Pra Rencana Pabrik Pulp Dari Batang Kapas Dengan Proses Kraft (Sulfat) Kapasitas

PRA RENCANA PABRIK

PULP DARI BATANG KAPAS DENGAN PROSES KRAFT (SULFAT) KAPASITAS

10.000 TON/TAHUN

SKRIPSI

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik (Strata-1)

Oleh

Anastasia Weta (2005510004)

Umi Faridah (2005510015)

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI

MALANG

2009

LEMBAR PERSETUJUAN

PRA RENCANA PABRIK PULP DARI BATANG KAPAS DENGAN PROSES KRAFT

(SULFAT) KAPASITAS 10.000 Ton/ Tahun

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat Untuk memperoleh Gelar Sarjana Teknik (strata-1)

Oleh

Anastasia Weta (2005510004)


Menyetujui;

Dosen Dosen

Pembimbing I Pembimbing II

Ir. Bambang Poerwadi, MS. SP. Abrina Anggraini. ST. MT

Tgl. Tgl.

Mengetahui;

Dekan Ketua Program Studi

Fakultas Teknik Teknik Kimia

Nawir Rasidi, ST. MT. SP. Abrina Anggraini, ST. MT.

Tgl. Tgl.

BERITA ACARA UJIAN TUGAS AKHIR

FAKULTAS TEKNIK

Nama Mahasiswa : Anastasia Weta (2005510004)


Jur/ Prog. Studi : Teknik/ Teknik Kimia (S-1)

Judul tugas akhir : Pra Rencana Pabrik Pulp dari Batang Kapas dengan Proses

Kraft (Sulfat) Kapasitas 10.000 Ton/ Tahun.

Telah Dipertahankan Di Depan Tim Penguji Tugas Akhir Jenjang Strata Satu (S-1) Pada:

Hari : Kamis

Tanggal : 17 September 2009

Tim Penguji :

1. Ir. Bambang Poerwadi, MS

2. SP. Abrina Anggraini, ST.,MT

3. Susy Yuniningsih, ST.,MT

LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Anastasia Weta / Umi Faridah

NIM : 2005510004 / 2005510015

Fakultas : Teknik

Program Studi : Teknik Kimia

Judul : Pra Rencana Pabrik Pulp dari Batang Kapas dengan Proses Kraft

(Sulfat) Kapasitasa 10.000 Ton/ Tahun

Merupakan karya tulis sendiri yang kami buat dan menurut pengamatan serta keyakinan

kami sendiri. Skripsi ini tidak mengandung bagian skripsi atau karya tulis yang pernah

diterbitkan atau ditulis oleh orang lain, kecuali kutipan referensi yang dimuat dalam skripsi ini.

Apabila ternyata dikemudian hari pernyataan kami tidak benar, kami sanggup dan

bersedia menerima sangsi akademik apapun dari Universitas Tribhuwana Tunggadewi Malang.

Malang, Mei 2009

Yang membuat pernyataan

Anastasia weta/ Umi Faridah

Menyetujui;

Pembimbing I Pembimbing II

Ir. Bambang Poerwadi, MS SP.Abrina Anggraini, ST., MT

Tgl. Tgl.

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Anastasia weta

Penulis dilahirkan di Raterunu - Nagekeo, Nusa Tenggara Timur pada tanggal 23 Maret

1985 dari pasangan Bapak Alexander Loy dan Mama Germana Dama.. Penulis merupakan anak

kedua dari lima bersaudara. Lulus pendidikan tingkat dasar pada SDI Raterunu, Wolowae -

Nagekeo tahun 1998, pendidikan tingkat menengah pada SMPK Kartini Mataloko - Ngada tahun

2001, dan SMUK Baleriwu Danga Aesesa – Nagekeo tahun 2004. Pada tahun akademik 2005 -

2006, penulis melanjutkan studi pada Universitas Tribhuwana Tunggadewi Malang Fakultas

Teknik Program Studi Teknik Kimia. Pada tahun 2008, penulis melaksanakan Praktek Kerja

Lapang di PT. Gaya Baru Paperrindo Malang, dengan judul “ Proses Daur Ulang Kertas Bekas di

PT. Gaya Baru Paperrindo.” Pada tahun 2008 pula penulis melakukan penelitian dengan judul “

Prospek Minyak Jarak Pagar Sebagai Bahan Baku Biodiesel.”

Umi Faridah

Penulis dilahirkan di Batu - Malang, Jawa Timur pada tanggal 03 Oktober 1987 dari

pasangan Bapak Akhmad Sholikhin dan Ibu Ulifah.. Penulis merupakan anak kedua dari empat

bersaudara. Lulus pendidikan tingkat dasar pada SDN Gunungsari - 03, Kandangan - Gunungsari

tahun 1999, pendidikan tingkat menengah pada SMP Ahmad Yani Temas – Batu tahun 2002,

dan SMUI Hasyim Asy’ari – Batu - Malang tahun 2005. Pada tahun akademik 2005 - 2006,

penulis melanjutkan studi pada Universitas Tribhuwana Tunggadewi Malang Fakultas Teknik

Program Studi Teknik Kimia. Pada tahun 2008, penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapang di

PT. Gaya Baru Paperrindo Malang, dengan judul “ Proses Daur Ulang Kertas Bekas di PT. Gaya

Baru Paperrindo.” Pada tahun 2008 pula penulis melakukan penelitian dengan judul “ Prospek

Minyak Jarak Pagar Sebagai Bahan Baku Biodiesel.”

i

PRA RENCANA PABRIK PULP DARI BATANG KAPAS DENGAN

PROSES KRAFT (SULFAT) KAPASITAS 10.000 TON/ TAHUN

Anastasia Weta

Umi Faridah

Program Studi Teknik Kimia

Universitas Tribhuwana Tunggadewi Malang

ABSTRAK

Pulp merupakan bahan baku setengah jadi yang memerlukan pengolahan lebih lanjut

untuk menjadi kertas. Sifat kertas sangat dipengaruhi oleh kandungan sellulosanya. Sellulosa

merupakan bahan dasar dari banyak produk teknologi (kertas, fiber, serat, adiktif) dan

sebagainya. Proses yang dipilih untuk memproduksi pulp pada Pra Rencana Pabrik Pulp dari

Batang Kapas ini adalah proses Kraft (Sulfat).

Pabrik Pulp dari Batang Kapas ini direncanakan akan didirikan di Keraton, Kabupaten

Pasuruan, Jawa Timur dengan kapasitas produksi 10.000 ton/tahun dengan waktu operasi 24 jam

sehari dan 30 hari per tahun. Bentuk perusahaan Perseroan Terbatas (PT) dengan struktur

organisasi Garis dan Staff serta jumlah tenaga kerja 227 karyawan.

Ditinjau dari segi ekonomi, Pabrik Pulp dari Batang Kapas ini layak didirikan dengan penilaian

investasi sebagai berikut :

a. Total Capital Investment (TCI) = $ 7.870.612,906

b. Total Product Cost (TPC) = $ 28.971.151,55

c. Rate of Return on Investment (ROI) :

- ROI sebelum pajak = 29,64 %

- ROI setelah pajak = 20,75 %

d. Internal Rate of Return (IRR) = 23,57 %

e. Break Event Point (BEP) = 45,63 %

f. Pay Out Time (POT) = 4,2 tahun

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-

Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan judul PRA RENCANA

PABRIK PULP DARI BATANG KAPAS DENGAN PROSES KRAFT (SULFAT) dengan

baik.

Pada kesempatan ini pula penyusun mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya

kepada :

1. Prof. Dr. Ir. Wani Utomo, M. Sc, selaku Rektor Universitas Tribhuwana Tunggadewi

Malang yang telah memberi peluang bagi kami untuk belajar di kampus UNITRI.

2. Nawir Rasidi, ST.,MT selaku Dekan Fakultas Teknik yang telah banyak memberi

bimbingan, arahan dan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

3. SP. Abrina Anggraini, ST.,MT selaku Dosen Pembimbing Pendamping serta selaku

Ketua Program Studi Teknik Kimia Universitas Tribhuwana Tunggadewi Malang yang

telah banyak memberikan bimbingan, arahan dan dukungan dalam penyelesaian tugas

akhir ini.

4. Ir. Bambang Poewadi, MS. selaku Dosen Pembimbing Utama yang telah banyak

memberikan bimbingan, arahan dan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

5. Semua Dosen Teknik terutama Dosen Teknik Kimia yang telah banyak memberikan

bimbingan, arahan dan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

6. Orang tua dan seluruh keluarga besar yang selalu mendoakan dan memberikan dukungan

dan semangat pada penulis mulai awal perkuliahan hingga mengerjakan tugas akhir ini.

7. Rekan-rekan Teknik Kimia terutama angkatan 2005 dan semua pihak yang telah

membantu hingga terselesainya tugas akhir ini.

Tugas akhir ini tentunya masih terdapat banyak kesalahan dan kekurangan, oleh karena

itu penulis mengharapkan kritik dan saran demi penyempurnaan tugas akhir ini. Akhirnya,

penulis berharap agar tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Malang, Mei 2009

Penyusun

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

LEMBAR PERSETUJUAN

LEMBAR BERITA ACARA UJIAN TUGAS AKHIR

LEMBAR PERNYATAAN

RIWAYAT HIDUP

LEMBAR PERSEMBAHAN

ABSTRAKSI....................................................................................................... i

KATA PENGANTAR......................................................................................... ii

DAFTAR ISI....................................................................................................... iii

DAFTAR TABEL............................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR.......................................................................................... vi

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

BAB II. SELEKSI DAN URAIAN PROSES.......................................... II-1

BAB III. NERACA MASSA.................................................................... III-1

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

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

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

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

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

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

BAB IX. LOKASI DAN TATA LETAK ............................................... IX-1

BAB X. ORGANISASI PERUSAHAAN............................................. X-1

iv

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

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

DAFTAR PUSTAKA

APPENDIX :

APPENDIX A. PERHITUNGAN NERACA MASSA. ....................... App A-1

APPENDIX B. PERHITUNGAN NERACA PANAS......................... App B-1

APPENDIX C. PERHITUNGAN PERALATAN............................... App C-1

APPENDIX D. PERHITUNGAN UTILITAS.................................... App D-1

APPENDIX E. PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI................ App E-1

v

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1. Kandungan Selulosa dalam Berbagai Bahan Tumbuhan……………… I-3

Tabel 1.2. Perkembangan Produksi Kapas di Indonesia…………………………… I-7

Tabel 1.3. Data Persentase Kenaikkan Kapas Tahun 2000-2003…………………. I-7

Tabel 7.2. Alat-alat Keselamatan Kerja…………………………………………… VII-10

Tabel 10.6.1. Jadwal Kerja Karyawan Pabrik……………………………………. X-15

Tabel 10.8.1. Perincian Kebutuhan Tenaga Kerja………………………………… X-19

Tabel 10.9.1. Daftar Upah (Gaji) Karyawan……………………………………… X-22

Tabel 11.6.1. Cash Flow untuk NPV selama 10 tahun…………………………… X1-11

Tabel 11.7.1. Cash Flow untuk IRR selama 10 tahun…………………………… X1-12

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1.1. Blog Diagram Proses Sulfit………………………………………….. II-2

Gambar 2.2.2. Blog Diagram Proses Soda…………………………………………... II-3

Gambar 2.2.3. Blog Diagram Proses Kraft………………………………………….. II-5

Gambar 9.1. Peta Lokasi Pabrik Pulp dari Batang Kapas………………………… IX-5

Gambar 9.2. Tata Letak Pabrik Pulp dari Batang Kapas…………………………. IX-7

Gambar 9.3. Tata Letak Peralatan Proses Pabrik Pulp dari Batang Kapas…….... IX-11

Gambar 10.1. Struktur Organisasi Pabrik Pulp dari Batang Kapas……………… X-5

Gambar 11.1. Break Event Point (BEP) Pabrik Pulp dari Batang Kapas………… XI-8

I- 1 -

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pulp pada umumnya dibuat dengan bahan baku utama dari kayu. Beberapa jenis kayu

dapat digunakan, tergantung dari kadar cellulose pada tiap-tiap jenis kayu yang digunakan.

Pulp dari batang kapas merupakan teknologi yang baru, pengenalan proses dan metode

pengendaliannya telah dikemukakan oleh Budi Saroso dan Tim dari Balai Penelitian

Tanaman Tembakau dan Serat (BPTTS), Malang dan uji coba pertama pembuatan pulp &

paper dari batang kapas dilaksanakan di Malang pada tahun 1992.

Dengan perkembangan kemajuan teknologi di bidang pengolahan batang kapas untuk

industri pulp, teknik dan metode pembuatan pulp dari batang kapas telah mengalami

kemajuan pesat di bidang pengendalian bahan baku maupun pengendalian produk.

Perbandingan kualitas produk kertas dari bahan baku batang kapas dan jenis kayu

hardwood tidak jauh berbeda, bahkan pembuatan dengan bahan baku batang kapas

mempunyai kelebihan dalam sifat homogen yang dimiliki batang kapas setelah proses

stripping pendahuluan.

1.2 Kebutuhan Pulp

Industri pulp adalah industri yang mengolah bahan baku menjadi bahan dasar untuk

membuat kertas. Kebutuhan pulp di Indonesia dapat di penuhi oleh industri dalam maupun

import dari negara lain. Untuk memenuhi kebutuhan pulp kertas, maka perlu didirikan pabrik

pulp sehingga kebutuhan akan pulp dapat terpenuhi. Selain itu dapat menghemat devisa

negara melalui penjualan pulp di luar negeri. Berdasarkan data yang ada, kapasitas terpasang

I- 2 -

industri pulp di Indonesia saat ini sebesar 6,28 juta ton/ tahun, dengan tingkat utilisasi 82%.

Maka kemampuan riil produksi adalah sebesar 5,2 juta ton/ tahun atau setara dengan bahan

baku kayu bulat sebesar 26 juta m3/ tahun.

(Siaran Pers No. S. 5.63 II PIK-I 2007.15 september 2007)

Pulp merupakan bahan baku setengah jadi yang memerlukan pengolahan lebih lanjut

untuk menjadi kertas. Sifat kertas sangat dipengaruhi oleh kandungan selulosanya. Selulosa

merupakan bahan dasar dari banyak produk teknologi (kertas, fiber, serat, aditif, dan

sebagainya). Dan karena itu diisolasi terutama dari kayu dengan proses pembuatan pulp

dalam skala besar.

(Kayu, Kimia Ultra, Struktur Reaksi-reaksi, hal.77)

Tumbuhan berserat tersusun dari :

1. Selulosa

Selulosa merupakan bahan kristalis untuk membangun dinding-dinding sel. Bahan

dasar selulosa ialah glukosa, gula bermartabat enam, dengan rumus C6H12O6. Molekul-

molekul glukosa di sambung menjadi molekul-molekul besar, panjang, dan berbentuk

rantai dalam susunan menjadi selulosa. Selulosa merupakan bahan dasar yang penting

bagi industri-industri yang memakai selulosa sebagai bahan baku, misalnya pabrik kertas

dan pabrik sutra tiruan.

(Mengenal Kayu, hal.30)

I- 3 -

Berikut ini contoh komposisi selulosa dari bermacam-macam serat tumbuhan:

Tabel 1.1 Kandungan Selulosa dari Berbagai Bahan Tumbuhan

Bahan Tanaman % Sellulosa

Kapas

Rami

Bambu

Kayu

Kulit kayu

Lumut

Ekor kuda

Bakteria

95-99

80-90

40-50

40-50

20-30

25-30

20-25

20-30

(Kayu, Kimia Ultra, Struktur Reaksi-reaksi, hal.78)

2. Lignin

Lignin merupakan bagian yang bukan karbohidrat, persenyawaan kimia yang jauh

dari sederhana, tidak berstruktur, dan bentuknya amorf. Dinding sel tersusun oleh suatu

rangka molekul selulosa, antara lain terdapat pula lignin. Kedua bagian ini merupakan

satu kesatuan erat, yang menyebabkan dinding sel menjadi kuat. Lignin terletak terutama

dalam lamella tengah dan dinding primer. Kadar lignin dalam kayu gubal lebih tinggi

dibandingkan kadar lignin dalam kayu tersa, namun kadar selulosa sebaliknya.

3. Poliosa (Hemiselulosa)

Selain kedua bahan tersebut diatas, kayu masih mengandung sejumlah zat lain

sampai 15 % - 25 %, antara lain hemiselulosa, semacam selulosa berupa persenyawaan

dengan molekul-molekul besar yang bersifat karbohidrat. Hemiselulosa dapat tersusun

oleh gula yang bermartabat lima dengan rumus C5H10O5 disebut pentosan atau gula

I- 4 -

bermartabat enam C6H12O6 disebut hexosan. Zat-zat ini berfungsi sebagai bahan

bangunan dinding-dinding sel dan juga sebagai bahan zat cadangan.

4. Zat Ekstraktif

Zat ekstraktif umumnya berupa zat yang mudah larut dalam pelarut misalnya eter,

alkohol, bensin, dan air. Banyaknya rata-rata 3% - 8% dari berat kayu kering tanur.

Termasuk didalamnya antara lain minyak-minyakan, resin, lilin, lemak, tanin, gula, pati,

dan zat warna. Zat ekstraktif tidak merupakan bagian struktur dinding sel, melainkan

terdapat dalam rongga sel. Zat ekstraktif memiliki arti yang penting dalam kayu, karena:

a. Dapat mempengaruhi sifat keawetan, warna, bau, dan rasa sesuatu jenis kayu

b. Dapat digunakan untuk mengenal sesuatu jenis kayu

c. Dapat digunakan sebagai bahan industri

(Mengenal Kayu, hal.31)

1.3 Sifat-Sifat Bahan Baku, Bahan Pembantu, dan Produk Utama

A. Sifat-Sifat Bahan Baku dan Bahan Pembantu

1. Batang kapas : (Soemardi, 1982)

Kadar lignin : 20,31 %

Kadar sellulosa : 67,58 %

Kadar pentosan : 18,64 %

Kadar abu : 1,92 %

Kelarutan dalam air dingin : 6,16 %

Kelarutan dalam air panas : 11,65 %

Kelarutan dalam NaOH : 28,95 %

I- 5 -

2. Sodium Hydroxide: (Perry 7ed; T.2-1)

a. Rumus molekul : NaOH

b. Berat molekul : 40

c. Bentuk : padatan

d. Warna : tidak berwarna atau putih

e. Spesific gravity : 2,13

f. Melting Point : 318,4 oC

g. Boiling PoinT : 1.390 oC

h. Solubility, hot water : 347 gr/ 100 gr H2O (H2O = 100 oC)

i. Mudah larut dalam air dan sukar larut dalam aseton

j. Higroskopis (mudah menyerap air)

3. Sodium Sulfite: (Perry 7ed; T.2-1)

a. Rumus molekul : Na2S

b. Spesific gravity : 1,856

c. Melting Point : 274 oC

d. Solubility, cold water : 15,4 gr/ 100 gr H2O (H2O = 10 oC)

4. Sodium Carbonate: (Perry 7ed; T.2-1)

a. Rumus molekul : Na2CO3

b. Berat molekul : 106

c. Bentuk : padat

d. Warna : putih

e. Spesific gravity : 2,533

f. Melting Point : 851 oC

I- 6 -

g. Solubility, cold water : 7,1 gram/ 100gr H2O (H2O = 0 oC)

h. Solubility, alcohol : 48,5 gr/ 100 gr H2O (H2O = 104 oC)

B. Sifat-sifat Produk (Pulp): (Yoedodibroto, 1992)

a. Kadar selulosa : 86,33 %

b. Kadar pentosan : 6,67 %

c. Ketahanan lipat : 266

d. Faktor sobek : 66,17

e. Faktor retak : 46,7

f. Panjang putus, km : 6,82

g. Kadar air : 7 %

h. Bentuk : serat putih

i. Spesific gravity : 0,6

j. Viskositas : 3,87

k. Larut dalam air dingin dan air panas

1.4 Kapasitas Produksi

Dalam mendirikan suatu pabrik diperlukan kapasitas produksi agar produk yang

dihasilkan sesuai dengan permintaan. Untuk memenuhi kebutuhan pulp di Indonesia, maka

dibutuhkan perhitungan kapasitas produksi. Kapasitas produksi pabrik baru pada tahun 2012

dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

I- 7 -

Tabel 1.2 Data Perkembangan Produksi Kapas di Indonesia Tahun 2000-2003

Tahun Produksi (kg)

2000 55.000.000

2001 42.573.100

2002 71.826.531

2003 21.414.358

Tabel 1.3 Data Persentase Kenaikan Tahun 2000-2003

Tahun Produksi (%)

2000 -

2001 0,23

2002 0,69

2003 0,71

Rata-rata 0,24

Untuk menentukan kapasitas produksi pabrik baru pada tahun 2012 dapat dihitung

dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

F = P (1+i)n

Dimana :

F = Nilai tahun mendatang

P = Nilai tahun sebelumnya

i = Nilai persentase kenaikan

n = Selisih waktu perkiraan (2003-2012)

= 9 tahun

I- 8 -

Asumsi :

Untuk kenaikan rata-rata produksi 0,24 %, maka perkiraan produksi pada tahun 2012 adalah :

F = P (1 + i)n

= 21.414.358 (1 + 0,0024)9

= 21.881.373,6 kg/ tahun

= 21.881,374 ton/ tahun

Untuk menentukan kapasitas pabrik pertahun diasumsikan 0,5 dari nilai tahun mendatang yang

sudah ada tersebut. Maka kapasitas produksi pabrik baru yang akan didirikan pada tahun 2012

adalah 10.000 ton/ tahun.

II- 1 -

BAB II

PEMILIHAN URAIAN PROSES

II.1 Macam Proses

Proses pembuatan pulp dari batang kapas ini dilakukan dengan metode Chemical Pulping

Process (proses kimia). Dalam Chemical Pulping Proses ini pemasakan bahan baku yang berserat

menjadi pulp dengan penambahan bahan kimia. Jenis pengolahan Chemical Pulping Process,

dapat dibedakan menjadi:

A. Sulfite Process

Bejana pemasak diisi dengan jumlah maksimum serpih, yang kualitasnya mempunyai

pengaruh yang lebih nyata pada kualitas akhir pulp daripada dalam pembuatan pulp kraft.

Belerang dioksida bahan kimia pokok yang digunakan dalam semua proses sulfit, dapat

dibuat dengan pembakaran belerang murni atau besi sulfida (pirit) dalam pembakar berputar

atau penyemprot dengan keberadaan udara, atau paling tidak diperoleh tambahan dalam

bentuk cairan. Proses yang khas dalam pembuatan pulp kalsium bisulfit asam adalah dengan

memasukkan gas belerang dioksida dan air lewat batu kalsium karbonat (batu kapur) ke

dalam menara penyerap.

Persamaan reaksinya:

SO2 + H2O H2SO3

2H2SO3 + CaCO3 Ca(HSO3)2 + CO2 + H2O

Proses sulfit lebih peka terhadap spesies kayu daripada proses kraft.

Dalam banyak cara, lindi yang dihasilkan dipompakan melalui menara pemulihan

bertekanan rendah dan akhirnya mencapai bejana bertekanan tinggi (penimbunan), dimana

lindi pemasak yang sebenarnya dibuat dengan cara penggabungan uap air dan belerang

II- 2 -

dioksida yang dibebaskan dengan lindi dari menara yang baru. Sebelum dimasukkan kedalam

bejana pemasak, lindi pemasak dipanaskan hingga suhu awal, yang tergantung dari jenis

proses yang digunakan. Lindi dipanaskan dengan penginjeksian uap langsung atau dengan

pemanasan tidak langsung dengan menggunakan penukar panas hingga mencapai suhu

pemasakan maksimal, yang bervariasi antara 125 oC – 180

oC, pada tekanan antara 5 – 7 bar.

Suhu pemasakan dikontrol dengan uap, dan dengan pengurangan tekanan bila pemasakan

selesai, isi dalam bejana pemasak dipindahkan kedalam tangki penghembus pada tekanan

sekitar 2 bar sementara lindi yang tersisa dipindahkan, air pencuci dimasukkan. Pulp yang

telah siap dicuci disaring dan dibersihkan untuk memilih yang ditolak, dan akhirnya

dikentalkan. Pulp yang tidak dikelantang telah siap lebih lanjut dapat dikelantang,

dikeringkan atau ditambahkan untuk mengisi mesin kertas.

Bahan baku

Black liquor

Gambar 2.1.1 Block diagram proses pembuatan pulp dengan proses sulfit

Cutter

Steam Digester

Brownstock washer Unbleached storage Screen

Centrifugal cleaner Machine stock

Pengering

Pemutihan

Pengepakan

Tangki pendingin

Cooking liquor

II- 3 -

B. Soda Process

Proses soda dingin atau kaustik dingin pada dasarnya meliputi perlakuan serpih- serpih

dengan larutan natrium hidroksida pada suhu yang umumnya antara 20 oC - 30

oC dan

defibrasi penggiling akhir. Proses ini hampir semata-mata digunakan untuk kayu keras

berkerapatan tinggi seperti oak, tetapi juga untuk tumbuhan bukan kayu. Pada umumnya

konsentrasi NaOH rendah (0,25 – 2,5 %) atau hingga 10 %.

Pembuatan pulp soda dingin membutuhkan sedikit modal instalasi, disamping itu biaya

bahan kimia dan pemrosesan lebih rendah daripada proses batu asah, karena pemakaian

energi rendah. Pulp yang dihasilkan berkisar antara 85 dan 95 %, dengan demikian

selektivitas pelarutan lignin dan puliosa rendah. Kerugian utama pulp soda dingin adalah

derajat putihnya rendah (40-50 %) yang dapat ditingkatkan dengan pengelantangan dengan

peroksida-hiproklorida dua tahap.

Pada umumnya sifat-sifat kekuatan dan harga-harga derajat giling pulp soda dingin yang

berkualitas tinggi sedikit lebih unggul bila dibandingkan dengan pulp kayu asah kayu lunak.

Bahan baku NaOH

NaOH Black liquor

Gambar 2.1.2 Block diagram proses pembuatan pulp dengan proses soda dingin

Cutter

Steam Digester Blow tank

Belt washer Pemutihan

Centrifugal cleaner

Roll press Pengepakan

II- 4 -

C. Kraft atau Sulphate Process

Proses kraft/ sulfat merupakan salah satu teknik pokok pembuatan pulp alkalis dan

merupakan dasar untuk sejumlah proses alkalis yang dimodifikasi, yang meliputi pembuatan

pulp kraft. Pada dasarnya kayu dimasukkan kedalam bejana pemasak dalam bentuk serpih

bersama dengan lindi pemasak yang segar (lindi putih) dari alur pemulihan bahan kimia.

Jantung dari sistem pembuatan pulp adalah bejana pemasak. Sistem-sistem bejana pemasak

yang pokok adalah terputus (sistem batch). Bejana pemasak dapat dipanaskan secara

langsung dengan uap atau tidak langsung dengan pertukaran panas dalam sistem sirkulasi

lindi pemasak. Pemasakan kraft biasa dilakukan pada suhu antara 160 oC - 180

oC, pada

tekanan antara 7-11 bar. Setelah pemasakan, pulp dan limbah lindi pemasak (lindi hitam)

dikeluarkan dari bagian bawah bejana pada tekanan yang diturunkan masuk kedalam tangki

penghembus dengan kapasitas volume beberapa pemasakan. Kotoran ukuran besar yang

tidak cukup masak (mata kayu) disaring pada penyaring mata kayu dan biasanya

dikembalikan kedalam bejana untuk pemasakan ulang. Lindi pemasak bekas dikeluarkan

setelah pencucian pulp dengan arus yang berlawanan dan diproses lebih lanjut didalam

pemulihan.

II- 5 -

Lebih lanjut pulp disaring, dibersihkan, kadang-kadang digiling sedikit, dan akhirnya

dikentalkan dan disimpan untuk proses lebih lanjut.

Bahan baku (serpih)

Mata kayu

Air pencuci Lindi hitam

Kotoran

Pemrosesan lebih lanjut

Gambar 2.1.3 Block diagram proses pembuatan pulp dengan proses kraft/ sulfat

Bejana

pemasak

Tangki

penghembus

Pembersih

mata kayu

Pencuci

Penyaringan

pembersihan

Pengentalan

Wadah pulp

Pemulihan

bahan kimia

II- 6 -

II.2 Pemilihan Proses

Dalam pembuatan pabrik pulp dari batang kapas digunakan proses kraft atau sulfat.

Adapun perbandingan untuk masing-masing dari jenis Chemical Pulping Process diatas, yaitu

sebagai berikut:

Pulping

Process

Bahan baku Bahan masak Kondisi operasi Yields (%) Produk

Sulfite Softwood dan

Hardwood

NaOH, H2SO3,

HSO3

125oC-180

oC

5-7 bar

45-55% Derajat putih baik

Soda Hardwood Na2CO3,

NaOH, HCO3

140oC-150

oC

20-40 bar

40-50% Derajat putih

rendah

Kraft Softwood dan

Hardwood

NaOH, Na2S,

Na2CO3

160oC-180

oC

7-11 bar

45-50% Derajat putih pulp

yang dikelantang

lebih baik

Dari tinjauan proses pembuatan pulp diatas maka dapat disimpulkan bahwa proses yang

dipilih untuk pembuatan pulp dari batang kapas menggunakan proses kraft ini antara lain:

- Bahan baku kapas banyak terdapat di Indonesia

- Proses yang digunakan lebih sederhana

- Kekuatan pulp yang dihasilkan sangat baik

(Kayu, Kimia Ultra Struktur Reaksi-reaksi hal 509-539)

II.3 Uraian Proses

Bahan baku yang digunakan pada proses pembuatan pulp dari bahan baku batang kapas

dibagi menjadi 4 tahap proses, yaitu:

a. Persiapan bahan baku

b. Reaksi

c. Pemisahan produk

d. Penanganan produk

II- 7 -

Pembuatan Pulp dari batang kapas dengan Proses Kraft (Sulfat)

Pada proses pembuatan pulp, langkah pertama yang harus dilakukan adalah pemasakan

(Digesting), dimana bahan baku batang kapas dipotong-potong menjadi chips dicampur dengan

mother liquor yaitu NaOH, Na2S dan Na2CO3 yang terlebih dahulu dilarutkan dalam tangki

pencampur. Didalam digester dipanaskan dengan bantuan steam melalui sparger, setelah

dilakukan pemisahan di rotary vacuum washer I untuk memisahkan filtrat dari cake (pulp).

Selanjutnya pulp yang terbentuk dialirkan ke bleaching tank untuk proses pemucatan dengan

bantuan chlorine yang kemudian dialirkan menuju rotary vacuum washer II untuk dipisahkan

filtrat dan cakenya. Pulp yang telah dipisahkan selanjutnya akan dikeringkan di roll dryer,

sehingga kandungan pulp akhir yang didapat dari proses ini adalah 95 %.

a. Persiapan bahan baku

Sebelum diproses menjadi pulp, dilakukan proses pendahuluan pada bahan baku yaitu

proses pemecahan kayu menjadi potongan kecil-kecil (chipping). Pertama-tama batang kapas

dari stock pile diumpan pada cutting machine (C-112) dengan bantuan belt conveyor, batang

dipotong menjadi 5 cm kemudian diumpankan menuju chipper (C-113) untuk dipotong

menjadi chip kecil-kecil dengan ukuran 5 mm.

Untuk larutan pemasak yang berupa bahan baku NaOH, Na2S dan Na2CO3 dari masing-

masing bin diumpankan kedalam tangki pencampur (M-121) untuk dilarutkan dengan

penambahan air proses dimana kadar larutan pemasak 12,5 %.

b. Reaksi

Larutan pemasak dari tangki pencampur dialirkan ke heater (E-122) sebelum dimasak ke

dalam digester. Chip batang kapas dan larutan pemasak dari tangki pencampur kemudian

dialirkan menuju digester (Q-120) dengan perbandingan 4 : 1. Pemanasan pendahuluan

II- 8 -

dengan suhu 90 oC - 176

oC selama 1,5 jam sedang delignifikasi terjadi pada suhu 165

oC -

176 oC kemudian pemasakan konstan pada suhu 176

oC selama 0,5 jam dan tekanan 9,13

atm. Proses ini berlangsung secara eksotermis dengan penambahan steam yang dikontakkan

langsung pada bagian bawah digester melalui sparger dimana sebagian steam akan

terkondensasi.

Reaksi yang terjadi:

Reaksi delignifikasi dengan larutan NaOH:

R-COOH(S) + NaOH(aq) R-COONa(aq) + H2O(l) (R-Lignin)

(Na-Lignate)

c. Pemisahan produk

Selanjutnya pulp dialirkan menuju ke rotary vacuum washer I (H-131) disini terjadi

proses pemisahan antara cake (pulp) dan filtrat, dimana filtrat yang terpisah akan diolah

kepengolahan limbah cair, sedangkan cake (pulp) diumpankan melalui screw conveyor (J-

132) dan bucket elevator (J-133) menuju bin pulp (F-134). Dari bin pulp, produk dimasukan

pada bleaching tank (R-130) dengan kondisi suhu operasi sebesar 81 oC dan tekanan 1 atm.

Dimana pada bleaching tank ini terjadi proses pemucatan dengan bantuan Cl2 dari tangki

penampung Cl2 (F-135) yang sudah distabilkan tekanan dan volumenya pada regulator,

sehingga didapatkan reaksi sebagai berikut:

Chlorinasi lignin:

2Na-lignate(s) + Cl2(g) lignin(l) + 2NaCl(s)

d. Penanganan produk

Pulp yang telah dibleaching kemudian dicuci dan dipisahkan dari larutan di rotary vacum

washer II (H-137). Filtrat dari rotary vacum washer II dialirkan ke pengolahan limbah,

sedangkan pulp dipompa (L-138) menuju ke roll press (X-144) untuk dilemaskan agar

II- 9 -

mudah dibentuk menjadi pulp sheet. Kemudian pulp sheet dimasukan ke dalam roll dryer (B-

140) untuk mengurangi kandungan air di dalam pulp. Dalam roll dryer pulp dikeringkan

dengan menggunakan udara panas yang bersuhu 110 oC yang dikontakan secara langsung

dengan pulp. Selanjutnya pulp dialirkan ke storage produk (F-144) untuk dilakukan

pengemasan dan siap dipasarkan.

II- 10 -

III- 1 -

BAB III

NERACA MASSA

Kapasitas produksi = 10.000 ton/ tahun

= x x x

= 1.262,6262 kg/ jam

Waktu operasi = 330 hari

= 24 jam

Satuan operasi = kg/ jam

Basis perhitungan = 8.838,6450 kg/ jam

1. TANGKI PENCAMPUR (M-121)

Masuk Kg/ jam Keluar Kg/ jam

NaOH dari F-116

NaOH

NaCl

Na2CO3

H2O

Na2S dari F-118

Na2S

Na2CO3

Na2SO3

Na2S2O3

Fe2O3

H2O

Na2CO3 dari F-119

Na2CO3

Na2SO4

NaCl

H2O

Air dari utilitas

H2O

2.589,723

0,793

10,570

41,488

2.642,574

1.197,636

25,659

25,659

25,659

1,924

6,415

1.282,953

595,734

0,507

0,179

0,179

596,599

30.832,454

Larutan pemasak ke Q-120

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

H2O

2.589,723

1.197,636

631,963

0,972

25,659

25,659

0,507

1,924

30.880,536

35.354,536

Total 35.354,580 Total 35.354,580

III- 2 -

2. DIGESTER (Q-120)


Batang kapas dari C-113

Lignin

Cellulose

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

Larutan pemasak dari M-

120

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

H2O

Open steam dari utilitas

Steam

1.502,570

5.000,905

74,245

1.378,829

142,302

739,795

8.838,646

2.589,723

1.197,636

631,963

0,972

25,659

25,659

0,507

1,924

30.880,536

35.354,580

1.055,231

Campuran produk ke H-131

- Fiber:

Cellulose

Lignin

- Slurry:

Cellulose

Na-lignate

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

3.950,068

251,687

4.201,755

1.050,838

1.258,132

2.576,543

1.197,636

631,963

0,972

25,659

25,659

0,507

1,924

74,245

1.378,829

142,302

32.681,493

41.046,702

Total 45.248,456 Total 45.248,456

III- 3 -

3. ROTARY VACUUM WASHER I (H-131)


Campuran pulp dari Q-120

- Fiber:

Cellulose

Lignin

- Slurry:

Cellulose

Na-lignate

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

Air pencuci darui utilitas

H2O

3.950,068

251,687

4.201,755

1.050,838

1.258,132

2.576,543

1.197,636

631,963

0,972

25,659

25,659

0,507

1,924

74,245

1.378,829

142,302

32.681,493

41.046,702

4.476,342

Campuran pulp ke R-130

- Fiber:

Cellulose

Lignin

- Slurry:

Cellulose

Na-lignate

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

Limbah cair:

Na-lignate

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

Pentosan

H2O

3.950,068

251,687

4.201,755

1.050,838

3,539

7,248

3,369

1,778

0,003

0,072

0,072

0,001

0,005

74,245

3,879

142,302

2.218,203

3.505,555

1.254,593

2.569,294

1.194,267

630,185

0,969

25,587

25,587

0,506

1,919

1.374,950

34.899,696

41.977,552

Total 49.723,798 Total 49.724,798

III- 4 -

4. BLEACHING TANK (R-130)


Campuran pulp dari H-131

- Fiber:

Cellulose

Lignin

- Slurry:

Cellulose

Na-lignate

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

Chlorine dari F-135

Cl2

O2

N2

3.950,068

251,687

4.201,755

1.050,838

3,539

7,248

3,369

1,778

0,003

0,072

0,072

0,001

0,005

74,245

3,879

142,302

2.218,203

3.505,555

0,030

0,000

0,000

0,030

Campuran pulp ke H-137

- Fiber:

Cellulose

Lignin

- Slurry:

Cellulose

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Lignin

Cl2 (terlarut)

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

Campuran gas ke udara

O2

N2

3.950,068

248,164

4.198,232

1.050,838

7,248

3,369

1,778

0,048

3,522

0,003

0,072

0,072

0,001

0,005

74,245

3,879

142,302

2.218,203

3.505,555

0,000

0,000

0,000

Total 7.707,340 Total 7.707,340

III- 5 -

5. ROTARY VACUUM WASHER II (H-137)


Campuran pulp dari R-130

- Fiber:

Cellulose

Lignin

- Slurry:

Cellulose

NaCl

Lignin

Cl2

NaOH

Na2S

Na2CO3

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

Air pencuci dari utilitas

H2O

3.950,068

248,164

4.198,232

1.050,838

0,048

3,522

0,003

7,248

3,369

1,778

0,072

0,072

0,001

0,005

74,245

3,879

142,302

2.218,203

3.505,586

4.149,680

Campuran pulp ke X-144

Cellulose

Lignin

H2O

Filtrat ke pengolahan limbah

Cellulose

NaCl

Lignin

Cl2

NaOH

Na2S

Na2CO3

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

3.950,068

248,164

2.074,075

6.272,307

1.050,838

0,046

3,522

0,003

6,912

3,213

1,695

0,069

0,069

0,001

0,005

74,245

3,699

142,302

2.292,278

5.578,897

Total 11.853,499 Total 11.853,499

III- 6 -

6. ROLL PRESS (X-144)


Pulp basah dari H-137

Cellulose

Lignin

H2O

3.950,068

248,164

2.074,075

6.272,307

Lembaran pulp ke B-140

Cellulose

Lignin

H2O

Air ke pengolahan

H2O

3.950,068

248,164

2.067,018

6.266,897

6,289

Total 6.272,307 Total 6.272,307

7. ROLL DRYER (B-140)


Pulp basah dari X-144

Cellulose

Lignin

H2O

Udara kering ke dryer

O2

N2

H2O

3.950,068

248,164

2.067,786

6.266,018

13.663,303

44.975,038

365,831

59.004,172

Pulp kering ke F-144

Cellulose

Lignin

H2O

Udara kering ke lingkungan

O2

N2

H2O

3.950,068

248,164

220,960

4.419,192

13.663,303

44.975,038

2.212,657

60.850,998

Total 65.270,190 Total 65.270,190

IV- 1 -

BAB IV

NERACA PANAS

Kapasitas produksi = 10.000

= x x x

= 1262,6262


= 24 jam


Basis perhitungan = 8.838,6450

1. HEATER (E-143)

∆Hc (195oC)

Larutan pemasak Larutan pemasak

ΔH1 (30oC) ΔH2 (176

oC)

∆Hs

(195oC; 13,86 atm)

Neraca panas total : ΔH1 + Qs = ΔH2 + Qloss

Keterangan :

H1 = Panas yang terkandung pada bahan masuk heater

H2 = Panas yang terkandung pada bahan keluar heater

Qs = Panas yang terkandung dalam steam

Qloss = Panas ayang hilang

Heater

IV- 2 -

NERACA PANAS

2. DIGESTER (Q-120)

∆Hs

(195oC; 13,86 atm)

Larutan pemasak

(176oC) ΔH1 Campuran pulp + steam

Batang kapas ΔH2 (176oC)

(30oC) ∆Hc

Berdasarkan saturated steam, suhu steam yang digunakan adalah 195 oC dengan

P = 1404,1 kPa = 13,6 atm.

Neraca panas total : ΔH1 + ΔHoR + ΔHs = ΔH2 + ΔHc + Qloss

Keterangan:

H1 = Panas yang terkandung pada bahan masuk digester

H2 = Panas yang terkandung pada bahan keluar digester

Hr = Panas reaksi

Hs = Panas sensibel

Hc = Panas yang diserap

Qloss = Panas yang hilang

Masuk kkal/ jam Keluar kkal/ jam

ΔH1 160.643,456

Qs 4.937.676,574

ΔH2 4.851.436,201

Qloss 246.883,829

TOTAL 5.098.320,030 TOTAL 5.098.320,030

Digester

IV- 3 -

NERACA PANAS


H1 4.824.160,637

H reaksi -61.245,69

Hs 930.063,291

H2 5.145.057,907

Hc 277.127,958

Qloss 270.792,521

TOTAL 5.692.978,238 TOTAL 5.692.978,238

3. ROTARY VACUM WASHER II (H-137)

H2O (30oC)

Campuran pulp Campuran pulp

H1 (81oC) ΔH2 (32

oC)

Filtrat (57oC)

Neraca panas total : ΔH1 + ΔHair pencuci = ΔH2 + ΔH limbah + Qloss

Keterangan :

ΔH1 = Panas yang terkandung pada bahan masuk RVW II

ΔH2 = Panas yang terkandung pada bahan keluar RVW II

Δ H air pencuci = Panas air pencuci menuju RVW II

ΔH limbah cair = Panas air pencuci menuju RVW II

Q loss = Panas yang hilang

NERACA PANAS :


H1 140.598,260

H air pencuci 20.748,4

H2 16.160,131

H limbah cair 138.156,308

Qloss 7.029,913

TOTAL 161.348,660 TOTAL 161.348,660

RVW I

IV- 4 -


Q loss

Pulp basah

H1(32OC) Lembaran pulp kering

H2 (40oC)

Udara basah Udara kering

H4 (40oC) H3 (110

OC)

Neraca panas total : ΔH1 + ΔH3 = ΔH2 + ΔH4 + Q

Keterangan :

H1 = Panas yang terkandung pada bahan masuk roll dryer

H2 = Panas yang terkandung pada bahan keluar roll dryer

H3 = Panas udara kering menuju ke roll dryer

H4 = Panas udara basah menuju cyclone


NERACA PANAS :


H1 16.116,108

H3 1.784.672,025

H2 6.832,126

H4 1.793.956,056

TOTAL 1.800.788,138 TOTAL 1.800.788,138

5. HEATER UDARA (E-413)

ΔHc(195oC)

Udara Udara H1 (32

oC) (110

oC)

ΔHs

(195oC; 13,86 atm)

Neraca panas total : ΔH1 + Qs = ΔH2 + Qloss

Roll Dryer

Heater

IV- 5 -

Keterangan :

ΔH1 = Panas yang terkandung pada udara kering masuk heater

ΔH2 = Panas yang terkandung pada udara kering keluar heater

Qs = Panas yang terkandung dalam steam


NERACA PANAS :


ΔH1 102.165,582

Qs 1.209.481,519

ΔH2 6.832,126

Qloss 65.582,355

TOTAL 1.311.647,101 TOTAL 1.311.647,101

V- 1 -

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN

1. GUDANG PERALTAN KAPAS (F-110)

Fungsi : Menampung batang yang kapas dari supplier

Kapasitas : 4.701,5 m3

Bentuk : Empat persegi pamjang (cone roof)

Ukuran : panjang = 30,66 m

lebar = 15,33 m

tinggi = 10 m

Bahn konstruksi : beton

Jumlah : 1 buah

2. BELT CONVEYOR (J-111)

Fungsi : Memindahkan bahan dari F-110 ke C-112

Type : Troughed on 45oidlers withrolls of equal length

Kapasitas maksimum : 32 ton/jam

Belt : width = 14 in

trough width = 9 in

skirt seal = 2 in

Belt speed : 28,5 ft/ min

Panjang : 31,6 = 9,6 m

Sudut elevasi : 18,4o

Power : 4 hp

V- 2 -

Jumlah : 1 buah

3. CUTTING MACHINE (C-112)

Fungsi : Memotong kayu sepanjang 5 cm

Tyoe : Log Haus Hidrolic System

Panjang conveyor : 10 ft = 3,048 m

Tinggi log deck : 5 ft = 1,524 m

Ukuran pemotong : 2 in x 8 in

Kecepatan : 135 ft/ menit

Power : 20 hp

Bahan pemotong : Cast Iron

Jumlah : 1 buah

4. BELT CONVEYOR II(J-111)

Fungsi : Memindahkan bahan dari C-112 ke C-210

Type : Thoughed belt on 45o idlers with rolls of equal length

Kapasitas maksimum : 32 ton/ jam

Belt : Width = 14 in

Thought width = 9 in

Skirt seal = 2 in

Belt speed : 28,5 f/ min

Panjang : 31,6 ft = 9,6 m

Sudut elevasi : 18,4o

Power : 4 hp

Jumlah : 1 buah

V- 3 -

5. TANGKI NaOH SOLID (F-116)

Fungsi : Menampung NaOH dari supplier

Kapasitas : 573,4 m3

Bentuk : Silinder tegak dengan tutup atas dishead dan bawah plat

Diameter : 25,2 ft = 7,7 m

Tinggi : 32,5 ft = 9,9 m

Tebal silinder : ¾ in

Tebal tutup atas : 1 in

Tinggi tutup atas : 4,3 ft = 1,3 m

Bahan konstruksi : Carbon Steeel SA-283 Grade C

Jumlah : 1 buah

6. SCREW CONVEYOR I (J-117)

Fungsi : Memindahkan bahan dari F-120 ke F-122

Type : Plain spouts or chutes

Kapasitas : 44,6 ft3/ jam

Panjang : 25 ft

Diameter : 6 in

Kecepatan putar : 25 rpm

Power : 0,5 hp

Jumlah : 1 buah

V- 4 -

7. BIN NaOH (F-115)

Fungsi : Menampung NaOH

Type : Silinder tegak dengan tutup atas plat dan bawah conis

Volume : 356,8 ft


Tinggi : 15,9 ft = 4,8 m

Tebal shell : 3/16 in

Tebal tututp atas : 3/16 in

Tebal tutup bawah : ¼ in

Bahan konstruksi : Carbon Stell SA- 283 Grade C (Brownell : 253)

Jumlah : 1 buah

8. TANGKI Na2S SOLID (F-118)

Fungsi : Menampung Na2S

Kapasitas : 305,8m3

Type : Silinder tegak dengan tutup dishead dan bawah plat


Tinggi : 26,2 ft = 8 m

Tebal silinder : 1/2 in

Tebal tutup atas : 3/4 in


Bahan konstruksi : Carbon Stell SA- 283 Grade C

Jumlah : 1 buah

V- 5 -

9. SCREW CONVEYOR II (J-117)




Panjang : 25 ft

Diameter : 6 in


Power : 1 hp

Jumlah : 1 buah

10. BIN NaS (F-115)

Fungsi : Menampung NaS


Volume : 192,8 ft


Tinggi : 12,9 ft = 3,9 m



Tebal tutup bawah : 3/16 in


Jumlah : 1 buah

V- 6 -

11. GUDANG Na2CO3 SOLID (F-119)

Fungsi : Menampung Na2CO3 dari supplier


Bentuk : Empat persegi panjang (cone roof)

Ukuran : panjang = 6,96 m

Lebar = 3,48 m

Tinggi = 7 m

Bahan konstruksi : beton

Jumlah : 1 buah

12. SCREW CONVEYOR III (J-117)




Panjang : 25 ft

Diameter : 6 in


Power : 1 hp

Jumlah : 1 buah

13. BIN NaCO3 SOLID (F-115)

Fungsi : Menampung NaCO3


Volume : 66,4 ft

Diameter : 3 ft = 0,9 m

V- 7 -

Tinggi : 9 ft = 2,7 m





Jumlah : 1 buah


Fungsi : Mencampur NaOH, NaS, Na2CO3 dengan air

Type : Silinder tegak, tutup atas dished, tutup bawah conical

dilengkapi pengaduk

Shell :

Diameter : 9,8 ft = 3 m






Jumlah : 1 buah

Sistem pengaduk :

Dipakai impeller jenis turbin dengan 6 buah plat dengan jumlah 2 buah.

Diameter impeler : 3 ft

Lebar blade : 0,7 ft

Panjang blade : 0,8 ft

Power motor : 30 hp

V- 8 -

15. HEATER (E-122)

Fungsi : Menaikkan suhu dari 30 oC menjadi 176

oC

Type : Shell dan Tube 1-2 Exchanger

Shell : Tube:

IDs = 27 in 1 OD, 16 BWG, 1 = 16 ft

B = 6 in PT = 1 ¼, sussunan square

N + 1 = 32 Nt = 288

n = 1 di = 0,870 in

De = 0,99 in a” = 0,2618 in

n” = 2

c” = ¼ in

Shell side : Larutan pemasak

Tube side : Steam jenuh

Jumlah : 1 buah

16. TANGKI PENAMPUNG Cl2 (F-135)

Fungsi : Menampung gas clorine dalam benmtuk liquid

Type : Silinder horizontal dengan tutup dishead

Volume : 0,3870 ft3 = 0,011 m3

Tekanan : 6,8 atm

Diameter : 0,5477 ft = 6,5724 in

Panjang : 1,6431 ft = 19,7172 in


Tebal tutup : 3/16 in


Jumlah : 1 buah

V- 9 -

17. CHIPPER (C-113)

Fungsi : memotong kayu dengsn ukursn 5 mm

Type : High Yield Rotary cutter

Produsen : Key Knife Tecnologies

Jenis mesin : mesin no.0

Luas ruangan : 37 in x 17 in

Kapasitas maksimum : 960 lb

Speed : 1000 rpm

Power : 12 hp

Ukuran screen : 10 in x 17 in

Jumlah cutter : 21 buah

Jumlah mesin : 1 buah

18. BELT CONVEYOR I (J-111)

Fungsi : memindahkan bahan dari C-210 ke J-212

Type : Thoughed belt on 45o idlers with rolls of equal length

Kapasitas maksimum : 32 ton /jam

Belt : width = 14 in

Trought width = 9 in

Skirt seal = 2 in

Belt speed : 28,5 ft/ min


Sudut elevasi : 18,40

Power : 4 hp

Jumlah : 1 buah

V- 10 -

19. BUCKET ELEVATOR 1 (J-114)

Fungsi : memindahkan bahan dari J-211 ke F-213

Type : Continuous Discharge Bucket Elevator

Kapasitas maksimum : 14 ton/ jam

Ukuran : 6 in x 4 in x 4 1/4 in

Bucket Spacing : 12 in

Tinggi Elevator : 71,8 ft = 21,9 m

Ukuran Feed (maksimum): ¾ in

Bucket Speed : 9 x 225 ft/ menit = 144,6 ft/ menit

Putaran Head Shaft : 20 rpm

Lebar Belt : 7 in

Power Total : 3 hp

Jumlah : 1 buah

20. SILO CHIP BATANG KAPAS (F-115)

Fungsi : menampung chip batang kapas


Volume : 5.534,4 ft3


Tinggi : 39,9 ft = 12,2 m

Tebal sheel : 3/16

Tebal tutup atas : ½ in

Tebal tutup bawah : ½ ini

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 Grade C (Brownell:253)

Jumlah : 1 buah

VI- 1 -

BAB VI

PERANCANGAN ALAT UTAMA

Nama alat : Bleaching Tank (R-130)

Fungsi : Tempat terjadinya reaksi antara campuran pulp dengan gas chlorine (Cl2)

Type : Mixed flow, silinder tegak dengan tutup atas berbentuk standard dishead dan

tutup bawah conical

Kondisi operasi :

Temperatur = 81 0C = 177,8

0F

Tekanan = 1 atm

Waktu operasi = 1 jam

Fase = Gas - liquid

Jenis proses = Batch

Direncanakan :

Bahan konstruksi = Stainless Steel SA 240 Grade M Type 316

f = 18.750 (Brownell & Young,App.D-4 hal 342)

Jenis pengelasan = Double welded butt joint

E = 0,8 (Brownell & Young,tabel 13.12 hal 254)

Faktor korosi = 1/16

VI- 2 -

Komponen Berat (kg) Fraksi berat ρ (gr/c)

Cellulose

Lignin

Na-lignate

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

Cl2

5.000906

251,687

3,539

7,248

3,369

1,778

0,003

0,072

0,072

0,001

0,005

74,245

3,879

142,302

2.218,203

0,03

0,649

0,033

0,0005

0,0009

0,0004

0,0002

4 x 10-7

9,3 x 10-6

9,3 x 10-6

1 x 10-7

6 x 10-7

0,01

0,0005

0,02

0,29

4 x 10-6

1,4

1,4

1,4

2,13

1,856

2,533

1,856

2,633

2,633

2,698

5,12

2,65

1,306

2,32

1

1,4

Total 7.707,340 1,00

ρ solid = x 62,43 = 78,92 lb/ft3

Kapasitas bleaching tank = 7,707,340 kg/jam

= 16.991,86 lb/jam

Rate volumetric = =

= 215,3 ft3/jam

Volume bahan = 1 jam x 215,3 ft3/jam

= 215,3 ft3

Volume ruang kosong = 25 %

= 0,25 x 215,3 ft3

= 53,83 ft3

VI- 3 -

Volume total = (215,3 + 53,83) ft3 = 269,13 ft

3

6.1 Rancangan Dimensi Bleaching Tank

1. Menghitung Diameter Bleaching Tank

Diasumsikan Ls = 1,5 . di

Vt = V1 (tutup bawah) + V2 (silinder) + V3 (tutup atas)

Vt = + x Ls + 0,0847 . di3

269,13 = + x Ls + 0,0847 . di3

di3 = 201,18

di3 = 5,86 ft = 70,32 in

2. Menghitung Volume Liquid Dalam Shell

Produk Na-lignate = . . di2 . (1,5) . di

= x π x (5,86)2 x (1,5) x (5,86)

= 236,95 ft3

3. Menghitung Tinggi Liquid Dalam Shell

V liquid dalam shell = V tutup bawah + V liquida dalam silinder

V liquid = +

236,95 = +

Lls = 8,23 ft

VI- 4 -

Tinggi tutup bawah (hb) = =

= 1,69 ft

H liquida = Lls + hb

= 8,23 + 1,69 = 9,92 ft

4. Menentukan P design (Pi)

Tekanan hidrostatik (Ph) =

=

= 4,89 lb/ft2 = 0,034 psi

P operasi = 1 atm

P design = 0,034 + 14,7 = 14,734 psig

5. Menentukan Tebal Silinder (ts)

ts = + C

ts = +

= 0,097 in ≈ 3/16 in

Standardisasi do :

Do = di + 2 ts

= 70,32 + 2 . (3/16)

= 70,695 in

VI- 5 -

Pendekatan do = 66 in (Brownell & Young,tabel 5.7 hal 90)

di = do – 2 . ts

= 66 – 2 . (3/16) = 65,63 in = 5,47 ft

Cek hubungan di dan Ls :

VT = x + x di2 x Ls + 0,0847 di

3

269,13 = x + x 5,472 x Ls + 0,0847 (5,47)

3

Ls = 10,34 ft

=

= 1,73 > 1,5 → yang digunakan

6. Menentukan Tinggi Silinder (Ls)

Ls = 1,5 x di

= 1,5 x 65,63 = 98,45 in = 8,2 ft

Menentukan Dimensi Tutup

1. Menentukan tebal tutup atas berbentuk standard dishead

r = 72 (Brownell & Young,tabel 5.7 hal 91)

icr = 4 3/8 (Brownell & Young,tabel 5.7 hal 91)

sf = 3 ½ (Brownell & Young,tabel 5.7 hal 88)

Rumus :

tha = + C (Brownell & Young,pers 13.12 hal 258)

VI- 6 -

= +

= 0,120 in ≈ 3/16 in

Tinggi tutup atas (ha) :

a =

= in = 32,815 in

AB = a – icr

= (32,815 – 4 3/8) in

= 28,44 in

BC = r – icr

= (72 – 4 3/8) in

= 67,625 in

AC =

=

= 61,354 in

b = r – AC

= (72 – 61,354) in

= 10,646 in

ha = tha + b + sf

= (3/16 + 10,646 + 3 ½) in

= 14,334 in

2. Menentukan Tebal Tutup Bawah

Tebal tutup bawah (thb) berbentuk conical dengan α = 120o :

thb = + C, dimana de = di

VI- 7 -

= +

= 0,127 in ≈ 3/16 in

Dari Brownell & Young, tabel 5.6 hal 88, untuk ts = 3/16 in, maka sf = 1,5 – 2

Diambil sf = 2 in

b =

=

= 18,946 in

hb = b + sf

= (18,946 + 2) in

= 20,946 in

Dari perhitungan diatas, maka diperoleh dimensi bleaching tank sebagai berikut :

- do = 72 in - tha = 3/16 in

- di = 65,63 in - ha = 14,334 in

- Ls = 98,5 in - thb = 3/16 in

- ts = 3/16 - hb = 20,946 in

- Tinggi bleaching tank = tinggi (tutup bawah + silinder + tutup atas)

= hb + Ls + ha

= (20,946 + 98,45 + 14,334) in

= 133,73 in = 11,144 ft

6.2 Perhitungan Dimensi Pengaduk

Perencanaan pengaduk :

Jenis pengaduk : Axial Turbin 6 blades sudut 450 (G.G. Brown hal.507)

Bahan impeller : High Alloy Steel SA 240 Grade M Type 316

VI- 8 -

Bahan poros pengaduk : Hot Roller SAE 1020

Dari G.G Brown hal 507, diperoleh data-data sebagai berikut :

= 2,4 – 3,0

= 0,75 – 1,3

= 2,7 – 3,9

= 0,17

Dimana :

Dt = diameter dalam dari silinder

Di = diameter impeller

Zi = tinggi impeller dari dasar tangki

Zl = tinggi liquid dalam silinder

W = lebar baffle (daun) impeller

a. Menentukan diameter impeller

= 3

Di =

Di =

= 21,88 in = 1,823 ft

b. Menentukan tinggi impeller dari dasar tangki

= 1

Zi = 1 Di

= 1 x (21,88 in)

VI- 9 -

= 21,88 in = 1,823 ft

c. Menentukan panjang impeller

= ¼ (Geankoplis, tabel 3.4-1 hal 144)

L = ¼ . Di

L = ¼ x (21,88 in)

= 5,47 in

d. Menentukan lebar impeller

= 0,17

W = 0,17 . Di

W = 0,17 x (21,88 in)

= 3,72 in

e. Menentukan tebal blades

=

J = . Dt

J = x 65,63 in

= 5,469 in

f. Menentukan jumlah pengaduk

n =

=

= 1,49 buah ≈ 2 buah

VI- 10 -

Perhitungan Daya Pengaduk

P =

Dimana :

P = daya pengaduk

ф = power number

ρ = densitas bahan = 78,92 lb/ft3

Di = diameter impeller = 21,88 in = 1,823 ft

gc = 32,2 lb.ft/det2.lbf

n = putaran pengaduk,ditetapkan n = 120 rpm = 2 rps

(Perry, edisi 6, hal 19-6)

Menghitung bilangan Reynold (NRe) :

NRe = (Geankoplis, pers 3.4-1 hal 144)

Dengan μ bahan = 0,000914 lb/ft.menit

NRe =

= 573.910,56

Dari Mc. Cabe II hal 47 diketahui aliran liquid adalah turbulen (NRe > 4000)

Dari G.G. Brown fig 4.77 hal 507 diperoleh ф

P = = 276,35 ft/det

= 276,35 / 550

= 0,502 hp ≈ 1 hp

VI- 11 -

- Daya untuk 2 pengaduk = 2 x 1hp = 2 hp

- Gain losses (kebocoran daya pada poros dan bearing) diperkirakan 10 % daya masuk

- Transmission system losses (kebocoran belt atau gear) diperkirakan 20 % daya masuk

Perhitungan losses masuk :

Gland losses (kebocoran tenaga akibat poros dan bearing) = 10 % (Joshi : 399)

Gland losses 10 % = 10 % x 2 = 0,2 hp

Power input dengan gland losses = 2 + 0,2 = 2,2 hp

Transmission system losses = 20 % (Joshi : 399)

Transimission system losses 20 % = 20 % x 2,2 = 0,44 hp

Power input dengan transmission system losses = 2,2 + 0,44 = 2,64 hp

Digunakan power motor = 3 hp

Perhitungan Proses Pengaduk

1. Diameter poros

T = (Hesse, pers 16-1, hal 465)

Dimana :

T = moment punter (lb.in) = (Hesse, hal 469)

H = daya motor pada poros = 2 hp

N = putaran pengaduk = 120 rpm

Sehingga :

T =

= 1.575,625 lb.in

Dari hesse, table 16-1 hal 457, untuk bahan Hot Rolled Steel SAE 1020, mengandung

karbon 20 % dengan batas 36.000 lb/in2

VI- 12 -

S = maksimum design shering stress yang diijinkan (lb/in2)

S = 20 % x 36.000 lb/in2 (Hesse, tabel 16-1, hal 457)

= 7.200 lb/in2

Maka didapatkan diameter poros pengaduk (D) :

D =

D =

= 1,03 in ≈ 1 in

2. Panjang poros

Rumus :

L = h + l – Zi

Dimana :

L = panjang poros (ft)

Zi = jarak impeller dari dasar tangki = 1,823 ft

l = panjang poros diatas bejana tangki = 1 ft

h = tinggi silinder + tinggi tutup atas

= (98,45 + 14,334) in

= 112,784 in = 9,399 ft

Jadi panjang poros pengaduk :

L = (9,399 + l) – 1.823

= 8,576 ft = 102,912 in

VI- 13 -

Kesimpulan dimensi pengaduk :

Type : axial turbin 6 blades sudut 450 angle

Di : diameter impeller = 21,88 in = 1,823 ft

Zi : tinggi impeller dari dasar bejana = 21,88 in = 1,823 ft

W : lebar impeller = 3,72 in

L : panjang impeller = 5,47 in

J : tebal blades = 5,469 in

n : jumlah pengaduk = 2

Daya : 3 hp

Diameter poros : 1,03 in

Panjang poros : 102,912 in

6.3 Perhitungan Nozzle

Perencanaan :

Nozzle pada tutup atas standard dishead

- Nozzle untuk pemasukan larutan campuran pulp

Nozzle untuk silinder reaktor

- Nozzle untuk menhole

- Nozzle untuk pemasukan gas chlorine

Nozzle pada tutup bawah conical

- Nozzle untuk pengeluaran produk

DASAR PERHITUNGAN

a. Nozzle pemasukan larutan campuran pulp

Rate umpan masuk = 7.707,310 kg/jam = 16.991,799 lb/jam

VI- 14 -

Densitas umpan = 81,278 lb/ft3

Perhitungan :

Rate volumetric (Q) =

=

= 209,058 ft3/jam

= 0,058 ft3/det

Di optimum = 3,9 . (Q)0,45

. (ρ)0,13

(Peter & Timmerhaus, hal 496)

= 3,9 x (0,058)0,45

x (81,278)0,13

= 1,918 in

Dari Geankoplis, App A.5 hal 892, maka dipilih pipa 2 in NPS Sch 40 dengan ukuran:

ID = 2,067 in

OD = 2,375 in

A = 0,02330 ft2

b. Nozzle pengeluaran produk

Rate produk keluar = 7.703,817 kg/jam = 16.984,098 lb/jam

Densitas produk = 79,27 lb/ft3

Perhitungan :


=

= 214,26 ft3/jam = 0,06 ft

3/det

VI- 15 -

Di optimum = 3,9 . (Q)0,45

. (ρ)0,13


= 3,9 x (0,06)0,45

x (79,27)0,13

= 1,941 in

Dari Geankoplis, App A.5 hal 892, maka dipilih pipa 2 in NPS Sch 40 dengan ukuran :

ID = 2,067 in

OD = 2,375 in

A = 0,02330 ft2

c. Nozzle untuk menhole

Lubang manhole dibuat berdasarkan standard yaitu : 20 in (Brownell & Young Fig 3.15 hal

51 dengan data item 3,4,5 hal 251)

Berdasarkan fig 12.2 Brownell & Young hal 221, didapatka dimensi pipa :

Ukuran Pipa Normal (NPS) : 20 in

Diameter luar pipa : 27 ½ in

Ketebalan flange minimum (T) : 1 11/6 in

Diameter bagian lubang menonjol (R) : 23 in

Diameter hubungan pada alas (E) : 22 in

Diameter hubungan pada titik pengelasan (K) : 20 in

Panjang julukan (L) : 5 11/16 in

Diameter dalam flange (B) : 19,25 in

Jumlah lubang baut : 20 buah

Diameter baut : 1 1/8 in

d. Nozzle pengeluaran produk

Rate chlorine masuk = 0,03 kg/jam = 0,066 lb/jam

VI- 16 -

Densitas produk = 0,0482 lb/ft3

Perhitungan :


=

= 1,37 ft3/jam

= 0,00038 ft3/det

Di optimum = 3,9 . (Q)0,45

. (ρ)0,13


= 3,9 x (0,00038)0,45

x (0,0482)0,13

= 0,075 in

Dari Geankoplis, App A.5 hal 892, maka dipilih pipa ½ in NPS Sch 40 dengan ukuran :

ID = 0,622 in

OD = 0,840 in

A = 0,00211 ft2

Dari Brownell & Young table 12.2 hal 221 diperoleh dimensi flange untuk semua nozzle,

dipilih flange standar type welding neck dengan dimensi nozzle sebagai berikut :

- Nozzle A = nozzle untuk pemasukan larutan campuran pulp

- Nozzle B = nozzle untuk pengeluaran produk

- Nozzle C = nozzle untuk manhole

- Nozzle D = nozzle untuk pemasukan gas chlorine

- NPS = ukuran pipa nominal (in)

- A = diameter luar

- T = ketebalan flange minimum (in)

VI- 17 -

- R = diameter luar bagian yang menonjol (in)

- E = diameter hubungan atas (in)

- K = diameter hubungan pada titik pengelasan (in)

- L = panjang julukan (in)

- B = diameter dalam flange (in)

Nozzle NPS A T R E K L B

A 2 6 ¾ 3 5/8 3 1/16 2,38 2 ½ 2,07

B 2 6 ¾ 3 5/8 3 1/16 2,38 2 ½ 2,07

C 20 27 ½ 1 11/16 23 22 20 5 11/16 19,25

D 0,5 3 ½ 7/16 1 3/8 1 3/16 0,84 1 7/6 0,62

6.4 Perhitungan Sparger

Data perancangan :

Asumsi susunan lubang spray berbentuk segitiga

Diameter lubang spray = 5 in (Perry 6ed

, hal 18-61)

Superficial velocity gas = 0,02 ft/det

Luas sparger = 7,1355 in2

Rate gas = 0,03022 kg/jam

= 0,03022 x = 0,07 lb/jam

ρ chlorine (liquid) = 15,6 lb/ft3


Jarak antara lubang (PT) = 1

Luas satu segitiga = ½ . (PT . sin 600) . PT

= ½ x (1 x 0,87) x 1

= 0,44 in2

VI- 18 -

Jumlah segitiga =

=

= 15,9 buah ≈ 16 buah

6.5 Sambungan Tutup (Head) Dengan Dinding Bleaching Tank

Bagian tutup dan bagian shell bleaching tank dihubungkan secara flange dan bolting untuk

mempermudah perbaikan dan perawatan bleaching tank.

1. Flange

Dari Brownell & Young, App D-4 hal 342, didapatkan :

Bahan konstruksi : High Alloy Steel SA 240 Grade M Type 316

Tensile strength minimum : 75.000 psia

Allowable stress (f) : 18.750

Type flange : Ring Flange Loose Type

2. Bolting

Dari Brownell & Young, App D-4 hal 344, didapatkan :

Bahan konstruksi : High Alloy Steel SA 193 Grade B8c Type 347


Allowable stress (f) : 15.000

3. Gasket

Dari Brownell & Young, Fig 12.11 hal 228, didapatkan :

Bahan konstruksi : Flange metal, jacketed, asbestos filled, stainless

steel

VI- 19 -

Gasket factor (m) : 3,75

Minimum design seating stress (y) : 9000 psia

6.5.1 Perhitungan Tebal Gasket

Dari Brownell & Young pers 12.2 hal 226 :

= –

Dimana :

- do = diameter luar gasket

- di = diameter dalam gasket

- y = yield stress (9000 psia)

- p = internal pressure (14,7 psia)

- m = gasket factor (3,75)

Diketahui gasket = do shell = 72 in = 6 in

Maka didapatkan :

=

= 1,001

do = 6,005 ft = 72,059 in

Lebar gasket minimum =

=

= 0,03 in ≈ 3/16 in

Diameter gasket (n) = 3/16 in = 0,0188 in

VI- 20 -

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

= (72 + 0,188) in

= 72,188 in = 6,016 ft

6.5.2 Perhitungan Jumlah dan Ukuran Baut (Bolting)

A. Perhitungan Beban Baut

- Beban gasket supaya tidak bocor (Hy) :

Wm2 = Hy = π . b . G . y (Brownell & Young, pers 12.88 hal 240)

- Lebar setting gasket bawah (bo) :

bo = = = 0,094 in

- Sehingga didapatkan Hy :

Hy = Wm2 = π . 0,094 x 72,059 x 9000

= 191.420,41 lb

- Beban baut agar tidak bocor (Hp) :

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

= 2 x π x 0,094 x 72,059 x 3,75 x 14,7

= 2.344,9 lb

- Beban karena tekanan dalam (H) :

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

= x 72,0592 x 14,7

= 59.918,848 lb

VI- 21 -

- Total berat beban pada kondisi operasi (Wm1) :

Wm1 = H + Hp (Brownell & Young, pers 12.91 hal 240)

= (59.918,848 + 2.344,9) lb

= 62.263,748 lb

Karena Wm2 > Wm1, maka yang mengontrol adalah Wm2

B. Perhitungan Luas Minimal Bolting Area

Dari Brownell & Young, pers 12.93 hal 240 :

Am2 =

=

= 12,76 m2

C. Perhitungan Bolting Minimum

Dari Brownell & Young, table 10.4 hal 188 :

- Ukuran baut : 1,25 in

- Root area : 0,89 in2

Maka jumlah bolting optimum =

=

= 14,337 ≈ 15 buah

Dari brownell & Young, table 10.4 hal 188 :

- Bolt spacing distance preference (Bs) : 3 in

- Minimum radial distance (R) : 1,75 in

- Edga distance (E) : 1,25 in

- Bolting circle diameter (C) :

C = ID shell + 2 . (14,5 . go + R)

VI- 22 -

Dimana :

ID shell = 65,63 in

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

Maka bolting circle diameter (C) :

C = 65,63 in + 2 [(14,5 x 0,1875 in) + 2,5 in]

= 76,068 in

- Diameter luar flange :

OD = C + 2 . E

= 76,068 + (2 x 1,25)

= 78,568 in

- Cek lebar gasket :

Ab actual = jumlah baut + root area

= 15 x 0,89

= 13,35 in2

- Lebar gasket minimum :

L = Ab actual x

L = 13,35 x

= 0,049 in

Karena L < 1,25 in, jadi perhitungan bolting optimum memenuhi.

D. Perhitungan Moment

Dari Brownell & Young, pers 12.94 hal 242 untuk keadaan bolting up (tanpa tekanan uap

dalam).

VI- 23 -

W = . fa

= x 15.000

= 195.825 lb

hg = (Brownell & Young, pers 12.101 hal 242)

= = 2,005 in

Momet flange (Ma) :

Ma = W . hG (Brownell & Young hal 243)

= 195.825 x 2,005 in

= 392.629,748 in

Dalam keadaan operasi :

W = Wm1 = 62.263,748 lb (Brownell & Young, pers 12.95 hal 243)

Hidrastic and force pada daerah dalam flange (HD) :

HD = 0,785 . B2

. p (Brownell & Young, pers 12.96 hal 243)

Dimana :

- B : OD shell bleaching tank = 72 in

- p : tekanan operasi = 14,7 lb/in2

Maka :

HD = 0,785 x (72 in)2 x (14,7 lb/in

2)

= 59.820,768 lb

Jarak radial bolt circle pada aksi (hD) :

VI- 24 -

HD = (Brownell & Young, pers 12.100 hal 243)

=

= 2,034 in

Moment MD :

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

= 59.820,768 x 2,034 in

= 121.675,442 lb.in

HG = W – H = Wm1 – H (Brownell & Young, pers 12.98 hal 242)

= 62.263,748 lb – 59.918,848 lb

= 2.344,9 lb

Moment MG :

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

= 2.344,9 lb x 2,005 in

= 4.701,525 lb.in

HT = H – HD (Brownell & Young, pers 12.97 hal 242)

= (59.918,848 – 59.820,768) lb

= 98,08 lb

hT = (Brownell & Young, pers 12.102 hal 244)

=

= 2,02 in

Moment MT :

VI- 25 -

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

= 98,08 lb x 2,02 in

= 198,122 lb.in

Moment total pada keadaan operasi (Mo) :

Mo = MD + MG + MT

= (121.675,442 + 4.701,525 + 198,122) lb.in

= 126.575,089 lb.in

Ma = 392.629,125 lb.in

Karena Ma > Mo, maka mmax = Ma = 392.629,125 lb.in

6.5.3 Perhitungan Tebal Flange

Rumus :

fT = (Brownell & Young, pers 12.85 hal 239)

Sehingga didapatkan rumus :

fT =

Dimana :

k =

A = diameter luar flange

= 78,568 in = 6,547 ft

B = diameter dalam flange

= 72 in = 6 ft

VI- 26 -

f = stress yang diijinkan untuk bahan flange

= 18.750 psia

Maka :

k =

=

= 1,091

Dari Brownell & Young fig 12.22 hal 238 didapatkan :

- Y = 22

- M = 392.629,125 lb.in

Sehingga tebal flange :

t =

= 2,530 in = 0,211 ft

Kesimpulan Perancangan :

1. Flange

Bahan konstruksi : High Alloy Steel SA 240 Grade M Type 316


Allowable stress : 18.750

Tebal flange : 2,530 in

Diameter dalam (Di) flange : 72 in

Diameter luar (Do) flange : 78,568 in

Type flange : Ring Flange Loose Type

VI- 27 -

2. Bolting

Bahan konstruksi : High Alloy Steel SA 193 Grade B8c Type 347


Ukuran baut : 1,25 in

Jumlah baut : 15 buah

Allowable stress : 15.000

3. Gasket

Bahan konstruksi : Asbestos Filled

Gasket factor (m) : 3,75

Min design seating stress (y) : 9.000 psia

Tebal gasket (n) : 3/16 in

6.6 Perhitungan Sistem Penyangga

Sistem penyangga dirancang untuk menyangga beban bleaching tank dan perlengkapannya.

Beban-beban yang ditahan oleh penyangga bleaching tank meliputi :

- Berat shell bleaching tank

- Berat tutup atas standard dishead

- Berat tutup bawah bleaching tank

- Berat liquid dalam bleaching tank

- Berat pengaduk dan perlengkapannya

- Berat attachment

VI- 28 -

DASAR PERHITUNGAN :

Berat Shell Bleaching Tank

Rumus :

Ws = . (do2 – di

2) . H . ρ

Dimana :

- Ws = berat shell bleaching tank (lb)

- Do = diameter luar shell

= 72 in = 6 ft

- di = diameter dalam shell

= 65,63 in = 5,469 ft

- H = tinggi shell bleaching tank (Ls)

= 98,45 in = 8,204 ft

- ρ = densitas dari bahan konstruksi

= 489 lb/ft3 (Perry, 6

ed, table 3-118 hal 3-95, stell cold drawn)

Maka berat shell bleaching tank :

Ws = x [(6 ft)2 – (5,469 ft)

2] x 8,204 ft

2 x 489 lb/ft

3

= 19.178,924 lb

= 8.699,368 kg

Berat Tutup Atas Standard Dishead

Rumus :

Wd = A . t . ρ

A = 6,28 x L x h

VI- 29 -

Dimana :

- Wd = berat tutup atas bleaching tank (lb)

- A = luas tutup atas standard dishead (ft2)

- t = tebal tutup atas (tha)

= 3/16 in = 0,188 in




- L = crown radius (r)

= 72 in = 6 ft

- h = tinggi tutup atas bleaching tank (ha)

= 14,334 in

Luas tutup atas :

A = 6,28 x 72 in x 14,334 in

= 6.481,261 in2

= 45,009 ft2

Berat tutup atas :

Wd = 45,009 ft2 x (0,188/12) ft x 489 lb/ft

3

= 344,814 lb

= 156,404 kg

Berat Tutup Bawah Conical

Rumus :

Wd = A . t . ρ

A = 0,785 . (D + m) . + 0,78 d2 (Hesse, pers 14-16 hal 92)

VI- 30 -

Dimana :

- Wd = berat tutup bawah bleaching tank (lb)

- A = luas tutup bawah standard dishead (ft2)

- t = tebal tutup bawah (thb)

= 3/16 in = 0,188 in




- D = diameter dalam silinder

= 65,63 in = 5,469 ft

- h = tinggi tutup bawah bleaching tank (hb)

= 20,946 in = 1,746 ft

- m = flat spot diameter

= ½ . D = ½ x (65,63 in)

= 32,815 in = 2,735 ft

Luas tutup bawah :

A = [0,785 x (5,469 + 2,735) x + 0,78 x (5,469)2

= 48,212 ft2 = 6.942,528 in

2

Berat tutup bawah :

Wd = 48,212 ft2 x (0,188/12) ft x 489 lb/ft

3

= 369,352 lb = 167,534 kg

VI- 31 -

Berat Liquid Dalam Bleaching Tank

Rumus :

W1 = m . t

Dimana :

- m = berat larutan dalam bleaching tank

= 7.707,340 kg/jam = 16.991,86 lb/jam

- t = waktu tinggal dalam bleaching tank = 1 jam

Maka :

W1 = 16.991,86 lb/jam x 1 jam

= 16.991,86 lb = 7.707,340 kg

Berat Poros Pengaduk Dalam Bleaching Tank

Rumus :

Wp = V. ρ

V = . D2 . L

Dimana :

- Wp = berat poros pengaduk dalam bleaching tank (lb)

- V = volume poros pengaduk (ft3)




- D = diameter poros pengaduk

= 0,91 in = 0,0758 ft

- L = panjang poros pengaduk

= 102,912 in = 8,576 ft

VI- 32 -

Volume poros pengaduk :

V = x (0,0758 ft)2 x 8,576 ft

= 0,0387 ft3

Berat poros pengaduk :

Wp = 0,0387 ft3 x 489 lb/ft

3

= 18,92 lb = 8,582 kg

Berat Impeller Dalam Bleaching Tank

Rumus :

Wi = V . ρ

V = 4 . (p . l . t)

p =

Dimana :

- Wi = berat impeller dalam bleaching tank (lb)

- V = volume total dari blades (ft3)




- p = panjang 1 kupingan blade (ft)

- l = lebar 1 kupingan blade

= 3,72 in = 0,31 ft

- t = tebal 1 kupingan blade

= 5,469 in = 0,456 ft

VI- 33 -

- Di = diameter pengaduk

= 21,88 in = 1,823 ft

Volume impeller pengaduk :

p =

= = 0,912 ft

V = 4 x 0,912 ft x 0,31 ft x 0,456 ft

= 0,516 ft3

Berat impeller pengaduk :

Wi = 0,516 ft3 x 489 lb/ft

3

= 252,324 lb = 114,452 kg

Berat Attachment

Berat attachment merupakan berat dari seluruh perlengkapan seperti nozzle dan sebagainya.

Dari Brownell & Young, hal 157 :

Wa = 18 % x Ws

Dimana :

- Wa = berat attachment (lb)

- Ws = berat shell bleaching tank

= 19.178,924 lb = 8.699,368 kg

Sehingga :

Wa = 0,18 x 19.178,924 lb

= 3.452,21 lb = 1.565,89 kg

VI- 34 -

Berat total penyangga :

WT = Ws + Wd (tutup atas) + Wd (tutup bawah) + W1 + Wp + Wi + Wa

= (8.699,368 + 156,404 + 167,534 + 7.707,340 + 8,582 + 114,452 + 1.565,89) kg

= 18.419,57 kg = 40.608,4 lb

Dengan factor keamanan adalah 10 %, maka berat total beban penyangga :

= 1,1 x 40.608,4 lb

= 44.669,24 lb = 20.261,21 kg

6.7 Perhitungan Kolom Penyangga Bleaching Tank (leg)

Perencanaan :

- Menggunakan 4 buah kolom penyangga (kaki penahan)

- Jenis kolom yang digunakan : 1 beam

DASAR PERHITUNGAN

A. Beban Tiap Kolom

Rumus :

P = + (Brownell & Young, pers 10.76 hal 197)

Dimana :

- P = beban tiap kolom (lb)

- Pw = total beban permukaan karena angina (lb)

- H = tinggi vessel dari pondasi (ft)

- L = jarak antara vessel dengan dasar pondasi (ft)

- Dbc = diameter anchor bolt circle (ft)

- n = jumlah support

- ∑W = berat total (lb)

VI- 35 -

- P = beban kompresi total maksimum untuk tiap leg (lb)

Bleaching tank diletakkan didalam ruangan, sehingga tidak dipengaruhi adanya tekanan

angina (beban tekanan angina tidak dikontrol).

Maka berlaku rumus :

Pw = 0

P = = = 11.167,31 lb

Direncanakan :

- Jarak kolom penyangga dari tanah (L) = 5 ft

- Tinggi silinder (H) = 133,73 in = 11,144 ft

- Panjang penyangga = ½ x (H + L)

= ½ x (11,144 + 5) ft

= 8,072 ft = 96,864 in

Jadi tinggi penyangga (leg) = 8,072 ft = 96,864 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

- Depth of beam (h) = 3 in

- Width of flange (b) = 2,33 in

VI- 36 -

- Axis (r) = 1,23 in

Analisa terhadap sumbu Y-Y :

Dengan :

= = 78,751

Karena L/r antara 60-200, maka :

fc aman =

=

=13.387,478 psia

fc aman =

A =

=

= 0,83 in2 1,64 in2 (memadai)

Karena A yang dibutuhkan < A yang tersedia, maka I beam dengan ukuran 3” ;

3 x 2 3/8; 5,7 lb memenuhi.

Kesimpulan perancangan penyangga (leg) :

- Ukuran I beam = 3 in, 3 x 2 3/8

- Berat = 5,7 lb

- Jumlah penyangga = 4 buah

- Peletakan dengan beban eksentrik

VI- 37 -

C. Base Plate

Base plate merupakan alas atau telapak dari kolom yang akan dilas dengan base plate.

Perencanaan :

- Dibuat base plate dengan toleransi panjang adalah 5 % dan toleransi lebar 20 %

- Digunakan besi cor sebagai bahan konstruksi dari base plate (Hesse, hal 163)

DASAR PERHITUNGAN

Luas Base Plate

Rumus :

Abp =

Dimana :

- Abp = luas base plate (in2)

- P = beban dari tiap-tiap base plate = beban tiap-tiap kolom = 11.167,31 lb

- fbp = stress yang diterima oleh pondasi (bearing capacity) yang terbuat dari beban =

600 lb/in2

Sehingga :

Abp =

= 18,612 in2

Panjang dan Lebar Base Plate

Rumus :

Abp = p . l

VI- 38 -

Dimana :

- Abp = luas base plate (in2)

= 18,612 in2

- p = panjang base plate (in)

= 2m + 0,95h

- l = lebar base plate (in)

= 2n + 0,8b

Asumsi: m = n

b = 3 in

h = 5 in

Maka :

Abp = (2m + 0,95h) x (2n + 0,8b)

18,612 = [2m + (0,95 x 5)] x [2n + (0,8 x 3)]

18,612 = (2m + 4,75) x (2m + 2,4)

18,612 = 4m2 + 4,8m + 9,5m + 11,4

18,612 = 4m2 + 14,3m + 11,4

0 = 4m2 + 14,3m – 7,212

Dengan menggunakan rumus abc didapatkan :

m1,2 =

m1 = 0,448

m2 = -3,211

Diambil m = m1 = 0,448

VI- 39 -

Sehingga :

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

= (2 x 0,448) + (0,95 x 5)

= 5,646 in ≈ 6 in

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

= (2 x 0,448) + (0,8 x 3)

= 3,29 in ≈ 4 in

Dari perhitungan didapatkan paanjang base plate 6 in dan lebar base plate 4 in, maka

ditetapkan ukuran base plate yang digunakan adalah 6 x 4 in dengan luas (A) = 24 in2

Peninjauan Terhadap Bearing Capacity

Rumus :

f =

Dimana :

- f = bearing capacity (lb/in2)

- P = beban tiap kolom

= 11.167,31 lb

- A = luas base plate = 24 in2

Maka :

f =

= 465,31 lb/in2 < 600 lb/in2

Karena f < fbp, maka dimensi base plate sudah memenuhi.

VI- 40 -

Peninjauan Terhadap Harga m Dan n

- Panjang base plate (p)

p = 2m + 0,95h

6 = 2m + (0,95 x 5)

m = 0,625

- Lebar base plate (l)

L = 2n + 0,8b

4 = (2n + (0,8 x 3)

n = 0,8

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

Tebal base plate

Rumus :

t = (Hesse, pers 7-12 hal 163)

Dimana :

- t = tebal base plate

- P = actual unit pressure yang terjadi pada base plate = 2.791,83 lb

- m = 0,8 in

Tebal base plate :

t =

= 0,518 in ≈ 1 in

Ukuran Baut

Beban tiap baut :

P baut =

VI- 41 -

=

= 2.791,83 lb

A baut =

= 0,186 in2

A baut = . π . db2

0,186 = . π . db2

db2 = 0,487 in ≈ 0,5 in

Dari Brownell & Young, table 10.4 hal 188 diperoleh ukuran baut 0,5 in dengan dimensi

baut sebagai berikut :

- Ukuran baut : 0,5 in

- Root area : 0,126 in

- Bolt spacing min : 1 ¼ in

- Min radial distance : 1 3/16 in

- Edge distance : 5/8 in

- Nut dimension : 7/8 in

- Max filled radius : ¼ in

Lug dan Gusset

Perencanaan :

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

gusset)

VI- 42 -

DASAR PERHITUNGAN :

Dari gambar 10.6 hal 191, Brownell & Young :

a. Lebar Lug

A = lebar lug = ukuran baut + 9 in

= 0,5 in + 9 in

= 9,5 in

B = jarak antar gusset = ukuran baut + 8 in

= 0,5 in + 8 in

= 8,5 in

b. Lebar Gusset

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

= 2 x [4 – (0,5 x 0,5)]

= 7,5 in

Lebar lug atas = a = 0,5 . (L + ukuran baut)

= 0,5 x (7,5 + 0,5)

= 4 in

Perbandingan tebal base plate =

= = 1,13

Dari table 10.6 hal 192, Brownell didapatkan γ1 = 0,425

e = 0,5 x nut dimension

= 0,5 x 7/8 in

= 0,4375 in

VI- 43 -

Tebal Plate Horizontal

Menentukan maksimum bending moment sepanjang sumbu radial.

Rumus :

My = .

Dimana :

P = beban tiap baut

= 2.791,83 lb

μ = poisson ratio

= 0,3 (untuk baja)

L = panjang horizontal plate bawah

= 7,5 in

e = radius

= 0,4375 in

Sehingga :

My = x

= 818,579 lb

thp =

=

= 0,64 in

Maka digunakan plate dengan tebal 0,64 in

VI- 44 -

Tebal Plate Vertical (Gusset)

Dari Brownell & Young fig 10.6 hal 191 dan pers 10.47 hal 194 diperoleh tebal gusset

minimal :

tg = x thp

= x 0,64 in

= 0,24 in

Tinggi Gusset

Tinggi gusset = hg = A + ukuran baut

= (9,5 + 0,5) in

= 10 in

Tinggi Lug

Tinggi lug = hg + 2 thp

= [10 + (2 x 0,64)] in

= 11,28 in

Kesimpulan perancangan lug dan gusset :

Lug

- Lebar = 9,5 in

- Tinggi = 11,28 in

- Tebal = 0,64 in

Gusset

- Lebar = 7,5 in

- Tinggi = 10 in

- Tebal = 0,24 in

VI- 45 -

6.8 Perhitungan Pondasi

Perencanaan :

Beban total yang harus ditahan pondasi :

- Berat bleaching tank total

- Berat kolom penyangga

- Berat base plate

Ditentukan :

- Masing-masing penyanga diberi pondasi

- Spesifik untuk semua penyangga sama

DASAR PERHITUNGAN :

W = 40.608,4 lb

Beban Yang Harus Ditanggung Tiap Kolom

Rumus :

Wbp = p . l . t . ρ

Dimana :

- p = panjang base plate

= 6 in = 0,5 ft

- l = lebar base plate

= 4 in = 0,333 ft

- t = tebal base plate

= 1 in = 0,0833 ft


= 489 lb/ft3

VI- 46 -

Beban yang ditanggung tiap kolom :

Wbp = 0,5 ft x 0,333 ft x 0,0833 ft x 489 lb/ft3

= 6,782 lb

Beban Tiap Penyangga

Rumus :

Wp = L . A . F . ρ

Dimana :

- L = tinggi kolom

= 11,144 ft

- A = luas kolom I-beam

= 1,64 in2 = 0,0114 ft

2

- F = factor korosi

= 1


= 489 lb/ft3

Beban tiap penyangga :

Wp = 11,144 ft x 0,0114 ft2 x 1 x 489 lb/ft3

= 62,123 lb

Beban Total

WT = W + Wbp + Wp

= 40.608,4 lb + 6,782 lb + 62,123 lb

= 40.677,31 lb

Dianggap hanya ada gaya vertical dan berat kolom itu sendiri bekerja pada pondasi, maka

ditetapkan :

VI- 47 -

- Luas tanah = 20 x 20 in

- Luas bawah = 40 x 40 in

- Tinggi = 25 in

Luas permukaan tanah rata-rata :

A =

= 800 in2

Volume Pondasi

V = A x t

= 800 in2 x 25 in

= 20.000 in3 = 11,574 ft

3

Berat Pondasi

W = V x ρ

Dimana :

ρ = densitas semen = 144 lb/ft3 (Perry 6

ed, table 3-18)

Maka :

W = 11,574 ft3 x 144 lb/ft

3

= 1.666,67 lb = 755,985 kg

Takanan Tanah

Pondasi didirikan diatas semen sand dan gravel, dengan :

- Save bearing minimum = 5 ton/ft3

- Save bearing maksimum = 10 ton/ft2

(Hesse, table 12-2 hal 327)

VI- 48 -

Kemampuan tekanan tanah sebesar 5 < P > 10

Kemampuan tekanan tanah sebesar :

P = 10 ton/ft2 = 22.400 lb/ft

2 = 155,556 lb/in

2

Tekanan pada tanah :

P =

Dimana :

- W = berat beban total + berat pondasi

- A = luas bawah pondasi

= (40 x 40) in2

= 1.600 in2

Sehingga :

P =

= 26,465 lb/in2

< 155,556 lb/in2 (memenuhi).

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.

Kesimpulan Spesifikasi Digester :

Nama alat : Bleaching Tank (R-130)

Fungsi : Tempat terjadinya reaksi antara campuran pulp dengan gas chlorine (Cl2)

Type : Mixed flow, silinder tegak dengan tutup atas berbentuk standard dishead dan

tutup bawah conical

Kondisi operasi :

VI- 49 -

Temperatur = 81 0C = 177,8

0F

Tekanan = 1 atm

Waktu operasi = 1 jam

Fase = Gas - liquid

Jenis proses = Batch

Dimensi alat :

a. Silinder

- Bahan : Stainless Steel SA 240 Grade M Type 316

- Diameter luar silinder : 72 in

- Diameter dalam silinder : 65,63 in

- Tinggi silinder : 98,45 in

- Tinggi tutup atas : 14,334 in

- Tinggi tutup bawah : 20,946 in

- Tebal silinder : 3/16 in

- Tebal tutup atas : 3/16 in

- Tebal tutup bawah : 3/16 in

b. Pengaduk

- Jenis pengaduk : Axial turbin dengan 6 blade sudut 45o

- Bahan impeler : High Alloy steel SA 240 Grade M Type 316

- Bahan poros pengaduk : Hot roller Stell SAE 1020

VI- 50 -

Ukuran :

- Diameter pengaduk : 21,88 in

- Jarak pengaduk dari dasar tangki : 21,88 in

- Panjang daun pengaduk : 5,47 in

- Lebar daun pengaduk : 3,72 in

- Tebal blades : 5,469 in

- Daya yang dibutuhkan pengaduk : 3 Hp

- Panjang poros : 102,912 in

c. Nozzle

- Diameter nozzle umpan masuk (batang kapas) : 2,375 in

- Diameter nozzle larutan pemasak : 2,375 in

- Diameter nozzle pemasukan steam : in

- Diameter nozzle pengeluaran steam : in

- Diameter nozzle produk : 0,840 in

- Diameter nozzle manhole : 20 in

d. Leg support

- Jenis : I-beam

- Ukuaran penyangga : 3 x 8

32 in

- Wight per food (W) : 5,7 lb

VI- 51 -

- Area of section (A) : 1,64 in2

- Depth of beam (h) : 3 in

- Width of flange (b) : 2,33 in

- Axis Ky-y(r) : 1,23 in

- Jumlah : 4 buah

e. Flange

- Bahan : High Alloy Steel SA 240 Grade M Type 316

- Tensile Strenght Minimum : 75.000 psia

- Allowable Stress : 18.750 psia

- Tebal : 2,530 in

- Diameter luar (DO) : 78,568 in

- Type flange : Ring flange loose type

f. Base Plate

- Bahan : Cement sand & Gravel

- Ukuran atas : (20 x 20) in

- Ukuran bawah : (40 x 40) in

- Tinggi pondasi : 25 in

VI- 52 -

B

POTONGAN MEMBUJUR

DETAIL PENGADUK

3/16 in

TAMPAK SAMPING

C

D

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

A

14

,33

4 in

98

,45

in

20

,94

6 in

96

,86

4 in

72

in

65

,63

in

TAMPAK ATAS

0,91 in

5,47 in

3,72 in

21

,88

in

TAMPAK SAMPING

TAMPAK ATAS

0,64 in

TAMPAK DEPAN

0,24 in

TAMPAK SAMPING

DETAIL LUG DAN GUSSET

DETAIL TUTUP ATAS

32,815 in

16

,33

4 in

67,625 in

72 in

3/16 in

3 1

/2 in

DETAIL NOZZLE

A

B

E

K

L

T

R

1/16 in

1/16 in

DETAIL SPARGER

Nt = 76 Buah

DETAIL TUTUP BAWAH

65,63 in

20

,94

6 in

3/16 in

72 in

2 in

TAMPAK ATAS

TAMPAK SAMPING

6 in

24 in

4 in

NOZZLE A T R E K L B NPS

A 6 ¾ 3 5/8 3 1/16 2,38 2 ½ 2,07 2

B 6 ¾ 3 5/8 3 1/16 2,38 2 ½ 2,07 2

C 27 ½ 1 11/16 23 22 20 5 11/16 19,25 20

D 3 ½ 7/16 1 3/8 1 3/16 0,84 1 7/8 0,62 0,5

5

3 in

14/16 in

DETAIL FLAGE DAN BAUT

16 PONDASI CEMENT STAND & GRAVEL

15 BASE PLATE CARBON STEEL

14 NOZZLE PRODUK SS SA 240 Grade M Type 316

13 TUTUP BAWAH SS SA 240 Grade M Type 316

12 NOZZLE SPARGER SS SA 240 Grade M Type 316

11 PENYANGGA CARBON STEEL

10 PENGADUK SS SA 240 Grade M Type 316

9 LUG DAN GUSSET CARBON STEEL

8 POROS PENGADUK HOT ROLLER STEEL SAE 1020

7 SILINDER SS SA 240 Grade M Type 316

6 MANHOLE SS SA 240 Grade M Type 316

5 GASKET ABESTOS FILLED

4 FLAGE HAS SA 240 Grade M Type 316

3 BAUT HAS SA 240 Grade M Type 316

2 TUTUP ATAS SS SA 240 Grade M Type 316

1 NOZZLE CAMPURAN PULP SS SA 240 Grade M Type 316

No. KETERANGAN BAHAN

DETAIL BASE PLATE

6 in

4 in1

0 in

TAMPAK SAMPING

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI MALANG


BLEACHING TANK

DIRANCANG OLEH: DOSEN PEMBIMBING I DOSEN PEMBIMBING II

ANASTASIA WETA(2005510004)

Ir. BAMBANG POERWADI, MS

S.P.ABRINA ANGGRAINI,ST.MT

VI- 1 -

BAB VI


VI.A. Keterangan Alat

Nama alat : DIGESTER (Q-120)

Fungsi : Memasak kayu dengan bantuan larutan pemasak

Type : Silinder tegak, tutup atas dished dan tutup bawah conical dilengkapi sparger

Jenis : Batch process

VI.B. Kondisi Operasi

Tekanan operasi = 925 kPa = 9,13 atm (Shreve’s : Tabel 33,3)

Suhu operasi = 176 oC (Shreve’s : Tabel 33,3)

Waktu pemasakan = 0,5 jam (Shreve’s : Tabel 33,3)

VI.C. Tahap Perencanaan

A. Perencanaan Bejana

1. Perencanaan Dimensi Vessel

Bahan bejana : Carbon stell SA-283 grade C

Alowwable stess (f) : 12.650 psia

Faktor korosi : Double welde but join, E = 0,8

Waktu tinggal bahan : 2 jam

Volume ruang kosong : 20 % volume tangki

Volume pengaduk + sparger : 10 % volume tangki

Jumlah : 2 buah (1 buah sebagai cadangan)

VI- 2 -

Kondisi feed masuk :

1. Batang kapas

Komponen Kg/ jam Fraksi berat (gr/ cc)

Lignin 1502,570 0,1700 1,400

Cellulose 5000,905 0,5658 1,400

SiO2 74,245 0,0084 2,650

Pentosan 1378,829 0,1560 1,306

Abu 412,302 0,0161 2,320

H2O 739,795 0,0837 1,000

Total 8838,645 1,000

batang kapas = 84,5 lb/ cuft (Pasar ibu & Roliadi, 1990)

2. Larutan pemasak

Komponen Kg/ jam Fraksi berat (gr/ cc)

NaOH 2.589,723 0,0733 2,130

Na2S 1197,636 0,0339 1,856

Na2CO3 631,963 0,0179 2,533

NaCl 0,972 0,00003 1,856

Na2S2O3 25,659 0,0007 2,633

Na2S2O3 25,659 0,0007 2,633

Na2SO4 0,507 0,00001 2,698

Fe2O3 1,924 0,0001 5,120

H2O 30.880,536 0,8735 1,000

Total 35.354,580 1,0000

campuran =

pi

xi

1 x 62,43 lb/ cuft

=

533,2

0179,0

856,1

0339,0

130,2

0733,0

0000,1

0837,0

320,2

0161,0

306,1

1560,0

650,2

0084,0

400,1

5658,0

400,1

1700,0

1

=

000,1

8735,0

120,5

0001,0

698,2

00001,0

633,2

0007,0

633,2

0007,0

856,1

00003,0

1

= 0,598 x 62,43 lb/ cuft = 37,32 lb/ cuft

VI- 3 -

a. Menentukan volume bejana

Volume bahan

Kapasitas = 45248,456 kg/ jam x 2,2046 = 99.754,746 lb/ jam

Rate volumetrik (Vo) = )(

)/(

densitas

jamlbkapasitas =

32,37

746,999754 =2672,957ft

3/jam

Waktu reaksi = 2 jam

Volume bahan = 2 jam x 2672,957 ft3/ jam = 5345,914 ft

3

Direncanakan :

Jumlah reaktor yang digunakan 2 buah sehingga :

Volume total liquid = gkijumlah

bahanvolume

tan=

1

914,5345 = 5345,914 ft

3

Volume ruang kosong = 20 % volume bahan

Volume pengaduk + sparger = 10 % volume bahan

Sehingga :

Volume total tangki = %70

totalvolume =

%70

914,5345 = 7637,02 ft

3

b. Menentukan dimensi tangki digester

Menentukan diameter silinder (di)

V total = V1 + V2 + V3

= + di2 Ls + 0,0847 di

3

Dimana :

Ls = 1,5 di

Volume total tangki = 7637,02 ft3/ jam

= 120o

2

1 = 60

oC = 1,732

VI- 4 -

Sehingga :

7637,02 ft3 = 0,076 di

3 + 0,0847 di

3

7637,02 ft3 = 1,3382 di

3

di = 17,87 ft = 214,45 in

Menentukan tinggi liquid dalam silinder (Li) :

Volume liquid =

2

124 tg

di +

4

1 di

2 x Li

5345,914 ft3/ jam = 3

732,124

87,1714,3+

4

1x 3,14 x (17,87)

2 Li

Li = 19,61 ft = 235,32 in

Menentukan tekanan design (Pd)

P operasi = 9,13 atm = 134,211 psi

P hidrostatik = 144

1H=

144

)161,19(32,37= 4,823 psi

Pd = P operasi + P hidrostatik

= 134,211 + 4,823

= 139,034 psi

Menentukan tebal silinder (ts)

ts = )6,0.(2

.

PiEf

diPi + C

= )))7,14034,139(6,0()8,012560((2

45,214)7,14034,139(+

16

1

= 799,20090

426,26663+

16

1

VI- 5 -

= 1,327 + 16

1

= 1,39 x 16

16 =

16

24,22 1

8

3 in

Standarisasi do

Do = di + 2ts = 214,45 in + 2(18

3) = 217,23 in 216 in (Brownell tabel 5.7)

do = di + 2ts = 216 – 2(18

3) = 213,22 in

di = do – 2ts = 216 – 2 (1 8

3) = 213,22 in

Tinggi shell (Ls) = 1,5 di = 1,5 x 213,22 = 319,83 in

Mnentukan tebal tutup atas (tha)

R = di = 213,22 in

tha = CPiEf

RPi

1,0.

..885,0

= 16

1

))7,14034,139(1,0()8,012650(

22,213)7,14034,139(885,0

= 2,32 + 16

1

= 2,383 x 16

16 =

16

128,38 2

8

3in

Menentukan tinggi tutup atas

Dari Brownell tabel 5.7 hal. 90 didapatkan :

OD = 216 in

di = 213,22 in

VI- 6 -

icr = 13 in

r = 17 in

AB = 2

1di – icr =

2

22,213- 13 = 93,61 in

BC = r – icr = 170 –13 = 157 in

b = r - 22 ABBC = 170 - 612,931572 43,96 in

Tinggi flage (sf) = 1,5 in

Tinggi tutup = tha + b + sf

= 28

3 + 43,96 + 1,5 = 47,843 in

Menentuukan tebal tutup bawah

Tutup bawah berbentuk conical dengan sudut puncak = 120oC

thb = CPiEf

diPi

21cos)6,0.(2

.

= 6

1

60cos))7,14034,139(6,0()8,012650(2

22,213)7,14034,139(0

= 6

1

264,34797

495,26510

= 0,762 + 6

1= 0,825 x

16

16 =

16

2,13 16

13 in

Menentukan tinggi tutup bawah (hb)

hb = 21

2/

tg

di=

732,1

)2/22,213(= 61,553 in

Menentukan tinggi tangki

Tinggi tangki = tinggi shell + tinggi tutup atas + tinggi tutup bawah

= (319,83 + 47,843 + 61,553) in

VI- 7 -

= 429,226 in


Bahan: Carbon stell SA-283 grade C

Ukuran:

- Diameter tangki: 216 in

- Tinggi tangki: 429,226 in

- Tinggi tutup atas : 2 8

3 in

- Tebal shell : 8

31 in

- Tebal tutup bawah : 16

13 in

2. Perancangan Pengaduk

- Jenis pengaduk : axial turbin denagan 6 blade

- Bahan impeler : Carbon stell SA-283 grade C

- Bahan poros pengaduk : hot holler stell SAE 1020

Data dari jenis pengaduk (G.G Brown : 507) didapatkan :

= 3

= 0,87

= 1/5

Dimana :

dt = diameter dalam silinder = 213,22

di = diameter impeller

zi = jarak impeller dari dasar tangki

VI- 8 -

W = lebar daun impeller

Perhitungan Pengaduk

a. Diameter pengaduk (di)

di =

= = 71,073 in = 5,923 ft

b. Jarak pengaduk dari dasar tangki (zi)

= 0,87

zi = 0,87 x 213,22 = 185,501 in

c. Menentukan panjang daun pengaduk (l)

= = 0,25

l = 0,25 x 213,22 = 53,305 in

d. Lebar daun pengaduk (W)

=

W = 1/5 x 213,22 = 42,644 in

e. Tebal daun pengaduk (J)

= = 0,0833

J = 0,0833 x 213,22 = 17,761 in

VI- 9 -

f. Daya pengaduk (P)

- Bilangan Reynold untuk pengaduk

2DinNre (Mc. Cabe hal 242)

Dimana :

N = kecepatan putar = 100 rpm = 1,67 rps

Di = diameter pengaduk = 71,073 in = 5,923 ft

= densitas campuran = 37,32 lb/ft3

= viskositas campuran = 0,00752 lb/ft2.s

Sehingga :

683,29075200752,0

32,37923,567,1 2

Nre 2100

gc

DinP

53

Dimana :

P = daya pengaduk

= konstanta = 1,65

n = kecepatan putar

di = diameter pengaduk

= densitas campuran

gc = 32,2ft/det2

det/.735,18502,32

923,567,132,3765,1 33

ftlbP

= 1850,735/550 = 3,36 Hp

VI- 10 -

Kehilangan daya :

1. Kebocoran daya pada poros dan bearing 10% daya masuk

2. Kebocoran gear 15 % dya masuk

Maka daya yang dibutuhkan :

P loss = 25 % P = 0,25 x 3,36 = 0,84 Hp

- Daya total yang dibutuhkan pengaduk :

P total = P loss + P = 0,84 + 3,36 = 4,2 Hp

Bila effisiensi motor = 84 % (Peter & Timmerhouse fig.14-38 hal.521)

Daya motor = HptotalP

584,0

2,4

84,0

Maka digunakan pengaduk dengan daya 5 Hp.

g. Perhitungan proses pengaduk

- Diameter poros16

.. 3DST (Hesse, pers 16-2 hal. 464)

Dimana :

T = momen punter (torque), lb.in N

63025 (Hesse, 469)

H = day motor pada poros = 5 Hp

N = putaran pengaduk = 100 rpm

Sehingga : inlbT .25,3151100

563025

Bila :

S = Maksimum design bearing stress yang diijinkan, lb/in2 digunakan bahan hot

stell SAE 1020 (mengadung 20% carbon).

S = 0,2 x 36000 = 7200 lb/in2

VI- 11 -

Jadi :

inS

TporosDiameter 307,1

720014,3

25,315116

.

.163131

- Panjang poros

L = H + l –Zi

Dimana :

L = panjang poros, in

H = tinggi tangki = 429,226 in

l = panjang poros diatas tutup atas digester = 53,305 in

Zi = jarak poros dari atas digester = 185,501 in

Maka :

L = 429,226 + 53,305 – 185,501 = 297,03 in


Diameter pengaduk : 71,073 in

Jarak pengaduk dari dasar tangki : 185,501 in

Panjang daun pengaduk : 53,305 in

Lebar daun pengaduk : 42,664 in

Tebal blades : 17,761 in

Daya yang dibutuhkan pengaduk : 5 Hp

Panjang poros : 297,03 in

VI- 12 -

3. Perencanaan Nozzle

Pada digester terdapat beberapa nozzle yang terbagi dalam tiga empat yaitu :

1. Nozzle pada tutup standart dished pada bagian atas :

- Nozzle untuk pemasukan umpan (batang kapas)

- Nozzle untuk pemasukan larytan pemasak

2. Nozzle pada silinder digester

- Nozzle untuk pemasukan steam

- Manhole

3. Nozzle pada tutup conical bagian bawah

Perhitungan :

a. Nozzle pemasukan umpan (batang kapas)

- Rate larutan umpan masuk = 8838,645 kg/ja x 2,2046 = 19485,677 lb/jam

- Densitas umpan masuk = 84,499 lb/ft3

- Rate volumetrik umpan )(

)/(

densitas

jamlbkapasitasQ

det/064,0/602,230499,84

677,19485 33 ftjamft

Dari Peter & Timmerhouse, pers 15 hal 494 :

Di opt 13,045,0

9,3 Q

13,045,0

499,84064,09,3

in015,2

Maka dipilih : pipa 2 in NPS 40 (Geankoplis App A.5, hal 892)

OD = 2,375 in

ID = 2,067 in

VI- 13 -

b. Nozzle pemasukan larutan pemasak

- Rate larutan pemasak = 35354,580 kg/jam x 2,2046 = 77942,707 lb/jam

- Densitas larutan pemasak masuk = 66,85 lb/ft3

- Rate volumetri umpan densitas

jamlbkapasitasQ

/

det/324,0/934,116585,66

707,77942 33 ftjamft


Di opt 13,045,0

9,3 Q

13,045,0

85,66324,09,3

in056,4


OD = 5,563in

ID = 5,047 in

c. Nozzle pemasukan steam (sparger)




jamlbkapasitasQ

/

det/321,1/307,4757489,0

323,2326 33 ftjamft


VI- 14 -

Di opt 13,045,0

9,3 Q

13,045,0

489,0321,19,3

in027,4


OD = 4 in

ID = 4,026 in

d. Nozzle pengeluaran produk




jamlbkapasitasQ

/

det/398,0/875,143357,69

706,99754 33 ftjamft


Di opt 13,045,0

9,3 Q

13,045,0

57,69398,09,3

in472,4


OD = 5,563 in

ID = 5,047 in

VI- 15 -

e. Manhole

Diambil digester 24 in, dipilih flage standart type stell welding neck.

Dipilih flange standart type stell welding neck untuk semua nozzle, didapat

dimensi flange dari Brownell & Young tabel 12.2, hal 221 :

Nozzle NPS A T R E K L B

A 2 6 43 8

53 6

13 2,38 2

12

2,07

B 5 10 1615

16

57 16

76

5,56 2

13 5,05

C 4 9 1615

16

36 16

55

4,50 3 4,03

D 5 10 6̀15

16

57 16

76

5,56 2

13 5,05

E 24 32 871 4

127 8

126

24,00 6 23,25

Keterangan :

- Nozzle A : nozzle untuk pemasukan umpan (batang kapas)

- Nozzle B : nozzle untuk larutan pemasak

- Nozzle C : nozzle untuk pemasukan steam

- Nozzle D : nozzle untuk pengeluaran produk

- Nozzle E : manhole

- NPS : ukuran pipa nominal

4. Perhitungan Sparger

Diasumsikan : Susunan lubang spay adalah segitiga

Diameter lubang spay : 0,5 in (Perry 6ed, hal 18-61)

Luas sparger : 33,1469 in2

VI- 16 -

Supervicial velocity gas (V) : 0,186 ft/det

Rate steam masuk = 1055,213 kg/jam x 2,2046 = 2326,323 lb/jam

Densitas steam masuk = 0,489 lb/ft3

Rate volumetrik umpan (Q) densitas

jamlbkapasitas /

det/321.1/307,4757489,0

323,2326 33 ftjamft

Jarak antara lubang (PT) = 1

Luas satu segitiga PTPT 060sin21

187,0121

244,0 in

Jumlah segitiga =

44,0

1469,33

buahbuah 7633,75

B. Sambungan Tutup Atas (Head) dengan Dinding Tangki

Untuk memepermudah peerbaikan dan perawatan dari digester maka tutup bejana dihubungkan

dengan stell secara system flange dan bolding.

1. Flange

2. Gasket

Bahan : flate metal jacketed, asbestos filles

Dari Brownell & Young 13.1, hal 251 diperoleh :

Gasket faktor (m) : 3,75 psia

VI- 17 -

Minimum design seating stress : 9000 psia

Tebal : 0,063 Bahan :Carbon Stell SA-283 grade C Dari Brownell

& Young 13.1, hal 251 diperoleh :

Tensile Stenght Minimum : 55.000 psia

Alowwable Stress : 12.650 psia

Type flange : Ring flange loose type

3. Botling

Bahan : High Alowy Stell SA-283 grade C

Dari Brownell & Young 13.1, hal 251 diperoleh :



Perhitungan Tebal Gasket

Dengan menggunakan pers.12.2 hal 226, Brownell & Young maka :

1mpy

pmy

di

do

Dimana :

do = diameter luar gasket

di = diameter dalam gasket

p = internal pressure (134,211)

m = 3,75

y = yield stress (9000 psia)

Maka : 008,1175,3211,1349000

75,3211,1349000

di

do

VI- 18 -

Diketahui : di gasket = OD shell = 216 in

do = 1,008 x 216

= 217,728 in

Lebar gasket minimal inindido

16824,13864,0

2

216728,217

2

Diambil gasket (n) = 14/16 in = 0.875 in

Diameter rata- rata gasket (G) = di + n = 216+0,875 = 216,875 in = 18,073ft

C. Perhitungan Jumlah dan Ukuran Baut

1. Perhitungan Berat Baut

Beban supaya gasket tidak bocor (Hy), dengan menggunakan persamaan 12-88 Brownell &

Young, hal 240 :

YGbHyWm2

Dari gambar 12-12 Brownell & Young hal 229, lebar setting gasket bawah :

bo = n/2 = (1/4)/2 in = 0,125 in

b= bo = 0,125 in

Sehingga :

YGbWmHy 2

= 0,125 x 3,14 x 216,875 x 9000

= 766110,938 lb

Beban agar baut tidak bocor (Hp) :

PmGbHp 2

= 2 x 0,125 x 3,14 x 216,875 x 3,75 x 134,211 = 85683,763 lb

VI- 19 -

Beban karena tekanan dalam :

lbPG

H 599,495533774

211,134875,21614,3

4

22

Jadi total beban berat pada kondisi operasi (Wm1) :

Wm1 = H + Hp

= 4955377,599 + 85683,763 lb

= 5041061,362 lb

Karena Wm1 > Wm2, maka yang mengontrol adalah Wm1 :

2. Perhitungan Luas Minimal Bolting Area

Dengan pers 12-93, Brownell & young hal 240 :

Am1 = Wm1/ fb

= 2483,462

10900

362,5041061in

3. Perhitungan Bolt Optimum

Dari tabel 10.4 hal 188 nBrownell & Young , dicoba :

Ukuran baut : 3 in

Root area : 5,621 in2

Maka jumlah botling minimum = Am1/ Rooot area

= 462,483/ 5,621

= 82,27 buah 88 buah

Dari tabel 10.4 hal 188 Brownell & Young , didapat :

1. Bolt spacing distance prefence (Bs) = 6 ¼ in

2. Minimum radial spacing (R) = in8

53

VI- 20 -

3. Edge distance (E) = 8

72 in

4. Botling circele diameter (C):

C = ID shell + 2 (1,145 x go + R)

Dimana : go = tebal shell = 8

31 in

Sehingga : C = 213,22 + 2(1,145 x 8

538

31 )

= 223,369 in

Diameter luar flange :

OD = Bolt circle diameter + 2E

= 223,369 + 2(8

72 )

= 229,119 in

Check lebar gasket :

Ab actual = jumlah bolt x root area

= 88 x 5,621

= 494,648 in2

Lebar gasket minimal :

Gy

factualAbL

2

= 875,216900014,32

10900648,494

= 0,44 in < 3 in (memenuhi)

4. Perhitungan Moment

VI- 21 -

Untuk keadaan botling up (tanpa tekanan dalam) dengan persamaan 12-94 hal 243,

Brownell & Young :

2

faAmAbW

lb95,52163632

10900483,462648,494

2

gasketratarataIDdiametercirclebolthg

2247,3

2

875,216369,223in

Moment flange (Ma) :

Ma = hg x W

= 3,24 x 5216363,95

= 16937533,75 lb.in

Dalam keadaan operasi :

W = Wm1 = 5216363,95 lb

Hidrastik and force pada daerah flange (HD):

HD = 0,785 x B2 x P (B.Y pers 12-101 hal 242)

Dimana :

B = OD shell = 216 in

P = tekanan operasi = 134,211 psia = 134,211 lb/in2

Maka :

VI- 22 -

HD = 0,785 x 2162 x 134,211 = 4915472,507 lb

Jarak radial bolt circle pada aksi hD :

2

BChD (B.Y pers 12-101 hal 242)

2

216369,223

= 3,685 in

Moment MD :

MD = hD x HD

= 3,685 x 4915472,507 = 18113516,19 lb. in

HG = W – H = Wm1 – H

= 5216363,95 – 4955377,599

= 260986,351 lb.in

MG = HG x hG

= 260989,351 x 3,247 = 847422,682 in

HT = H – HD (B.Y pers 12-101 hal 242)

= 26055377,599 – 4915472,507 = 39905,092 lb

2

GD

T

hhh

466,32

247,3685,3in

MT = HT x hT

VI- 23 -

= 39905,092 x 3,466 = 138311,05 lb.in

Moment total pada keadaa operasi (Mo) :

Mo = MD + MG + MT

= 18113516,19 + 847422,682 + 13831,05

= 19099249,92 lb.in

Mmax = Mo = 19099249,92 lb/in

5. Perhitungan Tebal Flange

Dengan menggunakn pers. 12-85 hal 239, Broenell & Young :

Bf

Myt max

gkiluardiameter

flangeluardiameterk

tan

216

119,229 = 1,06

Dari gambar 12.22 Brownell & Young didapat :

y = 34

Mmax = 19099249,92 lb.in

f = 12650 psia

416,1521612650

92,1909924934t in


VI- 24 -

1. Flange

Bahan : Carbon Stell SA-283 grade C



Tebal : 15,416 in

Diameter luar : 229,119 in

Type flange : Ring flange loose type

2. Botling

Bahan : High Alowy Stell SA-193 Grade B8 Type 304



Ukuran : 3 in

Jumlah baut : 88 buah

3. Gasket

Bahan : Flate metal jacketed, asbetos filled

Gasket factor (m) : 3,75 psia

Mimimum design seating stress : 9000 psia

Tebal : 0,063 in

D. Perhitungan Sistem Penyangga

Sistem penyangga dirancang untuk mampu menyanggan berat bejana otal dan

perlengkapannya. Bahan-bahan yang dirancang terdiri dari :

VI- 25 -

1. Menentukan berat total digester (Wt)

a. Berat silinder

Densitas bahan konstruksi = 489 lb/ft3 (Perry, 6th

, table : 3-118)

HIDODWs

22

4

Keterangan :

Ws = berat silinder reaktor (lb)

OD = diameter luar silinder = 216 in = 18 ft

ID = diametr dalam silinder = 213,22 in = 17,77 ft

H = tinggi silinder = 319,83 in = 26,653 ft

Maka :

HIDODWs

22

4

489653,2677,171824

2

= 84172,726 lb

b. Menentukan berat tutup atas

Wda = A . t .

A = 6,28 . ID . ha

VI- 26 -

Keterangan :

Wd = berat tutup dished, lb

A = luas tutup silinder yang berbentuk standart dished,ft2

t = tebal tutup standart dished = 8

32 in

ha = tinggi tutup standart dished = 47,843 in = 4 ft

ID = diameter dalam silinder = 213,22 in = 17,77 ft

Maka :

A = 6,28 . ID . ha

= 6,28 x 17,77 x 4 = 446,382 ft2

Wda = A . t . = 446,382 x lb447,4320148912

832

c. Menentukan berat tutup bawah

Wdb = A . t .

A = 22 785,04785,0 DDDHDD nn

Keterangan :

D = diameter dalam silinder = 213,22 in = 17,77 ft

Dn = diameter nozzle = 4,472 in = 0,373 ft

H = tinggi tutup cinocal = 61,553 in = 5,129 ft

VI- 27 -

t = tebal tutup conical 16

13 in = 0,068 ft

Maka :

A = 22 785,04785,0 DDDHDD nn

277,17785,0737,077,17129,54373,077,17785,0

lbtAWdB 815,13486489068,0594,405

d. Menentukan berat larutan

W1 = m x t

Dimana :

m = berat larutan = 99.754,746 lb/jam

t = waktu tinggal dalam digester = 2 jam

Maka :

W1 = 99.754,746 lb.jam x 2 jam = 199509,492 lb

d. Menentukan berat poros pengaduk

LDWp

2785,0

Keterangan :

D = diameter poroas pengaduk = 1,307 in = 0,109 ft

L = pamjang poros = 297,03 in =24,753 ft

Maka :

LDWp

2785,0

VI- 28 -

= 0,785 x 0,1092 x 24,753 x 489

= 112,891 lb

e. Menentukan berat impeller

VWi

tlpnV

Dip 5,0

Keterangan :

V = volume total dari blade (ft3)

p = panjang satu kepingan blade = 53,305 in = 4,442 ft

l = lebar dari satu kepingan blade = 42,644 in = 3,534 ft

t = tebal dari satu kepingan blade = 17,761 in = 1,48 ft

Di = diameter impeller = 71,073 in = 5,923 ft

Maka :

ftDip 962,2923,55,05,0

3932,9248,1534,3442,44 fttlpnV

lbVWi 907,45443489932,92

f. Menetukan berat attachment

Wa = 18 % Ws

VI- 29 -

Dimana :

Wa = berat attachment, lb

Ws = berat silinder digester, lb

Maka :

Wa = 0,18 x 84172,726 = 15151,09 lb

g. Menentukan berat steam

Wsteam = 230,602 ft3/jam x 2 jam = 461,204 ft

3

h. Menentukan berat manhole

Dari Brownell & Young tabel 12.2 hal 221, berat manhole 24 in :

Wc = 210 lb

Menentukan berat total :

Wt = Ws + Wda + Wdb + W1 + Wp + Wi + Wa + Wc + Wsteam

= 84172,726 + 43201,447 + 13486,815 + 199509,492 + 112,891 + 45443,907

= 401749,572 lb

Untuk faktor keamanan, dibuat 10 % berlebih dari berat total, sehingga :

lbW 529,441924572,4017491,1

2. Kolom Penyangga (Leg)

VI- 30 -

Direncanakan menggunakan 4 buah kolom penyangga jenis I-beam dan pemasangannya

dengan beban eksentrik.

a. Menentukan bejana tiapa kolom :

n

W

nD

LHPP

bc

w4 (B.Y pers. 10-67, hal.197)

Dimana :

P = beban tiap kolom, lb

PW = total beban permukaan karena angin, lb

H = tinggi vessel dari pondasi, ft

L = jarak antar vessel dengan dasr pondasi, ft

Dbc = diameter tangki, ft

N = jumlah support, buah

W = berat total, lb

132,1104814

529,441924

4

WP lb

b. Menentukan panjang penyangga

Jarak reaktor dengan tanah (L) = 5 ft

Tinggi tangki (H) = 429,226 in = 35,769 ft

Panjang kolom penyangga (l) = (½ H) + L = (½ x 35,769) + 5

= 22,884 ft = 274,608 in

c. Trial ukuran I-beam

VI- 31 -

Untuk ukuran I-beam, dicoba ukuran 10 x 8

54 in dengan pemasangan memakai

beban eksentrik.

Dari Brownell & Young App. G Item 2, didapatkan :

1. Wight per food (W) : 35 lb

2. Area of section (A) : 10,22 in2

3. Depth of beam (h) : 10 in

4. Width of flange (b) : 4,944 in

5. Axis Ky-y (r) : 3,78 in

Analisa terhadap sumbu Y-Y

648,7278,3

608,274

r

llb/in

2

882,13918

18000

648,721

18000

180001

1800022

rl

amanf c

938,7882,13918

132,110481

amanf

PA

c

in2

Karena A trial < A tabel, maka penyangga dengan ukuran : 10 x 8

54 in, telah

memadai.

3. Perhitungan Base Plate

VI- 32 -

Direncanakan base plate dengan toleransi panjang 5 % dan toleransi lebar 20 % (Hesse

hal. 196). Digunakan besi cor sebagai bahan konstruksi dari base plate.

a. Luas base plate

Dari Hesse tabel 7-7, hal 162 diperoleh stress yang diterima oleh pondasi yang terbuat

dari beton sebesar 600 lb/in2

bp

bpf

PA

Dimana :

Abp = luas base plate

P = beban dari tiap-tiap base plate = bebabn dari tiap-tiap kolom

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

maka :

14,184600

132,110481bpA in

2

b. Panjang dan lebar base plate

Dari perhitungan diatas dipilih I-beam dengan ukuran 10 x 8

54 in

Abp = p x 1 = (2m + 0,95h) x (2n + 0,8b); dimana : m = n

735,695 = (2m + 0,95(10)) x (2n + 0,8(8

54 ))

4m2 + 26,4m – 726,195 = 0

VI- 33 -

m1,2 = 42

195,726444,264,26

2

422

a

cabb

m1= 10,572 in

m2 = -17,172 in

diambil m = 10,172 in

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

= (2 x 10,572) + (0,95 x 10) = 30,644 in 31 in

lebar base plate (l) = 2n + 0,8b

= (2 x 10,572) + (0,8 x 8

54 ) = 27,064 in 28 in

dengan dasar harga tersebut yaitu panjang plate 31 in, maka digunakan base plate

dengan ukuran 31 x 28 in

A baru = p x l = 31 x 28 = 868 in2 > Abp

fbp = 282,127868

132,110481

baruA

Plb/in

2 < 600 lb/in

2 (memnuhi)

c. Peninjauan terhadap harga m dan n

Panjang base plate : 31 = 2m + 0,95 (10)

m = 10,75 in

Lebar base plate : 28 = 2n + 0,8 (4,944)

n = 12,02 in

VI- 34 -

Karena nilai n > m, maka yang mengontrol dalam pemilihan tebal base plate adalah n

= 12,02 in

d. Tebal base plate

thp = 200015,0 mp

= 202,12282,12700015,0

= 1,661 in2

e. Ukuran baut

P baut = 467,125588

132,110481

bautn

Plb

fbaut = 10,012000

467,1255

baut

baut

f

Pin

2 0,1 in

2

dari Brownel & young Tabel 10-4 hal. 188 didapatkan ukuran baut ½ in dengan

dimensi :

1. Ukuran baut = ½ in

2. Bolt cicle = 1¼ in

3. Jarak radial minimum = 1¼ in

4. Edge distance = 8

5 in

5. Nut dimension = 8

7 in

6. Radius fillet maksimum = ¼ in

VI- 35 -

4. Perhitungan lug dan gusset

a. Tebal plate horizontal (lug)

thp = allf

My6 (B.Y, pers. 10-40 192)

My = 11

2ln1

4 e

lP

Keterangan :

Thp = tebal plate horizontal in

My = jumlah moment punter pada baut, lb/in2

fall = allowable working stress = 12650 lb/in2

t = tebal silinder = 8

31 n

P = beban baut

= fs x Abaut

= 12000 x 0,5 = 6000 lb

= Poisson’s rasio, untuk baja = 0,33

l = panjang horizontal plate (lug) bagian bawah, in

= 1,5 + b

= 1,5 + 854 = 6,125 in

VI- 36 -

a = panjang horizontal plate (lug) bagian atas, in

= ½ x 1

e = ½ x 6,125 = 3,063 in

= (nut dimensionn/2)

= 8

7 /2 = 0,4375 in

107,128

31

l

p (B.Y, pers. 10.6, hal 192)

456,01

Sehingga :

My = 456,014375,0

125,62ln33,01

4

6000

= 1650,007l lb.in

thp = 088,012650

007,165066

all

y

f

M in

b. Tebal base plate vertikal (gusset)

tg = 83 thp

= 8

3x 0,88 = 0,33 in

c. Tinggi lug

h = (5/3) x l

= (5/3) x 4,625

= 10,2 in

VI- 37 -

d. Lebar lug

b = bI + 2 db

= 4,625 x (2 + 0,5)

= 5,625 in

5. Perhitungan Pondasi

Beban tiap kolom (W) = 110481,132 lb

Beban base plate (Wbp) = p x l x t x

Dimana :

p = panjang base plate = 31 in = 2,58 ft

l = lebar base plate = 28 in = 2,33 ft

tbp = tebal base plate = 1,661 in = 0,138 ft

baja = 489 lb/ft3

Sehingga :

Wbp = p x l x t x

= 2,58 x 2,33 x 0,138 x 489 = 405,661 lb

a. Beban kolom penyangga (Wp)

Wp = L x A x x F

L = Tinggi kolom = 22,884 ft

A = luas kolom I-beam = 10,22 in2 = 0,852 ft

VI- 38 -

baja = 489 lb/ft3

F = faktor korosi =3,4

Sehingga :

Wp = L x A x x F

= 22,884 x 0,852 x 489 x 3,4 = 32416 lb

b. Beban total (WT)

WT = W + Wbp +Wp

= 110481,132 + 405,661 + 32416

= 143302,793 lb

Dengan menggangap hanya ada gaya vertikal dari berat kolom itu endiri yang bekerja

pada pondasi, maka diambil bidang ,kerja yang berbebtuk bujur sangkar dengan data

sebagai berikut :

- Luas atas = (27 x 27) in

- Luas bawah = (45 x 45)

- Tinggi pondasi = 10 in

Luas permukaan tanah rata-rata (A) = 12962

45287

2

4527in

2

c. Volume pondasi

V = A x t

= 1296 x 10 = 12960 in3 = 7,5 ft

3

VI- 39 -

d. Berat pondasi

W = V x

Dimana :

Densitas cement stanosand = 144 lb/ft3

(Perry, 6ed

., tabel 3-118)

Berat pondasi (W) = 7, x 144 = 1080 lb

e. Tekanan tanah

Pondasi didirikan di atas Cement Sand and Gravel dengan :

5 ton/ft2 < P < 10 ton/ft

2

Kemampuan tanah menahan tekanan sebesar :

P = 10 ton/ft2 x 75

144

1

1

10802

2

in

ft

tonlb/in

2

Tekanan pada tanah = ahluas

totalbebanberatpondasiberat

tan

= 4545

793,1433021080

= 71,3 lb/in2

Karena tekanan pada tanah lebih kecil daripada kemampuan tanah dalam menahan tekanan

(tekanan pada tanah < P), maka pondasi ukuran (27 x 27) untuk luas atanah atas, (45 x 45 ) untuk

luas bawah dan tinggi pondasi 10 in dapat digunakan (aman).

VI- 40 -

Kesimpulan Spesifikasi Digester :

Nama Alat : DIGESTER (Q-120)

Fungsi : Memasak kayu dengan bantuan larutan pemasak

Type : Silinder tegak, tutup atas dished dan tutup bawah conical dilengkapi sparger

Jenis : Batch process

Kondisi operasi :

- Tekanan = 9,13 atm

- Temperatur = 1760C

- Waktu pemasakan = 2 jam

Dimensi alat :

a. Silinder

- Bahan : Carbon stell SA-283 grade C

- Diameter luar silinder : 216 in

- Diameter dalam silinder : 213,22 in

- Tinggi silinder : 319,83 in

- Tinggi tutup atas : 47,843 in

- Tinggi tutup bawah : 61,553 in

- Tebal silinder : 8

31 in

- Tebal tutup atas : 8

32 in

- Tebal tutup bawah : 16

13 in

VI- 41 -

b. Pengaduk

- Jenis pengaduk : Axial turbin dengan 6 blade

- Bahan impeler : Carbon stell SA-283 grade C

- Bahan poros pengaduk : hot roller stell SAE 1020

Ukuran :

- Diameter pengaduk : 71,173 in

- Jarak pengaduk dari dasar tangki : 185,501 in

- Panjang daun pengaduk : 53,305 in

- Lebar daun pengaduk : 42,644 in

- Tebal blades : 17,761 in

- Daya yang dibutuhkan pengaduk : 5 Hp

- Panjang poros : 297,03 in

c. Nozzle

- Diameter nozzle umpan masuk (batang kapas) : 2,375 in

- Diameter nozzle larutan pemasak : 5,563 in

- Diameter nozzle pemasukan steam : 4 in

- Diameter nozzle pengeluaran steam : 4 in

- Diameter nozzle produk : 5,563 in

- Diameter nozzle manhole : 24 in

VI- 42 -

d. Leg support

- Jenis : I-beam

- Ukuaran penyangga : 10 x 8

54 in

- Wight per food (W) : 35 lb

- Area of section (A) : 10,22 in2

- Depth of beam (h) : 10 in

- Width of flange (b) : 4,944 in

- Axis Ky-y(r) : 3,78 in

- Jumlah : 4 buah

e. Flange

- Bahan : Carbon stell SA-283 grade C

- Tensile Strenght Minimum : 55.000 psia

- Allowable Stress : 12.650 psia

- Tebal : 15,214 in

- Diameter luar (DO) : 229,119 in

- Type flange : Ring flange loose type

f. Base Plate

- Bahan : Cement sand & Gravel

- Ukuran atas : (27 x 27) in

- Ukuran bawah : (45 x 45) in

- Tinggi pondasi : 10 in

VI- 43 -

21

6 in

21

3,2

2 in

TAMPAK ATAS

1,307 in

TAMPAK SAMPING

5

3 in

14/16 in

DETAIL FLAGE DAN BAUT

DETAIL NOZZLE

A

B

E

R

K

DETAIL TUTUP ATAS

170 in

213,22 in

106,61 in

1,5

in4

7,8

43

in

43,96 in

216 in

2 3/8 in

DETAIL TUTUP BAWAH

213,27 in

61

,55

3 in

13/16 in

216 in

1,5

in

TAMPAK ATAS

TAMPAK SAMPING

27

in

45 in

DETAIL BASE PLATE

27 in

4 in

1,661 in

10

in

10

,2 in

0,088 in5,625 in

TAMPAK DEPAN

9,3

3 in

TAMPAK SAMPING

D

E

POTONGAN MEMBUJUR

DETAIL PENGADUK

2 3/8 inA

B

47

,84

3 in

31

9,8

3 in

61

,55

3 in

42

9,2

26

in

TAMPAK SAMPING

E

D

3

C

C

1

2

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

17 PONDASI CEMENT STAND & GARAVEL

16 BASE PLATE CARBON STEEL

15 NOZZLE PRODUK Carbon Steel SA 283 Grade C

14 TUTUP BAWAH Carbon Steel SA 283 Grade C

13 NOZZLE SPARGER Carbon Steel SA 283 Grade C

12 PENYANGGA CARBON STEEL

11 PENGADUK Carbon Steel SA 283 Grade C

10 LUG DAN GUSSET CARBON STEEL

9 POROS PENGADUK HOT ROLLER STEEL SAE 1020

8 SILINDER Carbon Steel SA 283 Grade C

7 MANHOLE Carbon Steel SA 283 Grade C

6 GASKET Flate Metal Jackketed, Asbestos Filled

5 FLAGE Carbon Steel SA 283 Grade C

4 BAUT HAS SA 193 Grade B8 Type 304

3 TUTUP ATAS Carbon Steel SA 283 Grade C

2 NOZZLE BATANG KAPAS Carbon Steel SA 283 Grade C

1 NOZZLE LARUT PEMASAK Carbon Steel SA 283 Grade C

No. KETERANGAN BAHAN

NOZZLE A T R E K L B NPS

A 6 ¾ 3 5/8 3 1/16 2,38 1 1/2 2,07 2

B 10 15/16 7 5/16 6 7/16 5,56 3 1/2 5,05 5

C 9 15/16 6 3/16 5 5/16 4,50 3 4,03 4

D 10 15/16 7 5/16 6 7/16 5,56 3 1/2 5,05 5

E 30 1 7/8 27 1/4 26 1/8 24,00 6 23,25 24

Nt = 72 buah

DETAIL SPARGER


FAKULTAS TEKNIK



DIGESTER


UMI FARIDAH (2005510015)


S.P. ABRINA ANGGRAINI,ST.MT

71

,07

3 in

53,305 in

42,644 in

L

T

VII- 1 -

BAB VII

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

7.1 Instrumentasi

7.1.1 Tujuan Pemakaian Instumentasi

Instrumentasi merupakan bagian yang sangat penting dalam mendirikan suatu industri.

Instrumentasi ini dapat merupakan petunjuk (indikator), perekam (recorder) dan pengontrol

(controller). Dalam industri kimia ini banyak variabel-variabel proses yang perlu diukur

atau dikontrol secara otomatis atau manual. Penggunaaan peralatan kontrol otomatis

dimaksudkan untuk mengahasilkan produk yang terbaik, disamping itu juga dapat

mengurangi kebutuhan tenaga kerja. Pada pra rencana pabrik pulp dari batang kapas ini.

Instrumen yang digunakan ada yang secara manual tergantung dari sistem peralatan dan

faktor pertimbangan ekonomis dan faktor ekonominya. Dengan adanya instrumentasi ini

diharapkan:

a. Kondisi operasi suatu peralatan tetap terjaga pada kondisi yang aman

b. Rate produksi diatur dalam batas-batas yang direncanakan

c. Membantu mempermudah pengoperasian alat

d. Lebih terjamin keselamatan dan efisiensi kerja

Pada pra rencana pabrik Pulp dari Batang Kapas ini alat-alat kontrol otomatis yang

digunakan adalah :

1. Pressure Indikator (PI)

Alat ini berfungsi sebagai penunjuk untuk mengetahui tekanan dari bahan dari alat yang

beroperasi.

VII- 2 -

2. Temperatur Control (TC)

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

beroperasi pada temperatur konstan.

3. Weight Control (WC)

Berfungsi untuk mengetahui dan mengontrol berat bahan keluar agar tetap konstan.

4. Proses Water (PW)

Berfungsi untuk mengetahui jalannya air proses ke peralatan.

5. Steam Condensat (SC)

Berfungsi untuk mengetahui uap atau steam yang keluar dari digester agar tetap

konstan.

6. Waste Water (WW)

Berfungsi untuk mengetahui limbah cair yang keluar dari peralatan.

7. Steam (S)

Berfungsi untuk mengetahui uap yang masuk dalam peralatan.

7.1.2 Pertimbangan-pertimbangan Didalam Pemilihan Instrumentasi

Agar sasaran dan tujuan tersebut diatas dapat tercapai, maka didalam perencanaan

instrumentasi diingat hal-hal sebagai berikut :

a. Menentukan pemilihan instrumentasi harus direncanakan tentang pemilihan alat serta

tempat pemasangan agar initial failure dari alat tersebut setelah dipasang bisa

dihindarkan.

b. Sifat-sifat instrumen harus diingat dan harus dipilih dengan kriteria sebagai berikut:

1. Reability

Reability dapat dipenuhi dengan jalan melihat alat yang mempunyai kategori:

- Sedikit gangguan

- Sedikit kerusakan

- Mudah ditangani

VII- 3 -

2. Maintenanbility

Alat harus diseleksi agar mudah dalam perawatan dan pemeliharaan dapat

dilaksanakan dengan mudah dan dengan biaya perawatan yang murah.

3. Harus diperhatikan bahwa bila reability makin tinggi, maka material instrument cost

makin rendah.

Pemasangan alat-alat kontrol ini ditempatkan pada bagian tertentu dari alat-alat proses :

No Kode alat Yang dikontrol Sistem kontrol

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

F-115B

F-115C

F-115D

Q-120

F-135, M-121

E-122, E-143

B-140

Bin NaOH

Bin Na2S

Bin Na2CO3

Digester

Tangki Penampung Cl2, tangki pencampur

Heat Exchanger

Roll Dryer

WC

WC

WC

TC

PI

TC

TC

7.1.3 Keamanan

Keamanan yang dimaksud disini adalah :

1. Keamanan terhadap penjagaan pabrik.

2. Pengamanan terhadap bahaya-bahaya yang timbul akibat zat-zat kimia.

3. Pencegahan terhadap bahaya kebakaran, kecelakaan kerja.

Pada saat perencanaan harus dipikirkan juga tentang lay out pabrik agar peletakan

bahan bakar, arah angin dan api diatur sedemikian rupa sehingga bahaya kebakaran dapat

dihindari. Pada alat-alat mesin seperti cutting machine, belt dan alat-alat yang berputar

dipasang pagar pengaman. Untuk menjaga keselamatan jiwa karyawan, maka perlu diingat

penjagaan keamanan karena bahan baku produk dan gas-gasmungkin bocor, maka perlu

VII- 4 -

diberi saftyhod, masker dan alat-alat lain untuk mencegah zat-zat yang mungkin terhisap

oleh para karyawan dan yang penting harus dipatuhi ialah mengikuti petumjuk-petunjuk

dan syarat-syarat keamanan dari jawatan keselamatan kerja. Untuk menanggulangi bila

terjadi kebakaran pabrik ini menyediakan unit PMK.

7.2 Keselamatan Kerja

Pra rencana pabrik pulp dari batang kapas ini, proses yang digunakan adalah proses

chemical pulp. Bahan baku yang digunakan mempunai tingkat bahaya yang cukup rendah

namun dalam pendirian pabrik ini tidak dapat lepas darifaktor keselamatan kerja.

Keselamatan kerja yang terjamin secara psikologis dapat membuat para pekerjayang terlibat

didalamnya dapat merasa aman dan tenang serta lebih terkonsentrasi pada pekerjaan yang

ditangani. Secara tidak langsung dalam pra rencana pabrik pulp ini menggunakan sumber

daya manusia guna tercapainya tujuan yang diharapkan. Usaha pemeliharaan keselamatan

kerja dan keamanan pabrik tidak semata-mata ditujukan untuk tenaga kerja saja, tetapi juga

peralatan yang ada. Diharapkan peralatan yang digunakan dalam pra rencana pabrik pulp ini

dapat digunakan dalam waktu yang cukup lama.

Usaha-usaha untuk mencegah atau mengurangi terjadinya bahaya-bahaya yang muncul di

pabrik diantaranya:

1. Bangunan Pabrik

Bangunan pabrik meliputi gedung maupun unit peralatan, hal-hal yang perlu diperhatikan

adalah:

- Konstruksi harus mendapat perhatian yang cukup tinggi

- Peralatan penunjuk untuk pengaman terhadap bahaya yang alamiah seperti peth,

angin dan sebagainya perlu diperhatikan kelengkapannya.

VII- 5 -

2. Ventilasi

Pada ruang proses maupun ruang yang lainnya, pertukaran udara diusahakan dengan

baik, sehingga dapat memberikan kesegaran kepada karyawannya serta dapat

menghindari gangguan terhadap pernapasan. Dengan demikian dapat diharapkan efisiensi

kerja meningkat.

3. Alat-alat bergerak

Pada peralatan bergerak sebaiknya diberi jarak yang cukup antara masing-masing

peralatan sehingga mempermudah penanganan dan perbaikannya.

4. Perpipaan

- Jalur proses yang terletak diatas permukaan tanah lebih baik daripada diletakkan

dibawah tanah karena hal tersebut menyangkut timbulnya bahaya akibat kebocoran

dan sulit untuk mengetahui letak kebocoran.

- Fire stop dan drain harus dipasang pada jarak yang teratur.

- Pengaturan dari perpipaan dan valve penting sebaiknya diatasi dengan pemasangan

block valve disamping check valve.

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

mencegah terjadinya stress yang berlebihan pada bagian-bagian tertentu atau pada

bagian pondasi.

- Pada bagian pipa-pipa yang bersuhu tinggi hendaknya diisolasi sehingga tidak

membahayakan.

VII- 6 -

5. Karyawan

Para karyawan terutama para operator perlu diberikan bimbingan agar karyawan dapat

melaksanakan tugasnya dengan baik dan tidak membahayakan keselamatan jiwanya

maupun keselamatan orang lain.

6. Listrik

Pada pengoperasian maupun perbaikan instalasi listrik hendaknya selalu menggunakan

alat pengaman yang disediakan pabrik, dengan demikian dalam pengoperasiannya

maupun perbaikan para pekerja dapat terjaga keselamatannya.

Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah :

- Peralatan-peralatan yang sangat penting seperti switcher dan transformator sebaiknya

diletakan ditempat yang aman atau tersendiri.

- Peralatan listrik dibawah tanah sebaiknya diberi tanda-tanda tertentu dengan jelas.

Sebaiknya disediakan pembangkit tenaga (power supply) cadangan.

- Semua bagian pabrik harus diberikan penerangan yang cukup.

7. Pencegahan dan penanggulangan kebakaran

Penyebab kebakaran dapat berupa:

- Kemungkinan kebakaran bisa berasal dari utilitas, bengkel, laboratorium, unit proses

dan lain-lain

- Terjadinya loncatan bunga api listrik pada saklar dan stop kontak serta instrumentasi

yang lain.

Cara penanggulangan kebakaran :

- Menempatkan alat-alat utilitas yang cukup jauh dari power plant, tetapi praktis dari

unit operasi.

VII- 7 -

- Menghilangkan bahan-bahan yang mudah terbakar yang disebabkan larutan-larutan

yang keluar dari pipa atau tangki dapat dipadamkan dengan menggunakan alat

penutup.

- Bangunan seperti bengkel, laboratorium, kantor sebaiknya diletakkan berdekatan

dengan unit operasi.

- Bila terpaksa antara unit yang satu dengan yang lain dipisahkan dengan dinding beton

agar dapat dihindarkan pengaruh kebakaran dari satu unit ke unit lainnya.

- Dinding beton (fire ball) sebaiknya dibuat disekitar semua storage tank yang berisi

bahan yang mudah terbakar.

- Pemisahan isolasi pada seluruh kabel-kabel transmisi yang ada.

- Penyediaan alat pemadam kebakaran disetiap dibagian pabrik untuk pencegahan

sementara merembetnya kebakaran menjalar ke bagian yang lain.

- Menyediakan unit operasi pemadam kebakaran yang dilengkapi dengan alat-alat

penanggulangan kebakaran yang lengkap.

Pengaman dan pengontrol terhadap kebakaran :

Apabila terjadi kebakaran, api harus dilokalisir dan diusahakan dapat diketahui

kemungkinan apa saja yang dapat terjadi dan bagaimana cara mengatasinya dan dengan

segera menghubungi unit pemadam kebakaran setempat.

8. Pencegahan dan penanggulangan kebocoran gas

Selama gas dan uap dapat dikendalikan, keduanya tidak menimbulkan bahaya. Tetapi

keadaan ini dapat berubah dengan cepat karena adanya gangguan operasi, kesalahan

manipulasi, kesalahan peralatan, atau kesalahan manusia yang mengakibatkan keluarnya

gas atau uap beracun atau yang dapat terbakar ke atmosfer dalam jumlah besar.

VII- 8 -

Cara penanggulangan kebocoran gas :

- Menyelamatkan karyawan yang tidak dapat keluar dari ruangan beracun (pertolongan

pertama).

- Menghindarkan kebocoran gas yang lebih lanjut.

- Membuka pintu-pintu dan jendela-jendela.

- Menghidupkan ventilasi ruangan.

Reparasi kerusakan baru dapat dilaksanakan setelah udara didalam ruangan sudah tidak

mengganggu pernapasan. Jika yang terjadi adalah kebocoran gas yang mudah terbakar,

petugas pemadam kebakaran harus segera dipanggil karena dapat timbul ledakan yang

diakibatkan oleh suatu sumber api.

9. Pencegahan dan penanggulangan kebocoran energi

Pipa penyalur energi bisa rusak (misalnya karena berkarat). Dari tempat kerusakan ini, air

dan kukus dapat keluar dalam jumlah yang besar. Setelah kerusakan diketahui, maka

harus segera diusahakan agar kebocoran energi yang lebih lanjut tidak terjadi.

10. Situasi dengan resiko kerusakan yang meningkat drastis

Kadang-kadang proses-proses dalam pabrik tidak berlangsung seperti apa yang

diharapkan. Kejadian-kejadian seperti kerusakan alat, kenaikan temperatur atau

terhentinya aliran listrik bila tidak segera ditanggulangi dapat menimbulkan situasi yang

mengakibatkan kerusakan besar. Sebagian dari perlengkapan teknis pada peralatan kimia

berfungsi sebagai pengaman terhadap timbulnya suatu kecelakaan.

Misalnya :

- Pengaman temperatur dengan umpan balik

- Alat pengaman terhadap tekanan berlebih

VII- 9 -

- Sinyal-sinyal akustik dan optic yang dihidupkan oleh data-data hasil pengukuran

- Bahan pemadam untuk menekan ledakan yang berfungsi secara otomatis

- Pemindahan hubungan secara otomatis ke agregat darurat (misalnya arus listrik

darurat)

Selain itu gangguan yang tidak dapat diperkirakan sebelumnya pun dapat juga terjadi.

Penyebab gangguan ini sangat bervariasi sekali tergantung dari prosesnya sendiri, karena

itu tidak mungkin diberikan instruksi-instruksi yang tepat tentang apa yang harus

dilakukan.

Pada umumnya berlaku :

- Tindakan-tindakan pengamanan dilakukan dengan segera untuk menghindarkan

kenaikan resiko kerusakan, misalnya : memutuskan aliran bahan dan energi yang

berbahaya (bila tidak ada kemungkinan lain lakukan dengan improvisasi),

mendinginkan atau melakukan penggantian udara dengan ventilasi (alat dan ruangan).

- Pemasangan papan peringatan dan penutupan tempat tersebut

- Pembuatan laporan pada pimpinan. Pimpinan yang akan memutuskan tindakan-

tindakan keselamatan yang masih harus dilakukan.

Selain itu, keselamatan kerja karyawan juga termasuk hal-hal yang sangat penting untuk

diperhatikan. Para karyawan perlu diberi bimbingan atau pengarahan agar karyawan

dapat melaksanakan tugasnya dengan baik dan tidak membahayakan jiwanya maupun

orang lain. Dengan disiplin dan kesadaran khususnya para operator maka dapat tercipta

etos kerja yang tinggi dan aman, sehingga dapat mengurangi kecelakaan kerja bahkan

harus diusahakan tanpa adanya kecelakaan kerja.

VII- 10 -

Adapun peralatan keselamatan kerja Pra Rencana Pabrik Pulp dari Batang Kapas terdapat

pada tabel 4.1

Tabel Keselamatan Kerja

No Alat pelindung Lokasi penggunaan

1. Helm Pekeja pada bagian alat-alat proses

2. Sepatu bot Pekerja pada bagian proses dan bahan baku

3. Sarung tangan Pekerja pada bagian produksi

4. Masker Semua unit proses

5. PMK Semua unit operasi

7.3 Dampak Lingkungan dan Penanganan Limbah

Setiap proses produksi akan menghasilkan buangan. Buangan yang dihasilkan dapat

menyebabkan pencemaran terhadap lingkungan sehingga kualitas lingkungan menurun

sampai tingkat tertentu dan tidak dapat berfungsi sesuai dengan peruntukannya, misalnya

pencemaran air menyebabkan terjadinya kualitas air sehingga berbahaya untuk sumber

makanan, kesehatan manusia atau hewan, perikanan, pertanian, ataupun rekreasi. Untuk

menghindari hal tersebut perlu dilakukan suatu pengelolaan lingkungan. Adapun hirarki dari

pengelolaan lingkungan adalah :

- Pengurangan buangan di sumbernya

- Pemanfaatan buangan diluar (eksternal)

- Pengelolaan buangan (IPAL)

- Pembuangan terkontrol

VII- 11 -

Adapun pencemaran lingkungan terdiri dari :

- Pencemaran fisik, meliputi:

Warna

Bau dan rasa

Suhu

kekeruhan

- Pencemaran kimia, meliputi:

pH

CO2 dan CO2 agresif

BOD dan COD

DO

Alkalinitas

Zat padat terlarut

Selain itu, juga diperlukan “3R” (Reuse, Recorver, Refinery) yang dapat diterapkan melalui:

- Menghemat pemakaian bahan baku dan energi

- Menghindari kebocoran bahan dari penyimpangan atau proses produksi

- Mengurangi emisi dan jumlah buangan

- Menerapkan pengetahuan dan teknologi bersih

- Membiasakan sikap dan tingkah laku cinta kebersihan dan lingkungan

- Informasi dan komunikasi yang cukup bila menemukan masalah

VII- 12 -

Pengelolaan buangan secara garis besar dibagi menjadi 4 tahap :

1. Tahap pendahuluan (preliminary treatment) meliputi pemisahan sampah-sampah dalam

buangan yang berukuran besar dengan penyaringan.

2. Tahap penanggulangan (primary treatment) berupa pengendapan benda-benda terlarut

dan tersuspensi.

3. Tahap penanggulangan sekunder (Secondary Treatment) merupakan penanggulangan

lanjutan dengan bantuan mikroorganisme. Pada tahap ini dapat dilakukan dengan

berbagai metode filter biologi (trickling atau percolating filter), lumpur aktif (activated

sludge), pencernaan lumpur (sludge digestion), kolom stabilisasi.

4. Tahap penanggulangan tersier (tertiary treatment) sebagai suatu upaya untuk

menstabilkan nutrient dan mikroba patogen yang terkandung denga penyaringan mikro

atau irigasi permukaan.

Tujuan dari pengolahan buangan adalah :

1. Mencegah dan mengurangi pencemaran lingkungan yang ditimbulkan akibat

pembuangan buangan kedalam lingkungan kehidupan penduduk, terutama masuknya

polutan ke dalam tanah sehingga dapat mencemari air tanah dan air sungai.

2. Mengubah atau mengkonversi bahan-bahan yang terkandung didalam buangan terutama

senyawa-senyawa organik menjadi bahan-bahan yang lebih berguna.

3. Mengurai senyawa beracun yang mematikan mikroba penyebab penyakit.

VIII- 1 -

BAB VIII

UTILITAS PABRIK

Unit utilitas pada suatu pabrik adalah salah satu bagian yang sangat penting untuk

menunjang jalannya proses produksi dalam suatu industri kimia, sehingga kapasitas produksi

semaksimal mungkin dapat dicapai. Unit utilitas yang diperlukan pada Pra Rencana Pabrik Pulp

ini yaitu:

Air yang berfungsi sebagai air proses, air umpan boiler, air sanitasi dan air untuk pemadam

kebakaran

Steam sebagai media pemanas dalam proses produksi

Listrik yang berfungsi untuk menjalankan alat-alat produksi, utilitas dam untuk penerangan

Bahan bakar untuk mengoperasi boiler

Dari kebutuhan unit utilitas yang diperlukan, maka utilitas tersebut dibagi menjadi 5 unit, yaitu:

1. Unit penyediaan steam

2. Unit penyediaan air

3. Unit penyediaan tenaga listrik

4. Unit penyediaan bahan bakar

5. Unit pengolahan limbah

8.1 Unit Penyediaan Steam

Bahan baku pembuatan steam adalah Air Umpan Boiler. Steam yang dibutuhkan dalam

proses pembuatan pulp dari batang kapas sebanyak 14.206,877 kg/jam mempunyai kondisi :

- Tekanan : 13,86 atm

- Temperatur : 195 oC

VIII- 2 -

Zat-zat yang terkandung dalam air umpan boiler yang dapat menyebabkan kerusakan pada

boiler adalah :

- Kadar zat terlarut (solube matter) yang tinggi

- Zat padat terlarut (suspended solid)

- Garam-garam kalsium dan magnesium

- Zat organik (organic matter)

- Silica, sulfat, asam bebas dan oksida

Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh air umpan boiler :

a. Tidak boleh berbuih (berbusa)

Busa disebabkan oleh adanya solid matter, suspended matter dan kebasaan yang tinggi.

Kesulitan yang dihadapi dengan adanya :

- Kesulitan pembacaan tinggi liquida dalam boiler

- Buih dapat menyebabkan percikan yang kuat yang mengakibatkan adanya solid-solid

yang menempel dan mengakibatkan terjadinya korosi dengan adanya pemanasan

lebih lanjut

Untuk mengatasi hal ini perlu adanya pengontrolan terhadap adanya kandungan lumpur,

kerak, dan alkalinitas air umpan boiler.

b. Tidak boleh membentuk kerak pada boiler

Kerak dalam 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.

VIII- 3 -

c. Tidak boleh menyebabkan korosi pada pipa

Korosi pada pipa boiler disebabkan oleh keasaman (pH rendah), minyak dan lemak,

bikarbonat dan bahan organic, serta gas H2S, SO2, NH3, CO2, O2, yang terlarut dalam air.

Reaksi elektrokimia anatara besi dan air akan membentuk lapisan pelindung anti korosi

pada permukaan baja, yaitu:

Fe2+

+ 2 H2O Fe(OH)2 + 2 H+

Tetapi jika terdapat oksigen dalam air, maka lapisan hydrogen yang terbebtuk akan

bereaksi membentuk air. Akibat hilangnya lapisan pelindung tersebut terjadilah korosi

menurut reaksi :

4 H+ + O2 2 H2O

4 Fe(OH)2 + O2 + H2O 4 Fe(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 bikarbonat. Dengan

pemanasan (kalor), garam bikarbonat ini menjadi CO2.

Reaksi yang terjadi :

Fe3+

+ 2 H2CO3 Fe(HCO)2 + H2

Fe(HCO)2 + H2O + panas Fe(OH)2 + 2 H2O + 2 CO2

(Muharto, Ir hal 46)

Proses Pengolahan Air Pada Unit Pengolahan Air

Air sungai digunakan untuk memenuhi kebutuhan air proses, air sanitasi, air pendingin dan

air umpan boiler.

VIII- 4 -

Proses pengolahan air sungai tersebut adalah :

Air dari sungai dipompa (L-211) menuju bak sedimentasi (F-212) untuk menhilangkan

lumpur-lumpur yang terikut. Kemudian dipompa (L-213) menuju bak skimmer (F-214) yang

berfungsi untuk membersihkan kotoran-kotoran yang terapung dalam air sungai. Dari bak

skimmer air dipompa (L-215) menuju tangki clarifier (H-216), disini terjadi proses koagulasi

dan flokulasi dengan penambahan alum sebagai zat koagulan dan diadakan pengadukan

dengan kecepatan yang teratur agar terbebtuk flock dan mengendap.

Setelah terjadi proses koagulasi dan flokulasi dalam bak clarifier, kemudian air menuju ke

sand filter (F-217) untuk menyaring kotoran-kotoran yang masih tersisa.

Dari sand filter air masuk ke bak air bersih (F-218) dan diolah sesuai dengan fungsinya

masing-masing yaitu:

a. Pengolahan air umpan boiler

Pelunakan air umpan boiler yang dilakukan dengan pertukaran ion dalam demineralisasi

yang terdiri dari dua tangki, yaitu tangki kation ezchanger (D-210A) dan anion exchanger

(D-210B). kation exchanger yang digunakan adalah resin zeolit (H2Z) dan anion yang

digunakan adalah deacidite (DOH).

Air dari bak air bersih (F-218) dialirkan dengan pompa demineralizer (L-219) menuju

kation exchanger (D-210A). dalam tangki kation exchanger terjadi reaksi-reaksi sebagai

berikut :

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

Na(HCO3)2 + H2Z NaZ + 2 CO2 + 2 H2O

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

CaSO4 + H2Z CaZ + H2SO4

VIII- 5 -

MgSO4 + H2Z MgZ + H2SO4

CaCl2 + H2Z CaZ + 2 HCl

2 NaCl2 + H2Z Na2Z + 2 HCl

MgCl2 + H2Z MgZ + 2 HCl

Ion-ion bikarbonat, sulfat dan klor diikat dengan ion Z membentuk CO2 dan air, H2SO4

dan HCl. Selanjutnya air yang bersifat asam ini dialirkan ke tangki anion exchanger (D-

210B) untuk dihilangkan anion-anion yang mengganggu proses. Resin yang dipakai

dalam anion exchanger adalah Deacidite (DOH). Dalam tangki anion ezchanger terjadi

reaksi sebagai berikut :

2 DOH + H2SO4 D2SO4 + 2 H2O

2 DOH + HCl 2 DCl + 2 H2O

2 DOH + HNO3 2 DNO3 + 2 H2O

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

diketahui dengan pemerikasaan kesadahan air umpan boiler. Resin yang sudah tidak aktif

menunjukkan bahwa resin sudah tidak jenuh dan perlu diregenerasi. Regenerasi hydrogen

exchanger dilakukan dengan menggunakan asam sulfat atau asam klorida. Dengan reaksi

sebagai berikut :

CaZ + H2SO4 H2Z + CaSO4

NaZ + H2SO4 H2Z + NaSO4

MgZ + H2SO4 H2Z + MgSO4

CaZ + HCl H2Z + CaCl

Na2Z + HCl H2Z + Na2Cl

MgZ + HCl H2Z + MgCl

VIII- 6 -

Sedangkan regenerasi anion exchanger dengan menggunakan larutan Na2CO3 atau

NaOH. Reaksi yang terjadi sebagai berikut :

D2SO4 + Na2CO3 + H2O 2 DOH + Na2SO4 + CO2

2 DCl + Na2CO3 + H2O 2 DOH + NaCl + CO2

2 DNO3 + Na2CO3 + H2O 2 DOH + NaNO3 + CO2

Setelah keluar dari demineralisasi, air umpan boiler telah terbebas dari ion-ion

pengganggu. Untuk memenuhi kebutuhan umpan boiler, air lunak ditampung dalam bak

air lunak (F-221) yang selanjutnya dipompa (F-222) ke bak steam kondensat (F-223)

untuk menampung air umpan boiler dan steam. Selanjutnya dipompa (L-224) menuju

deaerator (D-225) untuk menghilangkan gas impurities pada umpan boiler dengan sistem

pemanasan. Dari deaerator air siap dipompa (L-226) ke boiler (Q-220). Steam yang

dihasilkan boiler didistribusikan ke peralatan dan kondensat yang dihasilkan direcycle ke

bak steam kondensat untuk diproses kembali.

b. Pengolahan air sanitasi

Air dari bak air bersih (F-218) dialirkan dengan pompa (L-239) menuju bak klorinasi (F-

231) dan ditambahkan desinfektan klor (Cl2) kurang lebih sebanyak 1 ppm yang

diinjeksikan langsung kedalam pipa. Dari bak klorinasi, air dialirkan menuju bak air

sanitasi (F-233) dengan menggunakan pompa (L-232) dan siap digunakan sebagai air

sanitasi.

c. Pengolahan air proses

Untuk air proses digunakan air dari bak air lunak (F-221) dipompa (L-227) menuju ke

bak air proses (F-228) yang kemudian akan didistribusikan ke peralatan dengan

menggunakan pompa (L-229).

VIII- 7 -

8.2 Unit Penyediaan Air

Berfungsi untuk memenuhi kebutuhan air baik ditinjau dari segi kuantitas maupun

kualitasnya. Dari segi kuantitas air merupakan jumlah kebutuhan air yang harus dipenuhi

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

8.2.1 Air umpan boiler

Air umpan boiler merupakan bahan baku pembuatan steam yang berfungsi sebagai media

pemanas. Kebutuhan steam Pra Rencana Pabrik Pulp Dari Batang Kapas sebesar

14.206,877 kg/jam yang digunakan untuk kebutuhan steam pada Heater Digester (E-122),

Digester (Q-120), Heater udara (E-143). Air umpan boiler disediakan dengan excess 20 %

sebagai pengganti steam yang hilang, sehingga kebutuhan air umpan boiler adalah

sebanyak 20.457,902 kg/jam.

Air untuk keperluan ini harus memenuhi syarat-syarat agar tidak merusak boiler (ketel).

Persyaratan yang harus dipenuhi adalah air tidak boleh mengandung kation-kation seperti

Ca+, Mg

2+ dan anion-anion seperti SO4

2-, Cl

- dan SO3

2-. Untuk itu diperlukan treatment

secara lebih sempurna. Dari Perry’s, ed.6, hal 9-76 didapatkan bahwa air umpan boiler

tersebut mempunyai syarat sebagai berikut :

- Total padatan (total dissolved solid) = 3500 ppm

- Alkalinitas = 700 ppm

- Padatan terlarut = 300 ppm

- Silica = 60 – 100 ppm

- Besi = 0,1 mg/L

- Tembaga = 0,5 mg/L

- Oksigen = 0,007 mg/L

VIII- 8 -

- Kesadahan (hardnes) = 0

- Kekeruhan = 175 ppm

- Minyak = 7 ppm

- Residual fosfat = 140 ppm

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

- Zat-zat yang menyebabkan korosi, yaitu gas-gas terlarut seperti O2, CO2, H2S, NH3.

- Zat-zat yang dapat menyebabkan busa, yaitu organic, anorganik dan zat tak terlarut

dalam jumlah besar.

Untuk memenuhi persyaratan tersebut dan mencegah kerusakan pada boiler, sebelum

digunakan air umpan boiler harus diolah dulu, melalui :

- Demineralisasi, untuk menghilangakn ion-ion pengganggu

- Deaerator, untuk menghilangkan gas-gas terlarut

8.2.2 Air sanitasi

Air sanitasi digunakan untuk keperluan laboratorium, kantor air untuk mencuci, mandi,

taman, pemadam kebakaran dan lain-lain. Sehingga total air standart air sanitasi yang harus

dipenuhi :

a. Syarat fisik

Suhu : berada dibawah suhu kamar

Warna : tidak berwarna/ jernih

Rasa : tidak berasa

Bau : tidak berbau

Kekeruhan : < 1 mg SiO2 / liter

pH : netral

VIII- 9 -

b. Syarat kimia

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

Tidak mengandung zat-zat kimia beracun

Warnanya jernih

c. Syarat mikrobiologis

Tidak mengandung kuman maupun bakteri, terutama bakteri patogen yang dapat

merubah sifat-sifat fisik air.

Setelah memenuhi persyaratan tersebut, proses penjernihan air harus diberi desinfektan

seperti chlor cair dan kaporit.

8.2.3 Air proses

Syarat air proses antara lain tidak mengandung kotoran seperti lumpur, buih/ busa dan

lemak, tidak mempengaruhi bahan pada proses. Kebutuhan air proses pada Pra Rencana

Pabrik Pulp dari Batang Kapas ini sebesar 70.463,472 kg/jam, yang digunakan pada tangki

pencampur (M-121), Rotary Vacuum Washer I (H-131), Rotary Vacuum Washer II (H-

137).

8.3 Unit Penyediaan Tenaga Listrik

Listrik yang dibutuhkan pada pra rencana pabrik pulp dari batang kapas ini meliputi :

- Untuk proses : 394,48 kWh

- Untuk utilitas : 43,2506 kWh

- Untuk penerangan : 31,7398 kWh

Kebutuhan listrik untuk proses, daerah pengolahan air, penerangan, instrument dan lain-lain

dipenuhi oleh PLN. Sedangkan apabila ada listrik padam, maka digunakan satu generator AC

bertenaga diesel berkekuatan 437,7306 kWh dengan satu buah sebagai cadangan.

VIII- 10 -

8.4 Unit Penyediaan Bahan Bakar

Bahan bakar yang dibutuhkan pada Pra Rencana Pabrik Pulp dari Batang Kapas, yaitu pada

boiler sebesar 148,27 kg/jam, dan pada generator set sebesar 6,85 kg/jam. Maka total

kebutuhan bahan bakar untuk utilitas sebesar155,12 kg/jam. Bahan bakar yang digunakan

adalah Diesel Oil, pemilihan jenis bahan bakar didasarkan pertimbangan-pertimbangan

sebagai berikut :

- Harganya relatif murah

- Mudah didapat

- Viskositasnya relatif rendah sehingga mudah mengalami pengabutan

- Heating valuenya relatif tinggi

- Tidak menyebabkan kerusakan pada alat-alat

8.5 Pengolahan Limbah

Limbah yang dihasilkan pada Pra Rencana Pabrik Pilp dari Batang Kapas berupa larutan sisa

dari proses pemisahan centrifugal yang ditampung dalam tangki penampung limbah untuk

selanjutnya diolah menjadi zat cair yang tidak membahayakan lingkungan.

VIII- 11 -

PERALATAN

AIR UMPAN BOILER

D-225

O2 CO

2

Sungai

L-211

F-212 L-213F-214

L-215

H-218

Al2(SO

4)3.18H

2O

D-2

10

AD

-2

10

B

F-217

F-218

L-230

L-219

F-231

L-232

F-233

Cl2

L-227

L-222

F-221

L-229

L-224

F-223

L-226

Fuel Oil

Q-220

Flue Gases

Boiler Feed

Water

Air Sanitasi

25 F-233 BAK AIR SANITASI

24 L-232 POMPA KE AIR SANITASI

23 F-231 BAK KLORINASI

22 L-230 POMPA KE BAK KLORINASI

21 L-229 POMPA KE PERALATAN

20 F-228 BAK AIR PROSES

19 L-227 POMPA BAK AIR PROSES

18 L-226 POMPA AIR UMPAN BOILER

17 D-225 DAERATOR

16 L-224 POMPA KE DAERATOR

15 F-223 BAK STEAM CONDENSAT

14 L-222 POMPA BAK STEAM CONDENSAT

13 F-221 BAK AIR LUNAK

12 D-210 B ANION EXCHANGER

11 D-210 A KATION EXCHANGER

10 Q-220 BOILER

9 L-219 POMPA DEMINERALIZER

8 F-218 BAK AIR BERSIH

7 F-217 SAND FILTER

6 H-216 TANGKI CLARIFIER

5 L-215 POMPA CLARIFIER

4 F-214 BAK SKIMMER

3 L-213 POMPA SEDIMENTASI

2 F-212 BAK SEDIMENTASI

1 L-211 POMPA AIR SUNGAI

NO. KODE ALAT KETERANGAN


FAKULTAS TEKNIK


UNIT PENGOLAHAN AIR

PRA RENCAAN PABRIK PULP DARI BATANG KAPAS


ANASTASIA WETA (2005510004) UMI FARIDAH (200510015)


S.P. ABRINA ANGGRAINI,ST.MT

IX- 1 -

BAB IX

LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK

9.1. Lokasi Pabrik

Dalam suatu pra rencana pabrik, penentuan lokasi pabrik sangat penting, karena akan

berpengaruh pada kelangsungan proses dari pabrik yang akan didirikan. Oleh karena itu, perlu

diatur sedemikian rupa untuk memenuhi kualitas dan kuantitas yang ingin dicapai.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penentuan lokasi pabrik adalah sebagai berikut :

1. Bahan baku

Ketersediaan bahan baku dan harga sering menentukan lokasi suatu pabrik. Ditinjau dari

faktor ini, maka hendaknya pabrik didirikan dekat dengan lokasi bahan baku. Pertimbangan

lain yang harus diperhatikan menyangkut harga bahan baku :

- Letak sumber bahan baku

- Kapasitas bahan baku dan berapa lama bahan baku tersebut dapat mencukupi kebutuhan

pabrik

- Kuantitas dan kualitas bahan baku harus sesuai dengan yang diinginkan

- Cara mendapatkan bahan baku dan pengangkutannya

2. Pemasaran

Pemasaran hasil produksi suatu pabrik merupakan faktor yang sangat penting dalam

mempercepat perkembangan pabrik tersebut, karena berhasil tidaknya pemasaran akan

menentukan keuntungan yang didapatkan oleh pabrik.

Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah :

- Dimana produk akan dipasarkan

IX- 2 -

- Kebutuhan akan produk pada saat ini dan masa yang akan datang

- Pengaruh persaingan yang ada

- Jarak pemasaran dan sarana transportasi daerah pemasaran

3. Utilitas

Utilitas merupakan kebutuhan yang sangat penting, khususnya bagi kelengkapan proses

produksi. Bagian dari utilitas adalah penyediaan air, listrik, dan lain-lain.

Adapun uraiannya adalah sebagai berikut :

a) Air

Air merupakan kebutuhan yang sangat penting dalam suatu industri kimia. Air digunakan

untuk kebutuhan proses, media pendingin, air sanitasi dan kebutuhan lainnya. Untuk

memenuhi kebutuhan, air bisa diambil dari berbagai sumber yaitu air sungai, air kawasan,

atau air PDAM. Bila air dibutuhkan dalam jumlah yang besar maka pengambilan air dari

sungai akan lebih ekonomis. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan

lokasi berkaitan dengan ketersediaan air adalah :

- Seberapa jauh sumber air atau sungai dapat dijangkau dari pabrik

- Kualitas sumber air yang tersedia

- Pengaruh musim terhadap kemampuan penyediaan air myang dibutuhkan

b) Listrik

Dalam industri, listrik berfungsi sebagai penggerak peralatan proses, sebagai sumber

penerangan dan keperluan lainnya. Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah:

- Ketersediaan listrik serta kuantitasnya di daerah yang akan ditempati pabrik

- Harga tenaga listrik

- Persediaan listrik di masa yang akan datang

IX- 3 -

c) Bahan Bakar

Pada pra-rancangan pabrik pulp ini, digunakan bahan bakar fuel oil 33oAPI yang disuplay

dari Pertamina. Diharapkan dengan suplay fuel oil yang memadai, kelancaran proses

dapat bejalan dengan lancar. Sedangkan bila ditinjau dari segi transportasi maka biaya

angkut dapat ditekan seminim mungkin.

4. Transportasi

Masalah transportasi perlu diperhatikan agar kerlancaran pengadaan bahan baku dan

pemasaran dapat terjamin dengan biaya serendahnya-rendahnya dan dalam waktu yang

singkat. Untuk dapat mewujudkan hal tersebut maka perlu diperhatikan fasilitas atau sarana

yang ada, antara lain :

- Jalan raya yang dapat dilalui mobil dan truk

- Sungai yang dapat dilalui kapal dan tempat kapal itu berlabuh

- Ada pelabuhan laut

5. Tenaga Kerja

Hal-hal yang perlu diperhatikan mengenai rekruitment tenaga kerja adalah :

- Mudah tidaknya mendapatkan tenaga kerja sesuai dengan yang dibutuhkan

- Keahlian dan pendidikan tenaga kerja

- Tingkat penghasilan tenaga kerja di daerah tersebut

6. Karakteristik Lokasi

Karakteristik lokasi ini menyangkut iklim serta kondisi sosial masyarakat di daerah

Kabupaten Pasuruan memiliki kelayakan. Disamping itu secara hukum daerah Kecamatan

Keraton adalah daerah yang dipersiapkan untuk daerah industri sehingga pemerintah lebih

mudah memberikan izin untuk pendirian suatu pabrik.

IX- 4 -

PETA PROPINSI DAERAH TINGKAT I JAWA TIMUR

PETA POTENSI KABUPATEN PASURUAN

Gambar 9.1. Peta Lokasi Pabrik Pulp dari Batang Kapas

IX- 5 -

9.2. Tata Letak Pabrik (Plant Lay Out)

Dalam penyusunan Plant Lay Out ada dua macam cara penggambaran, yaitu :

Penggambaran dengan master plot plan harus memperhatikan beberapa faktor antara lain:

- Kantor diletakkan dekat dengan jalan raya

- Unit penyediaan air dan steam diletakkan dekat dengan sungai

- Aliran proses berjalan dari satu unit ke unit lain secara langsung, maka letak didekatkan

unutk menghemat pipa penyambungan

Tata letak pabrik dapat ditunjukkan pada gambar 9.2.

IX- 6 -

Gambar 9.2. Tata Letak Pabrik Pulp

IX- 7 -

Keterangan Gambar :

1. Parkir tamu

2. Pos keamanan

3. Parkir pegawai

4. Musholla

5. Taman

6. Aula

7. Poliklinik

8. Perkantoran dan tata usaha

9. Garasi

10. Kantin

11. Ruang kepala pabrik

12. Toilet

13. Bengkel

14. Perpustakaan

15. Ruang proses produksi

16. Areal tangki bahan bakar

17. Laboratorium

18. Ruang bahan baku

19. Storage bahan baku

20. Ruang genset

21. Gudang produk

22. Pemadam kebakaran

IX- 8 -

23. Areal waste treatment

24. Perluasan pabrik

25. Halaman dan jalan raya

9.3. Tata Letak Alat Pabrik (Pilot Plant)

Dalam penataan alat dan fasilitas penunjang dalam pabrik hendaknya memperhatikan faktor-

faktor sebagai berikut :

a) Faktor keselamatan

Penataan alat harus memperhatikan faktor keselamatan agar proses produksi bisa berjalan

tanpa adanya kecelakaan kerja. Sehingga dengan demikian proses produksi bisa berjalan

sesuai dengan yang diharapkan. Ketersediaan Hydrant pada tempat-tempat yang rawan

merupakan salah satu contoh penataan yang merupakan faktor keselamatan.

b) Kemudahan Operasi

Kemudahan pelaksanaan operasi sangat berpengaruh pada kelancaran proses produksi. Untuk

itu penataan alat dan fasilitas pendukung perlu memperhatikan faktor ini, misalnya :

- Kantor dan gudang diletakkan di dekat jalan raya

- Aliran proses berjalan dari satu unit ke unit lain secara langsung, maka letaknya di

dekatkan untuk menghemat pipa penyambungan

- Unit penyediaan air diletakkan dekat sumber air kawasan atau sungai, untuk menghemat

biaya operasional

c) Kemungkinan pengembangan

Penataan alat dan fasilitas pendukung perlu memperhatikan faktor kemungkinan

pengembangan agar di masa yang datang jika diperlukan pengembangan lokasi tidak

IX- 9 -

mengalami kesulitan. Kemungkinan pengembangan lokasi ini biasanya ke bagian belakang

atau samping pabrik.

Berdasarkan beberapa pertimbangan di atas maka tata letak alat pada pra rencana pabrik pulp

ini dapat dilihat pada gambar tata letak alat pabrik pulp (gambar 9.3) :

IX- 10 -

Gambar 9.3. Tata Letak Alat Pabrik Pulp

IX- 11 -

Keterangan :

F-110 : Gudang batang kapas

C-112 : Cutting Machine

C-113 : Chipper

F-115C : Bin Na2S solid

F-116 : Tangki NaOH solid

F-118 : Tangki Na2S

F-119 : Gudang Na2CO3 solid

M-121 : Tangki pencampur

Q-120 : Digester

H-131 : Rotary Drum Vacuum Washer I

R-130 : Bleaching Tank

H-137 : Rotary Drum Vacuum Washer II

X-144 : Roll Press

B-140 : Dryer

F-144 : Storage Pulp

X- 1 -

BAB X

STRUKTUR ORGANISASI PERUSAHAN

Suatu perusahan biasanya memiliki suatu bentuk organisasi yang berfungsi sebagai suatu

bentuk hubungan yang memiliki sifat yang dinamis, dalam arti dapat menyesuaikan diri terhadap

segala sesuatu perubahan, yang pada hakekatnya merupakan suatu bentuk yang dengan sadar

diciptakan manusia untuk mencapaui tujuan tertentu.

Pada umumnya organisasi dibuat dalam suatu struktur yang merupakan gambaran secara

skematis tentang hubungan atau kerjasama antar departemen yang terdapat dalam karangka

usaha untuk mencapai suatu tujuan tersebut. Agar suatu perusahaan dapat mencapai sasaran

secara efektif dan hasil produksi yang memuaskan, harus mempertimbangkan beberapa elemen

dasar yang diperlukan sebagai alat pelaksanaannya. Elemen dasar tersebut menjadi faktor

penentu untuk keberhasilan perusahaan dalam mencapai tujuan bersama. Elemen dasar tersebut

antara lain :

Manusia (man)

Bahan (material)

Mesin (machine)

Metoda (method)

Uang (money)

Pasar (market)

X- 2 -

10.1 Umum

Bentuk perusahaan : Perseroan Terbatas (PT)

Lokasi pabrik : Pasuruan, Jawa Timur

Lapangan usaha : Memproduksi Pulp dari Batang Kapas

Kapasitas produksi : 10.000 ton/ tahun

Modal : Penanaman Modal Dalam Negeri

10.2 Bentuk Perusahaan

Pabrik pulp dari batang kapas ini merupakan perusahaan swasta nasional yang berbentuk

Perseroan Terbatas (PT). Bentuk ini dipilih dengan alasan :

1. Kedudukan atau wewenang antara pimpinan perusahaan dan para pemegang saham

(pemilik) terpisah satu sama lain.

2. Terbatasnya tanggung jawab para pemegang saham karena segala sesuatu yang

menyangkut kelancaran perusahaan dipegeng oleh pmpinan perusahaan dan setiap

pemegang saham hanya mungkin menderita kerugian sebesar jumlah yang

ditanamkan pada PT yang bersangkutan.

3. Kemungkinan terhimpunnya modal yang besar dan mudah, yaitu dengan membagi

modal atas sejumlah saham-sahamnya. PT dapat menarik modal dari banyak orang.

4. Kehidupan PT lebih terjamin karena tidak berpengaruh oleh berhentinya salah

seorang pemegang saham, direktur atau karyawan. Ini berarti suatu PT mempunyai

potensi hidup lebih permanen dari bentuk perusahaan lainnya.

5. Adanya efisiensi dalam perusahaan. Tiap bagian dalam PT dipegang oleh orang yang

ahli dalam bidangnya. Tiap orang atau tiap bagian mempunyai bagian dan tugas yang

jelas, sehingga ada dorongan untuk mengerjakan sebaik-baiknya.

X- 3 -

10.3 Struktur Organisasi Perusahaan

Struktur organisasi yang digunakan adalah sistem garis dan staf. Alasan pemilihan

sistem garis dan staf adalah:

1. Bisa digunakan untuk organisasi yang cukup besar dengan produksi terus menerus.

2. Terdapat satu kesatuan pimpinan dan perintah, sehingga disiplin kerja lebih baik.

3. Sering digunakan dalam perusahaan yang berproduksi secara massal.

4. Masing-masing kepala bagian/ manager secara langsung bertanggung jawab atas

aktivitas yang dilakukan untuk mencapai tujuan.

5. Pimpinan tertinggi pabrik dipegang oleh seorang direktur yang bertanggung jawab

terhadap Dewan Komisaris. Anggota Dewan Komisaris merupakan wakil-wakildari

pemegang saham dan dilengkapi dengan staf ahli yang bertugas memberikan saran

kepada direktur.

Di samping alasan tersebut ada beberapa kebaikkan yang mendukung pemakaian

sistem dan organisasi staf dan garis yaitu :

1. Dapat digunakan oleh setiap organisasi besar, apapun tujuannya, betapapun luas

tugasnya dan betapapun kompleks susunan organisasinya.

2. Pengambilan keputusan yang sehat lebih mudah dapat diambil, karena adanya staf

ahli.

3. Perwujudan “the right man in the right place” lebih mudah dilaksanakan.

Dari kelebihan-kelebihan sistem organisai garis dan staf diatas, maka dapat

dipakai sebagai bahan pertimbangan untuk menentukan sistem organisasi perusahaan

pada Pra Rencana Pabrik Pulp dari Batang Kapas ini, yaitu menggunakan sistem

organisasi garis dan staf. Pembagian tanggung jawab dan wewenang berdasarkan

X- 4 -

departemensasi. Pada setiap departemen dibagi lagi menjadi bagian-bagian yang lebih

kecil lagi yaitu divisi. Selanjutnya tiap divisi dibagi lagi menjadi unit-unit.

Setiap departemen dipimpin oleh seorang manager yang dibantu oleh asisten manager,

sedangkan untuk divisi dikepalai oleh seorang divisi manager yang dibantu oleh asisten

divisi manager.

Bagan struktur organisasi diberikan pada gambar 10.3.1

X- 5 -

X-5

Keuangan &

Administrasi

Direktur

Utama

Divisi

Transportasi

Direktur Produksi

Dan Terknik

Dewan

Komisaris

Dewan

Komisaris

Dewan

Komisaris

Dewan

Komisaris

Dewan

Komisaris

Dewan

Komisaris

Dewan

Komisaris

Dewan

Komisaris

Gambar 10.3.1. Struktur Organisasi Pra Rencana Pabrik Pulp dari Batang Kapas

Divisi

Pemasaran Adminis

trasi

Dept Umum &

SDM

Divisi

Akutansi

Kebersihan

&

Logistik

Keamanan

&

Keselamatan

Humas

&

Personal

iiaia

Bengkel

dan

Perawatan

Divisi QC &

Lab

Devisi

Gudang

Divisi

Porses

Direktur Keuangan

Dept

Teknik

Dept Produksi

Litbang

X- 6 -

10.4 Tugas dan Tanggung Jawab Organisasi (Job Descreption)

10.4.1 Pemegang Saham

Pemegang saham adalah sekelompok orang yang ikut dalam pengumpulan modal

untuk mendirikan pabrik dengan cara membeli saham perusahaan. Pemegang saham

adalah pemilik perusahaan yang besarnya tergantung dari persentase kepemilikan saham.

Kekayaan pribadi pemegang saham tidak dipertanggung jawabkan sebagai jaminan atas

hutang-hutang perusahaan. Penanaman saham wajib menanamkan modalnya paling

sedikit 1 tahun. Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) adalah rapat dari pemegang

saham yang memiliki kekuasaan tertinggi dalam mengambil keputusan untuk

kepentingan perusahaan. RUPS biasanya dilakukan paling sedikit sekali dalam setahun,

atau selambat-lambatnya enem bulan sejak tahun buku yang bersangkutan berjalan

(neraca telah aktif).

10.4.2 Dewan Komisaris

Dewan komisaris terdiri dari para pemegang saham perusahaan. Pemegang saham

adalah pihak-pihak yang menanamkan modalnya untuk peruasahaan dengan cara

membeli saham perusahaan. Besarnya kepemilikan pemegang saham terhadap

perusahaan tergantung / sesuai dengan besarnya modal yang ditanamkan, sedangkan

kekayaan pribadi dari pemegang saham tidak dipertanggung jawabkan sebagai jaminan

atas hutang-hutang perusahaan. Pemegang saham harus menanamkan saham paling

sedikit 1 (satu) tahun. Tugas dan wewenang dewan komisaris adalah :

a. Bertanggung jawab terhadap pabrik secara umum dan memberikan laporan

pertanggungjawabkan kepada pemegang saham dalam RUPS.

b. Menerima pertanggungjawaban dari para manager pabrik.

X- 7 -

10.4.3 Direktur Utama

Posisi direktur utama merupakan pemimpin tertinggi perusahaan secara langsung

dan penanggung jawab utama dalam perusahaan secara keseluruhan selama perusahaan

berdiri. Tugas dan wewenang direktur utama adalah :

a. Menetapkan strategi perusahaan, membuat perencanaan kerja dan menginstruksikan

cara-cara pelaksanaannya kepada manager.

b. Mengurus harta kekayaan perusahaan.

c. Menetapkan sistem organisasi yang dianut dan menetapkan pembagian kerja, tugas,

dan tanggung jawab dalam perusahaan untuk mencapai tujuan atau target perusahaan

yang telah direncanakan.

d. Mengadakan koordinasi yang tepat pada seluruh bagian organisasi.

e. Memberikan instruksi resmi kepada bawahannya untuk melaksanakan tugas masing-

masing.

f. Mempertanggungjawabkan kepada dewan komisaris semua anggaran pembelajaran

dan pendapatan perusahaan.

g. Selain tugas diatas, direktur utama berhak mewakili perseroan secara sah dan

langsung dalam segala hal dan kejadian yang berhubungan dengan kepentingan

perusahaan. Dan harus berkonsultasi kepada dewan komosaris setiap akan melakukan

tindakan perusahaan yang krusial seperti peminjamanuang ke Bank,

memindahtangankan perseroan untuk menanggung hutang perusahaan, dan lain-lain.

X- 8 -

10.4.4 Penelitian dan Pengembangan (R&D)

Divisi LITBANG bersifat independent. Divisi ini bertanggung jawab langsung

kepada direktur utama. Divisi LITBANG bertugas mengembangkan secara kreatif dan

inovatif segala aspek perusahaan terutama yang berkaitan dalam peningkatan kualitas

produksi dan pemasaran sehingga mampu bersaing dengan produk competitor.

10.4.5 Direktur Produksi dan Teknik

Direktur Produksi dan Teknik diangkat dan diberhentikan oleh direktur utama.

Direktur utama dan Teknik bertanggung jawab penuh terhadap kelancaran produksi,

dimulai dari perencanaan produksi, perencanaan bahan baku, perangkat produksi. Tugas

utamanya adalah merencanakan, dan mengontrol semua kegiatan yang berkaitan dari

mulai bahan baku sampai menghasilkan produk.

10.4.6 Direktur Administrasi dan Keuangan

Direktur administrasi dan keuangan memiliki ruang lingkup kerja yang lebih luas

dari Manager produksi dan teknik. Direktur administrasi dan keuangan bertanggung

jawab atas segala kegiatan kerja diluar produksi. Semua manajemen perusahaan diatur

dan dijalankan oleh bagian administrasi, termasuk strategi pemasaran, pengaturan

keuangan perusahaan, hubungan masyarakat, dan mengatur masalah ketenagakerjaan.

10.4.7 Departemen Produksi

Kepala Dept. Produksi bertanggung jawab atas jalannya proses produksi sesuai

yang direncanakan, termasuk merencanakan kebutuhan bahan baku agar target produksi

terpenuhi dengan membawahi 3 divisi yaitu :

X- 9 -

a. Divisi Proses

Divisi proses bertanggung jawab kepada kepala Departemen Produksi atas kelancaran

proses. Divisi ini juga mengatur pembagian shift dan kelompok kerja sesuai

spesialisasinya pada masing-masing tahapan proses dan mengendalikan kondisi

operasi sesuai prosedurnya.

b. Divisi Gudang

Divisi Gudang bertanggung jawab kepada kepala Departemen Produksi atas

ketersediaan bahan baku yang dibutuhkan sesuai kebutuhan, serta mencatat dan

mengatur distribusi barang yang keluar masuk gudang dan menjaga kondisi gudang

sedemikian rupa sehingga barang tidak rusak.

c. Divisi Quality Control dan Laboratorium

Divisi Quality Control dan Laboratorium bertanggung jawab kepada kepala

Departemen Produksi dan bertugas mengawasi dan mengendalikan kualitas bahan

baku, produk utama dan produk samping, sehingga didapat produk dengan standart

kualitas yang diinginkan dengan melakukan analisa dan pengujian terhadap bahan

mentah yang dipasok serta produk Urotropin dan produk samping untuk mengetahui

kualitasnya.

10.4.8 Departemen Teknik

Kepala Depertemen 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.

X- 10 -

a. Divisi Utilitas

Bertanggung jawab kepada kepala Departemen teknik mengenai proses kelancaran

alat-alat utilitas dan mengatasi segala permasalahan teknisnya.

b. Divisi Bengkel dan Perawatan

Bertugas memperbaiki alat-alat atau instrumen yang rusak baik alat produksi maupun

peralatan utilitas. Divisi ini juga diharapkan menciptakan alat-alat yang inovatif untuk

menunjang kelancaran produksi.

10.4.9 Departemen Keuangan dan Administrasi

Kepala Departemen Keuangan dan Akuntansi bertanggung jawab mengatur

neraca keuangan perusahaan dengan melakukan pembukuan sebaik-baiknya pemasukan

ataupun pembelanjaan untuk kebutuhan perusahaan, selain itu juga membayarkan gaji ke

rekening bank tiap karyawan pada setiap akhir bulan dan akhir pekan. Dan juga

membayarkan jaminan social atas pemutusan hak kerja (PHK) karyawan. Departemen

Keuangan dan Akuntansi membawahi 3 divisi yaitu :

a. Divisi Pembukuan (Akuntansi)

Divisi ini bertugas membuat neraca keuangan dengan melakukan pencatatan dan

pembukuan mengenai semua pemasukan dan pengeluaran keuangan perusahaan.

b. Divisi Administrasi

Divisi ini bertugas untuk menjalankan kegiatan administrasi perusahaan, mulai dari

surat menyurat, absensi karyawan, pendataan sampai penditribusian gaji.

c. Divisi Penjualan dan Pembelian

Bertanggung jawab kepada kepala Departemen Keuangan dan Administrasi mengenai

penjualan produk pada berbagai daerah distribusi sekaligus mensurvei kebutuhan

X- 11 -

pasar agar dapat dipasok setiap saat, serta melakukan promosi kepada masyarakat

mengenai produk yang dihasilkan serta menangani pembelian bahan baku dan alat-

alat yang menunjang proses serta pembiayaan atas perawatannya.

10.4.10 Departemen Umum dan Sumber Daya Manusia

Kepala Departemen Umum dan SDM bertugas untuk merencanakan dan

mengelola hal-hal yang bersifat umum dan ketenagakerjaan. Departemen ini mengatur

masalah administrasi, keamanan dan keselamatan, lingkungan, logistik serta hubungan

anatar perusahaan dengan pihak lain, baik dengan masyarakat, pemerintah maupun

dengan perusahaan lain. Departemen ini membawa 4 divisi yaitu :

a. Divisi Humas dan Personalia

Divisi personalia bertugas untuk menyaring dan menyeleksi calon pegawai atau

pekerja baru serta mendistribusikan pekerja sesuai dengan keahlian dan kemampuan

yang dimilikinya selain itu juga bertugas menjalin hubungan kemasyarakatan baik

didalam perusahaan, antar instansi ataupun dengan masyarakat setempat maupun

dengan pihak pemerintah, sehingga diharapkan dengan kerjasama yang baik dapat

menunjang kelangsungan dan kelancaran kegiatan operasional perusahaan.

b. Divisi Keamanan dan Keselamatan

Divisi keamanan beranggung jawab kepada kepala Departemen Umum dan Sumber

Daya Manusia dan bertugas untuk menjaga keamanan perusahaan meliputi pemberian

ijin orang luar keluar masuk perusahaan, pengontrolan setiap kendaraan yang masuk

perusahaan baik kendaraan bahan baku, produk, sampai kendaraan tamu, dan juga

menjaga keamanan dan ketertiban lingkungan kerja di seluruh area pabrik.

X- 12 -

c. Divisi Kebersihan dan Logistik

Divisi kebersihandan Logistik bertugas menjaga kebersihan, dan keindahan

perusahaan mulai dari ruang perkantoran, taman, toilet sampai gudang dan ruang

produksi, serta bertugas menyediakan kebutuhan logistik karyawan perusahaan dan

pada kegiatan-kegiatan tertentu pada perusahaan.

d. Divisi Transportasi

Divisi ini mengatur penggunaan transportasi mulai dari penyediaan bahan baku

sampai ke transportasi untuk pemasaran produk-produk yang dihasilkan dan masalah

parkir kendaraan karyawan dan tamu.

10.5 Jaminan Sosial

Jaminan sosial adalah jamianan yang diterima oleh pihak karyawan jika terjadi

sesuatu hal yang bukan karena kesalahannya menyebabkan dia tidak dapat melakukan

pekerjaan.

Jaminan sosial 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).

X- 13 -

b. Fasilitas

Fasilitas yang diberikan berupa seragam kerja untuk karyawan, perlengkapan

keselamatan kerja (misal helm,sarung tangan, sepatu boot, kacamata pelindung dan

lain-lain),antar jemput bagi karyawan, kendaraan dinas, tempat tinggal dan lain-lain.

c. Pengobatan

Untuk pengobatan dan perawatan pertama dapat dilakukan di poliklinik perusahaan

dan diberikan secara cuma-cuma kepada karyawan yang membutuhkan dengan

ketentuan sebagai berikut :

- Untuk pengobatan dan perawatan pertama dapat dilakukan di rumah sakit telah

ditunjuk akan diberikan secara cuma-cuma

- Karyawan yang mengalami kecelakaan atau terganggu kesehatannya dalam

menjalankan tugas perusahaan, akan mendapatkan penggantian ongkos

pengobatan penuh

d. Insentive atau bonus

Insentive diberikan dengan tujuan untuk meningkatkan produktivitas dan merangsang

gairah kerja karyawan. Besarnya insentive ini dibagi menurut golongan dan jabatan.

Pemberian insentive untuk golongan operatif (golongan kepala seksi ke bawah)

diberikan setiap bulan sedangkan untuk golongan diatasnya diberikan pada akhir

tahun produksi dengan melihat besarnya keuntungan dan target yang dicapai.

X- 14 -

e. Cuti

- Cuti tahunan selama 12 hari kerja dan diatur dengan mengajukan permohonan

satu minggu sebelumnya untuk dipertimbangkan ijinnya

- Cuti sakit bagi tenaga kerja yang memerlukan istirahat total berdasarkan surat

keterangan dokter

- Cuti hamil selama tiga bulan bagi tenaga kerja wanita

- Cuti untuk keperluan dinas atas perintah atasan berdasarkan kondisi tertentu

perusahaan

10.6 Jadwal Dan Jam Kerja

Pabrik pulp dari batang kapas ini direncanakan akan beroperasi selama 330 hari

dalam setahun dan 24 jam per hari, sisa harinya digunakan untuk pembersihan serta

perbaikan dan perawatan peralatan proses produksi, atau yang dikenal dengan istilah shut

down.

a. Untuk pegawai non shift

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 devisi-devisi dibawah tanggung jawab non

teknik atau yang bekerja di pabrik dengan jenis pekerjaan tidak kontinu.

Ketentuan jam kerja adalah sebagai berikut :

- Senin – kamis : 08.00 - 16.00 (istirahat : 12.00 -13.00)

- Jumat : 08.00 – 16.00 (istirahat : 11.00 – 13.00)

- Sabtu : 08.00 – 13.00

X- 15 -

b. Untuk pegawai shift

Sehari bekerja 24 jam, yang terbagi dalam 3 shift. Karyawan shift ini termasuk

karyawan yang secara langsung menangani proses operasi pabrik, misalnya : kelapa

shift, operator, karyawan-karyawan shift, gudang serta keamanan dan keselamatan

kerja. Ketentuan jam kerja pegawai shift sebagai berikut :

Shift 1 : 07.00 – 15.00

Shift II : 15.00-23.00

Shift III : 23.00 – 07.00

Jadwal kerja dibagi dal;am empat minggu dan empat kelompok (regu). Setiap

kelompok kerja akan mendapatkan libur satu kali dari tiga kali shift. Jadwal kerja

karyawan shift dapat dilihat pada table 10.6.1

Regu HARI

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

I

II

III

IV

P

S

M

L

P

S

L

M

P

L

S

M

L

P

S

M

M

P

S

L

M

P

L

S

M

L

P

S

L

M

P

S

S

M

P

L

S

M

L

P

S

L

M

P

L

S

M

P

Karena kemajuan suatu pabrik atau perusahaan tergantung pada kedisiplinan

karyawannya, maka salah satu cara untuk menciptakan kedisiplinan adalah dengan

memberlakukan absensi. Dari mulai direktur utama sampai karyawan kebersihan

diberlakukan absensi setiap jam kerjanya yang nantinya dapat menjadi pertimbangan

perusahaan dalam meningkatkan karier karyawannya.

X- 16 -

10.7 Penggolongan dan Tingkat Pendidikan Karyawan

Penggolongan dan tingkat pendidikan karyawan berdasarkan tingkat kedudukan

dalam struktur organisasi Pra Rencana Pabrik pulp dari batang kapas adalah sebagai

berikut :

1. Direktur utama : Sarjana Teknik Kimia

2. Manager, terdiri dari :

a. Manager Produksi : Sarjana Teknik Kimia

b. Manger Administrasi Keuangan : Sarjana Ilmu Administrasi

3. Penelitian & Pengembangan : Sarjana Kimia (Mipa),T.Kimia

4. Kepala Departemen

a. Departemen Produksi : Sarjana Teknik Kimia

b. Departemen Teknik : Sarjana Teknik Mesin

c. Departemen Keuangan dan Akuntansi : Sarjana Ekonomi

d. Departemen Umum dan SDM : Sarjana Psikologi Industri

5. Kepala devisi

a. Devisi proses : Sarjana Teknik Kimia

b. Devisi gudang : Sarjana Ekonomi

c. Devisi utilitas : SarjanaTeknik Mesin, Teknik Kimia

d. Devisi bengkel dan perawatan : Sarjana Teknik Mesin

e. Devisi QC dan laboratorium : Sarjana Teknik kimia, kimia (mipa)

f. Devisi penjualan dan pembelian : Sarjana Ekonomi dan Promotion

g. Devisi akuntansi : Sarjana Ekonomi

h. Devisi humas dan personalia : Sarjana Psikologi dan Hukum

X- 17 -

i. Devisi administrasi keuangan : Sarjana Ilmu Administrasi (FIA)

j. Devisi keamanan dan keselamatan : Diploma / SMU/SMK

k. Devisi kebersihan dan logistik : Diploma / SMU/SMK

l. Devisi transportasi : Sarjana / Diploma Teknik Mesin

m. Dokter : Sarjana Kedokteran

6. Karyawan : sarjana / diploma / SMU/SMK SLTP

10.8 Perincian Jumlah Tenaga Kerja

Perhitungan jumlah tenaga operasional didasarkan pada pembagian proses yang

dilakukan . pada Pra Rencana Pabrik Pulp dari Batang kapas, proses yang dilakukan

terbagi dalam beberapa tahap :

a. Proses Utama

1. Persiapan Bahan Baku terdiri dari :

- Transportasi

2. Tahap persiapan terdiri dari :

- Tahap penghancuran

- Tahap reaksi

- Tahap pemucatan

3. Tahap pemisahan

4. Tahap penanganan produk

X- 18 -

b. Tahap tambahan atau pembantu

1. Laboratorium

2. Utilitas terdiri dari :

- Pengolahan air

- Boiler

- Listrik

- Pengolahan limbah

- Pemeliharaan

Sehingga proses keseluruhan yang membutuhkan tenaga operasional adalah 12

tahap. Dari Vilbrant and Dryden, fig. 6.35, hal 235, diperoleh jumlah karyawan yang

dibutuhkan untuk kapasitas produksi 10.000 ton/ tahun dan beroperasi 330 hari / tahun

yaitu :

Jumlah karyawan = 58 orang/ hari/ tahapan

Karena jumlah proses terbagi dalam 12 tahap, maka :

Karyawan proses = 58 orang/ hari/ tahapan x 12 tahap = 696 orang/ shift

Karena satu hari terdapat 3 shift kerja, maka :

Karyawan proses = = 232 orang/ shift

Karena setiap karyawan shift bekerja selama 8 jam/hari, maka :

Karyawan proses = = 29 orang/ shift

Karena karyawan shift terdiri dari 4 regu, yaitu 3 regu bekerja dan 1 regu libur, maka :

Jumlah karyawan proses keseluruhan = 29 orang/ shift x 4 regu = 116 setiap hari (untuk 4

regu).

X- 19 -

Jumlah karyawan staf = 111 orang

Jadi jumlah karyawan total yang diperlukan pada pabrik Pulp dari Batang Kapas ini

adalah 227 orang.

Perincian kebutuhan tenaga kerja dapat dapat dilihat pada table 10.8.1

Tabel10.8.1 Perincian Kebutuhan Tenaga Kerja

No Jabatan (Tugas) Jumlah

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

Dewan komisaris

Direktur utama

Kepala LITBANG (R&D)

Karyawan LITBANG (R&D)

Direktur teknikdan produksi

Direktur keuangan dan administrasi

Sekretaris

Kepala bagian teknik

Kepala divisi bengkel dan perawatan

Staff bengkel dan perawatan

Kepala divisi utilitas

Staff divisi utilitas

Karyawan utilitas

Kepala bagian produksi

Kepala divisi mutu dan lab

Karyawan mutu dan lab

Kepala divisi pegendalian proses

Staff pengendalian proses

Kepala divisi produksi

Staff produksi

Karyawan produksi

Kepala divisi gudang

Staff divisi gudang

5

1

1

2

1

1

2

1

1

6

1

2

3

1

1

3

1

5

1

4

116 (3 shift)

1

2

X- 20 -

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

Karyawan gudang

Kepala bagian bnagian pemasaran

Kepala divisi market dan riset

Staff market dan riset

Kepala divisi penjualan

Staff penjualan

Kepala divisi promosi dan periklanan

Staff promosi dan periklanan

Kepala babian keuangan

Kepala divisi pembukuan dan keuangan

Staff pembukuan dan keuangan

Kepala dvisi penyediaan dan pembelian

Staff penyediaandan pembelian

Kepala bagian sumber daya manusia

Kepala devisi transportasi

Staff transportasi

Sopir

Kepala devisi ketenagakerjaan

Staff ketenagakerjaan

Kepala devisi personalia

Staff personalia

Kepala bagian umum

Kepala devisi HUMAS

Staff HUMAS

Kepala devisi keamanan

Staff keamanan

Kepala devisi kebersihan

Staff kebersihan

3

1

1

2

1

5

1

3

1

1

2

1

3

1

1

2

3

1

2

1

2

1

1

3

1

10

1

10

Jumlah 227

X- 21 -

10.9 Status Karyawan Dan Sistem Pengupahan (Gaji)

Pabrik Pulp dari Batang Kapas ini mempunyai sistem bagian gaji yang berbeda-

beda kepada karyawan. Hal ini berdasarkan pada kriteria sebagai berikut :

1. Tingkat Pendidikan

2. Pengalaman kerja

3. Tanggung jawab dan kedudukan

4. Keahlian

5. Pengabdian pada perusahaan (lamanya bekerja)

Berdasarkan kriteria di atas, karyawan akan menerima gaji sesuai dengan status

kepegawaianya. Status kepegawannya dibagi menjadi 3 bagian yaitu :

1. Karyawan reguler

Karyawan reguler adalah karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan surat

keputusan (SK) dan mendapat gaji bulanan berdasarkan kedudukan, keahlian dan

masa kerjanya.

2. Karyawan borongan

Karyawan borongan adalah pekerja yang dipergunakan oleh pabrik bila diperlukan

saja, misalnya bongkar maut barang dan lain-lain. Pekerja ini menerima upah

borongan untuk pekerjaan tersebut.

3. Karyawan harian

Karyawan harian adalah pekerja yang diangkat dan diberhentikan oleh manajer pabrik

atas pengajuan kepala yang membawahinya dan menerima upah harian yang

dibayarkan setiap akhir pekan.

X- 22 -

Tabel 10.9.1 Daftar Upah (Gaji) Karyawan

No Jabatan Jumlah

(orang)

Gaji

(Rp/orang)

Total (Rp)

1 Dewan komisaris 5 5.000.000 25.000.000

2 Direktur utama 1 20.000.000 20.000.000

3 Kepala LITBANG (R&D) 1 5.000.000 5.000.000

4 Karyawan LITBANG (R&D) 2 1.500.000 3.000.000

5 Direktur teknik dan produksi 1 9.000.000 9.000.000

6 Direktur keuangan dana administrasi 1 9.000.000 9.000.000

7 Sekretaris 2 1.250.000 2.500.000

8 Kepala bagian teknik 1 5.000.000 5.000.000

9 Kepala devisi bengkel dan perawatan 1 2.500.000 2.500.000

10 Staff bengkel dan perawatan 6 1.100.000 6.600.000

11 Kepala divisi utilitas 1 2.500.000 2.500.000

12 Staff divisi utilitas 2 1.250.000 2.500.000

13 Karyawan utilitas 3 1.000.000 3.000.000

14 Kepala bagian produksi 1 5.000.000 5.000.000

15 Kepala divisi mutu dan lab 1 2.500.000 2.500.000

16 Karyawan mutu dan lab 3 1.500.000 4.500.000

17 Kepala divisi pengendalian proses 1 2.500.000 2.500.000

18 Staff pengendalian proses 5 1.000.000 5.000.000

19 Kepala divisi produksi 1 2.500.000 2.500.000

20 Staff produksi 4 1.250.000 5.000.000

21 Karyawan produksi 116 1.000.000 116.000.000

22 Kepala divisi gudang 1 2.000.000 2.000.000

23 Staff divisi gudang 2 1.250.000 2.500.000

24 Karyawan gudang 3 1.000.000 3.000.000

25 Kepala bagian pemasaran 1 5.000.000 5.000.000

26 Kepala devisi market dan riset 1 2.500.000 2.500.000

27 Staff market dan riset 2 1.000.000 2.000.000

X- 23 -

28 Kepala divisi penjualan 1 2.500.000 2.500.000

29 Staff penjualan 5 1.250.000 6.250.000

30 Kepala divisi promosi & periklanan 1 2.250.000 2.500.000

31 Staff promosi & periklanan 3 1.000.000 3.000.000

32 Kepala bagian keuangan 1 5.000.000 5.000.000

33 Kepala divisi pembukuan & keuangan 1 2.500.000 2.500.000

34 Staff pembukuan & keuangan 2 1.000.000 2.000.000

35 Kepala divisi penyediaan & pembelian 1 2.500.000 2.500.000

36 Staff penyediaan & pembelian 3 1.000.000 3.000.000

37 Kepala bagian sumber daya manusia 1 5.000.000 5.000.000

38 Kepala divisi transportasi 1 2.000.000 2.000.000

39 Staff transportasi 2 1.000.000 2.000.000

40 Sopir 3 800.000 2.400.000

41 Kepala divisi ketenagakerjaan 1 2.500.000 2.500.000

42 Staff ketenagakerjaan 2 1.000.000 2.000.000

43 Kepala divisi personalia 1 2.500.000 2.500.000

44 Staff personalia 2 1.100.000 2.200.000

45 Kepala bagian umum 1 5.000.000 5.000.000

46 Kepala divisi HUMAS 1 2.500.000 2.500.000

47 Staff HUMAS 3 1.250.000 3.750.000

48 Kepala divisi keamanan 1 1.750.000 1.750.000

49 Staff keamanan 10 800.000 8.000.000

50 Kepala divisi kebersihan 1 1.750.000 1.750.000

51 Staff kebersihan 10 800.000 8.000.000

Jumlah 227 331.200.000

XI- 1 -

BAB XI

ANALISA DAN EKONOMI

Perencanaan Suatu pabrik perlu ditinjau dari faktor-faktor ekonomi yang menentukan

apakah pabrik tersebut layak atau tidak. Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan dalam

penentuan untung rugi dalam mendirikan pabrik pulp adalah sebagai berikut :

- Return On Invesment (ROI)

- Pay Out Time (POT)

- Break Event Point (BEP)

Sedangkan untuk menghitung faktor-faktor diatas perlu diadakan penaksiran beberapa hal

yang menyangkut administrasi perusahaan dan jalannya proses yaitu :

1. Penaksiran modal investasi total (Total Capital Investment) :

a. Modal tetap (Fixed Capital Investment)

b. Modal kerja (Working Capital Investment)

2. Penentuan biaya produksi (Total Production Cost)

a. Biaya pembuatan (Manufacturing Cost)

b. Biaya pengeluaran umum (General Expence)

3. Total pendapatan

11.1 Penentuan Total Capital Investment (TCI)

Karena harga peralatan dari tahun ke tahun cenderung naik maka perhitungan harga alat

dapat dilihat di appendiks D.

a. Biaya Langsung (DC)

1. Harga peralatan E = $ 2.937.343,872

XI- 2 -

2. Instalasi alat 30% E = $ 881.203,162

3. Instrumentasi dan alat kontrol 10% E = $ 293.734,387

4. Perpipaan terpasang 17% E = $ 499.348,458

5. Listrik terpasang 10% E = $ 293.734,387

6. Tanah 5% E = $ 146.897,344

7. Bangunan 18% E = $ 528.721,897

8. Fasilitas pelayanan 20% E = $ 587.468,774

9. Pengembangan lahan 5% E = $ 1.468,973

Total Modal Langsung (DC) = $ 6.315.289,325

b. Biaya Tak Langsung (IC)

10. Engineering dan supervisi 5% E = $ 146.867,194

11. Konstruksi 7% E = $ 205.614,071

Total Modal Tak Langsung(IC) = $ 352.481,265

c. Fixed Capital Investment (FCI)

12. Kontraktor 5% E = $ 146.867,194

13. Biaya tak terduga 1% E = $ 29.373,439

FCI = DC + IC + Kontraktor + Biaya Tak Terduga

= $ 6.315.289,325 + $ 352.481,265 +$ 146.867,194 + $ 29.373,439

= $ 6.844.011,223

d. Working Capital Investment (WCI)

WCI = 15 % FCI

= 0,15 x $ 6.844.011,223

= $ 1.026.601,683

XI- 3 -

e. Total Capital Investment (TCI)

TCI = FCI + WCI

= $ 6.844.011,223 + $ 1.026.601,683

= $ 7.870.612,906

f. Modal Perusahaan

Modal Sendiri (MS) 60% TCI = 0,6 x $ 7.870.612,906

= $ 4.722.367,744

Modal Pinjaman (MP) 40% TCI = 0,4 x $ 7.870.612,906

= $ 3.148.245,162

11.2 Penentuan Total Product Cost (TPC)

a. Biaya Produksi Langsung (Direct Production Cost/ DPC)

1. Bahan baku = $ 13.122.059,306

2. Tenaga kerja TK = $ 367.848

3. Supervisi 10% TK = $ 36.784,8

4. Utilitas = $ 12.401.528,516

5. Pemeliharaan dan perawatan (PP) 5% FCI = $ 342.200,561

6. Penyediaan operasi 10% PP = $ 34.220,056

7. Laboratorium 10% TK = $ 36.784,8

8. Patent dan Royalti 1% TPC = $ 0,01 TPC

9. Biaya pengemasan = $ 511.000

Biaya Produksi Langsung (DPC) = $ 26.852.416,039 + 0,01 TPC

XI- 4 -

b. Biaya Tetap (Fixed Cost/ FC)

10. Depresiasi alat 7% FCI = $ 479.080,786

11. Depresiasi bangunan 2% FCI = $ 136.880,225

12. Pajak kekayaan 0,5% FCI = $ 34.220,056

13. Asuransi 0,75% FCI = $ 51.330,084

14. Bunga bank 15% MP = $ 472.236,774

Total Biaya Tetap (FC) = $ 1.173.747,925

c. Biaya Overhead Pabrik

Biaya overhead 50% TK = 0,5 x $ 367.848

= $ 183.924

d. Biaya Pengeluaran Umum (General Expences / GE)

15. Biaya administrasi 10% TK = $ 36.784,8

16. Biaya distribusi dan pemasaran 1% TPC = $ 0,01 TPC

17. Biaya LITBANG 0,5% TPC = $ 0,005 TPC

Total Biaya Pengeluaran Umum (GE) = $ 36.784,8 + 0,015 TPC

e. Biaya Produksi Total (TPC)

TPC = DPC + FC + Biaya Overhead + GE

= ($ 26.852.416,039 + 0,01 TPC) + $ 1.173.747,925 + $ 183.924 +

($ 36.784,8 + 0,015 TPC)

= $ 28.246.872,764 + 0,025 TPC

TPC = $ 28.971.151,55

XI- 5 -

Maka, DPC = $ 26.852.416,039 + 0,01 TPC

= $ 26.852.416,039 + (0,01 x $ 28.971.151,55)

= $ 27.142.127,555

GE = $ 36.784,8 + 0,015 TPC

= $ 36.784,8 + (0,015 x $ 28.971.151,55)

= $ 471.352,073

11.3 Analisa Profitabilitas

1. Laba Perusahaan

Laba perusahaan adalah keuntungan yang diperoleh dari penjualan produk.

Total penjualan per tahun = $ 30.999.998,46

Laba kotor = Harga Jual – Biaya Produksi

= $ 30.999.998,46 - $ 28.971.151,55

= $ 2.028.846,91

Pajak penghasilan = 30% dari laba kotor

= 0,3 x $ 2.028.846,91

= $ 608.654,073

Laba bersih = Laba kotor x (1 - % pajak)

= $ 2.028.846,91 x (1 - 0,3)

= $ 1.420.192,837

Nilai penerimaan Cash Flow setelah pajak (CA) :

CA = Laba bersih + Depresiasi alat

= $ 1.420.192,837 + $ 479.080,786

= $ 1.899.273,623

XI- 6 -

2. Laju Pengembalian Modal (ROI)

ROI adalah pernyataan umum yang digunakan untuk menunjukan laba tahunan sebagai usaha

untuk mengembalikan modal.

a. ROI sebelum pajak

ROIBT = x 100%

= x 100%

= 29,64%

b. ROI setelah pajak

ROIAT = x 100%

= x 100%

= 20,75% dari modal investasi

= 0,207 x $ 7.870.612,906

= $ 1.629.216,872

Berarti pabrik layak untuk didirikan karena ROI > Bunga Bank (20,75 % > 15%)

3. Lama Pengembalian Modal (POT)

POT adalah masa tahunan pengembalian modal investasi dari laba yang dihitung dikurangi

penyusutan atau waktu yang diperlukan untuk mengembalikan modal investasi.

POT = x 1 tahun

POT = x 1 tahun = 4,2 tahun (4 tahun 2 bulan)

XI- 7 -

4. 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 = x 100%

a. Biaya Tetap (FC)

FC = $ 1.173.747,925

b. Biaya Variabel (VC)

1. Bahan baku per tahun = $ 13.122.059,306

2. Biaya utilitas per tahun = $ 12.401.528,516

3. Biaya pengemasan per tahun = $ 511.000,00

Total Biaya Variabel (VC) = $ 26.034.587,822

Biaya Semi Variabel (SVC)

1. Biaya umum (GE) = $ 471.352,073

2. Biaya overhead = $ 183.924

3. Penyediaan operasi = $ 34.220,056

4. Biaya laboratorium = $ 36.784,8

5. Gaji karyawan langsung = $ 367.848

6. Supervisi = $ 36.784,8

7. Perawatan dan pemeliharaan = $ 342.200,561

8. Royalti = $ 289.711,516

Total Biaya Semi Variabel (SVC) = $ 1.762.825,806

c. Harga Penjualan (S)

S = $ 30.999.998,46

XI- 8 -

Maka,

BEP = x 100%

= x 100%

= x 100 %

= 45,63 %

Titik BEP terjadi pada kapasitas = 0,4563 x 10.000 ton/tahun

= 4.563 ton/tahun

($)/tahun S

SVC + VC

0,3 SVC

FC

0 45,63 100

Kapasitas Produksi (%)

Nilai BEP untuk pabrik pulp dari batang kapas berada diantara nilai 30-60%, sehingga nilai

BEP diatas memadai.

Untuk produksi tahun pertama kapasitas produksi 70% dari kapasitas yang sesungguhnya,

sehingga keuntungan adalah :

=

Dimana :

BEP

XI- 9 -

PBi = keuntungan pada % kapasitas yang tercapai (dibawah 100%)

PB = keuntungan pada kapasitas 100%

% kap = % kapasitas yang tercapai

=

PBi = $ 636.566,111

Untuk produksi tahun kedua kapasitas pabrik 90% dari kapasitas sesungguhnya, sehingga

keuntungan adalah :

=

Dimana :

PBi = keuntungan pada % kapasitas yang tercapai (dibawah 100%)

PB = keuntungan pada kapasitas 100%

% kap = % kapasitas yang tercapai

=

PBi = $ 1.158.983,928

Sehingga nilai Cash flow (Ca) setelah pajak untuk tahun kedua adalah

Ca = Laba bersih tahun kedua + depresiasi alat

= $ 1.158.983,928 + $ 479.080,786

= $ 1.638.064,714

XI- 10 -

5. Shut Down Point (SDP)

Shut Down Point adalah suatu titik yang merupakan kapasitas minimal pabrik masih boleh

beroperasi

SDP = x 100%

= x 100%

= 14,17%

Titik shut down point terjadi pada kapasitas = 0,1417 x 10.000 ton/tahun

= 1.417 ton/tahun

6. Net Present Value (NPV)

Metode ini digunakan untuk menghitung selisih dari nilai penerimaan kas bersih sekarang

dengan nilai investasi sekarang.

Langkah-langkah menghitung NPV :

a. Menghitung CAO (tahun ke 0) untuk massa konstruksi 2 tahun

i = bunga bank = 15%

CA-2 = 40% x FCI x (1 + i)2

= 0,4 x $ 6.844.011,223 x (1 + 0,15)2

= $ 3.620.481,937

CA-1 = 60% x FCI x (1 + i)1

= 0,6 x $ 6.844.011,223 x (1 + 0,15)1

= $ 4.722.367,744

CA-0 = - (CA-2 + CA-1)

= - ($ 3.620.481,937 + $ 4.722.367,744)

= - $ 8.342.849,681

XI- 11 -

b. Menghitung NPV tiap tahun

NPV = CA x Fd

Dimana :

Fd = faktor diskon =

i = tingkat bunga bank

CA = cash flow setelah pajak

n = tahun ke-n

Tabel E.5 Cash Flow untuk NPV selama 10 tahun

Tahun Cash Flow ($) Fd NPV

(i = 0,15) ($)

0 - 8.342.849,681 1 - 8.342.849,681

1 1.638.064,714 0,8696 1.424.461,075

2 1.899.273,623 0,7561 1.436.040,786

3 1.899.273,623 0,6575 1.248.772,407

4 1.899.273,623 0,5718 1.086.004,658

5 1.899.273,623 0,4972 944.318,845

6 1.899.273,623 0,4323 821.055,986

7 1.899.273,623 0,3759 713.936,955

8 1.899.273,623 0,3269 620.872,547

9 1.899.273,623 0,2843 539.963,491

10 1.899.273,623 0,2472 469.500,439

Nilai sisa 0 0,2472 0

WCI 1.458.983,928 0,2472 360.660,827

Jumlah 1.322.738,335

Karena harga NPV = (+) maka pabrik pulp dari batang kapas layak untuk didirikan.

XI- 12 -

7. Internal Rate of Return (IRR)

Tabel E.6. Cash Flow untuk IRR

Tahun Cash Flow ($) Fd NPV1

Fd NPV2

(i = 0,15) ($) (i = 0,35) ($)

0 - 8.342.849,681 1 - 8.342.849,681 1 - 8.342.849,681

1 1.638.064,714 0,8696 1.424.461,075 0,7407 1.213.314,534

2 1.899.273,623 0,7561 1.436.040,786 0,5487 1.042.131,437

3 1.899.273,623 0,6575 1.248.772,407 0,4064 771.864,800

4 1.899.273,623 0,5718 1.086.004,658 0,3011 571.871,288

5 1.899.273,623 0,4972 944.318,845 0,2230 423.538,018

6 1.899.273,623 0,4323 821.055,986 0,1652 313.760,003

7 1.899.273,623 0,3759 713.936,955 0,1224 232.471,092

8 1.899.273,623 0,3269 620.872,547 0,0906 172.074,190

9 1.899.273,623 0,2843 539.963,491 0,0671 127.441,260

10 1.899.273,623 0,2472 469.500,439 0,0497 94.393,899

Nilai sisa 0 0,2472 0 0,0497 0

WCI 1.458.983,928 0,2472 360.660,827 0,0497 72.511,501

Jumlah 1.322.738,335 - 3.307.477,659

IRR = i1 + x (i2 – i1)

= 15% + x (35 – 15)

= 23,57 %

Karena IRR lebih besar dari bunga bank (15%) maka pabrik pulp dari batang kapas layak

untuk didirikan.

XII- 1 -

BAB XII

KESIMPULAN

Pra rencana pabrik pulp dari batang kapas ini menggunakan proses Kraft (Sulfat) dengan

bahan baku batang kapas, sodium hydroxide (NaOH), sodium karbonat (Na2CO3), sodium sulfit

(Na2S). Ketersediaan pulp darai batang kapas ini digunakan untuk kebutuhan dalam negeri.

Lokasi pendirian pabrik di daerah Keraton, Kabupaten Pasuruan Propinsi Jawa Timur

dengan pertimbangan berbagai aspek yang menguntungkan seperti bahan baku yang terdekat

dengan batang kapas, dekat jalan utama dan pelabuhan sehingga memudahkan pemasaran, serta

sarana dan prasarana lainnya.

Di tinjau dari segi ekonomi, pabrik pulp dari batang kapas ini layak didirikan dengan

penilaian investasi sebagai berikut :

a. Total Capital investment (TCI) = $ 7.870.612,906

b. Total Product Cost (TPC) = $ 28.971.151,55

c. Rate of Return on Investment (ROI)

- ROI sebelum pajak = 29,64 %

- ROI sesudah pajak = 20,75 %

d. Internal Rate of Return (IRR) = 23,57 %

e. Break Event Point (BEP) = 45,63 %

f. Pay Out Time (POT) = 4,2 tahun

XII- 2 -

DAFTAR PUSTAKA

Austin, T.George, “ Shreve’s Chemical Process Industries”, fifth edition, McGaw Hill Book

Company, 1984.

Brownell, L.E. and Young, E.H., ” Process Equipment Design”, Willey Estern Limited, New

Delhi, 1955.

Brow, G.G., “ Unit Operation”, John Willey and Sons Inc., New York, 1950.

Chakrabarty, B.N., “ Industrial Chemistry”,

Coulson and Richardson, “ Chemical Engineering”, Sixth Pergamon Press, Oxford.

Fait W L, Keyes, D.B and Dark, “ Industial Chemical”, Fourth Edition, A Willey Interscience

Publication, New Jersey, 1975.

Foust, A.S., “ Principle of Unit Operation”, Second Edition, John Willey and Sons Inc, London,

1980.

Fongel.D. Wegener, D., ” Kayu, Kimia Ultra, Struktur Reaksi-Reaksi”, UGM.

Yogyakarta,1995.

Geankoplis, J Christie, “ Transport Process Unit Operation”, Third Edition, Prentice-Hall, Inc,

1993.

Hesse, H.C., J. H.Rushton, “ Process Equipment Design”, Van Nostrans Company Inc,

Princeton, New Jersey, 1969.

Hougen, A Olaf, “ Chemical Process Principles “, Second Edition, John Willey and Sons, Inc,

1954.

Himmeblau, D.M, “ Basic Principle and Calculation in Chemical Engineering”, 4th

ed,

Prentice Hall Inc,1982.

J.F. Dumanau, “ Mengenal Kayu”, Edisi Revisi, Kanisius, 1999.

Kirk and Othmer, “ Encyclopedia of Chemical Technology”, First Edition, John Willey and

Sons Inc, New York, 1958.

Ludwig E Ernest, “ Design for Chemical and Petrochemical Plant”, Gulf Publishing Company,

Houston, 1964,

Mc. Cabe, W.L. and Smith, J. C, “ Operasi Teknik Kimia, Jilid I & II”, ed ke-4 terjemahan,

Penerbit Erlangga, Jakarta, 1987.

Mc. Ketta J., ” Encyclopedia of Chemical Processing and Design”, Vol.29.

XII- 3 -

Perry, J.H., “Perry’s Chemical Engineering Handbook”, 6th

edition, New York, Mc. Graw Hill

Book Company, Tokyo, 1991.

Peter and Timmerhaus, “ Plant Design and Economics for Chemical Engineer”, Fourth

Edition, Mc. Graw Hill Book Company, 1987.

Treybal, Robert, E. ” Mass Transfer Operation”, Mc. Graw Hill, Tokyo, 1981.

Ulrich, D, Gael, “ A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics”, John

Willey and Sons, 1984.

Ulmann’s, “ Encyclopedia of Chemical Processing and Design”, Vol. A.16.

Vilbrandt and Dryden, “ Chemical Engineering Plant Design”, Fourt Edition, Mc. Graw Hill

Company, 1959.

http://en.wikipedia.org/wiki/Kraft process.htm, tanggal 27 juni 2009.

http://en.wikipedia.org/wiki/Sodium hydroxide.htm, tanggal 27 juni 2009.

http://www.wmich.edu/160999b.htm, tanggal 28 juni 2009.

http://www.wmich.edu/130999b.htm, tanggal 29 juni 2009.

www.chemicalland21.com, tanggal 30 juni 2009.

www.matche.co.id, tanggal 20 agustus 2009.

APP A- 1 -

APPENDIKS A

PERHITUNGAN NERACA MASSA


= x x x

= 1.262,6262 kg/ jam


= 24 jam


Basis perhitungan = 8.838,6450 kg/ jam

Komposisi bahan baku:

Komposisi batang kapas mentah dari alam: (Soemardi, 1982)

Komponen Analisa (%) Fraksi berat

Lignin

Cellulose

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

17

56,58

0,84

15,6

1,61

8,37

0,17

0,5658

0,0084

0,156

0,0161

0,0837

Total 100 1

Komposisi 8.838,6450 kg/ jam batang kapas mentah:

Komponen Fraksi berat Berat (kg)

Lignin

Cellulose

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

0,17

0,5658

0,0084

0,156

0,0161

0,0837

1.502,570

5.000,905

74,245

1.378,829

142,302

739,795

Total 1 8.838,6450

APP A- 2 -


Fungsi: mencampur NaOH, Na2S, Na2CO3 dengan air (sebagai larutan pemasak).

NaOH

Na2S H2O

Na2CO3

Larutan pemasak

Kondisi operasi:

Suhu operasi = 30 oC

Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmospheric)

Kadar larutan = 12,5 % (Shreve’s : Tabel 33,3)

Feed masuk:

Komposisi NaOH solid:

Komponen % Berat

NaOH

NaCl

Na2CO3

H2O

98

0,03

0,4

1,57

Total 100

Komposisi Na2S solid:

Komponen % Berat

Na2S

Na2CO3

Na2SO3

Na2S2O3

Fe2O3

H2O

93,35

2

2

2

0,15

0,5

Total 100

Tangki pencampur

APP A- 3 -

Komposisi Na2CO3 solid:

Komponen % Berat

Na2CO3

Na2SO4

NaCl

H2O

99,855

0,085

0,03

0,03

Total 100

Perhitungan kebutuhan larutan pemasak:

Berat larutan pemasak = 35.354,580 kg

Kadar larutan pemasak = 12,5 %

Berat solid pada larutan pemasak = 12,5 % x 35.354,580 kg

= 4.419,323 kg

Komposisi berat solid pada larutan pemasak:

Komponen % Berat Berat (kg)

NaOH

Na2S

Na2CO3

58,6

27,1

14,3

2.589,723

1.197,636

631,963

Total 100 4.419,323

Perhitungan bahan baku :

Kebutuhan NaOH

Kebutuhan NaOH pada larutan pemasak = 2.589,723 kg/ jam

Komposisi NaOH:


NaOH

NaCl

Na2CO3

H2O

98

0,03

0,4

1,57

2.589,723

0,793

10,570

41,488

Total 100 2.642,574

APP A- 4 -

Kebutuhan Na2S

Kebutuhan Na2S pada larutan pemasak = 1.197,636 kg/ jam

Komposisi Na2S:


Na2S

Na2CO3

Na2SO3

Na2S2O3

Fe2O3

H2O

93,35

2

2

2

0,15

0,5

1.197,636

25,659

25,659

25,659

1,924

6,415

Total 100 1.282,953

Kebutuhan Na2CO3

Kebutuhan Na2CO3pada larutan pemasak = 631,963 kg/ jam

Komposisi Na2CO3:


Na2CO3

Na2SO4

NaCl

H2O

99,855

0,085

0,03

0,03

595,734

0,507

0,179

0,179

Total 100 596,599

Neraca massa komponen keluar:

NaCl:

NaCl pada NaOH = 0,793 kg

NaCl pada Na2CO3 = 0,179 kg +

Total NaCl = 0,972 kg

APP A- 5 -

Na2CO3:

Na2CO3 pada NaOH = 10,570 kg

Na2CO3 pada Na2S = 25,659 kg

Na2CO3 pada Na2CO3 = 595,734 kg +

Total Na2CO3 = 631,963 kg

H2O:

H2O pada NaOH = 41,488 kg

H2O pada Na2S = 6,415 kg

H2O pada Na2CO3 = 0,179 kg

H2O dari utilitas = 30.832,454 kg +

Total H2O = 30.880,536 kg

NaOH = 2.589,732 kg

Na2S = 1.197,636 kg

Na2SO3 = 25,659 kg

Na2S2O3 = 25,659 kg

Na2SO4 = 0,507 kg

Fe2O3 = 1,924 kg

APP A- 6 -

Neraca Massa:


NaOH dari F-116

NaOH

NaCl

Na2CO3

H2O

Na2S dari F-118

Na2S

Na2CO3

Na2SO3

Na2S2O3

Fe2O3

H2O

Na2CO3 dari F-119

Na2CO3

Na2SO4

NaCl

H2O

Air dari utilitas

H2O

2.589,723

0,793

10,570

41,488

2.642,574

1.197,636

25,659

25,659

25,659

1,924

6,415

1.282,953

595,734

0,507

0,179

0,179

596,599

30.832,454

Larutan pemasak ke Q-120

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

H2O

2.589,723

1.197,636

631,963

0,972

25,659

25,659

0,507

1,924

30.880,536

35.354,536

Total 35.354,580 Total 35.354,580

2. DIGESTER (Q-120)

Fungsi : Memasak bahan kapas dengan bantuan larutan pemasak

Larutan pemasak

Batang kapas Campuran produk pulp + steam

Open steam

195 oC, 13,86 atm

Digester

APP A- 7 -

Kondisi operasi:


Tekanan operasi = 925 kpa = 9,13 atm

Waktu pemasakan = 2 jam

Feed masuk:

1. Chip batang kapas

Komponen Berat (kg)

Lignin

Cellulose

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

1.502,570

5.000,905

74,245

1.378,829

142,302

739,795

Total 8.838,6450

2. Larutan pemasak

Komponen Berat (kg)

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

H2O

2.589,723

1.197,636

631,963

0,972

25,659

25,659

0,507

1,924

30.880,536

Total 35.345,580

Perbandingan batang dan larutan pemasak = = 4

APP A- 8 -

Komposisi batang kering:

Komponen Berat (kg)

Lignin

Cellulose

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

1.502,570

5.000,905

74,245

1.378,829

142,302

739,795

Total 8.838,6450

Cellulose batang terdiri dari:

84,5 % α-cellulose

15,5 % hemi cellulose

Cellulose = 5.000,905 kg

α-cellulose = 84,5 % x 5.000,905 kg = 4.225,765 kg

hemi cellulose = 5.000,905 kg - 4.225,765 kg = 775,140 kg

Tinjauan reaksi:

Reaksi delignifikasi dengan larutan NaOH:

R-COOH(s) + NaOH(aq) R-COONa(aq) + H2O(l)

R-COOH = lignin

Berat molekul lignin = 4560

Berat molekul Na-lignin = BM lignin – BM hydrogen + BM sodium

= 4560 – 1 + 23

= 4582

Berat lignin = 1.502,570 kg

Mol lignin = = 0,3295

APP A- 9 -

Kebutuhan NaOH = x 0,3295 kmol = 0,330 kmol

= 0,330 kmol x 40 = 13,180 kg

Produk Na-lignate = x 0,3295 kmol = 0,330 kmol

= 0,330 kmol x 4582 = 1509,819 kg


= 0,330 kmol x 18 = 5,931 kg

Produk reaksi:

Neraca H2O

Total H2O = H2O pada batang + H2O pada larutan pemasak + H2O produk reaksi

= (739,795 + 30.880,536 + 5,931) kg

= 31.626,262 kg

Neraca NaOH

NaOH pada feed = 2.589,723 kg

NaOH untuk reaksi = 13,180 kg -

NaOH sisa reaksi = 2.576,543 kg

Produk Na-lignate = 1.509,819

Yield pulp untuk tiap komponen:

Komponen % Yield Pulp

Lignin 16,67

α-cellulose 88,89

Hemi-cellulose 25,00

ekstraks 0,00

APP A- 10 -

Yield pulp untuk tiap komponen:

Na-lignate

Berat Na-lignate = 1.509,819 kg

Lignin pada pulp = (16,67 % x 1.509,819) kg = 251,687 kg

Na-lignate bebas = (1.509,819 – 251,687) kg = 1.258,132 kg

α-cellulose

Berat α-cellulose = 4.225,765 kg

α-cellulose pada pulp = 88,89 % x 4.225,765 kg = 3.756,283 kg

α-cellulose bebas = (4.225,765 - 3.756,283) kg = 469,482 kg

hemi-cellulose

Berat hemi-cellulose = 775,140 kg

Hemi-cellulose pada pulp = 25 % x 775,140 kg = 193,785 kg

Hemi-cellulose bebas = (775,140 - 193,785) kg = 581,355 kg

Cellulose yang terdapat pada fiber = α-cellulose pada pulp + Hemi-cellulose

pada pulp

= (3.756,283 + 193,785) kg

= 3.950,068 kg

Cellulose yang terdapat pada slurry = α-cellulose bebas + Hemi-cellulose

bebas

= (469,482 + 581,355) kg

= 1.050,838 kg

Perhitungan steam: (berdasarkan neraca massa)

Berat steam masuk = berat steam condensat = 1.055,231 kg

APP A- 11 -

Total H2O keluar = H2O pada produk + H2O steam condensat

= (31.626,262 + 1.055,231) kg = 32.681,493 kg

Neraca Massa :


Batang kapas dari C-113

Lignin

Cellulose

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

Larutan pemasak dari M-121

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

H2O

Open steam dari utilitas

Steam

1.502,570

5.000,905

74,245

1.378,829

142,302

739,795

8.838,646

2.589,723

1.197,636

631,963

0,972

25,659

25,659

0,507

1,924

30.880,536

35.354,580

1.055,231

Campuran produk ke H-131

- Fiber:

Cellulose

Lignin

- Slurry:

Cellulose

Na-lignate

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

3.950,068

251,687

4.201,755

1.050,838

1.258,132

2.576,543

1.197,636

631,963

0,972

25,659

25,659

0,507

1,924

74,245

1.378,829

142,302

32.681,493

41.046,702

Total 45.248,456 Total 45.248,456

3. ROTARY VACUUM WASHER I (H-131)

Fungsi : Memisahkan filtrat dan mencuci pulp

Air pencuci


Filtrat

Kondisi operasi :


Tekanan operasi = 20 in Hg = 0,668 atm (Hugot : 474)

RVWI

APP A- 12 -

Feed Masuk :

Komponen Berat (kg)

Fiber :

Cellulose

Lignin

Slurry :

Cellulose

Na-lignate

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

3.950,068

251,687

4.201,754

1.050,838

1.258,132

2.576,543

1.197,636

631,963

0,972

25,659

25,659

0,507

1,924

74,245

1.378,829

142,302

32.681,493

41.046,702

Total 45.248,456

Komposisi bahan bersifat solid (cake) :


Cellulose (fiber)

Cellulose (slurry)

Lignin

SiO2

Abu

3.950,068

1.050,838

251,687

74,245

142,302

0,722

0,192

0,046

0,014

0,026

1,400

1,400

2,650

2,320

Total 5.469,139 1,000

APP A- 13 -

ρ solid = Σ =

= 1,424 gr/cc

Komposisi bahan bersifat liquid (filtrat) :


Na-lignate

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

Pentosan

H2O

1.258,132

2.576,543

1.197,636

631,963

0,972

25,659

25,659

0,507

1,924

1.378,829

32.681,493

0,032

0,065

0,030

0,016

0,000

0,001

0,001

0,000

0,000

0,035

0,822

1,400

2,130

1,856

2,533

1,856

2,633

2,633

2,698

5,120

1,306

1

Total 39.779,317 1,000

ρ liquid = Σ =

= 1,082 gr/cc

A. Proses Filtrasi

Perhitungan filtrat terikut cake :

Asumsi porositas cake (g) = 0,35

ε = (Foust : 671)

Mliquid= x x x = 0,409 kg

Maka filtrat yang terikut cake = 0,409 kg filtrat/ kg solid kering

APP A- 14 -

Berat solid kering = 5.469,139 kg

Maka filtrat yang terikut cake = filtrat yang terikut cake x berat solid kering

= 0,409 kg x 5.469,139 kg

= 2.238,157 kg

Terdiri dari :

Komponen Berat (kg) Fraksi berat

Na-lignate

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

Pentosan

H2O

70,788

144,968

67,385

35,557

0,055

1,444

1,444

0,029

0,108

77,579

1.838,814

0,032

0,065

0,030

0,016

0,000

0,001

0,001

0,000

0,000

0,035

0,822

Total 2.238,171 1,000

B. Proses Pencucian

Kebutuhan air pencuci = 2 x filtrat terikut cake

= 2 x 2.238,171 kg

= 4.476,342 kg

Dianggap efisien pencucian = 95 %

Komposisi filtrat terikut cake setelah proses pencucian :

Berat filtrat terikut = 2.238,171 kg

Filtrat terikut cake = 5 % dari filtrat setelah proses filtrasi

H2O pada filtrat = berat filtrat terikut – berat solid

= 2.238,171 – 19,968

= 2.218,203 kg

APP A- 15 -

Terdiri dari :

Komponen Filtrat terikut cake setelah

proses filtrasi (kg)

Filtrat terikut cake setelah

proses pencucian (kg)

Na-lignate

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

Pentosan

H2O

70,788

144,968

67,385

35,557

0,055

1,444

1,444

0,029

0,108

77,579

1.838,814

3,539

7,248

3,369

1,778

0,003

0,072

0,072

0,001

0,005

3,879

2.218,203

Total 2.238,171 2.238,171

Filtrat keluar = filtrat pada feed – filtrat terikut cake + air pencuci

Terdiri dari :

Komponen Feed (kg) Terikut cake

(kg)

Filtrat keluar

(kg)

Na-lignate

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

Pentosan

H2O

Air pencuci

1.258,132

2.576,543

1.197,636

631,963

0,972

25,659

15,659

0,507

1,924

1.378,829

32.681,493

4.476,342

3,539

7,248

3,369

1,778

0,003

0,072

0,072

0,001

0,005

3,879

2.218,203

1.254,593

2.569,294

1.194,267

630,185

0,969

25,587

15,587

0,506

1,919

1.374,950

34.899,696

Total 44.255,659 2.238,171 41.977,552

APP A- 16 -

Neraca Massa :


Campuran pulp dari Q-120

- Fiber:

Cellulose

Lignin

- Slurry:

Cellulose

Na-lignate

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

Air pencuci darui utilitas

H2O

3.950,068

251,687

4.201,755

1.050,838

1.258,132

2.576,543

1.197,636

631,963

0,972

25,659

25,659

0,507

1,924

74,245

1.378,829

142,302

32.681,493

41.046,702

4.476,342

Campuran pulp ke R-130

- Fiber:

Cellulose

Lignin

- Slurry:

Cellulose

Na-lignate

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

Limbah cair:

Na-lignate

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

Pentosan

H2O

3.950,068

251,687

4.201,755

1.050,838

3,539

7,248

3,369

1,778

0,003

0,072

0,072

0,001

0,005

74,245

3,879

142,302

2.218,203

3.505,555

1.254,593

2.569,294

1.194,267

630,185

0,969

25,587

25,587

0,506

1,919

1.374,950

34.899,696

41.977,552

Total 49.724,798 Total 49.724,798

APP A- 17 -


Fungsi : memutihkan pulp dengan bantuan chlorine

O2, N2


Unbleached bleached

Cl2, O2, N2

Kondisi operasi :


Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmospheric)

Feed masuk :

Komponen Berat (kg)

Fiber :

Cellulose

Lignin

Slurry :

Cellulose

Na-lignate

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

3.950,068

251,687

4.201,754

1.050,838

3,539

7,248

3,369

1,778

0,003

0,072

0,072

0,001

0,005

74,245

3,879

142,302

2.218,203

3.505,555

Total 7.707,310

Bleaching Tank

APP A- 18 -

Reaksi yang terjadi :

Chlorine lignin :

2Na-lignate(s) + Cl2(g) lignin(l) + 2NaCl(s)

Berat molekul lignin = 4560

Berat molekul molekul Na-lignate = 4582

Berat Na-lignate = 3,539

Mol Na-lignate = = 0,0007 kmol

Kebutuhan Cl2 = x 0,0007 kmol = 0,00035 kmol

= 0,00035 kmol x 71 = 0,025 kg

Produk lignin = x 0,0007 kmol = 0,00035 kmol

= 0,00035 kmol x 4560 = 1,596 kg


= 0,0007 kmol x 58,5 = 0,041 kg

Kebutuhan Reaktan Chlorine :

Kebutuhan Cl2 = 0,0007 kmol = 0,025

Asumsi digunakan Cl2 berlebih 10 % :

Cl2 berlebih = (100 % + 10 %) x 0,0007 kmol = 0,00077 kmol

= 0,00077 kmol x 71 = 0,055 kg

Cl2 untuk reaksi = 0,025 kg

APP A- 19 -

Cl2 sisa reaksi = Cl2 berlebih – Cl2 untuk reaksi

= (0,055 – 0,025) kg

= 0,03 kg

Kebutuhan Cl2 berlebih = 0,055 kg

Kadar Cl2 = 98 %

Berat total Cl2 99,8 % = = 0,05 kg

Komposisi chlorine :


Cl2

O2

N2

99,8

0,04

0,16

0,039

0,000

0,000

Total 100 0,030

Produk reaksi :

Lignin sisa reaksi = (251,687 – 3,522) kg = 2,48,164 kg

NaCl :

NaCl pada reaksi = 0,041 kg

NaCl pada feed = 0,003 kg +

NaCl total = 0,044 kg

O2 pada chlorine = 0,000 kg

N2 pada chlorine = 0,000 kg

APP A- 20 -

Neraca Massa :


Campuran pulp dari H-131

- Fiber:

Cellulose

Lignin

- Slurry:

Cellulose

Na-lignate

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

Chlorine dari F-135

Cl2

O2

N2

3.950,068

251,687

4.201,755

1.050,838

3,539

7,248

3,369

1,778

0,003

0,072

0,072

0,001

0,005

74,245

3,879

142,302

2.218,203

3.505,555

0,030

0,000

0,000

0,030

Campuran pulp ke H-137

- Fiber:

Cellulose

Lignin

- Slurry:

Cellulose

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Lignin

Cl2 (terlarut)

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

Campuran gas ke udara

O2

N2

3.950,068

248,164

4.198,232

1.050,838

7,248

3,369

1,778

0,048

3,522

0,003

0,072

0,072

0,001

0,005

74,245

3,879

142,302

2.218,203

3.505,555

0,000

0,000

0,000

Total 7.707,340 Total 7.707,340

APP A- 21 -

5. ROTARY VACUUM WASHER II (H-137)

Fungsi : memisahkan filtrat dan mencuci pulp

Campuran pulp campuran pulp

Filtrat

Kondisi operasi :


Tekanan operasi = 20 in Hg = 0,668 atm

Feed Masuk :

Komponen Berat (kg)

Fiber :

Cellulose

Lignin

Slurry :

Cellulose

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Lignin

Cl2 (terlarut)

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

3.950,068

248,164

4.198,232

1.050,838

7,248

3,369

1,778

0,048

3,522

0,003

0,072

0,072

0,001

0,005

74,245

3,879

142,302

2.218,203

3.505,586

Total 7.707,360

RVW II

APP A- 22 -

Komposisi bahan bersifat solid (cake) :


Cellulose (fiber)

Cellulose (slurry)

Lignin (fiber)

Lignin (slurry)

SiO2

Abu

3.950,068

1.050,838

248,165

3,522

74,245

142,302

0,722

0,192

0,045

0,001

0,014

0,026

1,400

1,400

1,400

1,400

2,65

2,32

Total 5.469,139 1,000

ρ solid = Σ =

= 1,424 gr/cc

Komposisi bahan bersifat liquid (filtrat) :


NaCl

Cl2

NaOH

Na2S

Na2CO3

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

Pentosan

H2O

0,048

0,003

7,248

3,369

1,778

0,072

0,072

0,001

0,005

3,879

2.218,203

0,000

0,000

0,003

0,002

0,001

0,000

0,000

0,000

0,000

0,002

0,993

1,856

1,400

1,856

1,856

2,533

2,633

2,633

2,698

5,120

1,306

1

Total 39.779,317 1,000

ρ liquid = Σ =

= 1,003 gr/cc

APP A- 23 -

A. Proses Filtrasi

Perhitungan filtrat terikut cake :

Asumsi porositas cake (ε) = 0,35

ε = (Foust : 671)

Mliquid = x x x = 0,379 kg

Maka filtrat yang terikut cake = 0,379 kg filtrat/ kg solid kering

Berat solid kering = 5.469,139 kg

Maka filtrat yang terikut cake = filtrat yang terikut cake x berat solid kering

= 0,379 kg x 5.469,139 kg

= 2.074,840 kg

Terdiri dari :

Komponen Berat (kg) Fraksi berat

NaCl

Cl2

NaOH

Na2S

Na2CO3

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

Pentosan

H2O

0,044

0,003

6,730

3,128

1,651

0,067

0,067

0,001

0,005

3,602

2.059,542

0,000

0,000

0,003

0,002

0,001

0,000

0,000

0,000

0,000

0,002

0,993

Total 2.074,840 1,000

APP A- 24 -

B. Proses Pencucian

Kebutuhan air pencuci = 2 x filtrat terikut cake

= 2 x 2.074,840 kg

= 4.149,680 kg

Dianggap efisien pencucian = 95 %

Komposisi filtrat terikut cake setelah proses pencucian :

Berat filtrat terikut = 2.074,840 kg

Filtrat terikut cake = 5 % dari filtrat setelah proses filtrasi

H2O pada filtrat = berat filtrat terikut – berat solid

= (2.074,840 – 0,765) kg

= 2.074,075 kg

Terdiri dari :

Komponen Filtrat terikut cake pada

proses filtrasi (kg)

Filtrat terikut cake setelah

proses pencucian (kg)

NaCl

Cl2

NaOH

Na2S

Na2CO3

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

Pentosan

H2O

0,044

0,003

6,730

3,128

1,651

0,067

0,067

0,001

0,005

3,601

2.059,542

0,002

0,000

0,336

0,156

0,083

0,003

0,003

0,000

0,000

0,180

2.074,075

Total 2.074,840 2.074,840

Filtrat keluar = filtrat pada feed – filtrat terikut cake + air pencuci

APP A- 25 -

Terdiri dari :

Komponen Feed (kg) Terikut cake (kg) Filtrat keluar (kg)

NaCl

Cl2

NaOH

Na2S

Na2CO3

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

Pentosan

H2O

Air pencuci

0,048

0,003

7,248

3,369

1,778

0,072

0,072

0,001

0,005

3,879

2.218,203

4.419,680

0,002

0,000

0,336

0,156

0,083

0,003

0,003

0,000

0,000

0,180

2.074,075

0,046

0,003

6,912

3,213

1,695

0,069

0,069

0,001

0,005

3,699

4.292,278

Total 6.384,360 2.074,840 4.307,990

APP A- 26 -

Neraca Massa :


Campuran pulp dari R-130

- Fiber:

Cellulose

Lignin

- Slurry:

Cellulose

NaCl

Lignin

Cl2

NaOH

Na2S

Na2CO3

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

Air pencuci dari utilitas

H2O

3.950,068

248,164

4.198,232

1.050,838

0,048

3,522

0,003

7,248

3,369

1,778

0,072

0,072

0,001

0,005

74,245

3,879

142,302

2.218,203

3.505,586

4.149,680

Campuran pulp ke X-144

Cellulose

Lignin

H2O

Filtrat ke pengolahan limbah

Cellulose

NaCl

Lignin

Cl2

NaOH

Na2S

Na2CO3

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

3.950,068

248,164

2.074,075

6.272,307

1.050,838

0,046

3,522

0,003

6,912

3,213

1,695

0,069

0,069

0,001

0,005

74,245

3,699

142,302

2.292,278

5.578,897

Total 11.853,499 Total 11.853,499

APP A- 27 -


Fungsi : Membuat lembaran pulp dengan rool press

Campuran pulp lembaran pulp

Limbah cair

Kondisi operasi :


Tekanan operasi = 1 atm

Komponen Berat (kg)

Cellulose

Lignin

H2O

3.950,068

248,164

2.074,075

Total 6.272,307

Konsistensi pulp keluar = 65 %

Berat pulp kering = (6.272,307 – 2.074,075) kg = 4.198,232 kg

H2O = x 4.198,232 kg = 2.067,786 kg

H2O pada limbah cair = (2.074,075 – 2.067,786) kg = 6,289 kg

Neraca Massa :


Pulp basah dari H-137

Cellulose

Lignin

H2O

3.950,068

248,164

2.074,075

6.272,307

Lembaran pulp ke B-140

Cellulose

Lignin

H2O

Air ke pengolahan

H2O

3.950,068

248,164

2.067,018

6.266,897

6,289

Total 6.272,307 Total 6.272,307

Fourdrinier

APP A- 28 -


Fungsi : mengeringkan pulp dengan bantuan udara kering

Udara kering

Pulp basah Lembaran pulp kering

O2, N2

Kondisi operasi :


Tekanan operasi = 1 atm

Komponen Berat (kg)

Cellulose

Lignin

H2O

3.950,068

248,164

2.067,786

Total 6.266,018

Konsistensi pulp keluar = 95 %

Berat pulp kering = berat total – berat total H2O

= (6.266,018 – 2.067,786) kg

= 4.198,232 kg

Berat pulp kering = = 4.419,192 kg

Berat air pada pulp = berat produk akhir – berat pulp kering pada feed

= (4.419,192 – 4.198,232) kg

= 220,960 kg

Roll Dryer

APP A- 29 -

Penguapan air = berat air pada feed – berat air pada produk

= (2.067,786 – 220,960) kg

= 1.846,826 kg

Banyaknya udara yang diperlukan untuk menguapkan air dari filtrat 65 % H2O menjadi 5 %

H2O adalah : (dari perhitungan neraca massa).

Mu = 59.004,172 kg/ jam

Massa udara kering = 58.638,341 kg udara kering

Fraksi mol udara kering = (0,21 x BM O2) + (0,79 x BM N2)

= (0,21 x 32) + (0,79 x 28)

= 28,84 kmol

Mol udara kering = = 2.033,230 kmol

Udara kering terdiri dari :

O2 = x 2.003,230 kmol = 426,078 kmol

= 426,978 kmol x 32 = 13.663,303 kg

N2 = x 2.033,230 kmol = 1.606,251 kmol

= 1.606,251 kmol x 24 = 44.975,038 kg

H2O = (59.004,172 – 58.638,341) kg = 365,831 kg

APP A- 30 -

Udara basah terdiri dari :

O2 = 13.663,303 kg

N2 = 44.975,038 kg

H2O = (1.846,826 + 365,831) kg

= 2.212,657 kg

Neraca Massa :


Pulp basah dari X-144

Cellulose

Lignin

H2O

Udara kering ke dryer

O2

N2

H2O

3.950,068

248,164

2.067,786

6.266,018

13.663,303

44.975,038

365,831

59.004,172

Pulp kering ke F-144

Cellulose

Lignin

H2O

Udara kering ke lingkungan

O2

N2

H2O

3.950,068

248,164

220,960

4.419,192

13.663,303

44.975,038

2.212,657

60.850,998

Total 65.270,190 Total 65.270,190

APP B- 1 -

APPENDIX B

PERHITUNGAN NERACA PANAS


= x x x

= 1262,6262 kg/jam


= 24 jam


Basis perhitungan = 8.838,6450

1. HEATER (E-122) ∆Hc (195oC)

Larutan pemasak Larutan pemasak

ΔH1 (30oC) ΔH2 (176

oC)

∆Hs

(195oC; 13,86 atm)

ENTALPI MASUK :

Entalpi larutan pemasak pada suhu 30oC: (Sherwood, App. A)

Komponen Massa

(kg/ jam)

Cp Dt

(kkal/ kg)

m x Cp dT

NaOH 2.589,723 1,56 4.046,442

Na2S 119,636 1,14 1365658

Na2CO3 631,963 1,24 781,0011

NaCl 0,972 1,06 1,031

Na2SO3 25,659 1,18 30,331

Na2S2O3 25,659 0,52 13,443

Na2SO4 0,507 2,88 1,460

Fe2O3 1,924 0,78 1,501

Heater

APP B- 2 -

Komponen Massa

(kg/ jam)

Cp Dt

(kkal/ kg)

m x Cp dT

H2O 30.880,536 5,00 15.4402,680

ΔH1 160.643,456

ENTALPI KELUAR :

1. Entalpi larutan pemasak (ke digester) pada suhu 176oC:

Komponen Massa

(kg/ jam)

Cp dT

(kkal/ kg)

m x Cp dT

NaOH 2.589,723 47,19 122.202,540

Na2S 119,636 34,44 41.242,870

Na2CO3 631,963 37,22 23.586,528

NaCl 0,972 32,02 31,137

Na2SO3 25,659 35,70 915,989

Na2S2O3 25,659 15,67 402,077

Na2SO4 0,507 86,95 44,086

Fe2O3 1,924 26,00 50,024

H2O 30.880,536 151,00 4.662.960,936

ΔH2 4.851.436,201

2. Mencari kebutuhan steam (Qs)

Neraca panas total :

H1 + Qs = H2 + Qloss

Qloss = 5 % dari fluida panas

Qs = =

= 4.937.676,574 kkal/jam

3. Mencari panas yang hilang (Qloss)

Qloss = 5% x 4.937.676,574 kkal/ jam = 246.883,829 kkal/jam

4. Mencari kebutuhan steam

Berdasarkan saturated steam, suhu steam yang digunakan adalah 195oC dengan

APP B- 3 -

P = 1404,1 kPa

Dimana : Hv = 666,076 kkal/kg (Geankoplis App A.9)

HI = 199,379kkal/kg

= 467,104 kkal/kg

Qs = m x

m = = = 10.570,829 kg/ jam

ΔHs = m x Hv = 10.570,829 kg/jam x 666,076 kkal/kg =7.040.975,497 kkal/jam

ΔHc = m x Hl = 10.570,829 kg/jam x 199,379 kkal/kg= 2.107.601,315 kkal/jam

Qs = ΔHs – ΔHc

= 7.040.975,497 kkal/jam – 2.107.601,315 kkal/jam

= 4.937.676,574 kkal/jam

NERACA PANAS :


ΔH1 160.643,456

Qs 4.937.676,574

ΔH2 4.851.436,201

Qloss 246.883,829

TOTAL 5.098.320,030 TOTAL 5.098.320,030

2. DIGESTER (Q-120)

∆Hs

(1950; 13,86 atm)

Larutan pemasak

(176oC) ΔH1 campuran pulp + steam batang kapas

batang kapas ΔH2 (176oC)

(30oC) ∆Hc

Digester

APP B- 4 -

1. Entalpi larutan pemasak (dari heater) pada suhu 176oC :

Komponen Massa (kg/ jam) Cp dT (kkal/ kg) m x Cp dT

NaOH 2.589,723 47,19 122.209,028

Na2S 119,636 34,44 4.120,264

Na2CO3 631,963 37,22 23.521,663

NaCl 0,972 32,02 31,123

Na2SO3 25,659 35,70 915,026

Na2S2O3 25,659 15,67 402,077

Na2SO4 0,507 86,95 44,084

Fe2O3 1,924 26,00 50,024

H2O 30.880,536 151,00 4.662.960,936

H larutan pemasak 4.814.255,225

2. Entalpi batang kapas (dari gudang) pada suhu 30oC :

Komponen Massa (kg/jam) Cp dT (kkal/kg) m x Cp dT (kkal/ kg)

Lignin 1.502,570 2,80 4.207,196

Cellulose 5.000,905 0,12 600,109

SiO2 74,245 1,05 77,957

Pentosan 1.378,829 0,92 1.268,523

Abu 142,303 0,37 52,652

H2O 739,795 5,00 3.698,975

H batang kapas 9.905,412

Entalpi total masuk ( H1) = H larutan pemasak + H batang kapas

= 4.814.255,225 + 9.905,412

= 4.824.160,637 kkal/ jam

APP B- 5 -

3. Tinjauan panas reaksi :

Reaksi : R-COOH (s ) + NaOH(aq) R-COONa (aq) + H2O(l)

Komponen Massa (mol) Hf (kkal/ mol)

R-COOH 330 140,8

NaOH 330 112,193

R-COONa 330 135,7

H2O 330 -68,3

HoR = Hf produk – Hf reaktan

= (330 x –68,3) + (330 x 135,7) – (330 x 112,193) – (330 x 140,8)

= -61.245,69 kkal/ jam (eksotermis)

ENTALPI KELUAR :

1. Entalpi campuran pulp (ke rotary nacuum washer I) pada suhu 176oC :

Komponen Massa

(kg/ jam)

Cp dT

(kkal/ kg)

m x Cp dT

(kkal/ kg)

Fiber :

Cellulose

Lignin

3.950,068

251,687

3,65

84,75

14.417,748

21.330,473

Slurry :

Cellulose

Na-lignate

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

1.050,838

1.258,132

2.576,543

1.197,636

631,963

0,972

25,659

25,659

0,507

1,924

74,245

1.378,829

142,302

31.626,262

3,65

73,75

47,19

34,44

37,32

32,03

35,7

15,67

86,95

26,00

32,74

32,75

11,75

151,00

3.835,559

92.787,235

121.587,064

41.246,584

23.584,859

31,133

916,026

402,077

44,084

50,024

2.430,781

45.156,649

1.672,049

4.775.565,562

H2 5.145.057,907

APP B- 6 -

2. Mencari kebutuhan steam (Qs)


Qloss = 5 % dari panas yang masuk

= 5 % (4.824.160,637 + (-61.245,69 + Qs)

= 5 % (4.76.914,947 + Qs)

H1 + (- HoR) + Qs = H2 + Qloss

4.824.160,637+(-61.245,69+Qs=5.145.057,907+(5%(4.762.914,947+Qs))

4.762.914,947 + Qs = 5.383.203,654 + 0,05 Qs

0,95 Qs = 620.288,707

Qs = 652.935,481 kkal/ jam


Qloss = 5 % (4.762.914,947 + 652.935,481) = 270.792,521 kkal/ jam

4. Mencari kebutuhan air steam

Berdasarkan saturated steam, suhu steam yang digunakan adalah 195oC dengan P = 1.440,1

kPa = 13,86 atm.

Dimana : Hv = 665,789 kkal/kg (Geankoplis App A.2-9)

HI = 198,383 kkal/kg

= 467,406 kkal/kg

Q = m x

m = = 1.396,934 kg/ jam

ΔHs = m x Hv = 1.396,934kg/jam x 665,789kkal/kg=930.063,291kkal/jam

ΔHc = m x HI =1.396,934kg/jamx198,383kkal/jam=277.127,958kkal/jam.

APP B- 7 -

NERACA PANAS :

3. ROTARY VACUM WASHER I (H-131)

H2O (30oC)


H1 (176oC) ΔH2 (32

oC)

Filtrat (90oC)

ENTALPI MASUK :

1. Entalpi campuran pulp (dari digester) pada suhu 176oC :

Komponen Massa

(kg/ jam)

Cp dT

(kkal/ kg)

m x Cp dT

(kkal/ jam)

Fiber :

Cellulose

Lignin

3.950,068

251,687

3,65

84,75

14.423,744

21.285,986

Slutrry :

Cellulose

Na-lignate

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

1.050,838

1.258,132

2.576,543

1.197,636

631,963

0,972

25,659

25,659

0,507

1,924

74,245

1.378,829

142,302

31.626,262

3,65

73,75

47,19

34,44

37,32

32,03

35,7

15,67

86,95

26,00

32,74

32,75

11,75

151,00

3.837,154

92.785,999

121.580,623

41.242,870

23.586,528

31,137

915,989

402,077

44,086

50,024

2.431,057

45.155,277

1.671,863

4.777.565,562

H1 5.304.347,138


H1 4.824.160,637

H reaksi -61.245,69

Hs 930.063,291

H2 5.145.057,907

Hc 277.127,958

Qloss 270.792,521

TOTAL 5.692.978,238 TOTAL 5.692.978,238

RVW I

APP B- 8 -

2. Entalpi air pencuci (dari utilitas) pada suhu 30oC :

Cp dT H2O = 5,00 kkal/ kg

H2O = m x Cp dT

= 4.476,342 kg/ jam x 5,00 kkal/ kg

= 22.381,71 kkal/ jam

Neraca Panas Total :

H masuk = ΔH keluar

ΔH masuk = ΔH cake + ΔH filtrat

ΔH masuk = m cake ( T T ref Cp dT )cake + m filtrat (

T T ref Cp dT ) filtrat

T reference = 25oC = 298,15 K.

ENTALPI KELUAR :

1. Entalpi campuran pulp (ke rotary vacuum washer II) :

Komponen Massa

(kg/ jam)

Cp

(kg/ jam)

T(oC) m x Cp x T

(kkal/ jam)

Fiber :

Cellulose

Lignin

3.950,068

251,687

0,24

5,60

(T-25)

(T-25)

955,215 T + 23.880,371

1.409,668 T + 35.241,699

Slurry :

Cellulose

Na-

lignate

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

1.050,838

3,539

7,248

3,369

1,178

0,003

0,072

0,072

0,001

0,005

74,245

3,879

142,302

2.218,203

0,24

4,88

3,13

2,28

2,74

2,12

2,36

3,71

5,76

4,91

2,10

1,85

0,74

10,00

(T-25)

(T-25)

(T-25)

(T-25)

(T-25)

(T-25)

(T-25)

(T-25)

(T-25)

(T-25)

(T-25)

(T-25)

(T-25)

(T-25)

254,116 T + 6.352,902

17,287 T + 432,167

22,651 T + 566,283

7,684 T + 192,096

4,394 T + 109,858

0,006 T + 0,145

0,171 T + 4,266

0,268 T + 6,695

0,008 T + 0,205

0,027 T + 0,665

156,159 T + 3903,987

7,157 T + 178,919

104,796 T + 2.619,905

22.182,031 T + 55.450,770

H2 25.121,934T+628.040,934

APP B- 9 -

2. Entalpi limbah cair (pengolahan limbah) pada suhu 90oC :

Komponen Massa

(kg/ jam)

Cp dT

(kkal/ kg)

m x Cp dT

(kkal/ jam)

Na-lignate 1.254,593 31,75 39.828,632

NaOH 2.569,294 20,31 52.188,787

Na2S 1.194,267 14,82 17.703,614

Na2 CO3 630,185 16,07 10.124,580

NaCl 0,969 13,79 13,362

Na2SO3 25,587 15,37 393,191

Na2S2O3 25,587 2,71 69,340

Na2SO4 0,506 37,43 18,928

Fe2O3 1,919 2,91 5,584

Pentosan 1.374,950 12,86 17.685,660

H2O 34.899,678 65,00 2.268.479,067

H limbah cair 2.406.510,748


Qloss = 5 % dari fluida panas

= 5 % x 5.304.347,138

= 266.336,442 kkal/jam

Maka :

H1 + HH2O = H2 + H limbah cair + Qloss

5.304.347,138+2.238,71=(25.121,637T+628.040,934)+2.406.510,75+266.336,442

5.326.728,84 = 3.330.888,124 + 25.121,637 T

T = 81oC

Jadi : H2 = 25.121,637 (81) + 628.040,934 = 2.653.881,658 kkal/ jam

NERACA PANAS :


H1 5.304.347,138


H2 2.653.881,658

H limbah cair 2.406.510,748

Qloss 266.336,442

TOTAL 5.326.728,848 TOTAL 5.326.728,848

APP B- 10 -

4. ROTARY VACUM WASHER II (H-137)

H2O (30

oC)


H1 (81oC) H2 (32

oC)

filtrat (57oC)

ENTALPI MASUK :

1. Entalpi campuran pulp (dari rotary vacum washer I) pada suhu 81oC :

Komponen Massa

(kg/ jam)

Cp dT

(kkal/ kg)

m x Cp dT

(kkal/ jam)

Fiber :

Cellulose

Lignin

3.950,068

248,164

1,35

31,36

5.349,203

7.783,642

Slutrry :

Cellulose

NaOH

Na2S

Na2CO3

NaCl

Lignin

Cl2 terlarut

Na2SO3

Na2S2O3

Na2SO4

Fe2O3

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

1.050,838

7,248

3,369

1,178

0,048

3,522

0,003

0,072

0,072

0,001

0,005

74,245

3,879

142,302

2.218,203

1,35

17,50

12,77

13,84

11,88

31,36

20,72

13,24

15,71

32,25

13,91

11,90

10,96

4,20

56,00

1.423,050

126,840

43,027

16,305

0,570

110,467

0,062

0,953

1,131

0,032

0,070

883,334

42,525

597,680

124.219,368

H1 140.598,260

1. Entalpi air pencuci (dari utilitas) pada suhu 30oC :

Cp dT H2O = 5,00 kkal/ kg

H2O = m x Cp dT

= 4.149,68 kg/ jam x 5,00 kkal/ kg

= 20.748,4 kkal/ jam

RVW II

APP B- 11 -

Neraca Panas Total :

H masuk = H keluar

ΔH masuk = ΔH cake + ΔH filtrat

ΔH masuk = m cake (

T

T

filtrat

ref

dT) Cp(filtrat m)dT Cp( cake

T

Tref

)

T reference = 25oC = 298,15 K.

ENTALPI KELUAR :

1. Entalpi campuran pulp (ke roll dryer) pada suhu 32oC :

Komponen Massa (kg/jam) CP dT (kkal/kg) m x Cp dT (kkal/ jam)

Cellulose 3.950,068 0,17 668,650

Lignin 248,164 3,92 972,955

H2O 2.074,075 7,00 14.518,525

H2 16.160,131

2. Entalpi limbah cair (ke pengolahan limbah) pada suihu 57oC :

Komponen Massa (kg/ jam) Cp dT (kkal/ kg) m x Cp dT (kkal/ jam)

Cellulose 1.050,838 0,77 806,927

NaOH 6,911 9,93 68,592

Na2S 3,213 7,24 23,272

Na2CO3 1,695 7,85 13,306

NaCl 0,046 6,74 0,310

Lignin 3,522 17,79 62,651

Cl2 terlarut 0,003 4,59 0,014

Na2SO3 0,069 7,51 0,518

Na2S2O3 0,069 3,71 0,256

Na2SO4 0,001 18,29 0,018

Fe2O3 0,005 2,91 0,015

SiO3 74,245 6,71 498,341

Pentosan 3,699 6,03 22,312

Abu 142,302 2,36 335,739

H2O 4.292,278 31,76 136.324,037

ΔH limbah cair 138.156,308

APP B- 12 -

2. Mencari panas yang hilang (Qloss) :

Qloss = 5 % dari panas masuk

= 5 % x 140.598,260

= 7.029,913 kkal/ jam:

NERACA PANAS:


Q loss

Pulp basah Lembaran pulp kering

H1 (32oC) H2 (40

oC)

Udara basah Udara kering

H4 H3 (110oC)

Diasumsikan = 60 % Humidity maka Hs = 0,0375 kg H2O/ kg udara kering

H = 97,28

18,02 x

A

A

PP

P

= 28,97

18,02 x

325,101

1

= 0,01 kg H2O/ udara kering

Mu =

=

= 59.004,172 kg/ jam


H1 140.598,260


H2 16.160,131

H limbah cair 138.156,308

Qloss 7.029,913

TOTAL 161.348,660 TOTAL 161.348,660

Roll Dryer

APP B- 13 -

Massa udara kering = (1 - H) x Mu

= (1 – 0,01) x 59.004,172

= 58.414,130 kg udara kering/jam

ENTALPI MASUK :

1. Entalpi campuran pulp (dari rotary vacuum washer II) pada suhu 32oC :

Komponen Massa

(kg/jam)

Cp dT

(kkal/kg)

m x Cp dT

(kkal/jam)

Cellulose 3.950,68 0,17 668,650

Lignin 248,164 3,92 972,955

H2O 2.067,789 7,00 14.474,502

H1 16.116,108

2. Udara kering :

Hv = (1,005 + 1,88H) x (ToC-0) x 2501,4 H

= (1,005 + 1,88 (0,01)) x 2.501,4 (0,01))

= 127,341 / 4,184

= 30,435 kkal/ kg udara kering x Muk

= 30,435 x 58.638,341

= 1.784.672,025 kkal

ENTALPI KELUAR :

1. Entalpi produk pulp kering pada suhu 40oC :

Komponen Massa (kg/ jam) Cp dT (kkal/ kg) m x Cp dT (kkal/ jam)

Cellulose 3.950,68 0,36 1.432,822

Lignin 248,164 8,40 2.084,904

H2O 2.067,789 15,00 3.314,400

H2 6.832,126

APP B- 14 -

2. Udara basah :

Hs = 0,0375

Muk = 58.638,341 kg udar kering

Hy = (1,005 + 1,88H) x (ToC-0) x 2501,4 H

= (1,005 + 1,88 (0,0375)) x (T-0) + 2.501,4 (0,0375))

= (1,076 + 81,296) / 4,184

= (0,257 + 19,430) kkal/ kg udara kering x Muk

= (0,257 + 19,430) x 58638,341

= 15.073,025 T + 1.139.348,298 kkal


H1 + udara kering = H2 + udara basah

16.116,108 + 1.784.672,025 = 6.832,126 + 15.073,025 T + 1.139.348,298

654.607,758 = 1.146.180,424 + 15.073,025 T

T = 43oC

Maka udara basah :

Hy =15.073,025 T + 1.139.348,298

= 15.073,025 (43) + 1.139.348,298

= 1.793.956,056 kkal

NERAC A PANAS :


H1 16.116,108

H3 1.784.672,025

H2 6.832,126

H4 1.793.956,056

TOTAL 1.800.788,138 TOTAL 1.800.788,138

APP B- 15 -

6. HEATER UDARA (E-143)

ΔHc(195oC)

udara udara

H1(32oC) H2 (110

oC)

ΔHs

(195oC; 13,86 atm)

Neraca panas total : H1 + Qs = H2 + Qloss

Keterangan :

H1 = panas yang terkandung pada udara kering masuk heater

H2 = panas yang terkandung pada udara kering keluar heater

Qs = panas yang terkandung dalam steam

Qloss = panas yang hilang

ENTALPI MASUK :

Menghitung panas yang terkandung dalam udara kering masuk ( H1) :

Pada T = 32oC

Massa udara = 58.638,341 kg udra kering

Cp = 0,2489 kkal/ kg oC

H1 = m x Cp x T

= 58.638.341 x 0,2489 x (32 - 25) = 102.165,582 kkal/ jam

ENTALPI KELUAR :

Menghitung panas yang terkandung dalam udara kering keluar ( H2) :

Pada T = 110oC

HEATER

APP B- 16 -

Massa udara = 58.638,341 kg udara kering

Cp = 0,25000 kkal/ kgoC

H2 = m x Cp x T

= 58.638,341 x 0,25000 x (110 – 35)

= 1.246.064,746 kkal/ jam

Menghitung panas yang terkandung dalam steam (Qs) :

Asumsi : Qloss = 5 % x ( H1 + Qs)

H1 + Qs = H2 + Qloss

H1 + Qs = H2 + (0,05 x (ΔH1 + Qs))

0,95 ( H1 + Qs) = H2

97.057,303 + 0,95 Qs = 1.246.064,746

Qs = 1.209.481,519 kkal/jam

Menghitung panas yang hilang (Qloss) :

Qloss = 0,05 x (102.165,582 + 1.209,481,519)

= 65.582,355 kkal/jam

Kebutuhan steam :

Pada T = 195 oC

= 467,406 kkal/ kg

m = Qs/

= 1.209.481,519/ 467,406

= 2.587,647 kg/ jam

APP B- 17 -

NERACA PANAS :


H1 102.165,582

Qs 1.209.481,519

H2 1.246.064,746

Qloss 65.582,355

TOTAL 1.311.647,101 TOTAL 1.311.647,101

APP C- 1 -

APPENDIKS C

PEHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT

1. GUDANG BATANG KAPAS (F-110)

Fungsi : Manampung batang kapas dari supplier


Dasar pemilihan : Bahan terhindar dari kontaminasi dan kelembaban

Gudang berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.

Bahan masuk :

campuran = ...43,621

komponen

beratfraksi

lb/ft3 (Foust : 671)

(1 gr/cc = 62,43 lb/ft3)

campuran = 43,62

1

0837,0

320,2

0161,0

306,1

1560,0

650,2

0084,0

400,1

5658,0

400,1

1700,0

1

= 84,5 lb/ft3

Rate massa = 8.838,645 kg/jam

= 8.838,645 9,485.1945359,0

1

kgjam

kglb/jam

Komponen Berat (kg) Fraksi Berat (gr/cc) [Perry, 7ed

: T.2-

11]

Lignin

Cellulose

SiO2

Pentosan

Abu

H2O

1.502,570

5.000,905

74,245

1.378,829

142,302

739,795

0,1700

0,5658

0,0084

0,156

0,0161

0,0837

1,400

1,400

2,650

1,306

2,320

1,000

Total 8.838,645 1,000

APP C- 2 -

Rate volumetrik = 6,230/5,84

/9,485.193

ftlb

jamlb

densitas

massarateft

3/jam

Ditentukan :

- Waktu tinggal = 15 hari

- Tinggi = 10 m

- Panjang = (2 x lebar) m

Volume bahan = 230,6 ft3/jam x 15 hari x 24 jam/ hari = 83.016 ft

3

Volume gudang (direncanakan 50 % terisi bahan) :

Volume = %50

016.83 3ft

= 166.032 ft3 = 166.032 ft

3 x

3

3

1

028317,0

ft

m

= 4.701,5 m3

4.701,5 m3 = p x l x t

4.701,5 m3 = 21 x l x 10

L = 15,33 m

P = 30,66 m

Spesifikasi :

Fungsi : Menampung batang kapas dari supplier



Ukuran : Panjang = 30,66 m

Lebar =15,33 m

Tinggi = 10 m

APP C- 3 -

Bahan konstruksi : Beton

Jumlah : 1 buah

2. BELT CONVEYOR I (J-111A)


Type : Troughed belt on 450 idlers with equal lenght

Dasar pemilihan : Dipilih conveyor jenis belt sesuai dengan bahan

Perhitungan :

Rate massa = 8.838,645 kg/jam 9 ton/jam

Dengan kapasitas 9 ton/jam, Perry 7ed

table 21-7 dan fig 21-4 dipilih belt conveyor dengan

spesifikasi sebagai berikut :

Kapasitas maksimum = 32 ton/jam

Hp tiap 10 ft (linear-ft) = 0,34

Asumsi : - Jarak belt conveyor = 30 ft

- Tinggi belt = 10 ft

Slope =

tg 333,030

10 maka sudut belt conveyor : 1,84

0

Panjang belt = 22 1030 = 31,6 ft = 31,6 ft x mft

m6,9

2808,3

1

Kecepatan belt = 1006,31

9 ft/min = 28,5 ft/min

Perhitungan power :

ft

hp

10, lift = 0,34

ft

hp = 2 hp

Penambahan power untuk tripper = 2 hp +

Power total = 4 hp

APP C- 4 -

Spesifikasi :





Trough with = 9 in

Skirt seal = 2 in

Belt speed : 28,5 ft/min



Power : 4 hp

Jumlah : 1 buah

3. CUTTING MACHINE (C-112)


Type : Log Hauls Hydrolic System (J.B. Calkin : 51)

Dasar pemilihan : Sesuai denagan jenis dan ukuran bahan

Perhitungan :

Batang kapas yang dibeli mempunyai dimensi :

Panjang = 20 cm

Diameter = 5 mm

Untuk kayu dengan panjang rata-rata 20 cm, maka diguanakan sistem

pemotongan Single Chaun Log Slip dilengkapi dengan mesin pemotong otomatis.

APP C- 5 -

Spesifikasi :


Type : Log Haus Hidrolic System

Panjang conveyor : 10 ft = 3,048 m

Tinggi log deck : 5 ft = 1,524 m

Ukuran pemotong : 2 in x 8 in

Kecepatan : 135 ft/menit

Power : 20 hp

Bahan pemotong : Cast Iron

Jumlah : 1 buah

4. BELT CONVEYOR II (J-111B)



Dasar pemilihan : Dipilih conveyor jenis belt sesuai dengan bahan

Perhitungan :


Dengan kapasitas 9 ton /jam , Perry 7ed

table 21-7 dan fig 21-4 dipilih belt

Conveyor dengan spesifikasi sebagai berikut :





Slope =

APP C- 6 -

tg 333,030

10 maka sudut belt conveyor : 1,84

0

Panjang belt = 22 1030 = 31,6 ft = 31,6 ft x mft

m6,9

2808,3

1

Kecepatan belt = 1006,31

9 ft/min = 28,5 ft/min

Perhitungan power :

ft

hp

10, lift = 0,34

ft

hp = 2 hp

Penambahan power untuk tripper = 2 hp +

Power total = 4 hp

Spesifikasi :





Trough with = 9 in

Skirt seal = 2 in




Power : 4 hp

Jumlah : 1 buah

5. TANGKI NaOH SOLID (F-116)

Fungsi : Menampung NaOH supplier

Type : Silinder tegak dengan tutup atas dished dan bawah plat

APP C- 7 -

Dasar pemilihan : Bahan terhindar dari kontaminasi

Perhitungan analog tangki sebelumnya.


= 2.642,574 kg/jam x 826.545359,0

1 lb/jam


komponen

beratfraksi

lb/ft (Foust :671)

(1 gr/cc = 62,43 lb/ft3)

13143,62

1

0257,0

533,2

004,0

856,1

0003,0

13,2

98,0

1

campuran lb/ft3

Rate volumetrik = 45/131

/826.5

cuftlb

jamlb

densitas

massarateft

3/jam

Ditentukan waktu tinggal = 15 hari

Volume bahan = 45 200.1624

15 hari

jamhari

jam

ftft

3

Volume gudang (direncanakan 80% terisi bahan) :

Volume = %80

200.16 3ft

= 20.250 ft3 = 20.25 ft

3 x

3

3

1

028317,0

ft

m

= 573,4 m3

Menentukan diameter tangki :

Vol = 32 0874,04

diLsdi

APP C- 8 -

20.250 = 32 0874,05,14

dididi

20.250 = 1,1775 di3 + 0,0874 di

3

di = 25,2 ft = 302,7 in

Menentukan tekanan design :

Tinggi = 5,32

2,254

200.16

4

22

di

bawahtutupVbahanVft

P operasi = 14,7 psia = 0 psig

P hirostatik =

7,28144

15,32131

144

1

HP camppsig

P design = P operasi + P hirosatik

= 0 + 28,7 = 28,7 psig

Menentukan tebal silinder :

ts =

CPiEf

diPi

6,02

C = faktor korosi (in) (digunakan 81 in)

f = stress allowable, bahan konstuksi Carbon Steel SA-283 grade C, maka

f = 12.650 psi (Brownel, T.13-1)

ts =

CPiEf

diPi

6,02

=

6,0125,07,286,0)8,012650(2

7,3027,28

in 43 in

Menentukan tebal tutup :

tha =

9,0125,07,286,08,012650

7,3027,28885,0

1,0

885,0

C

PiEf

diPiin 1 in

APP C- 9 -

Menentukan tinggi tutup atas :

ha = 0,169.di = 0,169 x 25,2 = 4,3 ft = 51,1 in

Spesifikasi :

Fungsi : Menampung NaOH dari supplier


Bentuk : Silinder tegak dengan tutup atas dished dan bawah plat


Tinggi : 31,5 ft = 9,9 m

Tebal slinder : ¾ in

Tebal tutup atas : 1 in


Bahan konstuksi : Carbon Stekll SA-283 Grade C

Jumlah : 1 buah

6. SCREW CONVEYOR I (J-117A)

Fungsi : Memindahkan bahan dari tangki NaOH solid (F-116) ke bin NaOH (F-115B)

Type : Plain spourts or chutes

Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk padatan dengan sistem tertutup

Perhitungan :

Rate massa = 2.642,574 kg/jam = 5.825,9 lb/jam

bahan = 130,7 lb/ft3

Volumetrik bahan = 44,6 ft3/jam = 0,7 ft

3/menit

Untuk bulk density = 130,7 lb/ft3 , bahan termasuk kelas D dengan F = 3 (Badger, tabel 16-6)

(Badger, pers 16-5)

APP C- 10 -

Power motor = 33000

FWLC

Dengan :

C = kapasitas (ft3/mnt)

L = panjang (ft)

W = densitas bahan (lb/ft3)

F = faktor bahan

Asumsi panjang screw : L = 25 ft

Power motor = 2,033000

37,130257,0

hp

Untuk power < 2 hp, maka dikalikan 2 (Badger, tabel 16-6)

0,2 x 2 = 0,4 hp

Effisiensi motor = 80%, maka :

Power motor = 5,0%80

4,0 hp

Dari Badger, fig 16-20 untuk kapasitas = 44,6 ft3/jam digunakan ukuran :

Diameter = 6 in

Kecepatan putaran = 25 rpm

Spesifikasi :

Fungsi : Memindahkan bahan dari F-116 ke F-115B


Kapasitas : 44,6 ft3/jam

Panjang : 25 ft

Diameter : 6 in


APP C- 11 -

Power : 0,5 hp

Jumlah : 1 buah

7. BIN NaOH (F-115B)



Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk menampung padatan

Perhitungan analog tangki sebelumnya :


campuran = 7,13043,621

komponen

beratfraksi

lb/ft

Rate volumetrik = 6,44/7,130

/9,25.53

ftlb

jamlb

densitas

massarateft

3/jam

Direncanakan penyimpangan untuk 8 jam dengan 1 buah tangki,

sehingga didapatkan :

Volume tangki =

8,356

1

86,443

jamjam

ft

ft3

Menentukan ukuran tangki dan ketebalannya

Asumsi Dimension Ratio : H/D = 3 (Ulrich : T.4-27)

Volume = HD 2

4

1

356,8 = DD 34

1 2

D = 5,3 ft = 5,3 ft x inft

in8,190

2808,3

37,39

APP C- 12 -

Menetukan tebal minimum shell :

Tebal shell berdasarkan ASME Code untuk cylindrical tank :

Tmin = CPEf

riP

6,0 (Brownell, pers 13-1, hal 254)

Dengan :

Tmin = tebal shell minimum (in)

P = tekanan tangki (psi)

ri = jari-jari tangki (in) (1/2 D)

C = faktor korosi (in) (digunakan 1/8 in)

E = faktor pengelasan, digunakan double welded, E = 0,8

f = stress alllowable, bahan konstruksi Carbon Stell SA-283 grade C, maka

f = 12650 psi (Brownell T.13-1)

Penentuan tekanan design pada tangki :

PB = rTZkgcgb

ek

r ''21

''2

(Mc. Cabe, pers 26-24)

Dimana :

PB = tekanan vertikal dasar bejana

b = bulk densitas bahan (lb/cuft)

’ = koofesien gesek

= 0,35-0,55; diambil 0,45

k’ = ratio tekanan normal

k’ =

sin1

sin1

= 0,333 (sudut = 30

0)

ZT = tinggi total material dalam tangki = 15,9 ft

APP C- 13 -

r = jari-jari

= ½ x 5,3 = 2,7 ft

PB =

rTZkgcgb

ek

r ''2

''1

2

=

7,2

9,15333,045,02

1333,045,02

7,1307,2e

= 975,9 lb/ft2 = 6,8 psi (1 lb/ft

2 = 1/144 psi)

Tekanan lateral, PL = k’. PB (Mc.Cabe, hal 302)

= 0,333 x 6,8 = 2,3 psi

Poperasi = PB + PL

= 6,8 + 2,3 = 9,1 psi

Pdesign = 1,1 x 9,1 = 10 psi (10 % faktor keamanan)

ri = ½ D = 2,7 ft

t min = CPfE

riP

6,0

=

1,0125,0106,08,012650

7,210

in, digunakan t = 3/16 in

Untuk tebal tutup atas disamakan denagn tutup bawah, karena tutup bawah lebih

banyak menerima beban.

Tutup bawah conis :

Tebal conical =

CPfE

DP

6,0cos2 (Brownell, hal 18, ASME Code)

tc =

2,0125,016,0)8,012650(15cos2

123,5100

in 1/4 in

Tinggi conical :

APP C- 14 -

h = tg

D

2 (Hesse, hal 91-92)

Keterangan : = cone angle = 300

D = diameter tangki (ft)

Maka :

h = tg

D

2= 6,4

302

3,50

tgft

Spesifikasi :



Volume : 356,8 ft3


Tinggi : 15,9 ft = 4,8 m




Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C (Brownell : 253)

Jumlah : 1 buah

8. TANGKI Na2S SOLID (F-118)

Fungsi : Menampung Na2S dari supplier

Type : Silinder tegak dengan tutup atas dished dan tutup bawah plat

Dasar pemilihan : Bahan terhindar dari kontaminasi


APP C- 15 -


= 1.282,953 kg/jam 828.245339,0

1

kglb/jam


komponen

beratfraksi

lb/ft3

(Foust: 671)

(1 gr/cc = 62,43 lb/ft3)

campuran = 11743,62

1

005,0

12,5

002,0

633,2

002,0

633,2

020,0

533,2

020,0

856,1

934,0

1

lb/cuft

Rate volumetric = 24/117

/828.23

ftlb

jamlb

densitas

massarateft

3/jam

Ditentukan : Waktu tinggal = 15 hari

Volume bahan = 24 ft3/jam x 15 ,hari x 24 jam/hari = 8.640 ft

3


Volume = %50

640.8 3ft

= 10.800 ft3 = 10.800 ft

3 8,3051

028317,03

3

ft

mm

3

Menentukan diameter tangki :

Vol = 32 0874,04

diLsdi

10.800 = 32 0874,05,14

dididi

10.800 = 1,1775 di3

di = 20,5 ft = 245,4 in

APP C- 16 -

Menetukan tekanan design :

Tinggi = 2,26

5,204

640.8

4

22

di

bawahtutupVbahanVft

P operasi = 14,7 psia = 0 psig

P hidrostatik =

5,20144

12,26117

144

1

Hcamppsig

P design = P operasi + P hidrostatik

= 0 + 20,5 = 20,5 psig

Menentuan tebal silinder :

ts = CPiEf

diPi

)6,0(2


f = stress allowable, bahan konstuksi Carbon Stell SA-283 Grade C, maka f =12650 psi.(Brownell, T.13-1)

ts = CPiEf

diPi

)6,0(2

= inin 216,0125,0)5,206,0()8,012650[(2

4,2455,20

Mentukan tebal tutup:

Tha = ininCPiEf

diPi436,0125,0

)5,206,0()8,012650(

4,2455,20885,0

1,0

885,0

Menentukan tinggi tutup atas :

ha = 0,169 .di = 0,169 x 20,5 = 3, ft = 41,6 in

Spesifikasi :

Fungsi : Menampung Na2S dari supplier

APP C- 17 -


Bentuk : Silinder tegak dengan tutup atas dished dan bawah plat



Tebal silinder : ½ in

Tebal tutup atas : ¾ in


Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 Grade C

Jumlah : 1 buah

9. SCREW CONVEYOR II (J-117B)

Fungsi : Memindahkan bahan dari F-118 ke F-115C

Type : Plain Spourts or Chutes


Perhitungan :


Bahan = 117,4 lb/ft3


3/menit

Untuk bulk density = 117,4 lb/ft3, bahan termasuk kelas D dengan F = 3

Power motor = 33000

FWLC (Badger, tabel 16-6)

(Badger, pers 16-5)

Dengan :


L = panjang (ft)


APP C- 18 -

F = faktor bahan


Power motor = 1,033000

34,117254,0

hp

Untuk power < 2 hp, maka dikalikan 2 (Badger, tabel 713)

0,2 x 2 = 0,4 hp

Effisiensi motor = 80%, maka :

Power motor = 1%80

2,0 hp


Diameter = 6 in


Spesifikasi :

Fungsi : Memindahkan bahan dari F-118 ke F-115C



Panjang : 25 ft

Diameter : 6 in


Power : 1 hp

Jumlah : 1 buah

10. BIN Na2S SOLID (F-115C)



Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk menampung padatan


APP C- 19 -


campuran = 4,11743,621

komponen

beratfraksi

lb/ft3

Rate volumetric = 1,24/4,117

/4,828.23

ftlb

jamlb

densitas

massarateft

3/jam

Volume tangki =

8,192

1

81,243

jamjam

ft

ft3

Menentukan ukuran tangki dan ketebalannya:

Asumsi Dimension Ratio : H/D = 3 (Ulrich : T.4-27)

Volume = HD 2

4

1

192,8 = DD 34

1 2

D = 4,3 ft = 4,3 ft x inft

in6,51

2808,3

37,39

H = 3 D = 12,9 ft = 12,9 ft inft

in8,154

2808,3

37,39

Menetukan tebal minimum shell :


Tmin = CPEf

riP

6,0 (Brownel, pers 13-1, hal 254)

Dengan :

Tmin= tebal shell minimum (in)


ri = jari-jari tangki (in) (1/2 D)

APP C- 20 -



f = stress alllowable, bahan konstruksi Carbon Stell SA-283 grade C, maka

f = 12650 psi (Brownell, T.13-1)


PB = rTZkgcgb

ek

r ''21

''2

(Mc. Cabe, pers 26-24)

Dimana :

PB = Tekanan vertikal dasar bejan

b= Bulk densitas bahan (lb/cuft)

’ = Koefisien gesek

= 0,35-0,55; diambil 0,45

k’ = ratio tekanan normal (Mc. Cabe, pers 299)

k’ =

sin1

sin1

= 0,333 (sudut = 30

0)

ZT = Tinggi total material dalam tangki = 15,9 ft

r = Jari-jari

= ½ x 5,3 = 2,7 ft

PB =

rTZkgcgb

ek

r ''2

''1

2

=

2,2

9,12333,045,02

1333,045,02

4,1172,2e

= 713,1 lb/ft2 = 5 psi (1 lb/ft

2 = 1/144 psi)

Tekanan lateral, PL = k’. PB (Mc.Cabe, hal 302)

APP C- 21 -

= 0,333 x 5 = 1,7 psi

Poperasi = PB + PL

= 5 + 1,7 = 6,7 psi

Pdesign = 1,1 x 6,7 = 7,4 psi (10 % faktor keamanan)

ri = ½ D = 2,2 ft

t min = CPfE

riP

6,0

=

1,0125,04,76,08,012650

2,24,7

in, digunakan t = 3/16 in

Untuk tebal tutup atas disamakan dengan tutup bawah, karena tutup bawah lebih


Tutup bawah conis :

Tebal conical =

CPfE

DP

6,0cos2 (Brownell, hal118, ASME Code)

Dengan = ½ sudut conis = 00

152

30

tc =

1,0125,04,76,0)8,012650(15cos2

123,44,70

in 3/16 in

Tinggi conical :

h = tg

D

2 (Hesse, hal 91-92)

Keterangan : = cone angle = 300


Maka :

h = tg

D

2= 7,3

302

3,40

tgft

APP C- 22 -

Spesifikasi :



Volume : 192,8 ft3


Tinggi : 12,9 ft = 3,9 m





Jumlah : 1 buah

11. GUDANG Na2CO3 SOLID (F-119)



Dasar pemilihan : Bahan terhindar dari kontaminasi dan kelembaban

Gudang berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.


Rate massa = 596,599 kg/jam

= 596,599 kg/jam 3,315.145339,0

1

kglb/jam


komponen

beratfraksi

lb/ft3

(Foust: 671)

(1 gr/cc = 62,43 lb/ft3)

APP C- 23 -

campuran = 9,15743,62

1

0003,0

856,1

0003,0

698,2

001,0

533,2

999,0

1

lb/ft3

Rate volumetric = 3,8/157

/3,315.13

ftlb

jamlb

densitas

massarateft

3/jam

Ditentukan : waktu tinggal = 15 hari

Panjang = (2 x lebar) m

Tinggi = 7 m

Volume bahan = 8,3 ft3/jam x 15 ,hari x 24 jam/hari = 2.988 ft

3


Volume = %50

988.2 3ft

= 5.976 ft3 = 5.976 ft

169,2 m3

= 21 x l x 73 2,169

1

028317,03

3

ft

mm

3

169,2 m3 = p x l x t

l = 3,48 m

p = 6,96 m

Spesifikasi :





Lebar = 3,48 m

Tinggi = 7 m


Jumlah : 1 buah

APP C- 24 -

12. SCREW CONVEYOR (J-117C)

Fungsi : Memindahakn bahan dari F-119 ke F-115D



Perhitungan :

Rate massa =596,599 kg/jam = 1.315,3 lb/jam

ρ bahan = 157,9 lb/ft3


3/menit


(Badger, Tabel 16-6)

(Badger, pers 16-5)

Power motor =

Dengan :


L = panjang (ft)


F = factor bahan


Power motor = = 0,05 hp (Badger : 713)

Untuk power < 2 hp, maka dikalikan 20,05 x 2 = 0,1 hp

Effisiensi motor = 80 %, maka :

Power motor = 1 hp

APP C- 25 -

Dari Badger, fig 16-20 untuk kapasitas = 8,3 ft3/jam yang digunakan ukuran :

Diameter = 6 in


Spesifikasi :

Fungsi : Memindahkan bahan dari F-119 ke F-115D



Panjang : 25 ft

Diameter : 6 in

Kecepatan putaran : 12 rpm

Power : 1 hp

Jumlah : 1 buah

13. BIN Na2CO3 SOLID (F-115D)

Fungsi : Menampung Na2CO3


Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk menampumg padatan

Perhitungan analog dengan tangki sebelumnya:

Rate massa =596,599 kg/jam = 1.315,3 lb/jam

ρ campuran = 62,23 = 157,9 lb/ft3

Rate Volumetrik = = = 8,3 ft3/jam

Direncanakan penyimpanan untuk 8 jam dengan 1 buah tangki, sehingga didapat :

APP C- 26 -

Volume tangki = = 66,4 ft3

Menentukan ukuran tangki dan ketebalan :

Asumsi dimention ratio : H/D = 3 (Ulrich : T.4-27)

Volume =

66,4 =

D = 3 ft = 3 ft = 36 in

H = 3 D = 9 ft = 9 ft = 108 in

Menentukan tebal minimum shell :

Tebal shell berdasarkan ASME Code untuk cylinderrical tank :

tmin = + C

Dengan :

Tmin = tebal shell minimum (in)


ri = jari-jari tangki (in) (½ D)

C = faktor korosi (in) (digunakan ⅓ in)


f = stress allowable, bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 grade C, maka f = 12650 psi

(Brownell, T.13-1)

APP C- 27 -

Penentuan Tekanan Design Pada Tangki :

PB = (Mc.Cabe,pers 26-24)

Dimana :

PB = Tekanan vertikal dasar bejana

Ρb = Bulk densitas bahan (lb/cuft)

μ’ = Koefisien gesek

= 0,35 – 0,55 ; diambil 0,45 (Mc.Cabe, hal 299)

k’ = Ratio tekanan normal

k’ = = 0.33 (sudut = 30o)

ZT = Tinggi total material dalam tangki = 9 ft

r = Jari-jari bin

= ½ x 3 = 1,5 ft

PB =

=

= 659,4 lb/ft2 = 4,6 psi (1 lb/ft

2 = 1/144 psi)

Tekanan lateral, PL = k’ . PB (Mc.Cabe, hal 302)

= 0,333 x 4,6 = 1,5 psi

Poperasi = PB + PL

= 4,6 + 1,5 = 6,1 psi

Pdesign = 1,1 x 6,1 = 6,7 psi (10 % faktor keamanan)

ri = ½ D = 1,5 ft

tmin = + C

APP C- 28 -

= + 0,125 = 0,1 in digunakan t = 3/16 in

Untuk tebal tutup atas disamakan dengan tebal tutup bawah, karena tutup bawah lebih


Tutup bawah conis :

Tebal conical = + C (Brownell, hal 118, ASME Code)

Dengan α = sudut conis = = 150

tc = + 0,125 = 0,1 in 3/16 in

Tinggi conical :

h = (Hesse, hal 91-92)

keterangan : = cone angle ; 300


Maka :

h = = = 2,6 ft

Spesifikasi :

Fungsi : Menampung Na2CO3


Volume : 66,4 ft3

Diameter : 3 ft = 0,9 m

Tinggi : 9 ft = 2,7 m

APP C- 29 -





Jumlah : 1 buah


Fungsi = Mencampur NaOH, Na2S, Na2CO3, dengan air

Type = Silinder tegak, tutup atas dished, tutup bawah conical di lengkapi

pengaduk

Dasar pemilihan = - Tangki berpengaduk efektif untuk pencampur

- Tutup bawah conis, mempermudah pengeluaran produk

1. Perhitungan shell dan tutup

Perhitungan :


= 35.354,580 = 77.943,9 lb/jam

ρ bahan = x 62,43 lb/ft3 = 66,8 lb/ft

3

Rate volumetrik = = 1.166,8 ft3/jam

Waktu tinggal = 60 menit (1 jam proses)

Dengan waktu tinggal 1 jam dimana volume bahan mengisi 80 % volume tangki dan

digunakan 1 buah tangki.

Volume bahan = 1.166,8 ft3/jam x (1 jam) = 1.166,8 ft

3

APP C- 30 -

Volume tangki = = 1.458,5 ft3

Menentukan ukuran tangki dan ketebalannya :

Diambil demintion ratio = 2

Volume tangki = x D2 x H

D = 9,8 ft = 117,6 in = 3 m (Dmaksimum = 4 m) (Ulrich;T.4-18)

H = 2 x D = 2 x 9,8 ft = 19,6 ft

Penentuan tebal shell :

tmin = + C (Brownell, pers 13-1, hal 254)

Dengan :

tmin = tebal shell minimum (in)


ri = jari-jari tangki (in) (

C = faktor korosi (in) (digunakan ⅓ in)


f = stress allowable, bahan konstruksi Carbon Stell SA-283 grade C, maka f = 1265

psi (Brownell,T.13-1)

Poperasi = Phydrostatis = = = 9,1 psi

Pdesign diambil 10 % lebih besar dari Poperasi untuk faktor keamanan.

Pdesign = 1,1 x 9,1 = 10 psi

R = ½ D = ½ x 117,6 = 58,8 in

APP C- 31 -

tmin = + 0,125 = 0,2 in, digunakan t = ¼ in

Untuk tebal tutup atas disamakan dengan tutup bawah, karena tutup bawah mempunyai

beban yang lebih besar.

Tutup bawah conis :

Tebal conical = + C (Brownell,hal 118,ASME Code)

Dengan = ½ sudut conis = = 150

tc = + 0,125 = 0,2 in in

Tinggi conical :

h =

keterangan : = cone angle ; 300


Maka :

h = = = 8,5 ft

2. Perhitungan pengaduk

Dipakai impeller jenis turbin dengan 6 buah flat blade. Dari Perry 6ed

; p.19-9:

Diameter impeller (Da) = ⅓ diameter shell = ⅓ x 9,8 = 3,3 ft

Lebar blade (y) = 0,2 diameter impeller = 0,2 x 9,8 = 0,7 ft

Panjang blade (L) = 0,25 x diameter impeller = 0,25 x 9,8 = 0,8 ft

APP C- 32 -

Penentuan putaran pengaduk :

V = x Da x N (Joshi ; hal 389)

Dengan : V = Peripheral speed (m/menit)

Untuk pengaduk jenis turbin :

Peripheral speed = 200 – 250 m/menit (Joshi ; hal 389)

Da = Diameter pengaduk (m)

N = putaran pengaduk (rpm)

Diambil putaran pengaduk, N = 70 rpm = 1,2 rps

Da = 3,3 ft = 1 m

V = x l x 70 = 219,8 m/menit (memenuhi range 200-250 m/menit)

Penentuan Jumlah Pengaduk :

Jumlah pengaduk = (Joshi ; hal 389)

= 2 buah

Jarak antar pengaduk = (1 – 1,5) diameter pengaduk (Joshi ; hal 389)

= 1,5 x 3 = 4,5 ft

Putaran pengaduk, N = 70 rpm = 1,2 rps

μ campuran = 0,00092 lb/ft.dt (berdasarkan sg bahan)

ρ campuran = 66,8 lb/ft3

NRe = = = 784.173,9

Karena NRe 10000, maka digunakan baffle (Perry 6 ed; hal 19-8)

Untuk NRe 10000 diperlukan 4 buah baffle, sudut 900 (Perry 6 ed; hal 19-8)

APP C- 33 -

Lebar baffle, J = =

Lebar baffle, J = x Dt = x 9,8 = 0,8 ft

Untuk NRe 10000, perhitungan power digunakan Ludwig Vol-1, pers 5.5 hal 190

Power Pengaduk :

P = x x (N)3 x (D)

5 (Ludwig, Vol-1, pers 5.5, hal 190)

Dengan :

P = power (hp)

K3 = faktor mixer (turbin) = 6,3 (Ludwig, Vol-1, T.5.1, hal 192)

g = konstanta grafitasi (lb/dt2)

N = kecepatan putaran impeller (rps)

ρ = densitas (lb/ft3)

D = diameter impeller (ft)

P = x 66,8 x (1,2)3 x (3)

5 = 5.488 lb.ft/dt

= 10 hp (1 lb.ft/dt = 1/550 hp)

Untuk 2 pengaduk, power input = 2 x 10 = 20 hp

Perhitungan losses pengaduk :

Gland losses (kebocoran tenaga akibat poros dan bearing) = 10 % (Joshi ; hal 399)

Gland losses 10 % = 10 % x 20 = 2 hp

Power input dengan gland losses = 20 + 2 = 22 hp

Transmission system losses = 20 % (Joshi ; hal 399)

Transmission system losses 20 % = 20 % x 22 = 4,4 hp

APP C- 34 -

Power input dengan transmission system losses = 22 x 4,4 = 26,4 hp

Digunakan power motor = 30 hp

Spesifikasi :

Fungsi = Mencampur NaOH, Na2S, Na2CO3 dengan air

Type = Silinder tegak, tutup atas dished, tutup bawah conical

Dilengkapi pengaduk

Shell :

Diameter : 9,8 ft = 3 m


Tebal shell : ¼ in

Tebal tutup atas : ¼ in



Jumlah : 1 buah

Sistem Pengaduk :

Dipakai impeller jenis turbin dengan 6 buah flat blade dengan jumlah 2 buah

Diameter impeller : 3 ft

Lebar blade : 0,7 ft

Panjang bafle : 0,8 ft

Power motor : 30 hp

APP C- 35 -

15. HEATER (E-122)

Fungsi : Menaikkan suhu dari 30 0C menjadi 176

0C

Type : Heat Exchanger type shell dan tube Steam

t1 = 1950C = 383

0C

m = 10.563,9 kg/jam

Larutan pemasak T2 = 1760C = 348,8

0F

T1 = 30oC = 86

oF

P = 1 atm

M = 35.354,580 kg/jam T2 = 1000C = 212

0F

= 77.943,9 lb/jam

1 OD 16 BWG PT = 1¼, square pitch

Rate liquid = 35.354,580 kg/jam = 77.943,9 lb/jam

Rate steam = 10.563,9 kg/jam = 23.289,5 lb/jam

Rd gabungan minimal = 0,003 jam.ft2.0F/btu

Perhitungan :

1. Q = 77.943,9 x 0,58 x (383 – 212)0F

= 7.730,476 btu/jam

2. ∆TLMTD =

= 70,4 0F

Mencari Ft :

R = –

–

= = 0,27

S = –

–

= = 0,42

Pada Kern, fig 18 hal 828 didapatkan :

APP C- 36 -

Ft = 0,96 (type HE 1-2)

∆T = Ft . ∆TLMTD

= 0,96 x 70,40F = 67,58

0F

3. Suhu Caloric

Tc = ½ . (T1 + T2) = ½ . (383 + 348,8)0F = 365,9

0F

tc = ½ . (t1 + t2) = ½ . (86 + 212)0F = 149

0F

4. Trial UD

UD = 100 btu/j.ft2.0F

A = = = 1.098,1 ft2

Nt = = = 262 buah a” (Kern, tabel 10 hal 844)

Nt standart (Kern, table 9 hal 841)

UDkoreksi = x UD trial

= x 100 = 90,98 btu/jam/ft2.0F

Karena UD terletak diantara 75 – 150, maka UD koreksi 90,98 btu/jam/ft2.0F dapat

digunakan.

Kesimpulan sementara hasil perancangan :

Type HE 1 – 2

Bagian Shell Bagian Tube

IDS = 27” do = 1”

n' = 1 PT = 1¼“

de = 0,99” (Kern, Fig 28 hal 838) c’ = PT – do = 1¼ - 1 = ¼“

B = 6” N+ 1 = . n’ a’ = 0,594 in2

= x 1 = 32 a” = 0,2618 ft2/det (Kern, tabel 10 hal 843)

di = 0,870 in

Nt = 288

n = 2

APP C- 37 -

Evaluasi Perpindahan Panas (Rd)

Bagian Shell (larutan pemasak air) Bagian Tube (steam)

5. Menghitung NRe

As =

= = 0,225 ft2

Gs = =

= 346.417,3 lb/j.ft2

NRe = (Kern,fig 14 hal 823)

=

= 84.354,86

6. JH = 170 btu/j.ft2 (Kern, Fig 28 hal 838)

7. Menghitung harga koefisien film

perpindahan panas (ho)

hotrial = 250 btu/j.ft2.0F

5’. Menghitung NRe

at = =

= 0,594

Gt = =

= 39.207,9 lb/j.ft2

NRet = (Kern,fig 14 hal 823)

=

= 2.553,51

6’. JH = -

7’. Menghitung harga koefisien film

perpindahan panas (hi)

V = =

= 0,1743 ft/s

hio = hi . hi (Kern, fig 25 hal 835)

= 380 x

= 330,6 btu/j.ft2.0F

APP C- 38 -

8. Mencari tahanan panas pipa bersih (Uc) :

Uc = = = 142,35

9. Mencari dirt factor (factor kekotoran) pipa terpakai :

Rd = = = 0,00397

Rd hitung Rd ketetapan (memenuhi)

Spesifikasi :

Fungsi : Menaikkan suhu dari 300C menjadi 176

0C

Type : Shell dan Tube 1 – 2 Exchanger

Shell : Tube :

IDS = 27 in 1 OD, 16 BWG, 1 = 16

B = 6 in PT = 1¼, susunan square

N + 1 = 32 Nt = 288

n = 1 di = 0,870 in

de = 0,99 a” = 0,2618 in

n’ = 2

c’ = ¼ in

Shell side : larutan pemasak

Tube side : steam jenuh

Jumlah : 1 buah

APP C- 39 -

16. TANGKI PENAMPUNG Cl2 (F-135)

Fungsi : Menampung gas chlorine dalam bentuk liquid

Type : Silinder horizontal degan tutup dished

Dasar Pemilihan : Efisien untuk penyimpanan dengan tekanan tinggi

Perhitungan horizontal shell :

Komposisi bahan :

Komponen Berat (kg) Fraksi Berat BM

Cl2

O2

N2

0,03016

0,00001

0,00005

0,998

0,0004

0,0016

71

32

28

Total 0,03022 1,000

BM campuran = ∑ (BMi . xi) = (0,998 x 71) + (0,0004 x 32) + (0,0016 x 28)

= 70,9

Bahan masuk = 0,03022 kg/jam

= 0,03022 x = 0,07 lb/jam

Tekanan tangki = 6,8 atm (Hamler Manufacture)

Suhu yang dijaga = 300C (suhu kamar)

ρ chlorine (liquid) = 15,6 lb/ft3 (Perry 7

ed; T.2-30)

Rate volumetric = = 0,0045 ft3/jam

Storage tank direncanakan untuk menampung bahan baku untuk keperluan proses selama 6

hari dengan 1 buah tangki, sehingga volume tiap tangki adalah :

APP C- 40 -

= x (6 x 24 jam) = 0,65 ft3

Volume bahan mengisi 80% volume tangki, maka volume tangki :

Volume tangki = = 0,813 ft3

Menentukan diameter tangki dan panjang tangki :

= 3 – 5 ; diambil = 3 (Ulrich table 4-27, p.249)

Keterangan : L = Panjang tangki

D = Diameter tangki

Tangki berbentuk silinder dengan tutup berbentuk standard dished heads.

Volume = . D2 . L

0,3870 = x (D)2 x 3 D

D = 0,5477 ft = 6,5724 in

L = 3 x 0,5477 = 1,6431 ft = 19,7172 in

Penentuan Tebal Shell :

Untuk perencanaan, digunakan high-pressure monobloc vessel.

Penentuan diameter ratio, K berdasarkan maximum stress theory :

K = (Brownell & Young; pers 14.14c)

Keterangan : K = (OD shell/ID shell)

Fy.p = allowable yields pressure (psi)

Pi = internal pressure (psi)

APP C- 41 -

= safety factor (λ = 1,5) (Brownell & Young : 276)

Bahan konstruksi = SA-212-B dengan fy.p = 17500 psi

P operasi, pi = 6,8 atm = (6,8 – 14,7) – 14,7 = 85,25 psig

Pdesign diambil 10 % lebih besar dari P operasi untuk factor keamanan.

Pdesign = 1,1 x 85,25 = 93,78 psig

K = = = 1,015

do = di x K = 6,5724 in x 1,015 = 6,671 in

Tebal shell, t = ½ . (do – di) = ½ x (6,671 – 6,5724) = 0,049 ½ in

Tebal standard torispherical dished :

th =

Dengan : th = Tebal dished minimum (in)

P = Tekanan tangki (psi)

rc = Knuckle radius (in) (Brownell & Young : T-5.7)

Untuk ID = 6,5724 in, rc = 6,5724 in

E = Factor pengelasan, digunakan double welded, E = 0,8

f = Stress allowable, bahan kostruksi Carbon Steel SA-283 grade C, maka f

= 12650 psi (Brownell & Young : T.13-1)

Pdesign = 93,78 psig

th = = 0,054 in, digunakan t = 3/16 in

h = rc – = 6,5724 – = 0,881 in 0,073 ft

APP C- 42 -

Spesifikasi :

Fungsi : Menampung gas chlorine dalam bentuk liquid

Type : silinder horizontal dengan tutup dished

Volume : 0,3870 ft3 = 0,011 m

3

Tekanan : 6,8 atm

Diameter : 0,5477 ft = 6,5724 in

Panjang : 1,6431 ft = 19,7172 in

Tebal shell : ½ in

Tebal tutup : 3/16 in


Jumlah : 1 buah

17. CHIPPER (C-113)

Fungsi : Memotong kayu dengan ukuran 5 mm

Type : High yield rotary cutter

Produsen : Key Knife Techologies

Dasar Pemilihan : Sesuai dengan jenis dan ukuran bahan

Perhitungan :

Rate kayu = 8.838,645 kg/jam

= 8.838,645 x = 19.486 lb/jam

Pemilihan :

Dari Perry 6ed

, table 8 – 16 didapat :

Spesifikasi rotary knife adalah :

Ukuran screen : 5 mm

APP C- 43 -

Rate bahan : 960 lb/jam

Power : 12 hp

Maka rate bahan sebesar 19.486 lb/jam digunakan :

= 20,3 21 buah cutter

Berdasarkan Perry 6ed

table 8 – 17 di[ilih spesifikasi :

Spesifikasi :

Fungsi : Memotong kayu dengan ukuran 5 mm

Type : High yield rotary cutter

Produsen : Key Knife Technologies

Jenis mesin : Mesin No.0

Luas Ruangan : 37 in x 17 in

Kapasitas Maksimum : 960 lb

Speed : 1000 rpm

Power : 12 hp

Ukuran Screen : 10 in x 17 in

Jumlah Cutter : 21 buah

Jumlah Mesin : 1 buah

18. BELT CONVEYOR I (J-111C)

Fungsi : Memindahkan bahan dari C-113 ke J-114

Type : Troughed belt on 450 idlers with rolls of equal length

Dasar Pemilihan : Dipilih conveyor jenis belt sesuai dengan bahan

Perhitungan :


APP C- 44 -

Dengan kapasitas 10 ton/jam, dari Perry 7ed

table 21 – 7 dan fig 21 – 4 dipilih belt conveyor

dengan spesifikasi sebagai berikut :





Slope =

tg = = 0,333 Maka sudut belt conveyor : 18,40

Panjang belt = = 31,6 ft = 31,6 ft x = 9,6 m

Kecepatan belt = x 100 ft/min = 28,5 ft/min

Perhitungan Power :

, lift = 0,34

hp = x 0,34 hp/ft = 2 hp

penambahan power untuk tripper = 2 hp +

power total = 4 hp

Spesifikasi :

Fungsi : Memindahkan bahan dari C-210 ke J-212

Type : Troughed belt on 450 idlers with rolls of equal length


APP C- 45 -


Trough width = 9 in

Skirt seal = 2 in




Power : 4 hp

Jumlah : 1 buah

19. BUCKET ELEVATOR I (J-114)

Fungsi : Memindahkan bahan dari J-111C ke F-115A


Dasar Pemilihan : Untuk memindahkan bahan dengan ketinggian tertentu

Perhitungan :


Densitas = 84,5 lb/ft3

Tinggi Bucket = Tinggi (F-213 + Q-310) + tinggi dari dasar

= 39,9 + 26 + 6 = 71,9 ft

Perhitungan power (Perry 7ed

table 21-8), kapasitas dibawah 14 ton/jam :

Power pada head shaft = 1 hp

Power tambahan = 0,02 hp tiap ft

= 0,02 x 71,9 ft = 1,4 hp

Power total = (1 + 1,4) hp = 2,4 hp

APP C- 46 -

Efisiensi motor = 83 %

Power total = 3 hp

Dari Perry 7ed

table 21-8 sesuai kapasitas dipilih spesifikasi sebagai berikut :

Spesifikasi :

Fungsi : Memindahkan bahan dari J-211 ke F-213



Ukuran : 6 in x 4 in x 4¼ in

Bucket Spacing : 12 in

Bucket Elevator : 71,9 ft = 21,9 m

Ukuran Feed (maximum) : ¾ in

Bucket Speed : x 225 ft/menit = 144,6 ft/menit


Lebar belt : 7 in

Power total : 3 hp

Jumlah : 1 buah

20. SILO CHIP BATANG KAPAS (E-115A)

Fungsi : Menampung chip batang kapas


Dasar Pemilihan : Umum digunakan unruk menampung padatan

Perhitungan analog dengan tangki sebelumnya :


APP C- 47 -

= 8.838,645 x = 19.486 lb/jam

ρ campuran = x 62,43 = 84,5 lb/ft3

Rate volumetric = = = 230,6 ft3/jam

Direncanakan penyimpanan untuk 24 jam dengan 1 buah tangki, sehingga didapat

Volume tamgki = = 5.534 ft3


Asumsi Dimention Ratio : H/D = 3

Volume = ¼ x x D2 x H

5.534,4 = ¼ x x (D)2 x 3D

D = 13,3 ft = 159,6 in

H = 3 D = 39,9 ft = 478,8 in



tmin = + C

Dengan :




C = factor korosi (in) (digunakan ⅓ in)

APP C- 48 -

E = factor pengelasan, digunakan double welded, E = 0,8

f = stress allowable, bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 grade C, maka f =

12650 psi (Brownell, T.13-1)


PB = (Mc. Cabe, pers 26-24)

Dimana :

PB = Tekanan vertical dasar bajana

Ρb = Bulk densitas bahan (lb/ft3)

μ’ = koefisien gesek

= 0,35 – 0,55 ; diambil 0,45 (Mc. Cabe, hal 299)

k' = ratio tekanan normal

k’ = = 0,333 (sudut = 300)

ZT = tinggi total material dalam tangki = 39,9 ft

r = jari-jari bin

= ½ x 13,3 = 6,7 ft

PB =

=

= 1.572 lb/ft2 = 10,9 psi (1 lb/ft

2 = 1/144 psi)

Tekanan lateral, PL = k’ . PB (Mc. Cabe, hal 302)

APP C- 49 -

= 0,333 x 10,9 psi

Poperasi = PB + PL

= 10,9 + 3,6 = 14,5 psi

Pdesign = 1,1 x 14,5 = 16 psi (10 % factor keamanan)

ri = ½ D = 6,7 ft

tmin = + C

= + 0,125 =0,1 in digunakan t = 3/16 in



Tutup bawah conis :



tc = + 0,125 = 0,3 in ½ in

Tinggi conical :


keterangan : α = cone angle ; 300


Maka :

APP C- 50 -

h = = = 11,5 ft

Spesifikasi :

Fungsi = Menampung chip batang kapas

Type = Silinder tegak dengan tutup atas plat dan bawah conis

Volume = 5.534,4 ft3

Diameter = 13,3 ft = 4,1 m

Tinggi = 39,9 ft = 12,2 m

Tebal shell = 3/16 in

Tebal tutup atas = ½ in

Tebal tutup bawah = ½ in

Bahan konstruksi = Carbon Steel SA-283 Grade C (Brownell : 253)

Jumlah = 1 buah

21. DIGESTER (Q-120)

PERANCANGAN ALAT UTAMA OLEH UMI FARIDAH (2005510015)

22. POMPA I (L-123)

Fungsi : Mengalirkan bahan dari Q-120 ke H-131

Type : Centrifugal pump

Dasar Pemilihan : Untuk tekanan rendah

Asumsi Aliran Turbulen

Bahan masuk = 45.248,456 kg/jam

= 45.248,456 x = 99.756,3 lb/jam

APP C- 51 -


3

Rate volumetric = = 1.435,3 ft3/jam = 23,9 ft

3/menit

= 0,39 /ft3det = 179,3 gpm

Asumsi aliran turbulen :

Di optimum untuk turbulen, NRe 2100 digunakan pers (15) Peters :

Diameter optimum = 3,9 x qf0,45

x ρ0,13

(Peter, 4ed

, pers 15, hal 496)

Dengan : qf = fluid flow rate (ft3/dt)

ρ = fluid density (lb/ft3)

diameter pipa optimum = 3,9 x (0,39)0,45

x (69,5)0,13

= 4,43 in

Dipilih pipa 5 in, sch 40 (Geankoplis, App A.5-1)

OD = 5,563 in

ID = 5,047 in = 0,42 ft

A = ¼ x π x ID2 = ¼ x π x (0,42)

2 = 0,14 ft

2

Kecepatan aliran : V = x

= x = 2,85 ft/det

sg bahan = x sg reference = x 1 = 1,11

Dengan : μ = 0,000914 lb/ft.det (berdasarkan sg bahan)

NRe = = = 91.019,5 2100 (asumsi turbulen benar)

APP C- 52 -

Dipilih pipa Commercial steel ( = 0,00015)

= = 0,00036 (Geankoplis, fig 2.10-3 hal 88)

f = 0,0043 (Geankoplis, fig 2.10-3 hal 88)

Digunakan persamaan Bernoulli :

-Wf = + Z + + ΣF

Perhitungan Fraksi Berdasarkan Peters, 4ed

Tabel 1, hal 484

Taksiran panjang pipa lurus = 50 ft

Panjang ekuivalen suction, Le (Peters 4ed

; Tabel-1)

- 4 elbow 900 = 4 x 32 x (ID Pipa = 0,42) = 53,8 ft

- 1 globe valve = 1 x 300 x (ID Ppa = 0,42) = 126 ft

- 1 gate valve = 1 x 7 x (ID Pipa = 0,42) = 2,9 ft +

Panjang total pipa = 232,7 ft

Friksi yang terjadi :

1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa

F1 = = 1,21

2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa

F2 = K = 0,4, A tangki A pipa (Peters, 4ed

, hal 484)

= = 1 untuk tangki turbulen (Peters, 4ed

, hal 484)

= 0,05

APP C- 53 -

3. Friksi karena anlargement (ekspansi) dari pipa ke tangki

F3 = = α = 1 untuk aliran turbulen (Peters, 4ed

, hal 484)

= = 0,13 ; (V1 V2, maka V1 dianggap = 0

ΣF = F1 + F2 + F3 = 1,21 + 0,05 + 0,13 = 1,39

P1 = 1 atm = 2.116,8 lbf/ft2 (1atm = 14,7 x 144 lbf/ft

2)


2)

ΔP = P2 - P1 = 0 lbf/ft2

= 0

=

= 0,13 = 1 aliran turbulen (Peters, 4ed

, hal 484)

Asumsi ΔZ = 30 ft; ΔZ . = 30 ft = 30

(g : percepatan grafitasi = 32,2 ft/det2)

(gc : konstanta grafitasi = 32,2 ft/det2 x lbm/lbf

Persamaan Bernoulli :

-Wf = + Z + + ΣF

= 0 + 30 + 0,13 + 1,39 = 31,5

APP C- 54 -

sg campuran (Himmeblau : berdasarkan sg bahan) = 1,11

hp = (Perry 6ed

, pers 6-11, hal 6-5)

= = 1,58 hp

Efisiensi pompa = 76 % (Perry 4ed

, fig 14-37)

Bhp = = = 2,1 hp

Efisiensi motor = 82 % (Perry 4ed

, fig 14-38)

Power motor = = 2,56 hp 3 hp

Spesifikasi :

Fungsi : Mengalirkan bahan dari Q-310 ke H-320


Bahan : Commercial steel

Rate volumetric : 179,3 gpm

Total Dinamic Head : 31,5 ft.lbf/lbm

Efisiensi motor : 82 %

Power : 3 hp

Jumlah : 1 buah

23. ROTARY DRUM VACUUM WASHER I (H-131)

Fungsi : Memisahkan filtrate dan mencuci pulp

Type : Standard rotary drum vacuum washer

Dasar Pemilihan : Sesuai dengan bahan

Perhitungan :

Asumsi tebal cake = 0,75 cm

Minimum tebal cake = 6 mm (Perry 6ed

; T.18-8)

APP C- 55 -

Berat cake kering, W = 10 kg/m2 tiap cycle (Perry 6

ed; fig 18-98)

θd/W untuk 25% moist = 0,04 (Perry 6ed

; fig 18-98)

Waktu pengeringan, θd = θd/W x W = 10 x 0,04 = 0,4 menit

Asumsi waktu pencucian = 0,4 menit

% cycle total = 80 % (Perry 6ed

; T.18-8)

% cycle washing = 29 % (Perry 6ed

; T.18-8)

% cycle discharge = 20 % (Perry 6ed

; T.18-8)

% cycle untuk washing dan dinal dry = 80% - 29% - 20% = 31%

Cycle time total = = = 2,6

Asumsi overall scale up factor = 0,9

Rate filtrasi = x (60 x scale up) = x (60 x 0,9)

= 207,7 kg/jam.m2

Total filter area =

Dry cake pada produk = 5.469,1 kg/jam (Neraca massa)

Total filter area = = 26,3 m2

Dimensi filter :

Perbandingan komersial untuk single unit : = 1,6 (Perry 6ed

; T.18-86)

Total filter area = 26,3 m2

A drum = . D . L

26,3 = . D . 1,6 D

APP C- 56 -

26,3 = . 1,6 D2

Diameter drum, D = 2,3 m

Panjang drum, L = 1,6 x 2,3 m = 3,7 m

Spesifikasi :



Diameter : 2,3 m

Panjang : 3,7 m

Putaran : 10 rpm (Perry 6ed

; T.18-86)

Bahan : Carbon steel

Jumlah : 3 buah disusun seri

Power : 5 hp

24. SCREW CONVEYOR 4 (J-132)

Fungsi : Memindahkan bahan dari H-131 ke J-133


Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk padatan dengan system tertutup

Perhitungan :


= 7.707,3009 x = 16.991,8 lb/jam

ρ campuran =79,2 lb/ft3


= 3,6 ft3/menit

APP C- 57 -


(Badger, table 16-6)

Power motor = (Badger, pers 16-5)

Dengan :


L = panjang (ft)


F = factor bahan


Power motor = = 0,6 hp

Untuk power 2 hp, maka dikalikan 2 (Badger : 713)

0,6 x 2 = 1,2 hp


Diameter : 14 in


Spesifikasi :

Fungsi : Memindahkan bahan dari H-131 ke J-133


Kapasitas : 214,5 cuft/jam

Panjang : 25 ft

Diameter : 14 in


APP C- 58 -

Power : 2 hp

Jumlah : 1 buah

25. BUCKET ELEVATOR 2 (J-133)



Dasar Pemilihan : Untuk memindahkan bahan dengan ketinggian tertentu

Perhitungan :

Rate massa : 7.707,309 kg/jam 7,7 ton/jam

Densitas : 79,2 lb/ft3

Tinggi bucket : tinggi (F-323 + R-330) + tinggi dari dasar

: 27 + 18 + 6 = 51 ft

Perhitungan power (Perry 7ed

tabel 21-8), kapasitas dibawah 14 ton/jam :

Power pada head shaft = 1 hp

Power tambahan = 0,02 hp tiap ft

= 0,02 x 51 ft = 1,02 hp

Power total = (1 + 1,02) hp = 2,02 hp

Efisiensi motor = 83%

Power total = 3 hp

Dari Perry 7ed

tabel 21-8 sesuai kapasitas dipilih spesifikasi sebagai berikut :

Spesifikasi :



APP C- 59 -


Ukuran : 6 in x 4 in x 4¼ in

Bucket spacing : 12 in

Tinggi elevator : 51 ft

Ukuran feed(maximum) : ¾ in

Bucket Speed : x 225 ft/menit = 123,8 ft/menit


Lebar Belt : 7 in

Power total : 3 hp

Jumlah : 1 buah

26. BIN PULP (F-134)

Fungsi : Menampung pulp


Dasar Pemilihan : Umum digunakan unruk menampung padatan

Perhitungan analog dengan tangki sebelumnya :


= 7.707,309 x = 16.991,8 lb/jam

ρ campuran = x 62,43 = 79,2 lb/ft3


Direncanakan penyimpanan untuk 8 jam dengan 1 buah tangki, sehingga didapat

APP C- 60 -

Volume tamgki = = 1.716 ft3


Asumsi Dimention Ratio : H/D = 3 (Ulrich : T.4-27)

Volume = ¼ x x D2 x H

1.716 = ¼ x x (D)2 x 3D

D = 9 ft = 108 in

H = 3 D = 27 ft = 324 in



tmin = + C (Brownell, pers 13-1, hal 254)

Dengan :




C = factor korosi (in) (digunakan ⅓ in)

E = factor pengelasan, digunakan double welded, E = 0,8

f = stress allowable, bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 grade C, maka f =

12650 psi (Brownell, T.13-1)


PB = (Mc. Cabe, pers 26-24)

Dimana :

APP C- 61 -

PB = Tekanan vertical dasar bajana

Ρb = Bulk densitas bahan (lb/ft3)

μ’ = Koefisien gesek

= 0,35 – 0,55 ; diambil 0,45 (Mc. Cabe, hal 299)

k' = Ratio tekanan normal

k’ = = 0,333 (sudut = 300)

ZT = Tinggi total material dalam tangki = 27 ft

r = Jari-jari bin

= ½ x 9 = 4,5 ft

PB =

=

= 992,3 lb/ft2 = 6,9 psi (1 lb/ft

2 = 1/144 psi)

Tekanan lateral, PL = k’ . PB (Mc. Cabe, hal 302)

= 0,333 x 6,9 psi

Poperasi = PB + PL

= 6,9 + 2,3 = 9,2 psi

Pdesign = 1,1 x 9,2 = 16 psi (10 % factor keamanan)

ri = ½ D = 4,5 ft

tmin = + C

= + 0,125 =0,2 in digunakan t = 3/16 in

APP C- 62 -



Tutup bawah conis :



tc = + 0,125 = 0,2 in ¼ in

Tinggi conical :


keterangan : α = cone angle ; 300


Maka :

h = = = 7,8 ft

Spesifikasi :

Fungsi = Menampung pulp

Type = Silinder tegak dengan tutup atas plat dan bawah conis

Volume = 1.716 ft3

Diameter = 9 ft

Tinggi = 27 ft

Tebal shell = 3/16 in

APP C- 63 -

Tebal tutup atas = 3/16 in

Tebal tutup bawah = ¼ in

Bahan konstruksi = Carbon Steel SA-283 Grade C (Brownell : 253)

Jumlah = 1 buah


PERANCANGAN ALAT UTAMA OLEH ANASTASIA WETA (2005510004)

28. POMPA II (L-136)

Fungsi : Mengalirkan bahan dari R-130 ke H-137


Dasar Pemilihan : Untuk tekanan randah

Asumsi aliran turbulen


= 7.707,309 x = 16.991,9 lb/jam


3

Rate volumetric = = 214,5 ft3/jam = 3,6 cuft/menit

= 0,0,1 cuft/det = 27 gpm




x ρ0,13

(Peter, 4ed

, pers 15, hal 496)



APP C- 64 -


x (79,2)0,13

= 2,4 in

Dipilih pipa 2½ in, sch 40 (Geankoplis, App A.5-1)

OD = 2,875 in

ID = 2,468 in = 0,2 ft

A = ¼ x π x ID2 = ¼ x π x (0,2)

2 = 0,03 ft

2


= x = 2 ft/det








-Wf = + Z + + ΣF


Tabel 1, hal 484



; Tabel-1)

APP C- 65 -




Panjang total pipa = 137 ft



F1 = = = 0,5



, hal 484)


, hal 484)

= 0,02



, hal 484)

= = 0,06 ; (V1 V2, maka V1 dianggap = 0)

ΣF = F1 + F2 + F3 = 0,5 + 0,02 + 0,06 = 0,58


2)


2)

ΔP = P2 - P1 = 0 lbf/ft2

APP C- 66 -

= 0

=


, hal 484)

Asumsi ΔZ = 30 ft; ΔZ . = 30 ft = 30




-Wf = + Z + + ΣF

= 0 + 30 + 0,06 + 0,58= 30,6


hp = (Perry 6ed

, pers 6-11, hal 6-5)

= = 0,3 hp


, fig 14-37)

Bhp = = = 0,6 hp


, fig 14-38)

Power motor = = 1 hp

APP C- 67 -

Spesifikasi :

Fungsi : Mengalirkan bahan dari R-330 ke H-340



Rate volumetric : 27 gpm



Power : 1 hp

Jumlah : 1 buah

29. ROTARY DRUM VACUUM WASHER II (H-137)

Fungsi : Memisahkan filtrat dan mencuci pulp


Dasar Pemilihan : Sesuai dengan bahan

Perhitungan :

Asumsi tebal cake = 0,75 cm

Minimum tebal cake = 6 cm

Berat cake kering, W = 10 kg/m2 tiap cycle (Perry 7ed

, fig 18-98)

θd/W untuk 25% moist = 0,04 (Perry 6ed

; fig 18-102)

Waktu pengeringan, θd = θd/W x W = 10 x 0,04 = 0,4 menit

Asumsi waktu pencucian = 0,4 menit

% cycle total = 80 % (Perry 6ed

; T.18-8)

% cycle washing = 29 % (Perry 6ed

; T.18-8)

% cycle discharge = 20 % (Perry 6ed

; T.18-8)

APP C- 68 -

% cycle untuk washing dan dinal dry = 80% - 29% - 20% = 31%

Cycle time total = = = 2,6

Asumsi overall scale up factor = 0,9

Rate filtrasi = x (60 x scale up) = x (60 x 0,9)

= 207,7 kg/jam.m2

Total filter area =

Dry cake pada produk = 5.469,1 kg/jam (Neraca massa)

Total filter area = = 26,3 m2

Dimensi filter :

Perbandingan komersial untuk single unit : = 1,6 (Perry 6ed

; T.18-86)

Total filter area = 26,3 m2

A drum = . D . L

26,3 = . D . 1,6 D

26,3 = . 1,6 D2

Diameter drum, D = 2,3 m

Panjang drum, L = 1,6 x 2,3 m = 3,7 m

Spesifikasi :



Diameter : 2,3 m

APP C- 69 -

Panjang : 3,7 m

Putaran : 10 rpm (Perry 6ed

; T.18-86)

Bahan : Carbon steel

Jumlah : 3 buah disusun seri

Power : 5 hp

30. POMPA III (L-138)

Fungsi : Mengalirkan bahan dari H-137 ke X-144

Type : Gear pump/ Screw pump

Dasar Pemilihan : Untuk viskositas tinggi, bahan mengandung solid

Asumsi Aliran Turbulen


= 6.272,307 x = 13.828,1 lb/jam


3

Rate volumetric = = 179,4 ft3/jam = 2,9 ft

3/menit

= 0,05 /ft3det = 22,4 gpm




x ρ0,13

(Peter, 4ed

, pers 15, hal 496)




x (77,1)0,13

= 1,8 in

APP C- 70 -

Dipilih pipa 2 in, sch 40 (Foust, App. 6a)

OD = 2,375 in

ID = 2,067 in = 0,2 ft

A = ¼ x π x ID2 = ¼ x π x (0,2)

2 = 0,03 ft

2


= x = 1,7 ft/det








-Wf = + Z + + ΣF


Tabel 1, hal 484



; Tabel-1)


APP C- 71 -



Panjang total pipa = 137 ft



F1 = = 1,6



, hal 484)


, hal 484)

= 0,018



, hal 484)

= = 0,045 ; (V1 V2, maka V1 dianggap = 0

ΣF = F1 + F2 + F3 = 1,6 + 0,018 + 0,045 = 1,7


2)


2)

ΔP = P2 - P1 = 0 lbf/ft2

APP C- 72 -

= 0

=


, hal 484)

Asumsi ΔZ = 30 ft; ΔZ . = 30 ft = 30




-Wf = + Z + + ΣF

= 0 + 30 + 0,04 + 1,7 = 31,7


hp = (Perry 6ed

, pers 6-11, hal 6-5)

= 0,5 hp


, fig 14-37)

Bhp = = = 1,04 hp


, fig 14-38)

Power motor = = 1,5 hp

APP C- 73 -

Spesifikasi :

Fungsi : Mengalirkan bahan dari H-137 ke X-144

Type : Gear pump/ Screw pump


Rate volumetric : 22,4 gpm



Power : 1,5 hp

Jumlah : 1 buah


Fungsi : Membentuk lembaran pulp dan mengurangi kandungan air pada lembaran pulp

Type : Fourdrinier Section

Perhitungan :


= 6.272,307 x = 13.828,1 lb/jam


3

Rate volumetric = = 179,4 ft3/jam = 3 ft

3/menit

Diameter silinder = 18 in

Putaran weir = 520 rpm = = 18,4 rpm

Lebar weir = 106,3 in

APP C- 74 -

Daya yang diperlukan = 120 hp

Spesifikasi :

Fungsi : Membentuk lembaran pulp dan mengurangi kandungan air pada lembaran pulp

Type : Fourdrinier Section

Kapasitas : 3 ft3/menit

Dimensi : OD silinder = 18 in

Lweir = 106,3 in

Kecepatan : 18,4 rpm

Power : 120 hp

Jumlah : 1 buah

32. BLOWER (G-142)

Fungsi : Menghembuskan udara ke dalam dryer

Type : Centrifugal Blower

Perhitungan :

Laju massa udara masuk = 58.638,341 kg/jam = 129.276,1 lb/jam

Densitas udara = 1,1167 kg/m3 = 0,0728 lb/ft

2

Laju volumetrik udara = = 1.775.770,5 ft3/jam = 493,3 ft

3/s

P antara suction dan discharge blower = 0,5 lb/in2 (Ulrich, hal 430)

Efisiensi blower = 70 – 85 % (ditetapkan 80 %)

Power = 493,27 x 0,5 x 144

= 35.515,44 x = 64,57 hp

Efisiensi motor = 90 %

APP C- 75 -

Daya motor = = 71,74 hp 72 hp

Spesifikasi :

Fungsi : Menghembuskan udara ke dalam dryer

Type : Centrifugal Blower

Bahan konstruksi : Cast Iron

Kapasitas : 493,3 ft3/s

Power : 72 hp

Jumlah : 1 buah

33. HEATER (E-143)

Fungsi : Menaikkan suhu dari 32 0C menjadi 110

0C

Type : Heat Exchanger type shell dan tube Steam

t1 = 1950C = 383

0C

m = 2.587,647 kg/jam

Udara T2 = 1100C = 230

0F

T1 = 32oC = 89,6

oF

P = 1 atm

M = 58.638,341 kg/jam Q kondensat = 195oC

1 OD 16 BWG PT = 1¼, square pitch

Rate liquid = 58.638,341 kg/jam = 129.276,09 lb/jam

Rate steam = 2.587,647 kg/jam = 5.704,81 lb/jam

Rd gabungan minimal = 0,003 jam.ft2.0F/btu

Perhitungan :

1. Q = 129.276,09 x 0,25 x (383 – 212)0F

= 5.526.552,85 btu/jam

APP C- 76 -

2. ∆TLMTD =

= 37,13 0F

Mencari Ft :

R = –

–

= = 1,25

S = –

–

= = 0,42

Pada Kern, fig 18 hal 828 didapatkan :

Ft = 0,86 (type HE 1-2)

∆T = Ft . ∆TLMTD

= 0,86 x 137,130F = 117,93

0F

3. Suhu Caloric

Tc = ½ . (T1 + T2) = ½ . (383 + 230)0F = 306,5

0F

tc = ½ . (t1 + t2) = ½ . (89,6 + 212)0F = 150,8

0F

4. Trial UD

UD = 100 btu/j.ft2.0F

A = = = 403,02 ft2

Nt = = = 11 buah a” (Kern, tabel 10 hal 844)

Nt standart (Kern, table 9 hal 841)

UDkoreksi = x UD trial

APP C- 77 -

= x 100 = 78,57 btu/jam/ft2.0F

Karena UD terletak diantara 75 – 150, maka UD koreksi 78,57 btu/jam/ft2.0F dapat

digunakan.

Kesimpulan sementara hasil perancangan :

Type HE 1 – 2

Bagian Shell Bagian Tube

IDS = 8” do = 1”

n' = 1 PT = 1¼“

de = 0,99” (Kern, Fig 28 hal 838) c’ = PT – do = 1¼ - 1 = ¼“

B = 6” N+ 1 = . n’ a’ = 0,594 in2

= x 1 = 32 a” = 0,2618 ft2/det (Kern, tabel 10 hal 843)

di = 0,870 in

Nt = 14

n = 2

Evaluasi Perpindahan Panas (Rd)

Bagian Shell (larutan pemasak air) Bagian Tube (steam)

5. Menghitung NRe

As =

= = 0,225 ft2

5’. Menghitung NRe

at = =

= 0,03

APP C- 78 -

Gs = =

= 574.560,4 lb/j.ft2

NRe = (Kern,fig 14 hal 823)

=

= 979.364,32

6. JH = 700 btu/j.ft2 (Kern, Fig 28 hal 838)

7. Menghitung harga koefisien film

perpindahan panas (ho)

hotrial = 250 btu/j.ft2.0F

Gt = =

= 190.160,33 lb/j.ft2

NRet = (Kern,fig 14 hal 823)

=

= 379.796,8

6’. JH = -

7’. Menghitung harga koefisien film

perpindahan panas (hi)

V = =

= 0,845 ft/s

hio = hi . hi (Kern, fig 25 hal 835)

= 380 x

= 330,6 btu/j.ft2.0F

8. Mencari tahanan panas pipa bersih (Uc) :

Uc = = = 142,35

9. Mencari dirt factor (factor kekotoran) pipa terpakai :

Rd = = = 0,0057

APP C- 79 -

Rd hitung Rd ketetapan (memenuhi)

Spesifikasi :

Fungsi : Menaikkan suhu dari 320C menjadi 110

0C

Type : Shell dan Tube 1 – 2 Exchanger

Shell : Tube :

IDS = 8 in 1 OD, 16 BWG, 1 = 16

B = 6 in PT = 1¼, susunan square

N + 1 = 32 Nt = 14

n = 1 di = 0,870 in

de = 0,99 a” = 0,2618 in

n’ = 2

c’ = ¼ in

Shell side : udara

Tube side : steam jenuh

Jumlah : 1 buah

34. DRYER (B-140)

Fungsi : Mengurangi kandungan air pada lembaran pulp

Type : Dryer Part

Perhitungan :

Rate bahan masuk = 5.266,018 kg/jam

Rate bahan keluar = 4.419,192 kg/jam

Jumlah air yang diuapkan = 846,83 kg/jam = 134,42 ft3/menit

Menghitung jumlah silinder yang diperlukan.

APP C- 80 -

Keliling dryer yang kontak dengan dry pulp sheet (L) :

L = (Stephenson, Vol III hal 362)

Dimana :

S = kecepatan putaran mesin = 520 rpm

W = berat air yang diuapkan = 134,42 ft3/men

d = tebal dryer = 0,5 in

t = suhu udara kering yang digunakan

= suhu udara kering + udara basah

= (110 + 32)0C = 142

0 = 287,6

0F

Sehingga :

L = = 171,22 ft

Digunakan diameter silinder = 48 in, tebal 0,5 in

Keliling silinder = = 12,56 ft

½ keliling = = 6,28 ft 7 ft

Keliling silinder yang kontak dengan pulpsheet = 7 ft

Jadi jumlah silinder yang digunakan = = 24 buah

Spesifikasi :

Fungsi : Mengurangi kandungan air pada lembaran pulp

Type : Dryer Part

Kapasitas : 134,42 ft3/men

APP C- 81 -

Dimensi : OD silinder = 48 in

Lweir =106,3 in

Kecepatan : 520 rpm

Power : 175 hp

Jumlah : 25 buah

35. STORAGE PULP (F-144)


= 4.419,192 x = 9.742,7 lb/jam

ρ campuran = x 62,43 = … lb/ft3 (Foust : 671)

(1 gr/cc = 62,43 lb/cuft)

ρ campuran = x 62,43 = 85,7 lb/cuft


Ditentukan : Waktu tinggal = 30 hari

Tinggi = 10 m

Panjang = (2 x lebar) m

Volume bahan = 113,7 x 30 hari x = 81.864 cuft

Volume gudang (direncanakan 80 % terisi bahan) :

Volume = = 102.330 cuft

APP C- 82 -

= 102.330 cuft x

= 2.897,7 m3

2.897,7 m3 = p x l x t

2.897,7 m3 = 21 x l x10

l = 12,04 m

p = 24,08 m

Spesifikasi :

Fungsi : Menampung produk pulp




Lebar = 12,04 m

Tinggi = 10 m


Jumlah : 1 buah

APP D- 1 -

APPENDIKS D

PERHITUNGAN UTILITAS

Unit utilitas pada suatu pabrik adalah salah satu bagian yang sangat penting untuk

menunjang jalannya proses produksi dalam suatu industri kimia, sehingga kapasitas produksi

semakasimal mungkin dapat dicapai. Unit utilitas yang diperlukan pada Pra Rencana Pabrik Pulp

ini yaitu :

Air yang berfungsi sebagai air proses, air umpan boiler, air sanitasi dan air untuk pemadam

kebakaran

Steam sebagai media pemanas dalam proses produksi

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

Bahan bakar untuk mengoperasi boiler

Dari kebutuhan unit utilitas yang diperlukan, maka utilitas tersebut dibagi menjadi 5 unit,

yaitu:

1. Unit penyediaan steam

2. Unit penyediaan air

3. Unit penyediaan tenaga listrik

4. Unit penyediaan bahan bakar

5. Unit pengolahan limbah

8.1 Unit Penyediaan Steam

Kebutuhan steam dipenuhi dengan jalan menguapkan air didalam sebuah ketel

(boiler). Untuk itu maka kesadahan air pengisi ketel (boiler feed water) harus benar-benar

APP D- 2 -

diperhatikan dan diperiksa dengan teliti serta harus bebas dari kotoran yang mungkin

mengganggu jalannya operasi pabrik.

Kualiatas steam yang diperlukan dalam proses diperhitungkan menurut pemakaian setiap

harinya dari masing-masing alat. Menurut perhitungan dari bab-bab sebelumnya.

Pada Pra Rencana Pabrik Pulp ini, kebutuhan air pengisi boiler atau air umpan boiler

berdasarkan pada kebutuhan steam. Adapun kebutuhan steam tersebut digunakan sebagai

media pada peralatan sebagai berikut:

Tabel 8.1.1 Total Kebutuhan Steam

Nama Alat Kebutuhan (kg/jam)

Heater (E-122)

Heater (E-143)

Digester (Q-120)

10.563,999

2.587,647

1.055,231

Total 14.206,877

Diperkirakan kebocoran akibat transmisi adalah: 10 % dari total steam yang

digunakan sedangkan faktor keamanan 15 %, maka:

1. Faktor kebocoran (10 %) = 10 % x 14.206,877

= 1.420,6877 kg/jam

2. Faktor keamanan (15 %) = 15 % x 14.206,877

= 2.131,032 kg/jam

Jadi kualitas minimum steam yang harus dihasilkan oleh boiler adalah:

= 14.206,877 + 1.420,6877 + 2.131,032 = 17.758,597 kg/jam

Massa steam (ms) dalam boiler = 17.758,597 kg/jam = 39.150,603 lb/jam

APP D- 3 -

Direncanakan steam yang digunakan adalah saturated steam dengan kondisi:

- Temperatur (T) = 195 oC = 383

oC

- Tekanan (P) = 13,86 atm = 203,742 psia

- Air umpan boiler masuk pada suhu 30 oC = 86

oF

DASAR PERHITUNGAN :

Hp = (Savern, pers 172, hal 140)

Dimana :

ms = massa steam yang dihasilkan

= 39.150,603 lb/jam

Hg = enthalpi steam pada 383 oF

= 1.199,48 Btu/lb (Geankoplis, tabel A 2-9, hal 859)

Hf = enthalpi air masuk pada 86 oF

= 54,03 Btu/lb (Geankoplis, tabel A 2-9, hal 859)

Hfg = enthalpi uap air pada 212 oF

= 970,3 Btu/lb (Geankoplis, tabel A 2-9, hal 859)

34,5 = angka penyesuaian pada penguapan 34,5 hp/lb air/jam pada 212 oF menjadi

uap kering.

Sehingga :

Hp =

= 1.339,644 hp

Untuk kapasitas boiler (Q) :

APP D- 4 -

Q = (Savern, pers 171, hal 140)

=

= 44.845,603 Btu/jam = 44.845.058,21 btu/lb

Panas yang dipindahkan oleh permukaan air :

= 6 x 105 W/m

2

= 190.368,3141 Btu/j.ft2 (Perry’s, 6

ed, tabel 6.49)

Luas permukaan panas (A) =

= 235,699 ft2

Faktor evaporasi = (Savern, pers 173, hal 140)

=

= 1,18

Jumlah air yang dibutuhkan = faktor evaporasi x rate steam

= 1,18 x 39.150,603 lb/jam

= 46.197,712 lb/jam

= 20.955,144 kg/jam

Bahan bakar yang digunakan diesel oil 33oAPI dengan:

Heating Value = 132.000 Btu/lb (Perry’s, 7ed

fig. 27-3, hal 27-10)

eb = efisiensi boiler = 85 – 92 % (Savern. W.H., hal 143)

Diperkirakan efisiensi boiler 85 %, maka kebutuhan bahan bakar boiler:

APP D- 5 -

Kebutuhan bahan bakar =

=

= 399,689 lb/jam = 181.298 kg/jam

Jumlah perpindahan panas boiler dan jumlah tube dapat dihitung sebagai berikut:

Heating value surface = 10 ft2/hp boiler

Direncanakan panjang pipa = 25 ft

Ukuran pipa yang digunakan = 2,5 in

Luas permukaan linear feed = 0,753 ft2/ft (Kern, tabel 11 hal 844)

Heating surface boiler = HV surface x hp boiler

= 10 ft2/ hp x 1.339,644 hp

= 13.396,44 ft2

Jumlah tube yang dibutuhkan:

Nt = = = 711,630 tube ≈ 712 tube

Spesifikasi boiler:

Nama alat : Boiler

Fungsi : Menghasilkan steam

Type : Water tube boiler (> 10 atm)

Kapasitas boiler : 44.845.058,21 btu/jam

Rate steam : 39.150,603 lb/jam

Bahan bakar : Fuel Oil 33oAPI

Efisiensi : 85 %

Heating surface : 13.396,44 ft2

APP D- 6 -

Jumlah tube (Nt) : 712 buah

Ukuran tube : 2,5 in

Panjang tube (L) : 25 ft

Jumlah boiler : 1 buah

8.2 Unit Penyediaan Air

Untuk memenuhi kebutuhan air pada pabrik, maka direncanakan diambil dari air sungai.

Pengambilan air sungai ditampung dalam bak penampung air sungai untuk mengalami

pengolahan selanjutnya yang dipergunakan sebagai air sanitasi. Sedangkan untuk air proses

dan air umpan boiler akan diolah lebih lanjut sesuai dengan kebutuhan msing-masing.

8.2.1. Air Sanitasi

Air sanitasi digunakan untuk memenuhi kebutuhan karyawan, laboratorium, perkantoran,

taman dan kebutuhan yang lain. Air sanitasi yang dipergunakan harus memenuhi syarat

kualitas air sebagai berikut:

a. Syarat fisik

Suhu : berada dibawah suhu kamar

Warna : tidak berwarna/ jernih

Rasa : tidak berasa

Bau : tidak berbau

Kekeruhan : < 1 mg SiO2 / liter

pH : netral

b. Syarat kimia

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

Tidak mengandung zat-zat kimia beracun

APP D- 7 -

Warnanya jernih

c. Syarat mikrobiologis

Tidak mengandung kuman maupun bakteri, terutama bakteri patogen yang dapat

merubah sifat-sifat fisik air.

Kebutuhan air sanitasi pada Pra Rencana Pabrik Pulp ini adalah:

1. Untuk kebutuhan karyawan

Menurut standar WHO kebutuhan air untuk tiap orang = 120 L/hari

Jumlah karyawan pada pabrik = 116 orang

Jam kerja untuk tiap karyawan = 8 jam/hari

Pemakaian air sanitasi untuk 116 karyawan adalah:

= 120 L/hari/orang x 116 orang = 580 L/jam x 0,99527 kg/L

= 577,26 kg/jam

2. Untuk laboratorium dan taman

Direncana kebutuhan air untuk laboratorium, taman dan pemadam kebakaran adalah

sebesar 50 % dari kebutuhan karyawan.

Sehingga kebutuhan air untuk laboratorium dan taman :

= 50 % x 577,26 kg/jam = 288,63 kg/jam

Jadi kebutuhan air untuk laboratorium dan taman adalah :

= (577,26 + 288,63) kg/jam

= 865,89 kg/jam

3. Untuk pemadam kebakaran dan cadangan air

Untuk pemadam kebakaran dan cadangan air diperkirakan 40 % dari kebutuhan air

untuk laboratorium dan taman, sehingga total kebutuhan air untuk pemadam

APP D- 8 -

kebakaran dan cadangan air :

= 1,4 x 865,89 kg/jam

= 1.212,246 kg/jam

Maka kebutuhan air sanitasi untuk pabrik pulp adalah sebagai berikut:

No Keperluan Kebutuhan (kg/jam)

1.

2.

3.

Karyawan

Laboratorium dan taman

Pemadam kebakaran dan cadangan

577,26

865,89

1.212,246

Total 2.655,40

8.2.2. Air Umpan Boiler

Air umpan boiler adalah air yang dibutuhkan untuk bahan baku steam yang berfungsi

sebagai pemanas. Air umpan boiler disediakan 20 % dari kebutuhan steam :

Kebutuhan steam = 1,2 x 14.206,877 kg/jam

= 17.048,252 kg/jam

Make up kebutuhan air umpan boiler 20 % dari kebutuhan :

= 0,2 x 17.048,252 kg/jam

= 3.409,650 kg/jam

Air umpan boiler sebagian dapat diolah kembali dalam boiler. Dirancang 20% kebutuhan

air untuk pembangkit steam dapat disirkulasi, sehingga kebutuhan air umpan boiler :

= 20% (17.048,252 + 3.409,650) kg/jam = 4.091,580 kg/jam

APP D- 9 -

8.2.3. Air Proses

Air proses yang dibutuhkan digunakan alat-alat sebagai berikut :

Tabel 8.2.3.1 Kebutuhan air proses

Nama Alat Kebutuhan (kg/jam)

Tangki Pencampur (M-121)

Rotary Vacum Washer I (H-131)

Rotary Vacum Washer II (H-137)

30.832,454

4.476,342

4.149,680

Total 39.458,476

Direncanakan banyaknya air proses yang disupply adalah 20 % berlebih, maka:

Kebutuhan air proses = 1,2 x 39.458,476

= 47.350,17 kg/jam

Total kebutuhan air yang perlu disupply pada Pra Rencana Pabrik Pulp ini adalah:

Tabel 8.2.3.2 Total kebutuhan air yang perlu disupply

Keterangan Kebutuhan (kg/jam)

Air sanitasi

Air umpan boiler

Air proses

2.655,40

4.091,580

47.350,17

Total 54.097,15

APP D- 10 -

Untuk memenuhi kebutuhan air, maka pada Pra Rencana Pabrik Pulp ini menggunakan

air sungai. Sebelum digunakan, air sungai tersebut masih perlu diproses (water treatment)

untuk memenuhi air sanitasi, air pemanas, dan juga air proses.

PROSES PENGOLAHAN AIR

Proses pengolahan air yang dilakukan pada pra rencana pabrik pulp ini dilakukan

sebagai berikut:

Air sungai dipompakan ke dalam bak sedimentasi untuk dilakukan pengendapan

awal kemudian dilanjutkan dipompa ke bak skimmer untuk dipisahkannya dari kotoran

yang mengapung. Kemudian dipompakan ke dalam tangki clarifier untuk ditambahkan

koagulan Al2(SO4)3. Bak dilengkapi dengan 10 buah baffle yang pada awalnya baffle

dipasang berdekatan dan selanjutnya dipasang agak berjauhan, sehingga sudah terbentuk

flok-flok partikel yang pada akhirnya dapat terendapkan.

Selanjutnya dilakukan penyaringan dari partikel-partikel yang masih ada didalam

Sand Filter. Selanjutnya air yang sudah bersih ditampung dalam bak penampung air

bersih. Dari bak penampung ini sebagian air dipompa ke bak air klorinasi dan diberi

desinfektan(Cl2). Selanjutnya dapat digunakan sebagai air sanitasi dan sebagian lagi

dipompa ke demineralizer untuk menurunkan kesadahannya. Di dalam Demineralizer

yang terdiri dari Kation Exchanger dan Anion Exchanger yang berfungsi untuk

menghilangkan kation dan anion yang tidak diinginkan karena dapat mengganggu

kelancaran kerja pada proses pada peralatan. Setelah keluar dari tangki demineralizer

diharapkan kadar kation dan anion didalam sudah memenuhi syarat sebagai air pengisi

boiler, air proses, dan air pendingin. Dari Demineralizer sebagian air dipompa ke

Deaerator untuk menghilangkan gas-gas impuritis yang masih terikut dalam air umpan

APP D- 11 -

boiler yaitu menggunakan steam sebagai pemanas. Sebagian lagi dipompa ke bak

penampung air proses untuk air proses. Untuk air proses dapat langsung dipompakan ke

dalam peralatan.

Peralatan yang digunakan dalam pengolahan air sebagai berikut:

1. Pompa Air sungai (L-211)

Fungsi : Untuk memompa air sungai ke bak sedimentasi


Bahan : Cast iron

Dasar Perhitungan :

Rate aliran = 50.097,15 kg/jam = 110.444,177 lb/jam

= 30,679 lb/detik

Densitas (ρ) air pada 25oC = 997,08 kg/m

3 = 62,246 lb/ft

3

Viskositas (µ) air = 0,8007 cp = 0,8007 x 10-3

kg/m.s = 0,00054 lb/ft.dt

Rate volumetrik (Qf) = = 0,49 ft3/dt

Diasumsikan aliran fluida turbulen, maka diperoleh :

IDopt = 3,9 x (Qf)(0,45)

x (ρ)0,13

(Peter & Timmerhaus, pers. 15, hal 892)

IDopt = 3,9 x (0,49)(0,45)

x (62,246)0,13

= 4,84 in ≈ 5 in

Standarisasi ID = 5 in Sch. 40 (Geankoplis, App A.5-1)

OD = 5,563 in

ID = 5,047 in = 0,42 ft

APP D- 12 -

A = 0,1390 ft2

Laju alir fluida (V)

V = = = 3,53ft/dt

Cek jenis aliran fluida

NRe = =

NRe = 207.521,2478 > 2100

Karena NRe > 2100, maka jenis aliran fluida adalah turbulen. (Mc.Cabe jilid II,hal 47)

Ditentukan bahan pipa cast iron ε = (2,6 x 10-4

) m (Geankoplis, 6th

, hal 88)

Sehingga :

= = 0,00167

Dari Geankoplis 6th

, gb. 2.10.3 hal 88, didapat f (Fanning friction factor)

f = 0,0054

Menentukan panjang pipa :

- Pipa lurus = 50 ft

- Elbow, 90o = 2 buah

Kf = 2 x 0,75 = 1,5 (Geankoplis 6th

tabel 2.10.1, hal 93)

- Gate valve = 1 buah (half open)

Kf = 1 x 4,5 = 4,5 (Geankoplis 6th

tabel 2.10.1, hal 93)

- Globe valve = 1 buah (wide open)

Kf = 1 x 6 = 6 (Geankoplis 6th

tabel 2.10.1, hal 93)

APP D- 13 -

Kc = 0,55 (Geankoplis 6th

tabel 2.10.16, hal 93)

Kc = 0,55 = 0,55

Kex = (Geankoplis 6th

tabel 2.10.15, hal 93)

Kex = = 1

ΣF = (Geankoplis 6th

tabel 2.10.15, hal 93)

ΣF =

ΣF = 84,2 lbfft/lbm

Menentukan tenaga penggerak pompa

Berdasarkan pers. Bernoulli (pers. 2.7.28, Geankoplis 6th

hal 64) :

(V2

2av – v2

1av ) + g (z2 – z1) + + ΣF + Ws = 0

+ + + ΣF + Ws = 0

Direncanakan :

Δz1 = tinggi titik 1 dari datum = 0

Δz2 = tinggi titik 2 dari datum = 20 ft

Jadi Δz = Δz2 - Δz1 = 20 ft – 0 ft = 20 ft

P1 = tekanan operasi sungai = 14,7 psia = 2116,8 lb/ft2

P2 = tekanan operasi bak sedimentasi = 14,7 psia = 2116,8 lb/ft2

v1 = kecepatan aliran fluida dalam sungai = 0 ft/s

APP D- 14 -

v2 = kecepatan aliran fluida dalam sungai = 3,53 ft/dt

α = 1

Maka:

-Ws = + + + 84,2

Ws = 90,342 lbf/lbm

Tenaga penggerak

WHP =

= = 5,01 hp

η (effisiensi) pompa = 78 % (Peter & Timmerhous, fig. 14.37 hal 520)

BHP =

= = 6,42 hp

η (effisiensi) motor = 87 % (Peter & Timmerhous, fig. 14.37 hal 520)

Daya motor = = = 7,38 hp ≈ 7 hp

Spesifikasi pompa :

- Fungsi = Mengalirkan air dari sungai ke bak sedimentasi

- Type = Centrifugal pump

- Daya pompa = 7 Hp

- Bahan konstruksi = Cast iron

- Jumlah = 1 buah

APP D- 15 -

2. Bak Sedimentasi (F-212)

Fungsi : Untuk mengendapkan lumpur yang terikut

Bahan konstruksi : Beton bertulang

Dasar perhitungan :


= 30,679 lb/detik

ρ air pada 300C = 995,68 kg/m

3 = 62,159 lb/ft

3

Rate volumetrik = 3/68,995

/15,097.50

mkg

jamkg = 50,31 m

33/jam

Waktu pengendapan = 12 jam

Volume air = Rate volumetrik x waktu pengendapan

= (50,31 m3/jam) x (12 jam) = 603,72 m

3

Direncanakan volume liquid = 80 % volume bak, sehingga :

Volume bak = 3

3

65,7548,0

72,603m

m

Volume I = vol. Persegi panjang

= P x L x T

Volume II = vol. Segitiga

= ½ x P x L x t’

Asumsi t

’ = 0,25 t

Bak berbentuk persegi panjang dengan ratio :

Panjang : lebar : tinggi = 5 : 4 : 3

Volume bak = vol. I + vol. II

= [(5 m x 4m x 3m) + (1/2 x 5m x 4m x 0,25 x 3m)]

APP D- 16 -

754,65 m3 = 67,5 x

3

m = 2,24

Jadi ukuran bak sedimentasi

Panjang = 5 x (2,24 m) = 11,2 m ≈ 11 m

Lebar = 4 x (2,24 m) = 8,96 m ≈ 9 m

Tinggi = 3 x (2,24 m) = 6,72 m ≈ 7 m

Tinggi (t’) = 0,25 x (7 m) = 1,75 m ≈ 2 m

Tinggi (t) = 7 + 2 = 9 m

Spesifikasi bak sedimentasi :

Bentuk : persegi panjang

Panjang (P) : 11 m = 433,07 in

Lebar (L) : 9 m = 354,33 in

Tinggi (T) : 7 m = 275,59 in

Tinggi (t’) : 2 m = 78,74 in

Tinggi (t) : 9 m = 354,33 in

Bahan : Beton bertulang

Jumlah : 1 buah

3. Pompa Bak Sedimentasi

Fungsi : Untuk memompa air dari bak sedimentasi ke bak skimmer


Bahan : Commersial stell

Dasar perhitungan :


APP D- 17 -

= 30,679 lb/detik

Densitas air = 997,08 kg/m3 = 62,246 lb/ft

3

Viskositas (μ) air = 0,8007 cp = 0,8007 x 103


Rate volumetrik (Qf) = 3/246,62

/679,30

ftlb

dtlb= 0,49 ft

3/dt

Diasusikan aliran fluida turbulen, maka diperoleh :

IDopt = 3,9 x (Qf)(0,45)

x (ρ)(0,13)


IDopt = 3,9 x (0,49)(0,45)

x (62,246)(0,13)

= 4,84 in ≈ 5 in

Standarisasi ID = 5 in Sch. 40 (Geankoplis, App. A.5-1)

OD = 5,563 in

ID = 5,047 in = 0,42 ft

A = 0,1390 ft2

Laju aliran fluida (V)

V = dtftft

dtft

Aarealuas

Qvolumetrikrate f/53,3

1390,0

/49,0

)(

)(

2

3


NRe = dtftlb

ftlbdtftftVD

./00054,0

/246,62/53,351,0 3

NRe = 207.521,2478 > 2100

Karena NRe > 2100, maka jenis aliran fluida adalah turbulen. (Mc. Cabe jilid II, hal.47)


) m (Geankoplis 6ed

, hal. 88)

Sehingga :

APP D- 18 -

00167,051,0

/2808,3106,2 4

ft

mftm

D

Dari Geankoplis 6th


f = 0,0054


Pipa lurus = 50 ft

Elbow, 900 = 2 buah

Kf = 2 x 0,75 = 1,5 (Geankopis 6th

tabel 2.10.1, hal 93)

Gate valve = 1 buah (half open)


tabel 2.10.1, hal 93)

Globe valve = 1 buah (wide open)


tabel 2.10.1, hal 93)

Kc = 1

2155,0A

A (Geankopis 6

th tabel 2.10.1, hal 93)

= 55,01390,0

0155,0

Kex =

2

1

21A

A (Geankopis 6


= 10

1390,01

2

24

2vKKK

D

LfF fcx (Geankopis 6


2

53,365,45,155,01

51,0

)50()0054,0(4

2

F

APP D- 19 -

mf lbftlbf /2,84

Menentukan tenaga pengerak pompa :

Berdasarkan pers. Bernouli (pers. 2.7.28, Geankoplis 6th

, hal. 64) :

0)(2

1 1212

2

1

2

2 savav WfPP

zzgvv

02

2

sWf

P

g

gz

g

v

cc

Direncanakan :



Jadi Δz = Δz2 - Δz1= 20 ft – 0 ft = 20 ft



v1 = kecepatan aliran fluida = 0 ft/s

v2 = kecepatan aliran fluida bak sedimentasi = 3,53 ft/dt

α = 1

- Ws = 2,84248,62

0

2,32

8,920

2,3212

53,3 2

Ws = 90,342 ft.lbf/lbm

Tenaga penggerak

WHP = 550

fs QW

= hp01,5550

246,6249,0342,90

η (effisiensi) motor = 87% (Peter & Timmerhus, fig. 14.37, hal 520)

APP D- 20 -

BHP =

= = 5,75 hp

Daya motor = hphpBHP

761,687,0

75,5

Spesifikasi pompa :

Fungsi : Mengalirkan air dari bak sedimentasi ke skimmer


Daya pompa : 7 hp

Bahan konstruksi : Cast iron

Jumlah : 1 buah

4. Bak Skimmer (F-214)

Fungsi : Untuk memisahkan kotoran yang mengapung sekaligus sebagai bahan

pengendapan awal


Dasar perhitungan :


= 30,679 lb/detik

Densitas (ρ) air = 995,08 kg/m3 = 62.246 lb/ft

3

Viskositas (μ) air = 0,8007 cp = 0,8007 x 10-3



/679,30

mkg

jamkg = 0,49 m

3/jam

Waktu tinggal = 30 menit = 0,5 jam

Volume air = rate volumetrik x waktu pengendapan

APP D- 21 -

= (0,49 m3/jam) x (0,5 jam) = 0,245 m

3


Volume bak = 3

3

306,08,0

245,0m

m

Bak berbentuk empat persegi panjang dengan ratio :


Volume bak = (5 m) x (3m) x (2m)

Sehingga :

Volume bak = 30 x3

0,306 m3 = 30 x

3

x = 0,22 m

Jadi ukuran bak skimmer :

Panjang = 5 x (0,22 m) = 1,1 m

Lebar = 3 x (0,22 m) = 0,66 m

Tinggi = 2 x (0,22 m) = 0,44 m

Spesifikasi bak skimmer :


Panjang (P) : 1,1 m = 43,31 in (Geankoplis, App.A.1-3, hal 794)

Lebar (L) : 0,66 m = 25,98 in

Tinggi (T) : 0,44 m = 17,32 in

Bahan : beton bertulang

Jumlah : 1 buah

5. Pompa Skimmer (L-215)

Fungsi : Untuk memompa air dari bak sedimentasi ke tangki clarifier

APP D- 22 -


Bahan : Cast iron

Dasar perhitungan :


= 30,679 lb/detik

Densitas air pada 25oC = 997,08 kg/m

3 = 62,246 lb/ft

3

Viskositas (μ) air = 0,8007 cp = 0,8007 x 103



/679,30

ftlb

dtlb= 0,49 ft

3/dt

Diasusikan aliran fluida turbulen, maka diperoleh :

IDopt = 3,9 x (Qf)(0,45)

x (ρ)(0,13)


IDopt = 3,9 x (0,49)(0,45)

x (62,246)(0,13)

= 4,84 in ≈ 5 in


OD = 5,563 in

ID = 5,047 in = 0,42 ft

A = 0,1390 ft2


V = dtftft

dtft

Aarealuas


1390,0

/49,0

)(

)(

2

3


NRe = dtftlb

ftlbdtftftVD

./00054,0

/246,62/53,351,0 3

NRe = 207.521,2478 > 2100


APP D- 23 -


) m (Geankoplis 6ed

, hal. 88)

Sehingga :

00167,051,0

/2808,3106,2 4

ft

mftm

D

Dari Geankoplis 6th


f = 0,0054


Pipa lurus = 35 ft

Elbow, 900 = 3 buah


tabel 2.10.1, hal 93)


Kf = 2 x 4,5 = 9 (Geankopis 6th

tabel 2.10.1, hal 93)

Kc = 1

2155,0A

A (Geankopis 6


= 55,01390,0

0155,0

Kex =

2

1

21A

A (Geankopis 6


= 10

1390,01

2

24

2vKKK

D

LfF fcx (Geankopis 6


2

53,3925,255,01

51,0

)35()0054,0(4

2

F

mf lbftlbf /99,88

APP D- 24 -


Berdasarkan pers. Bernouli pers. 2.7.28 (Geankoplis 6th

, hal. 64) :

0)(2

1 1212

2

1

2

2 savav WfPP

zzgvv

02

2

sWf

P

g

gz

g

v

cc

Direncanakan :



Jadi Δz = Δz2 - Δz1= 20 ft – 0 ft = 20 ft





α = 1

- Ws = 99,88246,62

0

2,32

8,920

2,3212

53,3 2


Tenaga penggerak

WHP = 550

fs QW

= hp28,5550

246,6249,0132,95

η (effisiensi) motor = 87% (Peter & Timmerhus, fig. 14.37, hal 520)

APP D- 25 -

BHP =

= = 6,07 hp

Daya motor = hphpBHP

797,687,0

07,6

Spesifikasi pompa :

Fungsi : Mengalirkan air dari bak sedimentasi ke skimmer


Daya pompa : 7 hp


Jumlah : 1 buah

6. Tangki Clarifier (H-216)

Fungsi : Untuk tempat terjadinya koagulasi dan flokulasi yaitu dengan

penambahan koagulan alum (Al2(SO4)3.18 H2O)

Bahan konstruksi : Carbon Stell SA-240 Grade M type 316

Dasar perhitungan :


= 30,679 lb/detik

air pada 300C = 995,08 kg/m

3 = 62.159lb/ft

3


/15,097.50

mkg

jamkg = 50,31 m

3/jam

Waktu tinggal = 1 jam


APP D- 26 -

= (50,31 m3/jam) x (1 jam) = 50,31 m

3


Volume bak = 33

3

54,220.288,628,0

31,50ftm

m

Kebutuhan alum = 30% dari volume air total dengan konsentrasi 80 ppm atau 80 mg tiap 1 L

air (0,08 kg/m3).

Jadi kebutuhan alum = 30% x 62,88 m3 x 0,08 kg/m

3

= 1,51 kg/jam

Kebutuhan alum tiap hari = harikgjamkghari

jam/24,36/51,1

1

24

Tangki berbentuk silinder dengan tutup bawah berbentuk conical :

Volume tangki = Volume tutup bawah + Volume silinder

Volume tangki = LsDD 2

3

421tan24

Diasumsikan L = 1,5 d

Tutup membentuk sudut ( ) = 1200

Direncanakan tangki clarifier berjumlah 1 buah, sehingga :

2.220,54 ft3 = dd

d5,1

421tan24

23

2.220,54 ft3 = 0,07554 d

3 + 1,1775 d

3

d3 = 12,10 ft = 3,69 m

Menentukan tinggi clarifier :

Tinggi shell = Ls = 1,5 x D = 1,5 x 3,59 m = 5,535 m

Tinggi tutup bawah berbentuk conis :

APP D- 27 -

tg ½ h

di21

h = otgtg

D

60

09,621

21

21

= 1,76 m

Tinggi tangki = tinggi shell + tinggi tutup bawah

= 5,535 m + 1,76 m = 9,742 m

Jadi ukuran tangki clarifier :

Diameter = 3,69 m

Tinggi = 9,742 m

Perencanaan pengaduk :

Digunakan pengaduk jenis turbine with 6 blades at 45o angle

Data-data jenis pengaduk :

Dt/Di = 3,0

Zi/Di = 0,75 – 1,3

Zl/Di = 2,7 –3,9

W/Di = 0,17

Dimana :

Dt = diameter dalam tangki

Di = diameter impeller

Zi = tinggi impeller dari dasar tangki

Zl = tinggi zat cair dalam silinder

W = lebar baffle impeller

APP D- 28 -

Menentukan diameter impeller

Dt/Di = 3

Di = ftmmdt

035,423,13

69,3

3

Menentukan tinggi impeller dari dasar tangki

Zi/Di = 0,75 – 1,3 (diambil 0,9)

Zi = 0,9 di = 0,9 x 1,23 m = 1,107 m

Menentukan panjang impeller

3

1

Di

L

L = 1/3 Di = 1/3 x 1,23 m = 0,41 m

Menentukan lebar impeller

17,0Di

W

W = 0,17 x 1,23 m = 0,21 m

Menentukan daya pengaduk

Motor pengerak = 200 – 250 (diambil V = 220)

V = x Di x n

NRe = 2Din

P = gc

Din 53

Dimana : n = putaran pengaduk (rpm)

Di = diameter impeller (ft) = 4,53 ft

P = daya motor (Hp)

APP D- 29 -

V = motor pengerak

= 1 g/cm3 = 62,43 lb/ft

3

= viskositas (0,03228 lb/ft.menit)

gc = 32,2 lb.ft/det.lbf = 115920 lb.ft/menit2.lbf

= 7 (G.G. Brown, hal.507)

Sehingga :

n = rpmDi

V1647,15

53,4

220

NRe = 03228,0

43,6253,416 2

NRe= 635.003,6119 (aliran turbulen)

P = 115920

53,41643,6127 53

P = 29.461,691 lb.ft/menit = 490,945 lb.ft/det = 0,8 hp

Ditetapkan : motor = 80 %, pengaduk = 60%

Maka : P = hphphp

267,16,08,0

8,0

Spesifikasi tangki clarifier :

Bentuk : Tangki silinder tutup bawah berbentuk conical

Diameter tangki (D) : 4,53 m = 178,346 in

Tinggi (H) : 9,742 m = 383,543 in

Diameter impeller (Di) : 1,38 m = 48,43 in

Lebar impeller (W) : 0,2091 m = 8,23 in

Daya motor : 2 hp

APP D- 30 -

Bahan : Carbon Stell SA-240 Grade M type 316

Jumlah : 1 buah

7. Sand Filter (F-217)

Fungsi : Tempat untuk menyaring zat-zat yang masih ada dalam air dari tangki clarifier

Type : Tangki mendatar

Dasar perhitungan :


= 30,679 lb/detik

air pada 300C = 995,68 kg/m

3 = 62.159 lb/ft

3


/472,463.70

mkg

jamkg = 50,31 m

3/jam

Waktu tinggal = 30 menit = 0,5 jam


= (50,31 m3/jam) x (0,5 jam) = 25,155 m

3


Volume tangki = 3

3

44,318,0

155,25m

m

Volume runag kosong = 20% volume tangki

Volume ruang kosong = 20% x 31,44 m3 = 6,289 m

3

Porositas = tanpadaVkosongruangV

kosongruangV

Diasumsikan porositas bad sebesar 0,4, maka :

0,4 = tan289,6

289,63

3

padaVm

m

APP D- 31 -

0,4 x (6,289 m3 + Vpadatan) = 6,289 m

3

2,516 m3 + 0,4 V padatan = 6,289 m

3

Volume padatan = 9,433 m3

Volume total tangki = volume padatan + volume air

= 9,433 m3 + 25,155 m

3

= 34,588 m3

= 2,12 kg/jam

Menentukan dimensi tangki

Volume silinder = sLDi41

Diasumsikan Ls = 1,5.Di

34,588 m3 = DiDi 5,1)(4/1 2

34,588 m3 = 1,1775 Di

3

Di = 3,09 m

Jadi tinggi silinder (Ls) = 1,5 x 3,09 m = 4,635 m

Menentukan tinggi tutup atas dan bawah (h)

h = 0,0756 Di3

= 0,0756 x (3,09 m)3 = 2,23 m

Jadi tinggi total tangki = Ls + 2h

= 4,635 m + (2 x 2,23) m = 9,095 m

Spesifikasi sand filter :

Type : Silinder mendatar

Tinggi (H) : 9,095 m = 358,07 in

Diameter (Di) : 3,09 m = 121,654 in

APP D- 32 -

Tutup : conical

Jumlah : 1 buah

8. Bak Air Bersih (F-218)

Fungsi : Untuk menampung air dari sand filter


Dasar perhitungan :


= 30,679 lb/detik

air pada 30o C = 995,68 kg/m

3 = 62,159 lb/ft

3


/15,097.50

mkg

jamkg = 50,31 m

3/jam



= (50,31 m3/jam) x (24 jam) = 1.207,44 m

3


Volume bak = 3

3

3,509.18,0

44,207.1m

m



Volume bak = (5 m) x (3m) x (2m)

Maka :

Volume bak = 40 x3

1.509,3 m3

= 40 x3

x = 3,35 m

APP D- 33 -

Jadi ukuran bak air bersih :

Panjang = 5 x (3,35 m) = 16,75 m

Lebar = 4 x (3,35 m) = 13,4 m

Tinggi = 2 x (3,35 m) = 6,7 m



Panjang (P) : 16,75 m = 659,449 in

Lebar (L) : 13,4 m = 527,559 in

Tinggi (T) : 6,7 m = 263,779 in


Jumlah : 1 buah

9. Pompa Demineralizer (L-219)

Fungsi : Untuk memompa air dari bak bersih ke kation dan anion exchanger


Bahan : Cast iron

Dasar perhitungan :


= 30,679 lb/detik

Densitas (ρ) air pada 25oC = 997,08 kg/m

3 = 62.246 lb/ft

3

Viskositas (μ) air = 0,8007 cp = 0,8007 x 10-3



/679,30

ftlb

dtlb= 0,49 ft

3/dt


IDopt = 3,9 x (Qf)(0,45)

x (ρ)(0,13)


APP D- 34 -

IDopt = 3,9 x (0,49)(0,45)

x (62,246)(0,13)

= 4,84 in ≈ 5 in


OD = 5,563 in

ID = 5,047 in = 0,42 ft

A = 0,1390 ft2


V = dtftft

dtft

Aarealuas


1390,0

/49,0

)(

)(

2

3


NRe = dtftlb

ftlbdtftftVD

./00054,0

/246,62/53,351,0 3

NRe = 207.521,2478 > 2100



) m (Geankoplis 6ed

, hal. 88)

Sehingga :

00167,051,0

/2808,3106,2 4

ft

mftm

D

Dari Geankoplis 6th


f = 0,0054

Menentukan friksi :

Pipa lurus = 50 ft

Elbow, 900 = 4 buah

L/D = 35

APP D- 35 -

Pemasangan elbow 900 sebanding dengan panjang pipa

= 4 x 35 x 0,51 ft = 71,4 ft


tabel 2.10.1, hal 93)


L/D = 9

Pemasangan gate valve sebanding dengan panjang pipa

= 9 x 2 x 0,51 ft = 9,18 ft


tabel 2.10.1, hal 93)

Panjang pipa total = 50 + 71,4 + 9,18

= 130, 58 ft

Friksi pada konstraksi :

Kc = 1

2155,0A

A (Geankopis 6


= 55,01390,0

155,0

Friksi pada ekspansi :

Kex =

2

2

11A

A (Geankopis 6


= 11390,0

1

2

gc

vKKK

D

LfF fcex

24

2

(Geankopis 6th

tabel 2.10.1, hal 94)

2,3212

53,334,000,355,01

51,0

58,130)0064,0(4

2

F

APP D- 36 -

mf lbftlbf /01,2



,pers.2.7.28, hal. 64)

0)(2

1 1212

2

1

2

2 savav WfPP

zzgvv

02

2

sWf

P

g

gz

g

v

cc

Direncanakan :

z1 = tinggi titik 1 dari datum = 0 ft


Jadi z = z2 - z1= 20 ft – 0 ft = 20 ft





= 1

- Ws = 01,2246,62

0

2,32

2,3230

2,3212

53,3 2


Tenaga penggerak

WHP = 550

fs QW

= hp45,0550

246,6249,0152,8

APP D- 37 -

(effisiensi) motor = 78 % (Peter & Timmerhus, fig. 14.37, hal 520)

BHP = hphpWHP

58,078,0

45,0


Daya motor = hphphpBHP

169,083,0

58,0

Spesifikasi pompa :


Daya pompa : 1 hp


Jumlah : 1 buah

10. Demineralizer

Terdiri dari kation dan anion exchanger untuk penghilangan kation dan anion yang tidak

digunakan.

A. Kation Exchanger (D-210A)

Fungsi : Menghilangkan ion-ion positif penyebab kesadahan Mg2+

, Ca2+

,

H+, Fe

2+, dan Mn

2+

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 240 Grade M Type 316

Resin yang digunakan adalah hydrogen exchanger (H2Z), dimana tiap m3 H2Z dapat

menghilangkan 6500-9000 gram hardness.

Direncanakan H2Z yang dipakai sebanyak 8000 gram/m3.

Perencanaan :

Rate alir = 67.808,072 kg/jam = 149.489,68 lb/jam

Densitas air = 1 gr/cm3 = 62,43 lb/ft

3

APP D- 38 -

Viskositas air = 0,8007 cp = 0,8007 x 10-3


Perhitungan :

Menentukan rate volumetrik (Q)

Rate volumetrik (Q) = = = 2.394,52 ft3/jam

= 0,67 ft3/dt = 300,119 gpm = 17971,198 gph

Direncanakan :

Bejana berbentuk silinder.

Kecepatan air (Vl) = 20 gpm/ft2

ε = 0,3

Luas penampang tangki =

=

= 50,02 ft2

Diameter bed :

A = x d2

50,02 ft2 = x d

2

d2 = 63,72 ft

2

d = 7,98 ft = 2,43 m

Asumsi :

= = 1,5

H = L = 1,5 x 7,98 ft

= 11,97 ft = 3,95 m

Volume bed = luas x tinggi

= 50,02 ft2 x 11,97 ft

= 598,739 ft3 = 16,95 m

3

Volume tangki =

=

APP D- 39 -

= 997,898 ft3 = 28,25 m

3

Asumsi : tiap galon air mengandung 10 gram hardness, maka :

Kandungan kation = 300,119 gpm x 10 g

= 3001,19 g/jam

Dalam 16,95 m3 H2Z dapat menghilangkan hardness sebanyak :

= 16,95 m3 x 8000 gr/m

3

= 135.600 g x (2,2046/1000 lb/g) x 7000 g/lb

= 2.092.606,32 g

Umur resin =

= 697,26 jam

Setelah 697,26 jam, resin harus segera diregenerasi dengan menambahkan asam sulfat

atau asam klorida.

Spesifikasi kation exchanger :

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-240 Grade M Type 316

Diameter : 2,43 m

Tinggi : 3,95 m

Volume tangki : 28,25 m3

B. Anion Exchanger (D-210B)

Fungsi : Menghilangkan ion-ion negatif penyebab kesadahan air SO42+

, F-

yang terkandung dalam air

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 240 Grade M Type 316

Anion exchanger direncanakan berkapasitas 5000 gram anion/m3 resin.

APP D- 40 -

Perencanaan :

Rate alir = 67.808,072 kg/jam = 149.489,68 lb/jam

Densitas air = 1 gr/cm3 = 62,43 lb/ft

3



Perhitungan :

Menentukan rate volumetrik (Q)

Rate volumetrik (Q) = = = 2.394,52 ft3/jam

= 0,67 ft3/dt = 300,119 gpm = 17971,198 gph

Direncanakan :

Bejana berbentuk silinder.

Kecepatan air (Vl) = 20 gpm/ft2

ε = 0,3

Luas penampang tangki =

=

= 50,02 ft2

Diameter bed :

A = x d2

50,02 ft2 = x d

2

d2 = 63,72 ft

2

d = 7,98 ft = 2,43 m

Asumsi :

APP D- 41 -

= = 1,5

H = L = 1,5 x 7,98 ft

= 11,97 ft = 3,95 m

Volume bed = luas x tinggi

= 50,02 ft2 x 11,97 ft

= 598,739 ft3 = 16,95 m

3

Volume tangki =

=

= 997,898 ft3 = 28,25 m

3

Asumsi : tiap galon air mengandung 10 gram hardness, maka :

Kandungan kation = 300,119 gpm x 10 g

= 3001,19 g/jam

Dalam 16,95 m3 H2Z dapat menghilangkan hardness sebanyak :

= 16,95 m3 x 5000 gr/m

3

= 84.750 g x (2,2046/1000 lb/g) x 7000 g/lb

= 1.307.878,95 g

Umur resin =

= 435,79 jam

Setelah 435,79 jam, resin harus segera diregenerasi dengan menambahkan asam sulfat

atau asam klorida.

APP D- 42 -

Spesifikasi kation exchanger :

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-240 Grade M Type 316

Diameter : 2,43 m

Tinggi : 3,95 m

Volume tangki : 28,25 m3

11. Bak Air Lunak (F-221)

Fungsi : Untuk menampung air lunak dari anion dan kation exchanger.


Waktu tinggal : 4 jam

Dasar perhitungan :

Rate aliran = 67.808,072 kg/jam

Densitas air pada 25oC = 997,08 kg/m

3


/072,808.67

mkg

jamkg = 68 m

3/jam



= (68 m3/jam) x (4 jam) = 272 m

3


Volume bak = 3

3

3408,0

272m

m



Volume bak = (5 m) x (3m) x (2m) =30 m3

Sehingga :

APP D- 43 -

Volume bak = 30 x3

340 m3 = 30 x

3

x = 2,25 m


Panjang = 5 x (2,25 m) = 11,25 m

Lebar = 4 x (2,25 m) = 6,75 m

Tinggi = 2 x (2,25 m) = 4,45 m



Panjang (P) : 11,25 m = 442,914 in

Lebar (L) : 6,75 m = 265,748 in

Tinggi (T) : 4,45 m = 175,197 in


Jumlah : 1 buah

12. Pompa Air Umpan Boiler (L-222)

Fungsi : Untuk memompa air dari bak air lunak ke bak steam kondensat.


Bahan : Cast iron

Dasar perhitungan :


= 10,875 lb/detik

air = 1 g/cm3 = 62,43 lb/ft

3 (Geankoplis App.A.1-2 hal 793)

air = 0,8007 cp = 0,8007 x 10-3

kg/m.s = 0,000538 lb/ft.dt

APP D- 44 -

Perhitungan :


/875,10

ftlb

dtlb= 0,174 ft

3/dt


IDopt = 3,9 x (Qf)(0,45)

x (ρ)(0,13)


IDopt = 3,9 x (0,174)(0,45)

x (62,43)(0,13)

= 3 in


Diperoleh - OD = 3,50 in

- ID = 3,068 in = 0,25567 ft

- A = 0,05130 ft2

Laju aliran fluida (V) :

V = dtftft

dtft

Aarealuas


05130,0

/174,0

)(

)(

2

3

Cek jenis aliran fluida :

NRe = dtftlb

ftlbdtftftVD

./000538,0

/43,62/392,325567,0 3

NRe = 100.634,449 > 2100



) m (Geankoplis 6ed

, hal. 88)

Sehingga :

00334,025567,0

/2808,3106,2 4

ft

mftm

D

Dari Geankoplis 6th


APP D- 45 -

f = 0,007

Menentukan friksi :

Pipa lurus = 35 ft

Elbow, 900 = 3 buah

L/D = 35

L = 3 x 35 x 0,25567 ft = 26,84535 ft


tabel 2.10.1, hal 93)

Gate valve = 2 buah (wide open)

L/D = 9

L = 2 x 9 x 0,25567 ft = 4,60206 ft


tabel 2.10.1, hal 93)


= 66,44559 ft

Kc = 1

2155,0A

A (Geankopis 6


= 55,005130,0

0155,0

Kex =

2

2

11A

A (Geankopis 6


= 10

05130,01

2

gc

vKKK

D

LfF fcx

24

2

(Geankopis 6th

tabel 2.10.1, hal 94)

2,3212

392,359,255,01

)25567,0(

)44559,66()007,0(4

2

F

APP D- 46 -

mf lbftlbf /04,2



,pers.2.7.28, hal. 64)

0)(2

1 1212

2

1

2

2 savav WfPP

zzgvv

02

2

sWf

P

g

gz

g

v

cc

Direncanakan :

- z = 30 ft

- P = 0

- v = 3,392 ft/dt

- = 1

Maka :

- Ws = 04,2246,62

0

2,32

2,3230

2,3212

392,3 2


Tenaga penggerak :

WHP = 550

fs QW

= hp86,0550

43,62174,055,43


BHP = hphpWHP

91,145,0

86,0


APP D- 47 -


424,481,0

91,1

Spesifikasi pompa :

Type : Centrifugal Pump

Daya pompa : 4 Hp


Jumlah : 1 buah

13. Bak Steam Kondensat (F-223)

Fungsi : Untuk menampung steam kondensat dan air umpan boiler


Waktu tinggal : 4 jam

Dasar perhitungan :

- Rate aliran = 17.758,597 kg/jam

- air .pada suhu 30o C = 995,68 kg/m

3

- Waktu tinggal = 12 jam

Perhitungan :

Rate volumetrik = jammmkg

jamkg/836,17

/68,995

/597,758.17 3

3


= (17,836m3/jam) x (12 jam) = 214,032 m

3

Direncanakan vlume liquid = 80 % volume bak, sehingga :

Volume bak = 3

3

54,2678,0

032,214m

m


APP D- 48 -



Sehingga :

Volume bak = 30 x3

267,54 m3

= 30 x3

x = 2,074 m

Jadi ukuran bak steam kondensat :

Panjang = 5 x (2,074 m) = 10,37 m

Lebar = 4 x (2,074 m) = 8,296 m

Tinggi = 2 x (2,074 m) = 4,148 m


Bentuk : Persegi panjang

Panjang (P) : 10,37 m = 408,27 in

Lebar (L) : 8,296 m = 326,61 in

Tinggi (T) : 4,148 m = 163,307 in


Jumlah : 1 buah

14. Pompa ke Deareator (L-224)

Fungsi : Untuk memompa air dari bak air lunak ke daerator.


Bahan : Cast iron

Dasar perhitungan :

APP D- 49 -


= 2,506 lb/detik

ρ air pada 25oC = 997,08 kg/m

3 = 62,246 lb/ft

3


kg/m.s = 0,000538 lb/ft.dt


/506,2

ftlb

dtlb= 0,04ft

3/dt


IDopt = 3,9 x (Qf)(0,45)

x (ρ)(0,13)


IDopt = 3,9 x (0,04)(0,45)

x (62,246)(0,13)

= 1,57 in 2 in


OD = 2,375 in

ID = 2,067 in = 0,172ft

A = 0,02330 ft2


V = dtftft

dtft

Aarealuas


02330,0

/04,0

)(

)(

2

3


NRe = dtftlb

ftlbdtftftVD

./000538,0

/246,62/718,1172,0 3

NRe = 34.188,558 > 2100



) m (Geankoplis 6ed

, hal. 88)

Sehingga :

APP D- 50 -

00496,0172,0

/2808,3106,2 4

ft

mftm

D

Dari Geankoplis 6th


f = 0,007

Menentukan friksi :

Pipa lurus = 40 ft

Elbow, 900 = 3 buah

L/D = 35

L = 3 x 35 x 0,172 ft = 18,06 ft


tabel 2.10.1, hal 93)


L/D = 9

L = 2 x 9 x 0,172 ft = 3,096 ft


tabel 2.10.1, hal 93)


= 61,156 ft

Kc = 1

2155,0A

A (Geankopis 6


= 55,002330,0

0155,0

Kex =

2

2

11A

A (Geankopis 6


= 10

02330,01

2

APP D- 51 -

gc

vKKK

D

LfF fcx

24

2

(Geankopis 6th

tabel 2.10.1, hal 94)

2,3212

718,1925,255,01

172,0

156,61)007,0(4

2

F

mf lbftlbf /04,1



,pers.2.7.28, hal. 64)

0)(2

1 1212

2

1

2

2 savav WfPP

zzgvv

02

2

sWf

P

g

gz

g

v

cc

Direncanakan :



Jadi z = z2- z1= 30 ft-0 ft = 30 ft


P2 = tekanan operasi diaerator = 14,7 psia = 2116,8 lb/ft2


v2 = kecepatan aliran fluida dalam sungai = 2,87 ft/s

= 1

Maka :

- Ws = 04,1248,62

0

2,32

2,3230

2,3212

87,2 2


APP D- 52 -

Tenaga penggerak :

WHP = 550

fs QW

= hp14,0550

246,6204,0688,30


BHP = hphpWHP

22,064,0

14,0



1275,080,0

22,0

Spesifikasi pompa :


Daya pompa : 1 Hp


Jumlah : 1 buah

15. Deaerator (D-225)

Fungsi : Untuk menghilangkan gas impurities dalam air umpan boiler dengan

injeksi steam

Bahan konstruksi : Carbon Stell SA-240 Grade M type 316

Type : Silinder horisontal

Dasar perhitungan :


APP D- 53 -

= 2,506 lb/detik


3 = 62,246 lb/ft

3

Viskositas )( air = 0,8007 cp = 0,8007 x 10-3



/580,091.4

mkg

jamkg = 4,104 m

3/jam



= (4,104 m3/jam) x (2 jam) = 8,208 m

3


Volume bak = 3

3

26,108,0

208,8m

m




Sehingga :

Volume bak = 30 x3

10,26 m3

= 30 x3

x = 0,69 m


Panjang = 5 x (0,69 m) = 3,45 m

Lebar = 4 x (0,69 m) = 2,76 m

Tinggi = 2 x (0,69 m) = 1,38 m

APP D- 54 -



Panjang (P) : 3,45 m = 135,827 in

Lebar (L) : 2,76 m = 108,66 in

Tinggi (T) : 1,38 m = 54,33 in


Jumlah : 1 buah

16. Pompa ke Boiler (L-226)

Fungsi : Untuk memompa air ke deaerator ke boiler.


Bahan : Cast iron

Dasar perhitungan :


= 2,506 lb/detik


3


kg/m.s = 0,000538 lb/ft.dt


/506,2

ftlb

dtlb= 0,04 ft

3/dt


IDopt = 3,9 x (Qf)(0,45)

x ( )(0,13)


IDopt = 3,9 x (0,04)(0,45)

x (62,246)(0,13)

= 1,57 in 2 in


APP D- 55 -

OD = 2,375 in

ID = 2,067 in = 0,172 ft

A = 0,02330 ft2


V = dtftft

dtft

Aarealuas


02330,0

/04,0

)(

)(

2

3


NRe = dtftlb

ftlbdtftftVD

./000538,0

/246,62/718,1172,0 3

NRe = 34.188,558 > 2100


Ditentukan bahan pipa cast iron = (2,6 x 10-4

) m (Geankoplis 6ed

, hal. 88)

Sehingga :

00496,0172,0

/2808,3106,2 4

ft

mftm

D

Dari Geankoplis 6th


f = 0,007

Menentukan friksi :

Pipa lurus = 40 ft

Elbow, 900 = 3 buah

L/D = 35

L = 3 x 35 x 0,172 ft = 18,06 ft


tabel 2.10.1, hal 93)


APP D- 56 -

L/D = 9

L = 2 x 9 x 0,172 ft = 3,096 ft


tabel 2.10.1, hal 93)


= 61,156 ft

Kc = 1

2155,0A

A (Geankopis 6


= 55,002330,0

0155,0

Kex =

2

2

11A

A (Geankopis 6


= 10

02330,01

2

gc

vKKK

D

LfF fcx

24

2

(Geankopis 6th

tabel 2.10.1, hal 94)

2,3212

718,1925,255,01

172,0

156,61)007,0(4

2

F

mf lbftlbf /04,1



,pers.2.7.28, hal. 64)

0)(2

1 1212

2

1

2

2 savav WfPP

zzgvv

02

2

sWf

P

g

gz

g

v

cc

Direncanakan :

APP D- 57 -



Jadi z = z2- z1= 30 ft-0 ft = 30 ft





= 1

Maka :

- Ws = 04,1248,62

0

2,32

2,3230

2,3212

87,2 2


Tenaga penggerak :

WHP = 550

fs QW

= hp14,0550

246,6204,0688,30


BHP = hphpWHP

22,064,0

14,0



1275,080,0

22,0

Spesifikasi pompa :


APP D- 58 -

Daya pompa : 1 Hp


Jumlah : 1 buah

17. Pompa Bak Klorinasi (L-230)

Fungsi : Untuk memompa air dari dari bak bersih ke bak klorinasi.


Bahan : Cast iron

Dasar perhitungan :


= 1,63 lb/detik


3 = 62,246 lb/ft

3


kg/m.s = 0,000538 lb/ft.dt


/63,1

ftlb

dtlb= 0,03 ft

3/dt


IDopt = 3,9 x (Qf)(0,45)

x ( )(0,13)


IDopt = 3,9 x (0,03)(0,45)

x (62,246)(0,13)

= 1,38 in 1,5 in

Standarisasi ID = 1,5 in Sch. 40 (Geankoplis, App. A.5-1)

OD = 1,9 in

ID = 1,610 in = 0,13 ft

A = 0,01414 ft2


APP D- 59 -

V = dtftft

dtft

Aarealuas


01414,0

/03,0

)(

)(

2

3


NRe = dtftlb

ftlbdtftftVD

./000538,0

/248,62/12,213,0 3

NRe = 31.887,64 > 2100



) m (Geankoplis 6ed

, hal. 88)

Sehingga :

01,013,0

/2808,3106,2 4

ft

mftm

D

Dari Geankoplis 6th


f = 0,009

Menentukan friksi :

Pipa lurus = 40 ft

Elbow, 900= 4 buah

L/D = 35

L = 4x 35 x 0,13 ft = 18,2 ft


tabel 2.10.1, hal 93)


L/D = 9

L = 2 x 9 x 0,13 ft = 2,34 ft


tabel 2.10.1, hal 93)


APP D- 60 -

= 60,54 ft

Kc = 1

2155,0A

A (Geankopis 6


= 55,001414,0

0155,0

Kex =

2

2

11A

A (Geankopis 6


= 10

01414,01

2

gc

vKKK

D

LfF fcx

24

2

(Geankopis 6th

tabel 2.10.1, hal 94)

2,3212

12,234,0355,01

13,0

54,60)009,0(4

2

F

mf lbftlbf /51,1



,pers.2.7.28, hal. 64)

0)(2

1 1212

2

1

2

2 savav WfPP

zzgvv

02

2

sWf

P

g

gz

g

v

cc

Direncanakan :



Jadi z = z2- z1= 30 ft-0 ft = 30 ft


APP D- 61 -




= 1

Maka :

- Ws = 51,1248,62

0

2,32

2,3230

2,3212

12,2 2


Tenaga penggerak :

WHP = 550

fs QW

= hp11,0550

248,6203,058,31


BHP = hphpWHP

24,045,0

11,0



13,080,0

24,0

Spesifikasi pompa :


Daya pompa :1 Hp


Jumlah : 1 buah

APP D- 62 -

18. Bak Klorinasi (F-231)

Fungsi : Untuk menampung air yang akan dinetralkan dengan reaksi

klorinasi


Dasar perhitungan :



3


jamkg/66,2

/08,997

/40,655.2 3

3



= (2,66m3/jam) x (12 jam) = 31,92 m

3


Volume bak = 3

3

9,398,0

92,31m

m



Volume bak = (5 X) x (3 X) x (2 X) =30 X3

Sehingga :

Volume bak = 30 X3

39,9 m3

= 30 X3

X = 1,1 m

Jadi ukuran bak klorinasi :

APP D- 63 -

Panjang = 5 x (1,1 m) = 5,5 m

Lebar = 4 x (1,1 m) = 4,4 m

Tinggi = 2 x (1,1 m) = 2,2 m

Klorin diperlukan tiap 100 ton air = 0,01 kg

Kebutuhan klorin per tahun

= tahunhariharikg

/33001,000.100

/6,729.63

= 2,1 kg/tahun

Spesifikasi bak klorinasi :


Panjang (P) : 5,5 m = 216,54 in

Lebar (L) : 4,4 m = 173,23 in

Tinggi (T) : 2,2 m = 86,61 in


Jumlah : 1 buah

19. Pompa Bak Air Sanitasi (L-232)

Fungsi : Untuk memompa air dari bak klorinasi ke bak air sanitasi.


Bahan : Cast iron

Dasar perhitungan :


= 1,63 lb/detik


3


kg/m.s = 0,000538 lb/ft.dt

APP D- 64 -


/63,1

ftlb

dtlb= 0,03 ft

3/dt


IDopt = 3,9 x (Qf)(0,45)

x ( )(0,13)


IDopt = 3,9 x (0,03)(0,45)

x (62,246)(0,13)

= 1,38 in 1,5 in

Standarisasi ID = 1,5 in Sch. 40 (Geankoplis, App. A.5-1)

OD = 1,9 in

ID = 1,610 in = 0,13 ft

A = 0,01414 ft2


V = dtftft

dtft

Aarealuas


01414,0

/03,0

)(

)(

2

3


NRe = dtftlb

ftlbdtftftVD

./000538,0

/248,62/12,213,0 3

NRe = 31.887,64 > 2100



) m (Geankoplis 6ed

, hal. 88)

Sehingga :

01,013,0

/2808,3106,2 4

ft

mftm

D

Dari Geankoplis 6th


f = 0,009

APP D- 65 -

Menentukan friksi :

Pipa lurus = 25 ft

Elbow, 900= 3 buah

L/D = 35

L = 3 x 35 x 0,13 ft = 13,65 ft


tabel 2.10.1, hal 93)


L/D = 9

L = 2 x 9 x 0,13 ft = 2,34 ft


tabel 2.10.1, hal 93)


= 40,99 ft

Kc = 1

2155,0A

A (Geankopis 6


= 55,001414,0

0155,0

Kex =

2

2

11A

A (Geankopis 6


= 10

01414,01

2

gc

vKKK

D

LfF fcx

24

2

(Geankopis 6th

tabel 2.10.1, hal 94)

2,3212

12,234,025,255,01

13,0

99,40)009,0(4

2

F

APP D- 66 -

mf lbftlbF /08,1 mf lbftlbf /08,1



,pers.2.7.28, hal. 64)

0)(2

1 1212

2

1

2

2 savav WfPP

zzgvv

02

2

sWf

P

g

gz

g

v

cc

Direncanakan :



Jadi z = z2- z1= 30 ft-0 ft = 30 ft





= 1

Maka :

- Ws = 08,1248,62

0

2,32

2,3230

2,3212

12,2 2


Tenaga penggerak :

WHP = 550

fs QW

= hp11,0550

248,6203,058,31

APP D- 67 -


BHP = hphpWHP

24,045,0

11,0



13,08,0

24,0

Spesifikasi pompa :


Daya pompa :1 Hp


Jumlah : 1 buah

20. Bak Air Sanitasi (F-223)

Fungsi : Sebagai tempat penampung air sanitasi.


Dasar perhitungan :


Densitas air = 997,08 kg/m3


jamkg/66,2

/08,997

/40,655.2 3

3



= (2,66m3/jam) x (12 jam) = 31,92 m

3


APP D- 68 -

Volume bak = 3

3

9,398,0

92,31m

m



Volume bak = (5 X) x (3 X) x (2 X) =30 X3

Sehingga :

Volume bak = 30 X3

39,9 m3

= 30 X3

X = 1,1 m

Jadi ukuran bak air sanitasi :

Panjang = 5 x (1,1 m) = 5,5 m

Lebar = 4 x (1,1 m) = 4,4 m

Tinggi = 2 x (1,1 m) = 2,2 m

Klorin diperlukan tiap 100 ton air = 0,01 kg

Kebutuhan klorin per tahun

= tahunhariharikg

/33001,0000.100

/6,729.63

= 2,1 kg/tahun

Spesifikasi bak klorinasi :


Panjang (P) : 5,5 m = 216,54 in

Lebar (L) : 4,4 m = 173,23 in

Tinggi (T) : 2,2 m = 86,61 in


APP D- 69 -

Jumlah : 1 buah

21. Pompa Bak Air Proses (L-227)

Fungsi : Untuk memompa air dari bak air lunak ke bak air proses.

Bahan konstruksi : Centrifugal Pump

Bahan : Cast Iron

Dasar perhitungan :

- Rate aliran = 47.350,17 kg/jam = 104.388,18 lb/jam

= 28,99 lb/dt

- air = 1 g/cm3 = 62,43 lb/ft

3

- air = 0,8007 cp = 0,8007 x 10-3

kg/m.s = 0,000538 lb/ft.dt

Perhitungan :

Rate volumetrik = dtftftlb

dtlb/464,0

/43,62

/99,28 3

3

Diasumsikan aliran turbulen, maka diperoleh :

IDopt = 3,9 x (Qf)(0,45)

x ( )(0,13)


IDopt = 3,9 x (0,464)(0,45)

x (62,43)(0,13)

= 4,725 in


Diperoleh - OD = 5,563 in

- ID = 5,047 in = 0,421 ft

- A = 0,1390 ft2


V = dtftft

dtft

Aarealuas


1390,0

/464,0

)(

)(

2

3

APP D- 70 -


NRe = dtftlb

ftlbdtftftVD

./000538,0

/)43,62(/)38,3()421,0( 3

NRe = 163.072,03 > 2100



) m (Geankoplis 6ed

, hal. 88)

Sehingga :

002,0)421,0(

/2808,3106,2 4

ft

mftm

D

Dari Geankoplis 6th


f = 0,006

Menentukan friksi :

Pipa lurus = 100 ft

Elbow, 900= 3 buah

L/D = 35

L = 3 x 35 x 0,421 ft = 44,21 ft


tabel 2.10.1, hal 93)


L/D = 9

L = 2 x 9 x 4,21 ft = 7,578 ft


tabel 2.10.1, hal 93)


= 151,788 ft

APP D- 71 -

Kc = 1

2155,0A

A (Geankopis 6


= 55,01390,0

0155,0

Kex =

2

2

11A

A (Geankopis 6


= 10

1390,01

2

gc

vKKK

D

LfF fcx

24

2

(Geankopis 6th

tabel 2.10.1, hal 94)

2,3212

)338,3(59,255,01

)421,0(

)788,151()006,0(4

2

F

mf lbftlbF /213,2


Berdasarkan pers. Bernouli (pers. 2.7.28 Geankoplis 6th

,pers.2.7.28, hal. 64)

0)(2

1 1212

2

1

2

2 savav WfPP

zzgvv

02

2

sWf

P

g

gz

g

v

cc

Direncanakan :

- z = 30 ft

- P = 0

- v = 3,338 ft/dt

- = 1

Maka :

APP D- 72 -

- Ws = 213,243,62

0

2,32

)2,32()30(

)2,32()1()2(

)338,3( 2


Tenaga penggerak :

WHP = 550

fs QW

= hp699,1550

)43,62()464,0()265,32(


BHP = hphpWHP

12,282,0

1699,0



355,283,0

12,2

Spesifikasi pompa :

Type : Centrifigal Pump

Daya pompa : 3 Hp


Jumlah : 1 buah

22. Bak Air Proses (F-228)

Fungsi : Untuk menampung air proses dari bak air lunak.


Dasar perhitungan :

- Rate aliran = 47.350,17 kg/jam

- air (30oC) = 995,68 kg/m

3

APP D- 73 -

- Waktu tinggal = 12 jam

Perhitungan :


jamkg/55,47

/68,995

/17,350.47 3

3

Volume air = rate volumerik x waktu tinggal

= 47,55 m3 x 12 jam = 570,67 m

3


Volume bak = 3

3

33,7138,0

67,570m

m



Volume bak = (5 X) x (3 X) x (2 X)

=30 X3

Sehingga :

Volume bak = 30 X3

713,33 m3

= 30 X3

X = 2,88 m

Jadi ukuran bak air sanitasi :

Panjang = 5 x (2,88 m) = 14,4 m

Lebar = 4 x (2,88 m) = 11,52 m

Tinggi = 2 x (2,88 m) = 5,76 m

Spesifikasi bak air proses :


APP D- 74 -

Panjang (P) : 14,4 m = 566,93 in

Lebar (L) : 11,52 m = 453,54 in

Tinggi (T) : 5,76 m = 226,77 in


Jumlah : 1 buah

23. Pompa ke Peralatan (L-229)

Fungsi : Untuk memompa air dari bak air proses ke peralatan.


Bahan : Cast Iron

Dasar perhitungan :

- Rate aliran = 47.350,17 kg/jam = 104.388,18 lb/jam

= 28,99 lb/dt

- air = 1 g/cm3 = 62,43 lb/ft

3

- air = 0,8007 cp = 0,8007 x 10-3

kg/m.s = 0,000538 lb/ft.dt

Perhitungan :


dtlb/464,0

/43,62

/99,28 3

3


IDopt = 3,9 x (Qf)(0,45)

x ( )(0,13)


IDopt = 3,9 x (0,464)(0,45)

x (62,43)(0,13)

= 4,725 in


Diperoleh: - OD = 5,563 in

- ID = 5,047 in = 0,421 ft

APP D- 75 -

- A = 0,1390 ft2


V = dtftft

dtft

Aarealuas


1390,0

/464,0

)(

)(

2

3


NRe = dtftlb

ftlbdtftftVD

./000538,0

/)43,62(/)38,3()421,0( 3

NRe = 163.072,03 > 2100



) m (Geankoplis 6ed

, hal. 88)

Sehingga :

002,0)421,0(

/2808,3106,2 4

ft

mftm

D

Dari Geankoplis 6th


f = 0,006

Menentukan friksi :

Pipa lurus = 100 ft

Elbow, 900 = 3 buah

L/D = 35

L = 3 x 35 x 0,421 ft = 44,21 ft


tabel 2.10.1, hal 93)


L/D = 9

L = 2 x 9 x 4,21 ft = 7,578 ft

APP D- 76 -


tabel 2.10.1, hal 93)


= 151,788 ft

Kc = 1

2155,0A

A (Geankopis 6


= 55,01390,0

0155,0

Kex =

2

2

11A

A (Geankopis 6


= 10

1390,01

2

gc

vKKK

D

LfF fcx

24

2

(Geankopis 6th

tabel 2.10.1, hal 94)

2,3212

)338,3(59,255,01

)421,0(

)788,151()006,0(4

2

F

mf lbftlbF /213,2


Berdasarkan pers. Bernoulli (pers. 2.7.28 Geankoplis 6th

,pers.2.7.28, hal. 64)

0)(2

1 1212

2

1

2

2 savav WfPP

zzgvv

02

2

sWf

P

g

gz

g

v

cc

Direncanakan :

- z = 30 ft

- P = 0

APP D- 77 -

- v = 3,338 ft/dt

- = 1

Maka :

- Ws = 213,243,62

0

2,32

)2,32()30(

)2,32()1()2(

)338,3( 2


Tenaga penggerak :

WHP = 550

fs QW

= hp699,1550

)43,62()464,0()265,32(


BHP = hphpWHP

12,282,0

1699,0



355,283,0

12,2

Spesifikasi pompa :


Daya pompa : 3 Hp


Jumlah : 1 buah

8.3 Unit Penyediaan Listrik

APP D- 78 -

Kebutuhan tenaga listrik pada Pra Rencana Pabrik Pulp ini direncanakan dan disediakan oleh

PLN dan generator set. Tenaga listrik yang disediakan digunakan untuk menggerakkan

motor, penerangan, instrumentasi dan lainnya.

Kebutuhan listrik tebagi menjadi :

a) Peralatan proses produksi

b) Daerah pengolahan air (unit utilitas)

c) Listrik untuk instrument

d) Listirk untuk penerangan

e) Listrik untuk kebutuhan lainnya

8.3.1. Peralatan Proses Produksi

Pemakaian listrik untuk daerah proses produksi yaitu :

Tabel 8.3.1.1. Kebutuhan listrik pada proses produksi

No Kode Nama alat Daya(Hp) Jumlah Total Daya (Hp)

1 J-111A Belt Conveyor-1 4 1 4

2 C-112 Cutting Machine 2 1 20

3 J-111B Belt Conveyor-2 4 1 4

4 J-117A Screw Conveyor-1 0,5 1 0,5

5 J-117B Screw Conveyor-2 1 1 1

6 J-117C Screw Conveyor-3 1 1 1

7 M-121 Tangki Pencampur 30 1 30

8 C-113 Chipper 12 1 12

9 J-111C Belt Conveyor-1 4 1 4

10 J-114 Bucket Elevator-1 3 1 3

11 L-123 Pompa-1 3 1 3

12 H-131 Rotary Vacuum Washer –1 5 1 5

13 J-132 Screw Conveyor-4 2 1 2

14 J-133 Bucket Elevator-2 3 1 3

15 L-136 Pompa-2 1 1 1

16 R-130 Bleaching Tank 62 1 62

17 H-137 Rotary Vacuum Washer –2 5 1 5

18 L-138 Pompa-3 1,5 1 1,5

19 X-144 Roll Press 120 1 120

20 B-140 Dryer 175 1 175

21 G-142 Blower 72 1 72

TOTAL 529

APP D- 79 -

Maka kebutuhan listrik untuk daerah proses produksi adalah

= 529 Hp x 0,74570 KW/Hp

= 394,48 KW

8.3.2. Daerah Pengolahan Air (Unit Utilitas)

Pemakaian listrik untuk daerah pengolahan air (water treatment) yaitu :

Tabel 8.3.2.1. Pemakaian listrik pada daerah pengolahan air

No Kode Nama alat Daya (Hp) Jumlah Total Daya (Hp)

1 L-211 Pompa Air Sungai 12 1 12

2 L-213 Pompa Sedimentasi 12 1 12

3 L-215 Pompa Skimer 11 1 11

4 L-216 Clarifier 3 1 3

5 L-219 Pompa Demineralizer 4 1 4

6 L-222 Pompa ke Bak Steam Condensat 2 1 2

7 L-224 Pompa ke Deaerator 4 1 4

8 L-226 Pompa Air Umpan Boiler 2 1 2

9 L-227 Pompa Air Proses 3 1 3

10 L-229 Pompa ke Peralatan 3 1 3

11 L-230 Pompa ke Bak Clorinasi 1 1 1

12 L-232 Pompa Air Sanitasi 1 1 1

TOTAL 58

Jadi kebutuhan listrik untuk daerah pengolahan air adalah

= 58 Hp x 0,74570 kW/Hp

= 43,2506 kW

8.3.3. Kebutuhan Listrik Untuk Penerangan

Tabel 8.3.3.1. Kebutuhan listrik untuk penerangan pabrik

No Bangunan Luas Foot candle

m3 ft

2 Lumen

1 Pos penjagaan 8 86,11 10 861,1

2 Taman 200 2.152,73 5 10.763,65

3 Parkir 400 4.305,44 10 43.054,4

4 Kantor 150 1.614,54 20 32.290,8

5 Perpustakaan 50 538,18 20 10.763,6

6 Kantin 56 602,7616 5 3.013,808

7 Musholla 36 387,49 5 1.937,45

8 Poliklinik 40 430,544 10 4.305,50

APP D- 80 -

9 Pos Timbangan Truk 20 215,27 10 2.152,70

10 Laboratorium 200 2.152,73 20 43.054,60

11 R & D 150 1.614,54 20 32.290,8

12 Guadng Produk 200 2.152,72 10 21.527,2

13 Gudang Bahan Baku 250 2.690,91 10 26.909,1

14 Gudang Bahan Bakar 80 861,09 10 8.610,9

15 Toilet 50 536,18 10 5.381,8

16 Listrik 150 1.614,54 10 16.145,4

17 PMK 36 387,49 5 1.937,45

18 Ketel 200 2.152,73 10 21.527,3

19 Bengkel 150 1.614,54 25 40.363,75

20 Ruang Proses 2000 21.527,30 25 538.182,20

21 Ruang Serba Guna 250 2.690,91 20 53.818,20

22 Perluasan 1000 10.763,6 5 43.054,60

23 Pengolahan 500 5.381,82 10 53.818,20

24 Pembuangan Sludge 500 5.381,82 10 53.818

25 Jalan 1228 13.217,76 5 66.088,80

TOTAL 7901 1.135.671,628

Penerangan seluruh area kecuali jalan dan halaman menggunakan flooroecent lampu type

day light 40 watt yang mempunyai lumen output sama dengan 1.960 lumen.

Lumen output = = 49 lumen/Watt

Jumlah lumen total = 1.135.671,628 + 66.088,8 + 16.145,4

= 1.053.437,428 lumen

Tenaga listrik yang diperlukan =

= 21.498,723 Watt

Jumlah lampu yang digunakan =

= 538 buah

Untuk penerangan jalan dan halaman digunakan mercuri vapour 100 watt yang

mempunyai lumen output = 3.000 lumen.

Lumen output = = 30 lumen/ Watt

APP D- 81 -

Jumlah lumen = 66.088,80 + 16.145,4 = 82.234,2 lumen

Tenaga listrik yang diperlukan =

= 2.741,14 Watt

Jumlah lampu yang digunakan = = 27 buah

Jumlah tenaga listrik yang diperlukan :

- Lampu fluoroecent = 21.498,723 Watt

- Lampu mercury = 2.741,14 Watt

- Peralatan bengkel = 2.000 Watt

- Peralatan R & D = 3.500 Watt

- Keperluan lain = 2.000 Watt (+)

Total = 31.739,863 Watt

Jadi kebutuhan total listrik dalam pabrik ini :

- Untuk penerangan = 31,7398 kWh

- Untuk peralatan proses produksi = 394,48 kWh

- Untuk daerah pengolahan air = 43,2506 kWh (+)

Total = 469,4704 kWh

Kebutuhan listrik untuk motor disupplay dari Diesel, sedangkan listrik untuk penerangan

dari PLN.

Jadi dari : Diesel = 437,7306 kWh

PLN = 31,7398 kWh

Power actual untuk diesel = 75 %

Power yang harus dibangkitkan = = 583,641 kWh = 584 kWh

APP D- 82 -

Spesifikasi Peralatan :

- Type generator = AC-Generator 3 phase

- Kapasitas = 584; 380/220 V

- Power factor = 75 %

- Frekuensi = 50 Hz

- Phase = 3 phase

- Bahan bakar = Fuel Oil

- Jumlah = 1 buah

8.4. Unit Penyediaan Bahan Bakar

Unit bahan bakar bertugas menyediakan bahan bakar untuk kebutuhan bahan bakar untuk

keperluan utilitas.

Kebutuhan bahan bakar untuk boiler sebesar 148,27 kg/jam.

Kebutuhan bahan bakar pada generator adalah :

Daya generator = 584 kW

= 584 kW

= 1.992.697,99 btu/jam

Jumlah fuel oil yang dibutuhkan jika :

Heating Value (HV) = 132.000 btu/lb

Maka :

=

= 15,09 lb/jam = 6,85 kg/jam

APP D- 83 -

Sehingga total kebutuhan bahan bakar = (148,27 + 6,85) kg/jam

= 155,12 kg/jam

1. Tangki Bahan Bakar

Fungsi : Untuk menyimpan bahan bakar yang akan digunakan.

Type : Bejana tegak dengan shell berbentuk silinder, tutup atas standart

dishead dan tutup bawah flat (datar).

Bahan : High Alloy Stell SA-240 Grade A

Dasar Perhitungan :

- Waktu penyimpanan = 30 hari

- Suhu = 30 oC

- Tekanan = 1 atm = 14,7 psi

- Massa bahan bakar = 155,12 kg/jam = 341,98 lb/jam

- Densitas liquida (ρ) = 54,998 lb/ft3

- µ bahan bakar = 0,0011 lb/ft.dt

Perhitungan :

Rate volumetrik (Q) = = = 6,21 ft3/jam

Volume bahan bakar selama 30 hari = 6,21 ft3/jam x 30 hari x 24 jam

= 4.471,2 ft3

Asumsi : volume bahan bakar adalah 80 % volume tangki.

Volume tangki = = 5.589 ft3

a. Menentukan diameter tangki :

Asumsi : Ls = 1,5 di

APP D- 84 -

VT = Vshell + Vtutup atas

5.589 ft3 = ¼.π.di

2.Ls + 0,0847.di

3

5.589 ft3 = ¼.π.di

2.(1,5.di) + 0,0847.di

3

5.589 ft3 = 1,2622.di

3

di = 16,42 ft = 197,2 in

b. Menentukan tekanan design (Pi) :

Tinggi bahan bakar dalam shell (H) =

= = 21,13 ft

Tekanan hidrostatik (Ph) = (Brownell & Young, prs.3-17, hal.46)

= = 7,69 psia

Tekanan design (Pi) = Poperasi + Phidrostatik

= ((14,7+7,69)-14,7) psig

= 7,69 psig

c. Menentukan tebal silinder (ts) :

ts = + C

Dimana :

Allowable stress (f) = 18750

Tipe pengelasan (E) = Double Welded Butt Joint (E= 0,8)

APP D- 85 -

Faktor korosi (C) = 1/16 in

di = 197,2 in

Pi = 7,69 psig

Sehingga :

ts = +

= 0,113 ≈ in

Standarisasi do :

do = di +2 ts

= 197,2 + 2(3/16) = 197,6 in - 16,47 ft

Dari tabel 5-7 Brownell & Young, hal.90 didapat harga :

do = 204

Menentukan harga di baru :

di = do – 2 ts

= 204 – 2(3/16) = 203,625 in

Ls = 1,5 x di

= 1,5 x 203,625 in = 305,4375 in = 25,45313 ft

d. Menentukan tebal tutup atas berbentuk standart dishead (tha):

tha = + C

2. Pompa Bahan Bakar

Fungsi : Untuk memompa bahan bakar ke generator.

APP D- 86 -


Bahan : Cast Iron

Dasar perhitungan :

- Rate aliran = 155,12 kg/jam = 341,98 lb/dt

- = 1 g/cm3 = 62,43 lb/ft

3

- = 1,4 cp = 0,00140 kg/m.s = 0,0009408 lb/ft.dt

Perhitungan :


dtlb/0017,0

/998,54

/09,0 3

3


IDopt = 3,9 x (Qf)(0,45)

x ( )(0,13)


IDopt = 3,9 x (0,0017)(0,45)

x (54,998)(0,13)

= 0,372 in

Standarisasi ID = 1/2 in Sch. 40 (Geankoplis, App. A.5-1)

Diperoleh: - OD = 0,840 in

- ID = 0,622 in = 0,052 ft

- A = 0,00211 ft2


V = dtftft

dtft

Aarealuas


00211,0

/0017,0

)(

)(

2

3


NRe = dtftlb

ftlbdtftftVD

./0009408,0

/)998,54(/)81,0()052,0( 3

NRe = 2.462,28 > 2100

APP D- 87 -



) m (Geankoplis 6ed

, hal. 88)

Sehingga :

016,0)052,0(

/2808,3106,2 4

ft

mftm

D

Dari Geankoplis 6th


f = 0,012

Menentukan friksi :

Pipa lurus = 100 ft

Elbow, 900 = 3 buah

L/D = 35

L = 3 x 35 x 0,052 ft = 5,46 ft


tabel 2.10.1, hal 93)


L/D = 9

L = 2 x 9 x 0,052 ft = 0,936 ft


tabel 2.10.1, hal 93)


= 106,396 ft

Kc = 1

2155,0A

A (Geankopis 6


= 55,000211,0

0155,0

Kex =

2

2

11A

A (Geankopis 6


APP D- 88 -

= 10

00211,01

2

gc

vKKK

D

LfF fcx

24

2

(Geankopis 6th

tabel 2.10.1, hal 94)

2,3212

)81,0(34,025,255,01

)052,0(

)396,106()012,0(4

2

F

mf lbftlbF /04,1


Berdasarkan pers. Bernouli (pers. 2.7.28 Geankoplis 6th

,pers.2.7.28, hal. 64)

0)(2

1 1212

2

1

2

2 savav WFPP

zzgvv

02

2

sWF

P

g

gz

g

v

cc

Direncanakan :

- z = 35ft

- P = 0

- v = 0,81 ft/dt

- = 1

Maka :

- Ws = 04,1998,54

0

2,32

)2,32()35(

)2,32()1()2(

)81,0( 2


Tenaga penggerak :

WHP = 550

fs QW

APP D- 89 -

= hp006,0550

)998,54()0017,0()1,36(


BHP = hphpWHP

013,045,0

006,0



102,080,0

013,0

Spesifikasi pompa :

Type : Centrifigal Pump

Daya pompa : 1Hp


Jumlah : 1 buah

APP E- 1 -

APPENDIKS E

PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI

A. Metode Penafsiran Harga

Penafsiran harga peralatan setiap tahun mengalami perubahan sesuai dengan perekonomian

yang ada. Untuk menafsir harga peralatan diperlukan indeks yang dapat digunakan untuk

mengkonversi harga peralatan pada masa lalu, sehingga diperoleh harga alat saat ini, dipakai

persamaan :

CK = CX x (Peter & Timmerhaus, hal 164)

Dimana :

CX = Tafsiran harga alat saat ini

CK = Harga tafsiran alat pada tahun k

IX = Indeks harga saat ini

IK = Indeks harga tahun k

Sedangkan untuk menafsirkan harga alat yang sama dengan kapasitas yang berbeda digunakan

persamaan :

VA = VB x (Peter & Timmerhaus, hal 169)

Dimana :

VA = Harga alat dengan kapasitas A

VB = Harga alat dengan kapasitas B

CA = Kapasitas alat A

CB = Kapasitas alat B

n = Harga komponen alat (Peter & Timmerhaus, hal 170)

APP E- 2 -

Harga peralatan pada Pra Rencana Pabrik Pulp dari Batang Kapas ini didasrkan pada harga alat

yang terdapat pada http//:www.matche.com/EquipCost/html;2006

Tabel E.1 Indeks Harga Alat pada Tahun Sebelum Evaluasi

No Tahun (y) Indeks (x) x2 x.y

1. 1986 318 101124 631548

2. 1987 324 104976 643788

3. 1988 343 117649 681884

4. 1989 355 126025 706095

5. 1990 356 126736 708440

∑ 9940 1696 576510 3371755 Sumber : Peter and Timmerhaus, hal 163, tabel 3

Kenaikan harga tiap tahun merupakan fungsi linier tahun dan indeks harga tahun k merupakan

persamaan garis lurus, maka :

Y = a + bX

Dimana :

- Y = tahun

- X = indeks harga

- a = konstanta

- b = gradien

a =

=

= 1.958,42

b =

=

APP E- 3 -

= 0,087

Kenaikan harga tiap tahun merupakan fungsi linear, tahun dan indeks harga tahun merupakan

persamaan garis lurus, sehingga :

Y = bX + a

Sehingga persamaan harga indeks :

Y = 0,087X + 1958,42

Indeks harga (X) pada tahun 2003 (Y=2003) adalah :

2003 = 0,087X +1958,42

= 512,4

Indeks harga (X) pada tahun 2010 (Y=2010) adalah :

2010 = 0,087X +1958,42

= 592,9

B. Harga Peralatan

Dengan menggunakan rumus-rumus pada metode penafsiran harga, didapatkan harga peralatan

proses seperti terlihat pada tabel E.2 dan harga peralatan utilitas pada tabel E.3.

Contoh perhitungan pada peralatan :

Nama alat : Gudang Batang Kapas


Dari http//:www.matche.com/EquipCost/html diperoleh :

Harga alat tahun 2003 : $ 54800

Sehingga harga gudang batang kapas pada tahun 2010 :

= harga tahun 2003

= 54800

APP E- 4 -

= $ 63409,08

Asumsi : 1$ = Rp 10.000,00

Tabel E.2 : Harga Peralatan Proses

No. Nama Alat kode Harga/unit ($) Jumlah

(unit)

Harga Total

(Rp) 2003 2010

1 Gudang batang kapas F-110 54,800 63409,08 1 634090800

2 Belt conveyor J-111A 5,000 5785,5 1 57855000

3 Cutting Machine C-112 33,000 38184,3 1 381843000

4 Belt conveyor J-111B 6,900 7983,99 1 79839900

5 Tangki NaOH F-116 118,500 137116,35 1 1371163500

6 Srew Conveyor J-117A 6,000 6942,6 1 69426000

7 Bin NaOH F-115B 8,250 9546,075 1 95460750

8 Tangki Na2S F-118 105,400 121958,34 1 1219583400

9 Screw Conveyor J-117B 6,000 6942,6 1 69426000

10 Bin Na2S F-115 6,700 7752,57 1 77525700

11 Gudang Na2CO3 F-119 59,300 68616,03 1 686160300

12 Srew Conveyor J-117B 6,000 6942,6 1 69426000

13 Bin Na2CO3 F-115D 8,000 9256,8 1 92568000

14 Tangki pencampur M-121 233,825 270558,9075 1 2705589075

15 Heater E-122 6,700 7752,57 1 7752570

16 Tangki penampung Cl2 F-135 99,500 115131,45 1 1151314500

17 Chipper C-113 93,000 107610,3 1 1076103000

18 Belt conveyor J-111C 5,000 5785,5 1 57855000

19 Bucket elevator J-114 10,800 12496,68 1 124966800

20 Silo chip batang kapas F-115A 3,300 3818,43 1 38184300

21 Digester Q-120 326,700 378024,57 1 3780245700

22 Pompa centrifugal L-123 9,300 10761,03 1 107610300

23 Rotary vacuum washer I H-131 102,200 118255,62 1 1182556200

24 Screw conveyor J-132 6,000 6942,6 1 69426000

25 Bucket elevator J-133 15,200 17587,92 1 175879200

26 Bin pulp F-134 7,600 8793,96 1 87939600

27 Bleaching tank R-130 220,000 254562 1 2545620000

28 Pompa centrifugal L-136 9,300 10761,03 1 107610300

29 Rotary vacuum washer II H-137 102,200 118255,62 1 1182556200

30 Pompa screw L-138 10,850 12554,535 1 125545350

31 Fourdiner X-144 75,300 87129,63 1 871296300

32 Compressor H-141 19,000 21984,9 1 219849000

33 Blower G-142 80,850 93738,9852 1 937389852

34 Heater E-143 6,700 7752,57 1 77525700

35 Roll dyer B-140 10,850 12554,535 1 125545350

36 Storage pulp F-144 50,250 58144,275 1 581442750

TOTAL 22244173400

APP E- 5 -

Tabel E.3. Harga Peralatan Utilitas

No Nama Alat Kode Harga/Unit ($) Jumlah Harga Total

(Rp) 2003 2010

1 Pompa air sungai L-211 4,000.00 4628,4 1 46284000

2 Bak sedimentasi F-212 8,600.00 5322,66 1 53226600

3 Pompa sedimentasi L-213 4,500.00 5206,95 1 52069500

4 Bak skimmer F-214 7,500.00 8678,25 1 86782500

5 Pompa ke clarifier L-215 3,500.00 4049,85 1 40498500

6 Tangki clarifier H-216 22,350.00 25861,185 1 258611850

7 Sand filter F-217 19,200.00 22216,32 1 222163200

8 Bak air bersih F-218 7,200.00 8331,12 1 83311200

9 Pompa demineralizer L-219 3,000.00 3471,3 1 34713000

10 Boiler Q-220 17,000.00 19670,7 1 19670700

11 Anion Exchanger D-210A 1,200.00 1388,52 1 13885200

12 Kation Exchanger D-210B 9,200.00 10645,32 1 106453200

13 Bak air lunak F-221 8,100.00 9372,51 1 93725100

14 Pompa ke bak steam condensat L-222 3,500.00 4049,85 1 40498500

15 Bak steam condensat F-223 9,000.00 10413,9 1 104139000

16 Pompa ke daerator L-224 2,500.00 2892,75 1 28927500

17 Daerator D-225 11,000.00 12728,1 1 127281000

18 Pompa air umpan boiler L-226 3,000.00 3471,3 1 34713000

19 Pompa ke bak air proses L-227 3,000.00 3471,3 1 34713000

20 Bak air proses F-228 8,500.00 9835,35 1 98353500

21 Pompa ke peralatan L-229 4,500.00 5206,95 1 52069500

22 Pompa ke bak klorinasi L-230 5,000.00 5785,5 1 57855000

23 Bak klorinasi F-231 11,850.00 13711,635 1 137116350

24 Pompa ke air sanitasi F-232 3,200.00 3702,72 1 37027200

25 Bak air sanitasi F-233 8,000.00 9256,8 1 92568000

Total 2233692200

Harga peralatan total = Harga peralatan proses + Harga peralatan utilitas

= Rp. (22.244.173.400 + 2.233.692.200)

= Rp. 24.477.865.600

Dengan faktor keamanan (safety factor) sebesar 20%, maka :

Harga peralatan total = 1,2 x Rp. 24.477.865.600

= Rp. 29.373.438.720

APP E- 6 -

C. Biaya Utilitas

a. Listrik

Kebutuhan listrik per jam = 469,47 KWH

Harga listrik per KW = $ 0,05

Biaya listrik per tahun = 469,47 KWH x 24 jam/hari x 330 hari/tahun x $ 0,05

= $ 185.910,12 x Rp. 10.000

= Rp. 1.859.101.200

b. Air

Pamakaian jumlah air sungai = 70.463,472 kg/jam = 70,77 m3/jam

Harga air sungai tiap m3 = $ 0,01

Biaya pemakaian air sungai = 70,77 m3/jam x 24 jam/hari x 330 hari/tahun x $ 0,01

= $ 5.604,984

Pemakaian air sungai (excess 20%) = 20 % x 70.463,472 kg/jam

= 14.092,6944 kg/jam

= 14,134 m3/jam

Harga air sungai tiap m3 = $ 0,01

Biaya pemakaian air sungai = 14,134 m3/jam x 24 jam/hari x 330 hari/tahun x $ 0,01

= $ 1.119,4128

Biaya pemakaian air per tahun = $ (5.604,984 + 1.119,4128)

= $ 6.724,3968 x Rp.10.000

APP E- 7 -

= Rp. 67.243.968

c. Bahan bakar (diesel oil)

Kebutuhan bahan bakar per jam = 155,12 kg/jam = 55,4 L/jam

Harga bahan bakar per liter = $ 0,45

Biaya bahan bakar per tahun = 55,4 L/jam x 24 jam/hari x 330 hari/tahun x $ 0,45

= $ 197.445,6 x Rp.10.000

= Rp. 1.974.456.000

d. Resin

Kebutuhan resin per jam = 758,108 kg/jam

Harga resin per kg = $ 2

Biaya resin per tahun = 758,108 kg/jam x 24 jam/hari x 330 hari/tahun x $ 2

= $ 12.008.430,72 x Rp.10.000

= Rp. 120.084.307.200

e. Alum

Kebutuhan alum per tahun = 2,12 kg/jam

Harga alum per kg = $ 0,18

Biaya alum per tahun = 2,12 kg/jam x 24 jam/hari x 330 hari/tahun x $ 0,18

= $ 3.022,272 x Rp.10.000

= Rp. 30222720,00

APP E- 8 -

Total biaya utilitas = $ (185.910,12 + 6.724,3968 + 197.445,6 + 12.008.430,72 +

3.022,272)

= $ 12.401.533,11 x Rp.10.000

= Rp. 124.015.331.100

D. Biaya Bahan Baku

a. Batang kapas

Kebutuhan per kg = 8.838,645 kg/jam

Harga per kg = $ 0,04

Biaya per tahun = 8.838,645 kg/jam x 24 jam/hari x 330 hari/tahun x $ 0,04

= $ 2.800.082,736 Rp.10.000

= Rp. 28.000.827.360

b. Sodium Hydroxide (NaOH)




= $ 5.948.075,786 x Rp.10.000

= Rp. 59.480.757.860

c. Sodium sulfate (Na2S)


Harga per jam = $ 0,25

APP E- 9 -


= $ 2.371.319,28 x Rp.10.000

= Rp. 23.713.192.800

d. Sodium Carbonate (Na2CO3)

Kebutuhan per kg = 631,963 kg/jam


Biaya per tahun = 631,963 kg/jam x 24 jam/hari x 330 hari/tahun x $ 0,4

= $ 2.002.058,7840 x Rp.10.000

= Rp. 20.020.587.840

e. Chlorine (Cl2)

Kebutuhan per kg = 0,03 kg/jam


Biaya per tahun = 0,03 kg/jam x 24 jam/hari x 330 hari/tahun x $ 2,2

= $ 522,720 Rp.10.000

= Rp. 5227200

Total biaya bahan baku = $ (2.800.082,736 + 5.948.075,786 + 2.371.319,280

+ 2.002.058,784 + 522,720)

= $ 13.122.059,306 x Rp.10.000

= Rp. 131.220.593.060

E. Biaya Pengemasan

Produksi = 1.262,6262 kg/jam = 10.000.000 kg/tahun = 10.000 ton/tahun

Produk dikemas dalam roll dengan kapsitas 50 kg, dengan harga tiap kemasan $ 0,73

APP E- 10 -

Jumlah kemasan per tahun =

= 200.000 buah

Biaya pengemasan per tahun = 200.000 buah x $ 0,73 = $ 511.000

F. Gaji Pegawai

Tabel E.4. Daftar Upah (Gaji) Pegawai

No Jabatan Jumlah

(orang)

Gaji

(Rp/orang)

Total (Rp)

1 Dewan komisaris 5 5.000.000 25.000.000

2 Direktur utama 1 20.000.000 20.000.000

3 Kepala LITBANG (R&D) 1 5.000.000 5.000.000

4 Karyawan LITBANG (R&D) 2 1.500.000 3.000.000

5 Direktur teknik dan produksi 1 9.000.000 9.000.000

6 Direktur keuangan dana administrasi 1 9.000.000 9.000.000

7 Sekretaris 2 1.250.000 2.500.000

8 Kepala bagian teknik 1 5.000.000 5.000.000

9 Kepala devisi bengkel dan perawatan 1 2.500.000 2.500.000

10 Staff bengkel dan perawatan 6 1.100.000 6.600.000

11 Kepala divisi utilitas 1 2.500.000 2.500.000

12 Staff divisi utilitas 2 1.250.000 2.500.000

13 Karyawan utilitas 3 1.000.000 3.000.000

APP E- 11 -

14 Kepala bagian produksi 1 5.000.000 5.000.000

15 Kepala divisi mutu dan lab 1 2.500.000 2.500.000

16 Karyawan mutu dan lab 3 1.500.000 4.500.000

17 Kepala divisi pengendalian proses 1 2.500.000 2.500.000

18 Staff pengendalian proses 5 1.000.000 5.000.000

19 Kepala divisi produksi 1 2.500.000 2.500.000

20 Staff produksi 4 1.250.000 5.000.000

21 Karyawan produksi 116 1.000.000 116.000.000

22 Kepala divisi gudang 1 2.000.000 2.000.000

23 Staff divisi gudang 2 1.250.000 2.500.000

24 Karyawan gudang 3 1.000.000 3.000.000

25 Kepala bagian pemasaran 1 5.000.000 5.000.000

26 Kepala devisi market dan riset 1 2.500.000 2.500.000

27 Staff market dan riset 2 1.000.000 2.000.000

28 Kepala divisi penjualan 1 2.500.000 2.500.000

29 Staff penjualan 5 1.250.000 6.250.000

30 Kepala divisi promosi & periklanan 1 2.250.000 2.500.000

31 Staff promosi & periklanan 3 1.000.000 3.000.000

32 Kepala bagian keuangan 1 5.000.000 5.000.000

33 Kepala divisi pembukuan & keuangan 1 2.500.000 2.500.000

34 Staff pembukuan & keuangan 2 1.000.000 2.000.000

35 Kepala divisi penyediaan & pembelian 1 2.500.000 2.500.000

36 Staff penyediaan & pembelian 3 1.000.000 3.000.000

37 Kepala bagian sumber daya manusia 1 5.000.000 5.000.000

38 Kepala divisi transportasi 1 2.000.000 2.000.000

39 Staff transportasi 2 1.000.000 2.000.000

40 Sopir 3 800.000 2.400.000

41 Kepala divisi ketenagakerjaan 1 2.500.000 2.500.000

42 Staff ketenagakerjaan 2 1.000.000 2.000.000

43 Kepala divisi personalia 1 2.500.000 2.500.000

APP E- 12 -

44 Staff personalia 2 1.100.000 2.200.000

45 Kepala bagian umum 1 5.000.000 5.000.000

46 Kepala divisi HUMAS 1 2.500.000 2.500.000

47 Staff HUMAS 3 1.250.000 3.750.000

48 Kepala divisi keamanan 1 1.750.000 1.750.000

49 Staff keamanan 10 800.000 8.000.000

50 Kepala divisi kebersihan 1 1.750.000 1.750.000

51 Staff kebersihan 10 800.000 8.000.000

Jumlah 227 331.200.000

Total Gaji per Tahun = Rp. 331.200.000 x 12 bulan/tahun = Rp. 3.974.400.000

G. Perhitungan Harga Produk

Produksi Pulp dari Batang Kapas per jam = 1.262,6262 kg/jam

Harga Pulp dari Batang Kapas per kg = $ 3,1

Penjualan Pulp dari Batang Kapas per tahun

= 1.262,6262 kg/jam x 24 jam/hari x 330 hari/tahun x $ 3,1

= $ 30.999.998,46 x Rp.10.000

= Rp. 309.999.984.600

Documents

Pra Rencana Pabrik Pulp Dari Batang Kapas Dengan Proses Kraft (Sulfat) Kapasitas