas penampang bed ( A ) =5

8852,27

v

Q= 5,5770 ft3

= 0,5181 m2

Volume bed = luas bed x tinggi bed

= 5,5770 x 16,404 ft

= 91,4199 ft3 = 2,5907 m3

Luas A =4

2xdi

di2 = 5,5770 x14,3

4= 7,1044 ft2

di = 2,6655 ft

Direncanakan : H/d = 3

Sehingga :

H = 3 x d = 3 x 2,6655 = 7,9965 ft

Volume tangki = A x H = 5,5770 ft2 x 7,9965 ft = 44,5965 ft3 = 1,2629 m3

Asumsi :

D-20

Tiap 1 gallon air = 27,8852 x 10 grain/gall

= 278,820 grain/menit

= 16.731,12 grain/jam

Dalam 1,2629 m3/H2Z dapat menghilangkan hardness sebanyak :

1,2629 m3 x 7.500 g/m3 = 9,471,3943 g x 7000 grain/lb

= 20,8810 lb/ 7000 grain/lb

= 146.166,7147 grain

Umur resin =7362,8

47146.166,71= 8,7362 jam

Jadi setelah 8,7362 jam resin harus diregenerasi dengan HCl.

9. ANION EXCHANGER (D-22B)

Fungsi : menghilangkan ion – ion negatif yang menyebabkan kesadahan air.

Dasar perancangan :

Bentuk : silinder tegak

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : carbon steel SA grade M tipe 316

Resin yang digunakan adalah De-acidite (DOH)

Direncanakan De-acidite (DOH) dengan kapasitas 10000 g/m3

Rate : 627,7843 kg/jam = 1384,0133 lb/jam

Densitas = 997,08 kg.m3 = 62,2455 lbm/ft3


ftjamlb

/3600

/1610,2= 6,0056 x 10-4 lb/ft.dt


Rate volumetric = jamftft

jamlb

rDensitasAi

Rateair/247,22

2455,62

/0133,1384 3

3

D-21

= 0,0018 m3/s = 27,8852 gpm

Direncanakan tangki berbentuk silinder dengan tutup atas dan tutup bawah

berbentuk standard dished, dengan :

Kecepatan air (v) = 5 gpm/ft2

Tinggi bed = 5 m = 16,404 ft

Luas penampang bed ( A ) =5

8852,27

v

Q= 5,5770 ft3

= 0,5181 m2

Volume bed = luas bed x tinggi bed

= 5,5770 x 16,404 ft

= 91,4199 ft3 = 2,5907 m3

Luas A =4

2xdi

di2 = 5,5770 x14,3

4= 7,1044 ft2

di = 2,6655 ft

Direncanakan : H/d = 3

Sehingga :

H = 3 x d = 3 x 2,6655 = 7,9965 ft

Volume tangki = A x H = 5,5770 ft2 x 7,9965 ft = 44,5965 ft3 = 1,2629 m3

Asumsi :

Tiap 1 gallon air = 27,8852 x 10 grain/gall

= 278,820 grain/menit

= 16.731,12 grain/jam

Dalam 1,2629 m3/H2Z dapat menghilangkan hardness sebanyak :

D-22

1,2629 m3 x 7.500 g/m3 = 9,471,3943 g x 7000 grain/lb

= 20,8810 lb/ 7000 grain/lb

= 146.166,7147 grain

Umur resin =7362,8

47146.166,71= 8,7362 jam

Jadi setelah 8,7362 jam resin harus diregenerasi dengan HCl.

10. BAK AIR LUNAK (F-220)

Fungsi : tempat menampung air lunak untuk umpan boiler, air proses dan air

pendingin.

Dasar perancangan :

Jumlah : 1 buah

Bahan kontruksi : beton


Massa air masuk : 997,08 kg/m3

Volume air =308,997

5/7843,627

kgm


Direncanakan bak akan terisi 80%

Volume bak =8,0

37777,3 m= 4,72217 m3


Panjang x lebar x kedalaman = 2 : 1 : 1,5

Maka,volume bak = panjang x lebar x tinggi

4,72217 m3 = 31 m3

1 = 1,16325 m ≈ 1,5 m

Lebar = 1,5 m

D-23

Panjang = 21 = 3 m


11. POMPA KE BAK AIR PENDINGIN (L-225)

Fungsi : mengalirkan air lunak ke bak air pendingin

Dasar perancangan :


Jumlah : 1 buah




jamftlb

/3600

./1620,2= 6,0056 x 10-4 lb/ft.dt

Massa masuk 23761,85915 kg/jam = 10778,3036 lb/jam

Rate volumetric ( Qf ) =

m

=3/6736,62

lb/jam10778,3036

ftlb

= 171,9752 ft3/jam

= 0,4477 ft3/detik x 7,481 ga/ft3 x 60 detik/menit

= 21,4424 gpm


Dopt = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13

= 3,9 x ( 0,04777 )0,45 x ( 62,6736)0,13

= 1,6983 in

Direncanakan :

D-24





Di = 0,493 in

Do = 0,675 in

a = 0,00133 ft2

Kecepatan linear (v) = det/8646,3500133,0

det/04777,02

3

ftft

ft

a

Qf

NRe =

Dxvx=

det./100056,6

/6736,62det/8646,3512/493,04

3

ftlbx

ftlbxftftx

NRe = 3914,629 > 2100 ( aliran turbulen )




Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17

Tee = 1 x 1 =1

ΔL = 12,92 + 58 = 70,92 ft

ΣF = 4 x f x gc

vx

D

L

2

2

ΣF = 4 x 0,015 x

174,322

8646,35

12/493,0

70922

xx

in= 0,782

Dimana : α = 1 ( aliran turbulen ) ; Δv = 0,6970 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 42,8 ft

Ws = Fp

p

gc

gz

gc

v

.

..2

2

D-25

Ws =

174,3212

8646,352

xx( 42,8 x 1 ) + 0 + 0,782 = 55,571 lb.ft/lbm

WHP =3600550

3086,10778571,55

550 x

xWsxm = 0,302505 HP


η pompa = 10%

BHP =1,0

302505,0

pompa

WHP

= 3,0250

Dari Timmerhaus gambar 14.38 hal 521 diperoleh

η pompa = 80%

Daya pompa aktual = HPmotor

BHP47813,3

8,0

0250,3

12. BAK AIR PENDINGIN (F-226)

Fungsi : tempat menampung air pendingin

Dasar perancangan :

Jumlah : 1 buah



Massa air masuk = 94,8754,7843 kg/jam

Densitas air = 997,08 kg/m3

Massa air masuk = 23761,85915 kg/jam

Volume air =3/08,997

5/85915,23761

mkg


Direncanakan bak akan terisi 80%

Volume bak = 8,0

1572,119 3m148,9465 m3

D-26


Panjang x lebar x kedalaman = 2 : 1 : 1,5

Maka,volume bak = panjang x lebar x tinggi

0,5947 m3 = 31 m3

1 = 0,8409 m ≈ 1 m

Lebar = 1 = 1 m

Panjang = 21 = 3 m


13. POMPA KE PERALATAN (L-227)

Fungsi : mengalirkan air pendingin dari bak air pendingin ke peralatan

Dasar perancangan :





jamftlb

/3600

./1620,2= 6,0056 x 10-4 lb/ft.dt

Massa masuk 23761,85915 kg/jam = 10778,3036 lb/jam

Rate volumetric ( Qf ) =

m

=3/6736,62

lb/jam10778,3036

ftlb

= 171,9752 ft3/jam

= 0,4477 ft3/detik x 7,481 ga/ft3 x 60 detik/menit

= 21,4424 gpm

D-27


Dopt = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13

= 3,9 x ( 0,04777 )0,45 x ( 62,6736)0,13

= 1,6983 in

Direncanakan :





Di = 0,493 in

Do = 0,675 in

a = 0,00133 ft2

Kecepatan linear (v) = det/8646,3500133,0

det/04777,02

3

ftft

ft

a

Qf

NRe =

Dxvx=

det./100056,6

/6736,62det/8646,3512/493,04

3

ftlbx

ftlbxftftx





Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17

Tee = 1 x 1 =1

ΔL = 12,92 + 58 = 70,92 ft

ΣF = 4 x f x gc

vx

D

L

2

2

D-28

ΣF = 4 x 0,015 x

174,322

8646,35

12/493,0

70922

xx

in= 0,782


Ws = Fp

p

gc

gz

gc

v

.

..2

2

Ws =

174,3212

8646,352

xx( 42,8 x 1 ) + 0 + 0,782 = 55,571 lb.ft/lbm

WHP =3600550

3086,10778571,55

550 x

xWsxm = 0,302505 HP


η pompa = 10%

BHP =1,0

302505,0

pompa

WHP

= 3,0250


η pompa = 80%


BHP47813,3

8,0

0250,3

14. COOLING TOWER (P-228)

Fungsi : mendinginkan air

Dasar perancangan :

Jenis Counter Flow Induced Draft Cooling Tower ( Perry’s,6 th ed.Hal 12-15)

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : carbon steel



D-29


jamftlb

/3600

./1620,2= 6,0056 x 10-4 lb/ft.dt



m

=3/6736,62

/3086,10778

ftlb

jamlb

= 171,9752 ft3/jam


= 21,4424 gpm

Volume yang dibutuhkan = 3,3373 ft3/jam x 1 jam = 3,3373 ft3

Suhu wet bulb udara ( kelembaban 70%) = 250C

Suhu air masuk menara = 450C

Suhu air keluar menara = 300C

Volume cooling tower = ¼.π.d2.l

Jika 1 = 4d, maka :

Volume coolinh tower = ¼. π.d2.(4d)

3,3373 ft3 = π.d3

d = 1,020524 ft

l = 4d = (1,020524) = 4,082096

Luas cooling tower = ¼.π.d2 = ¼ (3,14) (1,020524)2 = 0,817553 ft2

Dari fig 12-15,Perry’s 6th ed.Hal 12-15 diperoleh :

Persentase standart tower performance sebesar 100%,maka :

HP fan/luas tower area(ft2) = 0,041HP/ ft2

HP fan = 0,041HP/ft2 x luas tower (ft2)

D-30

= 0,041HP/ft2 x 0,817553ft2

= 0,0335 HP ≈ 0,5 HP

15. POMPA KE DE-AERATOR (L-229)

Fungsi : mengalirkan air lunka ke deaerator

Dasar perancangan :




Viskositas air = 0,8937 cP x 2,4191 = jamdt

jamftlb

/3600

./1620,26,0056 x 10-4 lb/ft.dt



m

=3/6736,62

/2695,762

ftlb

jamlb

= 12,1625 ft3/jam


= 1,5164 gpm


Dopt = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13

= 3,9 x ( 0,00337 )0,45 x ( 62,6736)0,13

= 0,5153 in

Direncanakan :


D-31




Di = 0,493 in

Do = 0,675 in

a = 0,00133 ft2

Kecepatan linear ( v ) = det/9083,000371,0

det/00337,02

3

ftft

ft

a

Qf

NRe =

Dxvx=

det//100056,6

/6736,62det/9088,312/824,04

3

ftlbx

ftlbxftftx



ε = 26 x 10-4

ε/D = 012423,0/37,39/824,0

106,2 4

inmin

x

f = 0,015


Standard elbow 900 = 3 x 0,75 = 2,25


Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17

Tee = 1 x 1 =1

ΔL = 12,92 + 58 = 70,92 ft

ΣF = 12.92 + 44,8 = 57,72 ft

ΣF = 4 x f x gc

vx

D

L

2

2

D-32

ΣF = 4 x 001 x

38175,0174,322

8547,0

12/824,0

72,572

x

xin


Ws = Fp

p

gc

gz

gc

v

.

..2

2

Ws =

174,3212

9083,02

xx( 42,8 x 1 ) + 0 + 0,782 = 64,348 lb.ft/lbm

WHP =3600550

2695,762348,64

550 x

xWsxm = 0,01370 HP


η pompa = 10%

BHP =1,0

01370,0

pompa

WHP

= 1,1370


η pompa = 80%


BHP5,017125,0

8,0

1370,1

16. DE-AERATOR (D-230)

Fungsi : menghilangkan gas – gas terlarut dalam umpan boiler dengan pemanasan

steam

Dasar perancangan :

Tipe : silinder horizontal dengan tutup hemispherical

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : carbon steel SA 240 grade M tipe 316



D-33

Massa air masuk = 324,5398 kg/jam = 715,4804 lb/jam


Volume air =

m=

6736,62

60/30/4804,715 jamjamxlb= 5,707989ft3

Vliquid = 80% Vtangki

Vtangki =8,0

Vliquid= 3

3

135,78,0

707989,5ft

ft


Vhemispherical = 0,2618d3

Untuk Ls = 1,5d

Vsheell = ¼.π.d2.Ls = 1,1775d3

Vtotal = Vhemispherical + Vsheell + Vhemispherical

= 0,2618d3 + 1,1775d3 + 0,2618d3

7,135ft3 = 1,7001d3

d = 1,6127 ft = 19,3524 in

Ls = 1,5d = 2,41905 ft = 29,0286 in

Menentukan tinggi liquid:

Vliquid = ½ Vbola + ¼ . π.d2.hl

= ½ (4/3. π.r3) + (¼ . π.d2.hl)

= 0,2618 d3 + 0,7854 d2.hl

5,707989ft3 = 0,2618 ( 1,6127 ft)3 + 0,7854 ( 1,6127 ft)2 .hl

hl = 2,257961 ft = 27,095532 in


= Poperasi +144

xhl

D-34

= 14,7 +144

2580,23/6736,62 xftlb

= 15,68274 psi


Bahan konstruksi : carbon steel SA 135 grade B

F = 12.750

E = 0,85

C = 1/16

ts =)6,0(2 piFE

Cpixdi

=3524,196,085,012750(2

3524,1968274,15

xx

x

16

1

=16

2242,1≈

16

3in

Standarisasi do :

Do = di + 2ts

= 19,3524 + 2(3/16)

= 19,7274 in


Di = do – 2ts = 20 - 2(3/16) = 19,7274 in = 1,6354 ft

Menentukan tinggi sheel baru :

Vtotal = Vtutup atas + V shell + V tutup bawah

= 0,2618d3 +4

.d2.Ls + 0,2618d3

Vtotal = 0,5236d2 +4

.d2.Ls

D-35

7,135ft = 0,5236 (1,6354)3 +4

.(1,6354)2 .Ls

Ls = 2,3075 ft = 27,69 in

Menentukan tinggi liquid baru :

Vliquid = ½ Vbola + ¼.π.d2.hl

= ½ (4/3. π.r3) + (¼ . π.d2.hl)

= 0,2618 d3 + 0,7854 d2.hl

5,707989ft3 = 0,2618 ( 1,6127 ft)3 + 0,7854 ( 1,6127 ft)2 .hl

hl = 2,257961 ft = 27,095532 in


= Poperasi +144

xhl

= 14,7 +144

2580,23/6736,62 xftlb

= 15,68274 psi


ts =)6,0(2 piFE

Cpixdi

=3524,196,085,012750(2

3524,1968274,15

xx

x

16

1

=16

2242,1≈

16

3in

Menentukan tebal tutup hemispherical :


ts =)6,0(2 piFE

Cpixdi

D-36

=3524,196,085,012750(2

3524,1968274,15

xx

x

16

1

=16

1133,1≈

16

3in

17. POMPA KE BOILER (L-231)

Fungsi : mengalirkan air dari dearator ke boiler

Dasar perancangan :

Tipe : pompa sentifugal




jamftlb

/3600

./1620,26,0056 x 10-4 lb/ft.dt



m

=3/6736,62

/2695,762

ftlb

jamlb

= 12,1625 ft3/jam


= 1,5164 gpm


Dopt = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13

= 3,9 x ( 0,00337 )0,45 x ( 62,6736)0,13

= 0,5153 in

Direncanakan :


D-37




Di = 0,493 in

Do = 0,675 in

a = 0,00133 ft2


det/00337,02

3

ftft

ft

a

Qf

NRe =

Dxvx=

det//100056,6

/6736,62det/9088,312/824,04

3

ftlbx

ftlbxftftx



ε = 26 x 10-4

ε/D = 012423,0/37,39/824,0

106,2 4

inmin

x

f = 0,015


Standard elbow 900 = 3 x 0,75 = 2,25


Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17

Tee = 1 x 1 =1

ΔL = 12,92 + 58 = 70,92 ft

ΣF = 12.92 + 44,8 = 57,72 ft

ΣF = 4 x f x gc

vx

D

L

2

2

D-38

ΣF = 4 x 001 x

38175,0174,322

8547,0

12/824,0

72,572

x

xin


Ws = Fgc

Pzg

gc

v

..2

2

Ws = Fp

p

gc

gz

gc

v

.

..2

2

Ws =

174,3212

9083,02

xx( 42,8 x 1 ) + 0 + 0,782 = 64,348 lb.ft/lbm

WHP =3600550

2695,762348,64

550 x

xWsxm = 0,01370 HP


η pompa = 10%

BHP =1,0

01370,0

pompa

WHP

= 1,1370


η pompa = 80%

Daya pompa aktual =

HPmotor

BHP5,017125,0

8,0

1370,1

18. BOILER (Q-232)

Steam yang digunakan mempunyai suhu 110 0C (230 0F) dan tekanan 143,27 kPa

(20,78 psia). Karena temperatur steam yang digunakan < 210 0C dan tekanan < 18

bar, maka dipilih boiler tupe fire tube boiler dengan efisiensi 80% (Ulrich hal 109)

Kebutuhan steam = 311,41776 kg/jam = 686,5516 lb/jam

Dari Savaren W.H., “Steam Air and Gas Power”, pers 172, halaman 140 :

D-39

Power Boiler (HP) =5,34

)( 1

Hx

HHxm vs

Dimana :

ms = laju steam yang dihasilkan

Hv = entalpi uap pada 110 0C = 1157,1 Btu/lb

H1 = entalpi liquid pada 110 0C = 198,32 Btu/lb

H = entalpi air pada 212 0F = 970,3 Btu/lb

34,5 = angka penyesuaian pada penguapan 34,5 hp/lb air/jam pada 212 0F

menjadi uap kering.

HP =)5,34)(3,970(

)32,1981,11571(5516,686 x= 19,66378 hp

Dari Savern hal 171 didapat :

Kapasitas boiler =1000

)( Lvs hhm =

1000

)32,1981,1157(5516,686

Kapasitas boiler = 686,251943 lb/jam

Bahan bakar yang digunakan adalah minyak bakar dengan heating value sebesar

19.410 Btu/lb (Perry’s 6th ed.. hal 9-18)

Efisiensi boiler = 80 % (Ulrich, hal 109)

Kebutuhan bahan bakar :

mf =xHV

hhm Lvs

)( =

410.1980,0

)32,1981,1157(5516,686

= 42,39129 lb/jam

mf = 19,22856 kg/jam

Menghitung perpindahan panas boiler dan jumlah tube :

Heating value surface bolier = 10 ft2/hp boiler (Savaren,hal 126)

Pipa yang digunakan = 2 in IPS

Panjang tube = 16 ft

D-40

Luas permukaan linear(a”) = 0,662 ft2/in.ft

Jumlah tube = A/(a”x L)

Dimana :

A = luas perpindahan panas boiler = 10 x hp boiler

A = 10 x 19,66378 hp = 196,6378 ft2

Jumlah tube yang dibutuhkan :

Nt =16662,0

6378,196

"

2

x

ft

xLa

A = 20 tube

19. POMPA KE FIRED HEATER (L-223)

Fungsi : mengalirkan air dari bak air lunak ke fired heater.

Dasar perancangan :

Tipe : pompa sentifugal




jamftlb

/3600

./1620,26,0056 x 10-4 lb/ft.dt



m

=3/6736,62

/4921,5160

ftlb

jamlb

= 82,3391 ft3/jam


= 10,26631 gpm


D-41

Dopt = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13

= 3,9 x (10,26631)0,45 x ( 62,6736)0,13

= 0,5153 in

Direncanakan :





Di = 0,493 in

Do = 0,675 in

a = 0,00133 ft2


det/02287,02

3

ftft

ft

a

Qf

NRe =

Dxvx=

det//100056,6

/6736,62det/8904,1012/824,04

3

ftlbx

ftlbxftftx



ε = 26 x 10-4

ε/D = 012423,0/37,39/824,0

106,2 4

inmin

x

f = 0,015


Standard elbow 900 = 3 x 0,75 = 2,25


Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17

D-42

Tee = 1 x 1 =1

ΔL = 12,92 + 58 = 70,92 ft

ΣF = 12.92 + 44,8 = 57,72 ft

ΣF = 4 x f x gc

vx

D

L

2

2

ΣF = 4 x 001 x

38175,0174,322

8904,10

12/0518,0

72,572

x

xin


Ws = Fp

p

gc

gz

gc

v

.

..2

2

Ws = Fp

p

gc

gz

gc

v

.

..2

2

Ws =

174,3212

9083,02

xx( 42,8 x 1 ) + 0 + 1,1809 = 4,4048 lb.ft/lbm

WHP =3600550

4921,51604048,4

550 x

xWsxm = 0,0115 HP


η pompa = 10%

BHP =1,0

0115,0

pompa

WHP

= 0,1148


η pompa = 80%


BHP5,01435,0

8,0

1148,0

20. FIRED HEATER (E-224)

Fungsi : memanaskan air untuk air pencuci

D-43

Dasar perancangan :

Tipe : double radiant section

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : carbon steel SA grade M tipe 316

Fluks Average Furnace : 12000BTU/jam.ft2(Kern,table 19.2 hal 712)

Faktor perubahan panas overall : 0,57 (Kern,fig.19.15 hal 700)

Efisiensi overall (η) = 75% (Kern, hal 702)

Suhu air masuk = 30 0C = 86 0F

Suhu air keluar = 70 0C = 158 0F

Densitas air = Densitas air = 0,99708 g/mL = 62,6736 lb/ft3

Massa air masuk = 11376,8165 kg/jam = 5160,4921 lb/jam

Perhitungan :

xAcp

Q2

.

fluks average = 2 x 12000 = 24000 BTU/jam.ft2

Jika factor perubahan panas overall (z) = 0,57,maka

zAcp

Q

.. 57,0

24000= 42,105,2632 BTU/ jam.ft2

Kebutuhan bahan bakar untuk fired heater dipenuhi dengan menggunakan minyak

bakar dengan heating value sebesar 19410BTU/lb (Perry’s 6 th hal 9-18) sehingga

Mf =ueheatingvaln

TCpm

.

.. =

1941075,0

)86158(01,14921,5160

x

xx

Mf = 2,8075 lb/jam = 1,2734 kg/jam

Panas yang dihasilkan bahan bakar :

Qf = Mf x HV = 2,8075 lb/jam x 19410 BTU/lb = 54493,570 BTU/jam

Jika efisiensi 75%, maka :

D-44

Qf =75,0

570,54493= 72658,1 BTU/jam

Dari Kern hal 702 didapatkan bahwa terdapat 17,44 lb udara dalam setiap 1 lb

bahan bakar, sehingga udara yang dibutuhkan :

= 2,8075 lb/jam x 17,44 = 48,9628 lb/jam

Panas yang keluar = QA = m x λ

QA = 48,9628 lb/jam x 1,002 BTU/lb = 49090,1033 BTU/jam

Qw = 2% x Qf = 2% x 72658,1 = 1453,162 BTU/jam

Qnett = Qf + QA - QW

= 72658,1+ 49090,1033 – 1453,162

= 107215,0413 BTU/jam

Jika sentalpi gas = 476 BTU/lb maka

QG = entalpi gas x (m bahan kabar + m udara )

= 476 (2,8075 + 48,9628 )

= 24642,6628 BTU/jam

Sehingga panas overall yang diperoleh sebesar

Q =Qnett - QG

= 107215,0413 –24642,6628 = 82572,3785

Jika panjang tube (L) = 16 ft

Pipa yang digunakan = 2 in nominal pipa IPS

Luas permukaan pipa (A) = L x OD x π = 16 x 2/12 x 3,14 = 8,3733 ft2

Jumlah pipa (Nt) =gexAfluksavera

Q

=23733,82/12000

82572,3785

ftxftbtu= 0,8218 ≈ 1 buah

D-45

Jarak dari pusat ke pusat = 8,5 in sehingga

Acp per pipa =12

165,8 x11,3333 ft2

Rasio jarak pusat ke pusat terhadap diameter = 25,412

5,8

Dari Kern,fig 19-11 total α adalah 0,575

Sehingga αAcp total = jumlah pipa x Acp per pipa

= 1 x 6,5166 = 6,5166

Refractory surface :

End wall = 2 x 15 x 10 = 300 ft2

Side wall = 10 x 15 = 150 ft2

Bridge wall = 10 x 15 = 150 ft2

Floor and arch = 2 x 15 x 15 = 450 ft2

AT = 300 + 150 + 150 + 450 = 1050 FT2

AR = AT – (αAcp)

= 1050 – 6,5166 = 1043,4834

Acp

Ag

.=

5166,6

4834,1043= 160,127

Ratio = 15 x 15 x 10 = 1,5 x 1,5 x 1,5

Tinggi fired heater : T = 2/3 (3√15 X 15 X 10) =8,7358 FT = 2,66 M

D.3 Unit Pengadaan Listik

Untuk memenuhi kebutuhan tenaga listik diperoleh dari listrik dari PLN dan

generator set. Kebutuhan listik di pabrik metil ester ini digunakan untuk

penerangan pabrik, peralatan proses produksi, peralatan utilitas dan lainnya

D-46

Perincian kebutuhan listik dibagi menjadi :

a. Listrik untuk peralatn proses produksi

b. Listrik untuk daerah pengolahan air

c. Listrik untuk penerangan pabrik

A.Listrik untuk Peralatan Proses

Tabel D.5 Pemakaian Listrik Pada Peralatan Proses

No Nama Alat Kode Alat Jumlah Power ( HP )1. Pompa Sentrifugal L-102 1 0,52. Mixer M-103 1 0,53. Dekanter I H-111 1 0,54. Pompa Sentrifugal L-105 1 145. Reaktor I R-110 1 206. Pompa Sentrifugal L-112 1 47. Reaktor II R-120 1 4,48. Dekanter II H-211 1 0,59. Pompa Sentrifugal L-122 1 8010. Tangki Air Asam M-201 1 0,511. Washing Column D-210 1 0,512. Dekanter III H-211 1 0,513. Pompa Sentrifugal L-222 1 414. Tangki Adsorpsi M-230 1 115. Pompa Sentrifugal L-231 1 316. Filter Press I P-232 1 117. Pompa Sentrifugal L-233 1 318. Storage Metil Ester F-234 1 0,519. Tangki Gliserin F-301 1 1,520. Pompa Sentrifugal L-302 1 121. Tangki Asidulasi M-310 1 0,522. Dekanter IV H-311 1 0,523. Pompa Sentrifugal L-312 1 1,524. Pompa Sentrifugal L-313 1 0,5

25.Storage Soap And FattyAcid

F-314 1 0,5

26. Evaporator V-320 1 127. Cooler E-335 1 128. Pompa Rotary L-341 1 1,529. Filter Press II P-342 1 230. Pompa Rotary L-343 1 1,531. Storage Gliserin F-344 1 1,532. Storage Metanol F-101 1 1,5

Total 32 154,5

D-47

B. Listrik untuk Daerah Pengolahan air

Pemakaian listrik untuk daerah pengolahan air ( water treatment )

Table D.6. Pemakaian Listrik pada Daerah pengolahan Air

No Nama Alat Kode Alat Jumlah Power ( HP )1. Pompa ke bak klorinasi L-211 1 1,52. Pompa ke bak sanitasi L-213 1 0,53. Pompa air sanitasi L-215 1 0,5

4.Pompa ke kationexchanger

L-221 1 0,5

5.Pompa ke bak airpendingin

L-225 1 4

6.Pompa air pendingin keperalatan

L-233 1 0,5

7. Cooling tower P-227 1 0,58. Pompa ke deaerator L-229 1 0,59. Pompa ke boiler L-231 1 0,510. Pompa ke fired heater L-223 1 0,5

Total 10 10

Jadi kebutuhan total untuk motor penggerak sebesar :

= ( 10 + 32 ) = 42 hp

= 42 hp x 0,7475 kW Hp

= 31,395 kW

C. Listrik untuk penerangan

Pemakaian listrik untuk penerangan dapat diperoleh dengan mengetahui luas

bangunan dan area lahan yang diperlukan dengan menggunakan rumus :

L =DU

FA

.

................................................................ ( Sjamsu Amril, hal 174 )

Dimana :

L = lumen outlet

A = luas daerah

D-48

F = foot candle

U = koefisien utilitas = 0,8

D = efisiensi penerangan rata – rata = 0,75

Tabel D.7 Pemakaian Listrik untuk Penerangan

No Bangunan M2 Ft2 Candel Lumen1. Parkir tamu 45 484,36 5 4036,372. Pos keamanan 40 430,5 10 7175,773. Parkir pegawai 90 968,73 5 8072,744. Taman 600 6458,19 10 107636,495. Aula 400 4305,46 10 71757,666. Kantin 40 430,55 10 7175,777. Perkantoran &TU 500 5381,82 15 134545,618. Poliklinik 50 538,18 15 13454,569. Mushola 50 538,18 10 8969,7110. Ruang proses produksi 2400 25832,76 25 1076364,8611. Ruang Ka.pabrik 20 215,27 25 5381,8212. Ruang bahan baku 225 2421,82 15 40363,6813. Garasi 100 1076,36 10 17939,4114. Bengkel 150 1614,55 10 40363,6815. Pemadan kebakaran 80 862,09 15 17939,4116. Ruang generador 225 2421,82 15 40363,6817. Ruang bahan bakar 225 2421,82 15 21527,3018. Laboratorium 150 1614,55 15 60545,5219. Gudang prod. samping 200 2152,73 10 60545,5220. Ruang produk utama 450 4843,64 10 40363,6821. Areal pengolahan air 1200 12916,38 20 430545,9522. Areal peng. limbah 500 5381,82 20 179394,1423. Halaman dan jalan 1160 12485,83 10 208097,2124. Areal perluasan 5600 60276,43 5 502303,60

Total 14.500 156072,91 3163167,24

a. Untuk penerangan pada daerah Pos keamanan, Aula, Kantin, Perkantoran,

Poliklinik, Mushola, Ruang kepala pabrik dan Laboratorium digunakan lampu

daylight 40 Watt/buah.

Total lumen = 7.175,77 + 71.757,66 + 7.175,77 + 134.545,61 +

13.454,56 + 8.969,71 + 5.381,82 + 40.363,68

= 288.824,57

D-49

Lumen output lampu daylight = 1600

Lampu daylight yang dibutuhkan =1600

57,824.288= 180,5 ≈ 181 buah

b. Untuk penerangan pada daerah lain digunakan lampu jenis mercury 250

Watt/buah

Total lumen = 3.163,24 – 288.824,57 = 2.874.342,6

Lumen output lampu mercury = 10.000

Lampu mercury yang dibutuhkan =10000

672.874.342,= 287,43 ≈ 288 buah

Kebutuhan listrik untuk penerangan = ( 181 x 40 ) + ( 288 x 250 )

= 79.240 Watt

= 79,24 kW = 106,2626 hp ≈ 107 Hp

Maka total kebutuhan listrik yang diperlukan :

Untuk penerangan pabrik = 79,24 kWh

Untuk peralatan dan utilias = 31,395 kWh

Total = 110,635 kWh

Beban listrik = 110,635 kWh

Beban terpasang = 130 kWh

Jika digunakan Generador Set dengan esfisiensi 80%

Maka tenaga genset yang dibutuhkan :8,0

110,635 kWh= 138,30 kWh

Perhitungan Kebutuhan Bahan Bakar

Bahan Bakar digunakan pada boiler, fired heater dan generator set

D-50

1. Kebutuhan bahan bakar boiler :

mf =

xHV

hLhvms

=

1000

)( hLhvms =

1941080,0

)01320,515(9426,2530

x

= 83,9624

lb/jam

mf = 38,0851 kg/jam

mf =3/29,49

/83,9624

ftlb

jamlbx

303531,0

1

ft

liter= 48,2422 L/jam

2. Kebutuhan bahan bakar fired heater :

Mf =ueheatingvaln

TCpm

.

.. =

1941075,0

)86158(01,14921,5160

x

xx

mf = 2,8075lb/jam = 1,2734 kg/jam

mf =3/29,49

/2064,2/1,2734

ftlb

kglbjamxkgx

303531,0

1

ft

liter= 1,6130L/jam

3. Kebutuhan bahan bakar generator set :

Kapasitas Generator Set = 162,5 kWh

Sebagai bahan bakar Generator Set digunakan Diesel Oil yang mempunyai

heating value = 19.410 Btu/lb (Perry’s,3 rd ed, table 9-18 )

Kebutuhan bahan bakar Generator Set :

= 162,5 kWh .

kWh

hp

7457,0

1

hp

menitBTU

1

/4,42

= 9239,64 BTU/menit

Efisiensi generator = 80 %

Kebutuhan bahan bakar =8,0410.19

6064,239.9

x

x= 35,7019 lb/jam = 16,1943 kg/jam

Jika diperlukan listrik padam 3 kali dalam sebulan selama 5 jam, maka

kebutuhan bahan bakar Generator Set :

D-51

=3/29,49

/7019,35

ftlb

jamlbx

303531,0

1

ft

literx

bulan

kali3x

kali

jam5= 307,6970 L/bulan

= 0,4274 L/jam

Jadi kebutuhan bahan bakar total :

= 48,2422 L/jam + 1,6130L/jam + 0,4274 L/jam

= 50,2826 L/jam

= 1206,7824 L/hari

Direncanakan untuk membuat tangki penyimpan bahan bakar dengan spesifikasi

sebagai berikut :

Fungsi : menampung bahan bakar yang diperlukan untuk pembakaran pada boiler

Fired heater, dan generator set

Bahan : Cast Iron

Waktu tinggal : 7 hari

Rate volumetric : 623,5822 L/hari

Volume bahan bakar = 7 x 1206,7824 = 8447,4768 L

Tangki terisi 80% sehingga :

Volume tangki =8,0

8447,4768= 10559,346 L

= 10559,346 L x 0,035313 ft3/L = 372,8505 ft3

Direncanakan tangki bahan bakar dengan kapasitas 372,8505 cutt.

E-1

APPENDIKS E

ANALISA EKONOMI

A. Metode Penaksiran Harga

Penaksiran harga peralatan tiap tahun mengalami perubahan sesuai dengan

kondisi ekonomi yang ada. Untuk penaksiran harga peralatan, diperlukan indeks

harga yang dapat digunakan untuk mengkonversi harga peralatan pada masa lalu,

sehingga diperoleh harga alat saat ini, dengan menggunakan persamaan :

Cx = Ck .

Ik

Ix(Peters,Timmerhaus & West. 5 th ed, hal 236)

Dimana :

Cx = taksiran harga alat saat ini

Ck = taksiran harga alat pada tahun k

Ix = indeks harga saat ini

Ik = indeks harga pada tahun k

Sedangkan untuk mengestimasi harga alat yang sama dengan kapasitas yang

berbeda dapat digunakan persamaan :

HA = Ha .

CB

CA n ( Peters,Timmerhaus & West. 3 th ed, hal 166)

Dimana :

HA = harga alat A

HB = harga alat B

CA = kapasitas alat A

CB = kapasitas alat B

n = eskponen, dapat dilihat pada tabel 5, hal 167 Peters,Timmerhaus

E-1

E-2

Indeks harga alat pada pra rencana pabrik biodiesel dari minyak jarak dengan

proses transesterifikasi didasarkan pada Peters &Timmerhaus 5 th ed, hal 238

Table E.1. Indeks Harga Alat

NoTahun ( y ) Indeks Harga (x )

1.1998 389,5

2.1999 390,6

3.2000 394,1

4.2001 394,3

5.2002 390,4

Kenaikan harga tiap tahun dan indeks harga merupakan fungsi linear,

maka dapat digambarkan dalam grafik sebagai berikut.

Dari grafik didapat persamaan :

y = 0,2171x + 1974

Indeks harga pada tahun 2009 ( y = 2009 )

2009 = 0,2171 x + 1914

x = 437,5864

Jadi indeks harga alat pada tahun 2009 adalahg 437,5864

B. Harga Peralatan

Dengan menggunakan persamaan – persamaan pada metode penaksiran

harga, didapatkan harga peralatan proses seperti pada tabel E.2 dan harga

peralatan utilitas pada tabel E.3.

Contoh perhitungan peralatan :

Nama alat : Storage gliserin

E-3

Bahan konstruksi :Cast Iron

Volume tangki : 1382,82 ft3 = 39,16m3

Dari Peters, Timmerhaus & West, fig. 12-55, hal 557 :

Harga storage tahun 2002 = $ 30.000

Indeks harga tahun 2002 = 390,4

Harga storage gliserin pada tahun 2009 adalah :

=20009

2009

nindekstahu

nindekstahux harga tahun 20002

=4,390

000.30$5864,437 x

= $ 33.626,004 ≈ $ 33.700

= Rp.337.000.000 (asumsi : $ 1 = 10.000 pada tahun 2009)

Tabel E.2.Harga Peralatan Proses

No AlatKodeAlat

JumlahHarga Satuan

Thn 2009$/UnitHargaTotal $

Harga TotalIDR

1 Storage Metanol F 101 1 303.700 303.700 3.037.000.000

2 Pompa Metanol L 102 1 20.250 20.250 220.500.000

3 Mixer M 103 1 404.850 404.850 4.048.500.000

4 Dekanter I H 111 1 50.600 50.600 506.000.000

5 Pompa sentrifugal L 105 1 20.920 20.920 209.200.000

6 Reaktor I R 110 1 101.660 101.660 1.016.600.000


8 Reaktor II R 120 1 101.660 101.660 1.016.600.000

9 Dekanter II H 211 1 50.600 50.600 506.000.000


11 Tangki Air Asam M 201 1 101.200 101.200 1.012.000.000

12 Washing column D 210 1 104.015 104.015 1.040.150.000

13 Dekanter III H 311 1 50.600 50.600 506.000.000


15 Tangki Adsorpsi M 230 1 60.725 60.725 607.250.000


17 Filter Press I P 232 1 105.250 105.250 1.052.500.000


E-4

19 Storage Metil Ester F 234 1 402.600 402.600 4.026.000.000

20 Tangki Gliserin F 301 1 30.400 30.400 304.000.000


22 Tangki Asidulasi M 310 1 60.725 60.725 607.250.000

23 Dekanter IV H 311 1 50.600 50.600 506.000.000



26Storage Soap &Fatty Acid

F 314 1 50.600 50.600 506.000.000

27 Evaporator V 320 1 105.700 105.700 1.057.000.000

28 Cooler E 335 1 40.850 40.850 408.500.000

29 Pompa Rotary L 341 1 20.920 20.920 209.200.000

30 Filter Press II P 342 1 105.250 105.250 1.052.500.000

31 Pompa Rotary L 343 1 20.920 20.920 209.200.000

32 Storage Gliserin F 344 1 303.700 303.700 3.037.000.000

32 1.854.655 1.854.655 1.017.455.000

Tabel E.3 Harga Peralatan Utilitas

No Alat Kode Alat JumlahHarga Satuan

Thn 2009$/UnitHarga

Total ($)Harga Total

IDR

1Bak Penampung AirKawasan

F 210 1 30.370 30.370 33.700.000

2 Pompa Bak Klorinasi L 211 1 20.920 20.920 29.200.000

3 Bak Klorinasi F 212 1 30.370 30.370 33.700.000

4 Pompa Bak Sanitasi L 213 1 20.920 20.920 29.200.000

5 Bak Sanitasi F 214 1 30.370 30.370 33.700.000

6 Pompa Air Sanitasi L 215 1 20.920 20.920 29.200.000

7 Pompa Kation Excanger L 221 1 20.920 20.920 29.200.000

8 Kation Excanger D 222a 1 34.300 34.300 143.000.000

9 Anion Excanger D 222b 1 34.300 34.300 143.000.000

10 Bak Air Lunak F 220 1 30.370 30.370 33.700.000

11 Pompa Air Pendingin L 225 1 20.920 20.920 29.200.000

12 Bak Air Pendingin F 226 1 30.370 30.370 33.700.000

13 Pompa Peralatan L 227 1 20.920 20.920 29.200.000

14 Cooling Tower P 228 1 50.600 50.600 56.000.000

15 Pompa Deaerator L 229 1 20.920 20.920 29.200.000

16 Daerator F 230 1 50.050 50.050 50.500.000

17 Pompa Fired Heater L 223 1 20.920 20.920 29.200.000

18 Fired Heater E 224 1 70.600 70.600 76.000.000

18 559.120 559.120 970.600.000

E-5

Harga peralatan = Harga peralatan proses + Harga peralatan utilitas

= Rp 1.017.455.000 + Rp 970.600.000

= Rp 1.988.055.000

Dengan faktor keamanan 20 % harga peralatan, maka:

Harga perlatan total = Rp 1.988.055.000 + (0,2 x Rp 1.988.055.000)

= Rp 2.385.666.000

C. Perhitungan Harga Bahan Baku

Harga Bahan Baku

1. Biji Jarak Pagar

Harga = Rp1.000,-/kg

Kebutuhan = 27.619,2053 kg/jam

Biaya per tahun = 27.619,2053 kg/jam x Rp1.000,-/kg x 24 jam/hari

x 300 hari/tahun

Total = Rp 198.858.278.160,-/tahun

2. Metanol ( CH3OH )

Harga = Rp.1.500,-/kg

Kebutuhan = 5.671,0889 kg/jam

= 5.671,0889 kg/jam x 24 jam/hari x

Rp.1.500,-/kg x 300 hari/ta hun

Total = Rp 61.247.760.120,-/tahun

3. NaOH


Kebutuhan = 25,1691 kg/jam

= 25,1691 kg/jam x Rp.6.000,-/kg x 24 jam/hari

E-6

x 300 hari/tahun

Total = Rp.1.087.305.120,-/tahun

4. HCL


Kebutuhan = 373,6572 kg/tahun

= 373,6572 kg/tahun x Rp.7.000,-/kg x 24 jam/hari

x 300 hari/tahun

Total = Rp.8.070.995.520 ,-/tahun

5. Activated Carbon Bleacing

Harga = Rp.5.000,-kg

Kebutuhan = 390,0322 kg/tahun

= 390,0322 kg/tahun x Rp.5.000,-kg x 24 jam/hari

x 300 hari/tahun

Total = Rp.14.041.159.200,-/tahun

Total harga bahan baku pertahun

= Rp 198.858.278.160 + Rp 61.247.760.120 + Rp. 1.087.305.120

Rp. 8.070.995.520 + Rp. 1.087.305.120

= Rp. 23.199.459.840

Harga Jual Produk

1. Metil Ester

Produk metil ester/tahun = 27.722,2222 kg/tahun

Harga/kg = Rp.18.000,-

Penjualan metil ester/tahun

= 27.722,2222 kg/jam x Rp.8.000

E-7

= Rp 1.596.800.000.000 kg/jam

Harga Pengemasan = Rp 10.000,-/drum x 200.000 kg/tahun x

1 drum/50 kg

= Rp 40.000.000,-/jam

2. Gliserin

Produk gliserin = 2.600,2147 kg/jam = 18.721.546 kg/tahun

Harg /kg = Rp. 30.000,-

Total Penjualan Gliserin

= 18.721.546 kg/tahun x Rp.30.000

= Rp 561.646.375.200

Harga Pengemasan = Rp 10.000,-/drum x 18.721.546 kg/tahun x

1 drum/50 kg

= Rp 3.744.309.200.,-/tahun

Total penjualan per tahun = Rp. 1.596.800.000.000 + Rp 561.646.375.200,-

= Rp. 2.158.446.375.200

Total biaya pengemasan = Rp. 40.000.000,- + Rp. 3.744.309.200,-

= Rp. 3.784.309.200,-

D. PERHITUNGAN BIAYA UTILITAS

Kebutuhan Air.

Kebutuhan air = 24.264,3057 kg/jam = 174.703.001 kg/tahun

Harga air/kg = Rp.25,00-

Biaya kebutuhan air = 174.703.001 kg/tahun x Rp.25,00-/kg

= Rp. 4.376.575.026

E-8

Kebutuhan Listrik

Total kebutuhan = 110,635 kWh

Beban listrik terpasang = 130 kWh

Biaya beban per bulan = Rp.25.000,-/kVA

Biaya listrik perbulan = Rp.25.000,- x 130 x 12

= Rp.39.000.000,-

Biaya penggunaan listrik :

Waktu beban puncak = Rp.425,-/kWh ( pk.18.00-22.00 )

Luar waktu beban puncak = Rp.350,-/kWh ( pk.22.00-18.00 )

Biaya penggunaan listrik :

= ( Rp.425 x 4 x 110,635 x 350) + ( Rp.350 x 20 x 110,635 x 350)

= Rp.336.883.575,-

Biaya listrik terpakai per tahun

= Biaya beban + biaya penggunaan listrik

= Rp.39.000.000,- + Rp. 336.883.575,-

= Rp.375.883.575,-

Kebutuhan bahan bakar

Harga bahan bakar per liter = Rp.4000,-/lt

Kebutuhan bahan bakar per tahun

= bahan bakar boiler + bahan bakar heater + bahan bakar generator

= 1.206,7824 L/hari

= 362.034,72 L/tahun

Biaya bahan bakar pertahun = 362.034,72 L/tahun x Rp.4000,-

= Rp. 1.448.138.880 L/tahun

E-9

Kebutuhan Tawas

Kebutuhan tawas/jam = 2,5866 kg/jam

Harga tawas/Kg = Rp 2.500

Biaya tawas/tahun = 2,5866 kg/jam x Rp 2.500 x 24 jam/hari x

300/hari

= Rp 46.558.800,-/kg

Total biaya utilitas per tahun = Rp. 4.376.575.026 + Rp. 375.883.575 +

Rp.1.448.138.880 + Rp 46.558.800

= Rp.6.247.156.281,-

E. Perhitungan Harga Tanah Dan Bangunan

Luas tanah = 250.000 m2

Luas bangunan = 120.000m2

Harga tanah = Rp.300.000,-/m2

Harga tanah = 250.000 m2 x Rp. 120.000,-/m2

= Rp.3.000.000.000,-

Harga bangunan = 150.000 m2 x Rp.250.000,-/m2

= Rp. 3.750.000.000

Total harga tanah dan bangunan

= Rp. 3.000.000.000. + Rp. 3.750.000.000,-

= Rp. 6.750.000.000,-

F. Perhitungan Gaji Karyawan

Tabel E.4 Daftar Upah Karyawan

No Jabatan JumlahGaji/bulan

( Rp)Total( Rp )

1 Direktur Utama 1 15.000.000 15.000.000,002 Direktur Produksi danTeknik 1 10.000.000 10.000.000,00

E-10

3Direktur Administrasi danKeuangan

1 10.000.000 10.000.000,00

4 Sekretaris 3 2.500.000 7.500.000,005 Kepala Litbang 1 4.000.000 4.000.000,006 Karyawan Litbang 2 3.000.000 6.000.000,007 Kepala Departemen Quality Control 1 4.000.000 4.000.000,008 Kepala Departemen Produksi 1 4.000.000 4.000.000,009 Kepala Departemen Teknik 1 4.000.000 4.000.000,0010 Kepala Departemen Pemasaran 1 4.000.000 4.000.000,00

11Kepala Departemen Keuangan danAkuntansi

1 4.000.000 4.000.000,00

12Kepala Departemen Sumber DayaManusia

1 4.000.000 4.000.000,00

13 Kepala Departemen Umum 1 4.000.000 4.000.000,0014 Kepala Divisi Produksi 1 4.000.000 4.000.000,00

15 Karyawan Divisi Produksi5 2.500.000 12.500.000,0015 1.600.000 24.000.000,00

16 Kepala Divisi Bahan Baku 1 3.000.000 3.000.000,00

17 Karyawan Divisi Bahan Baku2 2.000.000 4.000.000,008 1.250.000 10.000.000,00

18 Kepala Divisi Utilitas 1 3.000.000 3.000.000,00

19 Karyawan Divisi Utilitas3 2.000.000 6.000.000,005 1.400.000 7.000.000,00

20 Kepala Divisi Bengkel dan Perawatan 1 3.000.000 3.000.000,00

21Karyawan Divisi Bengkel danPerawatan

4 1.400.000 5.600.000,00

22 Kepala Divisi Quality Control 1 3.000.000 3.000.000,0023 Karyawan Divisi Quality Control 2 2.000.000 4.000.000,0024 Kepala Divisi Pengedalian Proses 1 3.000.000 3.000.000,0025 Karyawan Divisi Pengedalian Proses 2 2.000.000 4.000.000,0026 Kepala Divisi Kesehatan 1 4.000.000 4.000.000,0027 Karyawan Divisi Kesehatan 2 2.000.000 4.000.000,0028 Kepala Divisi Ketenagakerjaan 1 3.000.000 3.000.000,0029 Karyawan Divisi Ketenagakerjaan 2 1.600.000 3.200.000,0030 Kepala Divisi Pembelian 1 3.000.000 3.000.000,0031 Karyawan Divisi Pembelian 2 1.600.000 3.200.000,0032 Kepala Divisi Penjualan 1 3.000.000 3.000.000,0033 Karyawan Divisi Penjualan 4 1.600.000 6.400.000,0034 Kepala Divisi Promosi Periklanan 1 3.000.000 3.000.00035 Staff Divisi Promosi Periklanan 2 1.600.000 3.200.000,0036 Kepala Divisi Research Marketing 1 4.000.000 4.000.000,0037 StaffResearch Marketing 2 2.000.000 4.000.000,0038 Kepala Divisi Keuangan 1 3.000.000 3.000.000,00

39 Staff Divisi Keuangan 2 2.000.000 4.000.000,00

40 Kepala Divisi Akuntasi 1 3.000.000 3.000.000,0041 Staff Divisi Akuntasi 2 2.000.000 4.000.000,00

E-11

42 Kepala Divisi Humas 1 3.000.000 3.000.000,0043 Staff Divisi Humas 2 1.600.000 3.200.000,0044 Kepala Divisi Personalia 1 3.000.000 3.000.000,0045 Staff Divisi Personalia 2 1.600.000 3.200.000,0046 Kepala Divisi Administrasi 1 3.000.000 3.000.000,0047 Staff Divisi Administrasi 4 1.600.000 6.400.000,0048 Kepala Divisi Transportasi 1 3.000.000 3.000.000,00

49 Staff Divisi Transportasi2 1.600.000 3.200.000,003 1.300.000 3.900.000,00

50Kepala Divisi Keamanan danKeselamatan

1 3.000.000 3.000.000,00

51Staff Divisi Keamanan danKeselamatan

12 1.600.000 19.200.000,00

52 Kepala divisi kebersihan 1 2.000.000 2.000.000,0053 Staff Divisi Kebersihan 5 1.500.000 7.500.000,0054 Dokter 1 3.000.000 3.000.000,00

Total 131 301.200.000,00

Total gaji karyawan perbulan = Rp. 301.200.000,-

Karyawan per tahun = Rp. 301.200.000,- x 12 = Rp. 3.614.400.000,-

Documents

Pra Rencana Pabrik m95 Dari Minyak Jarak Dengan Proses Transterifikasi