PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN CRUDE CORN OIL (CCO) DARI BIJI JAGUNG DENGAN KAPASITAS BAHAN BAKU 4.500 TON / TAHUN
TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia
Oleh :
ARDI LEONARD SILALAHI NIM : 080425043
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
LEMBAR PENGESAHAN PEMBUATAN CRUDE CORN OIL (CCO) DARI BIJI JAGUNG DENGAN KAPASITAS BAHAN BAKU 4.500 TON / TAHUN
Di Ajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia
Oleh : ARDI LEONARD SILALAHI NIM : 080425043 Telah Diperiksa / Disetujui Oleh :
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
(Rondang Tambun, ST., MT) NIP : 132 282 133
(Erni Misran, ST.,MT) NIP : 132 258 002
Dosen Penguji I
Dosen Penguji II
Dosen Penguji III
(Rondang Tambun, Tambun, ST. MT) (Dr. Ir. Rosdanelli Hasibuan, MT) (M. Hendra S. Ginting, Ginting, ST., MT) NIP : 123 282 133 NIP : 132 096 129 NIP : 132 243 713
Mengetahui, Koordinator Tugas Akhir
(Dr. Ir. Irvan, MSi) NIP : 132 126 842
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA EKSTENSION FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
INTI SARI
Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (CCO) dari biji jagung dengan kapasitas bahan baku 4.500 ton/tahun, dengan 300 hari kerja dalam 1 (satu) tahun. Pabrik ini diharapkan dapat memproduksi Crude Corn Oil yang mampu memenuhi kebutuhan pasar di Sumatera Utara khususnya dan daerah-daerah Indonesia yang lain pada umumnya. Proses yang digunakan untuk memperoleh CCO
dari
biji
jagung
awalnya
dilakukan
dengan
pengepresan
dengan
menggunakan Screw Press, yang kemudian filtratnya disaring lagi dengan mengunakan Vibrating Filter. CCO yang diperoleh kemudian dipekatkan lagi kadarnya dari kandungan air melalui sistem evaporasi dengan mengunakan CPO 1200C sebagai media pemanas. Lokasi pabrik direncanakan berada di daerah Sitinjo, Kecamatan Sitinjo, Kabupaten Dairi, Sumatera Utara, dengan luas tanah yang dibutuhkan adalah 13.170 m2 Jumlah tenaga kerja yang di butuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 70 orang dan bentuk badan usaha yang direncanakan adalah perseroan terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi garis. Hasil analisa terhadap aspek ekonomi Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (CCO) dari biji jagung, adalah :
• Total modal investasi
: Rp. 42.040.370.000,-
• Biaya Produksi
: Rp. 13.202.405.590,-
• Hasil penjualan/ tahun
: Rp. 37.695.283.880,-
• Laba Bersih
: Rp. 31.823.241.780,-
•
Profit Margin
: 64,98 %
• Break Even Point (BEP)
: 32,28 %
• Return on Investment (ROI)
: 75,69 %
•
: 1,5 tahun
Pay Out Time (POT)
• Internal Rate of Return (IRR)
: 42,23 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi, maaka dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (CCO) dari biji jagung ini layak didirikan.
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN KATA PENGANTAR ................................................................................................. i INTI SARI ..................................................................................................................ii DAFTAR ISI ..............................................................................................................iii DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. v DAFTAR TABEL ..................................................................................................... vi BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... I-1
1.1. Latar Belakang ......................................................................................I-1 1.2. Rumusan Masalah .................................................................................I-2 1.3. Tujuan Perancangan ..............................................................................I-3 1.4. Manfaat Perancangan ............................................................................I-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA........................................................................... II-1
2.1. Minyak Jagung .................................................................................... II-1 2.1.1 Komposisi Biji Jagung ............................................................... II-1 2.1.2 Komposisi Asam Lemak Minyak Jagung .................................. II-2 2.2. Minyak dan Lemak ............................................................................. II-4 2.3. Deskripsi Proses.................................................................................. II-9 BAB III NERACA MASSA..................................................................................I II-1 BAB IV NERACA ENERGI................................................................................IV -1 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN................................................................ V-1 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ....................... VI-1
6.1. Instrumentasi .....................................................................................VI-1 6.2. Keselamatan Kerja Pabrik...............................................................VI-18 BAB VII UTILITAS.......................................................................................... VII-1
7.1. Kebutuhan Air.............................................................................. VII-1 7.2. Kebutuhan Bahan Kimia .............................................................. VII-5 7.3. Kebutuhan Listrik ........................................................................ VII-5 7.4. Kebutuhan Bahan Bakar .............................................................. VII-6 Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
7.5. Unit Pengolahan Limbah ............................................................. VII-7 7.6. Spesifikasi Peralatan Utilitas ..................................................... VII-10 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK....................................... VIII-1
8.1. Lokasi Pabrik .............................................................................. VIII-1 8.2. Tata Letak Pabrik ........................................................................ VIII-6 8.3. Perincian Luas Tanah .................................................................. VIII-8 BAB IX
ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ................... IX-1
9.1. Uraian Tugas, Wewenang, dan Tanggung Jawab ..........................IX-1 9.2. Tenaga Kerja dan Jam Kerja..........................................................IX-4 9.3. Sistem Kerja ...................................................................................IX-4 9.4. Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ...................................IX-5 9.5. Sistem Penggajian ..........................................................................IX-7 9.6. Kesejahteraan Karyawan................................................................IX-8 BAB X
EKONOMI DAN PEMBIAYAAN ..................................................... X-1
10.1. Modal Investasi ............................................................................. X-2 10.2. Biaya Produksi Total..................................................................... X-5 10.3. Total Penjualan ............................................................................. X-6 10.4. Perkiraan Rugi/Laba Usaha .......................................................... X-6 10.5. Analisa Aspek Ekonomi................................................................ X-7 BAB XI
KESIMPULAN.................................................................................... XI-1
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
DAFTAR GAMBAR
Gambar 6.1
Instrumentasi Pada Pompa ..............................................................VI-9
Gambar 6.2
Instrumentasi Pada Tangki ..............................................................VI-9
Gambar 6.3
Instrumentasi Pada Bucket Elevator ..............................................VI-10
Gambar 6.4
Instrumentasi Pada Evaporator .....................................................VI-10
Gambar 6.5
Tingkat Kerusakan di Suatu Pabrik...............................................VI-11
Gambar 8.1
Tata Letak Lokasi Pabrik Crude Corn Oil ................................... VIII-9
Gambar 9.1
Struktur Organisasi Perusahaan ......................................................IX-9
Gambar LE.1 Harga Peralatan Untuk Tangki Penyimpanan ................................ LE-5 Gambar LE.2 Grafik BEP ................................................................................... LE-28
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1
Data Produksi Minyak Jagung ............................................................ II-2
Tabel 2.1
Komposisi Biji Jagung ........................................................................ II-2
Tabel 2.2
Komposisi Asam Lemak dalam Minyak Jagung ................................ II-3
Tabel 2.3
Titik Didih dan Titik Cair Asam-Asam Lemak Jenuh dari Minyak ... II-5
Tabel 3.1
Neraca Massa pada Twin Screw Press (SP-101) ............................... III-1
Tabel 3.2
Neraca Massa pada Vibrating Filter (VF-101) ..................................III-2
Tabel 3.3
Neraca Massa pada Tangki Penampung Sementara (T-101).............III-2
Tabel 3.4
Neraca Massa pada Evaporator (EV – 101) ......................................III-2
Tabel 3.5
Neraca Massa pada Cooler (C – 101) ............................................... III-3
Tabel 4.1
Neraca panas pada evaporator............................................................IV-1
Tabel 4.2
Neraca Panas Pada Cooler .................................................................IV-1
Tabel 6.1
Daftar Penggunaan Instrumentasi ......................................................VI-8
Tabel 7.1
Kebutuhan air pendingin pada Cooler (C-101)................................ VII-1
Tabel 7.2
Kualitas Sumur Bor.......................................................................... VII-3
Tabel 7.3
Perincian Kebutuhan Bahan Kimia.................................................. VII-5
Tabel 7.4
Perincian Kebutuhan Listrik Unit Proses......................................... VII-5
Tabel 7.5
Perincian Kebutuhan Listrik Unit Utilitas ....................................... VII-5
Tabel 8.1
Perincian Luas Bangunan................................................................ VIII-9
Tabel 8.2
Keterangan Gambar ...................................................................... VIII-12
Tabel 9.1
Jadwal Kerja Shift ..............................................................................IX-5
Tabel 9.2
Jumlah Tenaga Kerja Beserta Tingkat Pendidikannya ......................IX-6
Tabel 9.3
Jumlah Gaji Karyawan .......................................................................IX-7
Tabel 10.1
Modal Investasi Tetap ...................................................................... X-3
Tabel 10.2
Modal Kerja ..................................................................................... X-4
Tabel 10.3
Biaya Tetap ...................................................................................... X-5
Tabel 10.4
Biaya Variabel.................................................................................. X-6
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Minyak jagung pertama kali ditemukan di Meksiko Tengah pada 5000 SM. Tanaman jagung ( Zea mays) di Indonesia merupakan bahan pangan pokok kedua setelah padi. Jagung termasuk dalam famili rumput-rumputan Graminae dan menurut jenisnya dibagi dalam beberapa golongan yaitu Dent Corn (Zea mays indenronta), Flint Corn (Zea mays indurata), Sweet Corn (Zea mays saccharata), Pop Corn (Zea mays everata), Waxy Corn (Zea mays tumicata), Solf atau Floue (Zea mays anylaceal) (Ketaren, 1986 ).
Minyak jagung diperoleh dengan mengekstrak bagian dalam dari jagung. Sistem ekstraksi yang digunakan biasanya adalah sistem penekanan pressing ( ). Minyak jagung mempunyai nilai gizi yang sangat tinggi yaitu sekitar 250 kilo kalori/ons. Selain itu juga minyak jagung lebih disenangi konsumen karena selain harganya yang murah juga mengandung sitosterol sehingga para konsumen dapat terhindar dari gejala atherosclerosis (endapan pada pembuluh darah) yang diakibatkan terjadinya ikatan kompleks antara sitosterol dan Ca++ dalam darah (Ketaren, 1986). Pada tahun 2005 luas areal tanaman jagung di Sumatera Utara mencapai 218.569 Ha dengan produksi jagung sebesar 735.456 ton, dan tahun 2006 mengalami penurunan menjadi 200.146 Ha dengan jumlah produksi 682.042 ton turun sebesar 53.414 ton atau 7,26 persen dibandingkan produksi jagung tahun 2005. Penurunan produksi jagung disebabkan penurunan luas panen sebesar 18.423 hektar atau 8,43 persen. Pada tahun 2007 komoditi jagung diperkirakan mengalami kenaikan produksi sebesar 47.241 ton atau 6,92 persen dibandingkan produksi jagung tahun 2006 (Angka Tetap). Luas panen juga mengalami kenaikan sebesar 12.772 hektar atau 6,38 persen ( Badan Pusat Statistik, 2007 ).
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Tabel 1.1 Data produksi minyak jagung Tahun
Luas Panen (Ha)
Produksi (ton)
Minyak Jagung (ton)
2005
218.569
735.456
61.822
2006
200.146
682.042
57.332
2007
233.694
786.349
66.100
Sumber : Badan Pusat Statistik (2008) 1.2
Perumusan Masalah
Sehubungan dengan meningkatnya produksi jagung serta tingginya kebutuhan akan minyak jagung, maka diperlukan suatu usaha untuk mengolah biji jagung menjadi minyak goreng. Hal ini secara tidak langsung dapat menambah ketersediaan akan minyak goreng dari bahan baku jagung yang merupakan kebutuhan primer. Dengan demikian Tugas akhir ini memaparkan bagaimana Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil yang berdasarkan aspek ekonomi dan teknik. 1.3
Tujuan Perancangan Pabrik
Tujuan dari perancangan pabrik minyak mentah jagung ini adalah untuk mengaplikasikan ilmu teknik kimia meliputi neraca massa, neraca energi, spesifikasi peralatan, operasi teknik kimia, utilitas, dan bagian ilmu teknik kimia lainnya serta untuk mengetahui aspek ekonomi dalam pembagian pabrik sehingga akan memberikan gambaran kelayakan Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (CCO) dari biji jagung. 1.4
Manfaat Rancangan
Manfaat dari Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil adalah : 1. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri akan minyak mentah dari biji jagung dan mendorong pertumbuhan industri yang menggunakan biji jagung sebagai bahan baku dan bahan pendukung. 2. Dengan didirikannya pabrik minyak mentah dari biji jagung akan menciptakan lapangan kerja serta mengurangi pengangguran yang pada akhirnya akan meningkatkan kesejahteraan rakyat. Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Minyak Jagung
Minyak jagung merupakan trigliserida yang disusun oleh gliserol dan asam-asam lemak. Persentase trigliserida sekitar 98,6 persen. Sedangkan sisanya merupakan bahan non minyak seperti abu, zat warna atau lilin. Asam lemak yang menyusun minyak jagung terdiri dari asam lemak jenuh dan asam lemak tidak jenuh (Ketaren, 1986 ). Minyak jagung diperoleh dengan mengekstrak bagian lembaga dari jagung. Sistem ekstraksi yang digunakan biasanya
adalah sistem penekanan
( pressing). Minyak jagung mempunyai nilai gizi yang sangat tinggi yaitu sekitar 250 kilo kalori/ons. Selain itu juga minyak jagung lebih disenangi konsumen karena selain harganya yang murah juga mengandung sitosterol sehingga para konsumen dapat terhindar dari gejala atherosclerosis (endapan pada pembuluh darah) yang diakibatkan terjadinya ikatan kompleks antara sitosterol dan Ca++ dalam darah (Ketaren, 1986). Selama ini jagung hanya digunakan sebagai bahan baku pembuatan tepung dan bahan pakan ternak dengan jumlah 76,5% dari jumlah produksi jagung setiap tahunnya. Sisanya hanya dipergunakan untuk keperluan lainnya misalnya minyak jagung. 2.1.1
Komposisi Biji Jagung
Jagung sebagai bahan makanan, mengandung nilai gizi yang cukup tinggi jika dibandingkan dengan bahan pangan lainnya, terutama jagung kuning yang banyak mengandung vitamin A. Lemak yang terdapat pada bagian bawah dari butiran biji jagung beratnya sekitar 9-12 persen dari berat butiran. Karbohidrat terdapat pada endosperm sekitar 73-79 persen, kadar protein dalam endosperm sekitar 10-19 persen dan 22,4 persen pada kulit ari. Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Hasil analisa menunjukkan kandungan protein pada biji jagung sebesar 8,6-9,4 persen. Kandungan protein ini lebih tinggi lagi (11-15 persen) pada jagung hibrida yang dipupuk dengan nitrogen. Protein
jagung
miskin
akan
lisin
dan
triptofan
sehingga
dapat
menimbulkan penyakit pelagra pada orang yang makanannya hanya bersumber dari jagung. Dengan mencampur jagung dengan makanan lainnya yang mengandung lisin dan triptofan penyakit tersebut dapat dicegah. Lemak jagung terutama terdapat dalam lembaga, dengan kadar lemak sekitar 30 persen. Kadar lemak biji jagung secara keseluruhan yaitu 4,2 – 5 persen. Tabel 2.1 Komposisi Biji Jagung Kering No Komponen 1 Protein kasar 2 Lemak 3 Serat kasar 4 Ekstrak kasar 5 Abu 6 Energi (kal/gr) Sumber : Ketaren (1986)
2.1.2
Jumlah (%) 9,29 4,73 2,03 71,7 1,37 8,81
Komposisi Asam Lemak Minyak Jagung
Minyak jagung merupakan trigliserida yang disusun oleh gliserol dan asam-asam lemak. Persentase trigliserida sekitar 98,6 %, sedangkan sisanya merupakan bahan non minyak, seperti abu, air, zat warna atau lilin. Asam lemak yang menyusun minyak jagung terdiri dari asam lemak jenuh dan asam lemak tidak jenuh. Jumlah asam lemak jenuh dalam minyak jagung sekitar 13 persen. Golongan asam lemak jenuh yang menyusun trigliserida minyak jagung adalah: asam palmitat dan asam stearat. Golongan asam lemak tidak jenuh yang menyusun trigliserida minyak jagung berjumlah sekitar 86 persen yang terdiri dari: asam oleat dan asam linoleat.
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Tabel 2.2 Komposisi Asam Lemak dalam Minyak Jagung Jenis asam lemak
Jumlah (%)
Miristat
0,1
Palmitat
8,1
Stearat
4,9
Oleat
30,1
Linoleat
56,8
Sumber : Ketaren (1986)
2.2
Minyak dan Lemak
2.2.1
Pengertian minyak dan lemak
Minyak atau lemak adalah gliserida dari asam lemak dengan gliserol yang disebut juga dengan trigliserida. Ikatan ini terjadi juga karena ketiga gugus hidroksi (OH) pada gliserol diganti oleh tiga gugus asam lemak (fatty acid ) yaitu RCOO-. Secara umum trigliserida memiliki rumus struktur sebagai berikut: O CH2 – O – C – R 1 O CH – O – C – R 2 O CH2 – O – C – R 3 Angka (1), (2) dan (3) pada rumus struktur di atas menyatakan gugus alkil yang sama atau berbeda. Minyak atau lemak dapat juga dikatakan sebagai hasil esterifikasi asam lemak (fatty acid) dengan gliserol. Reaksi sebagai berikut : CH2 – OH
CH2 – OOCR
CH – OH + 3 RCOOH
CH – OOCR + 3H 2O
CH2 – OH
CH2 – OOCR
Gliserol
asam lemak
trigliserida
air
Perbedaan lemak dan minyak sebagai berikut: 1. Lemak mengandung asam lemak jenuh lebih banyak, sedangkan minyak mengandung asam lemak tak jenuh lebih banyak.
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
2. Pada suhu kamar berupa zat padat, sedang minyak berupa zat cair. Berdasarkan sumbernya minyak yang terdapat di alam dibedakan atas 3, yaitu sebagai berikut: 1. Minyak mineral, yaitu minyak hidrokarbon makromolekul yang berasal dari fosil-fosil zaman dulu karena pengaruh tekanan dan temperatur. Contoh: minyak lampu, bensin dan lain-lain. 2. Minyak nabati/hewani, yaitu berasal dari tumbuhan/hewan. 3. Minyak esensial/atsiri, yaitu minyak yang diperoleh dari tanaman melalui proses ekstraksi menggunakan pelarut tertentu lalu didistilasi. Lemak nabati memiliki beberapa jenis asam lemak tak jenuh yang dibedakan atas tiga, yaitu sebagai berikut: 1. Drying Oil, yaitu minyak yang sifatnya mudah mengering bila dibiarkan di udara. Contoh: pernis, cat. 2. Semi Drying Oil, yaitu minyak yang berubah karena pengaruh suhu. Contoh: minyak biji kapas, minyak bunga matahari. 3. Non Drying Oil, yaitu minyak yang tidak mengering karena pengaruh suhu. Contoh: minyak kelapa, minyak kelapa sawit.
2.2.2
Sifat-sifat Minyak dan Lemak
A. Sifat Fisika
1. Warna Memiliki warna oranye disebabkan adanya pigmen karoten yang larut dalam minyak atau lemak tersebut. 2. Kelarutan Minyak dan lemak tidak larut dalam air, kecuali minyak jarak (castor oil). 3. Titik cair dan polymerphism Asam lemak tidak memperlihatkan kenaikan titik cair yang linier dengan bertambahnya panjang rantai atom karbon. Asam lemak dengan ikatan Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
trans – mempunyai titik cair yang lebih tinggi daripada isomer asam lemak yang berikatan –sis. Polymerphism pada minyak dan lemak adalah suatu keadaan dimana
terdapat lebih dari satu bentuk kristal. Polymerphism sering dijumpai pada beberapa komponen yang mempunyai rantai karbon panjang dan pemisahan kristal-kristal tersebut sangat sukar. Namun demikian untuk beberapa komponen, bentuk dari kristal-kristal sudah dapat diketahui. Polymerphism penting untuk mempelajari titik cair minyak atau lemak dan
asam-asam lemak beserta ester-ester. Untuk selanjutnya polymerphism mempunyai peranan penting dalam berbagai proses untuk mendapatkan minyak atau lemak. 4. Titik didih Titik didih dari asam-asam lemak akan semakin bertambah besar dengan bertambahnya rantai karbon dari beberapa asam lemak tersebut. Tabel 2.3 Titik Didih dan Titik Cair Asam-Asam Lemak Jenuh dari Minyak Rumus
o
o
Nama Asam
Titik Didih ( C)
Titik Cair ( C)
C4H8O2
Butirat
160
-8
C6H12O2
Kaproat
107
-3.4
C8H16O2
Kaplirat
135
16,7
C10H20O2
Kapriat
159
31,6
C12H24O2
Laurat
182
44,2
C14H28O2
Miristat
202
54,4
C16H32O2
Palmitat
222
62,9
C18H36O2
Stearat
240
Molekul
Sumber : Ketaren, (1986) 5. Bobot jenis Bobot jenis dari minyak dan lemak biasanya ditentukan pada temperatur 25 0C, akan tetapi dalam hal ini dianggap penting juga untuk diukur pada Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
temperatur
40 0C atau 60 0C untuk lemak yang titik cairnya tinggi. Pada
penentuan bobot jenis, temperatur dikendalikan dengan hati-hati dalam kisaran temperatur yang pendek. 6. Indeks bias Indeks bias adalah derajat penyimpanan dari cahaya yang dilewatkan pada suatu medium yang cerah. Indeks bias tersebut pada minyak dan lemak dipakai untuk pengenalan unsur kimia dan pengujian kemurnian minyak/lemak. Abbe refractometer mempergunakan alat temperatur yang dipertahankan
pada
25 0C. Untuk pengukuran indeks bias lemak yang bertitik cair
tinggi, dilakukan pada temperatur 40 0C atau 60 0C, selama pengukuran temperatur harus dikendalikan dan dicatat. Indeks bias ini akan meningkat pada minyak atau lemak dengan rantai karbon yang panjang dan juga dengan terdapatnya sejumlah ikatan rangkap. Nilai indeks bias dari asam lemak juga akan bertambah dengan meningkatnya bobot molekul, selain dengan naiknya ketidakjenuhan dari asam-asam lemak tersebut. 7. Aroma dan rasa Aroma dan rasa pada minyak/lemak selain terdapat secara alami juga terjadi karena terdapatnya asam-asam yang berantai sangat pendek sekali sebagai
hasil
penguraian
yang
menyebabkan
kerusakan
pada
minyak/lemak. 8. Titik lebur (melting point ) Titik lebur pada minyak dan lemak akan semakin tinggi dengan semakin panjangnya rantai atom C. 9. Minyak dan lemak jika dituangkan di atas air akan membentuk lapisan tipis yang merata di atas permukaan air tersebut. 10. Odor dan flavor Odor dan flavor adalah bau yang terdapat pada minyak yang disebabkan
oleh komponen bukan minyak. Odor dan flavor pada lemak/minyak selain terdapat secara alami, juga terjadi karena pembentukan asam-asam berantai
pendek
sebagai
hasil
dari
penguraian
pada
kerusakan
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
lemak/minyak. Sebagai contoh, bau khas dari minyak kelapa sawit dikarenakan terdapatnya beta ionone, sedangkan bau yang khas dari minyak kelapa ditimbulkan oleh nonyl methylketon. 11. Titik asap, titik nyala, dan titik api Apabila minyak atau lemak, dapat dilakukan penetapan titik asap, titk nyala dan titk api. Titik asap adalah temperatur pada saat lemak atau minyak menghasilkan asap tipis yang kebiru-biruan pada pemanasan. Titik nyala adalah temperatur pada saat campuran uap dan minyak dengan udara mulai terbakar. Sedangkan titik api adalah temperatur pada saat dihasilkan pembakaran yang terus menerus sampai habisnya contoh uji. 12. Shot melting point Shot melting point adalah temperatur pada saat terjadi tetesan pertama dari
minyak atau lemak. Pada umumnya lemak atau minyak mengandung komponen-komponen yang berpengaruh terhadap titik cairnya (Ketaren, 1986). B. Sifat Kimia
1. Hidrolisa Dalam proses hidrolisa, minyak/lemak akan diubah menjadi asam-asam lemak bebas. Proses hidrolisa yang dapat mengakibatkan kerusakan pada minyak/lemak karena terdapatnya sejumlah air pada minyak/lemak tersebut. Proses ini dapat menyebabkan terjadinya “hydrolitic rancidity” yang menghasilkan aroma dan rasa tengik pada minyak/lemak. Reaksi: O CH2 – O – C – R
CH2OH
O CH – O – C – R + 3H – OH
CHO
O CH2 – O – C – R
CH2OH
Trigliserida
air
gliserol
+
O 3RCOOH
asam lemak bebas
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
2. Oksidasi Reaksi ini menyebabkan ketengikan pada minyak/lemak. terdapatnya sejumlah O2 serta logam-logam seperti tembaga (Cu), seng (Zn) serta logam
lainnya
yang
bersifat
sebagai
katalisator
oksidasi
dari
minyak/lemak. Proses oksidasi ini akan bersifat sebagai katalisator aldehid dan keton serta asam-asam lemak bebas yang akan menimbulkan bau yang tidak disenangi. Proses ini juga menyebabkan terbentuknya peroksida. Untuk mengetahui tingkat ketengikan minyak/lemak dapat ditentukan dengan menentukan jumlah peroksida yang terbentuk pada minyak/lemak tersebut. Reaksi: R – (CH2)n –C = C – H + O2 H H asam lemak
H H R – (CH2)n – C – C – H O O peroksida R – (CH2)n – C = O + - C H
O
aldehid
keton
3. Hidrogenasi Tujuan dari proses ini adalah untuk menjernihkan ikatan rangkap dari rantai atom karbon C asam lemak pada minyak/lemak. Reaksi ini dilakukan dengan menggunakan hidrogen murni ditambah dengan serbuk nukel sebagai katalisator yang mengakibatkan kenaikan titik cair dari asam lemak dan juga menjadikan minyak/lemak tahan terhadap oksidasi akibat hilangnya ikatan rangkap. 4. Esterifikasi Reaksi esterifikasi bertujuan untuk merubah asam-asam lemak dari trigliserida dalam bentuk ester. Minyak dan lemak juga mengandung komponen non gliserida dalam jumlah kecil. Non-gliserida akan menyebabkan aroma, warna,
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
rasa yang kurang disenangi konsumen. Komponen-komponen non-gliserida ini adalah:
Komponen yang larut dalam minyak Misalnya: asam-asam lemak bebas, pigmen, gliserol, fosfatida dan lendir.
Komponen yang tersuspensi Misalnya: karbohidrat, senyawa-senyawa yang mengandung nitrogen, dll (Ketaren, 1986).
2.3
Deskripsi Proses
Bahan baku biji jagung yang dimasukkan ke dalam gudang (G-101) kemudian diangkut menggunakan bucket elevator (BE-101), selanjutnya di press dalam twin screw press (SP-101) dengan efisiensi 94% (Perry, 1999). Minyak yang keluar dari twin screw press (SP-101), dihilangkan partikel-partikel ampasnya dengan menggunakan vibrating filter (VF-101) dan ampas hasil pengepressan dari vibrating filter tersebut ditampung dalam bak penampung ampas (BP-101). Ampas dari bak penampung di jual untuk bahan baku pembuatan pakan ternak. Minyak keluaran vibrating filter ditampung dalam tangki penampung (T-101), kemudian dipompakan
(P-101) ke evaporator (EV-101)
dimana media pemanas yang digunakan pada proses ini adalah CPO dengan temperatur 120oC. Tujuan dari proses ini adalah untuk menguapkan air sehingga diperoleh minyak dengan kandungan airnya 0,15 %. Agar diperoleh minyak pada suhu kamar, maka minyak tersebut dimasukkan ke dalam cooler (C-101) yang kemudian minyak jagung tersebut dipompakan (P-103) ke dalam tangki produk (TP-101).
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
BAB III NERACA MASSA
Kapasitas bahan baku/tahun
: 4.500 ton/tahun
Kapasitas bahan baku/jam
: 1250 kg/jam
Waktu operasi/tahun
: 300 hari/tahun
Waktu operasi/hari
: 12 jam/hari
Basis perhitungan
: 1 jam operasi
Satuan perhitungan
: kg/jam
3.1 Twin Screw Press (SP-101)
Tabel 3.1 Neraca Massa pada Twin Screw Press (SP-101) Masuk (Kg/jam)
Keluar (Kg/jam)
No.
Komponen
1
Air
112,5000
6,7500
105,7500
2
Minyak
475,0000
28,5000
446,5000
3
Protein
117,5000
110,4500
7,0500
4
Karbohidrat
366,2500
344,2750
21,9750
5
Lemak
137,5000
129,2500
8,2500
6
Serat
25,0000
Alur 1
Alur 2
Alur 3
1,5000 23,5000
7
Abu TOTAL
16,2500 1250,0000
15,2750
0,9750
658,0000
592,0000
1250,0000
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
3.2
Vibrating Filter (VF-101)
Tabel 3.2 Neraca Massa pada Vibrating Filter (VF-101) Masuk (Kg/jam)
Keluar (Kg/jam)
No.
Komponen
1
Air
105,7500
-
105,7500
2
Minyak
446,5000
-
446,5000
3
Protein
7,0500
7,0500
-
4
Karbohidrat
21,9750
21,9750
-
5
Lemak
8,2500
8,2500
-
6
Serat
1,5000
1,5000
-
7
Abu
0,9750
0,9750
-
Alur 3
TOTAL
3.3
Alur 4
Alur 5
39,7500
592,0000
552,2500
592,0000
Tangki Penampung Sementara (T-101)
Tabel 3.3 Neraca Massa pada Tangki Penampung Sementara (T-101) Masuk (Kg/jam)
Keluar (Kg/jam)
Alur 5
Alur 6
No.
Komponen
1
Air
105,7500
105,7500
2
Minyak
446,5000
446,5000
552,2500
552,25
TOTAL
3.4
Evaporator (EV – 101)
Tabel 3.4 Neraca Massa pada Evaporator (EV – 101) No.
Komponen
1 2
Masuk (Kg/jam)
Keluar (Kg/jam)
Alur 6
Alur 7
Alur 8
Air
105,7500
105,0853
0,6707
Minyak
446,5000
-
446,4900
TOTAL
552,2500
552,2500
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
3.5
Cooler (C – 101)
Tabel 3.5 Neraca Massa pada Cooler (C – 101) Masuk (Kg/jam)
Keluar (Kg/jam)
Alur 8
Alur 9
No.
Komponen
1
Air
0,6707
0,6707
2
Minyak
446,4900
446,4900
447,1607
447,1607
TOTAL
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
BAB IV NERACA PANAS
Basis perhitungan
: 1 jam operasi
Satuan operasi
: kJ/jam
Temperatur referensi : 250C
4.1 Evaporator (EV-101)
Tabel 4.1 Neraca panas pada evaporator Komponen
Panas masuk (kJ/jam)
Panas keluar (kJ/jam)
alur 6
Alur 7
Alur 10
Minyak
35.481,1240
-
-3.226,1786
Air
2.397,6285
276.165,8488
1966,8854
Panas yang dilepas
258.686,3392
-
-
Total
296.566,2522
296.566,2522
4.2 Cooler (C-101)
Tabel 4.2 Neraca panas pada cooler Komponen
Panas masuk (kJ/jam)
Panas keluar (kJ/jam)
Alur 10
Alur 11
Minyak
-3.226,1786
2.905,471
Air
1966,8854
196,3365
Panas yang
-17.298,5964
-
20.400,4034
3.101,807
diserap Total
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN
1. Gudang Bahan Baku Biji Jagung (G-101)
Fungsi
: Menyimpan bahan baku biji jagung, direncanakan untuk kebutuhan 7 hari
Bentuk
: Persegi panjang
Bahan konstruksi : Beton Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 189,367 m3
Kondisi operasi
: -Temperatur = 250C -Tekanan
Kondisi fisik
:
- Panjang
: 7,236 m
- Lebar
: 7,236 m
- Tinggi
: 3,618 m
= 1 atm
2. Bucket Elevator Biji Jagung (BE-101)
Fungsi
: Mengangkut biji jagung dari gudang penyimpanan ke tangki umpan screw press (SP-101)
Bentuk
: Spaced-bucket centrifugal discharge elevator
Bahan konstruksi : Malleable-iron Jumlah
: 1 unit
Laju alir
: 1250 kg/jam
Kondisi operasi
: -Temperatur = 250C -Tekanan
= 1 atm
Kondisi fisik
:
Tinggi elevator
: 7,62 m
Ukuran bucket
: (6 x 4 x 4¼) in
Jarak antar bucket : 0,305 m
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Kecepatan bucket : 1,143 m/s Kecepatan putaran : 43 rpm Lebar belt
: 17,78 cm
Daya motor
: 0,1973 hp
3. Screw Press (SP-101)
Fungsi
: Mengepress biji jagung hingga mengeluarkan minyak yang terkandung dalam jagung tersebut.
Bentuk
: Twin Screw
Bahan konstruksi : Stainless steel TP-24 Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 1250 kg/jam
Kondisi operasi
: -Temperatur = 250C -Tekanan
= 1 atm
Kondisi fisik - Kapasitas
: 3,5 ton/jam
- Panjang
: 3,373 m
- Lebar
: 0,92 m
- Tinggi
: 1,46 m
- Daya
: 8,125 kW
4. Bak Penampungan Ampas (BP-101)
Fungsi
: Menampung ampas biji jagung dari Screw Press (SP-101) dan Vibrating Filter (VF-101)
Bentuk
: Bak persegi panjang
Bahan konstruksi : Beton Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 697,7500 kg/jam
Kondisi operasi
: -Temperatur = 250C -Tekanan
Kondisi fisik
:
- Panjang
: 1,2877 m
= 1 atm
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
- Lebar
: 1,2877 m
- Tinggi
: 0,8584 m
5. Vibrating Filter (VP-101)
Fungsi
: Memisahkan partikel ampas dari minyak jagung
Bentuk
: Vibrating Filter
Bahan konstruksi : ALL 316 Stainless Steel Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 592,0000 kg/jam
Kondisi operasi
: -Temperatur = 250C -Tekanan
Kondisi fisik
= 1 atm
:
- Laju alir bahan : 10,08 l/min - Tekanan
: 21 kg/cm2
- Bukaan filter
: 25 micron
- Berat
: 13,2 kg
6. Tangki Penampung Sementara (T-101)
Fungsi
: Memisahkan air dari minyak setelah disaring
Bentuk
: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar
Lama penyimpanan: 1 hari Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 0,7116 m3
Kondisi operasi
: -Temperatur = 250C -Tekanan
Kondisi fisik
= 1 atm
:
Silinder - Diameter
: 0,8455 m
- Tinggi
: 1,2683 m
- Tebal
: 0,2794 m
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Tutup - Diameter
: 0,8455 m
- Tebal
: 0,2794 m
7. Evaporator (EV-01)
Fungsi
: Menguapkan air yang masih terdapat dalam minyak
Jenis
: Long Tube Vertical
Bahan
: Carbon steel,SA-283 grade C
Jumlah
: 1 unit
Vapour Space:
Ruang uap evaporator dengan tutup elipsoidal (rasio axis ½) Diameter shell
: 0,614 m
Tinggi shell
: 0,511 m
Tinggi tutup
: 0,153 m
8. Cooler ( C-101 )
Fungsi
: Menurunkan suhu minyak jagung dari 120 0C menjadi 300C
Jenis
: 3-6 Shell and tube
Jumlah
: 1 Unit
Shell side: Shell ID
: 12 in
Baffle space
: 5 in
Passes
:6
Tube side: Diameter luar
: 1 ¼ in
BWG
: 18
Pitch
: 1 916 in. triangular pitch
Panjang tube
: 15 ft
Passes
: 22 buah
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
9. Tangki Produk (T-102)
Fungsi
: Menyimpan produk CCO
Bahan konstruksi
: carbon steel, SA-283 Grade C
Bentuk
: silinder tegak dengan alas dan tutup datar
Lama penyimpanan
: 7 hari
Jumlah
: 2 buah
Kapasitas
: 447,1607 m3
Kondisi operasi
: -Temperatur = 250C -Tekanan
Kondisi fisik
= 1 atm
:
Silinder - Diameter
: 3,4687 m
- Tinggi
: 5,2031 m
- Tebal
: 0,2794 m
Tutup - Diameter
: 3,4687 m
- Tebal
: 0,2797 m
10. Pompa I (P-101)
Fungsi
: Memompa minyak dan air dari tangki penampung sementara (T-101) ke evaporator (EV-101)
Jenis
: Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi
: Commercial steel
Jumlah
: 1 unit
Laju alir massa (F)
: 552,2500 kg/jam
Spesifikasi pipa, -
Diameter nominal
: 3/4 in
-
Diameter dalam pipa : 0,824 in
-
Diameter luar pipa
: 1,05 in
-
Schedule
: 40
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Spesifikasi pompa
:
-
Jenis
: Sentrifugal
-
Efisiensi
: 80 %
-
Daya
: 1/2 hp
11. Pompa II (P-102)
Fungsi
: Memompa minyak dan sedikit kandungan air dari evaporator (EV-101) ke cooler (C-102)
Jenis
: Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi
: Commercial steel
Jumlah
: 1 unit
Laju alir massa (F)
: 446,4900 kg/jam
Spesifikasi pipa, -
Diameter nominal
: 3/4 in
-
Diameter dalam pipa : 0,824 in
-
Diameter luar pipa
: 1,05 in
-
Schedule
: 40
Spesifikasi pompa, -
Jenis
: Sentrifugal
-
Efisiensi
: 80 %
-
Daya
: 1/2 hp
12. Pompa III (P-103)
Fungsi
: Memompa minyak cooler (C-101) ke tangki produk (T-102)
Jenis
: Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi
: Commercial steel
Jumlah
: 1 unit
Laju alir massa (F)
: 446,4900 kg/jam
Spesifikasi pipa, -
Diameter nominal
: 3/4 in
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
-
Diameter dalam pipa : 0,824 in
-
Diameter luar pipa
: 1,05 in
-
Schedule
: 40
Spesifikasi pompa, -
Jenis
: Sentrifugal
-
Efisiensi
: 80 %
-
Daya
: 1/2 hp
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
6.1
Instrumentasi
Alat instrumentasi merupakan salah satu bagian yang paling penting dalam suatu pabrik. Instrumentasi adalah rangkaian peralatan yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Dengan adanya alat kontrol maka dapat diketahui dan dikoreksi segala kesalahan ataupun penyimpangan proses yang mungkin terjadi. Namun pada dasarnya, tujuan pengendalian tersebut adalah agar kondisi proses di pabrik mencapai tingkat kesalahan (error ) yang paling minimum sehingga produk dapat dihasilkan secara optimal (Perry, 1999). Fungsi instrumen adalah sebagai pengontrol, penunjuk (indicator), pencatat (recorder) , dan pemberi tanda bahaya (alarm). Instrumen bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Instrumen digunakan dalam industri kimia untuk mengukur variabel-variabel proses seperti temperatur, tekanan, densitas, viskositas, panas spesifik, konduktifitas, pH, kelembaman, titik embun, tinggi cairan (liquid level), laju alir, komposisi, dan moisture content . Instrumen-instrumen tersebut mempunyai tingkat batasan operasi sesuai dengan kebutuhan pengolahan (Timmerhaus, 2004). Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol / diukur oleh instrumen adalah (Considine, 1985) I : 1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan. 2. Variabel tambahan seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, pH, humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaman di variabel lainnya. Secara umum, kerja dari alat-alat instrumentasi dapat dibagi dua bagian yaitu operasi secara manual dan operasi secara otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses bergantung pada pertimbangan ekonomis dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat-alat instrumentasi juga harus ditentukan Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
apakah alat-alat itu dapat dipasang pada peralatan proses (manual control) atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bagian peralatan (automatic control). (Perry, 1999) Menurut sifatnya konsep dasar pengendalian proses ada dua jenis, yaitu :
Pengendalian secara manual Tindakan
pengendalian
pengendalian
ini
membutuhkan
begitu
yang
merupakan banyak
dilakukan
sistem
yang
instrumentasi
oleh
manusia.
ekonomis dan
karena
instalasinya.
Sistem tidak Namun
pengendalian ini berpotensi tidak praktis dan tidak aman karena sebagai pengendalinya adalah manusia yang tidak tida k lepas dari kesalahan.
Pengendalian secara otomatis Berbeda dengan pengedalian secara manual, pengendalian secara otomatis menggunakan instrumentasi sebagai pengendali proses, namun manusia masih terliabat sebagai otak pengendali. Banyak pekerjaan manusia dalam pengendalian secara manual diambil alih oleh instrumentasi sehingga membuat sistem pengendali ini sangat praktis dan menguntungkan. Hal-hal yang diharapkan dalam pemakaian alat-alat instrumentasi adalah : a. Kualitas produk dapat diperoleh sesuai dengan yang diinginkan b. Pengoperasiaan sistem peralatan yang lebih mudah c. Sistem kerja lebih efisien d. Penyimpangan yang mungkin terjadi dapat diketahui dengan cepat Faktor-faktor
yang
perlu
diperhatikan
dalam
instrumentasi
adalah
(Timmerhaus, 2004): 1. Range yang diperlukan untuk pengukuran 2. Level instrumentasi 3. Ketelitian yang dibutuhkan 4. Bahan konstruksinya 5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
6.1.1. Tujuan Pengendali
Tujuan perancangan sistem pengendali dari pabrik pembuatan crude corn oil dari biji jagung adalah sebagai keamanan operasi pabrik yang mencakup :
• Mempertahankan variabel-variabel proses seperti temperatur dan tekanan tetap berada dalam rentang operasi yang aman dengan harga toleransi yang kecil.
• Medeteksi situasi berbahaya kemungkinan terjadinya kebocoran alat. Pendeteksian
dilakukan
dan
menyediakan
alarm
dan
sistim
penghentian operasi oper asi secara otomatis.
• Mengontrol setiap penyimpanan operasi agar tidak terjadi kecelakaan kerja maupun kerusakan pada alat proses.
6.1.2. Jenis-jenis Pengendalian dan Alat Pengendali
Sistem pengendalian yang digunakan pada pabrik ini menggunakan dan mengkombinasikan beberapa tipe pengendalian sesuai dengan tujuan dan keperluannya : 1. Feedback Control Perubahan pada sistim diukur (setelah adanya gangguan), hasil pengukuran dibandingkan dengan set point, hasil perbandingan digunakan untuk mengendalikan variabel yang dimanipulasi. 2. Feedforward control Besarnya gangguan diukur (sensor pada point), hasil pengukuran digunakan untuk mengendalikan variabel yang dimanipulasi. 3. Adaptive control Sistim pengendali yang dapat menyesuaikan parameternya secara otomatis sedemikian rupa untuk mengatasi perubahan yang terjadi dalam proses yang dikendalikannya, umumnya ditandai dengan adanya reset input pada controller. 4. Infevential control Sering kali variabel yang ingin dikendalikan tidak dapat diukur secara langsung sebagai solusinya digunakan sistim pengendalian dimana variabel Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
yang terukur digunakan untuk mengestimasi variabel yang akan dikendalikan, variabel terukur dan variabel tak terukur tersebut dihubungkan dan suatu persamaan matematika. Pengendali yang banyak digunakan adalah jenis feedback (umpan balik) berdasarkan pertimbangan pert imbangan kemudahan pengendalian. pe ngendalian. Pada dasarnya sistim pengendalian terdiri dari (Considine,1985): a. Elemen Primer Elemen primer berfungsi untuk menunjukkan kualitas suatu variabel proses dan menerjemahkan nilai itu dalam bentuk sinyal dan menggunakan transducer sebagai sensor. Ada banyak sensor yang digunakan bersambung variabel proses yang ada:
• Sensor untuk temperatur yaitu bimetal,thermocouple, dll. • Sensor untuk tekanan yaitu diafragma,cincin keseimbangan, dll • Sensor untuk level yaitu pelampung, elemen radio aktif, dll • Sensor untuk aliran atau flow yaitu orifice, nozzle, dll b. Elemen Pengukuran Elemen pengukuran berfungsi mengkonversikan segala perubahan nilai yang dihasilkan elemen primer yang berupa sinyal kedalam sebuah harga pengukuran yang yan g dikirimkan transmitter ke k e elemen pengendali.
• Tipe konvensional Tipe ini menggunakan prisip perbedaan kapasitansi
• Tipe smart Tipe smart menggunakan microprocessor elektronik sebagai pemproses sinyal. c. Elemen Pengendali Elemen pengendali berfungsi menerima sinyal dari elemen pengukur yang kemudian di bandingkan dengan set point di dalam pengendali. Hasilnya berupa sinyal koreksi yang akan dikirim ke elemen pengendali menggunakan processor (computer , microprocessor ) sebagai pemproses sinyal pengendali. Jenis elemen pengendali yang digunakan tergantung pada variabel prosesnya. Untuk variabel proses yang lain misalnya : Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
a. Temperatur menggunakan Temperature Controller (TC) b. Tekanan menggunakan Pressure Controller (PC) c. Aliran/flow menggunakan Flow Controller (FC) d. Level menggunakan Level Controller (LC) d. Elemen Pengendali Akhir Elemen pengendali akhir berperan mengkonversikan sinyal yang di terimanya menjadi sebuah tindakan korektif terhadap proses. Umumnya industri menggunakan control valve dan pompa sebagai elemen pengendali akhir. 1. Control Valve Control valve mempunyai tiga elemen penyusun yaitu:
•
Positioner yang berfungsi untuk mengatur posisi actuator
•
Actuator valve berfungsi mengaktualisasikan sinyal pengendali (valve)
•
Valve, merupakan elemen pengendali proses. Ada banyak tipe valve
berdasarkan bentuknya seperti butterfly valve, valve bola, valve segmen. 2. Pompa Listrik Elemen pompa terdiri dari dua bagian yaitu:
•
Actuator Pompa
Sebagai Aktuator pompa adalah motor listrik. Motor listrik mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik. Prinsip kerjanya berdasarkan induksi elektromagnetik yang menggerakkan motor.
• Pompa Listrik berfungsi memindahkan/menggerakkan fluida baik itu zat cair, gas dan padat. Secara garis besar fungsi instrumentasi adalah sebagai berikut: 1. Penunjuk(indicator ) 2. Pencatat (recorder) 3. Pengontrol (regulator ) 4. Pemberi tanda bahaya (alarm) Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik adalah (Considine, 1985) : 1. Untuk variabel temperatur. Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
•
Temperature Controller (TC ) adalah instrumentasi yang digunakan
untuk mengamati temperatur dari suatu alat. Dengan menggunakan Temperature Controller , para engineer juga dapat melakukan
pengendalian terhadap peralatan sehingga temperatur peralatan tetap berada dalam range yang diinginkan. Temperature Controller kadang–kadang juga dapat mencatat temperatur dari suatu peralatan secara berkala Temperature Recorder (TR).
•
Temperature Indicator (TI ) adalah instrumentasi yang digunakan
untuk mengamati temperatur suatu alat. 2. Untuk variabel ketinggian permukaan cairan.
•
Level Controller ( LC ) adalah instumentasi yang digunakan untuk
mengamati ketinggian cairan di dalam suatu alat. Dengan menggunakan Level Controller , para
engineer juga
dapat
melakukan pengendalian ketinggian cairan di dalam peralatan tersebut.
•
Level Indicator ( LI ) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati ketinggian cairan di dalam suatu alat. 3. Untuk variabel tekanan.
•
Pressure Controller (PC ) adalah instrumentasi yang digunakan
untuk mengamati tekanan operasi dari suatu alat. Para engineer juga dapat melakukan perubahan tekanan dari peralatan operasi. Pressure Controller dapat juga dilengkapi pencatat tekanan dari
suatu peralatan secara berkala Pressure Recorder (PR).
•
Pressure Indicator (PI ) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati tekanan operasi dari suatu alat. 4. Untuk variabel aliran cairan.
•
Flow Controller (FC ) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati laju alir larutan atau cairan yang melalui suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian.
•
Flow Indicator (FI ) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati laju alir larutan atau cairan suatu alat. Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
6.1.3
Variabel-Variabel Proses dalam Sistem Pengendalian
1.
Tekanan
Peralatan untuk mengukur tekanan fluida adalah kombinasi silikon oil dalam membran / plat tipis dengan pengukur kuat arus listrik. Prinsipnya adalah perubahan kuat arus listrik akibat perubahan tekanan. Instrumen ini digunakan antara lain untuk mengukur tekanan pada reaktor, dan tekanan keluaran blower . 2.
Temperatur
Peralatan untuk mengukur temperatur adalah thermocouple. Instrumen ini digunakan antara lain dalam pengukuran temperatur dalam reaktor, heat exchanger, dan crystallizer .; 3.
Laju Alir
Peralatan yang digunakan untuk mengukur laju alir fluida adalah venturimeter. Instrumen ini digunakan antara lain dalam pengukuran laju alir zat masukan reaktor. 4.
Perbandingan Laju Alir
Peralatan yang digunakan adalah sambungan mekanik (mechanical linkage) yang dapat disesuaikan (adjustable), pneumatik, atau elektronik. Hasil
pengukuran laju alir aliran yang satu menentukan (me-reset ) set point laju alir aliran lainnya. Instrumen ini digunakan pada pengukuran laju alir umpan reaktor 5.
Permukaan Cairan
Peralatan untuk mengukur level permukaan cairan adalah pelampung dan lengan gaya. Prinsipnya adalah perubahan gaya apung yang dialami pelampung akibat perubahan level cairan. Pelampung yang mengapung pada permukaan cairan selalu mengikuti tinggi permukaan cairan sehingga gaya apung pelampung dapat diteruskan ke lengan gaya, sehingga dapat diketahui tinggi cairan. Penggunaannya adalah untuk mengukur level permukaan fluida seperti pada kolom waste heat boiler, dan tangki.
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
6.1.4
Syarat Perancangan Pengendalian
Beberapa syarat penting yang harus diperhatikan dalam perancangan pabrik antara lain : 1. Tidak boleh terjadi konflik antar unit, di mana terdapat dua pengendali pada satu
aliran.
2. Penggunaan supervisory computer control untuk mengkoordinasikan tiap unit pengendali. 3. Control valve yang digunakan sebagai elemen pengendali akhir memiliki position 70 %.
opening
4. Dilakukan pemasangan check valve pada mixer dan pompa dengan tujuan untuk menghindari fluida kembali ke aliran sebelumnya. Check valve yang dipasangkan pada pipa tidak boleh lebih dari satu dalam one dependent line. Pemasangan check valve diletakkan setelah pompa. 5. Seluruh pompa yang digunakan dalam proses diletakkan di permukaan tanah dengan pertimbangan syarat safety dari kebocoran. 6. Pada perpipaan yang dekat dengan alat utama dipasang flange dengan tujuan untuk mempermudah pada saat maintenance.
Tabel 6.1 Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil dari Biji Jagung. No
Nama alat
Jenis instrumen
Kegunaan
1
Pompa
FC
Mengontrol laju alir cairan dalam pipa
2
Tangki cairan
LC
3
Bucket
FC
Mengontrol laju biji jagung
TC
Mengatur temperatur panas yang masuk
Mengontrol ketinggian cairan dalam tangki
elevator 4
Evaporator
ke dalam evaporator.
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Contoh jenis-jenis instrumentasi yang digunakan pada pra rancangan pabrik pembuatan crude corn oil dari biji jagung : 1. Pompa Variabel yang dikontrol pada pompa adalah laju aliran ( flow rate). Untuk mengetahui laju aliran pada pompa dipasang flow control (FC). Jika laju aliran pompa lebih besar dari yang diinginkan maka secara otomatis katup pengendali (control valve) akan menutup atau memperkecil pembukaan katup. FC
Gambar 6.1 Instrumentasi pada pompa
2. Tangki Cairan Pada tangki ini dilengkapi dengan level control (LC) yang berfungsi untuk mengontrol ketinggian cairan di dalam tangki. Prinsip kerja dari level control (LC) ini adalah dengan menggunakan pelampung (floater ) sehingga
isi tangki dapat terlihat dari posisi jarum penunjuk di luar tangki yang digerakkan oleh pelampung. Jika isi tangki tinggal sedikit, maka diisi dengan menggunakan pompa yang dilengkapi dengan valve yang berfungsi sebagai flow control (FC).
LC FC
Gambar 6.2 Instrumentasi pada tangki Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
3. Bucket Elevator
Instrumentasi pada bucket elevator mencakup flow controller (FC) yang berfungsi untuk mengatur laju bahan pada bucket elevator dengan mengatur jumlah putaran motor terhadap kecepatan elevator.
FC
Gambar 6.3 Instrumentasi pada Bucket Elevator
4. Evaporator Instrumen yang digunakan pada evaporator adalah Temperature Control (TC ) yang berfungsi untuk mengatur temperatur CPO yang merupakan media pemanas yang akan masuk ke dalam evaporator. Fluida Keluar
TC Umpan Fluida Masuk
Fluida Keluar (Cairan)
Gambar 6.4 Evaporator beserta instrumennya.
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
6.2
Keselamatan Kerja Pabrik
Keselamatan kerja adalah suatu usaha untuk mencegah terjadinya kecelakaan, cacat ataupun kematian. Keselamatan kerja dan keamanan pabrik merupakan faktor yang perlu diperhatikan secara serius. Keselamatan kerja merupakan jaminan perlindungan bagi keselamatan karyawan dari bahaya cacat jasmani dan kematian. Dalam hubungan ini bahaya yang dapat timbul dari mesin, bahan baku dan produk, sifat zat, serta keadaan tempat kerja harus mendapat perhatian yang serius sehingga dapat dikendalikan dengan baik untuk menjamin kesehatan karyawan. Makin tinggi tingkat keselamatan kerja dari suatu pabrik makin meningkat pula aktivitas kerja para karyawan. Hal ini disebabkan karena keamanan kerja sudah terjamin dan suasana kerja yang menyenangkan. Untuk mencapai hal tersebut adalah menjadi tanggung jawab dan kewajiban para perancang untuk merencanakannya sehingga bangunan yang dirancang dengan baik akan menciptakan rasa aman bagi para pekerja. Dengan adanya keselamatan kerja berarti para pekerja pabrik dan lingkungan sekitarnya dapat terhindar dari bahaya. Statistik menunjukkan bahwa angka kecelakan rata-rata dalam pabrik kimia relatif tidak begitu tinggi. Tetapi situasi beresiko memiliki bentuk khusus, misalnya reaksi kimia yang berlangsung tanpa terlihat dan hanya dapat diamati dan dikendalikan berdasarkan akibat yang akan ditimbulkannya. Kesalahankesalahan dalam hal ini dapat mengakibatkan kejadian yang fatal (Bernasconi, 1995). Dari 330 peristiwa
300
28 2
Hanya kerusakan benda
Cedera ringan Cedera berat sampai cedera mematikan
Gambar 6.5 Tingkat kerusakan di suatu pabrik Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Kerusakan (badan atau benda) dapat terjadi secara tiba-tiba tanpa dikehendaki dan diduga sebelumnya. Keadaan atau tindakan yang bertentangan dengan aturan keselamatan kerja dapat memancing bahaya yang akut dan mengakibatkan terjadinya kerusakan. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan pabrik untuk menjamin keselamatan kerja, antara lain: 1. Menanamkan kesadaran akan keselamatan kerja bagi seluruh karyawan. 2. Memasang papan peringatan pada daerah proses yang rawan kecelakaan. 3. Memasang penerangan yang cukup dan sistem pertukaran udara/ventilasi yang baik. 4. Menempatkan peralatan keselamatan dan pencegahan kebakaran di daerah yang rawan akan kecelakaan atau kebakaran. 5. Memasang alarm (tanda bahaya), sehingga bila terjadi bahaya dapat segera diketahui. 6. Menyediakan poliklinik dengan sarana yang memadai untuk pertolongan sementara. Berikut ini upaya-upaya pencegahan terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi pada pra-rancangan pabrik pembuatan crude corn oil dari biji jagung dapat dilakukan dengan cara : 1. Pencegahan terhadap kebakaran
• Memasang sistem alarm pada tempat yang strategis dan penting, seperti power station, laboratorium dan ruang proses.
• Mobil pemadam kebakaran harus selalu dalam keadaan siap siaga di fire station.
•
Fire hydrant ditempatkan di daerah storage, proses, dan perkantoran.
•
Fire extinguisher disediakan pada bangunan pabrik untuk memadamkan
api yang relatif kecil.
•
Gas detector dipasang pada daerah proses, storage, dan daerah perpipaan
dan dihubungkan dengan gas alarm di ruang kontrol untuk mendeteksi kebocoran gas.
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
•
Smoke detector ditempatkan pada setiap sub-stasiun listrik untuk
mendeteksi kebakaran melalui asapnya. 2. Memakai peralatan perlindungan diri Di dalam pabrik disediakan peralatan perlindungan diri, seperti :
• Pakaian kerja Pakaian luar dibuat dari bahan-bahan seperti katun, wol, serat sintetis, dan asbes. Pada musim panas sekalipun tidak diperkenankan bekerja dengan keadaan badan atas terbuka.
• Sepatu pengaman Sepatu harus kuat dan harus dapat melindungi kaki dari bahan kimia dan panas. Sepatu pengaman bertutup baja dapat melindungi kaki dari bahaya terjepit. Sepatu setengah tertutup atau bot dapat dipakai tergantung pada jenis pekerjaan yang ya ng dilakukan.
• Topi pengaman Topi yang lembut baik dari plastik maupun dari kulit memberikan perlindungan terhadap percikan-percikan percikan-perci kan bahan kimia, terutama apabila bekerja dengan pipa-pipa yang letaknya lebih tinggi dari kepala, maupun tangki-tangki serta peralatan lain yang dapat bocor.
• Sarung tangan Dalam menangani beberapa bahan kimia yang bersifat korosif, maka para operator diwajibkan menggunakan sarung tangan untuk menghindari halhal yang tidak diinginkan.
• Masker Berguna untuk memberikan perlindungan terhadap debu-debu yang berbahaya ataupun atau pun uap bahan kimia agar tidak t idak terhirup. 3. Pencegahan terhadap bahaya mekanis
• Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup luas dan tidak menghambat kegiatan kerja karyawan.
• Alat-alat dipasang dengan penahan yang cukup kuat.
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
4. Pencegahan terhadap bahaya listrik
• Setiap instansi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian sekering atau pemutus hubungan arus listrik secara otomatis lainnya.
• Sistem perkabelan listrik harus dipasang secara terpadu dengan tata letak pabrik, sehingga jika j ika ada perbaikan dapat dap at dilakukan dengan mudah. mud ah. 5. Menerapkan nilai-nilai disiplin bagi karyawan
• Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan dan mematuhi setiap peraturan dan ketentuan yang diberikan.
• Setiap kecelakaan kerja atau kejadian yang merugikan segera dilaporkan ke atasan.
• Setiap karyawan harus saling mengingatkan akan perbuatan yang dapat menimbulkan bahaya.
• Setiap ketentuan dan peraturan harus dipatuhi. 6. Penyediaan poliklinik di lokasi pabrik Poliklinik disediakan untuk tempat pengobatan akibat terjadinya kecelakaan secara tiba-tiba, misalnya menghirup gas beracun, patah tulang, luka terbakar pingsan/syok dan d an lain sebagainya. Apabila terjadi kecelakaan kerja, seperti terjadinya kebakaran pada pabrik, maka hal-hal yang harus dilakukan adalah :
• Mematikan seluruh kegiatan pabrik, baik mesin maupun listrik. • Mengaktifkan alat pemadam kebakaran, dalam hal ini alat pemadam kebakaran yang digunakan disesuaikan dengan jenis kebakaran yang terjadi, yaitu (Bernasconi, 1995):
Instalasi pemadam dengan air Untuk kebakaran yang terjadi pada bahan berpijar seperti kayu, arang, kertas, dan bahan berserat. Air ini dapat disemprotkan dalam bentuk kabut. Sebagai sumber air, biasanya digunakan air tanah yang dialirkan melalui pipa-pipa yang dipasang pada instalasi-instalasi tertentu di sekitar areal pabrik. Air dipompakan dengan menggunakan pompa yang bekerja dengan instalasi listrik tersendiri, sehingga tidak
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
terganggu apabila listrik pada pabrik dimatikan ketika kebakaran terjadi.
Instalasi pemadam dengan CO2 CO2 yang digunakan berbentuk cair dan mengalir dari beberapa tabung gas yang bertekanan yang disambung secara seri menuju nozel-nozel. Instalasi ini digunakan untuk kebakaran dalam ruang tertutup, seperti pada tempat tangki penyimpanan dan juga pemadam pada instalasi listrik.
Keselamatan kerja yang tinggi dapat dicapai dengan penambahan nilai-nilai disiplin bagi para karyawan, yaitu :
Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan.
Setiap peraturan dan ketentuan yang ada harus dipenuhi.
Setiap kecelakaan atau kejadian yang merugikan harus segera dilaporkan kepada pimpinan.
Setiap karyawan harus saling mengingatkan perbuatan yang dapat menimbulkan bahaya.
Dilakukan kontrol secara periodik terhadap seluruh alat instalasi pabrik oleh petugas perawatan.
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
BAB VII UTILITAS
Utilitas merupakan unit penunjang utama dalam memperlancar jalannya suatu proses produksi. Dalam suatu pabrik, utilitas memegang peranan penting, karena suatu proses produksi dalam suatu pabrik tidak akan berjalan dengan baik tanpa utilitas. Oleh sebab itu, segala sarana dan prasarananya harus dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi suatu pabrik. Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada pabrik pembuatan Crude Corn Oil dari biji jagung adalah sebagai berikut : 1. Kebutuhan Air Kebutuhan air terdiri dari: a. Kebutuhan air pendingin b. Kebutuhan air laboratorium c. Kebutuhan air domestik 2. Kebutuhan Bahan Kimia 3. Kebutuhan CPO sebagai media pemanas
(Lampiran B)
4. Kebutuhan Tenaga Listrik 5. Kebutuhan Bahan Bakar 6. Sarana Pengolahan Limbah 7.1
Kebutuhan Air
Dalam proses produksi, air memegang peranan penting, baik untuk kebutuhan proses maupun kebutuhan domestik. Adapun kebutuhan air pada pabrik pembuatan Crude Corn Oil dari biji jagung adalah sebagai berikut:
•
Kebutuhan Air Pendingin
Tabel 7.1 Kebutuhan air pendingin pada Cooler (C-101) No
Nama Alat
Kode Alat
Kebutuhan (kg/jam)
1
Cooler
C-101
75,1541
Total
75,1541
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Air pendingin bekas digunakan kembali setelah didinginkan dalam menara pendingin air. Dengan menganggap terjadi kehilangan air selama proses sirkulasi, maka air tambahan yang diperlukan adalah jumlah air yang hilang karena penguapan, drift loss, dan blowdown (Perry, 1999). Air yang hilang karena penguapan dapat dihitung dengan persamaan ; We = 0,00085 Wc
(Pers.12-10, Perry, 1999)
Dimana : Wc
= Jumlah air pendingin yang diperlukan = 75,1541 kg/jam
T1
= Temperatur air pendingin masuk = 25 oC = 77 oF
T2
= Temperatur air pendingin keluar = 80 oC = 176 oF
Maka : We
= 0,00085 x 75,1541 x (176-77) = 6,3242 kg/jam
Air yang hilang karena drift loss biasanya 0,1 – 0,2 % dari air pendingin yang masuk ke menara air (Perry, 1999). Diperkirakan drift loss 0,2 %, maka : Wd
= 0,002 x 6,3242 = 0,0126 kg/jam
Air yang hilang blowdown bergantung pada jumlah siklus sirkulasi air pendingin, biasanya antara 3 – 5 siklus (Perry, 1999). Diperkirakan 5 siklus, maka : W b
=
W e S − 1
=
6,3242 5 −1
=1,5811 kg / jam
Sehingga air tambahan yang diperlukan = 6,3242 + 0,0126 + 0,1,5811 = 7,9179 kg/jam
•
Air untuk kebutuhan domestik
Kebutuhan air domestik meliputi : Kebutuhan air rumah tangga, kantor, kantin dan lain-lainnya diperkirakan 10 % dari air kebutuhan pabrik
(Metcalf, 1991)
= 10 % x (75,1541kg/jam + 7,9179 kg/jam) = 8,3072 kg/jam
Kebutuhan air untuk laboratorium diperkirakan 10 % dari air kebutuhan pabrik (Metcalf, 1991) = 10 % x (75,1541kg/jam + 7,9179 kg/jam) = 8,3072 kg/jam Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
total
air
yang
digunakan
sebagai
berbagai
kebutuhan
lainnya
dalam
keberlangsungan proses ini adalah 8,3072 kg/jam + 8,3072 kg/jam = 16,6144 kg/jam Maka total kebutuhan air yang diperlukan pada pengolahan awal tiap jamnya adalah : = air pendingin + air untuk berbagai kebutuhan + air tambahan = 75,1541kg/jam + 16,6144 kg/jam + 7,9179 kg/jam = 99,6864 kg/jam Kebutuhan air untuk membersihkan alat proses diperkirakan 20% dari total kebutuhan air tiap jamnya. = 20% x 99,6864 kg/jam = 19,9373 kg/jam Sehingga kebutuhan total air yang diperlukan adalah: = 99,6864 kg/jam + 19,9373 kg/jam = 119,6237 kg/jam Untuk faktor keamanan pada waktu pemompaan air sungai ditambahkan sebanyak 10 % dari jumlah air yang dipompakan. Maka banyak air yang dipompakan dari sumur adalah : = (1 + 0,1) x 119,6237 kg/jam = 131,5861 kg/jam Sumber air untuk pabrik pembuatan Crude Corn Oil ini berasal dari air tanah yang diperoleh dengan membuat sumur bor. Kualitas air tanah Dairi sebagai berikut: Tabel.7.2 Kualitas Sumur Bor No
Parameter
Kadar (mg/l)
1.
pH
6,45
2.
Magnesium (Mg)
2,43
3.
Klorida (Cl)
8,00
4.
Kalsium (Ca)
11,22
5.
CO2
39,76
6.
HCO3
64,86
7.
Kesadahan
2,13
(Sumber:Pemprovsu Dinas Pertambangan dan Energi, 2006)
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Untuk
menjamin
kelangsungan
penyediaan
air,
maka
di
lokasi
pengambilan air dibangun fasilitas penampungan air (water intake) yang merupakan tempat pengolahan air sumur bor. Pengolahan air pada pabrik ini terdiri dari beberapa tahap, yaitu : 1. Pengendapan 2. Filtrasi 7.1.1 Pengendapan
Pengendapan merupakan tahap pertama dari pengolahan air. Pada bak penampung, partikel – partikel padat akan mengendap secara grafitasi tanpa bantuan bahan kimia sedangkan partikel – partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air menuju unit pengolahan selanjutnya. 7.1.2 Filtrasi
Filtrasi berfungsi untuk memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut bersama air. Pada proses ini juga dilakukan penghilangan warna air dengan menambahkan karbon aktif pada lapisan pertama yaitu lapisan pasir. Penyaring pasir (sandfilter) yang digunakan terdiri dari tiga lapisan yaitu : a.
Lapisan I terdiri dari pasir hijau (green sand) setinggi 24 in
= 60,96 cm
b.
Lapisan II terdiri dari antrakit setinggi 12,5 in
= 31,75 cm
c.
Lapisan III terdiri dari batu kerikil (gravel) setinggi 7 in
= 17,78 cm
Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan. Selama pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan regenerasi secara berkala dengan cara pencucian balik ( back washing). Dari sand filter , air dipompakan ke tangki utilitas-02, kemudian didistribusikan untuk
berbagai keperluan. Untuk air domestik (laboratorium, kantin dan tempat ibadah, poliklinik serta perkantoran) dilakukan proses klorinasi, yaitu mereaksikan air dengan klor untuk membunuh kuman-kuman di dalam air. Klor yang digunakan biasanya berupa kaporit, Ca(ClO)2. Khusus untuk air minum, setelah dilakukan proses klorinasi diteruskan ke penyaring air (water treatment system) sehingga air yang keluar dari penyaring merupakan air sehat dan memenuhi syarat-syarat air minum tanpa harus
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
dimasak terlebih dahulu. Saat ini telah tersedia beberapa jenis water treatment system di pasaran, sehingga dapat dipilih salah satu yang memenuhi persyaratan.
Total kebutuhan air yang memerlukan proses klorinasi = 16,6144 kg/jam Kaporit yang digunakan direncanakan mengandung klorin 70 %
(Gordon, 1968)
Kebutuhan klorin = 2 ppm dari berat air yang diproses Total kebutuhan kaporit = (2.10-6 x 16,6144 kg/jam)/0,7 = 0,00005 kg/jam
7.2
Kebutuhan Bahan Kimia
Kebutuhan bahan kimia untuk pengolahan air pada pabrik pembuatan crude corn oil dari biji jangung adalah sebagai berikut :
Tabel 7.3 Kebutuhan Bahan Kimia No.
3.
Bahan Kimia
Jumlah (Kg/jam)
Kaporit
0,00005 0,00005
Total
7.3
Kebutuhan listrik
Perincian kebutuhan listrik dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 7.4 Perincian kebutuhan listrik pada unit proses No
Nama Alat
Kode Alat
Jumlah Alat
Jumlah Daya
(unit)
(hp)
1
Bucket elevator
BE-101
1
0,5
2
Screw press
SP-101
1
10, 8958
3
Pompa I
P-101
1
0,5
4
Pompa II
P-102
1
0,5
5
Pompa III
P-103
1
0,5
Total
12,8958
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Tabel 7.5 Perincian kebutuhan listrik pada unit utilitas No
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Nama Alat
Kode Alat
Pompa I Pompa II Pompa III Pompa IV Pompa V Pompa VI Pompa VII Pompa VIII Pompa IX Tangki Pelarut
Jumlah Alat
Jumlah Daya
(unit)
(hp)
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 5
PU-01 PU-02 PU-03 PU-04 PU-05 PU-06 PU-07 PU-08 PU-09 TP Total
Maka jumlah keseluruhan kebutuhan listrik untuk pabrik adalah : 1. Unit proses
= 12,8958 hp
2. Unit utilitas
= 5 hp
3. Ruang kontrol dan laboratorium
= 20 hp
4. Penerangan dan Kantor
= 20 hp
5. Bengkel
= 20 hp
6. Perumahan
= 25 hp
Total kebutuhan listrik = 12,8958 + 5 + 20 + 20 + 20 + 25 = 102,8958 hp x 0,7457 kW/hp = 76,7294 kW Untuk cadangan diambil 20 %, maka: Listrik yang dibutuhkan
= 1,2 x 76,7294 kW = 92,0752 kW
Efisiensi generator : 80 % (Perry, 1997) Maka : Daya output generator =
92,0752 kW 0,8
115,0941kW
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
7.4
Kebutuhan bahan bakar
Bahan bakar yang digunakan untuk pembangkit tenaga listrik adalah minyak solar karena solar mempunyai nilai bakar yang tinggi. Keperluan bahan bakar : a. Bahan bakar untuk generator : Nilai bahan bakar solar
: 19.860 Btu/lbm
(Perry,1997)
Densitas bahan bakar solar
: 0,89 kg/l
Daya output generator
: 115,0941 kW
Daya generator yang dihasilkan
= 115,0941 kW x (3.413 Btu/jam)/kW = 392.816,1633 Btu/jam
Daya yang dibutuhkan = 392.816,1633 Btu/jam x 0,0004
hp Btu / jam
= 157,1265 hp Jumlah solar yang dibutuhkan untuk bahan bakar generador adalah : 392.816,1633 Btu / jam 19860 Btu / jam
x 0,45359
kg lbm
x
1 0,89 kg / l
= 10,0805 liter/jam
b. Bahan bakar untuk burner Nilai bahan bakar solar
: 19.860 Btu/lbm
(Perry,1997) Densitas bahan bakar solar
: 0,89 kg/l
Jumlah panas yang dibutuhkan, Q = 258.686,3392 kJ / jam Jumlah bahan bakar solar yang dibutuhkan adalah :
258.686,3392 Btu / jam kg 1 x 0,45359 x 19860 Btu / lbm lbm 0,89 kg / l
= 6,6385 liter / jam
Maka total solar yang digunakan = 10,0805 l/jam + 6,6385 l/jam = 16,719 l/jam
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
7.5
Unit Pengolahan Limbah
Limbah suatu pabrik harus diolah sebelum dibuang ke badan air atau atmosfer, karena limbah mengandung bermacam-macam zat yang dapat membahayakan alam sekitarnya maupun manusia itu sendiri, seperti : metil ester, gliserol, etanol, sabun, KOH, trigliserida, asam palmitat, dan lain-lain. Demi kelestarian lingkungan hidup, maka setiap pabrik harus mempunyai unit pengolahan limbah. Sumber-sumber limbah cair pabrik pembuatan biodiesel ini meliputi: 1. Limbah cair hasil sisa proses produksi Dari proses pabrik tidak ada limbah yang terbuang, tetapi bila terjadi kebocoran dianggap sebagai limbah. 2. Limbah cair hasil pencucian peralatan pabrik Limbah ini diperkirakan mengandung kerak dan kotoran-kotoran yang melekat pada peralatan pabrik. 3. Limbah laboratorium Limbah yang berasal dari laboratorium ini mengandung bahan-bahan kimia yang digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang dipergunakan untuk penelitian dan pengembangan proses. 4. Limbah domestik Limbah ini mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari kamar mandi di lokasi pabrik, serta limbah dari kantin berupa limbah padat dan limbah cair. Perhitungan untuk Sistem Pengolahan Limbah
Diperkirakan jumlah air buangan pabrik:
• Dari pencucian peralatan pabrik Limbah cair hasil pencucian peralatan pabrik = 100 liter/jam
• Dari laboratorium diperkirakan
= 50 liter/jam
• Limbah domestik dan kantor Diperkirakan air buangan tiap orang untuk: -
Domestik
= 20 ltr/hari
(Metcalf dan Eddy, 1991)
-
Kantor
= 10 ltr/hari
(Metcalf dan Eddy, 1991)
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Jadi, jumlah limbah domestik dan kantor = (70) x (20 + 10) ltr/hari x 1 hari/24 jam = 87,5 lter/jam Total air buangan
= 100 + 50 + 87,5
⎡ 1 m3 ⎤ = 237,5 ltr/jam x ⎢ = 0,2375 m3/jam ⎥ ⎣1000 ltr ⎦ 7.5.1
Bak Penampungan
Fungsi : tempat menampung air buangan sementara Laju volumentrik air buangan
= 0,2375 m3/jam
Waktu penampungan air buangan
= 10 hari
Volume air buangan
= 0,2375 m3/jam x 10 hari x 12 jam = 28,5 m3
Bak berisi 80 % maka volume bak
=
28,5 m3 0,8
35,625 m3
Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : - panjang bak, p = 1,5 x lebar bak, l - tinggi bak, t
= lebar bak, l
maka, volume bak = p x l x t 35,625 m3 = 1,5 l x l x l l =
3
35,625 1,5
2,8744 m
jadi, panjang bak, p = 1,5 x 2,8744 m = 4,3117 m Lebar bak, l
= 2,8744 m
Tinggi bak, t = 2,8744 m Luas bak
7.5.2
= 12,3935 m2
Bak Pengendapan Awal
Fungsi : Menghilangkan padatan dengan cara pengendapan Laju volumentrik air buangan
= 0,2375 m3/jam
Waktu tinggal air
= 2 jam
Volume air buangan
= 0,2375 m3/jam x 2 jam
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
= 0,475 m3 Bak berisi 80 % maka volume bak
=
0,475 m3 0,8
0,5938 m3
Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : - panjang bak, p = lebar bak, l - tinggi bak, t
= lebar bak, l
maka, volume bak = p x l x t 0,5938 m3 = l x l x l l =
3
0,5938 1
0,8405 m
jadi, panjang bak, p = 0,8405 m Lebar bak, l
= 0,8405 m
Tinggi bak, t = 0,8405 m Luas bak
7.5.3
= 0,7065 m2
Bak Netralisasi
Fungsi : tempat untuk menetralkan pH limbah Laju volumentrik air buangan
= 0,2375 m3/jam
Waktu penampungan air buangan
= 3 hari
Volume air buangan
= 0,2375 m3/jam x 3 hari x 12 jam = 8,55 m3
Bak berisi 80 % maka volume bak
=
8,55 m3 0,8
10,6875 m3
Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : - panjang bak, p = 1,5 x lebar bak, l - tinggi bak, t
= lebar bak, l
maka, volume bak = p x l x t 10,6875 m3 = 1,5 l x l x l l =
3
10,6875 1,5
1,9243 m
jadi, panjang bak, p = 1,5 x 1,9243 m = 2,8864 m Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Lebar bak, l
= 1,9243 m
Tinggi bak, t = 1,9243 m Luas bak
= 5,5543 m2
Air buangan pabrik yang mengandung bahan organik mempunyai pH = 5 (Hammer, 1998). Limbah pabrik yang terdiri dari bahan-bahan organik harus dinetralkan sampai pH = 6 (Kep.42/MENLH/10/1998). Untuk menetralkan limbah digunakan soda abu (Na2CO3). Kebutuhan Na2CO3 untuk menetralkan pH air limbah adalah 0,15 gr Na2CO3/30 ml air limbah (Lab. Analisa MIPA USU, 1999). Jumlah air buangan = 0,2375 m3/jam = 237,5 liter/jam Kebutuhan Na2CO3 = 237,5 liter/jam x
150 mg
x
1 kg
0,03 liter 10 6 mg
= 1,1875 kg/jam
7.6
Spesifikasi Peralatan Utilitas
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
7.6.1
7.6.2
Pompa Sumur Bor (PU-01)
Fungsi
: Memompa air dari sumur ke bak pengendapan
Jenis
: pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Bahan konstruksi
: commercial steel
Laju alir volumetrik
: 0,0013 ft3/s
Daya motor
: 1/2 hp
Bak Pengendapan (BP)
Fungsi
: Tempat untuk mengendapkan lumpur yang terikut 12dengan air.
Bentuk
: Bak persegi panjang dengan alas datar
Bahan konstruksi
: Beton
Kondisi operasi
: Temperatur = 25°C Tekanan
7.6.3
Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 5,7092 m3
Panjang
: 2,8371 m
Lebar
: 1,4186 m
Tinggi
: 1,4186 m
= 1 atm
Pompa Bak Pengendapan (PU-02)
Fungsi
: Memompa air dari Bak Pengendapan (BP) ke 12sand filter (SF)
7.6.4
Jenis
: pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Bahan konstruksi
: commercial steel
Laju volumetrik
: 0,0013 ft3/s
Daya motor
: 1/2 hp
Sand Filter (SF)
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Fungsi
: Menyaring partikel-partikel yang masih terbawa dalam air yang keluar dari bak pengendapan (BP)
Bentuk
: silinder tegak dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283 grade C
Kondisi operasi
: Temperatur = 25°C Tekanan
Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 0,0515 m3
= 1 atm
Diameter sand filter : 0,2747 m
7.6.5
7.6.6
Tinggi sand filter
: 0,8241 m
Tebal sand filter
: 0,0179 m
Pompa Sand Filter (PU-03)
Fungsi
: Memompa air dari sand filter ke menara air (TU)
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Bahan konstruksi
: Commercial steel
Kapasitas
: 0,0013 ft3/s
Daya motor
: 1/2 hp
Menara Air/Tangki Utilitas (MA)
Fungsi
: Menampung air yang keluar dari sand filter untuk m,didistribusikan
Bentuk
: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283 grade C
Kondisi operasi
: Temperatur = 25°C Tekanan
Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 1,8842 m3
Diameter
: 1,6002 m
Tinggi
: 2,4 m
= 1 atm
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Tebal dinding
7.6.7
: = 0,75 in
Tangki Pelarutan Kaporit (TP)
Fungsi
: Tempat membuat larutan Kaporit
Bentuk
: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi
: Carbon Steel, SA-283, grade C
Kondisi operasi
: Temperatur = 25°C Tekanan
= 1 atm
Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 0,00004 m3
Diameter
: 0,0324 m
Tinggi
: 0,1594 m
Tebal dinding
: 3/16 in = 0,0048 m
Pengaduk
: - Jenis pengaduk
: Marine propeler
- Diameter pengaduk : 0,0425 ft - Kecepatan pengaduk : 1 rps - Daya pengaduk
7.6.8
: 1/2 hp
Pompa Menara Air (PU-04)
Fungsi
: Memompa air dari menara air (TU) ke tangki domestik
7.6.9
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Bahan konstruksi
: Commercial steel
Kapasitas
: 0,0002 ft3/s
Daya motor
: 1/2 hp
Tangki Air Domestik (TD)
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Fungsi
: Tempat menampung air domestik
Bentuk
: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi
: Carbon Steel, SA-283, grade C
Kondisi operasi
: Temperatur = 25°C Tekanan
= 1 atm
Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 0,24 m3
Diameter
: 0,5887 m
Tinggi
: 0,8831 m
Tebal dinding
: 1/2 in = 0,0048 m
7.6.10 Pompa Tangki Domestik (PU-05)
Fungsi
:
Memompa air domestik untuk kebutuhan domestik.
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Bahan konstruksi
: Commercial steel
Kapasitas
: 0,0002 ft3/s
Daya motor
: 1/2 hp
7.6.11 Pompa Menara Air (PU-06)
Fungsi
: Memompa air dari menara air ke water cooling tower (WCT).
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Bahan konstruksi
: Commercial steel
Kapasitas
: 0,0007 ft3/s
Daya motor
: 1/2 hp
7.6.12 Water Cooling Tower ( WCT )
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Fungsi
: Mendinginkan air pendingin bekas dari temperatur 80oC menjadi 25oC
Jenis
: Mechanical Draft Cooling Tower
Bahan konstruksi
: Carbon Steel SA-53 Grade B
Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi
:
Suhu air masuk menara (TL2) = 80oC = 176 oF Suhu air keluar menara (TL1) = 25oC = 77 oF = 25 oC = 77 oF
Suhu udara (TG1) Kapasitas
: 0,0773 m3/jam
Luas menara
: 0,3269 ft2
Daya kipas
: ½ hp
7.6.13 Pompa Water Cooling Tower ( PU-07 )
Fungsi
: Memompa air pendingin dari menara pendingin air (WCT) ke unit cooler (C-101)
Jenis
: pompa sentrifugal
Bahan konstruksi
: Commercial steel
Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 0,0007 ft3/s
Daya motor
: 1/2 hp
7.6.14 Pompa Menara Air ( PU-08 )
Fungsi
: Memompa air dari menara air ke proses
Jenis
: pompa sentrifugal
Bahan konstruksi
: Commercial steel
Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 0,0001 ft3/s
Daya motor
: 1/2 hp
7.6.15 Tangki Perebusan (TP CPO) Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Fungsi
: Tempat perebusan CPO sebagai media pemanas
Bentuk
: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi
: Carbon Steel, SA-283, grade C
Kondisi operasi
: Temperatur = 120°C Tekanan
= 1 atm
Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 40,8118 m3
Diameter
: 3,2604 m
Tinggi
: 4,8905 m
Tebal dinding
: 1/2 in = 0,0127 m
7.6.16 Burner (Q)
Fungsi
: Sumber pemanasan air perebusan
Jenis
: Parker Premix Barner
Jumlah
: 1 unit
Kondisi Operasi
: 1 atm
Jumlah panas yang dibutuhkan, Q = 258.686,3392 kJ / jam Jumlah bahan bakar solar yang dibutuhkan adalah = 6,6385 liter/jam
7.6.17 Pompa CPO Panas (PU-09)
Fungsi
: Memompa air pendingin dari menara pendingin air (WCT) ke unit cooler (C-101)
Jenis
: pompa sentrifugal
Bahan konstruksi
: Commercial steel
Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 0,0279 ft3/s
Daya motor
: 1/2 hp
BAB VIII Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK
Susunan peralatan dan fasilitas dalam rancangan proses merupakan syarat penting dalam memperkirakan biaya sebelum mendirikan pabrik atau untuk disain yang meliputi disain perpipaan, fasilitas bangunan fisik, tata letak peralatan dan kelistrikan. Hal ini akan memberikan informasi terhadap biaya bangunan dan tempat sehingga diperoleh perhitungan biaya yang terperinci sebelum pendirian pabrik. Oleh sebab itu pemilihan tempat bagi berdirinya suatu pabrik harus memperhatikan beberapa faktor yang berperan yaitu faktor utama dan faktor khusus.
8.1
Lokasi Pabrik
Penentuan lokasi pabrik sangat menentukan kemajuan dan kelangsungan dari industri, baik pada masa sekarang maupun pada masa yang akan datang, karena hal ini berpengaruh terhadap faktor produksi dan distribusi dari pabrik yang didirikan. Pemilihan yang tepat mengenai lokasi pabrik harus memberikan suatu perhitungan biaya produksi dan distribusi yang minimal serta pertimbangan sosiologi, yaitu pertimbangan dalam mempelajari sikap dan sifat masyarakat di sekitar lokasi pabrik.
Faktor utama
a. Bahan baku Suatu pabrik sebaiknya berada di daerah yang dekat dengan sumber bahan baku dan daerah pemasaran sehingga transportasi dapat berjalan dengan lancar. Hal-hal yang perlu diperhatikan mengenai bahan baku adalah :
• Lokasi sumber bahan baku • Besarnya kapasitas sumber bahan baku dan berapa lama sumber tersebut dapat diandalkan pengadaannya
• Cara mendapatkan bahan baku tersebut dan cara transportasi • Harga bahan baku serta biaya pengangkutan Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
• Kemungkinan mendapatkan sumber bahan baku yang lain b. Tenaga listrik dan bahan baku Dalam pendirian suatu pabrik, tenaga listrik dan bahan bakar adalah faktor penunjang yang paling penting. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengadaan tenaga listrik dan bahan bakar adalah :
• Kemungkinan pengadaan tenaga listrik dan bahan bakar di lokasi pabrik untuk saat sekarang dan masa yang akan datang
• Harga bahan bakar tersebut c. Sumber air Air merupakan kebutuhan penting bagi suatu pabrik industri kimia, baik itu untuk keperluan proses maupun untuk keperluan lainnya. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penyediaan air adalah : a. Kapasitas sumber air b. Kualitas sumber air c. Jarak sumber air dari lokasi pabrik d. Pengaruh musim terhadap kemampuan penyediaan air sesuai dengan kebutuhan rutin pabrik d. Iklim alam sekitarnya Hal-hal yang perlu diperhatikan pada faktor ini adalah : a. Keadaan lingkungan alam yang sulit akan memperbesar biaya konstruksi pembangunan pabrik b. Keadaan angin, kecepatan dan arahnya c. Kemungkinan terjadinya gempa d. Pengaruh alam terhadap perluasan di masa mendatang e. Daerah pemasaran Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemasaran adalah : a. Daerah pemasaran produk b. Pengaruh dan jumlah saingan yang ada c. Kemampuan daya serap pasar d. Jarak pemasaran dari lokasi pabrik dengan daerah yang dituju e. Sistem pemasaran yang dipakai Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Faktor khusus
a. Transportasi Fasilitas-fasilitas yang perlu diperhatikan :
• Jalan raya yang dapat dilalui mobil dan angkutan darat lainnya • Sungai atau laut yang dapat dilalui perahu maupun kapal • Pelabuhan laut dan lapangan udara yang terdekat dengan lokasi pabrik b. Tenaga kerja Masalah tenaga kerja sangat berpengaruh didalam kelangsungan suatu pabrik/perusahaan. Hal-hal yang perlu diperhatikan :
• Kemungkinan untuk mendapatkan tenaga kerja yang diinginkan • Pendidikan/keahlian tenaga kerja yang tersedia • Tingkat/penghasilan tenaga kerja disekitar lokasi pabrik • Adanya ikatan perburuhan (peraturan perburuhan) • Terdapatnya lokasi untuk lembaga training tenaga kerja c. Limbah pabrik Buangan
pabrik
harus
mendapat
perhatian
yang
cermat,
terutama
dampaknya terhadap kesehatan masyarakat sekitar lokasi pabrik. Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah :
• Cara menangani limbah tersebut agar tidak menimbulkan pencemaran terhadap lingkungan
• Biaya yang diperlukan untuk menangani masalah polusi bagi lingkungan d. Undang-undang dan Peraturan-peraturan Undang-undang dan peraturan-peraturan perlu diperhatikan dalam pemilihan lokasi pabrik, karena jika dalam pendirian suatu pabrik ada hal yang bertentangan dengan undang-undang dan peraturan-peraturan maka kelangsungan suatu pabrik terancam. e. Perpajakan dan asuransi Hal ini perlu diperhatikan agar jangan sampai pajak memberi beban yang berat bagi perusahaan. Demikian pula untuk menjaga agar tidak terjadi kerugian akibat kecelakaan terhadap pabrik seperti kebakaran, maka perusahaan sebaiknya diasuransikan. Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
f. Pengontrolan terhadap bahaya banjir dan kebakaran Hal-hal yang perlu diperhatikan :
• Lokasi pabrik harus jauh dari lokasi perumahan penduduk • Lokasi pabrik diusahakan tidak berada di lokasi rawan banjir Berdasarkan faktor-faktor tersebut, maka Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil ini direncanakan berlokasi di daerah Sitinjo, Kecamatan Sitinjo, Kabupaten
Dairi, Sumatera Utara. Dasar pertimbangan dalam pemilihan lokasi pabrik adalah: 1. Bahan baku Suatu pabrik sebaiknya berada di daerah yang dekat dengan sumber bahan baku dan daerah pemasaran sehingga transportasi dapat berjalan dengan lancar. Bahan baku direncanakan diperoleh melalui kebun-kebun masyarakat di Kabupaten Dairi, Sumatera Utara. 2. Letak dari pasar dan kondisi pemasaran Produk Crude Corn Oil ini dapat diangkut dengan mudah ke daerah pemasaran dalam negeri. Kebutuhan Crude Corn Oil mulai tahun 2006 menunjukkan peningkatan, dengan demikian pemasarannya tidak akan mengalami hambatan. Daerah Sitinjo, mempunyai sarana transportasi darat yang baik sehingga mempermudah untuk transportasi produk menuju pelabuhan Belawan yang relatif dekat dengan negara lain seperti Singapura, Malaysia. 3. Fasilitas transportasi Pabrik ini direncanakan didirikan dekat dengan jalan raya (lintas Sidikalang – Medan) sehingga mempermudah transportasi untuk pengiriman produk. Bahan baku yang berbentuk biji diangkut dengan truk. Sedangkan produk yang dihasilkan diangkut dengan mobil tangki. 4. Kebutuhan tenaga listrik dan bahan bakar Dalam pendirian suatu pabrik, tenaga listrik dan bahan bakar adalah faktor penunjang yang paling penting. Kebutuhan tenaga listrik untuk operasi pabrik dapat diperoleh generator pabrik. 5. Kebutuhan air
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Air merupakan kebutuhan penting bagi suatu pabrik industri kimia, baik itu untuk keperluan proses maupun untuk keperluan lainnya. Kebutuhan air diperoleh dari air tanah yang mengalir di sekitar pabrik. Kebutuhan air ini berguna untuk proses, sarana utilitas, dan keperluan domestik. 6. Tenaga kerja Tenaga kerja termasuk hal yang sangat menunjang dalam operasional pabrik, tenaga kerja untuk pabrik ini direkrut dari : -
Perguruan tinggi lokal seperti perguruan tinggi di Medan, masyarakat sekitar dan perguruan tinggi lainnya.
-
Tenaga ahli yang berasal dari daerah sekitar dan luar daerah.
Sebagai kawasan industri, daerah ini merupakan salah satu tujuan para tenaga kerja yang mencari kerja. Para tenaga kerja ini merupakan tenaga kerja yang produktif dari berbagai tingkatan, baik yang terdidik maupun yang belum terdidik. 7. Harga tanah dan bangunan Tanah yang tersedia untuk lokasi pabrik masih cukup luas, biaya tanah bangunan untuk pendirian pabrik relatif terjangkau. 8. Kemungkinan perluasan dan ekspansi Ekspansi pabrik dimungkinkan karena tanah yang tersedia cukup luas dan disekeliling pabrik belum banyak berdiri pabrik serta tidak mengganggu pemukiman penduduk. 9. Kondisi Iklim dan Cuaca Seperti kebanyakan daerah lain di Indonesia, maka kondisi cuaca dan iklim di sekitar lokasi pabrik relatif stabil. Untuk daerah ini belum pernah terjadi bencana alam yang berarti sehingga memungkinkan pabrik berjalan dengan lancar. 10. Masyarakat di sekitar pabrik Sikap masyarakat diperkirakan akan mendukung pendirian pabrik pembuatan Crude Corn Oil ini karena selain akan menyediakan lapangan kerja bagi mereka, pabrik pembuatan Crude Corn Oil ini ramah lingkungan,
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
karena limbah yang dihasilkan tidak berbahaya dan diperkirakan tidak akan mengganggu keselamatan dan keamanan masyarakat di sekitarnya. 11. Perumahan Mengingat di daerah lokasi belum banyak tersedia perumahan bagi karyawan,
maka
direncanakan
untuk
mendirikan
fasilitas
perumahan
karyawan (mess) beserta lapangan olah raga (terbuka ataupun tertutup) sebagai salah satu daya tarik bagi karyawan yang akan bekerja di pabrik.
8.2
Tata Letak Pabrik
Tata letak pabrik adalah suatu perencanaan dan pengintegrasian aliran dari komponen-komponen produksi suatu pabrik, sehingga diperoleh suatu hubungan yang efisien dan efektif antara operator, peralatan dan gerakan material dari bahan baku menjadi produk. Tata letak suatu pabrik memainkan peranan yang penting dalam menentukan biaya konstruksi, biaya produksi, serta efisiensi dan keselamatan kerja. Oleh karena itu tata letak pabrik harus disusun secara cermat untuk menghindari kesulitan di kemudian hari. Suatu rancangan tata letak pabrik yang rasional mencakup penyusunan area proses, storage (persediaan) dan area pemindahan/area alternatif (area handling) pada posisi yang efisien dan dengan melihat faktor-faktor sebagai
berikut (Timmerhaus, 2004) : 1. Urutan proses produksi dan kemudahan / aksebilitas operasi, jika suatu produk perlu diolah lebih lanjut maka pada unit berikutnya disusun berurutan sehingga sistem perpipaan dan penyusunan letak pompa lebih sederhana. 2. Pengembangan lokasi baru atau penambahan / perluasan lokasi yang telah ada sebelumnya. 3. Distribusi ekonomis dari fasilitas logistik (bahan baku dan bahan pelengkap), fasilitas utilitas (pengadaan air, steam, tenaga listrik dan bahan bakar), bengkel untuk pemeliharaan / perbaikan alat serta peralatan pendukung lainnya. 4. Bangunan, menyangkut luas bangunan, kondisi bangunan dan konstruksinya yang memenuhi syarat.
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
5. Pertimbangan kesehatan, keamanan dan keselamatan seperti kemungkinan kebakaran/peledakan. 6. Masalah pembuangan limbah. 7. Alat-alat yang dibersihkan / dilepas pada saat shut down harus disediakan ruang yang cukup sehingga tidak mengganggu peralatan lainya. 8. Pemeliharaan dan perbaikan. 9. Fleksibilitas, dalam perencanaan tata letak pabrik harus dipertimbangkan kemungkinan perubahan dari proses / mesin, sehingga perubahan-perubahan yang dilakukan tidak memerlukan biaya yang tinggi. 10. Service area, seperti kantin, tempat parkir, ruang ibadah, dan sebagainya diatur sedemikian rupa sehingga tidak terlalu jauh dari tempat kerja. Jadi penyusunan tata letak peralatan proses, tata letak bangunan dan lainlain akan berpengaruh secara langsung pada industri modal, biaya produksi, efisiensi kerja dan keselamatan kerja. Pengaturan tata letak pabrik yang baik akan memberikan beberapa keuntungan, seperti :
• Mengurangi jarak transportasi bahan baku dan produksi, sehingga mengurangi material handling.
• Memberikan ruang gerak yang lebih leluasa sehingga mempermudah perbaikan mesin dan peralatan yang rusak atau di-blowdown.
• Mengurangi ongkos produksi. • Meningkatkan keselamatan kerja. • Mengurangi kerja seminimum mungkin. • Meningkatkan pengawasan operasi dan proses agar lebih baik.
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
8.3
Perincian Luas Tanah
Luas tanah yang digunakan sebagai tempat berdirinya pabrik diuraikan dalam Tabel 8.1 berikut ini : Tabel 8.1 Perincian Luas Areal Pabrik No.
Jenis areal
2
Luas (m )
1.
Pos Keamanan
20
2.
Tempat Parkir
300
3.
Rumah Timbangan
4.
Bengkel
200
5.
Unit Pembangkit Listrik
400
6.
Perkantoran
300
7.
Laboratorium
200
8.
Ruang Kontrol
250
9.
Daerah Proses
1.000
10.
Unit Pengolahan Limbah
400
11.
Unit Pengolahan Air
700
12.
Areal produk
500
13.
Areal Perluasan
14.
Gudang Peralatan/Suku Cadang
600
15.
Gudang Bahan Baku
800
16.
Kantin
50
17.
Poliklinik
80
18.
Perpustakaan
80
19.
Tempat Ibadah
100
20.
Taman
500
21.
Perumahan Karyawan
22.
Jalan
90
2.500
3500 600
Total
13.170
Luas areal antara bangunan diperkirakan 10 % dari luas total = 10% x 13.710 m2 = 1.317 m2 Sehingga luas areal seluruhnya adalah = 13.170+ 1.317 = 14.487 m2 Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN
Masalah organisasi merupakan hal yang penting dalam perusahaan, hal ini menyangkut efektivitas dalam peningkatan kemampuan perusahaan dalam memproduksi dan mendistribusikan produk yang dihasilkan. Dalam upaya peningkatan efektivitas dan kinerja perusahaan maka pengaturan atau manajemen harus menjadi hal yang mutlak. Tanpa manajemen yang efektif dan efisien tidak akan ada usaha yang berhasil cukup lama. Dengan adanya manajemen yang teratur baik dari kinerja sumber daya manusia maupun terhadap fasilitas yang ada secara otomatis organisasi akan berkembang. 9.1
Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggungjawab
9.1.1
Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS)
Pemegang kekuasaan tertinggi pada struktur organisasi garis dan staf adalah Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) yang dilakukan minimal satu kali dalam setahun. Bila ada sesuatu hal, RUPS dapat dilakukan secara mendadak sesuai dengan jumlah forum. RUPS dihadiri oleh pemilik saham, Dewan Komisaris dan General Manager. Hak dan wewenang RUPS adalah sebagai berikut : 1. Meminta pertanggungjawaban Dewan Komisaris dan General Manager lewat suatu sidang. 2. Dengan musyawarah dapat mengganti Dewan Komisaris dan General Manager serta mengesahkan anggota pemegang saham bila mengundurkan diri. 3. Menetapkan besar laba tahunan yang diperoleh untuk dibagikan, dicadangkan, atau ditanamkan kembali.
9.1.2
Manager
Manager merupakan pimpinan tertinggi yang diangkat oleh Dewan Komisaris. Adapun tugas-tugas Manager adalah sebagai berikut :
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
1. Memimpin dan membina perusahaan secara efektif dan efisien 2. Menyusun dan melaksanakan kebijaksanaan umum pabrik sesuai dengan kebijaksanaan RUPS 3. Mengadakan kerjasama dengan pihak luar demi kepentingan perusahaan 4. Mewakili perusahaan dalam mengadakan hubungan maupun perjanjian perjanjian dengan pihak ketiga 5. Merencanakan dan mengawasi pelaksanaan tugas setiap personalia yang bekerja pada perusahaan. 9.1.3
Kepala Seksi Utilitas
Kepala Bagian Utilitas bertanggung jawab kepada Manager Produksi. Tugasnya adalah untuk mengkoordinir dan mengawasi segala kegiatan utilitas meliputi pengolahan air dan limbah. 9.1.4
Kepala Seksi Proses
Kepala seksi Proses bertanggung jawab kepada Manager. Tugasnya adalah untuk mengkoordinir dan mengawasi segala kegiatan proses meliputi operasi dan research dan development . 9.1.5
Kepala Seksi Laboratorium
Kepala Tugasnya
Bagian
adalah
Laboratorium
untuk
bertanggung
mengkoordinir
dan
jawab
mengawasi
kepada segala
Manager. kegiatan
laboratorium. 9.1.6
Kepala Seksi Maintanance dan Listrik
Kepala seksi Maintenance dan Listrik bertanggung jawab kepada Manager. Tugasnya adalah mengkoordinir segala kegiatan pemeliharaan, pengamanan, perawatan dan perbaikan peralatan listrik serta menyusun program perawatan, pemeliharaan serta penggantian peralatan proses.
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
9.1.7
Kepala Seksi Instrumentasi
Kepala Seksi Keamanan bertanggung jawab kepada Manager. Tugasnya adalah menyusun program perawatan, pemeliharaan serta penggantian peralatan instrumentasi proses. 9.1.8
Kepala Seksi Personalia
Kepala seksi Personalia bertanggung jawab kepada Manager. Tugasnya adalah mengawasi dan memperhatikan kinerja serta kesejahteraan karyawan. 9.1.9
Kepala Seksi General Affair
Kepala seksi General Affair bertanggung jawab kepada Manager. Tugasnya untuk menjalin hubungan perusahaan dengan masyarakat setempat dan hubungan perusahaan dengan karyawan. 9.1.10 Kepala Seksi Keamanan
Kepala seksi Keamanan bertanggung jawab kepada Manager. Tugasnya adalah untuk menjaga keamanan perusahaan beserta karyawan perusahaan. 9.1.11 Kepala Seksi Pemasaran
Kepala seksi Pemasaran bertanggung jawab kepada Manager. Tugasnya adalah untuk mengkoordinir dan mengawasi segala kegiatan penjualan dan promosi produk. 9.1.12 Kepala Seksi Pembelian
Kepala Seksi Pembelian dan Penjualan bertanggung jawab kepada Manager. Tugasnya adalah untuk mengkoordinir dan mengawasi segala kegiatan pembelian bahan baku, bahan penolong, dan segala keperluan perusahaan. 9.1.13 Kepala Seksi Keuangan
Kepala Seksi Keuangan bertanggung jawab kepada Manager. Tugasnya adalah untuk mengkoordinir dan mengawasi segala bentuk keuangan perusahaan.
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
9.2
Tenaga Kerja dan Jam Kerja
Jumlah tenaga kerja Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (CCO) ini direncanakan sebanyak 70 orang. Status tenaga kerja pada perusahaan ini dibagi atas beberapa tahap : 1. Tenaga kerja bulanan dengan pembayaran gaji sebulan sekali 2. Tenaga kerja harian dengan upah yang dibayar 2 minggu sekali 3. Tenaka kerja honorer/kontrak dengan upah dibayar sesuai perjanjian kontrak 9.3
Sistem Kerja
Pabrik direncanakan beroperasi selama 12 jam/hari dalam 300 hari setahun. Karyawan dibedakan atas dua golongan berdasarkan waktu kerja. 9.3.1
Karyawan Non-Shift
Karyawan non-shift terdiri dari para karyawan yang pekerjaannya tidak langsung berhubungan dengan proses produksi, misalnya: direktur, staf ahli, sekretaris, manajer, administrasi, dan lain-lain. Bekerja selama enam hari seminggu dan libur pada hari Minggu dan hari libur nasional. Jam kerja karyawan non shift ditetapkan 43 jam per minggu dan jam kerja selebihnya dianggap
lembur. Waktu kerja dan istirahat karyawan adalah sebagai berikut :
Senin s.d. Kamis
Jumat
Sabtu
9.3.2
Waktu kerja
: 08.00 – 12.00 WIB
Waktu istirahat
: 12.00 – 13.00 WIB
Waktu kerja
: 13.00 – 17.00 WIB
Waktu kerja
: 08.00 – 12.00 WIB
Waktu istirahat
: 12.00 – 14.00 WIB
Waktu kerja
: 14.00 – 17.00 WIB
Waktu kerja
: 08.00 – 12.00 WIB
Karyawan Shift
Untuk pekerjaan yang langsung berhubungan dengan proses produksi yang membutuhkan pengawasan terus menerus selama 12 jam, para karyawan diberi
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
pekerjaan bergilir (shift work ). Pekerjaan dalam satu hari dibagi dua shift , yaitu tiap shift bekerja selama 6 jam dengan pembagian sebagai berikut :
Shift I (pagi)
: 08.00 – 14.00 WIB
Shift II (sore)
: 14.00 – 20.00 WIB
Jam kerja bergiliran berlaku bagi karyawan. Tabel 9.1 Jadwal Kerja Shift Regu
Hari 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
A
I
I
II
II
II
I
I
I
II
II
I
I
B
II
II
I
I
I
II
II
II
I
I
II
II
9.4
Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan
Dalam melaksanakan kegiatan perusahaan/ pabrik, dibutuhkan susunan karyawan seperti pada struktur organisasi. Jumlah karyawan yang dibutuhkan adalah sebagai berikut
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Tabel 9.2 Jumlah Tenaga Kerja Beserta Tingkat Pendidikannya Jabatan
Jumlah
Pendidikan
Manager
1
Managemen Perusahaan (S2)
Sekretaris
1
Sekretaris (D3)
Kepala Seksi Marketing
1
Akuntansi/Managemen Akuntansi/Manage men (S1)
Kepala Seksi Pembelian
1
Akuntansi/Managemen Akuntansi/Manage men (S1)
Kepala Seksi Personalia
1
Psikologi (S1)
Kepala Seksi General Affair
1
Teknik Industri (S1)
Kepala Seksi Keamanan
1
Pensiunan ABRI
Kepala Seksi Maintenance dan Listrik
1
Teknik Elektro (S1)
Kepala Seksi Instrumentasi
1
Teknik Mesin (S1)
Kepala Seksi Laboratorium
1
Kimia FMIPA (S1)
Kepala Seksi Proses
1
Teknik Kimia (S1) / (DIV)
Kepala Seksi Utilitas
1
Teknik Kimia (S1) / (DIV)
Kepala Seksi Keuangan
1
Akuntansi/Managemen (S1)
Karyawan Produksi
24
T.Kimia (DIV)/Politeknik
Karyawan Teknik
6
T.Kimia (DIV)/Politeknik
Karyawan Keuangan dan Personalia
5
Keuangan (D3)
Karyawan Pemasaran dan Penjualan
5
Keuangan (D3)
Dokter
1
Kedokteran (S1)
Perawat
2
Akademi Perawat (D3)
Petugas Kebersihan
4
SMU
Petugas Keamanan
4
SMU/Pensiunan ABRI
Supir
3
STM/SMU
Buruh Angkat
3
SMU
Jumlah
70
-
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
9.5 Sistem Penggajian
Penggajian karyawan didasarkan kepada jabatan, tingkat pendidikan, pengalaman kerja, keahlian resiko kerja. Perincian gaji karyawan adalah sebagai berikut : Tabel 9.3 Jumlah Gaji Karyawan Jabatan
Jumlah
Gaji/bulan
Gaji total/bulan
(Rp)
(Rp)
Manager
1
9.000.000
9.000.000
Sekretaris
1
3.500.000
3.500.000
Kepala Seksi Marketing
1
4.500.000
4.500.000
Kepala Seksi Pembelian
1
4.500.000
4.500.000
Kepala Seksi Personalia
1
4.500.000
4.500.000
Kepala Seksi General Affair
1
4.500.000
4.500.000
Kepala Seksi Keamanan
1
4.500.000
4.500.000
Kepala Seksi Maintenance dan Listrik
1
4.500.000
4.500.000
Kepala Seksi Instrumentasi
1
4.500.000
4.500.000
Kepala Seksi Laboratorium
1
4.500.000
4.500.000
Kepala Seksi Proses
1
4.500.000
4.500.000
Kepala Seksi Utilitas
1
4.500.000
4.500.000
Kepala Seksi Keuangan
1
4.500.000
4.500.000
Karyawan Produksi
24
1.500.000
30.000.000
Karyawan Teknik
6
1.500.000
9.000.000
Karyawan Keuangan dan Personalia
5
1.500.000
7.500.000
Karyawan Pemasaran dan Penjualan
5
1.500.000
7.500.000
Dokter
1
3.500.000
5.000.000
Perawat
2
1.700.000
3.400.000
Petugas Kebersihan
4
850.000
3.400.000
Petugas Keamanan
4
1.300.000
5.200.000
Supir
3
1.000.000
3.000.000
Buruh Angkat
3
1.000.000
3.000.000
Jumlah
70
161.500.000
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
9.6
Kesejahteraan Tenaga Kerja
Besarnya gaji dan fasilitas kesejahteraan tenaga kerja tergantung pada tingkat pendidikan, jumlah jam kerja dan resiko kerja. Untuk mendapatkan hasil kerja yang maksimal dari setiap tenaga kerja diperlukan dukungan fasilitas yang memadai. Fasilitas yang tersedia pada Pabrik Crude Corn Oil ini adalah sebagai berikut : 1. Fasilitas cuti tahunan 2. Tunjangan hari raya dan bonus 3. Tunjangan kecelakaan kerja 4. Tunjangan kematian, yang diberikan kepada keluarga tenaga kerja yang meninggal dunia baik karena kecelakaan bekerja maupun di luar pekerjaan 5. Penyediaan sarana transportasi/bus karyawan 6. Penyediaan tempat ibadah, balai pertemuan dan sarana olahraga 7. Pelayanan kesehatan secara cuma-cuma 8. Penyedian seragam dan alat-alat pengaman (sepatu, seragam, helm, kaca mata dan sarung tangan). 9. Beasiswa kepada anak-anak karyawan yang berprestasi.
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
BAB X EKONOMI DAN PEMBIAYAAN
Untuk mengevaluasi kelayakan berdirinya suatu pabrik dan tingkat pendapatannya,
maka
dilakukan
analisa
dan
perhitungan
secara
teknis.
Selanjutnya dilakukan pula analisa terhadap aspek ekonomi dan pembiayaannya. Dari hasil analisa terhadap aspek ekonomi tersebut diharapkan berbagai kebijaksanaan dapat diambil untuk pengarahan secara tepat. Suatu rancangan pabrik dianggap layak didirikan bila dapat beroperasi dalam kondisi yang memberikan keuntungan. Berbagai
parameter
ekonomi
digunkanan
sebagai
pedoman
untuk
menentukan layak tidaknya suatu pabrik didirikan dan besarnya tingkat pendapatan yang dapat diterima dari segi ekonomi. Parameter-parameter tersebut antara lain : 1. Modal investasi / Capital Investment (CI) 2. Biaya produksi total / Total Production Cost (TC) 3. Waktu pengembalian modal / Pay out Time (POT) 4. Marjin keuntungan / Profit Margin (PM) 5. Laju pengembalian modal / Return on Investment (ROI) 6. Titik impas / Break Even Point (BEP) 7. Laju pengembalian internal / Internal Rate of Return (IRR)
10.1 Modal Investasi
Modal investasi adalah sejumlah modal untuk mendirikan pabrik dan mulai menjalankan usaha sampai mampu menarik hasil penjualan. Modal investasi terdiri dari : 10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI)
Modal investasi tetap adalah segala biaya yang diperlukan untuk membeli peralatan pabrik yang pemakaiannya selama pabrik berproduksi (Modal Investasi
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Tetap Langsung) dan biaya pada saat pendirian pabrik (Modal Investasi Tetap Tak Langsung). 1. Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)/Direct Fixed Capital Investment (DFCI), yaitu modal yang diperlukan untuk mendirikan bangunan pabrik, membeli dan memasang mesin, peralatan proses, dan peralatan pendukung yang diperlukan untuk operasi pabrik. 2. Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL)/Indirect Fixed Capital Investment (IFCI), yaitu modal yang diperlukan pada saat pendirian pabrik (construction overhead) dan semua komponen pabrik yang tidak berhubungan secara langsung dengan operasi proses. Berikut ini beberapa point yang termasuk MITL dan MITTL beserta besar biaya yang dibutuhkan dimana biaya tersebut telah diperhitungkan pada Lampiran E. Keseluruhan data tersebut dapat dilihat pada Tabel 10.1 dibawah ini. Tabel 10.1 Modal Investasi Tetap (FCI) Komponen
Jumlah (Rp.)
A. Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)
Harga tanah
1.382.850.000,-
Harga bangunan
3.353.000.000,-
Harga peralatan terpasang (HPT)
6.165.033.801,-
Instrumentasi dan alat control Biaya perpipaan
616.503.380,1.233.006.760,-
Biaya instalasi listrik
616.503.380,-
Biaya insulasi
493.202.704,-
Biaya inventaris kantor Biaya perlengkapan pemadam kebakaran dan keamanan Biaya sarana transportasi
61.650.338,61.650.338,2.160.000.000,-
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Biaya konstruksi
616.503.380,16.759.904.080,-
Total
B. Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL)
Pra investasi
1.675.990.408,-
Biaya Kontraktor
1.675.990.408,-
Biaya Engineering dan Supervisi
1.675.990.408,-
Biaya Perizinan
837.995.204,-
Biaya tak terduga
1.675.990.408,7.541.956.836,-
Total
Maka, Total Modal Investasi Tetap : MIT = MITL + MITTL = Rp. 16.759.904.080,- + Rp. 7.541.956.836,= Rp. 24.301.860.920,-
10.1.2 Modal Kerja / Working Capital
Modal kerja adalah modal yang diperlukan untuk memulai usaha sampai mampu menarik keuntungan dari hasil penjualan dan memutar keuangannya. Jangka waktu pengadaan biasanya 3-4 bulan, tergantung pada cepat atau lambatnya hasil produksi yang diterima. Dalam perancangan ini jangka waktu pengadaan modal kerja diambil 3 bulan. Modal kerja ini meliputi beberapa point yang dapat dilihat pada Tabel 10.2. Tabel 10.2 Modal Kerja Jenis Biaya
Bahan baku proses dan utilitas Biaya kas Biaya Start – Up Biaya piutang dagang Total Modal Kerja
Jumlah (Rp.)
13.247.217.810,1.107.000.000,243.018.609,3.141.273.657,17.738.510.080,-
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Total Modal Investasi
= MIT + MK = Rp 24.301.860.920,- + Rp 17.738.510.080,= Rp. 42.040.370.000,-
Modal ini berasal dari : -
Modal sendiri / saham-saham sebesar 60 % dari total modal investasi dari Lampiran E diperoleh modal sendiri = Rp. 25.224.222.600,-
-
Pinjaman dari bank sebesar 40 % dari total modal investasi dari Lampiran E diperoleh pinjaman bank = Rp. 16.816.148.400,-
10.2
Biaya Produksi Total / Total Production Cost
Biaya produksi total adalah merupakan semua biaya yang digunakan selama pabrik berproduksi mulai dari pengadaan bahan baku, biaya pemasaran dan biaya umum. Biaya poduksi total terdiri dari : 10.2.1 Biaya Tetap / Fixed Cost (FC)
Biaya tetap adalah biaya yang tidak tergantung dari jumlah produksi, meliputi : Tabel 10.3 Biaya Tetap Jenis Biaya
Jumlah (Rp.)
Gaji karyawan
2.422.500.000,-
Bunga pinjaman bank
2.522.422.260,-
Biaya depresiasi dan amortisasi
3.101.985.203,-
Biaya tetap perawatan
1.308.405.068,-
Biaya tambahan (POC)
1.215.093.046,-
Biaya administrasi umum
182.263.956,-
Biaya pemasaran dan distribusi
243.018.609,-
Biaya laboratorium, penelitian dan pengembangan
182.263.956,-
Biaya asuransi
252.967.009,-
Hak paten
243.018.609,Total
11.673.937.720,-
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
10.2.2 Biaya Variabel / Variable Cost (VC)
Biaya variabel adalah biaya yang jumlahnya tergantung pada jumlah produksi. Tabel 10.4 Biaya Variabel Jumlah
Jenis Biaya
Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas perTahun
(Rp.)
1.324.721.781,-
Biaya variabel pemasaran
12.150.930,-
Biaya variabel perawatan
130.840.506,-
Biaya variabel lainnya
60.754.652,1.528.437.869,-
Total
Maka, Total biaya produksi : Total Biaya Produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel = Rp 11.673.937.720,- + Rp 1.528.437.869,= Rp 13.202.405.590,-
10.3
Total Penjualan
Penjualan di peroleh dari hasil penjualan produk Crude Corn Oil (CCO) dan dan ampas (limbah padat) yaitu sebesar Rp 37.695.283.880,-
10.4
Perkiraan Rugi/Laba Usaha
Dari perhitungan laba pada Lampiran E diperoleh : 1. Laba sebelum pajak = Rp. 24.492.878.290,2. Pajak penghasilan
= Rp. 7.330.363.487,-
3. Laba setelah pajak = Rp. 31.823.241.780,-
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
10.5
Analisa Aspek Ekonomi
Biaya produksi total adalah merupakan semua biaya yang digunakan -
Profit Margin (PM)
Merupakan persentase yang menunjukkan perbandingan antara keuntungan sebelum pajak penghasilan dengan total penjualan. PM -
= 64,98 %
Break Event Point (BEP)
Merupakan titik keseimbangan antara penerimaan dan pengeluaran. BEP = 32,28 % Nilai penjualan pada titik BEP
= 32,28 % x HPT = 32,28 % x Rp. 6.165.033.801,= Rp. 1.990.072.911,-
Dari data feasibilities,
-
BEP ≤ 50 %, pabrik layak ( feasible)
BEP ≥ 70 %, pabrik kurang layak (infeasible)
(Timmerhaus, 1991)
Return on Investment (ROI)
Merupakan pengembalian modal tiap tahun. ROI = 75,69 % Analisa ini dilakukan untuk mengetahui laju pengembalian modal investasi total dalam pendirian pabrik. Kategori resiko pengembalian modal tersebut adalah :
-
ROI ≤15 %, resiko pengembalian modal rendah
15 % ≤ ROI ≤ 45 %, resiko pengembalian modal rata-rata
ROI ≥ 45 %, resiko pengembalian modal tinggi
Pay Out Time (POT) Pay Out Time (POT) Merupakan angka yang menunjukkan jangka waktu
pengembalian modal dengan membandingkan besar total modal investasi terhadap penghasilan bersih tiap tahun. Untuk itu diasumsi bahwa pabrik beroperasi dengan kapasitas penuh tiap tahun.
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
POT = 1,5 tahun -
Internal Rate of Return (IRR)
Internal Rate of Return (IRR) Merupakan persentase yang menggambarkan
keuntungan rata-rata bunga pertahunnya dari semua rpengeluaran dan pemasukan yang dilakukan mulai dari tahap awal pendirian sampai pada usaha itu sendiri. Apabila IRR ternyata lebih besar dibandingkan tingkat suku bunga yang dipakai dalam pengembalian pinjaman ke bank maka pabrik akan menguntungkan, tetapi bila IRR lebih kecil dari bunga pinjaman Bank yang dipakai maka pabrik dianggap rugi. Dari perhitungan Lampiran E diperoleh IRR sebesar 42,23 % sedangkan bunga pinjaman bank sebesar 15 %, berarti pabrik pembuatan Crude Corn Oil (CCO) dari biji jagung ini layak didirikan.
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
BAB XI KESIMPULAN
Dari hasil analisa perhitungan
pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan
Crude Corn Oil (CCO) dari Biji Jagung dengan kapasitas bahan baku 4.500 ton/tahun, diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut : 2. Pabrik di rencanakan beroperasi selama 300 hari dalam setahun. 3. Jumlah tenaga kerja yang di butuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 70 orang dan bentuk badan usaha yang direncanakan adalah perseroan terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi garis. 4. Lokasi pabrik yang di rencanakan adalah di daerah Sitinjo, Kecamatan Sitinjo, Kabupaten
Dairi, Sumatera Utara, dengan luas tanah yang
dibutuhkan adalah 13.170 m2 5. Hasil analisa ekonomi adalah sebagai berikut :
• Total modal investasi
: Rp. 42.040.370.000,-
• Biaya Produksi
: Rp. 13.202.405.590,-
• Hasil penjualan/ tahun
: Rp. 37.695.283.880,-
• Laba Bersih
: Rp. 31.823.241.780,-
•
Profit Margin
: 64,98 %
•
Break Even Point (BEP)
: 32,28 %
•
Return on Investment (ROI)
: 75,69 %
•
Pay Out Time (POT)
: 1,5 tahun
•
Internal Rate of Return (IRR)
: 42,23 %
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, ”Statisitik Perdagangan Luar Negeri”, Medan : Badan Pusat Statistik, 2000 – 2007 Brownell, L.E, Young, E. H, 1959, “ Process Equipment Design”, Wilay Eastern Ltd, New York. Considine, Douglas M. 1985, “Instruments
and Control Handbook”, 3
rd
Edition, Mc Graw-Hill, Inc., USA Davidson, L. Robert, 1980, “Handbook of Water Soluble Gums and Resins”, Mc Graw Hill Book Company, New York Degremont, 1979, “Water Treatment Handbook”, 5th Edition, Jhon Willey, London Foust, A.S, 1979, “Principle of Unit Opertions”, 3rd Edition, Jhon Willey & Sons, Inc, London Geankoplis,C.J, 1997, “Transport Process and Unit Opertion”, Prentice-Hall, Inc, New York. Kern, D.Q, 1965, “Process Heat Transfer”, Mc Graw-Hill Book Company, New York. Kawamura, 1991, “An Integrated Calculation of Waste Water Engineering”, New York : Jhon Willey & Sons Inc. Ketaren, S, 1986, ”Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan”, Cetakan I, UI-Press, Jakarta Kirk, R.E, Othmer, D.F, 1949, “ Encyclopedia of Chemical Engineering Technology”, Vol. 18, The Intescience Publisher Division of Jhon Willey
& Sons Inc, New York Levenspiel, Octave, 1999, “Chemical Reaction Engineering”, Jhon Willey & Sons Inc, New York Lorch, Walter, 1981, “Handbook of Water Purification, Britain”, Mc GrawHill Book Company, Inc. Manulang, M. (Alih Bahasa, 1982, Dasar – dasar Marketing Modern, Edisi 1, Yogyakarta : Penerbit Liberty Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Metcalf and Eddy Inc, 1991, “Waste water Engineering Treatment Disposat and Reuse”, Mc Graw-Hill Book company, New York
Nalco, 1988, “The Nalco Water Handbook”, New York : Mc Graw-Hill Book Company Perry, R.H, Green, D, 1999, “ Chemical Engineering Handbook”, Mc Graw-Hill Company, New York Reklaitis, G.V., 1983, “Introduction to Material and Energy Balance”, Mc Graw-Hill Book Company, New York Rusjdi, Muhammad, 2004, “PPN dan PPnBM : Pajak Pertambahan Nilai dan Pajak atas Barang Mewah”, PT. Indeks Gramedia, Jakarta
Rusjdi, Muhammad, 2004, “PPh Pajak Penghasilan”, PT. Indeks Gramedia, Jakarta Smith, J.M, H.C. Van Ness dan M.M. Abot, 1996, “ Introduction to Chemical Engineering Thermodynamic”, Mc Graw-Hill Book Company, New
York Sutarto, 2002, “Dasar-Dasar Organisasi”, Gajah Mada University Press, Yogyakarta Timmerhaus, K. D., Peters, M.S., 2004, “ Plant Design and Economics for th
Chemical Engineering 5 edition”, Jhon Willey & Sons Inc, New York
Ulrich, D. A., 1984, “ A Guide to Chemical Engineers Process Design and Economics”, Jhon Willey & Sons Inc. New York
Walas & Stanley M, “Chemical Process Equipment”, United States of America : Butter worth Publisher, 1988.
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA A. Neraca Massa
Kapasitas bahan baku biji jagung adalah sebesar 4.500 ton/tahun, dengan ketentuan sebagai berikut : Waktu operasi
= 300 hari/tahun
Basis perhitungan
= 1 jam operasi
1 hari kerja
= 12 jam
Kapasitas tiap jam
= 4.500
= 1.250
ton tahun
x
1tahun 300hari
x
1000kg 1ton
x
1hari 12 jam
kg jam
Komposisi biji jagung : a. Air
:9%
b. Minyak
: 38 %
c. Protein
: 9,4 %
d. Karbohidrat
: 29,3 %
e. Lemak
: 11 %
f. Serat
:2%
g. Abu
: 1,3 %
(Sumber : Burch H. Schneider, 1996)
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
A.1 Twin Screw Press (SP-101)
Fungsi : Mengambil minyak (CCO) yang terkandung dalam biji jagung Air : 9% Minyak : 38% Protein : 9,4% Karbohidrat : 29,3% Lemak : 11% Serat : 2% Abu : 1,3%
1
Twin Screw Press
2
3
Air Minyak Protein Karbohidrat Lemak Serat Abu
Air Minyak Protein Karbohidrat Lemak Serat Abu
Dari Tabel 18-17 Perry (1997), Twin Screw Press dapat menghasilkan minyak sebesar 94% dari kandungan minyak dalam biji. Sehingga efisiensi Twin Screw Press = 94 %
Minyak yang terkandung pada biji jagung dengan kandungan minyak sekitar 30 – 60% (Svele, 2007). Dengan mengasumsikan rata-rata biji olahan mengandung 38% minyak maka : Neraca Massa Total : F1 = F2 + F3 F1 = 1250 kg/jam Neraca Massa Komponen
• Air F1air
= w1air x F1 = 9% x 1250 = 112,5 kg/jam
F3air
= 94% x F1air = 94% x (112,5) = 105,75 kg/jam
F2air
= F1air – F3air = (112,5 – 105,75) kg/jam = 6,75 kg/jam
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
• Minyak F1minyak
= w1minyak x F1 = 38% x 1250 = 475 kg/jam
F3minyak
= 94% x F1minyak = 94% x (475) = 446,5 kg/jam
F2minyak
= F1minyak – F3minyak = (475 – 446,5) = 28,5 kg/jam
• Protein F1 protein
= w1 protein x F1 = 9,4% x 1250 = 117,5 kg/jam
F2 protein
= 94% x F1 protein = 94% x (117,5) = 110,45 kg/jam
F3 protein
= F1 protein – F2 protein = (117,5–110,45) = 7,05 kg/jam
• Karbohidrat F1Karbohidrat = w1karbohidrat x F1 = 29,3% x 1250 = 366,25 kg/jam F2Karbohidrat = 94% x F1karbohidrat = 94% x (366,25) = 344,275 kg/jam F3Karbohidrat = F1karbohidrat – F2karbohidrat = (366,25 – 344,275) = 21,975 kg/jam
• Lemak F1lemak
= w1lemak x F1 = 11% x 1250 = 137,5 kg/jam
F2lemak
= 94% x F1lemak = 94% x 137,5 = 129,25 kg/jam
F3lemak
= F1lemak – F2lemak = (137,5 –129,35) = 8,25 kg/jam
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
• Serat F1Serat
= w1serat x F1 = 2% x 1250 = 25 kg/jam
F2Serat
= 94% x F1serat = 94% x (25) = 23,5 kg/jam
F3Serat
= F1serat – F2serat = (25 – 23,5) = 1,5 kg/jam
• Abu F1abu
= w1abu x F1 = 1,3% x 1250 = 16,25 kg/jam
F2abu
= 94% x F1abu = 94% x (16,25) = 15,275 kg/jam
F3abu
= F1abu – F2abu = (16,25 – 15,275) = 0,975 kg/jam
Dari perhitungan di atas diperoleh : 1. Jumlah massa pada alur 2, F2 = 658 kg/jam W2air
= 0,97 %
W2Protein
= 16,79 %
W2minyak
= 4,33 %
W2karbohidrat
= 52,32 %
W2lemak
= 19,64 %
W2abu
= 2,32 %
W2serat
= 3,57 %
2. Jumlah massa pada alur 3, F3 = F1 – F2 = 1250 kg/jam – 658 kg/jam = 592 kg/jam W3air
= 1,03 %
W3Protein
= 0,021 %
W3minyak
= 80,75 %
W3karbohidrat
= 0,067 %
W3lemak
= 0,025 %
W3abu
= 0,003 %
W3serat
= 0,004 %
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
A.2 Vibrating Filter (VF-101)
Fungsi : Memisahkan minyak dan air dari ampas (protein, karbohidrat, lemak, serat, dan abu) yang masih terikut pada saat setelah proses twin screw press (SP-101). 3 Air Minyak Protein Karbohidrat Lemak Serat Abu
Vibrating Filter
5
Minyak Air
4 Protein Karbohidrat Lemak Serat Abu
Neraca Massa Total : F3 = F4 + F5 F3 = 592 kg/jam Asumsi : efisiensi alat 100 %, sehingga : Neraca Massa Komponen : F3minyak = F5minyak
= 446,5 kg/jam
F3air
= 105,75 kg/jam
= F5air
Maka, Laju massa pada alur 5, F5 = F3minyak + F3air = 552,25 kg/jam dengan demikian persen komposisi masing-masing : W5minyak = 80,85 % W5air
= 19,15 %
Laju massa pada alur 4, F4 sebagai berikut : F3 protein
= F4 protein
= 7,05 kg/jam
F3Karbohidrat
= F4karbohidrat
= 21,975 kg/jam
F3lemak
= F4lemak
= 8,25 kg/jam
F3serat
= F4serat
= 1,5 kg/jam
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
F3abu
= F4abu
= 0,975 kg/jam
Dari perhitungan ini diperoleh : F4 = F3 – F5 = 592 kg/jam – 552,25 kg/jam F4 = 39,75 kg/jam, dengan persen komposisi masing-masing : W4Protein
= 17,74 %
W4karbohidrat
= 55,28 %
W4lemak
= 20,76 %
W4serat
= 3,77 %
W4abu
= 2,45 %
A.3 Tangki Penampung Sementara (T-101)
Fungsi : Menampung minyak dari proses Vibrating Filter (VF-101) 5
6
Minyak
T-101
Minyak Air
Neraca Massa Total : F5 = F6, dikarenakan tidak ada proses pemisahan pada unit T-101 ini. 6
F = 552,25 kg/jam
F6Minyak
= 446,5 kg/jam
F6Air
= 105,75 kg/jam
A.4 Evaporator (EV-101)
Fungsi : Pemekatan minyak dari air, dengan proses penguapan air yang masih terdapat dalam minyak dengan temperatur proses 100oC. 7 Air Minyak = 80,85% Air = 19,15 %
8
6 EV – 101
Minyak = 99,85 % Air = 0,15 %
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Neraca Massa Total F6 = F7 + F8 F6 = 552,25 kg/jam Neraca Komponen :
• F6 Minyak : 0,8085 x F6
= 0,8085 (552,25 kg/jam) = 446,49 kg/jam
Dimana , F6 Minyak = F8 Minyak = 446,49 kg/jam Sehingga F8 = 0,9985 : 446,1607 kg/jam = 447,1607 kg/jam
• F6 Air : 0,1915 x F6
= 0,1915 (552,25 kg/jam) = 105,756 kg/jam
Dimana, F6 Air = F7 + (0,0015. F8) 105,756 kg/jam = F7 + (0,0015 x 447,1607 kg/jam) F7 = 105,756 kg/jam – 0,6707 kg/jam = 105,0853 kg/jam
Neraca Massa Total : F6 =
F7
+
F8
552,25 kg/jam = 105,0853 kg/jam + 447,1607 kg/jam
A.5 Cooler (C-101)
Fungsi
: Menurunkan suhu minyak jagung dari 100 0C menjadi 300C.
Minyak = 446,494 kg/jam Air = 0,671 kg/jam
Neraca Massa Total F8
=
8
C – 101
9
Minyak = 446,494 kg/jam Air = 0,671 kg/jam
:
F9
447,1607 kg/jam = 447,1607 kg/jam
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS
Basis perhitungan
: 1 jam operasi
Satuan operasi
: kJ/jam
Basis temperatur
: 250C = 298 K
B.1
Rumus – Rumus Neraca Panas
Neraca panas menggunakan rumus-rumus sebagai berikut : -
Perhitungan panas untuk bahan dalam padat dan cair T
Qi
=N
∫
Cp dT
2980 K
-
Persamaan untuk menghitung kapasitas panas (Recklaitis, 1983) : Cp
-
=
a
+ bT +
cT 2
+ dT 3
Jika Cp adalah fungsi dari temperatur maka persamaan menjadi : T 2
T 2
∫ CpdT = ∫ (a + bT + CT
2
T 1
T 1
T 2
∫
CpdT = a (T 2
T 1
-
+ dT 3 )dT
− T 1 ) +
b
2
(T 2
2
c
d
3
4
− T 1 2 ) + (T 2 3 − T 13 ) + (T 2 4 − T 1 4 )
Untuk sistem yang melibatkan perubahan fasa persamaan yang digunakan adalah : T 2
T b
T 1
T 1
T 2
∫ CpdT = ∫ Cp dT + Δ H + ∫ Cp dT l
-
Vl
v
T b
Perhitungan panas penguapan Qv = N. HVL
-
Perhitungan estimasi Cp(l) dan Cp(g) (kal/mol. C) dengan menggunakan metode R ihani dan Doraiszwamy yaitu :
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
B.2
Data-Data Kapasitas Panas, Panas Perubahan Fasa, dan Panas Reaksi
Komponen B.2.1 Data-Data Kapasitas Panas Komponen
Tabel LB-1 Data Cp (J/mol.K) Harga Cp (J/mol. K)
Senyawa
a
b
c
d
H2O(g)
34,0471
-9,65064.10^-3
3,29983.10^-5
-2,04467.0^-8
H2O(l)
18,2964
4,72118.10^-1
-1,33878.10^-3
1,31424.10^-6
(Sumber : Reklaitis 1983)
B.2.2 Data-Data Perhitungan Estimasi Cp
Tabel LB-2 Perhitungan estimasi Cp(l) dan Cp(g) (kal/mol. C) Gugus
Harga Cp (kal/mol. C) a
b .10
-2
-4
c .10
d .10
-6
-CH3
0,6087
2,1433
-0,0852
0,001135
-CH2-
0,3945
2,1363
-0,1197
0,002596
=CH
0,5266
1,8357
-0,0954
0,001950
-CH=
-3,5232
3,4158
-0,2816
0,008015
-COO-
2,7350
1,0751
0,0667
-0,009230
-COOH
1,4055
3,4632
-0,2557
0,006886
(Sumber : Reid 1991)
Rumus struktur linoleat adalah : CH 3 − (CH 2 ) 4 − CH = CH − CH 2 − CH = CH − (CH 2 ) 7
− COOH
Sehingga perhitungan estimasi Cp linoleat (kal/mol. C)
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Tabel LB-3 Perhitungan estimasi Cp linoleat (kal/mol. C) Gugus
Harga Cp (kal/mol. C) a
-2
b .10
c .10
-4
d .10
-6
1(-CH3)
1(0,6087)
1(2,1433)
1(-0,0852)
1(0,001135)
12(-CH2-)
12(0,3945)
12(2,1363)
12(-0,1197)
1(0,002596)
4(=CH)
4(0,5266)
4(1,8357)
4(-0,0954)
4(0,001950)
1(-COOH)
1(2,7350)
1(1,0751)
1(0,0667)
1(-0,009230)
8,8546
38,5849
-2,1589
0,046973
Total
Dengan cara yang sama diperoleh Cp Trigliserida campuran sebagai berikut : Tabel LB-4 Perhitungan estimasi Cp komponen trigliserida (kal/mol.C) Komponen
Komposisi
Trigliserida
Trigliserida
a
Miristat
0,001
6,7482
31,2421
-1,7773
0.039173
Palmitat
0,081
7,5372
35,5147
-2,0167
0,044365
Stearat
0,025
8,3262
39,7873
-2,2561
0,049557
Oleat
0,313
8,5904
39,1861
-2,2075
0,048265
Linoleat
0,58
8,8546
38,5849
-2,1589
0,046973
1
8,6498
38,5471
-14,1468
0,047222
Campuran Trigliserida
Harga Cp (kal/mol. C) b .10
-2
-4
c .10
d .10
-6
Maka Cp Trigliserida adalah : 8,6498 + 38,5471.10-2.T – 14,1468.10-4.T2 + 0,047222.10-6.T3
Panas Laten, Δ HVL air = 40656,2 (J/mol) (Reklaitis,1983) = 2258,67 kJ/kg
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
LB.1 Evaporator ( EV )
Uap Air 7 EV
Air 6 Minyak 300C; 1 atm
10 Minyak 1200C;1 atm
Media pemenas CPO 1200C
Suhu referensi = 25 oC = 298 K Panas masuk (Q6): 303
6
∫
6
Q
= N x ∑ Cp dT 298
- Minyak: 303
303
∫ Cp dT
=
298
∫ (8,6498 + 38,5471.10
-2
T - 14,1468.10 -4 T 2
+ 0,047222.10 -6 T 3 ) dT
298
= [8,6498T +
38,5471.10 -2 2
T
2
−
14,1468.10 -4 3
T
3
+
0,047222.10 -6 4
T 4 ]303 298
= 1325,237 cal/mol = 5544,792 kJ/kmol - Air: 303
∫ Cp dT l
298
303
= ∫ (18,29646 + 4,72118.10 −1 T − 1,33878.10 −3 T 2 + 1,31424.10 −6 T 3 ) dT 298
= [18,29646T +
4,72118.10 -1 2
T
2
+
1.33878.10 -3 3
T
3
+
1.31424.10 -6 4
T 4 ]303 298
= 374,688 kJ/kmol 303
6
Q
6
= N x
∫ Cp dT
298
= 6,399 x (5544,792 + 374,688) = 37879,913 kJ/jam
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Panas keluar (Q7): 393
BP
7
∫
7
Q
= N x ( Cpl dT + ∆Hvl + 298
BP
∫ Cpv dT )
BP
BP
∫ Cp dT
= ∫ (18,29646 + 4,72118.10 −1 T − 1,33878.10 −3 T 2 + 1,31424.10 −6 T 3 ) dT
l
298
298
= [18,29646T +
4,72118.10 -1 2
T
2
−
1.33878.10 -3 3
T
3
+
1.31424.10 -6 4
T 4 ]373 298
=
5671,654 kJ/kmol
393
393
∫ Cpv dT
= ∫ (34,0471 − 9,65064.10 −3 T + 3,29983.10 −5 T 2 − 2,04467.10 −8 T 3 ) dT
BP
BP
9,65064.10-3 2 = [34,0471T − T 2
+
3,29983.10-5 3 2,04467.10-8 4 393 T T ]373 3 4
= 679,0989 kJ/kmol Q7
= 5,875 x (5671,654 + 40656,2 + 679,0989) = 276.165,8488 kJ/jam
Panas keluar (Q10): 375
10
10
Q
=N x
∫ Cp
dT + ∆Hvl
298
- Minyak: 393
∫ Cp dT l
298
393
=
∫ (8,6498 + 38,5471.10
-2
T − 14,1468.10 -4 T 2
+ 0,047222.10 -6 T 3 ) dT
298
38,5471.10-2 2 = [8,6498 T + T 2
−
14,1468.10-4 3 T 3
0,047222.10 -6 4 393 + T ]298 4
= -1472,5734 cal/mol = - 6156,8294 kJ/kmol
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
-Air: 393
∫
393
= ∫ (18,29646 + 4,72118.10 −1 T − 1,33878.10 −3 T 2 + 1,31424.10 −6 T 3 ) dT
Cpl dT
298
298
= [18,29646T +
4,72118.10-1 2 T 2
−
1.33878.10-3 3 T 3
1.31424.10-6 4 393 + T ]298 4
= 3753,5980 kJ/kmol
393
393
∫ Cpv dT
= ∫ (34,0471 − 9,65064.10 −3 T + 3,29983.10 −5 T 2 − 2,04467.10 −8 T 3 ) dT
373
373
9,65064.10-3 2 = [34,0471T − T 2
+
3,29983.10-5 3 2,04467.10-8 4 393 T T ]373 3 4
= 679,0989 kJ/kmol 375
10
Q
10
∫
373
∫
375
∫
= N x ( Cp dT + Cpl dT + Cpv dT +∆Hvl) 298
298
373
= 0,524 x (-6156,8294+ 3753,5980 + 679,0989 + 40656,2) = 20.400,4034 kJ/jam
Qkeluar = 276.165,8488 + 20.400,4034 = 296.566,2522 kJ/jam
Maka panas yang dibutuhkan adalah
ΔQ Δt
= Qkeluar - Qmasuk = 296.566,2522 – 37.879,913 = 258.686,3392 kJ/jam
Media pemanas yang digunakan adalah CPO panas dengan temperatur 120 oC dan diasumsikan keluar pada temperatur 80 0C.
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
ΔQ
Maka, jumlah CPO yang diperlukan (m)
=
Δt Cp x ΔT
=
258.686,3392 kJ / jam 2,2424 kJ / kg.K (393 − 353) K
= 2401,7903 kg/jam
L.B.2 Cooler Air pendingin 250C
10
Air Minyak 1200C
11
Cooler
Minyak 300C
Air pendingin bekas 800C
Panas masuk cooler (alur 10): 393
10
Q
10
= N x
∫ Cp dT
298
= 20.400,4034 kJ/jam ( panas keluar dari evaporator) Panas keluar cooler (alur 11) : - Minyak: 303
∫ Cp dT
298
303
=
∫ (8,6498 + 38,5471.10
-2
T - 14,1468.10 -4 T 2
+ 0,047222.10 -6 T 3 ) dT
298
= [8,6498T +
38,5471.10-2 2
T
2
−
14,1468.10-4 3
T
3
+
0,047222.10 -6 4
T 4 ]303 298
= 1325,23 7 cal/mol = 5544,792 kJ/kmol
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
- Air: 303
∫
303
Cpl dT
298
= ∫ (18,29646 + 4,72118.10 −1 T − 1,33878.10 −3 T 2 + 1,31424.10 −6 T 3 ) dT 298
= [18,29646T +
4,72118.10-1 2 T 2
+
1.33878.10-3 3 T 3
1.31424.10-6 4 303 T ]298 + 4
= 374,688 kJ/kmol
303
11
Q
11
∫
= N x ∑ Cp dT 298
= 0,524 x (5544,792 + 374,688) = 3.101,807 kJ/jam Panas yang dilepaskan pada cooler adalah :
ΔQ Δt
= Qmasuk – Qkeluar = 20.400,4034 – 3.101,807 = 17.298,5964 kJ/jam
Air pendingin yang dibutuhkan dengan temperatur 25 oC dan diasumsikan keluar pada temperatur 80oC. 25 0C, 1 atm. Cp air = 4 ,185 kJ/kg.K
(Geankoplis,
1997)
ΔQ
Maka, jumlah air pendingin yang dibutuhkan, m = =
Δt CpxΔT 17.298,5964 kJ/jam 4,185 kJ / kg.K x (298 − 353)
= 75,1541 kg/jam
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT
1. Gudang Bahan Baku (G-101)
Fungsi
: Menyimpan bahan baku biji jagung, direncanakan untuk kebutuhan 7 hari
Bahan konstruksi : Beton Bentuk
: Persegi panjang
Kondisi penyimpanan : Temperatur Tekanan
= 250C = 1 atm
Kebu tuhan biji jagung : 1250 kg/jam Kebutuhan biji jagung untuk 7 hari
= 1250 kg/jam x 12 jam/hari x 7 hari = 105.000 kg
Densitas biji jagung ( ρ)
= 720,826 kg/m3
Volume biji jagung untuk 7 hari (V)
=
m
=
(Perry, 1984)
105.000 kg
ρ 720,826
kg m
= 145,667 m 3 3
Faktor kelonggaran (fk) = 30% Volume gudang
= (1+0,3) . 145,667 m3 = 189,367 m3
Gudang direncanakan berukuran p : l : t = 2 : 2 : 1 Volume gudang (V) = p x l x t = 2t x 2t x t = 4t3 Tinggi gudang (t)
=
3
V
4
=3
189,367 4
= 3,618 m
Sehingga panjang (p) = 2 x 3,618 = 7,236 m Lebar (l)
= 2 x 3,618 = 7,236m
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
2. Bucket Elevator Biji Jagung (BE-101)
Fungsi
: Mengangkut biji jagung dari gudang penyimpanan ke tangki umpan ascrew press (SP-101)
Jenis
: Spaced-Bucket Centrifugal-Discharge Elevator
Bahan
: Malleable-iron
Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi : - Temperatur (T) : 25 0C - Tekanan (P)
: 1 atm ( 14,699 psi)
Laju bahan yang diangkut = 1250 kg/jam Faktor kelonggaran, fk
= 12 %
(Tabel 28-8, Perry, 1999)
Kapasitas = 1,12 x 1250 kg/jam = 1 400 k g/jam Untuk bucket elevator kapasitas < 14 ton/jam,
(Tabel 21-8, Perry, 1999)
Spesifikasi : - Tinggi elevator
= 25 ft = 7,62 m
- Ukuran bucket
= (6 x 4 x 4¼) in
- Jagung antar bucket
= 12 in = 0,305 m
- Kecepatan bucket
= 225 ft/mnt = 68,6 m/mnt = 1,143 m/s
- Kecepatan putaran
= 43 rpm
- Lebar belt
= 7 in = 0,1778 m =17,78 cm
Perhitungan daya yang dibutuhkan (P): P = 0,07 m 0,63 ΔZ
(Timmerhaus, 2004) Dimana:
m
P
= daya (kW)
= laju alir massa (kg/s)
∆Z = tinggi elevator (m)
m = 1400 kg/jam = 0,389 kg/s ∆Z = 25 ft = 7,62 m
Maka : P = 0,07 x (0,389)0,63 x 7,62 = 0,294 kW x
1,341hp 1kW
= 0,394 hp
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
3. S crew Press (SP-101)
Fungsi
: mengepress biji jagung hingga mengeluarkan minyak yang terkandung dalam jagung tersebut.
Jenis
: Twin Screw
Bahan
: Stainless steel TP-24
Jumlah
: 1 unit
Kondisi o perasi : - Temperatur (T) - Tekanan (P) Laju bahan yang lewat
= 1250 k g/jam
Faktor kelonggaran (fk)
= 20%
: 25 0C : 1 atm (14,699 psi)
Kapasitas = 1,2 x 1250 kg/jam = 1500 kg/jam = 1,5 ton/jam Twin screw yang dipilih :
TP-24 , Stord international AS
(www.stord-international.no )
• Kapasitas
= 3,5 ton/jam
• Panjang
= 3,373 m
• Lebar
= 0,92 m
• Tinggi
= 1,46 m
• Daya
= 8,125 kW = 10, 8958 hp
4. Bak Penampungan Ampas (BP-101)
Fungsi
: menampung ampas biji jagung dari Screw Press (SP-101) dan Vibrating Filter (VF-101)
Bentuk
: bak persegi panjang
Bahan
: beton
Jumlah
: 1 unit
Lama penyimpanan
: 1 hari
Kondisi penyimpanan : Temperatur = 25 0C
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Tabel LC-1 Data-data Alur 2 dan 4 Komponen
3
Massa (kg)
3
Densitas (kg/m )
Volume (m )
Ampas
662,5000
577,0000
1,1482
Minyak
28,5000
917,1700
0,0311
Air
6,7500
995,6470
0,0068
-
1,1861
697,7500
Total
(sum ber : Richana dan Suarni, 2005) Laju alir bahan
= 697,7500 kg/jam
Massa bahan
= 697,7500 kg/jam x 12 jam = 8.373,00 kg
ρ campuran
=
Volume bahan
=
Massa campuran
=
Volume campuran m
8.373,00 kg
=
ρ 7.059,2699
8.373,00 kg 1,1861 m
3
= 7.059,2699 kg
m
3
= 1,1861 m 3
kg m
3
Faktor kelonggaran (fk) = 20% Volume bak = 1,2 x 1,1861 m3 = 1,4233 m3 Bak direncanakan berukuran = p : l : t = 1 : 1 : 2/3 Volume bak (V) = p x l x t = p x p x 2/3p = 2/3p3 Panjang (p)
=
3
3 x V 2
=
3
3 x 1,4233 m 3 2
= 1,2877 m
Sehingga, lebar = panjang = 1,2877 m Tinggi (t) = 2/3 x 1,2877 m = 0,8584 m
5. Vibrating Filter (VP-101)
Fungsi
: memisahk an partikel ampas dari minyak jagung.
Jenis
: Vibrating filter
Bahan
: ALL 316 Stainless steel
Jumlah
: 1 unit
Kondisi o perasi : - Temperatur (T) - Tekanan (P) Laju bahan
= 25 0C = 1 atm
= 592,0000 kg/jam
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Faktor kelonggaran, Fk
= 20%
Kapasitas bahan, V
= 1,2 x 592,0000 kg/jam = 710,4000 kg/m3
Densitas bahan, ρ
= 587,222 kg/m3
Laju alir volume, Q
=
592,0000 kg / jam 587,222 kg / m
3
= 1,0081 m 3 / jam
= 1008,1 l/jam = 10,08 l/min vibrating filter yang dipilih :
(www.nowata.com )
vibrating filter industrial top coat – nowata proguard
- laju alir bahan
= 10,08 l/min
- Tekanan
= 300 Psi = 21 kg/cm2
- Bukaan filter
= 25 micron = 0,001 in
- berat
= 29 lbm = 13,2 kg
6. Tangki Penampung Sementara (T-101)
Fungsi
:
Menampung
minyak
dari
Vibrating
Filter
(VF-101). Jumlah
: 1 unit
Bahan konstruksi
: Carbon Steel, SA-283 Grade C
Bentuk
: Silinder vertikal dengan alas data r dan tutup datar
Kondisi penyimpanan
: Temperatur = 25 0C
Kebutuhan perancangan : 12 jam
A. Volume tangki Tabel LC-2 Data-da ta Alur 5 Komponen
Massa (kg)
Densitas (kg/m3)
Volume (m3)
Minyak
446,5000
917,1700
0,4868
Air
105,7500
995,6470
0,1062
Total
552,2500
-
0,5930
(sumber : Richana dan Suarni, 2005) Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Laju alir bahan = 552,2500 kg/jam Massa bahan
= 552,2500 kg/jam x 12 ja m
ρ campuran
=
Massa campuran
=
Volume campuran
= 6.627,0 0 kg
6.627,00 kg 0,5930 m
3
=11.175,3794 kg
m3
⎡ 1lbm 1 m3 ⎤ = 11.175,3794 kg/m x ⎢ x ⎥ 0 , 4536 kg 35,314 ft 3 ⎦ ⎣ 3
= 697,6576 lbm/ft3 m
Volume bahan =
6.627,00 kg
=
ρ 11.175,3794
= 0,5930 m 3
kg m
3
Faktor kelonggaran (fk) = 20 %
( Brownell & Young, 1959)
= (1 + 0,2) x 0,5930 m3
Volume tangki, VT
= 1,2 x 0,5930 m3 = 0,7116 m3
B. Diameter dan Tinggi tangki Volume silinder tangki (Vs) Vs
=
π x Dt 2 x Hs
4
( Brownell & Young, 1959)
Dimana : Vs = Volume silinder (m3) Dt
= Diameter tangki (m)
Hs = Tinggi tangki silinder (m) Direncanakan perbandingan tinggi tangki de ngan diameter tangki Hs : Dt Vs
=
Vs
=
= 3 : 2 , Maka : 1 4
π Dt2 Hs (Hs : Dt = 3 : 2)
3 π Dt3 = 1,1775 Dt3 8
Volume tutup tangki ellipsoidal (Vh) Vh
=
1 24
π Dt3 = 0,1308 Dt 3
( Brownell & Young, 1959)
Volume tangki (Vt)
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Vt 0,7116
= Vs = 1,1775 . Dt3
Dt3
= 0,6043
Dt
= 0,8455 m x
r
= ½ x Dt = ½ x (0,8455 m) = 0,4228 m = 16,6437 in
⎡ 39,37 in ⎤ ⎢ 1m ⎥ = 33,2857 in ⎣ ⎦
Tinggi silinder (Hs) : Hs =
3 3 x Dt = x 0,8455 m = 1,2683 m = 4,1609 ft = 49,9305 in 2 2
Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Volume tangki (Vt)
= 0,7116 m3
Volume cairan (Vc)
= 0,5930 m 3
Tinggi silinder (Hs)
= 1,2683 m
Tinggi cairan dalam t angki (Hc) =
=
Volume cairan x tinggi silinder volume silinder
0,5930 m 3 x 1,2683 m 0,7116 m 3
=1,0569 m
= 41,6108 in C. Tebal Shell Tangki Bahan yang digunakan direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon steel , SA – 285, Grade C
Dari tabel 13.1 Brownell & Young , 1959 diperoleh data :
•
Allowable Working Stress (S)
= 12650 psia
• Effisiensi sambungan (Ej) = 0,85 •
Corrosion Allowance (CA)
• Umur alat (n)
= 1/8 in/tahun = 10 tahun
• Cc = n x CA = 10 tahun x 1/8 in/tahun = 1,25 in
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Tekanan hidrostatik (Ph)
=
( Hs − 1) ρ 144
(4,1610 ft − 1) x 1.395,3459 lb / ft 3 = 144 = 30,6302 psi Tekanan operasi = 14,696 psi + 30,6302 psi = 45,3262 psi Tebal dinding silinder tangki : t t
=
P.r S Ej . − 0,6 P
+ Cc
(Timmerhaus, 2004, hal. 554)
dimana : P
= maximum allowable internal pressure
r
= jari-jari tangki
S
= maximum allowable working stress
Ej
= joint efficiency
Cc
= allowance for corrosion
t s
=
t s
=
P . r S . E j
− 0,6 . P
+ C c
( 45,3262 psi) . (16,6437 in) (12560 x 0,85) − (0,6 x 45,3262 psi)
+ (1,25)
t s = 1,3208 in
(Timmerhaus, 2004, hal. 554) Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959, dipilih tebal dinding standar 3 = 1 in = 0,9167 ft = 0,2794 m 8 Tebal tutup tangki :
t s
=
t s
=
P . D
2.S . E j
− 0,6 . P
+ C c
(45,3262 psi) . (33,2857 in) (12560 x 0,85) − (0,6 x 45,3262 psi)
+ (1,25)
t s = 1,3208 in
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
(Timmerhaus, 2004, hal. 554) Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959 dipilih tebal tutup standard 3 = 1 in 8
7. Evaporator ( EV )
Fungsi
: Menguapkan air yang masih terdapat dalam minyak.
Jenis
: Long Tube Vertical
Bahan
: Carbon steel,SA-283 grade C
Jumlah
: 1 unit
Laju total umpan masuk (F)
= 552,2500 kg/jam
Densitas minyak jagung ( ρ)
⎡ 1lbm 1 m3 ⎤ = 917,170 kg/m x ⎢ x ⎥ 0 , 4536 35,314 ft 3 ⎦ kg ⎣ 3
= 56,8822 lbm/ft 3 Volume total umpan masuk (V) =
F
ρ
=
552.2500 kg / jam 917,1700 kg / m
3
= 0,6021 m3
Perhitungan :
A. Ukuran Tangki Faktor kelonggaran
= 20 %
Volume tangki
= 1,2 x 0,6021 m3 = 0,7225 m3
Volume Volume shell tangki (Vs) : Vs = 14 πDt2Ht Direncanakan perbandingan diameter dengan silinder tangki ; Dt : Ht = 3 : 4 Vs =
8 24
πDt3
Volume tutup tangki (Ve) : Ve =
π 24
Dt3
................................................................... (Brownell, 1959)
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Volume tangki (V) : V = Vs + Ve V=
9 24
πDt3
0,7225 m3 =
9 24
πDt3
Dt = 0,614 m Ht = 0,818 m Tinggi tutup, He =
Dt
4
=
0,614 4
= 0,153 m
Tinggi shell, Hs = Ht – 2He = 0,818 – (2 x 0,153) = 0,511 m B. Tekanan Design Volume tangki
= 0,7225 m3
Volume cairan
= 0,6021 m3
Tinggi tangki
= 0,818 m
Tinggi cairan dalam tangki, Hc =
volume cairan dalam tan gki × tinggi tan gki volume tan gki
=
0,6021 × 0,818 0,7225
= 0,682 m Tekanan hidrostatis
= ρ x g x tinggi cairan dalam tangki = (917,17)(9,8)(0,682) = 6128,29 Pa = 6,128 kPa
Faktor keamanan, Fk = 20 % Tekanan design
= (1,2)( 3,775) = 7,35 kPa
C. Tebal Dinding Tangki Joint effesiensi = 0,8 ........................................................(Brownell, 1959) Allowable stress = 12.650 psia = 87.218,7140 kPa............(Brownell, 1959)
Tebal shell tangki :
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
t= =
PD
....................................................... (Brownell, 1959)
2SE − 1,2 P
(7,35 kPa)(0,614 m) 2(87218,714 kPa)(0,8) − 1,2(7,35 kPa)
= 0,000032 m = 0,0013 in Faktor korosi = 0,125 Maka tebal dinding tangki yang dibutuhkan = 0,0013 in + 0,125 in = 0,126 in Tebal tutup = tebal dinding tangki = 0,126 in D. Koil Pemanas Kondisi operasi :
− Temperatur masuk tangki penyimpanan = 25 oC
= 77oF
− Temperatur keluar tangki penyimpanan = 120 oC = 248 oF − Temperatur masuk CPO panas
= 120 oC = 248oF
− Temperatur keluar CPO panas bekas
= 80 oC
= 176oF
Beda suhu sebenarnya : Keterangan Temperatur tertinggi Temperatur terendah Selisih
LMTD =
Fluida panas
Fluida dingin
(oF)
(oF)
248
Δt
Rumus
176
72
Δt2
248
77
171
Δt1
0
99
-99
Δt2-Δt1
Δt 2 − Δt 1 72 − 171 = = 114,4512o F Δt ln 72 ln 2 171 Δt 1
Panas yang dibutuhkan, Q = 258.686,3392 kJ/jam = 245.186,3773 Btu/jam
(LB)
UD untuk fluida panas heavy organik dan fluida dingin heavy organik
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
= 10 – 40, UD yang digunakan = 40 Btu/jam ft 2 oF
(Kern,1965)
= 42,2024 kJ/jam ft 2 oF Luas permukaan perpindahan panas pada koil, A : A=
Q
=
258.686,3392 kJ / jam
U D x Δt 42,2024 x 114,4512 F o
= 53,5569 ft 2
Dari appendix tabel 10, hal. 843 (Kern, 1965) diperoleh : Tube 4 in sch 40, memiliki : - Bahan konstruksi koil = stainless steel - Surface per lin ft, a 1 = 1,178 ft2/ft - Diameter luar, OD = 4,5 in = 0,38 ft Maka : Luas permukaaan tiap satu belitan, A P : AP = π x 1,178 ft 2/ft x 0,38 ft = 1,41 ft2 Sehingga, jumlah belitan yang dibutuhkan, n =
A AP
=
1
53,5569 ft 2 1,41 ft 2
= 37,9836 belitan
= 38 lilitan
Panjang linier tube koil, L = A/a = 45,4643 ft Jarak antar lilitan koil, S = 1,25 x D Tube = 1,25 x 4 in x 1 ft/12 in = 0,42 ft Tinggi koil dari dasar tangki, b = 0,15 x D = 0,15 x 2,0434 ft = 0,3065 ft Panjang koil = n x OD + [(n-1) x S] + b = 38 x 0,38 + [(38 – 1) x 0,42 ft] + 0,3065 ft = 30,2865 ft
8. Cooler ( C )
Fungsi
: Menurunkan suhu minyak jagung dari 120 0C menjadi 300C
Jenis
: 3-6 Shell and tube
Jumlah
: 1 Unit
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Fluida panas Dari perhitungan neraca panas pada lampiran A diperoleh: Laju alir fluida masuk (W) = 447,1607 kg/jam
= 985,8257 lb/jam
Temperatur masuk (T 1)
= 120 oC
= 248 oF
Temperatur keluar (T 2)
= 30 oC
= 86 oF
Fluida dingin Laju alir fluida masuk (w) = 75,1541 kg/jam
= 165,6873 lb/jam
Temperatur masuk (t 1)
= 25 oC
= 77 oF
Temperatur keluar (t 2)
= 80 oC
= 176 oF
Panas yang diserap (Q)
= 17.298,5964 kJ/jam
= 16.395,8414 Btu/jam
(1)
Δt = beda suhu sebenarnya Δt2 = T1 – t2 = 248 – 176 = 72 oF Δt1 = T2 – t1 = 86 – 77 = 9 oF Δt2 – Δt1 = 72 – 9 = 63 oF LMTD =
− Δt 1 63 = = 30,3306 o F ⎛ Δt ⎞ ⎛ 72 ⎞ 2,3 log ⎜ ⎟ 2,3 Log ⎜⎜ 2 ⎟⎟ ⎝ 9 ⎠ ⎝ Δt 1 ⎠ Δt 2
Menentukan nilai Δt :
=
T 1 − T 2 t 2
=
248 − 86
= 1,6364 − t 1 176 − 77 t − t 176 − 77 = 0,5789 S = 2 1 = T 1 − t 1 248 − 77
R
Dari Fig. 20 Kern (1965), diperoleh nilai FT = 0,75 ∆TLMTD = LMTD x FT
= 30,3306 x 0,75 = 22,7479 0F
(2) Temperatur Kalorik Tc
=
T1
tc
=
t1
+ T2 2
+ t2 2
= =
248 + 86 2
176 + 77 2
= 167 0 F
= 126,5 0 F
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Jenis pendingin Shell and Tube, asumsi instalasi pipa dari tabel 9 dan tabel 10 hal 841 – 843 (Kern, 1965) : Tube :
Diameter luar
: 1 ¼ in
BWG
: 18
Pitch
: 1 9 16 in. triangular pitch
Panjang tube
: 15 ft
a”
: 0,3271 ft2/ft
a. Dari tabel 8 (Kern, 1965), UD = 10-40, maka UD = 40 Btu/jam.ft2 . oF A=
Q U D xΔt
=
16.395,8414 Btu/jam 40 Btu/jam.ft . F (30,3306 F ) 2
b. Jumlah tube, N t
=
A l x a"
=
0
o
13,5142 ft 2 15 ft ×
(
2 0,3271 ft
ft
= 13,5142 ft 2
)
= 2,7543 buah
Yang paling mendekati : Nt = 22 buah 22 tube pass, 1 ¼ in OD, 18 BWG pada 1 Sheel ID = 12 in
9
16
in square pitch
……………………………………… (Kern, 1965)
c. Koreksi UD A = L x Nt x a” = 15 x 22 x 0,3271 = 107,943 ft2 UD
=
Q A x Δt
=
16.395,8414 Btu jam o
107,943 x 30,3306 F
= 5,0079 Btu
jam. ft 2 .0 F
Shell side : Fluida Panas
(3) Flow Area AS =
IDS x C ' x B
144 x PT
Dimana : IDS B
(Pers. 7.1 Kern,1965)
: diameter dalam shell = 12 in : Baffle spacing = 5 in
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
AS =
PT
: Tube pitch = 1,25 in
C’
: Clearance = PT – OD = 0,25 in
12 x 0,25 x 5
=
144 x 1,25
31,25 180
= 0,0833 ft 2
(4) Kecepatan massa (Gs) Gs =
W As
985,8257
=
= 11.829,9084 lbm
jam.ft 2
0,0833
(5) Bilangan Reynold (Re) Pada Tc = 167 oF µ = 2,12Cp = 5,128 lbm/ft.jam ………………………(Geankoplis, 1997) Dari Fig. 28 (Kern, 1965) dengan de = 0,91 in = 0,0758 ft R es
=
De
× Gs μ
=
0,0758 × 56.938,646 5,128
= 841,644
(6) Dari Fig. 28 (Kern, 1965) dengan R es = 841,644 diperoleh jH = 15 (7) Pada Tc = 167 oF Cp = 1,0038 Btu/lbm.oF
………………………… (Geankoplis, 1997)
k = 0,387 Btu/jam.ft2.(oF/ft)………………………….(Geankoplis, 1997)
⎛ Cp × μ ⎞ ⎜ ⎟ k ⎝ ⎠
1
3
⎛ 1,0038 × 5,128 ⎞ =⎜ ⎟ = 13,301 0 , 387 ⎝ ⎠
(8) Heat transfer coefisien (inside fluid), hi hi
ϕ s
c.μ ⎞ = jH . ⎛ ⎜ ⎟ De ⎝ k ⎠ k
1
3
= 15 ×
0,387 0,0758
× 13,301
= 1018,632 Btu / jam. ft 2 .0 F
Tube side : Fluida Dingin
(3’) Flow area Dari tabel 10 (Kern, 1965) diperoleh at’ = 1,04 in2
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
At
=
at' x Nt 144 x n
=
1,04 x 146 144 x 2
= 0,527
(4’) Kecepatan massa, Gt Gt
=
w at
=
165,6873
= 314,3971 lbm
jam.ft 2
0,527
(5’) Bilangan Reynold Tube ID = 1,25 in → Dt = 1,25/12 = 0,1042 ft
Pada tc = 126,5 oF, diperoleh µ air = 0,8007 cp = 1,937 lbm/ft.jam
Ret
=
Dt × Gt μ
=
0,096 × 81.821,992 1,937
= 4.055,194
(6’) Dari Fig. 26 (Kern, 1965) diperoleh jH = 30 (7’) Pada tc = 126,5oF Cp = 0,9987 Btu/lbm.0F
.................................................. (Kern, 1965)
K = 0,356 Btu/jam.ft2(0F/ft) ................................................(Kern, 1965)
⎛ cp.μ ⎞
1
⎟ ⎜ ⎝ k ⎠ (8’)
3
⎛ 0,9987 × 1,937 ⎞ =⎜ ⎟ = 5,434 ⎝ 0,356 ⎠
Cp.μ ⎞ = jH . × ⎛ ⎜ ⎟ Dt ⎝ k ⎠
ho
k
φ t
1
3
= 30 ×
0,356 0,096
× 5,434
= 604,532 Btu / jam. ft 2 .0 F h io φ t
=
hi φ t
×
ID OD
= 604,532 ×
1,15 = 2.780,847 Btu / jam.ft2.0F 0,25
Temperature Tube Wall
tw = tc +
h i φ s h i φ s
= 126,5 +
+ ho
φ t
(T c
− t c )
1018,632 1018,632 + 2780,847
(168,8 − 126,5)
= 137,8405 oF
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
(9)
Untuk Shell
μs = 11,5 cp = 27,83 lb/ft.jam φ s
⎛ μ ⎞ = ⎜⎜ s ⎟⎟ ⎝ μ w ⎠
ho =
ho
0,14
⎛ 5,128 ⎞ =⎜ ⎟ ⎝ 27,83 ⎠
0,14
= 0,789
× φ s = 1018,632 × 0,789 = 803,701
φ s
(9’) Untuk Tube
μw = 1,2 cp = 2,904 lb/ft.jam................................................ (Kern, 1965) ⎛ μ ⎞ φ t = ⎜⎜ t ⎟⎟ ⎝ μ w ⎠ hio =
hio
φ t
0,14
⎛ 1,937 ⎞ =⎜ ⎟ 2 , 904 ⎝ ⎠
0 ,14
= 0,945
× φ t = 2780,847 × 0,945 = 2627,900
(10) Koefisien Uc
=
Uc
hio x ho hio + ho
=
2627,900 × 803,701 = 615,469 Btu jam.ft 2 0 F 2627,900 + 803,701
(11) Faktor Pengotor Rd Rd =
U C − U D U C × U D
=
615,469 − 30,102 615,469 × 30,102
= 0,0316
Rd Ketentuan ≥ 0,003 hr.ft2.oF/Btu Rd perhitungan > Rd ketentuan, maka design dapat diterima
Penurunan Tekanan
Shell
(1) Res = 841,644 f
= 0,0033...………………………………………(Fig 29 Kern, 1965)
s
= 1,1983
(2) N + 1 = 12 x (L/B) = 12 x (15/5) = 36 Ds = 27 in = 2,249 ft
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
(3) ΔPs
=
f × Gs 2 × Ds × ( N + 1) 5,22 x 1010 × De × s × φ s 0,0033 × 11.829,90842
× 22 × 36 (5,22 × 1010 ) × 0,0758 × 1,1983 × 0,789
=
= 0,231 psi ∆Ps ≤ 10 Psia , maka desain dapat diterima
Tube
(1’) Ret = 4.055,194 f
= 0,00033………………………………………(Fig. 26 Kern, 1965 )
s
= 1,000
(2’) ΔPt =
f × G t
2
×L× n 5,22 ×1010 × Dt × s × φ t 0,00033 × 314,39712 × 15 × 22
=
(5,22 × 1010 ) × 0,096 × 1 × 0,945
= 0,0139 psi ΔPr
=
4.n V 2 . s 2g'
=
4×2 1,000
.0,04 = 0,32 psi
ΔPT = ΔPt + ΔPr
= 0,0139 + 0,32 = 0,334 psi ΔPT
≤ 10 psi , maka design dapat diterima
9. Tangki Produk (T-102)
Fungsi
: Menyimpan CCO.
Bahan konstruksi
: carbon steel, SA-283 Grade C
Bentuk
: silinder tegak dengan alas dan tutup datar
Lama penyimpanan : 7 hari Jumlah Kondisi operasi
: 1 unit : -Temperatur = 25 0C -Tekanan
= 1 atm
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Laju alir bahan
= 447,1607 kg/jam
Densitas
= 917,17 kg/m3 = 57,257 lbmm/ft 3
⎡ 1lbm 1 m3 ⎤ = 917,17 kg/m x ⎢ x ⎥ 0 , 4536 35,314 ft 3 ⎦ kg ⎣ 3
= 57,257 lbm/ft 3 Massa bahan
= 447,1607 kg/jam x 12 jam/hari x 7 hari = 37.561,4988 kg
Volume bahan
=
m
ρ
=
37.561,4988 kg 917,17
kg
= 40,9537 m 3
m3
Faktor kelonggaran (fk) = 20 %
( Brownell & Young, 1959)
= (1 + 0,2) x 40,9537 m3
Volume tangki, VT
= 49,1444 m3 A. Diameter dan Tinggi tangki Volume silinder tangki (Vs) Vs
=
π x Dt 2 x Hs
( Brownell & Young, 1959)
4
Dimana : Vs = Volume silinder (m 3) Dt
= Diameter tangki (m)
Hs = Tinggi tangki silinder (m) Direncanakan perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki Hs : Dt = 3 : 2 , Maka : Vs = Vs =
1 4
π Dt2 Hs
(Hs : Dt = 3 : 2)
3 π Dt3 = 1,1775 Dt3 8
Volume tutup tangki ellipsoidal (Vh) Vh
=
1 24
π Dt3 = 0,1308 Dt3
( Brownell & Young, 1959)
Volume tangki (Vt) Vt
= Vs
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
49,1444 = 1,1775 . Dt3 Dt r
= 3,4687 m = 136,5641 in
= ½ x Dt = ½ x (3,4687) = 1,7344 m = 68,2814 in
Tinggi silinder (Hs) : Hs =
3 3 x Dt = x 3,4687 m = 5,2031 m = 17,0702 ft = 204,8419 in 2 2
Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Volume tangki (Vt)
= 49,1444 m3
Volume cairan (Vc)
= 40,9537 m 3
Tinggi silinder (Hs)
= 5,2031 m = 17,0703 ft
Tinggi cairan dalam tangki (Hc) =
=
Volume cairan x tinggi silinder volume silinder
40,9537 x 5,2031 = 4,3359 m 49,1444
= 170,7051 in B. Tebal Shell Tangki Bahan yang digunakan direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon steel , SA – 285, Grade C
Dari tabel 13.1 Brownell & Young, 1959 diperoleh data :
•
Allowable Working Stress (S)
= 12650 psia
• Effisiensi sambungan (Ej)
= 0,85
•
= 1/8 in/tahun
Corrosion Allowance (CA)
• Umur alat (n)
= 10 tahun
Cc = n x CA Tekanan hidrostatik (Ph) = =
( Hs − 1) ρ 144 (17,0703 ft − 1) x 57,257 lb / ft 3 144
= 6,7875 psi
Tekanan operasi = 14,696 psi + 6,7875 psi = 21,4835 psi Tebal dinding silinder tangki :
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
t t
=
P.r S Ej . − 0,6 P
+ Cc
(Timmerhaus, 2004, hal. 554)
dimana : P
= maximum allowable internal pressure
r
= jari-jari tangki
S
= maximum allowable working stress
Ej
= joint efficiency
Cc= allowance for corrosion t s
=
t s
=
P . r S . E j
− 0,6 . P
+ C c
( 21,4835 psi ) x (68,282 in) (12560. 0,85) − (0,6 x 21,4835 psi )
+ (10 x 0,125)
t s = 1,437 in
(Timmerhaus, 2004, hal. 554) Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959, dipilih tebal dinding standar 3 = 1 in = 0,2794 m 8 Tebal tutup tangki :
t s
=
t s
=
P . D
2 . S . E j
− 0,2 . P
+ C c
( 21,4835 psi ) x (68,282 in) ( 2 x 12560 x 0,85) − (0,2 x 21,4835 psi)
+ (10 x 0,125)
t s = 1,437 in
(Timmerhaus, 2004, hal. 554) Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959 dipilih tebal tutup standard 3 = 1 in 8
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
10. Pompa I (P-101)
Fungsi
: Memompa minyak dan air dari tangki penampung sementara (T-101) ke evaporator (EV-101)
Jenis
: Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi
:
- Laju alir massa (F) = 552,2500 kg/jam
⎡ 1lbm 1 Jam ⎤ x ⎥ = 0,338 lbm/s 0 , 4536 3600 kg S ⎣ ⎦
=552,2500 kg/jam x ⎢
: 979,596 kg/m3 = 61,154 lbmm/ft3
- Densitas ( ρ ) - Viskositas (
)
Laju alir volume, Q =
: 3,036 cp = 2,04.10 -3 lbmm/ft.s F
ρ
=
Perencanaan Pompa
0,338 lbm / s 3
61,154 lbmm / ft
= 0,0055 ft 3 / s
:
Dopt = 3,9 ( Q ) 0,45 ( ρ )0,13
(Timmerhaus, 2004)
= 3,9 (0,0055) 0,45 (61,154)0,13 = 0,0185 ft = 0,729 in Dipilih material pipa commercial steel 3/4 in schedule 40 (Geankoplis, 1997), dengan :
• Diameter dalam (ID) = 0,824 in = 0,07 ft • Diameter luar (OD) = 1,05 in = 0,09 ft • Luas penampang (A) = 0,00371 ft2 Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa V =
Q A
=
0,0055 ft 3 / s 0,00371 ft 2
= 1,495 ft/s
Sehingga : NRe =
ρ V D μ
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
61,154 lbm / ft 3 X 1,495 ft / s X 0,0,06 ft = 7,9979 lbm / ft .s = 756,012 (Laminar) f
=
16 N Re
=
16 694,269
= 0,023
(Pers. 2.10-7, Geankoplis, 1997)
Kehilangan karena gesekan ( friction loss) :
⎛ A2 ⎞ v 2 ⎟⎟ = 0,55⎜⎜1 − A 1 ⎠ 2α ⎝
• 1 sharp edge entrance (hc)
(1,495) 2 = 0,55(1 − 0 ) 2(1)(32,174)
• 2 elbmow 90 (hf )= n.Kf .
v
0
2. g c
• 1 check valve (hf ) = n.Kf . • Pipa lurus 20 ft (Ff )
2
v
= 0,02 ft .lbf / lbm
⎛ 1,495 2 ⎞ ⎟⎟ = 0,0512 ft .lbf / lbm = 2.(0,75).⎜⎜ 2 32 , 174 x ⎝ ⎠
2
2. g c
⎛ 1,495 2 ⎞ ⎟⎟ = 0,069 ft .lbf / lbm = 1.(2,0).⎜⎜ 2 32 , 174 x ⎝ ⎠
Δ L.v = 4 f D.2.g c = 4(0,00514)
20(1,495 2 ) (0,07)(2)(32,174)
=1,40 ft .lbf / lbm
2
⎛ A2 ⎞ v 2 • 1 sharp edge exit (hex) = ⎜1 − ⎟ ⎝ A1 ⎠ 2α .gc = (1 − 0) Total friction loss Σ F
1,495 2 2.(1).32,174
= 0,034 ft .lbf / lbm
= 1,60 ft.lbmf/lbmm
Dari persamaan bernaulli : P − P1 1 2 v2 − v12 ) + g ( z2 − z1 ) + 2 ( ρ 2α
+ ∑ F + Ws = 0
(Geankoplis, 1997)
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Dimana :
Level cairan dalam tangki sama sehingga V 1 = V2
Tinggi pemompaan = Δz = 8 ft
Tekanan masuk
= P1 = 1 atm
Tekanan keluar
= P2 = 1 atm
→ ΔP = 0
maka :
⎡ 32,174 ft / s 2 ⎤ Wf = 8 ft ⎢ ⎥ + 1,60 lbf . ft / lbm ⎢⎣ 32,174 ft .lbm / lbf .s 2 ⎥⎦ = 9,60 lbf.ft/lbm Effisiensi pompa, η
= 80%
Ws = η x W p 9,60 ft.lbmf/lbmm = 80% x W p W p = 11,995 ft.lbmf/lbmm Daya pompa :
P = m x W p = 0,338 lbm / s x 11,995 ftlbf / lbm x
1 hp 550 ft .lbf / s
= 0,0074 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1/2 hp
11. Pompa II (P-102)
Fungsi
: Memompa minyak dan sedikit kandungan air dari evaporator (EV-101) ke cooler (C-101)
Jenis
: Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi
:
- Laju alir massa (F) : 447,1607 kg/jam = 0,2734 lbm/s
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
: 979,496 kg/m3 = 61,154 lbmm/ft3
- Densitas ( ρ ) - Viskositas (
: 3,036 cp = 2,04.10 -3 lbmm/ft.s
)
Laju alir volume, Q =
0,2734 lbm / s ρ 61,154 lbm / ft .s F
=
Perencanaan Pompa
= 0,0045 ft 3 / s
:
Dopt = 3,9 ( Q ) 0,45 ( ρ )0,13
(Timmerhaus, 2004)
= 3,9 (0,0045ft3/s) 0,45 (61,154lb/ft3)0,13 = 0,5832 in Dipilih material pipa commercial steel 3/4 in schedule 40 (Geankoplis, 1997), dengan :
• Diameter dalam (ID) = 0,824 in = 0,07 ft • Diameter luar (OD) = 1,05 in = 0,09 ft • Luas penampang (A) = 0,00371 ft2 Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa V =
Q A
0,0045 ft 3 / s
=
0,00371 ft 2
= 1,207 ft / s
Sehingga : NRe =
=
ρ V D μ
61,154 lbm / ft 3 X 1,207 ft / s X 0,07 ft 2,04 x 10 −3 lbm / ft .s
= 690,218 (Laminar) f
=
16 N Re
=
16 690,218
= 0,0232
(Pers. 2.10-7, Geankoplis, 1997)
Kehilangan karena gesekan ( friction loss) :
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
⎛ A2 ⎞ v 2 • 1 sharp edge entrance (hc) = 0,55⎜⎜1 − ⎟⎟ ⎝ A1 ⎠ 2α
= 0,55(1 − 0)
• 2 elbmow 90 (hf ) = n.Kf . 0
• 1 check valve (hf ) = n.Kf . • Pipa lurus 20 ft (Ff )
v
2
2. g c v
(1,207) 2 2(1)(32,174)
= 0,0124 ft .lbf / lbm
⎛ 1,207 2 ⎞ ⎟⎟ = 0,034 ft .lbf / lbm = 2.(0,75).⎜⎜ 2 32 , 174 x ⎝ ⎠ ⎛ 1,207 2 ⎞ ⎟⎟ = 0,045 ft .lbf / lbm = 1.(2,0).⎜⎜ 2 32 , 174 x ⎝ ⎠
2
2.g c
Δ L.v = 4 f D.2.g c = 4(0,00514)
20(1,207 2 ) (0,07)(2)(32,174)
= 0,917 ft .lbf / lbm
2
⎛ A2 ⎞ v 2 • 1 sharp edge exit (hex) = ⎜1 − ⎟ ⎝ A1 ⎠ 2α .g c = (1 − 0) Total friction loss Σ F
1,207 2 2.(1).32,174
= 0,023 ft .lbf / lbm
= 1,055 ft.lbmf/lbmm
Dari persamaan bernaulli : 1
(v 2α
2 2
− v12 ) + g ( z2 − z1 ) +
P2 − P1
ρ
+ ∑ F + Ws = 0
(Geankoplis, 1997)
Dimana :
Level cairan dalam tangki sama sehingga V1 = V2
Tinggi pemompaan = Δz = 8 ft
Tekanan masuk
= P1 = 1 atm
Tekanan keluar
= P2 = 1 atm
→ ΔP = 0
maka :
⎡ 32,174 ft / s 2 ⎤ Wf = 8 ft ⎢ ⎥ + 1,055 lbf . ft / lbm 2 ⎢⎣ 32,174 ft .lbm / lbf .s ⎥⎦ Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
= 9,055 lbf.ft/lbm
Daya Pompa : P = W Q ρ = (9,055 ft.lbf /lbm)(0,0045 ft3/s)(61,154 lbm/ft3) = 2,492 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P =
2,492 550 x 0,8
= 0,0056 Hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1/2 hp
12. Pompa III (P-103)
Fungsi
: Memompa minyak yang masih memiliki kandungan air dari cooler (C-101) ke tangki produk (T-102)
Jenis
: Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi
:
- Laju alir massa (F) : 447,1607 kg/jam = 0,2734 lbm/s : 917,17 kg/m3 = 57,257 lbm/ft3
- Densitas ( ρ ) - Viskositas (
)
: 3,036 cp = 2,04.10-3 lbmm/ft.s
Laju alir volume, Q =
Perencanaan Pompa
F
=
0,2734 lbm / s
ρ 61,1545 lbm / ft .s
= 0,0045 ft 3 / s
:
Dopt = 3,9 ( Q ) 0,45 ( ρ )0,13
(Timmerhaus, 2004)
= 3,9 (0,0045ft3/s) 0,45 (61,154lb/ft3)0,13 = 0,5832 in Dipilih material pipa commercial steel 3/4 in schedule 40 (Geankoplis, 1997), dengan :
• Diameter dalam (ID) = 0,824 in = 0,07 ft • Diameter luar (OD) = 1,05 in = 0,09 ft • Luas penampang (A) = 0,00371 ft2 Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
V =
Q A
0,0045 ft 3 / s
=
0,00371 ft 2
= 1,207 ft / s
Sehingga : NRe =
=
ρ V D μ
61,154 lbm / ft 3 X 1,207 ft / s X 0,07 ft 2,04 x 10 −3 lbm / ft .s
= 690,218 (Laminar) f
=
16 N Re
=
16 690,218
= 0,0232
(Pers. 2.10-7, Geankoplis, 1997)
Kehilangan karena gesekan ( friction friction loss) :
⎛ A2 ⎞ v 2 • 1 sharp edge entrance (hc) = 0,55⎜⎜1 − ⎟⎟ ⎝ A1 ⎠ 2α = 0,55(1 − 0)
0
• 2 elbmow 90 (hf ) = n.Kf . • 1 check valve (hf ) = n.Kf . • Pipa lurus 20 ft (Ff )
v2
2. g c v
2
2.g c
(1,207) 2 2(1)(32,174)
= 0,0124 ft .lbf / lbm
⎛ 1,207 2 ⎞ ⎟⎟ = 0,034 ft .lbf / lbm = 2.(0,75).⎜⎜ 2 32 , 174 x ⎝ ⎠ ⎛ 1,207 2 ⎞ ⎟⎟ = 0,045 ft .lbf / lbm = 1.(2,0).⎜⎜ 2 32 , 174 x ⎝ ⎠
Δ L.v = 4 f D.2.g c = 4(0,00514)
20(1,207 2 ) (0,07)(2)(32,174)
= 0,917 ft .lbf / lbm
2
⎛ A2 ⎞ v 2 (hex) = ⎜1 − • 1 sharp edge exit (h ⎟ ⎝ A1 ⎠ 2α .g c = (1 − 0) Total friction loss Σ F
1,207 2 2.(1).32,174
= 0,023 ft .lbf / lbm
= 1,055 ft.lbmf/lbmm
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Dari persamaan bernaulli : 1
(v 2α
2 2
− v12 ) + g ( z2 − z1 ) +
P2 − P1
ρ
+ ∑ F + Ws = 0
(Geankoplis, 1997)
Dimana :
Level cairan dalam tangki sama sehingga V1 = V2
Tinggi pemompaan = Δz = 8 ft
Tekanan masuk
= P1 = 1 atm
Tekanan keluar
= P2 = 1 atm
→ ΔP = 0
maka :
⎡ 32,174 ft / s 2 ⎤ Wf = 8 ft ⎢ ⎥ + 1,055 lbf . ft / lbm ⎢⎣ 32,174 ft .lbm / lbf .s 2 ⎥⎦ = 9,055 lbf.ft/lbm Daya Pompa : P = W Q ρ = (9,055 ft.lbf /lbm)(0,0045 ft3/s)(61,154 lbm/ft3) = 2,492 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P =
2,492 550 x 0,8
= 0,0056 Hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1/2 hp
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS
1. Pompa Sumur Bor (PU-01)
Fungsi
: Memompa air dari sumur bor ke Bak Pengendapan (BP)
Jenis
: pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi : P = 1 atm T = 25 oC Laju alir massa (F)
= 131,5861 kg/jam
= 0,0806 lbm/s
Densitas air (ρ)
= 995,68 kg/m3
= 62,1586 lbm/ft3
Viskositas air (μ)
= 0,8007cP
= 0,0005 lbm/ft.s
Laju alir volumetrik (Q) =
0,0806 lbm / s 3
62,1586 lbm / ft
= 0,0013 ft3/s
Desain pompa : Di,opt
= 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13
(Timmerhaus,1991)
= 3,9 (0,0013)0,45 (62,1586)0,13 = 0,3353 ft = 4,0241 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran nominal
: 4 in
Schedule number
: 40
Diameter Dalam (ID)
: 4,026 in = 0,3355 ft
Diameter Luar (OD)
: 4,50 in = 0,375 ft
Inside sectional area
: 0,0884 ft2
Kecepatan linear, v = Q/A =
0,0013 ft 3 / s 0,0884 ft 2
= 0,0147 ft/s
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Bilangan Reynold : NRe =
=
ρ × v × D μ
(62,1586 lbm / ft 3 )(0,0147 ft / s)(0,3355 ft ) 0,0005 lbm/ft.s
= 613,1138 (laminar) maka harga f = 16/613,1138 = 0,0261
(Pers. 2.10-7, Geankoplis, 1997)
Friction loss :
⎛ A2 ⎞ v 2 ⎟⎟ 1 Sharp edge entrance = hc = 0,5 ⎜⎜1 − A 1 ⎠ 2α g c ⎝ = 0,5 1 0
2 elbow 90° = hf = n.Kf.
v2
2. g c
1 check valve = hf = n.Kf.
v
0,0147 2 2 1 32,174
= 2(0,75)
0,0147 2 2(32,174)
2
= 1(2,0)
2. g c
0,0147 2 2(32,174)
= 0,01 ft.lbf/lbm
= 0,027 ft.lbf/lbm
= 0,037 ft.lbf/lbm
Δ L.v 2
Pipa lurus 50 ft = Ff = 4f D.2.g c = 4(0,004)
50 . 0,0147
2
0,797 .2. 32,174
= 0,30 ft.lbf/lbm
2
1 Sharp edge exit = hex
⎛ A1 ⎞ v 2 ⎟⎟ = ⎜⎜1 − A 2 ⎠ 2.α .g c ⎝ = 1 0
0,0147 2 2 1 32,174
Total friction loss : ∑ F
= 0,02 ft.lbf/lbm = 0,39 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
(v 2α 1
2 2
)
− v1 2 + g ( z 2 − z1 ) +
P2
− P1 ρ
+ ∑ F + W s = 0
(Geankoplis,1997)
dimana : v1 = v2 P1 = P2 Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
ΔZ = 30 ft maka : 0 +
32,174 ft / s 2 32,174 ft .lbm / lbf .s 2
(30 ft ) + 0 + 0,39 ft .lbf / lbm + W s = 0
Ws = - 30,39 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η = 80 % Ws = - η x Wp -30,389 = -0,8 x Wp Wp = 37,996 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp =
131,5861 0,45359 3600
lbm / s 37,985 ft .lbf / lbm x
1 hp 550 ft .lbf / s
= 0,0056 Hp Maka dipilih pompa dengan daya motor standard 1/2 Hp.
2. Bak Pengendapan (BP)
Fungsi
: Tempat menampung air sementara dari pompa sumur bor untuk diproses.
Bahan Konstruksi : Beton Bentuk
: Persegi Panjang dengan alas datar
Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi : P = 1 atm T = 25 oC Laju alir massa (F)
= 131,5861 kg/jam
= 0,0806 lbm/s
Densitas air (ρ)
= 995,68 kg/m3
= 62,1586 lbm/ft3
Viskositas air (μ)
= 0,8007cP
= 0,0005 lbm/ft.s
Laju alir volumetrik (Q) = Kebutuhan
0,0806 lbm / s 3
62,1586 lbm / ft
= 0,0013 ft3/s
: 3 hari
Faktor Kelonggaran : 20 % Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Perhitungan : a. Volume Bak Volume larutan, Vl =
131,5861 kg / jam x 3 hari x 12 jam 995,68 kg / m
3
4,7577 m3
Volume bak, Vt = (1 + 0,2) x 4,7577 m3 = 5,7092 m3 b. Spesifikasi Bak Asumsi apabila : Panjang bak (P) = 2 x Lebar bak (L) = Tinggi bak (T) Maka : Volume bak
=PxLxT
5,7092 m3
= 2L x L x L
L Maka : P T
= 1,4186 m = 2 x 1,4186 = 2,8371 m = L = 1,4186 m
Misalkan banyaknya lumpur yang terendapkan pada bak sedimentasi = 1 % Maka jumlah air yang dipompakan dari bak sedimentasi =
131,5861 kg/jam 1 0,01
= 130,2832 kg/jam
3. Pompa Pengendapan (PU-02)
Fungsi
: memompa air dari bak pengendapan ke sand filter
Jenis
: pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi : P = 1 atm T = 25 oC
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Laju alir massa (F)
= 130,2832 kg/jam
= 0,0798 lbm/s
Densitas air (ρ)
= 995,68 kg/m3
= 62,1586 lbm/ft3
Viskositas air (μ)
= 0,8007cP
= 0,0005 lbm/ft.s
0,0798 lbm / s
Laju alir volumetrik (Q) =
= 0,0013 ft3/s
3
62,1586 lbm / ft
Desain pompa : Di,opt
= 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13
(Timmerhaus,1991)
= 3,9 (0,0013)0,45 (62,1586)0,13 = 0,3334 ft = 4,0012 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran nominal
: 4 in
Schedule number
: 40
Diameter Dalam (ID)
: 4,026 in = 0,3355 ft
Diameter Luar (OD)
: 4,50 in = 0,375 ft
Inside sectional area
: 0,0884 ft2
Kecepatan linear, v = Q/A =
Bilangan Reynold : NRe =
=
0,0013 ft 3 / s 0,0884 ft 2
= 0,0147 ft/s
ρ × v × D μ
(62,1586 lbm / ft 3 )(0,0147 ft / s)(0,3355 ft ) 0,0005 lbm/ft.s
= 613,1138 (laminar) maka harga f = 16/613,1138 = 0,0261
(Pers. 2.10-7, Geankoplis, 1997)
Friction loss :
⎛ A2 ⎞ v 2 ⎟⎟ 1 Sharp edge entrance = hc = 0,5 ⎜⎜1 − ⎝ A1 ⎠ 2α g c = 0,5 1 0
0,0147 2 2 1 32,174
= 0,01 ft.lbf/lbm
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
2 elbow 90° = hf = n.Kf.
v
2
2. g c
1 check valve = hf = n.Kf.
v
= 2(0,75)
0,0147 2 2(32,174)
2
= 1(2,0)
2. g c
0,0147 2 2(32,174)
= 0,027 ft.lbf/lbm
= 0,037 ft.lbf/lbm
Δ L.v 2
Pipa lurus 50 ft = Ff = 4f D.2.g c = 4(0,004)
50 . 0,0147
2
0,797 .2. 32,174
= 0,30 ft.lbf/lbm
2
1 Sharp edge exit = hex
⎛ A1 ⎞ v 2 ⎟⎟ = ⎜⎜1 − A 2 ⎠ 2.α .g c ⎝ = 1 0
0,0147 2 2 1 32,174
Total friction loss : ∑ F
= 0,02 ft.lbf/lbm = 0,39 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
(v 2α 1
2 2
)
− v1 2 + g ( z 2 − z1 ) +
− P1
P2
ρ
+ ∑ F + W s = 0
(Geankoplis,1997)
dimana : v1 = v2 P1 = P2
ΔZ = 30 ft maka : 0 +
32,174 ft / s 2 32,174 ft .lbm / lbf .s 2
(30 ft ) + 0 + 0,39 ft .lbf / lbm + W s = 0
Ws = - 30,39 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η = 80 % Ws = - η x Wp -30,389 = -0,8 x Wp Wp = 37,996 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp =
131,5861 0,45359 3600
lbm / s 37,985 ft .lbf / lbm x
1 hp 550 ft .lbf / s
= 0,0056 Hp Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Maka dipilih pompa dengan daya motor standard 1/2 Hp.
4. Sand Filter (SF)
Fungsi
: Menyaring partikel-partikel yang masih terbawa dalam air yang keluar dari clarifier
Bentuk
: silinder tegak dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-283, grade C Data : Kondisi penyaringan : Temperatur = 25°C Tekanan
= 1 atm
Laju massa air
= 130,2832 kg/jam = 0,0798 lbm/s
Densitas air
= 995,68 kg/m3 = 62,1585 lbm/ft3
(Perry , 1997)
Sand filter dirancang untuk penampungan ¼ jam operasi.
Direncanakan volume bahan penyaring =1/3 volume tangki Perhitungan: Ukuran Sand Filter 130,2832 kg/jam
Volume air, Va
995,68 kg/m
0,25 jam 3
= 0,0327 m3
Faktor keamanan 5 %, volume tangki = 1,05 x 0,0327 = 0,0343 m3 2 3
volume total 0,0343 m3
Volume total
-
3 2
0,0343 m3 0,0515 m3
Volume silinder tangki (Vs) Vs=
π.Di 2 Hs 4
Ditetapkan : Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki = Hs:Di = 3:1 Vs =
3π Di . 3 4
Perbandingan tinggi tutup (head) dengan diameter Vh =
π Di 2 H h
6
=
= Hh : Di = 1:4
π Di 3
24
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Maka volume tangki = volume shell + volume head Vt =
19 24
Di =
π . Di 3
24 0,0515
(1 / 3)
0,2747 m = 10,8145 in
19 3,14
Hs = 3 x 0,2747 = 0,8241 m Tinggi penyaring = ¼ x 0,8241 = 0,2060 m Tinggi air =
Volume air tinggi tan gki
0,0327 0,8241
Volume tan gki
0,0515
0,5233 m
Perbandingan tinggi tutup tangki dengan diameter dalam adalah 1 : 4 Tinggi tutup tangki = ¼ x (0,2747) = 0,0686 m Tekanan hidrostatis, Pair =
ρx g x l
= 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 0,5233 m = 5,1062 kPa = 0,7405 psi Ppasir =
ρx g x l
= 2089,5 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 0,2060 m = 4,2183 kPa = 0,6118 psi Faktor kelonggaran = 5 % Maka, Pdesign = (1,05) (14,7 + 0,7405 + 0,6118) = 16,8549 psi Bahan yang digunakan adalah carbon steel SA-283, Grade C : Joint efficiency = 0,85
(Brownell,1959)
Allowable stress = 12.650 psia
(Brownell,1959)
Faktor korosi, C = 0,125 in n (lama pemakaian) = 10 thn t
PD 2SE 1,2P
nC
(16,8549) (10,8145) 2(12650)(0,85) 1,2(16,8549)
(10 0,125)
0,0179 in
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
5. Pompa Sand Filter (PU-03)
Fungsi
: memompa air dari Sand filter ke tangki menara air (MA-101)
Jenis
: pompa sentrifugal
Jumlah
: 1
Bahan konstruksi : commercial steel Kondisi operasi: -
Temperatur
= 25°C
-
Tekanan operasi
= 1 atm
-
Densitas soda air (ρ)
= 995,68 kg/m3 = 62,1586 lbm/ft3
-
Viskositas soda abu (μ) = 0,0005 lbm/ft⋅detik
-
Laju alir massa (F)
(Perry, 1997) (Othmer, 1967)
= 130,2832 kg/jam = 0,0798 lbm/s 0,0798 lbm / s
Laju alir volumetrik (Q) =
3
62,1586 lbm / ft
= 0,0013 ft3/s
Desain pompa : Di,opt
= 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13
(Timmerhaus,1991)
= 3,9 (0,0013)0,45 (62,1586)0,13 = 0,3334 ft = 4,0012 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran nominal
: 4 in
Schedule number
: 40
Diameter Dalam (ID)
: 4,026 in = 0,3355 ft
Diameter Luar (OD)
: 4,50 in = 0,375 ft
Inside sectional area
: 0,0884 ft2
Kecepatan linear, v = Q/A =
Bilangan Reynold : NRe =
0,0013 ft 3 / s 0,0884 ft 2
= 0,0147 ft/s
ρ × v × D μ
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
=
(62,1586 lbm / ft 3 )(0,0147 ft / s)(0,3355 ft ) 0,0005 lbm/ft.s
= 613,1138 (laminar) maka harga f = 16/613,1138 = 0,0261
(Pers. 2.10-7, Geankoplis, 1997)
Friction loss :
⎛ A2 ⎞ v 2 ⎟⎟ 1 Sharp edge entrance = hc = 0,5 ⎜⎜1 − A 1 ⎠ 2α g c ⎝ = 0,5 1 0
2 elbow 90° = hf = n.Kf.
v
2 1 32,174
2
2. g c
1 check valve = hf = n.Kf.
0,0147 2
v
= 2(0,75)
0,0147 2 2(32,174)
2
= 1(2,0)
2. g c
0,0147 2 2(32,174)
= 0,01 ft.lbf/lbm
= 0,027 ft.lbf/lbm
= 0,037 ft.lbf/lbm
Δ L.v 2
Pipa lurus 50 ft = Ff = 4f D.2.g c = 4(0,004)
50 . 0,0147
2
0,797 .2. 32,174
= 0,30 ft.lbf/lbm
2
1 Sharp edge exit = hex
⎛ A1 ⎞ v 2 ⎟⎟ = ⎜⎜1 − A 2 ⎠ 2.α .g c ⎝ = 1 0
0,0147 2 2 1 32,174
Total friction loss : ∑ F
= 0,02 ft.lbf/lbm = 0,39 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
(v 2α 1
2 2
)
− v1 2 + g ( z 2 − z1 ) +
P2
− P1 ρ
+ ∑ F + W s = 0
(Geankoplis,1997)
dimana : v1 = v2 P1 = P2
ΔZ = 30 ft
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
maka : 0 +
32,174 ft / s 2 32,174 ft .lbm / lbf .s 2
(30 ft ) + 0 + 0,39 ft .lbf / lbm + W s = 0
Ws = - 30,39 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η = 80 % Ws = - η x Wp -30,389 = -0,8 x Wp Wp = 37,996 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp =
131,5861 0,45359 3600
lbm / s 37,985 ft .lbf / lbm x
1 hp 550 ft .lbf / s
= 0,0056 Hp Maka dipilih pompa dengan daya motor standard 1/2 Hp.
6. Menara Air/Tangki Utilitas (TU)
Fungsi
: Menampung air untuk didistribusikan
Bentuk
: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-283, Grade C Data: Kondisi penyimpanan : Temperatur = 25°C Tekanan
= 1 atm
Laju massa air
= 130,2832 kg/jam
= 0,0798 lbm/s
Densitas air
= 995,68 kg/m3 = 62,1586 lbm/ft3
(Perry, 1997)
Kebutuhan perancangan = 12 jam Faktor keamanan
= 20 %
Perhitungan: Ukuran Tangki : Volume air, Va
130,2832 kg/jam 12 jam 995,68 kg/m
3
= 1,5702 m3
Volume tangki, Vt = 1,2 × 1,5702 m3 = 1,8842 m3 Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = 2 : 3 1 V = πD 2 H 4 1 ⎛ 3 ⎞ V = πD 2 ⎜ D ⎟ 4 ⎝ 2 ⎠ 3
V=
8
D =
πD 3
8 1,8842
(1 / 3)
3 3,14
= 1,6002 m = 62,9991 in
H = 2,4 m Tinggi air dalam tangki =
1,5702 m3 1 4
π 1,6534 m
0,7316 m 2
Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik P=
ρx g x l
= 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 0,7316 m = 7,1396 kPa = 1,0354 Psi Tekanan operasi = 1 atm = 14,7 Psi P = 14,7 Psi + 1,0354 Psi = 15,7355 Psi Faktor kelonggaran = 20 % Maka, Pdesign = (1,2) (15,7355 Psi) = 18,8823 Psi Joint efficiency = 0,85
(Brownell,1959)
Allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa
(Brownell,1959)
Tebal shell tangki: t
PD 2SE 1,2P
nC
(18,8823) (62,9991) 2(12650)(0,85) 1,2(18,8823)
(10 0,125)
0,0791 in Faktor korosi = 1/2 in Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0791 in + 1/2 in = 0,1582 in Tebal Shell standard yang digunakan = 1/4 in
(Brownell,1959)
Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal
tutup 3/4 in
Tebal shell standar yang digunakan = 0,75 in
7. Tangki Pelarutan Kaporit (TP)
Fungsi
: Tempat membuat larutan tangki Kaporit
Bentuk
: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283, grade C Jumlah
: 1 unit
Laju alir massa kaporit
= 0,00005 kg/jam
Waktu regenerasi
= 12 jam
(Ca(ClO)2) yang dipakai berupa larutan 50% (% berat) Densitas kaporit (Ca(ClO)2) = 1.272 kg/m3 = 79,411 lbm/ft3
(Perry, 1999)
Kebutuhan perancangan = 30 hari Faktor keamanan = 20% Ukuran Tangki Volume larutan, Vl
0,00005 kg/jam 12 jam 30 hari 0,5 1.272 kg/m
3
= 0,00003 m3
Volume tangki, Vt = 1,2 × 0,00003 m3 = 0,00004 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H =2:3 V 0,00004 m 3 0,00004 m3
1 4 1 4 3 8
πD 2 H πD 2
3 2
D
πD3
Maka: Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
D = 0,0324 m = 0,1063 ft H = 0,0486 m = 0,1594 ft 0,00003 m3 Tinggi larutan dalam tangki = = 0,0023 m 1 π (0,129 m)2 4 Tebal dinding tangki : Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-53 grade B. Dari Brownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data : - Allowable working stress (S) : 18.750 Psi - Efisiensi sambungan (E)
: 0,8
-Faktor korosi
: 1/8 in
- Tekanan hidrostatik, Po
: 1 atm = 14,7 Psi
- Faktor Keamanan
: 20 %
- Tekanan desain, P
= 1,2 x14,7 = 17,64 Psi
(Timmerhaus, 1980)
Tebal Dinding tangki : t
PD 2SE 1,2P
CA
(17,64 Psi) (0,1063 ft)(12 in/ft) 2(18.750 Psi)(0,8) 1,2(17,64 Psi)
0,125 in
0,128 in
Tebal shell standar yang digunakan = 3/16 in ................. (Brownell,1959) Daya Pengaduk Jenis pengaduk
: Marine propeler 3 daun
Jumlah
: 4 buah
Dimana : - Da/Dt = 0,4
(fig.3.4-4 Geankoplis,1983)
- Dt = 0,1063 ft - Da = 0,0425 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas, µ = 4,25 . 10-7 kg/ft.det Bilangan Reynold, NRe =
ρ x N x Da 2 μ
Karena NRe > 10000, maka K T = 0,32
=
79,411 x1 x 0,0425 4,25.10
7
= 79,411.105
(Tabel 9.2 McCabe,1994)
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
P =
=
K T . N 3 . Da 5 . ρ
(Pers.9-24 McCabe, 1994)
g c . 550
0,32 x (1rps) 3 x (0,0425 ft )5 x 79,41lbm / ft 3 32,174 lbm. ft / lbf .s 2 x 550 ft .lbf / s / hp
= 0,0009 hp
Efisiensi motor penggerak = 80 % 0,0009 hp
Daya motor =
0,8
= 0,001 hp
(Pers.2.7-30 Geankoplis, 1983)
Daya motor standar yang dipilih 1/2 hp
8. Pompa Menara Air (PU-04)
Fungsi
: memompa air dari Menara Air ke tangki domestik (TD)
Jenis
: pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Bahan konstruksi : commercial steel Kondisi operasi: -
Temperatur
= 25°C
-
Tekanan operasi
= 1 atm
-
Densitas soda air (ρ)
= 995,68 kg/m3 = 62,1586 lbm/ft3
-
Viskositas soda abu (μ) = 0,0005 lbm/ft⋅detik
-
Laju alir massa (F)
(Perry , 1997) (Othmer, 1967)
= 16,6144 kg/jam = 0,0102 lbm/s
Laju alir volumetrik (Q) =
0,0102 lbm / s 3
62,1586 lbm / ft
= 0,0002 ft3/s
Desain pompa : Di,opt
= 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13
(Timmerhaus,1991)
= 3,9 (0,0002)0,45 (62,1586)0,13 = 0,1444 ft = 1,7332 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran nominal
: 2 in
Schedule number
: 40
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Diameter Dalam (ID)
: 2,067 in = 0,1723 ft
Diameter Luar (OD)
: 2,375 in = 0,1979 ft
Inside sectional area
: 0,0233 ft2 0,0002 ft 3 / s
Kecepatan linear, v = Q/A =
Bilangan Reynold : NRe =
=
0,0233 ft 2
= 0,0086 ft/s
ρ × v × D μ
(62,1586 lbm / ft 3 )(0,0086 ft / s)(0,1723 ft ) 0,0005 lbm/ft.s
= 184,2107 (laminar) maka harga f = 16/184,2107 = 0,0868
(Pers. 2.10-7, Geankoplis, 1997)
Friction loss :
⎛ A2 ⎞ v 2 ⎟⎟ 1 Sharp edge entrance = hc = 0,5 ⎜⎜1 − ⎝ A1 ⎠ 2α g c = 0,5 1 0
2 elbow 90° = hf = n.Kf.
v2
2. g c
1 check valve = hf = n.Kf.
0,0147 2 2 1 32,174
= 2(0,75)
v2
2. g c
0,0147 2 2(32,174)
= 1(2,0)
0,0147 2 2(32,174)
= 0,01 ft.lbf/lbm
= 0,027 ft.lbf/lbm
= 0,037 ft.lbf/lbm
Δ L.v 2
Pipa lurus 50 ft = Ff = 4f D.2.g c = 4(0,004)
50 . 0,0147
2
0,797 .2. 32,174
= 0,30 ft.lbf/lbm
2
1 Sharp edge exit = hex
⎛ A1 ⎞ v 2 ⎟⎟ = ⎜⎜1 − ⎝ A2 ⎠ 2.α .g c = 1 0
Total friction loss : ∑ F
0,0147 2 2 1 32,174
= 0,02 ft.lbf/lbm = 0,39 ft.lbf/lbm
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Dari persamaan Bernoulli :
(v 2α 1
2 2
)
− v1 2 + g ( z 2 − z1 ) +
− P1
P2
ρ
+ ∑ F + W s = 0
(Geankoplis,1997)
dimana : v1 = v2 P1 = P2
ΔZ = 30 ft maka : 0 +
32,174 ft / s 2 32,174 ft .lbm / lbf .s 2
(30 ft ) + 0 + 0,39 ft .lbf / lbm + W s = 0
Ws = - 30,39 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η = 80 % Ws = - η x Wp -30,389 = -0,8 x Wp Wp = 37,996 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp =
16,6144 0,45359 3600
lbm / s 37,985 ft .lbf / lbm x
1 hp 550 ft .lbf / s
= 0,0007 Hp Maka dipilih pompa dengan daya motor standard 1/2 Hp.
9. Tangki Air Domestik (TD)
Fungsi
: Tempat menampung air untuk kebutuhan domestik
Jenis
: Silinder vertikal dengan tutup dan alas berbentuk datar.
Jumlah
: 1 unit
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283 Grade C
Kondisi operasi
:
- Temperatur
= 25 0C
- Tekanan
= 1 atm
- laju massa air, F
= 16,6144 kg/jam
- Densitas bahan, ρ = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3 Geankoplis,1997) Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
= 0,04 lbm/in3 - Viskositas bahan, µ = 0,8007 cp = 0,0005 lbm/ft.s (Geankoplis,1997) - Kebutuhan perancangan = 1 hari = 12 jam - Faktor keamanan = 20% Menentukan ukuran Tangki
a. Volume tangki, VT : Waktu tinggal, t = 12 jam Volume bahan, VC =
F ρ
16,6144 kg / jam x12 jam 995,68 kg / m3
x t
= 0,2 m3 Faktor kelonggaran, f k = 20% = 0,2 Volume tangki, VT = V C (1 + f k ) = 0,2 m3 (1 + 0,2) = 0,24 m3 b. Diameter (DT) dan Tinggi tangki (HT) : Direncanakan bahwa tinggi silinder : diameter (HT : D) = 3 : 2 Rumus : Volume silinder, Vs = Volume tangki, VT
π 2 D . H s 4
=
π 2 ⎛ 3 ⎞ 3 D ⎜ D ⎟ = 1,1775 D 4 ⎝ 2 ⎠
= VS = 1,1775 D3
D=
1/ 3
V T
1,1775
0,24 m3
1/ 3
1,1775
0,5887 m
Sehingga desain tangki yang digunakan :
− Diameter tangki
= 0,5887 m = 1,9315 ft = 23,1784 in
− Tinggi silinder, HS
=
3 D 1,5 x 0,5887 m 2
0,8831 m
− Jadi tinggi tangki, HT = HS = 0,8831 m c. Tinggi cairan dalam tangki, Hc :
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Tinggi cairan dalam tangki, Hc =
V C x H T
0,2 m3 x 0,8831 m
V T
0,24 m3
= 0,7359 m = 2,4144 ft = 28,9727 in d. Tekanan desain, P : Tekanan hidrostatis =
ρ ( H C − 1)
144
+ Po (Pers. 3.17 Brownell & Young, 1959)
=
0,04 lbm / in3 28,9727 in 1
14,7 Psi
144
= 14,7077 psi Jika faktor keamanan = 10% = 0,1 PDesain = (1 + 0,1) x 14,7077 psi = 16,23 psi e. Tebal dinding tangki (bagian silinder), d :
− Faktor korosi (C)
= 0,042 in/thn
(Chuse & Eber,1954)
− Allowable working stress (S) = 16250 lb/in2
(Brownell,1959)
− Efisiensi sambungan (E)
= 0,85
− Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun Tebal silinder (d) =
P x R S . E − 0,6 P
+ (C x A)
(Timmerhaus,2004)
Dimana : d = tebal tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/2 S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan d =
=
16,23 x11,5892 (16250 x 0,85) 0,6 x 16,23 188,0927 psi.in 13812,5 lb / in 2 9,74 psi
(0,042 x10)
0,42 in 0,43 in
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
f. Tebal dinding head (tutup tangki), dh :
− Faktor korosi (C)
= 0,042 in/thn
(Chuse & Eber,1954)
− Allowable working stress (S) = 16250 lb/in2
(Brownell,1959)
− Efisiensi sambungan (E)
= 0,85
− Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun Tebal head (dh) =
P x Di
2 S E . − 0,2 P
+ (C x A)
(Timmerhaus,2004)
Dimana : dh = tebal dinding head (in) Di = diameter tangki (in) S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan dh
=
=
16,23 x 23,1784 2 (16250 x 0,85) (0,2 x 16,23) 376,1854 psi.in 27625lb / in 2
3,25 psi
0,42
(0,042 x10)
0,43 in
Maka dipilih tebal silinder = 1/2 in
10. Pompa Tangki Domestik (PU-05)
Fungsi
: memompa air dari tangki domestik (F) untuk kebutuhan domestik
Jenis
: pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Bahan konstruksi : commercial steel Kondisi operasi: -
Temperatur
= 25°C
-
Tekanan operasi
= 1 atm
-
Densitas soda air (ρ)
= 995,68 kg/m3 = 62,1586 lbm/ft3
-
Viskositas soda abu (μ) = 0,0005 lbm/ft⋅detik
-
Laju alir massa (F)
(Perry , 1997) (Othmer, 1967)
= 16,6144 kg/jam = 0,0102 lbm/s
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
0,0102 lbm / s
Laju alir volumetrik (Q) =
= 0,0002 ft3/s
3
62,1586 lbm / ft
Desain pompa : Di,opt
= 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13
(Timmerhaus,1991)
= 3,9 (0,0002)0,45 (62,1586)0,13 = 0,1444 ft = 1,7332 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran nominal
: 2 in
Schedule number
: 40
Diameter Dalam (ID)
: 2,067 in = 0,1723 ft
Diameter Luar (OD)
: 2,375 in = 0,1979 ft
Inside sectional area
: 0,0233 ft2 0,0002 ft 3 / s
Kecepatan linear, v = Q/A =
Bilangan Reynold : NRe =
=
0,0233 ft 2
= 0,0086 ft/s
ρ × v × D μ
(62,1586 lbm / ft 3 )(0,0086 ft / s)(0,1723 ft ) 0,0005 lbm/ft.s
= 184,2107 (laminar) maka harga f = 16/184,2107 = 0,0868
(Pers. 2.10-7, Geankoplis, 1997)
Friction loss :
⎛ A2 ⎞ v 2 ⎟⎟ 1 Sharp edge entrance = hc = 0,5 ⎜⎜1 − ⎝ A1 ⎠ 2α g c = 0,5 1 0
2 elbow 90° = hf = n.Kf.
v
0,0147 2 2 1 32,174
2
2. g c
= 2(0,75)
0,0147 2 2(32,174)
= 0,01 ft.lbf/lbm
= 0,027 ft.lbf/lbm
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
1 check valve = hf = n.Kf.
v
2
= 1(2,0)
2. g c
0,0147 2 2(32,174)
= 0,037 ft.lbf/lbm
Δ L.v 2
Pipa lurus 50 ft = Ff = 4f D.2.g c = 4(0,004)
50 . 0,0147
2
0,797 .2. 32,174
= 0,30 ft.lbf/lbm
2
⎛ A1 ⎞ v 2 ⎟⎟ = ⎜⎜1 − A 2 ⎠ 2.α .g c ⎝
1 Sharp edge exit = hex
= 1 0
0,0147 2 2 1 32,174
Total friction loss : ∑ F
= 0,02 ft.lbf/lbm = 0,39 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
(v 2α 1
2 2
)
− v1 2 + g ( z 2 − z1 ) +
− P1
P2
ρ
+ ∑ F + W s = 0
(Geankoplis,1997)
dimana : v1 = v2 P1 = P2
ΔZ = 30 ft maka : 0 +
32,174 ft / s 2 32,174 ft .lbm / lbf .s 2
(30 ft ) + 0 + 0,39 ft .lbf / lbm + W s = 0
Ws = - 30,39 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η = 80 % Ws = - η x Wp -30,389 = -0,8 x Wp Wp = 37,996 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp =
16,6144 0,45359 3600
lbm / s 37,985 ft .lbf / lbm x
1 hp 550 ft .lbf / s
= 0,0007 Hp Maka dipilih pompa dengan daya motor standard 1/2 Hp.
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
11.
Pompa Menara Air ( PU-06 )
Fungsi
: Memompa air dari menara air ke water cooling water (WCT)
Jenis
: pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi : P = 1 atm T = 25 oC Laju alir massa (F)
= 75,1541 kg/jam
= 0,046 lbm/s
Densitas air (ρ)
= 995,68 kg/m3
= 62,1586 lbm/ft3
Viskositas air (μ)
= 0,8007cP
= 0,0005 lbm/ft.s
Laju alir volumetrik (Q)
=
0,046 lbm / s 62,1586 lbm / ft 3
= 0,0007 ft3/s = 0,00002 m3/s Desain pompa : Di,opt
= 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13
(Timmerhaus,1991)
= 3,9 (0,0007 ft3/s )0,45 (62,1586 lbm/ft3)0,13 = 0,2538 ft = 3,0458 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran nominal
: 3 in
Schedule number
: 40
Diameter Dalam (ID)
: 3,068 in = 0,2556 ft
Diameter Luar (OD)
: 3,5 in = 0,2917 ft
Inside sectional area
: 0,0513 ft2
Kecepatan linear, v = Q/A =
Bilangan Reynold : NRe =
0,0007 ft 3 / s 0,0513 ft 2
= 0,0136 ft/s
ρ × v × D μ
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
=
(62,1586 lbm / ft 3 )(0,0136 ft / s)(0,2556 ft ) 0,0005 lbm/ft.s
= 433,5834 (Laminar) maka harga f = 16/433,5834 = 0,0369
(Pers. 2.10-7, Geankoplis, 1997)
Friction loss :
⎛ A2 ⎞ v 2 ⎟⎟ 1 Sharp edge entrance = hc = 0,5 ⎜⎜1 − A 1 ⎠ 2α g c ⎝ = 0,5 1 0
2 elbow 90° = hf = n.Kf.
v2
2. g c
1 check valve = hf = n.Kf.
0,01362 2 1 32,174
= 2(0,75)
v2
0,01362 2(32,174)
= 1(2,0)
2. g c
0,01362 2(32,174)
= 0,0067 ft.lbf/lbm
= 0,0201 ft.lbf/lbm
= 0,027 ft.lbf/lbm
Δ L.v 2
Pipa lurus 30 ft = Ff = 4f D.2.g c = 4(0,004)
30 . 0,0136
2
0,797 .2. 32,174
= 0,13 ft.lbf/lbm
2
1 Sharp edge exit = hex
⎛ A1 ⎞ v 2 ⎟⎟ = ⎜⎜1 − A 2 ⎠ 2.α .g c ⎝ = 1 0
0,01362 2 1 32,174
Total friction loss : ∑ F
= 0,02 ft.lbf/lbm = 0,20 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
(v 2α 1
2 2
)
− v1 2 + g ( z 2 − z1 ) +
P2
− P1 ρ
+ ∑ F + W s = 0
(Geankoplis,1997)
dimana : v1 = v2 P1 = P2 Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
ΔZ = 10 ft
maka : 0 +
32,174 ft / s 2 32,174 ft .lbm / lbf .s 2
(10 ft ) + 0 + 0,20 ft .lbf / lbm + W s = 0
Ws = - 10,20 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η= 80 % Ws -10,20 Wp
= - η x Wp = -0,8 x Wp = 12,75 ft.lbf/lbm
Daya pompa : P = m x Wp =
75,1541 0,45359 3600
lbm / s 12,75 ft .lbf / lbm x
1 hp 550 ft .lbf / s
= 0,0011 Hp Maka dipilih pompa dengan daya motor standard 1/2 Hp.
12. Water Cooling Tower ( WCT )
Fungsi
: Mendinginkan air pendingin bekas dari temperatur 80oC menjadi 25oC
Jenis
: Mechanical Draft Cooling Tower
Bahan konstruksi
: Carbon Steel SA-53 Grade B
Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi
:
Suhu air masuk menara (TL2)
= 80oC = 176 oF
Suhu air keluar menara (TL1)
= 25oC = 77 oF
Suhu udara (TG1) = 25 oC = 77 oF Dari Gambar 12-14 (Perry,1999), diperoleh suhu bola basah, Tw = 78oF. Dari kurva kelembaban, diperoleh H = 0,022 kg uap air/kg udara kering. Dari Gambar 12-14 (Perry,1999), diperoleh konsentrasi air = 1,25 gal/ft2.menit. Densitas air (80oC)
= 971,83 kg/m3
Laju massa air pendingin
= 75,1541 kg/jam
(Perry,1999)
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Laju volumetrik air pendingin
=
75,1541 kg/jam 971,83 kg/m3
= 0,0773 m 3 / jam
= 0,0773 m3/jam x 264,17 gal/m3 x jam/60 menit
Kapasitas air, Q
= 0,3405 gal/menit Faktor keamanan = 20% Luas menara, A
= (1 + 0,2)
0,3405 gal/menit 2
1,25 gal / ft .menit
= 0,3269 ft2
Dipakai performance menara pendingin = 90% (Fig.12-15 Perry & Green, 1997) Maka, diperoleh tenaga kipas 0,03 hp/ft2 Daya yang diperlukan untuk mengerakkan kipas : Daya = 0,03 hp/ft2 x 0,3269 ft2 = 0,0098 hp = ½ hp Asumsi lama penampungan = 6 jam Volume air pendingin = 0,0773 m3/jam x 6 jam = 0,4638 m3 Karena sel menara pendingin merupakan kelipatan 6 ft (Ludwig, 1997), maka kombinasi yang digunakan : P = 6 ft L = 6 ft
13.
Pompa Water Cooling Tower ( PU-07 )
Fungsi
: Memompa air dari water cooling water (WCT) ke proses
Jenis
: pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi : P = 1 atm T = 25 oC Laju alir massa (F)
= 75,1541 kg/jam
= 0,046 lbm/s
Densitas air (ρ)
= 992,68 kg/m3
= 62,1586 lbm/ft3
Viskositas air (μ)
= 0,8007cP
= 0,0005 lbm/ft.s
Laju alir volumetrik (Q)
=
0,046 lbm / s 62,1586 lbm / ft 3
= 0,0007 ft3/s = 0,00002 m3/s Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Desain pompa : Di,opt
= 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13
(Timmerhaus,1991)
= 3,9 (0,0007 ft3/s )0,45 (62,1586 lbm/ft3)0,13 = 0,2538 ft = 3,0458 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran nominal
: 3 in
Schedule number
: 40
Diameter Dalam (ID)
: 3,068 in = 0,2556 ft
Diameter Luar (OD)
: 3,5 in = 0,2917 ft
Inside sectional area
: 0,0513 ft2 0,0007 ft 3 / s
Kecepatan linear, v = Q/A =
Bilangan Reynold : NRe =
=
0,0513 ft 2
= 0,0136 ft/s
ρ × v × D μ
(62,1586 lbm / ft 3 )(0,0136 ft / s)(0,2556 ft ) 0,0005 lbm/ft.s
= 433,5834 (Laminar) maka harga f = 16/433,5834 = 0,0369
(Pers. 2.10-7, Geankoplis, 1997)
Friction loss :
⎛ A2 ⎞ v 2 ⎟⎟ 1 Sharp edge entrance = hc = 0,5 ⎜⎜1 − A 1 ⎠ 2α g c ⎝ = 0,5 1 0
2 elbow 90° = hf = n.Kf.
v2
2. g c
1 check valve = hf = n.Kf.
v
0,01362 2 1 32,174
= 2(0,75)
0,01362 2(32,174)
2
2. g c
= 1(2,0)
0,01362 2(32,174)
= 0,0067 ft.lbf/lbm
= 0,0201 ft.lbf/lbm
= 0,027 ft.lbf/lbm
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Δ L.v 2
Pipa lurus 30 ft = Ff = 4f D.2.g c = 4(0,004)
30 . 0,0136
2
0,797 .2. 32,174
= 0,13 ft.lbf/lbm
2
1 Sharp edge exit = hex
⎛ A1 ⎞ v 2 ⎟⎟ = ⎜⎜1 − A 2 ⎠ 2.α .g c ⎝ = 1 0
0,01362 2 1 32,174
Total friction loss : ∑ F
= 0,02 ft.lbf/lbm = 0,20 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
(v 2α 1
2 2
)
− v1 2 + g ( z 2 − z1 ) +
− P1
P2
ρ
+ ∑ F + W s = 0
(Geankoplis,1997)
dimana : v1 = v2 P1 = P2
ΔZ = 10 ft
maka : 0 +
32,174 ft / s 2 32,174 ft .lbm / lbf .s 2
(10 ft ) + 0 + 0,20 ft .lbf / lbm + W s = 0
Ws = - 10,20 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η= 80 % Ws -10,20 Wp
= - η x Wp = -0,8 x Wp = 12,75 ft.lbf/lbm
Daya pompa : P = m x Wp =
75,1541 0,45359 3600
lbm / s 12,75 ft .lbf / lbm x
1 hp 550 ft .lbf / s
= 0,0011 Hp Maka dipilih pompa dengan daya motor standard 1/2 Hp. Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
14.
Pompa Menara Air ( PU-08 )
Fungsi
: Memompa air dari Menara Air ke proses
Jenis
: pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi : P = 1 atm T = 25 oC Laju alir massa (F)
= 19,9373 kg/jam
= 0,0122 lbm/s
Densitas air (ρ)
= 995,68 kg/m3
= 62,1586 lbm/ft3
Viskositas air (μ)
= 0,8007cP
= 0,0005 lbm/ft.s
Laju alir volumetrik (Q)
=
0,0122 lbm / s 62,1586 lbm / ft 3
= 0,0001 ft3/s Desain pompa : Di,opt
= 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13
(Timmerhaus,1991)
= 3,9 (0,0001 ft3/s )0,45 (62,1586 lbm/ft3)0,13 = 0,1057 ft = 1,2688 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran nominal
: 1 1/4 in
Schedule number
: 40
Diameter Dalam (ID)
: 1,380 in = 0,115 ft
Diameter Luar (OD)
: 1,660 in = 0,1383 ft
Inside sectional area
: 0,0104 ft2
Kecepatan linear, v = Q/A =
Bilangan Reynold : NRe =
0,0001 ft 3 / s 0,0104 ft 2
= 0,0096 ft/s
ρ × v × D μ
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
=
(62,1586 lbm / ft 3 )(0,0096 ft / s)(0,115 ft ) 0,0005 lbm/ft.s
= 137,2462 (Laminar) maka harga f = 16/137,2462 = 0,1166
(Pers. 2.10-7, Geankoplis, 1997)
Friction loss :
⎛ A2 ⎞ v 2 ⎟⎟ 1 Sharp edge entrance = hc = 0,5 ⎜⎜1 − A 1 ⎠ 2α g c ⎝ = 0,5 1 0
2 elbow 90° = hf = n.Kf.
v2
2. g c
1 check valve = hf = n.Kf.
0,00962 2 1 32,174
= 2(0,75)
v2
0,00962 2(32,174)
= 1(2,0)
2. g c
0,00962 2(32,174)
= 0,0067 ft.lbf/lbm
= 0,0201 ft.lbf/lbm
= 0,027 ft.lbf/lbm
Δ L.v 2
Pipa lurus 30 ft = Ff = 4f D.2.g c = 4(0,004)
30 . 0,0096
2
0,797 .2. 32,174
= 0,13 ft.lbf/lbm
2
1 Sharp edge exit = hex
⎛ A1 ⎞ v 2 ⎟⎟ = ⎜⎜1 − A 2 ⎠ 2.α .g c ⎝ = 1 0
0,00962 2 1 32,174
Total friction loss : ∑ F
= 0,02 ft.lbf/lbm = 0,20 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
(v 2α 1
2 2
)
− v1 2 + g ( z 2 − z1 ) +
P2
− P1 ρ
+ ∑ F + W s = 0
(Geankoplis,1997)
dimana : v1 = v2 P1 = P2 Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
ΔZ = 10 ft
maka : 0 +
32,174 ft / s 2 32,174 ft .lbm / lbf .s 2
(10 ft ) + 0 + 0,20 ft .lbf / lbm + W s = 0
Ws = - 10,20 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η= 80 % Ws -10,20 Wp
= - η x Wp = -0,8 x Wp = 12,75 ft.lbf/lbm
Daya pompa : P = m x Wp =
19,9373 0,45359 3600
lbm / s 12,75 ft .lbf / lbm x
1 hp 550 ft .lbf / s
= 0,0003 Hp Maka dipilih pompa dengan daya motor standard 1/2 Hp.
15. Tangki Perebusan (TP CPO)
Fungsi
: Tempat perebusan CPO sebagai media pemanas
Bentuk
: Silinder tegak dengan alas datar dan tutup datar.
Bahan Konstruksi : Kondisi Operasi
Carbon steel SA-283 Grade C
: Temperatur = 120 oC Tekanan = 1 atm
Data : Laju Massa CPO
= 2401,7903 kg/jam = 1,4763 lbm/s
Densitas CPO ( 1200 C )
= 847,4466 kg/m3 = 52,9067 lbm/ft3 = 0,0306 lbm/in3
Kebutuhan perancangan
= 12 jam
Faktor Keamananan
= 20 %
Menentukan ukuran tangki penyimpanan
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
a. Volume tangki, VT ; Waktu tinggal, t = 12 jam Volume bahan, Vc =
F
ρ bahan
2401,7903 kg / jam x12 jam 847,4466 kg / m3
x t
= 34,0098 m3 Faktor kelonggaran, f k = 20% = 0,2 Volume tangki, VT = V C (1 + f k ) = 34,0098 m3 (1 + 0,2) = 40,8118 m3 b. Diameter (DT) dan tinggi tangki (HT) ; Direncanakan bahwa tinggi silinder : diameter (HT : D) = 3 : 2 Rumus : Volume silinder, Vs = Volume tangki, VT
π 2 D . H s 4
=
π 2 ⎛ 3 ⎞ 3 D ⎜ D ⎟ = 1,1775 D 4 ⎝ 2 ⎠
= VS = 1,1775 D3
D=
1/ 3
V T
40,8118 m3
1,1775
1,1775
1/ 3
3,2604 m
Sehingga desain tangki yang digunakan :
− Diameter tangki
= 3,2604 m = 10,6968 ft = 128,3618 in
− Tinggi silinder, HS
=
3 D 1,5 x 3,2604 m 2
4,8905 m
− Jadi tinggi tangki, HT = HS = 4,8906 m c. Tinggi cairan dalam tangki, HC ; Tinggi cairan dalam tangki, Hc =
V C x H T
34,0098 m3 x 4,8906 m
V T
40,8118 m3
= 4,0754 m = 160,4485 in d. Tekanan desain, P ;
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Tekanan hidrostatis =
ρ ( H C − 1)
144
+ Po (Pers. 3.17 Brownell & Young, 1959)
=
0,0306 lbm / in3 160,4484 in 1 144
14,7 Psi
= 14,74 psi Jika faktor keamanan = 10% = 0,1 PDesain
= (1 + 0,1) x 14,74 psi = 16,21 psi
e. Tebal dinding tangki (bagian silinder), d ;
− Faktor korosi (C)
= 0,042 in/thn
(Chuse & Eber,1954)
− Allowable working stress (S)
= 16250 lb/in2
(Brownell,1959)
− Efisiensi sambungan (E)
= 0,85
− Umur alat (A) direncanakan
= 10 tahun
Tebal silinder (d) = Dimana :
P x R
. − 0,6 P S E
+ (C x A)
(Timmerhaus,2004)
d = tebal tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi) R = jari-jari dalam tangki (in) = D/2 S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan
d =
=
16,21 x 64,1809 (16250 x 0,85) 0,6 x16,21 1040,3723 psi.in 13812,5 lb / in 2 9,73 psi
(0,042 x10)
0,42 in 0,4954 in
Maka dipilih tebal silinder = 1/2 in f. Tebal dinding head (tutup tangki), dh ;
− Faktor korosi (C)
= 0,042 in/thn
(Chuse & Eber,1954)
− Allowable working stress (S) = 16250 lb/in2
(Brownell,1959)
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
− Efisiensi sambungan (E)
= 0,85
− Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun Tebal head (dh) =
P x Di
2 S E . − 0,2 P
+ (C x A)
(Timmerhaus,2004)
Dimana : dh = tebal dinding head (in) Di = diameter tangki (in) S = stress yang diizinkan E = Efisiensi sambungan dh =
=
16,21 x 128,3618 2 (16250 x 0,85) (0,2 x16,21) 2080,7447 psi.in 27625lb / in 2
3,23 psi
(0,042 x10)
0,042
0,4954 in
Maka dipilih tebal tutupsilinder = 1/2 in
16. Burner (Q-01)
Fungsi
: Sumber pemanasan perebusan CPO
Jenis
: Parker Premix Barner
Jumlah
: 1 unit
Kondisi Operasi
: 1 atm
Jumlah panas yang dibutuhkan, Q = 258.686,3392 kJ / jam Jumlah bahan bakar solar yang dibutuhkan adalah : 258.686,3392 Btu / jam 19860 Btu / lbm
x 0,45359
kg lbm
x
1 0,89 kg / l
= 6,6385 liter / jam
17. Pompa CPO Panas (PU-09)
Fungsi
: Memompa CPO panas dari tangki perebusan ke unit evaporator
Jenis
: pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi
:
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
P = 1 atm T = 120 oC Laju alir massa (F)
= 2401,7903 kg/jam = 1,4763 lbm/s
Densitas CPO ( 1200 C )
= 847,4466 kg/m3
= 52,9067 lbm/ft3
= 0,0306 lbm/in3 Viskositas CPO (μ) Laju alir volume, Q =
= 22,5365 cP F ρ
=
= 0,0151 lbm/ft.s
1,4763 lb m /detik 52,9067 lb m /ft
3
= 0,0279 ft 3 /s
Desain pompa : Di,opt
= 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13
(Timmerhaus,1991)
= 3,9 (0,0279)0,45 (52,9067)0,13 = 1,31 ft = 15,66 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran nominal
: 18 in
Schedule number
: 20
Diameter Dalam (ID)
: 17,25 in = 1,4375 ft
Diameter Luar (OD)
: 18 in = 1,5 ft
Inside sectional area
: 1,625 ft2
Kecepatan linear, v = Q/A =
Bilangan Reynold : NRe =
=
0,0279 ft 3 / s 1,625 ft 2
= 0,02 ft/s
ρ × v × D μ
(52,9067 lbm / ft 3 )(0,02 ft / s )(1,4375 ft ) 0,0005 lbm/ft.s
= 3042,1353 (turbulen) Material pipa merupakan commercial steel, maka diperoleh : -5 ε = 4,6.10
(Geankoplis, 1997)
ε/D = 0,0001
(Geankoplis, 1997)
f
(Geankoplis, 1997)
= 0,01
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Friction loss :
⎛ A2 ⎞ v 2 ⎟⎟ 1 Sharp edge entrance = hc = 0,5 ⎜⎜1 − A 1 ⎠ 2α g c ⎝ = 0,5 (1 − 0)
2 elbow 90° = hf = n.Kf.
v2
2. g c
1 check valve = hf = n.Kf.
0,9303 2 2(1)(32,174 )
= 2(0,75)
v2
0,9303 2 2(32,174)
= 1(2,0)
2. g c
0,9303 2 2(32,174)
= 0,0067 ft.lbf/lbm
= 0,0201 ft.lbf/lbm
= 0,027 ft.lbf/lbm
Δ L.v 2
Pipa lurus 30 ft = Ff = 4f D.2.g c
(30)(. 0,9303)2 = 4(0,004) (0,797 ).2.(32,174)
= 0,13 ft.lbf/lbm
2
1 Sharp edge exit = hex
⎛ A1 ⎞ v 2 ⎟⎟ = ⎜⎜1 − A 2 ⎠ 2.α .g c ⎝ = (1 − 0)
0,9303 2 2(1)(32,174)
Total friction loss : ∑ F
= 0,02 ft.lbf/lbm = 0,20 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
(v 2α 1
2 2
)
− v1 2 + g ( z 2 − z1 ) +
− P1
P2
ρ
+ ∑ F + W s = 0
(Geankoplis,1997)
dimana : v1 = v2 P1 = P2
ΔZ = 10 ft maka : 0 +
32,174 ft / s 2 32,174 ft .lbm / lbf .s 2
(10 ft ) + 0 + 0,20 ft .lbf / lbm + W s = 0
Ws = - 10,20 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η= 80 % Ws -10,20
= - η x Wp = -0,8 x Wp
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Wp
= 12,75 ft.lbf/lbm
Daya pompa : P = m x Wp =
2401,7903
(0,45359)(3600)
lbm / s × 12,75 ft .lbf / lbm x
1 hp 550 ft .lbf / s
= 0,0342 Hp Maka dipilih pompa dengan daya motor standard 1/2 Hp.
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI
Dalam rencana Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil dari biji jagung digunakan asumsi sebagai berikut : 1. Pabrik beroperasi selama 300 hari dalam setahun 2. Kapasitas maksimum bahan baku adalah 4.500 ton/tahun 3. Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau Purchased Equipment Delivered (Peters, dkk. 2004)
4. Harga alat disesuaikan dengan nilai tukar dolar terhadap rupiah adalah : US$ 1 = Rp. 11.775,- (Harian Analisa, 05 Desember 2008)
E.1. Modal Investasi Tetap (MIT) E.1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)
Modal investasi tetap langsung adalah semua modal yang diperlukan untuk membeli peralatan pabrik atau fasilitas produksi. A. Modal Pembelian Tanah
Biaya tanah pada lokasi pabrik diperkirakan Rp 100.000,-/m2 Luas tanah seluruhnya
= 13.170 m2
Harga tanah seluruhnya
= 13.170 m2 x Rp 100.000,-/m2 = Rp 1.317.000.000,-
Biaya perataan tanah diperkirakan 5 % da ri harga tanah seluruhnya (Timmerhaus, 2004) Biaya perataan tanah
= 0,05 x Rp 1.317.000.000,- = Rp 65.850.000,-
Modal pembelian tanah = Rp 1.317.000.000,- + Rp. 65.850.000,= Rp 1.382.850.000,-
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
B. Biaya Bangunan dan Sarana
Tabel LE.1 Perincian Harga bangunan dan sarana Lainnya No.
Jenis Areal
Luas
Harga /m
(m2)
(Rp)
2
Jumlah (Rp)
1 Pos keamanan
20
150.000
3.000.000
2 Tempat parkir
300
60.000
18.000.000
90
200.000
18.000.000
4 Bengkel
200
300.000
60.000.000
5 Unit pembangkit listrik
400
300.000
120.000.000
6 Perkantoran
300
300.000
90.000.000
7 Laboratorium
200
300.000
60.000.000
8 Ruang kontrol
250
300.000
75.000.000
9 Daerah proses
1.000
3 Rumah timbangan
1.100.000 1.100.000.000
10 Unit pengolahan limbah
400
300.000
120.000.000
11 Unit pengolahan air
700
300.000
210.000.000
2.500
50.000
125.000.000
13 Gudang peralatan/suku cadang
600
200.000
120.000.000
14 Gudang bahan dan pelengkap
800
300.000
240.000.000
15 Kantin
50
200.000
10.000.000
16 Poliklinik
80
200.000
16.000.000
17 Perpustakaan
80
200.000
16.000.000
18 Tempat ibadah
100
200.000
20.000.000
19 Taman
500
80.000
40.000.000
3.500
200.000
700.000.000
21 Jalan
600
70.000
42.000.000
22. Areal Produk
500
300.000
150.000.000
12 Areal Perluasan
20 Perumahan karyawan
Total
13.170
-
3.353.000.000
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
C. Perincian Harga Peralatan
Peralatan diperoleh dari daerah lokal dan impor, untuk harga peralatan impor dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan estimasi berikut ini
⎛ X ⎞ Cx = Cy⎜⎜ 2 ⎟⎟ ⎝ X 1 ⎠
m
⎛ Ix ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ ⎝ Iy ⎠
(Timmerhaus, 2004)
Dimana Cx
= Harga alat pada tahun 2007
Cy
= Harga alat pada tahun yang tersedia
Xi
= Kapasitas alat tersedia
Xi
= Kapasitas alat yang diinginkan
Ix
= Indeks harga pada tahun 2007
Iy
= Indeks harga pada tahun yang tersedia
m
= Faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat)
Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Tahun (Xi) Indeks (Yi)
Xi2
Yi2
Xi.Yi
801.025 837.225 866.761 889.249 935.089 986.049 1.056.784 1.079.521 1.117.249 1.127.844 1.140.624 1.185.921 1.196.836 1.216.609
1.780.155 1.820.850 1.853.621 1.878.456 1.927.231 1.980.042 2.050.860 2.073.844 2.110.829 2.121.876 2.134.932 2.178.000 2.189.094 2.208.206
1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
895 915 931 943 967 993 1028 1039 1057 1062 1068 1089 1094 1103
3.956.121 3.960.100 3.964.081 3.968.064 3.972.049 3.976.036 3.980.025 3.984.016 3.988.009 3.992.004 3.996.001 4.000.000 4.004.001 4.008.004
Total 27937 (Timmerhaus, 2004)
14184
28.307.996 14.436.786 28.307.996
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2007 digunakan metode regresi koefisien korelasi: r =
[n ⋅ ΣX i ⋅ Yi − ΣX i ⋅ ΣYi ] (n ⋅ ΣX i 2 − (ΣX i )2 )× (n ⋅ ΣYi 2 − (ΣYi )2 )
Dengan memasukkan harga-harga pada Tabel LE – 2, maka diperoleh harga koefisien korelasi: r =
[(14)(28.307.996) − (27.937 )(14.184)] = 0,9881 ≈ 1 2 2 [(14)(55.748.511) − (27.937) ]× [(14)(14.436.786) − (14.184) ]
Harga koefisien yang mendekati +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linier antar variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah persamaan regresi linier. Persamaan umum regresi linier, Y = a + b ⋅ X dengan:
Y
= indeks harga pada tahun yang dicari (2007)
X
= variabel tahun ke n – 1
a, b = tetapan persamaan regresi Untuk mengetahui harga indeks tahun yang diinginkan, lebih dahulu dicari tetapan a dan b. a = Y – b ⋅ X b =
(n ⋅ ΣX i Yi ) − (ΣX i ⋅ ΣYi ) (n ⋅ ΣX i 2 ) − (ΣX i )2
Jika disubstitusikan harga pada Tabel LE – 2, diperoleh harga: b
=
(14)(28.307.996) − (27.937 )(14.184) = 16,8088 (14)(55.748.511) − (27.937 )2
a
=
(14.184)(55.748.511) − (27.937 )(28.307.996) − 103.604.228 = = − 32.528,8 3.185 (14)(55.748.511) − (27.937 )2
Sehingga persamaan regresi liniernya adalah: Y = a + b ⋅ X Y = -32.528,8 + 16,8088X
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Dengan demikian, harga indeks pada tahun 2007 adalah: Y = -32.528,8 + 16,8088(2008) Y = 1.223,27 Harga faktor eksponensial (m) kapasitas yang digunakan adalah harga eksponen Marshall & Swift yang dapat dilihat pada buku Plant Design and Ecomics for Chemical Engineers, Timmerhaus, 2004, dan untuk alat yang tidak
tersedia faktor eksponensialnya dianggap 0,6 (Timmerhaus, 2004). Tabel LE.3 Beberapa tipe harga eksponensial peralatan dengan metode Marshall & Swift Peralatan
Batasan Ukuran
Evaporator
102- 104
Ft2
0,54
Pompa sentrifugal
0,5 – 1,5
Hp
0,63
Pompa sentrifugal
1,5 – 40
Hp
0,09
Separator
50-250
ft3
0,49
102 - 104
gallon
0,57
Tangki
Satuan Eksponen (m)
Sumber : Timmerhaus, 2004 Indeks harga tahun 2008 (Ix) adalah 1243,1279. Maka estimasi hargaharga peralatan yang digunakan dalam proses dapat dilihat melalui gambar dibawah ini dengan mengetahui kapasitas dari alat tersebut adalah :
Gambar LE.1
Harga peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki Pelarutan (Timmerhaus, 2004)
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Contoh perhitungan harga peralatan : Tangki produk Crude Corn Oil (T-103)
Kapasitas tangki, X2 = 447,1607 m3. Dari fig. 12 – 52, Peters, dkk. 2004, diperoleh untuk harga kapasitas tangki (X1) 1 m3 adalah (Cy) US$ 6.700. Dari tabel 6-4, Peters , dkk. 2004, faktor eksponen tangki adalah (m) 0,57. Indeks harga pada tahun 2002 (Iy) 1103. Indeks harga tahun 2008 (Ix) adalah 1.223,27. Maka estimasi harga tangki untuk (X2) adalah sebagai berikut : Cx = US$ 6.700 x
447,1607
0 ,57
1
x
1.223,27 1103
Cx = US$ 101,423,Cx = US$ 101,423x Rp 11.775,-/US$ Cx = Rp 2.340.129.791,-/unit Dengan cara yang sama diperoleh perkiraan harga alat lainnya yang dapat dilihat pada tabel LE-3 perincian harga berikutnya. Untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut: -
Biaya transportasi
= 5%
-
Biaya asuransi
= 1%
-
Bea masuk
= 15 %
(Rusjdi, 2004)
-
PPn
= 10 %
(Rusjdi, 2004)
-
PPh
= 10 %
(Rusjdi, 2004)
-
Biaya gudang di pelabuhan
= 0,5 %
-
Biaya administrasi pelabuhan
= 0,5 %
-
Transportasi lokal
= 0,5 %
-
Biaya tak terduga
= 0,5 %
Total
= 43 %
(Timmerhaus, 1991)
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut: -
PPn
= 10 %
(Rusjdi, 2004)
-
PPh
= 10 %
(Rusjdi, 2004)
-
Transportasi lokal
= 0,5 %
-
Biaya tak terduga
= 0,5 % = 21 %
Total
(Timmerhaus, 1991)
Tabel LE.4 Daftar Perkiraan Harga Peralatan Proses No
Nama Alat
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gudang bahan Bucket Elevator Screw Press Vibrating Filter Bak Penampung Tangki Penampung Pompa I Evaporator Pompa II Cooler Pompa III Tangki Produk
Kode Alat
G-101 BESP-101 VFBP-101 T-101 P-101 EVP-102 E-101 P-103 T-103 Total
Unit
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Harga/unit
Harga Total
(Rp)
(Rp)
240.000.000,32.417.268,28.560.900,16.723.245,17.000.000,441,542.641,18.421.000,71.746.758,18.421.000,47.853.094,18.421.000,2.340.129.791,-
240.000.000,32.417.268,28.560.900,16.723.245,17.000.000,441,542.641,18.421.000,71.746.758,18.421.000,47.853.094,18.421.000,2.340.129.791,3.272.815.697,-
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Tabel LE.5 Daftar Perkiraan Harga Peralatan Utilitas No
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Kode
Nama Alat
Alat
Pompa I Bak Penampung Pompa II Sand Filter Pompa III Menara Air Tangki Pelarut Pompa IV Tangki Air Pompa V Pompa VI Menara Pendingin Pompa VII Pompa VIII Tangki Perebusan Pompa IX
PU-01 BP PU-02 SF PU-03 MA TP PU-04 TD PU-05 PU-06 CT PU-07 PU-08 TPPU-09
Unit
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Harga/unit
Harga Total
(Rp)
(Rp)
18.421.000,30.000.000,18.421.000,110.776.419,18.421.000,192.849.539,12.335.044,18.421.000,218.873.945,18.421.000,18.421.000,63.571.888 18.421.000,18.421.000,466.101.557,18.421.000,-
18.421.000,30.000.000,18.421.000,110.776.419,18.421.000,192.849.539,12.335.044,18.421.000,218.873.945,18.421.000,18.421.000,63.571.888 18.421.000,18.421.000,466.101.557,18.421.000,1.260.297.392,
Total
Maka harga peralatan saat pembelian, Freight on Board (FOB) FOB = Rp 3.272.815.697,-+ Rp 1.260.297.392,= Rp. 4.533.113.089,Diasumsikan bahwa semua alat dibeli di dalam negeri, sehingga untuk harga alat non import sampai dilokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut :
PPn
= 10 %
PPh
= 10 %
Transportasi lokal
= 0,5 %
Biaya tak terduga
= 0,5 %
Total
= 21 %
(Timmerhaus, 1991)
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Total harga peralatan proses dan utilitas, Cost Insurance Freight (CIF) CIF = (1 + 0,21) (Rp 4.533.113.089,-) = Rp 5.485.066.838,Biaya pemasangan diperkirakan 15% dari FOB
(Timmerhaus,2004)
Biaya pemasangan = 0,15 x Rp 4.533.113.089,= Rp 679.966.963,Harga peralatan terpasang (HPT) HPT = Rp 5.485.066.838,- + 679.966.963,= Rp 6.165.033.801,-
D. Instrumentasi dan Alat Kontrol
Biaya instrumentasi dan alat kontrol 10 % dari HPT
(Timmerhaus, 2004)
Biaya instrumentasi dan alat control = 0,1 x Rp 6.165.033.801,= Rp 616.503.380,-
E. Biaya Perpipaan
Diperkirakan biaya perpipaan 20 % dari HPT Biaya perpipaan
(Timmerhaus, 2004)
= 0,2 x Rp 6.165.033.801,= Rp 1.233.006.760,-
F. Biaya Instalasi Listrik
Diperkirakan biaya instalasi listrik 10 % dari HPT
(Timmerhaus, 2004)
Biaya instalasi listrik = 0,1 x Rp. 6.165.033.801,= Rp 616.503.380,-
G. Biaya Insulasi
Diperkirakan biaya insulasi 8 % dari HPT
(Timmerhaus, 2004)
Biaya insulasi = 0,08 x Rp. 6.165.033.801,= Rp 493.202.704, Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
H. Biaya Inventaris Kantor dan Gudang
Diperkirakan biaya inventaris kantor 1 % dari HPT
(Timmerhaus, 2004)
Biaya inventaris kantor = 0,01 x Rp 6.165.033.801,- = Rp 61.650.338,I. Biaya Sarana Pemadam Kebakaran
Diperkirakan biaya inventaris kantor 1% dari HPT
(Timmerhaus, 2004)
Biaya inventaris kantor = 0,01 x Rp 6.165.033.801,- = Rp 61.650.338,J. Sarana Transportasi
Modal pengadaan sarana transportasi dapat dilihat pada Tabel LE.5 Tabel LE.6 Daftar Jenis Kendaraan Fasilitas Kendaraan
Unit
Merek
Harga (Rp)
Total
Manajer
1
Sedan
375.000.000
375.000.000
Kepala Seksi
11
Kijang
125.000.000
1.375.000.00
Krista
0
Ambulance
1
L-300
110.000.000
110.000.000
Pemadam
1
Truk
300.000.000
300.000.000
kebakaran TOTAL
2.160.000.00 0
K. Biaya Kontruksi
Diperkirakan biaya kontruksi 10 % dari HPT Biaya untuk kontruksi
(Timmerhaus, 2004)
= 0,1 x Rp. 6.165.033.801,= Rp 616.503.380,-
Maka modal investasi tetap langsung, MITL : Total MITL = A + B + C + D + E + F + G + H + I + J + K
= Rp. 16.759.904.080,-
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
E.1.2 Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL) A. Pra Investasi
Diperkirakan sebesar 10 % dari MITL
(Timmerhaus, 2004)
= 0,1 x Rp 16.759.904.080,= Rp 1.675.990.408,-
B . Engineering Dan Supervisi
Diperkirakan sebesar 10 % dari MITL
(Timmerhaus, 2004)
= 0,1 x Rp 16.759.904.080,= Rp 1.675.990.408,-
C. Biaya Legalitas
Diperkirakan sebesar 5 % dari MITL
(Timmerhaus, 2004)
= 0,05 x Rp 16.759.904.080,= Rp 837.995.204,-
D. Biaya Kontraktor
Diperkirakan sebesar 10 % dari MITL
(Timmerhaus, 2004)
= 0,1 x Rp 16.759.904.080,= Rp, 1.675.990.408,-
E. Biaya Tak Terduga
Diperkirakan sebesar 10 % dari MITL
(Timmerhaus, 2004)
= 0,1 x Rp 16.759.904.080,= Rp 1.675.990.408,-
Maka modal investasi tetap tak langsung, MITTL : Total MITTL = A + B + C + D + E = Rp. 7.541.956.836,-
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Sehingga, modal investasi tetap (MIT) : MIT = MITL + MITTL = Rp. 16.759.904.080,- + Rp. 7.541.956.836,= Rp. 24.301.860.920,-
E.2 Modal Kerja (Working Capital)
Modal kerja Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil dari biji jagung dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 3 bulan (90 hari)
E.2.1 Persediaan Bahan Baku Proses
a. Biji jagung Kebutuhan
=
1250 Kg/jam
Harga
=
Rp 2200,-/Kg
Harga total
= 90 hari x 12 jam/hari x 1250 Kg/jam x Rp 2200,-/Kg
(BPS, 2007)
= Rp 2.970.000.000, b. CPO Kebutuhan
=
2401,7903 Kg/jam
Harga
=
Rp 3.900,-/Kg
Harga total
= 90 hari x 12 jam/hari x 2401,7903 Kg/jam x Rp 3900,-/Kg
(PT. LONSUM, 2008)
= Rp 10.116.340.740.,Total harga bahan baku proses
= Rp 13.086.340.740,-
E.2.2 Persediaan Bahan Baku Utilitas
a. Solar Kebutuhan
=
16,719 liter/jam
Harga
= Rp 5.500,-/ltr
Harga total
= 90 hari x 12 jam/hari x 16,719 ltr/jam x Rp 5.500,-/ltr
(Pertamina, 2008)
= Rp 99.310.860,-
b. Kaporit Kebutuhan
=
0,00005 Kg/jam
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Harga
= Rp 11.500,-/Kg
(Rudang Jaya, 2007)
Harga total
= 90 hari x 12 jam/hari x 0,0005 Kg/jam x Rp 11.500,-/Kg = Rp 6.210,-
c. Soda abu, Na2CO3 Kebutuhan
=
1,1875 kg/jam
Harga
= Rp 48.000,-/Kg
Harga total
= 90 hari x 12 jam/hari x 1,1875 Kg/jam x Rp 48.000,-/Kg
(Rudang Jaya, 2007)
= Rp 61.560.000,-
Total harga bahan baku proses
= Rp 160.877.070,-
Maka, total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan adalah = Rp. 13.086.340.740,- + Rp 160.877.070,-
= Rp. 13.247.217.810,Dengan demikian total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun adalah : =
12 x Rp. 13.247.217.810,3
Rp. 52.988.871.240,-
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
E.2.3 Kas E.2.3.1 Gaji Pegawai
Sistem upah untuk karyawan pada saat pendirian pabrik hanya diperuntukkan pada karyawan yang terlibat pada unit – unit vital pendirian pabrik Tabel LE.7 Jumlah gaji Karyawan yang Terlibat dalam Pendirian Pabrik Jabatan
Jumlah
Gaji/bulan
Gaji total/bulan
(Rp)
(Rp)
Manager
1
9.000.000
9.000.000
Sekretaris
1
3.500.000
3.500.000
Kepala Seksi Marketing
1
4.500.000
4.500.000
Kepala Seksi Pembelian
1
4.500.000
4.500.000
Kepala Seksi Personalia
1
4.500.000
4.500.000
Kepala Seksi General Affair
1
4.500.000
4.500.000
Kepala Seksi Keamanan
1
4.500.000
4.500.000
Kepala Seksi Maintenance dan Listrik
1
4.500.000
4.500.000
Kepala Seksi Instrumentasi
1
4.500.000
4.500.000
Kepala Seksi Laboratorium
1
4.500.000
4.500.000
Kepala Seksi Proses
1
4.500.000
4.500.000
Kepala Seksi Utilitas
1
4.500.000
4.500.000
Kepala Seksi Keuangan
1
4.500.000
4.500.000
Karyawan Produksi
24
1.500.000
30.000.000
Karyawan Teknik
6
1.500.000
9.000.000
Karyawan Keuangan dan Personalia
5
1.500.000
7.500.000
Karyawan Pemasaran dan Penjualan
5
1.500.000
7.500.000
Dokter
1
3.500.000
5.000.000
Perawat
2
1.700.000
3.400.000
Petugas Kebersihan
4
850.000
3.400.000
Petugas Keamanan
4
1.300.000
5.200.000
Supir
3
1.000.000
3.000.000
Buruh Angkat
3
1.000.000
3.000.000
Jumlah
70
161.500.000
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Gaji karyawan selama 1 Bulan = Rp 161.500.000,Gaji karyawan selama 3 Bulan = Rp 484.500.000,-
a. Biaya administrasi umum
Diperkirakan sebesar 10 % dari gaji 3 bulan
(Timmerhaus, 2004)
= 0,1 x Rp 484.500.000,= Rp 48.450.000,b. Biaya Pemasaran
Diperkirakan sebesar 10 % dari gaji 3 bulan
(Timmerhaus, 2004)
= 0,1 x Rp 484.500.000,= Rp 48.450.000,c. Pajak Bumi dan Bangunan
Menurut UU No 20 Tahun 2004 Jo UU No 21 Tahun 2004, Tabel LE.7 Perincian Pajak Bumi dan Bangunan Objek Pajak
NJOP (Rp)
2
Luas (m )
2
Per m
Jumlah
Bumi
13.170
100,000,-
1.317.000.000,-
Bangunan
13.170
300,000,-
3.951.000.000,-
Nilai Jual Objek Pajak (NJOP) sebagai dasar pengenaan PBB = Rp 1.317.000.000,- + 3.951.000.000,= Rp 5.268.000.000, NJOP tidak kena pajak = Rp 12,000,000
(Kep. Menkeu. RI. No.201/KMK/04/2000)
NJOP untuk perhitungan PBB
= Rp 5.268.000.000,- - Rp 12,000,000,= Rp 5.256.000.000,-
Nilai Jual Kena Pajak = 20 % x Rp 5.256.000.000,- = Rp. 1.051.200.000,Tarif Pajak Bumi dan Bangunan (PBB)
= 0,5 % x Rp 1.566.700.000,= Rp 525.600.000,-
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Tabel LE.8 Perincian Biaya Kas No
Jenis Biaya
Jumlah (Rp)
1
Gaji Pegawai
484.500.000,-
2
Administrasi Umum
48.450.000,-
3
Pemasaran
48.450.000,-
4
Pajak Bumi dan Bangunan
525.600.000,-
Total
1.107.000.000,-
E.2.4 Biaya Start Up
Diperkirakan sebesar 1% dari MIT
(Timmerhaus, 2004)
= 0,01 x Rp 24.301.860.920,= Rp 243.018.609,-
E.2.5 Piutang Dagang
PD =
IP 12
x HPT
Dimana : PD
:
Piutang dagang
IP
:
Jangka waktu kredit yang diberikan (1 bulan)
HPT
:
Hasil penjualan 1 tahun
Produksi Crude Corn Oil
= 447,1607 kg/jam
Densitas Crude Corn Oil
= 0,912 kg/liter = 326,356 liter/jam
Harga produk Crude Corn Oil diperkiran lebih mahal dari harga Crude Palm Oil.
Harga produk Crude Corn Oil =
Rp 21.700,-/liter
Harga jual Ampas
Rp 1100,-/kg
=
Harga Crude Corn Oil = 447,1607
liter 12 jam x xRp.21.700 / literx300hari jam hari
= Rp 34.932.193.880,-
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Harga Penjualan Ampas , = 697,7500
12 jam x xRp.1100 / literx300hari jam hari kg
= Rp 2.763.090.000,Harga Penjualan Tahunan =
Piutang dagang (PD)
1 12
Harga Crude Corn Oil + harga ampas
=
Rp 34.932.193.880,- + Rp 2.763.090.000,-
=
Rp 37.695.283.880,-
x Rp. 37.695.283.880,-
= Rp 3.141.273.657,-
Tabel LE.9 Perincian Modal Kerja No
Jenis Biaya
1
Bahan baku proses dan utilitas
2
Kas
3
Start – up
4
Piutang Dagang
13.247.217.810,1.107.000.000,243.018.609,3.141.273.657,-
Total
Total Modal Investasi
Jumlah (Rp)
17.738.510.080,-
= MIT + Modal kerja = Rp 24.301.860.920,- + Rp 17.738.510.080,= Rp. 42.040.370.000,-
Modal berasal dari : Modal sendiri
= 60% dari total modal investasi = 0,6 x Rp 42.040.370.000,= Rp 25.224.222.600,-
Modal pinjaman bank
= 40% dari total modal investasi = 0,4 x Rp 42.040.370.000,= Rp 16.816.148.400,-
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
E.3 Biaya Produksi Total E.3.1 Biaya Tetap (Fixed Cost /FC)
Adalah biaya yang tidak tergantung dari jumlah poduksi a. Gaji Tetap Karyawan
Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah 3 bulan gaji yang diberikan sebagai tunjangan , sehingga : = (12 + 3) Rp 161.500.000,- = Rp 2.422.500.000,-
b. Bunga Pinjaman Bank
Diperkirakan 15 % dari modal pinjaman bank
(Bank BRI, Juni 2008)
= 0,15 x Rp 16.816.148.400,- = Rp 2.522.422.260,c. Depresiasi / Amortisasi
Pengeluaran untuk memperoleh harta berwujud yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun harus dibebankan sebagai biaya untuk mendapatkan, menagih, dan memelihara penghasilan malaui penyusutan (Rusdji, 2004). Pada perancangan pabrik ini, dipakai metode garis lurus atau straight line method . Dasar penyusutan mmenggunakan masa manfaat dan
tarif penyusutan sesuai dengan Undang-Undang Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 pasal 11 ayat 6 dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel. LE.10 Aturan Deprisiasi sesuai UU R.I No. 17 Tahun 2000 Kelompok Harta
Masa
Tarif
Berwujud
(Tahun)
(%)
4
25
Beberapa Jenis Harta
I. Bukan Bangunan 1. Kelompok 1
Mesin kantor, alat kantor, perangkat/tool industri
2. Kelompok 2
8
12,5
Mobil, Truk kerja
3. Kelompok 3
16
6,25
Mesin industri kimia, mesin industri
II. Bangunan Permanen
20
5
Bangunan saran dan Penunjang
Sumber : Waluyo, 2000 dan Rusdji, 2004 Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol. P − L D= n Dimana: D = depresiasi per tahun P = harga awal peralatan L = harga akhir peralatan n = umur peralatan Tabel LE.11 Perkiraan Biaya Depresiasi Componen
Biaya (Rp)
Umur (tahun)
Depresiasi (Rp)
Bangunan Peralatan proses dan
3.353.000.000,-
20
167.650.000,-
6.165.033.801,-
10
385.314.612,-
Instrumentasi & alat
616.503.380,-
4
154.125.845,-
1.233.006.760,-
4
308.251.690,-
Instalasi listrik
616.503.380,-
4
154.125.845,-
Insulasi Inventaris kantor dan
493.202.704,-
4
123.300.676,-
61.650.338,-
4
15.412.584,-
61.650.338,-
4
15.412.584,-
2.160.000.000,-
8
270.000.000,-
Perpipaan
Perlengkapan kebakaran Transportasi
Total
1.593.593.836,-
Semua modal investasi tetap langsung (MITL), kecuali tanah mengalami penyusutan
yang disebut depresiasi, sedang modal investasi tetap tidak
langsung (MITTL) juga mengalami penyusutan yang disebut amortisasi, Biaya amortisasi diperkirakan 20% dari MITTL, sehingga : Amortisasi = 0,2 x Rp. 7.541.956.836,= Rp. 1.508.391.367,Total biaya depresiasi dan amortisasi = Rp. 1.593.593.836,- + Rp. 1.508.391.367,= Rp. 3.101.985.203,-
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
d. Biaya Tetap Perawatan
Perawatan mesin dan alat-alat proses Diperkirakan sebesar 10 % dari HPT
(Timmerhaus, 2004)
= 0,1 x Rp 6.165.033.801,= Rp 616.503.380,
Perawatan bangunan Diperkirakan sebesar 5 % dari harga bangunan
(Timmerhaus, 2004)
= 0,05 x Rp 3.353.000.000,= Rp 167.650.000,
Perawatan kendaraan Diperkirakan sebesar 10 % dari harga kendaraan
(Timmerhaus, 2004)
= 0,1 x 2.160.000.000,= Rp 216.000.000,
Perawatan instrumentasi dan alat kontrol Diperkirakan sebesar 10 % dari harga instrumentasi dan alat kontrol = 0,1 x Rp 616.503.380,-
(Timmerhaus, 2004)
= Rp 61.650.338,
Perawatan perpipaan Diperkirakan sebesar 10 % dari harga perpipaan
(Timmerhaus, 2004)
= 0,1 x Rp 1.233.006.760,= Rp 123.300.676,
Perawatan instalasi listrik Diperkirakan sebesar 10 % dari harga instalasi listrik (Timmerhaus, 2004) = 0,1 x Rp 616.503.380,= Rp 61.650.338,-
Perawatan insulasi Diperkirakan sebesar 10 % dari harga insulasi
(Timmerhaus, 2004)
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
= 0,1 x Rp 493.202.704,= Rp 49.320.270,
Perawatan inventaris kantor Diperkirakan sebesar 10 % dari harga inventaris kantor = 0,1 x Rp 61.650.338,-
(Timmerhaus, 2004)
= Rp 6.165.033,
Perawatan perlengkapan kebakaran Diperkirakan sebesar 10 % dari harga perlengkapan kebakaran = 0,1 x Rp 61.650.338,-
(Timmerhaus, 2004)
= Rp 6.165.033,-
Total biaya perawatan
= Rp 1.308.405.068 ,-
e. Biaya Tambahan (Plant Overhead Cost)
Diperkirakan sebesar 5% dari MIT
(Timmerhaus, 2004)
= 0,05 x Rp 24.301.860.920,= Rp 1.215.093.046,-
f. Biaya Administrasi Umum
Diperkirakan sebesar 15 % dari biaya tambahan
(Timmerhaus, 2004)
= 0,15 x Rp 1.215.093.046,= Rp 182.263.956,-
g. Biaya Pemasaran Dan Distribusi
Diperkirakan sebesar 20% dari biaya tambahan
(Timmerhaus, 2004)
= 0,2 x Rp Rp 1.215.093.046,= Rp 243.018.609,-
h. Biaya Laboratorium Penelitian Dan Pengembangan
Diperkirakan sebesar 15% dari biaya tambahan
(Timmerhaus, 2004)
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
= 0,15 x Rp 1.215.093.046,= Rp 182.263.956,-
i. Biaya Asuransi
a, Asuransi pabrik diperkirakan 1% dari modal investasi tetap (MIT) = 0,01 x Rp 24.301.860.920,= Rp 243.018.609, b. Asuransi karyawan 2,54 % dari total gaji karyawan, dimana 1 % ditanggung oleh karyawan dan 1,54 % ditanggung oleh perusahaan = 0,0154 x (12/3) x Rp 161.500.000,= Rp 9.948.400,Total biaya asuransi = Rp 243.018.609,- + Rp 9.948.400,= Rp 252.967.009,-
j. Hak Paten dan Royalti (I1)
Diperkirakan 1% dari modal investasi tetap Biaya hak paten dan royalti
(Peters et.al., 2004)
= 0,01 x Rp 24.301.860.920,= Rp 243.018.609,-
Tabel LE.10 Perincian Biaya Tetap (Fixed Cost ) No
Jenis Biaya
Jumlah (Rp)
1
Gaji karyawan
2.422.500.000,-
2
Bunga pinjaman bank
2.522.422.260,-
3
Depresiasi & amortisasi
3.101.985.203,-
4
Perawatan
1.308.405.068,-
5
Tambahan
1.215.093.046,-
6
Administrasi umum
182.263.956,-
7
Pemasaran dan distribusi
243.018.609,-
8
Lab dan litbang
182.263.956,-
9
Asuransi
252.967.009,-
10
Hak paten
243.018.609,-
Total
11.673.937.720,-
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
E.3.2 Biaya Variabel (Variabel Cost)
A. Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per Tahun Diperkirakan 10 % dari bahan baku proses dan utilitas
(Timmerhaus, 2004)
= 0,1 x Rp. 13.247.217.810,= Rp. 1.324.721.781,B. Biaya Variabel Pemasaran Diperkirakan 5 % dari biaya tetap pemasaran = 0,05 x Rp 243.018.609,= Rp 12.150.930,C. Biaya Variabel Perawatan Diperkirakan 10% dari biaya tetap perawatan = 0,1 x Rp 1.308.405.068,= Rp 130.840.506,D. Biaya Variabel Lainnya Diperkirakan 5% dari biaya tambahan = 0,05 x Rp 1.215.093.046,= Rp 60.754.652,Total Biaya Variabel (Variabel Cost ) = A + B + C + D = Rp 1.528.437.869,Total Biaya Produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel = Rp 11.673.937.720,- + Rp 1.528.437.869,= Rp 13.202.405.590,-
E.4 Perhitungan Laba / Rugi Perusahaan A. Laba Sebelum Pajak
Laba sebelum pajak = Total Penjualan – Total Biaya Produksi = Rp. 37.695.283.880,- - Rp. 13.202.405.590, Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
= Rp. 24.492.878.290,B. Pajak Penghasilan,
Perhitungan Pajak Penghasilan (PPh) atas perhitungan dihitung berdasarkan Undang-Undang No,17 tahun 2000 Tentang Perubahan Ketiga Atas UU No. 7 Tahun 1983 Tentang Pajak Penghasilan adalah : Tabel LE.12 UU No.17 Tahun 2000 Tarif Pajak (%)
Jumlah Penghasilan Kena Pajak
Penghasilan sampai dengan Rp,50,000,000,-
10
Penghasilan Rp,50,000,000,- s/d Rp,100,000,000,-
15
Penghasilan di atas Rp,100,000,000,-
30
Maka Pajak Penghasilan yang harus dibayar adalah : 10 % x Rp.50.000.000.-
= Rp.
5.000.000,-
15 % x (Rp.100.000.000.- - Rp, 50.000.000.-)
= Rp.
7.500.000,-
30 % x (Rp. 24.492.878.290,- Rp. 100.000.000,-)
= Rp. 7.317.863.487,- + = Rp. 7.330.363.487,-
Total pajak penghasilan (PPh)
C. Laba Setelah Pajak
Laba setelah pajak = Laba sebelum pajak – PPh = Rp. 24.492.878.290,- - Rp. 7.330.363.487,= Rp. 31.823.241.780,-
E.5 Analisa Aspek Ekonomi A. Profit Margin (PM)
PM =
PM =
Laba sebelum pajak total penjualan
x 100%
Rp. 24.492.878.290,Rp. 37.695.283.880,-
x 100% = 64,98 %
B. Break Even Point (BEP) Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
BEP =
BEP =
Biaya Tetap
x 100% Total Penjualan - Biaya Variabel
Rp. 11.673.937.720,-
x 100% Rp. 37.695.283.880,- - Rp. 1.528.437.869,-
= 32,28 % C Return on Investement (ROI) Return on Investment adalah besarnya persentase pengembalian modal setiap
tahun dari penghasilan bersih. ROI = ROI =
Laba setelah pajak
x 100% Total modal investasi
Rp. 31.823.241.780,Rp. 42.040.370.000,-
x 100%
= 75,69 % D. Pay Out Time (POT)
POT = POT =
1
x 1 Tahun ROI
1 0,7569
x 1 Tahun = 1,32 Tahun ≈ 1,5 Tahun
F. Internal Rate of Return (IRR)
Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut ”Cash Flow”. Untuk memperoleh cast flow diambil ketentuan sebagai berikut : - Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10 % tiap tahun. - Harga tanah diasumsikan mengalami kenaikan 10 % tiap tahun. - Amortasi dihitung untuk 5 tahun. - Masa pembangunan disebut tahun ke-nol. - Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun. - Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke-10. - Cash flow = Laba sesudah pajak + Depresiasi + Harga tanah + Amortasi
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008
Internal
rate
of
return
merupakan
persentase
yang
menggambarkan
keuntungan rata - rata bunga pertahun dari semua pengeluaran dan pemasukan, apabila IRR ternyata lebih besar dari bunga rill yang berlaku, maka pabrik akan menguntungkan, tetapi bila IRR lebih kecil dari bunga rill yang berlaku maka pabrik dianggap rugi. Dari Tabel LE.13 diperoleh IRR = 42,23 %, sehingga pabrik akan menguntungkan karena lebih besar dari bunga pinjaman bank saat ini yaitu sebesar 15 % (Bank BRI, Juni 2008).
Ardi Leonard Silalahi : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Crude Corn Oil (Cco) Dari Biji Jagung Dengan Kapasitas Bahan Baku 4.500 Ton / Tahun, 2009 USU Repository © 2008