TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK SABUN PADAT TRANSPARAN DARI REFINED BLEACHED DEODORIZED PALM STEARIN (RBDPS) DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 55.000 TON/TAHUN
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Dari Syarat-syarat Yang Diperlukan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala
Disusun Oleh :
DIAN MAULINA 0904103010029 PUTRI ADE FATMA 0904103010070
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SYIAH KUALA DARUSSALAM, BANDA ACEH 2014
KATA PENGANTAR
BISMILLAHIRRAHMANIRRAHIIM Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, yang mana atas rahmat dan karunia-Nya penulis telah menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Shalawat beriring salam kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW, keluarga dan sahabat beliau sekalian serta orang-orang mukmin yang tetap istiqamah di jalan-Nya. Adapun laporan Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan kurikulum di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala, yang berjudul “ Prarancangan Pabrik Sabun Padat Transparan dari Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS) Dengan Kapasitas Produksi 55.000 Ton/Tahun” Dalam melaksanakan penyusunan laporan Tugas Akhir, hingga selesainya laporan penulis telah banyak mendapat bantuan dan arahan dari banyak pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Dr. Ir. Izarul Machdar, M.Sc selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Unsyiah 2. Bapak Ir. Abubakar, M.Sc selaku Koordinator Tugas Akhir. 3. Ibu Zuhra, S.T, M.Sc selaku Dosen Pembimbing I. 4. Ibu Dr. Ir. Mariana, M.Si selaku Dosen Pembimbing II. 5. Seluruh dosen dan staff akademika dikalangan jurusan Teknik Kimia Universitas Syiah kuala . 6. Kedua Orang tua kami yang telah memberikan motivasi dan dukungan penuh dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 7. Teman-teman angkatan 2009 lainnya yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
iv
Penulis menyadari bahwa dalam laporan ini masih banyak terdapat kekurangan baik dalam penulisan, untuk itu saran dari semua pihak sangat diharapkan demi kesempurnaan laporan Tugas Akhir ini. Akhirnya, penulis berharap semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak, Amin.
Darussalam, 2014
Penulis
v
Juli
ABSTRAK
Prarancangan pabrik Sabun padat transparan ini menggunakan Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS) sebagai bahan baku. Kapasitas produksi pabrik sabun padat transparan ini adalah 55.000 Ton/Tahun dengan hari kerja 330 hari/tahun. Bentuk perusahaan yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) dengan menggunakan metode struktur garis dan staf. Kebutuhan tenaga kerja untuk menjalankan perusahaan ini berjumlah 200 orang. Lokasi pabrik direncanakan didirikan di Seumantok, Kecamatan Karang Baru, Kabupaten Aceh Tamiang Provinsi Aceh dengan luas tanah 26.400 m2. Sumber air pabrik sabun padat transparan ini berasal dari Sungai Tamiang, Kabupaten Aceh Tamiang, Provinsi Aceh dan untuk memenuhi kebutuhan listrik diperoleh dari Perusahaan Listrik Negara (PLN) dan Generator .
Hasil analisa ekonomi yang diperoleh adalah : a. Fixed Capital Investment
= Rp.
218.316.741.463
b. Working Capital Investment = Rp.
37.790.875.306
c. Total Capital Investment
= Rp.
256.107.616.769
d. Total Biaya Produksi
= Rp. 1.567.815.914.593
e. Hasil Penjualan
= Rp. 1.693.999.989.158
f. Laba Bersih
= Rp.
g. Pay Out Time (POT)
= 3 tahun 4 bulan
h. Break even Point (BEP)
= 34 %
86.451.178.119
DAFTAR ISI
Halaman LEMBARAN PENGESAHAN JURUSAN ............................................
i
LEMBARAN PENGESAHAN PANITIA SIDANG ...............................
ii
LEMBARAN PENGESAHAN PEMBIMBING ....................................
iii
KATA PENGANTAR .............................................................................
iv
ABSTRAK ...............................................................................................
vi
DAFTAR ISI ...........................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR ...............................................................................
xii
DAFTAR TABEL ...................................................................................
xiv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik ........................................
I-1
1.2 Penentuan Kapasitas Pabrik ...............................................
I-3
1.2.1 Proyeksi Kebutuhan Produk Sabun Mandi .................
I-3
1.2.2 Ketersediaan Bahan Baku ..........................................
I-5
Sabun .................................................................................
I-8
1.3.1 Jenis-jenis Sabun .......................................................
I-11
1.3.2 Kegunaan sabun ........................................................
I-13
1.3
1.4 Sifat Fisika dan Kimia Bahan yang Digunakan dalam Proses ................................................................................
I-13
1.4.1 RBDPS .....................................................................
I-13
1.4.2 Natrium Hidroksida (NaOH) .....................................
I-14
1.4.3 Air ............................................................................
I-15
1.4.4 Gliserin .....................................................................
I-16
1.4.5 Asam Sitrat ...............................................................
I-16
1.4.6 Glukosa .....................................................................
I-17
1.4.7 Etanol ........................................................................
I-17
1.4.8 Ethylene Diamine Tetra-acetic Acid (EDTA)………..
I-18
1.4.9 Triclosan (TCS) .........................................................
I-18
1.4.10 Pewangi ...................................................................
I-19
BAB II PEMILIHAN DAN DESKRIPSI PROSES 2.1 Proses Pembuatan Sabun ...................................................
II-1
2.1.1 Netralisasi Asam Lemak ............................................
II-1
2.1.2 Proses Saponifikasi Trigliserida Langsung .................
II-2
2.1.3 Proses Saponifikasi Metil Ester Asam Lemak.............
II-4
2.2 Pemilihan Proses ................................................................
II-4
2.3 Tahapan Proses Pembuatan Sabun Padat Transparan...........
II-8
2.3.1 Tahap Persiapan Bahan Baku ....................................
II-8
2.3.2 Tahap Tahap Reaksi Saponifikasi Trigliserida ............
II-8
2.3.3 Tahap Pemisahan RBDPS recycle .............................
II-9
2.3.4 Tahap Proses Pencampuran Bahan ............................
II-9
2.3.5 Tahap Pencetakan dan Finishing Sabun .....................
II-10
BAB III LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK 3.1 Lokasi Pabrik .....................................................................
III-1
3.2 Tata Letak Pabrik ...............................................................
III-5
3.3 Layout Pabrik .....................................................................
III-9
BAB IV ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN 4.1 Pendahuluan ......................................................................
IV-1
4.2 Bentuk Hukum Organisasi Perusahaan ...............................
IV-1
4.3 Struktur Organisasi Perusahaan ..........................................
IV-2
4.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab .................
IV-4
4.4.1 Pemegang Saham ......................................................
IV-4
4.4.2 Dewan Komisaris........................................................
IV-4
4.4.3 Fungsionaris Perusahaan ...........................................
IV-5
Pembagian Seksi-seksi dan Tugas ......................................
IV-6
4.5.1 Kepala Bagian Produksi .............................................
IV-6
4.5.2 Kepala Bagian Teknik ................................................
IV-7
4.5.3 Kepala Bagian Umum ................................................
IV-7
4.5
4.5.4 Kepala Bagian Pemasaran ..........................................
IV-7
4.5.5 Kepala Bagian Keuangan ...........................................
IV-7
4.6 Karyawan ..........................................................................
IV-8
4.6.1 Karyawan Tetap ........................................................
IV-8
4.6.2 Karyawan Harian ......................................................
IV-8
4.6.3 Karyawan Borongan ..................................................
IV-8
4.7 Sistem Gaji ........................................................................
IV-8
4.8 Pengaturan Jam Kerja .........................................................
IV-8
4.9 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ............. IV-10 4.9.1 Penggolongan Jabatan ................................................ IV-10 4.9.2 Jumlah Karyawan dan Gaji ........................................ IV-11 BAB V NERACA MASSA DAN ENERGI 5.1 Neraca Massa .....................................................................
V-1
5.1.1 Persamaan Neraca Massa ...........................................
V-1
5.1.2 Langkah-langkah Pembuatan Neraca Massa ...............
V-2
5.2 Neraca Energi .....................................................................
V-3
5.3 Hasil Perhitungan Neraca Massa .........................................
V-4
5.3.1 Oil Purifier (OP-101) ................................................
V-4
5.3.2 Tangki NaOH (T-102) ...............................................
V-5
5.3.3 Reaktor Safonifikasi (R-101) .....................................
V-6
5.3.4 Dekanter Sentrifugal (DK-101) .................................
V-7
5.3.5 Tangki Pelarutan Bahan Aditif (T-105) .....................
V-7
5.3.6 Mixer I (M-101) ........................................................
V-9
5.3.7 Mixer II (M-101) .......................................................
V-10
5.4 Hasil Perhitungan Neraca Energi ........................................
V-12
5.4.1 Tangki Pemanas RBDPS (T-101) ..............................
V-12
5.4.2 Reaktor Safonifikasi (R-101) .....................................
V-13
5.4.3 Mixer I (M-101) ........................................................
V-14
5.4.4 Cooler (CO-101) .......................................................
V-15
BAB VI SPESIFIKASI PERALATAN BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA 7.1 Insturmentasi ..................................................................... VII-1 7.1.1 Pemilihan Instrumentasi ............................................ VII-2 7.1.2 Tujuan Sistem Pengontrolan ...................................... VII-2 7.1.3 Pengelompokan Sistem Kontrol ................................ VII-3 7.1.4 Elemen-elemen Sistem Kontrol ................................. VII-4 7-1.5 Instrumentasi Alat pada Prarancangan........................ VII-4 7.2 Teknik Keselamatan Kerja ................................................. VII-5 7.2.1 Penanggulangan Preventif .......................................... VII-5 7.2.2 Penanggulangan Curative ........................................... VII-7
BAB VIII UTILITAS 8.1 Unit Pengadaan Air ............................................................ VIII-1 8.1.1 Kebutuhan Air............................................................ VIII-1 8.2 Pengolahan Air .................................................................. VIII-4 8.2.1 Screening .................................................................. VIII-6 8.2.2 Klarifikasi ................................................................. VIII-6 8.2.3 Filtrasi ....................................................................... VIII-7 8.2.4 Demineralisasi .......................................................... VIII-7 8.2.5 Deaerasi .................................................................... VIII-9 8.3 Kebutuhan Uap (Steam) ..................................................... VIII-9 8.4 Kebutuhan Bahan Kimia .................................................... VIII-10 8.5 Kebutuhan Listrik .............................................................. VIII-10 8.6 Kebutuhan Bahan Bakar .................................................... VIII-11 8.7 Unit Pengolahan Limbah .................................................... VIII-11 8.7.1 Limbah Cair .............................................................. VIII-12 8.7.2 Limbah Padat ............................................................ VIII-15 8.8 Laboratorium ...................................................................... VIII-15 8.8.1 Peran Laboratorium ................................................... VIII-15 8.8.2 Program Laboratorium .............................................. VIII-15
8.9 Spesifikasi Peralatan Utilitas ............................................... VIII-16
BAB IX ANALISA EKONOMI 9.1 Modal yang di Investasikan (Capital Investment) ...............
IX-1
9.2 Biaya Produksi (Production Cost) .....................................
IX-1
9.3 Analisa Keuntungan dan Kerugian .....................................
IX-2
9.3.1 Laba Kotor dan Bersih ..............................................
IX-2
9.3.2 Internal Rate Of Return (IRR) ...................................
IX-3
9.3.3 Pay Out Time (POT) .................................................
IX-3
9.3.4 Break Event Point (BEP) ...........................................
IX-3
9.4 Hasil Perhitungan Analisa Ekonomi ....................................
IX-3
BAB X KESIMPULAN ..........................................................................
X-1
DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................
XI-1
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA .........................
A-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI ......................
B-1
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN PROSES..............................................
C-1
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS ..........................................
D-1
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI ..................
E-1
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1.1
Grafik Regresi Linear Kebutuhan Sabun Dalam Negeri ...
I-4
Gambar 1.2
Buah Kelapa Sawit dan Minyak Sawit ............................
I-6
Gambar 1.3
RBDP Stearin (Palm Stearin) ..........................................
I-7
Gambar 2.1
Diagram Proses Saponifikasi Trigliserida .........................
II-11
Gambar 3.1
Peta Kabupaten Aceh Tamiang Propinsi Aceh ................
III-1
Gambar 3.2
Layout Pabrik Sabun Padat Transparan dari Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS) ................................
III-9
Gambar 5.1
Blok Diagram Oil Purifier (OP – 101) .............................
V-5
Gambar 5.2
Blok Diagram Tangki NaOH (T-102) .............................
V-5
Gambar 5.3
Blok Diagram Reaktor Saponifikasi (R101) .....................
V-6
Gambar 5.4
Blok Diagram Dekanter Sentrifugal (DK-101) ...............
V-7
Gambar 5.5
Blok Diagram Tangki Pelarutan (T-105) .........................
V-8
Gambar 5.6
Blok Diagram Mixer I (M-101) .......................................
V-9
Gambar 5.7
Blok Diagram Mixer II (M-102).......................................
V-10
Gambar 5.9
Blok Diagram Neraca Energi Tangki Pemanas RBDPS (T-101) ..............................................................
Gambar 5.10
V-12
Blok Diagram Neraca Energi Reaktor Saponifikasi (R-101) ...........................................................................
V-13
Gambar 5.11
Blok Diagram Neraca Energi Mixer I (M-101) ................
V-14
Gambar 5. 12
Blok Diagram Neraca Energi Cooler (CO-101) ...............
V-15
Gambar 9.1
Kurva Break Event Point Metode Cash Flow ..................
IX-4
Gambar A.1
Blok Diagram Oil Purifier (OP – 101) .............................
A-2
Gambar A.2
Blok Diagram Tangki NaOH (T-102) .............................
A-4
Gambar A.3
Blok Diagram Reaktor Saponifikasi (R101) .....................
A-5
Gambar A.4
Blok Diagram Dekanter Sentrifugal (DK-101) ...............
A-9
Gambar A.5
Blok Diagram Tangki Pelarutan (T-105) .........................
A-11
Gambar A.6
Blok Diagram Mixer I (M-101) .......................................
A-13
Gambar A.7
Blok Diagram Mixer II (M-102).......................................
A-16
Gambar B.1
Blok Diagram Neraca Energi Tangki Pemanas RBDPS (T-101) ..............................................................
Gambar B.2
B-4
Blok Diagram Neraca Energi Reaktor Saponifikasi (R-101) ...........................................................................
B-7
Gambar B.3
Blok Diagram Neraca Energi Mixer I (M-101) ................
B-13
Gambar B.4
Blok Diagram Neraca Energi Cooler (CO-101) ...............
B-26
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1.1
Data Kebutuhan Sabun Dalam Negeri Indonesia ....................
Tabel 1.2
Komposisi Asam Lemak Minyak Kelapa Sawit dan Minyak
I-5
Inti Kelapa Sawit ...................................................................
I-7
Tabel 1.3
Spesifikasi Mutu Sabun dari bahan Baku RBDPS .................
I-10
Tabel 2.1
Perbandingan Proses Saponifikasi Langsung Trigliserida dengan Saponifikasi Asam Lemak ........................................... II-6
Tabel 3.1
Perincian Luas Lahan Pabrik Sabun padat transaparan ..........
III-8
Tabel 4.1
Jam Kerja Karyawan Non Shift ...............................................
IV-9
Tabel 4.2
Jam Istirahat Karyawan Non Shift ..........................................
IV-9
Tabel 4.3
Jadwal Kerja Karyawan Shift .................................................
IV-9
Tabel 4.4
Siklus Pergantian Shift Selama 1 Bulan .................................
IV-9
Tabel 4.5
Penggolongan Jabatan............................................................ IV-10
Tabel 4.6
Perincian Jumlah Karyawan ................................................... IV-12
Tabel 4.7
Perincian Golongan dan Gaji ................................................ IV-13
Tabel 5.1
Neraca Massa pada Oil Purifier (OP-101) ............................
V-5
Tabel 5.2
Neraca Massa pada Tangki pelarutan NaOH (T-102) ...........
V-6
Tabel 5.3
Neraca Massa pada Reaktor Saponifikasi (R-101) .................
V-6
Tabel 5.4
Neraca Massa pada Dekanter Sentrifugal (DK-101) ............
V-7
Tabel 5.5
Neraca Massa pada Tangki Pelarutan Bahan Aditif (T-105)....
V-8
Tabel 5.6
Neraca Massa pada Mixer I (M-101) ...................................
V-10
Tabel 5.7
Neraca Massa pada Mixer II (M-102) ....................................
V-11
Tabel 5.9
Hasil Perhitungan Neraca Energi Tangki Pemanas RBDPS (T-101) ...................................................................
Tabel 5.10
V-13
Hasil Perhitungan Neraca Energi Reaktor Saponifikasi (R-101) ..............................................................
V-14
Tabel 5.11
Hasil Perhitungan Neraca Energi pada Mixer I (M-101)
Tabel 5.12
pada Tkeluar = 81 oC V-15 Hasil Perhitungan Neraca Energi Cooler (CO-101)................. V-16
Tabel 8.1
Total Kebutuhan Air Proses .................................................. VIII-3
Tabel 8.2
Total Kebutuhan Air untuk Steam 110oC ............................... VIII-4
Tabel 8.3
Total Kebutuhan Air untuk Air Pendingin ............................. VIII-4
Tabel 8.4
Total Air untuk Steam 110oC yang Dimanfaatkan Kembali .... VIII-4
Tabel 8.5
Total Air pendingin bekas yang Dimanfaatkan Kembali ........ VIII-5
Tabel 8.6
Kualitas Air Sungai Krueng Tamiang di Kabupaten Aceh Tamiang ....................................................................... VIII-6
Tabel 8.7
Karakteristik Kimia Fisika Resin Dowex Marathon ............... VIII-
10 Tabel 8.8
Karakteristik Limbah Cair ..................................................... VIII14
Tabel A.1
Neraca Massa pada Oil Purifier (OP-101) ............................
A-3
Tabel A.2
Neraca Massa pada Tangki pelarutan NaOH (T-102) ...........
A-4
Tabel A.3
Neraca Massa pada Reaktor Saponifikasi (R-101) .................
A-9
Tabel A.4
Neraca Massa pada Dekanter Sentrifugal (DK-101) ............
A-10
Tabel A.5
Neraca Massa pada Tangki Pelarutan Bahan Aditif (T-105) ... A-12
Tabel A.6
Neraca Massa pada Mixer I (M-101) ...................................
A-15
Tabel A.7
Neraca Massa pada Mixer II (M-102) ....................................
A-1
Tabel B.1
Data Berat Molekul Masing-Masing Komponen ....................
B-3
Tabel B.2
Data Kapasitas Panas (Cp) Masing-Masing Komponen ..........
B-3
Tabel B.3
Data Kapasitas Panas (Cp) Masing-Masing Komponen ..........
B-3
Tabel B.4
Hasil integrasi kapasitas panas (Cp) masing-masing komponen
B-4
Tabel B.5
Hasil Perhitungan Neraca Energi Tangki Pemanas RBDPS (T-101) ...................................................................
Tabel B.6
Hasil Perhitungan Neraca Energi Reaktor Saponifikasi (R-101) ..............................................................
Tabel B.7
B-13
Hasil Perhitungan Neraca Energi pada Mixer I (M-101) pada Tkeluar = 81 oC
Tabel B.8
B.6
B-19
Hasil Perhitungan Neraca Energi Cooler (CO-101) .................. B-25
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik Indonesia merupakan negara berkembang yang sedang melaksanakan pembangunan pada segala bidang, dan juga merupakan negara yang memiliki berbagai potensi, baik potensi sumber daya alam dan energi, maupun sumber daya manusia. Salah satu bidang pembangunan yang paling diharapkan adalah bidang ekonomi dan salah satu sektor dalam bidang ekonomi adalah sektor industri. Salah satu sub sektor industri adalah sub sektor industri kimia, yang diharapkan dapat berkembang pesat guna mengimbangi kebutuhan yang semakin berkembang dan meningkat sesuai dengan kemajuan perekonomian bangsa. Di Indonesia masih sedikit terdapat industri yang menggunakan minyak kelapa sawit sebagai bahan baku yang diproses untuk menghasilkan suatu produk. Minyak kelapa sawit dapat dipergunakan dalam industri melalui proses penyulingan, penjernihan dan penghilangan bau atau RBDPO (Refined Bleached and Deodorized Palm Oil). Produk turunan CPO, didominasi industri produk pangan yakni minyak goreng, margarin, cocoa butter substitube (CBS), es krim dan lain-lain. CPO juga bisa menghasilkan produk unggulan eksport non pangan dengan nilai tambah yang tinggi seperti industri Oleochemicals, produk farmasi, kosmetik, plastik, minyak pelumas dan sumber energi alternatif untuk bahan bakar diesel. Melalui reaksi hidrolisa dengan cara kimia ataupun enzimatis, CPO dapat dikonversi menjadi asam lemak dan gliserin. Kemudian, asam lemak yang terbentuk dihidrogenasi dan difraksinasi untuk menghasilkan asam-asam lemak yang lebih murni yang banyak digunakan untuk industri pembuatan deterjen, sabun, shampoo, kosmetik, pasta gigi, industri karet dan ban, industri cat dan tinta, serta minyak diesel. Sabun adalah salah satu produk olahan CPO yang memiliki nilai ekonomis tinggi. Berdasarkan data PT. CIC tahun 2007 menunjukan bahwa perkembangan industri sabun meliputi industri sabun mandi dan sabun cuci. Pada umumnya industri ini terintegrasi dengan deterjen dan industri gliserin. Sebagian besar industri sabun terletak di pulau Jawa mencapai 33 industri berkapasitas 335.848 ton, terdiri dari industri sabun mandi berkapasitas 278.230 ton dan industri sabun cuci berkapasitas 57.618 ton. Di Sumatera Utara sebanyak 8 industri terdiri dari 2 industri sabun mandi dan 6 industri sabun cuci. Seiring dengan perkembangan zaman, masyarakat mulai membuka home industri sabun untuk menambah pangsa dipasaran (Afifuddin,2007).
Sabun merupakan salah satu produk turunan dalam industri kimia yang sangat dibutuhkan masyarakat konsumen Indonesia sebagai kebutuhan primer. Setiap manusia membutuhkan sabun dalam mengerjakan aktivitas sehari-harinya. Selain itu, sabun juga dipakai dalam dunia industri seperti : dalam mesin pengolahan bijih tambang dan pembuatan minyak gemuk untuk mesin-mesin. Oleh karena itu, kebutuhan pasar bagi dunia industri sabun sangat luas sekali, hal ini tentu akan sangat menguntungkan bagi negara yang memiliki sumber daya alam berbahan baku sabun.Salah satu pembuatan sabun yaitu dengan saponifikasi minyak kelapa sawit dengan NaOH .Beberapa jenis bahan baku pembuatan sabun yaitu tallow, lard, palm oil (minyak sawit), coconut oil (minyak kelapa), palm kernel oil (minyak inti kelapa sawit), palm oil stearine, marine oil, castor oil, olive oil, dan RBDPS (Saepul, 2009). Pada prarancangan pabrik sabun padat transparan ini, bahan baku yang digunakan adalah RBDPS (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin). RBDPS yang akan digunakan sudah murni sehingga tidak perlu di dilakukan proses pemurnian. Diagram proses refinery CPO dapat dilihat pada Gambar 1.1 berikut.
(PT.Wilmar 2009)
Gambar 1.1 Diagram proses Refinery CPO menjadi ROL dan RBDPS Kebutuhan sabun terus meningkat setiap tahunnya seiring bertambahnya jumlah penduduk dan Indonesia merupakan salah satu penghasil kelapa sawit terbesar, yang merupakan bahan baku pembuatan sabun padat transaparan,
sehingga pendirian pabrik sabun padat transaparan di Indonesia mempunyai prospek yang sangat baik.
1.2. Penentuan Kapasitas Pabrik 1.2.1 Proyeksi kebutuhan Sabun padat transaparan Konsumsi masyarakat Indonesia akan sabun meningkat dari tahun ke tahun, sehingga kebutuhan sabun pada masa mendatang juga akan meningkat seiring dengan laju pertumbuhan penduduk. Sebanyak 70% kebutuhan sabun mandi dipenuhi oleh 5 perusahaan besar di Indonesia dan sisanya dipenuhi oleh pasar luar negeri dan home industri di Indonesia. Tabel 1.1 merupakan data kebutuhan sabun dalam negeri, pada tabel tersebut dapat dilihat bahwa kebutuhan sabun dalam negeri di Indonesia setiap tahunnya cenderung meningkat sejalan dengan laju pertumbuhan penduduk dan pertumbuhan industri.
Tabel 1.1 Data Kebutuhan Sabun Dalam Negeri Indonesia Tahun Kebutuhan Sabun Dalam Negeri (Ton) 2007 1.198.678 2008 1.230.497 2009 1.254.247 2010 1.377.997 Sumber : Badan Pusat Statistik NAD, 2013 Berdasarkan data pada Tabel 1.1 dapat dibuat prediksi kebutuhan sabun mandi di Indonesia hingga tahun 2018 dengan menggunakan pendekatan regresi linear. Metode regresi linear dengan menggunakan persamaan garis lurus: y = ax + b dimana: y = Total kebutuhan sabun mandi (Ton)
(1.1)
x = Tahun produksi a = Slope b = Intersep Maka diperoleh persamaan laju kebutuhan sabun dalam negeri seperti yang terlihat pada Gambar 1.1
Gambar 1.1 Grafik Regresi Linear Kebutuhan Sabun Dalam Negeri Dengan menggunakan persamaan kurva regresi linear pada Gambar 1.1, maka dapat diproyeksikan jumlah kebutuhan sabun dalam negeri untuk tahun 2018, yaitu: y = 72.723,80 x – 144.806.899 Untuk tahun (x) 2018, maka diperoleh jumlah kebutuhan sabun dalam negeri (y) sebesar 1.949.729 ton/tahun. Kapasitas produksi dapat diartikan sebagai jumlah maksimal output yang dapat diproduksi dalam satuan waktu tertentu. Pabrik yang dirikan harus mempunyai kapasitas produksi yang optimal yaitu jumlah dan jenis produk yang dihasilkan harus dapat menghasilkan laba yang maksimal dengan biaya minimal. Berdasarkan hasil regresi jumlah impor sabun dalam negeri untuk tahun 2018 adalah 1.949.729 Ton/tahun. Hasil prediksi kebutuhan sabun menggambarkan kondisi sebenarnya, tetapi karena 70 % ketersediaan sabun di Indonesia sudah dicukupi oleh perusahaan – perusahaan di Indonesia. Sebanyak 30% kebutuhan sabun dicukupi oleh pasar luar negeri (impor), Pabrik yang didirikan ditargetkan dapat memenuhi 10 % dari total yang diimpor, maka kapasitas produksi sabun pada pabrik ini adalah 55.000 ton/tahun dan ini dapat memenuhi kebutuhan sabun dari total impor. 1.2.2 Ketersediaan Bahan Baku
Indonesia
merupakan
produsen
minyak
sawit
terbesar
di
dunia
menggantikan Malaysia dengan kapasitas produksi Crude Palm Oil (CPO) telah mencapai 19 juta ton. Lahan perkebunan kelapa sawit di Indonesia saat ini tersebar di 16 propinsi dan 52 kabupaten dengan luas lahan sekitar 5,5 juta Ha (GAPKI 2008 di dalam Rismawati 2009). Areal penanaman kelapa sawit Indonesia terkonsentrasi di lima propinsi yakni Sumatera Utara, Riau, Kalimantan Barat, Sumatera Selatan, Jambi dan Aceh. Areal penanaman terbesar terdapat di Sumatera Utara (dengan sentra produksi di Labuhan Batu, Langkat, dan Simalungun) dan Riau. Berbeda dengan jenis tanaman penghasil minyak lainnya, kelapa sawit menghasilkan dua jenis minyak yang kedua-duanya bisa diproses dan diolah menjadi aneka jenis produk turunannya. daging buah sawit akan menghasilkan minyak sawit kasar (crude palm oil,CPO) dan inti sawit akan menghasilkan minyak inti sawit kasar (crude palm kernel oil, CPKO). Minyak sawit berpotensi untuk digunakan dalam berbagai aplikasi yang sangat luas dan beragam baik sebagai pangan, maupun untuk keperluan nonpangan. Dalam bidang pangan, minyak sawit banyak digunakan sebagai minyak goreng, shortening, margarin, vanaspati, cocoa butter substitutes, dan berbagai komposisi pangan lainnya. Aplikasi dalam bidang non-pangan juga terus berkembang, terutama sebagai oleokimia, biodiesel, dan berbagai ingridien untuk berbagai industri non-pangan, misalnya untuk industri farmasi. Minyak sawit dengan mudah difraksinasi menjadi fraksi cair (olein) dan fraksi padat (stearin). Palm olein (olein sawit) bersifat cair pada suhu ruang dengan pemakaian utama sebagai minyak goreng, jika diperlukan, olein sawit ini bisa dicampur (blend) dengan berbagai minyak makan lainnya. Palm Stearin (stearin sawit) bersifat padat pada suhu ruang, sering dianggap sebagai “hasilsamping” dari olein sawit. Karena itu stearin sawit umumnya mempunyai harga yang lebih rendah dibandingkan harga olein atau pun minyak sawit itu sendiri. Stearin sawit merupakan komposisi penting sebagai komponen lemak keras (hard fat) untuk berbagai produk seperti shortening, pastry, margarin daan produk sabun (Haryadi, 2010).
Gambar 1.2 Buah Kelapa Sawit dan Minyak Sawit Minyak sawit dapat digolongkan ke dalam minyak serbaguna. Hampir 90% minyak sawit di dunia diperdagangkan untuk kebutuhan pangan, digunakan sebagai sebagai minyak goreng dan sabun. Selebihnya untuk industri minyak pelumas, kosmetik dan sabun. Rata-rata komposisi asam lemak minyak kelapa sawit dapat dilihat pada Tabel 1.2
aa
Tabel 1.2 Komposisi asam lemak minyak kelapa sawit dan minyak inti kelapa sawit Jumlah (%) Asam Lemak Rumus Kimia Minyak kelapa sawit Minyak inti sawit Asam Kaplirat C7H17COOH 3–4 Asam Kaplorat C5H11COOH 3–7 Asam Laurat C11H23COOH 46 – 52 Asam Miristat C13H27COOH 1,1 – 2,5 14 – 17 Asam Palmitat C15H31COOH 40 – 46 6,5 – 9 Asam Stearat C17H35COOH 3,6 – 4,7 1 - 2,5 Asam Oleat C17H33COOH 39 – 45 13 – 19 Asam Linoleat C17H31COOH 7 – 11 0,5 – 2 (Sumber : Ketaren, 1986).
Gambar 1.3 RBDP Stearin (Palm Stearin)
Pada pra rancangan Pabrik bahan baku yang digunakan adalah RBDPS. RBDPS adalah fraksi dari minyak kelapa sawit yang banyak mengandung asam lemak sehingga cenderung berbentuk padat atau keras pada suhu kamar seperti yang terlihat pada Gambar 1.3. Rentang nilai komposisi asam lemak stearin lebih lebar dari olein. RBDP-stearin merupakan hasil refinasi lengkap dari minyak kelapa sawit. RBDPS pada suhu kamar berbentuk padat dengan kadar FFA sebesar 0,2 %, bilangan penyabunan 195-210, bilangan iodium 34-47, impuritis 0,15%, berwarna kuning dengan kandungan asam palmitat mencapai 57-61%, asam miristat maksimal 2% dan asam stearat 3-7% (Anonymous, 2013).
Provinsi Sumatera Utara merupakan daerah penghasil minyak Nabati (Bahan Bakar Nabati/BBN) dan Crude Palm Oil (CPO/minyak kelapa sawit), dan memiliki Pabrik Kelapa Sawit (PKS) terbesar di Indonesia. Produksi CPO di Indonesia diperuntukan sebagai berikut: 1. Ekspor
= 52 %
2. Industri Stearin
= 37 %
3. Industri Margarin = 3 % 4. Industri Sabun
=3%
5. Oleochemical
=5% (Anonymous, 2013)
Dari data di atas dapat dijelaskan bahwa sebanyak 37 % dari total produksi CPO (produksi nasional) diolah menjadi RBDP-Stearin yang bisa digunakan sebagai bahan baku pembuatan sabun. 1.3 Sabun Sabun adalah garam alkali dari asam lemak dan dihasilkan menurut reaksi asam basa biasa. Basa alkali yang umum digunakan untuk membuat sabun adalah Kalium Hidroksida (KOH), Natrium Hidroksida (NaOH), dan Amonium Hidroksida (NH4OH) sehingga rumus molekul sabun selalu dinyatakan sebagai RCOOK atau RCOONa atau RCOONH4.
Sabun pertama kali dibuat dari lemak yang dipanaskan dengan abu. Pabrik sabun pertama kali berdiri pada abad ke-7 di negara Eropa (Italia, Spanyol, dan Perancis). Sabun pertama kali dipatenkan pada tahun 1791 oleh seorang kimiawan dari Perancis yang bernama Nicholas Leblanc, dimana pada saat itu Leblance membuat sabun dari soda abu dan garam. Setelah itu seorang ahli kimia berke bangsaan Belgia, bernama Ernest Solvay membuat sabun secara modern dengan proses amonia. (Perdana, 2009). Pada prinsipnya proses produksi sabun (reaksi saponifikasi) adalah sama, hal yang membedakan adalah komposisi bahan baku terutamanya yaitu minyak dan lemak serta zat-zat aditif lainnya. Proses pembuatan sabun dikenal dengan istilah proses saponifikasi yang merupakan reaksi pemutusan rantai triglesireda melalui reaksi dengan caustic soda (NaOH). Berikut reaksinya (Diha, 2011):
Gambar 1.4 Reaksi Pemutusan Rantai Trigliserida. Sifat – sifat sabun : 1. Sabun adalah garam alkali dari asam lemak suhu tinggi sehingga akan dihidrolisis parsial oleh air. Karena itu larutan sabun dalam air bersifat basa. CH3(CH2)16COONa + H2O
CH3(CH2)16COOH + OH-
2. Jika larutan sabun dalam air diaduk maka akan menghasilkan buih, peristiwa ini tidak akan terjadi pada air sadah. Dalam hal ini sabun dapat menghasilkan
buih
setelah
garam-garam
CH3(CH2)16COONa + CaSO4
Mg
atau
Ca
dalam
air
mengendap.
Na2SO4 + Ca(CH3(CH2)16COO)2
3. Sabun mempunyai sifat membersihkan. Sifat ini disebabkan proses kimia koloid, sabun (garam natrium dari asam lemak) digunakan untuk mencuci kotoran yang bersifat polar maupun non polar, karena sabun mempunyai gugus polar dan non polar. Molekul sabun mempunyai rantai hydrogen CH3(CH2)16 yang bertindak sebagai ekor yang bersifat hidrofobik (tidak suka air) dan larut dalam zat organic sedangkan COONa+ sebagai kepala yang bersifat hidrofilik (suka air) dan larut dalam air. 4. Sabun bersifat dapat mengurangi tegangan permukaan yang dibasahi dibandingkan jika tanpa sabun. Sifat lain yang sangat penting adalah kemampuan molekul sabun dalam air membentuk emulsi. Kemampuan ini berhubungan dengan kemampuan molekul sabun dalam mengikat kotoran yang melekat pada suatu permukaan (kain) (Fessenden dan Fesseden, 1992).
Sabun padat transparan adalah sabun mandi yang berbentuk batangan dengan tampilan transparan, Sabun padat transparan sering disebut juga sebagai sabun gliserin. Hal ini dikarenakan pada proses pembuatan sabun padat transparan ditambahkan sekitar 10-15% gliserin. Jenis sabun ini memiliki tampilan yang transparan dan lebih berkilau dibandingkan jenis sabun lainnya serta mampu membersihkan kotoran karena mengandung bahan aktif dan memberikan efek pembusaan yang halus dan lebih lembut di kulit. Sabun padat transparan memiliki keunggulan khusus diantaranya dapat
menghaluskan,
melembutkan dan
melembabkan kulit. Sebuah molekul sabun dalam air akan terionisasi menjadi ion positif dan ion negatif. Spesifikasi mutu sabun dari bahan baku RBDPS dapat dilihat pada tabel di bawah ini Tabel 1.3 Spesifikasi Mutu sabun dari bahan baku RBDPS Komponen / Parameter Nilai Asam Lemak
99,88 %
Air (Moisture)
0,1 % (maks)
Impuritis
0,02 % (maks)
Titer ⁰C
40
Bilangan Iodine
55
Bilangan Asam
255- 270
Bilangan Saponifikasi
190-202
Color,gardner,max
1 ( PT. Palmina Belawan, 2013)
1.3.1 Jenis-Jenis Sabun 1. Sabun transparan (Transparant Soap) Sabun tembus pandang ini tampilannya jernih dan cenderung memiliki kadar yang ringan. Sabun ini mudah sekali larut karena mempunyai sifat sukar mengering. 2. Castile Soap Sabun yang memakai nama suatu daerah di Spanyol ini memakai olive oil untuk formulanya. Sabun ini aman dikonsumsi karena tidak memakai lemak hewani sama sekali. 3. Deodorant Soap Sabun ini bersifat sangat aktif digunakan untuk menghilang aroma tak sedap pada bagian tubuh. Tidak dianjurkan digunakan untuk kulit wajah karena memiliki kandungan yang cukup keras yang dapat menyebabkan kulit teriritasi. 4. Acne Soap. Sabun ini dikhususkan untuk membunuh bakteri-bakteri pada jerawat. Seringkali sabun jerawat ini mengakibatkan kulit kering bila pemakaiannya dibarengi dengan penggunaan produk anti-acne lain. Maka kulit akan sangat teriritasi, sehingga akan lebih baik jika memberi pelembab atau clarning lotion setelah menggunakan Acne Soap. 5. Cosmetic Soap atau Bar Cleanser. Sabun ini biasanya dijual di gerai kecantikan. Harganya jauh lebih mahal dari sabun biasanya, karena di dalamnya terdapat formula khusus seperti pemutih. Sabun kosmetik biasanya fokus kepada whitening facial soap. 6. Supperfatted Soap Sabun memiliki kandungan minyak dan lemak lebih banyak sehingga membuat terasa lembut dan kenyal. Sabun ini sangat cocok untuk kulit kering karena didalamnya terdapat kandungan gliserin, petroleum dan beeswax yang dapat mencegah kulit kering dan iritasi jerawat.
7. Oatmeal Soap
Hasil penelitian, mengatakan bahwa sabun yang terbuat dari gandum ini mempunyai kandungan anti iritasi. Dibandingkan sabun lain, sabun gandum ini lebih baik dalam menyerap minyak menghaluskan kulit kering dan sensitif. 8. Natural Soap. Sabun alami ini memiliki formula yang sangat lengkap seperti vitamin, ekstrak buah, minyak nabati, ekstrak bunga, aloe vera dan essential oil. Cocok untuk semua jenis kulit dan kemungkinan membahayakan kulit sangat kecil
1.3.2 Kegunaan Sabun Kegunaan
sabun
yang
kita
gunakan
sehari-hari
adalah
untuk
mengemulsikan kotoran-kotoran sehingga dapat dibuang melalui pembilasan. Sabun dapat memiliki kemampuan untuk mengemulsi karena memiliki sifat : 1. Rantai hidrokarbon sebuah molekul sabun larut dalam non-polar seperti tetesan-tetesan minyak 2. Ujung anion molekul sabun yang tertarik pada air ditolak oleh ujung anion molekul-molekul sabun yang menyembul dari tetesan minyak lain. Karena tolak –menolak antara tetes sabun – minyak, maka minyak itu tidak dapat saling bergabung tetapi tersuspensi (Fessenden dan Fesseden, 1992) Berdasarkan kegunaannya, sabun dapat dikelompokkan menjadi sabun kecantikan dan sabun kesehatan. Sabun kecantikan mengandung berbagai bahan aditif yang menunjang kecantikan dan keindahan kulit sedangkan sabun kesehatan mengandung bahan aditif yang dapat menekan pertumbuhan bakteri seperti zat antiseptik. Sabun deodorant termasuk dalam sabun kesehatan sedangkan sabun jerawat termasuk ke dalam sabun kecantikan. Selain sebagai pembersih kulit dan wajah, sabun juga digunakan sebagai pembersih dalam industri. Sabun yang mudah larut seperti kalium dapat digunakan dalam industri tekstil karena sifat emulsinya yang dapat ditingkatkan sehingga berguna dalam proses pembersihan serat dan penghilangan lemak pada bahan yang terbuat dari kulit. Sabun juga digunakan untuk bermacam jenis produk kosmetik dan mengemulsi polimer. ( Panindoan, 2008). 1.4 Sifat Fisika dan Kimia Bahan yang Digunakan dalam Proses Bahan baku yang dipakai untuk proses pembuatan sabun padat transparan meliputi bahan baku utama dan bahan pendukung. Bahan baku utama yaitu Palm Oil Stearin dan sodium hidroksida (NaOH), Glukosa dan Etanol sedangkan yang termasuk bahan pendukung yaitu air, EDTA, TCS,Asam Sitrat,gliserin,dan pewangi. Adapun spesifikasi bahan baku dan pendukung yang akan digunakan adalah sebagai berikut :
1.4.1 RBDPS (Refined Bleached Deodorized Palm stearin) Sifat-sifat fisika RBDPS 1.
Rumus Molekul
: C3H5(C18H35O2)3
2.
Berat molekul
: 891,48 gr/mol
3.
Titik leleh
: 72 – 75 oC
4.
Titik didih
: 260 oC (Product Chemical Properties, 2007)
5.
Heat capacity (CP)
: 1.912,23 kJ/kmol K (0,5126 kkal/kg oC)
6.
ΔHf 25oC RBDPS
: -468.318,1100 kkal/kmol (Perry, 1997)
7.
Densitas pada 80 oC
: 0,862 g/cm3
8.
Berbentuk padatan
9.
Berwarna putih kekuningan (annonimous, 2013)
Sifat-sifat kimia Palm Stearin 1. Tidak larut dalam air, sedikit larut dalam alkohol dingin, sangat larut dalam alkohol panas, dan eter. 2. Dengan alkohol membentuk ester asam lemak menurut reaksi esterifikasi biasa. 3. Ikatan karbon tak jenuh dapat dihidrogenasi membentuk ikatan jenuh. 4. Ikatan karbon tak jenuh mudah teroksidasi oleh oksigen diudara. 5. Bersifat asam dalam air, dengan air membentuk ion H3O+ bereaksi dengan basa makan akan membentuk garam.
dan apabila
1.4.2 Sodium Hidroksida (NaOH) NaOH berguna sebagai sumber ion Na+ (reaktan) dalam molekul sabun pada reaksi penyabunan dengan asam lemak. Sifat – sifat fisika dan kimia sodium hidroksida adalah sebagai berikut : Sifat-sifat fisika : 1. Bentuk : Padatan 2. Kelarutan dalam air
: 111 g/100 ml (200C)
3. Kelarutan dalam gliserol
: larut
4. Berat molekul, gr/mol 5. Titik lebur pada 1 atm, 0C 6. Titik didih pada 1 atm, 0C 7. Densitas, gr/cm3 8. ∆H0f kristal. KJ/mol 6. Kapasitas panas 00C, J/K.mol
: 40 : 318,4 : 139 : 2,130 : -426,73 : 80,3 (Sumber : Perry, 1997 )
Sifat-sifat kimia : 1. Termasuk dalam golongan basa kuat, sangat larut dalam air 2. Bereaksi dengan CO2 di udara membentuk Na2CO3 dan air 3. Bereaksi dengan asam membentuk garam 4. Bereaksi dengan Al2O3 membentuk AlO2- yang larut dalam air 5. Bereaksi dengan halida (X) menghasilkan NaOX dan asam halida 6. Bereaksi dengan trigliserida membentuk sabun dan gliserol 7. Bereaksi dengan ester membentuk garam dan senyawa alkohol (Kirk dan Othmer, 1976) 1.4.3 Air (H2O) Air digunakan untuk melarutkan bahan-bahan yang dibuthkan dalam proses, mengurangi viskositas sabun yang terbentuk sehingga memudahkan sirkulasi hasil reaksi. Sifat – sifat fisika dan kimia air adalah sebagai berikut : Sifat – sifat fisika : 1. Berat Molekul, gr/ mol : 18 2. Titik Beku pada 1 atm , (0C)
:0
3. Titik Didih Normal 1 atm, (0C)
: 100
4. Densitas pada 30 0C, (kg/m3)
: 995,68
0
5. Viskositas pada 30 C dan 1 atm, mP
: 8,949
6. ∆H0f , ( kkal/mol, 25 0C)
: -57,8
7. ∆HVL (kkal/mol, 100 0C)
: 9,717
8. Panas spesifik pada 250C, (J/g0C)
: 4,179
(Parker, 1982 ; Perry, 1997 ) Sifat kimia : 1. Bereaksi dengan karbon menghasilkan metana, hidrogen, karbon dioksida, monoksida membentuk gas sintetis ( dalam proses gasifikasi batubara ) 2. Bereaksi dengan kalsium, magnesium, natrium dan logam – logam reaktif lain membebaskan H2 3. Air dapat mengoksidasi logam 4. Bereaksi dengan trigliserida (minyak/lemak) menghasilkan asam lemak dan gliserol (reaksi hidrolisis trigliserida) 5. Air dapat berfungsi sebagai media reaksi dan atau katalis, misalnya dalam reaksi substitusi garam – garam padat dan perkaratan permukaan logam – logam (Kirk dan Othmer, 1976)
1.4.4 Gliserin Gliserin digunakan sebagai zat tambahan (additive) pada sabun dan berfungsi sebagai pelembab (moisturizer) pada sabun. Sifat – sifat kimia dan fisika gliserin adalah sebagai berikut : Sifat Fisika : 1. Berat molekul, (gr / mol) : 92 2. Titik leleh pada 1 atm, (0C) : 17,9 0 3. Titik didih pada 1 atm, ( C) : 290 4. Densitas, gr / cm3 : 1,26 0 5. ∆H f (kcal / mol) : 139,8 6. Cp pada 300C : 2,406 kj/kg. K (Perry, 1997 ; Reklaitis, 1942 ) Sifat – sifat kimia : 1. Zat cair bening, lebih kental dari air dan rasanya manis 2. Larut dalam air dan alkohol dengan semua perbandingan 3. Dengan asam nitrat membentuk gliserol trinitrat 4. Bersifat higroskopis sehingga digunakan sebagai pelembab 5. Bereaksi dengan kalsium bisulfat membentuk akrolein (Kirk dan Othmer, 1976 ; Riegel’s, 1985) 1.4.5 Asam Sitrat Asam sitrat merupakan asam organik lemah yang berfungsi sebagai antioksidan, pengelat (pengikat ion-ion logam pemicu oksidasi, sehingga mampu mencegah terjadinya oksidasi pada minyak akibat pemanasan) dan mencegah sabun menjadi tengik. Adapun sifat fisika dan kimia asam sitrat :
Sifat Fisika : 1. Rumus Molekul
: C6H8O7
2.
Berat molekul
: 192,1 gr/mol
3.
Melting Point
: 153 oC
4.
Boiling Point
: Dekomposisi
5.
Densitas
: 1,665 x 103 kg/m3
6.
Berbentuk padatan putih
Sifat Kimia : 1. Pada pemanasan 175⁰C, asam sitrat berubah menjadi aconitic acid. Aconitic acid jika ditambah dengan hidrogen berubah menjadi tricarballylic acid. 2. Pada pemanasan 175⁰C, asam sitrat jika dieliminasi dengan oksigen dan menghilangkan karbon dioksida berubah menjadi acetonedicarboxylic acid. Acetonedicarboxylic acid jika diuapkan karbon dioksidanya berubah menjadi acetone. 3. Pada pemanasan 175⁰C, asam sitrat jika dihilangkan karbon dioksida berubah menjadi itaconic acid. 4. Larutan asam sitrat bila dicampur dengan asam sulfat atau oksidasi dengan larutan potassium permanganate menghasilkan asam acetonedicarboxylic. 5. 1.4.6. Glukosa Glukosa berfungsi sebagai transparent agent dan disinfektan. Sifat fisika dan kimia : 1. Berat molekul : 180,18 gr/mol 2. Spesific gravity
: 1,544
3. Suhu lebur
: 146°C
4. Kelarutan dalam air
: 82 gr/100 ml (17,5°C)
5. Tidak mudah atau sedikit larut dalam alkohol. 6. Pada bentuk kristal monohidratnya berwarna putih.
1.4.7. Etanol Etanol berfungsi sebagai pembentuk tekstur transparan, selain itu penggabungan etanol dengan asam lemak akan menghasilkan sabun dengan kelarutan yang tinggi.Adapun sifat fisika dan kimia dari etanol adalah sebagai berikut :
Sifat fisika dan kimia : 1. Berat Molekul : 46,07 g/mol 2. Densitas
: 0,789 g/cm3
3. Titik Didih
: 78,4 ºC
4. Titik Leleh
: −114,3 ºC
5. Keasaman (pKa)
: 15,9
6. Viskositas
: 1,200 cP (20 °C)
7. Merupakan cairan tidak berwarna dan memiliki bau yang khas 8. Dapat larut dalam air dan eter. (Perry, 1997 ) 1.4.8 EDTA (Ethylene Diamine Tetra-acetic Acid) EDTA Merupakan surface active agent yang mengandung gugus hidrofilik dan lipofilik dalam satu molekul yang sama. Secara umum kegunaan surfaktan adalah untuk menghasilkan busa sabun lebih banyak dan menurunkan tegangan permukaan, tegangan antarmuka, meningkatkan kestabilan partikel yang terdispersi dan mengontrol jenis formasi emulsi yaitu misalnya oil in water (O/W) atau water in oil (W/O). (Riegel’s 1985). Sifat -sifat kimia : 1. Bersifat sebagai antioksidan, mencegah oksidasi berkataliskan ion logam 2. Larut dalam air
(Kirk dan Othmer, 1976) Sifat – sifat fisika :
1. Zat cair bening pada suhu kamar 2. Berat molekul, gr / mol : 118 3. Titik lebur pada 1 atm, 0C : 11 4. Titik didih pada 1 atm, 0C : 117 5. Densitas, gr / cm3 : 0,919 (Perry, 1997) 1.4.9 Triclosan (TCS) TCS (Triclosan) berfungsi sebagai antimikrobial agent. Antimicrobial agent dapat digunakan sebagai bahan tambahan untuk menghilangkan bau yang disebabkan adanya pertumbuhan bakteri serta menjaga kulit dari kuman, sehingga kulit tubuh bebas dari kuman. Sifat-sifat Fisika TCS
1.
Rumus Molekul
: C12H7Cl3O2
2.
Berat molekul
: 289,5 gr/mol
3.
Melting Point
: 55 - 57 oC
4.
Boiling Point
: 120 oC
5.
Berbentuk padatan (Merck Chemicals Indonesia, 2007)
6.
Heat Capacity
: 0,3071 kkal/kg oC
7.
Densitas
: 1538 kg/m3
(Perry, 2008) 1.4.10. Pewangi Pewangi adalah bahan yang ditambahkan dalam suatu produk kosmetik dengan bertujuan untuk menutupi bau yang tidak enak dari bahan lain dan untuk memberikan wangi yang menyenangkan terhadap pemakainya. Jumlah yang ditambahkan tergantung kebutuhan tetapi biasanya 0,7 – 1,5% untuk campuran sabun (Kirk dan Othmer,1998). Pewangi yang dipakai adalah Esenstial Oil dengan aroma jasmine. Sifat kimia :
Tidak larut dalam air
Sifat – sifat fisikanya : -
Spesific gravity
: 0,992
-
Vapor density
: lebih besar dari udara ( >1)
-
Flash point
: 230 0C
BAB II PEMILIHAN DAN URAIAN PROSES
2.1
Proses Pembuatan Sabun Berdasarkan bahan baku yang digunakan untuk membuat sabun maka
sampai saat ini telah dikenal tiga macam proses pembuatan sabun, yaitu proses saponifikasi trigliserida, netralisasi asam lemak dan proses saponifikasi metil ester asam lemak. Perbedaan antara ketiga proses ini terutama disebabkan oleh senyawa impuritis yang ikut dihasilkan pada reaksi pembentukan sabun. Senyawa impuritis ini harus dihilangkan untuk memperoleh sabun yang sesuai dengan standar mutu yang diinginkan. Karena perbedaan sifat dari masing – masing proses, maka unit operasi yang terlibat dalam pemurnian ini pun berbeda pula.
2.1.1
Netralisasi Asam Lemak Proses ini disebut proses netralisasi asam lemak karena pada proses ini
menggunakan asam lemak sebagai bahan baku disamping kaustik soda. Baik asam lemak jenuh maupun tidak keduanya digunakan untuk memproduksi sabun. Dalam industri, asam lemak yang telah dipisahkan dari gliserida di dalam kolom splitting, diumpankan ke multi heat exchanger, menggunakan pompa piston, dan dipanaskan sampai suhu 110-1200C dengan menggunakan steam. Disamping itu kaustik soda juga dipanaskan dan diumpankan melalui pompa piston yang sama namun pada head yang berbeda. Perbandingan antara kaustik soda dan asam lemak dinyatakan dengan bilangan asam dari asam lemak umpan. Sebanyak 1,21,4% NaCl ditambahkan ke dalam reaksi untuk mengontrol viskositas larutan. Garam
NaCl
adalah
larutan
elektrolit
yang
biasa
digunakan
untuk
mempertahankan viskositas sabun tetap rendah. Ketiga komponen ini diumpankan ke turbodisperser yaitu mixer, pompa untuk sirkulasi dan tangki netralisasi merupakan bagian terpenting pada proses ini. Asam lemak dan kaustik soda dicampur dalam turbodisperser yang dilengkapi pengaduk. Kualitas campuran
dipengaruhi oleh pengadukan. Dari turbodisperser campuran sabun, asam lemak dan kaustik soda dialirkan ke dalam mixer yang dilengkapi dengan jaket pendingin melalui bagian bawah mixer. Hasil pencampuran berupa asam lemak dan kaustik soda yang tidak bereaksi kemudian akan dikeluarkan lagi dari saluran di bagian samping mixer untuk diumpankan kembali ke turbodisperser dengan bantuan pompa sirkulasi. Selanjutnya dilakukan sistem kontrol netralisasi, sabun yang masuk ke mixer diteruskan ke holding mixer. Sistem pengontrol ini digunakan oleh Mazzoni (Spitz, 1995). Dari Holding Mixer, sabun yang telah terbentuk dikeringkan. Pada hasil akhir akan diperoleh 58-60 % asam lemak dalam produk sabun yang dihasilkan. Mazzoni memperkenalkan sistem yang lain pada proses pembuatan sabun melalui netralisasi asam lemak, yaitu dengan menggunakan Na2CO3 akan membentuk CO2 menurut persamaan reaksi sebagai berikut : 2NaOH
+
CO2
Na2CO3
+
H2O
(Winarno,1991) Gas CO2 yang terbentuk dipisahkan dengan gas separator dimana gas CO 2 dihilangkan dengan steam. Disamping memisahkan CO2, gas separator juga dapat memisahkan senyawa-senyawa volatile lain yang terdapat pada sabun, sehingga dihasilkan sabun yang lebih murni. Proses netralisasi asam lemak dengan Na2CO3 dan NaOH ini dikenal dengan nama Mazzoni CC, sedangkan proses yang terdahulu yakni netralisasi asam lemak dengan menggunakan NaOH dengan nama Mazzoni. Secara keseluruhan proses netralisasi asam lemak ini dinyatakan dalam persamaan reaksi sebagai berikut : RCO2H
+
Asam lemak
NaOH Natrium Hidroksida
RCO2Na + Sabun
H2O
Air
(Ketaren,1950)
2.1.2
Proses Saponifikasi Trigliserida Langsung Proses ini merupakan proses yang banyak digunakan dalam industri,
karena bahan baku untuk proses ini sangat mudah diperoleh dan produk samping yang dihasilkan memiliki nilai jual yang tinggi. Dahulu digunakan lemak hewan
dan sekarang telah digunakan pula minyak nabati. Pada saat ini, telah digunakan proses saponifikasi trigliserida sistem kontinyu sebagai ganti proses saponifikasi trigliserida sistem batch. Reaksi yang terjadi pada proses ini adalah : RCO– OCH2 RCO – OCH
CH2 - OH + 3NaOH
3RCOONa + CH - OH
RCO – OCH2 Trigliserida
CH2 - OH Sabun
Gliserin
(Riegel’s, 1985) Tahap pertama dari proses saponifikasi trigliserida ini adalah mereaksikan trigliserida dengan basa alkali (NaOH, KOH atau NH4OH) untuk membentuk sabun dan gliserol serta impurities. Lebih dari 99,5 % lemak / minyak berhasil disaponifikasi pada proses ini (Spitz,1996). Kemudian hasil reaksi dipompakan ke unit pemisah statis (separator) yang berkerja dengan prinsip perbedaan densitas. Pada unit ini akan terbentuk dua lapisan, yaitu lapisan sabun pada bagian atas dan lapisan recycle pada bagian bawah. Recycle terdiri dari gliserin, sisa alkali, sodium klorida, impurities, air yang secara keseluruhan membentuk lapisan yang lebih berat dari sabun sehingga berada pada lapisan bagian bawah didalam pemisah statis. Proses selanjutnya adalah penambahan aditif dan pengeringan sabun dalam unit pengeringan (dryer). Zat aditif yang ditambahkan adalah gliserol, yang berfungsi sebagai pelembut dan pelembab pada kulit, EDTA yang berfungsi sebagai surfaktan pada sabun (pembersih dan pemutih) yang dapat mengangkat kotoran pada kulit. Dan gliserin (additive) yang berfungsi sebagai pelembab (moisturizer) pada sabun. Zat tambahan ini dicampurkan dalam tangki pencampur yang dilengkapi oleh jaket pemanas untuk menjaga sabun tetap cair (suhu tetap). Jumlah aditif yang ditambahkan sesuai dengan spesifikasi mutu yang diinginkan. Tahap berikutnya adalah proses pengeringan sabun. Kandungan air dalam sabun biasanya diturunkan dari 30 – 35% ke 8 – 18% (Riegel, 1985).
2.1.3
Proses Saponifikasi Metil Ester Asam Lemak Proses ini dilakukan dengan jalan mereaksikan trigliserida (lemak/minyak)
dengan basa menggunakan katalis untuk menghasilkan sabun dan methanol. Tahap awal metil ester asam lemak dihasilkan dari reaksi inter-esterifikasi trigliserida dengan metanol dengan bantuan katalis tertentu. Reaksinya adalah sebagai berikut: Methanol Trigliserida
RCOOMe + Gliserin Catalyst
(Riegel’s, 1985) Reaksi saponifikasi metil ester asam lemak dengan basa NaOH menghasilkan sabun dan metanol. Reaksi ini berlangsung dalam reactor dengan air turbular pada suhu 1200C tekanan 1 atm dengan konversi reaksi yang cukup tinggi. Metanol yang terdapat dalam campuran reaksi dipisahkan dengan menggunakan flash drum, dan kemudian campuran sabun ini dimasukkan kembali ke reaktor aliran turbular kedua untuk menyempurnakan reaksi penyabunan. Sabun yang dihasilkan kemudian dikeringkan dalam pengeringan vakum. Proses ini hampir sama dengan proses saponifikasi asam lemak, perbedaannya terletak pada produk samping yang dihasilkan, yaitu : air pada proses netralisasi asam lemak dan metanol pada proses metil ester asam lemak. Reaksi penyabunan metil ester adalah sebagai berikut : RCOOMe + NaOH
RCOONa + MeOH
(Riegel’s,1985)
2.2
Pemilihan Proses Proses pembuatan sabun dapat dilakukan dengan dua cara yaitu secara
batch dan continue. Kedua proses ini hanya untuk menghasilkan sabun murni, yang selanjutnya diolah kembali menjadi berbagai bentuk seperti batang, bubuk, cair dan pasta. Dalam proses pembuatan sabun padat transparan dipilih proses kontinyu menggunakan metode saponifikasi trigliserida langsung. Proses saponifikasi
adalah suatu proses pembuatan sabun yang berlangsung dengan mereaksikan asam lemak dengan
alkali yang menghasilkan
gliserin dan sabun berupa garam
karboksilat. Perbandingan ketiga proses saponifikasi dapat dilihat pada Tabel 2.3. Keuntungan yang diperoleh dari proses saponifikasi trigliserida langsung adalah : a. Penanganan operasinya lebih mudah karena hanya menggunakan beberapa tangki, seperti tangki saponifikasi, tangki mixing, tangki bahan baku dan tangki produk. b. Tidak membutuhkan suhu dan tekanan yang tinggi c. Pemeliharaan lebih murah d. Proses yang digunakan tidak rumit Dalam semua proses pembuatan sabun, umumnya variabel-variabel proses utama yang cukup menentukan tingkat keberhasilan proses saponifikasi dalam reaktor adalah sebagai berikut : 1. Suhu Operasi Proses saponifikasi trigliserida dapat berlangsung pada suhu kamar dan prosesnya sangat cepat sehingga sesuai untuk produksi skala besar. Pada proses industri, suhu reaksi saponifikasi dipilih berada diatas titik cair bahan baku dan biasanya berada dibawah titik didih air (tekanan operasi 1atm). Hal ini bertujuan untuk : a. Memudahkan pencampuran antar reaktan. b. Daya pengadukan dapat direduksi menjadi lebih kecil. c. Jika suhu berada diatas titik didih air maka tekanan dalam reaktor lebih besar dari 1 atm untuk menghindari penguapan air.
Tabel 2.1 Perbandingan ketiga proses saponifikasi berdasarkan keunggulan dan kelemahan masing- masing proses. Jenis Proses
Keunggulan
Kelemahan
Netralisasi Asam
1. Asam lemak langsung
1. Tidak ada gliserol
digunakan tanpa proses.
terlibat dalam proses.
2. Tidak ada Limbah.
2.Temperatur dan tekanan
3. Konversi reaksi 97 %
yang
Lemak
(Fatty
Acid
Neutralization Process)
4.
Tidak
digunakan
tinggi
menggunakan untuk proses fat
katalis
splitting
(Othmer,1967)
( T= 1200C, P= 2 atm). 2. Biaya pemeliharaan mahal. 3. Prosesnya rumit
Saponifikasi Langsung
Trigliserida (Neutral
Fat
Saponification)
1. Adanya gliserol terlibat
Konversi reaksi 95 %
dalam proses.
(Spitz, 1995)
2. Asam lemak langsung digunakan tanpa proses. 3. Temperatur dan tekanan yang digunakan rendah (T = 800C, P = 1 atm). 4. Tidak ada Limbah 5. Biaya pemeliharaan lebih murah. 6. Prosesnya sederhana 7. Tidak ada katalis
Saponifikasi Metil
1. Adanya gliserol terlibat
1. Adanya proses
Ester Asam Lemak ( Fatty
dalam proses.
pendahuluan yaitu
Methyl Ester Process )
2.Temperatur dan tekanan
reaksi inter-esterifikasi.
yang dibutuhkan tidak
2. Biaya pemeliharaan
begitu tinggi.
mahal.
(T = 600C, P = 1 atm)
3. Prosesnya rumit
3. Konversi reaksi 98 %
4. Ada limbah
(Othmer, 1967).
5. Manggunakan katalis
Suhu operasi reaksi penyabunan yang umum diterapkan adalah berkisar antara 80 – 950C (Riegel’s, 1985), walaupun ada sampai 1200C pada tekanan ketel 2 atm. 2. Konsentrasi reaktan Dalam reaksi kimia, reaksi yang berlangsung paling cepat adalah pada saat awal reaksi, dimana masih terdapat banyak reaktan dan sedikit produk. Karena air merupakan produk reaksi, maka menurut prinsip kesetimbangan akan menghambat pembentukan sabun dan membuat laju reaksi semakin kecil. Untuk menghindari hal ini maka seharusnya tidak digunakan air yang berlebihan dalam umpan (larutan NaOH dan NaCl) dengan cara membuat konsentrasi larutan ini sepekat mungkin. Dalam praktek umumnya digunakan NaOH 50% dan larutan NaCl jenuh (Spitz, 1995) untuk mempercepat laju reaksi penyabunan. Proses yang dipilih dalam pra rancangan ini adalah proses saponifikasi trigliserida langsung dengan mempertimbangkan faktor-faktor sebagai berikut : 1. Suhu operasi dan tekanan relatif lebih rendah dari dua proses yang lain sehingga lebih hemat dalam pemakaian energi dan desain peralatan lebih sederhana. 2. Proses lebih sederhana dibandingkan dua proses yang lain 3. Bahan baku tersedia dari proses pengolahan sawit menjadi minyak sawit. 4. Diharapkan konversi reaksi dapat mencapai 99,5% sehingga secara ekonomis proses ini sangat layak didirikan dalam skala pabrik. 5. Sabun yang dihasilkan mudah dimurnikan dan memiliki kemurnian tinggi.
2.3
Tahapan Proses Pembuatan Sabun Padat Transparan Proses saponifikasi trigliserida yang digunakan berdasarkan literatur Kirk dan Othmer (1976) ini dapat dibagi menjadi beberapa tahap proses, yaitu: 1. Tahap persiapan bahan baku 2. Tahap reaksi saponifikasi trigliserida 3. Tahap pemisahan gliserol 4. Tahap pencampuran bahan 5. Tahap pencetakan dan finishing sabun
2.3.1 Tahap Persiapan Bahan Baku Umpan terdiri dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) dan NaOH. RBDPs terlebih dahulu dimasukkan kedalam tangki penampungan (T101) yang dilengkapi dengan pemanas, dipanaskan terlebih dahulu menggunakan steam sampai suhu 900C sebelum dipompa dengan pompa (P-101A/B) ke dalam reactor (R-101). Sedangkan NaOH dilarutkan dalam air proses yang bersuhu 30 0C sampai konsentrasi masing-masing 50 % massa. RBDPs dan campuran larutan NaOH kemudian dipompakan dengan pompa (P-102A/B) ke dalam reactor (R101).
2.3.2 Tahap Reaksi Saponifikasi Trigliserida RBDPs dan larutan NaOH dipompakan kedalam reaktor (tangki saponifikasi) dengan menginjeksikan steam 3,5 kg serta kondisi suhu tetap dijaga 900C pada tekanan 1 atm. Reaksi yang terbentuk pada tangki saponifikasi membentuk sabun dan gliserol beserta impurities. Reaksi didalam reaktor: (C17 H35 COO)3 C3 H5+ 3 NaOH
3 C17 H35 COONa + C3 H5 (OH)3
Gliseril tristearate
Sabun Na-stearate Glycerine
Caustic soda
(Riegel’s, 1985) Lebih dari 99,5% lemak/minyak berhasil disaponifikasi pada proses ini dengan waktu tinggal 2 jam (Spitz,1995).
2.3.3 Tahap Pemisahan RBDPS recycle RBDPS yang tidak habis bereaksi dipisahkan pada temperatur rendah karena larutan sabun yang merupakan produk memiliki densitas lebih ringan daripada RBDPS, sehingga didapatkan produk sabun yang lebih banyak. Unit separator (DK-101) bekerja dengan prinsip perbedaan densitas yang memanfaatkan gravitasi bumi. Pada unit ini, akan terbentuk dua lapisan, yaitu lapisan effluent adalah sabun sedangkan pada bottom adalah lapisan impuritis berupa gliserol yang merupakan by product dan akan dimanfaatkan kembali sebagai bahan adiktif di unit Mixer I (M-201). RBDPS yang dihasilkan dari unit separator (DK-101) selanjutnya dipompakan menggunggunakan dikembalikan ke Reaktor.
2.3.4 Tahap Pencampuran Bahan Produk sabun dalam pH normal 7 akan ditambahkan bahan adiktif untuk mendukung kesehatan kulit. Pada unit Mixer I (M-201) ditambahkan zat aditif gliserin (SL-204), yang berfungsi sebagai pelembut dan pelembab pada kulit, EDTA (SL-202) yang berfungsi sebagai surfaktan pada sabun (pembersih dan pemutih) yang dapat mengangkat kotoran pada kulit, asam stearate (SL-201) berfungsi sebagai agent pengelat (chelating agent) yaitu pengikat on-ion logam pemicu oksidasi, sehingga mampu mencegah terjadinya oksidasi pada minyak akibat pemanasan. Asam stearate juga dapat dimanfaatkan sebagai pengawet dan pengatur pH. TCS (SL-203) (Triclosan) berfungsi sebagai disinfektan, yang dapat mematikan kuman, sehingga kulit tubuh bebas dari kuman dan pewangi (Essential) yang berfungsi untuk memberikan kesegaran dan keharuman pada sabun. Semua bahan yang ditambahkan pada Mixer I menggunakan BC-201 dan BE-201 ini selanjutnya dipompakan menggunakan pompa P-201 ke Mixer II (M202). Pada unit Mixer II (M-202) ditambahkan Etanol 96% sebanyak 19 % yang berfungsi untuk menjernihkan larutan sabun. lalu ditambahkan pewangi dari tangki (T-201) dikarenakan bahan tersebut memiliki fraksi yang lebih ringan sehingga lebih volatile. Khusus untuk bahan pewangi, penambahan bahan-bahan
tersebut dilakukan pada suhu 30oC dan tekanan 1 atm. Suhu yang lebih tinggi dapat menyebabkan pewangi menguap saat dituangkan sehingga kehilangan pewangi yang cukup besar akan terjadi. Hal ini tentu saja dapat menimbulkan kerugian yang cukup besar mengingat harga bahan pewangi sangat mahal. Kemudian diaduk secara kontinyu selama 30 menit untuk menghasilkan sabun yang homogen (Hambali, 2005).
2.3.5 Tahap Pencetakan dan Finishing Sabun Output dari Mixer II (M-202) berupa Slury yang apabila didiamkan pada suhu kamar akan mengeras menjadi sabun padat transparan setengah jadi. Dari unit pengeringan ini sabun yang dihasilkan berupa serpihan (flake) dan dengan bantuan Conveyor (BC-201) dikirim ke unit finishing yang terdiri dari mesin pembentukan sabun batang dan disebut Bar Soap Finishing Machine (BSFM) pada suhu 40oC dengan tekanan 1 atm setelah dicetak sabun transparan didinginkan pada suhu kamar.Dari unit ini sabun transparan yang sudah jadi dikemas dan ditransfer ke unit penyimpanan dengan bantuan Conveyor (BC-201) untuk penimbunan sementara sebelum dijual.
Gambar 2.1 Diagram Proses Aliran Saponifikasi Kontinyu Pembuatan Sabun (Kir Othmer 4th ed, 1976)
BAB III LOKASI DAN TATA LETAK
3.1 Lokasi Pabrik Penentuan lokasi pabrik mempunyai efek penting bagi kemajuan serta kelangsungan operasi dari suatu pabrik, baik pada masa berproduksi, maupun pada masa yang akan datang, karena hal ini berpengaruh terhadap faktor produksi dan distribusi dari pabrik yang didirikan. Pemborosan yang terjadi seringkali disebabkan oleh penentuan lokasi pabrik yang tidak tepat, sehingga dapat menyebabkan biaya produksi menjadi tinggi. Berdasarkan hal inilah pabrik ditempatkan pada lokasi yang tepat, sehingga biaya produksi yang minimum dapat diperoleh. Pra rancangan pabrik Sabun Mandi Padat Transparan dari Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS) ini direncanakan akan didirikan di Seumantok, Kecamatan Karang Baru, Kabupaten Aceh Tamiang, provinsi Aceh. Gambar berikut merupakan peta lokasi perencanaan pabrik Sabun Mandi Cair dari Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS).
Pabrik Sabun Padat Transparan
Gambar 3.1 Peta Kabupaten Aceh Tamiang Propinsi Aceh (BRR, 2009)
Dalam hal menentukan lokasi pabrik perlu diperhatikan faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan lokasi. Faktor-faktor tersebut terdiri dari faktor utama dan faktor pendukung, yaitu: 1.
Penyediaan bahan baku dan air Lokasi bahan baku merupakan salah satu faktor penentu dalam pemilihan dan penempatan lokasi pabrik. Penempatan lokasi pabrik yang berdekatan dengan sumber bahan baku akan menurunkan biaya transportasi dan penyimpanan. Bahan baku yang digunakan dalam proses pembuatan sabun adalah RBDPS yang direncanakan akan didatangkan dari Medan, Sumatera Utara. Air merupakan salah satu kebutuhan yang sangat penting bagi industri kimia. Jika kebutuhan air cukup besar, maka pengambilan langsung dari sumbernya akan lebih ekonomis. Kebutuhan air untuk proses, sarana utilitas dan domestik dapat dipasok dari sungai Tamiang yang merupakan salah satu sungai besar di daerah Aceh Tamiang. Untuk memenuhi kebutuhan air tersebut disediakan sebuah unit pengolahan air. Hal – hal yang perlu diperhatikan dalam pemakaian sumber air tersebut adalah: 1. Berapa lama sumber air tersebut dapat memenuhi kebutuhan pabrik; 2. Pengaruh musim terhadap penyediaan air; 3. Kualitas air; dan 4. Jarak antara sumber air dari lokasi pabrik.
2. Penyediaan listrik dan bahan bakar Dalam pendirian suatu pabrik, tenaga listrik dan bahan bakar adalah faktor penunjang yang paling penting. Kebutuhan tenaga listrik diperoleh dari mesin generator listrik milik PLN cabang setempat. Pemilihan pabrik yang dekat dengan sumber bahan bakar dapat menghemat biaya utilitas pabrik.
3. Transportasi Transportasi diperlukan sebagai sarana penyediaan bahan baku dan untuk pemasaran produk. Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam masalah transportasi adalah: 1. Tersedianya jalan raya yang dapat dilewati mobil, truk dan kendaraan darat lainnya; dan 2. Tersedianya jalur laut untuk dilewati kapal yang mengangkut bahan yang diperlukan. Lokasi yang dipilih dalam rancangan pabrik ini merupakan kawasan perluasan industri, baik industri kecil dan menengah serta industri rumah tangga. Transportasi darat untuk angkutan barang dari kota Medan saat ini terdapat ratusan truk yang setiap hari melintasi perbatasan Provinsi Aceh–Sumatera Utara. Selain itu, dalam pembuatan kebijakan transportasi, Pemerintah daerah melibatkan pihak swasta untuk mengoperasikan angkutan umum, baik di wilayah Aceh Tamiang sendiri maupun yang mencapai luar wilayah Aceh Tamiang. Untuk pemasaran di dalam negeri dilakukan melalui jalur darat, sedangkan untuk tujuan ekspor-import dapat dilakukan melalui jalur laut. 4. Tenaga Kerja Sebagai kawasan yang memiliki beberapa jenis industri, daerah ini merupakan salah satu tujuan para pencari kerja. Pemilihan tenaga kerja merupakan faktor yang sangat penting untuk menyaring SDM yang mampu mengolah SDA dengan baik dan benar. Pemilihan tenaga kerja harus memperhatikan beberapa faktor penting yaitu tenaga kerja yang produktif dan terampil. 5. Buangan/limbah industri
Pada pabrik ini dihasilkan limbah cair dan padat yang berasal dari unit proses, laboratorium, kantor dan lain-lain yang selanjutnya akan diolah di unit pengolahan limbah.
6. Keadaan geografis dan iklim
Secara geografis, Kabupaten Aceh Tamiang terletak antara 03° 53 - 04° 32' LU sampai 97° 44'- 98° 18' BT. Di sebelah utara berbatasan dengan dengan Kota Langsa dan Selat Malaka, di sebelah timur dengan Kabupaten Langkat Provinsi Sumatera Utara, di sebelah selatan dengan Kabupaten Langkat Sumatera Utara, dan di sebelah barat dengan Kabupaten Gayo Lues dan Kabupaten Aceh Timur. Wilayah Kabupaten Aceh Tamiang memiliki luas 1.956,72 km2 atau 195.672 Hektar. Menurut sistem klasifikasi Schmidt dan Ferguson, wilayah Tamiang tergolong dalam tipe yang relatif kering sampai basah. Namun, di sisi lain curah hujannya terdistribusi merata sepanjang tahun dengan curah hujan ratarata 8,0/hari dan suhu udara berkisar antara 22ºC sampai 30ºC. Secara administratif, Kabupaten Aceh Tamiang terbagi dalam 12 kecamatan, 27 kemukiman, 1 kelurahan, 212 desa dan 701 dusun. Keduabelas kecamatan yang ada di Aceh Tamiang adalah: Bendahara, Karang Baru, Kejuruan Muda, Kota Kuala Simpang, Manyak Payed, Rantau, Seruway, Tamiang Hulu, Bandar Pusaka, Banda Mulia, Tenggulun dan Sekrak. Kecamatan Karang baru merupakan lokasi yang direncanakan untuk pendirian pabrik ini. 7. Keadaan masyarakat
Hingga tahun 2012, jumlah penduduk Kabupaten Aceh Tamiang adalah 258.135 jiwa dengan rasio penduduk 101 jiwa/km2. Komposisi penduduk terdiri dari 149.479 jiwa laki-laki dan 168.656 jiwa perempuan. Pendekatan terhadap sistem yang berlaku didalam masyarakat setempat dipandang perlu untuk ditelusuri sebelum lokasi pabrik ditetapkan, dimana mungkin terdapat beberapa peraturan atau adat istiadat setempat yang berbeda dengan daerah lainnya. Sikap masyarakat diperkirakan akan mendukung pendirian pabrik ini, karena selain akan menyediakan lapangan kerja bagi mereka juga diperkirakan tidak akan mengganggu keselamatan dan keamanan masyarakat di sekitarnya.
8. Undang-undang dan Peraturan Daerah
Peraturan daerah setempat perlu dipelajari terlebih dahulu guna mengetahui persyaratan serta aturan yang berlaku di daerah tersebut. Selain itu, Pajak yang rendah merupakan daya tarik bagi pembangunan suatu pabrik. Begitu juga dengan proses pengolahan limbah yang direncanakan sesuai peraturan tentang nilai ambang batas yang diperkenankan untuk bangunan industri. Keselamatan dan keamanan dalam masyarakat perlu dijaga dengan baik meskipun hal ini menambah beban biaya bagi pabrik. 9. Energi dan Bahan Bakar
Faktor penyediaan bahan bakar juga sangat mempengaruhi kelangsungan pabrik. Untuk memenuhi kebutuhan tenaga listrik, pabrik ini menyediakan unit pembangkit tenaga listrik. Penyediaan bahan bakar langsung di suplai dari Pertamina DOH-NAD Rantau.
3.2 Tata Letak Pabrik Tata letak pabrik mempunyai peranan yang penting dalam menentukan biaya konstruksi, biaya produksi, serta efisiensi dan keselamatan kerja. Tata letak pabrik merupakan suatu perencanaan dan pengintegrasian aliran dari komponenkomponen produksi suatu pabrik, sehingga diperoleh suatu hubungan yang efisien dan efektif antara operator, peralatan dan gerakan material dari bahan baku menjadi produk. Oleh karena itu, tata letak pabrik harus disusun secara cermat untuk menghindari kesulitan dikemudian hari. Dalam merancang tata letak suatu pabrik maka harus mencakup penyusunan area penyimpanan, area proses dan area pemindahan hasil produksi dalam koordinasi yang efisien dengan memperhatikan beberapa fakor berikut: 1. pengembangan lokasi baru atau penambahan/perluasan lokasi yang telah ada sebelumnya; 2. urutan proses produksi dan kemudahan/aksesibilitas operasi;
3. distribusi ekonomis dari fasilitas logistik (bahan baku dan bahan pelengkap), fasilitas utilitas (air, steam, tenaga listrik, bahan bakar), bengkel untuk pemeliharaan/perbaikan alat serta peralatan pendukung lainnya; 4. tipe, luas bangunan dan ketentuan konstruksi bangunan; 5. pertimbangan kesehatan dan keselamatan, seperti kemungkinan kebakaran/ peledakan; 6. area pelayanan, seperti tempat parkir, tempat ibadah, kamar kecil (WC), dan sebagainya diatur sedemikian rupa sehingga tidak terlalu jauh dari tempat kerja; 7. masalah pembuangan limbah; 8. alat-alat yang harus dibersihkan/dilepas pada saat shut down harus disediakan ruang yang cukup sehingga tidak mengganggu peralatan lainnya; dan 9. kemungkinan perluasan/ekspansi. Pengaturan tata letak pabrik yang baik akan memberikan beberapa keuntungan, seperti: 1. mengurangi jarak transportasi bahan baku dan produk sehingga mengurangi material handling; 2. memberikan ruang gerak yang lebih leluasa sehingga mempermudah perbaikan mesin dan peralatan-peralatan yang rusak; 3. menurunkan biaya produksi; 4. meningkatkan keselamatan kerja; 5. mengurangi kecelakaan kerja seminimum mungkin; dan 6. memungkinkan pengawasan operasi dan proses yang lebih baik. Secara umum, garis besar tata letak pabrik Sabun padat transparan ini dibagi menjadi beberapa daerah utama sebagai berikut. 1. Daerah Administrasi/Perkantoran
Daerah administrasi/perkantoran merupakan pusat kegiatan administrasi perusahaan yang mengatur kelancaran operasi dan kegiatan-kegiatan lainnya. Daerah ini ditempatkan di bagian depan pabrik agar kegiatan administrasi tidak mengganggu kegiatan dan keamanan pabrik serta harus terletak jauh dari areal proses yang berbahaya.
2. Daerah Fasilitas Umum
Daerah fasilitas umum merupakan daerah penunjang segala aktivitas pabrik dalam pemenuhan kepentingan pekerja, seperti tempat parkir, tempat ibadah, pustaka, dan pos keamanan. 3. Daerah Proses
Daerah proses merupakan pusat proses produksi dimana alat-alat proses dan pengendali proses ditempatkan. Letak aliran proses direncanakan sedemikian rupa sehingga memudahkan pemindahan bahan baku dari tangki penyimpanan dan pengiriman produk ke daerah penyimpanan serta memudahkan pengawasan dan pemeliharaan terhadap alat-alat proses. Daerah ini diletakkan minimal 15 meter dari bangunan-bangunan atau unit-unit lain. 4. Daerah Laboratorium dan Ruang Kontrol
Laboratorium dan ruang kontrol sebagai pusat pengendali proses, kualitas dan kuantitas bahan yang akan diproses serta produk yang akan dijual. Daerah laboratorium merupakan pusat kontrol kualitas bahan baku, produk dan limbah proses. Sedangkan daerah ruang kontrol merupakan pusat kontrol berjalannya proses yang diinginkan (kondisi operasi baik tekanan, temperatur, dan kondisi operasi lain-lain yang diinginkan). Laboratorium dan ruang kontrol diletakkan dekat daerah proses, sehingga apabila terjadi suatu masalah di daerah proses dapat segera diatasi. 5. Daerah Gudang dan Bengkel
Daerah
pemeliharaan merupakan tempat penyimpanan suku cadang alat
proses dan untuk melakukan perbaikan, pemeliharaan atau perawatan semua peralatan yang dipakai dalam proses. 6. Daerah Penyimpanan Bahan Baku dan Produk
Daerah ini terdiri dari area tangki penyimpanan bahan baku dan produk yang dapat terjangkau oleh angkutan pembawa bahan baku dan produk. Daerah ini biasanya ditempatkan di dekat areal proses supaya suplai bahan baku proses dan penyimpanan produk lebih mudah.
7. Daerah Utilitas
Daerah utilitas merupakan tempat untuk penyediaan keperluan yang menunjang berjalannya proses produksi berupa penyediaan air, steam, listrik. Daerah ini ditempatkan dekat dengan daerah proses agar sistem pemipaan lebih ekonomis, tetapi mengingat bahaya yang akan ditimbulkan maka jarak antara areal utilitas dengan areal proses harus di atur. Tabel 3.1 Perincian Luas Lahan Pabrik Sabun Padat Transparan No
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Penggunaan Lahan Pos keamanan Mesjid Poliklinik Parkir Jalan/taman dan halaman Diklat Mushalla Laboratorium Kantor, Perpustakaan dan Aula Bengkel Areal proses dan penyimpanan Areal utilitas Unit pemadam kebakaran dan kantin Areal perluasan Jalan pabrik TOTAL
Ukuran
Luas
Meter 3(5 x 5) 15 x 15 20 x 20 15 x 8 2(15 x 10) 30 x 20 15 x 8 8x8 30 x 8
m^2 75 225 400 120 900 120 64 240
30 x 20
600
25 x 8
200
90 x 35
55 x 38
5240
130 x 35
4550
2(15 x 8)
240
95 x 35 -
3325 10101 26400
3.3 Layout Pabrik U
Sungai
Tamiang 1 2
2 9
14
2 3
2
2
Jalan Pabrik
Jalan Raya
2
7 2
10 8 13
4
2
15
6
1
12
11 Jalan Pabrik
Keterangan Gambar: 1. Pos keamanan 2. Perumahan 3. Mesjid 4. Poliklinik 5. Diklat 6. Taman 7. Kantor, Perpustakaan dan Aula 8. Mushalla 9. Laboratorium 10. Bengkel 11. K3LL 12. Parkir 13. Areal proses dan penyimpanan 14. Areal utilitas 15. Areal perluasan
Gambar 3.2 Layout Pabrik Sabun Padat Transparan dari Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS)
1
5
BAB IV ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN
4.1 Pendahuluan Keberhasilan suatu perusahaan industri untuk menghasilkan produk yang diinginkan sangat tergantung pada koordinasi dan kerja sama yang saling mendukung serta faktor yang terkait, seperti bahan baku, tenaga kerja, modal dan penguasaan teknologi proses. Untuk melakukan koordinasi perlu adanya suatu organisasi yang dapat mengendalikan faktor-faktor tersebut guna mewujudkan hasil yang diharapkan, sebab perusahaan merupakan suatu organisasi produksi yang
menggunakan dan
mengkoordinir
sumber-sumber
ekonomi
untuk
memuaskan kebutuhan dengan cara yang menguntungkan. Organisasi sebagai suatu bentuk dan hubungan yang mempunyai sifat dinamis, dalam arti dapat menyesuaikan diri dengan perubahan, pada hakekatnya merupakan suatu bentuk yang dengan sadar diciptakan manusia untuk mencapai tujuan yang dikalkulasikan. Tujuan yang dikalkulasikan menunjukkan bahwa hakekat organisasi dalam industri bukanlah hanya sebuah kumpulan dari sumbersumber ekonomi semata-mata, tetapi juga menciptakan suasana kerja yang baik atau usaha mengadakan pembandingan sumber-sumber dan hasil yang terbaik. 4.2 Bentuk Hukum Organisasi Perusahaan Dalam kepemilikan perusahaan dapat dipilih salah satu dari bentuk-bentuk hukum yang sesuai dengan kegiatan-kegiatan yang dilaksanakan oleh perusahaan yang bersangkutan. Pemilihan bentuk perusahaan harus diputuskan pada saat permulaan dalam melakukan kegiatan perusahaan. Berhasil atau tidaknya usahausaha yang akan dijalankan bergantung pada keputusan tersebut. Ada beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam memilih bentuk perusahaan yang akan didirikan, antara lain: 1. jumlah modal yang dimiliki maupun yang diperlukan untuk memulai usaha; 2. kemungkinan penambahan modal yang diperlukan;
3. metode dan luasnya pengawasan terhadap perusahaan; 4. rencana pembagian laba; 5. rencana penentuan tanggung jawab; dan 6. besar kecilnya resiko yang harus dihadapi. Karakteristik masing-masing perusahaan sangat menentukan bentuk kepemilikannya, oleh karena itu tidak ada bentuk perusahaan yang lebih super daripada yang lain. Bentuk-bentuk perusahaan tersebut terbagi atas: 1. Perusahaan Perseorangan (PP); 2. Firma (Fa); 3. Perseroan Komanditer (CV); 4. Perseroan Terbatas (PT); 5. Perseroan Terbatas Negara (Persero); 6. Perusahaan Daerah (PD); 7. Perusahaan Negara Umum (Perum); 8. Perusahaan Negara Jawatan (Perjan); dan 9. Koperasi. Bentuk perusahaan yang direncanakan untuk pabrik sabun padat transparan dari RBDPS adalah Perseroan Terbatas (PT). Perseroan terbatas merupakan suatu badan hukum karena memiliki kekayaan sendiri yang terpisah dari kekayaan pribadi masing-masing pemegang saham. Pemilihan bentuk perusahaan ini didasarkan pada pertimbangan-pertimbangan berikut: 1. tanggung jawab yang terbatas dari para pemegang saham; 2. adanya kontinuitas dalam kelangsungan hidup; 3. adanya spesialisasi dalam manajemen; 4. mudah dalam pengalihan kepemilikannya; dan 5. adanya kemampuan finansiil yang besar. 4.3 Struktur Organisasi Perusahaan Dalam suatu perusahaan dengan segala aktifitasnya, terdapat hubungan diantara orang-orang yang menjalankan aktifitasnya. Makin banyak kegiatan yang
dilakukan dalam suatu organisasi, makin kompleks pula hubungan-hubungan yang ada. Untuk itu perlu dibuat suatu bagan yang menggambarkan tentang hubungan tersebut termasuk hubungan antara masing-masing kegiatan atau fungsi, yang disebut dengan bagan organisasi atau struktur organisasi. Yang menjadi dasar dalam organisasi perusahaan adalah pembagian kekuasaan (authority) dan tanggung jawab (responsibility). Pada pokoknya ada empat tipe organisasi berdasarkan struktur organisasinya, yaitu: 1. organisasi garis (line organization); 2. organisasi garis dan staf (line and staf organization); 3. organisai fungsional (fungcionalorganization); dan 4. komite (committee).
Bentuk organisasi yang dipilih pada prarancangan pabrik sabun mandi cair dari RBDPS dengan kapasitas produksi 55.000 ton/tahun adalah bentuk organisasi garis dan staf. Pada sistem ini, garis kekuasaan lebih sederhana dan praktis. Demikian pula kebalikan dalam pembagian tugas kerja seperti yang terdapat dalam sistem organisasi fungsional. Sehingga seorang karyawan hanya akan bertanggung jawab kepada seorang atasan saja. Sedangkan untuk mencapai kelancaran produksi maka perlu dibentuk Staf Ahli memberi bantuan pemikiran dan nasehat kepada tingkat pengawas, demi tercapainya tujuan perusahaan. Ada dua kelompok orang-orang yang berpengaruh dalam menjalankan organisasi garis dan staf ini, yaitu: 1. sebagai garis atau line yaitu orang-orang yang melaksanakan tugas pokok organisasi dalam rangka mencapai tujuan; dan 2. sebagai staf yaitu orang-orang yang melakukan tugasnya dengan keahlian yang dimilikinya, dalam hal ini berfungsi untuk memberikan saran-saran kepada unit operasional. Keuntungan struktur organisasi garis dan staf adalah: 1. adanya pembagian tugas yang jelas antara kelompok ini yang melaksanakan tugas pokok dan kelompok staf yang melaksanakan tugas penunjang;
2. bakat yang berbeda-beda dari anggota organisasi dapat berkembang menjadi spesialisasi; 3. koordinasi mudah dijalankan dalam setiap kelompok kerja golongan karyawan; dan 4. disiplin serta moral biasanya tinggi karena tugas yang dilaksanakan seseorang biasanya sesuai dengan bakat, pendidikan dan pengalaman. Pemegang saham sebagai pemilik perusahaan dalam melaksanakan tugas sehari-harinya diwakili oleh dewan komisaris, sedangkan tugas untuk menjalankan perusahaan dilaksanakan oleh manajer perusahaan beserta bawahannya. Bagan dan struktur organisasi dapat dilihat pada Gambar 4.1. 4.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab Sistem organisasi garis dan staf yang dipilih terdiri dari beberapa bagian. Bagian-bagian tersebut adalah sebagai berikut. 4.4.1 Pemegang Saham Pemegang saham adalah sekumpulan orang yang mengumpulkan modal untuk mendirikan pabrik dan menjalankan aktivitas perusahaan. Dengan kata lain pemegang saham adalah pemilik perusahaan. Secara umum tugas dan tanggung jawab pemegang saham adalah sebagai berikut: 1. menetapkan kebijaksanaan perusahaan dalam masa satu tahun; 2. meminta pertanggungjawaban Direksi dan Komisaris atas mandat yang telah diberikan; dan 3. memilih dan memperhatikan Direksi dan Dewan Komisaris. 4.4.2 Dewan Komisaris Dalam melaksanakan tugasnya pemegang saham tersebut diwakili oleh Dewan Komisaris yang ditunjuk pada rapat tahunan pemegang saham. Dewan Komisaris mempunyai tugas dan tanggung jawab sebagai berikut: 1. mengawasi pelaksanaan kebijaksanaan perusahaan yang telah ditetapkan pada rapat tahunan pemegang saham; 2. menentukan siapakah yang menjabat sebagai Direktur Utama;
3. mengawasi kerja Direktur; 4. menyetujui rencana yang diajukan Direktur; dan 5. memberikan nasehat kepada Direktur Utama jika Direktur Utama ingin mengadakan perubahan dalam perusahaan.
4.4.3 Fungsionaris Perusahaan Fungsionaris
perusahaan
merupakan
pimpinan
perusahaan
yang
menggerakkan aktivitas-aktivitas perusahaan. Fungsionaris perusahaan tersebut adalah sebagai berikut. Direktur Utama Wewenang dan tugas dari Direktur Utama pada sistem organisasi garis dan staf yang digunakan adalah: a. bertanggung jawab kepada Dewan Komisaris; b. menyusun kebijaksanaan, peraturan dan tata tertib perusahaan; c. menjaga kestabilan organisasi perusahaan, dengan menciptakan hubungan baik antara pemegang saham, pekerja dan pimpinan masing-masing; d. mengadakan kerjasama dengan pihak luar demi kepentingan perusahaan; e. mewakili perusahaan dalam mengadakan hubungan maupun perjanjianperjanjian dengan pihak ketiga; dan f. mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi
pelaksanaan bagian yang
menjadi bawahannya. Direktur utama dalam menjalankan tugasnya dibantu oleh seorang sekertaris dan tiga orang direktur. Berikut uraiannya: -
Sekertaris Sekretaris diangkat oleh Direktur untuk menangani masalah surat-menyurat untuk pihak perusahaan, menangani kearsipan dan pekerjaan lainnya untuk membantu direktur dalam menangani administrasi perusahaan.
Direktur Teknik dan Produksi Tanggung jawab tersebut meliputi: a. pengawasan produksi dan peralatan pabrik; b. perbaikan dan pemeliharaan peralatan produksi; c. perencanaan jadwal produksi dan penyediaan sarana lainnya; dan d. pengkoordinir kerja Kepala Bagian yang menjadi bawahannya. -
Direktur Keuangan dan Pemasaran
Tanggung jawab tersebut meliputi: a. mengawasi dan mengatur keuangan perusahaan; b. mengkoordinir segala kegiatan yang berhubungan dengan pemasaran; dan c. mengkoordinir kerja Kepala Bagian yang menjadi bawahannya.
-
Direktur Administrasi dan Umum
Tanggung jawab tersebut meliputi: a. biaya perusahaan; b. administrasi dan personalia perusahaan; c. perencanaan perusahaan; dan d. mengkoordinir kerja Kepala Bagian yang menjadi bawahannya.
4.5 Pembagian Seksi-Seksi dan Tugas Dalam melaksanakan tugas-tugasnya, semua Direktur tersebut dibantu oleh beberapa Kepala Bagian. Kepala Bagian tersebut adalah seperti berikut. 4.5.1 Kepala Bagian Produksi Kepala Bagian Produksi bertanggung jawab kepada Plant Manager mengenai peralatan, proses dan utilitas. Kepala Bagian Produksi membawahi seksi-seksi berikut. a. Seksi Proses b. Seksi Utilitas
c. Seksi Laboratorium dan Quality Control d. Seksi Penelitian dan Pengembangan 4.5.2 Kepala Bagian Teknik Kepala Bagian Teknik bertanggung jawab kepada Direktur Teknik dan Produksi dalam bidang mutu dan kelancaran produksi. Kepala Bagian ini membawahi seksi-seksi seperti di bawah ini. a. Seksi Pemeliharaan b. Seksi Keselamatan Kerja 4.5.3 Kepala Bagian Umum Kepala Bagian Umum bertanggung jawab kepada Office Manager dan Direktur Utama, dalam hal personalia, administrasi dan keamanan. Kepala Bagian Umum membawahi seksi-seksi berikut ini. a. Seksi Personalia b. Seksi Administrasi c. Seksi keamanan d. Seksi Humas 4.5.4 Kepala Bagian Pemasaran KepalaBagianPemasaranbertanggungjawabkpadaDirekturKomersildalamh alpembekalan dan pemasaran hasil. Kepala Bagian Pemasaran membawahi seksiseksi berikut ini. a. Seksi Penjualan b. Seksi Pembelian 4.4.5 Kepala Bagian Keuangan Kepala Bagian Keuangan bertanggung jawab kepada Direktur Komersil dalam hal perencanaan keuangan, mengevaluasi dan mengatur neraca keuangan serta melakukan pembayaran. Kepala Bagian Keuangan membawahi seksi-seksi sebagai berikut ini. a. Seksi Pembayaran
b. Seksi Akuntansi dan Pembukuan
4.6 Status Karyawan
Status kkaryawan pabrik yang direncanakan dibagi atas tiga golongan, yaitu: 4.6.1
Karyawan tetap Karyawan tetap adalah karyawan yang diangkat dan diberhentikan berdasarkan
Surat Keputusan dari direksi, mendapat gaji bulanan yang dimasukkan dalam skala gaji berdasarkan keahlian, masa kerja dan kedudukannya dalam perusahaan.
4.6.2
Karyawan harian Karyawan harian adalah karyawan yang diangkat dan diberhentikan oleh dewan
direksi tanpa surat keputusan (SK) dan mendapat upah dihitung perhari kerja (upah harian), yang termasuk karyawan harian adalah yang tidak mempunyai hubungan langsung dengan kegiatan produksi.
4.6.3
Karyawan borongan
Karyawan borongan adalah karyawan yang bekerja di pabrik jika diperlukan saja, sifatnya borongan, waktu kerja tidak ditentukan pabrik, dan mendapat upah yang sesuai dengan borongan yang diberikan oleh pabrik 4.7 Sistem Gaji
Sistem gaji diperusahaan dibagi menjadi 3 kelompok, yaitu: 1. Gaji bulanan 2. Gaji harian 3. Gaji lembur
4.8Pengaturan Jam Kerja Pabrik sabun padat transparan dengan kapasitas produksi 55.000 ton/tahun direncanakan beroperasi secara kontinu selama 24 jam kerja/hari atau 330 hari/tahun. Para karyawan dibagi dalam tiga waktu shift, dimana setiap
shiftmasing-masing 8 jam. Untuk karyawan non shift karyawan diberi pekerjaan secara bergilir (shift work). Hari minggu dan hari besar adalah hari libur sesuai dengan undang-undang yang berlaku. Jadwal kerja untuk karyawan shift dan non shift dapat dilihat pada Tabel 4.1-Tabel 4.2. Untuk melayani tiga shift pabrik dibentuk 4 regu kerja yang diatur dalam Tabel 4.3. Tabel 4.1 Jam Kerja Karyawan Non Shift No.
Jadwal Kerja
Jam Kerja
1 2 3
Senin – kamis Jum’at Sabtu
08.00 – 17.00 WIB 08.00 – 17.30 WIB 08.00 – 12.30 WIB
Tabel 4.2 Jam Istirahat Karyawan Non Shift No.
Jadwal Kerja
Jam Kerja
1 2
Senin – kamis Jum’at
12.30 – 13.30 WIB 12.30 – 14.00 WIB
Tabel 4.3 Jam Kerja Karyawan Shift No.
Shift
Jam Kerja
1 2 3
I II III
08.00 – 16.00 WIB 16.00 – 24.00 WIB 24.00 – 08.00 WIB
Tabel 4.4Siklus pergantian Shift selama 1 bulan Shift
Tanggal
A
1 P
2 P
B
M
M
C D
S S
3 P M S
4
5 S
6 S
P
P
P
M S
M M
7 S P M
8
9 M
10 M
S
S
S
P M
P P
11 M S P
12
13 P
14 P
M
M
M
S P
S S
15 P M S
Shift A B C D
Tanggal 16 17 18 19 20 21 22 23 24 S S S M M M P P P S S S M M M P P P S S S M M M P P P
25 26 27 P P P M M S M S S
28 29 S P P M M S
30 31 S S P P M M
Keterangan: P S M
Shift Pagi Shift Siang Shift Malam Libur
4.9 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji 4.9.1 Penggolongan Jabatan Penggolongan jabatan pada sistem organanisasi pabrik sabun padat transparan dapat dilihat pada Tabel 4.5. Tabel 4.5 Penggolongan Jabatan No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Jabatan Direktur Utama Direktur Teknik dan Produksi Direktur Keuangan dan Pemasaran Direktur Administrasi dan Umum Staf Ahli Sekretaris Kepala Bagian Produksi Kepala Bagian Teknik Kepala Bagian Umum dan Administrasi Kepala Bagian Keuangan Kepala Bagian Pemasaran Kepala Seksi proses Kepala Seksi Utilitas
Disiplin Ilmu Teknik Kimia Teknik Kimia Ekonomi Akutansi Ekonomi Teknik Kimia/Mesin/Elektro Ekonomi Manajemen Teknik Kimia Teknik Kimia/Mesin Ekonomi Ekonomi Ekonomi/Teknik Industri Teknik Kimia Teknik Kimia
Program Study S2/S3 S2/S3 S2/S3 S2/S3 S1 S1 S1 S1 S1 S1 S1 S1 S1
No 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41
Jabatan Kepala Seksi Penelitian dan Pengembangan Kepala Seksi Laboratorium dan QC Kepala Seksi Pemeliharaan Kepala Seksi Keselamatan Kerja Kepala Seksi Personalia Kepala Seksi Administrasi Kepala Seksi Keamanan Kepala Seksi Humas Kepala Seksi Pemasaran Kepala Seksi Pembelian Kepala Seksi Akuntansi dan KAS Karyawan Pengendalian Karyawan Laboratorium Karyawan Keselamatan Kerja Karyawan Personalia Karyawan Administrasi Karyawan Keamanan Karyawan Humas Karyawan Pemasaran Karyawan Pembeliaan Karyawan Keuangan Medis Paramedis Apoteker Asisten Apoteker Sopir Cleaning Service Buruh
DisiplinIlmu
Program Study
Teknik Kimia/MIPA
S1
Teknik Kimia/MIPA Teknik Mesin/Elektro Teknik Kimia/Mesin/Elektro Ekonomi/Teknik Industri Ekonomi/Teknik Industri Semua Jurusan Hukum/Ekonomi/FISIP Ekonomi/Teknik Industri Ekonomi/Teknik Industri Ekonomi Teknik Kimia/MIPA Teknik Kimia/MIPA Teknik Kimia/Mesin/Elektro Ekonomi/Teknik Industri Ekonomi/Teknik Industri Semua Jurusan Hukum/Ekonomi/FISIP Ekonomi/Teknik Industri Ekonomi/Teknik Industri Ekonomi Kedokteran Keperawatan Farmasi Farmasi Semua Jurusan Semua Jurusan Semua Jurusan
S1 S1 S1 S1 S1 S1 S1 S1 S1 S1 D3/S1 D3/S1 D3/S1 D3/S1 D3/S1 D3/S1 D3/S1 D3/S1 D3/S1 D3/S1 S1 S1/D3 S1 D3 SMU SMU SMU
4.9.2Jumlah Karyawan dan Gaji Jumlah karyawan harus ditentukan dengan tepat dengan cara menghitung jumlah karyawan proses berdasarkan jumlah peralatan dan jumlah karyawan proses per unit per regu, dan rincian karyawan yang lain ditentukan, sehingga semua pekerjaan yang ada dapat diselenggarakan dengan baik dan efektif. Tabel 4.6 Perincian Jumlah Karyawan
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 No
Jabatan Direktur Utama Direktur Teknik dan Produksi Direktur Keuangan dan Pemasaran Direktur Administrasi dan Umum Staf Ahli Sekretaris Kepala Bagian Produksi Kepala Bagian Teknik Kepala Bagian Umum dan Administrasi Kepala Bagian Keuangan Kepala Bagian Pemasaran Kepala Seksi proses Kepala Seksi Utilitas Kepala Seksi Penelitian dan Pengembangan Kepala Seksi Laboratorium dan QC Kepala Seksi Pemeliharaan Kepala Seksi Keselamatan Kerja Kepala Seksi Personalia Kepala Seksi Administrasi Kepala Seksi Keamanan Kepala Seksi humas Kepala Seksi Pemasaran Kepala Seksi Pembelian Kepala Seksi Akuntansi dan KAS Operator Proses Unit Produksi Operator Bengkel dan Pemeliharaan Operator Utilitas Pengadaan Steam Operator Utilitas Pengadaan Air Operator Utilitas Pengadaan Tenaga Listrik Operator Utilitas Pengadaan Bahan Bakar Operator Utilitas pengolahan Limbah Karyawan Pengendalian Karyawan Laboratorium Karyawan Keselamatan Kerja Karyawan personalia Karyawan Administrasi Karyawan Keamanan Jabatan
Jumlah orang/s hift
Jumlah Total
6 2 2 2 2 2 2 2 3 2 4
1 1 1 1 3 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 24 8 8 8 8 8 8 8 12 8 2 2 16
Jumlah
Jumlah
38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
orang/s hift
Total
-
2 2 2 2 2 4 1 2 7 7 20 200
Karyawan Humas Karyawan Pemasaran Karyawan Pembelian Karyawan Keuangan Medis Paramedis Apoteker Asisten Apoteker Sopir Cleaning Service Buruh Total
Gaji untuk masing-masing golongan karyawan adalah seperti yang terinci pada Tabel 4.7. Tabel 4.7 Perincian Golongan dan Gaji No
Jabatan
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
15 16 17 18
Direktur Utama Direktur Teknik dan Produksi Direktur Keuangan dan Pemasaran Direktur Administrasi dan Umum Staf Ahli Sekretaris Kepala Bagian Produksi Kepala Bagian Teknik Kepala Bagian Umum dan Administrasi Kepala Bagian Keuangan Kepala Bagian Pemasaran Kepala Seksi proses Kepala Seksi Utilitas Kepala Seksi Penelitian dan Pengembangan Kepala Seksi Laboratorium dan QC Kepala Seksi Pemeliharaan Kepala Seksi Keselamatan Kerja Kepala Seksi Personalia
No
Jabatan
14
Jumlah orang/shift
Jumlah Total
-
1 1 1 1 3 4 1 1 1 1 1 1 1
20.000.000 15.000.000 13.000.000 13.000.000 8.000.000 5.000.000 12.000.000 12.000.000 10.000.000 10.000.000 10.000.000 7.500.000 7.500.000
20.000.000 15.000.000 13.000.000 13.000.000 24.000.000 20.000.000 12.000.000 12.000.000 10.000.000 10.000.000 10.000.000 7.500.000 7.500.000
-
1
7.500.000
7.500.000
-
1 1 1 1
7.500.000 7.500.000 7.500.000 7.500.000
Jumlah orang/shift
Jumlah Total
7.500.000 7.500.000 7.500.000 7.500.000 Total Gaji/bulan
Gaji/bulan
Gaji/bulan
Total Gaji/bulan
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
Kepala Seksi Administrasi Kepala Seksi Keamanan Kepala Seksi humas Kepala Seksi Pemasaran Kepala Seksi Pembelian Kepala Seksi Akuntansi dan KAS Operator Proses Unit Produksi Operator Bengkel dan Pemeliharaan Operator Utilitas Pengadaan Steam Operator Utilitas Pengadaan Air Operator Utilitas Pengadaan Tenaga Listrik Operator Utilitas Pengadaan Bahan Bakar Operator Utilitas pengolahan Limbah Karyawan Pengendalian Karyawan Laboratorium Karyawan Keselamatan Kerja Karyawan personalia Karyawan Administrasi Karyawan Keamanan Karyawan Humas Karyawan Pemasaran Karyawan Pembelian Karyawan Keuangan Medis Paramedis Apoteker Asisten Apoteker Sopir Cleaning Service Buruh Total
6 2 2 2
1 1 1 1 1 1 24 8 8 8
7.500.000 7.500.000 7.500.000 7.500.000 7.500.000 7.500.000 6.000.000 6.000.000 6.000.000 6.000.000
7.500.000 7.500.000 7.500.000 7.500.000 7.500.000 7.500.000 144.000.000 48.000.000 48.000.000 48.000.000
2
8
6.000.000
48.000.000
2
8
6.000.000
48.000.000
2 2 3 2 4 -
8 8 12 8 2 2 16 2 2 2 2 2 4 1 2 7 7 20 200
6.000.000 4.000.000 4.000.000 4.000.000 4.000.000 4.000.000 4.000.000 4.000.000 4.000.000 4.000.000 4.000.000 6.000.000 3.500.000 4.000.000 3.000.000 2.500.000 2.000.000 1.500.000 330.000.000
48.000.000 32.000.000 48.000.000 32.000.000 8.000.000 8.000.000 64.000.000 8.000.000 8.000.000 8.000.000 8.000.000 12.000.000 14.000.000 4.000.000 6.000.000 17.500.000 14.000.000 40.000.000 1.010.000.000
Maka dalam setahun dibutuhkan gaji karyawan sebesar: = 12 Rp 1.010.000.000,= Rp 12.120.000.000,-
BAB V NERACA MASSA DAN ENERGI
Penentuan kapasitas peralatan pabrik serta kebutuhan energi suatu pabrik, diperlukan perhitungan terhadap neraca massa dan neraca energi yang masuk dan keluar dari suatu peralatan. Kedua neraca ini sangat diperlukan dalam penentuan spesifikasi setiap peralatan proses. Jumlah panas yang dibutuhkan sesuai dengan jumlah massa yang diproses. Demikian juga ukuran peralatan ditentukan oleh jumlah massa yang harus ditangani. 5.1 Neraca Massa Neraca massa merupakan penerapan dari pada prinsip kekekalan massa pada satuan proses. Hukum kekekalan massa menyatakan bahwa ”massa tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan tetapi dapat dirubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain”. Perubahan dapat terjadi bila terjadi perubahan energi, tetapi dalam reaksi kimia perubahan massa kecil sekali sehingga prinsip kekekalan massa dapat diberlakukan. Hukum kekekalan massa tidak berlaku pada reaksireaksi fusi dan fisi dimana perubahan massa jauh lebih besar dari pada reaksi kimia biasa. 5.1.1 Persamaan Neraca Massa Dalam penentuan neraca massa dari suatu sistem atau peralatan diperlukan adanya batasan-batasan dari sistem yang ditinjau. Perhitungan neraca massa pada sistem kontinyu dianggap dalam keadaan tunak (steady state). Aliran proses yang mempunyai lebih dari satu komponen, perhitungan neraca masanya dilakukan pada masing-masing komponen disamping perhitungan neraca massa total. Persamaan umum untuk setiap sistem proses yang terjadi dapat ditulis : Massa keluar = massa masuk + generasi – konsumsi – akumulasi
(5.1)
Untuk proses steady state dan tidak terjadi reaksi kimia maka akumulasi, generasi dan konsumsi adalah nol. Sehingga persamaan neraca massanya dapat dituliskan : Massa keluar = Massa masuk
(5.2)
5.1.2 Langkah-langkah Pembuatan Neraca Massa Menurut Himmeblau (2004) langkah-langkah yang ditempuh dalam pembuatan neraca massa adalah sebagai berikut : 1. Menggambarkan diagram proses dengan aliran-aliran yang diperlukan; 2. Menuliskan besaran, data yang diketahui, dan data yang diperlukan pada diagram tersebut; 3. Memeriksa apakah ada komposisi atau massa pada setiap aliran yang langsung dapat diketahui atau dihitung; 4. Menetapkan dasar perhitungan, semua perhitungan bahan atau komponen harus didasarkan pada dasar yang sama; 5. Jumlah besaran yang diketahui harus dihitung tidak boleh melebihi jumlah persamaan neraca bahan independen yang ada; 6. Jika jumlah persamaan neraca massa bahan yang diketahui melebihi, perlu dipilih
persamaan-persamaan
yang
digunakan
untuk
menyelesaikan
persoalan; 7. Membuat persamaan sesuai dengan jumlah yang tidak diketahui; 8. Menyelesaikan persamaan untuk mendapatkan yang belum diketahui. Disamping itu juga dikenal cara perhitungan neraca massa menurut Reklaitis (1983), yaitu dengan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Menggambarkan diagram proses dengan aliran-aliran yang diperlukan; 2. Menuliskan besaran, data yang diketahui, dan data yang diperlukan dalam diagram tersebut; 3. Menentukan derajat kebebasan atau degree of freedom dari masing-masing proses dan proses secara keseluruhan; 4. Menyusun persamaan untuk menyelesaikan persoalan;
5.
Menyelesaikan persamaan yang dimulai dari proses yang derajat kebebasannya sama dengan 0 (nol);
6.
Selanjutnya disusun tabel derajat kebebasan yang baru untuk menyelesaikan persamaan yang derajat kebebasannya sama dengan nol, begitu seterusnya sehingga semua persamaan dapat diselesaikan.
5.2 Neraca Energi Neraca energi merupakan persamaan matematika yang menyatakan hubungan antara energi masuk dan energi keluar sistem. Prinsip dasar yang digunakan sesuai dengan prinsip dasar kekekalan energi, yaitu ”energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan”. Konsep neraca energi menurut Himmeblau (1982) pada dasarnya sama dengan konsep neraca massa, yaitu : E = E1 – E0
(5.3)
Keterangan : E = akumulasi energi E1 = energi masuk E0= energi keluar Persamaan
energi
pada
proses-proses
industri
biasanya
dapat
disederhanakan untuk proses-proses tanpa akumulasi (steady state), sehingga Persamaan 5.3 diatas menjadi lebih sederhana, yaitu : E1=E0 (5.4) Istilah-istilah yang sering dijumpai pada perhitungan neraca energi adalah : 1. Entalpi (H), merupakan jumlah energi dalam dan perkalian antara tekanan dan volume, perubahan entalpi merupakan panas yang diserap atau panas yang dikeluarkan oleh dan dari sistem; 2. Kapasitas panas (Cp), merupakan energi yang dibutuhkan oleh suatu zat untuk menaikkan suhu 1 oC, energi ini dapat diberikan dengan cara pemindahan panas dalam suatu proses tertentu;
3. Panas reaksi dan panas standar, merupakan perubahan entalpi sebelum dan sesudah reaksi terjadi, panas reaksi terjadi pada tekanan 1 atm dan temperatur 25oC; 4. Panas pembentukan standar, merupakan panas reaksi yang khusus, panas yang diperlukan untuk pembentukan senyawa dari unsurnya; 5. Panas sensibel, merupakan panas yang dibutuhkan untuk menaikkan atau menurunkan temperatur suatu zat tanpa merubah fasanya; 6. Panas laten, merupakan panas yang dibutuhkan untuk merubah fasa suatu zat tanpa menaikkan atau menurunkan temperaturnya. Untuk hasil perhitungan neraca massa dan energi pada tiap alat dapat dilihat pada Tabel 5.1 sampai Tabel 5.12, sedangkan contoh perhitungan neraca massa dan energi untuk masing-masing peralatan disajikan pada Lampiran A dan Lampiran B.
5.3 Hasil Perhitungan Neraca Massa Perhitungan neraca massa pada perencanaan pabrik sabun padat transaparan dari Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS) seperti dibawah ini: Basis Perhitungan
: 1 Jam
Satuan
: kilogram (kg)
Waktu Operasi
: 330 hari
Jam Operasi
: 24 Jam/Hari
Kapasitas Produksi
: 55.000 ton/Tahun
5.3.1 Oil Purifier (OP-101) Fungsi :
untuk memisahkan RBDPS dari impuritis menjadi RBDPS Murni. Fraksi impuritis yang keluar yaitu 0,15% dan sisanya merupakan RBDP-Stearin Murni (Andi, 2009)
RBDPS
F1
F3
RBDPS Murni
OP - 101 Impuritis F2 F2impuritis
Gambar5.1 Blok Diagram Oil Purifier (OP – 101)
Tabel 5.1 Neraca Massa pada Oil Purifier (OP-101) Masuk Aliran Komponen RBDPS 1 Impuritis
Jumlah Kg/Jam 3.366,4884 5,0573
Total
3.371,5457
Aliran 2 3
Keluar Komponen Impuritis RBDPS murni Total
3.371,5457
5.3.2Tangki NaOH (T-102) Fungsi : untuk melarutkan NaOH dan Air Air F5
NaOH T-102
Jumlah Kg/Jam 5,0573 3.366,4884
F4 NaoH
Gambar5.2 Blok Diagram Tangki NaOH (T-102)
Tabel 5.2 Neraca Massa pada Tangki pelarutan NaOH (T-102) Masuk Aliran Komponen 4 NaOH 5 Air Total
Jumlah Kg/Jam 453,1448 841,5547 1.294,6995
Keluar Aliran Komponen 6 NaOH Air Total
Jumlah Kg/Jam 453,1448 841,5547 1.294,6995
5.3.3 Reaktor Saponifikasi (R-101) Fungsi
: untuk mereaksikan RBDPS dengan NaOH menjadi sabun sebagai produk utama dan gliserin sebagai produk samping. Konversi reaksi yaitu 99,5% (Bailey’s, 2004).
NaOH Air F6 RBDPS Murni
F3
F7
R - 101
Sabun Air Gliserol RBDPS
RBDPS Recycle F8
Gambar5.3 Blok Diagram ReaktorSaponifikasi (R101) Tabel 5.3 Neraca Massa pada Reaktor Saponifikasi (R-101) Masuk Jumlah Keluar Aliran 3 6 8
Komponen RBDPS murni NaOH Air RBDPS murni Total
Kg/Jam
Aliran
3.366,4884
Jumlah
Komponen
Kg/Jam
Sabun
3.472,2222
7 453,1448 841,5547 16,9170 4.678,1050
Gliserol Air RBDPS murni Total
347,4110 841,5547 16,9170 4.678,1050
5.3.4 Dekanter Sentrifugal (DK-101) Fungsi : untuk memisahkan antara sabun, air, gliserol dengan stearin
Sabun Air Gliserol RBDPS
F7 DK - 101
F9
Sabun Air Gliserol
F8 RBDPS Recycle
Gambar5.4 Blok Diagram Dekanter Sentrifugal (DK-101)
Tabel 5.4 Neraca Massa pada Dekanter Sentrifugal (DK-101) Masuk Jumlah Keluar Aliran Komponen Kg/Jam Aliran Komponen RBDPS Gliserin 347,4110 8 murni 7 RBDPS 16,9170 Gliserin 9 murni Sabun 3.472,2222 Sabun Air 841,5547 Air Total 4.678,1050 Total
Jumlah Kg/Jam 16,9170 347,4110 3.472,2222 841,5547 4.678,1050
5.3.5Tangki Pelarutan Bahan Aditif (T-105) Fungsi
: mencampur TCS, Air, Asam SitratdanGlukosa. Komposisi bahan aditif yang ditambahkan adalah sebagai berikut:,Triclosan = 3,5 %, Asam Sitrat = 3 %, dan glukosa = 5 %(Bailey, 2004).
A
Glukosa F14
samSitrat F15
TCS TCS F12
F16 Air AsamSitrat Glukosa
T– 105
Air F13 Gambar5.5 Blok Diagram TangkiPelarutan (T-105)
Tabel 5.5 Neraca Massa pada Tangki Pelarutan Bahan Aditif (T-105) Masuk Jumlah Keluar Aliran
Komponen
Kg/Jam
12
TCS
243,0556
13
Air
173,6111
14
Glukosa
15
Asam sitrat Total
3.472,2222 208,3333 4.097,2222
Aliran
16
Komponen
Jumlah Kg/Jam
TCS
243,0556
Air
173,6111
Glukosa Asam sitrat Total
3.472,2222 208,3333 4.097,2222
5.3.6 Mixer I (M-101) Fungsi
: untuk mencampur sabun, air, gliserin dengan bahan tambahan lainnya (EDTA, TCS, Asam Sitrat, Air, Glukosa dan Gliserin). Komposisi bahan aditif yang ditambahkan adalah sebagai berikut, EDTA= 3 % Triclosan = 3,5 %, Asam Sitrat = 3 %, Air 2,5% dan Gliserin = 15 %, glukosa = 5 % (Bailey’s, 2004)
Gliserin F11 F17
EDTA
F10 Sabun Air Gliserin
F9
M - 101
F16
TCS Air Asam Sitrat Glukosa
Gambar5.6 Blok Diagram Mixer I (M-101)
Sabun Air Gliserin EDTA TCS Asam Sitrat Glukosa
Tabel 5.6 Neraca Massa pada Mixer I (M-101) Masuk Jumlah Keluar Aliran Komponen Kg/Jam Aliran Komponen Sabun 3.472,2222 Sabun 9 Air 841,5547 Air 17 Gliserol 347,4110 Gliserin 10 Glukosa 3.472,2222 Glukosa 11 Gliserin 694,2556 EDTA Air 173,6111 TCS TCS 243,0556 Asam sitrat 16 Asam sitrat 208,3333 EDTA 208,3333 Total 9.660,9991 Total
Jumlah Kg/Jam 3.472,2222 1.015,1658 1.041,6667 3472,2222 208,3333 243,0556 208,3333
9.660,9991
5.3.7Mixer II (M-102) Fungsi
: untuk mencampur sabun cair dengan etanol, ekstrak madu dan pewangi dengan komposisi masing-masing, 15%,1 % dan 2% (Bailey,2004).
Ekstrak Madu F18
Sabun 1Air Gliserin F17 EDTA TCS Asam Sitrat Glukosa F17
Etanol
M - 102
F20
F 21
Pewangi F19 Gambar5.7 Blok Diagram Mixer II (M-102)
\
Sabun Air Gliserin EDTA TCS Asam Sitrat Glukosa Ekstrak madu Pewangi Etanol
Tabel 5.7 Neraca Massa pada Mixer II (M-102) Masuk Aliran Komponen 17b Sabun 18 Ekstrak madu 19 Pewangi 20 Etanol Total
Jumlah Kg/Jam 5.694,4444 69,4444 138,8889 1.041,6667 6.944,4444
Keluar Aliran Komponen Sabun Ekstrak madu 21 Pewangi Etanol Total
Jumlah Kg/Jam 5.694,4444 69,4444 138,8889 1.041,6667 6.944,4444
5.4 Hasil Perhitungan Neraca Energi Perhitungan neraca massa pada perencanaan pabrik sabun mandi padat transparan dari Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS) seperti dibawah ini: Basis Perhitungan
: 1 Jam
Temperatur referensi
: 25oC
Tekanan referensi
: 1 atm
Satuan
: kilokalori (kkal)
Waktu operasi
: 330 hari
Kapasitas produksi
: 55.000 Ton/tahun
5.4.1 Tangki Pemanas RBDPS (T-101) Fungsi : Memanaskan RBDPS dari fasa padat ke fasa cair sebelum masuk ke oil purifier. Steam Qsi o T = 110 C P= 1 atm RBDPS padat Q0
T - 101
o
RBDPS cair Q1 T = 90 oC P = 1 atm
T = 30 C P = 1 atm Kondensat Qso T=110 oC P= 1 atm
Gambar 5.9Blok Diagram Neraca Energi Tangki Pemanas RBDPS (T-101)
Tabel5.9Hasil Perhitungan Neraca Energi Tangki Pemanas RBDPS (T-101) Masuk Aliran Komponen Q0 RBDPS Qsi
Keluar Aliran Komponen Q1 RBDPS
Jumlah kkal/Jam 8.642,0295
Steam
125.156,7383
Total
133.798,7677
Qso
Kondensat Total
Jumlah kkal/Jam 112.346,3829 21.452,3849 133.798,7677
5.4.2 Reaktor Saponifikasi (R-101) Fungsi
: untuk mereaksikan RBDPS dengan NaOH menjadi sabun sebagai produk utama dan gliserin sebagai produk samping. Konversi reaksi yaitu 99,5% ( Kirk dan Othmer, 1997).
Steam Qsi o T = 110 C P= 1 atm RBDPS Murni
Lar.NaOH Q6 T = 30 oC P = 1 atm
Q3
Q7 R - 101
T = 90 oC P = 1 atm
RBDPS recycle Q8
T = 100 oC P = 1 atm
Sabun Air Gliserin RBDPS
Kondensat Qso
T = 100 oC P= 1 atm Gambar5.10 Blok Diagram Neraca Energi Reaktor Saponifikasi (R-101)
Tabel5.10Hasil Perhitungan Neraca Energi Reaktor Saponifikasi (R-101) Masuk Aliran Komponen Q3 RBDPS
Jumlah kkal/Jam 112.177,8633
NaOH
10.225,5175
Q8
Air RBDPS
4.218,8789 650,4321
Qsi
Steam
2.315.765,0427
Total
2.443.037,7346
Q6
Keluar Aliran Komponen Sabun
130.071,9973
Air
63.068,8155
Gliserin RBDPS
18.046,2367 650,4321
Q7
Qso
Kondensat Panas Reaksi Total
Jumlah kkal/Jam
396.931,7483 1.834.268,5046 2.443.037,7346
5.4.3 Mixer I (M-101) Fungsi
: untuk mencampur sabun, air, gliserin dengan bahan tambahan lainnya (EDTA, glukosa, TCS, Asam Sitrat, Air dan Gliserin). Komposisi bahan aditif yang ditambahkan adalah sebagai berikut: EDTA = 3 %, glukosa = 5 %, Triclosan = 3,5 %, Asam Sitrat = 3 %, Air 2,5% dan Gliserin = 15% (Bailey, 2004) EDTA F10 T = 30oC P = 1 atm
Gliserin F11 T = 30oC P= 1 atm F17
Sabun F9 Air Gliserin T = 100oC P = 1 atm
M - 101
F16
TCS Air T = 30oC AsamSitrat P = 1 atm Glukosa
Sabun Air Gliserin EDTA TCS Asam Sitrat Glukosa T = 81oC P = 1 atm
Gambar5.11 Blok Diagram Neraca Energi Mixer I (M-101)
Tabel 5.11 Hasil Perhitungan Neraca Energi pada Mixer I (M-101) pada Tkeluar = 81oC Masuk Aliran Komponen Sabun Q9 Air Gliserin Q10 EDTA Q11
Q16
Gliserin Air TCS Asam sitrat Glukosa Total
Jumlah kkal/Jam 130.071,9973 63.068,8155 18.046,2367 319,2057
Keluar Aliran Komponen Sabun EDTA Glukosa TCS Q17a
2.356,5741 870,3466 373,1824 321,6172 520,8301 215.948,8057
Asam sitrat Air Gliserin
Total
Jumlah kkal/Jam 104.009,2734 3.509,7448 2.169,9102 4.191,3061 5.095,4773 56.780,1789 40.192,9148
215.948,8057
5.4.4 Cooler (CO-101) Fungsi : Untuk mendinginkan sabun cair yang keluar dari dari Mixer I dari suhu 81 ke suhu 30 oC. Air Pendingin Qci T = 28 oC P= 1 atm Sabun Q17b Air Gliserin EDTA TCS Asam Sitrat Glukosa T = 81oC P = 1 atm
Q17b CO - 101
Sabun T = 30 oC P = 1 atm
Qco Air Pendingin bekas T = 50 oC P= 1 atm
Gambar 5.12 Blok Diagram Neraca Energi Cooler (CO-101)
Tabel5.12 Hasil Perhitungan Neraca Energi Cooler (CO-101) Masuk Aliran Komponen Sabun Glukosa EDTA Q17a TCS Asam sitrat Air Gliserin Qci
Air Pendingin Total
Jumlah kkal/Jam 97.391,4439 3.509,7448 2.169,91 4.191,31 5.095,48 56.780,18 40.192,91 26.039,88 235.370,8541
Aliran
Q17b
Qco
Keluar Komponen Sabun Glukosa EDTA TCS Asam sitrat Air Gliserin
Jumlah kkal/Jam 8.671,4665 520,8301 319,21 373,18 430,85 5.089,23 3.535,82
Air Pendingin
216.430,27
Total
235.370,8541
BAB VI SPESIFIKASI PERALATAN
Peralatan-peralatan yang digunakan pada prarancangan pabrik sabun padat transparan dari RBDPS baik sebagai proses maupun sebagai utilitas, direncanakan dengan ukuran dan kapasitas yang sesuai dengan kebutuhan. Untuk recirculating dan size reduction equipment, seperti pompa dalam spesifikasinya diambil kapasitas standar yang ada di pasaran. Pemberian kode pada masing-masing alat disesuaikan dengan nama alat-alat dan urutan masing-masing. Kode dengan huruf pada alat menunjukkan nama dari alat tersebut, sedangkan kode angka pertama menunjukkan lokasi area peralatan dan kode angka terakhir menunjukkan nomor urutan dari alat yang bersangkutan. Kode A/B pada alat pompa menunjukkan bahwa alat tersebut memiliki cadangan. Spesifikasi dari masing-masing peralatan dapat dilihat dalam bab ini, sedangkan perhitungannya terdapat pada Lampiran C.
6.1 Gudang Bahan Baku (G-101) Kode
: G-101
Fungsi
: Tempat penyimpanan bahan baku RBDPS
Jumlah
:
Tipe
: Bangunan terbuka berbentuk empat persegi panjang
1 unit
lantai beton dan atap seng Laju bahan baku
: 3.371,5457 kg/jam (Lampiran A)
Densitas
: 862 kg/m3
Temperatur
: 30oC
Tekanan
: 1 atm
Waktu penyimpanan
: 30 hari
Faktor Keamanan
: 20%
Volume gudang
: 3.379,3684 m3
Data konstruksi
:
Bentuk bangunan
: Persegi panjang
Keadaan
: Beratap
Bahan konstruksi
: Beton
Direncanakan desain bangunan : Panjang
: 24,7751 m
Lebar
: 16,5168 m
Tinggi
:
8,2584 m
6.2 Belt conveyor (BC-101) Kode
: BC-101
Fungsi
: Mengangkut RBDPS dari gudang (G-101) menuju
bucket elevator (BE-101) Tipe
:
Flat belt
Jumlah
: 1 unit
kapasitas
: 3,3715 ton/jam
Sudut inklinasi
: 20o
Temperatur
: 30oC
Panjang belt
: 2,1930 m
Lebar belt
: 14 in
Kecepatan angkut
: 3,2135 m/min
Data konstruksi
:
Bahan belt conveyor
: Rubber
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 70
Data motor
:
Efisiensi
: 80%
Power
: 0,0880 hp
6.3 Bucket elevator (BE-101)
Nama
: Bucket Elevator
Kode
:
Jenis
: Spaced Bucket Sentrifugal Discharge Elevator
Kapasitas
: 3,3715
Ukuran bucket
: (6 x 4 x 41/2) in
Jarak antar bucket
: 12
Kecepatan bucket
:
Daya motor
: 2
hp
Tinggi bucket
: 7,62
m
Bahan Konstruksi
: Malleable Iron
Jumlah
: 1 unit
BE-101
16,5206
ton/jam
in m/menit
6.4 Tangki Pemanas Stearin (T-101) Kode
: T-101
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Kondisi operasi
: P = 1 atm dan T = 90oC
Sistem pemanas
: Steam
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas ellipsoidal bagian bawah datar dan dilengkapi dengan pengaduk coil pemanas
Volume tangki
: 4,6936 m3
Diameter
: 1,5856 m
Tinggi Tangki
: 2,5105 m
Tinggi cairan dalam tangki: 2,0920 m Tekanan design
: 20,7 psi
Tebal dinding tangki
: 0,1802 (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,1801 (dipakai tebal 1/4 in)
Coil pemanas
Luas perpindahan panas
: 52,7262ft2
Diameter lilitan
: 3,2019 ft
Keliling lilitan
: 10,0539 ft
Luas permukaan lilitan
: 5,0068 ft2
Jumlah lilitan
: 10
6.5 Oil Purifier (OP-101)
Kode
: OP-101
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 6 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas berbentuk ellipsoidal dan bawah berbentuk konis
Volume tangki
: 4,6936 m3
Diameter
: 1,5144 m
Tinggi Tangki
: 2,9025 m
Tinggi cairan dalam tangki: 2,4188 m Tekanan design
: 21 psi
Tebal dinding tangki
: 0,1789 (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,1789 (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,2013 (dipakai tebal 5/16 in)
Tebal konis
: 0,2013 (dipakai tebal 5/16 in)
6.6 Reaktor Saponifikasi (R-101)
Kode
: R-101
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas dan bawah ellipsoidal serta dilengkapi dengan pengaduk
Volume tangki
: 2,9876 m3
Diameter
: 1,3169 m
Tinggi Tangki
: 2,4142 m
Tinggi cairan dalam tangki: 2,0119 m Tekanan design
: 22,2 psi
Tebal dinding tangki
: 0,1741 (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,1741 (dipakai tebal 1/4 in)
Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk
: Turbine 6 daun
Daya motor pengaduk
: 1 hp
Diameter pengaduk
: 0,0744 m
Lebar pengaduk
: 0,0878 m
Jarak Pengaduk dari dasar : 0,4390m Panjang daun pengaduk
: 0,1097 m
Jumlah baffle
: 4 buah
Lebar baffle
: 0,1097 m
Koil pemanas Luas perpindahan panas
: 2.093,7804 ft2
Diameter lilitan
: 2,3204 ft
Keliling lilitan
: 7,2859 ft
Luas permukaan lilitan
: 3,6284 ft2
Jumlah lilitan
: 577
Jacket
Konstruksi
: Carbon steel, SA-283, Grade C
Jarak jaket
: ½ in
Diameter jaket
: 32,2056 in
Tinggi jaket
: 1,0465 m
Tebal dinding jaket
: 0,4617 in
6.7 Silo NaOH (S-101) Nama
: Silo NaOH
Kode
: S -101
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283 grade C
Tipe
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas datar dan bagian bawah berbentuk konis 42,8892 m3
Volume silo
:
Diameter
: 2,9078 m
Tinggi silo
: 6,7849 m
Tebal dinding tangki
: 0,1968 in (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,2265 in (dipakai tebal 5/16 in)
Sudut konis
: 45o
Jumlah
: 1 unit
6.8 Tangki pelarutan NaOH (T-102) Kode
: T-102
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas dan bawah ellipsoidal serta dilengkapi dengan pengaduk
Volume tangki
: 0,6326 m3
Diameter
: 0,7849 m
Tinggi Tangki
: 1,4389 m
Tinggi cairan dalam tangki: 1,1991 m Tekanan design
: 20,8 psi
Tebal dinding tangki
: 0,1525 (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,1525 (dipakai tebal 1/4 in)
Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk
: Turbine 6 daun
Daya motor pengaduk
: 1 hp
Diameter pengaduk
: 0,2616 m
Lebar pengaduk
: 0,0523 m
Jarak Pengaduk dari dasar : 0,2616 m Panjang daun pengaduk
: 0,0654 m
Jumlah baffle
: 4 buah
Lebar baffle
: 0,0654 m
Jacket Konstruksi
: Carbon steel, SA-283, Grade C
Jarak jaket
: ½ in
Diameter jaket
: 32,2056 in
Tinggi jaket
: 1,0465 m
Tebal dinding jaket
: 0,4433 in
6.9 Dekanter (DK-101) Kode
: DK-101
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Tipe
:
Jumlah
: 1 unit
Continuos Gravity Decanter
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder horizontal dengan sisi bagian kiri kanan berbentuk ellipsoidal
Volume tangki
: 5,8363 m3
Diameter
: 1,6462 m
Panjang Tangki
: 3,0180 m
Tinggi cairan dalam tangki: 1,3718 m Tekanan design
: 20 psi
Tebal dinding tangki
: 0,1803 (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,1803 (dipakai tebal 1/4 in)
6.10 Tangki Penampung Gliserin (T-104) Kode
: T-104
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas ellipsoidal bagian bawah datar
Volume tangki
: 111,5235 m3
Diameter
: 4,5583 m
Tinggi Tangki
: 7,2173 m
Tinggi cairan dalam tangki: 6,0144 m Tekanan design
: 30 psi
Tebal dinding tangki
: 0,3588 (dipakai tebal 7/16 in)
Tebal head tangki
: 0,3585 (dipakai tebal 7/16 in)
6.11 Tangki penampung EDTA (T-103) Kode
: T-103
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas ellipsoidal bagian bawah datar
Volume tangki
: 48,8372 m3
Diameter
: 3,4615 m
Tinggi Tangki
: 5,4807 m
Tinggi cairan dalam tangki: 4,5672 m Tekanan design
: 28,5 psi
Tebal dinding tangki
: 0,2911 (dipakai tebal 5/16 in)
Tebal head tangki
: 0,2909 (dipakai tebal 5/16 in)
6.12 Silo Triclosan (S-102) Nama
: Silo Triclosan
Kode
: S -102
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283 grade C
Tipe
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas datar dan bagian bawah berbentuk konis
Volume silo
: 31,8596 m3
Diameter
: 2,6335 m
Tinggi silo
: 6,1448 m
Tebal dinding tangki
: 0,1900 (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,2169 (dipakai tebal 5/16 in)
Sudut konis
: 45o
Jumlah
: 1 unit
6.13 Silo Glukosa (S-103) Nama
: Silo glukosa
Kode
: S -103
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283 grade C
Tipe
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas datar dan bagian bawah berbentuk konis
Volume silo
: 57,7558 m3
Diameter
: 3,2110 m
Tinggi silo
: 7,4924 m
Tebal dinding tangki
: 0,2043 (dipakai tebal 5/16 in)
Tebal head tangki
: 0,2371 (dipakai tebal 5/16 in)
Sudut konis
: 45o
Jumlah
: 1 unit
6.14 Silo Asam Sitrat (S-104) Nama
: Silo Asam Sitrat
Kode
: S -104
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283 grade C
Tipe
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas datar dan bagian bawah berbentuk konis
Volume silo
: 33,4129 m3
Diameter
: 2,6756 m
Tinggi silo
: 6,2430 m
Tebal dinding tangki
: 0,1911 in (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,2184 in (dipakai tebal 5/16 in)
Sudut konis
: 45o
Jumlah
: 1 unit
6.15 Tangki Pelarutan aditif (TT-105) Kode
: TT-105
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas dan bawah ellipsoidal serta dilengkapi dengan pengaduk
Volume tangki
: 0,2115 m3
Diameter
: 0,5448 m
Tinggi Tangki
: 0,9988 m
Tinggi cairan dalam tangki: 0,8323 m
Tekanan design
: 17 psi
Tebal dinding tangki
: 0,1406 (dipakai tebal 3/16 in)
Tebal head tangki
: 0,1406 (dipakai tebal 3/16 in)
Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk
: Turbine 6 daun
Daya motor pengaduk
: 1 hp
Diameter pengaduk
: 0,1816 m
Lebar pengaduk
: 0,0363 m
Jarak Pengaduk dari dasar : 0,1816 m Panjang daun pengaduk
: 0,0454 m
Jumlah baffle
: 4 buah
Lebar baffle
: 0,0454
Kode
: T-105
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas dan bawah ellipsoidal serta dilengkapi dengan pengaduk
Volume tangki
: 0,4703 m3
Diameter
: 0,7110 m
Tinggi Tangki
: 1,3036 m
Tinggi cairan dalam tangki: 1,0863 m Tekanan design
: 20,5 psi
Tebal dinding tangki
: 0,1495 (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,1495 (dipakai tebal 1/4 in)
Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk
: Turbine 6 daun
Daya motor pengaduk
: 1 hp
Diameter pengaduk
: 0,2370 m
Lebar pengaduk
: 0,0474 m
Jarak Pengaduk dari dasar : 0,2370 m Panjang daun pengaduk
: 0,0593 m
Jumlah baffle
: 4 buah
Lebar baffle
: 0,0593 m
6.16 Mixer I (M-101) Kode
: M-101
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas dan bawah ellipsoidal serta dilengkapi dengan pengaduk
Volume tangki
: 4,0466 m3
Diameter
: 1,4570 m
Tinggi Tangki
: 2,6712 m
Tinggi cairan dalam tangki: 2,2260 m Tekanan design
: 22 psi
Tebal dinding tangki
: 0,1790 (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,1790 (dipakai tebal 1/4 in)
Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk
: Turbine 6 daun
Daya motor pengaduk
: 1 hp
Diameter pengaduk
: 0,4857 m
Lebar pengaduk
: 0,0971 m
Jarak Pengaduk dari dasar : 0,4857 m Panjang daun pengaduk
: 0,1214 m
Jumlah baffle
: 4 buah
Lebar baffle
: 0,1214 m
6.17 Cooler (CO-101) Kode
: CO-101
Fungsi
: Menurunkan temperatur sabun dari 81℃ ke 30℃ sebelum masuk ke mixer II
Tipe
: Double Pipe Exchanger
Data performance: Fluida : Annulus side: liquid soap Inner Pipe: Air pendingin Laju alir fluida masuk
: Cairan Air
Temperatur masuk
: Annulus Side. 14.409,2637 lb/jam : Inner Pipe, 19.079,9738 lb/jam
: Annulus Side, 177,8 oF Inner Pipe, 82,4 oF
Temperatur keluar
: Annulus Side, 86 oF Inner Pipe, 122 oF
Tekanan
: 1 atm
Pressure drop
: Annulus Side, 9,9780 psi Inner Pipe, 0,4693 psi
Fouling Resistance
: Annulus Side, 0,002 Inner Pipe, 0,002
Data konstruksi: Bahan konstruksi
: Carbon Steel SA – 516 grade 70
Exchanger, IPS
: 2x11 4
Jumlah
: 1 buah
6.18 Tangki penampung ekstrak madu (T-106)
Kode
: T-106
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas ellipsoidal bagian bawah datar
Volume tangki
: 35 m3
Diameter
: 3,0977 m
Tinggi Tangki
: 4,9047 m
Tinggi cairan dalam tangki: 4,0872 m Tekanan design
: 20,4 psi
Tebal dinding tangki
: 0,2313 (dipakai tebal 5/16 in)
Tebal head tangki
: 0,2312 (dipakai tebal 5/16 in)
6.19 Tangki penampung pewangi (T-107) Kode
: T-107
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas ellipsoidal bagian bawah datar
Volume tangki
: 17,5219 m3
Diameter
: 2,4597 m
Tinggi Tangki
: 3,8944 m
Tinggi cairan dalam tangki: 3,2454 m Tekanan design
: 26,5 psi
Tebal dinding tangki
: 0,2345 (dipakai tebal 5/16 in)
Tebal head tangki
: 0,2344 (dipakai tebal 5/16 in)
6.20 Tangki penampung Etanol (T-108)
Kode
: T-108
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas ellipsoidal bagian bawah datar
Volume tangki
: 138,7054 m3
Diameter
: 4,9020 m
Tinggi Tangki
: 7,7616 m
Tinggi cairan dalam tangki: 6,4680 m Tekanan design
: 34 psi
Tebal dinding tangki
: 0,4081 (dipakai tebal 7/16 in)
Tebal head tangki
: 0,4076 (dipakai tebal 7/16 in)
6.21 Mixer II (M-102) Kode
: M-102
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas dan bawah ellipsoidal serta dilengkapi dengan pengaduk
Volume tangki
: 1,9785 m3
Diameter
: 1,1478 m
Tinggi Tangki
: 2,1043 m
Tinggi cairan dalam tangki: 1,7536 m Tekanan design
: 21 psi
Tebal dinding tangki
: 0,1658 (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,1657 (dipakai tebal 1/4 in)
Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk
: Turbine 6 daun
Daya motor pengaduk
: 1 hp
Diameter pengaduk
: 0,3826 m
Lebar pengaduk
: 0,0765 m
Jarak Pengaduk dari dasar : 0,3826 m Panjang daun pengaduk
: 0,0957 m
Jumlah baffle
: 4 buah
Lebar baffle
: 0,0957 m
6. 22 Screw Conveyor (SC-101) Nama
: Screw Conveyor
Kode
: SC-101
Kapasitas
: 6,9444 ton/jam
Lebar screw
: 9 in
Panjang screw conveyor
: 3 m
Daya motor
: 10 hp
Bahan konstruksi:
: rubber
Jumlah
: 1 unit
6.23 Bar Soap Finishing Machine (BM-101) Kode
: TT-110
Fungsi
: Mencetak Serpihan sabun menjadi sabun batangan
Type
: Belt conveyor dengan mesin cetakan.
Jumlah
: 1 unit
Nama
: Bar soap finishing machine
Kode
: BM-101
Kapasitas
: 6,9444
ton/jam
Lebar belt
: 0,35
m
Panjang belt
: 3,04878
m
Lebar cetakan
: 5,043
cm
Panjang cetakan
: 9,127
cm
Tinggi cetakan
: 2,534
cm
Jumlah cetakan
: 156
Kecepatan Prees
: 10
Jumlah
: 1 unit
Prees/menit
6.23 Gudang bahan pendukung (G-103) Nama
: Gudang bahan pendungkung (NaOH,asam sitrat,TCS,dan Glukosa)
Nama
: Gudang bahan pendukung
Kode
: G-103
Volume gudang
: 711,0747 m3
Panjang
: 14,7359 m
Lebar
: 9,8239 m
Tinggi
: 4,9120 m
Bahan konstruksi
: Beton
Jumlah
: 1 unit
6.25 Gudang produk (G-102) Nama
: Gudang produk
Kode
: G-102
Volume gudang
: 6.437,7682
m3
Panjang
: 30,7126
m
Lebar
: 20,4750
m
Tinggi
: 10,2375
m
Bahan konstruksi
: Beton
Jumlah
: 1 unit
6.26 Pompa tangki pemanas stearin (P-101) Kode
: P-101 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan produk dari tangki pemanas stearin ke oil purifier
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 5,1080 m3/jam
Ukuran pipa
: 2 in, schedule 40
ID pipa
: 2,0670 in
OD
: 2,3750 in
Panjang pipa
: 42,6504 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5
6.27 Spesifikasi Pompa oil purifier (P-102 A/B) Kode
: P-102 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan RBDPS ke reaktor saponifikasi
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 4,9636 m3/jam
Ukuran pipa
: 2 in, schedule 40
ID pipa
: 2,0670 in
OD
: 2,3750 in
Panjang pipa
: 52,4928 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5 hp
6.28 Spesifikasi Pompa tangki pelarutan NaOH (P-103 A/B) Kode
: P-103 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan larutan NaOH ke reaktor saponifikasi
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 1,2652 m3/jam
Ukuran pipa
: 1,25 in, schedule 40
ID pipa
: 1,3800 in
OD
: 1,6600 in
Panjang pipa
: 26,2464 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5 hp
6.29 Spesifikasi Pompa Reaktor (P-104) Kode
: P-104 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan produk dari reaktor saponifikasi ke dekanter
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 2,9876 m3/jam
Ukuran pipa
: 1,5 in, schedule 40
ID pipa
: 1,6100 in
OD
: 1,900 in
Panjang pipa
: 68,8968 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 1 hp
6.30 Pompa Dekanter (P-105) Kode
: P-105 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan RBDPS recycle dari dekanter ke reaktor saponifikasi
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 0,0236 m3/jam
Ukuran pipa
: 2 in, schedule 40
ID pipa
: 2,0670 in
OD
: 2,3750 in
Panjang pipa
: 39,3696 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5 hp
6.31 Pompa Dekanter (P-106A/B) Kode
: P-106 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan produk dari dekanter ke mixer I
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 5,8127 m3/jam
Ukuran pipa
: 2 in, schedule 40
ID pipa
: 2,0670 in
OD
: 2,3750 in
Panjang pipa
: 60,6948 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5 hp
6.32 Pompa Tangki Penampung EDTA (P-107 A/B) Kode
: P-107 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan EDTA dari tangki ke mixer I
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 0,2907 m3/jam
Ukuran pipa
: 1/4 in, schedule 40
ID pipa
: 0,3640 in
OD
: 0,5400 in
Panjang pipa
: 24,6060 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5 hp
6.33 Pompa Tangki Penampungan Gliserin ( P-108 A/B) Kode
: P-108 A/B
Kode
: P-108 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan gliserin dari tangki ke mixer I
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 0,6638 m3/jam
Ukuran pipa
: 1/8 in, schedule 40
ID pipa
: 0,2690 in
OD
: 0,4050 in
Panjang pipa
: 19,6848 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5 hp
6.34 Pompa Tangki Pelarutan Aditif Kode
: P-109 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
:
Untuk mengalirkan produk dari tangki pelarutan aditif ke mixer I
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 0,9406 m3/jam
Ukuran pipa
: 1/2 in, schedule 40
ID pipa
: 0,6220 in
OD
: 0,8400 in
Panjang pipa
: 36,0888 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5 hp
6.36 Pompa Mixer I ( P-110 A/B) Kode
: P-110 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan produk dari mixer I ke mixer II
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 8,0932 m3/jam
Ukuran pipa
: 2 1/2 in, schedule 40
ID pipa
: 2,4690 in
OD
: 2,8750 in
Panjang pipa
: 149,2764 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 1 hp
6.37 Pompa Cooler (P-111 A/B) Kode
: P-111 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan produk dari cooler ke mixer II
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 7,2360 m3/jam
Ukuran pipa
: 2,5 in, schedule 40
ID pipa
: 2,4690 in
OD
: 2,8750 in
Panjang pipa
: 52,4928 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 1,5 hp
6.38 Pompa Tangki Ekstrak Madu (P-112) Kode
: P-112 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan ekstrak madu dari tangki ekstrak madu ke mixer II
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 0,2083 m3/jam
Ukuran pipa
: 0,5 in, schedule 40
ID pipa
: 0,6220 in
OD
: 0,8400 in
Panjang pipa
: 9,8424 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5 hp
6.39 Pompa Tangki Pewangi ( P-113 A/B) Kode
: P-113 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan pewangi dari tangki pewangi ke mixer II
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 1,5645 m3/jam
Ukuran pipa
: 1,25 in, schedule 40
ID pipa
: 1,3800 in
OD
: 1,6600 in
Panjang pipa
: 52,4928 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5 hp
6.39 Pompa Tangki Etanol ( P-114 A/B) Kode
: P-114 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan etanol dari tangki etanol ke mixer II
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 0,8256 m3/jam
Ukuran pipa
: 1,25 in, schedule 40
ID pipa
: 1,3800 in
OD
: 1,6600 in
Panjang pipa
: 52,4928 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5 hp
BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
Instrumentasi dalam suatu pabrik adalah sebagai pengontrol jalannya proses sehingga dapat dikendalikan untuk menghasilkan efisiensi yang tinggi dan mutu yang optimum. Keadaan ini harus diimbangi dengan pemeliharaan dan keselamatan kerja yang merupakan kondisi yang harus dimiliki sedemikian rupa sehingga kemungkinan kecelakaan dapat dicegah pada pengoperasian pabrik. Instrumentasi biasanya dihubungkan dengan alat-alat kontrol, sedangkan keselamatan kerja dihubungkan dengan peralatan dan karyawan. 7.1 Instrumentasi Instrumentasi adalah suatu alat yang dipakai di dalam suatu sistem kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar hasil yang diperoleh sesuai dengan yang diharapkan. Sedangkan sistem kontrol adalah proses pengaturan atau pengendalian terhadap satu atau beberapa besaran (variabel), sehingga berada pada suatu harga yang telah ditetapkan. Alat kontrol dalam proses instrumentasi dapat berupa indikator, pencatat atau sebagai alat yang dapat mengembalikan ke kondisi yang dikehendaki apabilaterjadi penyimpangan dari kondisi yang telah dikendalikan. Adapun penyimangan-penyimpangan yang umum terjadi dalam proses operasi adalah: a.
Temperatur
b.
Tekanan
c.
Tinggi permukaan fluida
d.
Laju alir fluida Pengendalian proses bisa dilakukan secara manual atau otomatis. pengendalian
proses secara manual ditangani oleh manusia dan pengendalian secara otomatis biasanya dilakukan apabila tidak memungkinkan dilakukan secara manual, ataupun karena biaya operasi alat kontrol lebih murah dibandingkan dengan tenaga manusia.
7.1.1 Pemilihan Instrumentasi
Pemilihan instrumentasi sangat tergantung dari kondisi input, output dan kondisi operasi. Oleh karena itu, untuk memilih alat kontrol harus diketahui input apa saja yang tidak dapat dikontrol serta yang dapat dikontrol. Kriteria instrumentasi meliputi: a. Mudah dalam pengontrolan b. Mudah dalam perbaikan dan perawatan c. Mudah dalam mendapatkan suku cadang d. Harga peralatan relatif murah dengan kualitas produk yang memadai.
7.1.2 Tujuan Sistem pengontrolan Tujuan dari sistem pengontrolan dalam menjalankan operasi pada suatu pabrik menurut Manurung (2000) adalah sebagai berikut : 1. Keamanan (Safety) Keamanan dalam operasi suatu pabrik kimia merupakan kebutuhan primer untuk orang-orang yang bekerja di pabrik tersebut dan bagi kelangsungan perusahaan. Untuk menjaga keamanan tersebut, berbagai kondisi operasi pabrik seperti tekanan operasi, temperatur, konsentrasi bahan kimia dan lain-lain harus dijaga tetap dalam batasan-batasan tertentu yang diizinkan. 2. Spesifikasi produk (Production specification) Suatu pabrik harus menghasilkan produk dalam jumlah dan kualitas tertentu yang diinginkan, dengan demikian dibutuhkan suatu sistem pengendali untuk menjaga tingkat produksi dan kualitas produk yang diinginkan. a. Peraturan lingkungan (Environmental regulations) Terdapat berbagai peraturan lingkungan yang memberikan syarat-syarat tertentu bagi berbagai buangan pabrik kimia agar tidak mencemari lingkungan sekitar.
b. Kendala-kendala operasi (Operational constraints)
Peralatan-peralatan yang digunakan dalam operasi pabrik kimia memiliki kendala-kendala operasional tertentu yang harus dipenuhi, sebagai contoh pada kolom distilasi harus dijaga agar tidak terjadi flooding. c. Keekonomian (Economics) Operasi kimia ditujukan untuk memberikan keuntungan yang maksimum, sehingga pabrik harus dijalankan pada kondisi yang menyebabkan biaya bahan baku menjadi minimum dan laba yang diperoleh menjadi maksimum.
7.1.3 Pengelompokan Sistem Kontrol Menurut Marlin (1995) secara umum sistem pengontrolan dapat dikelompokkan sebagai berikut : a. Manual dan otomatik Pengontrolan secara manual adalah pengontrolan yang dilakukan oleh manusia yang bertindak sebagai operator, sedangkan pengontrolan secara otomatis adalah
pengontrolan yang dilakukan oleh peralatan yang bekerja secara
otomatis. b. Feed-back dan feed-forward Feed-back control system adalah sistem pengontrolan di mana besaran keluaran memberikan efek terhadap besaran masukan sehingga besaran yang dikontrol dapat dibandingkan terhadap harga yang diinginkan melalui alat pencatatan (indikator atau recorder). Sedangkan feed-forward control system adalah sistem kontrol dimana keluaran tidak memberi efek terhadap besaran masukan, sehingga variabel yang dikontrol tidak dapat dibandingkan terhadap harga yang diinginkan. c. Analog dan digital d. Menurut sumber penggerak, yaitu elektris, pneumatis dan mekanis.
7.1.4 Elemen-elemen Sistem Kontrol
Setiap sistem kontrol menurut Marlin (1995), terdiri dari unit yang membentuknya yang disebut elemen sistem yang selanjutnya elemen-elemen ini terdiri dari komponen-komponen diantaranya : a. set point; b. variable controller; c. manipulated variable; d. controller; e. system; f. feedback element; g. forward gain.
7.1.5 Instrumentasi Alat pada Prarancangan Jenis-jenis instrumentasi yang digunakan adalah sebagai berikut : a. Temperature controller (TC) Temperatur controller adalah instrumen pengatur suhu atau pengukur sinyal dalam bentuk panas menjadi sinyal mekanis atau listrik. Pengaturan temperatur dilakukan dengan mengatur laju alir pemanas maupun laju alir pendingin. b. Flow controller (FC) Flow controller adalah instrumensasi untuk mengukur kecepatan aliran fluida dalam pipa atau unit proses lainnya. Pengukuran aliran fluida dalam pipa biasanya diatur dengan mengubah output dari alat yang menyebabkan fluida mengalir dalam sistem pipa. c. Level controller (LC) Level controller adalah instrumentasi yang dipakai untuk mengukur ketinggian permukaan cairan dalam suatu peralatan dengan mengatur laju fluida masuk atau keluar.
7.2 Teknik Keselamatan Kerja
Keselamatan kerja adalah suatu usaha untuk mencegah terjadinya kecelakaan, cacat ataupun kematian. Keselamatan kerja dan keamanan pabrik merupakan faktor yang perlu diperhatikan secara serius. Dalam hubungan ini bahaya yang ditimbulkan bisa berasal dari mesin, sifat zat dan keadaan tempat kerja. Apabila keselamatan kerja dan keamanan pabrik tidak mendapat perhatian dan tidak terjamin maka kenyamanan kerja tidak akan pernah terwujud sehingga akan menyebabkan proses produksi kurang berjalan lancar. Untuk
menghadapi
permasalahan
ini
maka
ada
dua
metode
penanggulangan yaitu penanggulangan secara preventif dan curative. 7.2.1 Penanggulangan Preventif Penanggulangan ini diarahkan pada penanggulangan sebelum bahaya atau masalah itu terjadi. Untuk menanggulangi permasalahan ini harus ditinjau terlebih dahulu bahaya yang mungkin muncul dalam pabrik, bahaya-bahaya tersebut diantaranya : a. chemical hazards (bahaya yang ditimbulkan oleh bahan kimia); b. mechanical hazards (bahaya yang disebabkan oleh mesin); c. electrical hazards (bahaya yang disebabkan oleh listrik); dan d. construction hazards (bahaya yang disebabkan oleh konstruksi). Usaha-usaha yang dapat dilakukan dalam rangka penyelamatan preventif antara lain sebagai berikut : a. Pencegahan terhadap kebakaran dan peledakan, preventifnya berupa : 1) Penyediaan alat deteksi dan sistem alarm yang sensitif terhadap kebakaran pada daerah rawan api; dan 2) Penyediaan peralatan pemadam kebakaran. b. Peralatan perlindungan diri Selama berada dilokasi pabrik disediakan peralatan dan perlengkapan perlindungan diri bagi karyawan berupa :
1) Pakaian kerja, masker, sarung tangan bagi karyawan yang bekerja berhubungan dengan bahan kimia, misalnya pekerja di laboratorium; 2) Helm, sepatu safety dan perlindungan mata bagi karyawan yang bekerja dibagian alat-alat berat; dan 3) Penutup telinga untuk karyawan bagian ketel. c. Keselamatan kerja terhadap listrik Usaha-usaha yang dapat dilakukan untuk menjaga keselamatan kerja terhadap listrik, antara lain : 1) Setiap instalasi dan peralatan listrik harus diamankan dengan sekring pemutus arus listrik otomatis dan dirancangkan secara terpadu dengan tata letak pabrik untuk menjaga keselamatan kerja dan kemudahan jika harus dilakukan perbaikan; 2) Memasang papan tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi; 3) Penempatan dan pemasangan motor-motor listrik tidak
boleh
menganggu lalu lintas perkerja; 4) Isolasi kawat hantaran listrik harus disesuaikan dengan keperluan; 5) Setiap peralatan atau bangunan yang menjulang tinggi harus dilengkapi dengan penangkal petir yang dibumikan; 6) Kabel-kabel listrik yang letaknya berdekatan dengan alat-alat yang bekerja pada suhu tinggi harus diisolasi secara khusus. d. Keselamatan kerja terhadap sifat zat, preventifnya berupa : 1) Disediakan alat-alat yang dapat mencegah masuknya atau terhirupnya zat-zat kimia seperti masker penutup mulut; dan 2) Disediakan tabung oksigen sebagai alat pensuplai oksigen bila keadaan darurat sewaktu terjadi kebocoran alat proses yang mengeluarkan uap berbahaya yang dapat mengganggu pernafasan.
e. Kesadaran dan pengetahuan yang memadai bagi karyawan Faktor yang penting sebagai usaha mencapai keselamatan kerja adalah dengan menumbuhkan dan meningkatkan kesadaran karyawan akan pentingnya usaha mencapai keselamatan kerja. Usaha-usaha yang dapat dilakukan antara lain: 1) Melakukan pelatihan berkala bagi karyawan; 2) Membuat peraturan tata cara kerja dengan pengawasan yang baik dan memberi sanksi bagi karyawan yang tidak disiplin; dan 3) Membekali karyawan dengan ketrampilan menggunakan peralatanperalatan dengan benar dan cara-cara mengatasi keselamatan kerja. 7.2.2 Penanggulangan Curative Pencegahan secara curative dilakukan apabila bahaya sudah terjadi. Seperti penanganan bahaya kebakaran diatasi dengan penyediaan sarana pemadam kebakaran, disamping itu bangunan-bangunan yang penting harus dilengkapi dengan fasilitas jalan yang memadai. Apabila kebakaran terjadi yang dianggap peka terhadap kebakaran dilengkapi dengan parit-parit yang dialiri air bekas dari proses yang dianggap tidak menyebabkan polusi. Selain itu pada ruang-ruang kantor yang menyimpan arsip-arsip harus disediakan racun api (fire stop). Pada pabrik juga disediakan sarana pertolongan pertama pada kecelakaan (P3K) dan poliklinik sebagai langkah awal untuk menolong korban sebelum disalurkan ke rumah sakit. Keselamatan kerja dalam proses produksi dapat ditingkatkan dengan mengambil langkah-langkah sebagai berikut : 1) Tidak boleh merokok dan minum minuman beralkohol; 2) Setiap ruang gerak harus aman dan tidak licin; 3) Jarak antara mesin-mesin dan peralatan lainnya harus cukup luas; 4) Disediakan fasilitas pengungsian bila terjadi kebakaran (assembly point); 5) Setiap proses yang berbahaya dan sensitif harus diisolasi pelaksanaannya; 6) Tanda-tanda gambar pengaman harus dipasang pada setiap tempat yang berbahaya.
BAB VIII UTILITAS
Utilitas merupakan unit penunjang utama untuk memperlancar jalannya proses produksi. Oleh karena itu, agar proses produksi dapat terus berlangsung secara berkesinambungan, maka harus didukung oleh sarana dan prasarana utilitas yang baik. Berdasarkan kebutuhannya, unit-unit utilitas pada pabrik sabun padat transparan ini terdiri atas: 1. Unit pengadaan air 2. Unit pengadaan steam 3. Unit pengadaan tenaga listrik 4. Unit pengadaan bahan kimia 5. Unit pengadaan bahan bakar 6. Unit penyedia udara tekan 7. Unit pengolahan limbah
8.1 Unit Pengadaan Air 8.1.1 Kebutuhan Air Air memiliki peranan penting di dalam proses produksi, baik untuk kebutuhan proses maupun kebutuhan domestik. Kebutuhan air pada pabrik sabun padat transparan adalah sebagai berikut: a.1. Air Sanitasi Kebutuhan manusia akan air sangat kompleks, untuk berbagai macam kebutuhan antara lain masak dan kebutuhan sanitasi, menurut WHO di negaranegara berkembang termasuk Indonesia tiap orang memerlukan air 30-60 liter setiap hari. Air yang kita perlukan harus memenuhi persyaratan kesehatan, baik persyaratan kimia, fisika, bakteriologis, radioaktif. Air yang tidak tercemar didefinisikan sebagai air yang tidak mengandung bahan-bahan asing tertentu dalam jumlah yang melebihi ambang batas yang ditetapkan, sehingga dapat
dipergunakan secara normal.Adapun syarat-syarat baku mutu air adalah sebagai berikut :
Kebutuhan Air Sanitasi -
Kebutuhan karyawan
= 120 L/hari
Jumlah karyawan
= 200
Kebutuhan air karyawan
= 120 x 4 x 200 = 96.000 L/hari
-
Laboratorium Air untuk kebutuhan laboratorium dan taman diperkirakan 20% dari kebutuhan karyawan, maka
Air untuk Laboratorium
= 19.200 L/hari
-
Mushalla
= 28.800 L/hari
-
Poliklinik
= 9.600 L/hari
-
Taman
= 19.200 L/hari
-
Kantin
= 9.600 L/hari
Total kebutuhan air sanitasi
= 182.400 L/hari
Direncanakan berlebih 10% sehingga Total kebutuhan air sanitasi = 200.640 L/hari
a.
Kebutuhan Air Proses Berdasarkan perhitungan neraca massa, total kebutuhan air proses untuk
Pabrik Sabun Padat Transparan dari RBDPS ini dapat dilihat pada Tabel 8.1 Tabel 8.1 Total kebutuhan air proses No 1 2
Nama Alat T – 102 T – 105 Total
Jumlah air proses (kg/jam) 841,5547 173,6111 1.015,1658
Kebutuhan air proses ini dihitung berlebih 10%, sehingga total kebutuhan air proses adalah 1.116,6824 kg/jam. b. Kebutuhan Air untuk Steam 110 oC Berdasarkan perhitungan neraca massa, total kebutuhan air untuk steam o
110 C pada Pabrik Sabun Padat Transaparan dari RBDPS ini dapat dilihat pada Tabel 8.2
Tabel 8.2 Total kebutuhan air untuk steam 110oC No 1 2
Nama Alat T – 101 R – 101 Total
Jumlah air proses (kg/jam) 194,5782 2.503,2821 2.697,8603
Kebutuhan air untuk steam ini dihitung berlebih 10%, sehingga total kebutuhan air proses adalah 2.967,6464 kg/jam. c.
Kebutuhan Air untuk Air Pendingin Berdasarkan perhitungan neraca massa, total kebutuhan air untuk air
pendingin pada Pabrik Sabun Padat Transparan dari RBDPS ini dapat dilihat pada Tabel 8.3 Tabel 8.3 Total kebutuhan air untuk air pendingin No 1
Nama Alat CO – 101 Total
Jumlah air proses (kg/jam) 8.411,7309 8.411,7309
Kebutuhan air pendingin ini dihitung berlebih 10%, sehingga total kebutuhan air proses adalah9.252,9040 kg/jam. d. Pemanfaatan Kondensat 110 oC Pemanfaatan kondensat bertujuan untuk penghematan. Adapun total kondensat yang dapat dimanfaatkan kembali ditampilkan dalam Tabel 8.4 Tabel 8.4 Total air untuk steam 110oC yang dimanfaatkan kembali No 1 2
Nama Alat T – 101 R – 101 Total
Jumlah air proses (kg/jam) 194,5782 2.503,2821 2.697,8603
Diasumsikan kondensat yang hilang sebesar 10%, sehingga jumlah kondensat yang dimanfaatkan adalah = 0,9 x 2.967,6464 =2.670,881 kg/jam
e.
Air pendingin bekas Air pendingin yang telah digunakan dalam unti proses tidak berkontak
langsung dengan fluida yang diinginkan, sehingga masih dappat dimanfaatkan kembali. Tabel 8.5 Total air pendingin bekas yang dimanfaatkan kembali No 1
Nama Alat CO – 101 Total
Jumlah air proses (kg/jam) 8.411,7309 8.411,7309
Kebutuhan air pendingin ini dihitung berlebih 10%, sehingga total kebutuhan air proses adalah 9.252,9040 kg/jam.
f.
Make-up Water Make up water pada unit penyediaan steam
=1.102,1220 kg/jam
Make up water pada unit penyediaan air pendingin
=1.351,9156 kg/jam
Total
= 2.454,0376 kg/jam
Kebutuhan Air Sungai Kebutuhan air yang disuplai dari sungai Tamiang adalah: Fs = (air sanitasi + air proses + make up water + air untuk backwash) = 8.360 +1.116,6824 + 2.454,0376 + 0,03 Fs 0,97 Fs = 11.930,72 kg/jam Fs = 11.809,3826 kg/jam = 283,4252 m3/hari
g.
Kebutuhan Air untuk Back Wash Kebutuhan air untuk back wash di sand filter dan activated carbon adalah 3% dari jumlah air yang disuplai dari sungan Tamiang, jadi Air back wash = 0,03 x 11.809,3826 kg/jam = 354,2814 kg/jam
8.2 Pengolahan Air Dalam
memenuhi kebutuhan air suatu industri pada umumnya
menggunakan air sumur, air sungai, air danau maupun air laut sebagai sumber untuk mendapatkan air. Sumber air untuk Pabrik Sabun Padat Trasparan berasal dari Sungai Tamiang, Aceh Tamiang, Provinsi Aceh. Kualitas air Sungai Krueng Tamiang ini dapat dilihat pada Tabel 8.6 di bawah ini: Tabel 8.6 Kualitas Air Sungai Krueng Tamiang di Kabupaten Aceh Tamiang Parameter Satuan Kadar Suhu 27-28oC C COD
mg/L
31-33
BOD
mg/L
9-10
Nitrat (NO3-N)
mg/L
0,01-0,03
Nitrit (NO2-N)
mg/L
0,008
(Fosfat) PO4
mg/L
0,18
Ammonia (NH3-N)
mg/L
1,42
Detergen
mg/L
-
Jlhsel/ 100 ml
50
Bakteriologi pH Oksigen Terlarut (DO)
7,9- 8,03 mg/L
4,08
mg/L
182
umhos/cm
142,9
mg/L
8,5 - 8,7
Chlorida (Cl)
mg/L
11 - 12
Sulfat (SO4)
mg/L
1,30 - 1,35
Iron (Fe)
mg/L
0,154
Mangan ( Mn)
mg/L
0,113
Tembaga (Cu)
mg/L
87
Hardness (as CaCO3)
mg/L
28
Calcium
mg/L
30
Total Dissolved Solid (TDS) Konduktivitas
Magnesium Lokasi Sampling: Sungai Krueng Tamiang, NAD Sumber : Laporan Wasdal Pencemaran Air & Laut, Bapedal NAD, 2011
Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air,
maka di lokasi
pengambilan air dibangun fasilitas penampungan air (water intake) yang juga merupakan tempat pengolahan awal air sungai. Pengolahan ini meliputi penyaringan sampah dan kotoran yang terbawa bersama air. Selanjutnya air dipompakan ke lokasi pabrik untuk diolah dan digunakan sesuai dengan keperluannya. Pengolahan air di pabrik terdiri dari beberapa tahap, yaitu: 1. Screening 2. Klarifikasi 3. Filtrasi 4. Demineralisasi 5. Deaerasi 8.2.1 Screening Pengendapan merupakan tahap awal dari pengolahan air. Pada screening, partikel-partikel padat yang besar akan tersaring tanpa bantuan bahan kimia. Sedangkan partikel-partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air menuju unit pengolahan selanjutnya. 8.2.2 Klarifikasi Klarifikasi merupakan proses penghilangan kekeruhan di dalam air. Air dari screening dialirkan ke dalam clarifier setelah diinjeksikan larutan alum, Al2(SO4)3 dan larutan abu Na2CO3. Larutan Al2(SO4)3 berfungsi sebagai koagaulan utama dan larutan Na2CO3 sebagai koagulan tambahan yang berfungsi sebagai bahan pembantu untuk mempercepat pengendapan dan penetralan pH. Setelah pencampuran yang disertai pengadukan maka akan terbentuk flokflok yang akan mengendap ke dasar clarifier karena gaya gravitasi, sedangkan air jernih akan keluar melimpah (overflow) yang selanjutnya akan masuk ke penyaring pasir (sand filter) untuk penyaringan.
Pemakaian larutan alum umumnya hingga 50 ppm terhadap jumlah air yang akan diolah, sedangkan perbandingan pemakaian alum dan abu soda = 1 : 0,54 Total kebutuhan air
= 11.809,3826 kg/jam
Pemakaian larutan alum
=
50 ppm..................................(Baumann,
1971) = 0,54 50 = 27 ppm.............(Baumann,
Pemakaian larutan soda abu 1971)
= 50 10-611.809,3826=0,5905 kg/jam
Larutan alum yang dibutuhkan
Larutan soda abu yang dibutuhkan = 27 10-611.809,3826=0,3189 kg/jam 8.2.3 Filtrasi Filtrasi berfungsi untuk memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut bersama air. Penyaring pasir (sand filter) yang digunakan terdiri dari 3 lapisan, yaitu: a. Lapisan I terdiri dari pasir hijau (green sand) b. Lapisan II terdiri dari anterakit c. Lapisan III terdiri dari batu kerikil (gravel) 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 carbon active filter untuk pemurnian lebih lanjut. Untuk air umpan boiler dan air pendingin masih diperlukan pengolahan lebih lanjut, yaitu proses demineralisasi dan deaerasi. Untuk air domestik, laboratorium, kantin, dan tempat ibadah, serta poliklinik, dilakukan proses desinfektan, yaitu mereaksikan air dengan klorin, yaitu kalsium hipoklorit (CaOCl2, mengandung 70 % Cl2) untuk membunuh kuman-kuman di dalam air dan sebagai oksidan untuk penghilangan/mengurangi kandungan Fe dan Mn dari air, sehingga air terbebas dari bau, warna dan rasa. Khusus untuk air minum, setelah dilakukan proses klorinasi diteruskan ke penyaring air (water treatment system), sehingga air yang keluar memenuhi persyaratan air minum.
8.2.4 Demineralisasi Air untuk umpan boiler dan pendingin harus murni dan bebas dari garamgaram terlarut. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi yang bertujuan untuk menghilangkan mineral-mineral yang terkandung dalam air yang dapat menyebabkan deposit pada dinding boiler dan perpipaan. Proses demineralisasi ini menggunakan resin penukar ion yang pada prinsipnya menukarkan ion H+ atau OH- dalam resin dengan ion positif atau negatif yang terkandung dalam air. Alat demineralisasi dibagi atas:
1. Penukar Kation (Cation Exchanger) Penukar kation berfungsi untuk mengikat logam-logam alkali dan mengurangi kesadahan air yang digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran antara kation Ca, Mg dan kation lain yang larut dalam air dengan kation dari resin. Resin yang digunakan bermerek Daulite C-20. Reaksi yang terjadi: Na2R + Ca2+ CaR + 2Na+ Na2R + Mg2+ MgR + 2Na+ Untuk regenerasi dipakai NaCl berlebih dengan reaksi: CaR + 2NaCl Na2R + CaCl2 MgR + 2NaCl Na2R + MgCl2 2. Penukar Anion (Anion Exchanger) Penukar anion berfungsi untuk menukar anion yang terdapat dalam air dengan ion hidroksida dari resin. Resin yang digunakan bermerek Dowex 2. Reaksi yang terjadi: 2ROH + SO42- R2SO4 + 2OHROH + Cl- RCl
+ OH-
Untuk regenerasi dipakai larutan NaOH dengan reaksi: R2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2ROH RCl
+ NaOH NaCl
+ ROH
Resin yang digunakan untuk penukar kation adalah strong acidic cation
exchangerdan untuk penukar anion adalah strong base anion exchanger. Direncanakan resin akan diorder dari perusahaan resin Dow Chemical. Spesifikasi resin dapat dilihat pada Tabel 8.6.
Tabel 8.7 Karakteristik Kimia Fisika Resin Dowex Marathon Dowex Marathon C Dowex Marathon A (Cation) (Anion) Karakteristik + + Na H Cl OHTipe Strong acid cation Strong base anion Matriks Styrene-DVB, gel Styrene-DVB, gel Gugus Fungsional SO3 N+(CH3)3 Kapasitas pertukaran total (eq/l) 2,0 1,8 1,3 1,0 3 (kgr/ft as CaCO3) 43,7 39,3 28,4 21,9 Kadar air (%) 42-48 50-56 50-60 60-72 585 50 600 50 575 50 610 50 Ukuran partikel rata-rata ( m) Densitas partikel (g/ml) 1,28 1,20 1,08 1,06 Berat pengiriman (g/l) 820 800 670 640 Temperatur operasi, maks. (oC) 120 120 100 60 Kisaran pH 0-14 0-14 0-14 0-14 Sumber: Dow Chemical Company, 1998 8.2.5 Deaerasi Deaerator berfungsi untuk memanaskan air yang keluar dari alat penukar ion (ion exchanger) yang bertujuan untukmenghilangkan gas-gas terlarut dalamair sebelum dikirim sebagai air umpan boiler. Pada deaerator ini, air dipanaskan hingga 90oC supaya gas-gas yang terlarut dalam air, seperti O2 dan CO2 dapat dihilangkan, sebab gas-gas tersebut dapat menyebabkan korosi. Pemanasan ini juga berfungsi untuk mencegah perbedaan suhu yang besar antara air umpan dengan suhu di dalam boiler sehingga beban boiler dapat dikurangi. Pemanasan dilakukan dengan menggunakan koil pemanas di dalam deaerator. 8.3 Kebutuhan Uap (Steam) Steam dibutuhkan dalam proses sebagai media untuk menghantarkan panas. Berdasarkan perhitungan neraca massa dan neraca energi kebutuhan steam untuk pabrik ini, yaitu sebesar 2.967,6464 kg/jam. Alat pembangkit steam yang digunakan adalah boiler jenis water tube boiler karena berkapasitas relatif kecil dengan bahan Carbon steel SA-129 Grade A. Berdasarkan Lampiran D untuk boiler(b-201) diperoleh daya boiler sebesar 3.701,1341 hp untuk mentransfer panas sebesar 9.417.416,7034 BTU/jam. Adapun persyaratan air umpan boiler
terdapat pada tabel 8.8 di bawah ini :
8.4 Kebutuhan Bahan Kimia
Kebutuhan bahan kimia pada pabrik pabrik sabun padat transparan adalah sebagai berikut: 1. Al2(SO4)3
=
0,5905 kg/jam
2. Na2CO3
=
0,3189kg/jam
3. CaOCl2
=
0,0198 kg/jam
4. NaCl
=
209,2978 kg/regenerasi
5. NaOH
=
277,0660 kg/regenerasi
8.5 Kebutuhan Listrik Kebutuhan daya listrik awal (start) diperoleh dari Perusahaan Listrik Negara (PLN), tetapi sebagai cadangan dan untuk tidak bergantung sepenuhnya
pada PLN, maka disediakan satu unit generator diesel (emergency generator diesel/EGD) yang mampu untuk memenuhi seluruh kebutuhan listrik, kebutuhan tersebut meliputi : 1.
Penerangan ke seluruh area pabrik;
2.
Listrik untuk keperluan proses dan pengolahan air; dan
3.
Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi.
EGD yang digunakan adalah generator arus bolak-balik dengan pertimbangan: 1. Tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar; dan 2. Tegangan dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai dengan kebutuhan, menggunakan transformator. EGD yang digunakan adalah jenis generator AC, tiga phase yang mempunyai keuntungan: 1. Tenaga listrik lebih stabil; 2. Daya kerja lebih besar; 3. Kawat penghantar yang digunakan lebih sedikit; dan 4. Harganya relatif murah dan sederhana. Perincian kebutuhan listrik diperkirakan sebagai berikut: 1. Unit Proses
= 4.282,6562 W
2. Unit Utilitas
= 2.872.909,4582W
3. Penerangan pabrik dan kantor
= 624.295 W
4. Perumahan
= 264.000 W
Total kebutuhan listrik
= 2.996,08 kW
Efisiensi generator 80 , maka
(Perry, 1997)
Daya output generator = 2.996,09 / 0,8 = 3.745,11kW
8.6 Kebutuhan Bahan Bakar Bahan bakar yang digunakan untuk boiler dan pembangkit tenaga listrik (generator) adalah minyak solar karena minyak solar mempunyai nilai bakar yang tinggi.
Keperluan bahan bakar: Bahan Bakar Generator Nilai bahan bakar solar
= 15.269,87 Btu/lbm
Densitas bahan bakar solar = 54,24 lbm/ft3 Daya output generator
(Perry, 1997) (Perry, 1997)
= 3.765 kW
Daya generator yang dihasilkan = 3.765 kW = 16.074.765,647 Btu/jam Jumlah bahan bakar = (16.074.765,647Btu/jam) / (15.269,87 Btu/lbm) = 1.052,7114 lbm/jam = 477,5018 kg/jam Bahan bakar boiler Untuk boiler (B-201)
Total kebutuhan solar =
=
543,2348 L/jam
835,99 L/jam
8.7 Unit Pengolahan Limbah Limbah dari suatu pabrik harus diolah sebelum dibuang ke badan air atau atmosfer, karena limbah tersebut mengandung bermacam-macam zat yang dapat membahayakan alam sekitar maupun manusia itu sendiri. Demi kelestarian lingkungan hidup, maka setiap pabrik harus mempunyai unit pengolahan limbah. Pada pabrik Sabun padat transparanmenghasilkan limbah cair. Sumbersumber limbah pada pabrik Sabun padat transparanmeliputi: a. Limbah cair sisa proses produksi Limbah ini berasal dari sisa proses produksi berupa bahan – bahan sisa dari hasil proses yang tidak dipergunakan. b. Limbah cair hasil pencucian peralatan pabrik Limbah ini diperkirakan mengandung kerak dan kotoran-kotoran yang melekat pada peralatan pabrik. c. 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. d. Limbah laboratorium Limbah yang berasal dari laboratorium ini mengandung bahan-bahan kimia yang digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang
dipergunakan dan mutu produk yang dihasilkan, serta yang dipergunakan untuk penelitian dan pengembangan proses. 8.7.1 Limbah Cair a. Limbah Domestik Limbah domestikmerupakan pembuangan air yang berasal dari perumahan karyawan, kantin, mushalla, keperluan kantor dan pabrik lainnya seperti pencucian, air masak dan lain-lain (Metcalf & Eddy, 2003). Penanganan limbah ini tidak memerlukan penanganan khusus karena seperti limbah rumah tangga dan lainnya, air buangan ini tidak mengandung bahan-bahan kimia yang berbahaya, yang perlu diperhatikan disini adalah kapasitas buangan yang diijinkan dan kemana pembuangan air limbah ini. b. Air Limbah Laboratorium dan Limbah Cair dari Proses Secara umum air limbah yang berasal dari setiap kegiatan di pabrik Sabun Padat transparan ini harus diolah agar dapat dibuang ke lingkungan dengan kisaran parameter air yang sesuai dengan peraturan pemerintah, yaitu : Tabel 8.9 Karakteristik Limbah Cair No. Fisika 1 2 3 Kimia 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Parameter Temperatur TDS TSS pH Besi (Fe) Mangan (Mn) Tembaga (Cu) Seng (Zn) Kromium total (Cr) Kadmium (Cd) Air raksa Timbal (Pb)
Satuan o
C mg/L µS/cm
mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L Ppb mg/L
Baku Mutu I II
Hasil Analisis
38 2000 200
40 4000 400
27 2410 720
5 2 2 5 0,5 0,05 1 0,1
6 s/d 9 10 5 3 10 1 0,1 2 1
4,94 10,05 0,11 0,121 0,305 0,003 0,002 < 0,06 0,03
10 11 12 13 14 15 16 17
Stanum (Sn) Arsen Selenium (Se) Nikel (Ni) Kobalt (Co) Sulfida (H2S)
mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L
2 0,1 0,05 0,2 0,4 0,05
3 0,5 0,5 0,5 0,6 0,1
0,173 < 0,02 0,051 0,1 0,03 0
Fluorida (F) Amoniak bebas (NH3-N)
mg/L mg/L
2 1
3 5
24,822
18
Nitrat, sebagai N (NO3)
mg/L
20
30
1,185
mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L
1 50 100 0,5 5 10
3 150 300 1 10 50
0 1806 4231 0,172 0,265 60
19 Nitrit, sebagai N (NO2) 20 BOD 21 COD 22 Fenol 23 MBAS 24 Minyak & Lemak Biologis 1 Total Coliform 2 Fecal Coliform Sumber :KEP-51/MENLH/10/2008
/100 ml /100 ml
≥2400 43
Adapun langkah-langkah proses waste water treatment adalah sebagai berikut : 1. Kolam Anaerobik Di dalam kolam Upflow Anaerobic Sludge Blanket (USAB) ini, air limbah dari dasar kolam naik melewati lumpur anaerobik dalam bentuk pellet/granular. Setelah itu, air limbah mengalir melalui separator 3 fasa (air-lumpur-biogas) yang ada pada bagian atas kolam untuk memisahkan larutan dengan biogas, sedangkan lumpur bakteri keluar dari blanket yang kemudian kembali ke kolam. Efluent kolam anaerobik mengalir ke unit fakultatif, dimana BOD dan COD air limbah diturunkan lebih lanjut sampai batas yang ditetapkan oleh pemerintah. Biogas yang terbentuk dari kolam anaerobik dibakar. 2. Kolam Fakultatif Unit proses fakultatif berfungsi untuk menguraikan kandungan bahan pencemar organik yang masih mengandung senyawa organik karbon (BOD dan
COD) yang cukup tinggi yaitu 250 – 400 mg/liter, sehingga memenuhi persyaratan influent untuk diolah pada unit proses fakultatif. Desain teknis unit proses fakultatif ini pada umumnya berbentuk kolam penampungan yang menerima influent leachate dari unit proses anaerobik. Desain untuk bak ini berupa kolam penampungan yang berbentuk persegi panjang dengan kedalaman 1 – 2 meter. Dari unit ini selanjutnya leachate dialirkan ke unit proses pengolahan anaerobik dengan sistem pengaliran secara gravitasi. 3. Kolam Aerobik Kolam aerobik berfungsi menguraikan bahan organik yang terdapat pada lumpur tinja dengan menggunakan bakteri pengurai aerob yang dibiakkan dengan tekanan udara yang dihasilkan oleh komposer yang bertujun untuk memasukkan oksigen (secara mekanis maupun alami). Dalam kolam ini air limbah yang keluar dari kolam fakultatif diolah dengan menggunakan mikroorganisme aerobik.Aerasi diperlukan pada unit ini untuk keperluan mikroorganisme.Dalam unit ini senyawa-senyawa dalam air limbah diubah menjadi mikroba baru dan senyawa yang lebih sederhana. 8.7.2 Limbah Padat Limbah padat yang dihasilkan antara lain hasil dari Oil Purifier.Limbah berupa kotoran-kotoran ringan dapat langsung dibuang ke lingkungan.Limbah berupa lumpur/pasir yang dihasilkan dari unit pengolahan air dimanfaatkan sebagai penimbun yang sebelumnya diturunkan kadar airnya. Sedangkan limbah padat dari toilet diolah di septic tank dan dikirim ke perusahaan pengelola limbah lanjut.
8.8 Laboratorium 8.8.1 Peran Laboratorium Laboratorium merupakan bagian yang penting dalam menunjang kelancaran proses produksi dan menjaga mutu produksi. Selain itu, laboratorium juga berperan dalam pengendalian pencemaran lingkungan, baik dari udara
maupun limbah cair. Laboratorium kimia merupakan sarana untuk mengadakan penelitian bahan baku, proses maupun produksi. Hal ini dilakukan untuk meningkatkan dan menjaga kualitas produksi. Tugas laboratorium antara lain: 1. Menganalisa bahan baku dan bahan penolong yang akan digunakan; 2. Menganalisa dan meneliti produk yang akan dipasarkan; 3. Melakukan penelitian yang ada kaitannya dengan proses produksi; dan 4. Menganalisa limbah atau buangan pabrik.
8.8.2 Program Laboratorium 1. Analisa mutu bahan baku Analisa dilakukan terhadap bahan baku yang digunakan, yaitu RBDPS. Analisa dilakukan pada saat bahan masuk, sehingga pabrik dapat menolak bahan baku yang akan dibeli apabila hasil analisa tidak memenuhi syarat. 2. Analisa mutu produksi Analisa dilakukan setiap 4 jam sekali, yaitu analisa mutu sabun. 3. Analisa utilitas Analisa laboratorium dilakukan terhadap : a) Air proses penjernihan, yang dianalisa adalah pH silikat sebagai SiO 2, Ca sebagai CaCO3, sulfur sebagai SO42-, klor sebagai Cl2 dan zat padat terlarut. b) Resin penukar anion, yang dianalisa adalah kesadahan CaCO3 dan silikat sebagai SiO2. c) Air bebas mineral, yang dianalisa melalui pH, kesadahan, jumlah O 2 terlarut dalam Fe. d) Air dalam boiler, yang dianalisa meliputi pH, zat padat terlarut, kadar Fe, kadar CaCO3, SO2, PO4 dan SiO3. e) Air minum, yang dianalisa adalah pH, klor sisa dan kekeruhannya. f) Air buangan, yang dianalisa adalah pH, kekeruhan, COD, BOD, kandungan logam dan lain sebagainya seperti yang tercantum pada tabel 8.8. Standar pengendalian mutu produk yang digunakan adalah ISO 9001:2008. Sedangkan standar pengendalian lingkungan hidup yang digunakan adalah ISO 14001:2004.
8.9 Spesifikasi Peralatan Utilitas 8.9.1 Bak Penampung Water Intake Kode
: TT-201
Fungsi
: Menampung air dari sungai dan mengendapkan sebagian kotoran sertapadatanhalus yang terbawa.
Tipe
: Bak dengan bentuk permukaan persegi
Bahan konstruksi
: Beton
Kapasitas
: 360,0328m3
Tinggi
: 3,4201 m
Panjang
: 10,2602 m
Lebar
: 10,2602 m
Jumlah
: 1 unit
8.9.2 Screening (F-201) Kode
: F-201
Fungsi
: Menyaring partikel-partikel padat yang berukuran besardari air sungai
Tipe
: Bar screen
Bahan konstruksi
: Stainless steel
Lebar bar
: 5 mm
Tebal bar
: 20 mm
Bar clear spacing
: 20 mm
Panjang screening
: 2m
Lebar screening
: 2m
Jumlah bar
: 50 buah
Jumlah
:1 unit
8.9.3Bak Pengendapan (TT-202) Kode
: TT-202
Fungsi
: Menampung air dari sungai dan mengendapkan kotoran
serta padatan halus yang terbawa Tipe
: Bak dengan bentuk permukaan persegi
Bahan konstruksi
: Beton
Kapasitas
: 360,0328m3
Tinggi
: 3,4201 m
Panjang
: 10,2602 m
Lebar
: 10,2602 m
Jumlah
: 1 unit
8.9.4Clarifier (CL-201) Kode
: CL-201
Fungsi
: Mengendapkan
flok
yang
terbentuk
penambahan alum dan soda abu Tipe
: Tangki dengan bagian bawah berbentuk konis
Bahan konstruksi
: Beton
Kapasitas
: 1.461,45m3
Tinggi
: 4,67 m
Diameter
: 7,40m
Tebal shell
: 9/16in
Tebal head
: 9/16in
Penis pengaduk
: flat six-blade turbine with disk
Jumlahbaffle
: 4 buah
Daya motor pengaduk : 50,43hp
8.9.5Tangki Pelarutan Alum (TT-203) Kode
: TT-203
Fungsi
: Melarutkan dan menyimpan larutan alum
karena
Tipe
: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-129 Grade A
Kapasitas
: 1,3207 m3
Tinggi
: 1,1894 m
Diameter
: 1,1894 m
Tebal shell
: 3/16 in
Tebal head
: 3/16 in
Kebutuhan daya
: 0,5 hp
Jumlah
: 1 unit
8.9.6 Tangki Pelarutan Soda Abu (TT-204) Kode
: TT-204
Fungsi
: Melarutkan dan menyimpan larutan soda abu
Tipe
: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-129 Grade A
Kapasitas
: 0,7325 m3
Tinggi
: 0,9772 m
Diameter
: 0,9772 m
Tebal shell
: 3/16 in
Tebal head
: 3/16 in
Kebutuhan daya
: 0,5 hp
Jumlah
: 1 unit
8.9.7 Reservoir (TT-205) Kode
: TT-205
Fungsi
: Menampung air dari clarifier
Tipe
: Bak dengan bentuk permukaan persegi
Bahan konstruksi
: Beton
Kapasitas
: 360,0328m3
Tinggi
: 3,4201 m
Panjang
: 10,2602 m
Lebar
: 10,2602 m
Jumlah
: 1 unit
8.9.8Sand Filter (TT-206 A/B) Kode
: TT-206 A/B
Fungsi
: Menyaring kotoran-kotoran yang masih tertinggal di dalam air dari bak penampung air clarifier
Tipe
: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283 Grade C
Kapasitas
: 9,19 m3
Tinggi
: 3,6 m
Diameter
: 1,8 m
Tebal shell
: 1/4 in
Tebal head
: 1/4 in
Jumlah
: 2 unit (1 standby)
8.9.9 Activated Carbon Filter (TT-207 A/B) Kode
: TT-207A/B
Fungsi
: Menghilangkan bau, rasa, dan bahan-bahan organik yang terkandung di dalam air.
Tipe
: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283 Grade C
Kapasitas
: 9,19 m3
Tinggi
: 3,6 m
Diameter
: 1,80m
Tebal shell
: 1/4 in
Tebal head
: 1/4 in
Jumlah
: 2 unit (1 standby)
8.9.10 Tangki penampung air bersih (TT-208) Kode
: TT-208
Fungsi
: Tempat penampungan air bersih sebelum dilakukan pendistribusianuntuk air sanitasi, dan air untuk diolah pada cation exchangerdan anion exchanger
Tipe
: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-129 Grade A
Kapasitas
: 360,0328 m3
Tinggi
: 7,7118 m
Diameter
: 7,7118 m
Tebal shell
: 5/8 in
Tebal head
: 5/8 in
Jumlah
: 1 unit
8.9.11Tangki penampung air sanitasi (TT-210) Kode
: TT-210
Fungsi
: Tempat penampungan air sanitasi
Tipe
: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-129 Grade A
Kapasitas
: 240,7680 m3
Tinggi
: 6,7439 m
Diameter
: 6,7439 m
Tebal shell
: 1/2 in
Tebal head
: 1/2 in
Jumlah
: 1 unit
8.9.12Tangki penampung air pendingin (TT-211) Kode
: TT-211
Fungsi
: Tempat penampungan air pendingin
Tipe
: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-129 Grade A
Kapasitas
: 310,1100 m3
Tinggi
: 7,3375 m
Diameter
: 7,3375 m
Tebal shell
: 9/16 in
Tebal head
: 9/16 in
Jumlah
: 1 unit
8.9.13Tangki penampung air demin (TT-214) Kode
: TT-214
Fungsi
: Tempat penampungan air demin
Tipe
: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-129 Grade A
Kapasitas
: 65,1515 m3
Tinggi
: 4,3620 m
Diameter
: 4,3620 m
Tebal shell
: 3/8 in
Tebal head
: 3/8 in
Jumlah
: 1 unit
8.9.14Tangki penampung kondensat (TT-217) Kode
: TT-217
Fungsi
: Tempat penampungan air kondensat
Tipe
: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-129 Grade A
Kapasitas
: 64,5933 m3
Tinggi
: 6,7257 m
Diameter
: 3,6685 m
Tebal shell
: 1/4 in
Tebal head
: 1/4 in
Jumlah
: 1 unit
8.9.15Tangki penampung umpan boiler (TT-216) Kode
: TT-216
Fungsi
: Tempat penampungan air umpan boiler
Tipe
: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-129 Grade A
Kapasitas
: 15,1515 m3
Tinggi
: 2,6824 m
Diameter
: 2,6824 m
Tebal shell
: 3/8 in
Tebal head
: 3/8 in
Jumlah
: 1 unit
8.9.16Cation Exchanger (KE-201 A/B) Kode
: KE-201 A/B
Fungsi
: Mengurangi kesadahan air melalui pertukaran kation
Tipe
: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawahellipsoidal
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 Grade C Volum resin
: 133,22Liter
Tinggi bed resin
: 0,88m
Diameter
: 0,44 m
Tinggi
: 1,45 m
Tebal shell
: 3/16 in
Bentuk head
: Ellipsoidal
Tebal head
: 3/16 in
Jumlah
: 2 unit (1 standby)
8.9.17Anion Exchanger (AE-202 A/B) Kode
: KE-202 A/B
Fungsi
: Mengurangi kesadahan air melalui pertukaran anion
Tipe
: Silinder
vertikal
dengan
bawahellipsoidal Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283 Grade C
tutup
atas
dan
Volum resin
: 146,96Liter
Tinggi bed resin
: 0,91 m
Diameter
: 0,45m
Tinggi
: 1,50m
Tebal shell
: 3/16 in
Bentuk head
: Ellipsoidal
Tebal head
: 3/16 in
Jumlah
: 2 unit (1 standby)
8.9.18Tangki Pelarutan Desinfektan (TT-209) Kode
: TT-9
Fungsi
: Melarutkan dan menyimpan desinfektan
Tipe
: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-129 Grade A
Kapasitas
: 0,0134 m3
Tinggi
: 0,2576 m
Diameter
: 0,2576 m
Tebal shell
: 3/16 in
Tebal head
: 3/16 in
Kebutuhan daya
: 0,00004 hp Jumlah
:
1 unit
8.9.19Tangki Pelarutan NaCl (TT-212) Kode
: TT-212
Fungsi
: Melarutkan dan menyimpan larutan NaCl
Tipe
: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-129 Grade A
Kapasitas
: 0,2303 m3
Tinggi
: 0,6644 m
Diameter
: 0,6644 m
Tebal shell
: 3/16 in
Tebal head
: 3/16 in
Kebutuhan daya
: 0,003 hp
Jumlah
: 1 unit
8.9.20Tangki Pelarutan NaOH (TT-213) Kode
: TT-213
Fungsi
: Melarutkan dan menyimpan larutan NaOH
Tipe
: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-129 Grade A
Kapasitas
: 0,2233 m3
Tinggi
: 0,6577 m
Diameter
: 0,6577 m
Tebal shell
: 3/16 in
Tebal head
: 3/16 in
Kebutuhan daya
: 0,004 hp
Jumlah
: 1 unit
8.9.21Tangki Hydrazin (TT-215) Kode
: TT-215
Fungsi
: Melarutkan dan menyimpan hydrazin
Tipe
: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-129 Grade A
Kapasitas
: 0,0685 m3
Tinggi
: 0,4436 m
Diameter
: 0,4436 m
Tebal shell
: 3/16 in
Tebal head
: 3/16 in
Kebutuhan daya
: 0,0005 hp
Jumlah
: 1 unit
8.9.22Cooling Tower (CT-201) Kode
: CT-201
Fungsi
: Mendinginkan air sirkulasi dari pabrik agar dapat digunakan kembali
Tipe
: Induced draft cooling tower
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-129Grade A
Kapasitas
: 40,7870gpm
Temperatur air masuk : 50oC Luas menara
: 1,5157m2
Tenaga kipas
: 0,6526 hp
Jumlah
: 1 unit
8.9.23 Deaerator (D-201) Kode
: D-201
Fungsi
: Menghilangkan gas-gas terlarut dalam air umpan boiler
Tipe
: Silinder horizontal dengan kedua tutup ellipsoidal
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-129 Grade A
Kapasitas
: 15,69m3
Panjang
: 3,70m
Diameter
: 2,47 m
Tebal shell
: 1/4 in
Tebal head
: 1/4 in
Kebutuhan daya
: 49 hp
Jumlah
: 1 unit
8.9.24 Boiler (B-201) Kode
: B-201
Fungsi
: Menyediakan uap 110oC untuk keperluan proses
Tipe
: Water tube boiler
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-129Grade A
Kapasitas
: 6.911.254,4708 BTU/Jam
Heating surface
: 27.161,7559ft2
Kebutuhan diesel
: 214,8515 L/Jam
Jumlah tube
: 3460pipa
Kebutuhan daya
: 2.716,1756 hp
Jumlah
: 1 unit
8.9.25Pompa I (P-201 A/B) Kode
: P-201 A/B
Fungsi
: Memompa air dari sungai ke bak penampungan air sungai (TT-202)
Tipe
: Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 60,54 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,62 hp
Daya motor
: 1 hp
Diameter nominal
: 3 in
Schedule number
: 40
8.9.26Pompa II (P-202 A/B) Kode
: P-202 A/B
Fungsi
: Memompa air dari bak pengendapan (TT-202) Menuju flokulator (FL-201)
Tipe
: Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 60,54 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,26 hp
Daya motor
: 0,30 hp
Diameter nominal
: 3 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.27Pompa III(P-203 A/B) Kode
: P-203 A/B
Fungsi
: Memompa alum dari tangki alum ke flokulator
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 0,0016 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,00003 hp
Daya motor
: 0,00004 hp
Diameter nominal
: 1/8 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.28Pompa IV (P-204 A/B) Kode
: P-204 A/B
Fungsi
: Memompa soda abu dari tangki soda abu ke flokulator
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 0,004 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,00002 hp
Daya motor
: 0,00002 hp
Diameter nominal
: 1/8 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.29Pompa V (P-205 A/B) Kode
: P-205 A/B
Fungsi
: Memompa air dari water reservoir ke sand filter
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 60,54 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,38 hp
Daya motor
: 0,5 hp
Diameter nominal
: 3 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.30Pompa VI (P-206 A/B) Kode
: P-206 A/B
Fungsi Bahan konstruksi
: Memompa air dari sand filter (TT-204) menuju activated carbon filter (TT-205) : Cast Iron
Kapasitas
: 60,54 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,38hp
Daya motor
: 0,5hp
Diameter nominal
: 3 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.31Pompa VII (P-207 A/B) Kode
: P-207 A/B
Fungsi
: Memompa air dari activated carbon filter ke tangki air bersih
Bahan konstruksi
:
Cast Iron
Kapasitas
: 60,54 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,13 hp
Daya motor
: 0,15hp
Diameter nominal
: 8 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan
8.9.32Pompa VIII (P-208 A/B) Kode
: P-208 A/B
Fungsi
: Memompa airbackwashdari tangki air bersih ke sand filter dan activated carbon filter
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 1,82 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,01 hp
Daya motor
: 0,01 hp
Diameter nominal
: 1/2 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.33Pompa IX (P-209 A/B) Kode
: P-209 A/B
Fungsi
: Memompa air dari tangki air bersih ke cation exchanger
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 10,96 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,06 hp
Daya motor
: 0,1 hp
Diameter nominal
: 1 1/4 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.34Pompa X (P-210 A/B) Kode
: P-210 A/B
Fungsi
: Memompa air dari tangki air bersih ke tangki air sanitasi
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 40,49 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,13 hp
Daya motor
: 0,2 hp
Diameter nominal
: 2 1/2 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.35Pompa XI (P-211 A/B) Kode
: P-211 A/B
Fungsi
: Memompa air dari tangki air bersih ke tangki air pendingin
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 7,28 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,05 hp
Daya motor
: 0,1 hp
Diameter nominal
: 1 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.36Pompa XII (P-212 A/B) Kode
: P-212 A/B
Fungsi
: Memompa air dari cation exchanger ke anion exchanger
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 61x10-3 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,0000006 hp
Daya motor
: 0,0000007 hp
Diameter nominal
: 1/8 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.37Pompa XIII (P-213 A/B) Kode
: P-213 A/B
Fungsi
: Memompakan air untuk sanitasi
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 40,49gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,34 hp
Daya motor
: 0,39 hp
Diameter nominal
: 2 ½ in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.38Pompa XIV (P-214 A/B) Kode
: P-214 A/B
Fungsi
: Memompa air dari cooling tower ke tangki air pendingin
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 44,87 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,29 hp
Daya motor
: 0,33 hp
Diameter nominal
: 2 1/2 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.39Pompa XV (P-215 A/B) Kode
: P-215 A/B
Fungsi
: Memompa air untuk air pendingin
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 49,85 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,32 hp
Daya motor
: 0,37 hp
Diameter nominal
: 2 1/2 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.40Pompa XVI (P-216 A/B) Kode
: P-216 A/B
Fungsi
: Memompa larutan NaCl ke cooling tower
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 0,93 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,01 hp
Daya motor
: 0,01 hp
Diameter nominal
: 3/8 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.41Pompa XVII(P-217 A/B) Kode
: P-217 A/B
Fungsi
: Memompa air dari KE-201 ke AE-201
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 10,96 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,07 hp
Daya motor
: 0,08 hp
Diameter nominal
: 1 1/4 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.42Pompa XVIII (P-218 A/B) Kode
: P-218 A/B
Fungsi
: Memompa larutan kaustik soda ke anion exchanger
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 0,90 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,0286 hp
Daya motor
: 0,0327 hp
Diameter nominal
: 3/8 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.43Pompa XIX (P-219 A/B) Kode
: P-219 A/B
Fungsi
: Memompa air dari anion exchanger demin
Bahan konstruksi
: Cast Iron
ke tangki air
Kapasitas
: 10,96 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,07 hp
Daya motor
: 0,08 hp
Diameter nominal
: 1 1/4 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.44Pompa XX (P-220 A/B) Kode
: P-220 A/B
Fungsi
: Memompa air untuk air proses
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 8,41 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,05 hp
Daya motor
: 0,1 hp
Diameter nominal
: 1 1/4in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.45Pompa XXI (P-221 A/B) Kode
: P-221 A/B
Fungsi
: Memompa air dari tangki demin ke deaerator
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 2,55 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,02 hp
Daya motor
: 0,02 hp
Diameter nominal
: 3/4 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.46Pompa XXII (P-222 A/B) Kode
: P-222 A/B
Fungsi
: Memompa air dari deaerator ke tangki air umpan boiler
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 2,64 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,01 hp
Daya motor
: 0,01 hp
Diameter nominal
: 3/4 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.47Pompa XXIII (P-223 A/B) Kode
: P-223 A/B
Fungsi
: Memompa air hidrazin untuk keperluan air umpan boiler
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 0,001 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,000003 hp
Daya motor
: 0,000004hp
Diameter nominal
: 1/8 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.48Pompa XXIV (P-224 A/B) Kode
: P-224 A/B
Fungsi
: Memompa air dari tangki umpan boiler ke boiler
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 2,55 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,02 hp
Daya motor
: 0,02 hp
Diameter nominal
: 3/4 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
8.9.49Pompa XXV (P-225 A/B) Kode
: P-225A/B
Fungsi
: Memompa kondensat dari tangki kondensat ke boiler
Bahan konstruksi
: Cast Iron
Kapasitas
: 11,26 gal/menit
Tekanan discharge
: 1 atm
Tekanan suction
: 1 atm
Daya pompa
: 0,05 hp
Daya motor
: 0,05 hp
Diameter nominal
: 1 1/4 in
Schedule number
: 40
Jumlah
: 2 unit (1 cadangan)
BAB IX
ANALISA EKONOMI
Kelayakan suatu pabrik selain mempertimbangkan faktor teknis juga harus ditinjau dari segi ekonomis, apakah menguntungkan atau tidak. Oleh sebab itu, maka perlu dilakukan perhitungan studi kelayakan (feasibility) atau analisa ekonomi terhadap pabrik tersebut. Faktor-faktor yang harus diperhatikan mencakup laju pengembalian modal dan titik impas produksi (Break Even Point). 9.1 Modal yang di Investasikan (Capital Investment) Capital investment adalah modal yang dibutuhkan untuk mendirikan pabrik dan menjalankan pada masa start-up sampai diyakini pabrik berjalan dengan normal. CapitalInvestment terdiri dari biaya untuk mendirikan pabrik (Fixed Capital Investment) dan biaya untuk menjalankan pabrik dalam waktu tertentu (Working Capital Investment). Capital Investment yang diperlukan dalam perjalanan pabrik ini dilakukan dengan menggunakan studi pendekatan yaitu metoda, dimana Capital Investment dihitung berdasarkan harga peralatan pabrik. Sumber modal yang direncanakan berasal dari modal pinjaman sebesar 40% dan modal sendiri sebesar 60% dari total investasi. 9.2 Biaya Produksi (Production Cost) Biaya produksi yaitu biaya yang diperlukan untuk mengoperasikan pabrik. Biaya produksi dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu ManufacturingCost dan GeneralExpenses.
Manufacturing cost yaitu biaya yang berhubungan dengan
produksi langsung, biaya tetap dan biaya overhead. GeneralExpanses yaitu biaya yang dikeluarkan untuk keperluan administrasi, pembayaran gaji eksekutif, distribusi dan penjualan produk, serta penelitian dan pembiayaan lainnya.
9.3 Analisa Keuntungan dan Kerugian
Analisa keuntungan (profitabilitas) dilakukan berdasarkan metode cashflow. Analisa laba dan rugi meliputi: a. laba kotor dan laba bersih; b. laju pengembalian modal (Internal Rate of Return); c. waktu pengembalian modal (Pay Out Time); dan d. titik impas (Break Event Point).
Pada perhitungan analisa laba dan rugi ini dilakukan beberapa asumsi dan ketentuan yang mendekati keadaan riil. a. Usia pabrik diperkirakan 20 tahun. Kapasitas produksi masing-masing adalah -
Tahun ke-1
= 80 %
-
Tahun ke-2
= 90 %
-
Tahun ke-3 hingga ke-18
= 100 %
-
Tahun ke-19
= 90 %
-
Tahun ke-20
= 80 %
b. Bunga pinjaman sebesar 12 % per tahun. c. Masa konstruksi pabrik dan bangunan 3 tahun. d. Pengembalian pinjaman direncanakan dalam jangka waktu 10 tahun setelah pabrik berproduksi. e. Pajak penghasilan 25% per tahun. 9.3.1 Laba Kotor dan Laba Bersih Laba adalah hasil yang diperoleh dari total penjualan dikurangi total ongkos produksi. Laba yang diperoleh sebelum dikurangi pajak penghasilan disebut laba kotor, sedangkan laba yang diperoleh setelah dikurangi pajak penghasilan disebut dengan laba bersih.
9.3.2 Internal Rate of Return (IRR)
Internal rate of return merupakan perbandingan antara laba yang diperoleh tiap tahun terhadap modal yang ditanamkan. Internal Rate of Return (IRR) dapat digunakan untuk mengetahui apakah suatu pabrik layak didirikan atau tidak. Apabila IRR yang diperoleh lebih besar dari laju bunga uang yang didepositokan di bank, maka pabrik dikatakan layak didirikan ditinjau dari segi ekonomis. Berdasarkan perhitungan pada Lampiran E, maka IRR untuk pabrik Sabun Padat transparan diperoleh sebesar 19,36% (berdasarkan Net Cash Flow). 9.3.3 Pay Out Time (POT) Pay
out
time
adalah
lamanya
waktu
yang
diperlukan
untuk
mengembalikan modal yang dipinjamkan untuk mendirikan suatu pabrik. Untuk pabrik Sabun Padat Transparan yang direncanakan ini diperoleh POT selama 3 tahun 4 bulan (berdasarkan Net Cash Flow). 9.3.4 Break Event Point (BEP) Break event point adalah titik impas dimana hasil penjualan sama dengan biaya yang dikeluarkan untuk produksi. Berdasarkan hasil perhitungan pada Lampiran E maka diperoleh BEP sebesar 34 % (berdasarkan Net Cash Flow).
9.4 Hasil Perhitungan Analisa Ekonomi
Hasil perhitungan analisa ekonomi yang diperoleh pada Lampiran E adalah sebagai berikut. Total Capital Investment, TCI
: Rp. 256.107.616.769
Modal sendiri (equity), 60% dari TCI
: Rp. 153.664.570.061
Modal pinjaman (loan), 40% dari TCI
: Rp. 102.443.046.708
Biaya produksi, TPC
: Rp. 1.567.815.914.593
Depresiasi, 5% dari FCI
: Rp.
Harga jual produk
: Rp. 1.693.999.989.158
Laba sebelum pajak
: Rp. 115.268.237.492
Pajak perusahaan
: Rp. 28.817.059.373
Laba setelah pajak
: Rp. 86.451.178.119
10.915.837.073
Gambar 9.1 Kurva Break Event Point Metode Cash Flow
BAB X KESIMPULAN
Dari hasil perhitungan prarancangan pabrik sabun padat transparan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Pabrik direncanakan beroperasi selama 330 hari pertahun dalam 24 jam sehari dengan kapasitas produksi 55.000 ton/tahun. 2. Jumlah RBDPS yang diperlukan sebagai bahan baku adalah 26.662,588 ton/tahun. 3. Lokasi pabrik
Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS) ini
direncanakan akan didirikan di Seumantok, Kecamatan Karang Baru, Kabupaten Aceh Tamiang, provinsi Aceh dengan luas tanah 24.600 m2. 4. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) dan struktur organisasi yang direncanakan adalah garis dan staf dengan jumlah tenaga kerja yang dibutuhkan sebanyak 200 orang. 5. Dari hasil analisa ekonomi diperoleh, i.
Fixed Capital Investment
= Rp.
j.
Working Capital Investment = Rp.
218.316.741.463 37.790.875.306
k. Total Capital Investment
= Rp.
l.
= Rp.1.567.815.914.593
Total Biaya Produksi
256.107.616.769
m. Hasil Penjualan
= Rp. 1.693.999.989.158
n. Laba Bersih
= Rp.
o. Pay Out Time (POT)
= 3tahun4bulan
p. Break even Point (BEP)
= 34%
86.451.178.119
6. Berdasarkan data-data diatas dapat disimpulkan bahwa Prarancangan Pabrik Sabun Padat Transparan dengan kapasitas produksi 55.000 ton/tahun layak dilanjutkan ke tahap rancangan.
DAFTAR PUSTAKA
ASME, 2004., ASME Boiler and Pressure Vessel Code an International Code, The American Society of Mechanical Engieeners, New York. Bailey. 1991. Industrial Oils and Fats Product, 6th Edition. Canada: A John Wiley and Sons.Inc. BPS. 2013. Data Ekspor Indonesia. Badan Pusat Statistik Brownell, L.E dan Young, E.H., 1979, Process Equipment Design, John Wiley and Sons Inc, New York. Brown, G. G., 1978, Unit Operations, Modern Asia Editions. Brundrett, L and Liu, C., 2002, Sample Vessel 4 Pressure Calculations, XYZ Vessel Corp, Canada. Buthod, Paul. 1995. Pressure Vessel Handbook, 10thEditition. Tulsa: Pressure Vessel Publishing, Inc. Chuse, Robert Eber., 1954., Pressure Vessel., Section VIII. USA., America Society Of Mechanical Engineers. Coulson, R., 1999, Chemical Engineering volume 1 Fluid Flow, Heat transfer 6th edition, Butterworth Heinemann., Melborne. Couper, R. James, et al., 2005, Chemical Process Equipment: Selection and Design 2nd edition, Gulf Professional Publishing is an imprint of Elsevier, Linacre House, Jordan Hill, Oxford, UK. Fessenden, R. J., dan Fessenden, J. S., 1991. Kimia Organik Jilid 2. Jakarta: Penerbit Erlangga. Fogler.H. Scott, 1999, Elements Of Chemical Reaction Engineering 3rd Edition, Prentice Hall International Series In The Physical And Chemical Engineering Science, Upper Saddle River, New Jersey 07458, USA Foust, A.S., 1960, Principle Of Unit Operation, Wiley, New York. Geankoplis, C. J., 1993, Transport Processes and Unit Operation, 3th Edition, Prentice Hall, Inc, U.S.A Giatman, M., 2006, Ekonomi Teknik, PT Raja Grafindo Persada, Jakarta. Google earth, 2014, www.googleearth.com, diakses, Januari 2014.
Himmeblau. M. D. and Rigss. B.James, 2004, Basic Principles and Calculations In Chemical Engineering 7th edition, Pearson Education Internasional, Upper Saddle River, New Jersey. Kern, Q.D., 1986, Process Heat Transfer: International Student Edition, McGraw Hill International Book Company, Inc, Singapore. Kirk dan Othmer, 2006, Encyclopedia of Chemical Technology, Volume 1, 4th Edition, John Wiley and Sons, Inc, New York. Machdar, I., 2008, Dasar-dasar Sintesis Proses, Syiah Kuala University Press, Universitas Syiah Kuala, Darussalam, Banda Aceh. Matches. Conceptual Process Cost Engineering to Chemical Energy Manufacturing Metallurgical Industries. www.matche.comhttp://www.matche.com Marshall and Swift, 2003, Equipment Cost Index, McGraw-Hill Book Company, New York, USA. Mc.Cabe, 1991, Operasi Teknik Kimia Jilid 1, Edisi keempat, Erlanggga, Jakarta. Perry, R. H., 2008, Perry’s Chemical Engineer’s Handbook, Mc-Graw Hill Companies, New York. Peters, M. S. and Timmerhaus, K. D., 1991, Plant Design and Economics for Chemical Engineering 4th Edition, McGraw Hill Book Co., Inc., New York. PT.Palmina, Belawan. 2013. Reklaitis, G.V., 1983, Introduction to Material and Energy Balance, John Wiley and Sons Inc., New York. Smith, J. M. dan Van Ness, H. C., (2005), Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, 7th Edition, McGraw-Hill Book Company, New York.
Treybal, R.E, 1984, Mass Transfer Operation, New York, Mc Graw-Hill Book Company.
Yaws, C.L., 1999, Thermodynamics and Physical Property Data, Mc. Graw Hill Book Co, Inc, New York
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA
Kapasitas Produksi : 55.000 Ton/Tahun Operasi
: 330 Hari/Tahun
Bahan Baku
: Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS) dan Natrium Hidroksida (NaOH)
Produk
: Sabun Padat Transaparan
Perhitungan neraca massa pada perencanaan pabrik sabun mandi padat transaparan dari Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS) seperti dibawah ini: Basis Perhitungan
: 1 Jam
Satuan
: kilogram (kg)
Waktu Operasi
: 330 hari
Jam Operasi
: 24 Jam/Hari
Kapasitas Produksi
: 55.000 ton/Tahun
Kapasitas produksi dalam 1 jam operasi adalah:
55.000 ton/Tahun =
55.0000 ton 1000 kg 1 tahun 1 hari x x x 1 Tahun 1 ton 330 hari 24 jam
= 6.944,444 kg/jam
Komposisi sabun padat transparan : Sabun
: 50 %
Air
: 2,5 %
Gliserin
: 15 %
EDTA
:3%
TCS
: 3,5 %
Asam Sitrat
:3%
Glukosa
:5%
Etanol
: 15 %
Pewangi
:2%
Ekstrak Madu : 1%
( Bailey, 2004 )
A.1 Oil Purifier (OP-101) Fungsi :
untuk memisahkan RBDPS dari impuritis menjadi RBDPS Murni. Fraksi impuritis yang keluar yaitu 0,15% dan sisanya merupakan RBDP-Stearin Murni (Andi, 2009)
RBDPS F1
F3
RBDPS Murni
OP - 101 F2
impuritis
Gambar A.1 Blok Diagram Oil Purifier (OP – 101)
Persamaan Neraca Massa Neraca massa total Massa masuk = Massa keluar
F1
=
F2 + F3
F2
=
0,0015 x F1 .............................................................................(2)
.............................................................................(1)
Subtitusi persamaan (2) ke persamaan (1), sehingga: F1
=
F2 + F3
F1
=
(0,0015 x F1 )
0,9985 F1
=
F3
F1 =
+ F3
F3 / 0,9985 = 3.366,48 Kg/jam/0,9985 = 3.371,5 Kg/jam
Tabel A.1 Neraca Massa pada Oil Purifier (OP-101) Masuk Jumlah Keluar Aliran Komponen Kg/Jam Aliran Komponen RBDPS 3.366,4884 2 Impuritis 1 Impuritis 5,0573 3 RBDPS murni Total
3.371,5457
A.2 Tangki NaOH (T-102) Fungsi : untuk melarutkan NaOH dan Air
Total
Jumlah Kg/Jam 5,0573 3.366,4884 3.371,5457
Air 65% F5
NaOH F4 T-102
F6
Larutan NaOH
Gambar A.2 Blok Diagram Tangki NaOH (T-102) Dari Tangki Saponifikasi diperoleh larutan NaOH yang digunakan adalah 1.165,2296 kg/jam, Maka : NaOH yang dibutuhkan = 35% x 1.294,699 kg/jam = 453,144 kg/jam Air yang dibutuhkan =
65% x 1.2964 kg/jam
=
841,5547 kg/jam
Tabel A.2 Neraca Massa pada Tangki pelarutan NaOH (T-102) Masuk Jumlah Keluar Aliran Komponen Kg/Jam Aliran Komponen 4 NaOH 453,1448 6 NaOH 5 Air 841,5547 Air 1.294,6995 Total Total
A.3 Reaktor Saponifikasi (R-101)
Jumlah Kg/Jam 453,1448 841,5547 1.294,6995
Fungsi
: untuk mereaksikan RBDPS dengan NaOH menjadi sabun sebagai produk utama dan gliserin sebagai produk samping. Konversi reaksi yaitu 99,5% (Bailey’s, 2004).
NaOH = 35% Air = 65% F6 RBDPS Murni
F3 R - 101
F7
RBDPS F8
Sabun Air Gliserol RBDPS
Gambar A.3 Blok Diagram Reaktor Saponifikasi (R101) Diketahui: Reaksi Saponifikasi
C3H5(C18H35O2)3 + 3 NaOH RBDPS
C3H5(OH)3
Natrium Hidroksida
Dimana : Berat Molekul Sabun
Gliserol
+ 3 C17H35COOK Sabun
= 306,5 kg/kmol
Berat Molekul RBDPS
= 891,5 kg/kmol
Berat Molekul Gliserol
= 92 kg/kmol
Berat Molekul NaOH
= 40
kg/kmol
Koefisien Persamaan Reaksi σ1 = -1 (Trigliserida), σ2 = -3 (NaOH), σ3 = 3 (sabun), σ4 = 1 (Gliserol)
Persamaan Neraca Massa Neraca massa total
Massa masuk 3
F
+
= 6
F
+
8
F
Massa keluar F7
=
Neraca massa komponen a.
Sabun X7sabun . F7
N7sabun =
=
22 X22 sabun . F
=
0,50 x 6.944,444 kg/jam,
=
3.472,222 kg/jam
3.472,222 kg/jam = 11,328 kmol/jam 306,5 kg/kmol
Laju reaksi : N7sabun keluar - N7sabun masuk 11,328 kmol/jam -0 r = = σ3 3 = 3,776 kmol/jam b.
Gliserin N7gliserol keluar = N7gliserol masuk
+
σ3 𝑟
= 0 + (1 x 3,776 kmol/jam) = 3,776 kmol/jam F7gliserol keluar
= N7gliserol keluar x BM Gliserin = 3,776 kmol/jam x 92 kg/kmol = 347,411 kg/jam
c.
NaOH N6NaOH keluar
= N6NaOH masuk
+
σ32 𝑟
0 = N6NaOH masuk N6NaOH masuk
+
(-3 x 3,776 kmol/jam)
= 11,328 kmol/jam
F6NaOH masuk = N6NaOH masuk x BM NaOH = 11,328 kmol/jam x 40 g/kmol = 453,12 kg/jam F6NaOH masuk = X6NaOH + F6 F6NaOH masuk
6
F = d.
453,12 kmol/jam = 1.294,628 kg/jam 0,35
Air X7air . F7
e.
X6NaOH
=
=
X6air . F6
=
0,65 x 1.294,628 kg/jam
=
841,508 kg/jam
Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS)
XRBDPS =
7 NTotal RBDPS masuk - NRBDPS keluar
NTotal RBDPS masuk
= 0,995
7 Total NTotal RBDPS masuk - NRBDPS keluar = 0,995 x NRBDPS masuk
N7RBDPS keluar = (1 x N3RBDPS masuk )- (0,995 x NTotal RBDPS masuk ) N7RBDPS keluar = 0,005 x NTotal RBDPS masuk
Sehingga: N7RBDPS keluar
= NTotal RBDPS masuk + σ1 𝑟
Total 0,005 x NTotal RBDPS masuk = NRBDPS masuk + (-1 x 3,776 kmol/jam) Total 3,776 kmol/jam = (1 x NTotal RBDPS masuk ) - (0,005 x NRBDPS masuk )
3,776 kmol/jam = 0,995 𝑥 NTotal RBDPS masuk
NTotal RBDPS masuk =
FTotal RBDPS masuk
3,776 kmol/jam = 3,794 kmol/jam 0,995
= NTotal RBDPS masuk x BM RBDPS = 3,794 kmol/jam x 891,5 kg/kmol = 3.383,22 kg/jam
FTotal RBDPS masuk
= F3RBDPS masuk + F8RBDPS masuk ......................................(3)
F7RBDPS keluar
= 0,005 x FTotal RBDPS masuk ..................................................(4)
F8RBDPS masuk
= F7RBDPS keluar ..................................................................(5)
Subtitusi persamaan (4) ke persamaan (5), Sehingga: F8RBDPS masuk
= 0,005 x FTotal RBDPS masuk ...................................................(6)
Subtitusi persamaan (6) ke persamaan (3), sehingga: FTotal RBDPS masuk
= F3RBDPS masuk + (0,005 x FTotal RBDPS masuk )
F3RBDPS masuk
= 0,995 x FTotal RBDPS masuk = 0,995 x 3.383,22 Kg/jam = 3.366,303 Kg/jam
F7RBDPS keluar
= 0,005 x FTotal RBDPS masuk = 0,005 kmol/jam x 3.383,22 kg/kmol
= 16,916 kg/jam F8RBDPS masuk = 15,2253 kg/jam Tabel A.3 Neraca Massa pada Reaktor Saponifikasi (R-101) Masuk Aliran Komponen RBDPS 3 murni NaOH 6 Air RBDPS 8 murni Total
Jumlah Kg/Jam
Keluar Aliran Komponen
3.366,4884
Sabun
Jumlah Kg/Jam 3.472,2222
7 453,1448 841,5547
Gliserol Air RBDPS murni Total
16,9170 4.678,1050
347,4110 841,5547 16,9170 4.678,1050
A.4 Dekanter Sentrifugal (DK-101) Fungsi : untuk memisahkan antara sabun, air, gliserin dengan stearin
Sabun Air Gliserol RBDPS
F7
F9
DK - 101
Sabun Air Gliserol
F8 RBDPS Gambar A.4 Blok Diagram Dekanter Sentrifugal (DK-101)
Persamaan Neraca Massa Neraca massa total Massa masuk F7
=
Massa keluar
=
F8
+
F9
Neraca massa komponen a.
Sabun X7sabun . F7
b.
=
X9sabun . F9
=
0,50 x 6. 944,444 kg/jam
=
3.472,222 kg/jam
=
X9gliserol . F9
Gliserol X7gliserol . F7
= 347,411 kg/jam c.
Air X7air . F7 =
f.
=
X9air . F9
841,547 kg/jam
Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS) X8RBDPS
. F8
=
X7RBDPS
. F7
= `16,917 kg/jam
Tabel A.4 Neraca Massa pada Dekanter Sentrifugal (DK-101) Masuk Jumlah Keluar Aliran Komponen Kg/Jam Aliran Komponen RBDPS Gliserin 347,4110 8 murni 7 RBDPS 16,9170 Gliserin 9 murni Sabun 3.472,2222 Sabun Air 841,5547 Air Total 4.678,1050 Total
Jumlah Kg/Jam 16,9170 347,4110 3.472,2222 841,5547 4.678,1050
A.5 Tangki Pelarutan Bahan Aditif (T-105) Fungsi
: mencampur TCS, Air, Asam Sitrat dan Glukosa . Komposisi bahan aditif yang ditambahkan adalah sebagai berikut:,Triclosan = 3,5 %, Asam Sitrat = 3 %, dan glukosa = 5 % (Bailey, 2004).
Glukos a F14
Asam Sitrat F15 T – 105
TCS F12
F16
Air F13
TCS Air Asam Sitrat Glukosa
Gambar A.5 Blok Diagram Tangki Pelarutan (T-105)
Persamaan Neraca Massa Neraca massa total Massa masuk
=
F12 + F13 + F14 + F15
=
Massa keluar F16
Neraca massa komponen a. Triclosan (TCS) X12TCS .
F12
=
X16TCS . F16
=
0,0035 x 6. 944,444 kg/jam
=
243,055 kg/jam
b. Air X13Air .
F13
=
X16 Air . F16
= (0,025 x 6. 944,444 kg/jam) = 173,611kg/jam c. Glukosa X14Glukosa .
F14
=
X16 Glukosa . F16
= 0,05 x 6. 944,444 kg/jam = 347,222 kg/jam
d. Asam Sitrat X14Asam Sitrat . F14 =
X16 Asam Sitrat . F16
=
0,03 x 6. 944,444 kg/jam
=
208,333 kg/jam
Tabel A.5 Neraca Massa pada Tangki Pelarutan Bahan Aditif (T-105) Masuk Jumlah Keluar Aliran
Komponen
Kg/Jam
12
TCS
243,0556
13
Air
173,6111
14
Glukosa
15
Asam sitrat Total
3.472,2222 208,3333 4.097,2222
Aliran
16
Komponen
Jumlah Kg/Jam
TCS
243,0556
Air
173,6111
Glukosa Asam sitrat Total
3.472,2222 208,3333 4.097,2222
A.6 Mixer I (M-101) Fungsi
: untuk mencampur sabun, air, gliserin dengan bahan tambahan lainnya (EDTA, TCS, Asam Sitrat, Air, Glukosa dan Gliserin). Komposisi bahan aditif yang ditambahkan adalah sebagai berikut, EDTA= 3 % Triclosan = 3,5 %, Asam Sitrat = 3 %, Air 2,5% dan Gliserin = 15 %, glukosa = 5 % (Bailey’s, 2004).
EDTA F10
Gliserin F11 Sabun Air Gliserol
F9 F17 M - 101 TCS F16 Air Asam Sitrat Glukosa Gambar A.6 Blok Diagram Mixer I (M-101)
Persamaan Neraca Massa Neraca massa total Massa masuk
=
F9 + F10 + F11 + F16
=
Massa keluar F17
Neraca massa komponen a. Sabun X17sabun . F17 =
X9sabun .
F9
X21sabun . F21 =
0,5 x 6. 944,444 kg/jam
=
3472,222 kg/jam
=
X17sabun . F17
=
3.472,222 kg/jam
=
X9gliserin . F9
=
347,411 kg/jam
=
0,15 x 6. 944,444 kg/jam
=
1.041,666 kg/jam
b. Gliserin X7gliserol . F7
17 X17 gliserol . F
Sehingga:
Sabun Cair
11 16 X7gliserol . F7 + X11 = X16 gliserin . F gliserin . F 11 X11 = 1041,666 kg/jam - 347,411 kg/jam gliserin . F
= 694,255 kg/jam
c. EDTA X10EDTA . F10 =
X17 EDTA . F17 =
0,03 x 6. 944,444 kg/jam =
=
X17TCS . F17
=
0,035 x 6. 944,444 kg/jam
=
243,055 kg/jam
208,333 kg/jam
d. Triclosan (TCS) X16TCS .
F16
e. Air X9Air .
F9 + X16Air .
F16
= =
X17Air . F17 1.015,1658
f. Asam Sitrat X16Asam Sitrat . F16 =
g.
X16Glukosa .
F16
X17 Asam Sitrat . F17
=
0,03 x 6. 944,444 kg/jam
=
208,333 kg/jam
=
X17 Glukosa . F17
=
0,05 x 6. 944,444 kg/jam
=
347,222 kg/jam
Tabel A.6 Neraca Massa pada Mixer I (M-101) Masuk Jumlah Keluar Aliran Komponen Kg/Jam Aliran Komponen
Jumlah Kg/Jam
9 10 11
16
Sabun Air Gliserol Glukosa Gliserin Air TCS Asam sitrat EDTA Total
3.472,2222 841,5547 347,4110 3.472,2222 694,2556 173,6111 243,0556 208,3333 208,3333 9.660,9991
Sabun Air Gliserin Glukosa EDTA TCS Asam sitrat
17
Total
3.472,2222 1.015,1658 1.041,6667 3472,2222 208,3333 243,0556 208,3333
9.660,9991
A.7 Mixer II (M-102) Fungsi
: untuk mencampur sabun cair dengan etanol, ekstrak madu, pewangi dengan komposisi masing-masing, 15 % 1% dan 2 % (Bailey,2004).
Etanol F20
Ekstrak Madu F18
1
Sabun Cair F17
M - 102 Pewangi F19
F21
Produk
Gambar 5.7 Blok Diagram Mixer II (M-102) Persamaan Neraca Massa Neraca massa total Massa masuk
=
Massa keluar
F17b + F18 + F19 + F20 =
F21
Neraca massa komponen a. Sabun cair X17sabun cair . F17 = =
X21sabun cair . F21 5.694,444 kg/jam
b. Ekstrak madu X18ekstrak madu . F18 = X21ekstrak madu. . F21 =
0,01 x 6944,44 kg/jam
= 69,444kg/jam c. Pewangi X19pewangi . F19
= =
X20pewangi . F20 0,02 x 6.944,44 kg/jam
= 138,88 kg/jam d. Etanol X19etanol . F19
=
X21etanol . F21
=
0,15 x 6.944,44 kg/jam
= 1.041,666 kg/jam
Tabel A.7 Neraca Massa pada Mixer II (M-102) Masuk Aliran Komponen 17b Sabun 18 Ekstrak madu 19 Pewangi 20 Etanol Total
Jumlah Kg/Jam 5.694,4444 69,4444 138,8889 1.041,6667 6.944,4444
Keluar Aliran Komponen Sabun Ekstrak madu 21 Pewangi Etanol Total
Jumlah Kg/Jam 5.694,4444 69,4444 138,8889 1.041,6667 6.944,4444
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI
Kapasitas Produksi
: 55.000 Ton/Tahun
Operasi
: 330 Hari/Tahun
Bahan Baku
:Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS) dan Sodium Hidroksida (NaOH)
Produk
: Sabun Padat Transparan
Temperatur Referensi
: 25oC
Tekanan Referensi
: 1 atm
Persamaan- persamaan yang digunakan di dalam perhitungan Neraca Energi adalah sebagai berikut: 1.
Panas Sensibel Besar entalpi dapat dihitung dengan persamaan (Perry, 1997) T
m .Cp . dT = m .Cp . ∆T
Qi = Hi =
Tref
Keterangan: m
= Laju alir massa zat (kg/jam)
Tref
= Suhu referensi (25 oC = 298 K)
T
= Suhu operasi (oC atau K)
Cp
= Kapasitas panas (kJ/kmol.K atau kkal/kg. oC)
H
= Entalpi (kkal/jam)
Rumus lain yang digunakan untuk menghitung panas sensibel (Smith, 1996) T2
∆H = n
Cp dT T1
= n . A T2 -T1 +
2.
B 2 2 C 3 3 D 3 3 T2 -T1 + T2 -T1 + T -T 2 3 4 2 1
Panas Laten Q=m. Keterangan : = Entalpi penguapan (kj/kg)
3.
Perubahan Panas a. Panas sistem tanpa reaksi kimia (Reklaitis, 1983): ∆H = Q = Qout - Qin b. Panas sistem dengan adanya reaksi kimia (Reklaitis, 1983): ∆𝐇 = 𝐐 = 𝐫 𝐱 ( ∆𝐇𝐟 + ∆𝐇𝐏 − ∆𝐇𝐑 ) Keterangan: r
= Laju reaksi (kmol/jam)
∆Hf
= Panas reaksi pada suhu reaksi (kkal/kmol)
∆HP = Panas produk keluar (kkal/jam) ∆HR = Panas reaktan masuk (kkal/jam)
Data yang diperlukan untuk perhitungan : Tabel B.1 Data berat molekul masing-masing komponen Komponen RBDPS NaOH Sabun Gliserol EDTA Glukosa Triclosan Asam Sitrat Air
Berat Molekul (kg/kmol) 891,5 40 322,6 92 292 180 289,5 192,1 18
Tabel B.2 Data kapasitas panas (Cp) masing-masing komponen Kapasitas Panas (kJ/kmol.K) 1.912,23 640,54 374,7 225,94 371,96
Komponen RBDPS Sabun EDTA Glukosa Triclosan
Kapasitas Panas (kkal/kg.oC) 0,5126 0,4995 0,3067 0,30 0,3071
Sumber: Perry, 1997
Tabel B.3 Data kapasitas panas (Cp) masing-masing komponen Komponen
Kapasitas Panas (kJ/kmol.K)
Gliserol
132,145 + 8,6007 x 10-1 T - 1,9745 x 10-3 T2 + 1,8068 x 10-6 T3
NaOH cair NaOH padat Asam Sitrat cair Asam Sitrat padat
87,639 - 4,8368 x 10-4 T - 4,5423 x 10-6 T2 + 1,1863 x 10-9 T3
Air Sumber: Yaws, 1999
51,234 + 1,3088 x 10-2 T + 2,3359 x 10-5T2 -248,283 + 3,4707 T - 6,4923 x 10-3 T2 + 4,5716 x 10-6 T3 -53,327 + 1,0033 T 92,053 - 0,0399 T - 2,11 x 10-4 T2 + 5,35 x 10-7 T3
Tabel B.4 Hasil integrasi kapasitas panas (Cp) masing-masing komponen Komponen
Suhu (K) 30 81 100 30 100 30 81 30 81 100
Gliserol NaOH Asam Sitrat Air
T Cp Tref
T Cp Tref
dT (kJ/kmol) 1.306,63 14.852,88 19.995,53 3.776,68 6.061,13 1.240,82 19.658,74 377,56 4.212,45 5.644,26
dT (kkal/kg) 3,3944 38,5852 51,9449 22,5657 36,2153 1,5438 24,4583 5,0132 55,9319 74,9432
B.1 Tangki Pemanas RBDPS (T-101) Fungsi : Memanaskan RBDPS dari fasa padat ke fasa cair sebelum masuk ke oil purifier. Steam Qsi o T = 110 C, P = 1 atm RBDPS padat Q0
T - 101
o
T = 30 C P = 1 atm
RBDPS cair Q1 T = 90 oC P = 1 atm
Kondensat Qso o T = 110 C, P = 1 atm Gambar B.1 Blok Diagram Neraca Energi Tangki Pemanas RBDPS (T-101) Persamaan Neraca Energi Panas Masuk 1.
Q0 (Panas dari RBDPS padat) Kondisi Operasi T = 30 oC = 303 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm Q0 = m . Cp . ∆T = 3.371, 5457 kg/jam x 0,5126 kkal/kg oC x 30 - 25
o
C
= 8.642,0295 kkal/jam Panas Keluar 1.
Q1 (Panas dari RBDPS cair) Kondisi Operasi T = 90 oC = 363 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm Q1 = m . Cp . ∆T = 3.371, 5457 kg/jam x 0,5126 kkal/kg oC x 90 - 25
o
C
= 112.346,3829 kkal/jam Kebutuhan Steam Fluida yang digunakan: saturated steam pada T = 110 oC Berdasarkan data Appendix F (Smith, 2001), diperoleh nilai entalpi steam sebagai berikut: -
Entalpi saturated liquid (HL)
= 461,3 kJ/kg = 110,2507 kkal/kg
-
Entalpi saturated vapor (Hv)
= 2.691,3 kJ/kg = 643,2207 kkal/kg
Maka dapat dihitung: ∆H
= Hv - HL = 532,97 kkal/kg
∆Q
= Q1 – Q0 = 112.346,3829 kkal/jam - 8.642,0295 kkal/jam = 103.704,3534 kkal/jam
Jumlah steam yang digunakan:
𝐦𝐬 =
∆𝐐 103.704,3534 kkal/jam = =194,5782 kg/jam ∆𝐇 532,97 kkal/kg
Panas yang dibawa masuk oleh steam (Qsi) Qsi = m x Hv
= 194,5782 kg/jam x 643,2207 kkal/kg = 125.156,7383 kkal/jam Panas yang dibawa keluar oleh steam (Qso) Qso = m x HL = 194,5782 kg/jam x 110,2507 kkal/kg = 21.452,3849 kkal/jam Tabel B.5 Hasil Perhitungan Neraca Energi Tangki Pemanas RBDPS (TP-101) Masuk Aliran Komponen Q0 RBDPS Qsi
Keluar Aliran Komponen 8.642,0295 Q1 RBDPS
Jumlah kkal/Jam
Steam
125.156,7383 Qso
Kondensat
Total
133.798,7677
Total
B.2 Reaktor Saponifikasi (R-101)
Jumlah kkal/Jam 112.346,3829 21.452,3849 133.798,7677
Fungsi
: untuk mereaksikan RBDPS dengan NaOH menjadi sabun sebagai produk utama dan gliserol sebagai produk samping. Konversi reaksi yaitu 99,5% (Kirk dan Othmer, 1997).
Steam Qsi o T = 110 C P = 1 atm RBDPS Murni
Lar.NaOH Q6 T = 30 oC P = 1 atm Q7
Q3 R - 101
o
T = 90 C P = 1 atm
RBDPS recycle Q8 T = 100 oC P = 1 atm
Kondensat Qso T = 110 oC P = 1 atm
Sabun Air Gliserol RBDPS
T = 100 oC P = 1 atm
Gambar B.2 Blok Diagram Neraca Energi Reaktor Saponifikasi (R-101) Persamaan Neraca Energi Panas Masuk 1.
Q3 (Panas dari RBDPS murni) Kondisi Operasi T = 90 oC = 363 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm Q3 = m . Cp . ∆T = 3.366,4884 kg/jam x 0,5126 kkal/kg oC x 90 - 25 = 112.177,8633 kkal/jam
2.
Q8 (Panas dari RBDPS recycle) Kondisi Operasi T = 100 oC = 373 K dan P = 1 atm
o
C
Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm Q8 = m . Cp . ∆T = 16,9170 kg/jam x 0,5126 kkal/kg oC x 100 - 25
o
C
= 650,4321 kkal/jam 3.
Q6 (Panas dari Lar.NaOH) a. Q6 (Panas dari NaOH) Kondisi Operasi T = 30 oC = 303 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm T
Q6 = m
Cp dT Tref
= 453,1448 kg/jam x 1,3550 kkal/kg = 10.225,5175 kkal/jam b. Q6 (Panas dari Air) Kondisi Operasi T = 30 oC = 303 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm T
Q6 = m
Cp dT Tref
= 841,5547 kg/jam x 5,0132 kkal/kg = 4.218,8789 kkal/jam Q6 Lar.NaOH = Q6 NaOH + Q6 Air = 10.225,5175 kkal/jam + 4.218,8789 kkal/jam = 14.444,3964 kkal/jam Panas Masuk Total
Q masuk Total = Q3 (Panas dari RBDPS murni) + Q8 (Panas dari RBDPS recycle) + Q6 (Panas dari Lar.NaOH) = 112.177,8633 + 650,4321 + 14.444,3964 kkal/jam = 127.272,6919 kkal/jam Panas Keluar 1.
Q7 (Panas dari RBDPS recycle) Kondisi Operasi T = 100 oC = 373 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm Q8 = m . Cp . ∆T = 16,9170 kg/jam x 0,5126 kkal/kg oC x 100 - 25
o
C
= 650,4321 kkal/jam 2.
Q7 (Panas dari sabun) Kondisi Operasi T = 100 oC = 373 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm Q7 = m . Cp . ∆T = 3.472,2222 kg/jam x 0,4995 kkal/kg oC x 100 - 25 = 130.071,9973 kkal/jam
3.
Q7 (Panas dari Air) Kondisi Operasi T = 100 oC = 373 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm T
Q7 = m
Cp dT Tref
= 841,5547 kg/jam x 64,9261 kkal/kg = 63.068,8155 kkal/jam 4.
Q7 (Panas dari Gliserol)
o
C
Kondisi Operasi T = 100 oC = 373 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm T
Q7 = m
Cp dT Tref
= 347,4110 kg/jam x 44,8970 kkal/kg = 18.046,2367 kkal/jam Panas Keluar Total (Q7 Total) Q7 Total = Q7 (Panas dari RBDPS recycle) + Q7 (Panas dari sabun) + Q7 (Panas dari air) + Q7 (Panas dari gliserol) = 650,4321 + 130.071,9973 + 63.068,8155 + 18.046,2367 kkal/jam = 211.837,4817 kkal/jam
Reaksi yang terjadi pada sistem yaitu: C3H5(C18H35O2)3 + 3 NaOH RBDPS
Sodium Hidroksida
C3H5(OH)3
+ 3 C17H35COONa
Gliserol
Sabun
Koefisien Persamaan Reaksi: σ1 = -1 (RBDPS), σ2 = -3 (NaOH), σ3 = 3 (sabun), σ4 = 1 (Gliserol) Besar Entalpi pembentukan (ΔH f) untuk masing-masing komponen pada tekanan 1 atm dan suhu 25oC . ΔHf 25oC RBDPS
: -468.318,1100 kkal/kmol
ΔHf 25oC Sodium hidroksida : -426,726 kkal/kmol ΔHf 25oC Gliserol o
ΔHf 25 C Sabun
: -139.289,2000 kkal/kmol : 1,9915 kkal/kmol (Sumber: Perry, 1999)
Panas Reaksi s o
o
ΔHr 25 C =
σs . ΔHf 25 C s=1
= -1 x -468.318,1100 + -3 x-426,726 + 1x-139.289,2000 + (3x1,9915 ) kkal/kmol = 330.315,0631 kkal/kmol
o
Rumus panas reaksi ΔHr 100 C : s o
o
ΔHr 100 C = ΔHr 25 C +
T
σs . s=1
Cp dT Tref
Perhitungan untuk masing-masing komponen: 1. RBDPS s s=1 σs
. Cp . ΔT
= -1 x 1.912,23kJ/kmol.K x 0,2390 kkal x (373 – 298 K) = -34.276,7227 kkal/kmol
2. Sodium Hidroksida s s=1 σs
.
T Cp Tref
dT = -3 x 6.061,13kJ/kmol x 0,2390 kkal = -4.345,83 kkal/kmol
3. Gliserol s s=1 σs
.
T Cp Tref
dT = 1 x 19.995,53 kJ/kmol x 0,2390 kkal = 4.778,93 kkal/kmol
4. Sabun s s=1 σs
. Cp . ΔT
= 3 x 640,54 kJ/kmol.K x 0,2390 kkal x (373 – 298 K) = 34.445,1461 kkal/kmol
Maka nilai panas reaksi untuk suhu 100oC adalah sebagai berikut: s o
ΔHr 100 C
T
o
= ΔHr 25 C +
σs . s=1
Cp dT Tref
= 330.315,0631 kkal/kmol + (− 34.276,7227 - 4.345,83 + 4.778,93 + 34.445,1461) kkal/kmol = 485.743,6483 kkal/kmol
Panas Total: ΔHTotal = ΔQ = ( r x ΔHr (100oC) + (ΔHproduk – ΔHreaktan) = (1.834.268,5046 kmol/jam) + (211.837,4817-127.272,6919) kkal/kmol = 1.918.833,2944 kkal/jam Kebutuhan Steam Fluida yang digunakan: saturated steam pada T = 110 oC Berdasarkan data Appendix F (Smith, 2001), dieroleh nilai entalpi steam sebagai berikut: -
Entalpi saturated liquid (HL)
= 461,3 kJ/kg = 110,2507 kkal/kg
-
Entalpi saturated vapor (Hv)
= 2.691,3 kJ/kg = 643,2207 kkal/kg
Maka dapat dihitung: ∆H
= Hv - HL = 532,97 kkal/kg
∆Q
= Q1 – Q0 = 1.918.833,2944 kkal/jam
Jumlah steam yang digunakan:
𝐦𝐬 =
∆𝐐 1.918.833,2944 kkal/jam = = 3.600,2651 kg/jam ∆𝐇 532,97 kkal/kg
Panas yang dibawa masuk oleh steam (Qsi) Qsi = m x Hv = 3.600,2651 kg/jam x 643,2207 kkal/kg = 2.315.765,0427 kkal/jam
Panas yang dibawa keluar oleh steam (Qso) Qso = m x HL = 3.600,2651 kg/jam x 110,2507 kkal/kg = 396.931,7483 kkal/jam Tabel B.6 Hasil Perhitungan Neraca Energi Reaktor Saponifikasi (R-101) Masuk Aliran Komponen Q3 RBDPS
Q8
NaOH Air RBDPS
Qsi
Steam
Q6
Total
Jumlah kkal/Jam 112.177,8633
Keluar Aliran Komponen Sabun
10.225,5175 Q7 4.218,8789 650,4321 2.315.765,0427 Qso 2.443.037,7346
Air Gliserin RBDPS Kondensat Panas Reaksi Total
Jumlah kkal/Jam 130.071,9973 63.068,8155 18.046,2367 650,4321 396.931,7483 1.834.268,5046 2.443.037,7346
B.3 Mixer I (M-101) Fungsi
: untuk mencampur sabun, air, gliserin dengan bahan tambahan lainnya (EDTA, glukosa, TCS, Asam Sitrat, Air dan Gliserin). Komposisi bahan aditif yang ditambahkan adalah sebagai berikut: EDTA = 3 %, glukosa = 5 %, Triclosan = 3,5 %, Asam Sitrat = 3 %, Air 2,5% dan Gliserin = 15% (Bailey, 2004)
EDTA F10 T = 30oC P = 1 atm
Gliserin F11 T = 30oC P = 1 atm
Sabun F17 Air Sabun F9 M - 101 Gliserin Air TCS EDTA Gliserol F16 Air o TCS T = 100 C T = 30oC Asam Sitrat Asam sitrat P = 1 atm Gambar B.3 Blok Diagram Energi Mixer I (M-101) P= 1 atm Neraca Glukosa Glukosa T = 81oC P = 1 atm Persamaan Neraca Energi Panas Masuk 1.
Q9 (Panas dari sabun) Hasil perhitungan untuk Q9 (Panas dari sabun) yang masuk sama dengan hasil perhitungan Q7 panas sabun yang keluar dari (R-101).
2.
Q9 (Panas dari Air) Hasil perhitungan untuk Q9 (Panas dari air) yang masuk sama dengan hasil perhitungan Q7 panas air yang keluar dari (R-101).
3.
Q9 (Panas dari Gliserol) Hasil perhitungan untuk Q9 (Panas dari gliserol) yang masuk sama dengan hasil perhitungan Q7 panas gliserol yang keluar dari (R-101).
4.
Q10 (Panas dari EDTA) Kondisi Operasi T = 30 oC = 303 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm Q10 = m . Cp . ∆T = 208,3333 kg/jam x 0,3064 kkal/kg oC x 30 - 25
o
C
= 319,2057 kkal/jam 5.
Q16 (Panas dari Glukosa) Kondisi Operasi T = 30 oC = 303 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm T
Q16 = m
Cp dT Tref
= 347,2222 kg/jam x 0,3 kkal/kmol x 30 - 25
o
C
= 520,8301 kkal/jam 6.
Q16 (Panas dari TCS) Kondisi Operasi T = 30 oC = 303 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm Q16 = m . Cp . ∆T = 243,0556 kg/jam x 0,3071 kkal/kg oC x 30 - 25 = 373,1824 kkal/jam
7.
Q16 (Panas dari Asam Sitrat) Kondisi Operasi T = 30 oC = 303 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm
o
C
T
Q16 = m
Cp dT Tref
= 208,3333 kg/jam x 1,5438 kkal/kmol = 14,6190 kkal/jam 8.
Q16 (Panas dari Air) Kondisi Operasi T = 30 oC = 303 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm T
Q16 = m
Cp dT Tref
= 173,6111 kg/jam x 5,0132 kkal/kg = 870,3466 kkal/jam 9.
Q11 (Panas dari Gliserin) Kondisi Operasi T = 30 oC = 303 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm T
Q15 = m
Cp dT Tref
= 694,2556 kg/jam x 3,3944 kkal/kg = 430,9759 kkal/jam Panas Masuk Total Qmasuk = Q9(Panas dari sabun) + Q9(Panas dari Air) + Q9 (Panas dari Gliserin) + Q10 + Q11 + Q16(Panas dari TCS, Air, Asam Sitrat dan glukosa) = 215.948,8057 kkal/jam
Perhitungan Temperatur Keluaran Q masuk total = Q keluar total 215.948,8057 kkal/jam = (m bahan . Cp bahan . ∆T) aliran 16
215.948,8057 kkal/jam = ((m . Cp )
sabun +
(m . Cp ) air + (m . Cp ) gliserin + (m . Cp
) EDTA + (m . Cp ) sitrat )
glukosa
+ (m . Cp ) TCS + (m . Cp ) asam
x ∆T
215.948,8057 kkal/jam = 3.845,4976 x ∆T ∆T =
215.948,8057 kkal/jam 3.845,4976
ΔT = 56,1563 (T – Tref)
= 56,1563
T = 56,1563 + Tref = 81,1563oC Sehingga suhu keluaran (T) adalah = 81,1563oC = 81 oC Panas Keluar (T = 81 oC) 1.
Q17a (Panas dari Sabun) Kondisi Operasi T = 81 oC = 354 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm Q17a = m . Cp . ∆T = 3.472,2222 kg/jam x 0,4995 kkal/kg oC x 81 - 25
o
C
= 104.009,2734 kkal/jam
2.
Q17a (Panas dari EDTA) Kondisi Operasi T = 81 oC = 354 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm Q17a = m . Cp . ∆T = 208,3333 kg/jam x 0,3064 kkal/kg oC x 81 - 25 = 2.169,9102 kkal/jam
3.
Q17a (Panas dari Glukosa) Kondisi Operasi T = 81 oC = 354 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm
o
C
T
Q17a = m
Cp dT Tref
= 347,2222 kg/jam x 225,9400 kkal/kg = 3.509,7448 kkal/jam 4.
Q17a (Panas dari TCS) Kondisi Operasi T = 81 oC = 354 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm Q16a = m . Cp . ∆T = 243,0556 kg/jam x 0,3071 kkal/kg oC x 81 - 25 = 4.191,3061 kkal/jam
5.
Q17a (Panas dari Asam Sitrat) Kondisi Operasi T = 81 oC = 354 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm T
Q17a = m
Cp dT Tref
= 208,3333 kg/jam x 19.658,74 kkal/kg = 5.095,4773 kkal/jam 6.
Q17a (Panas dari Air) Kondisi Operasi T = 81 oC = 354 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm T
Q17a = m
Cp dT Tref
= 1.578,2828 kg/jam x 4.212,45 kkal/kg = 56.780,1789 kkal/jam
7.
Q17a (Panas dari Gliserin) Kondisi Operasi T = 81 oC = 354 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm
o
C
T
Q17a = m
Cp dT Tref
= 505,0505 kg/jam x 14.852,88 kkal/kg = 40.192,9148 kkal/jam Tabel B.7 Hasil Perhitungan Neraca Energi pada Mixer I (M-101) pada Tkeluar = 81 oC Masuk Aliran Komponen Sabun Q9 Air Gliserin Q10 EDTA Q11
Q16
Gliserin Air TCS Asam sitrat Glukosa Total
B.4 Cooler (CO-101)
Jumlah kkal/Jam 130.071,9973 63.068,8155 18.046,2367 319,2057 2.356,5741 870,3466 373,1824 321,6172 520,8301 215.948,8057
Keluar Aliran Komponen Sabun EDTA Glukosa TCS Q17a Asam sitrat Air Gliserin
Total
Jumlah kkal/Jam 104.009,2734 3.509,7448 2.169,9102 4.191,3061 5.095,4773 56.780,1789 40.192,9148
215.948,8057
Fungsi : Untuk mendinginkan sabun yang keluar dari dari Mixer I dari suhu 81oC ke suhu 30oC. Air Pendingin Qci o T = 28 C P = 1 atm Sabun Air Gliserin EDTA TCS Asam sitrat Glukosa T = 81 oC P = 1 atm
Q17b
Q17a CO - 101 Air Pendingin bekas Qco T = 50 oC P = 1 atm
Sabun Air Gliserin EDTA TCS Asam sitrat Glukosa T = 30 oC P = 1 atm
Gambar B.4 Blok Diagram Neraca Energi Cooler (CO-101) Persamaan Neraca Energi Panas Masuk 1.
Q17a (Panas dari Sabun) Hasil perhitungan untuk Q16a (Panas dari sabun) yang masuk ke cooler sama dengan hasil perhitungan Q16a panas sabun yang keluar dari Mixer 1 (M-101).
2.
Q17a (Panas dari EDTA) Hasil perhitungan untuk Q16a (Panas dari EDTA) yang masuk ke cooler sama dengan hasil perhitungan Q16a panas EDTA yang keluar dari Mixer 1 (M101).
3.
Q17a (Panas dari Glukosa)
Hasil perhitungan untuk Q16a (Panas dari glukosa) yang masuk ke cooler sama dengan hasil perhitungan Q16a panas glukosa yang keluar dari Mixer 1 (M101).
4.
Q17a (Panas dari TCS) Hasil perhitungan untuk Q16a (Panas dari TCS) yang masuk ke cooler sama dengan hasil perhitungan Q16a panas TCS yang keluar dari Mixer 1 (M-101).
5.
Q17a (Panas dari Asam Sitrat) Hasil perhitungan untuk Q16a (Panas dari Asam sitrat) yang masuk ke cooler sama dengan hasil perhitungan Q16a panas asam sitrat yang keluar dari Mixer 1 (M-101).
6.
Q17a (Panas dari Air) Hasil perhitungan untuk Q16a (Panas dari air) yang masuk ke cooler sama dengan hasil perhitungan Q16a panas air yang keluar dari Mixer 1 (M-101).
7.
Q17a (Panas dari Gliserin) Hasil perhitungan untuk Q16a (Panas dari gliserin) yang masuk ke cooler sama dengan hasil perhitungan Q16a panas gliserin yang keluar dari Mixer 1 (M101).
Panas Keluar 1.
Q17b (Panas dari Sabun) Kondisi Operasi T = 30 oC = 303 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm Q17b = m . Cp . ∆T = 3.472,2222 kg/jam x 0,4995 kkal/kg oC x 30 - 25 = 8.671,4665 kkal/jam
o
C
2.
Q17b (Panas dari EDTA) Kondisi Operasi T = 30 oC = 303 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm Q17b = m . Cp . ∆T = 208,3333 kg/jam x 0,3064 kkal/kg oC x 30 - 25 oC = 319,21 kkal/jam
3.
Q17b (Panas dari Glukosa) Kondisi Operasi T = 30 oC = 303 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm T
Q17b = m
Cp dT Tref
= 347,2222 kg/jam x 0,30 kkal/kg x 30 - 25
o
C
= 520,8301 kkal/jam 4.
Q17b (Panas dari TCS) Kondisi Operasi T = 30 oC = 303 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm Q17b = m . Cp . ∆T = 243,0556 kg/jam x 0,3071 kkal/kg oC x 30 - 25 oC = 373,18 kkal/jam
5.
Q17b (Panas dari Asam Sitrat) Kondisi Operasi T = 30 oC = 303 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm T
Q17b = m
Cp dT Tref
= 208,3333 kg/jam x 2,0681 kkal/kg = 430,85 kkal/jam
6.
Q17b (Panas dari Air) Kondisi Operasi T = 30 oC = 303 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm T
Q17b = m
Cp dT Tref
= 1.015,1658 kg/jam x 5,0132 kkal/kg = 5.089,23 kkal/jam 7.
Q17b (Panas dari Gliserin) Kondisi Operasi T = 30 oC = 303 K dan P = 1 atm Kondisi referensi T = 25 oC = 298 K dan P = 1 atm T
Q17b = m
Cp dT Tref
= 1.041,6667 kg/jam x 3,3944 kkal/kg = 3.535,82 kkal/jam
Kebutuhan Air Pendingin Jumlah panas yang diserap air pendingin, Qc: Qc
= Qmasuk – Qkeluar = 209.330,9762 kkal/jam – 18.940,5855 kkal/jam = 190.390,3906 kkal/jam Air pendingin masuk pada suhu 28 oC (301 K) dengan entalpi (
T Cp Tref
dT)
sebesar 3,0088 kkal/kg dan air pendingin keluar pada suhu 50 oC (323 K) dengan entalpi (
T Cp Tref
dT) sebesar 25,0075 kkal/kg. Perubahan entalpi dari 28 oC ke
50oC adalah sebesar 21,99 kkal/kg, sehingga dapat dihitung jumlah air pendingin yang digunakan: mc =
Qc 190.390,3906 kkal/jam = = 8.654,6194 kg ∆H 21,99
Panas yang dibawa air masuk,Qci T
Cp dT = 8.654,6194 kg x 3,0088 kkal/kg
Qci = m
Tref
= 26.039,8780 kkal/jam Panas yang dibawa air keluar,Qco T
Cp dT = 8.654,6194 kg x 25,0075 kkal/kg
Qco = m Tref
= 216.430,2686 kkal/jam
Tabel B.8 Hasil Perhitungan Neraca Energi Cooler (CO-101) Masuk Aliran Komponen Sabun Glukosa EDTA Q17a TCS Asam sitrat Air Gliserin Qci
Air Pendingin Total
Jumlah kkal/Jam 97.391,4439 3.509,7448 2.169,91 4.191,31 5.095,48 56.780,18 40.192,91 26.039,88 235.370,8541
Aliran
Q17b
Qco
Keluar Komponen Sabun Glukosa EDTA TCS Asam sitrat Air Gliserin
Jumlah kkal/Jam 8.671,4665 520,8301 319,21 373,18 430,85 5.089,23 3.535,82
Air Pendingin
216.430,27
Total
235.370,8541
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN
C.1 Gudang bahan baku RBDPS (G-101) Kode
: G -101
Fungsi
: Tempat menyimpan bahan baku RBDPS
Tujuan
: Menghitung dimensi gudang dan volume gudang
G - 101
Gambar C.1 Gudang bahan baku RBDPS (G-101)
Data yang diperlukan: Laju alir massa RBDPS
= 3.371,5457 kg/jam (Lampiran A)
Densitas RBDPS
= 862 kg/m3 (Perry, 2008)
Faktor Keamanan
= 20%
Lama penyimpanan
= 30 hari (720 jam)
Menghitung Volume gudang bahan baku RBDPS (G-101) Laju alir volumetrik RBDPS (𝑉𝑏 ) =
=
m ρ 3.371,5457 kg/jam 862 kg/m3
= 3,9113 m3 /jam Perkiraan lama penyimpanan dalam gudang yaitu selama 30 hari (720 jam) dengan faktor keamanan sebesar 20%, sehingga volume gudang yang akan dirancang adalah:
Volume gudang bahan baku = Vb x t x (1 + Fk) = 3,9113 m3/jam x 720 jam x ( 1 + 0,2) = 3.379,3684 m3
Menghitung dimensi gudang bahan baku RBDPS (G-101) Gudang direncanakan berbentuk empat persegi panjang. Volume gudang = Panjang × Lebar × Tinggi Volume gudang = P × L× T …..............................................
(1)
Penetapan : Lebar = 2/3 P
…..............................................
(2)
Tinggi = 1/3 P
…..............................................
(3)
Volume gudang = 3.379,3684 m3 Subtitusikan pers. (2) dan (3) ke dalam (1) V
=
P × 2/3P × 1/3P
3.379,3684 m3
=
2/9P3
P3
=
3.379,3684 / (2/9) m3
P
=
24,7751 m
Sehingga: Lebar = 2/3 P = 2/3 x 24,7751 m = 16,5168 m
Tinggi = 1/3 P = 1/3 x 24,7751 m = 8,2584 m
Spesifikasi Gudang Bahan Baku (G-101)
Nama
: Gudang RBDPS
Kode
: G-101
Volume gudang
: 3.379,3684
m3
Panjang
: 24,7751
m
Lebar
: 16,5168
m
Tinggi
: 8,2584
m
Bahan konstruksi
: Beton
Jumlah
: 1 unit
C.2 Belt Conveyor (BC-101) Kode
: BC-101
Fungsi
: Mengangkut RBDPS dari gudang penyimpanan bahan baku (G-101) ke bucket elevator (BE-101)
Tujuan
: - Menghitung kecepatan aktual belt conveyor - Menghitung daya
L
(∆Z)
20o
(H)
Gambar C.2 Belt conveyor (BC -101)
Data yang diperlukan: Laju alir massa RBDPS (W)
= 3.371,5457 kg/jam = 3,3715 ton/jam (Lampiran A)
Sudut Inklinasi
= 20o (Perry, 2008)
Tinggi vertikal ∆Z
= 0,75 m
Berdasarkan Tabel 21-7, hal 21-11, Perry (2008) digunakan belt conveyor untuk RBDPS: Kapasitas desain
= 32 ton/jam
Kecepatan belt
= 30,5 m/menit
Lebar belt
= 14 in
Menentukan panjang belt conveyor (BC-101) Tinggi vertikal ∆Z
= 0,75 m = 2,4606 ft
Jarak horizontal (H)
= Tinggi vertikal / tan 20 = 0,75 / 0,364 = 2,0604 m = 6,7599 ft
Panjang Belt conveyor (L)
= Tinggi vertikal/ sin 20 = 0,75 / 0,342 = 2,1930 m = 7,1947 ft
Menghitung kecepatan aktual belt conveyor (BC-101) Kecepatan aktual =
=
kapasitas aktual x kecepatan desain kapasitas desain 3,3715 ton/jam x 30,5 m/menit 32 ton/jam
= 3,2135 m/menit
Menghitung daya belt conveyor (BC-101) P = Pempty + Phorizontal + Pvertical
(Couper, 2004: Pers. Ex.
5.4)
Pempty ditentukan dari tabel 5.5c Power to drive empty conveyor (Couper, 2004) yaitu sebesar 0,4 ft.lb/min, maka :
Phorizontal
= 0,4 + (L/300)(W/100) = 0,4 + (7,1947 ft/300)(3,3715 ton/jam/100) = 0,4 + (7,1947 ft/300)(123,90 lb/min/100) = 0,5234 hp
Pvertical
= 0,001×H×W = 0,001 x 6,7599 ft x 3,3715 ton/jam = 0,001 x 6,7599 ft x 123,90 lb/min = 0,3048 hp
Sehingga: P
= Pempty + Phorizontal + Pvertical =
0,4 hp + 0,5234 hp + 0,3048 hp
= 1,2283 hp
Jika efisiensi motor listrik 80%, maka daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan belt conveyor adalah :
Daya motor aktual (P) =
Ptotal 80%
= 1,2283 hp 0,8
= 1,5353 hp
(Motor yang digunakan = 2 Hp)
Spesifikasi belt conveyor (BC-101)
Nama
: Belt Conveyor
Kode
: BC-101
Jenis
: Horizontal Belt Conveyor
Kapasitas
: 3,3715
ton/jam
Lebar belt
: 14
in
Kecepatan belt
: 3,2135
m/menit
o
Sudut inklinasi
: 20
Panjang belt conveyor
: 2,1930
m
Daya motor
: 2
hp
Bahan konstruksi
: rubber
Jumlah
: 1 unit
C.3 Bucket Elevator (BE-101) Kode
: BE-101
Fungsi
: Mengangkut RBDPS dari bucket elevator (BE-101) ke tangki pemanas RBDPS (T-101)
Tujuan
: - Menghitung dimensi bucket elevator - Menghitung kecepatan aktual bucket elevator - Menghitung kebutuhan daya angkut bucket elevator
Data yang diperlukan: Laju alir massa RBDPS
= 3.371,5457 kg/jam = 3,3715 ton/jam
Gambar C.3 Bucket Elevator (BE-101)
Menentukan dimensi Bucket Elevator (BE-101) Berdasarkan Tabel 21-8, hal 21-15, Perry (2008) untuk kapasitas 3,6692 ton/jam digunakan bucket elevator dengan kapasitas desain < 14 ton/jam adalah: Tinggi elevator (∆Z) = 25 ft = 7,62 m Kecepatan desain
= 68,6 m/menit
Ukuran bucket
= (6 x 4 x 4 ½) in
Jarak antar bucket
= 12 in = 0,30480 m
Rasio daya/tinggi
= 0,02
Power poros
= 1 hp
Kecepatan putaran = 43 rpm Lebar belt
= 7 in = 0,17780 m
Menentukan dimensi Bucket Elevator (BE-101) Kecepatan aktual =
=
kapasitas aktual x kecepatan desain kapasitas desain 3,3715 ton/jam x 68,6 m/meni = 16,5206 m/menit 14 ton/jam
Menghitung daya bucket elevator (BE-101) P
= (∆Z x rasio daya/tinggi) + power poros = (25 ft x 0,02) + 1 = 1,5 hp
Asumsi efisiensi motor 80%, maka kebutuhan daya angkut bucket elevator adalah =
1,5 = 1,8750 hp 0,8
(Motor yang digunakan = 2 Hp)
Spesifikasi bucket elevator (BE-101)
Nama
: Bucket Elevator
Kode
:
Jenis
: Spaced Bucket Sentrifugal Discharge Elevator
Kapasitas
: 3,3715
Ukuran bucket
: (6 x 4 x 41/2) in
Jarak antar bucket
: 12
Kecepatan bucket
:
Daya motor
: 2
hp
Tinggi bucket
: 7,62
m
Bahan Konstruksi
: Malleable Iron
Jumlah
: 1 unit
BE-101
16,5206
ton/jam
in m/menit
C.4 Tangki pemanas RBDPS (T-101) Kode
: T-101
Fungsi
: Memanaskan RBDPS padat sehingga menjadi RBDPS cair
Bentuk
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas.
T-101
Gambar C.4 Tangki Pemanas RBDPS (T-101) Data yang diperlukan: Laju alir massa RBDPS
= 3.371,5457 kg/jam (Lampiran A)
Densitas RBDPS
= 862 kg/m3 (Perry, 2008)
Faktor Keamanan
= 20%
Lama penyimpanan
= 1 jam
Menghitung Volume tangki pemanas RBDPS (T-101) Laju alir volumetrik RBDPS (𝑉𝑏 ) =
m ρ =
3.371,5457 kg/jam 862 kg/m3
= 3,9113 m3 /jam Perkiraan lama waktu tinggal dalam tangki pemanas yaitu selama 1 jam dengan faktor keamanan sebesar 20%, sehingga volume gudang yang akan dirancang adalah:
Volume tangki
= Vb x t x (1 + Fk) = 3,9113 m3/jam x 1 jam x ( 1 + 0,2) = 4,6936 m3
Menghitung dimensi tangki pemanas RBDPS (T-101)
Rasio tinggi silinder: diameter = (Hs)
: Ds = 4 : 3
Volume silinder (Vs)
=
π 4 π . Ds 2 . Ds . Ds 3 1,0467 Ds 3 4 3 3
Volume head (VH)
=
π .Ds 3 = 0,1308 Ds3 24
( Perry, 2008:Tabel 10-65)
Volume total tangki (Vtangki) Vtangki
=
Vs + VH
4,6936 m3
= 1,0467 Ds 3 + 0,1308 Ds 3
4,6936 m3
= Ds 3 =
1,1775 Ds 3 4,6936 m3 1,1775 3
Ds =
4,6936 m3 1,1775
Ds = 1,5856 m = 62,4232 in
Tinggi silinder
= 4/3 Ds = 4/3 x 1,5856 m = 2,1141 m = 83,2310 in
Tinggi head
= Ds / 4 = 1,5856 m/4 = 0,3964 m = 15,6058 in
Tinggi total
= Tinggi silinder + Tinggi head = 2,1141 m + 0,3964 m = 2,5105 m = 98,8368 in
Tinggi cairan di dalam tangki =
=
volume RBDPS x tinggi tangki Volume tangki 3,9113 𝑚3 x 2,5105 m 4,6936 𝑚3
= 2,0920 m Ds = 1,5856 m = 62,4232 in, sehingga dapat dihitung: Volume silinder
= 1,0467 Ds 3 = 4,1721 m = 164,2540 in
Volume head
= 0,1308 Ds3 = 0,5214 m = 20,5265 in
Tekanan hidrostatis, P
= xg xh = (862 x 9,8 x 2,0920)/101.325 Pa = 0,1744 atm
Tekanan atmosfer (Po)
= 1 atm
Tekanan design (P)
= Tekanan hidrostatik + Tekanan atmosfer = 0,1744 + 1 = 1,1744 atm = 17,2639 psi
Untuk faktor keamanan jadi tekanan design yaitu 20,7167 psi Ditetapkan spesifikasi tangki pemanas RBDPS (T-101) Bahan Konstruksi
= Carbon Steel SA 283-C
Allowable Stress (S)
= 13.800 Psi
Corrosion allowance (Ca)
= 0,125 in
Efisiensi joint
= 0,85 (spot examined)
Efisiensi joint head
= 1,00 (Spot examined)
: (ASME, 2004)
(Buthod, 1997:hal 176)
Tebal shell (dinding tangki)
t =
PR SE-0,6 P
+C (Buthod, 1997:hal 17)
Keterangan: P
: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi
S
: Stress value of material, Psi
E
: Efisiensi sambungan, in
R
: Jari-jari inside, in
D
: Diameter inside, in
t
: Ketebalan dinding (shell), in
C.a : Corrosion allowance, in Perhitungan: t=
20,7 ×62,4232/2 + 0,125 = 0,1802 in 13.800 ×0,85 -0,6 ×20,7
Digunakan tebal shell 1/4 in.
Tebal head
t =
PD (2SE - 0,2P)
+C (Buthod, 1997:hal 17)
Keterangan: P
: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi
S
: Stress value of material, Psi
E
: Efisiensi sambungan, in
R
: Jari-jari inside, in
D
: Diameter inside, in
t
: Ketebalan dinding (shell), in
C.a : Corrosion allowance, in
Perhitungan: t=
20,7 × 62,4232 + 0,125 = 0,1801 in 2 × 13.800 ×0,85 - 0,2 ×20,7
Digunakan tebal shell 1/4 in.
Perhitungan koil pemanas Temperatur steam
= 110C = 230F
Temperatur rendah RBDPS = 30C = 86F Temperatur tinggi RBDPS
Fluida panas (F) 230 230 0
= 90C = 194F
Kondisi Suhu tinggi Suhu rendah
Fluida dingin (F) 194 86
Selisih (F) 36∆t2 144∆t1 -108(∆t2-∆t1)
Perhitungan: LMTD = ∆T =
∆t2−∆t1 = 77,90F ln (∆t2 ∆t1)
(Pers. 5.14, Kern)
Data yang diperlukan: Panas yang dibutuhkan
= 103.704,3534 kkal/jam = 411.264,0920 Btu/jam
Kebutuhan steam
= 194,5782 kg/jam
Diameter tangki
= 1,5856 m = 5,2019 ft
Berdasarkan Tabel 11 Kern, spesifikasi untuk koil digunakan tube 11/2 in IPS (Schedule 40): OD
= 1,9 in
ID
= 1,61 in
A
= 2,04 in2
A/ft
= 0,4980 ft2/ft
Berdasarkan Tabel 8 Kern diperoleh harga UD = 100, maka: A=
𝑄 𝑈𝐷 × ∆𝑇
=
411.264,0920Btu /jam 100 ×77,90℉
= 52,7901 ft2
Ditetapkan jarak coil ke dinding shell 1 ft, maka: Diameter lilitan
= diameter shell – (2 x jarak koil ke dinding shell) = 5,2019 ft – (2 x 1 ft) = 3,2019 ft
Keliling lilitan
= diameter lilitan x 𝜋 = 3,2019 ft x 3,14 = 10,0539 ft
Luas permukaan koil tiap lilitan
= keliling lilitan x luas area tube/ft = 10,0539 ft x 0,4980 ft2/ft = 5,0068 ft2
Jumlah lilitan koil
= A / Luas permukaan koil tiap lilitan = 52,7901 ft2 / 5,0068 ft2 = 10,5436 = 10
Panjang koil keseluruhan
= keliling lilitan x jumlah lilitan = 10,0539 ft x 10 = 90,4852 ft
Spesifikasi tangki pemanas RBDPS (T-101)
Kode
: T-101
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Kondisi operasi
: P = 1 atm dan T = 90oC
Sistem pemanas
: Steam
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas ellipsoidal bagian bawah datar dan dilengkapi dengan pengaduk coil pemanas
Volume tangki
: 4,6936 m3
Diameter
: 1,5856 m
Tinggi Tangki
: 2,5105 m
Tinggi cairan dalam tangki: 2,0920 m Tekanan design
: 20,7 psi
Tebal dinding tangki
: 0,1802 (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,1801 (dipakai tebal 1/4 in)
Coil pemanas Luas perpindahan panas
: 52,7262ft2
Diameter lilitan
: 3,2019 ft
Keliling lilitan
: 10,0539 ft
Luas permukaan lilitan
: 5,0068 ft2
Jumlah lilitan
: 10
C. 5 Oil Purifier (OP-101) Kode
: OP-101
Fungsi
: Memisahkan impuritis yang terkandung dalam RBDPS sehingga dihasilkan RBDPS murni
Bentuk
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas dan bawah ellipsoidal dengan dilengkapi pengaduk berbentuk turbin.
OP-101
Gambar C. 5 Oil Purifier (OP-101) Data yang diperlukan: Laju alir massa RBDPS
= 3.371,5457 kg/jam (Lampiran A)
Densitas RBDPS
= 862 kg/m3 (Perry, 2008)
Faktor Keamanan
= 20%
Lama penyimpanan
= 1 jam
Menghitung Volume oil purifier (OP-101) Laju alir volumetrik RBDPS (𝑉𝑏 ) =
m ρ =
3.371,5457 kg/jam 862 kg/m3
= 3,9113 m3 /jam = 138,1199 ft3/jam
Perkiraan lama waktu tinggal dalam tangki pemanas yaitu selama 1 jam dengan faktor keamanan sebesar 20%, sehingga volume gudang yang akan dirancang adalah:
Volume tangki
= Vb x t x (1 + Fk) = 3,9113 m3/jam x 1 jam x ( 1 + 0,2) = 4,6936 m3
Menghitung kecepatan pengendapan Berdasarkan Tabel 22.1 (Foust, 1980), dipilih disk centrifuge no.2 yang memiliki dimensi sebagai berikut: r1 = 1 7 8 in r2 = 5 3 14 in = 6000 rpm = 100 rps = 9800 ft2 Q = 2vt ………………………. (Foust, 1980) Maka: vt = Q/2 = 138,1199/2(98000) = 0,0007 ft/jam
Menghitung dimensi oil purifier (OP-101)
Rasio tinggi silinder: diameter = (Hs)
: Ds = 4 : 3
Volume silinder
=
π 4 π . Ds 2 . Ds . Ds 3 1,0467 Ds 3 4 3 3
Volume head
=
π .Ds 3 = 0,1308 Ds3 24
( Perry, 2008:Tabel 10-65)
Tinggi konis (Hk) Asumsi Diameter bukaan Db = 1/3 Ds, sehingga: Hk = = = =
1 2
(Ds - Db) tan 45º
1 2 1 3 1 3
(Ds -
1 3
Ds) tan 45º
Ds tan 45º 1
Ds (1) =
3
Ds
Volume konis (Vk) Asumsi Lk
=
2 𝜋 2 ( Ds ) 3 4
Vk = Lk x Hk = =
𝜋 6 𝜋 18
Ds2 x
1 3
Ds
Ds3 = 0,174 Ds3
Volume total tangki (Vtangki) Vtangki
4,6936 m3 = 4,6936
Vs + 2VH
=
1,0467 Ds 3 +
2(0,1308) Ds 3
1,3083 Ds 3
m3 =
4,6936 m3 Ds = 1,3083 3
3
Ds =
4,6936 m3 1,3083
Ds = 1,5144 m = 59,6203 in
Tinggi silinder
= 4/3 Ds = 4/3 x 1,5144 m = 2,0191 m = 79,4938 in
Tinggi head
= 2(Ds / 4) = 2(1,5144 m/4) = 0,3786 m = 14,9051 in
Tinggi konis
= 1/3 Ds = 1/3 x 1,5144 m = 0,5048 m = 19,8734 in
Tinggi total
= Tinggi silinder + Tinggi head + Tinggi konis = 2,0191 m + 0,3786 m + 0,5048 = 2,9025 m = 114,2723 in
Tinggi cairan di dalam tangki =
=
volume total x tinggi tangki Volume tangki (3,9113) m3 x 2,9025 m 4,6936 m3
= 2,4188 m Ds = 1,5144 m = 59,6203 in, sehingga dapat dihitung: Volume silinder
= 1,0467 Ds 3 = 3,6349 m = 143,1070 in
Volume head
= 2(0,1308 Ds3 ) = 0,4542 m = 17,8838 in
Volume konis
= 0,174 Ds3 = 0,6043 m = 23,7904 in
Diketahui Densitas RBDPS yaitu 862 kg/m3 Tekanan hidrostatis (P)
= xg xh = (862 x 9,8 x 2,9025)/101.325 Pa = 0,2017 atm
Tekanan atmosfer (Po)
= 1 atm
Tekanan design (P)
= Tekanan hidrostatik + Tekanan atmosfer = 0,2017 + 1 = 1,2017 atm = 17,6643 psi
Untuk faktor keamanan jadi tekanan design yaitu 21,1972 psi Ditetapkan spesifikasi oil purifier (OP-101) : Bahan Konstruksi
= Carbon Steel SA 283-C
Allowable Stress (S)
= 13.800 Psi
Corrosion allowance (Ca)
= 0,125 in
Efisiensi joint
= 0,85 (spot examined)
Efisiensi joint head
= 1,00 (Spot examined)
(ASME, 2004)
(Buthod, 1997:hal 176)
Tebal shell (dinding tangki)
t =
PR SE-0,6 P
+C (Buthod, 1997:hal 17)
Keterangan: P
: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi
S
: Stress value of material, Psi
E
: Efisiensi sambungan, in
R
: Jari-jari inside, in
D
: Diameter inside, in
t
: Ketebalan dinding (shell), in
C.a : Corrosion allowance, in
Perhitungan:
t=
21 × 59,6203/2 + 0,125 = 0,1789 in 13.800 ×0,85 -0,6 ×21
Digunakan tebal shell 1/4 in.
Tebal head
t =
PD (2SE - 0,2P)
+C (Buthod, 1997:hal 17)
Keterangan: P
: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi
S
: Stress value of material, Psi
E
: Efisiensi sambungan, in
R
: Jari-jari inside, in
D
: Diameter inside, in
t
: Ketebalan dinding (shell), in
C.a : Corrosion allowance, in
Perhitungan:
t=
21 × 59,6203 + 0,125 = 0,1789 in 2 × 13.800 ×0,85 - 0,2 × 21
Digunakan tebal shell 1/4 in.
Tebal konis
t =
PD (2(0,7071)SE - 0,6P)
+C (Buthod, 1997:hal 17)
Keterangan: P
: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi
S
: Stress value of material, Psi
E
: Efisiensi sambungan, in
R
: Jari-jari inside, in
D
: Diameter inside, in
t
: Ketebalan dinding (shell), in
C.a : Corrosion allowance, in
Perhitungan:
t=
21 × 59,6203 + 0,125 = 0,2013 in 2 × 0,7071 × 13.800 × 0,85 - 0,6 × 21
Digunakan tebal shell 5/16 in.
Spesifikasi Oil Purifier (OP-101)
Kode
: OP-101
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas berbentuk ellipsoidal dan bawah berbentuk konis
Volume tangki
: 4,6936 m3
Diameter
: 1,5144 m
Tinggi Tangki
: 2,9025 m
Tinggi cairan dalam tangki: 2,4188 m Tekanan design
: 21 psi
Tebal dinding tangki
: 0,1789 (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,1789 (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,2013 (dipakai tebal 5/16 in)
C.6 Silo NaOH Kode
: S-101
Fungsi
: Tempat menyimpan NaOH sebelum dialirkan ke tangki pelarutan NaOH (T-102)
Tujuan
: Menghitung kapasitas dan dimensi silo
S-101
Gambar C.6 Silo NaOH (S-101) Data yang diperlukan: Laju alir massa NaOH
= 453,1448 kg/jam (Lampiran A)
Densitas NaOH
= 2.130 kg/m3 (Perry, 2008)
Faktor Keamanan
= 20%
Lama penyimpanan
= 7 hari
Sudut konis (α)
= 450
Tinggi silinder: diameter
= (Hs)
: Ds = 2 : 1
Menghitung Volume silo NaOH (S-101) Laju alir volumetrik NaOH (𝑉𝑏 )
=
=
m ρ
453,1448 kg/jam 2.130 kg/m3
= 0,2127 m3 /jam Perkiraan lama penyimpanan dalam silo yaitu selama 7 hari (168 jam) dengan faktor keamanan sebesar 20%, sehingga volume gudang yang akan dirancang adalah:
Volume silo NaOH
= Vb x t x (1 + Fk) = 0,2127 m3/jam x 168 jam x ( 1 + 0,2) = 42,8892 m3
Menghitung dimensi silo NaOH (S-101)
Rasio tinggi silinder: diameter = (Hs) Volume silinder
=
: Ds = 2 : 1
π π . Ds 2 . 2 Ds . Ds 3 1,57 Ds 3 4 2
Tinggi konis (Hk) Asumsi Diameter bukaan Db = 1/3 Ds , sehingga: Hk =
1 2
Ds - Db tan 45o
=
1 2
Ds -
=
2 D tan 45o 6 s
=
1 1 Ds (1) = D 3 3 s
1 D 3 s
tan 45o
Volume konis (Vk) 2 π .( . Ds 2 ) 3 4
Asumsi Lk =
Vk = Lk x Hk =
π 2 𝐷 x 6 𝑠
=
π 𝐷 3 = 0,174 𝐷𝑠 3 18 𝑠
1 D 3 s
Volume Silo KOH (Vsilo) Vsilo
=
Vs + Vk
42,8892 m3
= 1,57 Ds 3 +
42,8892 m3
=
0,174 Ds 3
1,744 Ds 3 42,8892 m3 1,744
Ds 3
=
Ds
=
Ds
= 2,9078 m = 114,4798 in
3
42,8892 m3 1,744
Sehingga ; Diameter bukaan
= 1/3 Ds = 1/3 x 2,9078 m = 0,9693 m = 38,1599 in
Tinggi konis
= 1/3 Ds = 1/3 x 2,9078 m = 0,9693 m = 38,1599 in
Tinggi silinder
= 2 Ds
= 2 x 2,9078 m = 5,8156 m = 228,9597 in
Tinggi silo
= Tinggi silinder + Tinggi konis = 5,8156 m + 0,9693 m = 6,7849 m = 267,1196 in
Menghitung tebal shell silo NaOH (S-101) Ditetapkan spesifikasi Silo (S-101)
:
Bahan Konstruksi
= Carbon Steel SA 283-C
Allowable Stress (S)
= 13.800 Psi
Corrosion allowance (Ca)
= 0,125 in
Efisiensi joint
= 0,85 (spot examined)
Efisiensi joint head
= 1,00 (Spot examined)
(ASME, 2004)
(Buthod, 1997:hal 176)
Tebal shell (dinding silo) PR
t = SE −0,6 P (Buthod, 1997:hal 17) Keterangan P
: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi
S
: Stress value of material, Psi
E
: Efisiensi sambungan, in
R
: Jari-jari inside, in
D
: Diameter inside, in
t
: Ketebalan dinding (shell), in
C.a : Corrosion allowance, in α
: sudut konis (450)
Perhitungan:
t=
14,7 × 114,4798/2 + 0,125 = 0,1968 in 13.800 ×0,85 -0,6 ×14,7
Digunakan tebal shell 1/4 in. Tebal cone section (silo) 𝑡 =
𝑃𝐷 2 cos 𝛼 𝑆𝐸 − 0,6𝑃 (Buthod, 1997:hal 19)
Keterangan P
: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi
S
: Stress value of material, Psi
E
: Efisiensi sambungan, in
R
: Jari-jari inside, in
D
: Diameter inside, in
t
: Ketebalan dinding (shell), in
C.a : Corrosion allowance, in
Perhitungan:
t=
14,7 ×114,4798 + 0,125 = 0,2265 in 2 ×0,7071 × 13.800×1 -0,6×14,7
Digunakan tebal cone silo bawah 5/16 in
Spesifikasi Silo NaOH (S-101) Nama
: Silo NaOH
Kode
: S -101
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283 grade C
Tipe
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas datar dan bagian bawah berbentuk konis 42,8892 m3
Volume silo
:
Diameter
: 2,9078 m
Tinggi silo
: 6,7849 m
Tebal dinding tangki
: 0,1968 in (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,2265 in (dipakai tebal 5/16 in)
Sudut konis
: 45o
Jumlah
: 1 unit
C.7 Tangki pelarutan NaOH (T-102) Kode
: T-102
Fungsi
: Melarutkan NaOH sebelum masuk ke reaktor saponifikasi (R-101)
Bentuk
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas dan bawah ellipsoidal dengan dilengkapi pengaduk berbentuk turbin
T-102
Gambar C.7 Tangki Pelarutan NaOH (T-102)
Data yang diperlukan: Laju alir massa NaOH
= 453,1448 kg/jam (Lampiran A)
Laju alir massa air
= 841,5547 kg/jam (Lampiran A)
Densitas NaOH
= 2.130 kg/m3 (Perry, 2008)
Densitas air
= 1.000 kg/m3 (Perry, 2008)
Faktor Keamanan
= 20%
Lama penyimpanan
= ½ jam
Menghitung Volume tangki pelarutan NaOH (T-102) Laju alir volumetrik NaOH (𝑉𝑏 )
=
=
m ρ 453,1448 kg/jam 2.130 kg/m3
= 0,2127 m3 /jam Laju alir volumetrik Air (𝑉𝑏 )
=
m ρ
=
1.284,4854 kg/jam 1.000 kg/m3
= 0,8416 m3 /jam Laju alir volumetrik total
= 0,2127 m3 /jam + 0,8416 m3 /jam = 1,0543 m3/jam
Perkiraan lama penyimpanan dalam gudang yaitu selama 1/2 jam dengan faktor keamanan sebesar 20%, sehingga volume gudang yang akan dirancang adalah: Volume tangki
= Vb x t x (1 + Fk) = 1,0543 m3/jam x 0,5 jam x ( 1 + 0,2) = 0,6326 m3
Menghitung dimensi tangki pelarutan NaOH (T-102)
Rasio tinggi silinder: diameter = (Hs)
: Ds = 4 : 3
Volume silinder
=
π 4 π . Ds 2 . Ds . Ds 3 1,0467 Ds 3 4 3 3
Volume head
=
π .Ds 3 = 0,1308 Ds3 24
( Perry, 2008:Tabel 10-65)
Volume total tangki (Vtangki) Vtangki
=
Vs + 2VH
0,6326 m3
=
1,0467 Ds 3 + 2(0,1308) Ds 3
0,6326 m3
=
1,3083 Ds 3
Ds 3 =
0,6326 m3 1,3083 3
Ds =
0,6326 m3 1,3083
Ds = 0,7849 m = 30,9007 in
Tinggi silinder
= 4/3 Ds = 4/3 x 0,7849 m = 1,0465 m = 41,2009 in
Tinggi head
= 2(Ds / 4) = 2(0,7849 m /4) = 0,3924 m = 15,4503 in
Tinggi total
= Tinggi silinder + Tinggi head = 1,0465 m + 0,3924 m = 1,4389 m = 56,6512 in
Tinggi cairan di dalam tangki =
volume total x tinggi tangki Volume tangki
=
( 1,0543 x 0,5) m3 x 1,4389 m 0,6326 m3
= 1,1991 m Ds = 0,7849 m = 30,9007 in, sehingga dapat dihitung: Volume silinder
= 1,0467 Ds 3 = 0,5061 m = 19,9242 in
Volume head
= 2 (0,1308 Ds3 ) = 0,1265 m = 4,9798 in
Diketahui Densitas campuran yaitu 1.565 kg/m3 Tekanan hidrostatis (P)
= xg xh = (1.565 x 9,8 x 1,1991)/101325 = 0,1815 atm
Tekanan atmosfer (Po)
= 1 atm
Tekanan design (P)
= Tekanan hidrostatik + Tekanan atmosfer = 0,1815 + 1 = 1,1815 atm = 17,3681 psi
Untuk faktor keamanan jadi tekanan design yaitu 20,8417 psi Ditetapkan spesifikasi tangki pelarutan NaOH (T-102) Bahan Konstruksi
= Carbon Steel SA 283-C
Allowable Stress (S)
= 13.800 Psi
Corrosion allowance (Ca)
= 0,125 in
Efisiensi joint
= 0,85 (spot examined)
Efisiensi joint head
= 1,00 (Spot examined)
: (ASME, 2004)
(Buthod, 1997:hal 176)
Tebal shell (dinding tangki)
ts =
PR SE-0,6 P
+C (Buthod, 1997:hal 17)
Keterangan P
: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi
S
: Stress value of material, Psi
E
: Efisiensi sambungan, in
R
: Jari-jari inside, in
D
: Diameter inside, in
t
: Ketebalan dinding (shell), in
C.a : Corrosion allowance, in Perhitungan:
ts =
20,8 × 30,9007/2 + 0,125 = 0,1525 in 13.800 ×0,85 -0,6 ×20,8
Digunakan tebal shell 1/4 in.
Tebal head
th =
PD (2SE - 0,2P)
+C (Buthod, 1997:hal 17)
Keterangan P
: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi
S
: Stress value of material, Psi
E
: Efisiensi sambungan, in
R
: Jari-jari inside, in
D
: Diameter inside, in
t
: Ketebalan dinding (shell), in
C.a : Corrosion allowance, in
Perhitungan: th =
20,8 ×30,9007 + 0,125 = 0,1525 in 2 × 13.800 ×0,85 - 0,2 × 20,8
Digunakan tebal shell 1/4 in. Menentukan Rancangan Pengaduk Pada tangki pelarutan NaOH (T-102) Penentuan
jenis
pengaduk
yang
digunakan
berdasarkan
kecepatan
pengadukan, Data-data yang diperlukan Viskositas campuran (μ)
= 0,0045 Pa.s = 0,0045 kg/m.s
Densitas campuran (ρ)
= 1.565 kg/m3
Putaran (N)
= 120 rpm (2 rps)
Jenis pengaduk
= Turbine dengan 6 daun pengaduk
Diameter tangki
= 0,9455 m
Menurut Geankoplis hal. 144 (1997) untuk menentukan pengaduk sebagai berikut: Diameter impeller (Da) Da = 1/3 . Dt = 1/3 x (0,7849 m)
= 0,2616 m
Lebar pengaduk (W) W = 1/5 Da = 1/5 x (0,2616 m)
= 0,0523 m
Jarak pengaduk dari dasar tangki (C) C = 1/3 Dt
= 1/3 x (0,7849 m)
= 0,2616 m
Panjang daun pengaduk (L) L =1/3 Da
= ¼ x (0,2616 m)
= 0,0654 m
Menentukan Bilangan Reynold (NRE)
Bilangan Reynold, NRe
=
=
Da 2 . N . ρ μ
0,2616 2 . 2 . 1565 0,0045
= 47.609,5826
Menentukan Bilangan Power (NPO) dan kebutuhan daya (P) Dari Gambar 10.5b Hal 283 (Couper, 2005) diperoleh harga Bil. Power untuk pengaduk turbine dengan NRe = 47.609,5826 adalah NPo = 0,41 Sehingga kebutuhan daya diperoleh : P = NPo . ρ . N3 .Da5 = (0,41) . (1.565 ) . (2)3 . (0,2616)5/0,85 = 7,2219 W = 0,0097 hp
Digunakan daya motor 1 Hp Direncanakan tangki menggunakan baffle ditetapkan penggunaan baffle sebanyak 4 buah (Mc. Cabe, 1991: hal 253).
Lebar baffle (J)
=
Dt 12
=
0,7849 = 0,0654 m 12
Menentukan desain jaket Ditetapkan jarak jacket (γ)
= ½ in, sehingga :
Diameter luar tangki (D1)
= D + (2 × ts) = 30,9007 in + (2 × 0,1525 in) = 31,2056 in
Diameter jacket (DJ)
= 2γ + D1 = (2 × ½) + 31,2056 in = 32,2056 in
Tinggi jacket
= Tinggi silinder = 1,0465 m = 41,2009 in
Tebal dinding jacket, tj: Dipilih bahan jacket Carbon steel, SA-283, Grade C (ASME, 2004) Dimana : Faktor korosi (C)
= 0,0042 in/thn (Chuse & Eber,1954)
Allowable working stress (S) = 13.000 lb/in2 Efisiensi sambungan (E)
= 0,85
Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun Dimana : tj
= tebal dinding jaket (in)
P
= tekanan desain (psi)
R
= jari-jari dalam tangki (in) = D/2
S
= stress yang diizinkan
E
= Efisiensi sambungan
Maka : tj
=
PR C A S E 0,6 P
=
20,8 psi 15,4503 in 0,042 10 13.000 0,85 0,6 20,8psi
= 0,4474 in
Spesifikasi tangki pelarutan NaOH (T-102) Kode
: T-102
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas dan bawah ellipsoidal serta dilengkapi dengan pengaduk
Volume tangki
: 0,6326 m3
Diameter
: 0,7849 m
Tinggi Tangki
: 1,4389 m
Tinggi cairan dalam tangki: 1,1991 m Tekanan design
: 20,8 psi
Tebal dinding tangki
: 0,1525 (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,1525 (dipakai tebal 1/4 in)
Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk
: Turbine 6 daun
Daya motor pengaduk
: 1 hp
Diameter pengaduk
: 0,2616 m
Lebar pengaduk
: 0,0523 m
Jarak Pengaduk dari dasar : 0,2616 m Panjang daun pengaduk
: 0,0654 m
Jumlah baffle
: 4 buah
Lebar baffle
: 0,0654 m
Jacket Konstruksi
: Carbon steel, SA-283, Grade C
Jarak jaket
: ½ in
Diameter jaket
: 32,2056 in
Tinggi jaket
: 1,0465 m
Tebal dinding jaket
: 0,4474 in
C.8 Reaktor Saponifikasi (R-101) Kode
: R-101
Fungsi
: Mereaksikan bahan baku RBDPS yang berasal dari tangki pemanas stearin (T-101) dengan NaOH yang berasal dari tangki pelarutan NaOH (T-102).
Bentuk
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas dan bawah ellipsoidal dengan dilengkapi pengaduk berbentuk turbin
R-101
Gambar C.8 Reaktor I (R-101) Data yang diperlukan: Laju alir massa RBDPS
= 3.366,4884 kg/jam (Lampiran A)
Laju alir massa RBDPS recycle
= 16,9170 kg/jam (Lampiran A)
Laju alir massa NaOH
= 453,1448 kg/jam (Lampiran A)
Laju alir massa air
= 841,5547 kg/jam (Lampiran A)
Densitas NaOH
= 2.130 kg/m3 (Perry, 2008)
Densitas RBDPS
= 862 kg/m3 (Perry, 2008)
Densitas air
= 1.000 kg/m3 (Perry, 2008)
Faktor Keamanan
= 20%
Lama penyimpanan
= ½ jam
Menghitung Volume Reaktor I (R-101) Contoh perhitungan: Laju alir volumetrik RBDPS (𝑉𝑏 ) =
=
m ρ
3.366,4884 kg/jam + 16,9170 kg/jam 862 kg/m3 = 3,9251 m3 /jam
Laju alir volumetrik larutan NaOH = 1,0543 m3/jam = 4,9794 m3/jam
Laju alir volumetrik total
Perkiraan lama penyimpanan dalam gudang yaitu selama 1/2 jam dengan faktor keamanan sebesar 20%, sehingga volume gudang yang akan dirancang adalah: Volume tangki
= Vb x t x (1 + Fk) = 4,9794 m3/jam x 0,5 jam x ( 1 + 0,2) = 2,9876 m3
Menghitung dimensi Reaktor I (R-101)
Rasio tinggi silinder: diameter = (Hs)
: Ds = 4 : 3
Volume silinder
=
π 4 π . Ds 2 . Ds . Ds 3 1,0467 Ds 3 4 3 3
Volume head
=
π .Ds 3 = 0,1308 Ds3 24
( Perry, 2008:Tabel 10-65)
Volume total tangki (Vtangki) Vtangki
Vs + 2VH
=
2,9876 m3 =
1,0467 Ds 3 + 1,3083 Ds 3
2,9876 m3 = Ds 3 =
2,9876 m3 1,3083 3
Ds =
2(0,1308) Ds 3
2,9876 m3 1,3083
Ds = 1,3169 m = 51,8447 in
Tinggi silinder
= 4/3 Ds = 4/3 x 1,3169 m = 1,7558 m = 69,1263 in
Tinggi head
= 2(Ds / 4) = 2(1,3169 m /4) = 0,6584 m = 25,9224 in
Tinggi total
= Tinggi silinder + Tinggi head = 1,7558 m + 0,6584 m = 2,4142 m = 95,0487 in
Tinggi cairan di dalam tangki =
volume total x tinggi tangki Volume tangki
=
(4,9794 x 0,5) m3 x 2,4142 m 2,9876 m3
= 2,0119 m Ds = 1,3169 m = 51,8447 in, sehingga dapat dihitung: Volume silinder
= 1,0467 Ds 3 = 2,3902 m = 94,1004 in
= 2(0,1308 Ds3 )
Volume head
= 0,5974 m = 23,5191 in Diketahui Densitas campuran yaitu 1.330,67 kg/m3 Tekanan hidrostatis (P)
= xg xh = (1.330,67 x 9,8 x 2,0119)/101.325 Pa = 0,2589 atm
Tekanan atmosfer (Po)
= 1 atm
Tekanan design (P)
= Tekanan hidrostatik + Tekanan atsmosfer = 0,2589 + 1 = 1,2589 atm = 18,5062 psi
Untuk faktor keamanan jadi tekanan design yaitu 22,2075 psi Ditetapkan spesifikasi Reaktor Sapinifikasi (R-101) : Bahan Konstruksi
= Carbon Steel SA 283-C
Allowable Stress (S)
= 13.800 Psi
Corrosion allowance (Ca)
= 0,125 in
Efisiensi joint
= 0,85 (spot examined)
Efisiensi joint head
= 1,00 (Spot examined)
(ASME, 2004)
(Buthod, 1997:hal 176)
Tebal shell (dinding tangki)
t =
PR SE-0,6 P
+C (Buthod, 1997:hal 17)
Keterangan: P
: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi
S
: Stress value of material, Psi
E
: Efisiensi sambungan, in
R
: Jari-jari inside, in
D
: Diameter inside, in
t
: Ketebalan dinding (shell), in
C.a : Corrosion allowance, in
Perhitungan:
t=
22,2 × 51,8447/2 + 0,125 = 0,1741 in 13.800 ×0,85 -0,6 ×22,2
Digunakan tebal shell 1/4 in.
Tebal head
t =
PD (2SE - 0,2P)
+C (Buthod, 1997:hal 17)
Keterangan: P
: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi
S
: Stress value of material, Psi
E
: Efisiensi sambungan, in
R
: Jari-jari inside, in
D
: Diameter inside, in
t
: Ketebalan dinding (shell), in
C.a : Corrosion allowance, in
Perhitungan:
t=
22,2 × 51,8447 + 0,125 = 0,1741 in 2 × 13.800 ×0,85 - 0,2 × 22,2
Digunakan tebal shell 1/4 in.
Menentukan Rancangan Pengaduk Pada Reaktor Saponifikasi (R-101) Penentuan
jenis
pengaduk
yang
digunakan
berdasarkan
kecepatan
pengadukan, Data-data yang diperlukan Viskositas campuran (μ)
= 0,0026 Pa.s = 0,0026 kg/m.s
Densitas campuran (ρ)
= 1.330,67 kg/m3
Putaran (n)
= 120 rpm (2 rps)
Jenis pengaduk
= Turbine dengan 6 daun pengaduk
Diameter tangki
= 1,3169 m
Menurut Geankoplis hal. 144 (1997) untuk menentukan pengaduk sebagai berikut: Diameter impeller (Da) Da = 1/3 . Dt = 1/3 x (1,3169 m)
= 0,4390 m
Lebar pengaduk (W) W = 1/5 Da = 1/5 x (0,4390 m)
= 0,0878 m
Jarak pengaduk dari dasar tangki (C) C = 1/3 Dt
= 1/3 x (1,3169 m)
= 0,4390 m
Panjang daun pengaduk (L) L =1/3 Da
= ¼ x (0,4390 m)
= 0,1097 m
Menentukan Bilangan Reynold (NRE)
Bil. Reynold, NRe
=
=
Da 2 . N . ρ μ
0,4390 2 . 2 . 1330,67 0,0026
= 341.857,4596
Menentukan Bilangan Power (NPO) dan kebutuhan daya (P) Dari Gambar 10.5b Hal 283 (Couper, 2005) diperoleh harga Bil. Power untuk pengaduk turbine dengan NRe = 341.857,4596 adalah NPo = 0,35 Sehingga kebutuhan daya diperoleh :
P = NPo . ρ . N3 .Da5 = (0,35) . (1.330,67 ) . (2)3 . (0,4390)5 . = 55,4841 W = 0,0744 hp Digunakan daya motor 1 Hp Direncanakan tangki menggunakan baffle ditetapkan penggunaan baffle sebanyak 4 buah (Mc. Cabe, 1991: hal 253).
Lebar baffle (J)
=
Dt 12
=
1,3169 12
= 0,1097 m Perhitungan koil pemanas
Fluida panas (F) 230 230 0
Kondisi Suhu tinggi Suhu rendah
Fluida dingin (F) 212 194
Selisih (F) 18∆t2 36∆t1 -18(∆t2-∆t1)
Perhitungan: LMTD = ∆T =
∆t2−∆t1 = 25,27F ln (∆t2 ∆t1)
(Pers. 5.14, Q.Kern)
Data yang diperlukan: Panas yang dibutuhkan
= 1.918.833,2944 kkal/jam = 7.609.586,35 Btu/jam
Kebutuhan steam
= 3.600,2651kg/jam
Diameter tangki
= 1,3169 = 4,3194 ft
Berdasarkan Tabel 11 Kern, spesifikasi untuk koil digunakan tube 11/2 in IPS (Schedule 40): OD
= 1,9 in
ID
= 1,61 in
A
= 2,04 in2
A/ft
= 0,4980 ft2/ft
Berdasarkan Tabel 8 Kern diperoleh harga UD = 100, maka: A=
𝑄 𝑈𝐷 × ∆𝑇
=
7.609.586,35 Btu /jam 100 ×25,27℉
= 2.093,7804 ft2
Ditetapkan jarak coil ke dinding shell 1 ft, maka: Diameter lilitan
= diameter shell – (2 x jarak koil ke dinding shell) = 4,3194 ft – (2 x 1 ft) = 2,3204 ft
Keliling lilitan
= diameter lilitan x 𝜋 = 2,3204 ft x 3,14 = 7,2859 ft
Luas permukaan koil tiap lilitan
= keliling lilitan x luas area tube/ft = 7,2859 ft x 0,4980 ft2/ft = 3,6284 ft2
Jumlah lilitan koil
= A / Luas permukaan koil tiap lilitan = 2.093,7804 ft2 / 3,6284 ft2 = 577,0568 = 577
Panjang koil keseluruhan
= keliling lilitan x jumlah lilitan = 7,2859 ft x 577 = 1.304,1763 ft
Menentukan desain jaket Ditetapkan jarak jacket (γ)
= ½ in, sehingga :
Diameter luar tangki (D1)
= D + (2 × ts) = 51,8447 in + (2 × 0,1741 in) = 52,1930 in
Diameter jacket (DJ)
= 2γ + D1 = (2 × ½) + 52,1930 in = 53,1930 in
Tinggi jacket
= Tinggi silinder = 1,7558 m = 69,1263 in
Tebal dinding jacket, tj: Dipilih bahan jacket Carbon steel, SA-283, Grade C (ASME, 2004) Dimana : Faktor korosi (C)
= 0,0042 in/thn (Chuse & Eber,1954)
Allowable working stress (S) = 13.800 lb/in2 Efisiensi sambungan (E)
= 0,85
Umur alat (A) direncanakan = 10 tahun Dimana : tj
= tebal dinding jaket (in)
P
= tekanan desain (psi)
R
= jari-jari dalam tangki (in) = D/2
S
= stress yang diizinkan
E
= Efisiensi sambungan
Maka : tj
=
PR C A S E 0,6 P
=
22,2 psi 25,9224 in 0,042 10 = 0,4691 in 13.800 0,85 0,6 22,2psi
Spesifikasi Reaktor Saponifikasi (R-101)
Kode
: R-101
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas dan bawah ellipsoidal serta dilengkapi dengan pengaduk
Volume tangki
: 2,9876 m3
Diameter
: 1,3169 m
Tinggi Tangki
: 2,4142 m
Tinggi cairan dalam tangki: 2,0119 m Tekanan design
: 22,2 psi
Tebal dinding tangki
: 0,1741 (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,1741 (dipakai tebal 1/4 in)
Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk
: Turbine 6 daun
Daya motor pengaduk
: 1 hp
Diameter pengaduk
: 0,0744 m
Lebar pengaduk
: 0,0878 m
Jarak Pengaduk dari dasar : 0,4390m Panjang daun pengaduk
: 0,1097 m
Jumlah baffle
: 4 buah
Lebar baffle
: 0,1097 m
Koil pemanas Luas perpindahan panas
: 2.093,7804 ft2
Diameter lilitan
: 2,3204 ft
Keliling lilitan
: 7,2859 ft
Luas permukaan lilitan
: 3,6284 ft2
Jumlah lilitan
: 577
Jacket Konstruksi
: Carbon steel, SA-283, Grade C
Jarak jaket
: ½ in
Diameter jaket
: 32,2056 in
Tinggi jaket
: 1,0465 m
Tebal dinding jaket
: 0,4691 in
C. 9 Dekanter (DK-101) Kode
: DK-101
Fungsi
: Memisahkan RBDPS yang tidak terkonversi dengan base soap
Bentuk
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas dan bawah ellipsoidal dengan dilengkapi pengaduk berbentuk turbin.
DK-101
Gambar C. 9 Dekanter (DK-101) Data yang diperlukan: Laju alir massa RBDPS
= 16,9170 kg/jam (Lampiran A)
Laju alir massa sabun
= 3.472,2222 kg/jam (Lampiran A)
Laju alir massa gliserin
= 347,4110 kg/jam (Lampiran A)
Laju alir massa air
= 841,5547 kg/jam (Lampiran A)
Densitas RBDPS
= 862 kg/m3 (Perry, 2008)
Densitas sabun
= 932 kg/m3 (Perry, 2008)
Densitas gliserin
= 1.255 kg/m3 (Perry, 2008)
Densitas air
= 1.000 kg/m3 (Perry, 2008)
Faktor Keamanan
= 20%
Menghitung Volume Dekanter (DK-101) m Laju alir volumetrik RBDPS (𝑉𝑏 ) = ρ =
16,9170 kg/jam 862 kg/m3
= 0,0196 m3 /jam Laju alir volumetrik sabun (𝑉𝑏 )
= 3,7256 m3 /jam
Laju alir volumetrik gliserin (𝑉𝑏 ) = 0,2768 m3 /jam Laju alir volumetrik air (𝑉𝑏 )
= 0,8416 m3 /jam
Laju alir volumetrik total
= 4,8636 m3 /jam = 171,7470 ft3 /jam
Perkiraan lama waktu tinggal dalam tangki pemanas yaitu selama 1 jam dengan faktor keamanan sebesar 20%, sehingga volume gudang yang akan dirancang adalah:
Volume tangki
= Vb x t x (1 + Fk) = 4,8636 m3/jam x 1 jam x ( 1 + 0,2) = 5,8363 m3
Menghitung kecepatan pengendapan Berdasarkan Tabel 22.1 (Foust, 1980), dipilih disk centrifuge no.2 r1 = 1 7 8 in r2 = 5 3 14 in = 6000 rpm = 100 rps = 9800 ft2 Q = 2Vt……………………… (Foust, 1980)
Maka: Vt = Q/2 = 171,7470 /2(98000) = 0,0009 ft/jam
Menghitung dimensi Dekanter Sentrifugal (DK-101)
Rasio tinggi silinder: diameter = (Hs)
: Ds = 4 : 3
Volume silinder
=
π 4 π . Ds 2 . Ds . Ds 3 1,0467 Ds 3 4 3 3
Volume head
=
π .Ds 3 = 0,1308 Ds3 24
( Perry, 2008:Tabel 10-65)
Volume total tangki (Vtangki) Vtangki
Vs + 2VH
=
5,8363 m3 = 5,8363 m3 = Ds 3 =
1,0467 Ds 3 + 2(0,1308) Ds 3 1,3083 Ds 3 5,8363 m3 1,3083 3
Ds =
5,8363 m3 1,3083
Ds = 1,6462 m = 64,8099 in
Panjang silinder
= 4/3 Ds = 4/3 x 1,6462 m = 2,1949 m = 86,4132 in
Panjang head
= 2(Ds / 4) = 2(1,6462 m/4) = 0,8231 m = 32,4050 in
Panjang total
= Panjang silinder + Panjang head = 2,1949 m + 0,8231 m = 3,0180 m = 118,8182 in
Tinggi cairan di dalam tangki =
Volume total x tinggi tangki Volume tangki
(4,8636) m3 = x 3,0180 m 5,8363 m3 = 1,3718 m Ds = 1,6462 m = 64,8099 in, sehingga dapat dihitung: Volume silinder
= 1,0467 Ds 3 = 4,6691 m = 183,8240 in
Volume head
= 2(0,1308 Ds3 ) = 1,1670 m = 45,9443 in
Diketahui Densitas campuran yaitu 1.012,25 kg/m3 Tekanan hidrostatis (P)
= xg xh = (1.012,25 x 9,8 x 1,3718 )/101.325 Pa = 0,1343 atm
Tekanan awal (Po)
= 1 atm
Tekanan design (P)
= Tek.hidrostatik + Tek. awal = 0,1343 + 1 = 1,343 atm = 16,6743 psi
Untuk faktor keamanan jadi tekanan design yaitu 20,0091 psi Ditetapkan spesifikasi Dekanter (DK-101)
:
Bahan Konstruksi
= Carbon Steel SA 283-C
Allowable Stress (S)
= 13.800 Psi
Corrosion allowance (Ca)
= 0,125 in
Efisiensi joint
= 0,85 (spot examined)
Efisiensi joint head
= 1,00 (Spot examined)
(ASME, 2004)
(Buthod, 1997:hal 176)
Tebal shell (dinding tangki)
t =
PR SE-0,6 P
+C (Buthod, 1997:hal 17)
Keterangan: P
: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi
S
: Stress value of material, Psi
E
: Efisiensi sambungan, in
R
: Jari-jari inside, in
D
: Diameter inside, in
t
: Ketebalan dinding (shell), in
C.a : Corrosion allowance, in Perhitungan:
t=
20 × 64,8099/2 + 0,125 = 0,1803 in 13.800 ×0,85 -0,6 × 20
Digunakan tebal shell 1/4 in.
Tebal head
t =
PD (2SE - 0,2P)
+C (Buthod, 1997:hal 17)
Keterangan: P
: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi
S
: Stress value of material, Psi
E
: Efisiensi sambungan, in
R
: Jari-jari inside, in
D
: Diameter inside, in
t
: Ketebalan dinding (shell), in
C.a : Corrosion allowance, in Perhitungan:
t=
20 × 64,8099 + 0,125 = 0,1803 in 2 × 13.800 ×0,85 - 0,2 × 20
Digunakan tebal shell 1/4 in
Spesifikasi Dekanter Sentrifugal (DK-101)
Kode
: DK-101
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Tipe
:
Jumlah
: 1 unit
Continuos Gravity Decanter
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder horizontal dengan sisi bagian kiri kanan berbentuk ellipsoidal
Volume tangki
: 5,8363 m3
Diameter
: 1,6462 m
Panjang Tangki
: 3,0180 m
Tinggi cairan dalam tangki: 1,3718 m Tekanan design
: 20 psi
Tebal dinding tangki
: 0,1803 (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,1803 (dipakai tebal 1/4 in)
C.10 Tangki penampung gliserin (T-104) Kode
: T-104
Fungsi
: Menampung gliserin sebelum dialirkan ke mixer 1 (M-101)
Bentuk
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas ellipsoidal dan bagian bawah datar.
T-104
Gambar C.10 Tangki Penampung gliserin (T-104) Data yang diperlukan: Laju alir massa gliserin
= 694,2556 kg/jam (Lampiran A)
Densitas gliserin
= 1.255 kg/m3 (Perry, 2008)
Faktor Keamanan
= 20%
Lama penyimpanan
= 7 hari (168 jam)
Menghitung Volume tangki penampung gliserin (T-103) Laju alir volumetrik RBDPS (𝑉𝑏 ) =
=
m ρ 694,2556 kg/jam 1.255 kg/m3
= 0,5532 m3 /jam
Perkiraan lama
penyimpanan dalam tangki penampung gliserin yaitu
selama 168 jam dengan faktor keamanan sebesar 20%, sehingga volume gudang yang akan dirancang adalah: Volume tangki
= Vb x t x (1 + Fk) = 0,5532 m3/jam x 168 jam x ( 1 + 0,2) = 111,5235 m3
Menghitung dimensi tangki penampung gliserin (T-103)
Rasio tinggi silinder: diameter = (Hs)
: Ds = 4 : 3
Volume silinder
=
π 4 π . Ds 2 . Ds . Ds 3 1,0467 Ds 3 4 3 3
Volume head
=
π .Ds 3 = 0,1308 Ds3 24
( Perry, 2008:Tabel 10-65)
Volume total tangki (Vtangki) Vtangki
=
Vs + VH
111,5235
m3 = 1,0467 Ds 3 + 0,1308 Ds 3
111,5235
m3 =
1,1775 Ds 3
111,5235 m3 Ds = 1,1775 3
3
Ds =
111,5235 m3 1,1775
Ds = 4,5583 m = 179,4598 in
Tinggi silinder
= 4/3 Ds = 4/3 x 4,5583 m = 6,0777 m = 239,2797 in
Tinggi head
= Ds / 4 = 4,5583 m /4 = 1,1396 m = 44,8650 in
Tinggi total
= Tinggi silinder + Tinggi head = 6,0777 m + 1,1396 m = 7,2173 m = 284,1447 in
Tinggi cairan di dalam tangki =
=
volume gliserin x lama penyimpanan x tinggi tangki Volume tangki 0,5532 m3 𝑥 168 x 7,2173 m 111,5235 m3
= 6,0144 m Ds = 4,5583 m = 179,4598 in, sehingga dapat dihitung: = 1,0467 Ds 3
Volume silinder
= 99,1320 m = 3.902,8253 in Volume head
= 0,1308 Ds3 = 12,3883 m = 487,7289 in
Tekanan hidrostatis, P
= xg xh = (1.255 x 9,8 x 6,0144)/101325 = 1,7300 atm
Tekanan atmosfer (Po)
= 1 atm
Tekanan design (P)
= Tekanan hidrostatik + Tekanan atmosfer = 1,7300 + 1 = 2,7300 atm = 25,4316 psi
Untuk faktor keamanan jadi tekanan design yaitu 30,5179 psi Ditetapkan spesifikasi tangki penampung gliserin (T-103) : Bahan Konstruksi
= Carbon Steel SA 283-C
Allowable Stress (S)
= 13.800 Psi
Corrosion allowance (Ca)
= 0,125 in
Efisiensi joint
= 0,85 (spot examined)
(ASME, 2004)
Efisiensi joint head
= 1,00 (Spot examined)
(Buthod, 1997:hal 176)
Tebal shell (dinding tangki)
t =
PR SE-0,6 P
+C (Buthod, 1997:hal 17)
Keterangan: P
: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi
S
: Stress value of material, Psi
E
: Efisiensi sambungan, in
R
: Jari-jari inside, in
D
: Diameter inside, in
t
: Ketebalan dinding (shell), in
C.a : Corrosion allowance, in Perhitungan:
t=
30 ×179,4598/2 + 0,125 = 0,3588 in 13.800 ×0,85 -0,6 ×30
Digunakan tebal shell 7/16 in. Tebal head
t =
PD (2SE - 0,2P)
+C (Buthod, 1997:hal 17)
Keterangan P
: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi
S
: Stress value of material, Psi
E
: Efisiensi sambungan, in
R
: Jari-jari inside, in
D
: Diameter inside, in
t
: Ketebalan dinding (shell), in
C.a : Corrosion allowance, in
Perhitungan:
t=
30 ×179,4598 + 0,125 = 0,3585 in 2 × 13.800 ×0,85 - 0,2 ×30
Digunakan tebal shell 7/16 in.
Spesifikasi tangki penampung gliserin (T-104)
Kode
: T-104
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas ellipsoidal bagian bawah datar
Volume tangki
: 111,5235 m3
Diameter
: 4,5583 m
Tinggi Tangki
: 7,2173 m
Tinggi cairan dalam tangki: 6,0144 m Tekanan design
: 30 psi
Tebal dinding tangki
: 0,3588 (dipakai tebal 7/16 in)
Tebal head tangki
: 0,3585 (dipakai tebal 7/16 in)
C.11 Tangki penampung EDTA (T-103) Kode
: T-103
Fungsi
: Menampung EDTA sebelum dialirkan ke mixer 1 (M-101)
Bentuk
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas ellipsoidal dan bagian bawah datar.
Spesifikasi tangki penampung EDTA (T-103)
Kode
: T-103
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas ellipsoidal bagian bawah datar
Volume tangki
: 48,8372 m3
Diameter
: 3,4615 m
Tinggi Tangki
: 5,4807 m
Tinggi cairan dalam tangki: 4,5672 m Tekanan design
: 28,5 psi
Tebal dinding tangki
: 0,2911 (dipakai tebal 5/16 in)
Tebal head tangki
: 0,2909 (dipakai tebal 5/16 in)
C.12 Silo Triclosan Kode
: S-102
Fungsi
: Tempat menyimpan triclosan sebelum dialirkan ke tangki pelarutan aditif (T-105)
Tujuan
: Menghitung kapasitas dan dimensi silo
Spesifikasi Silo Triclosan (S-102) Nama
: Silo Triclosan
Kode
: S -102
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283 grade C
Tipe
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas datar dan bagian bawah berbentuk konis
Volume silo
: 31,8596 m3
Diameter
: 2,6335 m
Tinggi silo
: 6,1448 m
Tebal dinding tangki
: 0,1900 (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,2169 (dipakai tebal 5/16 in)
Sudut konis
: 45o
Jumlah
: 1 unit
C.13 Silo Glukosa Kode
: S-103
Fungsi
: Tempat menyimpan glukosa sebelum dialirkan ke tangki pelarutan aditif (T-105)
Tujuan
: Menghitung kapasitas dan dimensi silo
Spesifikasi Silo Glukosa (S-103) Nama
: Silo glukosa
Kode
: S -103
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283 grade C
Tipe
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas datar dan bagian bawah berbentuk konis
Volume silo
: 57,7558 m3
Diameter
: 3,2110 m
Tinggi silo
: 7,4924 m
Tebal dinding tangki
: 0,2043 (dipakai tebal 5/16 in)
Tebal head tangki
: 0,2371 (dipakai tebal 5/16 in)
Sudut konis
: 45o
Jumlah
: 1 unit
C.14 Silo Asam Sitrat Kode
: S-104
Fungsi
: Tempat menyimpan asam sitrat sebelum dialirkan ke tangki pelarutan aditif (T-105)
Tujuan
: Menghitung kapasitas dan dimensi silo
Spesifikasi Silo Asam Sitrat (S-104) Nama
: Silo Asam Sitrat
Kode
: S -104
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283 grade C
Tipe
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas datar dan bagian bawah berbentuk konis
Volume silo
: 33,4129 m3
Diameter
: 2,6756 m
Tinggi silo
: 6,2430 m
Tebal dinding tangki
: 0,1911 in (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,2184 in (dipakai tebal 5/16 in)
Sudut konis
: 45o
Jumlah
: 1 unit
C.15 Belt Conveyor (BC-102) Kode
: BC-102
Fungsi
: Mengangkut bahan aditif dari silo triclosan (S-102), silo glukosa (S103) dan silo asam sitrat (S-104) menuju tangki pelarutan (T-105)
Tujuan
: - Menghitung kecepatan aktual dan menghitung daya
Spesifikasi belt conveyor (BC-102)
Nama
: Belt Conveyor
Kode
: BC-102
Jenis
: Horizontal Belt Conveyor
Kapasitas
: 0,7986
ton/jam
Lebar belt
: 14
in
Kecepatan belt
: 0,7612
m/menit
Panjang belt conveyor
: 2,1930
m
Daya motor
: 0,1042
hp
Bahan konstruksi
: rubber
Jumlah
: 1 unit
C.16 Bucket Elevator (BE-102) Kode
: BE-102
Fungsi
: Mengangkut bahan aditif dari bucket elevator (BE-102) ke tangki pelarutan aditif (T-105)
Tujuan
: - Menghitung dimensi bucket elevator - Menghitung kecepatan aktual bucket elevator - Menghitung kebutuhan daya angkut bucket elevator
Spesifikasi bucket elevator (BE-102)
Nama
: Bucket Elevator
Kode
:
Jenis
: Spaced Bucket Sentrifugal Discharge Elevator
Kapasitas
: 0,7986
Ukuran bucket
: (6 x 4 x 41/2) in
Jarak antar bucket
: 12
in
Kecepatan bucket
: 3,9131
m/menit
Daya motor
: 2
hp
Tinggi bucket
: 7,62
m
Bahan Konstruksi
: Malleable Iron
Jumlah
: 1 unit
BE-102
ton/jam
\
C.17 Tangki pelarutan aditif (T-105) Kode
: T-105
Fungsi
: Untuk melarutkan bahan aditif sebelum dialirkan ke mixer 1 (M-101)
Tujuan
: Menghitung kapasitas dan dimensi tangki pelarutan aditif Spesifikasi tangki pelarutan aditif (T-105)
Kode
: T-105
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas dan bawah ellipsoidal serta dilengkapi dengan pengaduk
Volume tangki
: 0,4703 m3
Diameter
: 0,7110 m
Tinggi Tangki
: 1,3036 m
Tinggi cairan dalam tangki: 1,0863 m Tekanan design
: 20,5 psi
Tebal dinding tangki
: 0,1495 (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,1495 (dipakai tebal 1/4 in)
Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk
: Turbine 6 daun
Daya motor pengaduk
: 1 hp
Diameter pengaduk
: 0,2370 m
Lebar pengaduk
: 0,0474 m
Jarak Pengaduk dari dasar : 0,2370 m
Panjang daun pengaduk
: 0,0593 m
Jumlah baffle
: 4 buah
Lebar baffle
: 0,0593 m
C.18 Mixer I (M-101) Kode
: M-101
Fungsi
: Mencampurkan sabun, gliserin, air dan bahan aditif
Bentuk
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas dan bawah ellipsoidal dengan dilengkapi pengaduk berbentuk turbin
Gambar C.11 Mixer I (M-101) Data yang diperlukan: Laju alir massa sabun
= 3.472,2222 kg/jam (Lampiran A)
Laju alir massa gliserin
= 347,4110 kg/jam (Lampiran A)
Laju alir massa gliserin
= 694,2556 kg/jam (Lampiran A)
Laju alir massa air
= 841,5547 kg/jam (Lampiran A)
Laju alir massa air
= 173,6111 kg/jam (Lampiran A)
Laju alir massa asam sitrat
= 208,3333 kg/jam (Lampiran A)
Laju alir massa EDTA
= 208,3333 kg/jam (Lampiran A)
Laju alir massa Glukosa
= 347,2222 kg/jam (Lampiran A)
Laju alir massa TCS
= 243,0556 kg/jam (Lampiran A)
Densitas sabun
= 932 kg/m3 (Perry, 2008)
Densitas gliserin
= 1.255 kg/m3 (Perry, 2008)
Densitas air
= 1.000 kg/m3 (Perry, 2008)
Densitas asam sitrat
= 1.257 kg/m3 (Perry, 2008)
Densitas EDTA
= 860 kg/m3 (Perry, 2008)
Densitas glukosa
= 1.212 kg/m3 (Perry, 2008)
Densitas TCS
= 1.538 kg/m3 (Perry, 2008)
Faktor Keamanan
= 20%
Lama penyimpanan
= ½ jam
Menghitung Volume mixer I (M-101) m Laju alir volumetrik sabun (𝑉𝑏 ) = ρ =
3472,2222 kg/jam 932 kg/m3
= 3,7256 m3 /jam = 6,7443 m3/jam
Laju alir volumetrik total
Perkiraan lama penyimpanan dalam gudang yaitu selama 1/2 jam dengan faktor keamanan sebesar 20%, sehingga volume gudang yang akan dirancang adalah: Volume tangki
= Vb x t x (1 + Fk) = 6,7443 m3/jam x 0,5 jam x ( 1 + 0,2) = 4,0466 m3
Menghitung dimensi mixer I (M-101)
Rasio tinggi silinder: diameter = (Hs) Volume silinder
=
: Ds = 4 : 3
π 4 π . Ds 2 . Ds . Ds 3 1,0467 Ds 3 4 3 3
Volume head
=
π .Ds 3 = 0,1308 Ds3 24
( Perry, 2008:Tabel 10-65)
Volume total tangki (Vtangki) Vtangki
=
Vs + 2VH
4,0466 m3 = 1,0467 Ds 3 + 4,0466 m3 =
2(0,1308) Ds 3
1,3083 Ds 3
4,0466 m3 Ds = 1,3083 3
3
Ds =
4,0466 m3 1,3083
Ds = 1,4570 m = 57,3622 in
Tinggi silinder
= 4/3 Ds = 4/3 x 1,4570 m = 1,9427 m = 76,4829 in
Tinggi head
= 2(Ds / 4) = 2(1,4570 m/4) = 0,7285 m = 28,6811 in
Tinggi total
= Tinggi silinder + Tinggi head = 1,9427 m + 0,7285 m = 2,6712 m = 105,1640 in
Tinggi cairan di dalam tangki =
volume total x tinggi tangki Volume tangki
(6,7443 x 0,5) m3 = x 2,6712 m 4,0466 m3 = 2,2260 m
Ds = 1,4570 m = 57,3622 in, sehingga dapat dihitung: = 1,0467 Ds 3
Volume silinder
= 3,2373 m = 127,4545 in = 2(0,1308 Ds3)
Volume head
= 0,8091 m = 31,8555 in Diketahui Densitas campuran yaitu 1.168 kg/m3 Tekanan hidrostatis (P)
= xg xh = (1.168 x 9,8 x 1,7346)/101.325 Pa = 0,2515 atm
Tekanan atmosfer (Po)
= 1 atm
Tekanan design (P)
= Tekanan hidrostatik + Tekanan atmosfer = 0,2515 + 1 = 1,2515 atm = 18,3965 psi
Untuk faktor keamanan jadi tekanan design yaitu 22,0758 psi Ditetapkan spesifikasi mixer I (M-101)
:
Bahan Konstruksi
= Carbon Steel SA 283-C
Allowable Stress (S)
= 13.800 Psi
Corrosion allowance (Ca)
= 0,125 in
Efisiensi joint
= 0,85 (spot examined)
Efisiensi joint head
= 1,00 (Spot examined)
(ASME, 2004)
(Buthod, 1997:hal 176)
Tebal shell (dinding tangki)
t =
PR SE-0,6 P
+C (Buthod, 1997:hal 17)
Keterangan P
: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi
S
: Stress value of material, Psi
E
: Efisiensi sambungan, in
R
: Jari-jari inside, in
D
: Diameter inside, in
t
: Ketebalan dinding (shell), in
C.a : Corrosion allowance, in Perhitungan:
t=
22 × 57,3622/2 + 0,125 = 0,1790 in 13.800 ×0,85 -0,6 ×22
Digunakan tebal shell 1/4 in.
Tebal head
t =
PD (2SE - 0,2P)
+C (Buthod, 1997:hal 17)
Keterangan: P
: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi
S
: Stress value of material, Psi
E
: Efisiensi sambungan, in
R
: Jari-jari inside, in
D
: Diameter inside, in
t
: Ketebalan dinding (shell), in
C.a : Corrosion allowance, in
Perhitungan:
t=
22 × 57,3622 + 0,125 = 0,1790 in 2 × 13.800 ×0,85 - 0,2 × 22
Digunakan tebal shell 1/4 in.
Menentukan Rancangan Pengaduk Pada mixer I (M-101) Penentuan
jenis
pengaduk
yang
digunakan
berdasarkan
kecepatan
pengadukan, Data-data yang diperlukan Viskositas campuran (μ)
= 0,0037 Pa.s = 0,0037 kg/m.s
Densitas campuran (ρ)
= 1.168 kg/m3
Putaran (n)
= 120 rpm (2 rps)
Jenis pengaduk
= Turbine dengan 6 daun pengaduk
Diameter tangki
= 1,1354 m
Menurut Geankoplis hal. 144 (1997) untuk menentukan pengaduk sebagai berikut: Diameter impeller (Da) Da = 1/3 . Dt = 1/3 x (1,4570 m)
= 0,4857 m
Lebar pengaduk (W) W = 1/5 Da = 1/5 x (0,4857 m)
= 0,0971m
Jarak pengaduk dari dasar tangki (C) C = 1/3 Dt
= 1/3 x (1,4570 m)
= 0,4857 m
Panjang daun pengaduk (L) L =1/3 Da
= ¼ x (0,4857 m)
= 0,1214 m
Menentukan Bilangan Reynold (NRE)
Bil. Reynold, NRe
=
=
Da 2 . N . ρ μ
0,4857 2 . 2 . 1168 0,0037
= 157.428,4100
Menentukan Bilangan Power (NPO) dan kebutuhan daya (P)
Dari Gambar 10.5b Hal 283 (Couper, 2005) diperoleh harga Bil. Power untuk pengaduk turbine dengan NRe = 157.428,4100 adalah NPo = 0,39 Sehingga kebutuhan daya diperoleh :
\ P = NPo . ρ . N3 .Da5 = (0,39) . (1.168 ) . (2)3 . (0,4857)5 . = 98,0220 W = 0,1314 hp Digunakan daya motor 1 Hp Direncanakan tangki menggunakan baffle ditetapkan penggunaan baffle sebanyak 4 buah (Mc. Cabe, 1991: hal 253).
Lebar baffle (J)
=
Dt 12
=
1,4570 12
= 0,1214 m
Spesifikasi mixer I (M-101)
Kode
: M-101
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas dan bawah ellipsoidal serta dilengkapi dengan pengaduk
Volume tangki
: 4,0466 m3
Diameter
: 1,4570 m
Tinggi Tangki
: 2,6712 m
Tinggi cairan dalam tangki: 2,2260 m Tekanan design
: 22 psi
Tebal dinding tangki
: 0,1790 (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,1790 (dipakai tebal 1/4 in)
Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk
: Turbine 6 daun
Daya motor pengaduk
: 1 hp
Diameter pengaduk
: 0,4857 m
Lebar pengaduk
: 0,0971 m
Jarak Pengaduk dari dasar : 0,4857 m Panjang daun pengaduk
: 0,1214 m
Jumlah baffle
: 4 buah
Lebar baffle
: 0,1214 m
C.19 Cooler (CO-101) Kode
: CO-101
Fungsi
: Menurunkan temperatur sabun dari 81℃ ke 30℃
Tipe
: Double pipe exchanger
Gambar C. 12 Cooler (CO-101) Data yang diperlukan: Beban panas cooler
= 190.390,3906 kkal/jam = 755.031,1721 btu/jam
Jumlah fluida dingin = 8.654,6194 kg/jam = 19.079,9738 lb/jam Fluida Panas
= Sabun W1 = =
Fluida Dingin
6.535,9991 kg/jam x 2,2046 lb/kg 14.409,2637 lb/jam
T1
= 81oC
= 177,8 oF
T2
= 30 oC
= 86 oF
= Air Pendingin W2
= 8.654,6194 kg/jam x 2,2046 lb/kg = 19.079,9738 lb/jam
Perhitungan:
t1
= 28oC
= 82,4 oF
t2
= 50 oC
= 122oF
1. LMTD Fluida Panas (oF)
Kondisi
Fluida Dingin (oF)
Selisih (oF)
177,8
Suhu Tinggi
122
55,8(∆t2)
86
Suhu Rendah
82,4
3,6(∆t1)
91,8
Selisih
39,6
52,2(∆t2-∆t1)
Perhitungan LMTD: LMTD ΔT
Δt 2 Δt1 Δt 2,3 log 2 Δt1
(Pers. 5.14, Q. Kern) = 27,0153 oF
2. Temperatur kalorik : Tc dan tc Tc = tc =
T1+T2 2 t1+t2 2
= 131,9oF
= 102,2oF
3. Menentukan UD Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965. Untuk Heavy Organic diperoleh UD = (5 – 75 btu/ft2.hr.oF) Asumsi UD = 75 btu/ft2.hr.oF Luas permukaan untuk fluida panas (C17H35COONa) A
755.031,1721 btu/jam Q = = 477,7474 ft2 U D Δt 75 btu/ft2.hr.o Fx 27,0153 o F
Untuk flow area dan diameter ekuivalen pada double pipe exchanger (IPS) 2 x 1 1 4, sehingga didapat dimensi of steel pipe (IPS) dengan spesifikasi sebagai berikut: Data Pipa
Annulus
Inner Pipe
IPS
2 in
1 1 4 in
OD
2,38 in
1,66 in
NO
40
40
ID
2,067 in
1,38 in
Flow area/pipe
3,35 in2
1,5 in2
Surface/1in ft
0,622 ft2
0,435 ft2
Keterangan: D1 = OD inner pipe D2 = ID annulus Fluida Panas, sabun (Annulus)
Fluida dingin, Air Pendingin (Inner Pipe)
1. Flow area (aa)
1. Flow area (ap)
D2 = 2,067 in /12 = 0,172 ft
De = 1,38/12 = 0,115 ft
D1 = 1,66 in /12 = 0,138 ft
a p D 2 / 4 = 0,0104 ft2
a a (D 22 D12 ) / 4 = 0,0082 ft2
2. Laju alir (Gp)
De ( D22 D12 ) / D1 = 0,075
Gp
2. Laju alir (Ga)
Ga
W aa
= 1.753.517,56 lb/hr ft2
3. Menentukan Bilangan Reynold Pada,
tc = 102,2 oF
Air
= 1,9 cp (Gambar 14, Kern) = 1,9 x 2,42
3. Menentukan Bilangan Reynold Tc
=
131,9 oF
= 2,17cp
= 4,598 lb/ft.jam Maka Bilangan Reynold
Viskositas sabun,
20.629,28996 lbm/jam 0,0104 ft 2
= 1.837.860,0479 lb/hr ft2
14.409,2637 lb jam 0,0082 ft 2
Pada
W ap
(Gambar 14, Kern)
= 2,17 x 2,42 = 5,2514 lb/ft.jam Maka Bilangan Reynold
Re
De G t μ
0,115 ft 1.837.860,0479 lb jam ft 2 4,598 lb jam ft
Re s
De G s μ
= 45.966,4866
0,075 ft 1.753.517,56 lb jam ft 2 5,2514 lb jam ft
4. Menentukan jH jH = 15
(Gambar 24, Kern)
= 25.267,9605 4. Menentukan jH
5. Menentukan bilangan Prandtl (Pr)
jH = 4
(Gambar 24, Kern)
5. Menentukan bilangan Prandtl (Pr) Pada Tc = 131,9 oF 2 o
K
Pada tc = 102,2 oF k
= 0,3638 btu/jam.ft2.(oF/ft) (Table 4, Kern)
c = 1 btu/lb.oF (Gambar 2, kern)
= 0,3452 btu/jam.ft .( F/ft)
cx K (Gambar 2, Kern) 3, Kern)
1/ 3
(Tabel 4, Kern)
C = 0,9674 btu/lb.ft
(c x / K )
1 3
= 2,4506 Btu/lb oF
= 2,3294 Btu/lb oF
6. Menghitung
Koefesien
Perpindahan
Panas 6. Menghitung
Koefisien
Perpindahan
Panas
k c. ho jH x x De k
1/ 3
x s
k cμ h i jH De k
1
3
s
= 110,5329 Btu/jam ft2 oF dimana, Φs = 1 (Pers. 6.15 b, Kern)
= 44,7163 Btu/jam ft2 oF dimana, Φs = 1 (Pers. 6.15 b, Q. Kern)
h io h i
ID OD
= 91,8888 Btu/jam ft2 oF (Pers.6.5, Kern)
4. Clean overall coefficient, UC
Uc
h io h o h io h o
91,8888 btu jam ft 2 o F 44,7163 btu jam ft 2 91,8888 btu jam ft 2 o F 44,7163 btu jam ft 2
(Pers.6.7, Kern)
= 30,0789 Btu/jam ft2 oF
5. Design overall coefficient, UD Asumsi nilai faktor pengotor, Rd = 0,002 Btu/h.ft2oF Maka nilai koefisien design overall dapat dihitung dengan persamaan berikut:
1 1 Rd UD UC
1 1 0,002 Btu/jam.ft2 o F o U D 30,0789 Btu/jam ft2 F UD
= 28,3720 Btu/jam.ft2oF
6. Luas Permukaan yang Diperlukan, A
A
Q UD T
A
755.031,1721 btu/jam 28,3720 Btu/jam.ft2 o F 27,0153 o F A = 718.926,877 ft2
Dari tabel 11, hal. 844, Kern, 1965, untuk 1 ¼ in standar luas permukaan eksternal pipa IPS adalah 0,435 ft2. Panjang yang dibutuhkan =
718.926,877 ft2 0,435 ft2
= 1652705,464 lin ft
7. Koreksi Ud A
= 0,435 ft2 x 120 = 52,2 ft2
Ud
= =
8. Dirt factor, RD
Q A × ∆t
718.926,877 52,2 × 27,0153
= 535,4065 Btu/jam.ft2oF
RD =
UC U D = 0,0020 jam. oF.ft2/btu U C xU D
9. Menghitung Pressure Drop Fluida panas, Sabun cair (Shell)
Fluida dingin, Air Pendingin (Tube)
Menentukan Faktor Friksi
Menentukan Faktor Friksi
(1) De’ = (D2 – D1) =(0,172 – 0,138)
(1) Rep = 45.966,4866
= 0,0337 ft
De’Ga
f
Rea’
=
f
= 0,0035 + 0,264/(11.261,2598)0,42
𝜇
= 11.261,2598
= 0,0035 + 0,264/(45.966,4866)0,42 = 0,0064 S
= 0,0087
(2) ΔFp =
(Pers 3.47b Kern) s ρ
=1
(Tabel 6) =
= 62,5 x s = 62,5
=1
4fGa 2 La 2gρ 2 De′
4×0,0064×1.837.860,0479 2 ×120 2×4,18×10 8 ×1×0,115
= 67,58 ft (2) ΔFa =
=
4fGa 2 La 2gρ 2 De′ 4×0,0087×1.753.517,56 2 ×120 2×4,18×108 ×62,52 ×0,0337
𝐺𝑎 3600𝜌 =
fps
67,58×1 144
= 0,4693 psi (Syarat ΔP diizinkan = 10,0 psi)
= 20,1635 ft
(3) V =
(3) ΔP =
1.753.517,56 3600×62,5
= 7,7934
V 2
(4) Fl = 3 2 g ' 7,79342
= 3 ΔP =
= 2,8293 ft
2×32,22
20,1635+2,8293 62,5 144
= 9,9780 psi (syarat ΔP yang diizinkan = 10,0 psi)
Spesifikasi cooler (CO-101)
Kode
: CO-101
Fungsi
: Menurunkan temperatur sabun dari 81℃ ke 30℃ sebelum masuk ke mixer II
Tipe
: Double Pipe Exchanger
Data performance: Fluida : Annulus side: liquid soap Inner Pipe: Air pendingin Laju alir fluida masuk
: Cairan Air
Temperatur masuk
: Annulus Side. 14.409,2637 lb/jam : Inner Pipe, 19.079,9738 lb/jam
: Annulus Side, 177,8 oF Inner Pipe, 82,4 oF
Temperatur keluar
: Annulus Side, 86 oF Inner Pipe, 122 oF
Tekanan
: 1 atm
Pressure drop
: Annulus Side, 9,9780 psi Inner Pipe, 0,4693 psi
Fouling Resistance
: Annulus Side, 0,002 Inner Pipe, 0,002
Data konstruksi: Bahan konstruksi
: Carbon Steel SA – 516 grade 70
Exchanger, IPS Jumlah
: 2x11 4 : 1 buah
C.20 Tangki penampung ekstrak madu (T-106) Kode
: T-104
Fungsi
: Menampung ekstrak madu sebelum dialirkan ke mixer 2 (M-102)
Tujuan
: Menghitung kapasitas dan dimensi tangki
Spesifikasi tangki penampung ekstrak madu (T-106)
Kode
: T-106
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas ellipsoidal bagian bawah datar
Volume tangki
: 35 m3
Diameter
: 3,0977 m
Tinggi Tangki
: 4,9047 m
Tinggi cairan dalam tangki: 4,0872 m Tekanan design
: 20,4 psi
Tebal dinding tangki
: 0,2313 (dipakai tebal 5/16 in)
Tebal head tangki
: 0,2312 (dipakai tebal 5/16 in)
C.21 Tangki penampung pewangi (T-107) Kode
: T-107
Fungsi
: Menampung pewangi sebelum dialirkan ke mixer 2 (M-102)
Tujuan
: Menghitung kapasitas dan dimensi tangki
Spesifikasi tangki penampung pewangi (T-107)
Kode
: T-107
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas ellipsoidal bagian bawah datar
Volume tangki
: 17,5219 m3
Diameter
: 2,4597 m
Tinggi Tangki
: 3,8944 m
Tinggi cairan dalam tangki: 3,2454 m Tekanan design
: 26,5 psi
Tebal dinding tangki
: 0,2345 (dipakai tebal 5/16 in)
Tebal head tangki
: 0,2344 (dipakai tebal 5/16 in)
C.22 Tangki penampung etanol (T-108) Kode
: T-108
Fungsi
: Menampung etanol sebelum dialirkan ke mixer 2 (M-102)
Tujuan
: Menghitung kapasitas dan dimensi tangki
Spesifikasi tangki penampung etanol (T-108)
Kode
: T-108
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas ellipsoidal bagian bawah datar
Volume tangki
: 138,7054 m3
Diameter
: 4,9020 m
Tinggi Tangki
: 7,7616 m
Tinggi cairan dalam tangki: 6,4680 m Tekanan design
: 34 psi
Tebal dinding tangki
: 0,4081 (dipakai tebal 7/16 in)
Tebal head tangki
: 0,4076 (dipakai tebal 7/16 in)
C.23 Mixer II (M-102) Kode
: M-102
Fungsi
: Mencampurkan sabun dengan etanol, pewangi dan ekstrak madu
Tujuan
: Menghitung kapasitas dan dimensi mixer II
Spesifikasi mixer II (M-102)
Kode
: M-102
Konstruksi
: Carbon Steel SA 283-C
Jumlah
: 1 unit
Tangki (Shell) Tipe tangki
: Silinder tegak dengan tutup bagian atas dan bawah ellipsoidal serta dilengkapi dengan pengaduk
Volume tangki
: 1,9785 m3
Diameter
: 1,1478 m
Tinggi Tangki
: 2,1043 m
Tinggi cairan dalam tangki: 1,7536 m Tekanan design
: 21 psi
Tebal dinding tangki
: 0,1658 (dipakai tebal 1/4 in)
Tebal head tangki
: 0,1657 (dipakai tebal 1/4 in)
Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk
: Turbine 6 daun
Daya motor pengaduk
: 1 hp
Diameter pengaduk
: 0,3826 m
Lebar pengaduk
: 0,0765 m
Jarak Pengaduk dari dasar : 0,3826 m Panjang daun pengaduk
: 0,0957 m
Jumlah baffle
: 4 buah
Lebar baffle
: 0,0957 m
C.24 Screw Conveyor (SC-101) Kode
: SC - 101
Fungsi
: Untuk mentransfer produk dari mixer II (M-102) ke Bar soap machine (BM-101)
Tujuan
: Menentukan kapasitas dan daya screw conveyor
Gambar C.13 Screw Conveyor (SC-101) Data yang diperlukan: Laju alir sabun
= 6.944,444 kg/jam
Densitas sabun
= 932 kg/m3
Menghitung kapasitas material
Kapasitas
=
6.944,444 kg /jam 932 kg /m3
=
15.309,9593 lb /jam 58,1845
Panjang conveyor
lb /ft 3
= 263,1276 ft3/jam
= 3 m (9,84)
Dari Tabel. 5.4a, Hal : 77, Couper (2005), digunakan screw conveyor dengan spesifikasi berikut untuk kelas bahan I-45% full: Diameter
= 9 in
Putaran maksimum
=150 rpm
Putaran maksimum rekomendasi
= 1200 rpm
Putaran actual,ω
=(263,1276 ft3/jam/1200 rpm)x150 rpm = 32,89 rpm (digunakan 50 rpm)
Menghitung daya motor aktual screw conveyor Dari tabel 5.4c Couper (2005): hal 78 maka diperoleh bearing factor untuk diameter 9 in (self-lubricated bronze) adalah S = 96 dan G =1,25, horse power factor, F=1,5. Menentukan power screw conveyor, (Badger, 1955: Hal 713) : Power
=
F.C. L 33.000
Dimana : F
=
material faktor bahan
C
=
kapasitas, lb/jam
L
=
panjang, ft
Power =
1,5 .15.309,9593 . 9,84 33.000
(Badger, 1955:Tabel. 16-6, Hal : 711).
= 6,84 hp Jika efisiensi motor listrik 80%, maka daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan screw conveyor adalah : Daya motor aktual (P) = =
Powertotal 80%
6,84 hp 0,8
= 8,55 hp
(Motor yang digunakan = 10 hp)
Spesifikasi screw conveyor (SC-101)
Nama
: Screw Conveyor
Kode
: SC-101
Kapasitas
: 6,9444
Lebar screw
: 9 in
Panjang screw conveyor
: 3
m
Daya motor
: 10
hp
Bahan konstruksi
: rubber
Jumlah
: 1 unit
ton/jam
C.25 Bar Soap Finishing Machine (BM-101) Kode
: BM-101
Fungsi
: Mencetak serpihan sabun menjadi sabun batangan
Tipe
: Belt conveyor dengan mesin cetakan
Spesifikasi bar soap finishing machine (BM-101)
Nama
: Bar soap finishing machine
Kode
: BM-101
Kapasitas
: 6,9444
ton/jam
Lebar belt
: 0,35
m
Panjang belt
: 3,04878
m
Lebar cetakan
: 5,043
cm
Panjang cetakan
: 9,127
cm
Tinggi cetakan
: 2,534
cm
Jumlah cetakan
: 156
Kecepatan Prees
: 10
Jumlah
: 1 unit
Prees/menit
C.26 Belt Conveyor (BC-103) Kode
: BC-103
Fungsi
: Mengangkut produk sabun padat transparan ke gudang penyimpanan produk (G-102)
Tujuan
: - Menghitung kecepatan aktual dan menghitung daya
Spesifikasi belt conveyor (BC-103)
Nama
: Belt Conveyor
Kode
: BC-103
Kapasitas
: 6,9444
ton/jam
Lebar belt
: 14
in
Kecepatan belt
: 3,2135
m/menit
Sudut inklinasi
: 20o
Panjang belt conveyor
: 2,1930
m
Daya motor
: 0,1042
hp
Bahan konstruksi
: rubber
Jumlah
: 1 unit
C.27 Gudang bahan pendukung (G-103) Kode
: G -103
Fungsi
: Tempat menyimpan bahan pendukung (NaOH, asam sitrat, TCS dan glukosa)
Tujuan
: Menghitung dimensi gudang dan volume gudang
G - 103
Gambar C.14 Gudang bahan pendukung (G-103)
Data yang diperlukan: Laju alir massa NaOH
= 453,1448 kg/jam (Lampiran A)
Laju alir massa Asam sitrat
= 208,3333 kg/jam (Lampiran A)
Laju alir massa Glukosa
= 347,2222 kg/jam (Lampiran A)
Laju alir massa TCS
= 243,0556 kg/jam (Lampiran A)
Densitas NaOH
= 2.130 kg/m3 (Perry, 2008)
Densitas asam sitrat
= 1.257 kg/m3 (Perry, 2008)
Densitas TCS
= 1.538 kg/m3 (Perry, 2008)
Densitas Glukosa
= 1.212 kg/m3 (Perry, 2008)
Faktor Keamanan
= 20%
Lama penyimpanan
= 30 hari (720 jam)
Menghitung Volume gudang bahan pendukung (G-103) Laju alir volumetrik NaOH (𝑉𝑏1 )
=
=
m ρ
453,1448 kg/jam 2.130 kg/m3
= 0,2127 m3 /jam
Laju alir volumetrik asam sitrat (𝑉𝑏2 )
=
=
m ρ
208,3333 kg/jam 1.257 kg/m3
= 0,1657 m3 /jam
Laju alir volumetrik TCS (𝑉𝑏3 )
=
m ρ
=
243,0556 kg/jam 1.538 kg/m3
= 0,1580 m3 /jam
Laju alir volumetrik glukosa (𝑉𝑏4 )
=
=
m ρ
347,2222 kg/jam 1.212 kg/m3
= 0,2865 m3 /jam Sehingga: Total laju alir volumetrik total (Vb) = Vb1 + Vb2 + Vb3 + Vb4 = 0,8230 m3/jam
Perkiraan lama penyimpanan dalam gudang yaitu selama 30 hari (720 jam) dengan faktor keamanan sebesar 20%, sehingga volume gudang yang akan dirancang adalah:
Volume gudang bahan baku = Vb x t x (1 + Fk) = 0,8230 m3/jam x 720 jam x ( 1 + 0,2) = 711,0747 m3
Menghitung dimensi gudang bahan baku RBDPS (G-101) Gudang direncanakan berbentuk empat persegi panjang. Volume gudang = Panjang × Lebar × Tinggi Volume gudang = P × L× T …..............................................
(1)
Penetapan : Lebar = 2/3 P
…..............................................
(2)
Tinggi = 1/3 P
…..............................................
(3)
Volume gudang = 533,1846 m3
Subtitusikan pers. (2) dan ( 3) ke dalam pers (1) V
=
P × 2/3P × 1/3P
711,0747 m3
=
2/9P3
P3
=
711,0747 m3
P
=
14,7359 m
Sehingga: Lebar = 2/3 P = 2/3 x 14,7359 m = 9,8239 m
Tinggi = 1/3 P = 1/3 x 14,7359 m = 4,9120 m
Spesifikasi gudang bahan pendukung (G-103)
Nama
: Gudang bahan pendunkung
Kode
: G-103
Volume gudang
: 711,0747 m3
Panjang
: 14,7359 m
Lebar
: 9,8239 m
Tinggi
: 4,9120 m
Bahan konstruksi
: Beton
Jumlah
: 1 unit
C.28 Gudang produk (G-102) Kode
: G - 102
Fungsi
: Tempat menyimpan produk sabun padat transparan
Tujuan
: Menghitung dimensi gudang dan volume gudang
G - 102
Gambar C.15 Gudang produk (G-102) Data yang diperlukan: Laju alir massa sabun (produk) = 6944,4444 kg/jam (Lampiran A) Densitas sabun (produk)
= 932 kg/m3 (Perry, 2008)
Faktor Keamanan
= 20%
Lama penyimpanan
= 30 hari (720 jam)
Menghitung Volume gudang produk (G-102) Laju alir volumetrik sabun (𝑉𝑏 ) =
m ρ =
6944,4444 kg/jam 932 kg/m3
= 7,4511 m3 /jam Perkiraan lama penyimpanan dalam gudang yaitu selama 30 hari (720 jam) dengan faktor keamanan sebesar 20%, sehingga volume gudang yang akan dirancang adalah:
Volume gudang bahan baku = Vb x t x (1 + Fk) = 7,4511 m3/jam x 720 jam x ( 1 + 0,2) = 6.437,7682 m3
Menghitung dimensi gudang produk (G-102) Gudang direncanakan berbentuk empat persegi panjang. Volume gudang = Panjang × Lebar × Tinggi Volume gudang = P × L× T …..............................................
(1)
Penetapan : Lebar = 2/3 P
…..............................................
(2)
Tinggi = 1/3 P
…..............................................
(3)
3
Volume gudang = 6.437,7682 m
Subtitusikan pers. (2) dan (3) ke dalam pers. (1) V
=
P × 2/3P × 1/3P
6.437,7682 m3
=
2/9P3
P3
=
6.437,7682 m3
P
=
30,7126 m
Sehingga: Lebar = 2/3 P = 2/3 x 30,7126 m = 20,4750 m
Tinggi = 1/3 P = 1/3 x 30,7126 m = 10,2375 m
Spesifikasi Gudang Produk (G-102)
Nama
: Gudang produk
Kode
: G-102
Volume gudang
: 6.437,7682
m3
Panjang
: 30,7126
m
Lebar
: 20,4750
m
Tinggi
: 10,2375
m
Bahan konstruksi
: Beton
Jumlah
: 1 unit
C.29 Pompa tangki pemanas stearin Kode
: P-101 A/B
Fungsi
: Memompakan RBDPS Hasil pemanasan (T-101) ke oil purifier (OP-101)
Tipe
: Pompa Sentrifugal
Jumlah
: 2 unit
Bahan
: Carbon steel SA – 516 grade 70 (ASME, 2004)
a. Menentukan tipe pompa Dalam perancangan ini dipilih pompa sentrifugal dengan pertimbangan: 1
konstruksi sederhana;
2
harga relatif murah;
3
kecepatan aliran seragam;
4
biaya perawatan yang rendah;
5
proses pengoperasian yang mudah; dan
6
dapat disesuaikan dengan menggunakan motor penggerak atau turbin. (Perry, 1997)
b. Menentukan bahan konstruksi Bahan konstruksi yang dipilih adalah Carbon steel SA – 516 grade 70, dengan pertimbangan: 1
bahannya kuat dan tahan terhadap korosi;
2
suhu yang maksimal = 1000oF = 537, 8oC; dan
3
batas tekanan yang diijinkan besar (s/d 20.000 psi). (Brundrett, 2002)
Kondisi operasi Temperatur cairan
= 81C
laju alir massa RBDPS
= 3.371,545739 kg/jam
ρ CPO pada 22oC
= 862 kg/m3
= 53,8128 lbm/ft3
μ Cp
= 0,65 Cp
= 0,0004 lbm/fts
Laju alir volumetrik RBDPS (𝑉𝑏 ) =
=
m ρ 3.371,545739 kg/jam 862 kg/m3
= 3,9113 m3 /jam
Perkiraan lama waktu tinggal dalam tangki pemanas yaitu selama 1 jam dengan faktor keamanan sebesar 20%, sehingga volume gudang yang akan dirancang adalah:
Volume tangki(Qf)
= Vb x t x (1 + Fk) = 4,2566 m3/jam x 1 jam x ( 1 + 0,2) = 4,6936 m3
Menghitung Diameter dalam pipa : Diasumsikan aliran dalam pipa turbulen karena viskositasnya kecil, sehingga untuk perhitungan ID optimum digunakan perhitungan berikut: ID optimum = 3,9(Qf)0,45 (ρ)0,13……………..........(Coulson, 2001) = 3,9 (0,0501)0,45 (53,8128)0,13 = 1,7023 in
Digunakan pipa dengan spesifikasi (Appendix A.5, Geankoplis, 1997): - Ukuran pipa nominal
= 2 in
- Schedule pipa
= 40
- Diameter dalam (ID)
= 2,0670 in = 0,1722 ft
- Diameter luar (OD)
= 2,3750 in = 0,1978 ft
- Luas penampang dalam (A) = 0,0233 ft2 - Tebal dinding
= 0,1540 in
Kecepatan linier,
v
Qf 0,0460 ft 3 /s 2,1504 ft/s A 0,0233 ft 2
Menghitung bilangan reynold Bilangan Reynold, N Re
ρ.v.Di
53,81281,97600,1722 41.916,6810
Pola aliran Turbulen (NRe > 4200)
0,0004
(Geankoplis, 1997)
Dari Figure 14-1 (Coulson, 2001), diameter pipa 0,1722 ft, diperoleh ε/D = 0,0009 Dari Figure 14-1 (Coulson, 2001), untuk NRe 41.916,6810 dan ε/D = 0,0009, diperoleh f = 0,06
Menghitung panjang ekivalen (L) - Gate valve fully open, L/D = 7 - Standard elbow 90, L/D = 32
(Coulson, 2001)
- Sharp edge exit (k = 1), L/D = 57 - Sharp edge entrance (k = 0,5), L/D = 28
(Foust, 1980)
Menghitung panjang pipa Ekivalen (L) (berdasarkan Tabel 2.10-1, Geankoplis, 1993)
Susunan perpipaan yang akan didesain adalah sebagai berikut : - Pipa lurus horizontal
L = 42,6504 ft
- Elbow 90o, 2 buah, L/D = 32,
L = 11,0196 ft
- Gate valve
L = 1,2053 ft
- Sharp edge exit
L = 9,8143 ft
- Sharp edge entrance
L = 2,4105 ft
Total panjang ekivalen (L)
L = 67,1001 ft
Faktor gesekan
2 f v 2 ΣL 0,6721 lb f .ft/lb m F gc D Dengan menggunakan persamaan Bernaulli :
v2 P g + + z + F = -Wf ρ 2gc gc Diketahui bahwa : Z = 32,8080 ft Static head, Z (g/gc) = 32,8080 ft x 1 = 32,8080 ft.lbf/lbm
v2 0 Velocity head, 2gc Pressure head = 0
Menghitung Power Pompa (Geankoplis, 1993) g ∆v2 ∆P Ws = ∆z + + + F = 32,8080 + 0 + 0 + 0,5675 = 33,3755 ft/lbf/lbm gc 2gc ρ Kapasitas pompa = 0,0501 ft3/s = 22,4895 gal/menit
P teoritis
= (0,0501 ft3/s 33,4801 lbf. ft/lbm 53, lbm / ft3) / 550
= 0,1641 hp
Dari Gambar 14.37 (Coulson, 2001), untuk kapasitas pompa seperti di atas, maka efisiensi pompa = 50% P aktual (BHP) =
33,3755 P teoritis = = 0,3006 hp 0,5 η
Menghitung tenaga motor Dari Gambar 14.38 (Coulson, 2001), untuk P aktual = 0,3006 hp didapatkan efisiensi 73%, maka power motor yang diperlukan:
P motor =
P aktual
=
0,3006 hp = 0,4119 hp 0,73
Dipilih motor standar dengan power 0,5 hp.
Spesifikasi pompa tangki pemanas stearin (P-101 A/B)
Kode
: P-101 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 grade 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan produk dari tangki pemanas stearin ke oil purifier
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 4,6936 m3/jam
Ukuran pipa
: 2 in, schedule 40
ID pipa
: 2,0670 in
OD
: 2,3750 in
Panjang pipa
: 42,6504 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5 hp
C.30 Pompa oil purifier Kode
: P-102 A/B
Fungsi
: Memompakan RBDPS ke reaktor saponifikasi (R-101)
Tipe
: Pompa Sentrifugal
Spesifikasi pompa oil purifier (P-102 A/B) Kode
: P-102 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 grade 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan RBDPS ke reaktor saponifikasi
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 4,9636 m3/jam
Ukuran pipa
: 2 in, schedule 40
ID pipa
: 2,0670 in
OD
: 2,3750 in
Panjang pipa
: 52,4928 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5 hp
C.31 Pompa tangki pelarutan NaOH Kode
: P-103 A/B
Fungsi
: Memompakan larutan NaOH (T-102) ke reaktor saponifikasi (R-101)
Tipe
: Pompa Sentrifugal
Spesifikasi pompa tangki pelarutan NaOH (P-103 A/B) Kode
: P-103 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 grade 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan larutan NaOH ke reaktor saponifikasi
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 1,2652 m3/jam
Ukuran pipa
: 1,25 in, schedule 40
ID pipa
: 1,3800 in
OD
: 1,6600 in
Panjang pipa
: 26,2464 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5 hp
C.32 Pompa reaktor Kode
: P-104 A/B
Fungsi
: Memompakan produk hasil reaksi dari reaktor saponifikasi ke dekanter
Tipe
: Pompa Sentrifugal
Spesifikasi pompa reaktor (P-104 A/B) Kode
: P-104 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 grade 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan produk dari reaktor saponifikasi ke dekanter
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 2,9876 m3/jam
Ukuran pipa
: 1,5 in, schedule 40
ID pipa
: 1,6100 in
OD
: 1,900 in
Panjang pipa
: 68,8968 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 1 hp
C.33 Pompa dekanter Kode
: P-105 A/B
Fungsi
: Memompakan RBDPS recycle dari dekanter ke reaktor saponifikasi
Tipe
: Pompa Sentrifugal
Spesifikasi pompa dekanter (P-105 A/B) Kode
: P-105 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 grade 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan RBDPS recycle dari dekanter ke reaktor saponifikasi
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 0,0236 m3/jam
Ukuran pipa
: 2 in, schedule 40
ID pipa
: 2,0670 in
OD
: 2,3750 in
Panjang pipa
: 39,3696 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5 hp
C.34 Pompa dekanter Kode
: P-106 A/B
Fungsi
: Memompakan produk sabun dari dekanter ke mixer I (M-101)
Tipe
: Pompa Sentrifugal
Spesifikasi pompa dekanter (P-106 A/B) Kode
: P-106 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 grade 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan produk dari dekanter ke mixer I
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 5,8127 m3/jam
Ukuran pipa
: 2 in, schedule 40
ID pipa
: 2,0670 in
OD
: 2,3750 in
Panjang pipa
: 60,6948 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5 hp
C.35 Pompa tangki penampungan EDTA Kode
: P-107 A/B
Fungsi
: Memompakan EDTA ke mixer I (M-101)
Tipe
: Pompa Sentrifugal
Spesifikasi pompa tangki penampung EDTA (P-107 A/B) Kode
: P-107 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 grade 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan EDTA dari tangki ke mixer I
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 0,2907 m3/jam
Ukuran pipa
: 1/4 in, schedule 40
ID pipa
: 0,3640 in
OD
: 0,5400 in
Panjang pipa
: 24,6060 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5 hp
C.36 Pompa tangki penampungan gliserin Kode
: P-108 A/B
Fungsi
: Memompakan gliserin ke mixer I (M-101)
Tipe
: Pompa Sentrifugal
Spesifikasi pompa tangki penampung Gliserin (P-108 A/B) Kode
: P-108 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 grade 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan gliserin dari tangki ke mixer I
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 0,6638 m3/jam
Ukuran pipa
: 1/8 in, schedule 40
ID pipa
: 0,2690 in
OD
: 0,4050 in
Panjang pipa
: 19,6848 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5 hp
C.37 Pompa tangki pelarutan aditif Kode
: P-109 A/B
Fungsi
: Memompakan larutan aditif ke mixer I (M-101)
Tipe
: Pompa Sentrifugal
Spesifikasi pompa tangki pelarutan aditif (P-109 A/B) Kode
: P-109 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 grade 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
:
Untuk mengalirkan produk dari tangki pelarutan aditif ke mixer I
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 0,9406 m3/jam
Ukuran pipa
: 1/2 in, schedule 40
ID pipa
: 0,6220 in
OD
: 0,8400 in
Panjang pipa
: 36,0888 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
:
C.38 Pompa Mixer I Kode
: P-110 A/B
Fungsi
: Memompakan produk dari mixer I (M-101) ke mixer II (M-102)
Tipe
: Pompa Sentrifugal
Spesifikasi pompa mixer I (P-110 A/B) Kode
: P-110 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 grade 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan produk dari mixer I ke mixer II
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 8,0932 m3/jam
Ukuran pipa
: 2 1/2 in, schedule 40
ID pipa
: 2,4690 in
OD
: 2,8750 in
Panjang pipa
: 149,2764 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 1h
C.39 Pompa cooler Kode
: P-111 A/B
Fungsi
: Memompakan produk dari cooler (CO-101) ke mixer II (M-102)
Tipe
: Pompa Sentrifugal
Spesifikasi pompa cooler (P-111 A/B) Kode
: P-111 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 grade 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan produk dari cooler ke mixer II
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 7,2360 m3/jam
Ukuran pipa
: 2,5 in, schedule 40
ID pipa
: 2,4690 in
OD
: 2,8750 in
Panjang pipa
: 52,4928 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 1,5 h
C.40 Pompa tangki ekstrak madu Kode
: P-112 A/B
Fungsi
: Memompakan ekstrak madu dari tangki ekstrak madu (T-106) ke mixer II (M-102)
Tipe
: Pompa Sentrifugal
Spesifikasi pompa tangki ekstrak madu (P-112 A/B) Kode
: P-112 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 grade 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan ekstrak madu dari tangki ekstrak madu ke mixer II
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 0,2083 m3/jam
Ukuran pipa
: 0,5 in, schedule 40
ID pipa
: 0,6220 in
OD
: 0,8400 in
Panjang pipa
: 9,8424 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5 hp
C.41 Pompa tangki pewangi Kode
: P-113 A/B
Fungsi
: Memompakan pewangi dari tangki pewangi (T-107) ke mixer II (M-102)
Tipe
: Pompa Sentrifugal
Spesifikasi pompa tangki pewangi (P-113 A/B) Kode
: P-113 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 grade 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan pewangi dari tangki pewangi ke mixer II
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 1,5645 m3/jam
Ukuran pipa
: 1,25 in, schedule 40
ID pipa
: 1,3800 in
OD
: 1,6600 in
Panjang pipa
: 52,4928 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5 hp
C.42 Pompa tangki etanol Kode
: P-114 A/B
Fungsi
: Memompakan etanol dari tangki etanol (T-108) ke mixer II (M102)
Tipe
: Pompa Sentrifugal
Spesifikasi pompa mixer I (P-114 A/B) Kode
: P-114 A/B
Konstruksi
: Carbon steel SA – 516 grade 70
Jumlah
: 2 unit
Fungsi
: Untuk mengalirkan etanol dari tangki etanol ke mixer II
Tipe
: Pompa sentrifugal
Kapasitas
: 0,8256 m3/jam
Ukuran pipa
: 1,25 in, schedule 40
ID pipa
: 1,3800 in
OD
: 1,6600 in
Panjang pipa
: 52,4928 ft
Jenis pipa
: commercial steel
Power pompa
: 0,5 hp
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS
D.1 Bak Penampung Water Intake
TT - 201 Gambar D.1 Bak penampung water intake (TT-201)
Kode Fungsi Tipe Jumlah Bahan konstruksi
: : : : :
TT-201 Menampung air sungai yang akan digunakan di unit utilitas Bak dengan bentuk permukaan persegi 1 unit Beton
Laju alir air sungai, F Densitas air,
= 11.809,3826 kg/jam = 1000 kg/m3 F 11.809,3826 kg/jam Laju volum air total, Q = = = 11,8094 m3/jam 1000 kg/m 3 Direncanakan bak ini mampu menampung air untuk kebutuhan 1 hari, sehingga : Volum air dalam bak = 11,8094 m3/jam × (24 Jam) = 283,4252 m3 Volum bak penampung dihitung lebih 20% dari volum air, maka volum bak penampung adalah : VBak
= 1,2 × 283,4252 m3 = 340,1102 m3
Dimensi bak yang direncanakan, Tinggi = H Panjang = 3H Lebar = 3H Volume bak 340,1102 m3
= =
Panjang × lebar × tinggi 3H × 3H × H
340,1102 m3 340,1102 m3 H
9H3 H3 3,3558 m
= = =
Maka : tinggi = 3,3558 m Panjang = 10,0673 m lebar = 10,0673 m
Kesimpulan Kode Fungsi
: TT-201 : Menampung air dari sungai dan mengendapkan sebagian kotoran serta padatan halus yang terbawa. : Bak dengan bentuk permukaan persegi
Tipe
Bahan konstruksi : Kapasitas : Tinggi : Panjang : Lebar : Jumlah : D.2 Screening (F-201)
Beton 340,1102 m3 3,3558 m 10,0673 m 10,0673 m 1 unit
2000
2000
20
5
Gambar D.2 Sketsa sebagian bar screen (dilihat dari atas) Kode Fungsi Tipe Jumlah Material
: F-201 : Menyaring partikel-partikel padat yang berukuran besar dari air sungai : Bar screen : 1 unit : Stainless steel
Temperatur air, T
= 30C
Densitas air, Laju alir air, F Laju alir volum, Q
= 1000 kg/m3 = 11.809,3826 kg/Jam = F/( x3.600) = 0,0328 m3/s
Ukuran bar standar : Lebar bar Tebal bar Bar clear spacing Slope
= = = =
5 mm 20 mm 20 mm 30°
Direncanakan ukuran screening : Panjang screen = 2m Lebar screen = 2m Misalkan, Jumlah bar = x, maka : 20x + 20 (x + 1) = 2000 40x = 1980 x = 49,5 ~ 50 buah Luas bukaan, A2
= 20 × (50 + 1) × 2000 = 2.040.000 mm2 = 2,04 m2
Asumsi, Cd
= 0,6 dan 30% screen tersumbat, maka : Q2 = 2 2 2 g Cd A 2
Head loss (h)
(0,0328 m 3 / s) 2 = 2 9,8 m/s 2 0,6 2 ((1 0,3) 2,04 m 2 ) 2 = 0,00000075 m Kesimpulan Kode Fungsi Tipe
: F-201 : Menyaring partikel-partikel padat yang berukuran besar dari air sungai : Bar screen
Bahan konstruksi Lebar bar Tebal bar Bar clear spacing Panjang screening Lebar screening Jumlah bar
: : : : : : :
Stainless steel 5 mm 20 mm 20 mm 2m 2m 50 buah
Jumlah
: 1 unit
D.3 Bak Pengendapan (TT-202)
TT - 202 Gambar D.3 Bak penampung (TT-202)
Kode Fungsi
: TT-202 : Menampung air dari sungai dan mengendapkan kotoran serta padatan halus yang terbawa Tipe : Bak dengan bentuk permukaan persegi Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Beton Laju alir air sungai, F = 11.809,3826 kg/jam Densitas air, = 1000 kg/m3 F 11.809,3826 kg/jam Laju volum air total, Q = = = 11,809 m3/jam 3 1000 kg/m Direncanakan bak ini mampu menampung air untuk kebutuhan 1 hari, sehingga : Volum air dalam bak = 11.809,3826 m3/jam × (24 Jam) = 283,425 m3 Volum bak penampung dihitung lebih 20% dari volum air, maka volum bak penampung adalah : VBak = 1,2 × 283,425 m3 = 340,1102 m3 Dimensi bak yang direncanakan, Tinggi = H Panjang = 3H Lebar = 3H Volume bak = Panjang × lebar × tinggi 3 340,1102 m = 3H × 3H × H 340,1102 m3 = 9H3 340,1102 m3 = H3 H = 3,3558 m Maka : tinggi = 3,3558 m Panjang = 10,0673 m
lebar
= 10,0673 m
Kesimpulan Kode Fungsi Tipe
: TT-202 : Menampung air dari sungai dan mengendapkan kotoran serta padatan halus yang terbawa : Bak dengan bentuk permukaan persegi
Bahan konstruksi Kapasitas Tinggi Panjang Lebar Jumlah
: : : : : :
Beton 340,1102 m3 3,3558 m 10,0673 m 10,0673 m 1 unit
D.4 Clarifier (CL-201)
CL - 201
Gambar D.4 Clarifier (CL-201)
Kode Fungsi Tipe Jumlah Bahan konstruksi
: CL-201 : Mengendapkan flok yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu : Tangki dengan bagian bawah berbentuk konis : 1 unit : Beton.
Data desain : - Laju massa air
= 11.809,3826 kg/Jam
- Laju massa Al2(SO4)3
= 2,0835 kg/Jam
- Laju massa Na2CO3
= 1,1215 kg/Jam
- Densitas air (ρ)
= 1000 kg/m3
- Densitas AL2(SO4)3
= 1.363 kg/m3
-
= 1.327 kg/m3
Densitas Na2CO3
0Perhitungan ukuran clarifier Perhitungan kecepatan terminal pengendapan, Massa total (mt) = 11.809,3826 kg/Jam Volum total (Vt) = 11,809 m3/Jam Densitas larutan (ρ) = 1000 kg/m3 = 0,1 g/cm3 = 62,43 lb/ft3 Densitas flok didekati dari densitas rata-rata padatan alum dan soda abu, Massa alum solid = 0,1508 kg/Jam Massa soda abu solid = 0,0814kg/Jam Densitas alum solid = 2.710 kg/m3 Densitas soda abu solid = 2.533 kg/m3 maka, Massa padatan total = 0,2322 kg/Jam Volum padatan total = 0,0001 m3/Jam Densitas padatan total (ρp) = 2.645,1862 kg/m3 = 2,6452 g/cm3 = 165,14 lb/ft3 Dari (Perry,1999) diperoleh data sebagai berikut : Nilai diameter flok (Dp) = 0,0020 cm o Viskositas larutan pada 30 C (μ) = 0,0345 g/cm.s Sehingga, menurut Hukum Stokes (Hal. 817 Geankoplis, C.P., 1993), maka persamaan digunakan persamaan berikut : 2 g D p ρp ρ Vt = 18 μ
980 0,0020 2 2,65 0,996 Vt = 18 0,0345 Vt = 0,0104 cm/s Perhitungan ukuran clarifier
= 11.809,382 kg/Jam / 1000 kg/m3 = 11,809 m3/Jam = 0,0033 m3/s Ditetapkan tinggi clarifier, H = 6 m = 600 cm Laju alir volumetrik (Q)
Waktu pengendapan, t =
Sehingga, Volum clarifier, Vc Tinggi konis (Hk) Tinggi shell (Hs) Volum clarifier (Vc)
H vt
600 cm 0,0104 cm/s = 57.775,2350 s = 16,0487 Jam =
11.809,382 m3/Jam 16,0487 Jam = 189,525 m3 1/3 (H) = 1/3 (6 m) = 2 m H – Hk = 6 m – 2 m = 4 m Volum shell + Volum konis = 1 π D2 H 1 ( 1 π D2H ) c s 3 4 c k 4 = = = =
Maka, Dc2
=
D
= = = = =
r
V 200,6134 m 3 c = 1 πH 1 πH 1 1 3,14 4 m 3,14 2 m s 12 k 4 4 12 /2 54,7625 m 7,4002 m 291,3444 in 291,3444 in / 2 145,6722 in
Tinggi tangki/level (H), =
4 VC 4 11.809,382 = 2 π Dt 3,14 7,4002 2
= 4,4087 m
Perhitungan pengaduk Jenis pengaduk : flat six-blade turbine with disk Jumlah baffle : 4 buah Perbandingan ukuran pengaduk dan tangki, berdasarkan Tabel 3.4-1 (Geankoplis, 1997) adalah :
Da 1 H J 1 E W 1 L 1 ; 1; ; 1; ; Dt 3 Dt D t 12 D a Da 5 Da 4 Sehingga, Diameter tangki (Dt) = 7,4002 m Jarak pengaduk ke dasar (C) = 7,4002 m / 3 = 2,4667 m Diameter turbin (Da) = 7,4002 m / 3 = 2,4667 m Lebar impeller (W) = 2,4667 m / 5 = 0,4933 m Panjang impeller (L) = 2,4667 m / 4 = 0,6167 m Turbin beroperasi pada, n = 120 put / 60 detik = 2 rps Viskositas larutan, (µ) = 0,0345 g/cm.s = 3,4500 cp = 0,00345 kg/m.s Maka,
N Re
2 2,4667 2 m 2 rps 1000 kg/m 3 Da . n . ρ = = 1.763.805,7807 0,00345 kg/m.s μ
Dari Gambar 3.4-4 (Geankoplis, 1997), diperoleh Np = 0,35. Sehingga, P = Np × n3 × Da5 × ρ / 0,85 = 0,35 × 233 rps × 2,4667 5 m × 1000 kg/m3 = 37.608,0146 W = 50,4332 hp Kesimpulan Kode Fungsi Tipe
: CL-201 : Mengendapkan flok yang terbentuk penambahan alum dan soda abu : Tangki dengan bagian bawah berbentuk konis
Bahan konstruksi Kapasitas Tinggi Diameter Penis pengaduk Jumlah baffle Daya motor pengaduk
: : : : : : :
Beton 1.461,45m3 4,67 m 7,40 m flat six-blade turbine with disk 4 buah 50,43 hp
D.5 Tangki Pelarutan Alum (TT-203)
TT - 203 Gambar D.5 Tangki pelarutan alum (TT-203)
Kode Fungsi
: TT-203 : Melarutkan dan menyimpan larutan alum
karena
Tipe : Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Carbon steel SA-192 Data desain : Kebutuhan alum = 0,6251 kg/Jam *(Kebutuhan Alum umumnya digunakan 50 ppm dari air yang diolah) Densitas alum = 1.363 kg/m3 = 85,09 lb/ft3 Tekanan = 1 atm Temperatur = 30oC Lama penyimpanan = 30 hari Kapasitas tangki Al2(SO4)3 yang digunakan adalah berupa larutan 30% berat, Laju alir, F = (0,6251 kg/Jam /0,3) = 2,0835 kg/Jam 30 hari 24 jam/hari 2,0835 kg/jam Volume tangki, Vt = 1.363 kg/m 3 = 1,1006 m3 Area kosong/bebas = 20%, maka volum tangki total (VT) adalah : Vt = 1,2 1,1006 m3 = 1,3207 m3 Menghitung dimensi tangki pelarutan alum π π . Ds 2 . Ds . Ds 3 0,785 Ds 3 4 4 Volume total tangki (Vtangki) Vtangki = Vs
Volume silinder
=
1,3207 m3 =
0,785 Ds 3
1,3207 m3 =
0,785 Ds 3 3
Ds =
1,3207 m3 0,785
Ds = 1,1894 m = 46,8253 in
Tinggi silinder
= Ds = 1,1894 m = 46,8253 in
Tinggi cairan di dalam tangki =
volume cairan x tinggi tangki Volume tangki
=
0,0015 m3 /jam x 720 jam x 1,1894 m 1,3207 m3
= 0,9911 m Menghitung tebal dinding tangki penampung air bersih Tekanan hidrostatis, P = xg xh = (1.363 x 9,8 x 0,9911)/101325 = 0,1307 atm Tekanan awal (Po) = 1 atm Tekanan design (P) = Tek.hidrostatik + Tek. awal = 0,1282 + 1 = 1,1282 atm = 16,5846 psi Untuk faktor keamanan jadi tekanan design yaitu 19,5000 psi Tebal dinding tangki Untuk bahan kontruksi Carbon steel SA-192 Diketahui : S = allowable stress, psi = 10.000 psi E = welded-Point efficiency = 0,85 c = corrosion allow = 0,125 in P = Tekanan desain = 19,5 psi r = Jari-Jari dalam tangki = 920,49in / 2 = 45,24 in Maka,
P. r c S. E 0,6 . P 19,5 psi (303,6148/2) in 0,125 in ts = (10.000 psi 0,85) ( 0,6 17,5 psi) ts = 0,1778 in ts =
Digunakan tebal shell standar 3/16 in. Untuk tebal head yang digunakan sama dengan shell yaitu 3/16 in. Menentukan Rancangan Pengaduk Penentuan jenis pengaduk yang
digunakan
berdasarkan
pengadukan, Data-data yang diperlukan Viskositas campuran (μ)
= 0,001 Pa.s
Densitas campuran (ρ)
= 1.363 kg/m3
Putaran (n)
= 120 rpm (2 rps)
Jenis pengaduk
= Turbine dengan 6 daun pengaduk
kecepatan
Diameter tangki
= 1,1894 m
Ketentuan pengaduk
: (Geankoplis, 1997:hal 144)
Diameter impeller (Da) Da = 1/3 . Dt = 1/3 x (1,1894 m)
= 0,3965 m
Lebar pengaduk (W) W = 1/5 Da = 1/5 x (0,3965 m)
= 0.0793 m
Jarak pengaduk dari dasar tangki (C) C = 1/3 Dt
= 1/3 x (1,1894 m)
= 0,3965 m
Panjang daun pengaduk (L) L =1/3 Da
= ¼ x (0,3965 m)
= 0,0991 m
Menentukan Bilangan Reynold (NRE)
Bil. Reynold, NRe
= =
Da 2 . N . ρ μ
0,39652 . 2 . 1363 0,001
= 428.464,0456
Menentukan Bilangan Power (NPO) dan kebutuhan daya (P) Dari Gambar 10.5b Hal 283 (Couper, 2005) diperoleh harga Bil. Power untuk pengaduk turbine dengan NRe = 428.464,0456 adalah NPo = 0,35 Sehingga kebutuhan daya diperoleh : P = NPo . ρ . N3 .Da5 =( (0,35) . (1.363 ) . (2)3 . (0,3965)5 . )/0,85 = 43,9750 W = 0,0590 hp Digunakan daya motor 1 Hp Direncanakan tangki menggunakan baffle ditetapkan penggunaan baffle sebanyak 4 buah (Mc. Cabe, 1991: hal 253). Lebar baffle (J)
Dt 12 1,1894 = 12 = 0,0991 m
=
Kesimpulan Kode Fungsi Tipe
: TT-203 : Melarutkan dan menyimpan larutan alum : Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi Kapasitas Tinggi Diameter Tebal shell Tebal head Kebutuhan daya Jumlah
: : : : : : : :
Carbon steel SA-192 1,3207 m3 1,1894 m 1,1894 m 3/16 in 3/16 in 1 hp 1 unit
D.6 Tangki Pelarutan Soda Abu (TT-204) Perhitungan untuk tangki pelarutan soda abu (TT-204) sama seperti dengan perhitungan tangki pelarutan alum (TT-203). Perbandinagn larutan alum dan soda abu 1:0,54.
Kesimpulan Kode Fungsi Tipe
: TT-204 : Melarutkan dan menyimpan larutan soda abu : Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi Kapasitas Tinggi Diameter Tebal shell Tebal head
: : : : : :
Carbon steel SA-192 0,6920 m3 0,9588 m 0,9588 m 3/16 in 3/16 in
Kebutuhan daya Jumlah
: 0,5 hp : 1 unit
D.7 Reservoir (TT-205) Perhitungan untuk reservoir (TT-205) sama seperti dengan perhitungan bak pengendapan (TT-202).
Kesimpulan Kode Fungsi Tipe
: TT-205 : Menampung air dari flokulator : Bak dengan bentuk permukaan persegi
Bahan konstruksi Kapasitas Tinggi Panjang Lebar Jumlah
: : : : : :
Beton 340,1102 m3 3,3558 m 10,0673 m 10,0673 m 1 unit
D.8 Sand Filter (TT-206 A/B)
Gambar D.6 Sand filter (TT-206 A/B) Kode Fungsi Tipe Jumlah Bahan konstruksi
: TT-206 A/B : Menyaring kotoran-kotoran yang masih tertinggal di dalam air dari bak penampung air clarifier : Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar : 2 unit (1 standby) : Carbon steel SA-283 Grade C
Data desain : Laju massa air Densitas air Waktu penampungan Volum pasir
= 11.809,3826 kg/Jam = 1000 kg/m3 = 0,25 Jam = 85%
a). Menghitung volum tangki laju alir waktu tinggal Volum air, Va = densitas 11.809,3826 kg/jam 0,25 jam = 1000 kg/m 3 = 2,952 m3
volum ruang kosong volum ruang kosong volum solid Asumsi (1) porositas bed = 0,4 Air yang terisi dalam bed = 0,6 dari air masuk Volume ruang kosong merupakan volum ruang yang akan tersisi oleh air pada asumsi (1). Air yang terisi dalam bed = 0,6 × 2,952 m3 = 1,7714 m3 Sehingga, Volum padatan, Vp = 2,6571 m3 Volum bed, Vb = Volum terisi air + Vp = 1,7714 m3 + 2,6571 m3 = 4,4285 m3 Volum bahan dalam tangki = Vb + Va = 4,4285 m3 + 2,952 m3 = 7,3809 m3 Bila bejana terisi oleh 85% bahan, maka : Volume tangki, Vt = 7,3809 m3 / 0,85 = 8,6834 m3
Porositas
=
Menentukan dimensi tangki dan bed Tangki didesain berbentuk silinder dengan tutup atas dan bawah datar Volum tangki = volum silinder Dimana, H = 2D π D2 H Volum silinder = 4 π D 2 2D 8,6834 m3 = 4 8,6834 m3 = 1,57 D3 D3 = 5,5308 m D = 1,7684 m = 69,6204 in r = 69,6204 in / 2 = 34,8102 in Maka, H = 2D = 2 1,7684 m = 3,5367 m Tinggi bed dalam tangki (Hb), Volum bed 4,4285 m3 Hb
π D 2 Hb 4 π (1,7684 m) 2 Hb = 4 = 1,8040 m =
Menghitung tebal dinding dan tutup tangki Tekanan hidrostatis, PH = ρ × g × h = 1000 kg/m3 × 9,8 m/s2 × 3,5367 m = 34.665,8 N/m2 = 0,3421 atm Tekanan yang diberikan oleh bed : Asumsi lapisan kerikil = 30% Lapisan pasir = 50% Lapisan antrasit = 20% Dari Tabel 2-118 (Perry, 1997) diperoleh : Densitas pasir = 60,000 lb/ft3 = 961,110 kg/m3 Densitas kerikil = 82,000 lb/ft3 = 1.313,517 kg/m3 Berat pasir = 4,4285 m3 0,5 961,110 kg/m3 = 2128,1467 kg Berat kerikil = 4,4285 m3 0,3 1.313,517 kg/m3 = 1745,0803 kg Berat Total = 4100,1084 kg
Maka, Pb = =
m bed g AC 4.100,1084 kg 9,8 m/s 2
3,14 / 4 1,7684 m2
= 15.462,7404 N/m2 = 0,1526 atm Ditetapkan faktor keamanan 10% lebih besar dari tekanan desain, Pd = 1,1 (Ph + Pb + Po) v= 1,1 (0,3421 atm + 0,1526 atm + 1 atm) = 1,6442 atm = 24,1632 psi Tebal shell Untuk bahan kontruksi Carbon steel SA-283 Grade C Diketahui : S = allowable stress, psi = 13.800 psi E = welded-Point efficiency = 0,85 c = corrosion allow = 0,125 in P =Tekanan desain = 24,1632 psi r = Jari-Jari dalam tanki = 34,8102 in
Maka,
P. r c S. E 0,6 . P 24,1632 psi 34,8102 in 0,125 in ts = 13.800 psi 0,85 0,6 24,1632 psi ts = 0,2033 in Digunakan tebal shell standar 1/4 in. Untuk tebal head yang digunakan sama dengan shell yaitu 1/4 in. ts =
Kesimpulan Kode Fungsi Tipe
: TT-206 A/B : Menyaring kotoran-kotoran yang masih tertinggal di dalam air dari bak penampung air clarifier : Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi Kapasitas Tinggi Diameter Tebal shell Tebal head Jumlah
: : : : : : :
Carbon steel SA-283 Grade C 8,68 m3 3,5 m 1,7 m 1/4 in 1/4 in 2 unit (1 standby)
D.9 Activated Carbon Filter (TT-207 A/B) Perhitungan untuk activated carbon filter (TT-207) sama seperti dengan perhitungan sand filter (TT-206).
Kesimpulan Kode Fungsi
Tipe
: TT-207A/B : Menyaring kotoran-kotoran yang masih terbawa dalam air keluaran dari sand filter dan mengurangi bau pada air : Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi Kapasitas Tinggi Diameter Tebal shell Tebal head Jumlah
: : : : : : :
Carbon steel SA-283 Grade C 8,68 m3 3,5 m 1,7 m 1/4 in 1/4 in 2 unit (1 standby)
D.10 Tangki penampung air bersih (TT-208)
Gambar D.7 Tangki penampung air bersih (TT-208) Kode Fungsi
: TT-208 : Tempat penampungan air bersih sebelum dilakukan pendistribusian untuk air sanitasi, dan air untuk diolah pada cation exchanger dan anion exchanger
Tipe
: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Laju alir air sungai, F Densitas air,
= 11.809,3826 kg/jam = 1000 kg/m3 F 11.809,3826 kg/jam Laju volum air total, Q = = = 11,809 m3/jam 3 1000 kg/m Direncanakan bak ini mampu menampung air untuk kebutuhan 1 hari, sehingga : Volum air dalam bak = 11,809 m3/jam × (24 Jam) = 283,425 m3 Volum bak penampung dihitung lebih 20% dari volume air, maka volume bak penampung adalah : Vtangki
= 1,2 × 283,425 m3 = 340,110 m3
Menghitung dimensi tangki penampung air bersih π π . Ds 2 . Ds . Ds 3 0,785 Ds 3 4 4 Volume total tangki (Vtangki) Vtangki = Vs
Volume silinder
=
340,110 m3 =
0,785 Ds 3
340,110 m3 =
0,785 Ds 3 3
Ds =
340,110 m3 0,785
Ds = 7,5669 m = 297,907 in Tinggi silinder
= Ds = 7,5669 m = 297,907 in volume cairan Tinggi cairan di dalam tangki = x tinggi tangki Volume tangki =
283,425 m3 x 7,5669 m 340,110 m3
= 6,3057 m
Menghitung tebal dinding tangki penampung air bersih = xg xh = (1.000 x 9,8 x 6,3057 )/101325 = 0,6099 atm Tekanan awal (Po) = 1 atm Tekanan design (P) = Tek.hidrostatik + Tek. awal = 0,6099 + 1 = 1,6099 atm = 23,665 psi Untuk faktor keamanan jadi tekanan design yaitu 28,5000 psi Tekanan hidrostatis, P
Tebal dinding tangki Untuk bahan kontruksi Carbon steel SA-192 Diketahui : S = allowable stress, psi = 10.000 psi E = welded-Point efficiency = 0,85 c = corrosion allow = 0,125 in P = Tekanan desain = 28,5 psi r = Jari-Jari dalam tangki = 920,49in / 2 = 45,24 in Maka,
P. r c S. E 0,6 . P 28,5 psi (297,907 /2) in ts = 0,125 in (10.000 psi 0,85) ( 0,6 28,5 psi) ts = 0,6254 in ts =
Digunakan tebal shell standar 5/8 in. Untuk tebal head yang digunakan sama dengan shell yaitu 5/8 in.
Kesimpulan
Kode Fungsi
Tipe Bahan konstruksi Kapasitas Tinggi Diameter Tebal shell Tebal head Jumlah
: TT-208 : Tempat penampungan air bersih sebelum dilakukan pendistribusian untuk air sanitasi, dan air untuk diolah pada cation exchanger dan anion exchanger : Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar : Carbon steel SA-192 : 340,110 m3 : 7,5669 m : 7,5669 m : 5/8 in : 5/8 in : 1 unit
D.11 Tangki penampung air sanitasi (TT-210) Perhitungan untuk tangki penampung air sanitasi (TT-210) sama seperti dengan perhitungan tangki penampung air bersih (TT-208).
Kesimpulan Kode Fungsi Tipe Bahan konstruksi Kapasitas Tinggi Diameter Tebal shell Tebal head Jumlah
: : : : : : : : : :
TT-210 Tempat penampungan air sanitasi Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar Carbon steel SA-192 240,7680 m3 6,7439 m 6,7439 m 1/2 in 1/2 in 1 unit
D.12 Tangki penampung air pendingin (TT-211) Perhitungan untuk tangki penampung air pendingin (TT-211) sama seperti dengan perhitungan tangki penampung air bersih (TT-208). Kesimpulan Kode Fungsi Tipe Bahan konstruksi Kapasitas Tinggi Diameter Tebal shell Tebal head Jumlah
: : : : : : : : : :
TT-211 Tempat penampungan air pendingin Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar Carbon steel SA-192 278,7704 m3 7,0815 m 7,0815 m 9/16 in 9/16 in 1 unit
D.13 Tangki penampung air demin (TT-214) Perhitungan untuk tangki penampung air demin () sama seperti dengan perhitungan tangki penampung air bersih (TT-208). Kesimpulan Kode Fungsi Tipe Bahan konstruksi Kapasitas Tinggi Diameter Tebal shell Tebal head Jumlah
: : : : : : : : : :
TT-214 Tempat penampungan air demin Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar Carbon steel SA-192 50,2037 m3 3,9990 m 3,9990 m 3/8 in 3/8 in 1 unit
D.14 Tangki penampung kondensat (TT-217) Perhitungan untuk tangki penampung kondensat () sama seperti dengan perhitungan tangki penampung air bersih (TT-208).
Kesimpulan Kode Fungsi Tipe Bahan konstruksi Kapasitas Tinggi Diameter Tebal shell Tebal head Jumlah
: : : : : : : : : :
TT-217 Tempat penampungan air kondensat Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar Carbon steel SA-192 76,9214 m3 7,1289 m 3,8885 m 1/4 in 1/4 in 1 unit
D.15 Tangki penampung umpan boiler (TT-216) Perhitungan untuk tangki penampung umpan boiler (TT-216) sama seperti dengan perhitungan tangki penampung air bersih (TT-208).
Kesimpulan Kode Fungsi Tipe Bahan konstruksi Kapasitas Tinggi Diameter Tebal shell Tebal head Jumlah
: : : : : : : : : :
TT-216 Tempat penampungan air umpan boiler Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar Carbon steel SA-192 18,0433 m3 2,8433 m 2,8433 m 3/8 in 3/8 in 1 unit
D.16 Cation Exchanger (KE-201 A/B)
C - 201 A/B
Gambar D.8 Cation exchanger (KE-201 A/B) Kode Fungsi Tipe Jumlah Bahan konstruksi
: : : : :
KE-201 A/B Mengurangi kesadahan air melalui pertukaran kation Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah ellipsoidal 2 unit (1 standby) Carbon steel SA-283 Grade C
Data desain : - Resin yang digunakan adalah Sulfonated phenolic (R − SO3H) - Kandungan kation dalam air sungai adalah : Kation Fe2+ = 0,00009 g/L 2+ Kation Mn = 0,000154 g/L Kation Ca2+ = 0,043 g/L 2+ Kation Mg = 0,028 g/L Kation Cu2+ = 0,000113 g/L (Sumber : Laporan Wasdal Pencemaran Air dan Air Laut Aceh, 2012). - Berat atom kation adalah : Fe = 55,847 g/mol Mn = 54,938 g/mol Ca = 40,08 g/mol Mg = 24,312 g/mol Cu = 63,54 g/mol - Kapasitas pertukaran ion adalah : Ion Fe2+ = 2 0,00114 g/L / 55,847 g/mol Ion Mn2+ = 2 0,000154 g/L / 54,938 g/mol 2+ Ion Ca = 2 0,043 g/L / 40,08 g/mol Ion Mg2+ = 2 0,028 g/L / 24,312 g/mol Ion Cu2+ = 2 0,000113 g/L / 63,54 g/mol Total kapasitas pertukaran ion
= = = = = =
3,1 10-6 eq/L 5,6 10-6 eq/L 0,0021 eq/L 0,0023 eq/L 3,5 10-6 eq/L 0,0045 eq/L
Menghitung dimensi cation exchanger Jumlah air yang diolah = 1.743,1855 kg/Jam Volume air yang diolah = 1.743,1855 L/Jam = 4.1836,4518 L/hari
Resin diregenerasi setiap 24 Jam sekali, dengan Jumlah air yang harus diolah sebanyak 4.1836,4518 Liter. Volume resin dihitung dengan persamaan :
Volum resin (L)
Volum air yang diolah (L) Kapasitas pertukaran ion total (eq/L) Kapasitas operasi (eq/L)
4.1836,4518 L 0,0045 eq/L 2 eq/L Volume resin = 93,3241 Liter Jumlah resin yang digunakan = 93,3241 L × 1,28 kg/L = 119,4548 kg
Volum resin (L) =
Faktor keamanan 10%, maka yang digunakan adalah : Volume resin = 1,1 × 93,3241 L = 102,6565 L = 0,1027 m3 Jumlah resin yang digunakan = 1,1 × 119,4548 kg = 131,4003 kg Untuk tahapan regenerasi resin dengan level regenerasi 170 g/L untuk penukar kation adalah NaCl 170 g/L = (170 g/L × 131,4003 kg) / 1000 = 22,3381 kg Direncanakan 10% NaCl = 10% × 28,9890 kg = 2,2338 kg/regenerasi
Dimensi cation exchanger Direncanakan kolom berbentuk silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk ellipsoidal dengan rasio H = 2D Volum bed resin = 3,14 × (D2/4) × H 0,1027 m3 = 3,14 × (D2/4) × 2D 0,1027 m3 = 1,57 D3 D3 = 0,1027 / 1,57 D = 0,4029 m r = 0,4029 m / 2 = 0,2014 m = 7,93 in Tinggi bed resin (Hr) = 2 × D = 2 × 0,4029 m = 0,8058 m Ruang kosong di atas dan bawah bed 20%, sehingga : Tinggi tangki silinder = 1,4 × 0,8058 m = 1,128 m Tinggi head yang berbentuk ellipsoidal = D / 4 = 0,4029 m / 4 = 0,1007 m Tinggi cation exchanger
Volum tangki silinder (Vt)
= = = = = =
tinggi shell + (2 × tinggi head) 1,128 m + (2 × 0,1007 m) 1,3295 m 3,14 × (D2/4) × H 3,14 × ((0,40294 m)2/4) × 1,3295 m 0,1437 m3
Menghitung tebal shell dan head pada cation exchanger Tekanan desain dihitung berdasarkan berat resin dan air saat beroperasi, Densitas resin = 1.280 kg/m3 Densitas air = 1000 kg/m3 Tinggi tangki = 1,3295 m Tinggi larutan dalam tangki =
4Vt πD t
2
=
4 0,1437 m 3 = 1,1280 m 3,14 0,4029 2
Tekanan hidrostatis, PH = ρ × g × h = 1000 kg/m3 × 9,80665 N/m2 × 1,1280 m = 11.062,1862 N/m2 = 0,1092 atm Tekanan bed resin dalam tangki, Pbed resin = 1.280 kg/m3 × 9,80665 N/m2 × 1,280 m = 15.444,7340 N/m2 = 0,1524 atm Tekanan operasi = 1 atm Faktor keamanan diambil 10%, sehingga : Tekanan desain, Pd = 1,1 × (0,1092 atm + 0,1397 atm + 1 atm) = 1,3738 atm = 20,2 psi Tebal dinding tangki Untuk bahan kontruksi Carbon steel SA-283 grade C Diketahui : S = allowable stress, psi = 13.800 psi E = welded-Point efficiency = 0,85 c = corrosion allow = 0,125 in P = Tekanan desain = 20,1 psi r = Jari-Jari dalam tangki = 8,65 in Maka, P. r c ts = S. E 0,6 . P 20,1psi 8,65 in 0,125 in ts = 13.800 psi 0,85 0,6 20,1 psi ts = 0,1399 in Digunakan tebal shell standar 3/16 in. Untuk tebal head yang digunakan sama dengan shell yaitu 3/16 in.
Kesimpulan Kode
: KE-201 A/B
Fungsi Tipe
: Mengurangi kesadahan air melalui pertukaran kation : Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah ellipsoidal
Bahan konstruksi Volum resin Tinggi bed resin Diameter Tinggi Tebal shell Bentuk head Tebal head Jumlah
: : : : : : : : :
Carbon steel SA-283 Grade C 102,66 Liter 0,81 m 0,40 m 1,33 m 3/16 in Ellipsoidal 3/16 in 2 unit (1 standby)
D.17 Anion Exchanger (AE-202 A/B) Perhitungan untuk anion exchanger (AE-202 A/B) sama seperti dengan perhitungan cation exchanger (KE-201 A/B). Kesimpulan Kode Fungsi
: AE-202 A/B : Mengurangi kesadahan air melalui pertukaran anion
Tipe Bahan konstruksi Volum resin Tinggi bed resin Diameter Tinggi Tebal shell Bentuk head Tebal head Jumlah
: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah ellipsoidal : Carbon steel SA-283 Grade C : 113,25 Liter : 0,83 m : 0,42 m : 1,37 m : 3/16 in : Ellipsoidal : 3/16 in : 2 unit (1 standby)
D.18 Tangki Pelarutan Desinfektan (TT-209) Perhitungan untuk tangki pelarutan desinfektan (TT-209) sama seperti dengan perhitungan tangki pelarutan alum (TT-203).
Kesimpulan Kode Fungsi Tipe
: TT-9 : Melarutkan dan menyimpan desinfektan : Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi Kapasitas Tinggi Diameter Tebal shell Tebal head Kebutuhan daya
: : : : : : :
Carbon steel SA-192 0,0134 m3 0,2576 m 0,2576 m 3/16 in 3/16 in 0,00004 hp Jumlah
:
1 unit
D.19 Tangki Pelarutan NaCl (TT-212) Perhitungan untuk tangki pelarutan NaCl (TT-212) sama seperti dengan perhitungan tangki pelarutan alum (TT-203). Kesimpulan Kode Fungsi Tipe
: TT-212 : Melarutkan dan menyimpan larutan NaCl : Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi Kapasitas Tinggi Diameter Tebal shell Tebal head Kebutuhan daya Jumlah
: : : : : : : :
Carbon steel SA-192 0,1774 m3 0,6092 m 0,6092 m 3/16 in 3/16 in 0,002 hp 1 unit
D.20 Tangki Pelarutan NaOH (TT-213) Perhitungan untuk tangki pelarutan NaOH (TT-213) sama seperti dengan
perhitungan tangki pelarutan alum (TT-203). Kesimpulan Kode Fungsi Tipe
: TT-213 : Melarutkan dan menyimpan larutan NaOH : Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi Kapasitas Tinggi Diameter Tebal shell Tebal head Kebutuhan daya Jumlah
: : : : : : : :
Carbon steel SA-192 0,1721 m3 0,6030 m 0,6030 m 3/16 in 3/16 in 0,003 hp 1 unit
D.21 Tangki Hydrazin (TT-215) Perhitungan untuk tangki Hydrazin perhitungan tangki pelarutan alum (TT-203).
(TT-215) sama seperti dengan
Kesimpulan Kode Fungsi Tipe
: TT-215 : Melarutkan dan menyimpan hydrazin : Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar
Bahan konstruksi Kapasitas Tinggi Diameter
: : : :
Carbon steel SA-192 0,0816 m3 0,4702 m 0,4702 m
Tebal shell Tebal head Kebutuhan daya Jumlah
: : : :
3/16 in 3/16 in 0,0006 hp 1 unit
D.22 Cooling Tower (CT-201)
Gambar D.9 Cooling tower (CT-201) Kode Fungsi Jenis Jumlah Bahan konstruksi
: CT-201 : Mendinginkan air sirkulasi dari pabrik agar dapat digunakan kembali : Induced draft cooling tower : 1 unit : Carbon steel SA-192
Kondisi operasi : - Temperatur masuk
= 50oC = 122 oF
- Temperatur keluar
= 28oC = 82,4 oF
Dari Gambar 12-14 (Perry,1999), diperoleh : - Temperatur bola basah = 74oF -
Konsentrasi air
= 2,5 gpm/ft2
Menghitung kehilangan air pada saat proses Kehilangan air pada saat proses, Wm = We + Wd + Wb Dimana : Wm = Make up water We = Evaporating loss Wd = Drift loss Wb = Blow down We = 0,00085 Wc (T1 - T2) Wd = 0,2% dari Wc Wb = We/(cycle − 1), dimana cycle = 5 Air pendingin yang dibutuhkan = 9.252,9040 kg/Jam Air pendingin yang dikembalikan = 8.327,6136 kg/Jam Make up water = X Wc = 8.327,6136 kg/Jam + X We = 0,00085 Wc (T1 − T2) = 0,00085 (8.327,6136 kg/Jam + X) (39,6) = 280,3075 kg/Jam + 0,0337 X Wd = 0,002 Wc = 0,002 (8.327,6136 kg/Jam + X) = 16,6552 kg/Jam + 0,002 X Wb = We / (cycle − 1) = We / (5 − 1) = We / 4 = (280,3075 kg/Jam + 0,0337 X) / 4 = 70,0769 kg/Jam + 0,0084 X
Neraca massa total, F masuk = F keluar 8.327,6136 kg/Jam + X = 9.252,9040 kg/Jam + We + Wd + Wb 8.327,6136 kg/Jam + X= 9.252,9040 kg/Jam + (280,3075 kg/Jam + 0,0337 X) (16,6552 kg/Jam + 0,002 X) + (70,0769 kg/Jam + 0,0084 X) 8.327,6136 kg/Jam + X= 9.619,94 kg/Jam + 0,0441 X 0,9559 X = 1.382,3264 kg/Jam X = 1.351,9156 kg/Jam Jadi, make up water adalah 1.351,9156 kg/Jam Maka : Wc = 10.767,7096 kg/Jam We = 325,8130 kg/Jam Wd = 19,3591 kg/Jam Wb = 81,4532 kg/Jam Wm = 426,625 kg/Jam Menghitung dimensi cooling tower Densitas air, ρ= 1000 kg/m3 Laju massa volumetrik air pendingin, Q = (8.327,6136 kg/Jam / 1000 kg/m3) Luas menara, A
= = = =
8,3276 m3/Jam = 36,6651 gpm Kapasitas air / Konsentrasi air luas teoritis 36,6651 gpm / 2,5 gpm/ft2 14,666 ft2 = 1,3625 m2
per
Dari Gambar 12-15 (Perry,1999), untuk 100% standar tower performance, diperoleh tenaga kipas sebesar = 0,040 hp/ft2 sehingga, Tenaga kipas yang dibutuhkan seluas menara = 14,666 ft2 × 0,040 hp/ft2 = 0,586 hp Digunakan tenaga kipas standar sebesar 1 hp. Asumsi untuk dimensi menara : H = P ; L1 = 1,5 L2 ; L2 = 1,5 P H = L1 = L2 = P =
tinggi menara, m lebar menara bagian atas, m lebar menara bagian bawah, m Panjang menara, m
Luas menara, A
A = PL = P ((L1 + L2)/2) = P (2,5 L2/2) = P (3,75 P/2) = 1,875 P2 Maka, 1,3625 m2 = 1,875 P2 P2 = 0,7267 m2 P = 0,8524 m Sehingga, H = 0,8524 m L1 = 1,9180 m L2 = 1,2787 m
Kesimpulan Kode Fungsi Tipe
: CT-201 : Mendinginkan air sirkulasi dari pabrik agar dapat digunakan kembali : Induced draft cooling tower
Bahan konstruksi Kapasitas Temperatur air masuk Luas menara Tenaga kipas Jumlah
: : : : : :
Carbon steel SA-192 36,6651 gpm 50oC 1,3625 m2 0,586 hp 1 unit
D.23 Deaerator (D-201)
D - 201
Gambar D.10 Deaerator (D-201) Kode Fungsi Tipe Jumlah Bahan konstruksi
: : : : :
D-201 Menghilangkan gas-gas terlarut dalam air umpan boiler Silinder horizontal dengan tutup ellipsoidal 1 unit Carbon steel SA-192 (ASME, 2004).
Menghitung dimensi tangki Laju massa steam, F = 626,5031 kg/Jam Waktu tinggal, t = 24 Jam Densitas, pada 90oC = 965,63 kg/m3 Viskositas, pada 90oC = 0,3112 cp Volum fluida, Vf
=
(Yaws, 1999). (Yaws, 1999).
F t 626,5031 kg/jam 24 jam = = 15,5713 m3 3 ρ 965,63 kg/m
Ruang bebas direncanakan 20%, maka volume fluida adalah : Volume tangki, Vt = 1,2 × 15,5713 m3 = 18,6865 m3 Rasio D/H = 1 Rasio aksis tutup = 1/2 Volum shell, Vs = 1 π D2H 4 Volum tutup, Ve = 1 π D 3 untuk rasio aksis 1/2 24 (Tabel 10.65, Perry, 1999). = Vs + 2Ve = 1 π D 2 H + 2 ( 1 π D 3 ) 4 24 1 Dengan substitusi harga H, diperoleh, Vt = π D 3 3 3 Vt 3 18,6865 m 3 Diameter tangki, Dt = 3 = 3 = 2,6136 m π 3,14 Panjang tangki, Ls = D = 2,6136 m = 102,8958 in D Panjang tutup, Le = (Tabel 10.65, Perry, 1999). 4 2,6136 m = 4 = 0,6534 m Volum tangki, Vt
Panjang total tangki, Lt = Ls + 2Le = 2,6136 m + ( 2 0,6534 m) = 3,9204 m
Tinggi tangki/level, 4 Vt H = ………………………….(Brownell, 1979). π Lt 2 4 18,6865 m 3 = 3,14 3,9204 2 m = 1,5488 m Menghitung tebal dinding dan tutup tangki Tekanan operasi = 1 atm = 14,696 psi Tekanan hidrostatik, PH = ρ × g × h = 1000 kg/m3 9,80665 N/m2 × 1,5488 m = 14656,2897 N/m2 = 0,1446 atm = 2,1257 psi Faktor keamanan diambil 10%, sehingga : Tekanan desain, Pd = (tekanan operasi + tekanan hidrostatis) × faktor keamanan = (14,696 psi + 2,1257 psi) × 1,1 = 18,50 psi Tebal dinding tangki Diketahui : Untuk bahan kontruksi Carbon steel SA-192 S = allowable stress, psi = 10.000 psi E = welded-Point efficiency = 0,85 c = corrosion allow = 0,125 in P = Tekanan desain = 18,50 psi r = Jari-Jari dalam tangki = D/2 = 48,5379 in
Maka,
P. r c S. E 0,6 . P 18,50 psi 48,5379 in 0,125 in ts = 10.000 psi 0,85 0,6 18,37 psi ts = 0,2371 in ts =
Digunakan tebal shell standar 1/4 in. Untuk tebal head yang digunakan sama dengan shell yaitu 1/4 in. Menghitung kebutuhan daya Di dalam deaerator, air akan dipanaskan hingga temperatur 90oC, maka banyaknya daya listrik yang dibutuhkan adalah : Diketahui :
m = 626,5031 kg/Jam Cp = 1 kkal/kg oC ∆T = 60oC Sehingga, kebutuhan daya untuk deaerator : Q = m Cp T = 626,5031 kg/Jam 1 kkal/kg oC 60oC = 37.590,1877 kkal/Jam = 58,5882 hp
Kesimpulan Kode Fungsi Tipe
: D-201 : Menghilangkan gas-gas terlarut dalam air umpan boiler : Silinder horizontal dengan kedua tutup ellipsoidal
Bahan konstruksi Kapasitas Panjang Diameter Tebal shell Tebal head Kebutuhan daya Jumlah
: : : : : : : :
Carbon steel SA-192 18,69 m3 3,920 m 2,61 m 1/4 in 1/4 in 58 hp 1 unit
D.24 Boiler (B-201)
Gambar D.11Boiler (B-201)
Kode : B-201 Fungsi : Menyediakan uap 110oC untuk keperluan proses Tipe : Water tube boiler Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Carbon steel SA-192 Jumlah saturated steam yang dibutuhkan = 2.967,6464 kg/Jam Kondensat yang kembali = 90% dari steam yang dihasilkan = 90% 2967,6464 kg/Jam = 2.670,8818 kg/Jam Air umpan boiler = Make up water + steam yang dikembalikan = X + 2.670,8818 kg/Jam Neraca massa pada boiler : F in = F out X + 2.670,8818 kg/Jam = 2.967,6464 kg/Jam + (0,1 (2.670,8818 kg/Jam +X)) X + 2.670,8818 kg/Jam = 2.967,6464 kg/Jam + 267,088 kg/Jam + 0,100 X X + 2.242,8244 kg/Jam = 3.234,734 + 0,100 X 0,9 X = 991,919 kg/Jam X = 1.102,122 kg/Jam Laju blow down = 10% dari air umpan boiler Blow down = 0,1 x (make up water + kondensat yang kembali) = 377,3004 kg/jam
Menghitung dimensi boiler Kapasitas boiler dapat dihitung menggunakan persamaan berikut : Q = ms (H − Hf)
Dimana : Q = kapasitas boiler, BTU/Jam ms = massa steam, lb/Jam H = entalpi standar steam yang digunakan, BTU/lb Hf = entalpi air umpan boiler yang akan dibangkitkan menjadi steam, BTU/lb Kondensat yang kembali berada pada pada kondisi cair Jenuh pada suhu 110 C, sedangkan make up water berada pada kondisi cair jenuh 90oC. Dari Steam table (Smith, 1996), diperoleh : H 110oC = 461,3000 kJ/kg H 90oC = 376,9 kJ/kg o
Entalpi fresh feed memiliki komposisi 10% make up water dan 90% kondensat. Hf = (0,1 Hliq 90 oC) + (0,9 Hliq 110 oc) = 452,8600 kJ/kg = 194,6948 BTU/lb Steam yang dihasilkan berada pada kondisi uap jenuh pada suhu 110 oC. Dari Steam table (Smith, 1996), diperoleh : Entalpi pada uap jenuh 110 oC = 2.691,3 kP/kg = 1.157,0507 Btu/lb Sehingga : Kapasitas boiler, Q = m λ = 8.317,9641 lb/Jam × (1.157,0507 – 452,8600) Btu/lb = 8.004.842,4479 BTU/jam
Asumsi efisiensi boiler 85%, sehingga panas yang diperlukan untuk pembentukan steam adalah : Q = 8.004.842,4479 Btu/Jam / 0,85 = 4.711.579,35 Btu/Jam = 3.701,1341hp Luas bidang pemanasan adalah 10 ft 2/hp, sehingga total heating surface adalah : A = 10 ft2/hp 3701,1341hp = 37.011,3410 ft2 Perhitungan kebutuhan bahan bakar Kebutuhan bahan bakar untuk boiler dihitung menggunakan persamaan : ms = Q/(n NHV) Bahan bakar yang digunakan adalah bahan bakar diesel, yang memiliki : Net Heating Value = 19.750 tu/lb Densitas = 54,2600 lb/ft3 ms = 4.711.579,35 Btu/Jam / (0,85 19.750 Btu/lb) = 560,9806 lb/Jam Laju alir bahan bakar = 560,9806lb/Jam/ 54,26 lb/ft3 = 10,3388 ft3/Jam = 0,2928 m3/Jam = 292,7624 L/Jam
Kebutuhan per bulan
= 292,7624L/Jam (24 Jam/hari) (30 hari/bulan) = 210.788,9230 L/bulan
Menentukan spesifikasi tube boiler A = 37.011,3410 ft2 Jenis tube = 1,25 in ID = 0,92 in Luas/linear feed = 0,3271 ft2/lin ft Panjang tube = 24 ft 37.011,3410 ft 2 Jumlah tube = (0,3271 ft 2 /lin ft 24 ft) = 4.714,5803 pipa Kesimpulan Kode Fungsi Tipe
: : Menyediakan uap 110oC untuk keperluan proses : Water tube boiler
Bahan konstruksi Kapasitas Heating surface Kebutuhan diesel Jumlah tube Kebutuhan daya Jumlah
: : : : : : :
Carbon steel SA-192 4.711.579,35 BTU/Jam 37.011,3410 ft2 292,7624L L/Jam 4700 pipa 3.701,1341 hp 1 unit
D.24 Pompa I (P-201 A/B)
J - 201 A/B
Gambar D.24 Pompa (P-201 A/B) Kode Fungsi Tipe TuPuan
: : : :
P-201 A/B Mengalirkan air dari sungai ke bak penampungan (TT-202) Centrifugal pump a. Menentukan tipe pompa b. Menentukan bahan konstruksi pompa c. Menghitung tenaga pompa d. Menghitung tenaga motor
a. Menentukan tipe pompa Dalam perancangan ini dipilih pompa sentrifugal dengan pertimbangan : 1. Konstruksi sederhana; 2. Harga relatif murah; 3. Kecepatan aliran seragam; 4. Biaya perawatan yang rendah; 5. Proses pengoperasian yang mudah; dan 6. Dapat disesuaikan dengan menggunakan motor penggerak atau turbin. (Perry, 1997). b. Menentukan bahan konstruksi Bahan konstruksi yang dipilih adalah Carbon steel SA – 285 Grade A (ASME, 2004) dengan pertimbangan : 1. Bahannya kuat dan tahan terhadap korosi; 2. Suhu yang maksimal = 206,6oF = 97oC; 3. Batas tekanan yang diijinkan besar (s/d 12.900 psi). (Brundrett, 2002) Kapasitas dan laju alir Kapasitas (m) = = Densitas () = =
12.299,711 kg/Jam 27.115,9436 lb/Jam 1.000 kg/m3 62,42 lb/ft3 27.115,9436 lb/jam Laju alir (QF) = 62,42lb / ft 3 = 434,411 ft3/Jam = 0,1207 ft3/s = 12,2997 m3/Jam = 0,003 m3/s Faktor keamanan 10% maka, G = 1,1 434,411 ft3/Jam = 477,852 ft3/Jam = 0,1327 ft 3/s
= 59,5623 gal/menit = 0,0038 m3/s Diameter optimal pipa Asumsi: Aliran turbulen, Di 1 in Di,opt = 3,9 Qf 0,45 0,13 dimana Di = Diameter pipa (in) Qf = Debit pemompaan (ft 3/s) = Densitas fluida (lb/ft 3)
(Coulson, 2001)
maka Di,opt = 3,9 (0,1349 ft3/s) 0,45 (62,42 lb/ft3)0,13 = 2,7099 in Dari Appendik 5 Geankoplis 1993, dipilih pipa dengan spesifikasi : 1. Diameter nominal = 3 in 2. Outside diameter (OD)
= 3,5 in (0,25 ft)
3. Inside diameter (ID)
= 3,0680 in (0,2557 ft)
4. Schedule number
= 40
5. Inside sectional area (A)
= 0,0513 ft2
6. Tebal dinding
= 0,322 in
Menghitung kecepatan linier fluida Qf 0,1327 ft 3 /s v= = = 2,5871 ft/s 0,0513 ft 2 A Menghitung bilangan Reynold Di v NRe =
0,2557 ft 2,5871 ft / s 62,42 lb / ft 3 = 0,00054 lb / ft .s
= 76.744,0176 Untuk NRe > 2100, maka aliran adalah aliran turbulen (Coulson, 2001) Menentukan faktor friksi dalam pipa Untuk pipa baja komersil, didapat: NRe = 78.000 Di = 3,0680 in /D = 0,003 Untuk (/D vs NRe), maka f = 0,005 (Fig 2.10.3, Geankoplis) Menghitung instalasi pipa
- Pipa lurus
L = 2624,67 ft
o
- Elbow 90 , 25 buah, L/D = 32,
L = 532,07 ft
- Gate valve fully open, 2 buah, L/D =7,
L = 9,31 ft
- Sharp edge exit (k =1), 1, L/D = 57,
L = 37,91ft
- Sharp edge entrace (k = 0,5), 2, L/D = 28
L = 37,24 ft
Total panjang ekivalen (Le)
L = 3.241,20 ft
Menghitung daya pompa 2 f v 2 Le f= D in g c
(Coulson, 2001)
2 0,005 2,5871 ft / s 2.861,6749 ft 3,0680 ft 32,17 lbm . ft / lb f .s 2 = 23,2649 lbf. ft/lbm
f=
2
Static head, Z (g/gc) = 16,4 ft 1 lbf/lbm = 16,4 lbf. ft/lbm Velocity head (v2 / 2gc) = 0 Pressure head (∆P/ρ) = 0 Tenaga mekanis pompa dihitung dengan persamaan:
v 2 g P + + +f (Coulson, 2001) 2 gc gc = 16,4 lbf. ft/lbm + 0 – 0 + 23,2649 lbf. ft/lbm = 39,664 lbf. ft/lbm
Ws = Z
Kapasitas pompa = 0,1327 ft3/s = 59,5623 gal/menit P teoritis = 0,1349 ft3/s 62,43 lb/ft3 39,664 lbf. ft/lbm / 550 = 0,6 hp Dari Gambar 14.37 (Coulson, 2001),untuk kapasitas pompa seperti di atas, maka efisiensi pompa = 80 % P aktual (BHP) =
0,6 hp P teoritis = = 0,7 hp 0,8 η
Dari Gambar 14.38 (Coulson, 2001) untuk P aktual = 2,50 hp didapatkan efisiensi 80 %, maka power motor yang diperlukan: 0,7 hp P aktual P motor = = = 0,96 hp 0,80
Dipilih motor standar dengan power 1 hp. Kesimpulan Kode Fungsi Tipe
: P-201 A/B : Memompa air dari sungai ke bak penampungan air sungai (TT-202) : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
: : : : : : : : :
Carbon steel SA 285 Grade A 59,56 gal/menit 1 atm 1 atm 0,6 hp 1 hp 3 in 40 2 unit (1 cadangan)
D.25 Pompa II (P-2 Kesimpulan Kode Fungsi Tipe Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
: P-202 A/B : Memompa air dari bak pengendapan (TT-202) Menuju flokulator (FL-201) : Pompa sentrifugal : Carbon steel SA 285 Grade A : 59,56 gal/menit : 1 atm : 1 atm : 0,25 hp : 0,30 hp : 3 in : 40 : 2 unit (1 cadangan)
D.26 Pompa III (P-203 A/B) Kesimpulan Kode Fungsi Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
: : : : : : : : : : :
P-203 A/B Memompa alum dari tangki alum ke flokulator Carbon steel SA 285 Grade A 0,016 gal/menit 1 atm 1 atm 0,00003 hp 0,00004 hp 1/8 in 40 2 unit (1 cadangan)
D.27 Pompa IV (P-204 A/B) Kesimpulan Kode Fungsi Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
: P-204 A/B : Memompa soda abu dari tangki soda abu ke flokulator : Carbon steel SA 285 Grade A : 0,004 gal/menit : 1 atm : 1 atm : 0,00002 hp : 0,00002 hp : 1/8 in : 40 : 2 unit (1 cadangan)
D.28 Pompa V (P-205 A/B) Kesimpulan Kode Fungsi Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
: : : : : : : : : : :
P-205 A/B Memompa air dari water reservoir ke sand filter Carbon steel SA 285 Grade A 59,57 gal/menit 1 atm 1 atm 0,38 hp 0,5 hp 3 in 40 2 unit (1 cadangan)
D.29 Pompa VI (P-206 A/B) Kesimpulan Kode Fungsi Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
: P-206 A/B : Memompa air dari sand filter (TT-204) menuju activated carbon filter (TT-205) : Carbon steel SA 285 Grade A : 59,57 gal/menit : 1 atm : 1 atm : 0,38 hp : 0,5 hp : 3 in : 40 : 2 unit (1 cadangan)
D.30 Pompa VII (P-207 A/B) Kesimpulan Kode Fungsi Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
: P-207 A/B : Memompa air dari activated carbon filter ke tangki air bersih : Carbon steel SA 285 Grade A : 59,57 gal/menit : 1 atm : 1 atm : 0,13 hp : 0,15 hp : 8 in : 40 : 2 unit (1 cadangan)
D.31 Pompa VIII (P-208 A/B) Kesimpulan Kode Fungsi Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
: P-208 A/B : Memompa air backwash dari tangki air bersih ke sand filter dan activated carbon filter : Carbon steel SA 285 Grade A : 1,79 gal/menit : 1 atm : 1 atm : 0,01 hp : 0,01 hp : 1/2 in : 40 : 2 unit (1 cadangan)
D.32 Pompa IX (P-209 A/B) Kesimpulan Kode Fungsi Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
: P-209 A/B : Memompa air dari tangki air bersih ke cation exchanger : Carbon steel SA 285 Grade A : 10,75 gal/menit : 1 atm : 1 atm : 0,06 hp : 0,1 hp : 1 1/4 in : 40 : 2 unit (1 cadangan)
D.33 Pompa X (P-210 A/B) Kesimpulan Kode Fungsi Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
: P-210 A/B : Memompa air dari tangki air bersih ke tangki air sanitasi : Carbon steel SA 285 Grade A : 40,49 gal/menit : 1 atm : 1 atm : 0,13 hp : 0,2 hp : 2 1/2 in : 40 : 2 unit (1 cadangan)
D.35 Pompa XII (P-212 A/ Kesimpulan Kode Fungsi
: P-212 A/B : Memompa air dari cation exchanger ke anion exchanger : Carbon steel SA 285 Grade A : 61x10-3 gal/menit : 1 atm : 1 atm : 0,0000006 hp : 0,0000007 hp : 1/8 in : 40 : 2 unit (1 cadangan)
Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
D.36 Pompa XIII (P-213 A/B) Kesimpulan Kode Fungsi Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
: : : : : : : : : : :
P-213 A/B Memompakan air untuk sanitasi Carbon steel SA 285 Grade A 40,49 gal/menit 1 atm 1 atm 0,34 hp 0,39 hp 2 ½ in 40 2 unit (1 cadangan)
D.37 Pompa XIV (P-214 A/B) Kesimpulan Kode Fungsi Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
: P-214 A/B : Memompa air dari cooling tower ke tangki air pendingin : Carbon steel SA 285 Grade A : 40,33 gal/menit : 1 atm : 1 atm : 0,26 hp : 0,29 hp : 2 1/2 in : 40 : 2 unit (1 cadangan)
D.38 Pompa XV (P-215 A/B) Kesimpulan Kode Fungsi Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
: : : : : : : : : : :
P-215 A/B Memompa air untuk air pendingin Carbon steel SA 285 Grade A 44,81 gal/menit 1 atm 1 atm 0,32 hp 0,33 hp 2 1/2 in 40 2 unit (1 cadangan)
D.39 Pompa XVI (P-216 A/B) Kesimpulan Kode Fungsi Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
: P-216 A/B : Memompa larutan NaCl ke cooling tower : Carbon steel SA 285 Grade A : 0,91 gal/menit : 1 atm : 1 atm : 0,01 hp : 0,01 hp : 3/8 in : 40 : 2 unit (1 cadangan)
D.40 Pompa XVII (P-217 A/B) Kesimpulan Kode Fungsi
: P-217 A/B : Memompa air dari KE-201 ke AE-201
Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
: : : : : : : : :
Carbon steel SA 285 Grade A 10,75 gal/menit 1 atm 1 atm 0,07 hp 0,08 hp 1 1/4 in 40 2 unit (1 cadangan)
D.41 Pompa XVIII (P-218 A/B) Kesimpulan Kode Fungsi Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
: : : : : : : : : : :
P-218 A/B Memompa larutan kaustik soda ke anion exchanger Carbon steel SA 285 Grade A 0,88 gal/menit 1 atm 1 atm 0,0274 hp 0,0327 hp 3/8 in 40 2 unit (1 cadangan)
D.42 Pompa XIX (P-219 A/B) Kesimpulan Kode Fungsi Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal
: P-219 A/B : Memompa air dari anion exchanger ke tangki air demin : Carbon steel SA 285 Grade A : 10,75 gal/menit : 1 atm : 1 atm : 0,07 hp : 0,08 hp : 1 1/4 in
D.43 Pompa XX (P-220 A/B Kesimpulan Kode : Fungsi : Bahan konstruksi : Kapasitas : Tekanan discharge : Tekanan suction : Daya pompa : Daya motor : Diameter nominal : Schedule number : Jumlah : D.44 Pompa XXI (P-221 A/B)
P-220 A/B Memompa air untuk air proses Carbon steel SA 285 Grade A 5,41 gal/menit 1 atm 1 atm 0,03 hp 0,1 hp 1 1/4 in 40 2 unit (1 cadangan) Kesimpulan
Kode Fungsi Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
: : : : : : : : : : :
P-221 A/B Memompa air dari tangki demin ke deaerator Carbon steel SA 285 Grade A 5,34 gal/menit 1 atm 1 atm 0,04 hp 0,04 hp 3/4 in 40 2 unit (1 cadangan)
D.45 Pompa XXII (P-222 A/B) Kesimpulan Kode Fungsi
: P-222 A/B : Memompa air dari deaerator ke tangki air umpan boiler : Carbon steel SA 285 Grade A : 5,34 gal/menit : 1 atm : 1 atm : 0,01 hp : 0,02 hp : 3/4 in : 40 : 2 unit (1 cadangan)
Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
D.46 Pompa XXIII (P-223 A/B) Kesimpulan Kode Fungsi Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
: P-223 A/B : Memompa air hidrazin untuk keperluan air umpan boiler : Carbon steel SA 285 Grade A : 0,001 gal/menit : 1 atm : 1 atm : 0,000007 hp : 0,000008 hp : 1/8 in : 40 : 2 unit (1 cadangan)
47 Pompa XXIV (P-224 A/B) Kesimpulan Kode Fungsi Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction
: : : : : :
P-224 A/B Memompa air dari tangki umpan boiler ke boiler Carbon steel SA 285 Grade A 5,34 gal/menit 1 atm 1 atm
D.48 Pompa XXV (P-224 A/B) Kesimpulan Kode Fungsi Bahan konstruksi Kapasitas Tekanan discharge Tekanan suction Daya pompa Daya motor Diameter nominal Schedule number Jumlah
: P-225A/B : Memompa kondensat dari tangki kondensat ke boiler : Carbon steel SA 285 Grade A : 13,40 gal/menit : 1 atm : 1 atm : 0,07 hp : 0,07 hp : 1 1/4 in : 40 : 2 unit (1 cadangan)
LAMPIRAN E
PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI
E.1 Harga Peralatan Harga peralatan setiap saat akan berubah tergantung pada perubahan ekonomi. Apabila alat pada tahun ini diketahui, maka harga alat pada beberapa tahun kemudian dapat di perkirakan dengan menggunakan Tabel Faktor Bunga Majemuk. Besarnya harga alat dapat dinyatakan sebagai berikut.
Harga alat pada tahun x = Harga alat sekarang × Faktor bunga majemuk pada suku bunga i dan tahun x Tabel faktor bunga majemuk untuk menghitung harga alat dapat dilihat pada Tabel E.1. Tabel E.1 Tabel faktor bunga majemuk pada suku bunga 12% Single Payment No. n F/P P/F 1 1 1,1200 0,8929 2 2 1,2544 0,7972 3 3 1,4049 0,7118 4 4 1,5735 0,6355 5 5 1,7623 0,5674 6 6 1,9738 0,5066 7 7 2,2107 0,4523 8 8 2,4760 0,4039 9 9 2,7731 0,3606 10 10 3,1058 0,3220 11 11 3,4785 0,2875 Sumber: Drs. M. Giatman, MSIE Harga peralatan yang digunakan diambil dari situs www.matche.com pada basis tahun 2014. Indeks harga peralatan pada tahun pembelian (2018) adalah 1,5735. Kurs Dollar pada April 2014 sebesar Rp. 11.640 per USD (www.bi.go.id, 24 April 2014).
E.2 Menetukan Harga Peralatan E.1 Menentukan Harga Peralatan Proses 1. Tangki Penyimpan Gliserin (T-104) Bentuk
: Silinder vertikal dengan tutup bagian atas ellipsodial dan alas datar
Kapasitas
: 111,5235 m3
Tekanan
: 1 atm
Harga tahun 2014
: $ 62.000 (www.matche.com, 2014) : $ 62.000 × 1,5735 : $ 97.557
Harga tahun 2018
: $ 97.557 x Rp. 11.640.: Rp. 1.135.563.480.-
Dengan cara yang sama maka harga untuk peralatan proses lain dapat dilihat pada Tabel E.2. Tabel E.2 Daftar Harga Peralatan Proses Nama Alat
Jumlah
Harga/Unit (US$) 2014
Harga/Unit (US$) 2018
Total Harga (US$)
Total Harga (Rp)
Belt Conveyor Bucket Elevator Tangki pemanas stearin Oil Purifier Reaktor saponifikasi Dekanter Silo NaOH Silo Asam Sitrat Silo Glukosa Silo TCS Tangki pelarutan NaOH Tangki pelarutan aditif Tangki penampung Gliserin Tangki penampung EDTA Tangki penampung Etanol Tangki penampung ekstrak madu Tangki penampung pewangi Mixer 1 Mixer II Bar Soap Finishing Machine Weight feeder NaOH Weight feeder TCS Weight feeder glukosa Weight feeder Asam Sitrat Pompa 101 Pompa 102 Pompa 103
3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2
Nama Alat
Jumlah
Pompa 104 Pompa 105 Pompa 106 Pompa 107 Pompa 108 Pompa 109 Pompa 110
2 2 2 2 2 2 2
10.000 10.800 11.900 4.500 121.800 12.000 10.800 8.300 14.600 7.900 38.800 42.900 62.000 62.000 60.000 21.500 23.800 19.800 15.000 75.601 5.062 5.062 5.062 5.062 4.900 4.900 3.200
15.735 16.994 18.725 7.081 191.652 18.882 16.994 13.060 22.973 12.431 61.052 67.503 97.557 97.557 94.410 33.830 37.449 31.155 23.603 118.958 7.965 7.965 7.965 7.965 7.710 7.710 5.035
Harga/Unit (US$) 2014
Harga/Unit (US$) 2018
3.200 4.900 4.900 3.200 3.200 3.200 4.900
5.035 7.710 7.710 5.035 5.035 5.035 7.710
47.205 33.988 18.725 7.081 191.652 18.882 16.994 13.060 22.973 12.431 61.052 67.503 97.557 97.557 94.410 33.830 37.449 31.155 23.603 118.958 7.965 7.965 7.965 7.965 15.420 15.420 10.070 Total Harga (US$) 10.070 15.420 15.420 10.070 10.070 10.070 15.420
549.466.200 395.615.664 217.954.926 82.419.930 2.230.832.772 219.786.480 197.807.832 152.018.982 267.406.884 144.692.766 710.642.952 785.736.666 1.135.563.480 1.135.563.480 1.098.932.400 393.784.110 435.909.852 362.647.692 274.733.100 1.384.673.140 92.713.263 92.713.263 92.713.263 92.713.263 179.492.292 179.492.292 117.219.456 Total Harga (Rp) 117.219.456 179.492.292 179.492.292 117.219.456 117.219.456 117.219.456 179.492.292
Pompa 111 Pompa 112 Pompa 113 Pompa 114 Screw conveyer Support Cooler Double pipe Total
2 2 2 2 1 11 2 69
4.900 3.200 3.200 3.200 8.300 21.477 23.600 762.626
7.710 15.420 179.492.292 5.035 10.070 117.219.456 5.035 10.070 117.219.456 5.035 10.070 117.219.456 13.060 13.060 152.018.982 33.794 371.735 4.326.991.378 37.135 74.269 864.493.488 1.199.992 1.710.074 19.905.255.610
Tabel E.3 Harga Peralatan Utilitas Nama Alat Cation Anion Exchanger Clarifier Deaerator Tangki Kondensat Pompa 201 Pompa 202 Pompa 203 Pompa 204 Pompa 205 Pompa 206 Pompa 207 Nama Alat Pompa 208 Pompa 209 Pompa 210 Pompa 211 Pompa 212 Pompa 213 Pompa 214 Pompa 215 Pompa 216 Pompa 217
Jumlah 2 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 Jumlah 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
Harga/Unit (US$) 2014
Harga/Unit (US$) 2018
8.000 73.990 1.500 69.000 5.700 5.700 250 250 5.700 5.700 5.700
12.588 116.423 2.360 108.572 8.969 8.969 393 393 8.969 8.969 8.969
Harga/Unit (US$) 2014
Harga/Unit (US$) 2018
250 2.900 4.500 2.900 6.300 250 4.500 4.500 250 2.900
393 4.563 7.081 4.563 9.913 393 7.081 7.081 393 4.563
Total Harga (US$) 25.176 116.423 2.360 108.572 17.938 17.938 787 787 17.938 17.938 17.938 Total Harga (US$) 787 9.126 14.162 9.126 19.826 787 14.162 14.162 787 9.126
Total Harga (Rp) 293.048.640 1.355.166.805 27.473.310 1.263.772.260 208.797.156 208.797.156 9.157.770 9.157.770 208.797.156 208.797.156 208.797.156 Total Harga (Rp) 9.157.770 106.230.132 164.839.860 106.230.132 230.775.804 9.157.770 164.839.860 164.839.860 9.157.770 106.230.132
Pompa 218 Pompa 219 Pompa 220 Pompa 221 Pompa 222 Pompa 223 Pompa 224 Pompa 225 Boiler Screening Cooling Tower Bak Water Intake Bak Penampung Air Sungai Tangki Alum Tangki Soda Abu Sand Filter Activated Carbon Filter Tangki Air Bersih Tangki Desinfektan Tangki NaCl Tangki Air Sanitasi Nama Alat Tangki Kaustik Soda Tangki Air Demin/Proses Tangki Air Pendingin Tangki Hidrazin Tangki Air Umpan Boiler Total
2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 Jumlah 1 1 1 1 1 75
250 2.900 2.900 250 250 250 250 2.900 137.830 14.630 245.000 32.178 20.384 9.500 7.000 25.410 25.410 160.000 200 3.100 130.000
393 4.563 4.563 393 393 393 393 4.563 216.876 23.020 385.508 50.631 32.074 14.948 11.015 39.983 39.983 251.760 315 4.878 204.555
Harga/Unit (US$) 2014
Harga/Unit (US$) 2018
2.950 70.000 150.000 900 32.000 1.287.182
4.642 110.145 236.025 1.416 50.352 2.025.380
Sehingga: Total harga peralatan = Rp 45.807.121.583
E.2 Harga Bahan Baku
787 9.157.770 9.126 106.230.132 9.126 106.230.132 787 9.157.770 787 9.157.770 787 9.157.770 787 9.157.770 9.126 106.230.132 216.876 2.524.430.878 23.020 267.956.350 385.508 4.487.307.300 50.631 589.350.120 32.074 373.343.967 14.948 173.997.630 11.015 128.208.780 79.965 930.795.743 79.965 930.795.743 251.760 2.930.486.400 315 3.663.108 4.878 56.778.174 204.555 2.381.020.200 Total Total Harga Harga (Rp) (US$) 4.642 54.030.843 110.145 1.282.087.800 236.025 2.747.331.000 1.416 16.483.986 50.352 586.097.280 2.225.246 25.901.865.973
1
2
3
4
5
6
RBDPS Kebutuhan per jam Kebutuhan per tahun Harga/kg pada tahun 2014 Harga/kg pada tahun 2018 Total harga/tahun
3.366,488 26.662.588,13 8.000 12.588 335.628.659.355
kg/jam kg/tahun Rp/kg Rp/kg Rp/Tahun http://www.alibaba.com/
NaOH Kebutuhan per jam Kebutuhan per tahun Harga/kg pada tahun 2014 Harga/kg pada tahun 2018 Total harga/tahun
453,145 3.588.906,82 10.000 15.735 56.471.448.750
kg/jam kg/tahun Rp/kg Rp/kg Rp/Tahun http://www.scribd.com/
Asam Sitrat Kebutuhan per jam Kebutuhan per tahun Harga/kg pada tahun 2014 Harga/kg pada tahun 2018 Total harga/tahun
208,333 1.649.997,36 23.000,00 36.190,50 59.714.229.457
kg/jam kg/tahun Rp/kg Rp/kg Rp/Tahun http://www.sinarbintangchemical.com
EDTA Kebutuhan per jam Kebutuhan per tahun Harga/kg pada tahun 2014 Harga/kg pada tahun 2018 Total harga/tahun
208,333 1.649.997,36 26.000 40.911 67.503.041.995
kg/jam kg/tahun Rp/kg Rp/kg Rp/Tahun (CV. Rudang Jaya, 2014)
TCS Kebutuhan per jam Kebutuhan per tahun Harga/kg pada tahun 2014 Harga/kg pada tahun 2018 Total harga/tahun
243,055 1.924.995,60 100.000 157.350 192.499.560.000
kg/jam kg/tahun Rp/kg Rp/kg Rp/Tahun (CV. Rudang Jaya, 2014)
Glukosa Kebutuhan per jam Kebutuhan per tahun Harga/kg pada tahun 2014 Harga/kg pada tahun 2018
347,222 2.749.998,24 7.500 11.801
kg/jam kg/tahun Rp/kg Rp/kg
Total harga/tahun 7
8
9
10
32.453.416.730 Rp/Tahun (CV. Rudang Jaya, 2014)
Gliserin Kebutuhan per jam Kebutuhan per tahun Harga/kg pada tahun 2014 Harga/kg pada tahun 2018 Total harga/tahun
694,256 5.498.504,35 32.000 50.352 76.860.691.132
kg/jam kg/tahun Rp/kg Rp/kg Rp/Tahun http://www.sinarbintangchemical.com
Pewangi Kebutuhan per jam Kebutuhan per tahun Harga/kg pada tahun 2014 Harga/kg pada tahun 2018 Total harga/tahun
138,889 1.100.000,09 70.000 110.145 21.159.509.693
kg/jam kg/tahun Rp/kg Rp/kg Rp/Tahun (Chemical Store, 2014)
Ekstrak madu Kebutuhan per jam Kebutuhan per tahun Harga/kg pada tahun 2014 Harga/kg pada tahun 2018 Total harga/tahun
69,444 549.999,65 55.000 86.543 47.598.344.537
kg/jam kg/tahun Rp/kg Rp/kg Rp/Tahun http://www.scribd.com/
Etanol Kebutuhan per jam Kebutuhan per tahun Harga/kg pada tahun 2014 Harga/kg pada tahun 2018 Total harga/tahun
1.041,667 8.250.000,26 20.000 31.470 259.627.508.308
kg/jam kg/tahun Rp/kg Rp/kg Rp/Tahun http://www.scribd.com/
E. 3 Harga Produk Sabun Padat Transparan (1 bungkus = 90 gram) Produksi
: 6.944,44 kg/jam : 604.999.996 batang/tahun
Harga/batang
: 2.800 : Rp. 1.693.999.989.158.-
Total harga produk/tahun
: Rp. 1.693.999.989.158.-
E. 4 Harga Bahan Utilitas 1
2
3
4
5
Al2(SO4)3 Kebutuhan per jam Kebutuhan per tahun Harga/kg pada tahun 2014 Harga/kg pada tahun 2018 Total harga/tahun
0,591 4.680,72 3.000 4.721 22.095.339
kg/jam kg/tahun Rp/kg Rp/kg Rp/Tahun http://www.alibaba.com/
Na2CO3 Kebutuhan per jam Kebutuhan per tahun Harga/kg pada tahun 2014 Harga/kg pada tahun 2018 Total harga/tahun
0,319 2.526,48 3.500 5.507 13.913.957
kg/jam kg/tahun Rp/kg Rp/kg Rp/tahun
http://www.alibaba.com/
CaOCl2 Kebutuhan per jam Kebutuhan per tahun Harga/kg pada tahun 2014 Harga/kg pada tahun 2018 Total harga/tahun
0,020 158,40 17.000 26.750 2.692.800
kg/jam kg/tahun Rp/kg Rp/kg Rp/tahun
http://www.tokokolamrenang.co
kg/hari kg/jam kg/tahun Rp/kg Rp/kg 86.335.343 Rp/tahun
http://www.tokokimiaindonesia.com
NaCl Kebutuhan per hari Kebutuhan per jam Kebutuhan per tahun Harga/kg pada tahun 2014 Harga/kg pada tahun 2018 Total harga/tahun NaOH Kebutuhan per hari Kebutuhan per jam
209,2978 8,721 69.068,27 1.250
277,066 kg/hari 11,54 kg/jam
Kebutuhan per tahun Harga/kg pada tahun 2014 Harga/kg pada tahun 2018 Total harga/tahun 6
91.431,78 10.000 15.735 56.471.448.750
kg/tahun Rp/kg Rp/kg Rp/tahun
http://www.scribd.com/
0,2204 1,75 3.500 29.750.000 46.811.625 81.712.875
kg/jam ton/tahun US $ Rp Rp/ton Rp/tahun
http://www.alibaba.com/
Filter Sand (pasir) Kapasitas Kebutuhan per hari Kebutuhan per tahun Harga/m3 tahun 2014 Harga/m3 tahun 2018 Total harga/tahun
2,66 64 11.514 500.000 786.750 393.375.000.000
m3/jam m3/hari m3/tahun Rp Rp/m3 Rp/tahun
http://www.alibaba.com/
Carbon Aktif Kapasitas Kebutuhan per hari Kebutuhan per tahun Harga/kg tahun 2014 Harga/kg tahun 2018 Total harga/tahun
2,66 64 21.067,20 9.000 14.162 298.343.153
m3/jam m3/hari m3/tahun Rp Rp/kg Rp/tahun
http://www.alibaba.com/
6.500 -
L/jam L/tahun Rp Rp/tahun
N2H2 Kebutuhan per jam Kebutuhan per tahun Harga/ton pada tahun 2014 Harga/ton pada tahun 2018 Total harga/tahun
7
8
9
Diesel Kebutuhan Harga/liter Total harga/tahun
E.5 Biaya Gaji Karyawan Gaji untuk masing-masing golongan karyawan adalah seperti yang terinci pada Tabel E.4. Tabel E.4 Perincian Golongan dan Gaji No
Jabatan
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Direktur Utama Direktur Teknik dan Produksi Direktur Keuangan dan Pemasaran Direktur Administrasi dan Umum Staf Ahli Sekertaris Kepala Bagian Produksi Kepala Bagian Teknik Kepala Bagian Umum dan Administrasi Kepala Bagian Keuangan Kepala Bagian Pemasaran Kepala Seksi proses Kepala Seksi Utilitas Kepala Seksi Penelitian dan Pengembangan Kepala Seksi Laboratorium dan QC Kepala Seksi Pemeliharaan Kepala Seksi Keselamatan Kerja Kepala Seksi Personalia Kepala Seksi Administrasi Kepala Seksi Keamanan Kepala Seksi humas
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Jumlah orang/shift -
Jumlah Total 1 1 1 1 3 4 1 1
20.000.000 15.000.000 13.000.000 13.000.000 8.000.000 5.000.000 12.000.000 12.000.000
20.000.000 15.000.000 13.000.000 13.000.000 24.000.000 20.000.000 12.000.000 12.000.000
-
1
10.000.000
10.000.000
-
1 1 1 1
10.000.000 10.000.000 7.500.000 7.500.000
10.000.000 10.000.000 7.500.000 7.500.000
-
1
7.500.000
7.500.000
-
1 1 1 1 1 1 1
7.500.000 7.500.000 7.500.000 7.500.000 7.500.000 7.500.000 7.500.000
7.500.000 7.500.000 7.500.000 7.500.000 7.500.000 7.500.000 7.500.000
Gaji/org
Total
22 23 24 25 26 27 No 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39
Kepala Seksi Pemasaran Kepala Seksi Pembelian Kepala Seksi Akuntansi dan KAS Karyawan Keselamatan Kerja Karyawan personalia Karyawan Administrasi Jabatan Karyawan Keamanan Karyawan Humas Karyawan Pemasaran Karyawan Pembeliaan Karyawan Keuangan Medis Paramedis Apoteker Asisten Apoteker Sopir Cleaning Service Buruh Total
2 Jumlah orang/shift 4
1 1 1 8 2 2 Jumlah Total 16
-
2
-
Tabel E.5 Perincian Golongan dan Gaji Operator Jabatan Jumlah/shift Operator proses 18 Foreman Proses 11 Foreman Bengkel dan pemeliharaan 4 Operator Bengkel dan pemeliharaan 8 Operator Proses Unit Produksi 6 Operator Utilitas Pengadaan Steam 2 Operator Utilitas Pengadaan Air 2 Operator Utilitas Pengadaan Tenaga Listrik 2 Operator Utilitas Pengadaan Bahan Bakar 2 Operator Utilitas pengolahan Limbah 2 Karyawan Pengendalian 2 Karyawan Laboratorium 3 Total Total per Tahun
7.500.000 7.500.000 7.500.000 4.000.000 4.000.000 4.000.000 Gaji/org
7.500.000 7.500.000 7.500.000 32.000.000 8.000.000 8.000.000 Total
4.000.000
64.000.000
4.000.000
8.000.000
2 2 2 2 4 1 2 7 7 20 108
4.000.000 4.000.000 4.000.000 7.000.000 4.000.000 5.000.000 3.500.000 3.000.000 2.500.000 2.000.000 284.500.000
8.000.000 8.000.000 8.000.000 14.000.000 16.000.000 5.000.000 7.000.000 21.000.000 17.500.000 40.000.000 521.000.000
shift 3 3 3 3 24 8 8 8 8 8 8 12
Gaji 6.000.000 4.000.000 7.000.000 6.000.000 6.000.000 6.000.000 6.000.000 6.000.000 6.000.000 6.000.000 4.000.000 4.000.000
Total 324.000.000 132.000.000 21.000.000 18.000.000 144.000.000 48.000.000 48.000.000 48.000.000 48.000.000 48.000.000 32.000.000 48.000.000 959.000.000 11.508.000.000
E.6 Total Investasi, Total Capital Investment (TCI) E.6.1 Modal Tetap, Fixed Capital Investment (FCI) Biaya Langsung (Direct Cost) 1. Purchased Equipment (FOB), E
: Rp. 45.807.121.583
2. Ongkos Kirim dan Asuransi 10% dari E
: Rp.
4.580.712.158
3. Delivered Equipment Cost (DEC)
: Rp. 50.387.833.741
4. Instalasi Peralatan, 40% dari E
: Rp . 18.322.848.633
5. Instrumentasi dan kontrol (terpasang), 26% dari E
: Rp. 11.909.851.612
6. Perpipaan (terpasang), 55% dari E
: Rp. 25.193.916.870
7. Instalasi listrik (terpasang), 10% dari E
: Rp.
4.580.712.158
8. Bangunan, 30% dari E
: Rp. 13.742.136.475
9. Service facilities, 55% dari E
: Rp. 25.193.916.870
10. yard improvement, 12% E
: Rp.
Total Direct Cost (TDC)
5.496.854.590
: Rp.
154.828.070.950
Biaya Tidak Langsung (Indirect Cost) 1. Engineering & supervision, 32% dari DEC
: Rp. 16.124.106.797
2. Biaya konstruksi, 34% DEC
: Rp. 17.131.863.472
3. Biaya perizinan, 4% DEC
: Rp.
2.015.513.350
4. Biaya kontraktor, 19% DEC
: Rp.
9.573.688.411
5. Biaya tak terduga, 37% DEC
: Rp. 18.643.498.484
Total Indirect Cost (TIC)
: Rp. 63.488.670.514
FCI = TDC + TIC = Rp. 154.828.070.950 + Rp. 63.488.670.514 = Rp. 218.316.741.463
E.6.2 Modal Kerja, Working Capital Investment (WCI) Working Capital Investment (WCI), 75%DEC
Rp. 37.790.875.306
TCI = FCI + WCI = Rp. 218.316.741.463 + Rp. 37.790.875.306 = Rp. 256.107.616.769.-
Modal investasi terbagi atas: 1. Modal sendiri (equity)
= 60% TCI = Rp. 153.664.570.061
2. Modal pinjaman (loan) = 40% TCI = Rp. 102.443.046.708
E.7 Total Production Cost (TPC) E.7.1 Total Manufacturing Cost (TMC) Biaya Produksi Langsung (Direct Production Cost) 1. Bahan baku utama dan pembantu
:
Rp.1.113.887.750.601 2. Gaji karyawan (terlibat proses), GK 11.508.000.000
: Rp.
3. Pengawasan langsung (PL), 15% dari GK
1.726.200.000 4. Utilitas
: Rp.
62.172.777.359 5. Perawatan dan perbaikan (PP), 6% dari FCI
: Rp.
13.099.004.488 6. Suplai pabrik, 15% dari PP
: Rp.
1.964.850.673 7. Pengeluaran laboratorium, 15% dari GK
: Rp.
1.726.200.000 8. Biaya laboratorium, 20% dari GK 2.301.600.000
: Rp.
: Rp.
9. Bahan utilitas, 20% dari PP
: Rp.
394.275.730.207 10. Patent dan Royalties, 1% dari Co
:
0,01
Co Total Variable Cost (TVC)
: Rp. 1.206.084.783.121 + 0,01 Co
Pengeluaran Tetap (Fixed Charges) 1. Depresiasi (peralatan dan bangunan), 5% dari FCI
: Rp. 10.915.837.073
(harga tanah tidak mengalami penurunan) 2. Pajak, 2% dari FCI
: Rp.
4.366.334.829
3. Asuransi, 1% dari FCI
: Rp.
2.183.167.415
4. Bunga, 12% dari FCI
: Rp. 12.293.165.605
Total Fixed Charges (TFC)
: Rp.
29.758.504.922
Plant Overhead Cost (POC), 60% dari GK, PL, PP
: Rp
15.799.922.693
TMC = TVC + TFC + POC = Rp. 1.206.084.783.121 + 0,01 Co + Rp. 29.758.504.922 + Rp. 15.799.922.693 = Rp. 1.251.643.210.736 + 0,01 Co
E.7.2 Biaya Pengeluaran Umum, Total General Expenses (TGE) 1. Administrasi, 20% dari OP, PL, PP
: Rp.
2. Distribusi dan pemasaran, 5% dari Co
:
0,05 Co
3. Penelitian dan pengembangan (R&D), 4% Co
:
0,04 Co
Total General Expenses (TGE) Co
5.266.640.898
: Rp. 5.266.640.898 + 0,09
Co = Rp. 1.396.566.501.815.-
Patent dan Royalties, 1% dari Co
: Rp.
139.656.650.181 Total Variable Cost (TVC)
:Rp.
1.391.299.860.917
General expenses, 1. Distribusi dan pemasaran, 5% dari Co
: Rp. 69.828.325.091
2. Penelitian dan pengembangan (R&D), 4% Co
: Rp. 55.862.660.073
Total General Expenses (TGE)
: Rp.130.957.626.061
TPC = TVC + TGE = Rp. 1.391.299.860.917+ Rp. 130.957.626.061 = Rp. 1.567.815.914.593.E.8 Analisa Ekonomi Metode Linear Total Capital Investment, TCI
: Rp.
256.107.616.769 Modal sendiri (equity), 60% dari TCI
: Rp.
153.664.570.061 Modal pinjaman (loan), 40% dari TCI
: Rp.
102.443.046.708 Biaya produksi, TPC
: Rp.
1.567.815.914.593 Depresiasi, 5% dari FCI 10.915.837.073
: Rp.
Harga jual produk
: Rp.
1.693.999.989.158 Laba sebelum pajak
: Rp.
115.268.237.492 Pajak perusahaan
: Rp.
28.817.059.373 Laba setelah pajak
: Rp.
86.451.178.119
E.8.1 Laju Pengembalian Modal, Rate of Return (ROR) 1. Sebelum pajak ROR = =
Laba sebelum pajak 100% TCI
Rp. 115.268.237.492 100% Rp. 256.107.616.769
= 45 %
2. Sesudah pajak ROR = =
Laba sesudah pajak 100% TCI
Rp.86.451.178.119 100% Rp. 256.107.616.769
= 33,75 % E.8.2 Waktu Pengembalian Modal, Pay Out Time (POT) 1. Sebelum Pajak POT
=
TCI (Depresiasi Laba sebelum pajak)
=
Rp. 256.107.616.769 (Rp. 10.915.837.073 Rp. 115.268.237.492)
= 2,1 tahun ≈ 2 Tahun 1 Bulan
2. Sesudah Pajak POT
=
TCI (Depresiasi Laba sesudah pajak)
=
Rp. 256.107.616.769 (Rp. 10.915.837.073 Rp.86.451.178.119)
= 2,63 tahun ≈ 2 tahun 8 bulan
E.8.4 Titik Impas, Break Event Point (BEP) Analisa titik impas digunakan untuk mengetahui jumlah kapasitas produksi dimana biaya produksi total sama dengan hasil penjualan. Tabel E.6 kapasitas Produksi Kapasitas No FC (Fixed Cost) Produksi
TC (Total Cost)
SC (Hasil Penjualan)
1
0%
29.758.504.922
29.758.504.922
0
2
10%
29.758.504.922
168.888.491.014
169.399.998.916
3
20%
29.758.504.922
308.018.477.105
338.799.997.832
4
30%
29.758.504.922
447.148.463.197
508.199.996.748
5
40%
29.758.504.922
586.278.449.289
677.599.995.663
7
50%
29.758.504.922
725.408.435.381
846.999.994.579
8
60%
29.758.504.922
864.538.421.472
1.016.399.993.495
9
70%
29.758.504.922
1.003.668.407.564
1.185.799.992.411
10
80%
29.758.504.922
1.142.798.393.656
1.355.199.991.327
11
90%
29.758.504.922
1.281.928.379.748
1.524.599.990.243
12
100%
29.758.504.922
1.421.058.365.839
1.693.999.989.158
Gambar E.1 Grafik Break Event Point (BEP) Metode Linear Dari Gambar E.1 didapatkan nilai Break Even Point (BEP) sebesar 34% yang menandakan bahwa dengan hanya memproduksi 34% dari total produksi, maka pabrik akan mengalami titik impas. Dimana pada keadaan tersebut maka pabrik tidak mendapatkan keuntungan dan juga tidak mengalami kerugian.
Tabel E.7 Data- data untuk grafik BEP Kapasitas Fc TC Produksi (%) 0 29.758.504.922 1.391.299.860.917 10 29.758.504.922 1.391.299.860.917 20 29.758.504.922 1.391.299.860.917 30 29.758.504.922 1.391.299.860.917 40 29.758.504.922 1.391.299.860.917 50 29.758.504.922 1.391.299.860.917 60 29.758.504.922 1.391.299.860.917 70 29.758.504.922 1.391.299.860.917 80 29.758.504.922 1.391.299.860.917 90 29.758.504.922 1.391.299.860.917 100 29.758.504.922 1.391.299.860.917
Sc
Fc
29.758.504.922 168.888.491.014 308.018.477.105 447.148.463.197 586.278.449.289 725.408.435.381 864.538.421.472 1.003.668.407.564 1.142.798.393.656 1.281.928.379.748 1.421.058.365.839
0 169.399.998.916 338.799.997.832 508.199.996.748 677.599.995.663 846.999.994.579 1.016.399.993.495 1.185.799.992.411 1.355.199.991.327 1.524.599.990.243 1.693.999.989.158
E.9 Analisa Ekonomi Metode Cash Flow Total Capital Investment, TCI
: Rp.
256.107.616.769
Modal sendiri (equity), 60% dari TCI
: Rp.
153.664.570.061
Modal pinjaman (loan), 40% dari TCI
: Rp.
102.443.046.708
Biaya produksi, TPC
: Rp. 1.567.815.914.593
Depresiasi, 5% dari FCI
: Rp.
Harga jual produk
: Rp. 1.693.999.989.158
Masa kontruksi
: 3 tahun
Umur pabrik
: 20 tahun
Pengembalian pinjaman
: 10 tahun
Bunga pinjaman
: 12%
Pajak
: 25%
Kapasitas produksi: Tahun pertama
: 80%
Tahun ke-2
: 90%
Tahun ke-3 s/d ke-18
: 100%
Tahun ke-19
: 90%
Tahun ke-20
: 80%
10.915.837.073
A. Pada tahun -2 Biaya sendiri digunakan 50%
: Rp. 76.832.285.031
Biaya pinjaman bank 50% dari total pinjaman
: Rp. 51.221.523.354
Total investasi pada tahun -2
: Rp. 128.053.808.384
B. Pada tahun -1 Biaya sendiri digunakan 50%
: Rp.
76.832.285.031
Biaya pinjaman bank 50% dari total pinjaman
: Rp.
51.221.523.354
Bunga bank 12% dari jumlah pinjaman tahun -2 : Rp.
6.146.582.802
Total investasi pada tahun -1
: Rp. 134.200.391.187
Total pinjaman pada tahun -1
: Rp. 108.589.629.510
C. Pada tahun 0 (akhir masa konstruksi) Bunga bank 12% dari jumlah pinjaman tahun -1
: Rp.
13.030.755.541 Jumlah pinjaman pada awal tahun 0
: Rp.
95.558.873.969 Total investasi sampai pabrik selesai dibangun
: Rp.
275.284.955.113
Pembuatan cash flow bertujuan untuk mengetahui berapa lama penghasilan suatu pabrik dapat menutupi investasi yang dikeluarkan. Persentase depresiasi
: 5% FCI
Laba sebelum pajak
: hasil penjualan – biaya produksi – depresiasi – bunga sisa pinjaman
Pajak
: 25% dari laba sebelum pajak
Laba sesudah pajak
: laba sebelum pajak – pajak
Actual cash flow
: laba sesudah pajak – depresiasi
Net cash flow
: actual cash flow – pengembalian pinjaman
Discounted cash flow
:
dimana i : interest rate n : tahun
Net cash flow (1 i) n
E.9.1 Laju Pengembalian Modal Tabel E.8 Laju Pengembalian Modal Tahun 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Net Cash Flow
Present Value i= 0,19356748 i=0,160548
30.763.398.038 25.774.326.591 26.507.648.144 40.584.185.635 41.595.432.962 41.595.432.962 51.472.749.913 30.833.153.886 33.540.502.158 52.897.508.598 26.506.942.173 29.654.807.596 54.322.267.284 22.773.001.992 26.202.313.236 55.747.025.969 19.553.012.726 23.137.525.101 57.171.784.655 16.778.479.853 20.419.245.973 58.596.543.340 14.389.607.749 18.010.257.224 60.021.302.026 12.334.279.657 15.877.006.442 61.446.060.711 10.567.139.721 13.989.305.349 75.535.341.046 10.785.330.107 14.684.393.441 75.535.341.046 9.036.213.108 12.652.982.419 75.535.341.046 7.570.760.145 10.902.592.930 75.535.341.046 6.342.967.843 9.394.348.988 75.535.341.046 5.314.293.452 8.094.752.641 75.535.341.046 4.452.444.911 6.974.939.978 75.535.341.046 3.730.367.143 6.010.040.065 75.535.341.046 3.125.392.746 5.178.622.569 66.071.535.454 2.290.455.336 3.903.151.039 56.607.729.861 1.644.130.133 2.881.466.594 Total 275.397.732.234 329.611.334.850
Maka: -
Modal konstruksi (Total Investasi) Rp. 275.284.955.113
-
Interest Rete (IRR) yang diperoleh 19,36%
-
Rasio = Total present value/Modal awal = 275.397.732.234/275.284.955.113 = 1,0004
Karena harga IRR yang diperoleh lebih besar daripada bunga pinjaman yaitu sebesar 12% per tahun, maka dapat disimpulkan bahwa pabrik ini layak untuk didirikan.
E.9.2 Waktu Pengembalian Modal, Pay Out Time (POT) Tabel E.9 Cumulative Net Cash Flow Net Cash Cummulative Tahun Flow cash flow -2 0 30.763.398.038 -1 0 73.173.220.371 0 0 126.384.849.139 1 30.763.398.038 180.960.077.214 2 42.409.822.333 236.898.904.597 3 53.211.628.768 294.201.331.287 4 54.575.228.075 352.867.357.284 5 55.938.827.383 412.896.982.588 6 57.302.426.690 474.290.207.199 7 58.666.025.997 537.047.031.117 8 60.029.625.304 613.288.337.073 9 61.393.224.611 689.529.643.029 10 62.756.823.918 765.770.948.985 11 76.241.305.956 842.012.254.941 12 76.241.305.956 918.253.560.897 13 76.241.305.956 994.494.866.853 14 76.241.305.956 1.070.736.172.809 15 76.241.305.956 1.146.977.478.765 16 76.241.305.956 1.213.780.577.593
17 18 19 20
76.241.305.956
1.271.145.469.293
76.241.305.956
1.271.145.469.293
66.803.098.828
1.271.145.469.293
57.364.891.700
1.271.145.469.293
Modal awal (Total Investasi) = Rp. 275.284.955.113.Dengan cara interpolasi antara tahun ke-3 dan ke-4, maka diperoleh waktu pengembalian modal selama 3 tahun 4 bulan.
